高校化工類專業創新創業素質培養教學實踐

文彬 粟智 馬曉利 孫傳慶 冶育芳

[摘 要] 創新創業的素質教育對工科專業本科教育工作提出了新要求。以新疆師范大學化學工程與工藝專業課程教學實踐中存在的問題為導向，利用大學生對計算機的興趣，在化工專業課的教學過程中引入化工設計模擬軟件——Aspen Plus，引導和激發化工專業學生對專業課的學習興趣，提高學生對“多而難”的化工專業課的理解和應用能力，培養學生在實踐中尋找課本理論的自我學習能力，提升學生的化工行業素養。在畢業設計環節，采用團隊形式實施完整的產品設計項目，鍛煉學生融入工作環境的協同能力，促進學生創新創業素質的培養。

[關鍵詞] 化工專業課;Aspen Plus;教學模式;素質教育

[基金項目] 2017年度新疆師范大學本科教學工程教學研究與改革項目“化學化工類專業創新創業能力培養的實踐教學體系研究”（SDJGZ）

[作者簡介] 文 彬（1969—），男，四川內江人，博士，新疆師范大學化學化工學院副研究員，碩士生導師，主要從事地方資源的化工過程開發與應用研究。

[中圖分類號] G642.0? ? ? [文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）32-0079-04? ? [收稿日期] 2021-04-02

一、引言

當前是個知識大爆炸的時代。隨著互聯網時代的到來，人們獲取知識的便捷性使得社會科技水平以幾何級數向前推進，相應地，人類為了適應社會發展水平和滿足對美好生活的向往，所需要的知識和技能也在不斷遞增，在有限的學制時間內學習盡可能多的生存知識，成為教育界順應時代發展、與時俱進所必須面臨的問題。

高等教育事業的主要任務是培養服務于社會發展的人[1]。不同的培養目標所需要的知識技能、能力和素養要求也不相同。如圖1所示，培養工程技術人才、創新型人才和創業型人才所需培養的知識素養和技能層次不斷提高，越往金字塔頂部，所需培養的技能就越豐富，對本科生的知識和素養要求就越多。在工程領域，大量的工作是常規性的，維護產品線的正常運轉，保證產品質量的合格，需要常規型技能人才，也就是工程師。還有一些崗位需要創新型人才，如改進生產線，進一步降本增效等。對于未來企業家和科學家，需要在大量實踐中脫穎而出、逐漸起到領頭作用的人才，是一個長久的實踐培養過程。但這個過程不可能完全來自學校，高校工科教育不可能也沒必要把每個大學生都培養成創新創業人才。這就要求面向創新創業的培養體系必須具備兼容性，以適應不同學習能力、性格素養學生的培養要求。不同層次的學生在同樣的教學內容和環境下，達到自己知識和素養所能夠達到的盡可能高的目標層次。這對教育培養體系的建設提出一個難度很高的課題。如何激發學生的內生動力主動學習，培養創新的習慣，在學習過程中學到專業之外的“科學家精神”和“企業家精神”，是教育工作者面臨的問題。

順應國家區域經濟戰略布局及自治區產業戰略規劃人才培養布局，新疆師范大學化學化工學院于2012年開始招收化工類工科專業的本科生，雖然時間短，但在學校的重視扶持下，成功實現從理到工的轉型，教學能力也從傳統的培養基本化工技能人才向培養創新創業型人才轉變，并保證課程教育質量符合工科生培養規范，成為自治區緊缺專業和一流專業。幾年來，許多教育工作者對普通本科高校或地方院校實踐教學與大學生創新創業能力的培養做過深入探討和研究[2-9]。這些教育工作者從教育體系和平臺建設的角度，對高校實踐教學與大學生創新創業能力的培養進行了一些探索和實踐，并取得了較好的效果。本文根據新疆師范大學化學工程與工藝專業教學實踐，以問題為導向，從教學方式、教學內容以及畢業設計三個環節，針對化工專業工科教學中創新創業知識和能力培養進行實踐性探討。

二、化工專業教學存在的問題

（一）化工專業課學時壓縮與創新創業素質教學內容增長的矛盾

隨著我國的產業升級和科技進步，教育事業也從培養技能型人才向創新創業型人才轉化，工科專業教育目標也從培養工程師向培養未來科學家、企業家的目標轉變，教育內容的廣度和深度也在不斷提高。教育改革必須與時俱進，適應我國經濟產業從高速度向高質量轉型。怎樣在有限的學時下完成教學任務，達到教學效果，讓學生既有寬廣的知識面，又能掌握工程實踐知識的精髓，是教學工作應該面對的問題。

（二）學生反映化工核心專業課難，公式太多，計算復雜，畏懼學習

人們常把理科和工科放在一起稱為“理工科”，其實二者存在很大的差別，之所以把它們放在一起，也許是因為它們都屬于自然科學范疇。理科是基礎學科，包括數學、物理、化學、生物等，理科的目標是培養從事基礎理論、教學、科學研究的相關高級專門人才;工科是培養運用數學、物理學、化學等基礎科學的原理，解決實際問題的高級工程人才。如果說理科是定性解決“可能性”的問題，那么工科就是定量解決“可行性”的問題。工科對數學的要求比理科高一些，這也是為什么大部分學生覺得工科比理科難學。還有一個原因是，理科的物理、化學是高考科目，具有延續性;工科則沒有延續性，所以覺得工科“難”。

（三）化學工程與工藝專業畢業班學生不愿意做化工設計類題目

化工專業能力培養是一個龐大的體系，涉獵的知識面廣，既有基礎理論知識，又要有工程實踐經驗。例如，化工過程中最簡單的一段管路設計，要進行工藝參數設計（涉及課程：化工原理、化學反應工程、化工分離工程）、物料性質計算（涉及課程：化工熱力學）、設備尺寸設計計算（涉及課程：化工設備機械設計、工程力學）、強度校核（涉及課程：材料學、工程力學）、自動化儀表控制設計（涉及課程：化工自動化儀表、電工學）、走向和高低搭配和位置設計（涉及課程：化工設計）、工程制圖（涉及課程：化工制圖）、化工安全性設計（涉及課程：化工安全技術、材料學）等環節，每一個設計環節對應一門課程或學科。一個完整的產品設計過程往往由多個甚至成百上千個上述單元操作組合而成，設計過程公式多、原理復雜、步驟多、工作量很大，所以學生產生恐懼心理而不愿意報化工設計的課題。