地方高校化工專業(yè)“階梯式”實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐

＊王鋒 胡擁軍 劉長(zhǎng)輝

（1.湖南城市學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院 湖南 413000 2.湖南城市學(xué)院 教務(wù)處 湖南 413000）

“新工科”建設(shè)的內(nèi)涵就是為新一輪工業(yè)革命培養(yǎng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力較強(qiáng)的以及具有國(guó)際化視野的高素質(zhì)復(fù)合型人才[1]。教育部在“復(fù)旦共識(shí)”中明確指出：地方高校要對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)揮重要作用[2]。因此，地方高校應(yīng)充分挖掘和利用本地資源、結(jié)合各地方高校辦學(xué)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)培養(yǎng)時(shí)代發(fā)展需求的應(yīng)用型人才。

工程實(shí)踐能力的高低決定了應(yīng)用型人才的水平。化工專業(yè)雖是一傳統(tǒng)工科專業(yè)，但本專業(yè)的發(fā)展一直與世界最新科技息息相關(guān)，因此，社會(huì)對(duì)該專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力需求會(huì)更高。而以往培養(yǎng)體系已無法滿足當(dāng)前背景下工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)，因此，對(duì)該專業(yè)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的改革顯得尤為緊迫。

1.工程實(shí)踐能力培養(yǎng)現(xiàn)狀與問題

美國(guó)為了達(dá)到工程教育培養(yǎng)目標(biāo)，采用麻省理工學(xué)院提出的CDIO工程教育教學(xué)理念。英國(guó)工程教育實(shí)踐教學(xué)采用“模塊化”的課程教學(xué)，教學(xué)方法豐富多樣，學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)較多，以解決企業(yè)、其他學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的工程問題和項(xiàng)目為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)模式仍然是英國(guó)的主流模式[3]。沈陽(yáng)大學(xué)對(duì)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)機(jī)制進(jìn)行了研究[4]，太原科技大學(xué)采取的主要措施是：對(duì)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)采取按需組合實(shí)施方案[5]，桂林理工大學(xué)構(gòu)建了“四層次五模塊”的實(shí)踐教學(xué)體系[6]。總之，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力是不遺余力。

目前國(guó)內(nèi)本科工科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容主要設(shè)置有實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和社會(huì)實(shí)踐、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等五大模塊。通過文獻(xiàn)和實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，因?qū)嵺`教學(xué)模塊之間關(guān)聯(lián)度不是很緊密，許多地方高校未能建立起行之有效的實(shí)踐教學(xué)體系和保障體系。而且，國(guó)內(nèi)許多地方高校在實(shí)踐教學(xué)實(shí)施過程中，還存在以下問題：

（1）地方高校實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張，許多實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不能保障每組所有學(xué)生同時(shí)動(dòng)手操作，部分學(xué)生會(huì)敷衍塞責(zé)，積極性也大打折扣，特別是開設(shè)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)未完全按照人才培養(yǎng)方案執(zhí)行，學(xué)生也就無法直接受益。

（2）學(xué)生在課程設(shè)計(jì)上因時(shí)間短，一般需3～4人組成一個(gè)小組，這種情況下就會(huì)有少部分人偷工減料，導(dǎo)致整個(gè)組不能按時(shí)按質(zhì)按量完成設(shè)計(jì)任務(wù)；此外，部分學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)目標(biāo)不明確，為完成任務(wù)就在網(wǎng)絡(luò)上或教材中找到與設(shè)計(jì)任務(wù)相近的說明書后就照搬照抄，只修改了少部分的數(shù)據(jù)。這樣課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生工程初步設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)就遙不可及。

（3）因化工企業(yè)安全生產(chǎn)要求極高，許多化工企業(yè)不愿接受實(shí)習(xí)生，而且地方高校實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)相對(duì)較少，導(dǎo)致化工生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間未能達(dá)到培養(yǎng)方案設(shè)定時(shí)間。即使在實(shí)習(xí)期間，學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)以參觀為主，也很少參與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際操作過程，更遑論解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)問題。

圖2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量保障體系

隨著學(xué)生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度越來越低。目前，雖然許多地方高校正在積極推進(jìn)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的改革且獲得了一定成效，但在當(dāng)前背景下，地方高校化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系與市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求不適應(yīng)、實(shí)踐課程教學(xué)方式方法與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成不適應(yīng)、從事專業(yè)核心課程教學(xué)的老師的工程實(shí)踐能力達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的需求。

學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)質(zhì)量因以上諸因素得不到保障。因此，為了推進(jìn)地方高校化工專業(yè)更好地服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)，必須對(duì)地方高校化工專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)進(jìn)行改革。為此，課題組針對(duì)目前現(xiàn)狀，結(jié)合我校化工專業(yè)的實(shí)際情況提出了“階梯式”實(shí)踐教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障體系，希望通過改革，能解決當(dāng)前地方高校共同面臨的問題。

2.工程實(shí)踐能力培養(yǎng)對(duì)策

(1)突出工程能力培養(yǎng)，構(gòu)建階梯式實(shí)踐教學(xué)體系

圖1 化工專業(yè)階梯式實(shí)踐教學(xué)體系

化工專業(yè)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)體系主要包含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、化工工藝設(shè)計(jì)、化工認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、化工生產(chǎn)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）以及學(xué)科競(jìng)賽等環(huán)節(jié)；以上各環(huán)節(jié)既是一個(gè)整體又相互獨(dú)立，各自為培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力發(fā)揮功能。按照學(xué)生接受知識(shí)的普遍規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力也要由易到難，由淺到深。因此，課題組擬構(gòu)建“階梯式”實(shí)踐教學(xué)體系，如圖1所示。體系中以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力為主線，以校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、就業(yè)基地以及產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)為保障，階梯式逐級(jí)提升學(xué)生工程實(shí)踐能力，最終達(dá)到適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，工程實(shí)踐能力包括“提出問題、試驗(yàn)調(diào)試、撰寫文檔、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、溝通協(xié)作”等六個(gè)方面的能力。按照六個(gè)方面由易到難、相互相成的關(guān)系，我們以目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高校化工專業(yè)所采用的實(shí)踐教學(xué)體系為主線來構(gòu)筑階梯式實(shí)踐教學(xué)體系框架。考慮到目前的實(shí)踐教學(xué)體系已與現(xiàn)在社會(huì)需求不適應(yīng)，所以在大學(xué)四年各個(gè)年級(jí)嵌入輔助手段，從而構(gòu)建階梯式實(shí)踐教學(xué)體系。具體構(gòu)建過程如下：

大一新生進(jìn)校后在體系主線上開設(shè)基礎(chǔ)無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)，使學(xué)生初步具備“實(shí)驗(yàn)調(diào)試”能力；同時(shí)，安排金工實(shí)習(xí)，這樣讓學(xué)生獲取初步的工程知識(shí)和感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在大一期間，讓班級(jí)分成若干興趣小組，讓每小組進(jìn)行某一化工產(chǎn)品的性質(zhì)、用途、市場(chǎng)、生產(chǎn)工藝等方面的文獻(xiàn)調(diào)研或社會(huì)調(diào)查，并形成書面報(bào)告，這樣用導(dǎo)向性任務(wù)來提高學(xué)生“提出問題”“撰寫文檔”的能力，也可提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和對(duì)專業(yè)的認(rèn)可度。

大二時(shí)主線上安排進(jìn)行分析化學(xué)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高“實(shí)驗(yàn)調(diào)試”能力，同時(shí)安排電子電工實(shí)訓(xùn)；還鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生開放性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，以項(xiàng)目來促使學(xué)生加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過項(xiàng)目來驅(qū)動(dòng)學(xué)生來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)，以使學(xué)生能夠具備初步“方案設(shè)計(jì)”“方案實(shí)施”能力，從而提高工程實(shí)踐能力。

大三時(shí)開設(shè)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)、化工原理課程設(shè)計(jì)、化工工藝設(shè)計(jì)以及化工認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)等實(shí)踐性課程，可將認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的內(nèi)容引入到化工設(shè)計(jì)課程中，以所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)習(xí)過程中的工程實(shí)際問題相互結(jié)合；此外，動(dòng)員學(xué)生積極參加大學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽、化學(xué)化工作品競(jìng)賽、化工設(shè)計(jì)大賽、化工原理大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，學(xué)生在各種專業(yè)大賽中，能逐步將大一大二期間培養(yǎng)的工程實(shí)踐所必需的各項(xiàng)能力進(jìn)一步提升，這樣用競(jìng)賽來激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與到提高工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)環(huán)節(jié)。

大四上學(xué)期主要安排生產(chǎn)實(shí)習(xí)，最后一學(xué)期安排畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），學(xué)生可將生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容作為畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）主題，主要解決化工企業(yè)生產(chǎn)過程中存在的問題。這樣可將學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合；此外，對(duì)學(xué)生在實(shí)習(xí)單位的具體表現(xiàn)，可采用問卷調(diào)查或走訪企業(yè)的方式，了解學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)期間的整體表現(xiàn)以達(dá)到實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的，從而再次確保學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高，最終達(dá)到社會(huì)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

(2)完善實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障和評(píng)價(jià)體系

搭建教學(xué)體系后，要有實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障體系以達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。以往實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立，未形成統(tǒng)一的整體，本課題擬對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，建立畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）準(zhǔn)入制度，使之相互影響。具體實(shí)施體系見圖2。

進(jìn)入大四畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）環(huán)節(jié)之前，對(duì)四大基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作技能考核，考核合格后進(jìn)入大四畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）環(huán)節(jié)；對(duì)各級(jí)各類專業(yè)競(jìng)賽校級(jí)三等獎(jiǎng)以上獲得者免于考核；對(duì)于有校級(jí)以上開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同學(xué)免考核。

對(duì)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)建立實(shí)習(xí)制度、加強(qiáng)過程管控以及實(shí)習(xí)答辯制度；對(duì)化工設(shè)計(jì)過程建立考勤制度、詳細(xì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和答辯制度；將實(shí)習(xí)內(nèi)容和成績(jī)與課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）掛鉤：化工設(shè)計(jì)任務(wù)與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)，相應(yīng)的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密，這樣可避免學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)“走過場(chǎng)”，從而強(qiáng)化了實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)教學(xué)效果；此外，實(shí)習(xí)成績(jī)與畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）相關(guān)聯(lián)，實(shí)習(xí)成績(jī)中等及以上者才能進(jìn)入畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）環(huán)節(jié)。實(shí)習(xí)成績(jī)中等以下者直接重修，與下一屆同專業(yè)學(xué)生一起實(shí)習(xí)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）環(huán)節(jié)，先對(duì)學(xué)生進(jìn)行論文格式規(guī)范性培訓(xùn)、科技論文（設(shè)計(jì)說明書）寫作培訓(xùn)，中期論文檢查制度，論文匿名評(píng)閱等方式以提高論文質(zhì)量。

通過以上體系，可刺激化工專業(yè)學(xué)生認(rèn)真對(duì)待實(shí)踐教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，從而保障實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，提高工程實(shí)踐能力。

(3)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，不斷深化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎,能夠反映相關(guān)課程的最新技術(shù)，例如在化工原理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程中，可將化工企業(yè)典型單元操作過程最新設(shè)備介紹給學(xué)生，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與現(xiàn)代高科技設(shè)備的聯(lián)系。另外，改革傳統(tǒng)“一堂灌”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,采用翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué),使師生互動(dòng)、教學(xué)相長(zhǎng),調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性和創(chuàng)新意識(shí)。

(4)加強(qiáng)雙師雙能型教師隊(duì)伍建設(shè)

近年來，地方本科院校新引進(jìn)的人才考察的重點(diǎn)是發(fā)文章的檔次與數(shù)目，主持或參與的科研課題層次，往往忽略了對(duì)其工程實(shí)踐能力的考察，從而導(dǎo)致地方高校化工專業(yè)教師隊(duì)伍缺乏工程實(shí)踐能力。針對(duì)此問題，地方高校對(duì)具有工程實(shí)踐經(jīng)歷的高級(jí)人才可適當(dāng)放寬條件，少點(diǎn)文章和項(xiàng)目，想專業(yè)之所想，急學(xué)生之所急；此外，還可聘請(qǐng)來企業(yè)生產(chǎn)一線的工程師擔(dān)任兼職教師；同時(shí)，鼓勵(lì)年輕教師到企業(yè)掛職，積極參加企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改造或產(chǎn)品生產(chǎn)過程操作以提高其工程實(shí)踐能力。

3.改革成效

自2018年對(duì)我校化工專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)體系改革以來，特別是提出畢業(yè)論文準(zhǔn)入制度以來，極大的刺激了學(xué)生對(duì)課外實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的興趣，學(xué)生參加化學(xué)化工類各類競(jìng)賽積極性大有提高。譬如我省教育廳主辦的化學(xué)化工作品競(jìng)賽、化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽、化工設(shè)計(jì)大賽等和由國(guó)家教指委主辦的化工原理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽等各類賽事。學(xué)生在課堂之余，積極參加各級(jí)各類創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等等。

通過實(shí)踐教學(xué)體系以及質(zhì)量保障體系的改革與完善，近2年我校化工專業(yè)學(xué)生在各類競(jìng)賽和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的立項(xiàng)中獲得佳績(jī)。化工專業(yè)學(xué)生獲得省化學(xué)化工作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)1項(xiàng)，一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)；省化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)；省化工設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)；中南賽區(qū)化工原理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；校級(jí)創(chuàng)新性項(xiàng)目立項(xiàng)20余項(xiàng)、省級(jí)立項(xiàng)4項(xiàng)，國(guó)家級(jí)2項(xiàng)。

4.結(jié)論

綜上所述，本課題組從實(shí)踐教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障體系、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方式以及雙師雙能型師資隊(duì)伍等四方面進(jìn)行改革，從而促進(jìn)了學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高。隨著改革進(jìn)一步推進(jìn)，這種新的實(shí)踐教學(xué)與評(píng)價(jià)體系優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯。