基于卓越化工工程師培養(yǎng)的“化學(xué)工藝學(xué)”課程教學(xué)改革

金 杰，馮紹杰

（安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽合肥230601）

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》以及《教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見(jiàn)》而提出的高等教育重大改革計(jì)劃，其目標(biāo)是培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，能夠面向工業(yè)、面向未來(lái)、面向世界的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)的人力資源優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力。

“化學(xué)工藝學(xué)”是化工專業(yè)的核心專業(yè)課程，本課程以產(chǎn)品為目的，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，建立最優(yōu)化的生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的生產(chǎn)，實(shí)踐性強(qiáng)，是把專業(yè)基礎(chǔ)課程中的理論知識(shí)與工程實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)的紐帶。本課程的教學(xué)可以強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、環(huán)境意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)、安全意識(shí)和實(shí)踐能力等多種意識(shí)和能力的培養(yǎng)，是實(shí)現(xiàn)卓越化工工程師培養(yǎng)的關(guān)鍵課程。本文根據(jù)“化學(xué)工藝學(xué)”在卓越化工工程師培養(yǎng)中的作用，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式、學(xué)以致用、綜合素質(zhì)、師資隊(duì)伍六個(gè)方面，探討了“化學(xué)工藝學(xué)”的教學(xué)改革。

1 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

1.1 課程大綱的優(yōu)化

由于培養(yǎng)方案總學(xué)分的限制和國(guó)家規(guī)定的相關(guān)課程的增設(shè)，目前大多數(shù)專業(yè)課程學(xué)分均有減少，我校“化學(xué)工藝學(xué)”課時(shí)也由以前的48 學(xué)時(shí)減少到32 學(xué)時(shí)。因此，課程大綱的制定，要抓住本門(mén)課程的主要教學(xué)要求，理清教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，精簡(jiǎn)并合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于相同或相似的工藝，選擇一個(gè)具有代表性的項(xiàng)目詳細(xì)講解，類似工藝可以作為課后作業(yè)，安排學(xué)生自學(xué)并給出學(xué)習(xí)報(bào)告，做到學(xué)時(shí)雖降而知識(shí)面不減，保證學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。注重理論知識(shí)體系的同時(shí)，也要強(qiáng)化實(shí)際工程能力的培養(yǎng)，盡量選擇易于實(shí)際參與的工藝知識(shí)講解，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)際的結(jié)合，有利于學(xué)生知識(shí)的轉(zhuǎn)化和工程能力的培養(yǎng)?？己朔绞椒矫?，應(yīng)降低卷面成績(jī)的權(quán)重，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)成績(jī)的比重，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

1.2 教材的選擇

目前“化學(xué)工藝學(xué)”教材有多個(gè)版本，有的偏向于有機(jī)化工，有的偏向于煤化工、石油化工，也有的偏向于無(wú)機(jī)化工。選用哪一版本教材，都需要結(jié)合本?；I(yè)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合當(dāng)?shù)鼗虮臼〉馁Y源特色、工業(yè)特色?；蛘咄瑫r(shí)選用幾個(gè)版本的教材，綜合遴選授課內(nèi)容，做到石油化工、煤化工、無(wú)機(jī)化工、有機(jī)化工等方面的工藝知識(shí)全覆蓋。

1.3 課程內(nèi)容的安排

授課內(nèi)容主要依據(jù)教學(xué)大綱和教材而定，但在實(shí)際授課過(guò)程中，可以合理分配講授內(nèi)容與自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，合理安排教學(xué)內(nèi)容順序，在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，最大限度地提高教學(xué)效果。一般情況下，第一部分的概述和工藝學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)都會(huì)安排一至兩個(gè)學(xué)時(shí)課程，個(gè)人認(rèn)為，這部分內(nèi)容在簡(jiǎn)要講授后，可以以小論文形式的課后作業(yè)，讓學(xué)生自主查閱資料學(xué)習(xí)，然后在后續(xù)的具體工藝知識(shí)講解中，再講解與此工藝相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，把節(jié)省下來(lái)的學(xué)時(shí)，用于具體工藝的講解。設(shè)置了專業(yè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)安排在實(shí)驗(yàn)前把理論部分講解完成，可以把部分講授內(nèi)容設(shè)置成多個(gè)問(wèn)題，留給學(xué)生自己查閱資料去解決問(wèn)題，從而獲得知識(shí)。讓學(xué)生帶著問(wèn)題預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義，這樣更有利于對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加以點(diǎn)評(píng)學(xué)生問(wèn)題解答的質(zhì)量。

2 教學(xué)模式的改革

傳統(tǒng)教學(xué)模式，注重教師的教，注重理論知識(shí)講解輸入，而輕視學(xué)生的學(xué)，輕視知識(shí)的主動(dòng)獲取，這一點(diǎn)不符合卓越工程師的培養(yǎng)要求。部分授課內(nèi)容可以提綱挈領(lǐng)地講解，并由學(xué)生自主學(xué)習(xí)加以獲取完整的知識(shí)，或在演示了知識(shí)獲取方法后，由學(xué)生按照這種方法自主獲取知識(shí)，或者采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。工藝過(guò)程中的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，是工藝參數(shù)確定的依據(jù)，雖然不同工藝中溫度、壓力、時(shí)間等參數(shù)的值不同，但這些參數(shù)最終都是依據(jù)理論計(jì)算并結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)而定，因此，在詳細(xì)講解了兩到三個(gè)工藝參數(shù)是如何確定后，在后續(xù)的工藝過(guò)程參數(shù)講解時(shí)，可以以作業(yè)的形式，由學(xué)生自己根據(jù)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)原理去推理，并把時(shí)間用于工藝過(guò)程的講解。

增加工藝學(xué)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。由于受培養(yǎng)方案總學(xué)分?jǐn)?shù)的限制，目前“化學(xué)工藝學(xué)”課程大多設(shè)置為32 學(xué)時(shí)，如此少的學(xué)時(shí)，理論知識(shí)的廣度和深度往往很難兼顧，因此，要增加專業(yè)實(shí)驗(yàn)中工藝學(xué)內(nèi)容，增加專業(yè)實(shí)習(xí)的工藝流程知識(shí)教學(xué)，增加工藝類畢業(yè)論文。我校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了一氧化碳中低溫變換實(shí)驗(yàn)、乙苯脫氫制苯乙烯等實(shí)驗(yàn)，另外虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中還設(shè)置了丙烯腈工藝仿真實(shí)訓(xùn)、乙醛生產(chǎn)工藝實(shí)訓(xùn)。專業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)，主要集中在中鹽紅四方和安慶石化等大型化工企業(yè)，學(xué)生可以參觀或參與到合成氨、氯堿、原油常減壓、丙烯腈、催化加氫、催化裂化等多個(gè)項(xiàng)目的工藝。

強(qiáng)化動(dòng)態(tài)教學(xué)。工藝流程圖的動(dòng)態(tài)演示、設(shè)備操作的三維顯示等，可以直觀地模擬實(shí)際生產(chǎn)中物流情況和設(shè)備運(yùn)行情況，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收和掌握。歐倍爾仿真和東方仿真，均有類似的教學(xué)素材庫(kù)。若自己不便制作動(dòng)圖，可以購(gòu)買工藝學(xué)課程的素材庫(kù)，把課程的靜態(tài)ppt 變成動(dòng)態(tài)ppt，提高教學(xué)效果。

3 考核方式的改革

學(xué)生學(xué)習(xí)一方面靠自覺(jué)性，另一方面也需要鼓勵(lì)，有個(gè)好的激勵(lì)機(jī)制，會(huì)使愛(ài)學(xué)習(xí)的學(xué)生有成就感，就會(huì)更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)?？尚行愿叩?、有區(qū)分度的、能如實(shí)反映學(xué)生努力程度的考核方式才會(huì)是一個(gè)好的激勵(lì)機(jī)制。傳統(tǒng)的教學(xué)注重理論，考核的主要方式也是理論考試，卓越工程師教育培養(yǎng)不僅要有扎實(shí)的理論知識(shí)，還要有較強(qiáng)的動(dòng)手能力、自主學(xué)習(xí)等能力，因此，考核方式要適應(yīng)培養(yǎng)要求的需要，必須改革。

一是減少理論考試權(quán)重；二是增加自主學(xué)習(xí)成績(jī)權(quán)重；三是增加實(shí)踐學(xué)習(xí)成績(jī)權(quán)重。我校“化學(xué)工藝學(xué)”課程成績(jī)?cè)u(píng)定，理論考試一直占70%，很大程度上，輕視了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)的成績(jī)權(quán)重。在最近的課程大綱修訂時(shí)，對(duì)考核方式做了改革，理論考試成績(jī)占比40%，自主學(xué)習(xí)成績(jī)占比20%，實(shí)踐成績(jī)占比20%，課程考勤和課堂作業(yè)占比20%，新增了自主學(xué)習(xí)成績(jī)和實(shí)踐成績(jī)，增加了課堂作業(yè)成績(jī)百分比。從教學(xué)效果上看，學(xué)生更加愿意主動(dòng)學(xué)習(xí)，動(dòng)手能力、工程能力增強(qiáng)，在合作完成課外作業(yè)時(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)也得到了培養(yǎng)。

4 學(xué)以致用的強(qiáng)化

學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是把知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去。“化學(xué)工藝學(xué)”的學(xué)習(xí)，目標(biāo)是讓學(xué)生掌握“化學(xué)工藝學(xué)”知識(shí)獲取的方法，掌握“化學(xué)工藝學(xué)”的基礎(chǔ)知識(shí)和典型工藝知識(shí)。針對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)，在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)置了多個(gè)化學(xué)工藝方面的畢業(yè)論文題目，如一氧化碳中的催化劑、溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間等變量對(duì)變換反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響研究，乙苯脫氫制苯乙烯實(shí)驗(yàn)中催化劑、稀釋劑水用量等因素對(duì)產(chǎn)率影響的研究。在無(wú)法直接參與企業(yè)實(shí)際工藝時(shí)，可以利用現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或訓(xùn)練項(xiàng)目，讓學(xué)生自己動(dòng)手，去檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)，去獲得新知識(shí)，極大地提高了學(xué)生的知識(shí)掌握能力和獲取能力。

在專業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)，如果不提前對(duì)生產(chǎn)工藝加以思考，直接參觀，學(xué)生會(huì)感覺(jué)茫然，不知如何理清裝置的邏輯關(guān)系。因此，帶著問(wèn)題去參觀顯得尤為重要。例如，在安慶石化參觀丙烯腈生產(chǎn)工藝時(shí)，實(shí)習(xí)前，告知學(xué)生將要參觀實(shí)踐的生產(chǎn)工藝，讓學(xué)生提前復(fù)習(xí)丙烯腈生產(chǎn)工藝，并提出兩到三個(gè)書(shū)本上無(wú)法給出答案的問(wèn)題，讓學(xué)生在參觀實(shí)踐中觀察設(shè)備與工藝，觀察工程師的操作，去尋找答案。利用所學(xué)知識(shí)解釋實(shí)際生產(chǎn)中的現(xiàn)象，利用實(shí)際生產(chǎn)工藝去尋找新的知識(shí)，同樣也極大地提高了學(xué)生的知識(shí)掌握能力和獲取能力。

5 綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

卓越工程師的培養(yǎng)，不僅要培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的廣度和深度、工程實(shí)踐能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神、工程實(shí)踐精神、艱苦奮斗精神、愛(ài)崗敬業(yè)精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，更要培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)、經(jīng)濟(jì)合理意識(shí)、生產(chǎn)安全意識(shí)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)、整體與局部意識(shí)、開(kāi)放與包容意識(shí)、法律法規(guī)意識(shí)。通過(guò)課程的思政內(nèi)容融入愛(ài)國(guó)主義教育，通過(guò)作業(yè)的分組培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，等等。精神和意識(shí)方面的培養(yǎng)，不是獨(dú)立的課程知識(shí)，而是融入在課程內(nèi)容中，教師在教學(xué)過(guò)程中，要善于發(fā)現(xiàn)與講解，善于引導(dǎo)學(xué)生去培養(yǎng)這種精神和意識(shí)。

6 師資隊(duì)伍的建設(shè)

“化學(xué)工藝學(xué)”是一門(mén)理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程，師資力量的強(qiáng)弱決定了學(xué)生知識(shí)理解和掌握的深淺。一是把教師送出去，高校教師大多缺乏工程實(shí)踐能力，因此，我校化工專業(yè)承擔(dān)“化學(xué)工藝學(xué)”課程的教師，每年都去相關(guān)企業(yè)培訓(xùn)兩到三周，熟悉實(shí)際生產(chǎn)流程和工藝，提高工程實(shí)踐能力，更好地講解工藝知識(shí)；二是把專家請(qǐng)進(jìn)來(lái)，每年化工專業(yè)都會(huì)邀請(qǐng)化工企業(yè)教授級(jí)高工或技術(shù)骨干來(lái)我校進(jìn)行講座，以自己實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)向?qū)W生傳授；三是把學(xué)生送出去，每年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，本專業(yè)都會(huì)挑選部分學(xué)習(xí)主動(dòng)性高、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)課題也是企業(yè)實(shí)際運(yùn)行的生產(chǎn)項(xiàng)目，由學(xué)校教師和企業(yè)專家聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，較好地提高了這部分學(xué)生的工程實(shí)踐能力。