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明确网站的建设目的是进行网站设计和制作的开始。化工实验中心网站是化工实验中心展示、辐射、共享、对外服务、对内管理的重要平台,其建设宗旨是在“服务教学质量工程和研究型人才培养需要”的基本思想指导下,借助计算机网络和多媒体技术的优势,打造了功能齐全、教学效果突出的网络教学平台,实现网络化教学、辅导、预习、虚拟仿真以及网络选课、网络查询、网络管理等先进的实验教学系统,达到拓展教学时空,优化教学体系,教学资源共享的目的。在后续网站的设计和制作过程中要紧密围绕化工实验中心网站目的,不能偏离主题,做无用功。
2网站构架的搭建
确定了网站建设的目的后,就要根据网站目的建立网站的大构架。一般而言,网站框架包括一些标准的内容,包括首页、简介、新闻动态、产品展示、在线留言、联系我们等。在搭建前,首先浏览国家级以及各省市级实验教学示范中心的网站,调研学习。在结合其它网站优点以及本校化工实验中心的特色下,详细地列出该中心网站需要的模块,并根据模块对网站构架进行设计,页面构架完成后尽可能不要改动,避免对先前内容产生影响,甚至破坏网站。确立了大框架,网站的主体部分也就确立了。
3制作网站相关素材的准备
这是制作网站最大的准备工作,包括实验教学相关素材以及网站设计相关素材的准备。实验教学相关素材,包括师资队伍人员介绍,设备仪器相关参数以及图片的收集与整理,实验讲义、课件、题库以及视频的准备、规范,获奖证书的集中与拍照,规章制度等。该环节设计的素材多,任务量大。要先作统一安排,把大工作切分成很多小任务,具体每项任务都下达到相关老师,规定好上交时间。收集完材料要对格式进行规范、校对,不合格的要重新反馈修改,如此反复,直到所有素材都分门别类得准备好。网站设计相关素材的准备,主要是网站上显示的各种图片等,相关素材要准备几个方案,以便统一讨论选出最优方案。
4网站域名与网站挂靠问题的沟通
1.1实习方式单一多年来,生产实习主要采用集中参观的形式,由指导教师带学生到企业集中实习。实习前由工厂的师傅给学生讲解实习的注意事项,进行安全教育;实习中,学生了解车间的管路导通情况及工艺过程、记录控制指标、画出现场工艺流程;实习后整理实习日志、撰写实习报告。这种集中参观型实习方式虽利于统一管理和学生之间互相交流学习,但存在以下弊端:实习学生多、现场噪声大、听讲效果不好;学生只能画出流程图,没有动手操作机会,学生收获不大。
1.2联系实习企业难一般的企业不愿意接受实习,因为实习的学生比较多,会给企业带来不必要的麻烦,企业担心影响生产,更怕发生安全事故。另外加上实习经费的制约,远的地方需要的车费和住宿费都要增加,只能就近联系实习单位,这样合适对口的单位就比较难找。
1.3学生重视程度不够,学习主动性不高很多学生认为实习只是走走形式,因为到工厂去也只是参观参观,并不能动手操作。另一方面是学生对实习的目的和重要性普遍认识不足,缺乏主动性,实习中不认真听讲,不主动提问,甚至有离岗脱岗现象,加上考研等其他因素的影响,学生重视的程度不够,因而实习的效果不佳。
1.4实习指导教师缺乏现场指导经验。我们的实习老师都是普通的大学任课老师,有较强的理论知识,缺乏工程实践经验和对现代化工业生产的全面认识和理解,指导实习的经验非常欠缺。另外实习期间对学生的管理难度较大,安全问题需花很多时间和精力,影响教师对实习的指导。
1.5工厂环境嘈杂,学生动手机会少,实习效果差。化工企业嘈杂的工厂环境,企业中的主体生产装置具有易燃、易爆等危险特性,一部分岗位还具有剧毒、放射、高温、噪声等职业危害因素,学生眼睛观看设备外形,导出工艺流程,记录工艺参数。出于安全考虑,企业也不让学生到设备检修现场,学生看不到故障排除、设备调试、试运行等环节。只有感性认识、没有动手机会的实习方式削弱了学生对生产实习的兴趣,影响了实习的主动性,也影响了实习的效果。
2生产实习教学模式改革与探索
2.1多媒体课件制作、仿真软件的应用等多种实习方式结合,改善生产实习效果为了改善实习效果,可以采用多种方式相结合的形式。(1)集中实习与分散实习相结合:学校可以采用统一组织实习和学生自己联系实习单位并存的模式。鼓励学生结合个人就业意向和兴趣特长,由学生自己或者教师协助选择合适的生产实习单位,学生自己根据教学大纲的要求确定生产实习内容,完成生产实习任务,独立解决实习中遇到的工程技术问题。这种实习方式可变被动学习为主动学习,提高学生的积极主动性,改善实习效果。(2)现场实习与仿真模拟相结合:由于现场实习学生只能看到管道的表面,对内部结构并不了解,为了使学生对工艺流程有更进一步的了解,可以购买仿真软件仿真现代化工生产现场,仿真软件弥补了传统实习中学生无法亲自动手操作的不足,通过对化工厂实物设备的仿真模拟,为学校的实习环节搭建了平台。江苏大学化工学院购买了合成氨、氯碱化工两个工艺流程的仿真软件,一周的仿真模拟实习,学生真正成为学习的主体,为现场实习奠定了基础,也提高了学生实习的兴趣。(3)多媒体教学与现场教学相结合的模式:多媒体可以将文字、图片、声音、动画、视频等有机统一起来,不受时间和空间的限制,通过搜索实习企业的相关资料,做成多媒体课件,让学生对实习企业的产品、工艺流程有着更为直观感性的认识。多媒体教学,还可以将实习教学中无法展现出来的高端设备、加工工艺、生产技术等教学内容呈现在学生面前,可以将学生的各种感官最大限度地调动起来,从而激发学生实习的兴趣。此外让学生参与教师的科研工作,从中得到锻炼,同样能够达到实习的教学目的。
2.2建立稳固实习基地,解决联系企业难问题为减轻联系实习企业难度,本着互利互惠的原则,与一些企业签订协议、建立了长期合作关系:企业为实习提供住宿、饮食等硬件,安排专人负责接待工作,明确班长负责流程介绍和现场答疑,学院除组织骨干教师帮企业进行人员业务培训、提高职工技术素质外,还可帮企业解决生产中的技术难题。
2.3典型设备模具的制作,为学生提供动手机会,强化动手能力,激发学生兴趣化工类生产企业是一个设备密集型的企业,但学生在现场实习过程中往往只能看到各类设备的外型结构,不了解其内部结构及工作原理。这种现象在传统的实习方式中没有办法解决,但是可以把这些典型的设备做成一些模具,让学生参与模具的制作,这样既可使学生对设备的内外结构和工作原理有深刻的印象,同时也满足了学生的好奇心,增强学生学习的主动性。
2.4实习指导教师的培训学习让青年教师到企业挂职锻炼,或是邀请相关企业的总工到学校进行讲学,加强教师和企业技术人员的交流,这样既可提高教师自身素质,又能更好地指导学生,同时也能与企业的技术改造、科研活动结合起来为企业作贡献,达到双赢的目的。
3结束语
1.1优化课程设计
以培养应用型人才为目标,在课程的设计上,正确分析企业对于电气专业人才的需求情况,并做到充分了解当前电气工程行业的发展情况。将课程设计与社会对人才的需求紧密结合。在对课程的优化中,更加注重对实践的践行。正确分配理论课与实验课所占的比例。适当的缩短理论课所占的课时,占到总课时的40%。将整个实践分为三部分:一是理论课实验的学习,培养学生充分掌握专业的理论知识,将理论知识应用到学校内的实验课上,实验主要包括数电、电路、模电实验、电机拖动基础实验、PLC实验、传感器实验与单片机等实验,做到对常用芯片工具的应用;二是课外的课程设计,主要包括参加电子设计大赛,智能车设计大赛等电子类竞赛,单片机等的课程设计;三是参加一系列的实习,金工实习、认识实习、电子电气实习以及毕业实习。
1.2强化实验管理
培养学生实际动手能力,改革实验的内容,鼓励学生自己动脑,不限定实验室用的方法,也不限定所使用的器件,真正做到以学生为动手的主体。并让学生意识到实验的重要性,将实验成绩计入学生成绩总评定系统中,并与期末奖学金等荣誉的评定挂钩。从而激发学生对实验的热情,主动性,提高学生动手能力。
1.3理论联系实际
将课程设计的内容与实际相结合,培养学生对实际问题的思考与解决能力。指导教师在对课程设计内容的选择上,应该选择实用性与综合性较高的设计内容。例如设计生活中常见的万用表,洗衣机模块。电梯、红绿灯设计,与实际相联系。实验教师将课程设计的任务书提前发给学生,但是不要制定设计步骤与所用器件,让学生自由发挥,自由选题。由学生自己查阅相关资料,拟定设计方案,并且鼓励学生之间相互讨论。再与老师讨论方案是否可行。最后由学生独立完成设计、编程与调试工作。最后撰写课程的设计报告。这对提高对专业认知能力有很大帮助,并有助于培养学生自己动脑分析问题,解决问题的能力。
1.4鼓励学生参加电子类设计大赛
随着企业对应用型人才需求的提高,电子设计大赛的含金量越来越高,这就应该鼓励学生多参加类似的电子设计大赛。培养学生的竞争意识,合作意思。而且无论是对于企业还是高校来说,电子设计大赛的获奖证书都被大家所认可。参加此类的竞赛也可以培养学生的自信心,与来自全国各地的同学一起交流,学到知识的同时也可开拓视野。学校也可以自行组织校内的电子设计创新大赛,培养学生的创新意识,让学生主导。积极开展课外电子创新竞赛活动,让学生们自拟题目、自行设计,到实验室自己动手研制出各种实用性强,构思独特,想法先进的产品。学校实验室给学生提供经费、场地,由学生自行采购需要器件,并由学校负责报销费用。同时配备教师进行指导,允许小组合作。同时鼓励大一新生参与进来,做些简单的工作,为他们以后更快地进入课题做好充分准备。为激励学生更多的参与进来,学校应该设立相应的奖励措施,对于在比赛中表现突出的同学进行表彰。这样不仅可以调动学生的积极性更能够提高学生的实践能力。更好的实现培养实用型人才的目标。
1.5优化生产实习,毕业设计
学校在联系生产实习工厂地点的之前,一定要选择与学生将来就业密切相关的工厂。生产实习的目的是让学生在了解企业的生产线,了解社会的需求。所以学校在选企业时要选择专业知识雄厚,拥有先进仪器与技术工人的企业,在组织学生进行参观实习的过程中多思考,多动手,多向技术娴熟的工人学习,交流,从而提高学生对社会的认知能力,对自己将来从事的工作有进一步的了解。至于毕业设计,毕业设计是学科建设的非常重要的环节。所谓毕业设计的目的是要学生综合运用所学的基础理论和专业技能,提高分析与解决工程实际问题的能力。做好毕业设计的关键是选毕业设计的题目。毕业设计课题应该是结合实际生产的实际项目,有较强的应用背景。同时课题要符合电气工程专业培养目标,要有一定的广度和深度。指导教师可以让学生自己选择毕业设计的题目,但是得经过老师的审核,确定方案是可行的,而不仅仅是停留在理论阶段。在选题的过程中可以让学生之间相互讨论。在确定了毕业设计的题目之后,学生应该自己独立思考,老师要随时监督学生的涉及进展。
2加大教学经费投入,加强师资队伍建设
学校应对专业教学加大经费的投入,进一步改善电气工程及自动化专业基本条件建设。实验室的面积,仪器设备要达到教育部要求的标准,尽量引进先进的仪器设备,并且合理安排课程,保证每个学生在做实验时都有仪器可用。专业教学经费都要达到相应的标准。加强电气工程专业师资力量是实现高素质人才培养的关键。学校应做到对师资力量的结构做到合理分配,包括年龄和学历。并且做到及时更新结构的设定。因为目前很多高校都出现中年骨干教师数量少的情况。同时学校的青年教师比重偏大,高级职称的教师数也在少数,教师队伍的比例不合理,人才断层现象比较严重,因此要对教师的选聘、晋升、待遇等方面创新机制。同时学校鼓励从知名企业中聘请技术娴熟的技术人员来校作报告,使学生更好地了解就业前景。学校也应该定期开展学术报告之类的学术交流。同时鼓励教师与学生都参加。
3结语
关键词:化工专业;卓越工程师;实践教学;产学研
作者简介:胡萍(1962-),女,上海人,武汉理工大学化学工程学院,教授;谭淼淼(1989-),女,湖北宜昌人,武汉理工大学化学工程学院硕士研究生。(湖北 武汉 430070)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)20-0096-02
创新型人才的培养是我国教育改革的核心问题。“卓越工程师教育培养计划”已成为我国高等工程教育改革和创新的突破口。
在美国、英国、加拿大等国家,工科大学毕业生在进入企业前都会进行必要的工程师岗位培训,德国应用科学大学的学生在入学前也需要具备相应的实践经验,其主要原因在于应用科学主要是基于科学实践的。[1]
然而,国内的工程教育仍存在着人才培养模式单一、缺少工程教育环节和实践教学薄弱等问题,大多数学生更愿意从事政策、理论研究而非工程领域的工作等。[2]武汉理工大学化学工程学院在此形势下推出的“卓越工程师产学研合作培养计划”,以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,尽量避免驱动机制不完善、约束机制不健全、调控机制不灵活等问题,[3]对于培养学生“严谨、求实、勤奋、创新”的科学作风,以及他们的团队精神、协调能力和适应环境的能力、实践创新能力有着深远意义。
一、“产学研合作”实践教学的基础
从新制度经济学的角度看,产学研合作实质上是一种交易活动,[4]但它以知识流动为特征。其内在机制是通过多种形式的交易实现大学和企业拥有的异质性知识系统的高效耦合。[5]只有当企业为学生所提供的不仅是参观的基地与基础实习的基地,企业与学校向更深层次的合作发展,且校企双方都具备优良的培养条件时才能保证产学合作的有效性。在此次“卓越工程师培养”计划中,武汉理工大学和相关合作企业具备以下培养基础:
1.良好的学企合作关系
目前“产学研合作(IUC)”的目的是缩小工业生产与学术研究中的差距,[6]因此良好的合作关系是决定差距能否缩小的关键性因素。研究表明,早期合作关系中的信任减少了“产学研合作”中的障碍。[7]化学工程与工艺专业充分利用行业与毕业生的资源优势,与汽车、交通、建筑材料、化工行业建立了长期的产学研合作关系。目前已经在相关企业建立了11个稳定的专业实习基地,2个研究开发基地,包括湖北兴发化工集团股份有限公司、中山大桥化工企业集团有限责任公司、武汉市橡胶工业总公司等15个大中型企业,这些企业为化学工程与工艺专业学生提供了良好的实习条件。
2.良好的校内学习环境
“产学研合作”为知识转化提供了重要渠道,并有力的推动了思维的创新。[8]如果大学已经做好了充足的准备,那么寻求创新的公司就会考虑在急需研究与发展(R&D)的项目中与之合作,否则,他们也会去寻求其他的合作者。[9]为了“卓越工程师培养计划”的实施,学校加大了化工学院在师资和实验设备上的投入。
在聘用教师时,优先评聘具有企业实践经历并且在工程项目设计、发明专利、产学研合作和技术服务等方面有贡献的教师,同时聘用企业工程师以企业教学顾问和企业兼职教师的形式参与教学,确保在4年内每届学生有6门专业课是由具备5年以上企业工程经历的教师主讲,同时学院定期选派专业课教师到相关企业培训,并鼓励专业课教师与企业合作,以此提高教师的实践教学水平,学校每年也加大了对青年教师校级研究经费的投入,使年轻教师尽快成长起来。目前,学院已基本形成了一支学缘结构、年龄结构、职称结构、学历学位结构合理的学术思想活跃的师资队伍。同时,武汉理工大学化学工程学院加大投资力度,改善专业实验和实践教学环境,有效提升专业实验教学手段。在教学中,学生通过教师指导和互动交流,在动手能力、创新思维、扩大视野等方面取得了较好效果,每年参与大学生创新训练计划、开放性实验的学生比例逐年加大,现已达到40%。
3.完善的实验教学体系
武汉理工大学化学工程学院重视实验室管理和实验教学,制订有《校级实验教学示范中心建设立项申请书》和《化学工程系化学工程与工艺专业实验室建设规划》等,按基础训练—综合设计—研究创新三个层次组织实验教学;实验独立设课比例大于90%,初步建立了开放式实验教学质量保障体系、评估制度和实验教学体系;以公共化工基础类实验课程的建设为突破口,初步构建了服务多学科、多专业的化工原理预约开放实验教学平台。
武汉理工大学化学工程学院面向全院二年级以上本科生开设了17门实验课,将实验教学分为三个层次,分别为:化工原理实验和化工原理仿真实验;涉及化学反应工程、化工热力学及分离工程的化工基础实验Ⅱ及化工基础实验Ⅱ仿真实验;涉及化工仪表自动化、化工机械基础及化工专业实验的专业综合实验、化工过程仿真实验及药物合成仿真实验和自主综合技能训练、大学生创新训练计划项目、大学生开放实验项目和教师科研课题(包括基础理论研究、应用基础研究和工程技术研究等)。实验项目设置合理、内容充实、时间到位,综合性、设计性实验课程总数的开设比例达到了100%,为学生提供了良好的实验条件。
二、“产学研合作”实践教学计划的推进
1.“产学研合作”实践教学中企业对学生工程能力的培养
大学推动了基础理论的研究,但它们并不能为企业提供既有的生产技术。在“产学研合作”中,我们所看重的不仅仅是理论知识,而是更注重其在工业上的应用。在“产学研合作”培养模式中,校外实践是培养学生实践能力更为重要的一个环节。
校外实践主要包含工程设计训练、生产实习、岗位实习和毕业设计四个方面。其中,在毕业设计阶段实施“双导师制”,学生直接使用企业实际生产课题或校内导师的项目,学校导师为学生选课、研究性学习提供理论指导,企业导师为学生实践和设计提供了技术指导或现场咨询。如果学生毕业后进入实习企业工作,毕业设计(论文)可以作为学生岗前培训内容。
在校外实践环节中,学生参与产品开发的各个程序,了解从实验室研究阶段、中间实验阶段到工业化阶段生产的各个步骤,在此过程中通过大量的训练,学习如何科学地组织实验,以求能用最少的人力和物力、花费最少的时间,取得尽可能多的结果。
2.“产学研合作”实践教学中学校对学生的培养
(1)本科阶段培养模式。本科阶段按照“3+1”模式进行培养,即3年在校学习,累计1年与企业联合培养。3年学校学习的主要任务是着重进行工科基础教育,1年企业培养的主要任务是进行与实际工程相结合的工程实践,通过直接参与企业的实际生产及工程项目研究学习企业的先进技术、先进设备和先进企业文化,增强大学毕业生对企业的适应能力。
学生完成培养方案规定的各教学环节的学习,修满规定学分,答辩合格,授予工学学士学位。达到见习(初级)化工工程师技术能力要求,获得见习(初级)化工工程师技术资格。
50%的本科毕业生通过保送直接攻读工程硕士。卓越工程师计划实施的全过程实行导师负责制。在企业学习阶段实行“双导师”制,部分工程实践性较强的课程放在企业进行教学,从而确保学生理论知识与实践能力的培养,使学生尽早适应企业环境。
(2)学校对学生实践能力的培养。据调查,实践性较强的专业——经济、企业管理、自然科学、工程和药学较之数学与物理对于知识技术的转移有更高的要求。[10]武汉理工大学化学工程学院为了在学生实践能力的培养中起到引导作用,以化工基础类实验为突破口,进行了一系列的实验教学改革,完善了集化工基础实验—上机实践—化工基础延伸实验—专业实验—研究创新型实验于一体的“大化工”实验教学体系。
主要举措包括:新增化工专业(化学工程方向)实验课,新增二元气液平衡数据测定实验、反应精馏实验、气液鼓泡塔气相特性测定实验、液液传质系数的测定和中空纤维超滤膜分离等实验项目;开发有网络学习的化工原理仿真软件;部分教师将科研课题和科研成果转化为设计性、综合性和研究创新型实验项目,如新编《化工原理综合性、设计性实验》中非均相催化合成氨基甲酸甲酯实验、水滑石的制备及其吸附性能、三颗针中小檗碱的提取与精制和甲醇生产过程模拟分析与集成四个实验项目;完善了“化工原理实验”精品课程和“化学反应工程”精品课程申报网站;建成了“化工原理实验”课程网站。
这些改革旨在提高学生的综合实验技能,为“卓越工程师”计划的推进提供更有效的保障。
3.鼓励学生积极参与研究项目
本着“厚基础、重特色、突出工程实践”的原则,学院积极鼓励本科生参与教师教学和科研工作,以提高他们的研究能力及对本专业的兴趣,自主进行研究。为了达到此目的,武汉理工大学化学工程学院在进行新生教育及讲授专业导论课程时,由各专业负责人向广大学生宣传卓越工程师培养计划,鼓励新生按照卓越工程师培养计划的要求,在进校后尽早选择导师,在与导师协商后便进入实验室参与导师的研究项目,进行基本的研究能力的培养,并大力提倡和鼓励学生参与实验中心的设备自制活动,如制作膜分离和离子交换树脂设备等。这一举措使广大新生在进入大学后能及时调整自己的学习方式,把握学习主动性,锻炼创新思维和实践能力,尽早了解并具备一定的工程应用能力。
在学生进入实验室后,要求他们参与从查资料—写大学生创新项目申请书—查资料—定技术方案—方案实施(包括原料、配方、工艺、性能及原理的研究)—工艺、配方优化—撰写论文—总结到发表研究论文的整个过程;而在企业的培训中,学生又了解了开发产品时从选择研究课题—课题的可行性分析和论证—实验研究—中间试验到性能、质量检测和鉴定的各项操作,这就使得学生在学习过程中既能加深对知识的理解、扩大知识面、培养动手动脑能力及团结协作精神,又可以对实验室研究、工业化生产的技术、管理有一个全面的了解及训练。
三、结语
“卓越工程师”计划旨在探索出有效培养“化工卓越工程师”的实践教学体系;建立一个面向全院化工学生的现代化实践教学公共支撑平台;建立一整套有效的关于实践教学的管理制度和相应的质量管理与评价规范;创立高校与企业联合培养人才的新机制;建立一支工程实践能力强的师资队伍;强化工程能力与创新能力的人才培养模式;完善实习基地与产学研基地并重的校外实践教学平台;建立一套健全的学生及教师考核方式。其成功与否,关键看高校培养出的学生是否能够成长为被企业认可的卓越工程师以及前期的合作能否为后期的发展起到推动作用。国内在这一方面需要进行深入探索。
参考文献:
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目前许多院校广泛采用主辅修方式培养复合型人才,即学生在完成主修专业课程的基础上,再辅修第二专业的课程。辅修课程的上课时间经常与主修课程的上课时间相冲突,或者辅修课程的上课时间统一被安排在周末或晚上,这给辅修课程的学习带来不便。环境工程与化学工程复合型人才的培养可采用特色班级方式培养,即在招生时就用固定班集体招生、统一培养。这种培养方式便于课程体系的学习,尤其是便于实践课程的教学与管理。湖南城市学院化学与环境工程学院同时拥有化学工程和环境工程两个专业,这使得该学院在环境工程与化学工程复合型人才的招生、教学与管理有独特的资源优势。
2环境工程与化学工程复合型人才培养的课程体系
在课程体系设计上,不能简单地将环境工程专业与化学工程专业的课程“拼盘”。根据环境工程与化学工程复合型人才培养的特点和要求,我们在请教专家、调查学生的基础上对环境工程专业、化学工程专业的相关课程进行了有机整合,形成了培养环境工程与化学工程复合型人才的课程体系,该课程体系由5个课程模块组成。公共基础和素质课程模块。该课程模块包括中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、大学生心理健康教育、军事训练、大学体育、大学英语、计算机基础、大学语文。专业基础课程模块。该课程模块包括高等数学、工程制图及CAD、无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、仪器分析及实验、物理化学及实验、化工原理及实验、波谱分析。专业核心课程模块。该课程模块包括环境化学、管网工程、环境微生物学及实验、环境生态学、环境监测及实验、水污染控制工程及实验、大气污染控制工程及实验、固体废物处理工程及实验、噪声污染控制工程、环境影响评价。特色课程模块。该课程模块包括化工环境保护、化工污染控制工程、化工污染控制设备、绿色氧化技术、突发性化工环境污染事故的预防与处置等课程。实践教学课程模块。该课程模块包括环境工程仿真实验、工程设计、工程实验设计与数据处理、PIDCAD工艺流程制图、认识实习、生产实习、毕业论文(设计)。该课程体系在保留环境工程专业的核心课程基础上,《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《仪器分析》、《化工原理》、《波谱分析》等专业基础课程内容和学时与化学工程专业一致,在课程设置上体现出环境工程专业与化学工程专业课程的复合;特色课程模块和实践教学课程模块体现出环境工程专业与化学工程专业课程的融合。
3环境工程与化学工程复合型人才培养的教学方法
对于环境工程与化学工程复合型人才,要求综合培养学生环境工程、化学工程两专业的知识和能力,达到综合培养的目标,这就要求其相应的教学不能采用灌输性的教学风格,而应采用渗透式教学、融合式教学、案例式教学和研究性教学等。(1)渗透式教学是指在上述专业基础课程模块中渗透环境工程专业知识的教学,在上述专业核心课程模块渗透化学工程专业知识的教学。例如,《物理化学实验》中动力学实验可以让学生动手做“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”。(2)融合式教学是指在上述特色课程模块和实践教学课程模块中将环境工程和化学工程中的知识、原理、技能融成一体进行教学。例如,《化工污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“流化床化学反应器处理农药厂废水”的专题教学,将流化床工艺设计参数、原理、废水排放标准等融合在一起进行教学。(3)案例式教学就是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中结合教学内容运用工程中的实际案例进行教学。例如,《水污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“电镀厂含铬废水的深度处理”的案例教学。(4)研究型教学是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中教师结合教学内容,通过创设学习情境,促进、支持和指导学生完成研究型学习活动,来综合培养学生能力与素质的一种教学方法。例如,在“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”实验中,教师可引导学生自己查阅文献资料,引导学生思考如何测定溶液中2,4-D的浓度?如何用计算机软件绘制2,4-D浓度的标准曲线?让学生自己确定实验中所需要的仪器和使用的方法,引导学生思考FeSO4和H2O2使用量对2,4-D降解速率的影响,如何求算该降解过程中的速率常数K和表观活化能Ea?
4环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设
良好的师资队伍是实施环境工程与化学工程复合型人才培养的关键。要培养环境工程与化学工程复合型人才,首先必须有环境工程与化学工程复合型的师资。笔者认为,要改变目前环境工程与化学工程复合型的师资匮乏问题,可从如下几个方面加强环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设。(1)引进、培养具有环境工程和化学工程双专业学位的高水平的博士或硕士,他们在学士、硕士或博士学位教育期间接受过环境工程、化学工程的专业教育,具备环境工程和化学工程复合的知识结构和科研素养,是环境工程与化学工程复合型人才培养的理想师资队伍。(2)教师交叉自学和资格认证。在学院内部要求有环境工程专业学位的教师参加化学工程的本科理论与实践教育,要求有化学工程专业学位的教师参加环境工程的本科理论与实践教育,教育期满后进行考试认证,达到认证资格的教师才能评聘为环境工程与化学工程复合型人才培养的师资。(3)聘请企业有工程实践经验,且有良好师范素养的工程师参与环境工程与化学工程复合型人才培养的教学和科研工作。
5学生自主学习是环境工程与化学工程复合型人才培养的重要手段
关键词:卓越工程师;化工分离过程;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)32-0054-02
化工分离过程是化学工程与工艺专业的学生一门重要的专业课,是理论性和应用性较强的课程,具有鲜明的工程特点。伴随着化学工业及其相关领域的技术进步,新的分离方法、技术不断产生,化工分离技术在石油化工、资源环境、能源、材料、生物医药等诸多领域持续发挥着重要作用,是化学工业实现清洁工艺的重要手段。在“卓越计划”的背景下,以强化学生的工程实践应用能力与创新能力为目标,培养宽口径、厚基础、复合型的化工高级人才,必须根据该课程的特点和时代的要求,构建新的人才培养模式,改革课程教学内容与教学方法[1]。目前,化工专业人才培养方案总体上还是倾向于理论型模式,专业课程教学内容缺少整合性和工程性[2],化工分离过程课程同样存在教学内容老化、教学体系不完善、工程训练与生产现场脱离严重、教学主体的新生代教师对工程教育思想缺乏系统的研究和足够的重视等问题。因此,笔者在化工分离过程的教学中,以大工程观和集成式的课程改革和“卓越计划”的精神为指导,在教学内容、教学方法、教学与实践相结合等方面做了一些尝试工作,取得了较好的效果。
一、精心设计教学方案、优化教学内容
分离工程主要从分离过程的共性出发,讨论化工分离过程的基本概论、本质及其变化规律。从教学内容而言,分离工程是一个学术内容十分丰富的领域,既包括传统分离过程基本理论原理方法的学习,同时各种新型分离技术的不断涌现,要求跟上时代和技术发展的步伐,教学内容必须与时俱进,及时更新与补充教学内容,扩展课程教学环节。
1.合理组织教学课堂。要使课堂教学更具有现实性和新意,充分调动学生的求知欲望,优化教学内容至关重要。在教学过程中,避免课程的割裂与重复,对课程内容进行组织、设计、重塑与整合。教师按学科发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序进行讲授内容的安排和多媒体课件的制作;按照问题、案例和原理相结合的方式组织教学内容;结合化工企业项目的实际和教师工程实践、科学研究以及学生实习,介绍常见分离技术。
2.积极整合教学内容。教师注意课程与专业基础课如物理化学、化工热力学、化工原理等的衔接和关联;在教学实践中对本课程与“化工热力学”、“化工原理”、“物理化学”等专业基础课程中有关内容进行有机衔接与融合,让学生很自然地完成基础理论到专业知识的过渡与应用;增加新型化工分离技术,如超离子液体技术、膜分离技术、双水相技术等;把企业典型工程案例引入课程教学中,使课堂教学更具有现实性和新意。基本分离方法与化工原理的融合在化工生产中涉及的分离对象几乎都是多组分体系,而目前一般高等院校化工原理教学中因学时有限,大多侧重于双组分的分离问题。这就要求在进行分离过程的教学时要做好与化工原理教学的融合问题。如对化工原理教材中已涉及到的基本原理,教师对双组分精馏、吸附和结晶等不做专门介绍,重点讲解多组分体系的工程计算问题,将有关的基础及计算机应用在耦合与集成过程设计中体现出来;减少与化工原理内容的重复,培养学生利用化工单元操作的基本原理解决实际复杂体系分离问题的能力。
3.有效延伸课程环节。化工分离工程本身具有较强的工程背景的同时还兼有较强的理论性。在“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”的传统教学模式中,化工分离工程的教学使学生认为化工分离工程是“一大堆的方程、繁多的数据和大量的计算和循环迭代[3]。为了促进学生对课程的学习,将课堂教学延伸至课外,如实习过程中、课程设计中及其他的化工实践如创新实验、化工竞赛等过程中,布置作业、小组讨论及综合设计等,加深学生对已学的化工分离技术原理的理解,学会进行分离方法的选择优化,以及新型分离技术的拓展。
4.强调选择优秀教材。要在有限的教学时限中,达到良好的教学效果,如何选择教材和教学内容对提高本课程的教学效果就显得十分重要[4]。刘家琪主编的面向21世纪的教材《分离过程》,该教材在内容和体系上体现了创新精神,注重拓宽基础,强调能力培养,并在教学内容上作了重新安排;按教学规律的发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序分章节;主要章节(如多组分精馏和特殊精馏)中逐一介绍各种精馏方法的特性和应用;选择典型的分离方法展开讲授化学工程的研究方法及其进展。这样安的排结合了两种教材编排方式的优点,思路简洁清楚,学生易于接受,教学效果良好[5]。
二、采取研究性教学模式,改革教学方法
在讲授理论知识的同时,教师要引导学生从社会生活中选择并确定研究专题,主动地投入到课程学习中去,应用所学知识解决实际问题;并在学习讨论中获取知识、发展技能、培养能力,强调学习者的主动探究和亲身体验[6]。这样,改变过去由老师单一讲解的方式,可让学生有问题随时提出、分析和讨论。本人在教学过程中以研究性教学[7]为指导思想,采取多样化的教学方式,初显成效。
1.讨论式教学,调动学生的积极性。为加强化工分离工程与化工原理等基础课的衔接与融合,课前通过小班讨论课,复习回顾掌握已学基础课程的相关内容,并与该课程的内容进行对比分析概括和总结。例如,在讲多组分精馏过程时,教师在介绍完两个极限条件及进料位置的选取之后,让学生讨论简捷的计算方法的步骤和应用,并与二组分精馏进行对比分析,既加深了学生对所学知识的理解和巩固,又加强了学生知识体系的完整性。教学中,结合一些实例,让学生参与讨论,巩固学生对基本概念和原理的理解,开阔学生视野,扩散学生学习思维,让学生感受到该课程对生产实际的指导作用,培养学生的实际应用能力。例如,在特殊精馏教学中引入当地某药企乙腈废水的后处理技术,并结合企业生产情况,考虑能耗和溶剂的实际应用情况进行综合分析讨论。
2.虚拟式仿真,提升学生解决问题能力。以成熟的流程模拟软件为主线引导学生学习实践。在教学中,引入成熟的化工流程模拟软件的应用部分内容,有助于学生越过烦琐复杂的技术细节,用分离工程的思维方法解决实际问题。让学生学会利用成熟的软件解决工业生产中的实际问题,从而提高学生解决实际问题的能力。如学生在对某药企乙腈废水的后处理工艺经过讨论优化,然后通过流程模拟软件如Aspenplus等进行模拟优化,实现现代计算机模拟与实践教学的结合。
3.导向型讨论,引导学生自主学习。近十余年来,新型化工分离技术发展迅速,不少技术如各类膜分离技术、超临界萃取技术及新型吸附技术已趋成熟,其应用的体系也已经向医药、食品、生化、环境等领域扩展。但由于新型分离技术涉及面广泛,学生基础及兴趣不一,教学中不能面面俱到。本人在教学中开展导向性的讨论,采取教师引导,学生自学讨论的方法将学生领到学科的最前沿,通过典型研究成果的介绍,让学生掌握相关技术的基础和方法,学会分析创新思路,培养学生创新和应变能力,以适应人才市场的需求。例如,在教学中引导学生开展天然产物分离专题的研究和讨论。在讨论教学中,笔者从天然产物的新型分离方法、特定天然产物的分离研究进展等方面立题,鼓励学生选择自己感兴趣的专题如医药、香精香料等的分离研究进展,撰写小论文进行交流。这样,学生不仅学会了利用图书馆及网络资源查找与所选专题相关的文献资料,并且通过文献整理、综合、归纳和专题论文的撰写,有助于学生拓宽知识面、了解学科发展前沿,学会解决实际问题。
三、理论与实践教学有机结合
卓越工程师培养与传统人才培养模式的显著区别之一就是强调实践。所谓“授之以鱼,不如授之以渔”,实践不仅能使学生增长经验,把学到的知识与工程实践和社会需求对接,而且能够触动学生心灵,使其产生开拓创新的激情与灵感。经过实践历练的学生可以把僵化的书本知识内化成为活的创新能力。在教学中,将教材与实际工业生产相结合,丰富了课堂教学内容,加深了学生对所学的化工分离工程知识的理解,提高了学习的积极性,激发了他们的求知欲和探索精神,有利于培养学生创新思维方法和能力[8]。
1.强调课堂教学理论联系实际。学生学习该课程之前经历了认识实习和生产实习,对化工企业中分离过程的工艺过程及应用已有一些了解,但缺乏利用理论知识分析问题的能力,在课程教学中注重举例,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析。如在多组分精馏的课堂教学中,结合实习车间橡胶生产溶剂回收工段的理论与工艺进行讲解,既直观,又切合实际;让学生在理解分离方法、分离原理的同时,还学会从经济、能源及生产实际的角度考虑分离工艺的优化。
2.有效延伸课程实践环节。把工程现场转化为实习、实训基地,在知识传授与实践历练的交融中进行。一方面,利用所建立的产学研联合培养平台,让学生通过参与课外实践项目,或参与到教师的科研项目中去,通过工程实践来加深对分离方法原理的理解和认识。另一方面,在认识实习和生产实习中,教师通过布置分析讨论题、撰写小讨论文等方式,让学生学会分析讨论选择生产实际中的分离技术,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析,对课堂教学有很大帮助。反过来,课堂教学也加深了学生对实际过程的认识,并能举一反三。
3.聘请企业专家参与教学。“卓越工程师教育培养计划”的师资队伍是关键,通过“走出去、引进来”的模式,加强课程教学教师工程教学能力的提升。除了聘请优秀的企业专家参与教学任务外,任课教师还需通过承担或参与企目项目的改造或研发、指导生产实习和毕业实习、指导各类化工创新竞赛等实践教学活动增强自身的工程能力,把工业实际生产的案例同教材中的理论知识联系起来,避免了空洞说教,使课堂教学更具有现实性和生动性。
四、注重教学过程管理,改革考核评价体系
考试是教学过程中的不可缺少的重要环节,涉及到对学生学习效果的综合评判。在课程教学考核评价过程中,主要引导学生从注重“学习成绩”向注重“学习成效”转变,从“注重考试结果”向注重“学习过程”转变。课程考核形式采用期末考试、平时学习与专题讨论结合起来的评判方式,改变过去一份期末考试卷一锤定音方式。成绩由平时成绩(包括平时讨论情况和作业情况)、实践成绩(实习中作业完成情况、小论文写作与讲解)、考试等部分构成。
平时成绩主要包含课堂讨论思维能力、回答问题情况、作业完成情况、学习态度等,小论文主要针对课堂理论知识引导学生系统归纳、掌握某一方面知识,通过论文的完成加深了学生对课堂理论知识系统理解,同时锻炼了学生撰写论文能力。考试的内容分三个层次:识记、理解、应用,涵盖了学科相关的基础知识、基本原理、以及运用所学知识解决问题的综合试题。
参考文献:
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关键词:专业认证,课程体系,工程问题,非技术因素
近年来,为了更好地与国际教育接轨并实现国际互认,我国越来越多的大中专院校逐步接受了工程教育认证的理念,加快了工程教育的认证工作。从2016年正式加入国际工程联盟《华盛顿协议》,工程教育认证已被确认为最权威的工程教育本科专业认证[1]。根据2018版工程教育专业认证标准,通用标准划分为学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件等七项内容。依据标准要求,围绕着这七块内容来判断专业是否达到认证要求的依据。其中,课程体系的达成被认为是实现专业人才培养目标的核心要素之一[2-3]。2019年,盐城工学院化学工程与工艺专业顺利通过专业认证工作。认证期间,我们对化学工程与工艺专业的人才培养方案进行了系统性地完善,包括课程体系的修订工作。这样有助于学生达成毕业要求,促进了学科的可持续性发展。笔者以我校化学工程与工艺专业认证情况为例,浅谈课程体系的构建工作与成果。
1建立基于专业认证标准的课程体系
1.1本专业课程体系的构成
为达成毕业要求的各指标要求,本专业依据成果导向教育(Outcomes-basedEducation,OBE)理念,逆向设计并构建了课程体系。总体思路是:培养学生掌握较为扎实的通识基础知识,逐步地掌握本专业领域必需的基础理论和技术基础知识,并不断训练学生的理论联系实际的能力、创新意识和专业知识的综合应用能力[4]。本专业课程体系如图1所示。依据2018版通用标准,课程体系分为通识教育课程模块、专业基础课程模块、专业课程模块和实践课程模块四部分[4]。为了达成各项的占比要求,通用做法如下:通识教育课程模块主要包括数学与自然科学和人文社会科学(两类的占比均不至少15%);专业基础课程模块主要包括工程基础课程和专业基础课程。而专业课程模块包括专业必修课程、专业选修课程、素质与能力拓展课程等子模块。这两类的综合占比不少于30%。工程实践与毕业设计(论文)占比也不少于30%。此外,结合课程体系对毕业要求指标点的支撑关系,进行合理归类,确定本专业核心课程。
1.2课程体系中课程设置的内在关联
按照工程教育认证的标准,课程体系的划分能够满足各类标准的要求。但是涉及到具体课程的设置及先后修次序,以及课程间的内在联系等对课程体系的完善也非常重要。一般地,课程设置以专业知识逻辑为基础,以能力培养为主线。现以培养学生化工设计能力而设置的相关课程及内在关联分析为例。以《化工设计》单独一门课程为例,说明必修课程先后修关系[5]。《化工设计》先修课有《化工原理》等课程。比如,通过化工原理的学习,使学生掌握流体流动、传热和传质以及单元操作的基本原理,培养学生运用基础理论、分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力,增强学生工程观点、经济观点、定量计算和工程设计(研究)的能力[6]。《毕业设计》使学生获得化工工程师所必须的综合能力,具有现代化工环保安全意识,具有对新产品、新工艺、新技术和新设备进行设计的能力,具备使用先进的化工设计软件进行化工工程设计的能力。《化工设计》后修课程有《毕业设计》,通过《化工设计》的学习,使学生基本了解化工生产车间(装置)设计的内容和步骤,并初具化工装置设计的能力,为最后的《毕业设计》打下良好基础。由上述分析可知,《化工设计》课程先后修关系与能力培养递进逻辑相符合,能实现毕业要求所需能力的培养要求。本专业必修课程的先后修次序都按能力递进的要求进行了设计,能确保学生达到毕业要求。
2课程体系构建与解决复杂工程问题能力培养
针对解决复杂工程问题的能力培养,本专业在课程体系中的四大模块,即通识教育课程模块、专业基础课程模块、专业课程模块和实践课程模块,依据不同课程类型以及能力达成的要素和基本规律,进行课程教学目标的制定并体现于课程教学大纲中。其中,通识教育课程模块和专业基础课程模块侧重加强复杂工程问题能力的识别、表达和分析能力的培养;专业课程模块侧重加强分析、设计、研究能力的培养;实践课程模块侧重加强综合运用知识解决实际问题的能力培养。以化工原理对毕业要求指标点的支撑为例,体现系统设计和实现能力的培养。
3非技术因素在课程体系构建中作用
针对非技术因素的能力培养,本专业设置了“思想道德修养与法律基础”、“化工安全与环保”、“化工企管”等课程。比如:为了支撑毕业要求指标点6.1“能够了解化工专业领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规”,设置“化工设备机械基础”、“化工产品市场调研”和“工艺及生产实践”四门课程,分别地涉及到通识教育课程、专业基础课程和实践课程。使得学生能够理解工程实践活动对社会、安全、文化、道德、法律以及环境等问题的影响和内涵,从而能够承担责任并遵守化工行业相关技术标准规范。再比如,强化相关实践性教学环节支撑非技术因素影响能力的毕业要求指标点,在教学内容上,既要体现考虑非技术因素影响能力的相关知识点进一步自我学习,又要进行实践应用训练。在课程教学实施过程中有明确的考核要求和评分标准。如:为了支撑毕业要求指标点3.2“能够针对特定需求完成单元(部件)设计的基础上,进行系统或工艺流程的设计”,设置了“化工设备课程设计”、“化工原理课程设计”、“反应器设计”、“化学化工常用软件实践”、“毕业设计(论文)”五门实践性教学环节。在设计任务书中除了对具体设计任务给出明确要求外,还要求在设计过程中,能够依据相关标准、规范,综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等制约因素,并体现创新意识。同时,在设计说明书中和答辩过程中有相关内容体现,并对该内容给出具体量化评分标准和考核方法。
4结语
基于专业认证“成果导向型教育”的人才培养理念和要求,化学工程与工艺本科专业课程体系的构建应更加注重体现专业的办学特色,体现针对复杂化学工程问题的研究、分析与解决,体现专业技术与非技术领域各项能力的完全达成,使得学生的综合素养得以全面提升,创新意识、国际视野、职业道德、安全环保意识等各方面的能力获得增强,为区域经济社会发展储备高素质应用型人才。
参考文献
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关键词:卓越工程师教育培养计划;工程素质;培养
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(b)-0000-00
“卓越工程师教育培养计划”作为国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020)组织实施的一项重大项目,表明中国高等工程教育改革的发展思路的重要变化。卓越工程师计划是高等教育和市场、岗位、产业、行业新的结合点,是适应我国现代高等教育现状的新的发展点,是突破我国高等教育创新能力发展瓶颈的新举措。卓越工程师计划的出现是高等教育适应我国经济发展和社会进步的要求的必然结果【1】。
“卓越工程师教育培养计划”的实施是一项需要学校、企业、教师、学生四个方面紧密合作的系统工程,最终培养目标是使学生掌握坚实的理论基础和实际动手的工程能力【1~4】。 “卓越”工程教育强调应用能力、实践能力和实干精神;强调工程素质和实践意识的培养或增强,是由实践到理论再到实践的过程;强调企业广泛而深入地参与人才培养的诸多环节,强调生产实践资源和条件的充分利用,企业作为一个重要组成部分,与学校联合构成实施“卓越”工程教育人才培养的主体;更强调面向生产第一线,培养能现场解决工程实际问题的工程技术人才。
1追求卓越的专业人才培养模式创建及人才培养方案优化
我校化学工程与工艺专业主要面向石油化工行业培养工程技术人才,已成为广东乃至华南地区独具鲜明石油化工特色的专业。2008年获选校级特色专业、2009年入选国家级特色专业建设点、全国CDIO人才培养模式研究与实践专业、2010年纳入广东省特色专业建设点,2012年获批教育部“卓越工程师教育培养计划”试点专业。经过多年充分的调研、研讨与实践,逐渐形成了追求卓越的专业人才培养模式(图1):共建企业深度参与的专业教育培养平台,企业参与培养方案制订、课程实践教学、生产实践教学、系列工程教育讲座、学位论文等环节的教育培养工作。实施由实践到理论的教学模式,最终经过系列课程和应用实践等诸多环节教育,实现由实践到理论再到实践的工程教育模式,以培养工程实践能力强、创新意识好的石油化工工程技术人才。并广泛借鉴国内外先进的工程教育经验,围绕“产学合作、突出实践、注重应用、追求卓越”的教育理念,逐步完善优化我校化学工程与工艺专业人才培养方案,利用企业的技术改造项目或工程公司的设计项目,由企业牵头开展项目教学,使学生较系统接受工程实践训练,加强工程实践、工程设计能力培养,且全面开展工程文化教育,注重培养工程意识,用工程文化教育观指导学校应用型人才培养的办学理念【5、6】。
2教学方式方法改革
深化教学研究与实践,更新教学观念,改进教学方式,依托信息技术、完善教学手段,形成了一系列具有鲜明专业特色的教学改革成果。
2.1理论联系实际
积极探索启发式、探究式、讨论式、参与式教学,结合全国CDIO试点专业,实施《化工原理》、《化工热力学》、《化学反应工程》、《化工设计》等CDIO示范课程教学改革工作。推动化工设计大赛、大学生“挑战杯”等第二课堂活动,探讨以项目为主线教学、在做中学的教学方法。充分调动学生学习积极性,激励学生自主学习。
2.2科研促进教学
促进科研与教学互动,及时把科研成果转化为教学内容。支持本科生参与科研活动,早进课题、早进实验室、早进团队。将科研项目内容、成果作为课题指导学生进行课外科技创新活动、参加各类比赛。
2.3生产促进教学
紧密联系生产,加强学生工程能力培养。与企业加强学术交流和产学研合作,聘请企业的高级技术人员参与课程体系改革、联合编写出版特色教材,继续实施生产实习、仿真实习及专业实验的优化改革与实践。利用企业工程项目,培养学生工程设计能力;另外通过采取项目教学,改革化工设计课程的教学;其次是强化增加毕业环节设计类题目的比例。石油化工专业领域有6门实践性强的课程可由企业讲解,或部分以讲座的形式讲授,或部分章节可增加现场教学,加强实践教学环节。
2.4强化英语教学
采用渗透方式强化英语教学,提高学生外语能力。在改革和加强基础英语学习的同时,要加强专业英语和应用英语的训练。在学习基础英语之后,甚至是同时,选择一些与专业关联度高的基础课开始,每门课程在内容、作业和考试方面渗透一定比例的英语内容,强化英语的学习和应用。
2.5培养国际视野
培养学生国际视野,提升学生服务面向能力。在强化培养学生外语能力的基础上,通过开设高水平的讲座以及国际交流与合作强化国际视野,进一步提升学生适应跨国公司人才素质的要求。
3 工程实践能力和工程素质的的培养
“卓越计划”的核心目的是要让工程教育回归工程,使学生具有充分的知识储备、熟练的实践经验,保证教学过程中学生的学习能力、工程实践能力、创新能力和人际交往与团队协作能力的培养。工程实践能力和工程素质的培养是系统化地设计人才培养方案,使学生具有充分的知识储备、熟练的实践经验,保证教学过程中的工程实践活动和工程设计能力的培养。
3.1 综合实验
主要是实验动手能力和分析判断能力。通过石油化工产品分析实验、反应工程实验、化工分离技术实验、化工工艺实验、计算机仿真化工实验、研究开发型实验、专业技能培训等内容,培养学生实验仪器的安装和调试能力,实验数据的采集和整理能力;综合运用数学、计算机和有关专业知识处理实验数据的能力。
3.2 认识实习
通过在中石化茂名分公司、中石化湛江东兴石油化工有限公司、广东新华粤石化股份有限公司、中石化油茂名分公司等企业进行认识实习,加深理解和巩固已学知识,增强学生对炼油化工装置的感性认识。
3.3 生产实习
通过生产实习使学生巩固与运用所学各门课程的知识,理论联系实际,培养工程观点,训练观察、分析和解决实际工程问题的能力,学习操作控制与生产管理的有关知识,增长化工生产实操知识和技能。
3.4 仿真实习
通过仿真实习提高学生的操作技能,得到反复开车、停车、事故处理以及极限运行状态的训练,提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力。
3.5 金工实习
通过金工实习使学生通过实践了解机械制造的原理和过程,熟悉机械零件的常用加工方法,对简单零件有初步的选择加工方式的能力和工艺分析的能力。
3.6 工程实训
学校建立石油化工工业中心和石油化工实验实训中心,包括石油化工发展历史与成果认知部、管道与静设备实训部、动设备实训部、石油化工典型成套工艺实训部、创新实训部以及操作技能培训与鉴定部以及智能化模拟工厂等,加强实践教学条件建设,培养学生工程实践能力。
3.8 工程设计
搜集并运用资料(文献、手册、规范、标准等)的能力;物料衡算、热量衡算和设备计算等工程计算能力;工艺流程图、设备布置图、管道布置图及设备结构图等工程图纸的绘制能力。包括对设计和技改项目的技术路线及方案进行调查、论证、决策能力;对项目进行技术经济评价的能力;产品质量标准、设计说明书、技术经济评价报告、操作规程等工程设计文件的编写能力。
4 结束语
卓越工程师的培养内涵在于将工程教育的理念凝练和提升、深化工程实践教学改革和加强校企结合【4】。在信息化时代的今天我们需要的不仅仅是传统意义上的工程师,而是符合这个时代所需要的卓越的工程师,即不仅具备精深的专业知识、高水平的工程实践能力和创新意识、还应具备人文科学和社会科学的基本素养。总的来说,卓越工程师就是指具备杰出工程素质的工程技术人才。
参考文献
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关键词:卓越工程师;实践能力;企业文化
中文图书分类号:G 642.4
文献标识码:A
文章编号:
提高当代大学生的工程实践能力和工程素质是高等教育一项非常重要的任务,也是工程应用型本科院校教学改革的热点、难点和重点之一。“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)由教育部发起,旨在为未来各行各业培养各种类型优秀的工程师后备队伍,是为走中国特色新型工业化道路,建设创新型国家,建设人力资源强国而做出的战略部署,也是为贯彻落实“国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020)”和“国家中长期人才发展纲要(2010~2020)而提出的高等教育重大改革计划[1,2]。
2010 年,北京石油化工学院成为“卓越计划”首批实施高校之一。目前已有自动化、化学工程与工艺、机械工程与自动化、机械电子工程、通信工程、计算机科学与技术、高分子材料以及制药工程等八个专业加入教育部的“卓越计划”。计划实施三年来,在国家示范校企实训基地的建设、产学合作以及实践性教学环节等方面取得重大进展,为我国高等工程教育改革发挥示范和辐射作用[3]。但仍存在一些亟待解决的问题,例如如何实现专业课程的“学以致用”,如何注重培养大学生解决实践问题能力以及如何使大学生更快的适应企业环境等问题。这些问题得不到及时解决将阻碍“卓越计划”向纵深推广,严重地影响了教学质量和培养目标的实现。笔者对我校上述八个专业的在校大学生从课程建设、实践环节等方面开展了问卷调查,对存在的问题展开剖析,以期完善卓越工程师培养模式,提升“卓越计划”的培养质量。
一、如何实现专业课程的“学以致用”?
目前,四年制本科“卓越计划”主要采用了3+1模式,即3年在校学习主要是理论课程,累计1年在企业实践和完成毕业设计。在我们的调查中发现,虽然将原来三年半的理论课程压缩至三年完成,但是81%的同学还是认为能够适应目前“卓越计划”课程的难度和进度。这表明我们“卓越计划”的课程设计整体上的合理的。针对“卓越计划”的培养目标,相较于普通班课程,我们增强了卓越班课程的实践性,但是仍37%的卓越班同学反映,专业理论课程与企业实际生产联系还不够紧密。同时,又有44%的卓越班同学感觉自己在企业实践过程中理论知识匮乏。因此,如何实现专业课程的“学以致用”,或者更具体地说,如何将课本上的知识点串联在企业的实际生产中是目前“卓越计划”课程改革的难点。从课程设置来看,美国“卓越计划”的模式以生产过程的顺序来穿插组织课程教学;而欧洲模式则体现企业需求的特点, 以若干模块组成为教学系统[4,5]。这两种模式都有一个共同的特点,就是专业课程教学与企业生产相互衔接,有机结合,授课方式不拘泥于教室或企业。而目前国内的一些卓越课程体系为了便于实现时间上统一安排,将课堂教学与企业实践完全分离,忽略了理论性课程与实践环节的交叉与融合,造成课程体系与工程实际脱节,违背了卓越工程师培养计划的初衷。
笔者认为造成这种弊端的原因是学校为了便于教学时间和空间的统筹安排,仅依赖原有的教学计划“闭门造车”,既不深入行业企业(用人单位)调查,在课程改革和教学大纲的制定过程又缺乏引导企业的介入,现行的卓越课程改革往往是学校单方面进行。有时即便有企业参与,但由于企业没有话语权,致使企业需要的内容往往没有“改进去”,这严重打击了企业参与“卓越计划”的积极性,进而对“卓越计划”的发展产生阻碍作用。因此,只有突破现有教学时间和空间的限制,构建一套科学的、多元化的、富有弹性的合理课程体系,才能真正实现专业课程与实践环节有机衔接。同时还需通过大力引进具有丰富工程经验的企业工程师和管理者,在担任专业课程教学、参与课程大纲的编写以及课程计划的研究的同时,协调在企业实践的时间和空间,这样才能形成提高理论与实践教学水平的内动力和外动力,使学生真正做到“学以致用”。
二、如何注重培养大学生解决实践问题的能力?
在“卓越计划”培养期间,必须保证不少于1年的企业实践和毕业设计。因此,在问卷中我们设计了下面的问题:“您愿意在企业参加六个月至一年的企业实践吗?”。95%以上的受访学生表示愿意,他们认为学校为他们提供了走进企业进行学习和实践的机会,通过认识实习、顶岗实习以及毕业设计,使他们对企业的制度和管理模式有了深入的了解,对企业的实际生产情况有了比较深刻的认识,并能够尝试将所学的理论知识与实际生产相结合。但是仍有36%的学生认为目前的企业实践阶段不能很好的培养大学生解决实践问题的能力,遇到实际问题是无从下手。这就说明我们在企业实践培养过程中虽然延长了企业学习时间,但只注重“量”,而疏于“质”。造成此结果的原因是多方面的,如校内指导教师工程实践能力不强,而企业导师理论水平不高,二者没有进行有效的合作,在学生遇到的实际困难和问题,无法正确引导学生。此外,学生在参加实践、实习活动时,没有明确的目标,敷衍了事,实践教学质量大打折扣,不能及时发现问题和解决问题。因此,要培养大学生解决实践问题的意识和能力,必须做好以下两个方面工作。
一是提高高校教师自身的工程教育能力。高水平的具有工程教育能力的教师是培养大学生解决实践问题能力的重要保证。我国高校教师类型主要有:教学型、教学科研型和科研型三大类。缺乏有企业工作经历的工程型师资队伍,更缺乏高水平的工程型师资队伍。这严重制约了大学生解决实践问题能力的培养。因此,需要以政策为导向,一方面鼓励教师到合作企业挂职锻炼,增强工程实践能力;另一方面转变原有的高校教师评价与激励机制,将对教师的评聘与考核从侧重评价其理论研究和,转向评价教师培养大学生实践能力和科技创新能力的过程与创新成果等方面。
二是确立以知识传授为基础、以培养实践能力为核心的实践环节。以传授知识为主的传统实践活动使学生没有明确的目标性、成就感和价值感,不能激发学生参与实践活动的激情、主动性和持久性,存在盲目性、随意性和被动性等。在认识实习和顶岗实习过程中,教师应开展小组讨论和案例分析等启发式教学,对具体的案例进行讲解,使知识点具体化的同时,把行业发展的热点、存在问题与难点等向学生作引导性讲解,提倡学生发表见解和开展争论;培养学生的思索能力、辨析能力和探索求知精神。毕业论文也是实践成果的重要体现,在调查中发现,仍有71%的大学生愿意选择与企业相关的科研型课题作为毕业设计的题目,这样导致学位论文形式单一,与学术型研究论文区别不大,实践意义不强。因此,需要制定相应激励政策(如设置企业毕业论文奖、企业毕业论文基金等)鼓励学生在企业完成调研报告、案例分析以及工程数据分析等非学术型论文,形成人人重视实践,人人参与实践的良好氛围,促进学生创新实践能力的提高。
三、如何使学生更快的适应企业环境
在被问及“企业实践过程中您感到不适应的因素是什么?”,52%的同学选择了工厂条件差,实习太累。一方面是由于学校与企业环境的巨大差别,学生一时无法适应。另一方面由于学生实践期间兼有“学生”和“员工”的双重身份,受到企业制度的约束,行为和思想没有在学校那样自由,也容易出现心理波动或其他不良情况。这些不良的心理活动如果不及时疏导,就不能帮助同学在心理上较为轻松和顺利地融入企业环境,可能加剧学生对企业实践的抵触情绪,使得实践效果没有保障。此外,学生在企业实践感到不适应的因素还表现为:对企业的规章制度不大了解,执行起来不到位;对员工行为规范不甚了解,为人处事违反规则;与企业员工关系不融洽,沟通困难,不被团体接纳;对企业的习俗礼仪等隐性文化更是捉摸不透,无所适从。这些问题的存在都源于一个根本原因,就是学生对企业文化缺乏认同感。因此要增强学生对企业的适应性,高校在企业实践阶段应加强对学生的企业文化教育,有助于学生更快的适应企业环境。
四、展望
“卓越计划”经过一段时间的实施,取得了可喜的进展。各个试点院校、试点专业在培养方案制定、产学研基地建设等方面的探索与实践丰富了高等工程教育改革的思路,而且它所提出的教育理念让全社会对人才给予重新的定位与思考。同时卓越工程师的培养也是一个复杂的、系统的工程,是高校面临的崭新的重要课题和长期任务,在实施过程中出现这样那样的问题也是正常的。高校应该针对自身存在的问题,从教学内容和课程体系、师资队伍建设、实验与实践教学等方面实行大刀阔斧的改革,形成合力,注重学生创新精神与创新能力的培养,积极创造有利于计划实施的政策环境和社会环境。此外,企业没有法定的育人责任和义务, 怎样调动企业参与“卓越计划”的积极性, 保证校企合作的稳定性以及企业学习阶段的效果, 也是国家和学校在政策与制度上亟待解决的问题。
参考文献:
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——以汉诺威应用科学大学为例[C].应用型人才培养的理论与实践——首届中德论坛(杭州)文集,北京:高等教育出版社, 2008.
The Problems and Countermeasures in Practice of Plan for Educating and Training Outstanding Engineer
WU Yi-bo, GUO Wen-li, CHEN Fei
(College of Material Science and Engineering, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing, 102617)
Abstract:“Plan for educating and training outstanding engineer” aims to train a group of high-level engineers who can meet the needs of economic and social development and are innovative. In this paper, college students who attend the training plan conduct a questionnaire survey on course construction, practical activity, and so on. The problems encountered during the implementation of the training plan, such as how to combine professional courses with practice, how to cultivate the ability of solve practical problems and how to adapt to the enterprise environment are analyzed, and some strategies aiming to solve those problems are proposed.
Key Words: outstanding engineer; practical ability; corporate culture