化學(xué)工程實踐創(chuàng)新平臺的架構(gòu)

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一、工程實踐創(chuàng)新平臺架構(gòu)的原則

（一）明確工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)涵

工程教育由工程科學(xué)、工程社會學(xué)、工程技能訓(xùn)練等構(gòu)成，其目標(biāo)是培養(yǎng)“高級工程技術(shù)人才”“高級科學(xué)技術(shù)人才”和“高級工程管理人才”等。歐美以麻省理工學(xué)院（MIT）為代表的一些大學(xué)充分拓寬了高等工程教育的內(nèi)涵，從關(guān)注工程教育本身轉(zhuǎn)向強調(diào)影響工程教育的哲學(xué)、教育學(xué)和文化學(xué)基礎(chǔ)等，其目的是全方位培養(yǎng)基礎(chǔ)知識厚、實踐動手能力強、學(xué)習(xí)能力強、適應(yīng)能力快、創(chuàng)新素質(zhì)高、綜合素質(zhì)好的“現(xiàn)代工程人”?，F(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的人才已經(jīng)超越了只問過程不求結(jié)果的學(xué)術(shù)性人才和只知其果不問其因的應(yīng)用性人才。當(dāng)前社會迫切需求的是能夠?qū)⒗碚撆c應(yīng)用相結(jié)合，過程與結(jié)果相統(tǒng)一，將科學(xué)家素質(zhì)與工程師精神相融合的工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才；工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才要能夠?qū)⒖茖W(xué)原理及學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案或設(shè)計圖紙，并將設(shè)計方案與圖紙轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。工程實踐創(chuàng)新平臺的構(gòu)建要以社會、企業(yè)對人才的需求為導(dǎo)向，必須與工程應(yīng)用創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)內(nèi)涵相結(jié)合，充分考慮相關(guān)專業(yè)的定位、方向和特色；以提高學(xué)生自主獲取知識的能力和應(yīng)用知識的能力為目的，以激發(fā)他們的創(chuàng)新與創(chuàng)造性思維為宗旨；并增強他們的自信心和與人溝通交往的能力，加強他們對所學(xué)專業(yè)的熱愛等。構(gòu)建過程中還要樹立以創(chuàng)新為核心，“重過程體驗、重創(chuàng)新思維”的教學(xué)理念?？傊?，實踐創(chuàng)新平臺的架構(gòu)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅要呈現(xiàn)出綜合性、復(fù)雜性和創(chuàng)新性的特征，還要體現(xiàn)社會性和倫理性的特征。

（二）分層次、多元化

化學(xué)工程學(xué)院實踐創(chuàng)新平臺的架構(gòu)以強化實驗技能訓(xùn)練、開拓創(chuàng)新意識、培養(yǎng)產(chǎn)品開發(fā)和實際操控能力為目的，建設(shè)了主輔線兼?zhèn)洹⒄n內(nèi)外結(jié)合的高水平化工基礎(chǔ)實驗室和獨具石化特色的專業(yè)實驗室，建設(shè)了校企聯(lián)合、現(xiàn)場實習(xí)與仿真操作互補的實習(xí)基地；開發(fā)了系列化工生產(chǎn)實習(xí)仿真軟件，并同時開展化工原理實驗大賽和化工設(shè)計大賽，打造了具有“實踐內(nèi)容特色化，科研成果教學(xué)化，工程訓(xùn)練實戰(zhàn)化”的立體化、多元化的實踐創(chuàng)新平臺。實踐創(chuàng)新平臺的架構(gòu)過程中注重實踐課程教學(xué)內(nèi)容的改革。鼓勵教師開設(shè)綜合設(shè)計型課程、模擬訓(xùn)練課程和研究方法實踐課程，教學(xué)內(nèi)容面向化學(xué)工業(yè)的工程實際，并結(jié)合學(xué)科前沿，更多地采用案例分析、課程項目等形式。學(xué)生首先在課堂理論教學(xué)中認(rèn)知工程實踐，奠定工程實踐創(chuàng)新人才扎實而又雄厚的理論基礎(chǔ)，并使學(xué)生的實踐能力逐漸由學(xué)科基礎(chǔ)實踐轉(zhuǎn)向多學(xué)科知識融合實踐，為高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。與此同時，為強化學(xué)生化工設(shè)計的能力，采取項目教學(xué)的形式，按照實戰(zhàn)演練的要求，統(tǒng)籌優(yōu)化、整合化工原理課程設(shè)計、化工設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容，構(gòu)建點、線、面循序漸進(jìn)且長程統(tǒng)一的化工設(shè)計實訓(xùn)平臺，使工程理念四年不斷線。在現(xiàn)場實習(xí)過程中，實現(xiàn)認(rèn)識實習(xí)對化工工藝流程和化工設(shè)備的認(rèn)知到生產(chǎn)實習(xí)對化工工藝參數(shù)和化工工藝流程的熟知，最后到化工仿真的實際操作。總之，在實踐創(chuàng)新平臺的構(gòu)建過程呈現(xiàn)出了由認(rèn)知實踐、工程實訓(xùn)和工程實戰(zhàn)的層次過渡。

（三）動態(tài)發(fā)展原則

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的信息時代，知識已經(jīng)超越了社會構(gòu)成中的其他要素成為了決定工程企業(yè)發(fā)展的主要素。當(dāng)今科學(xué)知識和技術(shù)發(fā)展速度超越了以往任何時代，知識發(fā)展?fàn)顩r使工程企業(yè)等組織的生產(chǎn)水平與服務(wù)領(lǐng)域不斷變化，對高素質(zhì)工程人才的工程與社會方面的知識和能力不斷提出新要求，在工程職業(yè)實踐過程中不斷遇到新的問題與情境。社會和企業(yè)對人才能力和要求的變化及工程實踐問題的變化，要求高素質(zhì)工程實踐創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)要實時作出調(diào)整，相應(yīng)的課程體系和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)也要隨之變化，這就決定了實踐創(chuàng)新平臺的構(gòu)建要遵循動態(tài)發(fā)展的原則，在動態(tài)變化中讓學(xué)生感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程。

二、工程實踐創(chuàng)新平臺架構(gòu)模式

（一）現(xiàn)場實習(xí)實訓(xùn)化、仿真模擬實戰(zhàn)化

工程實踐是工程教育的重要特征，是工程教育的靈魂，而產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是工程教育的本質(zhì)要求。學(xué)生只有充分利用校企合作平臺，通過實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)不斷地嘗試、摸索和研究，才能不斷提高工程創(chuàng)新能力和分析解決工程實際問題的能力。只有親歷工程實踐過程，才能真正了解工程的內(nèi)涵，體驗企業(yè)文化，并提高認(rèn)知社會的能力。由此決定了生產(chǎn)實習(xí)的重要性?；瘜W(xué)工程學(xué)院充分調(diào)動社會各界優(yōu)質(zhì)資源，不斷探索校企合作方式，先后與校內(nèi)外多家石油石化大型企業(yè)簽訂了聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，讓學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間，具有學(xué)生和企業(yè)員工雙重身份。目前化學(xué)工程學(xué)院已形成了“生產(chǎn)現(xiàn)場實習(xí)＋計算機仿真實習(xí)”的生產(chǎn)實習(xí)模式。四周企業(yè)現(xiàn)場實習(xí)實行與企業(yè)相同的倒班制，教師和學(xué)生深入車間和工人師傅打成一片，教師更多地給予學(xué)生理論知識的傳輸，現(xiàn)場師傅給予現(xiàn)場經(jīng)驗的指導(dǎo)。學(xué)生在完備的安全防護(hù)措施下到常減壓蒸餾、催化裂化、重油加氫裂化和催化重整等不同的煉油裝置上跑流程、爬塔器、辨認(rèn)主要操作設(shè)備和輔助設(shè)施，并在車間見習(xí)工人師傅對DCS系統(tǒng)的操作，觀察各類操作參數(shù)的變化，以及突發(fā)性事故的處理方法等。但鑒于現(xiàn)場安全的嚴(yán)格要求，企業(yè)不允許學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場操作。為彌補生產(chǎn)實習(xí)只能近觀不能操作的遺憾，學(xué)生可在仿真實驗室中進(jìn)行煉油工藝過程的操作?，F(xiàn)在仿真實驗室中裝有“常減壓蒸餾”“催化裂化”“催化重整”和加氫裂化4套DCS仿真軟件。學(xué)生可利用這四套軟件進(jìn)行煉油生產(chǎn)裝置的仿真生產(chǎn)、開停工演練、事故處置模擬和化工裝置的流程模擬計算等方面的訓(xùn)練?，F(xiàn)場生產(chǎn)實習(xí)后的仿真實習(xí)使化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的實踐能力錦上添花。生產(chǎn)實習(xí)的實訓(xùn)和實戰(zhàn)過程充分體現(xiàn)了“工學(xué)結(jié)合”“做中學(xué)”和“做中教”的工程教育特點。

（二）教學(xué)實驗綜合化、創(chuàng)新化

把握內(nèi)涵、優(yōu)化組合、架構(gòu)了實驗課程體系，將實驗按照設(shè)計型、綜合型和研究創(chuàng)新型三個模塊設(shè)置。目前已形成了從初級到高級、從基礎(chǔ)到專業(yè)、從接受知識到綜合性、創(chuàng)新性的實驗教學(xué)平臺。設(shè)計型實驗?zāi)K涵蓋了化工原理、化工熱力學(xué)和反應(yīng)工程實驗等，實驗過程遵循“自主設(shè)計，虛擬演練，室內(nèi)實戰(zhàn)，厚實基礎(chǔ)，實現(xiàn)拓展”的方針。整合并優(yōu)化了專業(yè)基礎(chǔ)實驗教學(xué)條件，建立了完善的實驗教學(xué)保障機制，構(gòu)建了虛擬化工多媒體操作平臺和多個覆蓋范圍廣的多功能實驗室。實驗內(nèi)容包括了文獻(xiàn)調(diào)研、實驗方案設(shè)計、網(wǎng)上預(yù)習(xí)并模擬演練、實驗室內(nèi)實戰(zhàn)等，強調(diào)學(xué)生實驗過程的自主性，強化對專業(yè)基礎(chǔ)知識的認(rèn)知。此外，提倡小組討論、協(xié)作攻關(guān)的實驗?zāi)Ｊ?，增強學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神。綜合型實驗?zāi)K按照“一線貫通，首尾相合，展現(xiàn)特色，體現(xiàn)綜合”的規(guī)劃，從原油的實沸點蒸餾實驗出發(fā)，首先切割汽油和柴油餾分，然后測試原油和相應(yīng)切割餾分的粘度、密度、餾程、硫含量、凝點、閃點和苯胺點等油品性質(zhì)參數(shù)，實現(xiàn)整個專業(yè)實驗的一線貫通；結(jié)合石油煉制工程所學(xué)理論，在對所有測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對原油性質(zhì)進(jìn)行綜合評價，確立初步的原油加工方案，從而體現(xiàn)整個專業(yè)實驗首尾相合、特色化和綜合性的特點。研究創(chuàng)新型實驗?zāi)K遵循“把握前沿，展現(xiàn)工程，培養(yǎng)創(chuàng)新”的理念，依托并結(jié)合科研實驗室，積極開發(fā)和建立大型實驗裝置，在構(gòu)建過程中使之規(guī)范化和系列化，盡可能擴(kuò)大學(xué)生的受益面。

（三）科研成果教學(xué)化

以學(xué)科建設(shè)為龍頭，依托科研實驗室，不斷拓展工程訓(xùn)練內(nèi)涵，加大科研成果向?qū)嶒灲虒W(xué)轉(zhuǎn)化的工作力度，促進(jìn)科研成果教學(xué)化?；瘜W(xué)工程學(xué)院以科研成果轉(zhuǎn)化為依托，積極開發(fā)和建立大型實驗裝置，作為學(xué)生選做實驗內(nèi)容。如近幾年開發(fā)的兩段提升管催化裂化技術(shù)和多產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)等，均具有為學(xué)生提供實驗的功能，每年都有大量的本科生參與到實驗過程中，這不僅有助于學(xué)生對石油煉制工程教學(xué)內(nèi)容的理解，也有利于學(xué)生綜合能力的提高。鼓勵并推行本科生參與科學(xué)研究，教師將科研課題分解成多個子課題，然后依托化工實驗中心和教師科研室完成相應(yīng)課題的研究；由此開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、提高學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力。

（四）教師隊伍多元化

工程實踐創(chuàng)新平臺的建設(shè)要有強有力的教師隊伍支撐。當(dāng)前工程教育存在的一大弊端就是缺乏有工程背景的教師。盡管在過去的教學(xué)過程中我們注重強化學(xué)生的工程實踐能力，重視各實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，建立了多層次、立體化的實訓(xùn)教學(xué)平臺，但是我們?nèi)試?yán)重缺乏有豐富工程經(jīng)歷的教師。針對教師隊伍中工程實踐經(jīng)驗薄弱的問題，化學(xué)工程學(xué)院實行了青年教師生產(chǎn)實習(xí)輪訓(xùn)制，鼓勵和制訂政策支持教師到企業(yè)培訓(xùn)或到相關(guān)高校學(xué)習(xí)。學(xué)校也調(diào)整用人制度，降低學(xué)歷門檻，注重實踐能力，從廠礦企業(yè)或設(shè)計院引進(jìn)工程背景豐厚的工程師增添到教師隊伍中。針對當(dāng)前全方位、高素質(zhì)工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)，我們在重視工程設(shè)計、工程管理素質(zhì)培養(yǎng)的同時，還關(guān)注了學(xué)生文化素養(yǎng)的培養(yǎng)。以工程文化教育課程及工程文化教育基地為載體，實施工程文化教育，培養(yǎng)學(xué)生“大工程”意識。要實現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo)，工程教育也需要具備相應(yīng)素養(yǎng)的教師隊伍。此外，借鑒其他高校的成功經(jīng)驗，加大“雙師”型師資隊伍建設(shè)力度，盡快實現(xiàn)教師隊伍結(jié)構(gòu)和素養(yǎng)的多元化。

（五）學(xué)生學(xué)習(xí)自主化

在工程實踐創(chuàng)新平臺的構(gòu)建過程中，我們還密切關(guān)注了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。所謂“自主學(xué)習(xí)”是指在教師指導(dǎo)下主動參與、主動獲取、自我構(gòu)建、自我發(fā)展和自我完善的過程。工程實踐創(chuàng)新平臺的構(gòu)建要給學(xué)生提供充分自主學(xué)習(xí)的空間，鼓勵學(xué)生主動思考、自覺學(xué)習(xí)；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。為實現(xiàn)這一目的，我們一方面大量開設(shè)了綜合開放性實驗、創(chuàng)新實驗，由化工實驗中心或教師科研室為學(xué)生提供完成實驗的基本條件，學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過自主設(shè)計、自主操作和自主處理實驗數(shù)據(jù)完成實驗的設(shè)定目標(biāo)；另一方面在工程設(shè)計中，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可自行擬定工程設(shè)計題目，完成從設(shè)備選型到工藝流程的初步設(shè)計。此外，我們也面向?qū)W生開設(shè)了興趣認(rèn)識性開放實驗，培養(yǎng)學(xué)生展示自己想象力的能力。

三、結(jié)語

加強工程教育力度、培養(yǎng)高素養(yǎng)的工程實踐創(chuàng)新人才已成為時代所趨。工程實踐創(chuàng)新人才的培養(yǎng)離不開工程實踐創(chuàng)新平臺的橋梁作用。平臺的架構(gòu)必須建立在工程教育培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方向和特色構(gòu)建層次化、多元化和綜合化的實踐教學(xué)平臺。在架構(gòu)過程中要關(guān)注實習(xí)基地、實驗基地或中心的搭建，注重教師隊伍的建設(shè)，以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)等。

作者：劉欣梅 侯影飛 單位：中國石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院