化工类专业集中实践课程内容整合与创新的思考

徐静莉,孙国富,程 妍,侯珂珂,司红岩

(许昌学院化学化工学院，河南 许昌 461000)

实践教学是化学工程与工艺专业教学中及其重要的环节，是人才培养方案中重要的组成部分。随着工程教育专业认证的全面实施，实践教学的重要性更加突出，其直接关系到学校人才培养的质量的好坏。许昌学院作为向应用技术大学转型的地方高校，在转型发展中取得了一定的成绩，应用型人才培养质量不断提高。培养行业一线应用型技术人才的办学定位更加确立了实践教学在人才培养中的重要地位。

集中实践教学课程建设基本分为硬件与软件两个方面，目前国内各高校进行的硬件建设主要是实践教学设备更新及补充、实践环境改造；软件建设方面主要是在集中实践课程的数量增加、所占总学分的比例增大、补充实践项目等方面进行的。而对于课程内容方面的研究基本都是停留在授课形式由简单验证转向综合训练等较浅的层面上，对于课程之间内容关联进行的深层次的探索研究相对较少[1-4]。

1 集中实践教学内容存在的问题

对照工程教育认证要求学生的12条毕业能力及新工科发展趋势，我们发现集中实践教学内容存在以下问题。

1.1 实践教学目标不合理，内容缺失

改革后的集中实践课程基本将以验证理论知识为主的训练内容转变成以掌握实验实训技能为主，但教学内容中对责任感、表达能力、创新能力和团队协作精神没有硬性要求，而这些能力是工程素养中较为重要且在理论课程及实验课程教学中是不易得到培养的。缺乏这些能力的培养，容易导致学生在实际生产中懂技术却不会沟通，对企业乃至对整个社会缺乏应有的责任意识，墨守成规缺乏创新，不会协作而导致发展受限。

另外生产实训内容中主要为生产设备的操作运行，对于实际生产过程的组织运行没有体现，即学生缺乏组织生产的基本能力。

1.2 课程间融合度不够，内容单一

随着新生领域的发展，现代工业生产更多地涉及到各学科的交叉与创新，例如航天与电子、汽车与人工智能，这也是新工科内涵中的一个重要部分。而现有的课程将“仿真技术”与“生产实训”、“课程设计”与“生产实训”、生产过程与自动控制等课程完全互相独立，没有很好地将内容整合以便满足复合型人才培养的实践训练需要。

在实际教学过程中我们发现，一方面，受到集中实践学分与学时对应的硬性要求影响(一般进行一周为1个学分)，《认识实习》设定为1个学分，教学目标仅为使学生对化工生产企业有初步的了解。从教学内容及效果看2-3天的时间足够，一周时间就造成了教学内容不饱满；另一方面，校内《化工生产实训》的教学目标为培养学生从事生产操作的能力，但受环境条件限制不可能与实际工业生产完全一致，即训练的真实性不够。

1.3 集中实践课程与理论课程教学脱节，缺乏创新

《化工原理课程设计》安排在第二个学期期末考试前2周内不停课集中进行，学生往往没有投入足够的经历与时间，且设计中的很多知识是在上一个学期学习的内容，时间跨度大，因此学生感觉时间紧压力大，最后草草应付了事，很难达到教学目标。

综上所述，对化工类专业而言，对生产实训、课程设计等集中实践类课程进行改革，探索出培养具有较高工程素养的应用型化工类专业人才的工程教育实践教学方式，对培养出具有国际竞争力的本专业及其相关专业工程科技人才，是十分必要的。

2 集中实践课程内容的整合

经过专业任课教师的讨论后，决定从以下几个方面进行内容整合。

2.1 以工程教育认证要求为依据，融合课程知识，完善课程内容

(1).认真对照工程教育要求的12条能力要求，查找集中实践教学课程可提供的支撑条款，完善培养目标，并确定增加的培训项目。探讨将理论课程与集中实践课融合的可行性，从而弥补《化工生产实训》课程缺乏“组织生产”这一重要环节。通过完善课程内容到达培养既有工程技术又具有人文素养、具有一定组织管理能力的现代工程技术人才。

因此，首先在校内生产实训过程中加入培养学生表达、创新能力及团队精神和社会责任感的训练项目；将《化工生产管理》与生产实训课程结合起来，即个别章节在实训过程中进行；其次，在生产实训中融入仿真训练内容，虚实结合保证训练的全面性。并将校内生产实训与进入企业认识实习结合起来达到还原现实的训练目的。再次，将课程设计内容对应于理论课程分步骤进行，保证时间从而保证质量。

(2)研究将认识实习进行合理拆分的比例，将拆分的一部分融合在化工生产实训的训练过程中。通过增加入厂实习环节，形成虚拟-实操-实际的完整连接，保证实训最大程度上接近生产实际。

其中的关键问题是入厂实习时间安排在生产实训的哪个时间段比较合理，包含在实训阶段的入厂实习企业的合理选择。

3 以新工科理念对集中实践课程进行课程优化，强化课程功能

《化工生产实训》课程是高校理工科学生在校学习中的一个重要环节，是学生对相关理论课程学习完毕后再认识、在提高的过程，对学生未来的发展具有重要意义。对于化工专业，由于其面对行业的具有易燃易爆、高温高压、有毒有害等特殊性，所以在生产实训过程中除了要完成基本的学习任务外，还要具备“化工生产中突发事件与危机处理的初步能力”(培养方案中确定的专业核心能力)。这一能力的训练如果采用真实过程训练，很容易造成设备事故甚至人身事故。如何在安全的条件下培养学生这一核心能力是课程要解决的问题。

因此，我们探讨将课程灵活划分的可行性，即在化工生产实训中增加仿真训练，利用软件制造的各类事件、危机，在保证整个实训过程安全的前提下，培养学生具有应对生产突发事件的能力。

4 以CDIO理念为本，创新教学模式

以学生为中心，探讨《化工原理课程设计》分步骤进行的可行性，解决设计内容模块化的关键问题，并在此基础上合理安排分步进行的时间段。最终形成课程设计内容贯穿整个理论课(2个学期)的新模式，既减轻学生的课程压力，又时理论课知识得到及时应用，提高课程的有效性。

图1 《化工原理课程设计》模块图

5 实施方案、实施方法、具体实施计划及可行性分析

坚持以工程教育认证要求的12条毕业能力为核心，以学生为中心，将培养新工科倡导的复合型工程技术人才为目标进行课程的优化与创新。首先查找集中实践课程中存在内容缺失的课程，补充相关内容。然后优化课程间的联系，将课程内容进行整合。最后在课程内容比较完善的基础上进行创新。以2016级化学工程与工艺本科为例，实施方案具体如下。

5.1 第一年度

(1)《化工生产实训》:根据人才培养目标，结合工程教育专业认证要求重新确定课程教学大纲，增设社会责任感、表达能力、创新能力和团队协作精神等教学目标，研究增设目标所对应的教学项目(或教学环节)，并在教学工程中进行实施。

在实训教学中安排一定学时的仿真实训课程，完成课程实操训练中无法实现的突发事件应对处理能力训练，保证培养方案中"化工生产中突发事件与危机处理的初步能力"的培养。利用我院现有的仿真实训室及软件可以进行。

在实训过程中将《化工生产管理》课程中“生产管理”这一章节进行实操训练，根据理论课内容安排训练项目。将两门课程安排在同一个学期即可实施。

(2)《认识实习》：将“认识实习”拆分为2个部分，比例为2/5与3/5。其中的3/5安排在实训课程的后半程。前期曾进行过短期尝试，我院已经具有许昌周边的多家实践教学基地，只有资金允许是完全可以实施的。

(3)《化工原理课程设计》：因本课程对应的理论课《化工原理1》本学期已经开设，所以将课程分步实施的内容只能从《化工原理2》开始，而《化工原理2》中只有“吸收”和“精馏”两个独立单元中的一个可作为最后的步骤，因此本年度的下半学期开始针对《化工原理1》的分步骤设计。根据课程内容将设计分为“流体输送管路模块”、“流体输送机械设备模块”、“传热系统模块”。将这些设计内容的进度与理论课对应。结果将作为《化工原理2》对应设计内容的基础。

5.2 第二年度

对第一年度所进行的探索尝试进行总结，完善不合理的地方，并进行第二轮教学实施。

在《化工原理课程设计》第一部分的设计基础上进行"吸收"或"精馏"综合设计模块的设计，并最终形成完整的设计报告。

总结研究成果，撰写研究报告，并发表教研论文，整理教学大纲等相关材料为结项准备。

6 结语

工程教育实践强调工程实践与理论紧密结合，以全面推进学生知识、能力、素质协调发展，能力培养"宽专业、厚基础、强能力、重综合、求创新"的具有创新精神和实践能力的应用型人才为目标。建设一个先进教学理念和教学方式是保证培养合格工程技术人才的根本。

本研究从集中实践课程中能力培养着手，坚持以工程教育认证要求的12条毕业能力为核心，以学生为中心，将培养新工科倡导的复合型工程技术人才为目标进行课程的优化与创新，形成了具有以下特点的实践教学体系：

(1)课程改革形成了虚拟-实操-现实的完整体系；

(2)虚实结合多样化；

(3)灵活的教学安排设置；

(4)课程建设坚持以学生为中心，以提升能力为目标。