CDIO理念下化工裝備專業實踐教學研究

摘"要：在對教學現狀分析的基礎上，貫徹CDIO理念，構建了化工機械安裝與維修實驗的基礎技能、專業應用、綜合創新三個課程層次，三個層次互為支撐、層層提升，并融合課程思政教育、多元綜合評價體系及“雙師型”教師隊伍、工程實踐教學團隊建設等，形成了特色教學形式，有效保障了應用型人才培養路線的實施。該課程體系的構建與實踐，突出了實踐操作，培養了行業精神，鍛煉了學生動手操作的習慣，大大提高了學生的實踐興趣和熱情，培養了學生動手、動腦和解決問題的能力，極大地促進了專業的課程建設及人才培養，對提高學生的應用能力和實踐能力產生了積極效果。

關鍵詞：實踐教學；CDIO；化工裝備；安裝維修

Reasearch"on"Practice"Teaching

of"the"Chemical"Equipment"Major"Based"on"CDIO"Concept

—Taking"Chemical"Mechanical"Installation"and"Repair"Experimental"Class"as"an"Example

Dang"Rui"Jia"Weipeng"Yang"Yingbo"Gao"Wenwen"Xi"Xiaoyan

School"of"Chemistry"and"Chemical"Engineering"Yulin"University"ShaanxiYulin"719000

Abstract：Based"on"the"analysis"of"the"current"teaching"situation"and"the"implementation"of"the"CDIO"concept，three"course"levels"of"basic"skills，professional"application，and"comprehensive"innovation"for"chemical"machinery"installation"and"maintenance"experiments"have"been"constructed.These"three"levels"are"mutually"supported"and"improved，and"are"integrated"with"ideological"and"political"education，a"diversified"comprehensive"evaluation"system，a"dual"teacher"team，and"the"construction"of"engineering"practice"teaching"teams.A"distinctive"teaching"form"has"been"formed，effectively"ensuring"the"implementation"of"the"applied"talent"training"route.The"construction"and"practice"of"this"course"system"highlight"practical"operation，cultivate"industry"spirit，exercise"handson"operation"habits，greatly"enhance"students'"practical"interest"and"enthusiasm，cultivate"their"handson"habits，thinking"habits，and"problemsolving"abilities，greatly"promote"professional"course"construction"and"talent"cultivation，and"have"a"positive"effect"on"improving"students'"application"and"practical"abilities.

Keywords：Practical"teaching；CDIO；Chemical"equipment；Installation"and"maintenance

CDIO是國際工程教育領域改革創新的成果之一，CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運行（Operate），目的在于培養出一批符合社會需求的實踐應用型人才。在這個過程中，知識在理論與實踐結合的過程中得到加強，最終達到既掌握理論知識又學會工程實踐的目的［1］。CDIO模式實際是一種融案例教學、項目教學、問題教學、主動學習、產學研發合作和團隊合作等為一體的教學模式，它讓學生形成積極主動的學習習慣，并讓學生在學習過程中通過練習與實踐，將課程之間進行有機聯系而實現相關的預定培養目標［2］。目前，國內諸多工科院校把CDIO工程教育理念和工程類專業課程建設相結合，以課程教學改革為載體，把知識傳授、素質提升與技能培養有機融合在課程教學過程中，搭建具有工程教育理念的、特色鮮明的、系統化的課程教學模式，營造主動參與、積極探究的學習氛圍，對培養滿足現代社會需求、專業技能扎實、工程實踐能力強、職業道德高尚的化工專業工程應用型人才具有很大的借鑒意義［3］。

“化工機械安裝與維修”課程是過程裝備與控制工程專業的核心課程之一，主要內容包括化工機械安裝與維修的基本技能，離心泵、壓縮機、反應釜及塔設備維護、檢修與安裝，管路的安裝與修理。過程裝備與控制工程專業的學生畢業后主要在化工、石油、能源等領域從事過程裝備管理及維護工作，因而該課程是本專業主干課程之一，是一門實踐性很強的課程。在此課程中實施CDIO理念，實現工程實踐教學，對專業人才培養目標的實現具有重要意義。

1"教學現狀

分析現有“化工機械安裝與維修”實踐教學現狀，發現存在的主要問題是：（1）實驗項目及手段過于傳統，實驗內容僅建立在基礎認知層面，缺乏專業應用及綜合創新；實驗課時安排缺乏創新，如管路、閥門、反應釜的拆裝等裝備，其結構原理相對簡單，而實驗過程枯燥乏味、耗時多，學生在看懂原理后就不愿再動手實踐，教師也怕學生拆開設備后裝不上而影響后續教學，故而大部分課堂只能進行認知講解。（2）實驗目的及意識存有偏差，缺乏工匠精神的培養，學生認為上實驗課也是學習知識，忽略了吃苦耐勞精神的鍛煉和動手能力的培養，看懂原理后就不想動或拆完了就不想裝。（3）課程考核形式簡單，僅從出勤、平時表現及實驗報告幾項加權賦予學生本門課程分值，導致學生對實踐環節重視度不高、積極性不強［4］。（4）以教師為主體，缺乏企業合作，無法建立工程認知理念。由于以上原因，實踐教學無法調動學生學習和探索的積極性，實驗環節以應用型人才培養為出發點，但沒有達到理想的培養效果。

2"教學構思設計

過程裝備與控制工程專業以培養化工裝備的設計、制造、維修為特長的應用型人才為目標，在“新工科”及“工程認證”雙背景下，針對目前開設化工機械安裝維修實驗現狀并結合現有的辦學實際情況，對以下方面進行了課程的構思與設計：（1）突出實踐操作和應用型人才培養，減少理論課時，增加開設獨立實踐（實驗）20課時，通過實踐使學生加深對理論課程的認識和理解，具備化工設備安裝維修的基本技能，掌握設備保養維護等基本知識，培養學生的動手能力、分析能力和創新能力；（2）開展課程思政建設及課程思政教育，建立思政教學資源庫，使學生轉變思想觀念，培養勤于動手操作，不怕臟、不怕累、不怕麻煩的職業基本意識，保證課程的順利開展；（3）課程體系的重新布排，建立基礎技能、專業應用、綜合創新三個課程層次，形成多層次模塊化實踐課程體系［56］；（4）改革現有的考核模式，將課堂動手、任務完成的中間過程、任務完成結果、出勤表現、實驗報告及創新報告結合，合理完成對學生的綜合評價，形成多元綜合化評價體系；（5）教師參加相關專業技能培訓及實習實踐，多層次開展產教融合，建立一支雙師型課程教師隊伍，構建一支工程實踐教學團隊。

3"實施步驟

（1）搜集課程相關的課程思政案例，建立思政教學資源，開展課程思政建設及課程思政教育，使學生轉變思想觀念。安裝與維修首先是培養吃苦耐勞精神和培養動手習慣的課程，無論是否懂得維修理論，都要行動起來，哪怕是擰螺絲這類簡單的操作也是熟能生巧，鍛煉手眼腦各方面的協調以及勤于動手的習慣。通過一些工程師專業成長的故事及大國工匠的視頻資源，如《匠人匠心，2022年西寧工匠——沈明強》，一名“80”后機械工程師在長期的實踐工作中培養自己的工匠精神，不斷改進燒結設備主爐保溫結構，減小對進口備件依賴，修舊利廢、升級改造，提高設備產能。培養學生操作的基本意識，使學生明白工程師也是在工程實踐中鍛煉成長起來的，是理論和實踐的統一體，從而保證課程的順利開展。

（2）整合現有的實驗資源，開發新的課程模式，建立基礎技能、專業應用、綜合創新三個課程層次。重新整合現有的實驗資源，搜集整理多媒體視頻資源，根據資源整合情況，建立2～3次基礎技能實驗課程，并根據具體情況，打破傳統兩課時一次課的限制，更合理地調整安排課時。面向全院系搜集廢棄實驗設備資源，開展故障診斷與維修實踐，不設置具體課時時間限制，采用任務法讓學生分小組靈活實踐。與企業聯合錄制維修現場視頻素材資料，請畢業校友錄制相關專題報告，向學生播放，了解企業中設備維修的具體實施情況。與專業實踐同步進行，鼓勵學生在見習中發現問題，探索解決問題的辦法，撰寫創新報告。

（3）將課堂動手、出勤表現、實驗報告、任務考核的中間過程、服務對象的滿意程度、創新報告相結合，學生互評打分和教師打分結合。教師要全程跟蹤了解學生的實時動態及小組中每名學生的分工協作與表現，公平合理地為學生打分；儀器所有人要客觀地為學生的專業應用能力打分；學生之間可采用匿名互評、組內互評、組間互評等形式。通過以上方法，調動每一位學生的積極性和參與程度，合理完成對學生的綜合評價。

4"課程實現與運行

課程改革實踐中的關鍵問題就是課程體系的實施，其中多層次實踐課程體系中的基礎技能板塊實施延續之前的實驗教學內容，借助150m2的化工裝備模型與拆裝實驗室，進行泵、壓縮機、閥門、管路管件等各類基礎模型的認知和拆裝，在此基礎上增加多媒體動畫原理教學、課程思政案例教育，使課程有血有肉，更加豐富靈動。專業應用板塊采用化工學院每年科研和教學中使用的小型儀器，如攪拌加熱器、烘箱、小型反應釜、抽濾泵等，這些設備本身故障率高，而故障后一般只能報廢或者返廠。這些小型設備原理簡單，在經得儀器所有人許可并告知利弊后收集起來讓學生開展專業應用維修實踐，以解決專業應用板塊教學資源的來源問題。將學生以小組劃分，自行商定時間，開展故障診斷和維修，需要更換配件的與儀器所有人商討，由儀器所有人出資費用，最后向儀器所有人綜合匯報情況，做出實踐總結，并由儀器所有人對學生的維修實踐進行打分反饋。學生經過拆卸、分析、與廠家聯系配件、裝配維修，將一部分廢舊設備成功修好，節約了資源和經費，鍛煉了動手能力。

綜合創新板塊與實習見習相結合，并采用企業合作的模式聯合開展。在見習實習中鼓勵學生去發現探索問題，無法上手操作的問題采用查閱資料，完成創新報告的模式實施［7］；與企業聯合開發錄制專題影像資料向學生播放，使學生了解企業中設備維修的具體實施情況，從而彌補綜合創新無資源開展的困境。

課程實施中另一個關鍵問題是對學生的綜合評價考核。綜合考評考核環節，教師是基于全程跟蹤了解學生的實時動態及小組中每名學生的分工協作與表現情況，公平合理地為學生打分，儀器所有人站在客戶和使用者的角度客觀地為學生的專業應用能力打分，學生之間是采用組內匿名互評、組間匿名互評的形式打分，各類分數依次按40%、30%、20%、10%權重計算，也可以根據實際情況逐年調整完善。

5"工程實踐教學團隊構建

課程教學團隊除了本專業經驗豐富的理論及實驗教師，還依托與企業聯合開展的產學研合作協同育人項目，使校內教師融入企業，教師通過親自參與行業企業生產實踐，提高實踐教學能力和專業綜合素質，使師資隊伍從“理論性”向“實踐性”轉變，構建一支專兼結合、合理、素質優良、具備扎實理論基礎和豐富實踐經驗、適應產教融合發展的雙師雙能型教師隊伍［8］。另外，注重引進，聯合在相關企業設備崗位任職多年、具有豐富的一線生產及操作經驗的技術人員兼職任教，特別是對于本校本專業自己培養的專業技術人才，請回來以現身說法的形式、以學長的身份，對學生在技術和情感方面做雙重滋養，彌補專業教師實踐經驗不足的缺憾，促使產教融合深度進行。

6"總結

通過以上課程體系的構建及實踐，將培養學生對職業勞動的認知態度和勤于動手的基本習慣作為課程主要目標之一，實現了學生思想觀念的轉變，保證實踐類教學的有效開展。在現有資源和條件保障下，整合開發建立“基礎技能”“專業應用”“綜合創新”三個層次模塊化實踐課程體系，三個模塊互為支撐，層層提升，一并解決了本學院小型儀器設備簡單的維修問題，形成特色教學形式，有效保障應用型人才培養路線的實施；突出了實踐操作，培養了行業精神，鍛煉動手操作習慣，使學生具備化工設備安裝維修的一些基本技能，實現本專業向國家級能源化工基地持續輸出應用型人才的培養目標。

綜上所述，CDIO理念下化工裝備專業實踐教學探索出更優質的教學方法，激勵了教師和學生，促進了學風建設，提升了教學手段，大大提高了學生的實踐興趣和熱情，培養了學生的動手習慣和思考習慣，提高了學生解決問題的能力，更適應應用型人才培養的需要，并充分利用優質教學資源，提升了本專業的教學實力，極大地促進了專業的課程建設及人才培養，對提高學生的應用能力和實踐能力產生了積極效果。

參考文獻：

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［5］劉艷萍，劉雯雯，王利霞.面向新工科的多維度創新實踐教學體系構建：以鄭州大學工程力學專業為例［J］.河南教育（高教），2024（01）：4951.

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［7］馮迪，陳洪美，黎文航，等.基于“產出導向”的金屬材料工程專業實踐教學體系構建［J］.中國現代教育裝備，2023（23）：147149.

［8］李偉章，林劍春.新工科理念下面向大學實踐課程教學方案的探索與構建［J］.模具制造，2023，23（12）：7577.

項目：教育部產學合作協同育人項目（23090137514"3505）；榆林學院教改項目（JG2310）

作者簡介：黨睿（1983—"），女，漢族，陜西富平人，碩士，教授，主要從事化工機械教學工作，研究方向為化工裝備過程強化及化工新材料應用。