么秋香，田少鵬，何燁明，霍小平

（西京學院理學院 西安市先進光電子材料與能源轉(zhuǎn)換器件重點實驗室，陜西西安 710123）

全國大學生化工設計大賽是針對化工類專業(yè)學生的頂級賽事，目的是培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新思維和工程技能，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，增強大學生的工程設計與實踐能力，實踐“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。社會的進步和科技的發(fā)展對化工行業(yè)工程技術人員的需求和要求都在提高，而工程技術人才的創(chuàng)新能力主要體現(xiàn)在工程實踐活動中創(chuàng)造新技術成果的能力。

1 全國大學生化工設計競賽的目的和意義

1）全國大學生化工設計競賽由中國化工學會、教育部和中國化工教育協(xié)會共同主辦，面向全國高等院?；I(yè)的學生，是國內(nèi)化工類級別最高、參賽隊伍最多、影響最大的比賽。大賽針對當前我國化工技術發(fā)展中的熱點、難點問題以及行業(yè)發(fā)展亟待解決的卡脖子問題等，為提高相關技術/行業(yè)的核心競爭力，促進其更好更快地前進，以創(chuàng)新驅(qū)動，遵循《中國制造2025》指出的發(fā)展方針，發(fā)展資源多元化、低耗、高效、安全、清潔的綠色制造技術，打破化學工業(yè)這一資源和環(huán)境約束型傳統(tǒng)制造業(yè)的粗放發(fā)展模式，進行競賽任務書設置。

2）圍繞每屆大賽設置的設計題目，例如：為某大型化工企業(yè)設計一座異丙醇生產(chǎn)分廠或為現(xiàn)有的異丙醇生產(chǎn)分廠設計技術改造方案（第十五屆）；為某大型化工企業(yè)設計一座分廠，以碳五烷烴為原料制造非燃料用途的化工產(chǎn)品（第十四屆），參賽團隊需要對相關市場資源情況和市場需求等進行充分調(diào)研，根據(jù)實際調(diào)研情況確定生產(chǎn)原料的類型及規(guī)格等，并確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其技術規(guī)格等，再結(jié)合項目資源規(guī)劃和市場規(guī)劃以及國家的有關政策確定項目的生產(chǎn)規(guī)模。并涉及公用工程、安全、環(huán)保等方面的工程問題。

一件競賽作品的完成需要有：①項目可行性研究報告；②初步設計說明書；③典型設備工藝設計計算說明書；④設計圖集；⑤工藝流程的模擬及流程優(yōu)化計算結(jié)果和模擬源程序等。

在作品設計過程中，不僅要求學生對所學專業(yè)知識，如《化工原理》《化工反應工程》《化工分離工程》《化工熱力學》等進行綜合運用，還要從工程實際的角度進行專業(yè)化處理。通過競賽，既可以鍛煉學生們的工程實踐能力，培養(yǎng)其工藝設計理念，特別在新工藝、新設備、節(jié)能降耗等方面的創(chuàng)新思維能力，又能培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神、吃苦耐勞、堅韌不拔的毅力。這也是大賽設置的初衷，作為中國化工科技界將來的基礎和棟梁，化工學子應該積極關注我國化學工業(yè)發(fā)展進程中的重點需求，綜合運用所學的現(xiàn)代化學工程知識，在模擬工程設計實踐中，敢于創(chuàng)新，探索先進技術方案。

2 學科類競賽的協(xié)同聯(lián)動紐帶作用

學科類競賽是第一課堂和第二課堂的協(xié)同聯(lián)動紐帶，使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融會貫穿于兩課堂的始終，是第一、第二課堂教學效果展示的載體，也是充分利用第二課堂實踐教育的主陣地。

2.1 基本知識的強化學習

《化工設計》（或《化工廠設計》）是貫徹落實教育部《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》的文件精神，為化工相關學科而設置的第二課堂。目的在于提升學生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力、獨立工作和團隊協(xié)作的能力，以提高思想品德和綜合素質(zhì)為重點?！痘ぴO計》作為第一課堂教學《化工原理》《化工反應工程》《化工分離工程》《化工熱力學》《化工Auto CAD制圖》等的延續(xù)、補充和綜合運用而設置的第二課堂，是實現(xiàn)高等教育人才培養(yǎng)目標的一種重要途徑。在引導大學生樹立正確理想信念的同時，進一步深入激發(fā)大學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維，增強其自主發(fā)展內(nèi)驅(qū)力，從而形成一個全面提升綜合素質(zhì)、促進身心和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展循環(huán)。

《化工設計》涉及化工設計的一般程序、初步設計階段的內(nèi)容與程序、工藝流程設計、物料衡算與熱量衡算、設備的工藝設計與選型、車間布置設計、管道設計與布置等。通過課程設計進行模擬實踐是化工類專業(yè)本科生教學的一個重要環(huán)節(jié)，學生需要綜合運用所學基礎理論和專業(yè)課知識等，去完成以單元操作為主的設計實踐，既有較強的理論性又有較強的實操性。在設計實踐過程中，培養(yǎng)學生在查閱技術資料、選用公式和收集整理數(shù)據(jù)的能力；正確選用設計參數(shù)，樹立從技術上可行和經(jīng)濟上合理兩方面考慮的工程觀點，同時還需考慮到操作維修的方便和環(huán)境保護的要求；正確地進行工程計算；掌握化工設計的基本程序和方法，學會用簡潔的文字和適當?shù)膱D表表達設計思想等多個方面得到全面系統(tǒng)的實踐訓練[1]。

通過全國大學化工設計競賽的學科競賽載體[2]，以最接近真實的案例創(chuàng)建形式，結(jié)合目標化工廠的實際設計，學習生產(chǎn)過程中工藝的選擇、設備的選型、裝備的計算、圖紙的繪制，將競賽項目與《化工設計》課程所學習的理論知識聯(lián)系起來，并以項目成果的形式，將所學的理論知識全面展示出來。

2.2 拓展知識的綜合運用

在全國大學生化工設計競賽中，學生團隊除了要綜合運用所學的理論知識外，還要與設計實踐、工程實際結(jié)合，做到理論聯(lián)系實際、理論符合實際的要求，同時符合國家的有關能耗政策、節(jié)能節(jié)水要求、二氧化碳排放要求、工業(yè)固體廢物綜合利用率等要求。在設計過程中除了要查閱國家相關政策文件，還有翻閱大量的設計手冊、文獻資料和設計相關標準規(guī)范，如《化工投資項目可行性研究報告編制辦法》《化工工藝設計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》《石油化工工藝裝置布置設計規(guī)范》等80多項國家標準和行業(yè)標準。所以學生團隊要不斷去拓展知識，在分工協(xié)作、團隊合作中，綜合運用化工知識，分析行業(yè)技術特點、國家政策導向等，結(jié)合現(xiàn)代化工設計的理念，進行集體創(chuàng)作、集體創(chuàng)新去完成系統(tǒng)學習、拓展學習，從而去完成一件競賽作品。

一個優(yōu)秀的獲獎競賽作品還需要學生多角度去拓展去創(chuàng)新，例如設計余熱余壓回收、水循環(huán)利用、重金屬污染減量化、有毒有害原料替代、廢渣資源化、脫硫脫硝除塵等綠色工藝技術[3]。這也是響應“中國制造2025”在自主創(chuàng)新能力、資源利用效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平等方面轉(zhuǎn)型升級和跨越發(fā)展的行動體現(xiàn)。

2.3 “賽創(chuàng)融合”的實踐訓練

《化工設計》課程中主要解決某一個問題的設計方案，例如針對一個反應釜、一個換熱器、一個精餾塔或者某一段工序，對基礎理論知識要求高，對團隊協(xié)作能力要求不高，可能形成的技術方案也不一定符合實際工程的要求，或者實際工程技術水平目前還完不成設計方案的要求，使設計脫離工程現(xiàn)實。結(jié)合第二課堂的實際情況，由于化工設計課程課時分散，教學內(nèi)容比較多，學生短時間分散接收這些教學內(nèi)容，又不能及時進行學習內(nèi)容輸出時，教學效果較差，無法利用集中的時間完成和解決問題。在《化工設計》課程的單純課堂講解過程，也很難深入進行工程實際的聯(lián)系，更無法做到強化設計實踐的操作[4]。實操設計僅停留于匯報各自查找到的相關資料，并進行簡單工藝設計，不能深入分析工藝設計是否合理，是否存在較大缺陷，以及是否符合工程實際等。

與《化工設計》課程相比，化工設計競賽對解決實際問題的能力要求較高，要全面考慮化工設計中諸多的工程實際問題。結(jié)合《化工設計》課程的教學經(jīng)驗與指導化工設計大賽的參賽隊伍的設計經(jīng)驗，實施“賽創(chuàng)融合”訓練，基礎理論知識安排在賽前的課時進行講授，賽中課時以競賽項目為實例工藝進行設計解析，課中學生進行設計過程中疑難問題的討論與后期設計思考規(guī)劃，課余時間進行競賽項目的討論與設計實踐。大致形成教學課時與競賽時間相匹配的教學安排，通過課程教學與競賽實踐的循環(huán)學與練，讓教學的輸出與學生的輸出形成一個循環(huán)閉環(huán)。以課帶賽，以賽促教，賽教融合、賽創(chuàng)融合，增加化工設計競賽的參與人數(shù)，鼓勵更多的學生參與比賽，提高學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習內(nèi)驅(qū)力，學習到更多化學設計的知識，形成知識來源于課本并高于課本的過 程[5]。

通過化工設計競賽，學生們要分工協(xié)作、團隊合作，要主動學習、共同討論，要互相幫助、互相鼓勵，全面提升自己的綜合能力、提高自己的專業(yè)技術技能水平，摸索并熟練掌握各類化工軟件。在學習鞏固知識的同時，面對困難、面對挑戰(zhàn)，更能錘煉學生的理想信念、加強品德修養(yǎng)、培養(yǎng)敬業(yè)精神[6]。在賽教融合、賽創(chuàng)融合的過程中，提升育德意識、育德能力，在潤物無聲中，實現(xiàn)知識傳授、價值引領和能力提升的有機統(tǒng)一。

3 立德樹人始終貫穿于“賽創(chuàng)融合”訓練

立德樹人是教育的根本任務，雙創(chuàng)教育是提升素質(zhì)教育質(zhì)量的核心。“德育性”“教育性”“創(chuàng)新性”是雙創(chuàng)教育的核心內(nèi)涵并統(tǒng)一于雙創(chuàng)教育中，三者均衡發(fā)展提高創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量[7]。賽創(chuàng)融合，以“德育性”為先導，以厚植家國情懷、增強社會責任感和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、強化工程實踐能力為主要教育目標，引導學生立足國家經(jīng)濟建設、化工行業(yè)這一傳統(tǒng)制造業(yè)的綠色發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級[8]，展開化工設計的學習和化工設計的創(chuàng)新，通過自主學習、團隊學習實現(xiàn)全面提升綜合素質(zhì)能力，實現(xiàn)素質(zhì)教育的目的。

“德育性”分散溶解于“賽創(chuàng)融合”訓練的各階段，包括賽前迷茫期，賽中的踔厲奮發(fā)、舉步維艱、篤行不怠和賽后收獲期。對于一個競賽項目，賽前賽中賽后要從“德育性”的角度引導學生理解為什么設計和如何設計。厚植國家情懷，從制造業(yè)是立國之本、興國之器、強國之基角度展開；增強社會責任感，從資源和環(huán)境是人類賴以生存的、有限且難再生、如何可持續(xù)發(fā)展角度展開；鍛煉創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，從堅持綠色發(fā)展、以創(chuàng)新驅(qū)動傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級角度展開；強化工程實踐能力，作為中國化工科技界未來的基礎和棟梁角度，賦予其歷史責任感和使命感，強大自己強大中國。面對迷茫，調(diào)整心態(tài)，分解目標，撥云見日；面對困難，引導學習，砥礪前行，共同進步。在不斷“進－停－退”中，融入“德育性”教育，充分做到以學生為主體，教師引導，發(fā)揮學生對項目的主導性和創(chuàng)新性，將德育分散、深植入其心。

4 結(jié)論

學科類競賽是第一課堂和第二課堂的協(xié)同聯(lián)動紐帶，使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融會貫穿于兩個課堂的始終，是第一課堂和第二課堂教學效果展示的載體。通過“賽教融合”“賽創(chuàng)融合”可以鍛煉化工類專業(yè)學生的化工專業(yè)知識綜合運用能力，思考與探究化工設計中的創(chuàng)新點；可以多方面培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新思維和工程技能，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，增強大學生的工程設計與實踐能力。在模擬實踐中增強大學生對知識的綜合運用能力，激發(fā)其自主學習與實踐創(chuàng)新能力。

“德育性”“教育性”“創(chuàng)新性”是雙創(chuàng)教育的核心內(nèi)涵并統(tǒng)一于雙創(chuàng)教育中，三者均衡發(fā)展提高創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量?！百惤倘诤稀薄百悇?chuàng)融合”以“德育性”為先導，厚植家國情懷、增強社會責任感，引導學生立足國家經(jīng)濟建設、化工行業(yè)綠色發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級，敢于創(chuàng)新，勇于創(chuàng)新，在不斷的“進－停－退”中自主學習、團隊學習，踔厲奮發(fā)、篤行不怠，全面提升綜合素質(zhì)能力。在“賽教融合”“賽創(chuàng)融合”訓練中，提升育德意識、育德能力，在潤物無聲中，實現(xiàn)知識傳授、價值引領和能力提升的有機統(tǒng)一。