化学工程实践创新平台的架构

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一、工程实践创新平台架构的原则

（一）明确工程教育的培养目标和内涵

工程教育由工程科学、工程社会学、工程技能训练等构成，其目标是培养“高级工程技术人才”“高级科学技术人才”和“高级工程管理人才”等。欧美以麻省理工学院（MIT）为代表的一些大学充分拓宽了高等工程教育的内涵，从关注工程教育本身转向强调影响工程教育的哲学、教育学和文化学基础等，其目的是全方位培养基础知识厚、实践动手能力强、学习能力强、适应能力快、创新素质高、综合素质好的“现代工程人”。现代社会经济发展所需要的人才已经超越了只问过程不求结果的学术性人才和只知其果不问其因的应用性人才。当前社会迫切需求的是能够将理论与应用相结合，过程与结果相统一，将科学家素质与工程师精神相融合的工程应用型创新人才；工程应用型创新人才要能够将科学原理及学科知识转化为设计方案或设计图纸，并将设计方案与图纸转化为产品。工程实践创新平台的构建要以社会、企业对人才的需求为导向，必须与工程应用创新人才的培养目标和培养内涵相结合，充分考虑相关专业的定位、方向和特色；以提高学生自主获取知识的能力和应用知识的能力为目的，以激发他们的创新与创造性思维为宗旨；并增强他们的自信心和与人沟通交往的能力，加强他们对所学专业的热爱等。构建过程中还要树立以创新为核心，“重过程体验、重创新思维”的教学理念。总之，实践创新平台的架构是一个复杂的系统工程，不仅要呈现出综合性、复杂性和创新性的特征，还要体现社会性和伦理性的特征。

（二）分层次、多元化

化学工程学院实践创新平台的架构以强化实验技能训练、开拓创新意识、培养产品开发和实际操控能力为目的，建设了主辅线兼备、课内外结合的高水平化工基础实验室和独具石化特色的专业实验室，建设了校企联合、现场实习与仿真操作互补的实习基地；开发了系列化工生产实习仿真软件，并同时开展化工原理实验大赛和化工设计大赛，打造了具有“实践内容特色化，科研成果教学化，工程训练实战化”的立体化、多元化的实践创新平台。实践创新平台的架构过程中注重实践课程教学内容的改革。鼓励教师开设综合设计型课程、模拟训练课程和研究方法实践课程，教学内容面向化学工业的工程实际，并结合学科前沿，更多地采用案例分析、课程项目等形式。学生首先在课堂理论教学中认知工程实践，奠定工程实践创新人才扎实而又雄厚的理论基础，并使学生的实践能力逐渐由学科基础实践转向多学科知识融合实践，为高素质创新人才的培养奠定基础。与此同时，为强化学生化工设计的能力，采取项目教学的形式，按照实战演练的要求，统筹优化、整合化工原理课程设计、化工设计和毕业设计内容，构建点、线、面循序渐进且长程统一的化工设计实训平台，使工程理念四年不断线。在现场实习过程中，实现认识实习对化工工艺流程和化工设备的认知到生产实习对化工工艺参数和化工工艺流程的熟知，最后到化工仿真的实际操作。总之，在实践创新平台的构建过程呈现出了由认知实践、工程实训和工程实战的层次过渡。

（三）动态发展原则

在经济高速发展的信息时代，知识已经超越了社会构成中的其他要素成为了决定工程企业发展的主要素。当今科学知识和技术发展速度超越了以往任何时代，知识发展状况使工程企业等组织的生产水平与服务领域不断变化，对高素质工程人才的工程与社会方面的知识和能力不断提出新要求，在工程职业实践过程中不断遇到新的问题与情境。社会和企业对人才能力和要求的变化及工程实践问题的变化，要求高素质工程实践创新人才的培养目标要实时作出调整，相应的课程体系和实践教学环节也要随之变化，这就决定了实践创新平台的构建要遵循动态发展的原则，在动态变化中让学生感受、理解知识产生和发展的过程。

二、工程实践创新平台架构模式

（一）现场实习实训化、仿真模拟实战化

工程实践是工程教育的重要特征，是工程教育的灵魂，而产学研结合是工程教育的本质要求。学生只有充分利用校企合作平台，通过实践训练环节不断地尝试、摸索和研究，才能不断提高工程创新能力和分析解决工程实际问题的能力。只有亲历工程实践过程，才能真正了解工程的内涵，体验企业文化，并提高认知社会的能力。由此决定了生产实习的重要性。化学工程学院充分调动社会各界优质资源，不断探索校企合作方式，先后与校内外多家石油石化大型企业签订了联合培养协议，让学生在企业实习期间，具有学生和企业员工双重身份。目前化学工程学院已形成了“生产现场实习＋计算机仿真实习”的生产实习模式。四周企业现场实习实行与企业相同的倒班制，教师和学生深入车间和工人师傅打成一片，教师更多地给予学生理论知识的传输，现场师傅给予现场经验的指导。学生在完备的安全防护措施下到常减压蒸馏、催化裂化、重油加氢裂化和催化重整等不同的炼油装置上跑流程、爬塔器、辨认主要操作设备和辅助设施，并在车间见习工人师傅对DCS系统的操作，观察各类操作参数的变化，以及突发性事故的处理方法等。但鉴于现场安全的严格要求，企业不允许学生进行现场操作。为弥补生产实习只能近观不能操作的遗憾，学生可在仿真实验室中进行炼油工艺过程的操作。现在仿真实验室中装有“常减压蒸馏”“催化裂化”“催化重整”和加氢裂化4套DCS仿真软件。学生可利用这四套软件进行炼油生产装置的仿真生产、开停工演练、事故处置模拟和化工装置的流程模拟计算等方面的训练。现场生产实习后的仿真实习使化学工程与工艺专业学生的实践能力锦上添花。生产实习的实训和实战过程充分体现了“工学结合”“做中学”和“做中教”的工程教育特点。

（二）教学实验综合化、创新化

把握内涵、优化组合、架构了实验课程体系，将实验按照设计型、综合型和研究创新型三个模块设置。目前已形成了从初级到高级、从基础到专业、从接受知识到综合性、创新性的实验教学平台。设计型实验模块涵盖了化工原理、化工热力学和反应工程实验等，实验过程遵循“自主设计，虚拟演练，室内实战，厚实基础，实现拓展”的方针。整合并优化了专业基础实验教学条件，建立了完善的实验教学保障机制，构建了虚拟化工多媒体操作平台和多个覆盖范围广的多功能实验室。实验内容包括了文献调研、实验方案设计、网上预习并模拟演练、实验室内实战等，强调学生实验过程的自主性，强化对专业基础知识的认知。此外，提倡小组讨论、协作攻关的实验模式，增强学生的团队协作精神。综合型实验模块按照“一线贯通，首尾相合，展现特色，体现综合”的规划，从原油的实沸点蒸馏实验出发，首先切割汽油和柴油馏分，然后测试原油和相应切割馏分的粘度、密度、馏程、硫含量、凝点、闪点和苯胺点等油品性质参数，实现整个专业实验的一线贯通；结合石油炼制工程所学理论，在对所有测试数据进行分析的基础上，对原油性质进行综合评价，确立初步的原油加工方案，从而体现整个专业实验首尾相合、特色化和综合性的特点。研究创新型实验模块遵循“把握前沿，展现工程，培养创新”的理念，依托并结合科研实验室，积极开发和建立大型实验装置，在构建过程中使之规范化和系列化，尽可能扩大学生的受益面。

（三）科研成果教学化

以学科建设为龙头，依托科研实验室，不断拓展工程训练内涵，加大科研成果向实验教学转化的工作力度，促进科研成果教学化。化学工程学院以科研成果转化为依托，积极开发和建立大型实验装置，作为学生选做实验内容。如近几年开发的两段提升管催化裂化技术和多产低碳烯烃技术等，均具有为学生提供实验的功能，每年都有大量的本科生参与到实验过程中，这不仅有助于学生对石油炼制工程教学内容的理解，也有利于学生综合能力的提高。鼓励并推行本科生参与科学研究，教师将科研课题分解成多个子课题，然后依托化工实验中心和教师科研室完成相应课题的研究；由此开发学生的创新思维、提高学生分析问题和解决实际问题的能力。

（四）教师队伍多元化

工程实践创新平台的建设要有强有力的教师队伍支撑。当前工程教育存在的一大弊端就是缺乏有工程背景的教师。尽管在过去的教学过程中我们注重强化学生的工程实践能力，重视各实践教学环节，建立了多层次、立体化的实训教学平台，但是我们仍严重缺乏有丰富工程经历的教师。针对教师队伍中工程实践经验薄弱的问题，化学工程学院实行了青年教师生产实习轮训制，鼓励和制订政策支持教师到企业培训或到相关高校学习。学校也调整用人制度，降低学历门槛，注重实践能力，从厂矿企业或设计院引进工程背景丰厚的工程师增添到教师队伍中。针对当前全方位、高素质工程人才的培养目标，我们在重视工程设计、工程管理素质培养的同时，还关注了学生文化素养的培养。以工程文化教育课程及工程文化教育基地为载体，实施工程文化教育，培养学生“大工程”意识。要实现这一培养目标，工程教育也需要具备相应素养的教师队伍。此外，借鉴其他高校的成功经验，加大“双师”型师资队伍建设力度，尽快实现教师队伍结构和素养的多元化。

（五）学生学习自主化

在工程实践创新平台的构建过程中，我们还密切关注了学生自主学习能力的培养。所谓“自主学习”是指在教师指导下主动参与、主动获取、自我构建、自我发展和自我完善的过程。工程实践创新平台的构建要给学生提供充分自主学习的空间，鼓励学生主动思考、自觉学习；激发学生的学习兴趣和求知欲望。为实现这一目的，我们一方面大量开设了综合开放性实验、创新实验，由化工实验中心或教师科研室为学生提供完成实验的基本条件，学生在教师指导下通过自主设计、自主操作和自主处理实验数据完成实验的设定目标；另一方面在工程设计中，在教师指导下，学生可自行拟定工程设计题目，完成从设备选型到工艺流程的初步设计。此外，我们也面向学生开设了兴趣认识性开放实验，培养学生展示自己想象力的能力。

三、结语

加强工程教育力度、培养高素养的工程实践创新人才已成为时代所趋。工程实践创新人才的培养离不开工程实践创新平台的桥梁作用。平台的架构必须建立在工程教育培养目标的基础上，根据专业培养方向和特色构建层次化、多元化和综合化的实践教学平台。在架构过程中要关注实习基地、实验基地或中心的搭建，注重教师队伍的建设，以及学生自主学习能力的培养等。

作者：刘欣梅 侯影飞 单位：中国石油大学化学工程学院