化工專業創新人才培養模式改革的探索與實踐

張君濤 李謙定 劉祥 梁生榮 李彥 邵彤

摘要：為適應時代發展的要求，工科院校要著力培養學生的創新能力。本文從人才培養目標的制定、培養方案的修訂與完善以及教學內容的改革，特別是實踐教學環節中化工專業實驗、生產實習和畢業設計等改革方面闡述了化學工程與工藝專業創新人才培養模式改革的探索與實踐。

關鍵詞：化學工程與工藝；創新型人才；培養模式改革；培養方案；實踐環節

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）33-0182-03

西安石油大學化學工程與工藝專業（簡稱化工專業）是具有“石油天然氣化工”特色的主干專業，多年來本專業畢業生一次就業率一直保持在95%以上的良好態勢。但隨著國家西部大開發戰略的實施，特別是近年來西部地區石油天然氣及煤炭等能源化工行業的快速發展，對適應本行業發展、綜合能力和創新能力強的應用型人才的需求十分迫切，加大了石油天然氣化工專業人才培養與社會經濟發展需求的矛盾。因此，積極探索和改革化工專業本科教育的人才培養模式，為社會發展和經濟建設輸送符合時代發展要求的高素質、創新型、復合型的大學畢業生，已經成為專業建設亟待解決的重要問題，這也是我們一直思考和探索的問題。

一、人才培養目標定位

化學化工學院以陜西省地方經濟的發展為立足點，依托石油、天然氣及煤等能源化工行業的發展背景，始終把培養具有奉獻精神、創新意識、實踐能力、國際視野和綜合競爭能力的應用型高級專門人才作為培養目標。化學工程與工藝專業在原有改革取得成績的基礎上，努力構建復合型、應用型、創新型人才培養模式，樹立創新教育、個性教育和素質教育的新型教育觀念，大膽地進行教學改革與實踐，確定人才培養目標[1]為：面向21世紀科技進步和社會主義現代化建設需要，培養具有良好的道德修養，具備較強的工程實踐能力、工程設計能力、創新綜合能力、外語交流能力和社會適應能力，能在石油天然氣加工、石油化工、煤化工、能源、輕工、環保等領域從事工程設計、科技開發、生產運行、維護與管理工作，具有市場意識、國際競爭能力和創新精神的復合型、應用型工程技術專門人才。經過培養，使學生具有以下能力：掌握與本專業相關的自然科學及工程技術基礎知識；具有分析與解決石油天然氣化工領域科學技術問題的能力；能在多學科合作的團隊里工作并有效地交流；具備一定的石油石化企業和社會環境下的綜合工程實踐經驗。

二、人才培養方案的修訂與完善

人才培養方案是學校組織教學工作、安排教學任務的主要依據，是學校辦學指導思想、辦學定位、辦學水平、辦學特色的具體體現，是學校對教育教學質量進行監控和評價的基礎性文件[2]。在制定本專業人才培養方案的過程中，我們緊密圍繞人才培養目標，形成了在課程體系設置、師資隊伍配置、教學過程實施、教學內容與教材選用、實踐教學設計等一系列環節上全面協調的人才培養方案。并根據石油天然氣及煤炭等能源化工工業發展要求和人才市場的需求，堅持突出應用性，以能力為本位，確定化學工程與工藝專業學生的培養方向，適時調整培養方案。

1.校企合作的培養模式。校企合作的人才培養模式是新時期應用型、復合型工程技術人才培養的必由之路，符合教高[2012]4號文件“教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見”[3]的精神。依據化學工程與工藝專業“工程教育專業認證標準”要求[4]，結合西安石油大學的辦學特色、辦學理念和人才培養定位，按照學校和學院的統一部署，主動適應國家經濟社會發展戰略轉變的需要。通過聘請同類高校、科研院所和煉化企業專家，組織人才培養方案制定研討會，對人才培養方案進行論證，對人才培養方案進行了一系列重要的改革和修訂，確定了“資源共建、全程參與、構建機制、深度融合”的校企合作人才培養模式。化工專業校企合作的人才培養模式以工程師能力、素質培養為主線，依托學校、企業兩個支撐，通過學校培養、企業培養、自身培養三個維度，立足石油天然氣化工行業，依托技術資質培訓認證、大學生創新創業、大學生自主學習、綜合素質培養四個平臺，著力培養學生的工程意識、工程素質和實踐能力，形成高質量應用型工程師培養體系，使學生成為適應社會發展要求、創新能力強，并基本具備石油天然氣化工工藝工程師綜合素質的工程技術人才。

2.人才培養方案結構模塊。知識結構、能力結構和素質結構是構成化工專業創新人才培養方案的三大要素[5]。①知識結構，掌握馬克思主義、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系的基本原理；掌握數學、物理等方面的基礎理論和基本知識；掌握無機化學、分析化學、有機化學、物理化學等專業基礎理論和基本知識；掌握化工原理、化工傳遞過程、化工熱力學、化學反應工程以及工程力學、電工電子技術等工程基礎理論和基本知識；了解國家關于科學技術、化工行業、知識產權等方面的政策法規；掌握一門外國語和計算機應用的基本知識。②能力結構，具備產品及過程研發實驗設計和實施工程實驗的能力，并能夠運用基礎理論對實驗結果進行歸納、分析和總結；具有綜合運用理論和技術手段設計化工系統和化工過程的能力，并能夠綜合考慮法律、經濟、環境、安全、健康、倫理等制約因素；具有生產組織和技術管理能力、表達能力和人際交往能力以及團隊合作的能力；具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作的能力。③素質結構，具有良好的思想道德品質，熱愛祖國，遵紀守法，愛崗敬業，團結協作；具有較高的人文社會科學素養、社會責任感和工程職業道德；具有嚴謹的科學態度、扎實的工作作風和良好的業務素養。在培養方案的知識、能力與素質結構設計時，力求融知識、能力與素質教育為一體，進行整體優化。化工專業知識結構的主線是“工程應用”，“工藝”與“工程”是兩根支柱；產品及過程研發、工程項目設計、生產技術管理是三個基本模塊；數理、人文社科、計算機和外語是四塊基石。工藝與工程相結合，形成以工業催化為核心，以化學工程為骨干，以石油化學工藝為特色體形，以石油化學、環境化學、綠色化學、生物化學等為豐富血肉的系統完整的化學工程與技術學科教學科研體系。

三、實踐環節教學改革

1.研究式綜合性專業實驗模式。實驗是培養工科學生動手操作能力的重要途徑。為了更好地培養學生的科學研究與工程實踐能力，對實驗教學模式和內容進行了創新與優化，將原來化工專業實驗中單個的驗證性實驗項目優化組合后改革為24學時的研究式綜合性實驗——原油及其各餾分的性能評價實驗，在提高學生實驗動手操作能力的同時，著重培養學生的科研能力、協作意識與交流表達能力。在原油及其各餾分的性能評價實驗過程中，各組學生先對原油進行實沸點蒸餾實驗，切割得到若干窄餾分以及汽油、煤油、柴油、減壓餾分等餾分油和減壓渣油，然后不同組的學生分別完成不同窄餾分及餾分油的性質測定，再匯總各組同學的實驗數據，并撰寫相應餾分油性質測定實驗報告以及原油評價實驗報告，提出可行的原油加工方案，最后匯報總結。通過這一研究式綜合性實驗，使學生在熟悉和掌握原油評價工作的主要內容、實驗過程和實驗方法，學會針對原油性質確定適宜的原油加工方案等基本知識與方法的同時，提高了動手操作技能，培養了學生的團隊協作意識和溝通表達能力。另外，已有多屆成績優秀的學生根據其興趣和愛好，結合教師的科研項目，在教師的指導下開展了課外科技創新活動，有效地實現了產學研結合的實踐教學模式。為了進一步完善這種開放式學生創新實驗教學模式，培養學生的實踐創新精神和能力，目前我們正在完善和建設化工專業學生開放式創新實驗平臺。

2.“理論—現場—仿真”的分段式生產實習模式。生產實習是工科專業重要的實踐教學內容，是培養應用型人才的重要途徑[6]。傳統生產實習過程一般在校外的生產現場進行，隨著煉油化工過程生產規模的大型化，生產過程的自動化、連續化及技術集成化程度也越來越高，廠方為了保證安全生產與產品質量，不允許學生動手操作，學生無法真正接觸工程實際問題，致使實習效果不佳。為解決上述問題，我院在校內建設了煉油化工過程仿真實驗室，結合在生產現場的實習過程，提出了“理論—現場—仿真”的分段式生產實習模式。學生先在校內學習煉化專業理論知識，然后到校外實習基地現場實習，最后再返回校內的仿真實驗室進行煉化裝置的仿真操作訓練。同時，為了使生產實習更具針對性，密切結合當前煉化工藝技術的最新發展及生產現場情況，理論聯系實際，積極組織編寫了包括煉化生產安全知識、工藝過程、主要設備以及儀表與自控等內容的生產實習指導書[7]，供師生參考使用。生產實習的計劃總學時為4周。“理論—現場—仿真”分段式生產實習模式包括以下幾個階段。①理論學習階段，即首先在校內用2～3天時間學習煉油化工過程的原料、產品、工藝流程、操作參數及主要設備等理論知識。②現場實習階段，即到校外實習基地進行2～3周的現場實習。現場實習先由企業安排技術人員為學生介紹企業概況、車間概況、安全與環保規范及事故案例等；然后將學生分組后進入相關生產車間的工藝裝置進行關鍵崗位的倒班實習，指導教師還將按照實習要求對學生的實習情況進行現場考核；最后，為了使學生對全廠各車間裝置以及它們之間的聯系有全面的了解，安排學生對整個煉化企業參觀學習。③仿真實習階段，即現場實習結束后返回校內的仿真實驗室，進一步學習主要煉化工藝過程的原理、流程，掌握正常生產時工藝參數變化對產品收率與質量的影響規律及其調控方法，時間為1～2周。仿真實習環節，彌補了現場實習不能動手操作的不足，鍛煉了學生對實際生產過程的操作能力。整個實習過程結束后，要求學生撰寫并提交現場生產實習報告和仿真實習報告。經過幾年來的實踐，這種分段式生產實習模式使實習效果得到了明顯提高。

3.畢業設計教學改革。畢業設計是工科院校學生畢業前最后一個重要的實踐教學環節，是培養學生工程設計能力、工程實踐能力和工程素質的重要階段，也是學生對四年所學知識的一次綜合實踐應用與檢驗。畢業設計總學時為16周。近年來，我們主要從畢業設計的模式、選題、開題、質量監控等方面進行了改革嘗試。畢業設計題目是整個畢業設計過程的關鍵，因此我們首先完善了設計題目的審核程序，對指導教師填寫的選題審核表和任務書，先經專業系初審，再由分管副院長審定；其次，采取了多樣化的選題方式，畢業設計題目可以由教師根據其教學、科研課題以及煉化企業的實際生產問題提出，也積極鼓勵和提倡學生發揮主觀能動性，在指導教師幫助下，共同商定題目及設計內容。另外，畢業設計選題時間也由原來的第八學期提前至第七學期末進行，使教師和學生都有充分的準備時間。畢業設計期間，為保證畢業設計的質量和進度，要求指導教師定期檢查學生出勤情況、設計進度和質量，每周至少進行一次時間不得少于2學時的輔導答疑，發現問題及時解決，并在學生的《西安石油大學本科畢業設計（論文）工作紀錄》上簽字；安排了中期檢查環節，對設計質量差及進度緩慢的學生進行通報，要求指導教師加大指導力度、學生提出整改措施。經過幾屆學生的畢業設計教學改革，實踐證明我們采取的新的畢業設計教學模式提高了學生畢業設計的積極性，促進了學生和教師之間的溝通與交流，學生畢業設計的質量得到了提高。

培養創新型人才是今后化學工程與工藝專業發展的必然選擇，是做強、做大國家級陜北能源化工基地，實現陜西省“十二五”能源發展規劃中提出的把能源大省變成能源強省宏偉目標的戰略要求，也是我校實現由教學型向教學研究型大學轉變發展期人才培養目標的必然結果。我們針對這一目標，在前期的改革研究和實踐中取得了一些成績，獲得了一些經驗，但教育教學的改革是一項長期而系統的工程，還需要我們不斷地探索和完善。

參考文獻：

[1]余國琮，李士雨，張鳳寶，等.“化學工程與工藝”專業創新人才培養方案的制定與實踐[J].天津大學學報（社會科學版），2004，6（1）：1-5.

[2]陳永紅，鮑霞，魏亦軍，等.應用型本科高校大化學類專業人才培養方案的構建與思考[J].淮南師范學院學報，2009，11（5）：9-11.

[3]教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見[EB/OL].2012-04-20.

http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmliles/moe/s7056/

201301/146673.html.

[4]教育部.工程教育專業認證標準（試行）[Z].2008-01.

[5]林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案研究[J].清華大學教育研究，2011，32（2）：47-55.

[6]程麗華，謝穎，吳世逵，等.化學工程與工藝專業生產實習的教學改革與實踐[J].化工高等教育，2009，（1）：52-54.

[7]張君濤.煉油化工專業實習指南[M].北京：中國石化出版社，2013.

基金項目：本文受陜西高等教育教學改革研究項目資助（13BY101）。

作者簡介：張君濤（1971-），男，副教授，博士，化學工程系主任。