化工專業(yè)拔尖人才培養(yǎng)與實踐

朱俊生 翟智庚 胡光洲 曹景沛 孟獻梁

(中國礦業(yè)大學 化工學院，江蘇 徐州 221116)

1 引言

中國作為化工大國，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2020年中國化工行業(yè)的產(chǎn)能約占全球的40%，多種化工產(chǎn)品產(chǎn)量居全球首位，“十三五”時期，化工行業(yè)的增長速率維持在6%左右[1]。然而，中國化工行業(yè)仍存在大而不強的問題，在技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)管理、低碳發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面仍和世界先進化工企業(yè)存在一定差距?；ば袠I(yè)亟需大量優(yōu)秀人才，特別是拔尖人才，來推動產(chǎn)業(yè)升級，使我國由化工大國轉(zhuǎn)變?yōu)榛妵?。近年來，眾多高校致力于化工人才的培養(yǎng)，但如何培養(yǎng)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(yǎng)與實踐

根據(jù)筆者多年的教學、科研經(jīng)驗和多年的化工企業(yè)實習經(jīng)歷，筆者認為，化工專業(yè)拔尖人才的培養(yǎng)，需要從以下幾個方面做起。

2.1 夯實理論基礎(chǔ)

化工涉及化學、材料、機械、電工電子、土木、計算機、物理和數(shù)學等眾多學科，如果沒有掌握扎實的基礎(chǔ)知識，優(yōu)秀的專業(yè)人才只能是無根之木。因此，需要進一步強化數(shù)理基礎(chǔ)與建模能力。而運用數(shù)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(yīng)強調(diào)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(shù)值解，這些能力是要著重培養(yǎng)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(xiàn)代化工企業(yè)正在向信息化、智能化發(fā)展，計算機技術(shù)已經(jīng)成為化工領(lǐng)域的重要組成技術(shù)[4]。二十世紀七十年代末，美國能源部領(lǐng)導開發(fā)了Aspen plus流程模擬軟件，經(jīng)過不斷改進，該軟件已經(jīng)成為世界公認的標準流程模擬軟件。化工企業(yè)的儀表與自動化管理，也與計算機技術(shù)息息相關(guān)。隨著計算機技術(shù)的進一步發(fā)展，人工智能、機器學習、計算機視覺技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等也逐漸應(yīng)用到化工行業(yè)中，二者的結(jié)合越來越緊密。在化工專業(yè)拔尖人才的培養(yǎng)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(shù)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(yǎng)化工專業(yè)拔尖人才，我們將加強理論聯(lián)系實踐，一方面強化化工基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(qū)賽，均取得了優(yōu)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(qū)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(yè)環(huán)境，有著深厚的理論基礎(chǔ)，但對生產(chǎn)一線了解相對較少，如何解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)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(xiàn)存的先進新工藝[5]。部分高校出于安全等方面考慮，將生產(chǎn)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(xié)作，強調(diào)生產(chǎn)實習不應(yīng)該是“走過場”，不是形式主義，生產(chǎn)實習是學生實踐的重要部分，能夠培養(yǎng)學生工程思維，實現(xiàn)從理論到實物的映射。在生產(chǎn)實習過程中，學生要對化工設(shè)計形成感性的認識，并通過老師的現(xiàn)場指導，明白什么是流程設(shè)計、設(shè)備選型和車間管路布置[6]。除了現(xiàn)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(yǎng)工程思維

高校培養(yǎng)的人才最終要走進化工行業(yè)，推動行業(yè)發(fā)展[7]。因此，必須培養(yǎng)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(jīng)驗，樹立工程意識，提高工程素養(yǎng)。工程思維是做好大型項目建設(shè)管理的思想基礎(chǔ)。我們將加強產(chǎn)學研的聯(lián)系，充分參與到企業(yè)與學校的創(chuàng)新實踐活動中。例如，中國礦業(yè)大學化工專業(yè)聘請了企業(yè)專家參與專業(yè)培養(yǎng)方案的制定，從知識結(jié)構(gòu)的頂層設(shè)計入手，針對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)技術(shù)升級的需求來確定教學內(nèi)容和課程體系。此外，我們還將生產(chǎn)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(yè)拔尖人才在經(jīng)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(yǎng)成優(yōu)秀的工程師，還要將他們培養(yǎng)成優(yōu)秀的管理者，現(xiàn)行化工專業(yè)培養(yǎng)方案中雖然有管理類課程，但往往缺少化工類專業(yè)的管理類課程，因此，未來我們將增加化工企業(yè)和化工生產(chǎn)管理類課程。誠然，對學生的要求不宜過高，應(yīng)重視基礎(chǔ)，使其掌握管理學原理，熟悉基本的化工企業(yè)和化工生產(chǎn)管理學知識，未來應(yīng)將拔尖人才安排在企業(yè)基層管理崗位培養(yǎng)。

2.6 突出個人專長

在培養(yǎng)化工專業(yè)拔尖人才的過程中，根據(jù)學生個人興趣的差異性，實施針對性培養(yǎng)，尊重學生的個性化發(fā)展，因為化工行業(yè)崗位眾多，設(shè)計、生產(chǎn)等不同崗位對人才的要求也不同。例如，化工設(shè)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(xiàn)場，要求工作者有土木素養(yǎng)。因此，我們將因材施教，在做好通識教育的基礎(chǔ)上，實施精細化的專業(yè)技能培養(yǎng)，培養(yǎng)行業(yè)需要的拔尖人才。

3 結(jié)語

我國化工行業(yè)正在向綠色、高端、智能化發(fā)展，迫切需要“懂技術(shù)、能生產(chǎn)、精流程、通管理、會經(jīng)營”的高級工程技術(shù)人才，高校應(yīng)立足于化工企業(yè)的需求，改革培養(yǎng)方案，優(yōu)化人才培養(yǎng)方法，為國家培養(yǎng)出更多的化工拔尖人才。