新工科背景下化工原理理論與實踐教學改革探索

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(1.信陽師范學院化學化工學院，河南 信陽 464000；2.信陽市第二高級中學，河南 信陽 464000)

自從2016年提出“新工科”的概念以來，全國上下掀起了一輪新工科的討論熱潮。新工科的內涵概括起來為[1-3]：“以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才”。

作為化工類的專業核心課程-《化工原理》課程體系在理論與實踐的教學過程中也要順應新工科發展的需要進行適時改變，要求學生不僅掌握課程的基本理論，而且還應與其它學科知識進行交叉融合；不僅能夠運用所學知識去解決實際工程中的復雜問題，也要具有掌握新技術解決新問題的能力；同時還要具有良好的人文素養、高尚的道德情操[3-4]。本文從《化工原理》理論與實踐教學改革實際出發，從教學理念、內容、方法的革新，探索地方本科院校新工科專業人才培養理念及發展規律，適應地方經濟發展對人才培養的需要。

1 更新教學理念，強化工程觀點

《化工原理》是化工類及其相近專業的一門重要的技術基礎課，在培養“化學工程與工藝”專業學生綜合素質的過程中具有十分重要的地位和作用[5]，起著承前啟后，由理及工的橋梁的作用。課程具有顯著的工程性，所謂工程性就是它解決的問題是影響因素多、制約條件多的復雜實際過程，因此分析和處理問題的方法要與理科有明顯的不同。雖然《化工原理》是講單元操作的原理，但這些原理來自化工實踐，又面向化工實踐。所以在課程理論的講解過程中，一定要改變純理論式的公式推導，不能一味的記憶理論。重要的是教給學生學習的方法，讓學生掌握課程的基本學習規律。學會從物料衡算、能量衡算、相平衡關系、傳遞速率和經濟核算五個方面入手進行單元操作過程的分析和討論。要從工程實際出發，學會多種角度去分析解決問題，讓學生真正樹立工程觀念。

2 改進教學方法，利用現代教育手段，促進教育教學質量的提高

不斷改進課堂教學方式，通過收集工程實際問題和案例，開展“基于問題、基于項目、基于案例”學習等研究性教學和研究性學習方法，加強學生工程實踐能力和創新能力訓練。積極開展現場互動教學，在實驗室中結合真實設備進行單元操作的原理和設備的講解，增加了學生的直觀認識，使學生更容易接受和掌握。充分利用現代多媒體技術，教師積極開發和利用錄像、三維動畫等多媒體工具授課，成功地解決了設備、工藝、模具教學設計中的難點、重點等問題，所有任課教師均有自制多媒體課件。大力推進網絡課程建設，建立了《化工原理》網絡學習平臺，并成功申報獲批為校級精品資源共享課程，學生可以通過網絡平臺觀看教學視頻、教師課件，進行課外習題練習和章節考核。教師通過網絡平臺與學生進行互動交流，實現網絡輔導、答疑、作業批改和師生交流。同時加強教師之間的溝通交流，通過每兩周一次的教研活動平臺，教師集體備課，共同交流教案與教學思想，取長補短。實施主、輔講制度，由學生自主選擇主講教師，調動了教師上課的熱情，提高了課堂教學效果。

3 注重學科知識的交叉融合

在《化工原理》課程講解過程中，注重與其它學科知識的交叉融合。比如在對復雜實際過程的分析過程中，引導學生采用辯證法的觀點來進行分析，學會抓住主要矛盾以及矛盾的主要方面也即抓住過程的主要影響因素來進行分析和討論，將復雜

的過程進行簡化處理。在傳熱過程分析折流擋板作用的時候，就可以告訴學生事物的兩面性，從傳熱的角度講折流擋板是有利的，但是從流體流動的角度分析的話，折流擋板的存在則會產生更大的阻力損失，是不利的。在學習理論知識的同時，也培養了學生的科學觀、批判性思維能力。同時注重引導培養學生的社會責任感和工程職業道德，使學生始終將安全、環境保護、社會可持續發展的責任“扛在肩上”。

4 適應社會發展需要，不斷更新知識體系

科技的飛速發展和產業領域的擴展，需要不斷更新知識體系。我們始終堅持繼承專業發展成就，面向工程實際需求，瞄準行業先進技術，融入工程創新成果，不斷更新教學內容知識。課堂教學中，注重引入工廠實際案例進行理論講解，同時將教師的科研成果和本領域的最新研究進展引入課堂教學，提高了理論教學的實效性。在實踐教學環節的設計上，與工程實際緊密結合，強調學生主動參與意識提高和實際動手能力的培養。一是實驗(實訓)課，通過整合實驗課教學內容，淘汰一些落后的、與行業發展脫節的驗證性實驗，提高綜合性、設計性實驗的比例。讓學生自行設計實驗方案，獨立完成實驗過程，培養學生獨立分析問題和解決問題的能力；二是課程設計，通過課程設計，訓練學生的基本工程設計技能，包括基礎課程和專業課程設計，設計了化工過程課程設計(包括化工原理課程設計、化工設備機械基礎課程設計)；三是實習實踐教學。在理論學習過程中，穿插進行生產認識實習、金工認識實習等課程，通過生產一線的感性認識和工程訓練，增加學生接觸生產實際、接觸社會的經歷，提高學生理論聯系實際的能力。

5 探索實施“產學研用一體化”實踐教學模式

為強化《化工原理》課程的實踐教學環節，學院先后建立了化工原理仿真實驗室和化工過程實訓基地。增加了管路拆裝、綜合傳熱、綜合流體輸送、吸收與解吸等實訓實驗裝置，彌補了設備數量不夠等不足，有效緩解了當前校外實習難的問題。不斷拓展校外實習基地，與南京化學工業有限公司、河南甾體生物科技有限公司等建立了良好的合作關系，以保障學生工程實踐能力的全面提高。同時加強校企合作，建立良好的合作機制，以產學研互促共贏為目標，共同建設體現行業發展的實踐教學環境，共同培養工程型教師，共同搭建人才培養平臺。2014年，學院與海客邁斯生物科技有限公司聯合建立了研發實訓實驗室。學校根據企業實際情況和要求，提供了技術支持和研發項目協作，為企業培訓專業技術人員。企業充分利用行業優勢，根據自身需要對學校的理論教學體系與當前企業實際需求提出建設性意見，委派實訓指導教師，提供必要的研發經費、專用儀器設備及原材料，在技術人員指導下，吸收大學生和教師參與項目研發。實現了校企雙贏，培養了一批創新能手，提高了一批教師的教學實踐能力。逐漸形成了“校內專業基礎實驗基地、校內實訓基地、校外實習基地、大學生創新創業實踐基地等”構成的“產學研用一體化”的實踐教學體系。

6 以各類化工競賽為契機，大力開展大學生創新能力培養

以課外實踐環節為突破口，促進學生自主學習，鍛煉學生綜合能力。鼓勵學生積極參加各級各類技能競賽，通過大賽歷練，鍛煉學生的工程設計能力和創新能力。學院每年舉辦一屆化學實驗技能大賽，目前已經連續舉辦8屆。開展化工設計競賽，已經連續舉辦3屆。先后支持學生參加了兩屆中南地區高校化工原理大賽暨全國大學生化工實驗大賽中南賽區選拔賽，并獲得二等獎2項，三等獎1項。通過教師科研室全面向學生開放，吸納學生參加教師科研團隊、科研項目等措施，培養學生觀察、分析和解決問題的能力，提高了學生的學術水平和創新意識。

7 結語

新工科建設對化學工程與工藝專業的發展提出了新的要求。《化工原理》課程作為化工專業的核心課程更應努力踐行“新工科”的內涵，不斷探索改進教學方法，更新教學內容，建立多級、多類實踐創新平臺，培養學生的工程實踐能力和創新能力，培養適應新經濟和新工業發展需要的復合型化工創新人才。