面向應用型人才培養的化工類專業生產實習教學模式的改革與實踐

沈國良 朱海峰 徐鐵軍 趙文凱 朱 靜 班玉鳳 孫明珠 陳 宏 張曉娟 李鳳紅

(沈陽工業大學 石油化工學院，遼寧 遼陽 111003)

生產實習是高等工科院校化工類專業教學計劃中重要的實踐性工程教學環節之一[1]，屬于傳統的實踐教學環節，是幫助學生熟悉和了解實際化工生產實際、掌握基本化工生產技能的重要教學過程，在化工高等教育中占有十分重要的地位。很多高等學校在其生產實習計劃的制定、生產實習基地的建設、生產實習的組織實施、生產實習的指導與考核，以及生產實習指導老師的配備等各個方面都做了大量工作，取得了很大的成績[2-4]。

隨著現代市場經濟的不斷深入發展、信息技術的快速進步，傳統的生產實習教學模式已越來越不適應培養應用型人才的要求[5]，其生產實習的組織、內容與指導方式，暴露出許多弊端，如實習教學內容陳舊、實習教學方式單一、學生不能親自動手操作、學生處于被動的學習狀態、對學生缺乏足夠的吸引力等，這些最終導致生產實習教學效果不理想，很難達到預期的教學目的，不能適應現代化工企業對人才工程能力的要求[6]。

按照應用型人才培養要求，針對實習教學中存在的問題，對傳統的實習內容和實習方式進行大幅度調整和系統的改革。

1 化工專業傳統生產實習的現狀分析

從培養應用技術型人才方面考慮，化工類專業傳統的生產實習模式主要存在以下幾個方面問題[7]：

(1) 生產實習的形式、內容單一。傳統的生產實習模式為：在四年的學習中，只有一次集中到與專業相關的化工廠或車間進行現場實習，實習時間一般為4周，實習內容一般包括聽企業工程技術人員講課、現場參觀、跟班實習、資料的收集與整理、撰寫生產實習報告與考核等幾個方面。

現代市場經濟的快速發展，各類化工企業都以經濟效益和安全生產為中心，各生產崗位都要進行安全要求和經濟核算。為了避免不必要的麻煩和經濟損失，很多化工企業不愿意讓學生全天候在生產車間、裝置區實習。學生的生產實習過程也只剩下了聽企業工程技術人員講課、現場參觀，很難深入生產實際。

(2) 生產實習一定程度上變成了現場上課。學生只能通過“聽”的形式浮在表面上來了解企業的生產情況、工藝流程與設備性能，根本不可能有接觸實際工程問題的機會，理論聯系實際自然也就成了一句空話。

(3) 生產實習變成了現場自學。受定編定崗限制，現代化工企業里沒有專人負責學生生產實習；在生產實習現場，帶隊的指導老師一方面要負責學生的交通、安全、身心健康，另一方面對企業具體生產過程又不十分熟悉。因此，帶隊的指導老師無法承擔全部生產實習指導任務。

(4) 在生產實習現場，學生除了聽企業工程技術人員講課、現場參觀，再無其它事可做。在生產實習的前幾天還有一點新鮮感，時間一長也就自然沒有了興趣。往往會導致生產實習紀律的松散和管理的困難。

(5) 生產實習達不到現代化工企業對人才工程能力的要求。現在化工企業生產自動化程度越來越高，多采用先進的集散控制系統(DCS)進行生產操作、管理，出于安全考慮，企業一般不允許學生動手操作化工裝置[8]，校外實生產習更多地表現為參觀性質上，學生只対化工企業概況有一個初步的了解，不利于工程實踐能力培養。

雖然學校可以利用技術服務和開展橫向科研課題的機會結合進行生產實習，一定程度上可以解決生產實習中存在的一些問題，但這一條件并非每一所院校、每一次生產實習都隨時可以具備，不能從根本上解決問題。

如何使生產實習模式符合培養應用型人才的需要、使生產實習效果符合現代化工企業對人才素質的需要，充分調動學生生產實習環節的主觀能動性，進一步深入生產實際，有效地提高化工生產實習質量，達到預期的生產實習教學目的，這是大多數高等工程本科院校化工類專業生產實習方面在苦苦探索的問題。

2 化工專業現代生產實習的改革目標

隨著科學技術和知識經濟的飛速發展，尤其是現代社會經濟結構的多樣化和信息化，我國經濟建設對人才的需求發生了很大的變化，其主要特征是更加注重人才素質的實用化。這樣的需求對高等工程本科院校傳統的教學制度、人才培養方式、教學模式提出了改革的要求，高等教育應培養出具有較強工程能力的應用型人才，化工類專業生產實習必須來重新組織、重新設計其教學內容與教學方式。

在明確化工類專業生產實習的教學改革目標后，需要進一步提高對化工類專業生產實習改革的認識。生產實習不僅僅是理論教學的補充與完善，更是學生工程能力培養與訓練的重要教學環節與手段，是完成對學生工程能力培養的重要途徑。通過生產實習的教學環節，使學生建立工程意識，培養理論與實踐相結合的能力，生產實習的改革就是要使其適應時代的發展，使生產實習教學獲得最好的教學效果。近年來，我們對化學工程與工藝、高分子材料與工程、應用化學(精細化工)等化工類專業的生產實習模式、生產實習內容進行了系統改革，其生產實習改革的原則如下:

(1) 緊緊圍繞石油、石化、化工行業的快速發展和區域經濟建設，以專業工程能力培養為主線，以職業素質教育為導向，構建新的生產實習教學體系與內容，使化工類專業學生成為基礎知識扎實、工程能力強、職業素質高的應用型人才，

(2) 保留傳統的現場實習內容。學生深入到生產企業的現場，展現給學生是現代化大型企業、先進的生產設備、完全自動化的分散管理集成控制系統。利用較短的時間在學生的腦海中打下比較充實的多方面的感性認識，也在學生的頭腦產生了很多的問號，起到為學生開闊眼界，造成強烈的求知欲與好奇心的目的。

(3) 充實、完善、改革傳統的實習內容，大幅度增加實訓教學內容。由于現場生產中為了保證產品質量與安全生產，是絕對不允許學生實際動手操作的，走馬觀花式的生產實習不僅不能滿足學生的求知欲與好奇心，而且完全束縛了學生的主動性與創造性。

(4) 建立與新的實習教學體系及其內容相適應的校內外實習、實訓基地，特別要加強校內實習、實訓基地的建設，解決過去生產實習只能聽、看，不能動、練的實際問題。

3 化工專業生產實習的教學模式改革

3.1 生產實習內容的改革

化工類專業新的生產實習體系著力崗位實踐能力的培養，建立“仿真、實習、實訓”有機統一的生產實習教學模式。在生產實習教學環節中，遵循由淺入深、循序漸進的能力培養規律，按照“認識—實踐—再認識—再實踐”的認識規律，加強工程實踐能力的訓練。新構建的生產實習包括化工仿真實習(1周)、化工單元操作實訓(1周)、化工現場生產實習(2周)、化工生產操作實訓(1周)依次有機聯系的4個階段，共計5周時間。按照新的生產實習模式，現在的生產實習內容安排如下：

生產實習的第一階段為化工仿真實習。實習軟件內容豐富，囊括了石油化工的主要單元操作和生產裝置共計24個子系統：離心泵及液位、熱交換器、透平與往復壓縮、間歇反應、連續反應、加熱爐、精餾系統、吸收系統、鍋爐和常減壓蒸餾工藝、催化裂化工藝、乙烯工藝(熱區分離)、合成氨工藝、均苯四甲酸二酐工藝、聚丙烯工藝、聚氯乙烯工藝等。實習軟件的功能也很強大，如模擬設備或裝置的開停工操作、參數調整、事故設置與處理及考試功能。根據學生專業生產實習特點，將仿真模擬上機操作分為2個層次進行：首先，主要是進行仿真知識的講解和化工基本單元操作的訓練(含離心泵及液位、熱交換器、透平與往復壓縮、加熱爐等)，為學生打下一定的實踐基礎；其次，進行復雜單元操作(間歇反應、連續反應、精餾系統、吸收系統、鍋爐等)及生產裝置的開停工操作，學生可以結合所學過的理論知識分析判斷模擬操作中出現的問題，創造性地優化操作。化工仿真實習使學生在以下5個方面獲益:(1)了解基本單元操作原理和方法，增強對工藝過程的理解；(2)熟悉計算機控制系統及操作；(3)掌握現代工業復雜控制系統的投運和調整技術，提高對化工過程動態運行的分析和決策能力；(4)提高學生對化工過程的開車、停車運行能力；(5)訓練對事故的響應、分析和排除故障的能力。

生產實習的第二階段為化工單元操作實訓。化工仿真實習后，結合典型的化工單元操作過程，在中等規模的實際裝置上進行操作實訓。目前，化工單元操作實訓項目有化工管路拆裝操作實訓、流體輸送操作實訓、傳熱操作實訓、常減壓精餾操作實訓、吸收-解吸操作實訓，其實訓裝置均為連續操作、帶有DCS系統及MARS系統。

生產實習的第三階段為化工生產實習。化工單元操作實訓后，再到中國石油天然氣集團公司遼陽石化公司的實習基地進行參觀實習，聽取實習生產廠、車間(或裝置)的工藝流程的介紹，跟班了解生產實習現場的流程、設備、控制、生產組織管理等。除以上實習內容外，化工生產實習期間還安排學生參觀工廠(公司)、車間設備廢舊、備件庫房等內容，詳細察看設備形式、結構等，安排學生參觀幾個大、中、小化工企業。

生產實習的第四階段為化工生產操作實訓。化工生產實習后，學生對實際化工生產過程及設備全貌有了充分的認識、對生產原理也有一定的了解，但缺乏實際動手操作訓練。為此，需要開展化工生產操作實訓，按遼陽石化公司現代實際生產裝置的工藝流程，現已按比例建成原油常減壓蒸餾生產實訓裝置、催化裂化生產及安全演練實訓裝置2個大型、連續、帶有DCS系統的化工生產操作實訓項目。

3.2 生產實習改革的成果

在生產實習教學中構建新的實習教學模式，引入化工虛實相結合的實習，有利于發揮學生在學習過程中的主動性、積極性。生產實習中開展仿真實踐操作，化工仿真軟件所表現出來的人機交互作用，有利于激發學生的學習興趣和認識主體作用的發揮。從現代化工企業發展水平來看，實現在校內進行化工單元操作實訓、化工生產過程操作實訓，彌補了學生不能親自動手操作的被動學習狀態，學生變被動為主動，學生實際操作能力顯著提高。

為配合專業卓越工程師教育培養計劃試點、專業向應用型轉變試點、國家級一流專業建設，建立了校內化工虛擬仿真教學中心、化工操作實訓中心和校外工程實踐教育中心。化工虛擬仿真教學中心在原來11個教學版仿真軟件的基礎上、又與遼陽石化公司合作開發13個工廠版仿真軟件；化工操作實訓中心現已建成化工管路拆裝實訓裝置4套、4個單元過程實訓裝置8套、常減壓蒸餾實訓裝置1套、催化裂化實訓裝置1套；分別與遼陽石化公司、遼寧奧克集團公司共建2個校外工程實踐教育中心。

建成的化工虛擬仿真教學中心被評為遼寧省示范教學中心；與遼陽石化公司共建的工程實踐教育中心獲批國家級工程實踐教育中心，與遼寧奧克集團公司共建的工程實踐教育中心獲批省級工程實踐教育中心，催化裂化虛擬仿真教學項目獲批遼寧省仿真教學項目。

4 結語

(1) 實施“仿真-實習-實訓”實習教學新模式是培養應用型人才的重要途徑之一。通過改革與創新生產實習的內容、方式，從根本上更新和加強了生產實習教學，顯著效果。

(2) 新的生產實習教學模式及實習內容、教學安排體現了以學生為中心的教育思想、體現了知識認識規律、體現了應用型人才培養規律，充分調動了學生的自主學習積極性，符合一流專業建設目標要求、符合應用型人才培養要求。

(3) 引入化工仿真模擬實習、化工生產操作實訓，有利于激發學生的學習興趣和認知主體作用的發揮，既豐富了實習內容，又提高了生產實習教學水平，解決了過去專業生產實習難以深入實際和親自動手操作的問題。

(4) 化工現場生產實習期間多參觀幾個大中小化工企業，有利于學生了解不同規模的企業、不同工藝流程的生產過程、不同類型的設備。