陳 偉， 黃少云， 袁 華

(武漢工程大學 環(huán)境與化工清潔生產(chǎn)國家級實驗教學中心,武漢 430073)

0 引 言

實踐教學是深化課堂教學的重要環(huán)節(jié)，是學生獲取知識、掌握技能的重要途徑[1]。教育部等7部委聯(lián)合印發(fā)了《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》，明確指出“進一步加強高校實踐育人工作，強化實踐教學環(huán)節(jié)，深化實踐教學方法改革，著力加強實踐育人隊伍建設”[2]。因此，加強實踐育人工作，構建實踐育人教學體系，對于地方高校更好地服務區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展，培養(yǎng)高層次、復合型創(chuàng)新人才，具有重要意義[3-5]。

我校是一所具有化工行業(yè)背景和工程特色的地方院校，為地方經(jīng)濟社會尤其是湖北化工和相關行業(yè)培養(yǎng)各類應用型工程人才。環(huán)境與化工清潔生產(chǎn)實驗教學示范中心于2009年被批準為國家級實驗教學示范中心建設單位，2013年通過了專家驗收。在10多年的建設中，以培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力為核心，強化實踐教學環(huán)節(jié)，深化人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新，構建了有特色的實踐教學新體系，培養(yǎng)出大批具有扎實化學化工、資源開發(fā)基礎知識的工程復合應用型人才，為服務地方經(jīng)濟社會發(fā)展做出應有的貢獻[6-7]。

1 構建有特色的實踐教學新體系

化學工業(yè)是湖北省經(jīng)濟社會發(fā)展的關鍵經(jīng)濟領域，是全省3個率先實現(xiàn)“千億元產(chǎn)業(yè)計劃”的產(chǎn)業(yè)之一。2014年，全省石油和化學工業(yè)實現(xiàn)主營業(yè)務收入總量規(guī)模居全國第6位，位列中部6省第1位[8]。隨著相關行業(yè)的快速發(fā)展，對人才培養(yǎng)的數(shù)量和質(zhì)量都提出了更高要求。面向人才需求的實用性，依托我校化工、制藥等學科專業(yè)優(yōu)勢和湖北省“石油化工、磷化工和有色冶金工業(yè)”大省的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟特點和我校國家級環(huán)境與化工清潔生產(chǎn)實驗教學示范中心、“大化工”工程化實踐教學中心等教學平臺，構建了多層次實踐教學體系，開展教學內(nèi)容的更新與改革。

1.1 建立多層次實踐教學平臺

根據(jù)化工專業(yè)建設要求，通過實踐探索出“以課內(nèi)實踐教學為主線，以課外科技創(chuàng)新為途徑，以基本技能訓練為基礎，以工程素質(zhì)強化為重點，以培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型人才為目標，構建了資源有效開發(fā)、化工清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護三位于一體的“實驗、實習、實訓、創(chuàng)新”(“三實一創(chuàng)”)的實踐教學體系(見圖1)。

圖1 “三實一創(chuàng)”的實踐教學體系

1.2 實訓教學建設

工程訓練是培養(yǎng)高等工程技術人才的重要環(huán)節(jié)，是提高創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)重要組成部分[9-11]。實訓以化工安全教育、金工實習、拆裝、清潔生產(chǎn)單元操作和“三廢”污染控制單元操作實訓為主要內(nèi)容。

化工安全是高?；ゎ悓I(yè)在工程教育認證過程中較為突出的問題，安全教育培訓實現(xiàn)實驗安全和實習安全的必備環(huán)節(jié)，它貫穿了實踐教學體系各個環(huán)節(jié)[12]。通過實驗室安全、化工廠安全、急救培訓、消防逃生演習和滅火演習，使學生了解化工安全技術進展，強化化工安全意識，將安全教育融入實踐教學全過程。

金工實習是工程能力基礎訓練，是提高工程實踐能力的重要途徑[13]。學生在“大化工”工程化實踐教學中心訓練刨床、銑床、車床、鉆床和鉗工技術等基本的加工技術，提高學生的工程能力，為后續(xù)實踐教學打下基礎。

拆裝實驗與裝置安裝是基本技能訓練。我校化工專業(yè)學生必須完成普通實驗裝置拆裝訓練，部分學生還參與了由教師主導的31套實驗裝置(干燥實驗裝置、板式塔演示裝置、傳熱實驗裝置、超濾實驗裝置和流體阻力裝置等)研制過程，這對于提高學生工程能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識起到了十分重要的作用。

化工單元操作基礎及虛擬仿真操作訓練。為提高學生在綜合實驗和實踐環(huán)節(jié)中所需要的工程技術基礎，利用學?；ぶ性嚮貙W生進行化工單元操作基本技能訓練；利用“大化工”工程化實踐教學中心對學生進行工程設備裝置的拆裝訓練。針對化工綜合實驗中復雜、典型的化工生產(chǎn)流程和化工參數(shù)測定實驗等內(nèi)容，通過3D虛擬仿真實驗裝置交互式操作，掌握化工單元操作步驟和數(shù)據(jù)處理方法，滿足工藝流程操作訓練要求。

1.3 實驗教學改革與創(chuàng)新

(1) 構建“三層次七模塊”化工實驗課程體系。將化工專業(yè)實驗課程構建成“三層次七模塊”的實驗教學課程體系(見圖2)。第1層次為基礎型實驗，由基礎化學實驗和化工參數(shù)2個模塊組成?；A化學實驗模塊強化基本化學化工理論的應用、基本化學知識的鞏固和基本實驗技能的提高，化工參數(shù)測定模塊注重化工單元操作訓練、化工參數(shù)的測定和設計。第2層次為綜合性、設計性實驗。開設了磷石膏的綜合利用、新型混合萃取器萃取濕法磷酸、除塵脫硫一體化技術和鹽酸分解中低品位磷礦直接制備工業(yè)磷酸二銨等實驗。在教學方法和內(nèi)容設置上強調(diào)了學生自主創(chuàng)新實踐，充分體現(xiàn)了對學生交叉學科知識的綜合訓練、創(chuàng)新意識和科研能力的培養(yǎng)。第3層次為創(chuàng)新型實驗，強調(diào)綜合能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。通過項目立項、學生和教師進行雙向選擇、導師指導、評估驗收的方式組織教學。目前開出的基礎型實驗66項(必修)，綜合設計型實驗73項(必修和選修)，科技創(chuàng)新實驗66項(自由申請選修)。“三層次七模塊”實驗課程體系有利于培養(yǎng)學生實驗基本操作和技能，開拓了學生研究方法和思維能力，增強了學生在實際工作中工程意識和應用能力。

圖2 “三層次七模塊”實驗課程體系

(2) 實驗教學內(nèi)容的改革。按照“三層次七模塊”實驗課程體系的要求，刪去原基礎實驗各課程之間、基礎與專業(yè)實驗課程之間重復或重疊的內(nèi)容。增加綜合性、設計性實驗以及創(chuàng)新型實驗學時比例，綜合設計型實驗80個(學時占39%)，創(chuàng)新型實驗69個(學時占11%)。將教師科研項目轉(zhuǎn)化成創(chuàng)新型實驗，培養(yǎng)學生清潔生產(chǎn)技能和循環(huán)經(jīng)濟理念。其中轉(zhuǎn)化為綜合實驗項目的有12項，如鹽酸分解中低品位磷礦直接制備工業(yè)磷酸二銨實驗(由國家科技支撐計劃“鹽酸分解中低品位磷礦生產(chǎn)工業(yè)磷酸及其磷酸鹽示范工程”開發(fā)而成)、超濾膜實驗(由湖北省科技攻關重大項目開發(fā)而成)、洗手液的制備及性能測定(由專利技術轉(zhuǎn)化而成)；開發(fā)為研究創(chuàng)新實驗項目的有69項。將轉(zhuǎn)化的實驗內(nèi)容寫入教材“大學基礎化學實驗”和“環(huán)境與化工清潔生產(chǎn)創(chuàng)新實驗教程”。

(3) 多元化實驗教學管理模式。為了充分提高實驗資源的利用率，發(fā)揮資源的最大效益，實驗中心采取“4個統(tǒng)一和4個結合”管理新模式，對實驗資源進行統(tǒng)一的管理與調(diào)度?！?個統(tǒng)一”即實驗崗位統(tǒng)一設置、實驗教學儀器統(tǒng)籌安排統(tǒng)一管理、實驗教學經(jīng)費統(tǒng)一使用、實驗用房統(tǒng)一管理。“4個結合”即中心建設與課程建設相結合、與專業(yè)建設相結合、與學科建設相結合、與科研平臺建設相結合，通過實驗教學資源優(yōu)化，儀器設備得到充分利用?；A實驗采取統(tǒng)一組織、綜合實驗采取開放教學方式，實行主講教師負責制；創(chuàng)新型實驗采取開放教學方式，實行導師負責制。

1.4 實習教學改革與創(chuàng)新

(1) 更新實習教學內(nèi)容，強化教材建設。實習教學環(huán)節(jié)由認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、課程設計、畢業(yè)設計和畢業(yè)論文等部分構成。更新實習環(huán)節(jié)的教學內(nèi)容，是實現(xiàn)“三實一創(chuàng)”教學模式的必要保證。調(diào)整實習內(nèi)容，增加了常見化工生產(chǎn)過程安全事故的處理與分析、化工企業(yè)節(jié)能、環(huán)境評價、“三廢”治理等相關課程和內(nèi)容。加強教材建設，如“藥廠反應設備及車間工藝設計”(本書曾獲得原國家醫(yī)藥管理局科技進步二等獎)。

(2) 規(guī)范教學要求，求新教學方法。對于不同專業(yè)的課程設計、認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計與畢業(yè)論文(含選題依據(jù)，監(jiān)督、管理和檢查，規(guī)范化寫作，質(zhì)量的評價和考核等)，進行了統(tǒng)一規(guī)范，有利于提高實踐教學環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量。

(3) 拓展創(chuàng)新實習教學模式。實習教學是學生工程能力訓練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)[14]，經(jīng)過長期探索和教學實踐，整合了校內(nèi)和校外實習、校企聯(lián)合等教學模式，并創(chuàng)立了“宜化模式”[15]，適時進行訂單式培養(yǎng)。拓展后的實踐環(huán)節(jié)教學模式為3種：“宜化模式”(雙導師制)，學生校外自主實踐(單、雙導師制)，校內(nèi)環(huán)節(jié)(單導師制)。目前，我?；ゎ悓I(yè)已先后與湖北宜化集團公司、宜昌仁和礦業(yè)有限公司、人福藥業(yè)和湖北科興醫(yī)藥化工公司等24家企業(yè)建立實習基地。每年有600余名本科生進入這些基地進行認識、生產(chǎn)、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計。該教學模式已在我校全面推廣，并得到全國工科院校的廣泛關注和借鑒。

2 校企協(xié)同，打造“內(nèi)外互補”實踐師資平臺

實踐師資隊伍建設是實現(xiàn)實踐教學改革的關鍵一環(huán)。為了提高實踐教學師資隊伍的工程能力，學校與地方行業(yè)企業(yè)建立了良好的合作、溝通機制，與近100家企業(yè)簽署了聯(lián)合共建、人才培養(yǎng)、科技開發(fā)、職工培訓等協(xié)議；與十堰、天門、仙桃、宜昌、襄陽、荊門等10余個市縣及湖北省8大化工園區(qū)簽署了校地合作協(xié)議。近10年來，學校每年定期由全體校領導分別帶隊，赴各地走訪董事、校友單位，累計達700多家次。以此為依托，學校大力推行“教師隊伍工程化”和“企業(yè)資源教學化”。

(1) 教師能力工程化。為確?；I(yè)實踐教學質(zhì)量和教學水平，要求專任教師(本科、碩士、博士)學歷中必須有一個學歷是畢業(yè)于化工類專業(yè)。同時，學校出臺文件規(guī)定“40歲以下的專業(yè)教師必須到企業(yè)進行為期不少于6個月的企業(yè)生產(chǎn)實踐”。目前，具備工程實踐能力和項目經(jīng)驗的雙師型教師80人，擁有環(huán)境影響評價師、注冊一級結構工程師、安全評價師等各類工程資質(zhì)25人。

(2) 企業(yè)工程人員教師化。在打造優(yōu)質(zhì)實踐師資隊伍的同時，堅持“送出去”與“請進來”相結合。通過“校企聯(lián)合培訓中心”，聘請43位來自湖北宜化集團有限公司，北京燕山石油化工公司等國內(nèi)大型企業(yè)具有高級工程師以上職業(yè)資格的行業(yè)專家作為本專業(yè)的兼職教師，參與指導實踐教學環(huán)節(jié)。

(3) 企業(yè)資源教學化。學校與部分企業(yè)緊密合作，讓學生“零距離”接觸生產(chǎn)實際，實現(xiàn)實踐教學與企業(yè)生產(chǎn)的“無縫對接”。例如，本專業(yè)學生使用中石化武漢分公司的新員工操作流程實訓系統(tǒng)體驗實際石化企業(yè)的工作場景和工業(yè)流程。湖北宜化集團、武漢人福藥業(yè)集團每年接收我校學生開展“宜化模式”的實踐教學。

(4) 工程設備教學化。中石化武漢分公司、黃麥嶺磷礦和湖北宜化集團等共建企業(yè)捐贈了大量的各類工程設備，學校將近千套工程設備整合到“大化工”工程化實踐教學中心平臺，供學生進行化工單元操作、設備結構拆裝、工業(yè)流程模擬等各種實訓實習。

3 實踐教學體系實施效果

多層次的“三實一創(chuàng)”實踐教學新體系，大大促進了教學水平的提高，提高了學生的工程實踐能力和綜合素質(zhì)顯著。近3年來，學生在環(huán)化中心通過研究創(chuàng)新型實驗發(fā)表研究論文67篇，在全國大學生化工設計競賽共獲得一等獎1項、二等獎5項，三等獎4項，在2011年國家級實驗教學示范中心聯(lián)席會學生創(chuàng)新實驗競賽一等獎1項。在第八屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽獲得二等獎1項，第九屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽獲一等獎2項，第五屆“挑戰(zhàn)杯”湖北省大學生課外科技作品競賽一等獎2項，第六屆“挑戰(zhàn)杯”湖北省大學生課外科技作品競賽一等獎1項，三等獎3項。平均每年有50余名學生畢業(yè)論文獲得湖北省優(yōu)秀學士學位論文獎。

實驗中心的實踐教學改革對于化工學科教育和發(fā)展具有示范推動作用。作為省內(nèi)唯一的環(huán)境與化工類國家級實驗教學示范中心，共接受其他學校1萬人次的實驗與參觀交流，接受相關企業(yè)培訓500人次。作為全國大學生化工設計競賽華中賽區(qū)組織單位，承辦了第六屆華中賽區(qū)的決。發(fā)起并承辦了首屆湖北省大學生化學實驗技能大賽、首屆湖北省大學生化工設計創(chuàng)業(yè)大賽，發(fā)起舉辦了全省高校聯(lián)合化學實驗知識競賽、大學生暑期科技創(chuàng)新等活動，全省35所高校的約3 000名學生參與。與桂林理工大學國家級水污染控制實驗教學中心的近100名師生進行了為期2周的以創(chuàng)新性實驗項目為主要內(nèi)容的交流互訪。

4 結 語

以“三實一創(chuàng)”為核心的化工類專業(yè)實踐教學新體系構建與實踐，有利于提高化工專業(yè)人才的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出大批具有扎實化學化工、資源開發(fā)基礎知識復合應用型人才，為服務地方經(jīng)濟和社會發(fā)展做出了貢獻，推動化工行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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