能源化學工程專業實踐教學體系的構建

王淑勤, 汪黎東, 郭天祥

(華北電力大學環境科學與工程系，河北 保定 071003)

能源化學工程專業實踐教學體系的構建

王淑勤, 汪黎東, 郭天祥

(華北電力大學環境科學與工程系，河北 保定 071003)

以實驗內容和實驗模式改革為抓手，增加綜合性、設計性、創新性實驗項目及構建"創客"團隊，提高學生的實踐能力和工程意識，實現了分層次教學、多元化和個性化教學；加強校企合作開辟校外實習基地的同時，加強校內中試平臺建設，進一步提高學生的動手能力和解決工程實際問題的能力。

能源化學工程；實踐教學體系；教學改革

華北電力大學的能化專業立足本科，自2011年開始招生，招生規模從最初一個班擴大為2013年的兩個班。2013版培養方案中理清了本專業課程體系，理順了必修課和專業選修課之間的關系，調整了開課學期和順序，并且將專業選修課劃分了模塊，實現了基礎培養+專業方向培養的課程群建設，部分專業課程強化了實踐環節。以設計性實驗、綜合實驗、創新實驗為抓手，以中試平臺和實習基地為依托構建了多層次的實踐教學體系，在實驗研究中培養學生的能力，在工程實踐中進一步鍛煉與提高學生的綜合素質，具體體現在四個方面。

1 增加了8門專業課程的9項綜合性、設計性實驗

抓好實踐性教學環節，是實現教學多元化、個性化的有效途徑，可以將單純傳授知識的傳統教學模式，轉變為注重學生能力的培養，特別是創新能力的培養。實踐性教學過程的改革體現在觀念和方法上從單科性向綜合性轉變、從認識性和繼承性向科研性轉變、從驗證性向綜合性與設計性轉變、從灌輸式向啟發式轉變、從傳統內容向新知識與新技能轉變。而綜合性、設計性實驗正是打破了單個實驗只驗證某一原理或學習某一操作技術的缺陷，把多門課程的基本理論、基本知識、基本操作技能有機地綜合在一起，可以極大地促進學生綜合素質的提高。因此，我們圍繞能源化工專業的特點、現代煤化工的發展趨勢和人才培養規 律[1-4]，于2015年增加了包括《煤化工》、《化工腐蝕與防護》、《有機化工工藝》、《電廠化學》、《碳-化學》等8門課程的9項綜合性、設計性實驗，例如：不同配煤對煤的膠質體指數影響，工業鍋爐給水除氧劑丙酮肟的制備，離子交換軟化、除鹽實驗，簡單碳-化工產品的合成等實驗。

在實踐教學程序上，一是加強能源利用、化工污染控制設備基本技能的培養：注重培養學生基本實驗理論、數據處理知識、實驗規范和實驗方法的能力，要求學生學會常規化學實驗儀器的使用；二是加強綜合應用能源利用、化工污染控制工程理論與技術的綜合能力的培養：培養學生運用能源化工理論知識分析問題和解決問題的能力；三是加強實驗設計能力的培養：在指導教師的指導幫助下讓學生獨立完成從查找資料、擬定實驗步驟，直至設計編寫實驗報告的全過程，達到學生自我設計實驗方案，提高實踐教學效果[5]。設計性實驗要求每組同學事先設計實驗方案和實驗步驟，交任課教師批改修正后自己完成實驗過程。要求學生采用不同試劑，選擇不同影響因素，或者采用不同制備路線，按照學生自己設計的實驗步驟制備出預期的化工產品，將本門課程的學習與解決實際問題緊密聯系起來，激發了學生進行科研實驗的興趣，在符合經典理論的基礎上鼓勵學生的創新性思維[6]。引導學生“在實驗中研究，在研究中實驗”，提高學生實驗的主動性和積極性，在實驗中進一步促進學生對專業知識的理解和掌握，提高學生的歸納總結、類比分析能力。指導教師在實驗過程中，不為學生設置"最佳"工藝路線、不預設實驗裝置的控制條件、不直接解釋實驗現象、不直接動手解決實驗故障及異常問題。采用引導和啟發的方式，培養學生獨立思考、團結協作的精神。針對實驗中出現的各種問題及故障現象，指導教師的作用是引導學生找出解決問題及故障的方向。要求學生自己動手，通過查閱文獻資料或圖書、組內討論等方式自行提出解決問題及故障的方法、步驟并在實踐中進行驗證；及時幫助學生分析原因，修改實驗步驟和操作順序，做好原始數據記錄，以便實驗結束后進行分析總結。

實驗過程中允許不同組別之間測試結果或者產率有差異，只要數據或結果合理，能夠找到設計方案中的最佳工藝條件或制備條件，實驗就達到目的；如果找不到最佳條件允許學生反復探索，將實驗內容與解決實際問題緊密聯系起來，激發學生進行科學研究的興趣，鼓勵學生的創新性思維。

2 構建了創客團隊，指導大學生創新創業實驗計劃項目15項

創新型人才具有以實際應用為導向的知識轉化能力，通過實踐教學培養發散性思維能力，通過實踐教學深化對理論知識的認知和遷移，是創新型人才培養的關鍵。實踐教學和理論課內容環環相扣，有助于學生們及時深入理解、消化理論課的知識內容，迅速轉化為內在的實際技能，并增加他們學習的興趣，具有其他教育活動所不可取代的功能。實踐教學還是培養工程類學生創新思維和增強工程意識的重要環節，學生在整個實踐過程中會逐步養成以研究的眼光去觀察事物和進行學習和思考的習慣，在這些過程中學生逐漸形成創新意識和創新思維[7-9]。

我們秉承因材施教、分類指導、教學相長的教學理念，在創新實驗項目中充分發揮互聯網+、創客團隊的作用。注重選拔優秀學生，參與教師自己的科研工作，創造條件讓學生盡早接觸科研，盡早參與創新性實驗。同時我們充分發揮本校"大學生創新創業實驗計劃"靈活的特點，鼓勵科研能力強，承擔項目多的教師，抽出時間指導大學生進行探索性創新實驗，圍繞電力生產過程、環境催化、綠色合成、新能源利用與化學轉化、環境化工等方向，形成穩定的由中青年博士組成的指導教師團隊和接力式優秀學生創新團隊，實現復合型創新人才培養的可持續發展[10]。學生的實踐能力和創新意識顯著增強，近三年指導大學生創新創業實驗計劃項目15項：其中包括“綠色阻垢劑”和“綠雅空氣凈化器”2個大學生創業計劃項目；創新實驗項目結題9項，其中國家級2項，省級3項，在研實驗項目4項，其中國家級3項，校級1項。

3 搭建了化工中試、表征測試平臺

結合能源化學工程專業涉及面廣綜合性強的特點，不僅搭建了傳統的氣液輸送系統、氣液傳質系統、氣液反應釜、氣液傳熱系統、氣體輸送系統、高溫水熱氧化系統、煤熱解實驗裝置、煤干餾實驗裝置等化工中試平臺，還突出了電力特色，搭建了膜分離系統、離子交換除鹽系統、過濾和吸附系統等中試平臺，同時還配套了表征測試平臺，可以對催化劑、煤樣等物質進行物理吸附、化學吸附、煤質分析、紅外、紫外、熱重分析等表征測試，以增強學生綜合運用基礎理論和專業知識分析、解決實際問題的能力；并與當前的生產實際、工程實踐、市場需求相結合在中試平臺開展演示實驗、驗證性實驗和綜合實驗，增強學生的工程意識和設備的設計能力，形成了面對設備、工藝"提問+研討+運行"的實踐教學模式。在實踐環節實現了翻轉課堂、交流互動，便于提高學生的思考和表達能力。

通過在中試平臺上進行實驗，學生對實驗設備有了深刻的感性認識，明確了設備參數的變化與設備性能之間的關系，理解了設備控制的重要性，課后進行課程設計和畢業設計時懂得了如何進行設備選型和參數優化，提高了解決工程問題的能力。

4 開辟了校外實習基地

在校內中試平臺加強校企合作開辟校外實習基地，依托邢臺電廠、大港電廠、西柏坡電廠，邢臺鋼鐵集團的焦化廠等構建了實習教學基地。在實習基地不僅請現場的師傅進行理論和安全規程培訓、設備工藝介紹，還要求學生現場參觀、跟班運行、實習勞動，做好實習日志，及時記錄實習心得；同時分別建立了生產實習和畢業實習等實踐模塊的習題集和試題庫，在實習現場，要求學生上網查閱資料、就地調研、分組討論，結合實習基地的設備流程進行理論知識的學習探討，不僅有利于學生化解理論課程的難點、深刻領會要點，還便于學習吃力同學進行反復演練和多次查閱資料提高認識，提高理論聯系實際的同時，實現分類指導，分層次教學，適應不同學習能力學生的需求，提高生產實習和畢業實習的效果。

總之，通過實踐教學體系的改革，學生的實踐能力和創新能力均得到加強，知識遷移和應用能力、創新思維能力、解決工程實際問題的能力得到了培養和訓練。學生不僅參加國家級大學生創新項目，省級、校級重點創新項目驗收良好，參加省級創業大賽、校級節能減排大賽，均取得了不錯的名次，同時獲得專利授權3項，說明學生的創新能力確實得到了鍛煉和提高；學生的協作能力和團隊意識得到加強；獲獎學生不僅與本系能源化工、環境工程、環境科學、應用化學專業學生合作，還與經濟管理、電氣工程、機械工程等學科合作，開拓了思路，培養了工程意識。參賽時的答辯過程即鍛煉了學生的表達能力、邏輯思維能力，還提高了對專業知識的認識和理解，綜合素質進一步提升。

[1] 高實泰.對我國現代煤化工產業發展的思考[J].煤化工, 2012(5):34-37.

[2] 武立俊.芻議能源轉型城市煤化工專業崗位群構建[J].內蒙古煤炭經濟, 2013(9):39-40.

[3] 馬雁男.關于煤電煤化工專業對學校發展的探討[J].教育界,2012(3):108.

[4] 劉惠青.充分發揮電大在培養煤化工專業人才上的優勢[J].山西廣播電視大學學報, 2009,(2):25-26.

[5] 王淑勤,馮亞娜.水污染控制工程實踐教學改革與創新能力培養[J].教育教學論壇,2012(40):55-56.

[6] 王淑勤,劉明珠,王可心.混凝設計性實驗在研究性教學中的應用[J].實驗技術與管理2015(11)31-34.

[7] 張 翔,郭慧華.基于化工專業學生科技創新能力提高的教學優化思考[J].管理觀察,2009(28):153.

[8] 陳萬東,李秉朝,趙廣旺,司崇殿.化工專業創新能力培養的實踐與探索[J].實驗技術與管理, 2011,28(5):127-129.

[9] 許曉東,馮向東.理工科本科研究性教學模式的研究與實踐[J].中國大學教學,2008 (11) :9-13.

[10] 王淑勤,劉建芝,張耀宇.大學生創新性實驗對培養創新型人才的影響,山東化工, 2017 , 46 (4) :126-127.

(本文文獻格式：王淑勤, 汪黎東, 郭天祥 .能源化學工程專業實踐教學體系的構建[J].山東化工，2017，46(14)：161-162.)

The Construction of Practical Teaching System in Energy Chemistry Engineering

WangShuqin,WangLidong,GuoTianxiang

(Department of Environmental Science and Engineering,North China Electric Power University,Baoding 071003,China)

The reform of experiment content and experiment mode as the breakthrough, the experimental project what comperhensive, designing and innovative have been more and the team have been built. At the same time, students' practice ability and engineering consciousness have increased, the teaching have different levels and became diversification and individuation. Enhanced university-enterprise cooperation and the off-campus practice base have been opened. Moreover, the construction of the pilot test platform have been strengthened in campus, and the students' practical ability and the ability to solve practical engineering problems have improved.

energy chemistry engineering; practice teaching system; teaching reform

2017-05-09

河北省教改項目(2016GJJG367)

王淑勤(1965—)，女，定州人，博士，教授，主要從事大氣和水污染治理技術方面的研究。

G642.0

A

1008-021X(2017)14-0161-02