化工專業拔尖人才培養與實踐

朱俊生 翟智庚 胡光洲 曹景沛 孟獻梁

(中國礦業大學 化工學院，江蘇 徐州 221116)

1 引言

中國作為化工大國，據有關部門統計，2020年中國化工行業的產能約占全球的40%，多種化工產品產量居全球首位，“十三五”時期，化工行業的增長速率維持在6%左右[1]。然而，中國化工行業仍存在大而不強的問題，在技術創新、生產管理、低碳發展、產業結構等方面仍和世界先進化工企業存在一定差距。化工行業亟需大量優秀人才，特別是拔尖人才，來推動產業升級，使我國由化工大國轉變為化工強國。近年來，眾多高校致力于化工人才的培養，但如何培養化工拔尖人才仍在進一步的探索之中[2]。

2 化工拔尖人才培養與實踐

根據筆者多年的教學、科研經驗和多年的化工企業實習經歷，筆者認為，化工專業拔尖人才的培養，需要從以下幾個方面做起。

2.1 夯實理論基礎

化工涉及化學、材料、機械、電工電子、土木、計算機、物理和數學等眾多學科，如果沒有掌握扎實的基礎知識，優秀的專業人才只能是無根之木。因此，需要進一步強化數理基礎與建模能力。而運用數學工具解決問題，不必將教學重點放在深奧的理論知識上，而應強調學以致用[3]。例如，化工過程傳遞有許多問題需要使用偏微分方程或方程組來解決，如何建立方程與方程組，如何確定邊界條件與初始條件，如何計算出解析解或數值解，這些能力是要著重培養的，而一些定理的證明可以放在次要的位置。

2.2 強化信息化技能

現代化工企業正在向信息化、智能化發展，計算機技術已經成為化工領域的重要組成技術[4]。二十世紀七十年代末，美國能源部領導開發了Aspen plus流程模擬軟件，經過不斷改進，該軟件已經成為世界公認的標準流程模擬軟件。化工企業的儀表與自動化管理，也與計算機技術息息相關。隨著計算機技術的進一步發展，人工智能、機器學習、計算機視覺技術、數據庫技術等也逐漸應用到化工行業中，二者的結合越來越緊密。在化工專業拔尖人才的培養過程中，我們將強化人才的信息化技能，培訓其掌握四個方面的計算技能：一是編程語言和算法，如C語言，Python，Java等；二是數值計算工具，Matlab，Maple，Mathmatica等；三是流程模擬，Aspen plus，Pro II，gPROMS等；四是多物理場建模仿真軟件，如Comsol multiphysics，ANSYS等。

2.3 增強實踐能力

為培養化工專業拔尖人才，我們將加強理論聯系實踐，一方面強化化工基礎實驗，另一方面讓學生走進工廠，讓工廠變成課堂。例如，我們在化工基礎實驗課程中強化了對學生的一對一指導與提問，顯著提高了學生的實驗效果，部分學生在學完化工基礎實驗課程后，參加了2021年的江蘇省化學化工實驗競賽和全國大學生化工實驗大賽華東區賽，均取得了優異的成績(獲特等獎、一等獎多項)，并且有一支參賽隊伍(華東區賽特等獎)進入了全國大學生化工實驗大賽總決賽。

普通高校教師受限于職業環境，有著深厚的理論基礎，但對生產一線了解相對較少，如何解決生產過程中出現的各種問題，是課堂上很難教授的。此外，大部分教材存在滯后性，使得學生很難學習現存的先進新工藝[5]。部分高校出于安全等方面考慮，將生產實習刪減或壓縮，或者將其改為認知實習，這很不利于學生的實踐。我們將進一步增強校企協作，強調生產實習不應該是“走過場”，不是形式主義，生產實習是學生實踐的重要部分，能夠培養學生工程思維，實現從理論到實物的映射。在生產實習過程中，學生要對化工設計形成感性的認識，并通過老師的現場指導，明白什么是流程設計、設備選型和車間管路布置[6]。除了現場實習，我們還將利用高水平的仿真實訓來提高學生的實踐。

2.4 培養工程思維

高校培養的人才最終要走進化工行業，推動行業發展[7]。因此，必須培養學生的工程思維和解決實際工程問題的能力。雖然以學生的能力無法獨立解決實際的工程問題，但可以讓學生參與解決問題的過程，積累經驗，樹立工程意識，提高工程素養。工程思維是做好大型項目建設管理的思想基礎。我們將加強產學研的聯系，充分參與到企業與學校的創新實踐活動中。例如，中國礦業大學化工專業聘請了企業專家參與專業培養方案的制定，從知識結構的頂層設計入手，針對現代工業生產和企業技術升級的需求來確定教學內容和課程體系。此外，我們還將生產中的實際問題、示例引入課堂，革新教學方法，采用“案例教學”和“基于問題的教學”等方法，受到學生的普遍歡迎。

2.5 強化管理能力

化工專業拔尖人才在經歷一線的歷練后，必然走向管理崗位，我們不光要將他們培養成優秀的工程師，還要將他們培養成優秀的管理者，現行化工專業培養方案中雖然有管理類課程，但往往缺少化工類專業的管理類課程，因此，未來我們將增加化工企業和化工生產管理類課程。誠然，對學生的要求不宜過高，應重視基礎，使其掌握管理學原理，熟悉基本的化工企業和化工生產管理學知識，未來應將拔尖人才安排在企業基層管理崗位培養。

2.6 突出個人專長

在培養化工專業拔尖人才的過程中，根據學生個人興趣的差異性，實施針對性培養，尊重學生的個性化發展，因為化工行業崗位眾多，設計、生產等不同崗位對人才的要求也不同。例如，化工設計有工藝、配管、儀表、土建等部門，有些崗位可能需要長期駐守施工現場，要求工作者有土木素養。因此，我們將因材施教，在做好通識教育的基礎上，實施精細化的專業技能培養，培養行業需要的拔尖人才。

3 結語

我國化工行業正在向綠色、高端、智能化發展，迫切需要“懂技術、能生產、精流程、通管理、會經營”的高級工程技術人才，高校應立足于化工企業的需求，改革培養方案，優化人才培養方法，為國家培養出更多的化工拔尖人才。