徐靜莉,孫國(guó)富,程 妍,侯珂珂,司紅巖

(許昌學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南 許昌 461000)

實(shí)踐教學(xué)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)中及其重要的環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)方案中重要的組成部分。隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證的全面實(shí)施，實(shí)踐教學(xué)的重要性更加突出，其直接關(guān)系到學(xué)校人才培養(yǎng)的質(zhì)量的好壞。許昌學(xué)院作為向應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型的地方高校，在轉(zhuǎn)型發(fā)展中取得了一定的成績(jī)，應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高。培養(yǎng)行業(yè)一線應(yīng)用型技術(shù)人才的辦學(xué)定位更加確立了實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的重要地位。

集中實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)基本分為硬件與軟件兩個(gè)方面，目前國(guó)內(nèi)各高校進(jìn)行的硬件建設(shè)主要是實(shí)踐教學(xué)設(shè)備更新及補(bǔ)充、實(shí)踐環(huán)境改造；軟件建設(shè)方面主要是在集中實(shí)踐課程的數(shù)量增加、所占總學(xué)分的比例增大、補(bǔ)充實(shí)踐項(xiàng)目等方面進(jìn)行的。而對(duì)于課程內(nèi)容方面的研究基本都是停留在授課形式由簡(jiǎn)單驗(yàn)證轉(zhuǎn)向綜合訓(xùn)練等較淺的層面上，對(duì)于課程之間內(nèi)容關(guān)聯(lián)進(jìn)行的深層次的探索研究相對(duì)較少[1-4]。

1 集中實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容存在的問(wèn)題

對(duì)照工程教育認(rèn)證要求學(xué)生的12條畢業(yè)能力及新工科發(fā)展趨勢(shì)，我們發(fā)現(xiàn)集中實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容存在以下問(wèn)題。

1.1 實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)不合理，內(nèi)容缺失

改革后的集中實(shí)踐課程基本將以驗(yàn)證理論知識(shí)為主的訓(xùn)練內(nèi)容轉(zhuǎn)變成以掌握實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)技能為主，但教學(xué)內(nèi)容中對(duì)責(zé)任感、表達(dá)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神沒(méi)有硬性要求，而這些能力是工程素養(yǎng)中較為重要且在理論課程及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中是不易得到培養(yǎng)的。缺乏這些能力的培養(yǎng)，容易導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際生產(chǎn)中懂技術(shù)卻不會(huì)溝通，對(duì)企業(yè)乃至對(duì)整個(gè)社會(huì)缺乏應(yīng)有的責(zé)任意識(shí)，墨守成規(guī)缺乏創(chuàng)新，不會(huì)協(xié)作而導(dǎo)致發(fā)展受限。

另外生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容中主要為生產(chǎn)設(shè)備的操作運(yùn)行，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的組織運(yùn)行沒(méi)有體現(xiàn)，即學(xué)生缺乏組織生產(chǎn)的基本能力。

1.2 課程間融合度不夠，內(nèi)容單一

隨著新生領(lǐng)域的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)更多地涉及到各學(xué)科的交叉與創(chuàng)新，例如航天與電子、汽車與人工智能，這也是新工科內(nèi)涵中的一個(gè)重要部分。而現(xiàn)有的課程將“仿真技術(shù)”與“生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)”、“課程設(shè)計(jì)”與“生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)”、生產(chǎn)過(guò)程與自動(dòng)控制等課程完全互相獨(dú)立，沒(méi)有很好地將內(nèi)容整合以便滿足復(fù)合型人才培養(yǎng)的實(shí)踐訓(xùn)練需要。

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，一方面，受到集中實(shí)踐學(xué)分與學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的硬性要求影響(一般進(jìn)行一周為1個(gè)學(xué)分)，《認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)》設(shè)定為1個(gè)學(xué)分，教學(xué)目標(biāo)僅為使學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)企業(yè)有初步的了解。從教學(xué)內(nèi)容及效果看2-3天的時(shí)間足夠，一周時(shí)間就造成了教學(xué)內(nèi)容不飽滿；另一方面，校內(nèi)《化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)》的教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生從事生產(chǎn)操作的能力，但受環(huán)境條件限制不可能與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)完全一致，即訓(xùn)練的真實(shí)性不夠。

1.3 集中實(shí)踐課程與理論課程教學(xué)脫節(jié)，缺乏創(chuàng)新

《化工原理課程設(shè)計(jì)》安排在第二個(gè)學(xué)期期末考試前2周內(nèi)不停課集中進(jìn)行，學(xué)生往往沒(méi)有投入足夠的經(jīng)歷與時(shí)間，且設(shè)計(jì)中的很多知識(shí)是在上一個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)的內(nèi)容，時(shí)間跨度大，因此學(xué)生感覺(jué)時(shí)間緊壓力大，最后草草應(yīng)付了事，很難達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

綜上所述，對(duì)化工類專業(yè)而言，對(duì)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)等集中實(shí)踐類課程進(jìn)行改革，探索出培養(yǎng)具有較高工程素養(yǎng)的應(yīng)用型化工類專業(yè)人才的工程教育實(shí)踐教學(xué)方式，對(duì)培養(yǎng)出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的本專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)工程科技人才，是十分必要的。

2 集中實(shí)踐課程內(nèi)容的整合

經(jīng)過(guò)專業(yè)任課教師的討論后，決定從以下幾個(gè)方面進(jìn)行內(nèi)容整合。

2.1 以工程教育認(rèn)證要求為依據(jù)，融合課程知識(shí)，完善課程內(nèi)容

(1).認(rèn)真對(duì)照工程教育要求的12條能力要求，查找集中實(shí)踐教學(xué)課程可提供的支撐條款，完善培養(yǎng)目標(biāo)，并確定增加的培訓(xùn)項(xiàng)目。探討將理論課程與集中實(shí)踐課融合的可行性，從而彌補(bǔ)《化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)》課程缺乏“組織生產(chǎn)”這一重要環(huán)節(jié)。通過(guò)完善課程內(nèi)容到達(dá)培養(yǎng)既有工程技術(shù)又具有人文素養(yǎng)、具有一定組織管理能力的現(xiàn)代工程技術(shù)人才。

因此，首先在校內(nèi)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中加入培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)、創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)精神和社會(huì)責(zé)任感的訓(xùn)練項(xiàng)目；將《化工生產(chǎn)管理》與生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)課程結(jié)合起來(lái)，即個(gè)別章節(jié)在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中進(jìn)行；其次，在生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)中融入仿真訓(xùn)練內(nèi)容，虛實(shí)結(jié)合保證訓(xùn)練的全面性。并將校內(nèi)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)與進(jìn)入企業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)結(jié)合起來(lái)達(dá)到還原現(xiàn)實(shí)的訓(xùn)練目的。再次，將課程設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)應(yīng)于理論課程分步驟進(jìn)行，保證時(shí)間從而保證質(zhì)量。

(2)研究將認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)進(jìn)行合理拆分的比例，將拆分的一部分融合在化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的訓(xùn)練過(guò)程中。通過(guò)增加入廠實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，形成虛擬-實(shí)操-實(shí)際的完整連接，保證實(shí)訓(xùn)最大程度上接近生產(chǎn)實(shí)際。

其中的關(guān)鍵問(wèn)題是入廠實(shí)習(xí)時(shí)間安排在生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的哪個(gè)時(shí)間段比較合理，包含在實(shí)訓(xùn)階段的入廠實(shí)習(xí)企業(yè)的合理選擇。

3 以新工科理念對(duì)集中實(shí)踐課程進(jìn)行課程優(yōu)化，強(qiáng)化課程功能

《化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)》課程是高校理工科學(xué)生在校學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生對(duì)相關(guān)理論課程學(xué)習(xí)完畢后再認(rèn)識(shí)、在提高的過(guò)程，對(duì)學(xué)生未來(lái)的發(fā)展具有重要意義。對(duì)于化工專業(yè)，由于其面對(duì)行業(yè)的具有易燃易爆、高溫高壓、有毒有害等特殊性，所以在生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中除了要完成基本的學(xué)習(xí)任務(wù)外，還要具備“化工生產(chǎn)中突發(fā)事件與危機(jī)處理的初步能力”(培養(yǎng)方案中確定的專業(yè)核心能力)。這一能力的訓(xùn)練如果采用真實(shí)過(guò)程訓(xùn)練，很容易造成設(shè)備事故甚至人身事故。如何在安全的條件下培養(yǎng)學(xué)生這一核心能力是課程要解決的問(wèn)題。

因此，我們探討將課程靈活劃分的可行性，即在化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)中增加仿真訓(xùn)練，利用軟件制造的各類事件、危機(jī)，在保證整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程安全的前提下，培養(yǎng)學(xué)生具有應(yīng)對(duì)生產(chǎn)突發(fā)事件的能力。

4 以CDIO理念為本，創(chuàng)新教學(xué)模式

以學(xué)生為中心，探討《化工原理課程設(shè)計(jì)》分步驟進(jìn)行的可行性，解決設(shè)計(jì)內(nèi)容模塊化的關(guān)鍵問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上合理安排分步進(jìn)行的時(shí)間段。最終形成課程設(shè)計(jì)內(nèi)容貫穿整個(gè)理論課(2個(gè)學(xué)期)的新模式，既減輕學(xué)生的課程壓力，又時(shí)理論課知識(shí)得到及時(shí)應(yīng)用，提高課程的有效性。

圖1 《化工原理課程設(shè)計(jì)》模塊圖

5 實(shí)施方案、實(shí)施方法、具體實(shí)施計(jì)劃及可行性分析

堅(jiān)持以工程教育認(rèn)證要求的12條畢業(yè)能力為核心，以學(xué)生為中心，將培養(yǎng)新工科倡導(dǎo)的復(fù)合型工程技術(shù)人才為目標(biāo)進(jìn)行課程的優(yōu)化與創(chuàng)新。首先查找集中實(shí)踐課程中存在內(nèi)容缺失的課程，補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容。然后優(yōu)化課程間的聯(lián)系，將課程內(nèi)容進(jìn)行整合。最后在課程內(nèi)容比較完善的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。以2016級(jí)化學(xué)工程與工藝本科為例，實(shí)施方案具體如下。

5.1 第一年度

(1)《化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)》:根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證要求重新確定課程教學(xué)大綱，增設(shè)社會(huì)責(zé)任感、表達(dá)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等教學(xué)目標(biāo)，研究增設(shè)目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的教學(xué)項(xiàng)目(或教學(xué)環(huán)節(jié))，并在教學(xué)工程中進(jìn)行實(shí)施。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中安排一定學(xué)時(shí)的仿真實(shí)訓(xùn)課程，完成課程實(shí)操訓(xùn)練中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的突發(fā)事件應(yīng)對(duì)處理能力訓(xùn)練，保證培養(yǎng)方案中"化工生產(chǎn)中突發(fā)事件與危機(jī)處理的初步能力"的培養(yǎng)。利用我院現(xiàn)有的仿真實(shí)訓(xùn)室及軟件可以進(jìn)行。

在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中將《化工生產(chǎn)管理》課程中“生產(chǎn)管理”這一章節(jié)進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，根據(jù)理論課內(nèi)容安排訓(xùn)練項(xiàng)目。將兩門課程安排在同一個(gè)學(xué)期即可實(shí)施。

(2)《認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)》：將“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)”拆分為2個(gè)部分，比例為2/5與3/5。其中的3/5安排在實(shí)訓(xùn)課程的后半程。前期曾進(jìn)行過(guò)短期嘗試，我院已經(jīng)具有許昌周邊的多家實(shí)踐教學(xué)基地，只有資金允許是完全可以實(shí)施的。

(3)《化工原理課程設(shè)計(jì)》：因本課程對(duì)應(yīng)的理論課《化工原理1》本學(xué)期已經(jīng)開(kāi)設(shè)，所以將課程分步實(shí)施的內(nèi)容只能從《化工原理2》開(kāi)始，而《化工原理2》中只有“吸收”和“精餾”兩個(gè)獨(dú)立單元中的一個(gè)可作為最后的步驟，因此本年度的下半學(xué)期開(kāi)始針對(duì)《化工原理1》的分步驟設(shè)計(jì)。根據(jù)課程內(nèi)容將設(shè)計(jì)分為“流體輸送管路模塊”、“流體輸送機(jī)械設(shè)備模塊”、“傳熱系統(tǒng)模塊”。將這些設(shè)計(jì)內(nèi)容的進(jìn)度與理論課對(duì)應(yīng)。結(jié)果將作為《化工原理2》對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)。

5.2 第二年度

對(duì)第一年度所進(jìn)行的探索嘗試進(jìn)行總結(jié)，完善不合理的地方，并進(jìn)行第二輪教學(xué)實(shí)施。

在《化工原理課程設(shè)計(jì)》第一部分的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行"吸收"或"精餾"綜合設(shè)計(jì)模塊的設(shè)計(jì)，并最終形成完整的設(shè)計(jì)報(bào)告。

總結(jié)研究成果，撰寫研究報(bào)告，并發(fā)表教研論文，整理教學(xué)大綱等相關(guān)材料為結(jié)項(xiàng)準(zhǔn)備。

6 結(jié)語(yǔ)

工程教育實(shí)踐強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐與理論緊密結(jié)合，以全面推進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，能力培養(yǎng)"寬專業(yè)、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重綜合、求創(chuàng)新"的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才為目標(biāo)。建設(shè)一個(gè)先進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)方式是保證培養(yǎng)合格工程技術(shù)人才的根本。

本研究從集中實(shí)踐課程中能力培養(yǎng)著手，堅(jiān)持以工程教育認(rèn)證要求的12條畢業(yè)能力為核心，以學(xué)生為中心，將培養(yǎng)新工科倡導(dǎo)的復(fù)合型工程技術(shù)人才為目標(biāo)進(jìn)行課程的優(yōu)化與創(chuàng)新，形成了具有以下特點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)體系：

(1)課程改革形成了虛擬-實(shí)操-現(xiàn)實(shí)的完整體系；

(2)虛實(shí)結(jié)合多樣化；

(3)靈活的教學(xué)安排設(shè)置；

(4)課程建設(shè)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以提升能力為目標(biāo)。