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为深入了解湖北省石油和化学工业产业对化工类毕业生的素质要求,从而深化教育教学改革,修订和完善人才培养方案,武汉工程大学牵头,组织湖北省化学工程与工艺专业校企合作联盟所属企业和高校,对湖北省石油和化学工业100余家相关企业进行了走访、调研和问卷调查,整理并分析收集到的资料和数据。调研、调查结果显示,湖北省石油化工产业对化工类人才培养的建议主要有:1.高校要通过工学结合、校企合作、实训实习、在线仿真模拟训练等形式,加大实践教学的比重,以提高学生的工程实践能力,使其具有对化工新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力;2.学生要培养良好的沟通和社交能力、团队协作精神,以及吃苦奉献、任劳任怨的良好职业道德,成长为高素质全面人才,为毕业后快速融入工作、适应工作、胜任工作奠定基础。
武汉工程大学化工类人才培养模式改革
(一)以现代企业需求为导向,注重专业内涵建设
按照企业和市场的双重需求,通过对教学内容和人才培养模式进行相应的改革,进一步优化学科专业结构、理顺知识体系,促进教学的改革与创新,使该专业在竞争中具有自己的制高点和旺盛的生命力。[5]例如,针对武汉石化“80万吨乙烯工程”及武汉化工新区对石油化工相关专业人才的需求,我校于2005年新设石油炼制与有机化工专业方向,并制定了相应的人才培养方案。由于学校培养人才注重目的性和针对性,该专业方向毕业生现拥有较为宽阔的就业空间,处于较为有利的就业竞争态势。学校于2006年实施“E+化工”人才培养模式,目的是通过实施“英语+化工”(简称为“E+”)双专业一体化的人才培养模式,造就一批英语扎实、专业过硬、英语和化工专业都是强项的高素质复合型人才。从2010年到现在,该专业方向本科毕业生供不应求。为了满足当前社会对化工工程师人才的需求,学校自2010年以来积极启动“卓越工程师教育培养计划”申报工作,获批了化学工程与工艺专业的“卓越工程师教育培养计划”试点专业,制定了该专业的学校培养标准和企业培养方案,并与湖北宜化集团有限责任公司、武汉人福医药集团股份有限公司、武汉钢铁集团大冶铁矿等企业签订了共建国家级工程实践教育中心的协议,为培养“基础扎实、知识面宽,实践创新能力强,德、智、体、美全面发展的高级工程技术人才”奠定了坚实的基础。当前,教育全球化与国际交流的趋势日益明显。为了适应化工国际化的趋势,学校在保持原有化工专业方向和特色的前提下,于2011年新开设了化工国际特色班,与国外著名大学联合培养学生,实施与国际化本科教育接轨的培养方案,适应国际市场经济下的人才需求。学生在武汉工程大学学习2年,成绩合格符合要求者,可申请到美国路易斯安那大学、密苏里大学等学习2年,完成学业可获得武汉工程大学毕业证书和学士学位及路易斯安那大学学士学位。
(二)改善教学方法,突出学生创新能力培养
企业取得成功的决定性因素是人力资源,人力资源是企业核心竞争力的最重要部分,因此员工工作能力与素质的提高越来越受企业的重视。石油化工企业主要从事高温高压、易燃易爆的石油、天然气的加工生产,业务对象的特殊性使得该类企业对基层操作员工的技能操作要求与其他行业有所不同。与此同时,随着在石油化工企业的现代化生产中越来越多的自动化仪器设备运用,这也提高了对一线员工的工作标准要求。进入基层单位的新员工虽然大多经过学校的正规教育,已建立了基础知识体系,但是面对高危工作环境、复杂操作流程以及全新的设备仪器,要想短时间适应工作,融入企业,仅靠自身的适应能力是不够的。企业的发展离不开员工,员工的发展离不开培训,在石油化工类企业高速发展的今天,选择有效的新员工入职培训模式作为企业人才培养的第一步,将为企业的长远发展起到至关重要的作用。
一、入职培训的内涵及其作用
1.入职培训的内涵
培训是指组织为了提高员工学习和工作的有关能力,改善员工工作业绩和组织经营绩效而采取的一系列有计划的人力资本投资过程。这种能力包括完成工作所需要的知识、技能、态度等。入职培训是一种专门为新员工设计和实施的培训模式,是企业将聘用的员工从“学院人”、“社会人”转变为“职业人”、“企业人”的过程,同时也是新员工从组织外部融入到组织及团队内部,成为团队一员的过程。在企业培训管理、实施的运作中,系统培训模式最为常用。完备的培训系统模型包括四个阶段:需求分析、培训设计、培训实施以及培训评估。新员工的入职培训作为培训中的一种,同样也适用此种模型。
图1培训系统模型
2.石油化工企业新员工入职培训的作用
成功的新员工入职培训对企业发展具有重要的促进作用:首先,它可以促使新员工明确自身的岗位职责,适应企业的主营业务和管理方式,掌握基本的工作技能,尽快适应新岗位;同时,它能帮助新员工尽快建立良好的人际关系,增强员工问的团队意识,营造积极的合作氛围;此外,它还能更好地激发新员工的工作兴趣,发掘其工作潜力,为企业创造更大的价值。
石油化工企业的精细化发展不仅需要拥有良好技能的技术性人才,更需要企业文化认同者和具有自主学习能力的创造性人才。新员工往往带着极高的工作热情与期望进入企业,但是面对新的环境,特别是石油化工企业高温高压、易燃易爆的特殊环境,容易产生紧张的情绪和极大的心理压力,从一定程度上阻碍了其对新环境的适应。因此建立长效的培训机制、搭建针对性的培训模式对于帮助基层新员工消除紧张情绪,熟悉工作环境,掌握必要技能,快速成长并发挥新生力量的积极性和创新性尤为重要。
二、石油化工企业新员工入职培训的基本做法和存在问题分析
当前,石油化工类企业对新员工的培训主要采取从公司到厂级,再到车间、班组,统筹安排、分级实施、统一考核的培训模式,培训期通常持续1年时间。在公司级和厂级培训阶段主要以集中培训为主,通过采用定期讲座、集体讨论、视频等形式,就企业文化、企业经营战略和安全知识等方面的内容进行培训;而进入车间级后则以定岗实习的形式进行,主要通过以集体授课的形式进行岗前安全培训,进入班组后则采用一对一的师带徒结合案例分析的方法,就岗位基本任职能力进行培训,内容涉及生产流程、工艺指标、设备管理、操作技能。培训计划的制订根据培训层面的不同顺次由公司、厂级、车间联合完成;评估则主要采用论文答辩结合自我总结、导师与单位评价的方式进行综合评判。在这个过程中,培训效果并不理想。究其原因,主要存在以下几个方面的问题:
1.前期需求分析不足
由于石油化工企业的特殊性,其人力资源管理中新员工的招聘与培训存在脱节的现象,加之内部二次分配的既定程序,基层单位通常在与新员工正式接触前就已经制定好了培训计划,不可避免会出现培训计划太过刻板,忽视了新员工的个体差异性,很少考虑在岗位需求和员工的基础素质之间寻找平衡点。与此同时,当培训计划涵盖的周期较长时,培训期间根据受训者的反应和阶段性培训效果进行调整的情况不多,造成入职培训灵活性不强。
2.培训周期与培训内容的矛盾冲突
由于前期需求分析不足,同时抱着能让新员工尽快适应环境、迅速成长的急切心态,企业在制定入职培训计划时,通常把自认为重要的内容全部安排在培训中;加之对时间成本的顾虑,企业通常尽可能缩短培训周期,使得培训表面上面面俱到却无法让新员工留下深刻印象。入职培训的短期安排与培训内容的杂乱性冲突不仅难以帮助新员工尽快了解企业,并且在一定程度上增加了他们的焦虑和压力。
3.培训方式与方法上的缺陷
石油化工企业基层单位需要的专业技术人才必须掌握安全方面的基本常识、企业文化、团队建设、企业发展战略、生产流程等多层次的内容。面对如此繁杂的知识体系,长期以来,企业习惯于采用填鸭式的灌输方式,新员工也因为对新环境的不熟悉,习惯于被动的接受。其入职培训的基调主要以知识灌输为主,在激发新员工积极性、主动性和独立性、创造性方面较为薄弱。
三、对石油化工企业新员工入职培训模式的构思
1.搭建入职培训闭环模式
入职培训的有效性取决于培训供需的一致程度,其前提条件就是要通过培训师与受训者之间的及时沟通形成对等的信息流,因此在传统的培训系统中应加入沟通和反馈的环节,以形成一个闭环模式。
根据石油化工企业的特殊性,可以将新员工从厂级培训,到车间培训,再到班组培训以及接近一年的学徒学习,这一系列过程看做是新员工的入职培训阶段。不论是整个的系统过程,还是单次的具体培训,反馈和沟通都是必不可少的。培训师与培训安排者如果缺乏沟通,不可避免培训内容的重复和培训内容的缺失。随着培训的推进,单位与新员工之间的实际了解程度,取决于得到信息的真实程度,而得到信息的准确度取决于沟通的有效性,所以良好的沟通和反馈可以起到为培训树航标的作用。具体来说,一方面新员工的特长、喜好等个人特征逐渐显露,单位对新员工的岗位胜任力有了更多的了解,因此需要调整原有安排;另一方面随着新员工对环境和岗位职责的认识逐渐加深,其需求也会逐步明确,因此在培训的每一阶段,培训师应与受训者充分沟通,重新了解受训者即时需求,适时调整培训计划。与此同时,应该重视培训中的阶段性评估,评估的结果可以做为培训计划调整的
依据之一。
2.优化培训模式的具体措施
(1)以需求调查分析为基础,量身打造培训计划
当前,许多企业的入职培训都采用一成不变、简单重复的批量培训方式;而有效的入职培训绝非量贩式的培训模板,它要求在培训的过程中逐渐根据对受训者的了解细化、调整计划。若在岗位分配前没有条件进行因人配岗,那么因才施教就显得尤为重要。由于新员工之间存在个体差异,那么入职培训的要求则可划分为共同的基本要求和因人而异的特殊要求。入职培训前期可以将相应岗位所需的基本知识和能力要求作为共同的培训计划;在一个月后,根据考核和沟通了解新员工的掌握能力,并对其在实习过程中所需的帮助和指导进行摸底,作为下一个培训计划调整和细化的依据。在有条件的情况下,为使培训计划的制定更具针对性,调查的方式最好采用一对一的面谈,或直接让员工参与制定自己的培训计划,据此每月月初对当月原有计划进行调整和完善,做到培训计划量身打造。
(2)以创新能力培养为核心,重视启发式教学
石油化工企业对员工的操作能力和突发事件的判断和处理能力要求较高,同时其人员设置往往比较精简,因此新员工不仅要对理论知识和操作流程熟练掌握,更要学会活学活用,以具备独立顶岗的能力。工艺流程中关键岗位的某些操作环节会受到主观因素影响,仅凭按部就班地遵守操作规程很难达到最佳效果。由于不同师傅的经验和习惯各异,师傅的教导又带有很强的主观性,新员工容易形成“师傅说应该怎么做”而不是“我该怎么做”的思维方式。为了削弱这种影响,可在新员工掌握基本知识后,采用情境模拟的方式,例如把操作流程和突发事件的假设做成卡片或利用信息技术进行电脑模拟,让新员工独立思考、单独判断,并进行对应的模拟操作。
另一方面,如今进入基层单位的新员工通常是大学生,企业应根据他们基础知识和技能掌握的进度,鼓励他们自愿参与技术革新等创造性开发活动,避免强迫式的任务分配。在安全条件得以保证的前提下,基层单位若能根据岗位培养的需要和实际操作的重难点,引导他们将生产中遇到的问题作为课题进行研究,则不仅可以提高他们的责任感,也能提高他们的学习热情,提高其创新思维和综合分析能力。
(3)以交流沟通为纽带,重视对过程的管理
在石油化工企业的培训体制中,入职培训计划的制订者通常是领导、各级管理层,但作为培训活动实施者的却是生产一线的师傅。从整个入职培训过程来看,绝大部分时间的培训都是新员工与其师傅之间一对一的交流,因此师傅实际上才是培训过程和效果的直接体会一方,从理论上来讲具有培训评估的绝对发言权。但在实际中由于师傅在组织中所扮演的角色和自身水平的局限性,他们更倾向于简单、重复的操作性培训,而缺乏对培训系统性和前瞻性的考虑。在培训评估环节,对新员工的考核评估由师傅、基层单位的负责人以及厂级的管理者、人力资源部门多方共同完成,但培训者、受训者与领导之间往往不能直接三方沟通,彼此的信息不对称,因此评估结果的准确程度会受影响,并影响后续培训效果。因此,只有加强对过程的管理,才能保障入职培训有序、有效地开展。过程管理在这里体现为两方面:一是加强对新员工学习效果的综合评估,重视情况的反馈;二是加强与新员工的沟通,深入了解培训者的情况,并对培训者行为采取合理控制。
(4)引导新员工自学,变被动接收为主动汲取
(一)模块化人才培养方案改革的基本步骤及结果
1.修订人才培养目标我们将化学T程与工艺专业新的人才培养目标修订为本专业培养具有高度社会责任感和职业道德素养的化学化工类高素质应用型人才,所培养的人才不仅能够适应北部湾区域化工类产业发展的需要,而且能够服务广西、辐射东盟,为大化工产业的发展提供保障;所培养人才是掌握化学工程与工艺专业的基本理论知识,具备一定的实践技能、创新能力和继续学习能力的应用型人才,能够满足北部湾经济区包括石油化工、精细化工、无机化工、有机化工、煤化工、教育科研等领域发展对专业人才的要求。毕业生可以在这些领域从事工业生产、生产技术改进、技术开发、工程设计及管理、教育科研等工作。
2.确定培养规格与要求
(1)素质要求。本专业学生要具有较高的思想觉悟和道德意识;具有较强的化工实验技能、工程设计方法、丁?程实践等专业素质;具有较强的运用化学工程与工艺知识和技能综合解决专业问题的能力;具有较强的适应能力和团队合作精神;具有较强的自学和知识更新能力,能够运用现代信息技术实现自我发展。
(2)知识体系。掌握大学英语、计算机基础等公共基础知识;掌握高等数学、大学物理、工程制图、无机化学、有机化学等专业基础知识;掌握化工原理、化工热力学、化学反应工程等专业核心知识;掌握石油炼制工程、化工仪表及自动化、化工工艺学、精细有机合成及工艺学、化工分离工程、化工设计、工程制图等从事石油炼制、石油化工、精细化工等化工行业所需的专业知识;了解环保法规、劳动安全保护以及职业健康等知识。
(3)能力要求。具有较强的综合素质、较强的专业综合素质,掌握工程设计方法、工程实践等实践技能;具备石油炼制、石油化工、精细化工等行业生产所需的综合实践能力;具备较高的综合素养和实践能力,能够综合运用所学知识和技能解决实际问题;对新产品、新工艺、新技术和新设备具有一定的研究设计能力。
3.将培养规格与要求分解为能力要素化学工程与工艺专业能力要素分解与实现途径。
4.将知识点及知识点应用组合成模块根据新修订的专业培养目标,我们突破现有学科分类的条框,打破原有的课程体系,从学生能力培养要求出发,统筹规划学生的知识、能力、素质培养体系,将能力培养贯穿于各教学环节的始终,设计出合理的课程模块,建立以能力为导向的应用型人才培养教学体系。分别设计出公共基础模块、专业基础模块、专业核心模块、专业拓展模块和综合运用模块。针对能力培养目标,利用这些设计出来的课程模块,将教学课程内容进行重组,使教学形式多样化,实现了对原有课程的整合优化,构建了化学工程与工艺专业应用型人才培养的模块化课程体系。
(二)模块化人才培养方案改革的实施概况自2012年以来,我们按照先改先试、边改边试、边总结边试、边试边推广的基本策略,依托“化学工艺广西高校重点学科”“北部湾石油天然气资源有效利用广西高校重点实验室”和“化学工程与工艺省级特色专业及课程一体化建设项目”,先在化学工程与工艺(石油化工)广西高校特色专业试行模块化教学改革,并在2013级本科生教学中实际应用,然后逐步向油气储运工程专业辐射。
(三)模块化人才培养方案改革实施的初步效果化学工程与工艺专业实施模块化人才培养方案改革后,其在应用转型发展和应用型人才培养方面初步显现出良好的效果,具体表现为:一是初步解决了旧有人才培养方案应用型人才培养目标不明确的问题,二是初步解决了如何增强学生运用知识解决实际问题的能力的问题,三是初步解决了校企、校地合作与产学研不够深人的问题,四是初步解决了教师教学与学生学习相脱节的问题,五是初步解决了学生个性化发展和因材施教不能协调发展的问题。
二、化学工程与工艺本科专业模块化人才培养方案改革的思考
(一)总体评价
1.理念和目标定位明确钦州学院提出“主动服务北部湾经济社会发展,重点建设涉海类学科专业及临海工业的学科,为北部湾经济开放开发培养髙质量应用型人才”的人才培养理念以及确定“以社会需求为导向,以服务区域经济社会发展为宗旨,把学校建成适应1K域经济社会发展特别是广西北部湾经济IS:发展需要的,特色鲜明的多科性、区域性教学型大学”发展目标定位,已贯彻在化学工程与工艺专业人才培养方案中。
2.培养目标和人才规格基本符合社会经济发展对化工类人才素质的要求化学工程与工艺专业人才培养方案是依据该专业所对应的工作岗位确定其能力要素,并认真分析培养各种能力所需的路径和不同的课程模块,确定了不同能力、素质要素和模块课程对应表,通过不同的模块课程教学实现相应的能力和素质的养成。
3.实践学分比例显著提高,体现了应用型人才培养的要求化学工程与工艺专业实践教学学时(含课内实践和集中实践性教学)占总学时比例33.9%,实践教学学分占总学分比例42.5%,体现了应用型人才培养的特点。
4.实践教学环节贯穿全程,体现了应用型人才培养的基本规律应用型人才培养重在应用能力和实践能力的培养,而这些能力的培养需要长期、不间断的训练。化学工程与工艺专业人才培养方案中安排了不间断、持续的专业实践能力的训练,难能可贵。
(二)值得思考的问题
1.课程设置与人才培养目标、人才培养规格一致性的问题课程设置应根据培养目标和人才规格,通过课程教学达到预设的人才素质要求和实现培养目标。如“培养规格和要求”中有“能从事教育科研领域工作”的描述,但无相关课程。
2.学分计算标准不统一,易导致教学任务不均衡(1)不同课程学分对应的课时不同。有16课时,如有机化学;也有17课时,如化工热力学;个别的有36课时,如大学体育。(2)实践教学每周对应的学分差异更大。专业见习4周1学分,专业实习8周5学分,毕业论文设计14周14学分。学分是计算学生学习量的单位,也是计算教师工作量的单位。同一个专业的学分折算学时(课时)的标准应统一,便于平衡学生学习量和教师工作量的分配。
3.没有足够的自主学习和选修课程,弹性学制学业难以操作实行学分制的重要目的之一就是满足学生个性化学习需要,允许学生选学不同的课程,允许学生提前或滞后毕业。要想提前毕业就必须给学生创造提前修满学分的机会,但现在的方案设计显然做不到让学生提前毕业。必须有相当量的自主学习和选修课程,开放教学时空,如假期课程、网络课程、竞赛学分、职业证书学分、自主申请毕业论文开题与答辩等。
2化工专业英语教学实践改革的方案——专题报告教学模式
在教材中完善的同时,及时更新化工专业英语的教学大纲和课程教授内容的PPT制作。在此主要强调PPT的模块式教学,将课程的教授分成八个系列专题报告,每一个专题可以论述一个具体领域的概况,便于学生更全面地认识化学工程与工艺专业究竟是一个怎么样的行业。结合学生已修过的《化工热力学》、《化工原理》、《分离工程》、《洁净煤技术》、《化工设计》、《石油炼制工程》专业课,尤其是煤化工(煤制油、煤制天然气、煤制甲醇、煤制烯烃)、煤层气综合利用、清洁油品生产、生物质能转化、稀土洁净化生产等领域发展,列举出各个领域中典型的工艺进行介绍,可以更加深刻理解各个工艺过程。比如,专题报告五主要介绍聚丙烯聚丙烯产品的特点和用途,生产工艺的具体流程和特点,以及催化剂的特性。专题报告教学模式(图2)的教学更能提高学生对于前言工艺和典型的认识和熟悉,为学生步入社会和工作岗位奠定一定的基础。
3科技论文写作的初步入门
通常情况下,科技英语论文文章结构严谨,文体形式多样化,如论文、论述、实验报告、教材、专利、说明书等,文章尊重客观事实,多以叙述原理,描述自然现象为主,用词严谨、理论推导多、表达明确、逻辑性强。为此,从化工领域的期刊中(比如,Industrial&EngineeringChemistryResearch.,AIchE,Energy&Fuel等)中选取几篇文章,每篇论文的大体框架基本为题目、作者及地址、摘要、前言、实验部分、结果与讨论、结论、致谢、参考文献等九个部分,然后进行阅读讲解,着重介绍阅读过程中如何迅速把握论文的重点,哪些需要精读,哪些需要略读,在此基础上才能有效提高阅读论文的效率。在熟练阅读的基础上,针对以上的论文框架,展开具体每个部分应该怎样去写,并进行举例说明。每讲完一部分,需要给出一个题目,要求同学们一起来讨论并给出一个具体的写作方案,这些全部都要求学生在课堂上完成,这样便于及时消化内容,达到趁热打铁的效果。在学期末组织学生模拟参加一次国际学术会议,将课上的同学分成几个大组,各组的学生可以在课下利用课余时间搜集一些针对化工领域的相关材料,亲自动手组织和编写材料,制作PPT,并与其它组的学生进行交流和讲解,这样既能使学生及时了解当今世界最新科技动态,又能将本人在专业领域研究的新成果和新思路直接与同行进行交流。这样也可以打破传统的以教师为主的劣势,充分发挥学生的主观能动性和团队协作能力,从读、写、讲上突破自我,更加适应专业英语对于化工专业人才的培养。
二、专业建设的指导思想
过程装备与控制工程专业建设的基本思路是“以过程装备设计为主体,以过程原理与装备控制技术应用为其两翼(简称‘一体两翼’)”的复合型专业[3],培养以工程师为主的应用型人才。专业发展方向:了解工艺过程,熟悉机械基础,突出过程装备及控制。研究内容包括:过程装备设计与制造、高效节能装备的开发、成套装置的开发与设计、成套工程、设备结构及强度理论、过程安全理论技术与装备、流程参数控制理论与技术、粉体理论与技术等。主要服务对象定位能在化工、石油化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械和劳动安全等行业从事过程装备与控制的设计、研究、运营、技术开发与及管理工作。三、专业建设的主要措施
(一)专业培养目标的定位
参照过程装备与控制工程专业教学指导委员会制订的总体框架,专业的培养目标重新定位为:培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识;能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习化学工程、机械工程及控制工程等方面的基础理论,掌握过程装备设计的基本概念、基本理论及基本方法,具备工程师的基本素质,能够运用基本理论研制、开发、制造及生产组织管理等[4]。教学计划体现了“一体两翼”的专业总体构架,实现了化学工程、机械工程和控制工程多学科交叉。
(二)建设高素质专业师资队伍
建立一支高素质、结构合理的师资队伍,是专业建设的关键。目前,该专业已形成一支学历层次高(博士占25%,硕士占75%)、年龄结构和职称结构比较合理(45岁以下占65%、高级职称占75%)、专业素质水平较高的教师队伍[1]。为弥补原“化机”专业教师过程控制方面理论知识的欠缺,我们引进二位博士来做过程控制带头人。
(三)更新教学方法及手段
在教学方法上,采用互动式、启发式教学,讲课突出重点[1]。对容易理解掌握的内容要求学生以自学为主,教师只起督促、答疑质疑和考核作用,让学生自学和教师讲授、指导、解难答疑相结合。促进了学生学习的积极性,使学生获取知识的能力大大增强。在教学手段上,利用先进教学技术,采用多媒体(CAI)和教学模具教学。如过程装备制造、过程设备设计、过程机械和化工原理等课程,使用三维课件加图片资料讲解,增加动态演示效果,看到了只能下厂实习才能看到的设备结构、工作过程,形象生动真实。加深了学生对制造过程、设备结构和工作原理的理解,提高了教学效果。解决了黑板甚至挂图也难以表达的问题。激发了学生学习的兴趣。
(四)调整和优化课程体系
根据辽宁工业大学的实际情况,以培养目标为指导、以知识结构为框架、以培养规格为尺度,进行理论教学与实践教学内容的合理配置。在教育思想上由传授知识转变为能力培养;在课程内容上按照“加强基础、砍掉重复”的原则进行重组,并充分注意各课程的分工、衔接、协调与补充[2]。在教学计划和课程体系方面,以过程装备为主体,以化工过程和过程控制为两翼,具体地说:过程的主体是化工装置,包括化工单元设备及设备成套技术,且必须以工艺技术(化工过程)和过程控制为补充,从而使之成为培养工程型人才的摇篮。贯彻厚基础、宽专业、强能力、高素质的基本原则[2]。结合辽宁工业大学的实际情况,过程装备与控制工程专业课程体系如下:
1.精炼化工方面课程、加重机械方面课程、强化控制方面课程。由于过程装备与控制专业是复合专业,即化机电的集成,它不可能将三个专业方向的课程全部照搬,故根据我校情况,在教学计划中只设置了工业化学及化工原理两门化工方向的课程,将普通化学砍掉;又因为过程装备与控制工程专业是以机械为主体,故在课程设置上格外突出机械方向的课程。如:按传统设置了机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、工程材料、过程设备设计和过程机械等;在此基础上添加了过程工业必需的基础课程,我们设置了粉体力学、工程热力学、工程流体力学等课程。此外,为加强过程装备的自动控制,实现机电一体化,我们认为最核心部分是控制原理和控制方法的应用。为此,设置了电子技术基础、机械控制工程基础、PLC技术基础和过程装备控制技术应用等课程,从根本上实现了化机电的复合。
2.加强专业实验,强调工程实践,注重动手能力培养。实验教学是本科教学的重要组成部分,它与理论教学同样重要,对提高学生的综合素质,培养创新精神与实践能力具有重要作用。“过控”专业实验室主要承担“过控”的专业实验,过去大多是化工机械方向的实验,与“过控”专业要求很不相适应。为此对专业实验进行了全面整合,按照过程装备与控制工程专业人才培养目标的要求,坚持“厚基础,重实践”的人才培养思想,补充了过程装备控制项目的实验。实验类型由单一的验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验。例如:新增了过程装备与控制多功能综合实验,多容液位控制系统综合实验等。搭建实践教学,科研平台。实验数据采集、测量、控制与数据处理系统大部分实现计算机控制,提高了学生的实践和创新能力。同时,将实验仿真和实际实验结合起来,提高学生学习兴趣、增加学生参与性、扩大学生知识面。目前可为本科生开设20余个实验,供学生自由选择。为学生实践能力、科研能力和综合素质能力的培养提供了实验教学基地,并对教师的科研工作提供了一定的实验支持,同时还可为社会承担科研与开发任务。
3.充实和丰富实习环节内容,实现实习模式的多样性。实习是工科学生完成工程师基本训练极其重要的实践性环节,也是目前高校整个教学过程中的薄弱环节[6]。其内容与实施方式安排的好坏直接影响学生素质与知识面。经多年教学经验,我们感到培养一支具有丰富实践经验的实习指导教师队伍是确保实习质量的关键。因此应该加强专业教师到校外实训的建设,聘任在生产一线工作的具有高级专业技术职称的专业人员来参与实习指导,从而提高实习指导教师的整体实践水平[6]。其次,还要强化实习基地的建设。实习基地包括校内实习基地和校外实习基地。校外实习使学生开阔眼界、增长见识,学到校内无法学到的先进生产技术与科学管理经验。建立校外实习基地必须是互惠互利,这就要求我们必须与企业建立良好的合作关系,为企业无偿或有偿地提供一些技术咨询和科研服务,从而使企业愿意与我们合作,为学生实习奠定基础[6]。即使这样,也不可能一遇到问题就到企业去实践,对于一些简单的或特别复杂的问题,可将过去去校外实习的单一模式改为在校内实习模式。通过仿真软件的训练,提高学生工程意识和动手能力,既经济、方便,又能达到实习目的。校内实习基于计算机、网络、多媒体课件和仿真软件,由人工建造的模拟工厂操作与控制或工业过程设备为工具,用实时运行的动态数字模型代替真实工厂的仿真实习,缓解由于实习经费紧张,造成实践教学质量滑坡的压力,并可以学到校外实习难以学到的知识;在仿真实习中,学生的主动性得到充分发挥,对化工过程,设备性能及控制参数有了更深理解。这种校内校外相结合的实习模式既缓解了实习压力,又丰富了实习内容,受到了学生的欢迎。
4.改革毕业设计(论文)的模式,从单体化工设备为主转向成套装置设计。毕业设计(论文)是学生在校期间的最后一个实践性教学环节,是培养学生综合运用所学知识解决工程技术问题,是完成工程师素质基本训练的一个关键性教学实践活动。根据企业的要求,修订了毕业设计(论文)大纲和毕业设计(论文)指导书,指导教师依据培养目标从工程实际或纵(横)向科研课题选好题目(不设虚拟题目)后,采用双向选择方式。毕业设计(论文)内容以工程设计为主线,计算机为结合点,把机械、化工及控制技术三个学科的知识交叉、渗透、集成,考察和训练学生的综合能力,有利于培养学生对过程装备系统性和大工程概念的理解,改变了原来传统的单体化工设备设计模式[2]。学生在确定自己毕业设计(论文)题目后,采用计算机软件(AUTOCAD、CAXA和Word)绘制工程图样并输入和输出毕业设计(论文)说明书,从中得到了真刀实枪的训练。掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力,使学生从过去单一的独立设计模式转变为部分独立项目与部分协作项目设计模式,培养了学生协同工作能力。扩大了学生的知识面,提高了学生毕业后的就业机会。
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)06-0136-03
1 前言
化学化工类专业转型发展的目标是“学校办学与地方经济发展对接;人才培养目标与行业需求对接;人才培养规格与工作岗位要求对接;化工企业参与制订人才培养方案,强化技术理论、注重技术应用、突出实践教学;人才培养过程体现校企合作”。在专业转型发展改革试点过程中,不少院校实训教学资源不断得到充实。但目前存在实训设备配置不合理造成资源浪费等问题[1]。为充分利用有限的实训教学资源,信阳师范学院化学化工学院开展了化学化工专业(集群)转型发展实训教学资源优化使用,实训教学资源得到充分利用。
2 结合实际,建立化工过程实训基地实验室
化工过程实训实验室建设实践 化工过程实训平台立足学校培养技术技能型化学化工类高级专门人才的专业教育定位,围绕应用能力拓展和实践技能提高,构建实训教学体系,制定实训教学内容,改进提高实训教学方法手段。
为推进实践教学改革进程,通过实践教学培养学生的工程技术观点,沟通理论教学和生产实际的联系,2013年以来,学院增加了与化工原理等专业主干课程相关的实训项目,购置了管路拆装、综合传热、综合流体输送和设备、吸收与解吸、化工过程与控制、精细化工综合生产线等实训实验装置,主要构建了包括化工单元操作、反应工程、化工工艺等实训实验单元。通过本实训平台实验室项目建设,使化学化工类学生对典型工业产品生产设备的结构与性能、工艺流程的组织与设计、生产过程的操作与控制有了一个基本的、完整的体验和认识。学生通过在实训装置直接动手实验实践,学习工艺知识,了解工业过程,体验工程文化,获得“对工业生产各个环节的基本认识,各种加工方法的初步训练,群体、质量、安全、经济、环保、节能等工程素质的初步培养”,并形成“从科目分科学习向工程实际综合,从知识积累向能力生成,从接受灌输向创新输出”的初步转化。
化工过程虚拟仿真实训实验室建设实践 由于化工类企业危险性高、要求严格,企业不愿意接待学生实习[2],下厂实习往往流于形式,收不到实效。虚拟仿真实习可有效调动学生的学习兴趣与积极性,是破解化学化工人才培养中实习、实训瓶颈问题、关键问题的一种新思路、新方法、新模式、新途径[3]。
2012年以来,学院建设和完善了化工过程虚拟仿真实习实验室基础条件和软硬件环境,购置了CAD制图、化工专业仿真实验、常压减压蒸馏全流程仿真实习、危化品特种作业实际操作仿真培训与考核等软件,弥补了因设备占地空间大、价格高、操作具有危险性等造成的化工过程设备品种、数量不够等不足。
常压减压蒸馏全流程仿真实习软件以真实工厂为背景,具有深入浅出、由简到繁、相互呼应和系列成套等特点。在仿真机上可反复进行开车、停车训练,为学生提供充分动手的机会,进行事故训练不会发生人身危险,不会造成设备破坏和环境污染等经济损失。危化品特种作业实际操作仿真培训与考核软件包括离心泵与储罐液位、热交换、连续反应、间歇反应、加热炉、精馏、透平与往复压缩七种系统,具有详尽的真实工业背景,主要工艺参数、开车、停车、非正常工况操作和事故排除的模拟与真实系统完全一致。
虚拟仿真技术在实验、实习教学中的应用,具有设备利用率高、易维护、实验内容丰富、运行条件易于设定等优点,主要涉及典型化工生产单元的化工过程系统操作原理及模拟操作、现代工业生产运作方式等知识,大大提高了学生的工业企业工艺操作能力和工程制图能力,对应行业发展的热点,替代一部分现场实习环节,给学生就业带来极大的优势。
3 立足企业,建立产学研用一体的实训基地
校企合作大学生研发实训研究室建设实践 为“突出对学生的化学工程能力和创新能力培养,引导行业企业深度参与高级化学工程技术人才的培养过程,更加明确高等化学化工类教育应主动服务国家战略需求,主动服务行业企业需求”,2014年,本着协作、互助、共赢的原则,建立海客迈斯生物科技有限公司信阳师范学院研发实训实验室。学校根据企业实际情况和要求,提供技术支持和研发项目协作,为企业培训管理人员、专业技术人员或转岗工人。企业充分利用行业优势,根据自身需要对学校的理论教学体系与当前企业实际需求提出建O性意见,委派实训指导教师,提供必要的研发经费、专用仪器设备及原材料,在技术人员指导下吸收大学生和教师参与项目研发,根据学生的综合表现和素质,优先选择本校优秀毕业生。目前,光山博正树脂有限公司等企业提出建立校企合作研发基地的意向。
校企合作大学生创新创业训练室建设实践 利用学校的教学场地,将企业的技术、设备、人员引入学校,使学院的师资、设备与企业结合,建立“校中厂”,结合企业生产开展人才培养,按照企业的标准组织生产和管理,从而建立生产与实训一体化的实训模式。2015年,为了支持大学生开展“双创”活动,化学化工学院建立河南甾体生物科技有限公司信阳师范学院大学生创新创业训练孵化基地,联合研发制造由甾体公司在国内独创的天然活性氨基酸水晶洁面皂和其他氨基酸系列产品,实现校企双赢,培养了一批创新能手,锻炼了一批创业能人,鼓励了一批困难学生完成学业,提高了一批教师的教学实践能力。
4 整合资源,发挥实验教学科研设备实训功能
开发化工原理实验教学设备化工实训功能 化工原理实验是化工过程实训教学的基础,在实验教学过程中,要求教师把实验教学内容与生产实际联系,提醒学生观察实验设备体现的工程观点。另一方面,在设备生产商的支持下,对现有设备进行改造升级,提升设备与生产实际的结合度。2014年,经与莱帕克(北京)科技发展有限公司协商,对新购置精馏实验设备进行流程改造,增加多股进料与出料功能、余热利用功能和多储罐功能,体现了更多工程观点。该设备同时作为化工原理实验和化工过程实训设备。
开发化学化工科研场地和设备研发实训功能 化学化工为实践性比较强的实验学科,科学研究占据大量的教学场地和设备资源。为了充分发挥科研场地和设备效益,学院制定鼓励教师将科研成果转化为教学项目和支持科研室吸收大学生开展科技研发实训的措施。近几年,已有高分子功能材料研究“双螺杆挤出机”、非金属矿物研究“导热系数测定仪”等设备用于应用化学、材料化学专业教学实训实验,非金属矿物展馆已用于大学生课外实践。所有科研室都有本科生开展大学生科研、大学生创新创业训练和开放实验室项目。近三年,大学生通过科技研发实训,在教师指导下,参与申请获得发明专利成果6项,发表学术论文100篇以上,获得省、校科研奖励10余项。
5 开放教学,发挥实训教学资源效益
化工过程实训实验室开放式实训教学 开放式实训教学在于教学模式、主体、内容、方法和目的与传统实训教学不同[4]。在实践中,化工过程实训注意课内与课外、校内与校外相结合。受课内教学时数限制,化工过程实训采取教师课内指导和学生课外随机实践的方式进行。在实训教学中,教师给学生提供宽松的实训环境和较大的创新空间,注重理论知识和实践操作能力的结合,把更多的时间留给学生自主思考和探索创新,同时把交流沟通和团队合作融入实训环节。另外,为解决大学生工厂实习难的问题,在学生下厂实习之前,利用化工过程实训基地资源,开展校内预实习,工厂实习结束后,再在校内实训基地开展反思实习,进一步巩固实习成果。
化工过程虚拟仿真实训实验室除了承担化工过程仿真实训教学任务外,还承担化工制图及CAD、化工设计、化工原理课程设计、化工设备课程设计等课程的上机实验及毕业生的毕业设计(论文)等开放教学任务。
校企合作实训基地开放式实训教学 在专业转型发展改革过程中,必须注重学生创新意识和创新能力的培养,只有创新,学生才能在日新月异、竞争激烈的高科技时代站住脚,才能有自身事业的发展和进步。为了发]校企合作实训基地的效益,提高实训资源利用率,海客迈斯生物科技有限公司信阳师范学院研发实训实验室在内容上完全开放,河南甾体生物科技有限公司信阳师范学院大学生创新创业训练孵化基地在时间上完全开放,学生可以根据自己的安排预约实验。另一方面,将大学生自主选题和开放实验相结合,指导学生走进科研课题组,鼓励学生积极参加大学生科技活动,通过开放式与设计性实验、科技训练和毕业设计相结合,使得学生的动手能力和创新能力逐步提高。
6 结束语
实训教学在化学化工专业转型发展改革中具有非常重要的作用。良好的实训教学资源是保障化学化工专业实训教学的关键,“产学研用”一体化实训是化学化工专业实践创新能力培养的途径,多层次开放式实训教学是提高实训资源效益的根本。
参考文献
[1]蒋贤海.高职院校实训教学资源优化配置研究[J].科教导刊,2016(14):29-30.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0145-02
化学工业在国民经济中占有重要的地位,由于化工行业的特殊性,化工人才需求特别强调学生工程素质的培养,要求学生具有较强的实践能力和创新能力。2010年教育部在天津大学启动了“卓越工程师教育培养计划”,其宗旨就是要联合有关部门和行业协(学)会,共同培养适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[1-2]。化学工程与工艺专业实施“卓越工程师教育培养计划”,为高素质化工人才的培养搭建了良好的平台。桂林理工大学化学工程与工艺专业在2011年入选了教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”,并于2012年招收了本校第一批化工卓越工程师班的学生。经过几年的实践,对化工专业如何实施“卓越计划”,如何构建化工专业实践教学平台,培养学生的实践能力和创新能力,有了一定的思考,下面谈谈笔者的认识与体会。
一、当前化工专业实践 教学面临的问题
桂林理工大学化学工程与工艺专业建立于1986年,当时名称为工业分析专业,1998年更名为化学工程与工艺专业,专业方向包括化学工程、电化学工程、石油化工。经过近30年的发展,专业建设取得了长足的进步,2006年被确定为广西高校优质专业,2008年获国家级高等学校特色专业建设点,2011年入选教育部卓越工程师培养计划,2008年专业所属的化学化工教学团队成为广西区教学团队,拥有的《普通化学》课程在2008年评为国家级精品课程,在2013年评为国家级精品资源共享课程,1人获得广西区教学名师奖,2人入选广西高校优秀人才资助计划。在长期专业办学实践中,我们深感化工专业实践教学存在的诸多问题,阻碍了学生实践能力和创新能力的提高,也对实施“卓越计划”造成了一定程度的困扰。这些问题主要体现在以下几个方面:
1.大多数化工企业,由于担心学生的安全问题,对学生进企业进行生产实习,表现得不是很积极。各校多采取让学生自己找单位实习,回来交一个实习报告解决实习难的问题,导致生产实习教学环节存在“放羊”现象。
2.化工专业普遍生产实习时间较短,一般为4――5周,企业很难给予一个真正的岗位让学生进行生产实习,更无法给予学生动手,进行实际操作的机会,导致学生的生产实习轮为“参观式实习”。
3.实践教学内容比较陈旧,综合性、工程设计性实验项目偏少,没有建立一个完整的给予学生进行工程实践的教学平台,没有将学生实践能力和创新能力的培养,贯穿于整个大学教育的实践教学体系中,另外各类实验(基础实验、专业实验),各类实习(认识实习、生产实习、毕业实习)有机衔接不够,需要进行深层次的改革。
二、基于卓越工程师培养的化工专业实践教学体系的构建
1.学生实践能力和创新能力构成要素。深入认识学生实践能力和创新能力构成要素,是有效的构建专业实践教学体系的基础。创新能力就是创造新的思想,将新的思想付诸实践,创造一个新的事物的能力[3-4]。创新能力主要由创新思维能力、非智力因素和创新实践能力三个要素构成,而实践能力则表现为基本实践能力、综合实践能力、创新实践能力三个由低到高的层次。很明显创新实践能力的培养,对提升学生实践能力和创新能力意义重大。影响创新实践能力的主要因素有学生的创新实践品质、创新实践技能和创新实践环境[5]。作为高等学校的教育工作者,在对学生创新实践品质培养时,既要注重开发和培育学生的共性,也要尊重学生个性的差异,要因材施教,促进多样化人才的发展,同时要将创新实践技能的培养融入人才培养方案中,根据学生在不同阶段的特点,开设不同类型的实践课程;要尽量依托学科优势平台,打破教学实验室和科研实验室壁垒,将重点实验室的优质资源和教师的科研成果融入教学中,构建良好的创新实践环境。
2.多层次立体化化工实践教学体系的构建。在入选了教育部“卓越工程师教育培养计划”后,我们及时对化工专业人才培养方案进行了修订,构建理论(Theory)课程体系和课程内容、验证(Test)体系、创新(Try)体系的“3T”化学工程与工艺专业课程体系,特别是形成以“工程实践与工程应用创新”为亮点的实践教学体系,其核心是体现了对学生创新实践能力的培养。该实践教学体系由“基本技能层次”、“综合应用能力与初步设计能力层次”、“工程实践与创新能力层次”三个层次构成。“基本技能层次”由大一、大二开设的无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验、分析化学实验、化工原理实验、以及由大三开设各专业方向的综合实验等组成,通过课程实验、上机等实践环节,学生加深了对理论课基本概念、基本理论的理解,培养了学生基本实践技能;“综合应用能力与初步设计能力层次”则由化工设计、精细化学品配方工程师实训、工业分析技能实习实训、电化学工艺技能实训,以及认识实习、生产实习、毕业实习组成,通过课程设计、综合实训、在企业进行的各类实习等环节,实现对学生综合应用工程能力与初步设计能力的培养;“工程实践与创新能力层次”通过开设应用研究型选修课、“工程实践与创新”自选实验项目和暑期到企业“顶岗实践”,同时通过组织学生参加全国大学生化工设计竞赛、各级“挑战杯”大学生学术科技作品竞赛、各级大学生创新创业训练项目等方式,培养学生的工程实践与工程应用创新能力,通过雁山大讲坛的引导,开展各种形式的讲座、研讨会,丰富校园化工科技文化生活。
几年来,为了使化工实践教学体系能够获得良好的教学效果,我们对实践教学内容和教学方法进行了改革。一方面鼓励教师在教学中立足先进性、前沿性更新充实课程内容,将化学化工学科最新科研成果及个人的科研成果有机融入到课程教学中,如电化学工程方向教师利用广西区科技进步奖的“高性能二次电池电极活性材料合成的新方法”和电镀新工艺研究的科研成果以及发明专利,设计并开设了“锂离子电池的装配及性能测试”、“电镀镍的工艺设计及性能测试”等电化学工程专业实验,并出版教材《电化学实验》,化学工程方向教师利用绿色化学科研成果,出版《有机化学实验绿色化教程》、《精细化工工艺学》教材,并在教学中使用。另一方面在开设的各种技能实训中,努力开发具有中试规模的实训项目,尽量确保学生能在真实工作岗位环境条件下进行实训,如与东莞金赛尔科技有限公司合作,从企业引进了软包装锂离子电池小试生产线,开设了与生产实际接近的电化学工艺技能实训项目,精细化学品配方工程师实训项目所采用的配方及工艺,均来自生产实际。在2014年,学校加大了对校内实践基地的投入力度,打造校内化工生产仿真实训装置平台。该化工生产仿真实训装置采用真实的化工企业生产工艺流程,运用仿真技术,结合化工生产真实设备、仪表及工业控制系统进行构建,全面模拟生产工艺过程。化工生产仿真实训装置平台的建立,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
三、实践教学体系教学效果
1.新的实践教学体系的实施,在一定程度上解决了当前化工专业在企业实习效果不理想的问题,提高了实践实习教学质量。
2.实施新的实践教学体系,极大提高了学生的创新实践能力,多年来本专业毕业生一次性就业率保持在90%以上。近三年来,化工专业全体学生(约200人)均参加了全国大学生化工设计竞赛,5人获得全国一等奖,18人获全国二等奖,33人获全国三等奖,其余学生获优秀奖,在广西同类高校名列前茅;同时化工专业各班级约有一半的学生参加导师课题组的科研活动,在导师指导下参加包括大学生创新创业在内的科研项目近30项,并获得不少科技成果奖,其中获广西区级“挑战杯”二等奖1项(2012年)、三等奖1项(2014年),广西高校化学化工类论文及设计竞赛,11人获一等奖,3人获二等奖。本科生以第一作者发表学术研究论文每年在2~3篇左右,申请国家发明专利2~3项。
3.“化学工程与工艺特色专业建设与实践”成果在2012年获广西区级优秀教学成果奖一等奖,其中对学生实践创新能力的培养,引起了同行们广泛关注,起到了很好的示范作用,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
参考文献:
[1]林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)上[J].高等工程教育研究,2013,(3).
[2]陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教学,2012,(1).
关键词:学生专业实习;企业;主人翁角色;对策
中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)26-0045-02
大学生实践教学包括实验教学、专业实习(认知实习和生产实习)、毕业论文、大学生实践活动等,要培养动手能力强、具有创新精神、适应社会发展的高分子材料应用型人才,必须要注重学生的创新精神,必须要注重学生的专业实习。
一、专业学习现状及存在问题
国内绝大部分高校会在大二年级和大三年级分别组织专业认知学习和生产实习,让学生在企业中锻炼和提升实践能力,但是往往效果令人很不满意,学生任务式地完成了实习,修完了实习学分,没有将课堂上的理论知识应用到实践中,也没有学到生产知识。这种现象在我们这样的地方本科院校中更为严重。在地方本科院校中,相比于直属高等院校,学生主动性较差,学习能力不强,懒于动手和思考问题,另一重要原因是企业的角色定位,在学生专业实习过程中,企业没有主动参与到学生实习中来。学生实习没有给企业带来直接的经济效益,相反学生实习给企业的安全、管理等带来一定的麻烦,所以大部分企业不太愿意接待学生实习,更不用说主动去教学生生产知识,给学生操作训练的机会。
二、促M企业主人翁角色转变的对策探讨
“学生专业实习中企业主人翁角色转变的对策研究”是为了提升学生的实践能力和创新精神,为社会发展需要培养高分子材料专业应用型人才。基于以上现状,本文从培养机制、培养方案等多方面提出了促进企业主人翁角色转变的对策,以求达到优良的实习效果,从而使学生在实习过程中有所收获,毕业后能迅速成长为应用型专业技术人才。
(一)建立以“专业为导向,创新能力培养为核心”的培养方案
在课程开设方面,学校可以开设有关实习单位生产知识的课程,为企业定向培养人才,通过为企业定向培养毕业生或提供优秀毕业生,建立校友联结,促进学生向企业主人翁角色转变。在实践教学方面,如实验教学、毕业论文等有利于培养学生创新能力的实践教学中,较多的地方本科院校由于实践教学条件的限制,往往效果不是很理想,可以在教学方式上遵循“创新思维和专业教育相结合”的原则,通过启发和互动的方式培养学生的创新思维,调动学生的积极参与性和创造性,同时建立监督和考核机制,杜绝“走过场”现象。此外,还可以鼓励学生参与大学生开放性实验,提高学生的动手能力,培养学生的创造性思维。
(二)创建企业与高校联合培养创新型人才的机制
在培养机制上,高校要积极建立产学合作的长效机制和校企资源共享平台。例如:学校可以聘请企业高工来高校进行讲座、讲学,传授学生相关生产知识;聘请企业专家指导学生毕业论文,使学生的专业理论知识与生产知识相结合,理论与实践相结合。通过这些途径,学生去企业实习,企业专家更容易将实习生视为自己的学生,更乐于教学生知识。学校可为实习单位提供入职培训、安全培训,主动向企业培养或推荐优秀人才,提倡和鼓励教师与企业进行项目合作,调动企业与高校合作的主动性和积极性。这样企业指导学生实习的积极性也会大大提高,还可以实现学校和企业互惠互利。
(三)合理定位实习模式和安排实习
企业的选择、实习模式的定位、实习的安排等直接影响着实习效果,因此科学地选择企业,定位实习模式,合理安排实习时间、实习时长、实习食宿等至关重要。
高校在选择企业时,指导老师应去企业充分调研,选择能够接纳所有学生实习且具有多个实习岗位的企业,这样会有利于对学生的管理。实习模式可以采取顶岗实习、轮岗实习,让学生在岗位中学习生产知识及安全常识,学习完某一岗位知识后,再进行另一岗位的专业知识的培训,这能让学生在不同的岗位中都得到锻炼。
在安排学生实习时间上,要避免生产淡季。在淡季实习,工人较闲,学生可学到的知识也会相应减少,且很容易出现人员扎推现象,甚至会出现指导教师和学生捉迷藏现象,同时也会让学生感觉企业效益不好,这一行业的就业前景不好,从而丧失学习的积极性。时长的安排也对转变企业主人翁意识很重要。现阶段高分子材料与工程专业的认知实习一般安排一周,生产实习一般安排一个月,出现学生稍微对设备和工艺有所了解实习就结束了的情况。时间不够是导致对生产知识了解不彻底不深入的重要原因,适当延长实习时间,可以加深学生和工人师傅的感情,加深学生对生产的了解。可以让学生在企业扎扎实实干三个月或半年,拜师学艺。
在安排学生实习食宿上,企业统一安排食宿,学生在实习中通常表现出较强的主动性。例如:我院2012级高分子材料与工程专业学生生产实习分为两批,分别是湖南中财化学建材有限公司和邦弗特新材料有限公司。由于中财员工宿舍正在建设中,学生住在附近的宾馆,而邦弗特公司为学生安排了住宿,在中财实习的学生出现迟到、早退现象较为严重,而邦弗特没有出现学生迟到、早退现象。我院2013级高分子材料与工程专业学生生产实习由湖南中财化学建材有限公司统一安排食宿,实习效果明显改善。
三、结语
专业实习是实践教学的重要组成部分,对培养大学生的实践和创新精神有重要作用。高校可通过建立以“专业为导向,创新能力培养为核心”的培养方案,创建企业与高校联合培养创新型人才的机制,合理定位实习模式和安排实习等方式,让企业主动参与学生的培养过程,提高学生专业实习的效果。
参考文献:
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中心现有实验室面积14 000平方米,固定资产总值7 700万元,设备3 200台套,10万元以上设备220台。下设化工原理实验室、反应工程实验室、分离工程实验室、化工工艺实验室、化工计算与模拟实验室、啤酒中试车间实验室、精细化学品合成中试车间、分析测试实验平台、液相色谱开放实验室、气相色谱开放实验室、石化工业展馆、创新实验室等,承担了学校6个学院、23个专业的22门实验及实训、创新等教学任务,年均承担17万人次的教学,还向周边高校、企业及中学提供开放实习、技术服务、员工培训及参观体验等,年均接待2 000余人次。
理念先行,建设有思路
当今社会急需怎样的化工人才?与一些发达国家的高等教育进行横向比较,我们的距离在哪里?与高等教育大众化之前的中国高等教育进行纵向比较,明显的差异在哪里?学校发展历程中最鲜明的特点是什么?基于对这些问题的思考,常州大学在建设化工实验教学中心的过程中始终遵循着一个明确的理念―“大工程观”。
近3年,围绕化工专业工程教育,中心教师承担了“构复合型人才培养体系,建立体化实验实训中心,育创新型卓越工程人才”“基于CDIO与‘卓越工程师教育培养计划’的石油化工卓越人才培养的研究与实践”等4项省级教改课题,“与IchemE接轨的化学工程与工艺专业培养体系的研究与实践”“现代化工实验创新模式的研究与实践”等17项校级教改课题。中心以平台建设为主要内容的教学研究工作获6项省级教学成果奖,在《中国高等教育》等杂志上发表教学研究论文39篇。
仪器装备,自制有特色
为了践行化工教育“大工程观”理念,中心将仿真技术、数字化在线检测显示技术、控制技术和多媒体交互技术引入实验装置开发中,研制了DCS控制填料精馏塔、填料吸收塔、流体流动―输送机械―传热综合实验平台、洞道干燥、板框过滤、固定床微型反应器、MCGS组态控制筛板精馏塔、MCGS组态控制转盘萃取塔、mini plant等40余套实验装置,所有装置均由教师设计、指导制作、安装和调试。这些装置汇集了国内外化工实验装置先进装备技术,融入了较新科技发展和教师的科研成果,具有多功能化、集成化、数字化、自动化和中型化等特色,受到了闵恩泽、金涌、袁渭康等院士的好评,前来中心进行专题交流的国内外高校有100余所。其中,“DCS控制液体流动―输送―传热―精馏综合实验平台”获“首届全国高等学校自制教学仪器设备优秀成果奖”。
一系列工程化特色鲜明的中型实验装置建成后,应用于实验及实习教学中,一定程度上加大了学生工程实践能力的培养,然而仍然没有真正破解“实习动手难”的难题。由于化工装置存在自动化程度高、危险性高等原因,化工专业学生进入企业实习时,比其他专业的学生更加难以获得实际的动手机会,“实习动手难”的问题尤为突出。
为了解决这一难题,中心提出了“化工单元装置以‘实’为主,以‘虚’为辅;全流程生产装置以‘虚’为主”的进一步建设思路。2010年,中心以自制的40余套实体装置为原形,开发“网上3D实验室”,将这40余套装置在网络共享,实现了远程实验、远程预习指导、在线成绩生成、教学视频浏览、实验报告上传、人机互动等功能,同时开始探索3D仿真软件的开发。2012~2013年,中心先后建成了“常减压3D仿真软件”“甲醇合成与精制3D仿真软件”(第一产权单位),率先在全国化工类高校中建成“化工3D虚拟仿真实验教学中心”。2013年5月,中心实现了“甲醇合成与精制3D仿真软件”的远程登录、广域网运行,标志着化工3D软件的全球共享。2014年,该虚拟中心被评为首批“国家级虚拟仿真实验教学示范中心”。
实验改革,内涵有提升
在自制工程化装备及虚拟仿真软件的基础上,中心将所有实验项目优化调整为综合型、设计型实验,包括将以往认为只能是验证型实验的项目,也改造为综合型实验,有力地支撑了学生知识应用能力、工程实践能力、科技创新能力的培养。具体的做法是:
(1)全流程自制中试装置很好地满足了工程性训练要求。由于自制的设备规模均采用小型工业化设备尺寸,过程原理、控制方式、测试方法均来自实际工业过程,学生可在校内进行两类工程性训练。一是进行工业化中试规模生产实训:从原料纯化、流程匹配、操作参数优化、开停车调试、分析方法建立、化工仪表控制,到设备清洗与检修等生产各环节进行全面训练,让学生熟悉原料与产品性能、反应原理、生产过程、流程组织、主要设备基本原理,懂得有关机、电、仪、分析方面的基本知识,体会现代化化工生产的特点。二是参与指导教师研究课题,进行工程性放大研究实验:以小试结果为基础,进行中试放大数据采集、数据处理、宏观动力学数学模型建立、基础设计,为工程设计奠定基础,让学生体会化工过程开发与工程放大的全过程,真正提高学生的工程能力。
(2)在验证型实验中增加流程模拟软件Aspen Plus的使用。在原为验证型基础数据测试实验中,在学生完成实验数据点的测试与结果计算后,要求学生再利用理论课程中涉及的Aspen Plus软件,模拟计算相应的数据,与实际实验得出的数据相比较,再查阅相关文献资料,最后对三条途径得出的数据进行综合误差分析。例如:在“二元气―液平衡数据的测定”实验中,要求学生用三点实验数据以Aspen plus对气液平衡数据进行回归,拓展了学生数据处理的思路,也进一步增强了学生对以往所学知识的运用能力。
(3)在综合型实验中增加工程设计内容。中心把工程设计内容引入到实验教学中,打破以往实验教学的局限。例如,在“乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验”中,要求学生将实验得到的混合物作为原料,延伸设计乙苯、苯乙烯的精馏分离,并绘制简单的流程示意图及物料流程图。
开放运行,自主学习有平台
中心自2006年以来,始终坚持开放式教学。在实验项目中,既可以由中心提供选题(主要为选修实验、实习项目),也可以由学生自带课题,中心为学生提供技术指导、场地支持,构建“以学生为主体、以能力培养为核心、以挖掘学生潜力为宗旨的学生自主学习和实验”的开放实验教学管理运行机制。
(1)自助式开放实验“超市”。校企共建的气谱实验室(30台气谱仪、1台气质联用仪)、液谱实验室(10台液谱仪、1台液―质联用仪)和化工计算及仿真实验室(含100台笔记本电脑、138台台式电脑,配置ORIGION,CAD,ASPEN,CHEMDRAW等专业工具软件以及包含2个3D仿真流程模拟软件在内的40余种仿真软件)全天面向学生开放。
(2)预约开放大型仪器。从2011年起,现代分析实验室逐步实现大型仪器的开放。从最初开放一些毕业环节中使用频率高、操作难度相对较低的仪器,到目前多数大型仪器的预约全时开放。预约开放的大型仪器包括核磁共振波谱仪、场发射扫描电镜、透射电镜、哈克流变仪、X―射线衍射仪等30余台,提高了学生高端仪器的分析技能与创新科研水平,提高了大型仪器的使用效能。主要做法是:通过专题培训与考核学生取得操作资格,并在中心教师指导下操作一定时数,取得独立操作资格,然后可以网上预约使用,最后参与绩效及信誉考核。
(3)实验室场地及项目开放。学生自行组成学习小组,预约“阿司匹林生产工艺”“啤酒生产工艺”“原油实沸点”等实验,或学生根据自己的兴趣自拟实验项目预约场地进行实验。场地及项目的开放,有效地促进了学生工程能力、操作技能和创新思维能力的培养。
开放的支持平台,培育了一批创新科技成果。近3年,学生获得包括“挑战杯”全国大学生科技作品竞赛特等奖、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖在内的省级及以上奖励200余项;中心教师获得包括2项国家科技进步奖二等奖在内的科技成果奖60余项。
应用化学是以化学理论为基础、跨学科、跨领域、具有活力的学科,在材料、能源、信息、环境等与国民经济密切相关的领域占有重要地位。目前全国有300余所学校设置应用化学本科专业,既有综合性理科院校或师范院校利用理科优势建立的与化学专业并存的理科应用化学专业,也有工科或单科性院校利用工科优势设立的工科应用化学专业。然而,应用化学专业缺乏大家公认的基本特征,在培养机制方面理工融合不足,由此引起的学生能力和优势单一的倾向已明显制约学生全面发挥创新思维,限制其解决问题的能力。如何彰显应用化学专业内涵,培养社会需要的具有扎实理论基础和实践创新能力的人才,是高等理工科教育不断探索和实践的重大课题。
北京化工大学应用化学专业始建于1986年,是多科性大学中的理科专业。经过二十多年的探索与实践,找到一条理工融合的应用化学专业办学之路,逐步形成了显著的理工融合专业特色,分别于2008年和2009年成为北京市、教育部特色专业建设点。
一、明确人才培养目标及专业定位,以理工同强的优势学科推进专业建设
高等学校承担着培养人才、发展科学和服务社会的三大职能,专业定位及人才培养目标的确定要同时考虑学术培养和社会需求。国家中长期科技发展规划纲要提出“企业要成为技术创新的主体”,而目前国内企业少有正规的研发机构,科技创新人员缺乏,人才缺口较大。北京化工大学是一所以“大化工”为特色的多科性大学,支撑应用化学专业的主干学科化学工程与技术是国家一级重点学科,应用化学是国家二级重点学科,化学学科是北京市一级重点学科。根据学科发展前沿、国家发展重大需要和企业创新对应用化学专业高素质创新人才的需求,确立了为学科发展及“企业成为创新主体”培养理工融合的创新人才的培养目标及定位。
培养理工融合的人才需要理工融合的“土壤”和条件。我校具有理工同校、化学化工同强的优势,拥有“化工资源有效利用”国家重点实验室、“新危险化学品评估及事故鉴定”国家发改委基础研究实验室、“环境有害化学物质分析”北京市重点实验室。应用化学本科专业依托强势的工科和迅速崛起的理科进行建设,以国家、北京市和学校教学改革项目和“十一五”期间各级质量工程建设项目为抓手,调整专业方向、规划课程设置、改革教学内容,依托国家精品课程群、高等学校教学名师奖获得者、国家级教学团队、国家级实验教学示范中心、大化工类创新人才培养基地以及校外实习基地等优质教学资源,实现高素质创新人才的培养目标。
二、造就一支教学水平高、科研能力强、理工兼备并具有国际视野的师资队伍
1.建设亦理亦工的师资队伍。结构合理的高素质师资队伍是育人的保障。我们坚持“引进与培养相结合、校内与校外相结合”的方针,建设一支理工融合、学缘结构合理的师资队伍。本专业教师的毕业院校既有北京大学、吉林大学、南开大学等综合性较强的院校,也有清华大学、北京化工大学、天津大学等工科背景较强的学校,具有工学硕士或博士学位的教师约占1/3。同时,注重从国内外企业和研究院所引进具有工程技术经验的高层次人才进入教师队伍。采用引进海外知名学者和输送优秀在职青年教师出国进修等多种方式,加强师资队伍的国际化视野,目前应用化学专业教师队伍中具有海外留学经历的占28%。
2.在理工融合的科学研究和技术开发实践中培养师资队伍。应用化学专业教师以国家重大项目为引导,遵循“基于国际学术前沿和国家实际需求凝练科学问题-基础和应用基础研究-工程化及产业化研究”模式开展科研工作,承担了多个国家级项目以及企业委托项目。充分发挥学科专业优势,在发表高水平学术论文的同时,加速科技成果向产业化发展,服务国家经济建设。理工融合的研究思想不仅造就了一支理工融合的师资队伍,也融入教学过程,为学生创新意识的养成创造良好氛围。
3.多种方式增强师资队伍的工程能力。通过聘请企业高层次专家为我校兼职教授、邀请高级技术人员来校授课和讲学交流等方式,充实师资队伍力量。通过定期组织青年教师去大庆石化、辽化、吉化等企业参加工程实践培训和暑期科技服务及社会实践学习团,为青年教师提供深入企业、走进基层的实践机会。这些措施的实施,使教师能够了解企业的实际需求,从而找到与企业结合的科研方向和课题。教师将生产实践中的实际问题、示例引入课堂教学中,学生受益匪浅。
师资队伍在教学和科研工作中不断发展壮大。目前,应用化学专业拥有中科院院士1人,高等学校教学名师奖获得者2人,国家杰出青年基金获得者3人,教育部新(跨)世纪人才6人。“超分子结构功能材料的插层组装”团队被列入教育部长江学者和创新团队发展计划,“工科化学系列课程教学团队”被批准为首批国家级教学团队。
三、构建理工融合的应用化学人才培养方案
基于理工融合、理论与技术结合、知识和能力并重的人才培养理念,构建了以学习知识、培养能力为核心的应用化学专业人才培养方案以及与之相适应的课程体系。应用化学专业课程体系包括:强化理论基础的化学课程群,强化工程意识和培养工程能力的课程群,体现特色的专业方向课程群,拓展性的第二课堂。如图所示。
其中有机化学、物理化学、仪器分析、计算化学、大学化学实验、化工原理等被评为国家精品课程,无机化学、分析化学等被评为校级精品课程;无机化学、有机化学、仪器分析等被评为国家双语示范课程,物理化学等被评为校级双语示范课程。
依据专业发展历史和学科发展趋势,凝练出具有鲜明理工融合特色的分析科学与技术、功能材料科学与技术、有机合成化学和精细化学品化学四个专业方向。其中,分析科学与技术方向是我校应用化学专业的传统特色专业,教师队伍具有优秀的教学实践能力和浓厚的学术研究氛围,在国内外具有良好声誉。该专业方向特色专业课程有分离科学与技术、复杂物质剖析、分析测试质量保证、商品检验基础等,教学内容既包含分析科学领域的基础知识、基础理论,也包含专业技术、技能,还有最新研究成果介绍和技术进展报告等。功能材料科学与技术方向骨干教师主要来源于“化工资源有效利用”国家重点实验室研究人员,这些教师着眼于满足社会需求的无机功能材料设计与开发,已形成了无铅热稳定剂、耐老化沥青紫外阻隔剂、焦化脱硫废液资源化技术等工业化生产技术。产学研一体化的平台成为具有理工融合创新意识的人才培养沃土。
四、构建多方位、立体化人才培养平台
1.构建理科化学基础精品课程平台,强化理科基础。依托首批国家级化学基础课程教学团队和多名教学名师,建设化学基础理论必修课群和选修课群,加强化学基础理论。在教学内容中融入工业实例,强化理论对实践的指导作用。
二、《物理化学》课程接力大一人文素质教育课程的可行性及优势
《物理化学》课程是大学化学化工类专业必修的一门专业基础课程,在大二开设。从课程设置的先后次序来看,大二《物理化学》课程开设时,前面的人文课程正好全部结束,因而,客观上形成了大学生人文素质培养的断乳时期。前面提到的大学应该有意识地增加人文素质方面课程的课时,但是,如果在大一之后继续增加纯粹的人文课程的课程设置其实是不现实的,这一方面是因为以上提到的纯粹的人文课程的教育效果欠佳,另一方面是因为这样做势必会对后续专业基础课和专业课的课时形成挤压,因而会严重影响学生对专业知识的学习。鉴于自然科学原理与社会科学原理之间存在着有机的联系,笔者认为,若能以大一之后的专业基础课或专业课为载体,从中提炼人文思想,对大学生继续进行人文素质教育,使大学生文理兼修,不失为一种解决以上问题的两全其美的方法,可以收到一箭双雕的教育效果。沿着这样的思维脉络,作为大二开设的《物理化学》课程肩上所承载的承前启后式的教书育人的重任和使命昭然若揭,不言而喻。《物理化学》又称理论化学,是化学的理论基础,概括地说是用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论[4]。它的基本概念、理论及原理等,蕴含着丰富的人文思想。因此,在物理化学教学过程中,在传授科学知识的同时,加强对学生人文素质的培养,不仅有助于他们学习和掌握所学的知识,而且有助于他们培养良好的人文素质[5]。近年来,我们在物理化学教学中采用的是双轨制教学,即在物理化学课堂上既传授物理化学知识,又传授人文思想。这一举措在国内首开了先河。这样的教学不但实现了对学生进行自然科学知识的传授,同时还实现了对学生进行人文素质的培养,达到了既教书又育人的双重目的。鉴于当今大学生在走上工作岗位之后所学专业知识利用率普遍偏低的现状,这种人文素质的培养就显得尤为重要。它是课程本身知识结构之外的必要延伸和补充,为课程教学创造了附加价值。