应用型本科院校化工专业核心课程体系优化与实践

＊管述哲 刘宣池 杨松 姚欢峻 沈天齐 贾璐雪

（1.新疆工程学院化学与环境工程学院煤化工过程副产物高值转化协同创新中心 新疆 830091 2.新疆绿色使者空气环境技术有限公司 新疆 830000）

新疆是我国重要的能源基地，具有丰富的石油、天然气、煤炭资源。随着国家西部大开发及丝绸之路经济走廊的建设，新疆的化工及下游产业链迎来了发展新机遇，对于满足新发展的人才需要也面临巨大的挑战。新疆应用型本科院校化学工程与工艺专业面向新疆煤化工和石油天然气产业及下游产业群，旨在培养服务于生产一线的高技能人才。人才培养的质量问题要以用人单位的满意度、学生对专业的满意度、毕业生就业率、毕业生的长远发展等作为衡量标准[1]。加强新疆化工技术专业人才培养，必须紧密结合新疆石油天然气、煤化产业发展需求，依托企业走工学结合之路，根据企业需求，培养石油天然气深加工方向、煤化工方向的高技能人才。只有与企业紧密合作，人才培养模式和规格定位准确，才能培养出满足新疆化工行业发展需求的高素质、强技能、可持续发展的高技能人才[2]。

1.应用型化工专业核心课程存在的主要问题

卓越工程师教育培养计划是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。基于此，新疆应用型本科院校应着力解决高等工程教育中的实践性问题，加紧培养一批能够符合社会发展需求的应用型人才，这对于新疆经济的稳定发展和长治久安有深远的影响。但是，新疆应用型本科院校课程设置不能满足应用型本科学生教育的要求，基础课与专业课衔接不紧密，各专业课之间联系不紧密，学科内部的课程结构松散。很多学生并不理解课程设置的相互关联，直接导致了基础课与专业课、专业课与实验课、校内课程与企业实际相脱节的窘境。

化工各专业课程出现独立松散的问题，容易造成学生学习没有主线，给专业课的学习带来了极大困扰，这直接导致学生学习积极性和主动性不高，学习兴趣不强，没有明确专业课程在实际工程中的作用；随着应用型人才质量要求的逐渐提高，传统的理论教学方式往往收效甚微。近些年，多数高等院校以应用技术型人才培养的要求为出发点对化工专业课程进行改革，但是依然存在如下问题。

(1)传统教学手段和考核方法创新性及吸引力不足

传统本科化工类教学更注重的是理论知识基础的夯实。但受限于课程课时量，对学生实验动手能力、设计能力及工程解决问题能力的培养明显不足，难以达到培养应用技术型人才的目的[3]。虽然目前化工专业课程体系较为完善，但无论是理论教学、实验教学还是课程设计，都只针对各自单元课程开展研究，学生经过系统学习虽然可以理解、掌握课程内容，但无法将所学知识很好地与化工生产实际相关联，综合运用知识解决实际生产问题的能力很差。此外，区域内特色化工企业的化工生产过程没有针对性地引入到教学体系中，无法满足区域内用人单位对应用型本科人才的要求。大多数化工专业课程仍然采用传统的教学方法及手段，即课堂以老师为主体授以理论知识，这种教学模式会造成重理论、轻实践的现象。虽然学生已习惯于传统的教育模式，但这种单一的教学模式存在着理论与实际脱节等弊端，严重影响了学生的学习积极性和学习效率，已经不再适用于应用型本科化工专业人才培养的模式[3]。传统的考核方式主要存在着期末成绩比例过大，相当一部分课程仍存在期末“画重点”的现象，学生习惯地认为只需期末突击复习即可轻松过关，这种单一的考核方式导致学生重知识的记忆而轻知识的应用，不利于学生对核心课程知识的逻辑性、系统性和完整性的掌握，更谈不上知识的工程运用和设计能力的提升。

(2)化工原理课程设计任务老旧、设计任务重复、与实践生产脱节

化工原理课程设计是化工专业实践性、综合性较强的一门课程，是化工类相关专业极具代表性的课程设计课程，是培养学生独立分析和解决化工实际生产中问题的重要手段。传统的化工原理课程设计教学方法为教师指定设计题目、工艺路线及设计内容，并通过课堂讲授的方式给出每一步设计步骤和框架，学生套用教师给的模板进行设计。虽然学生通常会比较顺利的完成设计任务，但学生不能充分发挥主观能动性，无法实现培养学生解决实际工程问题的能力；学生工程观念不强，对工程内容了解不多，经济意识淡薄，缺乏工程经济观点[4]。这些原因造成了传统课程设计教学存在设计任务老旧、设计任务重复、与实践生产脱节、学生抄袭严重等问题。

(3)专业课程关联性不强

由于专业课程内容较多，很多学生并不能掌握各门课程之间的关联，造成了化工类专业基础课不能对后续专业课程的学习提供更好的保障。很多学生可以很好地掌握单一课程的相关知识技能，但不能建立起课程之间的相互联系。在授课过程中，各门专业课课程内容相对孤立，关联性及对比性较差，导致学生对专业课程很难做到整体性认识、理解、掌握、融会贯通。

2.改进方法

(1)理论教学方法及考核模式的改进

根据化工专业学生的就业需求，授课内容需靠近区域内就业岗位的需求、参考用人单位的意见，将区域内化工行业的工艺、发展、存在问题引入到课堂中。同时，以“知识够用”为原则，对公式做到“会用”而不强求于“死记”；在基础知识理论能够满足学校、企业、个人需求基础上，着力培养学生动手及操作能力；以解决工程实际问题为出发点，培养学生一题多解的能力，始终坚定培养学生的重点不在于记忆而在于理解。此外，教师需要努力丰富自己的工程经验，利用日常生活中的一些事例给学生以启发。例如：从卡儿井的原理引出流体流动的过程；以羽绒服的保温原理引出传热的相关内容；以中华酒文化引出酿酒技术中的蒸馏单元操作过程；以酸雨对环境、建筑物造成的破坏引出吸收过程在生产生活中的重要作用。通过生活中的实例将抽象的理论转化成生活中的案例，确保不同学习能力的学生可以通过不同途径和方法获取知识要点的目标。同时，将OBE理念引入课堂教学中，始终以“成果为导向”为理念，确保课堂以学生为中心，从“填鸭式教学模式”转变为“引学、会学、乐学”的自主学习模式，切实提高理论课程的教育质量。

传统的考核模式基于出勤率与课堂表现、课后作业、期末考试三部分考核内容，不能够真实地反映学生对知识综合能力的掌握及应用情况。新的考核方式不仅有约束，更需要激励。教师需要尽可能采用多种方式提高学生参与度。以《化工原理》理论课程为例，考核总成绩由平时成绩（细化并加强过程性考核）和期末成绩组成。其中，平时成绩占60%，期末成绩占40%。平时成绩包括考勤与笔记（占10%）、作业（占20%）、课堂互动情况（占20%）、专题讨论学习（占20%）和课内实验（占30%）。通过多种形式、方法、手段来丰富教学过程，持续改进课程体系和评价方式。

(2)实验教学改进方法

利用微信平台将实验要求、实验操作步骤、实验控制参数及要点、实验中可能产生的不良现象及解决方法等制作成视频并设置针对性的问题。在实验教学前，学生通过微信公众号做好预习工作，并查找故障出现的原因，并通过查找资料来找到解决问题的方法。实验开始前，学生以说课的方式讲解讨论实验步骤及注意事项，可引导学生自主设计实验内容。在实验过程中，在不影响正常教学及保证设备不会造成危害的前提下，教师可以有针对性地设置实验故障。例如在测定离心泵特性曲线的实验中不灌泵，启动泵后发生气缚现象导致无水流出；在传热实验中没有排不凝气体而导致温度无法达到指定温度。学生通过现场观察和分析，找到解决问题的方法，进一步提升学生独自解决问题的能力，培养工程兴趣；实验结束后，对实验过程和结果进行总结，特别是针对结果误差进行人为、设备等因素多角度分析，加深对理论知识及实际应用的理解。

(3)课程设计改进方法

化工原理课程设计是化工专业设计类课程中最为重要的一门综合性课程。如何通过课程设计作为桥梁构建起各专业课之间的相互联系是重要的研究课题。目前，换热器课程设计及精馏课程设计最具代表性。在传热实验操作过程中，学生通过控制冷流体流量、热流体流量、冷流体进出口温度、热流体进出口温度等参数，获得不同传热条件下的传热速率，小组内对数据结果进行分析、研讨，充分发挥学生主观能动性来探究各参数之间的关系；学生以不同数据结果进行换热器课程设计，求得换热器面积并与真实设备进行对比，探讨产生误差的原因。在精馏实验过程中，通过调节回流比获得不同操作条件下的实验结果，以真实的实验数据作为每组同学的设计内容，系统地计算出理论塔板数、实际塔板数、塔高、塔径，并将计算结果与实际操作的精馏塔设备进行对比，归纳总结出现误差的原因。组内同学按照各自任务采用逐板计算法、图解法、简捷算法等多种方法对塔板数进行计算，通过不同方法的比较，对设计理解更为深刻；同时培养学生多角度、多方法解决问题的思维模式。积极与地方企业开展深入合作，深挖煤化工、石油化工、多晶硅等企业资源，力求将工厂实际的工艺路线引入课程设计教育教学过程中。通过课程改革，可以将理论课程、实验课程、课程设计课程进行了紧密结合及关联，强化学生的工程意识，同时解决课程设计抄袭严重的问题。

(4)实践教学改革方法

由于化工生产具有潜在的不安全因素，生产实习往往变成了“企业游”，很难达到预期的学习目标。在仿真实训过程中，学生可以充分了解设备、工艺流程、操作步骤及方法、观察实验现象。不仅可以显著提高学生的学习热情，还降低了学生在真实实验实习现场中的畏惧感；对于操作重点和难点，学生可以有选择性地进行重复练习，不受时间、场地、安全等实际条件的限制。作为实验课程起到了补充作用，可以通过解决故障问题来提升解决实际工程问题的能力。实践教学培养计划制定及修改更符合应用型本科化工专业的要求，探索3+1（3年学校理论学习+1年校外企业实习）教学模式在化工专业学生培养中的应用效果；毕业设计及论文的选题依托实习企业，紧贴行业背景，通过校企双导师制度合力指导学生，着力解决理论知识与实践教学脱轨的问题。

(5)大赛平台建设

对于学生而言，学习带来的幸福感不应该仅停留在卷面成绩的分数上，或者是拿到奖学金才能实现自己的价值。对于应用型本科专业的学生，更需要宽广的平台来展示自己，荣誉感远比物质奖励更具有吸引力。通过大赛平台建设，学校为学生提供全国大学生化工实验大赛、全国大学生化工设计大赛、全国大学生化学实验创新设计竞赛以及大学生创业创新项目等一系列平台。以全国大学生化工实验大赛为例，大赛考核内容包括化工原理理论（包括流体流动、流体输送机械、过滤与沉降、传热、蒸发、吸收、蒸馏、干燥等理论部分）、化工原理实验（包括离心泵特性曲线及流体阻力综合实验、传热综合实验、精馏实验、二氧化碳吸收实验）、化工单元操作仿真实训（东方仿真、欧贝尔仿真）三个部分。目前实验考核不再单纯考核实验操作的熟练程度，题目更趋向以综合知识能力解决实际问题。学生以三人为一组配合完成实验设计、实验操作、实验报告撰写以解决设计型实验任务，这就要求学生不仅具备扎实的基础理论知识，更需要在短时间内通过分工、协作来解决设计型问题。学生通过比赛发现自己不足，通过比赛取得的成绩进一步鼓励了其他同学潜心专研专业知识的学习，对学风建设起到了很好的促进作用，进一步提升学生利用综合知识解决实际问题的能力。

3.结束语

针对应用型人才培养模式课程内容多、专业课之间联系不够紧密、学科内部课程结构松散等问题，结合化工专业应用型本科实际情况，以服务区域经济社会发展为主要方向，以课程教学内容和方法的改革为切入点，以提高学生工程素质、培养创新精神和实践能力为目标，将理论教学、实验教学、设计教学、仿真教学、大赛平台整合为五位一体的教学模式。以培养理论知识够用，具有较强的实践操作能力，能够独立解决实际问题的学生为主线；以提高应用型本科院校教学质量、培养符合本区域企业用人需求的学生为动力；力求解决课程关联性不强、学生工科思维能力的培养、理论及实验教学实效性不强等问题；健全实习实训平台、全国大学生创业创新大赛平台、全国大学生化工实验大赛平台、总控工技能大赛平台、稳定的校企合作平台。优化适用于应用型本科院校化工专业学生要求的教学方法及模式，通过对应用型本科院校化工专业核心课程体系优化与实践来激发学生的学习兴趣，提高教学效率和教学效果，培养学生的工科思维以解决工程实际问题的能力，丰富应用型本科化工专业核心课程一体化教学模式。