應用型本科高分子材料與工程專業實踐教學的探索

牛永生，衛愛民，王艷飛

(安陽工學院，河南 安陽 455000)

安陽工學院高分子材料與工程專業2008年開始招生，2012年至今已有7屆共計500名左右學生畢業，經過學校和學院等各方的共同努力，在學生培養方面取得了一些成績，積累了一些經驗。但是與多數新建地方性本科院校一樣存在一些共性的問題，與雙一流高校甚至老牌普通本科大學在辦學經驗及條件上存在明顯的差距，在辦學過程中不可盲目仿照“綜合性、研究性”大學培養模式，而應立足地方特色、區域特色辦出符合自身發展教學模式。

1 實踐教學存在問題

應用型大學的特色重視實踐，重視學生的動手能力、重視學生的工程素質的培養，高分子材料與工程專業應用型人才培養的核心問題是工程實踐能力，如何在培養過程體現特色，對培養的人才質量至關重要[1-2]。為了全面了解高分子材料與工程專業人才培養質量，為高分子材料與工程專業教學改革提供支撐，采用了第三方機構咨詢調查、用人單位、畢業生交流及在校學生跟蹤調查方式進行了教學效果的調查。

1.1 第三方的調查

委托第三方教育管理數據咨詢與教育質量評估機構，通過問卷設計、問卷調查、數據清理、數據分析等方式對2013-2017年畢業生進行了關于教學滿意度、實踐教學環節改進等方面的需求調查。結果發現：問題最突出的教學環節是“實習和實踐環節不夠”，占比75%左右，“無法調動學生學習興趣”占50%左右，“課程內容不實用或陳舊”占40%等。實踐教學環節中突出問題是“企業實習”，依次是“校內實訓”、“學科競賽”、“師資隊伍”等。

1.2 用人單位、畢業生交流

與用人單位、畢業生的交流，主要問題表現為，學生實際動手能力差，螺栓、閥門、開關插座等部件松了都不會修理，儀表、設備操作能力差；設備圖閱讀和設計能力差，學生不能很快的適應崗位的要求。

1.3 在校生反饋

通過在校學生的座談交流，主要存在學生實際操作差，實踐課時少 ,學生獨立動手機會少；大型儀器設備的教學分組人數多；校外實習基地建設薄弱，遠遠不能滿足教學實踐的需要，學生實習的時候只能看，不能動，實習效果差等問題。

針對培養過程反饋的問題，結合我們教學改革和實踐，從師資隊伍建設、實踐體系的構建及學科競賽三方面探索高分子材料與工程專業工程能力的培養。

2 實踐教學改革探索

2.1 師資隊伍建設

目前高等教育快速發展，教師的引進門檻很高，本科學校教師要求具有博士學歷、學位，高學歷教師具有扎實的基本理論和系統的科學研究能力，但是同時存在工程概念認識不強，缺少企業從業經歷和實際鍛煉，工程能力不足，在指導學生實習、實踐課程過程中不能很好地勝任崗位的需求，影響本科生工程實踐能力的培養。想給學生一滴水，教師要有一杯水，甚至要有一桶水、一潭水，學生工程能力提升，提高教師的工程能力素養非常必要[3]。具體方法是：與企業進行產學研合作，豐富教師實踐閱歷，通過與地方企業長期進行橫向合作，積極開展實驗研究，合作過程充分了解企業技術現狀，掌握企業實際困難，全面熟悉生產工藝、設備、儀表控制等，豐富實踐經驗。利用博士掛職鍛煉機會，選派具有博士學歷教師，到指定的企業參與掛職鍛煉，在企業掛職期間，全方位參與企業的工作，積極參加重大項目的科技攻關、配方設計和相應的工藝設計改造，通過改進技術、優化工藝和規模化生產，試驗-反饋-改進多循環等過程，為企業分憂解難，在項目執行過程中教師的工程能力大大加強。

2.2 實踐教學體系建設

總結近幾年的教學研究成果和教學改革方法，構建完整的實踐教學體系，加強學生實踐能力培養環節，提高學生的工程能力[4]。實踐教學體系主要包括實驗課程、課程設計、金工實習、認識實習、畢業實習、科技創新活動、畢業設計(論文)，這些環節為學生提供實習、實訓和參與工程實踐的機會，使學生在實踐技能、工程意識和創新能力等方面得到一定的鍛煉。

低年級本科生基礎實驗通用平臺，實驗內容以基礎單元操作實驗為主，涉及化學化工基本合成操作、化合物的分離及通過物理的方法測試化學產品的物理性質，重點培養學生的基本操作、基本技能和創新意識。

主要包括高分子化學、高分子物理及化工原理實驗。涉及高分子材料的合成技術、高分子材料的力學性質及化工單元操作的基本原理及單元設備的操作過程，教學目的與任務是培養學生高分子專業基本能力，培養具有初步的工程概念。

開設《高分子材料成型加工實驗》、《高等實驗及設計實驗》及《材料產品設計實驗》，以綜合性、設計性實驗項目為主，學生在掌握綜合應用實驗方法的基礎上，進一步深化和拓展專業理論知識，開發學生的探索精神和創新能力。

以學院的3個省級科研實驗平臺(河南省應用化學省級重點學科、河南省博士后創新實踐基地、河南省基礎化工實驗示范中心)、2個市級科研平臺(安陽市納米復合材料合成與應用重點實驗室、安陽市表面活性劑工程中心)及1個校級科研平臺(安陽工學院精細化工重點實驗室)為基礎提供創新研究平臺，學生通過參加教師的科研課題或自主設計創新研究項目，“創新”大賽、全國“挑戰杯”科技大賽等競賽活動，將課內實驗和課外訓練及科研項目結合在一起，培養學生的創新創業能力，鍛煉學生實習實踐能力。

實踐環節主要包括金工實習、認知實習、生產實習、畢業實習等教學環節，是培養學生基本技能、專業能力的重要環節。為保障實踐環節的教學順利實施及實施質量，指導教師全程跟蹤，全程指導，嚴格按照大綱進行實習實訓，實習結束后公開答辯，從嚴把關。

2.3 學科競賽

化工設計大賽是中國化工學會等主辦由各重點高校承辦的全國大學生在化工設計領域規模和水平最高的設計大賽，比賽包含的內容非常廣泛，綜合利用化工原理、化工儀表及自動化、化工CAD、化工機械設備機械基礎等課程知識，旨在促進學生理論知識與工程實踐的緊密結合，加強培養大學生創新思維、創新能力和工程技能，全面提升大學生的化工工程設計能力和化工實踐能力。我校2018年“興發杯”華中大學生化工設計競賽題目為"洛陽石化4萬噸/年異戊二烯生產項目"，設計的內容包括產品技術規格、工藝選擇、設備選型等。產品技術規格經過產品市場需求、產品市場前景、原料產品價差、下游產物豐富附加值等市場分析因素，經過大量的文獻資料查閱、產品市場及原材料調查研究確定；從生產效率、原料價格、產品的質量、產品的費用、三廢的種類、能耗的高低及副產物的有效利用等方面要對不同的工藝路線進行比較，擬定工藝流程線路；運用Aspenplus軟件進行過程的模擬與優化；設備選型包括塔設備的設計(物料衡算、塔板優化、設計與核算、強度的校核)、反應器設計選型(類型確定、床層體積、催化劑的質量、反應器的直徑等工藝設計、殼體厚度、筒體的厚度、風封頭的厚度等機械設計、折流板、拉桿、管板等反應器部件的設計)、泵的設計選型(型號、運行方式、揚程、轉速及電機功率)；自動控制系統包括離心泵流量比值的控制、塔的溫度、壓力及串級控制、換熱器的前饋-反饋控制；廠區的布置有生活區、輔助區、生產區；能量集成與節能技術設計；工廠的總圖布置、安全環境評價、技術經濟分析與供電采暖等非工藝等項目的設計，提供可行性研究報告及設計說明書，提交帶控制點工藝流程圖、車間及設備布置圖等工作，要求學生使用工程思維去考慮問題，結合生產實際去解決工程問題。

“化工原理”是化工類及相關專業的專業基礎課，是基礎理論與化工生產過程之間的橋梁，是培養學生理論知識與解決實際問題一個重要環節。目前化工原理實驗教學內容以驗證理論課教學為主，實驗指導書上實驗步驟、操作方法及原理比較詳細，學生按照教材指導大綱的要求，“照方抓藥”，“比葫蘆畫瓢”完成實驗內容，這樣實驗做完了，但是學生理解不深，實際得不到多少有價值的鍛煉，影響了學生實踐能力的提高。化工原理大賽是教育部高等學校化工類專業教學指導委員會、中國化工教育協會共同舉辦全國大學生化工實驗大賽，大賽結合生產實際出題，主要考察實驗原理、實驗方案、方法步驟、數據分析處理、結果討論及流量、溫度等測量儀表的特性。根據比賽要求，確定實驗方案、設計實驗步驟，實驗獨立運行。學生準備比賽，針對化工原理理論部分、化工原理實驗及化工單元仿真操作等環節反復學習思考、熟練運用基本理論知識，結合實驗操作，鍛煉動手能力、獨立分析解決問題能力，從而提高工程實踐能力。

3 總結語

應用型人才重在應用，特色重在實踐，學生重在動手能力和工程能力，如何從師資隊伍的建設、實踐教學體系的構建、學科競賽參與等環節來提高學生實踐綜合素質，是應用型本科高分子材料與工程專業一個重要課題。培養的目標是提高學生實踐課程學習效果、提高創新能力和工程能力、培養的學生走出校門，踏入社會，適應快，發展好，得到企業和社會的高度認可。