基于卓越化工工程師培養(yǎng)的“化學(xué)工藝學(xué)”課程教學(xué)改革

金 杰，馮紹杰

（安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽合肥230601）

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》以及《教育部關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見》而提出的高等教育重大改革計劃，其目標(biāo)是培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，能夠面向工業(yè)、面向未來、面向世界的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅實的人力資源優(yōu)勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力。

“化學(xué)工藝學(xué)”是化工專業(yè)的核心專業(yè)課程，本課程以產(chǎn)品為目的，綜合運用多學(xué)科知識，建立最優(yōu)化的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)該產(chǎn)品的生產(chǎn)，實踐性強，是把專業(yè)基礎(chǔ)課程中的理論知識與工程實踐聯(lián)系起來的紐帶。本課程的教學(xué)可以強化學(xué)生的工程意識、團隊意識、環(huán)境意識、經(jīng)濟意識、安全意識和實踐能力等多種意識和能力的培養(yǎng)，是實現(xiàn)卓越化工工程師培養(yǎng)的關(guān)鍵課程。本文根據(jù)“化學(xué)工藝學(xué)”在卓越化工工程師培養(yǎng)中的作用，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式、學(xué)以致用、綜合素質(zhì)、師資隊伍六個方面，探討了“化學(xué)工藝學(xué)”的教學(xué)改革。

1 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

1.1 課程大綱的優(yōu)化

由于培養(yǎng)方案總學(xué)分的限制和國家規(guī)定的相關(guān)課程的增設(shè)，目前大多數(shù)專業(yè)課程學(xué)分均有減少，我校“化學(xué)工藝學(xué)”課時也由以前的48 學(xué)時減少到32 學(xué)時。因此，課程大綱的制定，要抓住本門課程的主要教學(xué)要求，理清教學(xué)重點和難點，精簡并合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。對于相同或相似的工藝，選擇一個具有代表性的項目詳細(xì)講解，類似工藝可以作為課后作業(yè)，安排學(xué)生自學(xué)并給出學(xué)習(xí)報告，做到學(xué)時雖降而知識面不減，保證學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。注重理論知識體系的同時，也要強化實際工程能力的培養(yǎng)，盡量選擇易于實際參與的工藝知識講解，實現(xiàn)理論和實際的結(jié)合，有利于學(xué)生知識的轉(zhuǎn)化和工程能力的培養(yǎng)。考核方式方面，應(yīng)降低卷面成績的權(quán)重，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)成績的比重，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。

1.2 教材的選擇

目前“化學(xué)工藝學(xué)”教材有多個版本，有的偏向于有機化工，有的偏向于煤化工、石油化工，也有的偏向于無機化工。選用哪一版本教材，都需要結(jié)合本?；I(yè)優(yōu)勢，結(jié)合當(dāng)?shù)鼗虮臼〉馁Y源特色、工業(yè)特色。或者同時選用幾個版本的教材，綜合遴選授課內(nèi)容，做到石油化工、煤化工、無機化工、有機化工等方面的工藝知識全覆蓋。

1.3 課程內(nèi)容的安排

授課內(nèi)容主要依據(jù)教學(xué)大綱和教材而定，但在實際授課過程中，可以合理分配講授內(nèi)容與自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，合理安排教學(xué)內(nèi)容順序，在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，最大限度地提高教學(xué)效果。一般情況下，第一部分的概述和工藝學(xué)基礎(chǔ)知識都會安排一至兩個學(xué)時課程，個人認(rèn)為，這部分內(nèi)容在簡要講授后，可以以小論文形式的課后作業(yè)，讓學(xué)生自主查閱資料學(xué)習(xí)，然后在后續(xù)的具體工藝知識講解中，再講解與此工藝相關(guān)的知識點，把節(jié)省下來的學(xué)時，用于具體工藝的講解。設(shè)置了專業(yè)實驗的相關(guān)知識點，應(yīng)安排在實驗前把理論部分講解完成，可以把部分講授內(nèi)容設(shè)置成多個問題，留給學(xué)生自己查閱資料去解決問題，從而獲得知識。讓學(xué)生帶著問題預(yù)習(xí)實驗講義，這樣更有利于對于知識點的理解，并在實驗教學(xué)中加以點評學(xué)生問題解答的質(zhì)量。

2 教學(xué)模式的改革

傳統(tǒng)教學(xué)模式，注重教師的教，注重理論知識講解輸入，而輕視學(xué)生的學(xué)，輕視知識的主動獲取，這一點不符合卓越工程師的培養(yǎng)要求。部分授課內(nèi)容可以提綱挈領(lǐng)地講解，并由學(xué)生自主學(xué)習(xí)加以獲取完整的知識，或在演示了知識獲取方法后，由學(xué)生按照這種方法自主獲取知識，或者采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。工藝過程中的熱力學(xué)和動力學(xué)分析，是工藝參數(shù)確定的依據(jù)，雖然不同工藝中溫度、壓力、時間等參數(shù)的值不同，但這些參數(shù)最終都是依據(jù)理論計算并結(jié)合實際實驗而定，因此，在詳細(xì)講解了兩到三個工藝參數(shù)是如何確定后，在后續(xù)的工藝過程參數(shù)講解時，可以以作業(yè)的形式，由學(xué)生自己根據(jù)熱力學(xué)和動力學(xué)原理去推理，并把時間用于工藝過程的講解。

增加工藝學(xué)的實踐教學(xué)內(nèi)容。由于受培養(yǎng)方案總學(xué)分?jǐn)?shù)的限制，目前“化學(xué)工藝學(xué)”課程大多設(shè)置為32 學(xué)時，如此少的學(xué)時，理論知識的廣度和深度往往很難兼顧，因此，要增加專業(yè)實驗中工藝學(xué)內(nèi)容，增加專業(yè)實習(xí)的工藝流程知識教學(xué)，增加工藝類畢業(yè)論文。我校的專業(yè)實驗中設(shè)置了一氧化碳中低溫變換實驗、乙苯脫氫制苯乙烯等實驗，另外虛擬仿真實訓(xùn)中還設(shè)置了丙烯腈工藝仿真實訓(xùn)、乙醛生產(chǎn)工藝實訓(xùn)。專業(yè)實習(xí)時，主要集中在中鹽紅四方和安慶石化等大型化工企業(yè)，學(xué)生可以參觀或參與到合成氨、氯堿、原油常減壓、丙烯腈、催化加氫、催化裂化等多個項目的工藝。

強化動態(tài)教學(xué)。工藝流程圖的動態(tài)演示、設(shè)備操作的三維顯示等，可以直觀地模擬實際生產(chǎn)中物流情況和設(shè)備運行情況，有利于學(xué)生對知識的吸收和掌握。歐倍爾仿真和東方仿真，均有類似的教學(xué)素材庫。若自己不便制作動圖，可以購買工藝學(xué)課程的素材庫，把課程的靜態(tài)ppt 變成動態(tài)ppt，提高教學(xué)效果。

3 考核方式的改革

學(xué)生學(xué)習(xí)一方面靠自覺性，另一方面也需要鼓勵，有個好的激勵機制，會使愛學(xué)習(xí)的學(xué)生有成就感，就會更加主動地學(xué)習(xí)。可行性高的、有區(qū)分度的、能如實反映學(xué)生努力程度的考核方式才會是一個好的激勵機制。傳統(tǒng)的教學(xué)注重理論，考核的主要方式也是理論考試，卓越工程師教育培養(yǎng)不僅要有扎實的理論知識，還要有較強的動手能力、自主學(xué)習(xí)等能力，因此，考核方式要適應(yīng)培養(yǎng)要求的需要，必須改革。

一是減少理論考試權(quán)重；二是增加自主學(xué)習(xí)成績權(quán)重；三是增加實踐學(xué)習(xí)成績權(quán)重。我?！盎瘜W(xué)工藝學(xué)”課程成績評定，理論考試一直占70%，很大程度上，輕視了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)的成績權(quán)重。在最近的課程大綱修訂時，對考核方式做了改革，理論考試成績占比40%，自主學(xué)習(xí)成績占比20%，實踐成績占比20%，課程考勤和課堂作業(yè)占比20%，新增了自主學(xué)習(xí)成績和實踐成績，增加了課堂作業(yè)成績百分比。從教學(xué)效果上看，學(xué)生更加愿意主動學(xué)習(xí)，動手能力、工程能力增強，在合作完成課外作業(yè)時，團隊意識也得到了培養(yǎng)。

4 學(xué)以致用的強化

學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是把知識運用到實踐中去?！盎瘜W(xué)工藝學(xué)”的學(xué)習(xí)，目標(biāo)是讓學(xué)生掌握“化學(xué)工藝學(xué)”知識獲取的方法，掌握“化學(xué)工藝學(xué)”的基礎(chǔ)知識和典型工藝知識。針對學(xué)習(xí)目標(biāo)，在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，利用現(xiàn)有的實驗設(shè)備，設(shè)置了多個化學(xué)工藝方面的畢業(yè)論文題目，如一氧化碳中的催化劑、溫度、壓力、反應(yīng)時間等變量對變換反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響研究，乙苯脫氫制苯乙烯實驗中催化劑、稀釋劑水用量等因素對產(chǎn)率影響的研究。在無法直接參與企業(yè)實際工藝時，可以利用現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備設(shè)計實驗或訓(xùn)練項目，讓學(xué)生自己動手，去檢驗所學(xué)知識，去獲得新知識，極大地提高了學(xué)生的知識掌握能力和獲取能力。

在專業(yè)實習(xí)時，如果不提前對生產(chǎn)工藝加以思考，直接參觀，學(xué)生會感覺茫然，不知如何理清裝置的邏輯關(guān)系。因此，帶著問題去參觀顯得尤為重要。例如，在安慶石化參觀丙烯腈生產(chǎn)工藝時，實習(xí)前，告知學(xué)生將要參觀實踐的生產(chǎn)工藝，讓學(xué)生提前復(fù)習(xí)丙烯腈生產(chǎn)工藝，并提出兩到三個書本上無法給出答案的問題，讓學(xué)生在參觀實踐中觀察設(shè)備與工藝，觀察工程師的操作，去尋找答案。利用所學(xué)知識解釋實際生產(chǎn)中的現(xiàn)象，利用實際生產(chǎn)工藝去尋找新的知識，同樣也極大地提高了學(xué)生的知識掌握能力和獲取能力。

5 綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

卓越工程師的培養(yǎng)，不僅要培養(yǎng)學(xué)生知識的廣度和深度、工程實踐能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神、工程實踐精神、艱苦奮斗精神、愛崗敬業(yè)精神、團隊協(xié)作精神，更要培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新意識、經(jīng)濟合理意識、生產(chǎn)安全意識、環(huán)境保護意識、整體與局部意識、開放與包容意識、法律法規(guī)意識。通過課程的思政內(nèi)容融入愛國主義教育，通過作業(yè)的分組培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，等等。精神和意識方面的培養(yǎng)，不是獨立的課程知識，而是融入在課程內(nèi)容中，教師在教學(xué)過程中，要善于發(fā)現(xiàn)與講解，善于引導(dǎo)學(xué)生去培養(yǎng)這種精神和意識。

6 師資隊伍的建設(shè)

“化學(xué)工藝學(xué)”是一門理論性和實踐性均較強的課程，師資力量的強弱決定了學(xué)生知識理解和掌握的深淺。一是把教師送出去，高校教師大多缺乏工程實踐能力，因此，我?；I(yè)承擔(dān)“化學(xué)工藝學(xué)”課程的教師，每年都去相關(guān)企業(yè)培訓(xùn)兩到三周，熟悉實際生產(chǎn)流程和工藝，提高工程實踐能力，更好地講解工藝知識；二是把專家請進(jìn)來，每年化工專業(yè)都會邀請化工企業(yè)教授級高工或技術(shù)骨干來我校進(jìn)行講座，以自己實際的工程經(jīng)驗向?qū)W生傳授；三是把學(xué)生送出去，每年的畢業(yè)設(shè)計，本專業(yè)都會挑選部分學(xué)習(xí)主動性高、動手能力強的學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)課題也是企業(yè)實際運行的生產(chǎn)項目，由學(xué)校教師和企業(yè)專家聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計，較好地提高了這部分學(xué)生的工程實踐能力。