基于五位一体的个性化教改实践

向 群

《化工设计》是化工专业的一门重要技术基础课程，其教学的目的和要求是掌握化工工艺设计的基础知识和基本方法。通过学习对化工车间(化工装备)进行工艺设计，培养学生工程技术的概念和严谨的科学作风，具备运用化工设计及有关化学工程的知识解决化工生产中的实际问题的能力，培养学生工程设计计算能力和创新思维。

该课程在近年的建设规划和措施实践过程中，课程批准为四川省高等教育“质量工程”子项目，本着“卓越工程师教育培养计划”，以质量和创新精神培养为重点，得以巩固和继续深化。通过教改，强化了课程建设，更加适应经济社会发展需要的高素质化工工程技术人才培养，为地方经济发展建设、创新型国家和人才强国战略服务。

一、科学定位人才培养目标是改革创新的命脉

《化工设计》教学改革，以“大化工”理念为动力，以培养高素质应用型人才为目标，以课程改革为突破口，制定出立足地方经济，依托行业发展、主动为工程一线和企业服务的宽口径人才培养新方案。

课程内容设计新颖，具有前瞻性。

第一，引进前沿夯实基础。作为化工类专业重要技术基础课之一的《化工设计》课程，不仅内容丰富、实践性强、涉及的面很广，而且学科发展十分迅速，新的内容不断增加。为提高课程的教和学的水平，近年来在四川省化工类人材培养基地项目及四川省省级精品课程项目的支持下，在将各种计算机网络教育相关技术、现代化工设计方法、过程设计、设备设计、工厂设计和经济分析等应用到《化工设计》课程，注重保持教学内容的先进性和满足我国化工人才的前瞻性需求。

第二，信息化建设。应用信息技术是提高教学质量与教学效率根本保障，首先建立了完整的课程体系，《化工设计》课程工程实用性强，是学生综合能力的培养及素质提高学习的平台。它包含国家政策和法规，生产技术与生产方法、设备装置及技术，安全生产，环境保护等方面。完善课程教学资源网，覆盖了有机化工、无机化工、精细化工、环境工程、环境监测等化工大类相关专业的实践教学内容，特别对于高年级学生的课程设计、毕业设计提供了丰富的实例和参考资料。在宣传大化工理念前提下，开发制作了化工设计课程的全套电子教案，并应用于教学实践，对多媒体教学的方式进行不断的优化;建成了包含课程介绍、教学大纲、网络课程、电子教案、习题库、文献库、教学反馈等内容的化工设计课程网络教学平台。

第三，兼容性强。课程组始终注意及时把教改教研成果或学科最新发展成果引入教学，课程内容设计新颖，信息量大。教学内容的基础性与先进性，经典与现代的关系处理得当。教学内容安排，以理论联系实际，融知识传授、能力培养、素质教育于一体，课内课外结合，探索并推进实践主导型教学模式。

二、教改方式方法的探索

教改要突破国内高校《化工设计》课程的传统形式，在人才培养模式、教学内容、教学方法和教学技术方面的大跨度的改革。以现代设计方法作为教学重点，在化工设计的主要环节中都传授计算机辅助设计方法，让学生在运用先进设计工具的专业技能方面打下良好的基础，有助于发展学生的化工过程创新能力。教学方法强调以学生为主体的实践教学和团队协同协作学习模式，让学生组队完成设计项目作为课程的最终学习成果，把应知知识的学习和应会技能的训练都结合到实施设计项目的过程中，学生在教师引导下的自主学习成为主要学习手段，促进了学生的自学能力、独立工作能力和团队协作能力的发展，贯彻了素质教育的思想。

随着时代和教改的进步，在科技大融合的发展趋势下，化工设计学科与材料、环境、生命、能源等科学交叉渗透产生出许多学科生长点，故而如前所说为促进“大化工”理念的教改渗透，为了适应这种21世纪我国化工领域的人才培养，构筑宽泛的基础知识教育平台，采用“重基础、宽口径，淡化专业方向”的方针，对原专业方向课程设置进行了调整，制定了与之相适应的教学计划和课程体系。故此课程组开展了多项教改项目，教学方面进行的一些有益的尝试，受到了学生的普遍欢迎，提高了该专业基础课程教学水平。我为该课程作了以下的尝试:

1.主导型教学模式。它是由学生的学习活动与教师的教学活动有序衔接且有机结合而构成，以学生学习为主导，进而达到研讨验身到课内外的全部教学活动。这一教学模式符合辩证唯物主义认识论和教育科学理论的要求，与大化工素质和学习能力相吻合，并对《化工设计》课程的特殊教学规律和认知相得益彰。教学内容安排理论联系实际，融知识传授、能力培养、素质教育于一体，课内课外结合，教书育人效果明显。

2.实践型教学模式。探索并推进实践型教学模式。在课程的讲授、作业、课程设计与讨论、教材、考试等教学环节进行实践型教学模式探索。如除课堂讲授之外，组织学生现场参观考察典型的化工生产工艺流程和装备，利用网络课程的优势，将大量的工艺流程图、设备布置图、管道布置图等制作成课件资源供学生查阅和使用。

第一，学生自主设计作业题目。在探索作业、考试内容及方法的改革中，我发现课程作业要避免陈旧的、重复的题海训练，这是一种按部就班的沉疴。只有把学生组自主设计题目的作业形式作为一个重要的教学环节，才能有效的解决主导型、研讨型和实践型教学模式相结合的教学理念融通。这样使学生在课堂进行一些设计性、开放式、综合性习题的自主设计，全面调动学生的积极性或创造力，激活学生的创新思维。同时，通过培养学生在自我知识更新与学科发展层面上的有机结合，使之形成敢于并善于发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，变被动接受知识为主动探索知识的学习方法和状态氛围。

第二，交给学生的设计理念。《化工设计》课程实践性教学环节包括认识实习、生产实习和毕业设计等实践活动。在教学实践活动中，我们将培养学生的工程意识和工程观点放在第一位，由于在学的学生都没接触过生产实践，缺乏工程实践的感性认识，往往不善于将课程内容与生产实践联系起来，而化工生产过程中的实际问题是不可能从任何一本教科书中找出完全对应的答案。因此在学习化工设计课程前，安排学生进行认识实习非常必要，结合录象、教具、下厂参观等各种手段，使学生对化工行业有了感性认识，触发学生对工程的了解。在课堂学习之后，安排学生下厂生产实习，同时进行课程设计，使学生直接与生产实践接触，认识完整的工艺流程和生产装置，培养解决工程实际问题的能力。同时我们聘请研究设计院的高级工程师授课，让学生接触当前技术发展前沿、工业生产慨况及工程设计技术要求。

以实践教学为主要教学手段，以训练现代化工设计方法、工具和技能作为教学重点;在过程设计、设备设计、工厂设计和经济分析等重要环节的过程培养，使学生能运用专业软件进行计算机辅助的初步设计，很好地切合了我国化工设计界当前和今后一段时期对创新人才的专业技能需求。在掌握化工设计软件使用方法的同时，通过课程项目设计锻炼学生实际运用先进工具解决设计问题的能力。

第三，工程能力和创新能力的培养。注重工程能力和创新能力的培养，加强学生工程实践能力、全面提高学生素质。通过实践性教学环节的学习，具备一定的工程概念和工程能力。如，学生撰写可行性研究报告;物性数据查取，以鸿化厂氯甲烷生产为例，二氯甲烷的物性数据查取通过图书馆书籍、资料、或计算机多渠道获取;要求学生用计算机绘制二氯甲烷生产工艺流程图等手段提高学生的工程设计能力和素质，并在教学内容中引入了基于计算机过程模拟技术的现代化工设计方法，结合项目设计进行实际运用能力的训练，使学生真正具备从事现代化工设计的基础。由此，积极探索“实践型”教学模式，形成了一套培养学生科学思维、创新意识与获取知识能力的教学思想、教学方法和教学手段。教学方法改革适应转型期高等教育的发展，教书育人效果得到了更充分的保障。

在创新能力的培养方面，发挥学科优势，深入推进个性化成长平台建设。注重将学校学科建设、师资队伍建设和科学研究的成果转化为本科人才培养的优势，组建2011级本硕实验班、卓越工程师建设，并以此为载体，探索“大化工”类拔尖创新人才培养新模式．进一步完善了优秀生选拔机制，从新生中选拔了81名优秀生，组建实验班。．进一步推进了本科生“导师制－研讨课－实践实训－工程能力培养－创新创业训练计划”五位一体的个性化成长平台建设。培养大学生创新精神，在第二三学期开设学科专业前沿讲座，教师介绍自己的或课题组的研究课题与研究领域最新进展，引导参加导师的研讨课，进入导师课题组参与研究，并在导师指导下进行大学生创业训练项目、创新基金项目。历年来，学生学科竞赛项目，获全国省级数学建模、电子设计、软件专业人才设计与创业大赛等各类竞赛一二三等奖10余项。

3.研讨型教学模式。研讨型教学是以解决问题为中心的教学方式，通过由教师创设问题情境，然后师生共同查找资料，研究、讨论、实践、探索，提出解决问题办法的方式，使学生掌握知识和技能。它包括阅读自讲式、讨论式、启发式、专题式、课题制式、案例和讲授式等多种具体教学方式。研讨型教学模式运用于课程，作为理论和实践的中介，重点在引导学生把握该课程的思维方式和研究方法，讲授核心的知识点。课改、教改就是要少讲多练，以研讨型教学协作学习、引入学生组团队竞争机制等措施，对激发学生的学习积极性和主动性、提高教学质量收到了良好效果，也收到了学生的欢迎。在研讨型教学模式还通过自己的教改教研论文《化工设计课程改革》、《化工工艺专业实验改革》、《化学反应工程题库的设计》等让学生对内容的全面、深刻的了解，设置贴近学生富有吸引力的情境，提出有思考价值的问题，让学生提出独到的见解，要求学生通过查阅资料、研究讨论后解决问题。教师要收集足够的资料，便于双方节约时间，变原来组织教学为讨论讲解，引导学生利用资料，表达自己看法，教师应珍视之，并予以鼓励。研讨式教学要求以“导”为主，把握学生原有知识基础和能力水平，并且有熟练利用现代化手段教学的能力。教师还要参与多方面研讨，使研讨式教学有广度又有深度。

它不仅突出了培养工程应用能力和综合素质的教学指导思想，采用了课堂讲授引导下的研讨，学生自主学习为主，学习强度有较大的弹性空间，有利于个人潜力的发展;通过对近年的学生设计作品的查阅和与学生的交谈，学生的设计相关能力的提高是显著的，尤其学生在交谈中表现出来的对该课程的学习热情、专业兴趣和自信心给我留下了深刻的印象。

在实践中要求培养学生独立思考、独立工作的能力。尤其是毕业设计，是学生参与工程设计之前的一次系统训练。而工程设计是工程师工作实践中最富创造性的内容。设计能力是一种如何将思维形式的知识转化为客观上尚未存在而可以实现的物质实体的创造能力，即认识客观、表现客观而且是创造客观的能力。因此设计能力的培养对工科学生尤为重要，也体现了主导型、研讨型和实践型教学模式相结合的成果。

三、教改特色

第一，总结出几种教学模式及灵活运用的教学思想的整合。

第二，形成了本科生“导师制－研讨课－实践实训－工程能力培养－创新创业训练计划”五位一体的个性化教学成长平台。

第三，完善的课程内容和课程体系。“理论为基础、实践为根本、素质为核心”的工程教育，不仅突出了课堂模式的实践活动，而且与本地的大型化工设计企业共建了大学生化工设计创新基地和实习基地，既走得出去，又请得进来。注重把培养学生的工程意识和工程观点放在第一位，并始终贯穿到教学的全过程中。并重视与国际科技发展和我国人才需求接轨，教学目标明确，教学内容有效地吸取国际先进理念和经验，引进国际流行的设计软件，与时俱进。经过课程改革和建设，建立起符合学科发展的课程体系和教学内容。非常利于工程能力及用计算机设计的应用能力与本地的大型化工设计企业共建了大学生化工设计创新基地和实习基地，也利于教学手段的多样性和现代化培养学生工程设计能力和创新意识的实现。

综上我体会到化工设计课程教学改革首先在教学理念和教学设计上有新的思路和探索，把化工设计从带实践环节的理论类课程转变为实践类课程，以培养学生设计动手能力为中心组织教学环节，多数课时用于现代设计方法的上机实验，课程设计项目安排在课外平行进行，将新知识的学习嵌入到知识应用的实践过程中。这样的教学模式确实能有效调动学生的学习主动性，培养其自学能力和知识运用能力。

［1］刘慧君，等.化工类专业创新人才培养模式建立与实践［J］．广东化工，2012，(4)．

［2］王丽，付文.化工设计基础课程改革的探讨与实践［J］．学园，2013，(6)．