民族高校工程训练中心建设与实践

刘 海，靳 菲，姜国平，张正国

(北方民族大学化学与化学工程学院，宁夏银川 750021)

近年来，随着我国教育教学水平不断发展，高等院校招生规模的不断扩大，我国大学教育正在从以前的“精英型”教育逐步转变为“大众化”教育［1］。这一转变使得我国高等教育人才培养机制更加科学、合理，部分愿意从事科学研究工作的学生，可以通过攻读硕士和博士，提高能力，实现目标;而绝大部分大学应届毕业生将直接进入社会，运用所学知识，推动我国生产力的发展，为祖国的建设和发展注入能量。因此，能否使得大学生在毕业时成为“具备理论基础的应用型人才”对大学生服务社会至关重要，2014年国家提出加强“应用型人才培养”，也是为了更好的解决这一问题［2］。

对于民族院校而言，其教学目标就是为少数民族地区培养品德高尚、专业过硬的高素质人才，支援少数民族地区建设，保障欠发达地区能够持续、快速发展。且少数民族地区往往资源储备丰富，具备很大的工业发展潜力，需要一大批工科专业应用型人才扎根少数民族地区，投身工业建设和生产事业［3］。由此可见，专业实践教育对于民族高校工科学生而言，是非常重要的教育环节。北方民族大学是国家民委直属院校中，唯一建立在少数民族地区的民族高校，是我国培养少数民族人才的中坚力量。为了能够提高“应用型人才”的培养质量，学院结合宁夏地方经济特点，筹建了化工学院工程训练中心，但如何进行工程训练中心的建设和发展，使其在实践教育环节中发挥更大的作用，是众多高校积极探索的问题［4－5］。本文以北方民族大学化工学院工程训练中心为研究对象，陈述其运行现状，提出具体的建设和发展措施，为广大民族高校工程训练中心建设提供参考。

1 工程训练中心的运行现状

北方民族大学化工学院工程训练中心从2014年开始筹建，2016年底陆续完成安装、调试、验收工作并投入使用，中心总投资为1157万元，建筑面积近1600 m2，是我校顺应高校教育改革的发展趋势，单体投入资金较大的实践教学平台，对化工学院过程装备与控制工程、化学工程与工艺、制药工程三个本科专业1200名学生的实践教学具有重要的意义。整个工程训练中心分两层布置，由六大模块组成，分别是:

1.1 煤制甲醇仿真工厂

图1 煤制甲醇仿真工厂装置图

图2 煤制甲醇仿真工厂中控室

煤制甲醇仿真工厂(图1、2)是整个工程训练中心流程最长、占地面积最大的实训装置，生产工艺路线是根据神华宁夏煤业集团煤制甲醇实际生产流程等比例缩小建成，控制系统采用中央DCS集中控制与现场调节相结合的方法，真实再现煤制甲醇生产过程，实现了学生DCS控制与现场实际操作相结合的工程培训要求。工业化煤制甲醇工艺具有高温、高压、有毒、易燃、易爆的特点，其工况的特殊性及操作的复杂性在实训环节很难实现，因此，该仿真流程装置不投入实际物料，操作工况及工艺参数的变化借助虚拟信号实现，但是操作过程及参数控制与实际生产一样，这样既保证了操作过程的安全性，也使学生能够感受到真实的工厂生产过程管理及要求。

1.2 实物投料生产操作实训装置

图3 乙酸乙酯实物投料装置

图4 碳酸钙制备装置

该实训装置由四套典型化工产品生产系统组成，其中包括:乙酸乙酯合成实训装置(图3)、CO2解析与吸收实训装置、碳酸钙制备实训装置(图4)、胶水制备实训装置。该装置在实践教学过程中投入实际物料进行生产，通过实际生产过程的操作控制，完成单一化工产品的生产，不仅强化学生的动手能力，而且也提高了学生解决工程问题的能力。

1.3 化工设备及流体机械拆装实训装置

图5 阀门及离心泵拆装设备

图6 化工管路拆装设备

该实训装置包括化工设备和流体机械两大部分，化工设备有:换热器、塔器、反应釜;流体机械有:离心泵、压缩机、离心机;此外，还有阀门和管路等附件的拆装训练(图5、6)。通过这些装置的拆装实训，学生们可以结合理论知识，巩固各种化工常见设备及附件的内部结构和工作原理，同时还能够提高化工生产过程中检修和维护的技能。

1.4 制药工程专业实训装置

制药工程专业实训装置全部为实物投料，可以完成制药生产过程中从投料到压片、包装的整个生产流程。学生通过相关实训课程的训练，能够掌握和巩固制药工程专业知识，熟悉生产流程，强化实践能力，为今后从事制药行业相关工作打好基础。

1.5 虚拟仿真实训室

虚拟仿真实训室主要配备的仿真系统为:煤制甲醇离线仿真系统和制药工程生产仿真系统，这两个系统是相应实训课程的入门练习系统，通过离线仿真系统的操作练习可以了解和掌握相应实训装置的生产流程和操作方法，减少实训过程中的误操作，提高实训过程的效率和准确性。除此之外，还开设化工单元流程仿真实训以及化工CAD制图实训等课程，从多个方面提高学生的实践技能。

1.6 过程控制实训装置

该实训装置通过装置模型和仿真系统联合操作，对化工过程中常见的自动控制系统原理和运行进行实践教学。学生可以从中获取对化工设备、机泵、各种传感器及其它检测与控制仪器、仪表的感性认识，对巩固学生的DCS基本理论、培养化工操作的基本控制及故障排除等技能具有重要的作用。

目前，工程训练中心的六大实训模块已经全面投入运行，除了承担本学院三个本科专业的实践课程外，还积极承担如西南民族大学、宁夏大学等区内外兄弟院校学生的实践、实习课程，提高工程训练中心的利用率和影响力。未来，在不断完善工程训练中心运行和管理机制的条件下，可以将工程训练中心对社会开放，使之成为区内外化工、制药相关生产企业的培训基地，进行生产企业岗前培训、专业技能比武等活动，使得高校教育环节与企业生产环节逐步接轨，使工程训练中心成为民族地区培养高素质“应用型人才”的重要实践教学基地。

2 工程训练中心建设思路与措施

2.1 加强专业技术人员招聘力度，完善实践教学队伍建设

在工程训练中心投入运行之前，学院广泛调研了其他院校工程训练中心的实际运行情况，发现部分院校的实训装置最终只能当作模型教具供学生参观学习，无法按照原计划正常运行，达不到实践教学目的。其中的大部分院校制约工程训练中心建设和发展的因素就是实践教学队伍建设不够完善，具体表现为:在校教师多数为博士学历，没有企业工作经验，即使经过厂家培训，也无法解决实际生产装置在运行过程中所出现的问题，达不到预期的实践教学要求。

鉴于其他院校工程训练中心的上述经验，我校面向全社会招聘了两名从事化工生产的一线专业技术人员负责工程训练中心的教学工作和设备日常的保养维修，并在学院中选拔具有企业背景的优秀教师兼任工程训练中心管理和教学工作，完善实践教学队伍建设，保障工程训练中的实践教学工作可以顺利开展。

2.2 加强中心管理和文化建设，培养学生工程意识

工程训练中心建设的初衷之一是让学生在校期间，提高专业相关的实践动手能力，以便更好的与将来的工作岗位对接。因此，工程训练中心努力从多个方面让学生感觉到“进入工程训练中心就像进入真正的工厂一样”，培养学生的工程意识和安全意识，具体措施为:

(1)实行工厂化管理模式:从学生的着装到装置的操作，尽可能得按照工厂管理的标准进行，使学生树立安全生产的意识;

(2)加强工程训练中心文化建设:为了营造真实的工厂氛围，工程训练中心按照实际工厂的要求，对地面铺设环氧地坪，以区分工作区和非工作区;张贴安全警示标语，时刻提醒学生安全操作的重要性;对行车运行区域表明警戒线，保证实践教学环节的安全。

2.3 构建科学的教学体系，编写实践教学指导书

学院组织工程训练中心相关工作人员和教师，前往省内外其他高校工程训练中心调研学习，吸取其他学校在实践教学过程中积累的经验和教训，结合我校民族高等教育的特色和学院各专业的培养方案，制定和完善实践课程的教学大纲，构建科学的实践教学体系。除此之外，工程训练中心教研室结合根据所开设的工程实践课程，结合实训装置的特点，编写了《化工实训指导》教材，由化学工业出版社出版发行，为我院学生和其他院校化工专业学生工程训练提供有效指导。

2.4 教学和科研相结合，扶持学科竞赛

工程训练中心的实物投料生产操作实训装置可以进行投料生产，教师科研成果需要进行中试时，可以借助实训装置进行，并且可以让学生参与相关工作，把教师科研和学生实践教学结合起来，提高实践教学效果，促进教师科研成果转化。此外，学院将工程训练中心作为大学生学科竞赛的活动基地，提供平台和师资大力支持学生参加各类专业竞赛和大学生实践创新项目。近年来，化工学院学生在“全国大学生化工设计大赛”、“全国大学生制药设计大赛”、“全国大学生过程装备与控制工程创新设计大赛”等学科竞赛中多次获奖，工程训练中心对大学生创新、竞赛的支撑作用已初见成效。

3 结论

总体而言，各民族高校实施工程教育还处在起步阶段，我校工程训练中心作为民族院校中为数不多的实践性教学平台，其发展任重而道远。结合学院实际情况和区域特点，工程训练中心制定了“三步走”的建设计划:

3.1 保障工程训练中心正常运行，不断提高实践教学水平

在工程训练中心目前的运行基础下，应继续加大专业技术人员的招聘力度，进一步完善实践教学队伍建设;制定相关激励机制并将工程实训课程的教学与评定职称联系起来，全面提高教师对工程实践教学环节的主动性，保障工程训练中心课程正常开展。此外，对编写的《化工实训指导》不断修订和完善，根据实际教学过程修订教学大纲，优化教学内容和方式，提高实践教学水平。

3.2 鼓励教师科研与实践教学相结合，孕育高校创新

科研服务于教学，倡导教师在科研项目中试阶段利用实训中心的设备及系统，为教师解决了中试装置搭建困难的局面。并且引导学生参与相关工作，提升实践教学效果，增加工程训练中心设备的利用率，充分发挥其效能，以学科竞赛和大学生创新项目为依托，全面提升大学生实践能力和创新能力。

3.3 服务地方社会，推动少数民族地区人才培养和工业发展

民族高校进行教学和科研的根本目的是培养社会需要的人才并服务少数民族地区，工程实践教学也不例外。在不断完善工程训练中心运行和管理机制的条件下，可以将工程训练中心对社会开放，使之成为区内外化工、制药相关生产企业的培训基地，进行生产企业岗前培训、专业技能比武等活动，使得高校教育环节与企业生产环节逐步接轨，培养企业真正需要的应用型人才，为少数民族地区工业的发展做出应有的贡献。