面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的化工類專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)模式的改革與實踐

沈國良 朱海峰 徐鐵軍 趙文凱 朱 靜 班玉鳳 孫明珠 陳 宏 張曉娟 李鳳紅

(沈陽工業(yè)大學(xué) 石油化工學(xué)院，遼寧 遼陽 111003)

生產(chǎn)實習(xí)是高等工科院校化工類專業(yè)教學(xué)計劃中重要的實踐性工程教學(xué)環(huán)節(jié)之一[1]，屬于傳統(tǒng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是幫助學(xué)生熟悉和了解實際化工生產(chǎn)實際、掌握基本化工生產(chǎn)技能的重要教學(xué)過程，在化工高等教育中占有十分重要的地位。很多高等學(xué)校在其生產(chǎn)實習(xí)計劃的制定、生產(chǎn)實習(xí)基地的建設(shè)、生產(chǎn)實習(xí)的組織實施、生產(chǎn)實習(xí)的指導(dǎo)與考核，以及生產(chǎn)實習(xí)指導(dǎo)老師的配備等各個方面都做了大量工作，取得了很大的成績[2-4]。

隨著現(xiàn)代市場經(jīng)濟的不斷深入發(fā)展、信息技術(shù)的快速進步，傳統(tǒng)的生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)模式已越來越不適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求[5]，其生產(chǎn)實習(xí)的組織、內(nèi)容與指導(dǎo)方式，暴露出許多弊端，如實習(xí)教學(xué)內(nèi)容陳舊、實習(xí)教學(xué)方式單一、學(xué)生不能親自動手操作、學(xué)生處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)、對學(xué)生缺乏足夠的吸引力等，這些最終導(dǎo)致生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)效果不理想，很難達到預(yù)期的教學(xué)目的，不能適應(yīng)現(xiàn)代化工企業(yè)對人才工程能力的要求[6]。

按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，針對實習(xí)教學(xué)中存在的問題，對傳統(tǒng)的實習(xí)內(nèi)容和實習(xí)方式進行大幅度調(diào)整和系統(tǒng)的改革。

1 化工專業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)實習(xí)的現(xiàn)狀分析

從培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才方面考慮，化工類專業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)實習(xí)模式主要存在以下幾個方面問題[7]：

(1) 生產(chǎn)實習(xí)的形式、內(nèi)容單一。傳統(tǒng)的生產(chǎn)實習(xí)模式為：在四年的學(xué)習(xí)中，只有一次集中到與專業(yè)相關(guān)的化工廠或車間進行現(xiàn)場實習(xí)，實習(xí)時間一般為4周，實習(xí)內(nèi)容一般包括聽企業(yè)工程技術(shù)人員講課、現(xiàn)場參觀、跟班實習(xí)、資料的收集與整理、撰寫生產(chǎn)實習(xí)報告與考核等幾個方面。

現(xiàn)代市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，各類化工企業(yè)都以經(jīng)濟效益和安全生產(chǎn)為中心，各生產(chǎn)崗位都要進行安全要求和經(jīng)濟核算。為了避免不必要的麻煩和經(jīng)濟損失，很多化工企業(yè)不愿意讓學(xué)生全天候在生產(chǎn)車間、裝置區(qū)實習(xí)。學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)過程也只剩下了聽企業(yè)工程技術(shù)人員講課、現(xiàn)場參觀，很難深入生產(chǎn)實際。

(2) 生產(chǎn)實習(xí)一定程度上變成了現(xiàn)場上課。學(xué)生只能通過“聽”的形式浮在表面上來了解企業(yè)的生產(chǎn)情況、工藝流程與設(shè)備性能，根本不可能有接觸實際工程問題的機會，理論聯(lián)系實際自然也就成了一句空話。

(3) 生產(chǎn)實習(xí)變成了現(xiàn)場自學(xué)。受定編定崗限制，現(xiàn)代化工企業(yè)里沒有專人負責(zé)學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)；在生產(chǎn)實習(xí)現(xiàn)場，帶隊的指導(dǎo)老師一方面要負責(zé)學(xué)生的交通、安全、身心健康，另一方面對企業(yè)具體生產(chǎn)過程又不十分熟悉。因此，帶隊的指導(dǎo)老師無法承擔(dān)全部生產(chǎn)實習(xí)指導(dǎo)任務(wù)。

(4) 在生產(chǎn)實習(xí)現(xiàn)場，學(xué)生除了聽企業(yè)工程技術(shù)人員講課、現(xiàn)場參觀，再無其它事可做。在生產(chǎn)實習(xí)的前幾天還有一點新鮮感，時間一長也就自然沒有了興趣。往往會導(dǎo)致生產(chǎn)實習(xí)紀律的松散和管理的困難。

(5) 生產(chǎn)實習(xí)達不到現(xiàn)代化工企業(yè)對人才工程能力的要求?，F(xiàn)在化工企業(yè)生產(chǎn)自動化程度越來越高，多采用先進的集散控制系統(tǒng)(DCS)進行生產(chǎn)操作、管理，出于安全考慮，企業(yè)一般不允許學(xué)生動手操作化工裝置[8]，校外實生產(chǎn)習(xí)更多地表現(xiàn)為參觀性質(zhì)上，學(xué)生只対化工企業(yè)概況有一個初步的了解，不利于工程實踐能力培養(yǎng)。

雖然學(xué)校可以利用技術(shù)服務(wù)和開展橫向科研課題的機會結(jié)合進行生產(chǎn)實習(xí)，一定程度上可以解決生產(chǎn)實習(xí)中存在的一些問題，但這一條件并非每一所院校、每一次生產(chǎn)實習(xí)都隨時可以具備，不能從根本上解決問題。

如何使生產(chǎn)實習(xí)模式符合培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要、使生產(chǎn)實習(xí)效果符合現(xiàn)代化工企業(yè)對人才素質(zhì)的需要，充分調(diào)動學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)的主觀能動性，進一步深入生產(chǎn)實際，有效地提高化工生產(chǎn)實習(xí)質(zhì)量，達到預(yù)期的生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)目的，這是大多數(shù)高等工程本科院校化工類專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)方面在苦苦探索的問題。

2 化工專業(yè)現(xiàn)代生產(chǎn)實習(xí)的改革目標

隨著科學(xué)技術(shù)和知識經(jīng)濟的飛速發(fā)展，尤其是現(xiàn)代社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的多樣化和信息化，我國經(jīng)濟建設(shè)對人才的需求發(fā)生了很大的變化，其主要特征是更加注重人才素質(zhì)的實用化。這樣的需求對高等工程本科院校傳統(tǒng)的教學(xué)制度、人才培養(yǎng)方式、教學(xué)模式提出了改革的要求，高等教育應(yīng)培養(yǎng)出具有較強工程能力的應(yīng)用型人才，化工類專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)必須來重新組織、重新設(shè)計其教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式。

在明確化工類專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)的教學(xué)改革目標后，需要進一步提高對化工類專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)改革的認識。生產(chǎn)實習(xí)不僅僅是理論教學(xué)的補充與完善，更是學(xué)生工程能力培養(yǎng)與訓(xùn)練的重要教學(xué)環(huán)節(jié)與手段，是完成對學(xué)生工程能力培養(yǎng)的重要途徑。通過生產(chǎn)實習(xí)的教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生建立工程意識，培養(yǎng)理論與實踐相結(jié)合的能力，生產(chǎn)實習(xí)的改革就是要使其適應(yīng)時代的發(fā)展，使生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)獲得最好的教學(xué)效果。近年來，我們對化學(xué)工程與工藝、高分子材料與工程、應(yīng)用化學(xué)(精細化工)等化工類專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)模式、生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容進行了系統(tǒng)改革，其生產(chǎn)實習(xí)改革的原則如下:

(1) 緊緊圍繞石油、石化、化工行業(yè)的快速發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)，以專業(yè)工程能力培養(yǎng)為主線，以職業(yè)素質(zhì)教育為導(dǎo)向，構(gòu)建新的生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)體系與內(nèi)容，使化工類專業(yè)學(xué)生成為基礎(chǔ)知識扎實、工程能力強、職業(yè)素質(zhì)高的應(yīng)用型人才，

(2) 保留傳統(tǒng)的現(xiàn)場實習(xí)內(nèi)容。學(xué)生深入到生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)場，展現(xiàn)給學(xué)生是現(xiàn)代化大型企業(yè)、先進的生產(chǎn)設(shè)備、完全自動化的分散管理集成控制系統(tǒng)。利用較短的時間在學(xué)生的腦海中打下比較充實的多方面的感性認識，也在學(xué)生的頭腦產(chǎn)生了很多的問號，起到為學(xué)生開闊眼界，造成強烈的求知欲與好奇心的目的。

(3) 充實、完善、改革傳統(tǒng)的實習(xí)內(nèi)容，大幅度增加實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。由于現(xiàn)場生產(chǎn)中為了保證產(chǎn)品質(zhì)量與安全生產(chǎn)，是絕對不允許學(xué)生實際動手操作的，走馬觀花式的生產(chǎn)實習(xí)不僅不能滿足學(xué)生的求知欲與好奇心，而且完全束縛了學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性。

(4) 建立與新的實習(xí)教學(xué)體系及其內(nèi)容相適應(yīng)的校內(nèi)外實習(xí)、實訓(xùn)基地，特別要加強校內(nèi)實習(xí)、實訓(xùn)基地的建設(shè)，解決過去生產(chǎn)實習(xí)只能聽、看，不能動、練的實際問題。

3 化工專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)的教學(xué)模式改革

3.1 生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容的改革

化工類專業(yè)新的生產(chǎn)實習(xí)體系著力崗位實踐能力的培養(yǎng)，建立“仿真、實習(xí)、實訓(xùn)”有機統(tǒng)一的生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)模式。在生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)中，遵循由淺入深、循序漸進的能力培養(yǎng)規(guī)律，按照“認識—實踐—再認識—再實踐”的認識規(guī)律，加強工程實踐能力的訓(xùn)練。新構(gòu)建的生產(chǎn)實習(xí)包括化工仿真實習(xí)(1周)、化工單元操作實訓(xùn)(1周)、化工現(xiàn)場生產(chǎn)實習(xí)(2周)、化工生產(chǎn)操作實訓(xùn)(1周)依次有機聯(lián)系的4個階段，共計5周時間。按照新的生產(chǎn)實習(xí)模式，現(xiàn)在的生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容安排如下：

生產(chǎn)實習(xí)的第一階段為化工仿真實習(xí)。實習(xí)軟件內(nèi)容豐富，囊括了石油化工的主要單元操作和生產(chǎn)裝置共計24個子系統(tǒng)：離心泵及液位、熱交換器、透平與往復(fù)壓縮、間歇反應(yīng)、連續(xù)反應(yīng)、加熱爐、精餾系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、鍋爐和常減壓蒸餾工藝、催化裂化工藝、乙烯工藝(熱區(qū)分離)、合成氨工藝、均苯四甲酸二酐工藝、聚丙烯工藝、聚氯乙烯工藝等。實習(xí)軟件的功能也很強大，如模擬設(shè)備或裝置的開停工操作、參數(shù)調(diào)整、事故設(shè)置與處理及考試功能。根據(jù)學(xué)生專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)特點，將仿真模擬上機操作分為2個層次進行：首先，主要是進行仿真知識的講解和化工基本單元操作的訓(xùn)練(含離心泵及液位、熱交換器、透平與往復(fù)壓縮、加熱爐等)，為學(xué)生打下一定的實踐基礎(chǔ)；其次，進行復(fù)雜單元操作(間歇反應(yīng)、連續(xù)反應(yīng)、精餾系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、鍋爐等)及生產(chǎn)裝置的開停工操作，學(xué)生可以結(jié)合所學(xué)過的理論知識分析判斷模擬操作中出現(xiàn)的問題，創(chuàng)造性地優(yōu)化操作。化工仿真實習(xí)使學(xué)生在以下5個方面獲益:(1)了解基本單元操作原理和方法，增強對工藝過程的理解；(2)熟悉計算機控制系統(tǒng)及操作；(3)掌握現(xiàn)代工業(yè)復(fù)雜控制系統(tǒng)的投運和調(diào)整技術(shù)，提高對化工過程動態(tài)運行的分析和決策能力；(4)提高學(xué)生對化工過程的開車、停車運行能力；(5)訓(xùn)練對事故的響應(yīng)、分析和排除故障的能力。

生產(chǎn)實習(xí)的第二階段為化工單元操作實訓(xùn)?；し抡鎸嵙?xí)后，結(jié)合典型的化工單元操作過程，在中等規(guī)模的實際裝置上進行操作實訓(xùn)。目前，化工單元操作實訓(xùn)項目有化工管路拆裝操作實訓(xùn)、流體輸送操作實訓(xùn)、傳熱操作實訓(xùn)、常減壓精餾操作實訓(xùn)、吸收-解吸操作實訓(xùn)，其實訓(xùn)裝置均為連續(xù)操作、帶有DCS系統(tǒng)及MARS系統(tǒng)。

生產(chǎn)實習(xí)的第三階段為化工生產(chǎn)實習(xí)?；卧僮鲗嵱?xùn)后，再到中國石油天然氣集團公司遼陽石化公司的實習(xí)基地進行參觀實習(xí)，聽取實習(xí)生產(chǎn)廠、車間(或裝置)的工藝流程的介紹，跟班了解生產(chǎn)實習(xí)現(xiàn)場的流程、設(shè)備、控制、生產(chǎn)組織管理等。除以上實習(xí)內(nèi)容外，化工生產(chǎn)實習(xí)期間還安排學(xué)生參觀工廠(公司)、車間設(shè)備廢舊、備件庫房等內(nèi)容，詳細察看設(shè)備形式、結(jié)構(gòu)等，安排學(xué)生參觀幾個大、中、小化工企業(yè)。

生產(chǎn)實習(xí)的第四階段為化工生產(chǎn)操作實訓(xùn)?；どa(chǎn)實習(xí)后，學(xué)生對實際化工生產(chǎn)過程及設(shè)備全貌有了充分的認識、對生產(chǎn)原理也有一定的了解，但缺乏實際動手操作訓(xùn)練。為此，需要開展化工生產(chǎn)操作實訓(xùn)，按遼陽石化公司現(xiàn)代實際生產(chǎn)裝置的工藝流程，現(xiàn)已按比例建成原油常減壓蒸餾生產(chǎn)實訓(xùn)裝置、催化裂化生產(chǎn)及安全演練實訓(xùn)裝置2個大型、連續(xù)、帶有DCS系統(tǒng)的化工生產(chǎn)操作實訓(xùn)項目。

3.2 生產(chǎn)實習(xí)改革的成果

在生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)中構(gòu)建新的實習(xí)教學(xué)模式，引入化工虛實相結(jié)合的實習(xí)，有利于發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性。生產(chǎn)實習(xí)中開展仿真實踐操作，化工仿真軟件所表現(xiàn)出來的人機交互作用，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和認識主體作用的發(fā)揮。從現(xiàn)代化工企業(yè)發(fā)展水平來看，實現(xiàn)在校內(nèi)進行化工單元操作實訓(xùn)、化工生產(chǎn)過程操作實訓(xùn)，彌補了學(xué)生不能親自動手操作的被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)生變被動為主動，學(xué)生實際操作能力顯著提高。

為配合專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)計劃試點、專業(yè)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變試點、國家級一流專業(yè)建設(shè)，建立了校內(nèi)化工虛擬仿真教學(xué)中心、化工操作實訓(xùn)中心和校外工程實踐教育中心。化工虛擬仿真教學(xué)中心在原來11個教學(xué)版仿真軟件的基礎(chǔ)上、又與遼陽石化公司合作開發(fā)13個工廠版仿真軟件；化工操作實訓(xùn)中心現(xiàn)已建成化工管路拆裝實訓(xùn)裝置4套、4個單元過程實訓(xùn)裝置8套、常減壓蒸餾實訓(xùn)裝置1套、催化裂化實訓(xùn)裝置1套；分別與遼陽石化公司、遼寧奧克集團公司共建2個校外工程實踐教育中心。

建成的化工虛擬仿真教學(xué)中心被評為遼寧省示范教學(xué)中心；與遼陽石化公司共建的工程實踐教育中心獲批國家級工程實踐教育中心，與遼寧奧克集團公司共建的工程實踐教育中心獲批省級工程實踐教育中心，催化裂化虛擬仿真教學(xué)項目獲批遼寧省仿真教學(xué)項目。

4 結(jié)語

(1) 實施“仿真-實習(xí)-實訓(xùn)”實習(xí)教學(xué)新模式是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑之一。通過改革與創(chuàng)新生產(chǎn)實習(xí)的內(nèi)容、方式，從根本上更新和加強了生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)，顯著效果。

(2) 新的生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)模式及實習(xí)內(nèi)容、教學(xué)安排體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育思想、體現(xiàn)了知識認識規(guī)律、體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)律，充分調(diào)動了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，符合一流專業(yè)建設(shè)目標要求、符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。

(3) 引入化工仿真模擬實習(xí)、化工生產(chǎn)操作實訓(xùn)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和認知主體作用的發(fā)揮，既豐富了實習(xí)內(nèi)容，又提高了生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)水平，解決了過去專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)難以深入實際和親自動手操作的問題。

(4) 化工現(xiàn)場生產(chǎn)實習(xí)期間多參觀幾個大中小化工企業(yè)，有利于學(xué)生了解不同規(guī)模的企業(yè)、不同工藝流程的生產(chǎn)過程、不同類型的設(shè)備。