应用型人才培养体系的改革与实践*

赵 杰，吕 涛，杨晓宇，张卫义，李建立

(北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617)



应用型人才培养体系的改革与实践*

赵 杰，吕 涛，杨晓宇，张卫义，李建立

(北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617)

探索以石油化工设备与机械为特色，“过-装-控”相结合，构建基于“知识、能力、素质”协调发展的四年续贯式的“一体两翼”的人才培养新体系；搭建基于课程群的全新课程体系；构建面向应用型人才培养的实践教学新体系，着重培养学生的工程应用能力；改革教育教学方法，建立注重学生思考和动手实践能力培养的一体化教学新模式。通过系列举措，为我校在工程教育认证下的过程装备与控制工程专业的改革与实践奠定基础。

人才培养体系；课程体系；实践教学体系；教学新模式

国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)中明确指出：“坚持面向现代化、面向世界、面向未来，充分发挥教育在人才培养中的基础性作用，立足培养全面发展的人才，突出培养创新型人才，注重培养应用型人才，深化教育改革，促进教育公平，提高教育质量。”由此可以看出，应用型人才的培养已经是高校尤其是地方一般本科院校的首要任务[1]。

对于过程装备与控制工程专业来说，随着服务领域的拓宽，其逐渐成为面大量广、集“工艺、装备、控制”于一体的新型专业，但也陆续暴露出了国内高校开办过程装备与控制工程专业通常存在的一些问题[2]。就我校过程装备与控制工程专业而言，主要存在以下问题：如：专业人才培养模式中存在培养目标确立、培养措施和方法、培养质量评价以及培养过程管理这四个环节脱节较为严重的现象，即培养目标与培养措施脱节，质量评价与培养目标脱节，考核内容与培养目标脱节，部分课程无法体现在课程群中的地位，教学方法无法诠释教学大纲中能力的培养。从而致使高等教育普及化大背景下的学生学习目标模糊、学习动力不足，学生思维活跃但缺乏主动探求精神，工程能力薄弱，并与先进工程技术脱节、社会适应性差。

由此，为紧跟北京市发展和石油石化企业的需求，培养能够满足北京市建设需要的过程装备与控制方面的应用型人才，迫切需要深入开展工程应用型人才培养体系的改革与实践。我校拟从人才培养体系建立、教学方法与手段改革、实践教学平台建设等方面对过程装备与控制工程专业的建设提出具体的改革措施和方法。

1 依托石油化工行业特色，制定知识、能力、素质协调发展的“一体两翼”人才培养体系

结合专业建设内涵，制定“一体两翼”模式人才培养方案。在人才培养、知识结构和课程体系中均采用“一体两翼”的结构模式(详见图1)，最终将制定出集“知识、能力、素质”协调发展的四年续贯式的“一体两翼”的人才培养新体系。

在人才培养中以知识为主体，以能力和素质为两翼，体现在知识、能力和素质这三个要素中，知识是核心地位，围绕知识培养学生应该具有的知识结构是：专业知识为主体，外语、计算机能力和人文素养培养为两翼，突出专业知识在学生知识结构中的核心地位；专业知识体系中的专业核心课程为主体，辅以专业基础和专业技能为两翼，突出核心课程的重要地位，并重与核心课程配套的实验及实践环节的支撑，体现先修专业基础课程的基础作用。专业核心课程体系中以过程装备为主体，以过程工艺和过程控制为两翼，突出过程装备与控制工程专业中装备的重要地位，同时兼顾工艺流程和工艺控制体系建设，制定出集“知识、能力、素质”协调发展的“一体两翼”的人才培养新体系。

图1 集知识、能力、素质协调发展的“一体两翼”的人才培养体系

2 搭建突出石油石化特色的过程装备与控制工程专业课程体系

对于专业课程体系，理论与实践并重，以“厚基础、重专业、强实践、高素质”为目标，优化课程结构，紧密围绕北京市发展规划和石油石化行业背景，建立具有行业特色的过程装备与控制工程专业课程体系。

本专业学生在学习数学、物理、外语等基础知识的基础上，主要学习过程设备设计、过程流体机械、过程装备制造工艺、过程原理与装备及过程装备控制技术及应用方面的基本理论和基础知识，接受工程实践和工程科学研究的基本训练，具有过程单元设备及成套装备的优化设计、创新改造和研究开发新型过程装置的基本能力[3]。为了体现本专业特色，保证将最新的知识传授给学生，对课程的教学内容进行重组和优化，围绕过程装备设计的主线开设主干课程，同时兼顾“两翼”课程体系的培育。专业主干课程体系按照图2鱼骨图主线进行开设，鱼骨图的形式表达课程之间的相互支撑、相互联系的关系。

对于过程装备与控制工程专业培养出来的学生，无论是从事过程装备设计还是设备的维护管理，一定程度上是在和图纸打交道，设计者设计绘图，设备维护者读图，因此本专业将专业基础分为四个基础模块：绘图基础、力学基础、设计基础和工程热物理基础，在这四个基础平台上，开设以过程装备设计及制造技术为主体，过程原理基础和过程装备控制应用技术为两翼的专业知识培养，主体课程以“过程设备设计”、“过程流体机械”、“过程装备制造工艺”为核心课程。考虑到毕业生的未来就业去向并结合社会需求，将“过程设备设计”分为“压力容器设计与分析”和“管道设计与分析”两个方向进行建设；两翼课程中工艺类以“过程原理与装备”为核心课程，控制类以“过程装备控制技术及应用”为核心课程，辅以设备运行保证课程作为5大核心课程的选修课程体系。

图2 过程装备与控制工程专业课程体系

在整个课程体系中，课程建设处于核心地位，它关系到教育目的的实现，教学方法及教学组织形式的选择，教学质量水平及其评价的标准，课程的质量直接影响着人才培养的质量，抓住了课程建设就抓住了高等教育教学改革的“纲”[4]。为此，我校过程装备与控制工程专业围绕图2中“一体两翼”的课程体系，成立静设备、动设备、安全管理、实践教学四大课程组(见表1)。由课程组负责教学大纲的制定，从而解决从培养计划到教学内容的合理衔接问题，对培养学生分析与解决问题的能力、创新思维能力和动手实践能力具有重要的意义。

表1 “一体两翼”专业课程体系下的四大课程组

围绕专业课程体系建设修订教学大纲，采取“基础课程教学内容渗透专业知识，专业课程教学内容涵盖工程实践”的模式制定新版教学大纲，即在大学一年级的基础课程中渗透专业知识，大学二年级的专业基础课程中树立学生的工程观念，大学三年级的专业课程中培养学生的工程素养，大学四年级的实习和综合训练环节涵盖工程实践，最终培养出合格的工程师(见图3)。具体到某一门课程上，比如：在培养学生工程图学能力方面，大一《机械制图》课程及其相关的实践环节结合过程装备与控制工程专业进行换热器管板、压缩机曲轴等零部件的测绘，早期激发学生对专业的浓厚兴趣，使其具备初步的单个零件的绘图、读图能力和工程实践能力。大二通过《公差与测量》及金工实习、机械原理和机械设计课程设计中典型二级减速器的完整设计和绘图，培养学生对小型单台通用机械设备的零部件的设计、绘图、读图能力和初步的工程配合等概念。大三通过《专业综合课程设计》及专业实习等环节对搅拌反应器进行设计与绘制，培养学生对过程装备单台设备的整体绘图、读图能力和设计过程中应该遵循的行业法规标准，培养其工程素养。大四《毕业设计》环节，通过对整套工艺装置中过程装备工艺计算、设计与绘图，培养学生以工程概念出发解决实际问题的综合能力。再如：外语的学习，对于工科专业学生外语的学习目的不只是为了通过国家四、六级，而是为今后阅读专业外文文献，提升获取知识的能力打基础，因此，外语学习同样是贯穿在大学教育的始终，充分运用一二年级《大学英语》课程中的口语课、泛读、快速阅读课程，穿插进行专业外语学习，拟采用将原版英文科技书籍《石油工业概论》等教材给大学英语老师，在传授英语知识的同时，贯穿专业内容。补充具有经过外语教学的专门学习和训练且具有深厚英语功底的外语教师专业基础知识，使学生的四年学习中始终围绕专业来进行。

图3 教学大纲修订思路

3 构建面向应用型人才培养的专业实践教学新体系，培养学生的工程综合素质

图4 应用型人才培养的特色实践平台

利用已经建成的专业实验室、燕山石化等校内外实践基地，构建面向整个过程装备与控制工程专业的特色实践平台；在搞好校内实验室硬件设施建设的基础上加强实践环节课程自身内涵的建设。实践环节有实习、实验、课程设计、毕业设计及社会实践，在实践环节的课程内容设置上充分考虑专业内涵特色和社会实际需求。遵循“全过程、递进式”的培养模式，以培养“复合+创新+应用”型专业人才为目标，强化化工、机械及控制等学科的交叉；从认识实习、专业实习到毕业实习，从基础科学实验技能训练、工程实践实习综合训练、技能竞赛、科技创新比赛到毕业设计，制度化地形成了环环紧扣的具有现代工程素质的复合型、创新型、应用型人才的培养体系，构建的应用型人才培养的特色实践平台如图4所示，具体体现在以下四个方面：

3.1 由验证性试验向综合设计性试验和创新性试验转变，培养学生创新思维

在保证必须的基础实验基础上，加大专业核心课程综合设计性试验和创新性试验的比重。构建过程装备与控制工程系开放性实验平台，培养学生自己学习的能力。打破了传统的实验教学模式，强化对学生工程能力培养，更新、精减传统的实验教学内容，增加设计性、综合性实验。设置由验证性基础实验到综合设计性试验、由综合设计性试验到创新性试验二级递进式教学大纲，扩大创新性试验的比重，鼓励学生结合URT项目完成创新性试验研究，同时鼓励学生运用创新性试验研究成果参加各种级别的竞赛。已建成的具备综合性设计和创新性的试验平台见图5所示，该试验平台该实验系统由离心泵性能实验模块、换热器性能实验模块、塔设备冷/热模实验模块、阀门性能测试系统模块、管路特性曲线和流型观测实验模块、混合与分离实验模块、压缩机性能实验模块、水软化系统、实验系统框架、管路系统(含传感器、仪表等)和PLC控制系统组成，整套实验系统是以一套乙醇浓缩工艺为主线，实现过程装备与控制工程专业7大单元设备的并机和独立实验，能够完成30余项本科教学实验，10余项综合及创新性实验。实现了“做、学、研、创”相结合的实验教学理念，改革实验室管理体制，建立开放式实验室，全面推进实验教学的开放与创新，促进学生学习向自主式、研究型、创新性转变。

图5 过程单元设备综合实验平台

3.2 由盲目参观性实习向多元化有准备的专业综合实习转变，强化学生工程意识

发挥我校与燕山石化共建燕山实训基地的优势，采取“时间集中、地点分散、轮组实习”的方式，聘请经验丰富的企业技术人员作为实习兼职带队教师，并参与实习培养方案的制定，针对实习内容与企业协同编写了《燕山石化机泵拆装实训指导书(第二版)》和《过程装备与控制工程专业生产实习指导书》，使学生能够提前预习预知，带着问题看现场，在掌握石油石化企业生产装置和单元设备的安全运行和维护同时，了解企业生产工艺流程和过程控制基础知识，多方位综合学习过程装备能够长周期安全稳定运行的必要条件，企业带队教师注重工程实践问题的提出，学校带队教师注重理论问题的提出，使学生在现场实习过程中能够理论和实践有机结合，既能从工程的角度去发现问题，有能从理论的角度去解决问题。

此外，在实习时间不变的前提下，丰富实习内容，在动设备拆装实践环节由原来一机一泵(对置式压缩机、离心泵)增加为一机三泵(对置式压缩机、离心泵、磁力泵、隔膜计量泵)；在专业实习环节由原来的3家实习单位(炼油二厂、燕华公司和仿真培训)增加到7家实习单位(炼油二厂、燕华公司、仿真培训、化工一厂、化工二厂、正邦公司、保运中心)，从而实训环节更加充实饱满。

3.3 采用多元化的毕业设计模式，培养多类型高素质的合格毕业生

毕业设计阶段主要是使学生具备综合运用所学理论知识和工程技术手段解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识和进行产品开发与设计、技术改造与创新的初步能力[6]。随着社会的发展，社会上对毕业生的要求也越来越高，尤其是各用人单位很重视毕业生的实践和创新能力，根据专业改革和新时期社会对高等技术人才的要求，我校实践教学课程组采用以工程设计型、科研型、创新型和计算机应用型相结合的多元化毕业设计模式，实现点、线、面立体人才培养，毕业设计阶段学生具备顶岗实习的能力，毕业后学生具备上岗工作的能力，节约了企业出资培训的成本。

此外，严把选题关，采用系主任、教学院长，教务处三级审核选题机制，题目类型上保持传统过程单元设备的设计性题目，增加与教师科研课题相关并与工程实践紧密结合的研究性题目，减少工程软件模拟和课件开发等与传统过程单元设备相关度不大的课题。传统过程单元设备的设计性题目在一定程度上保证了一大部分学生的基本技能训练的目的；对于一些比较优秀的学生来说，挑选出来参与综合型毕业设计，培养了学生的工程素养，缩短了就业上岗试用时间，参与教师团队科研项目还能提升学生的团队协作能力和严谨的工作态度。

3.4 构建高水平的“双师型”教师队伍，保障学生实践能力和工程意识的培养

现今高校普遍存在教师的实践能力和经验不足现状，大部分高校教师都是从高校毕业就走进高校教学，从学生到教师的身份转变过程中没有参与过真正的工程实践训练，而全国范围内的过程装备与控制工程专业普遍存在师资短缺，新引进教师到校即上岗，导致工程经验严重不足。因此，建设一支满足工程人才培养要求的高水平的双师型师资队伍是实施保障学生实践能力和工程意识培养的关键。我校采用“走出去、请进来”的模式，组建教授-企业专家领衔的教学团队，专业教师参加石油石化企业大检修，在现场积累经验，同时，鼓励教师参加工程师认证考试，目前，我校过装专业教师中有4名教师取得了A2级压力容器设计审批员资格证书，1名教师取得了D级压力容器设计审批员资格证书，学校获批国家质量监督检验检疫总局颁发的“固定式压力容器A2级单位设计许可证”，这标志着我校过程装备与控制工程专业师资已经正式具备特种设备(压力容器)设计资质，完成了双师型的蜕变。

4 加强教学方法改革，建立注重学生思考和动手实践的一体化教学模式

在教学方法改革方面，改变传统的“填鸭式”教学方法，在教育界有一句话：“我听，我忘记；我看，有印象；我做，我记住。”，因此，我校推行翻转课堂和研讨课堂，转变教师职能，教师作为提出问题和检验结果的主体，学生作为思考问题和解决问题的主体，针对课前布置的问题，安排学生准备2个研讨组，分别派代表进行讲解，小组同学可进行相应补充，分组博弈有益于激发学生的学习兴趣，培养学生的团队协作精神和集体荣誉感。而教师在课堂中要当好“主持人”角色，积极引导学生思索，及时恰当引入新知识点来对学生讨论结果进行总结，激发学生的学习兴趣，调动学生的学习主动性，让学生把手机变成查阅资料的工具，把玩游戏变成网络获取知识的手段，变被动学习为主动学习。又如《过程装备成套技术》、《过程装备腐蚀与防护技术》等与工业实际生产联系比较紧密的课程在教学过程中以案例为轴线，贯穿学期始末。另外在教学媒体方面，既要鼓励运用多媒体手段制作图文并茂、动态逼真的教学课件，同时限制纯文本课件的使用，又要杜绝课堂上一“媒”到底，将教室当成影院的现象。

5 结 语

本次教育教学改革的实施主要围绕过程装备与控制工程专业建设，坚持“知识、能力、素质”协调发展的原则，以“坚持行业特色，发挥地域优势，提高综合素质，重视实践应用”为指导思想，以社会需求为导向，强调行业企业深度参与，加强实践教学环节，突出工程实践能力培养，以全面提高本专业工程应用型人才培养的质量。覆盖本专业所有实践教学活动，受益于过程装备与控制工程专业全体师生，且以后每届学生都将持续受益。在学生方面的具体反映是综合素质、创新能力和实践能力的进一步提高，此外，还会增加学生的就业竞争力。在教师方面的具体反映为因材施教、从严治教，提高自身素质，达到切实提高教学质量的目的。

[1] 赵杰,吕涛,张卫义,等.基于工程应用能力培养的过程设备设计课程改革与实践[J].化工高等教育,2015,32(4):34-37.

[2] 王海艳.过程装备与控制工程专业定位以及发展方向的探讨[J].教育教学论坛,2015(36):68-69.

[3] 张健平,廖磊.过程装备与控制工程专业特色建设与探索[J].化工高等教育,2013(3): 23-25.

[4] 张颖,李伟,马云阔. 基于“卓越计划”的过程装备与控制工程专业课程改革与实践[J].教育教学论坛,2013(35):45-46.

[5] 张颖,龙飞飞,杨志军,等.“卓越计划”企业学习方案的制定与实施——以过程装备与控制工程专业为例[J].中国高校科技,2013(6):44-45.

[6] 郭奇,由立臣.毕业环节中提高学生工程实践能力的探索与实践[J].化工高等教育,2013(3): 48-50.

Reformand Practice of Applied Talents Cultivation System*

ZHAO Jie, LV Tao, YANG Xiao-yu, ZHANG Wei-yi, LI Jian-li

(Beijing Institute of Petrochemical Technology, College of Mechanical Engineering, Beijing 102617, China)

The talents cultivation system characterized by oil chemical equipment and machinery was discussed. This system combined the processing, equipment and control together, and based on knowledge, ability and quality coordinated developing as one body with two wings type in the whole four years. The new course system was brand based on the courses guided. The practice teaching system was also developed, the engineering applied ability of the students was concerned in this system. The teaching methods were reformed, and a new teaching mode paid more attention to students’ thinking and practical ability was built. This series reform measures laid the foundation for the comprehensive reform and practice of engineering education accreditation in Processing Equipment and Control Engineering major.

talents cultivation system; course system; practice teaching system; new teaching mode

北京市高等学校教育教学改革项目(No：2013-ms152)。

赵杰(1976-)，女，副教授，主要从事过程装备与控制工程专业的教学与研究工作。

G642.0

B

1001-9677(2016)023-0175-04