模擬企業生產應化專業創新實踐訓練的探索

摘要： 以精細化學品化學為基礎的實踐課程是應用化學專業重要的專業方向課之一。作為化工專業學生職業技能教育的主要課程，精細化工實習實踐對培養學生專業素養和愛崗敬業精神具有重要作用。傳統的化工實習形式仍然停留在學生實驗和工廠參觀上，因此，創新實踐形式和優化實踐內容是激發學生學習熱情和促進學生掌握職業技能的重要手段。我們以市場需求為切入點，培養學生完成以應用性能為主要目的的日常生活中常見的精細化學品生產全流程，模擬精細化學品工業生產全過程，拉近了課堂教學和生產實踐的距離，為培養理論扎實、技能過硬的產教融合應用型化工人才奠定了基礎。

關鍵詞： 企業生產" 產教融合" 實踐訓練" 職業技能

精細化學品生產工業是當今化學工業中最具活力的領域之一，它具有專用性強、生產批量小、品種多、技術密集度和附加值高等特點，是世界各國化學工業發展的戰略重點。精細化學品化學正是培養應用化學專業學生具有豐富的精細化工理論知識的專業方向課程，也是學生開始接觸以應用性能為特征的化學品生產實踐的重要基礎課程。近20年來，精細化工取得了飛速發展，各種精細化學品生產新技術、新概念不斷出現，新型特種功能精細化學品不斷面世，其理論和實踐教學體系發生了翻天覆地的變化。國內各高校包括高職高專應化專業對精細化學品化學課程理論教學體系構建、教學方法的變革和教學內容的整合都作出了很多有益的探索。但實踐教學環節仍然局限在學生實驗和工廠參觀實習等傳統形式上，不能很好地培養學生解決實際問題的動手能力和創新能力。2015年，國務院辦公廳印發《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，提出了深化創新創業教育改革的目標，在大眾創業、萬眾創新的新形勢下，創新精細化學品實踐教學新模式，對在精細化工領域培養優秀人才具有重要意義。

一、精細化學品實踐訓練的教學對象

安徽農業大學應用化學專業自2005年招生以來一直把精細化學品化學作為必修課程，同時在大學四年級上學期開設精細化學品化學課程設計作為實踐科目。囿于條件，我們以專題設計和課程論文相結合的形式完成精細化學品化學課程設計實踐課程，雖然取得一定效果，但難以滿足新時代新工科對應用化學專業學生實踐技能提升的現實要求。借助2019年學校對本科人才培養方案修訂的契機，我們在應用化學專業高年級階段開設了系列創新實踐訓練課程，其中，創新實踐Ⅲ課程主要針對應用化學高年級學生對專業方向的認識進行拓展，結合應化專業本科人才培養方案的要求和已開設專業方向課的特點，我們以精細化學品化學課程為基礎，開設精細化工類創新實踐課，與傳統精細化學品實驗課程教學模式不同，在創新實踐Ⅲ實踐課程中，我們摒棄了傳統實驗教學內容單一、缺乏應用性的教師指定的實驗內容，采用探究式、項目驅動型實踐教學理念，以拓展應用化學專業學生對精細化工生產的基本認識，促進學生對精細化工生產技能的掌握，激發學生對應用化學專業知識應用的熱情。

二、模擬企業生產的精細化學品實踐訓練內容選定

通過調研其他高校精細化學品化學實踐課程體系的主要內容和基本形式，根據精細化學品化學理論課的教學內容安排，我們對精細化學品化學實踐課程的開課形式和授課內容進行了優化和調整，以拉近課堂教學和生產實踐之間的距離為基本出發點，合理選擇實踐教學內容，突出生產生活中典型產品在實踐教學中的復現，從學生興趣出發促進精細化學品化學實踐課程教學的順利實施。按照市場調研—選題擬定—文獻查閱—方案確定—自主制備—產品質檢—使用體驗的主線（見圖1）完成一個專題產品的設計制備及商品化應用。

（一）結合市場需求的實踐選題確定

以往的實踐課程選題都是教師指定或者學生在教師劃定的范圍內做有限的選擇，學生很難根據社會和市場需求自主確定實踐內容。考慮到精細化學品的商品屬性和產品更新換代較快，我們要求學生從市場調研開始確定實踐內容，即市場需要什么，我們就設計生產什么。當然，由于精細化學品種類繁多，即使同一功能產品也有不同商品牌號，我們只能從日常生活中比較常見的日用化學品入手，如合成洗滌劑、普通膠黏劑、天然有機色素等，去選擇一些常見的產品類型進行實踐訓練。在我們進行實踐教學改革探索期間，正好是新型冠狀病毒肺炎的關鍵時刻，雖然大規模市場調研較難開展，但學生們從日化品銷售量統計的角度獲得了殺菌消毒產品在當前市場上的需求急速增加的信息，特別是具有殺菌消毒功能的洗滌去污劑的需求增加讓學生看到了特定功能洗滌去污產品的市場商機。在此基礎上，同學們分別設計了驅蚊抑菌洗手液、殺菌洗衣液、易漂洗潔精、護膚手工皂等功能性產品，我們讓學生根據自己的興趣自由組合成若干個專題小組，組內成員相互協作，從資料收集、原料篩選、工業生產路線視頻觀摩到小型化企業生產路線設定、產品質檢及消費者體驗等環節進行實踐方案細化，通過專題設計向全體同學及實踐指導教師詳述實踐細節并修改和完善，形成最終的實踐生產內容。除此之外，我們也鼓勵同學們對不同類型的精細化學品進行市場調研，每年根據市場行情選擇自己感興趣的產品進行實踐內容修訂。我們以日常生產生活中常見的精細化工產品生產過程為主線，選取2～3個市場認可程度高的商品化精細化學品為對象（如功能性洗手液、功能性手工皂、環保型膠黏劑等），每年更換設計開發的產品類型，盡量不重復生產。

（二）模擬企業生產過程的商品化產品制備

以市場調研確定的商品化精細化工產品為研發目標，把學生分成幾個生產小組，讓學生在確定的實踐方案指導下完成目標產品的制備。此階段結合課程組在超星泛雅學習通平臺上預先建立的線上課程，通過觀看相關產品不同生產廠家的生產視頻，讓學生對產品工業生產基本流程有一個預先認識，并在實踐過程中按照企業生產的工藝流程縮小生產規模進行小批量制備。同時我們對化工基本單元操作進行了虛擬仿真實驗課程訓練，讓學生對工業生產所用儀器設備進行形象化認識。此外，根據功能需求的不同引導學生在生產工藝的過程中實時優化產品配方，加深學生對精細化學品生產工藝中配方決定性能的認識。例如，疫情期間市場對功能性洗手液需求的增加激發了學生改良市場上手部清潔產品的興趣，不同專題小組設計了不同功能性的洗手液，作為其有效成分的表面活性劑都采用聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽型的陰離子表面活性劑，但不同組別的實踐方案中有的添加了具有驅蚊抑菌活性的天然產物提取液，有的添加了具有保濕護膚功能的助劑，從而賦予產品不同的附加功能；也有同學對洗手液的應用形式進行了設計改良，將普通的液狀洗手液改進為泡沫洗手液或免水洗洗手液，讓學生深刻認識配方技術在精細化工產品生產中的重要作用。目前，此階段的產品制備主要體現在配方調整層面，簡單的加熱、機械攪拌等生產工藝可以實現配方改變產品性能需求，但設計復雜的生產工藝，如固體或膏霜狀產品的復混，則需要專門的設備才能實現。

（三）商品化生產的產品質量檢測及使用體驗

根據產品設計的應用性能及產品賣點，鼓勵同學們為自己開發的產品進行品牌和形象包裝，如有的同學以泡沫型驅蚊洗手液為主要特征，我們會提供泡沫泵頭作為產品承裝容器并配以產品性能介紹；在完成從市場需求調研到商品化產品包裝的生產流程后，再按照精細化工產品質量檢測國家標準進行產品品質檢測。例如，在功能性洗手液的生產過程中，我們會推薦學生按照國家標準進行洗手液pH的測定（GB/T 6368 2008），洗滌劑發泡能力的測定（GB/T 13173 2008）和洗滌劑總活性物含量的測定（GB/T 13173 2008）；同時進行產品穩定性與保濕性能的測定，結合化妝品膚感測試，讓學生在實踐課程中走完商品化精細化學品從設計生產到質量檢測和使用者體驗的完整過程。在此過程中，如果產品質量不達標，則需要從實踐方案確定的環節重新進行配方調整、產品制備和質量檢測。在最終獲得質量合格的實用性產品后，學生會在小范圍內向其他教師和同學推薦自己的產品，以獲得市場認可。在整個實踐訓練過程中，教師從授轉為導，引導、指導、輔導學生完成實用性產品的生產過程。經過系列訓練，讓學生能基本了解商品化精細化學品的生產過程，掌握解決精細化工生產過程中遇到的實際問題的基本思路。

（四）精細化工生產企業沉浸式體驗

在模擬完成商品化產品工業生產全過程后，讓學生走進前期建立起來的精細化工實習實踐基地進行現場觀摩，實現沉浸式實景教學，體驗工業生產的魅力。結合前期模擬工業生產的實踐訓練，學生在相關精細化工企業的跟崗實習不再是走馬觀花地溜一圈，而是深入生產工藝的每一個環節，達到生產實習的預期效果。

三、面臨的挑戰

雖然目前我們已經建立了部分精細化學品從產品市場調研到質量檢測和使用者體驗的完整研發流程，但精細化學品類型多、數量廣，且市場需求會不斷發生變化，后續學生在確定實踐內容時可能會開發其他類型的產品，這給實踐教學的物質保障帶來了極大的挑戰。目前，我們為了完善合成洗滌劑的制備及質量檢測，已經分批次購買了包括羅氏泡沫儀等表面活性劑質量檢測儀器，而其他類型精細化學品的質量檢測，如膠黏劑的性能檢測、染料的色度檢測等，也需要專門的儀器設備。因此，要完善精細化學品實踐課程內容，需要做好物質保障工作需要。

精細化工行業的規模化和集約化生產已成為當今化工行業的主流，家庭作坊式的生產模式和精細化工行業的發展水平不相適應。在實驗室中復制某一精細化學品完整的生產流水線包括質檢流程具有相當難度，對我們拓展新的商品化產品的實踐訓練是一次重大挑戰。

四、對策與展望

針對當前應化專業實踐訓練過程中遇到的問題，結合我校應化專業實習實訓基地建設現狀，我們總結并提出了生產性實習實訓基地產教一體、課程體系產教融合與師資隊伍產教兼容三個方面的對策。

首先，要建立產教一體的生產實訓基地。以應用化學專業人才培養要求和企業需求為依據，建立“專業+技能”的精細化工實踐訓練模式，營造真實的企業生產氛圍，選擇典型精細化工產品的生產工藝建設實訓基地，讓學生可真實操作、真實生產。同時，選擇技術先進、行業影響力大的企業建立緊密的校企合作關系，探索校企共建生產性實習實訓基地，嘗試讓學生在校學習精細化工基本單元操作，在實習基地進行頂崗生產實習的復合實踐訓練。

其次，為滿足行業及企業發展需求，要逐漸構建以典型精細化學品為載體，以生產過程為導向的精細化學品課程體系，將課程內容與生產實踐緊密結合，形成工學結合的實踐特色；將生產生活中的真實任務作為課程教學的基本內容，將知識點、技能訓練和具體工作結合起來，突出理論知識與技能訓練對生產崗位具有針對性。

最后，產教兼容的師資隊伍是生產型實習實訓課程建設的關鍵因素之一，高校專任教師中精通企業生產技術的相對較少，通過外聘懂技術的兼職教師建立產教兼容的實習實訓教師隊伍，完善知識、構建能力標準評價體系，使教師既能解決理論教學問題，又能解決生產實際問題。形成專任教師懂技術、兼職教師懂理論的產教兼容實踐指導團隊。

五、結語

以企業生產為模板，讓學生在實驗室中走完特定精細化工產品從市場調研到消費者體驗的全生產流程，再結合生產企業跟崗實習，對激發學生職業興趣和培養學生創新能力具有明顯的幫助，有效緩解了傳統精細化工實踐課程枯燥無味的窘況。通過實習實踐，學生的綜合素質和解決實際問題的能力得到明顯提高，可以獨立完成相關精細化學品的合成及復配工作，這為他們今后從事精細化工產品的開發、生產和應用奠定了良好的基礎。

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責任編輯：唐丹丹

本文系安徽農業大學校級質量工程“創新實踐Ⅲ社會實踐課程”和安徽省教育廳質量工程項目“對乙酰氨基酚微波輻射合成及表征虛擬仿真實驗教學項目”的研究成果，課題立項號為2022xnfzkc011。