以工程能力為導向的化工教學改革與實踐研究

張曉琳，侯維敏，盧春蘭

(大連大學，遼寧大連 116000)

以工程能力為導向的化工教學改革與實踐研究

張曉琳，侯維敏，盧春蘭

(大連大學，遼寧大連 116000)

對具有優(yōu)秀工程能力的化工技術(shù)人才的培養(yǎng)，是國內(nèi)企業(yè)競爭處于不敗之地的基礎(chǔ)。本文在分析目前化工專業(yè)培養(yǎng)過程中學生工程能力不足的基礎(chǔ)上，提出了從課堂內(nèi)外多方面努力提升工程能力的方法，希望化工行業(yè)借助高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)，積極培養(yǎng)學生自主學習的能力、培養(yǎng)全方位的教師骨干，為培育更多優(yōu)秀的化工行業(yè)技術(shù)人才而努力。

工程能力；教學改革；化工

工程類人才的工程實踐能力是國家工業(yè)發(fā)展的重要支撐[1]。如何把化工專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)成一名高層次、復(fù)合型技術(shù)的應(yīng)用人才，這促使我們必須尋找一條適合的、行之有效的培養(yǎng)模式，使學生的工程化能力迅速提升，進入社會后能最快速度地適應(yīng)企業(yè)用人的需求[2]。

1 化工教學現(xiàn)狀與不足

化學工程與工藝專業(yè)旨在培養(yǎng)具備化學工程與化學工藝方面的知識，能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學研究等方面工作的工程技術(shù)人才。該專業(yè)對工程能力培養(yǎng)要求高，要求學生具備較好的工程能力以及深厚的化工技術(shù)基礎(chǔ)知識，畢業(yè)后要迅速實現(xiàn)向工程師的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)和企業(yè)的無縫接軌。因此，在課程中必須強化其工程能力的培養(yǎng)。

在本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課學習的過程中，有些學生只注重考試分數(shù)，為了考試而學習，不能對課程理論知識充分理解，導致了在解決實際問題過程中與理論嚴重脫節(jié)、工程能力欠缺。同時，部分高校教師缺乏工程實際經(jīng)驗，不能真正解決企業(yè)的實際問題。

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對工程技術(shù)專業(yè)人才需求日益增大，而本科生的學習狀態(tài)與高校的培養(yǎng)方式不足以培養(yǎng)出企業(yè)真正需要的創(chuàng)新性工程技術(shù)人員。因此，如何從院校的實際教學情況出發(fā)，培養(yǎng)出工程能力出色的畢業(yè)生是我們關(guān)心的重中之重。為了使我們的教育符合學生的認知規(guī)律，應(yīng)確保學校的教學效果,促進學生實踐應(yīng)用能力和科研創(chuàng)新能力的提高[3]。讓學生能夠主動積極地以實踐的方式在工程背景下學習課程理論知識，并使其達到工程能力和學科理論知識的完美結(jié)合。真正培養(yǎng)出高質(zhì)量高素質(zhì)的化工工程師，進一步推動國內(nèi)工程教育趕超世界先進。

2 化工專業(yè)工程化實踐能力培養(yǎng)思路

2.1 理論教學的改進

目前傳統(tǒng)的教學環(huán)節(jié)理論課時長、實踐環(huán)節(jié)少、和企業(yè)實際關(guān)聯(lián)小，不利于學生的工程能力培養(yǎng)。結(jié)合學生學習情況，我們可以從課程內(nèi)容以及課后評估兩方面對教學環(huán)節(jié)進行改進。

(1)課程內(nèi)容的改進。教師課堂教學中不要局限于介紹知識成果，而應(yīng)將重點放在成果取得的過程上，以激發(fā)學生的興趣和思維方式作為課堂教學的著重點。比起單純介紹定理公式，這種引導式教學方式更能讓學生接受[4]。課堂教學要更生動活潑，多利用多媒體、動畫等教學手段,更清楚地為學生講解，并在課堂上鼓勵學生發(fā)言，提出不同的想法，活躍課堂氣氛，鼓舞學生的學習熱情。

化工學院的教師都是自己領(lǐng)域的精英。有的老師有科研縱向課題，擅長催化劑合成、有機合成、化工工藝等，有利于培養(yǎng)學生科研思維；有的老師直接與企業(yè)有合作，有橫向課題，對企業(yè)了解深入。在傳統(tǒng)教學中可以增加工程導論課，讓多位老師分別在自己領(lǐng)域為學生深入淺出地講解，有利于學生更快更深地了解企業(yè)需求。

(2)課后評估的改進。在考察學生學習效果時，期末考試成績占了學生成績的大部分，達到70%～80%，這對學生能力的考核有很大的局限性，易使學生成為考試機器，思維能力僵化，應(yīng)適當增加考察學生綜合能力的分數(shù)。如化工設(shè)計課可以增加《項目建議書》或《可行性研究報告》等,對學生進行考核，讓學生以小組為單位，通過團隊合作完成考核，最后以課堂演講的形式來呈現(xiàn)。這種考核方式避免了學生高分低能現(xiàn)象。

2.2 實踐教學類課程的改進

2.2.1 化工實驗

實驗環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學生的動手實踐能力至關(guān)重要，但目前專業(yè)實驗中實驗種類比較有限，探索性實驗類型少，驗證性實驗居多。這對學生工程思維的系統(tǒng)性、全方位性的訓練是不利的，應(yīng)增加一些以學生為主體的設(shè)計性實驗項目。目前，解決這一問題的一個有效途徑是讓學生參與創(chuàng)新性實驗，如學校的創(chuàng)新大賽、全國大學生創(chuàng)業(yè)大賽等，讓學生從本專業(yè)出發(fā)，在教師專業(yè)指導下，自主研究創(chuàng)新，充分發(fā)揮學生的團隊合作能力、自主研發(fā)能力。

2.2.2 課程設(shè)計

課程設(shè)計是在學生已學過理論知識的基礎(chǔ)上開設(shè)的，目的是為了讓學生能學以致用。但傳統(tǒng)教學中，學生的設(shè)計題目由教師命題，設(shè)計成果由教師檢驗評判。這導致設(shè)計項目常常和企業(yè)實際脫軌，學生的學習主動性不能被積極地調(diào)動起來。為加強學生工程能力培養(yǎng)，課程設(shè)計題目來源調(diào)整分為以下兩大類。

(1)與企業(yè)實際項目相結(jié)合的設(shè)計項目類課題。校企聯(lián)合是學生接觸實踐的一個重要途徑，為了讓學生有更多的實踐機會，學校與周邊相關(guān)企業(yè)建立了實習基地，在學生見識實習和生產(chǎn)實習時把生產(chǎn)實際中遇到的問題和實際項目結(jié)合，如塔的產(chǎn)品純度調(diào)整，可以讓學生結(jié)合塔課程設(shè)計進行研究。

(2)與競賽緊密結(jié)合的項目?？梢酝ㄟ^讓學生參加遼寧省化工設(shè)計大賽和全國化工設(shè)計大賽的形式開展項目設(shè)計。競賽要求內(nèi)容廣,并且對軟件要求程度高。在設(shè)計中,學生會把所學的基礎(chǔ)課如四大化學以及專業(yè)課如化工熱力學、化工設(shè)備、化工原理、化工制圖等進行更深層次的理解和認識。通過設(shè)計競賽的形式，可以充分調(diào)動學生的學習主動性。實踐證明，這種以項目為主導的設(shè)計形式使學生更好地達到培養(yǎng)目標，增強學生的競爭意識。學生可以有機會和全國一流大學學生在一個競爭平臺上競爭，為學生走向社會提前做好準備。以工程設(shè)計為導向,以項目訓練為載體,通過“做中學”的方式，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神,提高學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力，使其適應(yīng)現(xiàn)代化的工程團隊、新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)需求[5]。

2.2.3 畢業(yè)論文

畢業(yè)論文是學生大四下學期走出校園前最后一次系統(tǒng)性、專業(yè)性的項目實踐訓練。這個過程既需要科研能力強、基礎(chǔ)理論知識豐厚的學術(shù)型導師，也需要具有實際工程經(jīng)驗的實踐型導師?？紤]到學院教師畢竟不如企業(yè)工程人員能更好地把握學生的職業(yè)發(fā)展需要，學院應(yīng)做出相應(yīng)的政策引導，如使學生聯(lián)系好實習企業(yè)甚至提前簽約企業(yè)，根據(jù)企業(yè)項目實際制定論文題目，引入企業(yè)高級工程師和學校教師共同指導其畢業(yè)論文，為學生建立起邁向企業(yè)的橋梁，把學校里學到的理論知識和實際工作崗位聯(lián)系在一起,提高學生的主觀能動性和積極性高，更好地培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力和綜合素質(zhì)。

2.3 充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺

網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)使教育的傳統(tǒng)模式產(chǎn)生了翻天覆地的變化，幕課、翻轉(zhuǎn)課堂、移動課堂等教育方式打破了教育的傳統(tǒng)理念，使學生有多種多樣的途徑和方式來學習本應(yīng)只能在傳統(tǒng)課堂上得到的知識。這也使教師不再拘泥于有限的課時中，可以充分利用課下的時間讓學生學習教師準備好的網(wǎng)絡(luò)視頻，而在課堂內(nèi)的時間則與學生進行良好的互動，有針對性地解決學生的疑難問題。

慕課即大規(guī)模的開放在線課程[6]，已經(jīng)成為一種新型的在線教學模式。它以全新的教學理念為全世界學習者提供了免費開放的前沿性、互動性的精品網(wǎng)絡(luò)課程資源，對高校教育的改革與發(fā)展起到了巨大的推動作用。慕課具有Massive(大規(guī)模)、Open(開放)、Online(在線)的特點[7]。它可以作為課堂理論教學的一個有效的補充。慕課的課時通常較短，只占時10分鐘左右，內(nèi)容短小精煉，更有利于學生掌握。在實驗課堂教師不需要過多重復(fù)講解和操作設(shè)備，學生可以從網(wǎng)上視頻直接學習，有問題再與教師互動交流。

翻轉(zhuǎn)課堂最早是美國科羅拉多州林地中的教師喬納森-伯爾曼和亞倫-薩姆斯開始使用的[8]。他們將視頻上傳到網(wǎng)上,供學生課后補課用。這種網(wǎng)上視頻可以充分培養(yǎng)學生的自主學習能力，教師可以利用課堂上的時間解決學生自學不能解決的疑難問題。在以往的傳統(tǒng)教學中，學生不可能有這么多和教師交流互動的時間。這種方式也符合“以學生為中心”的教學方式，使學生真正成為學習的主動者。

2.4 師資人才培養(yǎng)

在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，人才的需求量越來越大，而人才的培養(yǎng)離不開高素質(zhì)的師資隊伍。必須強化教師隊伍專業(yè)教學能力、專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[9]。

目前高校教師的組成中博士的占比越來越重，教師的專業(yè)知識儲備豐富。但大部分教師缺少企業(yè)實際工作經(jīng)驗，對學生工程能力的培養(yǎng)稍有欠缺。應(yīng)讓教師有機會走入化工廠實踐，給教師提供和企業(yè)工程人員面對面學習和技術(shù)交流的機會，甚至有條件時可以讓教師在企業(yè)中頂崗學習，在工作實踐中拓寬其知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)其應(yīng)用實踐能力，從而提高高校教師的工程能力和綜合素質(zhì)。

2.5 多元交叉學科

大學生在學校里學習的不僅是專業(yè)知識，更重要的是自主學習能力?；瘜W工程與工藝畢業(yè)的學生在真正走入企業(yè)需要的知識是多方面的，在項目設(shè)計過程中工藝模擬需要化工軟件和計算機編程的支撐，經(jīng)濟評價又要求設(shè)計人員具有一定的財務(wù)知識儲備等。因此，在化工專業(yè)本科就讀期間應(yīng)讓學生根據(jù)自身需求和興趣來選擇專業(yè)以外的選修課，以拓展自己的知識面。

3 結(jié)語

培養(yǎng)高素質(zhì)的化工專業(yè)本科畢業(yè)生是我國化工行業(yè)進一步提高并順利發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，具有優(yōu)秀工程能力的技術(shù)人才是國內(nèi)企業(yè)競爭處于不敗之地的基礎(chǔ)。本文在分析目前化工專業(yè)培養(yǎng)過程中學生工程能力不足的基礎(chǔ)上，提出了從課堂內(nèi)外多方面努力提升工程能力的方法，希望化工行業(yè)培養(yǎng)借助高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)，積極培養(yǎng)學生的自主學習能力、培養(yǎng)全方位的教師骨干，為培育更多優(yōu)秀的化工行業(yè)技術(shù)人才而努力。

[1]劉銀華.工科研究生工程及科研能力的培養(yǎng)方法思考[J].高教學刊,2016(3):224-225.

[2]魏秀珍,柳華貴,陳金媛.以學科公共平臺為依托的教育實踐能力培養(yǎng)體系構(gòu)建探索[J].中國教育學刊,2015(S1):43-44.

[3]牛聰,唐丹丹,張文慧.能力培養(yǎng)導向的工程流體力學課程改革初探[J].高教學刊,2017(6):54-55.

[4]王景濤,劉亞華.如何在理論課堂教學中培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力[J].教育教學論壇，2014(13):109-110.

[5]胡志剛,任勝兵,陳志剛,等.工程型本科人才培養(yǎng)方案及其優(yōu)化[J].高等工程教育研究,2010(6):20-28.

[6]許麗川,申世軍,劉洋.MOOC在高校實踐類課程教學設(shè)計中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索，2016(8):207-211.

[7]張忠.大規(guī)模開放在線課程設(shè)計研究[D].武漢:華中師范大學,2014.

[8]宋朝霞,俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志,2014(1):96-104.

[9]劉君義,方健.“雙師型”職教師資人才培養(yǎng)實踐教學體系改革實踐[J].職業(yè)技術(shù)教育,2013(2):10-13.

G642

A

2095-7602(2017)10-0149-03

2017-04-23

2016年度遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目“以工程能力為導向的教學模式在化工設(shè)計教學中的應(yīng)用研究與實踐”(遼教發(fā)[2016]23號)。

張曉琳(1974- )，女，副教授，博士，從事化工教學研究。