化学工程与工艺特色专业学生工程实践能力培养的实践与探讨

2012-04-01吴洪特于兵川

长江大学学报(自科版) 2012年31期

关键词：化工工艺工程

吴洪特，于兵川帅群

(长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434023) (长江大学工程技术学院，湖北荆州 434020)

化学工程与工艺特色专业学生工程实践能力培养的实践与探讨

吴洪特，于兵川帅群

(长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434023) (长江大学工程技术学院，湖北荆州 434020)

结合长江大学化学工程与工艺特色专业建设的实际，从优化教学内容、加强课程建设、借助先进的教学方法和手段以及改革实践教学体系、构建多种平台等方法和手段，探讨了学生工程实践能力培养的方法与途径。

化学工程与工艺；工程实践能力；特色专业

工程实践能力是工科类学生专业培养的重点之一，也是今后从事专业工作的必备能力；而目前高校培养的毕业生比较普遍的存在理论与实践脱节、动手能力较差、工程能力不强的弱点。因此，如何强化工科学生工程实践能力培养是目前高等教育需要解决的一个问题[1-3]。长江大学化学工程与工艺专业经过十多年建设，已建成省级品牌专业，是在建的国家级特色专业。下面，笔者对如何培养学生的工程实践能力进行了积极的实践与探讨。

1 改革教学内容，强化工程实践能力培养

1)优化教学内容，贴近工程实际理论教学是构建工程实践坚实的理论平台，而离开能力的培养，就不能运用理论知识来解决工程实际问题[4]。化学工程与工艺专业的专业课实践性很强，而目前专业教材中的一些生产实例不是多年前的案例，就是出于技术保密，泛泛而谈，如何有针对性地使学生了解更多的工程实际呢？专业教师就把科研成果凝练成设计、创新实验，编进《化工设计》、《化工原理课程设计》、《化工原理实验》教材中，把研制的工艺合成路线等科研成果编进《精细有机合成》、《有机化学实验》教材中，把校企合作企业的生产工艺等编进《化学化工专业实习》教材中；因此在专业课的教学中引入了大量的化工厂生产实例，这些实例有的来源于学生实习的校企合作单位、教师科研或教师以前在企业的经历。如《化工设计》中的化工设计实例《5×104t/a合成甲醛工艺设计》，就选自学生实习的企业。从工艺参数到设备工艺计算、能量的消耗、工艺流程设计、平面布置设计等都将书本知识与生产实际联系起来，理论与生产实践相结合讲解，使学生易于理解，学生认为抽象难懂的问题变得真实可见，现学现用，学习的兴趣大增。同时在《石油炼制工程》、《精细化工工艺学》、《化工设备机械基础》等相关专业课教学中，都注重引入了实习、科研中的生产实例，贴近学生知道的工程实际，让学生明白，今天的理论教学可以用在以后的实际工作中的某些方面，对培养学生工程能力具有良好效果。

2)加强课程建设，强化工程实践能力培养为了强化工程实践能力培养，加大了课程建设的力度，把《化工设计》列为核心课程，增开了《化工过程控制与操作》仿真实验，提高了工程基础课《化工原理》课程的理论与实验学时。特别是针对《化工原理》课程特点，长江大学化工学院化工原理教研组以体现化工原理理论与实践教学内容的先进性和系统性为目标，以强化学生工程意识和工程实践能力为重点，以实验和设计2个教学模块为工程实践训练平台，构建了化工原理理论与实践教学的完整体系；优化后的化工原理理论与实践教学体系，使学生分析和解决实际问题的能力、动手操作能力和综合素质大大提高，体现了理论联系实际、实践与创新相结合的特点，强化了学生工程实践能力培养。

3)借鉴先进的教学方法和手段，培养学生解决工程实际问题的能力教师由单纯的以传授知识为主转变为以培养学生的工程实践能力为主，注重启发式、探讨式等教学方法，在课堂教学中通过工程实际问题引出理论知识点，培养学生解决实际问题的能力[5]。教学中利用大量工程实际资料，进行典型工程、实用性案例分析，从实际工程问题中引导出专业知识点的学习，做到理论与工程实践密切结合。如在讲解化工设备的安全设施时，学生开始没有概念，就从生活中引入，经过启发，学生知道了做饭压力锅的安全阀、易熔片(防爆片)的不同作用，再引导学生讨论化工压力设备的常用安全措施，并提出不同安全附件的使用条件。教师先提出问题，让学生思考、讨论，但不急于要学生回答和点评，可以安排学生查资料后，再对学生的回答进行点评，指出不足及改进办法，这样对学生工程能力的训练起到良好的促进效果。对与工程实际联系紧密的化工设备、化工管路教学，主要采用现代信息手段辅助教学，充分利用工厂视频、仿真动画、电子模型等各种技术手段展现。如化工原理课程中各单元设备的工作原理、操作过程，就全部采用了动画演示，化工制图教学中的管路绘制，就采用了Flash演示，使抽象的线条、设备内部结构都动态地展示在学生面前，提高学生的感性认识，使学生易于理解、便于记忆。教学实践证明，工科课程的教学采用理论与实践相结合的方法，不仅可以激发学生的学习主动性和积极性，促进学生工程思维能力，而且可以较好地培养了学生解决工程实际问题的能力。

2 构建新的实践教学体系，突出工程实践能力培养

长江大学化学工程与工艺专业培养的是应用型人才，要求培养的学生在掌握基本理论、原理和方法的基础上，突出培养学生动手能力、自我获取知识能力和工程实践能力。因此，对化学工程与工艺特色专业的实践教学体系进行了深入研究，打破了传统的实践教学模式，构建了新的工程实践训练平台，该平台分为实验和设计2个模块，包括实验教学、课程设计、过程控制与操作、工厂实习、毕业设计等5个环节。

1)实验教学实验教学包括基础型实验、综合设计型实验和研究创新型实验3个层次的实验教学模式，教学的重点放在培养学生实验动手能力、创新素质提高上面，而为了达到以上目的，首先对实验教学单独设课，单独考核成绩，单独编写实验教材，增大任选实验和综合创新型实验比例，提高实验课学时。如出版的实验教材有《无机及分析化学实验》、《有机化学实验》、《物理化学实验》、《化工原理实验》等，化工原理实验学时由32学时增加为56学时，由此提高实验教学在教师和学生心目中的地位。

2)课程设计课程设计的实践教学环节，开展了计算机化工模拟计算，常用化工软件在设计中的应用，学生通过查阅资料、选择设计参数、利用所学的理论知识从技术、经济和生产安全等角度综合考虑工程问题，最后对化工过程进行综合分析和评价，促进学生综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。开设了《化工原理课程设计》、《化工机械设备课程设计》、《化工制图-AutoCAD课程设计》、《化工设计课程设计》等，特别是化工设计课程课计，涉及多门专业课，包括了物热衡算、设备计算、管道安装、工艺设计等知识，并需以实际生产装置作模拟对象，绘制设备工艺图(或装配图)、带控制点工艺流程图、车间布置图，能使学生在设备设计、工艺流程设计、化工生产过程控制等方面的能力得到提高，将不同专业课程中学到的知识综合化、系统化。

3)过程控制与操作过程控制与操作教学环节，教学计划安排在化工设计课程后，工厂实习前进行，是一门新增的课程。化工过程操作与控制能力是目前大学毕业生的软肋。学生往往遇到生产实际装置就一头雾水，学到的单元操作不能有效的进行组合设计，为此增开了化工过程与控制操作的仿真实训，并列入人才培养方案，24学时。学生通过PS(Personal Simulator)仿真软件知道了化工过程随时间动态变化的规律，亲自动手进行化工生产全工况操作，而不是实验时的单一设备、单一过程的训练，是各单元过程的不同组合。学生通过亲自动手模拟开车、停车和典型事故处理，训练学生过程操作技能，解决学生下厂实习“只许看，不准动”的难题，提高了理论联系实际、分析问题、解决问题的能力；同时通过装置流程了解石油、化工过程的工艺流程和过程控制系统知识，学会工业调节器的使用、参数调整，复杂控制系统的投运方法[6]；通过动态模拟实验了解事故动态演变过程的特性，理解事故工况下的安全处理方法、安全保护控制系统的作用原理，也可以通过仿真操作从动态模拟软件中获取工业数据，进行化工概念设计。

4)工厂实习专业实习、毕业设计是培养与提高学生工程实践能力的重要环节，它是一种工程训练与研究性学习[7]。提高这一环节的教学质量，一方面要建立符合专业特点的实践教学基地，选择具有先进的、代表性的化工生产装置，另一方面是聘请实习企业的工程技术人员做校外指导老师，对学生进行现场培训指导，使学生较全面地了解化工基本理论在生产实际中的应用，明确理论与实践的转化过程，提高工程意识。经过多方努力，我院目前主要的教学实习基地有荆门石油化工总厂、湖北宜化有限公司、沙隆达化工股份有限公司、荆州市江汉精细化工公司和荆州市隆华化工股份有限公司等。荆门石化、湖北宜化、沙隆达均为大型综合性化工企业，江汉精细、隆华化工为精细化学品生产企业，均为学生实习创造了良好的条件[8]。为了提高专业实习质量，实习指导教师还与实习企业一同编写了以实习基地生产工艺为主要内容的《化学化工专业实习》教材，供学生实习使用。

5)毕业设计对于毕业设计尽量采取真题真做，设计题目与生产实践相结合、论文与科研课题相结合，校内指导老师与企业技术人员(高级工程师兼任)相结合的“3个结合”原则进行，多数学生的选题紧密结合生产、科研实际，这样学生处于真实的科研、生产环境中，更能全方位锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的综合工程能力。例如2009届化学工程与工艺专业有毕业生162人，其中有90人做毕业设计，占总人数的55.5%，来自石油、化工相关行业的真题占54.7%，生产、社会实践的占44.1%。

3 构建多种平台，提高工程实践能力培养

依托化学与环境工程学院省级基础化学实验教学示范中心、湖北省中小企业共性技术石化及环境工程研发推广中心等平台，将特色专业建设与石油、石化行业合作优势结合，选择有兴趣的学生积极参与教师的科研项目，培养其工程动手能力；与地方经济发展相结合，建立更多、更适宜的产学研基地，这不仅仅促进特色专业的发展，而且学生参与其中，工程素质得到培养，工程实践能力得到提高[9]；开展第二课堂，鼓励学生积极参加课程科技活动、实验创新大赛、化工设计大赛，第二课堂注重专业知识的实践运用，提高动手能力、分析解决问题的能力及社会活动能力，在大赛中锻炼学生的工程能力。