發(fā)布時間：2018-08-13所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:通過對化工專業(yè)化工設計實踐課程設置的分析，結(jié)合社會對化工專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，采用分級能力培養(yǎng)和分段考核方式將化工設計實踐分解為化工基礎實踐、化工應用實踐和化工設計實踐3個階段，同時應用發(fā)展的漸進模式提出了對接中試車間的化工設計實踐平臺
摘要:通過對化工專業(yè)化工設計實踐課程設置的分析，結(jié)合社會對化工專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，采用分級能力培養(yǎng)和分段考核方式將化工設計實踐分解為化工基礎實踐、化工應用實踐和化工設計實踐3個階段，同時應用發(fā)展的漸進模式提出了對接中試車間的化工設計實踐平臺建設采用的3個階段建設方案，讓在校學生完全置身于化工實際生產(chǎn)過程從而獲得真正的化工設計實踐經(jīng)驗與操作技能。
關鍵詞:化工設計實踐;中試車間;漸進模式;實踐教學；化工職稱論文發(fā)表
實踐教學是培養(yǎng)應用型技術人才的重要環(huán)節(jié)，化工專業(yè)的實踐教學模塊占總學分的25%以上，是整個專業(yè)培養(yǎng)計劃的重要組成部分，著重培養(yǎng)學生的專業(yè)技能和實踐能力，包括基礎和專業(yè)實驗教學、企業(yè)實習和實踐、課程設計、化學工藝學與化工仿真實訓、化工設計實踐、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)的訓練。化工設計實踐課程的開設其旨在于讓學生通過四年的化工專業(yè)學習，融會貫通化學工程與化學工藝專業(yè)知識，并將其靈活應用于化工生產(chǎn)實踐中[1-2]。
隨著高校化工專業(yè)本科畢業(yè)生越來越多地走向化工生產(chǎn)車間，學生在校期間所學的化工專業(yè)理論知識與實際生產(chǎn)過程相脫節(jié)的現(xiàn)象隨之而來，實踐操作能力差、經(jīng)驗不足成為當前本科教育面臨亟待解決的首要問題。傳統(tǒng)的解決辦法就是將本科生帶到化工企業(yè)進行生產(chǎn)實習，讓學生在工廠中“看看”真正的生產(chǎn)設備和生產(chǎn)流程[3]。
為了解決這一問題，作者提出了建設以本科教學為基本目的，兼顧研究生教育，集實習、實訓、設計、中試放大等功能于一體的對接中試車間的化工設計實踐平臺。該平臺通過建設一系列化工單元操作設備、構建化工生產(chǎn)過程等軟硬件設施，創(chuàng)造一個真實的化工生產(chǎn)環(huán)境，讓學生置身其中，融入到化工生產(chǎn)實踐環(huán)境中去，以達到在實踐中增長經(jīng)驗、培養(yǎng)動手操作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的目的。
1化工設計實踐課程的特點
根據(jù)化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案，《化工設計》課程的教學學時數(shù)為48學時，同時開設《化工系統(tǒng)工程》、《化學過程開發(fā)》、《化工技術經(jīng)濟》3門選修課，分別設置為24學時，結(jié)合“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號召，構建了“化工設計實踐”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，設置為7個教學周(計112學時，7學分)，根據(jù)實踐的要求不同劃分為三個階段。
第一階段為化工基礎實踐，安排在第5學期進行，此時學生已完成《化工原理》及《化工熱力學》等化工專業(yè)基礎課程的學習。第二階段為化工應用實踐，安排在第6學期進行，此時學生已完成《化學反應工程》、《化工儀表及自動化》、《化工傳質(zhì)與分離過程》、《化工仿真實訓》及《化工機械與設備》等課程的學習，具有一定的化工專業(yè)知識。第一和第二階段設置為個性化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程。第三階段為化工設計實踐，安排在第7學期進行，此時學生已完成《化工設計》、《化學工藝學》及選修課等課程的學習，具備完整的化工設計實踐能力。化工設計實踐環(huán)節(jié)課時數(shù)與理論教學課時數(shù)接近1∶1，是化工專業(yè)核心課程比例最高的一門。因為在制訂專業(yè)培養(yǎng)方案時，就考慮到畢業(yè)生需具備的專業(yè)競爭力，一定要有扎實的化學工程與化學工藝理論知識和化工生產(chǎn)設計實踐能力。
化工基礎實踐是一門個性化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，是化工設計實踐的先行課程，需要四大基礎化學知識，同時還必須具備化工原理、化工熱力學等專業(yè)基礎知識。將化工專業(yè)基礎實踐課程融入化工設計實踐，加強化工基礎設計課程建設和實踐教學，培養(yǎng)具有較強實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的應用型化工專業(yè)技術人才奠定基礎[4]。
化工應用實踐要求學生在專業(yè)基礎課和專業(yè)主干課學習的基礎上，特別是掌握了化工機械與設備、化工儀表自動化控制、化學反應工程、化工仿真與實訓等課程的基本原理后，將成熟工藝與設備綜合運用到具有實際工程背景的化工過程中，培養(yǎng)學生初步的化工設計能力，強化學生的化學工程素養(yǎng)。
化工設計實踐是一門與工程實際緊密結(jié)合，在一定程度上體現(xiàn)化工類應用型技術人才培養(yǎng)能力的課程。全國各大高校都在努力提高化工專業(yè)學生的化工設計實踐能力，提高化工設計教學水平[5]。化工設計實踐是化工專業(yè)學生實踐環(huán)節(jié)的一個重要組成部分，與理論教學不同的是化工設計實踐更加強調(diào)實踐能力和知識的綜合運用能力，因此化工設計實踐與理論教學相輔相成。學生通過系統(tǒng)的化工設計實踐訓練，完成的是化工專業(yè)知識體系的整合，所構建的是整個生產(chǎn)車間的化工設計。
根據(jù)化工專業(yè)的學科特色，近期化工專業(yè)的發(fā)展與建設內(nèi)容包括如大學生校外工科專業(yè)實踐實訓基地的建設，化工專業(yè)實驗、實訓、實踐實驗室的建設，化工綜合實驗教學示范中心與化工虛擬仿真實驗教學示范中心平臺的建設等。這些基礎性和專業(yè)性的建設項目，為化工設計實踐平臺的建設奠定了堅實的化工專業(yè)實踐實驗教學基礎，為化學工程與工藝專業(yè)本科教學及師生科研提供服務，形成良性的“教學-設計-實踐-教學”循環(huán)體系。
2化工設計實踐平臺的建設方案
社會對化工專業(yè)應用型技術人才的需求越來越多，對操作技能的要求也越來越高，因此，對接中試車間的化工設計實踐平臺建設必須與時俱進，學生才能掌握與之相對應的現(xiàn)代化工實踐過程以適應社會的需求。基于工程設計實踐的導向性，化工設計實踐平臺能有效地將學生專業(yè)素養(yǎng)與實踐操作結(jié)合起來，突出知識、技能、態(tài)度等素質(zhì)的培養(yǎng)，不僅強調(diào)素質(zhì)結(jié)構與化工生產(chǎn)實際相結(jié)合，而且強調(diào)實踐操作、技術技能和創(chuàng)新能力的形成[6]。
“化工設計實踐平臺”的建設堅持“強化基礎、突出創(chuàng)新、注重綜合、培養(yǎng)能力、服務社會”的理念，以培養(yǎng)大學生化工設計實踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為核心，以高素質(zhì)、高質(zhì)量的實踐為指導，以現(xiàn)代化的化工設計實踐教學方法和手段為載體，建立分級的能力培養(yǎng)模式和分段考核的化工設計實踐教學質(zhì)量監(jiān)管體系。化工設計實踐平臺的建設，重視化工設計實踐教學內(nèi)容的更新，加強綜合性、設計性和創(chuàng)新性實踐項目建設，開拓對化工設計創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的指導，建立良性化工設計實踐平臺的運作機制，創(chuàng)建具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、實踐環(huán)境和教學質(zhì)量相結(jié)合的開放式、服務型、創(chuàng)新性的化工設計實踐平臺。
根據(jù)化工設計課程教學的內(nèi)容、化學工程與工藝研究成果以及實驗技術的發(fā)展，參考政策科學的漸進模式的基本原則，提出了建設對接中試車間的化工設計實踐平臺可分為3個階段進行，依次為“化工設計實踐實驗室的建設”、“化工設計實踐平臺的建設”和“對接中試車間的化工設計實踐平臺的建設”。從化工設計課程的教學開始，引入化工設計實踐環(huán)節(jié)，逐步發(fā)展到對現(xiàn)代化工設計中化工軟件平臺及化工新產(chǎn)品、新設備和新技術的研究開發(fā)，逐步將化工設計實踐平臺建設成具有一定科研能力并且具有一定的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的專業(yè)技術實踐基地。
(1)化工設計實踐實驗室的建設
化工設計實踐實驗室的建設目標是滿足化工設計課程的基本教學需要，提供基本的教學環(huán)境及實踐環(huán)境，包括化工設計的模擬和仿真實踐。根據(jù)軟件平臺的建設目的，支持化工設計素材的收集、整理、加工和制作。軟件平臺的建設是化工設計實踐實驗室建設的組織部分，為化工專業(yè)組隊參賽學生開放，要求學生完成參加如化工設計競賽、化工實驗大賽、挑戰(zhàn)杯、數(shù)學建模等全國性大型比賽作品的設計制作，為學生提供發(fā)展自我、拓展專業(yè)的空間。其主要功能有:一是為化工設計課程提供基礎教學環(huán)境，讓學生初步掌握常見化工設計基本操作，包括化學工程、化學工藝、管道設計及設備造型等。二是為化工設計的宏觀物理量測量提供基礎教學實踐環(huán)境，讓學生掌握化工設計的單元操作表達方式，包括流體流動、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞等“化工三傳”問題。三是為化工設計實踐提供教學環(huán)境，讓學生掌握化工設計實踐課程的特點，包括廠區(qū)的選址、布局、場地設計、廠區(qū)布置、設備分布、管道的布控等工程與工藝問題[7]。
(2)化工設計實踐平臺的建設
依據(jù)化工專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)方案中提出的“高度重視實踐教學環(huán)節(jié)”的理念，在基礎教學條件得以滿足之后，第二階段將重點建設化工設計實踐平臺，建設的目標是強化化工專業(yè)學生對化工單元操作實踐能力的培養(yǎng)。此階段將開展更為系統(tǒng)化、綜合化、產(chǎn)品工業(yè)化的化工新產(chǎn)品、新技術、新工藝等實踐操作，增強學生的實踐動手能力和理論聯(lián)系實際的能力，掌握解決諸如化工、醫(yī)藥、材料、環(huán)境和能源等領域存在的化學工程與化學工藝問題。其功能為:開放化工設計實踐平臺，強化對學生單元操作實踐能力的培養(yǎng)，達到培養(yǎng)具有高水平應用型技術人才的目標。
(3)對接中試車間的化工設計實踐平臺的建設
化工設計實踐與中試車間的對接是在進一步完善化工設計研究成果的基礎上，將設計成果進行中試放大，使之真正服務于教學實踐過程和社會生產(chǎn)活動，培養(yǎng)具有協(xié)作、合作精神的科研團隊，具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的化工設計專業(yè)人才。對接中試車間的化工設計實踐平臺建設選擇最具代表性的化工單元操作，使學生在化工生產(chǎn)環(huán)境當中得到鍛煉，并結(jié)合自己所學的專業(yè)知識，達到舉一反三、觸類旁通，對書本知識深入理解、靈活運用的目的[3]。其功能包括:一是完善化工設計實踐平臺，為化工設計實踐教學提供服務。二是實現(xiàn)化工設計產(chǎn)品進入中試車間進行對接的小試研發(fā)。三是促進化工設計實踐平臺與中試車間的對接聯(lián)動，為新技術、新產(chǎn)品和新工藝的化工設計成果提供應用轉(zhuǎn)化服務平臺。
化工設計實踐平臺的建設將實現(xiàn)一個完善的化工設計實踐教學體系，涵蓋基本理論、基本知識、基本技能、基本思維和基本能力的實踐能力訓練，有配套的化工設計、化工過程開發(fā)、化工系統(tǒng)工程、化工技術經(jīng)濟、化工設計實踐課程的教學文件、教學大綱、指導書和質(zhì)量評定標準，對新開設的化工設計實踐項目實行檢查、驗收制，確保實踐項目的先進性、適用性和創(chuàng)新性。
3對接中試車間實踐平臺的運作
中試，即中間試驗，是實驗室研究成果向有一定規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)裝置過渡的實驗研究。相對于實驗室研究的儀器設備精密度高，而且大多都采用玻璃儀器，在小樣品的實驗中，容易解決諸如腐蝕、計量、反應控制等問題。一旦投入到大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)化時，如遇到上述問題，往往難以得到有效的解決，以至于許多化學反應無法在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)。因此，建立一個對接中試車間的化工設計實踐平臺，探討科研成果轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)的可行性條件，是不可或缺的環(huán)節(jié)[8]。
通過中試，一方面可以探索滿足新產(chǎn)品進行工業(yè)生產(chǎn)的基本工藝條件，另一方面則可以根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量需求對工藝條件進行優(yōu)化與完善，從而為下一步擴大生產(chǎn)規(guī)模提供準確的技術參數(shù)。特別值得一提的是，對于一些工藝成熟、質(zhì)量有保證但市場上需求量不大的新產(chǎn)品，可以在中試車間進行生產(chǎn)，以提高中試車間的利用率，新產(chǎn)品能迅速地占領市場，從而獲得一定的經(jīng)濟效益[8]。
根據(jù)化工設計實踐課程建設與實踐平臺運作的項目建設目標，我們將從兩個方面組織實施。一方面從軟件方面加強化工設計實踐軟件平臺的建設及運行體系的構建，另一方面從硬件方面建設化工設計實踐平臺，全面提升化工設計實踐平臺的建設水平和質(zhì)量，實現(xiàn)與中試車間的無縫對接，從而達到化工設計實踐平臺建設“強化基礎、突出創(chuàng)新、注重綜合、培養(yǎng)能力、服務社會”的目標。
對接中試車間的化工設計實踐平臺的建設將是一個長期的過程，短期目標是滿足化工設計實踐基本教學需要，長期目標是培養(yǎng)教學科研隊伍、提高教學科研水平、全力為化工企業(yè)服務。這種發(fā)展的漸進模式，既可以很好地解決化工設計實踐實驗室初期建設的運作問題，又能通過軟硬件平臺的建設協(xié)調(diào)發(fā)展，呈現(xiàn)化工專業(yè)建設的優(yōu)勢和特色，避免單一化。在不斷完善的化工設計實踐與教學的同時，推動化工設計實踐平臺對新產(chǎn)品、新技術和新工藝的研究、開發(fā)與推廣，這是符合高校教學、研究的基本職能和化工專業(yè)教育培養(yǎng)的要求，也符合產(chǎn)學研相結(jié)合的發(fā)展思路，師生可以同時利用化工設計實踐平臺開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的研發(fā)。
4化工設計實踐平臺建設的意義
化工設計實踐平臺的建設能夠真實地還原化工企業(yè)的生產(chǎn)操作，改變以往學生在化工企業(yè)實習中只能“看”不能“動”的缺失，學生可以置身于化工生產(chǎn)過程中，獲得真實的化工設計實踐經(jīng)驗與操作技能，從而深化對基本理論的理解與掌握，形成化學工程觀念，動手能力、設計能力、分析和解決問題的能力得以全面提升。化工設計實踐平臺為化工專業(yè)本科生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供實踐操作與技能訓練平臺，使其畢業(yè)后能夠更直接地適應于化工企業(yè)生產(chǎn)的崗位需求。
通過化工設計實踐平臺的建設并與中試車間對接機制的運作，可以加強化工專業(yè)學生自身專業(yè)素質(zhì)的提升，獲得信息的收集反饋。學生通過參與化工設計實踐平臺內(nèi)項目的實踐操作，更能深入地開展實習、實踐和實訓，強化學生化工專業(yè)知識的教育及管理，盡量減少實習、實踐、實訓給承擔單位帶來的負面影響，同時爭取運用所學專業(yè)知識為企業(yè)排憂解難，爭取更多的學校、省級和國家級經(jīng)費與政策的支持與傾斜，與實習、實踐和實訓承擔單位共同進行化工設計實踐平臺建設并與中試車間對接，實現(xiàn)產(chǎn)學研的“三贏效應”。
