學科競賽在大學生“賽創融合”雙創教育中的實踐

么秋香，田少鵬，何燁明，霍小平

（西京學院理學院 西安市先進光電子材料與能源轉換器件重點實驗室，陜西西安 710123）

全國大學生化工設計大賽是針對化工類專業學生的頂級賽事，目的是培養大學生的創新思維和工程技能，培養團隊協作精神，增強大學生的工程設計與實踐能力，實踐“卓越工程師教育培養計劃”。社會的進步和科技的發展對化工行業工程技術人員的需求和要求都在提高，而工程技術人才的創新能力主要體現在工程實踐活動中創造新技術成果的能力。

1 全國大學生化工設計競賽的目的和意義

1）全國大學生化工設計競賽由中國化工學會、教育部和中國化工教育協會共同主辦，面向全國高等院校化工專業的學生，是國內化工類級別最高、參賽隊伍最多、影響最大的比賽。大賽針對當前我國化工技術發展中的熱點、難點問題以及行業發展亟待解決的卡脖子問題等，為提高相關技術/行業的核心競爭力，促進其更好更快地前進，以創新驅動，遵循《中國制造2025》指出的發展方針，發展資源多元化、低耗、高效、安全、清潔的綠色制造技術，打破化學工業這一資源和環境約束型傳統制造業的粗放發展模式，進行競賽任務書設置。

2）圍繞每屆大賽設置的設計題目，例如：為某大型化工企業設計一座異丙醇生產分廠或為現有的異丙醇生產分廠設計技術改造方案（第十五屆）；為某大型化工企業設計一座分廠，以碳五烷烴為原料制造非燃料用途的化工產品（第十四屆），參賽團隊需要對相關市場資源情況和市場需求等進行充分調研，根據實際調研情況確定生產原料的類型及規格等，并確定產品結構及其技術規格等，再結合項目資源規劃和市場規劃以及國家的有關政策確定項目的生產規模。并涉及公用工程、安全、環保等方面的工程問題。

一件競賽作品的完成需要有：①項目可行性研究報告；②初步設計說明書；③典型設備工藝設計計算說明書；④設計圖集；⑤工藝流程的模擬及流程優化計算結果和模擬源程序等。

在作品設計過程中，不僅要求學生對所學專業知識，如《化工原理》《化工反應工程》《化工分離工程》《化工熱力學》等進行綜合運用，還要從工程實際的角度進行專業化處理。通過競賽，既可以鍛煉學生們的工程實踐能力，培養其工藝設計理念，特別在新工藝、新設備、節能降耗等方面的創新思維能力，又能培養學生的團隊協作精神、吃苦耐勞、堅韌不拔的毅力。這也是大賽設置的初衷，作為中國化工科技界將來的基礎和棟梁，化工學子應該積極關注我國化學工業發展進程中的重點需求，綜合運用所學的現代化學工程知識，在模擬工程設計實踐中，敢于創新，探索先進技術方案。

2 學科類競賽的協同聯動紐帶作用

學科類競賽是第一課堂和第二課堂的協同聯動紐帶，使創新創業教育融會貫穿于兩課堂的始終，是第一、第二課堂教學效果展示的載體，也是充分利用第二課堂實踐教育的主陣地。

2.1 基本知識的強化學習

《化工設計》（或《化工廠設計》）是貫徹落實教育部《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）》的文件精神，為化工相關學科而設置的第二課堂。目的在于提升學生創新意識，培養其創新能力、獨立工作和團隊協作的能力，以提高思想品德和綜合素質為重點。《化工設計》作為第一課堂教學《化工原理》《化工反應工程》《化工分離工程》《化工熱力學》《化工Auto CAD制圖》等的延續、補充和綜合運用而設置的第二課堂，是實現高等教育人才培養目標的一種重要途徑。在引導大學生樹立正確理想信念的同時，進一步深入激發大學生的創新意識與創新思維，增強其自主發展內驅力，從而形成一個全面提升綜合素質、促進身心和諧發展的可持續發展循環。

《化工設計》涉及化工設計的一般程序、初步設計階段的內容與程序、工藝流程設計、物料衡算與熱量衡算、設備的工藝設計與選型、車間布置設計、管道設計與布置等。通過課程設計進行模擬實踐是化工類專業本科生教學的一個重要環節，學生需要綜合運用所學基礎理論和專業課知識等，去完成以單元操作為主的設計實踐，既有較強的理論性又有較強的實操性。在設計實踐過程中，培養學生在查閱技術資料、選用公式和收集整理數據的能力；正確選用設計參數，樹立從技術上可行和經濟上合理兩方面考慮的工程觀點，同時還需考慮到操作維修的方便和環境保護的要求；正確地進行工程計算；掌握化工設計的基本程序和方法，學會用簡潔的文字和適當的圖表表達設計思想等多個方面得到全面系統的實踐訓練[1]。

通過全國大學化工設計競賽的學科競賽載體[2]，以最接近真實的案例創建形式，結合目標化工廠的實際設計，學習生產過程中工藝的選擇、設備的選型、裝備的計算、圖紙的繪制，將競賽項目與《化工設計》課程所學習的理論知識聯系起來，并以項目成果的形式，將所學的理論知識全面展示出來。

2.2 拓展知識的綜合運用

在全國大學生化工設計競賽中，學生團隊除了要綜合運用所學的理論知識外，還要與設計實踐、工程實際結合，做到理論聯系實際、理論符合實際的要求，同時符合國家的有關能耗政策、節能節水要求、二氧化碳排放要求、工業固體廢物綜合利用率等要求。在設計過程中除了要查閱國家相關政策文件，還有翻閱大量的設計手冊、文獻資料和設計相關標準規范，如《化工投資項目可行性研究報告編制辦法》《化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定》《石油化工工藝裝置布置設計規范》等80多項國家標準和行業標準。所以學生團隊要不斷去拓展知識，在分工協作、團隊合作中，綜合運用化工知識，分析行業技術特點、國家政策導向等，結合現代化工設計的理念，進行集體創作、集體創新去完成系統學習、拓展學習，從而去完成一件競賽作品。

一個優秀的獲獎競賽作品還需要學生多角度去拓展去創新，例如設計余熱余壓回收、水循環利用、重金屬污染減量化、有毒有害原料替代、廢渣資源化、脫硫脫硝除塵等綠色工藝技術[3]。這也是響應“中國制造2025”在自主創新能力、資源利用效率、產業結構水平等方面轉型升級和跨越發展的行動體現。

2.3 “賽創融合”的實踐訓練

《化工設計》課程中主要解決某一個問題的設計方案，例如針對一個反應釜、一個換熱器、一個精餾塔或者某一段工序，對基礎理論知識要求高，對團隊協作能力要求不高，可能形成的技術方案也不一定符合實際工程的要求，或者實際工程技術水平目前還完不成設計方案的要求，使設計脫離工程現實。結合第二課堂的實際情況，由于化工設計課程課時分散，教學內容比較多，學生短時間分散接收這些教學內容，又不能及時進行學習內容輸出時，教學效果較差，無法利用集中的時間完成和解決問題。在《化工設計》課程的單純課堂講解過程，也很難深入進行工程實際的聯系，更無法做到強化設計實踐的操作[4]。實操設計僅停留于匯報各自查找到的相關資料，并進行簡單工藝設計，不能深入分析工藝設計是否合理，是否存在較大缺陷，以及是否符合工程實際等。

與《化工設計》課程相比，化工設計競賽對解決實際問題的能力要求較高，要全面考慮化工設計中諸多的工程實際問題。結合《化工設計》課程的教學經驗與指導化工設計大賽的參賽隊伍的設計經驗，實施“賽創融合”訓練，基礎理論知識安排在賽前的課時進行講授，賽中課時以競賽項目為實例工藝進行設計解析，課中學生進行設計過程中疑難問題的討論與后期設計思考規劃，課余時間進行競賽項目的討論與設計實踐。大致形成教學課時與競賽時間相匹配的教學安排，通過課程教學與競賽實踐的循環學與練，讓教學的輸出與學生的輸出形成一個循環閉環。以課帶賽，以賽促教，賽教融合、賽創融合，增加化工設計競賽的參與人數，鼓勵更多的學生參與比賽，提高學生的學習興趣，激發學生的學習內驅力，學習到更多化學設計的知識，形成知識來源于課本并高于課本的過 程[5]。

通過化工設計競賽，學生們要分工協作、團隊合作，要主動學習、共同討論，要互相幫助、互相鼓勵，全面提升自己的綜合能力、提高自己的專業技術技能水平，摸索并熟練掌握各類化工軟件。在學習鞏固知識的同時，面對困難、面對挑戰，更能錘煉學生的理想信念、加強品德修養、培養敬業精神[6]。在賽教融合、賽創融合的過程中，提升育德意識、育德能力，在潤物無聲中，實現知識傳授、價值引領和能力提升的有機統一。

3 立德樹人始終貫穿于“賽創融合”訓練

立德樹人是教育的根本任務，雙創教育是提升素質教育質量的核心。“德育性”“教育性”“創新性”是雙創教育的核心內涵并統一于雙創教育中，三者均衡發展提高創新型人才培養質量[7]。賽創融合，以“德育性”為先導，以厚植家國情懷、增強社會責任感和創新創業能力、強化工程實踐能力為主要教育目標，引導學生立足國家經濟建設、化工行業這一傳統制造業的綠色發展和轉型升級[8]，展開化工設計的學習和化工設計的創新，通過自主學習、團隊學習實現全面提升綜合素質能力，實現素質教育的目的。

“德育性”分散溶解于“賽創融合”訓練的各階段，包括賽前迷茫期，賽中的踔厲奮發、舉步維艱、篤行不怠和賽后收獲期。對于一個競賽項目，賽前賽中賽后要從“德育性”的角度引導學生理解為什么設計和如何設計。厚植國家情懷，從制造業是立國之本、興國之器、強國之基角度展開；增強社會責任感，從資源和環境是人類賴以生存的、有限且難再生、如何可持續發展角度展開；鍛煉創新創業能力，從堅持綠色發展、以創新驅動傳統制造業轉型升級角度展開；強化工程實踐能力，作為中國化工科技界未來的基礎和棟梁角度，賦予其歷史責任感和使命感，強大自己強大中國。面對迷茫，調整心態，分解目標，撥云見日；面對困難，引導學習，砥礪前行，共同進步。在不斷“進－停－退”中，融入“德育性”教育，充分做到以學生為主體，教師引導，發揮學生對項目的主導性和創新性，將德育分散、深植入其心。

4 結論

學科類競賽是第一課堂和第二課堂的協同聯動紐帶，使創新創業教育融會貫穿于兩個課堂的始終，是第一課堂和第二課堂教學效果展示的載體。通過“賽教融合”“賽創融合”可以鍛煉化工類專業學生的化工專業知識綜合運用能力，思考與探究化工設計中的創新點；可以多方面培養大學生的創新思維和工程技能，培養團隊協作精神，增強大學生的工程設計與實踐能力。在模擬實踐中增強大學生對知識的綜合運用能力，激發其自主學習與實踐創新能力。

“德育性”“教育性”“創新性”是雙創教育的核心內涵并統一于雙創教育中，三者均衡發展提高創新型人才培養質量。“賽教融合”“賽創融合”以“德育性”為先導，厚植家國情懷、增強社會責任感，引導學生立足國家經濟建設、化工行業綠色發展和轉型升級，敢于創新，勇于創新，在不斷的“進－停－退”中自主學習、團隊學習，踔厲奮發、篤行不怠，全面提升綜合素質能力。在“賽教融合”“賽創融合”訓練中，提升育德意識、育德能力，在潤物無聲中，實現知識傳授、價值引領和能力提升的有機統一。