化工专业拔尖人才培养与实践

2023-01-05朱俊生翟智庚胡光洲曹景沛孟献梁

化工时刊 2022年3期

朱俊生翟智庚胡光洲曹景沛孟献梁

(中国矿业大学化工学院，江苏徐州 221116)

1 引言

中国作为化工大国，据有关部门统计，2020年中国化工行业的产能约占全球的40%，多种化工产品产量居全球首位，“十三五”时期，化工行业的增长速率维持在6%左右[1]。然而，中国化工行业仍存在大而不强的问题，在技术创新、生产管理、低碳发展、产业结构等方面仍和世界先进化工企业存在一定差距。化工行业亟需大量优秀人才，特别是拔尖人才，来推动产业升级，使我国由化工大国转变为化工强国。近年来，众多高校致力于化工人才的培养，但如何培养化工拔尖人才仍在进一步的探索之中[2]。

2 化工拔尖人才培养与实践

根据笔者多年的教学、科研经验和多年的化工企业实习经历，笔者认为，化工专业拔尖人才的培养，需要从以下几个方面做起。

2.1 夯实理论基础

化工涉及化学、材料、机械、电工电子、土木、计算机、物理和数学等众多学科，如果没有掌握扎实的基础知识，优秀的专业人才只能是无根之木。因此，需要进一步强化数理基础与建模能力。而运用数学工具解决问题，不必将教学重点放在深奥的理论知识上，而应强调学以致用[3]。例如，化工过程传递有许多问题需要使用偏微分方程或方程组来解决，如何建立方程与方程组，如何确定边界条件与初始条件，如何计算出解析解或数值解，这些能力是要着重培养的，而一些定理的证明可以放在次要的位置。

2.2 强化信息化技能

现代化工企业正在向信息化、智能化发展，计算机技术已经成为化工领域的重要组成技术[4]。二十世纪七十年代末，美国能源部领导开发了Aspen plus流程模拟软件，经过不断改进，该软件已经成为世界公认的标准流程模拟软件。化工企业的仪表与自动化管理，也与计算机技术息息相关。随着计算机技术的进一步发展，人工智能、机器学习、计算机视觉技术、数据库技术等也逐渐应用到化工行业中，二者的结合越来越紧密。在化工专业拔尖人才的培养过程中，我们将强化人才的信息化技能，培训其掌握四个方面的计算技能：一是编程语言和算法，如C语言，Python，Java等；二是数值计算工具，Matlab，Maple，Mathmatica等；三是流程模拟，Aspen plus，Pro II，gPROMS等；四是多物理场建模仿真软件，如Comsol multiphysics，ANSYS等。

2.3 增强实践能力

为培养化工专业拔尖人才，我们将加强理论联系实践，一方面强化化工基础实验，另一方面让学生走进工厂，让工厂变成课堂。例如，我们在化工基础实验课程中强化了对学生的一对一指导与提问，显著提高了学生的实验效果，部分学生在学完化工基础实验课程后，参加了2021年的江苏省化学化工实验竞赛和全国大学生化工实验大赛华东区赛，均取得了优异的成绩(获特等奖、一等奖多项)，并且有一支参赛队伍(华东区赛特等奖)进入了全国大学生化工实验大赛总决赛。

普通高校教师受限于职业环境，有着深厚的理论基础，但对生产一线了解相对较少，如何解决生产过程中出现的各种问题，是课堂上很难教授的。此外，大部分教材存在滞后性，使得学生很难学习现存的先进新工艺[5]。部分高校出于安全等方面考虑，将生产实习删减或压缩，或者将其改为认知实习，这很不利于学生的实践。我们将进一步增强校企协作，强调生产实习不应该是“走过场”，不是形式主义，生产实习是学生实践的重要部分，能够培养学生工程思维，实现从理论到实物的映射。在生产实习过程中，学生要对化工设计形成感性的认识，并通过老师的现场指导，明白什么是流程设计、设备选型和车间管路布置[6]。除了现场实习，我们还将利用高水平的仿真实训来提高学生的实践。

2.4 培养工程思维

高校培养的人才最终要走进化工行业，推动行业发展[7]。因此，必须培养学生的工程思维和解决实际工程问题的能力。虽然以学生的能力无法独立解决实际的工程问题，但可以让学生参与解决问题的过程，积累经验，树立工程意识，提高工程素养。工程思维是做好大型项目建设管理的思想基础。我们将加强产学研的联系，充分参与到企业与学校的创新实践活动中。例如，中国矿业大学化工专业聘请了企业专家参与专业培养方案的制定，从知识结构的顶层设计入手，针对现代工业生产和企业技术升级的需求来确定教学内容和课程体系。此外，我们还将生产中的实际问题、示例引入课堂，革新教学方法，采用“案例教学”和“基于问题的教学”等方法，受到学生的普遍欢迎。

2.5 强化管理能力

化工专业拔尖人才在经历一线的历练后，必然走向管理岗位，我们不光要将他们培养成优秀的工程师，还要将他们培养成优秀的管理者，现行化工专业培养方案中虽然有管理类课程，但往往缺少化工类专业的管理类课程，因此，未来我们将增加化工企业和化工生产管理类课程。诚然，对学生的要求不宜过高，应重视基础，使其掌握管理学原理，熟悉基本的化工企业和化工生产管理学知识，未来应将拔尖人才安排在企业基层管理岗位培养。

2.6 突出个人专长

在培养化工专业拔尖人才的过程中，根据学生个人兴趣的差异性，实施针对性培养，尊重学生的个性化发展，因为化工行业岗位众多，设计、生产等不同岗位对人才的要求也不同。例如，化工设计有工艺、配管、仪表、土建等部门，有些岗位可能需要长期驻守施工现场，要求工作者有土木素养。因此，我们将因材施教，在做好通识教育的基础上，实施精细化的专业技能培养，培养行业需要的拔尖人才。