大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的促進(jìn)作用

摘要：根據(jù)近幾年重慶三峽學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)率隊(duì)參加大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽所取得的經(jīng)驗(yàn)，指出化工專業(yè)教師應(yīng)具有較高的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，探討了化工專業(yè)競(jìng)賽在教學(xué)改革、課程設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)以及學(xué)生整體能力培養(yǎng)方面的啟示，對(duì)于推動(dòng)化工類課程教學(xué)改革有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

為加強(qiáng)工程教育質(zhì)量，培養(yǎng)卓越工程師，教育部發(fā)起了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”[1]。專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽作為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力行之有效的途徑，已經(jīng)越來(lái)越受到全國(guó)各高校的重視。其中，“中國(guó)石化-三井化學(xué)杯”全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽是由中國(guó)化工學(xué)會(huì)、中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)和教育部高等學(xué)校化學(xué)工程與工藝教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)共同舉辦的化學(xué)工程與工藝專業(yè)的規(guī)模最大、水平最高的國(guó)家級(jí)賽事。該項(xiàng)競(jìng)賽的設(shè)計(jì)任務(wù)包括對(duì)新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā)，新流程和新裝置的設(shè)計(jì)以及新的工廠生產(chǎn)過(guò)程操作和運(yùn)行方案等很多方面，對(duì)化工專業(yè)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的提高、卓越工程師的培養(yǎng)、拓寬專業(yè)知識(shí)、增強(qiáng)工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力等諸多方面具有積極的促進(jìn)作用[2]。

化工設(shè)計(jì)課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)課，其任務(wù)是使學(xué)生能掌握化工設(shè)計(jì)的基本原理、方法，在化工設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合運(yùn)用化工原理、反應(yīng)工程、分離工程、化工設(shè)備、化工制圖以及經(jīng)濟(jì)、安全等方面的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合工程學(xué)的基本過(guò)程與方法，為將來(lái)的化工工程設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)[3]。因此參賽學(xué)生不僅應(yīng)具有化工知識(shí)綜合運(yùn)用能力，同時(shí)還應(yīng)具有使用專業(yè)軟件的能力，更要考慮該方案所涉及的政策、經(jīng)濟(jì)、人文、地理等諸多因素。設(shè)計(jì)競(jìng)賽本身是很開(kāi)放的，可以提出各式各樣的方案，因此，化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽不僅對(duì)化工專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一次大的鍛煉和挑戰(zhàn)，同時(shí)也對(duì)化工專業(yè)的任課教師和教學(xué)提出了新的要求。

一、化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)專業(yè)指導(dǎo)教師的促進(jìn)作用

近些年來(lái)化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的題目一般都是以科技進(jìn)步為背景，立足于學(xué)科前沿，內(nèi)容涵蓋面廣，綜合性強(qiáng)，難度比較大。一般來(lái)說(shuō)，大部分專業(yè)教師在學(xué)校主要從事專業(yè)理論課程方面的教學(xué)和相關(guān)研究工作。而化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的題目往往是要利用原料、最終產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模、公用工程和環(huán)境要求等為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件，對(duì)項(xiàng)目可進(jìn)行論證、設(shè)計(jì)工藝流程、進(jìn)行設(shè)備選型及典型設(shè)備的設(shè)計(jì)、車間設(shè)備布置的設(shè)計(jì)、工廠總體布置設(shè)計(jì)，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)等方面工作，這就要求專業(yè)教師不僅要有一定的理論知識(shí)，而且還需要掌握企業(yè)實(shí)際應(yīng)用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的相關(guān)知識(shí)。為不斷提高化工專業(yè)指導(dǎo)教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Γ餍Ｍǔ?huì)采取多種形式，其中有效途徑之一就是擔(dān)任化工設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師。在指導(dǎo)化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的過(guò)程中，教師們分工合作，互相討論交流，甚至深入工廠一線進(jìn)行考察。通過(guò)咨詢企業(yè)或者設(shè)計(jì)院的專業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)人員來(lái)提高自己的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)踐中極大提高了專業(yè)指導(dǎo)教師的工程實(shí)踐能力。在競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)校也派出教師去現(xiàn)場(chǎng)觀摩，與不同學(xué)校教師進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流，互相學(xué)習(xí)，同樣可以使專業(yè)教師的專業(yè)水平得到不斷提高。

二、化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用

化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽不僅僅對(duì)理論教學(xué)課程提出了新的要求，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在專業(yè)競(jìng)賽中所起的作用，發(fā)現(xiàn)以往教學(xué)中存在的一些不足，以便為今后的教育教學(xué)改革提供方向，因而對(duì)化工專業(yè)教學(xué)的啟示是多方面的和有指導(dǎo)性的[4]。

1.對(duì)專業(yè)理論教學(xué)內(nèi)容更新的促進(jìn)作用

化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽要求參賽者的知識(shí)涵蓋面非常廣，而現(xiàn)行的很多教材內(nèi)容相對(duì)滯后，造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)，深度和廣度等已不能滿足競(jìng)賽和培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的要求。這就要求參賽指導(dǎo)教師在理論教學(xué)過(guò)程中，一方面要對(duì)相關(guān)專業(yè)的新技術(shù)、新工藝路線、新設(shè)備進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的積累和整理，具有一定的專業(yè)和學(xué)科的前沿性知識(shí)；另一方面，要結(jié)合科研工作把最新的技術(shù)和成果、新標(biāo)準(zhǔn)、新政策、新規(guī)范及時(shí)充實(shí)到教學(xué)中。在化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，適時(shí)介紹Aspen Plus等專業(yè)軟件的應(yīng)用，使學(xué)生盡快適應(yīng)社會(huì)對(duì)化工設(shè)計(jì)人才的要求。

2.對(duì)課堂教學(xué)形式多樣化的促進(jìn)作用

課堂是教學(xué)活動(dòng)中最重要的環(huán)節(jié)之一，教學(xué)改革的一個(gè)重要課題是怎樣加強(qiáng)教學(xué)方法的改革，以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，滿足社會(huì)對(duì)專業(yè)技術(shù)人才的需求。這就需要改變“以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心”的傳統(tǒng)方式，真正樹(shù)立“以學(xué)生為中心”的現(xiàn)代教育理念。在教學(xué)過(guò)程中，采用講授、自學(xué)、小組討論與發(fā)言、參觀、設(shè)計(jì)型作業(yè)和仿真操作的方式，綜合運(yùn)用“啟發(fā)式、研究式、討論式、案例式”等多種教學(xué)方法。如在教學(xué)中如果將化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的某些問(wèn)題與所授課程的知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，可以引導(dǎo)學(xué)生在思考、討論的基礎(chǔ)上掌握知識(shí)，往往起到事半功倍的效果。教師將設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作品和相關(guān)問(wèn)題作為教學(xué)案例，那么案例的選擇必須要有理論上的針對(duì)性，案例的引入要自然，在課程結(jié)構(gòu)中的位置要合適，時(shí)機(jī)要恰當(dāng)，如將獲獎(jiǎng)作品、比賽現(xiàn)場(chǎng)錄像等資料展示給學(xué)生，不僅能極大地豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。不斷地啟發(fā)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，又能促進(jìn)競(jìng)賽的深入開(kāi)展。

3.對(duì)學(xué)生整體能力提升的促進(jìn)作用

根據(jù)化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的要求，提交的作品除涉及與化工專業(yè)相關(guān)專業(yè)知識(shí)關(guān)聯(lián)的工藝設(shè)計(jì)之外，還要滿足環(huán)保要求，并且設(shè)計(jì)工廠的三維立體展示、車間布置和配管設(shè)計(jì)圖等，讓評(píng)委能直觀地對(duì)設(shè)計(jì)的作品有感性的認(rèn)識(shí)。要求專業(yè)競(jìng)賽的參賽者要有綜合運(yùn)用化工專業(yè)知識(shí)、軟件應(yīng)用能力、經(jīng)濟(jì)分析能力、文字撰寫(xiě)能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。這樣就對(duì)化工專業(yè)學(xué)生的整體能力提出了較高的要求：較強(qiáng)的專業(yè)技能、較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力、口頭表達(dá)能力、文字寫(xiě)作能力和應(yīng)變能力。為了培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生在這些方面的能力，在一些課程教學(xué)中采用模擬競(jìng)賽的模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合能力的訓(xùn)練，采用答辯的形式進(jìn)行考核。例如在化工設(shè)計(jì)課程中，將競(jìng)賽題目資料分發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生按照專業(yè)競(jìng)賽進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生在接到設(shè)計(jì)任務(wù)之后，必須先熟悉資料，然后通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等資料，進(jìn)行小組討論，明確分工，相互配合，然后按期提交設(shè)計(jì)作品，并進(jìn)行作品答辯。在完成任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通、舉一反三，也培養(yǎng)了他們發(fā)掘資源、自主學(xué)習(xí)的能力，把被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)了求知欲。化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)的開(kāi)展，既培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和分析決策能力，也使教學(xué)時(shí)間和空間得到了擴(kuò)展。

三、結(jié) 語(yǔ)

大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)教師、教學(xué)模式和人才培養(yǎng)思路等都提出了新的要求，并為學(xué)生施展才能提供了契機(jī)，熱愛(ài)專業(yè)、專研業(yè)務(wù)的良好學(xué)風(fēng)也在參賽學(xué)校中逐漸盛行，同時(shí)也推動(dòng)了化工類課程的教學(xué)改革。當(dāng)然改革需要與時(shí)俱進(jìn)，怎樣將新技術(shù)、新知識(shí)、新工藝、新方法融入到具體教學(xué)過(guò)程中，如何培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)能力，如何更好地完善和調(diào)整專業(yè)人才培養(yǎng)方案，完成對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，是專業(yè)教師需要持續(xù)考慮的問(wèn)題，也是高等學(xué)校的長(zhǎng)期任務(wù)。

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