新工科背景下《再生资源工艺与设备》课程教改

许华杰，郭继元

（茅台学院，贵州仁怀 564500）

自教育部2017年推行新工科建设以来，先后形成了“复旦共识”[1]、“天大行动”[2]、“北京指南”[3]及“卓越工程师教育培养计划”[4]。大高校的新工科建设达到了工程教育改革的新高度[5]，都在积极探索如何培养适应新经济发展的工程教育模式。虽然新工科目前还没有精准的定义，但其根本内容在两个方面达成了共识，一是适应新兴产业的新专业建设，二是传统专业的升级改造[6-7]。资源循环科学与工程专业是为解决资源短缺和环境污染而设置的新兴战略专业[8]，自2010年经教育部批准建设以来，已有30 多所院校设置了该专业[9]。纵观各院校的培养方案，都以培养具有资源循环利用的复合型人才为目标，根据不同面向的领域或行业在专业课设置上有所侧重，茅台学院（以下简称学院）主要面向酿酒行业，培养具有资源循环及相关领域从事生产运行与技术管理、工程设计、技术开发、科学研究等方面工作的创新性应用型人才。

1 现有教学存在的问题

《再生资源工艺与设备》作为学院资源循环科学与工程专业的一门必修课，属“产教融合”课程，是培养学生再生资源的技术研究、工艺开发及工程设计能力的专业课。课程教学内容包括理论教学和实践教学两部分，理论教学主要包括固体废弃物再生资源的预处理设备、方法及工艺案例，实践教学主要是在茅台生态循环经济产业示范园进行实习。从目前教学运行两届来看，存在以下问题。

1.1 教材长期未更新

目前，《再生资源工艺与设备》的课程教材相当有限。学院一直采用刘明华主编的《再生资源工艺和设备》，该书共有三章，第一章为绪论部分，主要讲述再生资源含义、特征及发展现状；第二章为固体废弃物再生资源技术及设备，主要讲述固体废弃物的预处理方法、设备及利用途径；第三章为再生资源利用工艺及案例，主要介绍废旧高分子材料、废纸、废电池、剩余污泥、电子废弃物、尾矿、冶炼废渣、粉煤灰、脱硫石膏等的资源化利用工艺技术。该书由化学工艺出版社出版，从2013年5月印刷以来从未更新。这导致很多内容滞后于现代社会发展，比如再生资源相关政策及产业发展现状还停留在10年以前，资源化利用的新工艺、新技术和新设备未及时补充和更新。

1.2 教学内容针对性不强

关于该课程的教学内容，主要围绕固体废弃物再生资源综合利用的工艺和设备进行介绍，而对于废水和废气再生资源资综合利用未体现。由于再生资源种类繁多，不同再生资源综合利用的工艺和设备有所不同，同一种再生资源也有着不同的资源化利用技术，仅靠固体废弃物再生资源利用的工艺和设备，是无法满足资源循环科学与工程专业的培养要求，但也不可能将所有再生资源面面俱到。因此，根据学院培养方案要求，围绕酿酒行业及区域工业发展需求，选择有代表性的再生资源综合利用的工艺和设备来进行介绍，无论是培养具有再生资源综合利用的工艺设计和设备选型的能力，还是培养高校应用型人才都是势在必行。

1.3 理实融合度不深

《再生资源工艺与设备》作为一门综合性较强的交叉学科，学生要在先修化学化工、环境学、微生物学、工程学等相关领域的课程后，才能更好地掌握和理解再生资源工艺和设备。目前，学院将该课程的一半学时设计为“产教融合”实践环节，集中在实训基地实践一周。从运行几年来看，实践教学效果一般，理实融合不深。这主要受两方面的原因所致，一是该课程和其他几门课程集中一周实习，实训基地分散，导致走马观花式完成任务；二是学校缺乏足有工程背景的老师带队，加之企业缺少有教学经验的工程师现场讲解，造成理论与实际不能紧密联系起来。

2 教学改革措施

2.1 编制实用教材

在现有教材基础上，根据培养方案的要求，结合学院面向的行业和区域，编制《再生资源工艺与设备》实用教材。教材内容不局限于固体废弃物再生资源综合利用，拓宽到废水及废气再生资源方向。设备方面可参考《化工工艺设计手册》，以单元操作的方式，在现有课程介绍的固体废物破碎、分选、脱水、干燥设备的基础上，增加反应器、换热器、分离塔、工业炉、压缩机、皮带及输送泵等设备的内容，让学生全面了解各种单元操作的设备。工艺方面，须对再生资源综合利用开展大量调研和文献检索，更新和增加现有课程介绍的固体废物再生资源的综合利用技术，如酒糟和磷石膏的资源化利用工艺；增加废水和废气再生资源化利用工艺，如酿造废水、磷矿废水、焦炉尾气等的资源化利用工艺，丰富各种再生资源综合利用的工艺。

2.2 丰富参考资料和教学方式

在新编《再生资源工艺与设备》实用教材的基础上，丰富教学参考资料。配套《化工工艺设计手册》、《石油化工设备设计手册》等参考资料；提供再生资源综合利用工程案例的设计图纸和现场影像资料；以本课程相关的历年注册环保工程师考试题目作为练习题库；借助Aspen Plus 工艺流程模拟软件和CAD 制图软件。

在丰富的教学资源的前提下，既要让学生对专业课感兴趣，又让其学有所得，在教学方式上必须有所突破。首先，选取有典型的实际工程案例，讲述工艺过程和设备情况，并引导学生进行工艺计算和设备选型设计。通过实际工程案例，可提升学生的兴趣，让工艺和设备知识紧密联系在一起，达到同步学习的效果。其次，以问题导向的方式，让学生带着问题去学习教材和查阅参考资料。让学生主动参与互动，培养学生自主学习能力，提高分析问题和解决问题的能力。

2.3 增强理实融合

目前，该课程有一半课时是在贵州茅台酒厂（集团）循环经济产业投资开发有限公司完成实践教学，该公司有酒糟制有机肥、酒糟制天然气、酒糟制复糟酒3 套产业化装置，非常适合该课程“产教融合”实践教学。为提升理实融合深度，可以从以下方面着手。

2.3.1 细化实践教学要求，让学生带着问题去实践

要求学生用CAD 绘制工艺流程图；根据生产规模进行工艺物料计算并完成工艺物料图，再与现场获得数据进行对比分析；完成各个装置的设备一览表（包括规格尺寸、操作温度、操作压力、操作介质、材质等必要参数）；用化工原理单元操作的知识，完成一些具有典型代表的设备设计或核算（如摘酒冷凝器、吸附塔、压缩机、输送泵等）；掌握必要的仪表和自动控制知识，如温度、压力、液位、流量控制的实现原理。

2.3.2 优化实践教学教师团队

团队应由学校具有工程背景、化工原理、环境工程原理等学科背景老师，以及由实践单位委派的专业技术工程师组成。

2.3.3 精心组织实施

由课程负责人对实践教学要求、分组情况、每日计划、现场需要收集资料和注意事项做统一部署。

3 结语

总之，在新工科教育背景下，对于资源循环科学与工程这一新兴专业，如何真正实现产教融合、提升专业适应产业能力势在必行。作为刚起步的民办高校，尽管与其他高校的教学质量存在较大差距，但学院拥有得天独厚的“产教融合”实习实训基地，如何通过校企深度合作，提升理实融合深度，培养高校应用型人才，还有很多方面值得去深究。