独立学院化学工程与工艺专业建设及特色发展的研究与实践 研究报告(2)

泪落晕清池 分享 2022-04-25 下载文档

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标的落实,专业特色的形成和巩固。

3 强化实践环节,加强素质教育,着重培养工程实践能力和创新能力

现代教育认为,知识的学习不再是目的,而是手段,是认识科学本质,训练思维能力,掌握学习方法的手段。在教学中强调的是发现知识的过程,强调的是创造性解决问题的方法和形成探究的精神。同时,近年来素质教育的思想逐渐深入人心,教学不再只强调传授知识,而是注重学生知识、能力、素质的综合协调发展。因此在培养方案中我们特别强化了实践教学环节,强调学生积极参与工程实践与科研实践,进一步提高学生的专业素质、工程动手能力、创新意识与合作精神。分析专业培养方案,除加强了基础课程,按照设定的特色培育目标构建了主要的专业核心课程体系外,其另一个大的特点就是强化了实践环节,增加了以培养学生工程实践能力和创新能力为目的的《中级实验化学》(32学时,10级;48学时,11级),《化工专业实验》(64学时),《化工工艺设计》(2周,10级;4周,11级),《化工仿真实训》(2周)。从10级、11级的化学工程与工艺专业的人才培养方案可以看出,实践学分比例逐年增加,依次分别为:30.2%,35.7%,从而从制度上保证了学生实践能力的培养落到实处。构建以专业能力培养为主线,按照“实验化学(基础化学实验)→化工原理实验、化工原理课程设计→专业实习、实训、专业实验→毕业设计(论文)”的实践教学体系。

4 加强教材和精品课建设,强化专业特色

教材建设反映教学内容改革的成果,积极推进教材、教学参考资料和教学课件三位一体的立体化教材建设,以“加强基础,精选内容,有所创新,有利教学”为原则,选用国内成熟的优秀教材,同时,密切结合本专业的特色,强化专业特色教材建设,由本专业教师主编、参编出版教材有《无机及分析化学》(主编,2011华中科技大学出版社)、《化工原理实验》(主编,2010化学工业出版社)、《无机及分析化学实验》(参编,2011化学工业出版社)、《化工专业实验》(自编自印)。加强重点课程的建设申报工作,其中《化工原理》、《无机及分析化学》、《实验化学》为校级重点建设课程。

5 依托学科优势和地域特点,彰显了石油化工特色

化学及其应用技术处于未来科技发展的中心地位已得到广泛共识。化学工业是我国规模经济技术密集性的支柱产业,与国民经济各领域及人民生活密切相关,其产值约占国民生产总值的10%以上。随着中国经济的持续增长,国家规划提出的建设“环境友好型、资源节约型社会”奋斗目标,使化学化工等学科的作用和地位更加突出,我国石油化工行业也获得了快速的发展。社会和行业的快速

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发展需要大量的化工专业技术人才,因而对化工技术人才的需求也会越来越多,尤其是精细化学品的合成与应用、化工生产工艺过程控制等方面的人才需求更为旺盛。学校本部化学工程与工艺专业是国家第六批在建特色专业,湖北省省级重点学科,在石油化工等领域具有明显的优势和特色,取得了丰硕的成果,学科水平较高。同时本部拥有与该专业密切相关的硕士点5个,师资力量雄厚,可利用的教学资源颇多。考虑到学校所在地江汉平原及周边地区有多家大型石油化工国企(江汉油田、武汉石化、荆门石化、岳阳巴陵石化、九江石化等),与石油石化相关的民营企业也非常多,仅荆州市产值过亿的民企就有华隆化工、江汉精细、楚源化工、汉科科技等,而荆州市的石油化工、精细化工、新能源开发及资源有效利用等行业将作为市政府的支柱产业重点进行开发建设。同时我们紧靠江汉油田,有较好的油田背景,专业教师原本对化石能源的研究较为深入,因此我们认为本院开设的化学工程与工艺专业不仅有地域、行业优势,而且在教学资源、教师科研方面都具备相应条件,同时本专业连续几年毕业生就业情况良好。基于以上分析,我们在专业培养计划的制定与修缮中,逐步体现石油化工特色优势,在理论教学和实践教学环节中加强特色培养,同时考虑到今后整个能源的发展态势,拟积极向能源化学方向拓展,以便形成不同独立学院化学工程与工艺专业的特色专业方向,并在专业培养方案中予以了突出和固化,使得整个培养方案更加契合专业定位和培养目标的实现。

(三)改革实践教学体系,加强工程能力培养

本专业一直注重实践教学内容和教学模式的改革和创新,针对本专业的专业知识、能力结构特点和办学特色,以培养工程实践能力为目标,注重创新能力的培养,加强设计性和研究性实验,引入现代化实验教学手段,通过改革实验方法和开放实验室,推行“综合素质+特色教育”的模式,以整体优化的思想来构建实践教学体系和教学内容,确保学生的实践教学效果。因此,我们对实践教学进行了系列改革。加强了实验室、实训室及实习基地的建设,在教学计划中,加大实践教学力度,专业基础实验课单独设课,开设综合性、设计性实验;在课程设计的构建上采用优化设计组合,尽量以工厂实习素材为课程设计内容,学生实习贯穿于各个教学环节,培养学生工程基础技能和工程基础素质。

1 加强实验室建设,构建实践教学平台

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化工专业实验教学注重学生的动手能力、理论与实践相结合能力、综合素质和创新能力的培养,加大实验室的建设,构建了实践教学平台。经过连续几年的建设,目前化工专业有化工原理实验室、化工分析实验室、化工开发实验室、制备与测试实验室、化工过程与控制仿真实训室和创新实验室,实验室面积600m2,实验设备总数为310台(套),资产总值261.2096万元。为培养具有一定石油化工产品研发、分析检验等能力的基层技术人才,提供了有力的物质保障。

2 优化实验项目,强化实验操作能力的训练

独立学院培养的是一线应用型人才,应该在掌握基本理论、知识和方法的基础上,以能力为本位,突出自我获取知识、生产实践和工程技术应用能力。因此教学的重点应放在培养学生适应岗位需要的实践能力方面,而为了达到以上目的,我们研究了工程实践能力培养需具备的知识、能力、素质结构,认为加强实验教学,培养学生动手能力,提高综合实验能力是一个重要方面,为此修订了人才培养方案,对实验课程体系和实验教学内容进行了改革,编写了实践课程教学大纲。专业基础实验单独设课,自成体系(见表1)。每课程实验又分基础技术、基本技能和综合、设计三个层次,由基础到综合、设计顺序循序渐进,同时打破以必修实验一统天下的局面,增大选修实验比例;按照课程特点和学生成长规律,合理地安排实验内容。

表1 化学工程与工艺专业单独设课实验名称及学时情况

近二年来,化学工程与工艺专业单独设课的实验门数已经由6门增至7门,

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学时由352学时增至408学时,实验项目由61个增加到86个,其中综合、设计性实验72个,占实验总数的83.7%,上机实训项目7个,大大加强了学生实验动手能力和岗位操作能力的培养。

其次对实验内容进行调整与整合,增开综合、设计型实验,(综合、设计型实验项目见附件四)。如化工原理实验中填料塔流体力学性能测定实验,与填料塔传质系数的测定实验,原来是二个分开的实验,但使用的是同一个实验装置,其实验原理、过程和数据也是相互关联的,现将其整合为氧吸收与解吸综合实验,研究流体流动对传质阻力的影响,使学生受到综合的实践训练,相对于二个单独的分开实验,其效果要好得多。同时,新增的实验装置采用计算机在线数据采集与控制系统,引入先进的测试手段和数据处理技术,实验室开放教学,提高学生的动手能力,增强学生的学习兴趣。

3 树立工程实践概念,加强课程设计中计算机应用能力的培养

课程设计是培养学生工程设计能力的重要实践教学环节,是对多门相互联系的基础课、专业基础课理论知识的综合和实践应用。学生在亲自动手完成设计任务的过程中,可获得综合应用理论知识完成工程设计的基本能力。为此我们开设了《化工原理课程设计》、《化工机械与设备课程设计》、《计算机工程制图课程设计》。我们要求学生根据教师提出的设计任务,查阅相关文献资料,取得设计数据,用计算机进行数据处理,完成工艺计算和图表编制,应用AutoCAD完成装配图和工艺流程图的绘制。在设计说明书的最后部分,要求学生对设计结果进行分析和讨论,并对设计过程做出总结,使学生学会工艺设计的步骤和过程,帮助学生树立工程实践概念。在设计过程中,鼓励学生应用软件进行物性数据查询和应用编程语言完成工艺计算的软件编制,加强学生计算机应用能力,体现计算机在设计中的重要性。在这个过程中培养学生发现问题、解决问题的能力,充分调动学生的主观能动性;同时老师对学生的课程设计进行点评、指导,提高学生的学习兴趣,培养学生的技术交流能力,增强学生学习的信心与主动性。

4 重视化工过程与控制仿真实训(PS),加强岗位操作技能的培养

随着计算机技术的发展,仿真技术逐渐应用到化工专业的实践教学中,计算机仿真实习属于模拟生产实际过程,这样不但可弥补化学工业生产因易燃易爆有毒而禁止实习学生亲自动手操作的不足,更加贴近现代生产实际,让学生对化学工业生产现场操作有一种直观的感觉,从而激励了学生学习工程知识的积极性,由一种被动状态转变成一种主动状态。课题组成员认识到仿真实训对化工专业学生工程实践能力培养的重要性后,调整了学生的教学计划,增开了化工过程与控制仿真实训,并列入人才培养方案。学生通过PS(Personal Simulator)仿真软件

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知道了化工过程随时间动态变化的规律,亲自动手进行全工况操作。如化工过程中典型的单元操作:离心泵、热交换器、压缩、间歇反应、连续反应、加热炉、吸收、精馏等都通过生产实例进行操作控制。也对综合性工艺过程如:锅炉生产操作、合成氨转化工段工艺、原油常压减压蒸馏工艺及石油催化裂化反应再生工艺的装置流程及工艺控制过程进行开、停车,事故处理等生产操作控制。通过这样的仿真实训,解决了学生下厂实习“只许看,不准动”的难题。学生通过亲自动手模拟开车、停车和典型事故处理训练,提高了理论联系实际、分析问题、解决问题的能力,培训了学生岗位操作技能。例如离心泵的开车,学生就可明白高点排气,低点放凝的道理,也可以直观的看到泵内有气时气缚现象。同时通过装置流程了解化工、石油化工及炼油过程的工艺流程与过程控制系统的知识,理解了安全保护控制系统的作用原理,学会工业(PID)调节器的使用,参数调整及复杂控制系统的投运方法。对生产过程进行模拟操作,形象逼真地了解生产过程和设备内部结构,让学生有一个身临其境的体会。

5 训练工程能力为主线,将工厂实践贯穿教学全过程

工厂实习贯穿大学整个教学过程。第二学期未(假期)进行为期4周的《社会实践》,集体组织去沿海开放城市的工厂参观,进行生产管理见习,重在素质能力拓展训练和工厂环境了解;第四学期开始工程认识实习2周,使学生对化工厂生产流程、工厂布置、设备运行等系统轮廓有所了解;第六学期进行化工工艺设计4周,培养学生工程基础技能和工程基础素质,使学生尽快地接触和熟悉工程技术的基础知识和工程环境。第七学期进行化工过程与控制仿真实训2周,模拟典型化工生产装置进行生产操作及常见故障处理,强化岗位操作技能;第八学期进行毕业实习和毕业设计,弄清工艺或产品设计的流程,掌握工程设计方法,重在培养学生的实际动手能力,和分析问题、解决问题的能力。这样以工程能力培养为主线,将社会实践、认识实习、专业实习、生产操作实训、毕业设计融为一体,四年不断线,培养、训练学生的工程能力,操作技能,做到知识、技能和个人素质的协调发展。

(四)完善专业实习与毕业设计,强化产学研合作教育

专业实习、毕业设计是培养与提高学生工程实践能力的重要环节,它是一种工程训练与研究性学习,强化产学研合作教育,完善实习和实践教学基地,是培养学生创新精神和实践能力的重要场所,是学生了解社会和企业、接触生产实践的桥梁,也是高等学校实现人才培养目标的重要条件保证。加强实习基地的建设和规划是学校事业发展的需要,是实现办学目标的需要,是学校与社会和企业互动的需要,必须要高度重视实习基地的建设和规划。

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1 建立实习基地,外聘指导老师,强化岗位实践技能

要加强学生的岗位实践技能培养,首先要建立符合专业特色的实践教学基地,选择先进的、有代表性的化工生产装置,使学生在有限的时间内较全面了解到化工基本原理在工业实际中的应用,认识理论与生产实践的转化过程,提高工程意识。经过多方努力,我们在相关化工企业建立了专门的专业教学实习基地。主要的教学实习基地有:江汉油田、荆门石油化工总厂、湖北沙隆达化工股份有限公司、荆州市江汉精细化工公司和荆州市天合化工股份有限公司。沙隆达、荆门石化均为大型综合性化工企业,江汉精细、天合化工为精细化学品生产企业。为了提高岗位实践质量,还在实习企业聘请了高级工程技术人员做校外指导老师,对学生进行培训,强化岗位实践技能培养。同时项目负责人与企业技术人员一起参与编写了以实习基地生产工艺为主要内容的《化学化工专业实习》教材(已由石油工业出版社发行),供学生实习、专业课教学使用。

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