張南哲
(延邊大學工學院,吉林 延吉 133002)
延邊大學是吉林省政府和國家教委共建,省重點建設、西部開發(fā)重點建設的高校,地處享有“教育之鄉(xiāng)”美譽的吉林省延吉市。一直以來學校高度重視化工學科的發(fā)展,加大改善了教學與科研條件,積極引進了高層次人才,但是相對于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的高校仍存在很多不足的地方:例如,位于祖國邊疆,工業(yè)欠發(fā)達,特別是周邊化工企業(yè)少且規(guī)模小,加之多數(shù)企業(yè)處于停產(chǎn)或者半停產(chǎn)狀態(tài);涉外的實踐教學經(jīng)費相對更高、課程設置不能適應現(xiàn)代工程技術人才的培養(yǎng)需求,而且教師的教育觀念仍停留在老式的教學模式上,轉型較慢,理論聯(lián)系實際生產(chǎn)不夠等等[1]。因此,我們根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標和學校的教學實情,改革探索了化工專業(yè)實踐教學的模式和方法,強調了創(chuàng)新意識和工程實踐能力,提高了實踐教學綜合水平。
改革之前我校的化工學科實踐教學按照傳統(tǒng)的教學模式由金工實習、專業(yè)實驗、課程設計和實習活動等部分進行,然而這些實踐教學環(huán)節(jié)存在諸多不足。例如,在專業(yè)實驗教學中,往往教師事先調試實驗裝置,詳細講解實驗步驟,并親自演示等,使實驗教學以教師為中心、強調了“教”的作用,卻淡化了學生的獨立思考;而且實驗課程安排在理論課之后,其結果實驗教學成為驗證課堂理論知識的一種模式,不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。又如,實習活動全部在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場中進行,但是隨著生產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)勝劣汰和機構改制越來越難以找到實習場所,即便找到了實習單位還存在因大型裝置自動化連續(xù)生產(chǎn)及安全等原因,在實習時以企業(yè)技術人員的講授為主,學生只能觀察設備和儀表、旁觀生產(chǎn)過程等,不能操作體驗正常生產(chǎn)及開、停車和事故處理等的化工全過程,使學生的動手操作能力無法得到訓練;并且不能在控制室里長時間停留,無法參與分析和處理生產(chǎn)中過程中出現(xiàn)的實際問題等等[2]。
對于以實踐為基礎,訓練學生的動手操作能力、培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,傳統(tǒng)實踐教學模式已不適合現(xiàn)代化工工程技術人才的培養(yǎng);特別是地方高校因多種原因實踐教學環(huán)節(jié)往往趨于簡單化,因此迫切需要切合校情實際的實踐教學模式和方法。我?;W科基于模塊化課程思路,改革傳統(tǒng)實踐教學模式提出了“課程實驗”、“綜合實踐”、“仿真實訓”、“校外實踐”、“創(chuàng)新訓練”等實踐教學新模式;每一個實踐教學模塊均由若干個教學單元組成,各教學單元之間按照學生的學習進程和綜合能力的提升有機銜接,實現(xiàn)了基本實驗能力的培養(yǎng)、專業(yè)知識的拓展、實踐能力的提升以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高[3]。
課程實驗教學的目的是,為了促進學生對專業(yè)理論知識的理解,掌握基本實驗技能和方法,初步培養(yǎng)科學思維和嚴謹作風[1]。因此,在實驗課程的設置上,緊密結合教學重點內容和學習進度主要在第3~4學期安排,并且注重綜合性實驗,強調學生掌握實驗儀器和基本操作技術,鼓勵學生在教師的指導下獨立思考、獨立操作,從而實現(xiàn)了學生的“學習”目的和“主體”作用。
校內綜合實踐包括金工實習、課程設計、畢業(yè)設計(論文)等。其中,金工實習是化工專業(yè)實踐教學的重要組成部分,也是學生工程實踐訓練的必修課程。通過金工實習培養(yǎng)了學生的工程基本知識和基本技能等綜合能力。
課程設計是培養(yǎng)學生對所學專業(yè)知識的綜合運用能力,并為后續(xù)的畢業(yè)設計、參加工作必要的基礎性實踐訓練。根據(jù)“厚基礎、寬口徑、強實踐、重創(chuàng)新、高素質”的人才培養(yǎng)目的,在第6學期開設了《化工原理課程設計》和《化工設備課程設計》實踐課程?!痘ぴ碚n程設計》,要求學生掌握單元設計的基本知識、選定流程及設備的原則,訓練獨立查閱資料和估算化工物性數(shù)據(jù)的能力,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力?!痘ぴO備課程設計》,要求學生綜合運用化工設備機械基礎知識和相關化工專業(yè)理論,訓練典型化工設備機械設計的基本技能,掌握化工單元設備設計的基本方法和步驟??紤]這兩門課程的相似性和連貫性以及時間的緊迫性,在安排課程時將它們對接安排,并且在設計內容上選擇相同單元操作,使學生將化工原理課程設計得到的工藝參數(shù)直接用于后面的強度計算和設備設計。這樣節(jié)省了重復的任務布置、輔導以及學生的準備工作時間等,而且大部分時間用于兩個相貫通的設計工作上,提高了學習效率,在有限的時間內圓滿完成了課程設計任務。
畢業(yè)設計(論文)是培養(yǎng)學生綜合運用所學基本理論知識和基本技能,分析和解決實際問題、鍛煉創(chuàng)新能力的重要實踐教學環(huán)節(jié)。為了更好地發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力和實踐能力,按照學校關于本科生畢業(yè)設計(論文)管理規(guī)定,首先選題重視結合學生的畢業(yè)去向,對于考研同學建議做論文類課題,對于就業(yè)的同學盡量安排設計類課題,倡導從科研課題中選題,鼓勵學校-企業(yè)雙導師培養(yǎng)機制,企業(yè)導師主要負責學生的工程實踐,校內導師則負責畢業(yè)設計及論文的撰寫,有效培養(yǎng)了學生創(chuàng)新意識,提高了在現(xiàn)實生產(chǎn)中分析、解決問題的能力;其次規(guī)范開題答辯、中期監(jiān)督檢查及考核評價等制度,促進了學生的積極性,提高了畢業(yè)設計(論文)的質量。
化工仿真實訓是利用計算機仿真技術再現(xiàn)典型化工生產(chǎn)流程、操作過程和設備原理,在模擬真實的現(xiàn)場環(huán)境下操作訓練,讓學生不受空間和時間的限制隨時進行專業(yè)實訓,不進工廠對化工廠身臨其境的感受,其操作訓練安全無危險、不會造成設備破壞和環(huán)境污染,而且將化工廠搬進高校降低了實踐教學的運作成本,是非常適合位置偏遠地方高校的實踐教學。但是由于仿真的局限性,化工仿真實訓并不能完全取代下廠實習。為此,我們將仿真實訓與認識實習結合起來,即采用先下廠現(xiàn)場參觀實習,后仿真實訓的教學模式,使學生對各種化工設備及化工生產(chǎn)過程先有直觀的感性認識,然后進行仿真實訓,不僅培養(yǎng)了學生的工程意識,而且通過開車、正常生產(chǎn)、正常停車、緊急停車等過程仿真訓練,熟練了化工生產(chǎn)過程的操控技能,提高了分析問題和解決問題的能力,達到了實訓教學的目的,為后續(xù)的生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習工作奠定了較好的基礎。
校外實踐是在化工實際生產(chǎn)過程中對學生進行全面的綜合訓練,包括認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習等過程。
認識實習安排在短二學期,時間為1周。通過認識實習,讓學生了解化工單元設備及各種管件、閥門,了解化工生產(chǎn)的工藝流程和控制系統(tǒng)的組成等,使學生建立起一個完整的、真實的化工過程的概念,而且為接續(xù)的仿真實訓教學奠定了基礎。
生產(chǎn)實習在化工實習教學中占有極其重要的地位??紤]集中實習需要較大規(guī)模的實習單位,還給企業(yè)帶來安全隱患等諸多問題,我們將學生分成若干小組分散實習于多個校外實習基地,如圖們利安石化公司、石峴白麓紙業(yè)公司、圖們民族塑料廠、延吉污水處理廠等,這種小規(guī)模集中實習的模式,很好地解決了聯(lián)系實習單位日益困難的問題。生產(chǎn)實習活動安排在短三學期進行,時間為4周,要求學生熟悉相關化工過程的設備、工藝流程及技術參數(shù)等,并且跟班學習操作,參與企業(yè)的生產(chǎn)活動,不僅培育了工程思維,而且提高了分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力。
畢業(yè)實習是課堂理論學習結束后進行的一次重要的實踐性環(huán)節(jié),是注重對學生綜合技能的訓練[2]。通過畢業(yè)實習,使學生掌握化工生產(chǎn)的工藝技術,了解土建、配電及暖通等工程知識,提高專業(yè)綜合技能;讓學生在現(xiàn)行生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)存在的問題和不足并提出相應的改進方案,以提高學生的發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題的能力;同時為接續(xù)的畢業(yè)設計搜集資料,做好準備。我們將畢業(yè)實習和畢業(yè)設計合并為一個階段,并且采用集中實習和分散實習的新模式,讓一部分做畢業(yè)設計的學生在第八學期初利用4周時間集中實習,一部分做畢業(yè)論文的學生從第6~7學期開始參與教師的科研工作,完成畢業(yè)實習;還鼓勵學生在就業(yè)單位畢業(yè)實習。
創(chuàng)新訓練實踐是通過開放性實驗和創(chuàng)新訓練科研項目等方式,為學生提供自主學習和實踐創(chuàng)新的工作過程[3]。各類創(chuàng)新實踐,實行自由申請、獨立設計、教師指導檢查的運行管理機制,突出培養(yǎng)實踐能力、創(chuàng)新意識、團隊合作精神等。例如,近幾年我們積極引導和鼓勵學生參加《大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目》和《本科生自選科研項目》,先后有幾十名同學參與了《殼聚糖石墨烯納米復合材料的合成及其應用》等十余項項國家級、省級、校級的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目和自選科研項目,并發(fā)表了《伊利石模板法制備玉米芯基多孔碳材料及其性能研究》等SCI、中文核心、省級期刊論文近二十篇。創(chuàng)新訓練實踐活動激發(fā)了學生的學習積極性和創(chuàng)造性,鍛煉了學生的分析、解決問題和實際動手能力,培養(yǎng)了團隊合作精神,而且為學有余力、能在更高層次發(fā)展的學生提供個性發(fā)展、激發(fā)創(chuàng)新思維的空間,為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造了條件。
實踐教學是工科專業(yè)培養(yǎng)高素質應用型人才的重要環(huán)節(jié)。針對地方高校化工類專業(yè)實踐教學中存在的問題,進行了實踐教學改革,不僅將理論緊密聯(lián)系實際工作和生產(chǎn),而且培養(yǎng)了學生的工程意識和創(chuàng)新意思,增強團隊精神和溝通能力,提高分析問題和解決問題的能力,從而達到培養(yǎng)高素質應用型化工人才的目的。