應(yīng)用型本科化工專業(yè)煤化工工藝學(xué)教學(xué)探究與實踐

任艷嬌，徐榮聲，趙換萍

1 寧夏大學(xué)新華學(xué)院工程與應(yīng)用科學(xué)系，銀川 750021

2 北方民族大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，銀川 750021

3 銀川市唐徠中學(xué)西校區(qū)，銀川 750004

近年來，寧夏大學(xué)新華學(xué)院化工專業(yè)堅持以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，堅持社會主義辦學(xué)方向，全面貫徹黨的教育方針，依據(jù)《寧夏大學(xué)新華學(xué)院關(guān)于修訂＜寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案(2023版)＞的指導(dǎo)意見》，緊緊圍繞新工科、新文科和卓越計劃2.0新要求，構(gòu)建起理論教學(xué)體系、實踐教學(xué)體系、素質(zhì)拓展體系三位一體的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)體系，踐行服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展和行業(yè)人才需求的教學(xué)目標(biāo)，從而保證學(xué)生既有較為扎實的理論基礎(chǔ)，又有突出的專業(yè)能力及較高的綜合素質(zhì)[1,2]。學(xué)院化工專業(yè)從2018年開始煤化工方向人才培養(yǎng)的探索，從授課內(nèi)容、教學(xué)實施與綜合評價等方面開展教學(xué)活動改革創(chuàng)新，充分優(yōu)化課程教學(xué)資源，切實提升課程教學(xué)質(zhì)量，培育煤化工方向應(yīng)用型本科人才[3-5]。

1 課程教學(xué)內(nèi)容重組

1.1 內(nèi)容重組模塊化

實踐教學(xué)過程中，將煤化工內(nèi)容創(chuàng)新劃分為理論、應(yīng)用兩大模塊，如圖1所示。其中，理論模塊更加注重基礎(chǔ)知識講解和思維模式的傳授，并穿插講授習(xí)近平生態(tài)文明思想和“雙碳”戰(zhàn)略等重要內(nèi)容，主要包括煤基炭材料、CO加氫合成醇醚、甲醇合成烴、煤的焦化、煤的氣化等8個方面內(nèi)容。應(yīng)用模塊以“項目式教學(xué)法”為主[6]，加強工程案例分析，注重學(xué)生工程能力培養(yǎng)，提高學(xué)生工程能力和創(chuàng)新意識，主要包括60萬噸煤制烯烴生產(chǎn)工藝項目、100萬噸煤制油生產(chǎn)工藝項目及合成氨工藝等5個方面內(nèi)容。

圖1 課程重構(gòu)模塊設(shè)計圖

“煤化工工藝學(xué)”是化工專業(yè)的一門專業(yè)核心選修課，按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案要求，以32課時的教學(xué)時長重新編寫教學(xué)大綱，教學(xué)的主要內(nèi)容和各章節(jié)重難點知識見表1。

表1 教學(xué)大綱

1.2 精煉教學(xué)內(nèi)容

打破課程教學(xué)界線，將煤化工工藝學(xué)中典型的化工操作單元、基礎(chǔ)理論知識與其他課程(如化工工藝學(xué)、化工原理等)有機融合在一起進行講授，完善教學(xué)設(shè)計，編制精美課件，用心打磨每一節(jié)課程內(nèi)容，形成自己的課程特點，把課程講好、講深，使學(xué)生想聽、愛聽。

2 教學(xué)過程多樣化

2.1 “以學(xué)生有效學(xué)習(xí)為中心”的課程教學(xué)

筆者在教學(xué)實踐過程中，堅持以學(xué)生為中心，突出“學(xué)生有效學(xué)習(xí)目標(biāo)”，摸索出一套“小組匯報、自主測試、期末反饋和指導(dǎo)協(xié)會活動”的可行方法，促進學(xué)生學(xué)有所獲。

(1) 小組匯報。將全班學(xué)生劃分成為16個學(xué)習(xí)小組，每個小組圍繞課程內(nèi)容選擇某個專題以三分鐘視頻為輔助，深入講解分析相關(guān)知識(表2)。視頻內(nèi)容匯集煤化工安全生產(chǎn)、環(huán)保要求、設(shè)備改造、工藝優(yōu)化、設(shè)備原理、反應(yīng)機理、未來發(fā)展等各個方面，全方位、多角度展現(xiàn)煤化工行業(yè)發(fā)展的新面貌新進展。

表2 學(xué)生分組匯報目錄(部分)

例如，在正式開課前，每組4名同學(xué)圍繞匯報主題，分別對化學(xué)原理、操作條件和設(shè)備生產(chǎn)、工藝過程、三廢處理進行詳細介紹，輔助三分鐘視頻展示行業(yè)先進生產(chǎn)案例，教師進行兩分鐘點評。經(jīng)過三輪的教學(xué)實踐反饋，此方式不僅增強了課堂的感染力，也為枯燥的理論知識增添了科技色彩，還促使學(xué)生了解該領(lǐng)域的前沿生產(chǎn)技術(shù)和未來發(fā)展方向，更訓(xùn)練了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

(2) 自主測試。學(xué)生參照課程的考試大綱，根據(jù)每一章節(jié)知識的重難點，以學(xué)習(xí)小組為單位出題，自我檢測對課程內(nèi)容的掌握情況。題型一般包括選擇題(單項選擇和多項選擇)、判斷題、填空題、簡答題、工藝流程題等。每套試卷設(shè)定合理分值，分階段進行閉卷考試，并將測試成績作為平時成績。通過自主測試的方式，有助于學(xué)生把握課程知識系統(tǒng)性、整體性，強化對所學(xué)知識信息的深刻記憶，將各個章節(jié)的知識理解吃透、融會貫通。同時，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高了學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生體會到合作探究的樂趣。

(3) 期末反饋。期末考試是客觀檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)成果的有效方式，通過小組匯報、自主測試的方式，創(chuàng)新了課堂教學(xué)手段，豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，有效提升了學(xué)生對課程知識的理解和掌握。最終反映在了期末測試的成績上。通過一年的教學(xué)反饋，學(xué)生閉卷考試的及格率達到88.6%以上，較上年度80.6%的及格率有了顯著提高。期末成績公布之后，聽取學(xué)生的意見建議，認真幫助學(xué)生分析試卷，就普遍出現(xiàn)的知識點錯誤進行“回爐再造”，幫助學(xué)生真正掌握吸收相關(guān)知識。

(4) 指導(dǎo)協(xié)會活動。充分利用好化工協(xié)會的平臺優(yōu)勢，邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医淌冢ㄟ^線上+線下相結(jié)合的方式，開展一些學(xué)術(shù)講座。同時，鼓勵協(xié)會成員利用課余時間自己組織小型知識講座，特別是圍繞現(xiàn)代熱門的煤化工生產(chǎn)單元操作案例，從煤化工工藝過程原理和路線、工藝過程的生產(chǎn)和評價指標(biāo)、物料和熱量的輸入輸出及熱能的高效利用、設(shè)備設(shè)計的性能指標(biāo)評價等方面展開分析論述。通過指導(dǎo)協(xié)會活動的方式，有利于補足課時缺額的短板，培養(yǎng)學(xué)生課后自學(xué)的能力；有利于了解企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力，為日后走向工作崗位奠定良好基礎(chǔ)；有利于拓寬大一、大二協(xié)會會員的知識面，提前了解專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。

2.2 “以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用型能力為目標(biāo)”的教學(xué)實踐

“煤化工工藝學(xué)”是能源化工和以煤化工為專業(yè)特色的化工類專業(yè)的必修課和主干課，也是對學(xué)生分析和解決工程實踐問題能力要求較高的課程。多年來，本校化工專業(yè)緊扣學(xué)生應(yīng)用型能力的培養(yǎng)和提升，強化與寶塔石化和寧夏慶華煤化工集團等寧夏本地煤化工企業(yè)的校企合作關(guān)系，安排學(xué)生第七學(xué)期赴企業(yè)開展為期兩周的畢業(yè)生產(chǎn)實習(xí)。實習(xí)過程中，要求學(xué)生了解煤的煉焦過程和煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制，合成氨生產(chǎn)、合成甲醇生產(chǎn)等工藝過程。實習(xí)內(nèi)容緊貼煤化工課程內(nèi)容重點難點，既能夠促使學(xué)生重溫專業(yè)理論知識，也能夠使學(xué)生在企業(yè)快速掌握實際生產(chǎn)操作過程，提升了理論聯(lián)系實際的能力，也為就業(yè)打下了堅實基礎(chǔ)。

2.3 “以提升教師教學(xué)方法為根本”的實踐探索

(1) 輔助教學(xué)軟件的使用。在重組課程內(nèi)容、模塊化教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+教育”資源優(yōu)勢，熟練使用掌握輔助教學(xué)軟件，改進教學(xué)手段、改善教學(xué)方法。例如，使用“雨課堂”教學(xué)軟件，將基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)內(nèi)容與預(yù)習(xí)課件提前下發(fā)至班級群，要求學(xué)生自主查找相關(guān)資料；使用“騰訊會議”等軟件，開展線上課堂教學(xué)任務(wù)；使用“學(xué)習(xí)強國”學(xué)習(xí)平臺的慕課資源，學(xué)習(xí)借鑒“雙一流”大學(xué)的好經(jīng)驗、好做法，查找相關(guān)工藝生產(chǎn)視頻，以小組形式開展學(xué)習(xí)。

(2) 化工虛擬仿真實驗室的使用。借助化工虛擬仿真實驗室這個模擬平臺，邀請化工生產(chǎn)企業(yè)專家、工程師等講授核心的生產(chǎn)工藝流程，配合指導(dǎo)學(xué)生開展“煤制油”仿真操作，大幅提升學(xué)生的實際動手能力，促進學(xué)生對知識的理解與掌握。

3 建立科學(xué)合理的成績評價體系

新的課程評價方式強化教師分類評價、過程性評價、團隊評價和長期評價。課程單一的評價模式已經(jīng)不能滿足考核評價要求，需要任課教師結(jié)合過程教學(xué)，為每一位學(xué)生在課程中的優(yōu)異表現(xiàn)進行公正合理的打分。過程考核應(yīng)當(dāng)既注重學(xué)生個人能力的評價，也注重學(xué)生團隊評價，多樣化的過程考核方式更有利于學(xué)生對知識的掌握，并且很大程度上促使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，及時進行課堂教學(xué)反饋、期末反饋，不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，使之更適合學(xué)生學(xué)習(xí)，讓每一位學(xué)生都成為課程實施的參與者和受益者，具體成績評價過程如表3所示。教師則以引導(dǎo)人的身份，教會學(xué)生如何去學(xué)、學(xué)什么、怎樣學(xué)用結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，挖掘?qū)W生的潛能。

表3 成績評價表

4 “四結(jié)合、一評價”貫穿教學(xué)始終

4.1 產(chǎn)業(yè)與教學(xué)相結(jié)合

化工專業(yè)教師要充分發(fā)揮主觀能動性，結(jié)合“雙師型教師實踐鍛煉”項目，帶領(lǐng)學(xué)生深入企業(yè)一線，了解企業(yè)生產(chǎn)實際，把理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，提高對化工專業(yè)的理性認識，在講解化工類專業(yè)知識的過程中，能將廠區(qū)建設(shè)、公用工程、環(huán)境保護、安全生產(chǎn)、生產(chǎn)方法和工藝流程、生產(chǎn)操作、車間及設(shè)備與管道布置等進行深入分析，有利于提升自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，提高教學(xué)的質(zhì)量。

4.2 科研與教學(xué)相結(jié)合

教育要推動科研，推動人才創(chuàng)新，“教學(xué)與科研相統(tǒng)一”是現(xiàn)代大學(xué)的基本標(biāo)志。科研與教學(xué)不是矛盾的，而是辯證的關(guān)系。在教學(xué)過程中，筆者注重以解決企業(yè)需求、改善教學(xué)方法為導(dǎo)向，不斷提升自身科學(xué)研究能力，促進教學(xué)質(zhì)量水平提高。比如，筆者在講授煤化工工藝學(xué)課程過程中，提煉有益教學(xué)經(jīng)驗，發(fā)表相關(guān)論文1篇；反過來再以科研論文的發(fā)表反哺課堂教學(xué)。同時，邀請寧夏大學(xué)省部共建國家重點實驗室教授來我校開展講座，內(nèi)容覆蓋寧東能源化工水處理技術(shù)、固廢處理技術(shù)、土壤環(huán)境修復(fù)等，對目前化工前沿最新進展進行分析討論，使學(xué)生近距離感受科研的魅力，建立起科研思維和興趣，感受化工專業(yè)頂層研究對于人類社會生存和發(fā)展的重要作用。

4.3 人才培養(yǎng)與企業(yè)需求相結(jié)合

教育的根本在育人。在大學(xué)教育教學(xué)中，要強化人才培養(yǎng)理念，匯聚企業(yè)專家、高校教師、社會學(xué)者等群體深度參與到人才培養(yǎng)各個環(huán)節(jié)。要注重把握區(qū)域經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，將化工專業(yè)的發(fā)展與化工類企業(yè)人才需求緊密聯(lián)系起來，主動邀請企業(yè)專家參與專業(yè)人才培養(yǎng)方案的修訂，為專業(yè)建設(shè)提出合理化建議。集成校企雙方優(yōu)勢資源，從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向問題導(dǎo)向、從單一學(xué)科轉(zhuǎn)向交叉融合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，使培養(yǎng)出來的化工專業(yè)學(xué)生在工作中具有更強的競爭力和職業(yè)素養(yǎng)。

4.4 專業(yè)知識與課程思政相結(jié)合

結(jié)合課程內(nèi)容，有機嵌入“民族自豪感和愛國意識”“廢舊資源循環(huán)再利用”和“綠色環(huán)保低碳節(jié)約型”等思政教育案例。例如，氫氣成功進入寶豐能源烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，在一定程度上實現(xiàn)了“新能源與現(xiàn)代煤化工耦合制高端化工新材料”的目標(biāo)；中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所已經(jīng)掌握了煤炭間接液化的關(guān)鍵技術(shù)，并在某些方面擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，具備了進行工業(yè)示范建設(shè)和運行的技術(shù)條件；神華鄂爾多斯直接液化項目兼顧產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保障國家能源安全的戰(zhàn)略意義，一方面在發(fā)展中逐步建立新的比較優(yōu)勢形成多元均衡的產(chǎn)業(yè)格局，另一方面增強系統(tǒng)化、創(chuàng)新化、綠色化煤炭供給能力，為我國提供持續(xù)穩(wěn)定的能源保障。在課程講授過程中，自然深入融合典型案例分析，不僅將枯燥的專業(yè)知識講出活力、講出深度，同時增強學(xué)生的民族自豪感和愛國意識，認識煤化工在經(jīng)濟社會和國家戰(zhàn)略需求中的重要作用，樹立職業(yè)認同感。

4.5 建立畢業(yè)生工作跟蹤評價機制

通過跟蹤調(diào)查學(xué)生畢業(yè)3年和5年職業(yè)變化及成長軌跡，掌握化工專業(yè)學(xué)生在行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展前景。比如，邀請優(yōu)秀化工專業(yè)畢業(yè)生回校開展講座，從一個實踐者的角度去評價在校期間化工專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實效性，對煤化工工藝學(xué)等相關(guān)課程教學(xué)大綱做出評價、提出意見；同時為在校生分享工作經(jīng)驗，從正面激勵在校生從事專業(yè)生產(chǎn)工作，為畢業(yè)生就業(yè)及職業(yè)規(guī)劃提供意見建議。

5 結(jié)語

本校化工專業(yè)堅定走產(chǎn)學(xué)結(jié)合的發(fā)展道路，以人才市場需求變化和學(xué)生就業(yè)為目標(biāo)，對應(yīng)用型課程煤化工工藝學(xué)適時地進行理論與實踐教學(xué)體系的調(diào)整，為培養(yǎng)化工專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才提供支撐。