本科院校化工校内实训实习基地建设实践与探索

2023-01-15赵永超

广州化工 2022年9期

赵永超，姜松

(聊城大学化学化工学院，山东聊城 252059)

前些年，化工类本科的专业主要偏向于理论的内容的学习，主要以课堂教学为主、实验教学为辅，主要学习理论知识，培养学术型人才，毕业后一部分学生读研读博进一步深造，一部分直接就业，在化工相关企业从事生产或研发工作。根据毕业生本人和读研期间导师以及用人单位的反馈，原来的大学化工类本科生培养与社会需要之间产生了一定的矛盾，学生学习到的工程思维有限，工程意识薄弱，读研期间遇到工程实际问题没有思路，在企业工作也达不到企业用人单位的要求[1-2]。

在2015年国家出台了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通知》提出来应用型大学的办学思路及推进新工科建设与改革的项目，指出部分大学应该转到服务地方经济和社会发展，转向产教融合、校企合作，转向培养应用型、技术技能型人才，转向增强学生直接参与工作就业、创业，全面提高学校服务区域经济和创新创业的能力，学以致用，毕业就可以走向化工行业的工作岗位[3]。这样除了加强理论学习，直接操作的实验、实训、实习就显得更为重要。实验、实训、实习的复杂程度逐渐增加，实验课程比较简单，一般学习孤立的一个单元操作，如精馏实验、或干燥实验，学时和训练的知识点比较少。实训课程复杂程度居中，设备有一些复杂，学习训练的知识点较多；实习过程最为复杂，实习接触的是实际的生产过程，是一系列的单元操作的组合，也涉及到很多在课堂上没有学到的知识和技能[4]。

化工专业基础实验室与实验课程建设基本每个开设化工专业院校都基本满足教学要求。但在工厂实习方面，我们都知道，近些年化工企业管理越来越严格，化工行业本身具有一定的危险性，再接收大量的处在学习期间的大学生参加一线的实习会降低企业的生产效率和增加安全隐患，所以高校联系实习单位越来越困难，近些年很多化工本科院校基本找不到接收整届大学生去实习的单位。于是，有的化工相关的本科院校专业考虑自建实训实习车间，这样原先在高职高专院校普遍流行的主要用于培养操作技能的校内实训实习车间建设逐渐向本科院校延伸[5]。

下面结合我校的校内实训实习课程近几年的教学开展情况，对本科院校校内实训实习的实践教学的流程和效果进行汇报和分析。

1 化工校内实训车间建设情况与必要性

前几年，随着我校扩大校园面积，原来我校隔壁的聊城第二毛纺厂的厂区划归了我校，在2016年我们利用该厂的厂房改造成了化工实训实验室，安装了间歇反应釜生产实训装置、板式塔精馏实训装置和二氧化碳吸收解吸实训装置共六套，装置为二层框架平台结构，比化工原理、反应工程等基础实验设备要复杂一些。这些装置由实力较强的天津大学和天大北洋化工实验设备有限公司联合研发生产，设备外观和使用性能都很不错。

该实训车间用于化学工程与工艺专业和应用化学专业本科校内实训，也用于鲁西化工集团和我校联合培养的应用化工专业的专科生实训学习。课程开设在本科大四的第一学期和专科大三的第一学期。

实训课程负责人及指导教师由具有工厂实际工作经验的和擅长工艺设备的人员担任。第一批新上岗的指导教师必须先接受厂家的培训，进行试讲、试做，而且必须试做成功后，才能指导学生。这几年任课教师总体比较稳定，每个实训装置都是固定的2～3位教师在指导，这样熟能生巧，符合教学规律，有利于教师教、也有利于学生学。在教材方面，我们根据厂家的资料和操作的实际过程编写了实训讲义，制定了操作规程张贴在装置上方，也编排了专用于实训的实训报告。

教学分班进行，形式大致如下，一个班大概36～40名学生，分为6组。每组操作一套实训装置，每名指导教师负责两个组的学生，也就是负责两套装置。实训主要教学过程要点如下：第一阶段，首先给学生一定时间去熟悉现场情况，包括设备构成和流程、操作规程以及实训目的中规定的液位、温度、压力测量，考虑实验过程物料运行和反应的基本情形，判断实验中可能需要注意的重要事项。指导教师根据学生的实际情况，一般让学生熟悉15min左右，如有的班的学生勤学好问，对设备比较感兴趣，几个学生可能一直对设备指指点点，讨论着什么，这种情况可适当延长学生熟悉现场的时间；如果学生看了一会儿就无事可做，一直等着指导老师下一步的指令，几经提示认真观察设备也没什么效果，则可适当减少时间。第二阶段，指导老师结合设备和教材，介绍设备基本组成和运行情况，介绍具体的实训步骤。对于重要的步骤和学生易出错的步骤自己进行演示操作，进行示范教学。第三阶段，也是最重要的阶段，学生结合教师的讲解和讲义的实训步骤进行实训操作，这个过程指导教师要认真巡视，发现问题及时指出问题。但除非紧急情况，不要代替学生进行实训操作，要让学生通过实训提高自己的动手能力和工程思维。

通过这几年的教学情况分析，实训对培养学生的实践能力，推进素质教育有重要的作用。学生能够通过实训，能正确的操作电脑实训操作台，得到合格的产品或获得需要的数据结果。

通过实训也发现了部分学生在知识或思路方面的欠缺，某些共性的问题已经反馈给了化工原理、反应工程等相关的任课教师，以将强相关知识的教学。

实训操作作为中等复杂程度的操作，在基础实验和工厂实习或工厂生产之间建立了良好的纽带作用，由浅入深、由易到难，让学生逐步的深入的学习化工相关的操作知识。

2 校内实习工厂(基地)建设使用情况

今年我校建设的乙酸乙酯生产线实习车间投入了使用。该生产线所在的厂房也是在原来聊城第二毛纺厂车间的基础上改造的，在上述实训车间的不远的另一个车间。该生产线的生产装置由浙江中控科教仪器设备有限公司根据车间的实际面积和高度设计生产，经历测量、设计、制造、组装、试车等多个阶段。前年基本建好，准备使用，但调试复杂，开车试运行总是出现或大或小的状况，未能使用，去年受新冠疫情影响未运行，今年在厂家工程师和几位有经验有能力的指导教师的努力下，几经调试，运行尚可，目前投入使用，这学期正在承担着大四毕业生毕业实习的任务。

校内实习车间室内面积大约450 m2，分为两大部分，一部分是电脑操作的总控室，内有40台安装有DCS远程控制系统的电脑，可供一个教学班的学生同时学习使用；另一部分是连为一体的三层框架平台结构的乙酸乙酯生产线，生产线分为酯化反应釜、中和釜、粗酯精馏塔、萃取精馏塔、萃取剂回收塔5个单元。生产线加热采用导热油加热，导热油被大功率电热器(380 V电压，40～80 A电流)加热，加热后沿保温的导热油管道，可输送到反应釜、中和釜、三个精馏塔的再沸器用于生产加热。

实习也是分班进行，主要教学过程要点分为三个大阶段：实习前准备阶段、现场学习阶段和现场操作阶段。

(1)实习前准备阶段。该阶段在现场实习前进行，主要是“查”，要求学生查资料、分析资料中不同生产线的优缺点，画出至少一种乙酸乙酯生产的框图和基本流程图，耗时大约几天到一周。

(2)现场学习阶段是到车间后第一阶段，主要任务为“学”，不进行操作。首先通过指导教师录制的教学视频学习电脑DCS远程控制系统使用方法，学会开泵、开阀门、泵转速调节、搅拌转速调节等基本的远程控制操作。然后一个班的学生分为2～3个小组，每组10～15人，由指导老师每次带领一个小组到现场，结合设备管线等实物进行讲解。讲解顺序一般按照生产顺序，从原料罐开始，反应釜、中和釜、粗酯精馏塔、萃取精馏塔、萃取剂回收塔5个单元依次讲解。对多用途的管线和分支较多的管线进行重点的介绍，让学生明白主干流程的管线是哪一个。2～3个小组轮流现场学习。该步骤主要让学生学习主要的工艺流程。最后让学生学习每个操作单元的控制点，包括阀门、液位和压力测量、流量测量等具体的管线上的细节，学习诸如进料前相关阀门的开关检查，泵、搅拌等电源开关的检查等等，对上一步的主要流程进行细化。遵循由浅入深、由简到繁的规律来学习。如果学生实习每周到车间一天，可以用两周，也就是两整天时间来完成上述工作。

(3)现场操作阶段。是到车间的第二阶段，主要任务是“做”。这一步需要指导教师做好周密的前期准备工作，制定详细的操作规程，细化到每一个按钮、每一个阀门在何时进行开关。需要注意的是，电脑总控室内电脑的操作，只设置一台电脑输入账号、密码后在教师监控下可进行DCS远程操作，为操作主机，其余电脑为观察电脑，只可观察不可调节。以免多人调节出现混乱。

现场操作阶段相当于是工业生产的阶段，所以是最重要的阶段。该阶段可分为三步：第一步，分段操作；第二步，双塔循环操作；第三步，总体运行。三步所开的设备逐渐增多，需要的人员也增多，总体运行时，所有学生2～3人一组，每组都有分配的任务。如果第一步不会，操作后两步的时候，会阻碍生产线整体运行，这些已经事先和学生讲明，这样要求学生每一步都要学会，总体运行才能顺利。

目前，校内实习车间运行良好。通过实习有效的提高学生的理论结合工程实践能力以及应用创新能力。学生在实习的过程中也发现了一些在大学期间已经学习，应掌握的知识但没有掌握的欠缺；也发现了一些课本上根本就没有讲的内容，学习了一些实际的技能。通过实习锻炼了学生处理工厂实际问题的思维方式，提升了学生的团结协作精神和实践动手能力、综合运用知识能力，提高了化工专业学生的综合素质和就业的竞争力。

校内实习车间的建立极大的降低了学院学校在联系实习工厂方面的压力，实习这一在应用型本科建设和新工科建设中发挥重要作用的环节得到了充足的保障。