理论与实践相结合的研究生教学模式探索与实践

卢春喜 姚秀颖 陈建义

摘要：从教学内容改革出发，探寻一种能够将理论与实践相结合、科研促进教学的教学模式，即：在课堂教学过程中引入最新研究成果，通過理论知识的学习，掌握学术动态，提高分析和解决工程实践问题的能力。进一步，将改革模式实践于实际的教学过程，取得了较好的效果。

关键词：研究生教学;教学模式;工程能力;实践能力

中图分类号：G643.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）38-0127-02

研究生教育作为国家高等教育的最高阶段，肩负着培养高精尖技术人才的重要使命。为适应新时期经济社会发展对高层次人才的需求，全面提高研究生教育质量，深入推进学位与研究生教育事业改革发展，教育部印发了《学位与研究生教育发展“十三五”规划》（简称“规划”），指出了坚持“服务需求、提高质量”的发展主线。教育部自2009年起扩大了研究生招收范围，适应了国家经济建设和社会发展对高层次应用型人才的迫切需要。

一、教学内容的特点

《流固分离工程》是化学工程、动力工程领域的一门重要的专业课程，主要内容包括：流-固流动与分离现象及理论、旋风分离理论与设计、提升管内气固两相流动、催化裂化反-再系统的流态化工程、催化裂化两器压力平衡等。该课程的教学目标是使学生在熟练掌握基本理论的基础上，突出培养分析、解决工程问题的能力，并具备熟练的计算能力和初步的关键装备设计能力。

该课程目前除对全日制在校生开设外，也对在职工程硕士班开设，并且还在中石油、中石化企业培训中心进行了20余次集中培训讲解;学生涵盖化学工程、动力工程、化工过程机械和化学工艺等专业，包括学术型、专业型和工程硕士。听课的在校学生每年约30人，工程硕士50—60人，培训班学员100—150人，受众面较广。在长期的教学过程中，本课程形成了较为鲜明的特色。

1.遵照夯实基础、立足前沿的原则，精选教学内容。在课程设置过程中，注重理论体系的完整性。由于本门课程的教学内容既包括理论知识，又有实验研究和工程应用，因此对于不同内容采用了不同的讲解方法。对于工程应用方面，以绪论的形式，讲解不同的工业应用，重点让学生理解流态化的概念、优缺点以及适用范围。对于流态化基本概念部分，遵循循序渐进、由浅入深的方式进行讲解，由基本知识入手，逐渐扩展和深入到专业技术知识。对于气固流态化工艺设备的基本构成，采用平行顺序的方法，分别讲解不同设备的部件，进一步扩展出不同的结构形式及其特点和工业应用范围。为了强化学生对知识体系的理解和掌握，在授课过程中任课教师会将知识点进行分类讲解。结合学科前沿和科学研究，介绍新装备、新结构的流动特点，打破学生对知识的固有化，拓宽学生的视野。

2.理论联系实际，科研促进教学。课程始终秉承理论联系实际、科研促进教学的理念，将课程内容与研究工作紧密地联系在一起。作为一门工程类课程，《流固分离工程》的每一个知识点，均是源于工程实际，并能够通过实验进行重现和研究。因此，对于课程中的每一个知识点均匹配对应的实验现象和工程实例。同时，根据研究成果，对教学内容的研究方法以及相关参数的数据采集和分析方法进行讲解。针对某些间接参数的预测，不同的研究者会根据实验结果提出不同的经验关联式，因此，在课程内容方面，基于科研成果，将大量的计算公式进行分类总结，这样不仅有助于学生区分和理解不同研究者的学术思想，也能提高学生分辨实验过程中的直接和间接测量参数间内在关联的能力。以科研促教学，利用最新科研成果并通过自行设计，建设了3套综合性教学实验装置，如：流化床综合实验装置综合了气固流态化、气固分离、流体机械、流体流动及流动控制测量仪器等多个单元过程，极大地调动了学生的兴趣，培养了学生的动手能力和集成创新能力。通过对基本概念及基本方法的学习和掌握，在课题研究过程中，如果学生遇到问题时，可根据所学知识和方法进行合理“移植”，做到有规律可循、有相近方法可借鉴，提高学生的独立工作能力和学习积极性。

3.通过案例教学和实验教学，寓研于教，并实现理论与实际的结合。本课程的一个突出特点是大量使用案例教学和实验教学，部分案例源于工程实际，部分案例则来自科学研究过程。所选的教学案例大多是经典工程案例以及学科前沿案例，这样不仅让学生更好地理解教学内容，更牢固地掌握将所学知识运用于工程实际的方法，而且能了解并熟悉学科发展前沿，实现寓研于教。例如通过工业实例，讲解催化裂化两器压力平衡的计算和反-再系统的工艺计算。再如，根据实验和数值模拟结果讲解气固离心设备内，流动参数的分布特点及其对分离效率的影响。在具体讲解中，以实际问题为中心，通过图文并茂、动静结合的多媒体教学手段将问题逐层剖析，并利用计算机辅助演示和板书演示，运用启发式和讨论式的教学方法引导学生思考，将书本知识转化为解决问题的能力。

4.课程考核注重案例分析能力的考核。在考核评价上，采用笔试加案例分析答辩相结合的方式，笔试重在基本概念、理论和方法的考查，案例分析则突出工程能力和创新意识的考核。在作业布置方面，根据每节课的重点和难点内容，布置案例分析任务，这既能够夯实学生在课堂上所学的基础理论知识，又可以提升学生解决实际问题的能力，为学生开展毕业论文的研究工作奠定基础。

二、具体实例及成效

通过上述教学改革及实践，提升了学生对开展实验研究工作所需实验装置的设计能力和独立开展科研工作的能力。学生独立完成的一套气固外取热器强化大型冷模实验装置如图1所示。该装置主要包括：预分配器、气体分布器、筒体、旋风分离器、料腿、换热管、支架和底座。在设计过程中，除了装置的主体结构外，还要考虑鼓风机和流量计的选择，以及松动点和测试点的布置、测试仪器的选择。具体设计步骤为：

1.根据工业外取热器的操作范围，确定实验的操作气速。