周阿洋

(滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 滁州 239000)

培養(yǎng)服務(wù)本地的專業(yè)技術(shù)人才，推動地方經(jīng)濟發(fā)展日益受到很多地方應(yīng)用型高校的重視[1-2]。滁州學(xué)院化工學(xué)院近年來也在積極的為培養(yǎng)滁州本地人才進(jìn)行了一系列有益的探索。典型案例分析課程的設(shè)置就是針對上述情況開設(shè)的一門具有本地特色的一門專業(yè)課程。該課程主要內(nèi)容涉及到典型的化工案例如合成氨工藝、氯堿工藝、石油煉制、催化裂化工藝原理、烴類熱裂化及催化裂化等，其主要目的與任務(wù)是使學(xué)生進(jìn)一步具備化學(xué)工程與工藝的堅實基礎(chǔ)，對化學(xué)加工工業(yè)的原料選擇、工藝路線的選擇、典型單元操作及化工工藝的實現(xiàn)等有深刻的理解，具備對工藝過程進(jìn)行分析、改進(jìn)、開發(fā)新產(chǎn)品等能力，以掌握化工工藝的開發(fā)思想和思路為重點，增強其獨立思考的能力、分析問題、解決問題的能力，為學(xué)生服務(wù)地方經(jīng)濟和進(jìn)一步的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。本文主要針對化學(xué)工程與工藝專業(yè)開展典型案例分析時面臨的實際問題，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，從培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生工程實踐能力以及立德樹人的角度，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了有益的探索。

1 化工典型案例分析課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)內(nèi)容亟待調(diào)整

該課程內(nèi)容豐富、各單元難度不同，課時為32學(xué)時，對于化工專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)上存在系統(tǒng)性不強，抓不住學(xué)習(xí)重點的情況[3]。同時Aspen、Autocad等化工設(shè)計軟件在工藝流程的設(shè)計中應(yīng)用日益廣泛，教學(xué)內(nèi)容缺乏相關(guān)的介紹[4]。另外隨著滁州市區(qū)周邊化工企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，設(shè)備改造更新?lián)Q代等情況的出現(xiàn)，目前的教學(xué)對這些內(nèi)容并沒有及時更新修正，需要進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的補充梳理。

1.2 教學(xué)方法有待提高

該課程知識點較為分散，同時很多單元操作的原理涉及到大量高等數(shù)學(xué)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程等方面的知識，對教學(xué)方法要求較高，但是目前的該課程教學(xué)主要以多媒體教學(xué)結(jié)合板書為主，教學(xué)方法需要進(jìn)一步提高。

1.3 工程化理念不強

化工典型案例分析課程內(nèi)容具有較強的針對性，但是教學(xué)方式大多以多媒體和板書結(jié)合，學(xué)生的工程實踐能力不能得到很大提高[5]。教師基于以上問題，本著“產(chǎn)出導(dǎo)向”的OBE基本理念落實到人才培養(yǎng)體系中的目的，采取一系列舉措對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了探索。

2 教學(xué)改革的內(nèi)容和措施

2.1 豐富教學(xué)內(nèi)容，強化學(xué)習(xí)效果

按照畢業(yè)要求指標(biāo)點對課程內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃，針對化工專業(yè)學(xué)生人才培養(yǎng)方案，將氨堿法、聯(lián)堿法的生產(chǎn)原理、離子膜電解典型工藝流程為重點進(jìn)行講解，相應(yīng)減少石油裂解、石油煉制原理的學(xué)時，做到重點突出。同時在豐富內(nèi)容設(shè)置方面，增加一定的課時在蛇紋石綜合利用、石灰石綜合處理、有機、無機納濾膜制備以及工業(yè)廢水處理產(chǎn)品及其應(yīng)用等與安徽地方企業(yè)結(jié)合緊密的課程。在課件的完善方面，一方面增加了純堿工藝流程及后處理工藝設(shè)計、氨堿法(蘇爾維法)制純堿的主要生產(chǎn)過程、聯(lián)合制堿法的主要生產(chǎn)流程。分子篩催化劑的結(jié)構(gòu)、酸性和擇形性；催化裂化反應(yīng)及機理；催化氧化—環(huán)氧乙烷工藝流程、催化加氫—甲醇的合成，并將這些教學(xué)內(nèi)容所對應(yīng)課程的工藝流程圖進(jìn)行細(xì)致的講解，另一方面積極尋找一些視頻素材，如工業(yè)水處理中一些連續(xù)操作的內(nèi)容，豐富了課件的內(nèi)容，學(xué)生反饋良好。針對Aspen、Autocad等化工設(shè)計在課程中體現(xiàn)不足的問題，在教學(xué)內(nèi)容的更新方面，安排一定的課時結(jié)合課程進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對蒸發(fā)、精餾、吸收、膜分離技術(shù)等重點內(nèi)容進(jìn)行虛擬仿真操作。引導(dǎo)學(xué)生使用ASpen軟件進(jìn)行物料性質(zhì)分析，和精餾單元操作設(shè)計，使用Aspen Energy Analyzer V11對所教講解的合成工藝進(jìn)行全局換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計，使用夾點技術(shù)分析設(shè)計換熱網(wǎng)絡(luò)的計算過程及比較方案分了夾點溫度與節(jié)能綜合經(jīng)濟效益。利用Smart Plant 3D對異丙醇合成精制工藝進(jìn)行設(shè)備建模和簡單的管道布置以及各個方向的視圖及管道軸測圖的繪制。將這些內(nèi)容作為課下作業(yè)的重要補充，并作為期末考試分?jǐn)?shù)的組成部分。同時，在上課教師安排方面，針對不同的案例內(nèi)容安排邀請化工系不同研究方向的教師進(jìn)行課程講授，提高了課程的含金量，由于不同研究方向的教師帶來不同的專業(yè)理解，也讓學(xué)生能夠?qū)ψ约簩I(yè)更加的了解和熱愛。

2.2 豐富原創(chuàng)案例內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

化工典型案例分析屬于地方應(yīng)用型特色課程，旨在為學(xué)生服務(wù)地方經(jīng)濟和進(jìn)一步的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，為后續(xù)專業(yè)課程和將來從事化工生產(chǎn)，實施常規(guī)工藝、設(shè)備管理等工作打好基礎(chǔ)。因此在課程引入過程中，教師會根據(jù)地方特點來進(jìn)行課程的引入。例如在進(jìn)行蛇紋石綜合利用這一單元的講解過程中，教師結(jié)合蛇紋石資源在安徽省的分布，首先介紹了蛇紋石的詳細(xì)來源，鑒于該礦石主要分布在安徽省黃山市，在上課前邀請黃山籍的同學(xué)將本地特色建筑、物產(chǎn)等做成PPT形式作為課程的引入環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生對課程的興趣，同時教師在備課時從“從怎樣培養(yǎng)人，為誰培養(yǎng)人，培養(yǎng)怎樣的人”角度積極探索課程思政融入課程體系的路徑和方法，以專業(yè)認(rèn)證的角度布置課程思政過程。在教案中準(zhǔn)備了一些黃山歷史名人如中國鐵路事業(yè)的創(chuàng)始人詹天佑、教育家陶行知等人的生平事跡，為學(xué)生講授，激發(fā)學(xué)生愛國愛校的熱情，實現(xiàn)課程思政巧妙地融合到教學(xué)過程當(dāng)中，起到潤物細(xì)無聲的作用。同時在課堂上，教師選取一些簡單的工藝流程圖的繪制、工藝路線的設(shè)計作為課堂小測驗，要求學(xué)生利用AutoCAD等軟件進(jìn)行繪制，提高了學(xué)生化工設(shè)計的能力。在講述納濾膜材料制備時，結(jié)合疫情防控，首先讓學(xué)生自主設(shè)計具有超強過濾能力的口罩，學(xué)生們積極性非常高，在批改完學(xué)生作品后，教師再結(jié)合見習(xí)期間參觀的甲醛車間過濾流程包括主要設(shè)備如板框壓濾機、除塵袋等設(shè)備為學(xué)生進(jìn)行總結(jié)歸納，對于設(shè)計優(yōu)秀的作業(yè)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修改和完善，鼓勵學(xué)生申報外觀實用新型專利，這些舉措大大增強了學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)的興趣，強化了學(xué)習(xí)效果。

2.3 豐富考核方式，提高自學(xué)能力

為了使學(xué)生能夠?qū)γ恳粋€典型案例充分掌握，及時考核是必不可少的，既能夠使教師了解學(xué)生的掌握情況，也能夠促使學(xué)生消化吸收。在考核方式上，采用闖關(guān)教學(xué)法，即把每一個經(jīng)典化工案例作為一關(guān)，每個案例講解結(jié)束后，進(jìn)行閉卷測試，考試內(nèi)容包括AutoCAD流程圖繪制或是Aspen模擬典型工藝等，學(xué)生在教師指導(dǎo)下闖關(guān)，闖關(guān)得分高的學(xué)生可優(yōu)先加入?yún)①惪燔嚨?，?yōu)先被推薦參加全國化工設(shè)計大賽、互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生金相大賽等各類學(xué)科競賽。闖關(guān)失敗的學(xué)生必須繼續(xù)闖關(guān)直到完全掌握所考核內(nèi)容才能進(jìn)行下一關(guān)的測試。闖關(guān)式教學(xué)的運用，避免了學(xué)生考前突擊的不良的學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)生自主自發(fā)學(xué)習(xí)的動力。

2.4 加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)工程實踐能力

將課程與學(xué)生的見習(xí)、實習(xí)時間密切結(jié)合，在每個典型案例介紹完，組織學(xué)生前往所對應(yīng)的案例的企業(yè)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，如在講解麥芽酚制備工藝后，帶領(lǐng)學(xué)生前往滁州安徽金禾實業(yè)股份有限公司進(jìn)行實地見習(xí)，了解麥芽酚從原料預(yù)處理到生產(chǎn)流程直至產(chǎn)品的后處理，教師以及企業(yè)工程師面對面為學(xué)生講解，真正實現(xiàn)了雙師同堂的效果以及對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)的目的。另外，教師邀請多名相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?、工程師以及職業(yè)規(guī)劃師利用慕課、學(xué)習(xí)通等平臺，開展一系列講座，內(nèi)容涵蓋化工專業(yè)的研究現(xiàn)狀、未來趨勢、學(xué)生就業(yè)現(xiàn)狀、崗位優(yōu)勢、應(yīng)具備的素質(zhì)等問題，使學(xué)生進(jìn)一步了解專業(yè)現(xiàn)狀、本專業(yè)的畢業(yè)要求等，通過這樣的舉措使同學(xué)們進(jìn)一步明確了專業(yè)目標(biāo)，強化了工程師的職業(yè)認(rèn)同，堅定了成為化學(xué)工程師職業(yè)信念。

2.5 科研反哺教學(xué)，建立教學(xué)過程質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)機制

化工專業(yè)教師將自己高水平科研成果、國內(nèi)外研究動向以及科學(xué)方法融入課堂教學(xué)、教案編寫中，尋求科研成果和課程的結(jié)合點。根據(jù)教師的科研成果(或課題)，在保持課程設(shè)置基本框架不變的基礎(chǔ)上，拓展教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。由專業(yè)任課教師結(jié)合承擔(dān)的科研項目，擬定一批開放課題供學(xué)生選擇。根據(jù)選題結(jié)果和教師科研方向?qū)W(xué)生分為十幾個小組(每組6～8名學(xué)生)，指導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)其對相關(guān)領(lǐng)域的基本認(rèn)知，再進(jìn)行與教師課題相關(guān)的實驗操作，提高學(xué)生科研能力。利用專業(yè)實驗室搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和大學(xué)生科技競賽平臺，落實“開放式”辦學(xué)定位，開放實驗室，引導(dǎo)學(xué)生將案例分析課程中的經(jīng)典實驗進(jìn)行動手操作，挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛力，調(diào)動學(xué)生課外主動學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生求實創(chuàng)新和團隊協(xié)作精神，任課教師三年來共指導(dǎo)200余人次在實驗室進(jìn)行與專業(yè)相關(guān)試驗。借助信息化技術(shù)與課程深度融合，加大教學(xué)資源開發(fā)，依托不同的虛擬場景為學(xué)生提供有特色的教學(xué)資源。引入虛擬仿真實驗，通過模擬現(xiàn)場實驗裝置，幫助學(xué)生熟悉實驗裝置操作，提高學(xué)生動手和創(chuàng)新能力，提高了教育教學(xué)質(zhì)量。同時教師以優(yōu)秀的科研成果為背景，根據(jù)學(xué)生的科研能力，遴選學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”、化工實驗大賽、化工設(shè)計競賽等省部級學(xué)科競賽，全程進(jìn)行指導(dǎo)，包括科技創(chuàng)新項目申報、答辯、實施、驗收以及專利和論文的撰寫等。通過科技創(chuàng)新項目的全程訓(xùn)練，提升學(xué)生科研能力和綜合實踐能力，三年來化工專業(yè)學(xué)生獲得省部級以上學(xué)科競賽獎項36項。獲批大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目24項，國家級12項。學(xué)生第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文16篇，申報國家發(fā)明專利6項。學(xué)生就業(yè)率均在95%以上，考研率在30%左右。教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控中，采用學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)聽課、督導(dǎo)組聽課、專業(yè)教師互相聽課、學(xué)生教學(xué)信息員反饋、學(xué)生網(wǎng)上評教等多元化教學(xué)效果評價方法，制定教學(xué)大綱、教學(xué)過程、課程考核等管理辦法，開展課程目標(biāo)與畢業(yè)要求達(dá)成情況評價，根據(jù)評價結(jié)果對課程教學(xué)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。這些舉措和探索取得較為明顯的效果，化工專業(yè)先后獲批省級特色專業(yè)、省級綜合改革試點專業(yè)、省級卓越工程師人才培養(yǎng)計劃、省級一流本科專業(yè)建設(shè)點、省級一流本科人才示范引領(lǐng)基地等項目，專業(yè)影響力不斷提升。

4 結(jié) 論

在化工典型案例分析教學(xué)過程中，教師始終堅持三全育人的原則，對教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了一系列卓有成效的探索和改革。加入地方特色的案例豐富教學(xué)內(nèi)容，強化學(xué)習(xí)效果激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，通過闖關(guān)式教學(xué)豐富考核方式，提高自學(xué)能力，通過見習(xí)實習(xí)，學(xué)科講座等，加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)工程實踐能力?？蒲蟹床附虒W(xué)，建立教學(xué)過程質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)機制。在今后的教學(xué)工作中，教師圍繞滁州地方經(jīng)濟發(fā)展需求，強化教師工程能力，提高教師對學(xué)生學(xué)業(yè)、創(chuàng)新能力和職業(yè)規(guī)劃的指導(dǎo)水平。加強師德師風(fēng)建設(shè)，貫穿教師管理全過程。深度挖掘課程思元素，將知識傳授與價值引領(lǐng)高度融合，全面形成“三全育人”格局。任課教師將繼續(xù)探索、不斷創(chuàng)新、理論聯(lián)系實際，為建設(shè)一流本科教育、融入工程教育強國做出有益探索和努力。