新工科背景下化工設計課程教學改革研究

王婷婷

（西北民族大學 化工學院，甘肅蘭州 730000）

在第四次科技浪潮的推動下，人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等不斷地更新和發(fā)展。為主動應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，國家為支撐服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展提出“中國制造2025”等一系列強國戰(zhàn)略。教育部自前幾年開始便積極推進新工科建設，傳統(tǒng)的課程教育已經(jīng)不再適用于現(xiàn)階段的發(fā)展模式?？萍嫉牟粩喟l(fā)展和進步促使著精細化時代的到來，使得高校的工科專業(yè)需要不斷地更新改革，以保證其跟上時代的步伐，培養(yǎng)出更加適應新時代的優(yōu)秀人才?；I(yè)的學生在具備深厚理論基礎的同時，更需要兼?zhèn)鋬?yōu)秀的實踐及操作能力?，F(xiàn)階段化工專業(yè)的本科畢業(yè)生存在的較為突出的問題是化工實踐能力的欠缺，學生的課程培養(yǎng)體系亟須調(diào)整，畢業(yè)生就業(yè)也面臨著少許的市場結構問題，如供求不一致等。

為推動新工科背景下化工設計課程教學的改革與創(chuàng)新，不斷落實相應舉措，要秉著創(chuàng)新理念，形成自己的教學特色模式，踐行教育強國的基本要求。新產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展，也促進了在新工科背景之下對于人才的需求和人才素質(zhì)要求的不斷提高。在新工科背景之下，不僅需要提高化工學生的綜合水平和素質(zhì)，也應該提高學生在化工設計課程學習中的應用能力，堅持將理論知識和實踐內(nèi)容相結合，開展課內(nèi)外的知識、競賽結合式教學，形成更加系統(tǒng)、完善的課程體系和模式，將培養(yǎng)學生的工程設計和基礎實踐能力作為重中之重。

1 新工科背景下化工設計傳統(tǒng)課程教學中存在的問題

傳統(tǒng)的化工設計課程以傳授理論知識為主導，課程的內(nèi)容大多枯燥無聊，學生在學習的時候會感覺非常的乏味，難以投入到課堂之中去。由于教學過程與實際脫節(jié)，所以這一課程的傳統(tǒng)教學模式對學生而言不僅不利于他們學習，也會在一定程度上消磨學生的學習積極性，使得學生在學習該課程時感覺到力不從心，并且逐漸厭煩這一學習過程。這一教學模式在培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力方面具有非常大的欠缺，課本的知識點較多且比較雜，無形之中為學生帶來了非常多的課業(yè)壓力，且部分內(nèi)容的學習讓學生感覺到毫無意義，沒有辦法投入到學習之中。另外，在教學過程中，學生往往存在著缺乏自我認知、對于課堂的內(nèi)容理解能力不夠、學習興趣不高等問題，所以教師也較難深入到教學之中，使得課堂投入成本較低。

2 新工科背景下化工設計課程教學改革策略

2.1 修訂教學大綱，更新課程內(nèi)容

面對社會不斷發(fā)展，經(jīng)濟不斷提高和進步，企業(yè)創(chuàng)新且轉型的情況下，社會對于畢業(yè)生的專業(yè)能力和水平的要求越來越高，高等院校的人才培養(yǎng)方案不斷修訂?；ぴO計是高等院校化學工程與工藝等專業(yè)的專業(yè)課，主要講述化工工藝過程設計與化工廠整體設計的基本原理、基本程序與基本方法，是化學工程技術人員必不可少的技術基礎知識之一，它兼具理論性和實踐性，是一門綜合性很強的課程。在新工科背景之下，教學團隊應根據(jù)學生培養(yǎng)方案要求上的變化及時修訂該課程的教學大綱，調(diào)整該課程理論和實踐環(huán)節(jié)的教學課時，從根本上保障實踐環(huán)節(jié)教學的實施。教學團隊應及時更新課程的內(nèi)容，把化工設計的一些新知識在教學與教材中進行及時更新，讓學生接觸到最新的化工設計知識，繼而使他們的思維與視野變得開闊起來。

由于化工設計創(chuàng)新實踐課程具有強實踐的特點，課程建設要組建具有豐富工程實踐能力的教師團隊，囊括著多年從事設計院工作、工程項目經(jīng)驗豐富的老教師，有從事化工原理等課程教學的理論知識扎實的專業(yè)課教師，有化工設備專業(yè)的方向課教師以及化工工程軟件課程指導教師等。另外，為了學生更好地學習，教學團隊需要在充分討論和研究的同時，結合本專業(yè)的課程資源，適當進行本課程的一些選修課程的調(diào)整和設置。教師在傳授理論知識的過程中，要重視強化化工生應用Aspen Plus 進行工藝流程模擬、應用Auto CAD 繪制工程圖樣等的訓練，在拓寬學生視野的同時提高他們的創(chuàng)新思維和動手能力。在實踐環(huán)節(jié)的教學過程中，設置以企業(yè)實踐為主導的相關訓練項目，也會使得學生在化工設計領域展開工作時會更加的投入，從而提升學生們在實際工作之中的理論和實踐能力。

2.2 更新教學模式，改進評價體系

新工科的建設和發(fā)展需要教師及時轉變自己的教學理念，更新教學模式，將學生作為課堂教學的主體，構建更加專業(yè)化的課程學習目標。例如，可以將虛擬仿真技術和手段加入化工設計的教學改革中來。教師和學生都在做中學，在學中做，從而實現(xiàn)理論和實踐的結合，提高學生的課堂參與積極性。教師針對學生在實際操作之中出現(xiàn)的問題進行充分的探討，提升他們的綜合素質(zhì)和能力。將新型教學方式，例如微課、VR 等新式的教學模式加入課堂教學中來，點燃學生的學習熱情。以翻轉課堂為例，相比較傳統(tǒng)教學模式的工科課堂，新式的課堂教學模式更加注重學習的即時性、有效性，激發(fā)學生的主動探索意識，培養(yǎng)學生積極、主動學習的能力，同時利用現(xiàn)代科技帶來的便利為學生實踐提供相關教學，這也是傳統(tǒng)的課堂教學不能為學生所提供的。與此同時，教師要改變現(xiàn)有的評價體系，為學生創(chuàng)設出更符合他們發(fā)展的考核評價模式，以此讓每個學生都可以展現(xiàn)出自己的個性特點，提高學習興趣?；ぴO計創(chuàng)新實踐課程由于其課程任務和目的不同，其教學形式也有別于傳統(tǒng)課程。教師要從理論知識點講授變成課程內(nèi)容項目化，從傳統(tǒng)的以教師講授變成課堂以學生自學為中心，從單一期末試卷考核形式變成考核項目多樣化，從考核達標變成課程目標成果化，從而培養(yǎng)學生的工程實踐能力、自主學習能力、團隊協(xié)作能力，讓學生建立專業(yè)成功的成就感。

2.3 融合賽課模式，培養(yǎng)團隊精神

化工設計教學不僅要注重培養(yǎng)學生的化工設計意識和創(chuàng)新能力，還要注重他們團隊意識的養(yǎng)成。教學中可以以某一項目為平臺，設定一定的形式進行比賽，每個團隊有數(shù)名成員，團隊的各個成員進行不同的分工，幫助項目充分優(yōu)化且良好實施。團隊成員相互之間需要設計好工藝流程，核算需要消耗的材料，選取更加適合的設備，計算出最優(yōu)化的方案，同時也要貫徹落實好保護環(huán)境的理念。團隊在實施具體項目的過程中可以熟練地應用Aspen Plus、Auto CAD 等相關軟件，對工藝設計過程進行模擬優(yōu)化，完成考察組相關問題的提出。在此之后選擇出最優(yōu)秀的設計項目，進行獎勵的頒發(fā)，提高學生參賽的積極性。通過比賽的模式，加強學生的實踐鍛煉并提高他們的化工設計水平，培養(yǎng)學生的團隊合作精神，樹立工藝設計理念，運用所學習的知識進行實際應用，也為他們以后的工作打好堅實的基礎。例如，在每年的全國大學生化工設計大賽中，會有很多院校的優(yōu)秀學生團隊參與其中。教師可帶領學生積極參與此類大賽，不僅可提升學生將理論應用到實踐的能力，還能學到其他院校的設計理念，從而促使本校學生的綜合水平得到全面提升。

2.4 進行案例教學，提高實踐能力

黨的十九大報告指出，高等教育要深化校企合作模式，形成較為開放的辦學理念和模式，這也屬于化工設計課程教學改革的主要步驟之一，有利于學生化工實踐水平的提升。例如，倡導學生要將課堂之中學習到的化工設計知識運用到企業(yè)之中去，請企業(yè)的技術骨干在學生實習期間對學生進行化工設計知識的實地指導，還可將企業(yè)之中一些經(jīng)典的化工設計案例放到課堂之中進行簡單的分析教學?；ぴO計教師還可以結合線上和線下的兩個空間作為主要的探索依據(jù)，注重市場所需，強化和更新校企的實驗基地，利用微學術來提供更加專業(yè)的化工實踐平臺，幫助學生盡快適應課堂和社會的鍛煉。

例如，學?？梢远ㄆ?、分次派遣化工設計教師進入到化工系統(tǒng)內(nèi)部進行培訓，提高他們的實踐能力。對于一些能力較強的教師，還可以讓他們參與到實際項目的研發(fā)過程中，實現(xiàn)真正的理論實踐相結合，全面發(fā)展教師的各項能力。在教學過程之中，課程團隊需要不斷地挖掘?qū)嶋H的素材，開展企業(yè)實際案例和理論知識相結合的教學模式，并將企業(yè)實踐案例貫穿于整學期的教學之中，這一改革也是教學改革實施的重要措施之一。教學內(nèi)容在相互銜接之后，便可以幫助學生和教師積累化工設計的實踐經(jīng)驗，彌補教師在教學之中的不足之處，實現(xiàn)理論和實踐的有效結合。

2.5 注重雙創(chuàng)培養(yǎng)，提高綜合水平

在教學過程中，教師需要融合課堂的教學和實踐，堅持理論教學和實踐教學兩手抓，重視培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力，大力提高學生的專業(yè)技術水平和綜合素養(yǎng)?；ぴO計的課堂教學可以聯(lián)系當?shù)氐纳鐣枰?，把化工設計理論知識和當?shù)厣鐣l(fā)展緊密結合，為促進地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展和進步貢獻一點力量。院校要將拔高學生和教師的整體素質(zhì)作為首要預期目標，讓他們秉著腳踏實地的觀念，實地進行考察和研究，通過實際的鍛煉來提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力，培養(yǎng)出符合社會需要的、新工科背景之下的高水平、高素質(zhì)人才。

3 結語

在新工科背景之下，化工設計專業(yè)教師要以發(fā)展的眼光看待本課程的教學改革，探討課程的實際實施方法，完善現(xiàn)有的課程體系，加強學生參與并實踐的力度，重視學生的各項素質(zhì)發(fā)展，增加教師的企業(yè)鍛煉，讓他們在實踐之中提高自身的教學水平，繼而使得學生可以真正地提高自己的實踐水平及操作能力，也讓化工設計知識的學習充實且富有意義。