民族高校工程訓(xùn)練中心建設(shè)與實踐

劉 海，靳 菲，姜國平，張正國

(北方民族大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，寧夏銀川 750021)

近年來，隨著我國教育教學(xué)水平不斷發(fā)展，高等院校招生規(guī)模的不斷擴大，我國大學(xué)教育正在從以前的“精英型”教育逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤按蟊娀苯逃?］。這一轉(zhuǎn)變使得我國高等教育人才培養(yǎng)機制更加科學(xué)、合理，部分愿意從事科學(xué)研究工作的學(xué)生，可以通過攻讀碩士和博士，提高能力，實現(xiàn)目標(biāo);而絕大部分大學(xué)應(yīng)屆畢業(yè)生將直接進(jìn)入社會，運用所學(xué)知識，推動我國生產(chǎn)力的發(fā)展，為祖國的建設(shè)和發(fā)展注入能量。因此，能否使得大學(xué)生在畢業(yè)時成為“具備理論基礎(chǔ)的應(yīng)用型人才”對大學(xué)生服務(wù)社會至關(guān)重要，2014年國家提出加強“應(yīng)用型人才培養(yǎng)”，也是為了更好的解決這一問題［2］。

對于民族院校而言，其教學(xué)目標(biāo)就是為少數(shù)民族地區(qū)培養(yǎng)品德高尚、專業(yè)過硬的高素質(zhì)人才，支援少數(shù)民族地區(qū)建設(shè)，保障欠發(fā)達(dá)地區(qū)能夠持續(xù)、快速發(fā)展。且少數(shù)民族地區(qū)往往資源儲備豐富，具備很大的工業(yè)發(fā)展?jié)摿?，需要一大批工科專業(yè)應(yīng)用型人才扎根少數(shù)民族地區(qū)，投身工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)事業(yè)［3］。由此可見，專業(yè)實踐教育對于民族高校工科學(xué)生而言，是非常重要的教育環(huán)節(jié)。北方民族大學(xué)是國家民委直屬院校中，唯一建立在少數(shù)民族地區(qū)的民族高校，是我國培養(yǎng)少數(shù)民族人才的中堅力量。為了能夠提高“應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)質(zhì)量，學(xué)院結(jié)合寧夏地方經(jīng)濟特點，籌建了化工學(xué)院工程訓(xùn)練中心，但如何進(jìn)行工程訓(xùn)練中心的建設(shè)和發(fā)展，使其在實踐教育環(huán)節(jié)中發(fā)揮更大的作用，是眾多高校積極探索的問題［4－5］。本文以北方民族大學(xué)化工學(xué)院工程訓(xùn)練中心為研究對象，陳述其運行現(xiàn)狀，提出具體的建設(shè)和發(fā)展措施，為廣大民族高校工程訓(xùn)練中心建設(shè)提供參考。

1 工程訓(xùn)練中心的運行現(xiàn)狀

北方民族大學(xué)化工學(xué)院工程訓(xùn)練中心從2014年開始籌建，2016年底陸續(xù)完成安裝、調(diào)試、驗收工作并投入使用，中心總投資為1157萬元，建筑面積近1600 m2，是我校順應(yīng)高校教育改革的發(fā)展趨勢，單體投入資金較大的實踐教學(xué)平臺，對化工學(xué)院過程裝備與控制工程、化學(xué)工程與工藝、制藥工程三個本科專業(yè)1200名學(xué)生的實踐教學(xué)具有重要的意義。整個工程訓(xùn)練中心分兩層布置，由六大模塊組成，分別是:

1.1 煤制甲醇仿真工廠

圖1 煤制甲醇仿真工廠裝置圖

圖2 煤制甲醇仿真工廠中控室

煤制甲醇仿真工廠(圖1、2)是整個工程訓(xùn)練中心流程最長、占地面積最大的實訓(xùn)裝置，生產(chǎn)工藝路線是根據(jù)神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤制甲醇實際生產(chǎn)流程等比例縮小建成，控制系統(tǒng)采用中央DCS集中控制與現(xiàn)場調(diào)節(jié)相結(jié)合的方法，真實再現(xiàn)煤制甲醇生產(chǎn)過程，實現(xiàn)了學(xué)生DCS控制與現(xiàn)場實際操作相結(jié)合的工程培訓(xùn)要求。工業(yè)化煤制甲醇工藝具有高溫、高壓、有毒、易燃、易爆的特點，其工況的特殊性及操作的復(fù)雜性在實訓(xùn)環(huán)節(jié)很難實現(xiàn)，因此，該仿真流程裝置不投入實際物料，操作工況及工藝參數(shù)的變化借助虛擬信號實現(xiàn)，但是操作過程及參數(shù)控制與實際生產(chǎn)一樣，這樣既保證了操作過程的安全性，也使學(xué)生能夠感受到真實的工廠生產(chǎn)過程管理及要求。

1.2 實物投料生產(chǎn)操作實訓(xùn)裝置

圖3 乙酸乙酯實物投料裝置

圖4 碳酸鈣制備裝置

該實訓(xùn)裝置由四套典型化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)組成，其中包括:乙酸乙酯合成實訓(xùn)裝置(圖3)、CO2解析與吸收實訓(xùn)裝置、碳酸鈣制備實訓(xùn)裝置(圖4)、膠水制備實訓(xùn)裝置。該裝置在實踐教學(xué)過程中投入實際物料進(jìn)行生產(chǎn)，通過實際生產(chǎn)過程的操作控制，完成單一化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，不僅強化學(xué)生的動手能力，而且也提高了學(xué)生解決工程問題的能力。

1.3 化工設(shè)備及流體機械拆裝實訓(xùn)裝置

圖5 閥門及離心泵拆裝設(shè)備

圖6 化工管路拆裝設(shè)備

該實訓(xùn)裝置包括化工設(shè)備和流體機械兩大部分，化工設(shè)備有:換熱器、塔器、反應(yīng)釜;流體機械有:離心泵、壓縮機、離心機;此外，還有閥門和管路等附件的拆裝訓(xùn)練(圖5、6)。通過這些裝置的拆裝實訓(xùn)，學(xué)生們可以結(jié)合理論知識，鞏固各種化工常見設(shè)備及附件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，同時還能夠提高化工生產(chǎn)過程中檢修和維護(hù)的技能。

1.4 制藥工程專業(yè)實訓(xùn)裝置

制藥工程專業(yè)實訓(xùn)裝置全部為實物投料，可以完成制藥生產(chǎn)過程中從投料到壓片、包裝的整個生產(chǎn)流程。學(xué)生通過相關(guān)實訓(xùn)課程的訓(xùn)練，能夠掌握和鞏固制藥工程專業(yè)知識，熟悉生產(chǎn)流程，強化實踐能力，為今后從事制藥行業(yè)相關(guān)工作打好基礎(chǔ)。

1.5 虛擬仿真實訓(xùn)室

虛擬仿真實訓(xùn)室主要配備的仿真系統(tǒng)為:煤制甲醇離線仿真系統(tǒng)和制藥工程生產(chǎn)仿真系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)是相應(yīng)實訓(xùn)課程的入門練習(xí)系統(tǒng)，通過離線仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)可以了解和掌握相應(yīng)實訓(xùn)裝置的生產(chǎn)流程和操作方法，減少實訓(xùn)過程中的誤操作，提高實訓(xùn)過程的效率和準(zhǔn)確性。除此之外，還開設(shè)化工單元流程仿真實訓(xùn)以及化工CAD制圖實訓(xùn)等課程，從多個方面提高學(xué)生的實踐技能。

1.6 過程控制實訓(xùn)裝置

該實訓(xùn)裝置通過裝置模型和仿真系統(tǒng)聯(lián)合操作，對化工過程中常見的自動控制系統(tǒng)原理和運行進(jìn)行實踐教學(xué)。學(xué)生可以從中獲取對化工設(shè)備、機泵、各種傳感器及其它檢測與控制儀器、儀表的感性認(rèn)識，對鞏固學(xué)生的DCS基本理論、培養(yǎng)化工操作的基本控制及故障排除等技能具有重要的作用。

目前，工程訓(xùn)練中心的六大實訓(xùn)模塊已經(jīng)全面投入運行，除了承擔(dān)本學(xué)院三個本科專業(yè)的實踐課程外，還積極承擔(dān)如西南民族大學(xué)、寧夏大學(xué)等區(qū)內(nèi)外兄弟院校學(xué)生的實踐、實習(xí)課程，提高工程訓(xùn)練中心的利用率和影響力。未來，在不斷完善工程訓(xùn)練中心運行和管理機制的條件下，可以將工程訓(xùn)練中心對社會開放，使之成為區(qū)內(nèi)外化工、制藥相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)的培訓(xùn)基地，進(jìn)行生產(chǎn)企業(yè)崗前培訓(xùn)、專業(yè)技能比武等活動，使得高校教育環(huán)節(jié)與企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)逐步接軌，使工程訓(xùn)練中心成為民族地區(qū)培養(yǎng)高素質(zhì)“應(yīng)用型人才”的重要實踐教學(xué)基地。

2 工程訓(xùn)練中心建設(shè)思路與措施

2.1 加強專業(yè)技術(shù)人員招聘力度，完善實踐教學(xué)隊伍建設(shè)

在工程訓(xùn)練中心投入運行之前，學(xué)院廣泛調(diào)研了其他院校工程訓(xùn)練中心的實際運行情況，發(fā)現(xiàn)部分院校的實訓(xùn)裝置最終只能當(dāng)作模型教具供學(xué)生參觀學(xué)習(xí)，無法按照原計劃正常運行，達(dá)不到實踐教學(xué)目的。其中的大部分院校制約工程訓(xùn)練中心建設(shè)和發(fā)展的因素就是實踐教學(xué)隊伍建設(shè)不夠完善，具體表現(xiàn)為:在校教師多數(shù)為博士學(xué)歷，沒有企業(yè)工作經(jīng)驗，即使經(jīng)過廠家培訓(xùn)，也無法解決實際生產(chǎn)裝置在運行過程中所出現(xiàn)的問題，達(dá)不到預(yù)期的實踐教學(xué)要求。

鑒于其他院校工程訓(xùn)練中心的上述經(jīng)驗，我校面向全社會招聘了兩名從事化工生產(chǎn)的一線專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)工程訓(xùn)練中心的教學(xué)工作和設(shè)備日常的保養(yǎng)維修，并在學(xué)院中選拔具有企業(yè)背景的優(yōu)秀教師兼任工程訓(xùn)練中心管理和教學(xué)工作，完善實踐教學(xué)隊伍建設(shè)，保障工程訓(xùn)練中的實踐教學(xué)工作可以順利開展。

2.2 加強中心管理和文化建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生工程意識

工程訓(xùn)練中心建設(shè)的初衷之一是讓學(xué)生在校期間，提高專業(yè)相關(guān)的實踐動手能力，以便更好的與將來的工作崗位對接。因此，工程訓(xùn)練中心努力從多個方面讓學(xué)生感覺到“進(jìn)入工程訓(xùn)練中心就像進(jìn)入真正的工廠一樣”，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和安全意識，具體措施為:

(1)實行工廠化管理模式:從學(xué)生的著裝到裝置的操作，盡可能得按照工廠管理的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，使學(xué)生樹立安全生產(chǎn)的意識;

(2)加強工程訓(xùn)練中心文化建設(shè):為了營造真實的工廠氛圍，工程訓(xùn)練中心按照實際工廠的要求，對地面鋪設(shè)環(huán)氧地坪，以區(qū)分工作區(qū)和非工作區(qū);張貼安全警示標(biāo)語，時刻提醒學(xué)生安全操作的重要性;對行車運行區(qū)域表明警戒線，保證實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的安全。

2.3 構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)體系，編寫實踐教學(xué)指導(dǎo)書

學(xué)院組織工程訓(xùn)練中心相關(guān)工作人員和教師，前往省內(nèi)外其他高校工程訓(xùn)練中心調(diào)研學(xué)習(xí)，吸取其他學(xué)校在實踐教學(xué)過程中積累的經(jīng)驗和教訓(xùn)，結(jié)合我校民族高等教育的特色和學(xué)院各專業(yè)的培養(yǎng)方案，制定和完善實踐課程的教學(xué)大綱，構(gòu)建科學(xué)的實踐教學(xué)體系。除此之外，工程訓(xùn)練中心教研室結(jié)合根據(jù)所開設(shè)的工程實踐課程，結(jié)合實訓(xùn)裝置的特點，編寫了《化工實訓(xùn)指導(dǎo)》教材，由化學(xué)工業(yè)出版社出版發(fā)行，為我院學(xué)生和其他院校化工專業(yè)學(xué)生工程訓(xùn)練提供有效指導(dǎo)。

2.4 教學(xué)和科研相結(jié)合，扶持學(xué)科競賽

工程訓(xùn)練中心的實物投料生產(chǎn)操作實訓(xùn)裝置可以進(jìn)行投料生產(chǎn)，教師科研成果需要進(jìn)行中試時，可以借助實訓(xùn)裝置進(jìn)行，并且可以讓學(xué)生參與相關(guān)工作，把教師科研和學(xué)生實踐教學(xué)結(jié)合起來，提高實踐教學(xué)效果，促進(jìn)教師科研成果轉(zhuǎn)化。此外，學(xué)院將工程訓(xùn)練中心作為大學(xué)生學(xué)科競賽的活動基地，提供平臺和師資大力支持學(xué)生參加各類專業(yè)競賽和大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目。近年來，化工學(xué)院學(xué)生在“全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽”、“全國大學(xué)生制藥設(shè)計大賽”、“全國大學(xué)生過程裝備與控制工程創(chuàng)新設(shè)計大賽”等學(xué)科競賽中多次獲獎，工程訓(xùn)練中心對大學(xué)生創(chuàng)新、競賽的支撐作用已初見成效。

3 結(jié)論

總體而言，各民族高校實施工程教育還處在起步階段，我校工程訓(xùn)練中心作為民族院校中為數(shù)不多的實踐性教學(xué)平臺，其發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。結(jié)合學(xué)院實際情況和區(qū)域特點，工程訓(xùn)練中心制定了“三步走”的建設(shè)計劃:

3.1 保障工程訓(xùn)練中心正常運行，不斷提高實踐教學(xué)水平

在工程訓(xùn)練中心目前的運行基礎(chǔ)下，應(yīng)繼續(xù)加大專業(yè)技術(shù)人員的招聘力度，進(jìn)一步完善實踐教學(xué)隊伍建設(shè);制定相關(guān)激勵機制并將工程實訓(xùn)課程的教學(xué)與評定職稱聯(lián)系起來，全面提高教師對工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的主動性，保障工程訓(xùn)練中心課程正常開展。此外，對編寫的《化工實訓(xùn)指導(dǎo)》不斷修訂和完善，根據(jù)實際教學(xué)過程修訂教學(xué)大綱，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方式，提高實踐教學(xué)水平。

3.2 鼓勵教師科研與實踐教學(xué)相結(jié)合，孕育高校創(chuàng)新

科研服務(wù)于教學(xué)，倡導(dǎo)教師在科研項目中試階段利用實訓(xùn)中心的設(shè)備及系統(tǒng)，為教師解決了中試裝置搭建困難的局面。并且引導(dǎo)學(xué)生參與相關(guān)工作，提升實踐教學(xué)效果，增加工程訓(xùn)練中心設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮其效能，以學(xué)科競賽和大學(xué)生創(chuàng)新項目為依托，全面提升大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。

3.3 服務(wù)地方社會，推動少數(shù)民族地區(qū)人才培養(yǎng)和工業(yè)發(fā)展

民族高校進(jìn)行教學(xué)和科研的根本目的是培養(yǎng)社會需要的人才并服務(wù)少數(shù)民族地區(qū)，工程實踐教學(xué)也不例外。在不斷完善工程訓(xùn)練中心運行和管理機制的條件下，可以將工程訓(xùn)練中心對社會開放，使之成為區(qū)內(nèi)外化工、制藥相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)的培訓(xùn)基地，進(jìn)行生產(chǎn)企業(yè)崗前培訓(xùn)、專業(yè)技能比武等活動，使得高校教育環(huán)節(jié)與企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)逐步接軌，培養(yǎng)企業(yè)真正需要的應(yīng)用型人才，為少數(shù)民族地區(qū)工業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。