化工類專業青年教師工程設計能力的培養

孟祥海 黃星亮 徐建 杜巍 劉昌見

摘要：本文分析了高校工科專業青年教師工程設計能力與工程設計經驗普遍欠缺的原因，介紹了中國石油大學（北京）化工類專業在青年教師工程設計能力培養方面的措施與思考，包括制定工程設計能力培養的頂層規劃、完善激勵與督促政策、邀請設計專家講課培訓、多與生產企業和工程設計單位交流、團隊教師在教學與學生指導過程中互相學習、發揮教學團隊“傳幫帶”作用等。上述措施較好地保障了青年教師工程設計能力的快速提升。

關鍵詞：青年教師；工程設計能力；化工類專業

中圖分類號：G451 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）14-0073-03

工程設計具有復雜性、綜合性、創造性、選擇性和妥協性等特點，針對工程問題設計出可行的、可實施的方案[1]。工程設計能力培養是工科專業人才培養的重要內容，該能力的培養需要通過一系列設計類課程與實踐環節來完成。工程教育專業認證化工與制藥類專業補充標準要求工程設計教學內容包括單元設備設計和產品或過程設計。工程設計環節的教學需要教師具有良好的工程能力，包括工程概念、工程設計能力、工程實踐能力、工程創新能力、工程教學能力等諸多方面[2，3]，其中最重要的就是工程設計能力。

工程教育專業認證化工與制藥類專業補充標準要求80%以上的專業教師應有3個月以上的工程實踐經歷，且講授安全、環保和設計等課程的教師應該具有較豐富的工程實踐經驗。然而，目前高校工科專業的大多數青年教師普遍缺乏工程經驗，工程概念不強，工程意識淡薄，工程設計能力不足，難以勝任設計類課程的講授與設計實踐環節的指導。因此，如何在較短時間內盡快豐富青年教師的工程經驗與培養青年教師的工程設計能力是專業教師隊伍建設亟待解決的問題，也是工科專業人才培養急需解決的重要問題。本文首先簡要分析了青年教師工程設計經驗缺乏與工程設計能力不足的原因，接下來以中國石油大學（北京）化學工程與工藝和能源化學工程兩個專業為例，介紹青年教師工程設計能力培養的措施與思考。

一、青年教師工程設計能力欠缺的原因分析

1.大多數青年教師是博士畢業后直接到高校工作的，沒有企業工作經歷，甚至缺少企業實習經歷[4]。目前高校的人才培養存在“重理論輕實踐、重研究輕設計”的不足，高校在人才引進過程中往往看重教師的科研能力與學術水平。在這樣的氛圍下，青年教師的工程設計能力不足是非常正常的。而在現行的人事制度下，設計院專家到高校從事教學科研工作的渠道并不順暢，這進一步導致高校青年教師隊伍中缺少工程設計專家人才。

2.高校對工程實踐環節教學的重視度不夠。多數985或211高校更加看重學科排名與教師的學術水平，對教學工作與教師的教學水平重視不夠；而在教學工作中，較為看重的是理論課教學，對包含工程設計在內的實踐類教學環節不夠重視。這些現象在高校教師的職稱晉升、崗位聘任考核以及各層次的名師評選中均有體現。以北京市和學校的教學名師評選為例，要求教師每年講授理論課不低于96學時，其中本科生理論課不低于64學時；而對工科專業學生培養來說非常重要的實踐類教學環節的指導工作沒有考慮在內。

3.高校對工程設計的重要性認識不足。工程設計在高等教育中有著重要的地位和作用，但是目前還沒有引起眾多高校與二級學院的重視。體現在對工程設計實踐環節的重視不夠，對教師工程設計能力的培訓不夠，甚至沒有培訓規劃；對青年教師自身提升工程設計能力的支持與鼓勵力度不夠，甚至沒有。

4.青年教師對自身工程設計能力的提升不夠重視。工程設計能力的提升對教師教學和科研均有幫助。但是目前高校內部缺少重視實踐教學環節的土壤，加上青年教師自身的“非工程”、“非化工”趨勢明顯，從個人實用與事情難易的角度出發，青年教師往往將大部分時間精力投入到學術研究與文章發表上，對教學工作與教學能力提升不夠重視，更不用說去重視工程設計能力的培養。

高校對工程設計教育不夠重視，高校內部缺少重視工程能力與實踐教學的土壤，教師自身工程設計能力提升有限，致使畢業生的工程設計能力不足，進一步影響到高校青年師資的工程設計水平，而設計院專家人才又難以進入高校師資隊伍。這似乎形成了一個死循環，其解決途徑首要是高校管理部門的認識到位與高度重視。

二、青年教師工程設計能力培養的途徑與措施

工程設計能力是綜合能力，是對化學基礎課程、化工基礎課程、專業課程等所學知識的綜合應用。青年教師工程設計能力培養需要針對教師的教育背景進行規劃設計，而絕不僅僅是學習幾門工程設計類課程。中國石油大學（北京）重視青年教師工程設計能力的培養，實施了較為有效的措施，具體如下。

1.政策激勵與頂層規劃相結合，督促教師提升自身工程設計能力。青年教師工程能力的培養需要有良好的制度和政策措施作為支撐[5，6]。學校重視青年教師工程能力培養的頂層設計，要求青年教師獲得主講教師資格的前提是完成既定的崗前培訓，同時還要完成40學時的教學理論與方法的課程學習，以及80學時的工程實踐學習。這里的工程實踐學習就是要求教師跟隨專業實習團隊到企業進行認識實習和生產實習。在學院層面，協助青年教師制訂教學科研能力提升計劃，為青年教師配備教學指導教師和科研指導教師；有計劃地組織教師到企業進行參觀交流，邀請企業專家來校講課培訓，支持教師參加校外組織的實踐培訓等。

盡管學校和學院對青年教師的教學能力與工程能力提升有相應的規劃和措施，但是還沒有針對提升青年教師工程設計能力方面的政策。建議學校將要求的“80學時的工程實踐學習”包含企業實習和課程設計，對于工科專業的青年教師，要求完成實習與設計兩類實踐環節的學習。建議學院幫助青年教師制定包含工程設計能力在內的工程能力培養計劃，對于本科非化工類專業畢業的青年教師，要求補修化工原理、化學反應工程、化工裝備、化工設計等課程。

2.邀請設計專家來校講課或講座，全方位培養工程設計能力。為培養廣大青年教師的工程設計能力，學院積極邀請設計專家來校進行系統的設計培訓或舉辦設計講座。如邀請東華工程公司退休專家劉銦高級工程師于2013年1月來校進行了為期6天的化工設計培訓，邀請中石油寰球工程公司煉油事業部總工程師鞠林青于2014年11月來校為化工專業學生與教師講授為期3天的“煉油化工設計”課程，邀請中國石化工程建設有限公司退休專家周麗霞高級工程師于2014年12月來校進行石油化工管式加熱爐設計的講座培訓。

邀請設計院專家來校講學培訓是提升廣大青年教師工程設計能力的重要途徑，但是邀請的頻次需要加大，專家的講授內容需要合理規劃。此外，還可結合化工原理課程設計、化工過程設計、畢業設計的答辯之際，邀請設計院專家為學生和教師做工程設計方面的專題講座；也可組織教師利用網絡教學平臺學習設計類課程或聽設計類講座。在加強校內邀請專家講課培訓的同時，也需有計劃地重點選派部分青年教師參加社會組織的工程設計培訓。

3.多接觸工程設計與生產企業，積累工程設計經驗。青年教師通過參與認識實習或生產實習，到企業進行參觀學習，特別是針對生產工藝過程學習工藝流程圖紙、工藝管道儀表流程圖紙、過程設備結構圖紙等，可以對工藝過程與關鍵設備形成整體印象。還可以到設備維修車間或設備制造企業參觀學習，現場感受設備的主要內部結構，了解設備在設計、制造、使用過程中的特點與注意事項，這些都有助于工程設計經驗的積累。專業教師的科研項目大多有著較強的工業應用背景，通過參加科研活動，參與企業的技術改造與技術開發，或者將研發的工藝技術向企業進行推廣應用等途徑，與企業建立聯系并進行深入的溝通交流，了解企業需求與存在的技術問題，分析解決問題的途徑并加以研究實施，進而改進企業生產技術并為企業帶來經濟效益。教師在與企業進行接觸的過程中不斷豐富自身的工程設計經驗，逐步提升自己的工程設計能力。

與生產企業和設計院所的接觸，能夠逐步豐富教師的工程設計經驗。但同時需要看到部分青年教師并不重視與企業接觸的學習機會，而是當成必要的工作任務來完成，因而在此過程中不能主動深入學習，這在一定程度上影響了工程設計能力的提升效果。此外，學校或學院最好能夠與設計院建立長期合作機制，將設計院作為師資博士后和青年教師工程設計能力培養的實踐基地。

4.團隊教師相互學習輔導，在實踐中培養工程設計能力。工程設計類專業課程包括化工設計概論與化工應用軟件2門理論課，以及化工原理課程設計與化工過程設計2個實踐環節。通過團隊成員之間的學習與輔導以及講授設計課程、指導化工過程設計等環節，可培養青年教師的工程設計能力。青年教師通過向設計經驗豐富的老師學習，逐步樹立起工程設計概念，掌握基本的工程設計方法，熟悉工程設計案例與常用的設計軟件，了解工程設計相關標準與注意事項等。

以化工過程設計的指導為例，教師給定原料和產品，學生查閱相關文獻資料，完成包含原料處理、催化反應、產物分離、物料循環等部分的工藝流程的構建和設計，使用Aspen Plus進行流程模擬，用AutoCAD繪制PFD與PID圖，撰寫項目建議書和工藝流程設計說明書，提交設計報告并進行設計答辯。設計分組進行，3-5名學生一組，每組學生的設計題目不同，同一組內學生的設計規模不同，并鼓勵小組內學生設計不同的工藝路徑。該設計環節采用單個教師重點指導與團隊教師集體輔導相結合的方式，老師對學生在設計過程中遇到的問題進行現場解答與輔導，邀請設計院專家作為設計答辯評委并進行現場點評。青年教師可以跟隨經驗豐富的教師學習指導方式，并在學生指導過程中逐步豐富自身的設計經驗，提升工程設計能力。

全國大學生化工設計競賽是國內高校化工專業參賽規模與影響力最大的學生競賽。我校化工設計大賽的指導采用團隊集體指導的方式，青年教師可以參與化工設計大賽的指導并向其他教師學習。近幾年還組織團隊教師參加華北賽區現場比賽的觀摩，學習其他高校的設計作品，傾聽專家評委對設計作品的點評。指導學生設計的過程與參賽觀摩的過程就是青年教師逐步培養自身工程設計能力的過程。

盡管通過設計理論課程助教以及參與化工過程設計、化工設計競賽等指導過程能夠較快地培養青年教師的工程設計能力，但是青年教師主要是化工設計團隊的教師，參與人數偏少，受益面不大。針對目前化工設計團隊教師隊伍相對薄弱的問題，建議學院重視并做好設計師資建設規劃，鼓勵教師（包括青年教師）加入化工設計教學團隊并參與設計課程教學或設計實踐指導環節。不論青年教師的設計水平如何，只要加入到化工設計團隊，團隊教師就會主動輔導青年教師盡快提升其工程設計能力。

5.發揮教學團隊“傳幫帶”作用，提升工程設計教學能力。化工設計教學團隊承擔著化工設計概論、化工應用軟件、化工過程設計等課程的講授和指導任務。教學團隊非常重視教師之間的相互學習與青年教師的培養。通過團隊教學活動、教案研討、集體觀摩課程、集體設計答辯、集體討論設計報告評閱細則等方式對青年教師的教學能力進行輔導，逐步樹立教師的工程設計教育理念。團隊教師通過共同開展課程體系與內容優化、教學方法探索嘗試、設計案例收集整理、設計指導書編寫、教學研究項目共同參與等方式逐步提升教師的工程設計教育研究能力。通過觀摩聽課、集體研討、網上課程學習、化工設計指導、現場觀摩化工設計大賽、參加培訓交流以及邀請設計專家來校講學等方式不斷豐富教師的工程設計經驗，逐步提升教師的工程設計教學能力與水平。教師自身教學能力的提升與工程設計經驗的積累，較好地保障了工程設計課程的教學效果。

三、結束語

教師自身良好的工程設計能力是大學生工程設計能力培養的先決條件。面對高校工科專業青年教師工程設計能力與工程設計經驗普遍不足的問題，學校和學院需要高度重視，與青年教師共同制訂切實可行的工程設計能力提升計劃，有規劃地組織青年教師進行工程設計培訓，積極出臺政策支持和鼓勵青年教師提升自身的工程設計能力，并積極創造條件推動青年教師的工程設計能力培養。教師自身工程設計能力提升后必將推動大學生工程設計能力的培養質量。

參考文獻：

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