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如何強化學生的工程實踐能力呢?
一、培養應用型人才,在制定教學計劃時應突出工程實踐
在制定教學計劃時在以下幾個方面進行了調整:
(一)縮短教材與工程實踐的距離
由于教師講授的主要內容均源于教材,大多數為統編教材,這就限定了教師的授課范圍。就專業課而言,教材的內容偏重于理論。這種工程實踐的具體性導致了教學內容與實踐的距離。我們認為課堂教學比重太多,學生負擔過重,不利于學生全面素質、工程實踐能力、創新能力、自學能力的提高及個性的發展。
(二)縮短大綱與工程實踐的距離
教學要按教學大綱的要求,大綱的修訂周期較長,這就存在著一個專業知識的更新和時效性的問題。完全依照大綱進行課堂教學,是無法滿足工程實踐的要求的。這種工程實踐的時效性導致了教學內容與實踐的距離。
(三)縮短教學與工程實踐的距離
由于專業教材解決工程實際問題的論述較少,教師在授課時,也往往不做過多的講解,這就使學生產生一種錯覺,只要掌握了書本知識,便可解決一切實際問題。一旦從事實際工作,才發現理論與實踐的距離。
二、培養學生的工程實踐能力的途徑
(一)調整教學內容及教學計劃
教學內容與工程實踐存在距離,距離越大,學生的實踐能力越差。作為教師,如果能在教學過程中,努力縮短教學內容與工程實踐的差距,則會給學生今后的工作打下一個良好的基礎。首先要提高教師自己的工程實踐能力。這種能力的培養,不能局限在會搞本專業的設計上,應創造機會,讓他們全面地參與或了解工程實踐的過程。任何一個建設項目,都要經歷一個從前期計劃到施工建設、竣工驗收的過程。教師還要自編或搜集工程設計實例供學生思考,并結合工程實踐中實際發生的問題與學生廣泛地展開討論。充分利用認識實習和生產實習等實踐環節,要力爭做到實習前課堂介紹,實習中現場講解,實習后討論總結,徹底扭轉重視考試,重視設計,輕視實習的狀況。其次要發揮學生主觀能動性。課堂上的學生是被動的,處于給多少學多少的狀態。啟發學生學會思考。加強實踐環節,培養學生的工程實踐能力,必須有學時保證。我們修訂計劃時在減少理論課教學時數的同時,增加了實踐性教學環節時數及增設實踐性教學環節。
(二)在各教學環節中,突出培養工程實踐能力
1、各門課程教學中,突出工程教育,注重培養學生的工程能力。如力學課,不僅講純力學問題的解決方法中主要注重引導學生聯系實際工程結構進行抽象思維建立合理的力學模型;專業課,提倡研究式教學法、討論式教學法;在考試方法上,專題論文,教學手段上把現代教學手段引入課堂,使課堂教學信息量大、質量高。
2、加強實驗教學,培養學生創新意識和動手能力。實驗課是理論聯系實際的重要實踐性課程。通過實驗室實驗可提高學生創新意識、創新能力。
3、重視課程設計,培養學生基本技能。課程設計是專業課中讓學生掌握工程設計基本原理、訓練學生解決工程問題的基本技能、為學生畢業設計奠定基礎,我們在作法上,一是選題貼近工程實際,學生有動手解決問題的欲望;二是提出的工程問題要有靈活性,使學生能夠進行方案、成本、工期等比較;三是規范化,包括指導方式,評分方法等。我們的課程設計評分由方案選擇、計算方法及設計圖紙、課程設計答辯三部分組成,使學生受到嚴格的基本技能訓練。
4、畢業設計應注重培養學生解決工程問題的綜合能力。畢業設計是學生對所學知識的一次綜合利用,是對學生的提高工程實踐能力的綜合訓練。我們系在教學主任指導下:一是畢業設計題目要有多樣性,使學生能以據自己的喜好、特長,選擇他認為更能顯示其個性的題目。幾年來,我系根據人才市場需求和培養目標使畢業設計有施工類、工程監理;及科研論文類等多門類題目供學生選擇。二是畢業設計指導教師要根據學生所選畢業設計(論文)題目,結合工程完成畢業設計(論文)。三是畢業設計要求要規范化。為確保畢業設計質量,必須建立起對畢業設計全過程的指導性文件,對畢業設計指導教師的職責、畢業設計工作量、畢業設計程序、畢業設計評分標準都作出明確規定。
(三)提高全體師生對工程實踐能力
培養一支具有現代工程實踐能力的師資隊伍是教學改革能否達到預期目的的保證。加強思想教育,使教師具有愛崗敬業,幫助教師不斷地學習新知識,擴寬知識面,完善知識結構。重視對青年教師工程實踐能力的培養。優先聘用具有工程實踐經驗的教師來校任教。邀請有豐富經驗的工程技術人員來學校與學生交流,請企業的高級管理人員來作講座,并聘請他們參加實踐性教學環節的指導工作。
(四)搞好實習基地和實驗室建設
通過建立校外實習基地,并且積極擴建校內實習基地,大大改善了實習環境。加強實驗室建設資金投人,充實實驗室師資隊伍,改善提高實驗室師資結構。這對提高實驗教學質量起到了保證作用。
(五)制定一套完善的實踐性教學環節文件
“十一五”期間,中央作出了“穩疆興疆、富民固邊”的重大戰略部署,明確新疆是西部大開發的重點,特別明確進一步加大對兵團的投入,支持兵團參與新疆油、氣、煤炭等優勢資源的開發,發揮兵團維穩戍邊作用,為加快兵團發展提供了有力的政策支持和動力保障。利用新疆豐富的煤炭、鹽和石灰石等資源,在石河子等地建設80至120萬噸聚氯乙烯及系列產品基地,在大黃山等地建設120萬噸煤焦化生產基地。依托新疆石油化工基地,創造條件參與上游、積極發展中游、大力開發下游石化產品。利用南疆天然氣資源,建設以甲醇及下游產品為重點的天然氣化工基地。發展精細化工、生物化工,延伸產業鏈,提高附加值。加大對銅鎳等有色金屬礦產資源的勘探開發力度,初步形成采、選、冶配套的生產體系。提高鉀鹽、膨潤土和石棉等礦產資源開發利用水平,形成系列產品加工能力。為了跟進本地區化工行業的快速發展,大力培養具有地方特色的化工專業人才具有十分重要的意義。石河子大學化學工程專業是2005年經自治區教育廳批準開設的新專業,該專業依托地區產業煤化工、石油化工、天然氣化工等迅猛發展優勢,對具有地區特色的化學工程人才培養模式進行了探索與實踐,構建了符合地方工科院校實際的、具有地域化工特色的人才培養方案和課程體系,基本形成了“地區優勢產業+化工”的專業人才培養模式。
構建具有地域特色的化學工程人才培養方案
人才培養方案是實施人才培養工作的根本性指導文件,是開展各項教學活動的基礎,是組織實施教育教學活動的依據,反映了學校人才培養的思想方針和教育理念,對提高人才培養質量具有重要的導向作用。石河子大學化學與化工學院化學工程專業是依托化工原理、傳質與分離工程和化學反應工程等重點學科設立的工程類專業,專業人才培養方案分為第一課堂和第二課堂,第一課堂作為培養學生的主渠道,主要培養學生的基本素質,使學生掌握基本知識、基本技能和學習方法,保證培養的基本規格;第二課堂教學作為第一課堂的延伸和拓展,二者相互作用,構成培養體系。方案具有如下特點:
第一,體現國家教育方針,實現工科專業培養目標;
第二,遵循人才培養和學科發展規律,體現學院重點專業的辦學特色;
第三,拓寬專業口徑,加強基礎教育和通識教育;
第四,堅持化學工程科學教育與工程實踐訓練并重,突出創新意識和實踐能力;
第五,培養能把握化工技術發展方向和前沿目標,具有地域特色的化學工程應用型高級專門人才。
凸顯化工和生物基礎融合的課程體系
課程體系是實現專業培養目標,構建學生知識結構的中心環節,建立適應社會主義市場經濟發展需要,體現化工學科內在規律和學校學科特色,科學合理的課程體系極為重要。我校化學工程專業的課程體系分為公共基礎課、學科基礎課、專業必修課、專業選修課、實踐性教學、全校任選課等六大模塊。課程體系凸顯出化工與生物基礎課程的融合。
第一,公共基礎課重視人文、法律基礎和外語、計算機綜合素質培養,以適應現代社會對人才素質的要求。公共基礎課包括數學、物理、外語、計算機、法律等。其中計算機、外語教學貫穿人才培養全過程。公共基礎課共3分,816學時。
第二,學科基礎課以基礎化學為平臺,凸顯化工和生物基礎,實現化工理論與地方特色化工生產的有機結合。學科基礎課包括數理基礎板塊、工程技術基礎板塊、化工基礎板塊。數理基礎板塊包括概率論與數理統計、工程力學;工程技術基礎板塊包括工程制圖、機械設計基礎、電工與電子基礎等;化工基礎板塊包括無機與分析化學、有機化學、物理化學、化工原理、化學反應工程、分離工程、化工過程模擬等;地方特色的化工板塊包括石油加工工藝學、天然氣加工工藝技術、煤化工、酶工程、生物反應工程等基礎學科。學科基礎課共38.5學分,846學時。
第三,專業必修課把握地區特色化工行業科學的發展方向與前沿,強化學生化工工程專業的背景與特色。專業必修課包括微生物工程、催化作用原理、綠色化學、分子生物學,化工分離過程等。專業必修課共38學分,720學時。
第四,專業選修課以地區優勢化工產業為依托,形成化學工程與工藝和生物工程兩個專業方向,專業選修課包括環境生物技術、高分子化工、聚氯乙烯工藝學、精細化工工藝學、材料化學導論、現代生物技術、環境工程等。專業方向選修課共41.5學分,756學時。
第五,實踐性教學強化學生化工學科實驗動手能力、實踐能力和創新能力。實踐性教學共35學分,計劃35周完成。
第六,全院任選課要求學生至少選修4個學分72個學時的化學工程專業以外的其他學科課程,以培養綜合素質。
完善化工雙基礎的實踐教學和以實習基地為平臺的實踐環節教學體系
實踐教學是鞏固理論知識的有效途徑,是培養具有創新意識、創新能力的高素質人才的重要環節。現代素質教育要求高等教育通過各種教育實踐活動,大力加強學生動手能力、實踐能力和創新能力的培養。化學工程是一門實踐性極強的科學,實踐環節教學體系由實驗課程、實習課程、畢業論文(設計)組成。
1.實驗課程教學體系
實驗課程立足兩個方面,即強化化工基礎和專業實驗學生綜合動手能力培養。在化工基礎實驗方面,以基礎化學為平臺,強化基礎化學實驗課程建設,同時,開設化工原理課程設計,加強對學生工程實踐能力的訓練,使學生具有明顯化工知識優勢。在化工專業實驗方面,增加設計型、綜合型及自主實驗型教學內容,以加強培養學生的實踐能力。通過實驗教學對學生進行實驗思路、實驗技術、實驗設計、數據處理、觀察能力、分析能力、表達能力的全面訓練。
2.實習課程教學體系
實習課程包括化工過程狀態仿真模擬實習、CAD上機實習、認識實習、生產實習和畢業實習。由于受條件和經費限制,校內實驗室不可能完全滿足學生的實習要求,因此必須以校內實踐教學基地建設為核心,穩定和擴展校外實踐基地,全面提升實習教學質量,提高學生的實踐能力和創新能力。現在專業院系已經和新疆天業集團公司、新疆化肥廠、獨山子煉油廠等疆內8家化工企業簽訂了定期實習合約,能夠滿足學生實踐教學的需要。
3.畢業論文(設計)教學體系
畢業論文(設計)是實踐性教學環節的重要組成部分,是對學生大學期間學習知識的總結和應用,因此組織好畢業論文(設計)環節對提高學生綜合應用所學知識的能力有重要意義。提高大部分學生在校內進行畢業論文(設計)質量的基礎上,開展校企共同培養畢業生進行畢業論文(設計)的工作,由校企根據企業生產科研實際選題,進行共同指導。
關鍵詞:卓越計劃,教學改革,化學工程與工藝
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)10-0101-02
引言:
依據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010―2020年)》,2010年6月教育部啟動實施了“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)。擬用10年時間,培養“面向工業界、面向世界、面向未來,創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才”。2012年,我校成為國家首批“卓越計劃”試點單位。
我校石油化工專業的畢業生就業具有較強的針對性,本文針對我校石油化工特色及本專業畢業生的就業特點,為了適應“卓越計劃”應用型工程師的培養目標與要求,我校結合自身的優勢與特色,從培養思路、培養方案修訂、課程體系改革、校企聯合培養、教學團隊建設、課程與教學資源建設、教學方式方法改革、實踐教學環節等方面進行改革與實踐。
一、培養模式的改革與優化
1.培養方案修訂。根據《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》的精神和要求,結合我校實際情況,對化學工程與工藝專業人才培養方案做了調整與修訂:
針對教育部“專業認證”中對學生12項能力的要求,學院組織了專家組對化工15級人才培養方案進行了專題研討,對照學生12項能力要求,劃分課程群,針對每門課程,劃分知識點,優化整合每門課程的知識點,從而形成了特色更加鮮明的課程群。全面啟動了教學文檔的改革,從“教學大綱”、“授課計劃”、“考試大綱及試卷”、“學生課堂隨堂記錄”、“學生成績評價”、“教學反思”等到“課堂形式組織”,全部圍繞學生12項能力要求,重新進行修訂與調整,讓學生更加受益,期望使學生畢業5年后能夠達到培養目標要求,成為具有“較強工程實踐能力的工程應用型人才”。
2.課程體系改革。教育部提出的“專業認證”著重強調了培養學生“解決復雜工程問題的能力”。因而就《化工設計》這門課程,分別聘請了“瑞派工程公司”副總經理雷云周、副總工程師吳伯明講授了“換熱器設計”、“配管設計”、“車間布置設計”、“反應器設計”等模塊的知識點,進一步加強學生解決復雜工程問題的能力。
化學工程與工藝專業卓越班《仿真實習》兩周在“中石化茂石化分公司培訓中心”、“中石化茂名石化分公司研究院”進行仿真課程練習,其中包括“常減壓蒸餾”、“延遲焦化”、“催化裂化”、“丙烷脫瀝青”、“實沸點蒸餾”等裝置仿真練習。得到學生一致好評,反饋效果良好!
二、校企聯合培養
近兩年我校依托茂名石油化工公司、湛江東興石化公司和廣州石化公司等企業,獲批三個國家級工程教育實踐中心。使得化工認識實習、仿真實習及生產實習等實踐環節得到保障。充分利用可共享資源,培養工程素質好、動手能力強、踏實肯干的應用型人才。取得學校、學生、企業、社會多方共贏的效果,實現良好的社會效益和經濟效益。學生在企業學習情況,由專家組采用現場考察或問卷調查等方式檢查企業培養方案的落實情況。
我校已制定完成“企業參與的3+1人才培養模式”實施細則,聘用企業技術人員參與制定人才培養的有關制度,明確人才培養過程中學校、學生、企業的權責,制定培訓費用、兼課人員的酬金發放、學生的實習生活補助等事項。學校與企業簽訂“實習基地建設協議”、“畢業生就業見習基地建設協議”等。完善各種配套管理機制,為落實人才培養方案提供保障。
三、教學團隊建設
1.學習交流,提高水平。近年來,我校化學工程與工藝專業教師幾乎每位教師都會參加各類專題研討會,學院支持教師多進行學習交流,提高業務水平。提高本專業教師隊伍的整體素質和水平。
2.加強指導,培養青年教師。為青年教師配備導師,發揮老教師對新教師的“傳幫帶”作用。另外,有計劃地組織教師以科技專家特派員、生產單位掛職或定期調研培訓等形式到石油化工企業,深入生產一線,了解生產技術狀況及急需解決的生產問題,加強學術交流和聯合科技攻關,鼓勵教師參與企業的科研活動,開展科研技術服務工作,為企業解決生產難題,提高生產效率和經濟效益。
3.外聘專家,提升實力。聘請國內石油化工領域著名專家作為客座教授和學術顧問,指導學科專業的建設。充分利用茂名石化公司人才資源,聘請優秀專家及技術人員擔任客座教授、兼職教師,進行生產實習指導、生產技術專題講座、畢業論文指導等教學活動,并加強學術交流和產學研合作。聘請參與人才培養企業的各層次的技術人員、工人師傅進行石油化工工程能力、生產技術、實際操作等的指導。從而,建設一支熟悉社會需求、教學經驗豐富、工程技術能力強、專兼職結合的高水平教師隊伍。
四、課程與教學資源建設
1.加強精品(資源共享)課程建設。化學工程與工藝專業《石油煉制工程》、《有機化學》、《物理化學》已獲批為省級精品課程、廣東省精品資源共享課,并有良好的教學網站資源。《石油化工工藝學》為校級精品課程,校級精品資源共享課。另外,2015年,《化工設計》、《化工熱力學》等申報校級精品資源共享課。
2.豐富教學手段。另外,本專業還建立了“油類”課程群精品課程網站。利用網絡平臺進行遠程教學,教師可通過校園網提供教學資料、實驗資料,并進行輔導、答疑、批改作業、組織討論等。利用全國高校教師網絡培訓系統,積極開展教師網絡培訓。
3.推進教材建設。聯合國內石油化工高校編寫出版高水平、適用的石油化工特色鮮明的系列教材。如《認識、生產實習指南》、《石油產品應用技術》、《石油化工專業英語》等。與企業技術人員合編更結合生產實際的《化學反應工程》、《化工原理》、《化工熱力學》、《化工設計》、《石油化工工藝學》、《石油煉制工程》、《石油化工安全生產管理》等特色教材。
五、教學方式方法改革
1.理論聯系實際,第二課堂建設與改革。我校化學工程與工藝專業基于學生工程實踐能力和工程設計能力的培養,開設了三類有特色的“第二課堂”競賽訓練:“石油產品分析檢測競賽”、“大學生化工設計大賽”,“化工原理實驗技能操作競賽”。學生參與積極性高,反映理論與實踐得到完美融合!
2.科研促進教學,師生課外科技活動促進教學方式改革。學校為化學工程與工藝專業提供了良好的課外科技活動創新平臺,以課外科技活動促進教學方式改革。如“大學生創新創業訓練計劃項目”、“1+1導師成長計劃”等課外科技活動,項目進展順利。
3.生產促進教學,課堂實踐促進教學改革。化學工程與工藝專業各類課程均進行了課堂實踐改革,同時引入“項目化”教學模式和“課堂實踐”教學模式。利用企業工程項目,培養學生工程設計能力;另外通過采取項目教學,改革化工設計課程的教學;其次是強化增加畢業環節設計類題目的比例。如《化工設計》、《專業英語與科技論文寫作》、《石油化工工藝學》等課程在教學過程中引入各種與教學內容相關的“項目”,讓學生以項目為載體,以團隊形式完成課程項目,同時在課堂中鼓勵師生交流項目成果及心得。對表現好的團隊或學生給予肯定與獎勵。鍛煉學生文獻調研能力、團隊協作能力及語言表達等各方面能力。
六、強化實踐教學環節
1.完善實驗實踐教學平臺建設。完善校企共建的國家級工程實踐教育中心(中國石化集團茂名石油化工公司、湛江石油化工公司、廣州石油化工公司)及相關產學研基地、實習實踐基地平臺建設,推進石油化工工程教育中心(廣東省實驗教學示范中心)、學校石油化工工程中心、石油化工工業中心建設。
2.有效增加實踐教學時間。實施“企業參與的3+1人才培養模式”,實踐教學時間增加到1年以上,大部分專業實踐教學在企業進行。聘請參與人才培養企業的各層次的技術人員、工人師傅進行石油化工工程能力、生產技術、實際操作等的指導。努力提高學生的工程能力和工程素質。
3.充實實驗教學內涵。根據“卓越工程師教育培養計劃”培養標準要求,改革實踐教學內容,改善實踐教學條件,創新實踐教學模式,增加綜合性、設計性實驗,倡導自選性、協作性實驗。增加實驗教學內涵,教學內容注重工程意識培養。為培養學生實踐能力、創新能力,在實驗教學過程中注意“四個相結合”:(1)實驗技術研究與理論教學研究相結合;(2)實驗內容與教師科研(教研)成果相結合;(3)專業技能競賽與實驗教學相結合;(4)創新實驗教學與科研項目相結合。
本文旨在對燕京理工學院等應用型高校的化學工程與工藝專業綜合實訓進行了課程改革的思考與實踐,從教學理念、師資團隊、實訓內容、實訓形式、實訓考核方法等五個方面進行了總結。
關鍵詞:
產教融合;化學工程與工藝專業綜合實訓;課程改革
1燕京理工學院產教融合背景
“產教融合、校企一體”,是當前應用型本科院校的一條新的發展之路,所謂的產教融合,“產”是基礎,“教”是目的,“產”不是單純的工業生產,而是必須與教學緊密的結合在一起,這樣才能達到學生學到真本領,教師教出真水平的目的。燕京理工學院重視學生實踐能力的培養,與200多家優秀企業合作,為學生搭建了實習與就業的平臺;大力推進國際化戰略,先后與北美、亞洲、歐洲多所大學建立了友好合作關系,特別是在加拿大投資建設了“海外課堂”學習實踐基地;與合作企業搭建掛職鍛煉平臺,學校組織了教職工赴京津冀地區合作企業掛職鍛煉。學校實行“集團+學校、學院+公司”的產教緊密結合的教學模式,學院和合作公司能夠形成“專業建設與行業需求相結合,教學與企業的實際案例相結合,專業教師與企業員工相結合,專業綜合實訓與實際項目相結合,學生實習與企業崗位相結合”的體系,這個體系能夠極大的提高教師和學生的能力,提高辦學質量。
2燕京理工學院化學工程與工藝專業綜合實驗課程改革的思考與實踐
對于燕京理工學院化學工程與工藝專業綜合實訓這門課程來說,通常是由多個固定的實驗項目組成,同時過去常常以這些固定的實訓項目進行教學。但是,以學生的簡單分組來進行實訓,依據操作情況和實訓報告來評定考核,不能充分的調動學生的積極性,同時對化學工程與工藝的各個關鍵操作分開,會造成學生缺乏對工藝的整體把握。基于以上問題,同時鑒于學校始終堅持校企產教合作,堅持能力培養為主線,那么如何在學生進行綜合實訓的過程中使企業生產的產品,生產設備,生產工藝形成一個完整的體系?如何縮短知識學習和企業實踐之間的距離?如何使學生在校學習期間了解企業生產的產品及工藝?就成了關鍵性問題。筆者針對以上問題,針對目前我國化學工程與工藝的發展和應用型本科院校教學的特點,進行了一下幾方面的思考和探索:
(1)加強產教結合,改變實訓教學理念實訓的教學大綱由學校和企業共同制定,能夠真正的體現教學內容、學習要求與學生實習、就業相融合。同時在實訓的過程中融入企業的管理理念和策略,讓學生進一步了解化工相關企業文化,熟悉企業運作,實習或就業時則能很快適應新崗位、新環境。對于打算在化工領域創業的同學來說,也是非常重要的。
(2)加強產教結合,培養技能型綜合實訓師資團隊目前我校綜合實訓教師以校內專業教師為主,雖然我校教師隊伍的學歷已經符合要求,但是真正熟悉企業生產線并能將企業的實際生產及工藝運用到教學當中的教師較少,特別是有些專業老師剛畢業走出校門就直接走上講臺,雖然知識功底足夠,但是缺乏實際的企業鍛煉,指導化學工程與工藝專業綜合實訓對教師的專業技能、教學方法等要求較高,并且專業發展迅速,一些老工藝老設備已經滿足不了現在化工企業的需要,所以作為專業教師,必須不斷的進行知識的更新和能量的提高。專任教師到企業掛職鍛煉是培養“雙師型”素質的重要途徑。教師深入企業了解產品、先進的工藝、先進的設備,與經驗豐富的技術人員交流,可以迅速的提高實踐能力,同時將企業的優秀案例和相關設備、工藝的圖片應用的化工綜合實訓的教學過程中,使教學過程更加生動,更加有畫面感,學生在做實訓的過程中更能深入的了解各個設備和工藝,提高學習的積極性。同時,學校教師也可以發揮自身優勢,為企業解決相關的難題。通過產教結合,學校每年都會從企業聘請技術水平高、企業經驗豐富、知識廣博的專家到學校做報告,通過這種方式,也可以很好的實現高效和企業的對接,提高師資團隊的實力。
(3)加強產教結合,改革實訓內容化學工程與工藝綜合實訓安排在大三,學生進行綜合實訓時已經學習了化工原理、化學反應工程、化學工藝學、化工設備機械基礎能課程,具有一定得理論知識,如何使學生所學的知識能夠成一條線通過綜合實訓來鍛煉成了關鍵所在。過去我校綜合實訓只有化工方面的專業實訓,我校實行產教融合后將化工仿真實訓加入綜合實訓當中,使學生能夠通過實際操作鍛煉動手能力的同時,通過仿真實訓能對化工的單元操作、反應設備、工藝流程有更全面的了解和認識。另外筆者建議建立化工專業綜合實訓項目庫,該庫包括多個化工實訓項目,每個項目都包括化工各種綜合能力的實訓。
(4)加強產教結合,改革實訓形式為了鍛煉學生的團隊合作意識,學生在綜合實訓時成立實訓小組,有些實訓項目是讓學生以項目小組的形式查閱資料、擬定方案、教師通過學生答辯的方式對方案進行可行性評定、完成實際操作并分析數據。
(5)加強產教結合,改革實訓考核方法綜合實訓項目、實訓形式都進行了改革,相應的實訓考核方法也要創新。根據產品項目實訓各個環節建立涵蓋不同的內容來制定相同的考核標準。考核的內容具體分為資料查閱、項目答辯、實際操作、實訓結果、仿真實訓得分、綜合實訓總結幾部分,同時也要考察學生的團隊協作能力,對小組中的每個成員根據在實訓中的差別進行成績考核,然后綜合評分。
綜上所述,通過產教融合,使燕京理工學院化學工程與工藝專業綜合實訓得到了根本性的改革,通過改革實訓的教學理念、師資團隊、實訓內容、形式、考核方式等,使產教結合的比較成熟,再逐步向“產、學、研”發展,應用型高校會更好的適應市場的需要。
參考文獻
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【摘 要】以服務浙江及周邊地區經濟為導向,基于CDIO工程教育理念對化學工程與工藝本科專業的教學進行初步改革探索。建立了“華峰班”、請企業的專家來講學、讓學生到企業去等教學模式,使學生在工程實際環境中學習學科知識,得到了一些正面的結果,并初步嘗試建立了化學工程與工藝專業CDIO工程理念的考核制度,為CDIO工程教育理念在化學工程與工藝專業的應用型人才培養方案改革提供一些思路。
【關鍵詞】華峰班 CDIO 工程教育
20世紀的工程教育課程主要是提高學生的動手實踐,使學生掌握相關的專業知識和解決工程實際問題的能力。然而,隨著世界經濟全球化以及科學知識的發展,工程教育課程的教育偏向了“厚基礎、寬專業”的工程科學的培養模式,從而削弱了對學生解決工程實際問題的能力培養。這種培養方式導致了學生缺乏對現實工程情況應有的認知程度。為了解決這個難題,2000年由麻省理工學院Crawley等人通過4年的探索創立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念,主張以產品研發的CDIO全過程,即構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)為載體,以工程項目生命周期全過程為載體培養學生的工程能力、學生的職業道德、學術知識和運用知識解決實際問題的能力,以及具備終生學習和團隊交流能力。
化學工程與技術作為化學工業的主要學科領域,擔負著促進化學工業及相關行業發展與進步的重要使命,因此培養出具有解決實際化工過程問題能力和創新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學化學工程與工藝專業的學生作為教學改革培養對象,將CDIO工程教育理念與化學工程與工藝的專業教育有機地結合,探索適合于以服務浙江及周邊地區經濟為導向的化學工程與工藝專業教學模式的改革與實踐。
一 工科人才教育培養現狀
我國傳統的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主,以理論考試成績來評價學生的模式。當前,我國工程教育是通識教育模式和蘇聯教育模式的結合體。解放前,我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學教育。建國后,由于化學工業發展的需要,我國效仿蘇聯搞起了專業教育。這種專業教育培養模式為我國的現代化建設作出了較大的貢獻。其缺點是過于強調教材和教學大綱的統一,影響了教育工作者的思維活躍性,也阻礙了對工科學生創新能力的培養。因此,教育家們對蘇聯教育模式進行了回顧和反思,制定了通識教育和專業教育相結合的工科通識教育模式。然而,隨著我國產業的進一步升級以及高校的持續擴招,導致了大量的工科畢業生找不到適合自己的工作,這可能是因為通識教育過于強調基礎科學理論,而弱化了專業內容和工程實踐,導致了工科畢業生只了解一些表面的理論,缺乏工程應具備的實踐創新能力。
在辦學機制上,一方面,高校過于強調科研業績考核,許多具備豐富工程經驗的老師很少參與到實際的教學過程中,而參與教學的教師又與企業的聯系不緊密。負責教學的教師缺乏產業經驗,工程教學過程又缺乏與企業的有效溝通,造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節。另一方面,雖然在教學上安排了生產見習、畢業實習等環節,但是不少學校在實踐教學環節上是比較薄弱的,這是因為見習、實習的時間一般比較短,相應的考核制度也不健全。
綜上所述,我國工科教育從教學模式、辦學機制等眾多方面都存在著與產業發展脫節的問題,嚴重影響了人才培養的質量。尤其是理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節的問題直接導致了學生找不到適合自己的工作崗位以及企業有崗位找不到合適的人才。由此可見,我國的工科人才培養模式已經不能滿足產業升級的需求。為了更好地培養適合產業升級所需的人才,我們從培養模式上進行了改革探索。
二 化學工程與工藝專業CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養學生系統工程技術能力,尤其是項目的構思、設計、開發和實施能力,以及較強的自學、組織溝通和協調能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學、做,學生需要掌握各門課程知識之間的聯系,并用于解決綜合問題。因此,課程體系的建設要突出課程之間的關聯性,這就必須打破教師單打獨斗的傳統教學方法,而圍繞CDIO工程項目的實施進行教學計劃和課程關聯工作。
1.化工核心課程群的組織與教師隊伍建設
核心課程群由化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程、化學工藝學、化工設計6門課程組成,構成了化學工程與工藝核心專業課的主體。化工設計以其他五門課程為基礎,對提高學生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理,是學好其他專業課程的基礎;化工熱力學則建立在分離工程的基礎之上,闡述工業條件下各種流體熱力學性質的計算;化學反應工程以傳遞過程為基礎,傳遞現象和化學反應工程利用數學的方法,從微觀角度闡述化學反應過程、設備設計的共性科學問題;化工工藝是關于化學品生產方法的技術科學,它以自然科學和工程科學規律為基礎,使化學反應達到工業化應用水平。由此可見,核心課程群的各門專業課是相輔相成的。
在課程群建設中,涉及專業課教學的老師主要通過進修、企業實踐、參加會議三種方式提高業務水平,對化工專業工程教育模式做到整體的認識,同時要求參與指導學生的化工設計。利用校企合作的機會,與企業方面的人才進行專業知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下:
第一,教學方法改革的探索。首先,按照CDIO的教育理念,要逐步形成教師引導和以學生為主體的思想,使教師從教育者轉變為引導者,教師不再是簡單地賣知識,而是引導學生學習知識,把主要任務放到教會學生學習方法上來。在教學方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進行。溫州大學為課程體系建設和師資建設提供了很好的平臺,在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質基礎和政策鼓勵。在這種良好的環境下,教師也愿意投入更多的時間去聽課評課,吸納好的教學手段和方法。由于化工班都屬于小班上課(30人左右),對部分課程如化工專業英語、精細化工工藝學實施角色互換教學模式,讓學生參與到化工教學的過程中。這些課程的效果反映較好,對化工原理等課程中的部分章節,我們也將逐步展開開放式的教學方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接,通過教研室教師集體備課,相互切磋,討論每門課程講授的重點,個別章節內容的舍棄和補充,做到教學的知識體系完整、重點難點突出、學時合理分配,真正做到精選、精講教學內容。摒棄了過去教學活動中的單打獨斗,改為教學團隊授課,使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論,指出教師課堂教學中存在的問題與不足,相互交流教學經驗,討論改進的方法與策略,使教師的整體教學水平迅速得到提升。
第二,教師工程素質的培養。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平,其次關注人才的企業實踐經驗。鑒于科研壓力,假期教師也不能到企業去參與實踐或者工作。此外,許多教師只對與自己科研相關的專業課非常熟悉,對其他的專業課則非常生疏。因此,利用現有的教學資源,培養教學團隊的建設是很重要的一環。溫州大學化學工程與工藝教研所以化工設計為主線,基于地方化工企事業單位為依托,派遣年輕教師每年到相關的化工企業實踐兩個月,逐步培養教師的專業水平。
近幾年,利用學習、調研以及下派科技特派員的方式,到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業參觀學習,不斷地提高老師的業務水平。同時,為了讓教師能夠很好地參與到企業生產實踐中,溫州大學對擔任科技特派員的教師提出教學科研任務減半、考核優先等政策鼓勵。僅2010年,我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學習15天,杭州化工研究院學習3天,華峰學習7天,溫州本地化工企業實踐1個月左右,有效地提高了教師的工程素質。教師工程素質的增強也使學生收益頗豐,在2010年省化工設計大賽和全國“三井杯”化工設計大賽中多次獲獎。
2.學生工程能力和團隊合作的培養
作為地方院校,溫州大學化學工程與工藝專業的辦學宗旨是以培養創新應用型人才為主,服務地方經濟和社會的發展。經過對近兩年該專業的畢業生調查的情況來看,目前該專業存在以下問題:(1)畢業生雖然掌握較多的書本知識,但實踐能力不強,導致他們從學校到公司需要較長的“崗位過渡時間”;(2)畢業生普遍缺乏對現代企業工作流程和文化的了解,缺乏團隊工作經驗、溝通能力和創新能力;(3)工程職業道德、敬業精神等人文素質薄弱,責任感不強。具體體現在:工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不愿承擔責任,客觀上他們的實踐能力與企業要求存在較大差距,而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學習。
從以上的調查結果來看,以目前的培養方案和評價標準來指導學生的專業教育經不起企業用人單位的考驗。為了更好地培養適應地方經濟社會發展的人才,實現對學生創新思維、創新方法和創新能力的培養,我們與溫州地區最大的化工企業華峰集團實行校企聯合培養本科生,實施“華峰特色班”戰略。目前,“華峰班”的學生采用“3+1”模式培養方案(即學生前三年在學校集中學習理論知識并完成實踐教學,最后一年到企業,接受企業的培訓,并在企業盯班盯崗接受生產實踐活動)。同時在工程專家的指導下,根據企業的需要對培養方案進行部分修改,增設華峰提出的部分課程,使得學生在校期間所學的基本知識和專業理論更貼近于華峰實際的應用。在這種戰略方針下,學生在企業的環境中真正做到知識和能力之間的無縫連接,縮短了“崗位過渡時間”,增加了學生的工程實踐能力,有效地推進了CDIO教學改革。在2010屆的化工專業畢業生中,華峰集團招聘了7名華峰班學生。提升了學生的工程能力、團隊合作精神以及專業素養。
3.逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學有效的考核制度對本專業的健康發展起著至關重要的作用,它應當是對教學效果做出真實和客觀的評價,同時有利于提高學生學習的積極性和主動性。現行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定,它能在一定程度上反映學生掌握知識的程度以及教師上課的教學效果,但不能很好地促進學生學習的主動性。部分學生比較反感現行的考核制度,這是因為現行的考核方法存在比較單一、部分學生在學習上投機取巧也能獲得高分而影響其他學生學習的積極性、不能全面反應學生的綜合應用能力等問題。
CDIO教學模式以能力培養為目標,其主要培養的是學生的理論知識、職業技能、人際交流以及產品研發的CDIO全過程。采用CDIO教學模式,評價方法則應側重能力的考核,能力本位的教學觀貫穿課程設置和教學實踐的全過程。我們進行教改,其目的是提高學生的工程實際能力,因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現階段的具體做法是:(1)選題:在學生進入大三學習開始,從企業選出一些與本專業相關的課題以及近兩年化工設計大賽的課題,讓學生自動組成4~5人的小團隊;(2)專業學習:上專業課的老師或工程師把握好主要的授課內容,然后將大部分時間留給學生,讓他們針對自己的課題與本課程相關的知識點進行思考、提問、討論;(3)階段性測試:上完某些知識點后,老師或者企業工程師根據學生所做的課題和所學的專業知識進行評價,其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面;(4)中期成績總結:這次總結是比較重要的,一般在大三上學期結束后,包括階段性測試的成績、平時的表現、專家化工設計大賽作品的評價、企業對學生課題的反饋等進行中期總結,由學校老師和企業專家對學生現階段的學習進行方法論指導,提出下學期的目標;(5)最后專業課成績評定:最后專業課成績進行A、B、C、D四個等級進行劃分,其中階段性測試占40%、中期成績總結10%、企業專家評價10%、課題完成情況10%、專業綜合能力20%、化工設計大賽10%。目前,整個評價體系尚在完善中。
三 結束語
化學工程與工藝專業學生的工程概念、分析和解決工程問題的培養對我國高等工科教育可持續發展以及化學工業的產業化升級起著非常重要的作用。本文就溫州大學化學工程與工藝專業的畢業生進行調研,發現學生在所學的知識和培養的能力和企業所需的人才具有一定的差距。本文以服務浙江及其周邊地區的經濟作為出發點,初步建立了溫州大學化學工程與工藝專業的CDIO工程教育理念,獲得了一些正面的成果,為將來進行深入教學改革奠定了基礎。同時,我們的改革嘗試也為CDIO工程理念在化學工程與工藝專業的教育改革提供了一些思路。
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