过程装备与控制工程专业的科研反哺式教学改革探索

胡卓焕　王露露　苏文献　叶立　孙俪

摘 要 本文针对过程装备与控制工程的专业特点，分析了教学工作中可能存在的问题和需求，提出了该专业科研反哺式教学的改革方案，结合作者的教学体会和经验，给出了科研反哺式教学中的教学方法和内容、考核机制和实物载体等方面的教学改革实施建议并加以实践，取得了预期的效果。

关键词 科研反哺 教学改革 教学方法

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.12.030

Exploration on Scientific Research back-feeding Based Teaching

Reform of Process Equipment and Control Engineering

HU Zhuohuan， WANG Lulu， SU Wenxian， YE Li， SUN Li

（School of Energy and Power Engineering， University of

Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093）

Abstract The problems and demands of teaching was analyzed by the characteristics of the majority of Process Equipment and Control Engineering. Combining with authors' teaching experience of teaching， Scientific research back-feeding based teaching reform was presented. Some suggestions on teaching reform including teaching contents and methods， performance management system and material object carriers were given and practiced. Finally， we achieved the results as expected.

Key words scientific research back-feeding； teaching reform； teaching method

0 引言

对于和笔者一样，从事一线教学工作的高校教师而言，往往有这样的感觉，年复一年的教学工作，好像是在进行一项重复叠加而无创新性的体力劳动。同时，科研任务又相对繁重，是项不折不扣的脑力劳动。而众所周知，大学的主要功能有以下四个“教学，科研，社会服务和文化传承”。这其中，教学与科研是大学的两大职能，二者本应相互依赖，相互依存。因而为了避免前述的现象，开展基于科研反哺式教学，为高校教学工作提供永不枯竭的动力源泉，就显得尤为必要。再者，随着生产过程的连续化和大型化的不断强化，以及计算机技术、测控技术、通信技术以及数学规划理论的不断发展，过程装备和控制工程专业就其重要性而言，在任何热工相关的工程领域都是不可或缺的。然而，过去的过程装备和控制工程的课程往往偏重于基本物理规律和理论的教学，缺乏与科学研究和工程实践的结合。在我国过程装备逐渐走向世界的今天，面对日益激烈的国际化竞争，要想站稳脚跟，就要求我们必须对相关的过程设备和控制系统做出最优秀和最先进的设计。因此，在过程设备和控制系统的设计领域更快更好地普及科研反哺式的教学方案就成为我们一个亟需解决的问题。通过基于科研反哺来设计优化课程的教学，可以使本专业的学生较好地掌握与过程装备与控制工程紧密结合的科学研究成果和技术。

此外，高校的教育以培养高层次、创造性人才为目标。通过在学校中对大学生的系统的培养和训练，使其具有较为广阔的科学视野、坚毅的科学精神和突出的科学研究能力。因而，大学生人才的培养往往决定着一个国家和民族综合实力和竞争力强弱。而基于科研反哺的教学是大学生教育的最为重要的一个环节，对大学生知识创新能力的培养起着基础性作用。本文结合作者在过程装备与控制工程专业教学中的体会，提出了过程装备与控制工程专业的科研反哺式教学改革的一些建议。

1 专业教学分析

本节主要分析了过程装备与控制专业的特点，反映了我们在该专业的课程教学中可能存在的一些问题。

1.1 专业特点

相对于一般的工科专业，过程装备与控制工程专业的工程应用背景极为深厚，其培养人才的主要服务对象是能源和化工行业的系统设计与优化。而随着现代工业技术的不断发展，过程装备日益趋向于大型化、多元化、精细化和自动化，过程装备及其控制系统的设计和运行就需要更高的精确性和可靠性。这使得过程装备与控制工程专业在热工和化工行业中，具有纯机械学科或者纯动力专业无法替代的特殊地位。本专业的理论框架既包括了以传热学、工程热力学、流体力学、化学过程原理和燃烧学等为基础的过程装备设计和制造知识，又辅以控制理论、计算机应用和管理学的理论。因而，本专业人才培养涉及的知识范围广，学科交叉多，信息含量大。其培养目标是本专业的学生具备能源与动力工程、机械工程、化学工程、控制工程和管理工程等方面的综合和系统性知识和理论，并能将这些知识和理论应用于能源、化工、轻工、环保、医药和食品等部门，将学生培养成从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及相关科学研究等方面工作的高级的统筹性人才。

1.2 专业教学中存在的问题和需求

由前述可见，过程装备与控制工程专业本科生的培养与其他专业本科生的培养是不同的，它有着自己特殊的问题和需求。endprint

本专业的本科生在学习的过程中却因为知识点非常多，学科交叉多，信息量大。而同时相关专业课与传热学，工程热力学，流体力学，化工原理和数学等基础学科的发展又是密不可分的。因而本专业课程涉及的基础知识较多，教学过程中的理论公式，尤其是数学规划理论的公式推导比较复杂，部分学生对学习该课程有畏难情绪，导致其学习的积极性不高。因而需要在教学过程当中采用科研反哺发方式，引入横向科研工作的工程案例的讲解，使他们懂得学以致用，提高他们的学习兴趣和积极性。

其次，本专业的本科生还特别关心教师对教学内容的安排。在这方面，他们不但希望教师能在学期开学前为学生提供课程教学大纲，而且要求在教学过程中有比较完备的教材、讲义，并能适时地介绍一些国内外相关学科最新的发展情况。同时，他们也希望教师最好能对课程的相关内容有比较系统的研究和独到见解，既要涵盖学科基础知识，又要反映学科前沿内容，从而使他们懂得学习的意义和价值。这也同样需要教师在教学工作中采用科研反哺的方式，结合自身科学研究以及中国内外相关学科最新的发展情况，反映学科前沿内容。

最后，当前社会的竞争日趋激烈，这也对本专业的本科生的教学也提出了一个更重要的需求：创新能力。而目前大部分本科生的教学模式仍然是传统的课堂讲授制。但在实际的教学过程中，我们可以发现，部分本专业的学生自学能力和科研能力都较强，但其主观能动性却没有发挥出来，其学习和科研仍处于被动的状态，在一定程度上妨碍或者说抑制了他们创新潜力的挖掘。可见，采取灵活多样的方式，尤其是科研反哺的方式与他们多进行沟通和探讨，从而形成互动，增强其学习的主观能动性，培养和保持其创新意识和创新能力，提高教学质量。

2 教学改革

根据上节所分析的过程装备与控制工程专业的性质，结合社会对本专业本科生教学需求。可以发现在我们以前的教学中可能存在的一些问题和需求，结合作者的教学体会和经验，提出了基于科研反哺的过程装备与控制工程专业的教学改革建议。

首先，要实现科研反哺于教学，这就要求我们教师能及时跟踪学科发展的前沿信息，把握学科发展动态，不能只顾埋头苦干，更需注重科学研究的意义和价值，不断提高和改进自身科研工作的思路、方法和成果。最终将这些相对完善的研究内容、成果和研究方法带入教学领域，不断地充实教学的形式和内涵，提高学生的学习兴趣和接受知识的能力。这样一来，一方面使得科研工作全方位、全过程、多层次服务本科教学，解决学生所学知识与当前科研前沿方向和社会实践脱节的弊端，同时以实际行动推动教学改革、培养创新型人才。另一方面，科研反哺与教学的灵魂在于科研精神融入高校教育理念的过程，其本身就是创造性的脑力劳动，而不是单纯和机械的重复和模仿，这样也就避免步入把高校教学工作当作一项重复叠加的体力劳动的误区，体现了高校教师的个人价值。

其次，不可否认，国内许多高校都存在不同程度的“科研先行”的发展理念。而对本科教学的重视程度有所缺失，尤其是对教学工作评价存在一定的盲区。而近期，四川大学设立了数百万的“卓越教学奖”，在社会上引起了热烈的反响。这也从一个侧面体现了建立和健全相关的教师将科研反哺于教学的考核和奖励的机制的必要性。因而要实现科研反哺教学，学校的相关的教学管理部门有必要建立和健全相关的教师将科研反哺于教学的考核和奖励的机制，体现公平和公正。通过制度，一方面鼓励和帮助高校教师将科研工作融入教学过程，并在一定程度上提高高校教师进行教学工作的自主性。另一方面，对高校教师的教学工作实现目标管理，而非只专注于日常事务管理。具体机制可包括：

（1）鼓励教师结合各自的科研特色和优势（横向或纵向项目，工程案例或理论成果），将科研工作中掌握的本学科最新科研成果直接或间接地反映到课堂教学中，丰富课堂教学内容，并在一定程度上允许教学一线的教师有设立相应教案评估制度的自主性，并将其与教学考核相结合。

（2）建立科研成果进教材的工作机制，鼓励教师将最新科研成果逐步、有序地融入教材，同样辅之以相应相关的考核、评估和奖励。

（3）本科生毕业设计是本科教学中的一个重要环节，应支持高校教师结合承担的科研课题进行拆分、细化和简化，从而指导本科生毕业设计，使学生了解和掌握最新的前沿科学知识。

（4）在一定程度上允许科研哺于式教学在探索阶段的不确定性，让参与教改的教师吃“定心丸”，从而提高教师相关工作积极性和可行性。

最后，还要注重科研反哺是教学工作的实物载体，其主要体现在教学实验条件的改善和设立学生创新能力培养的实践项目两个方面。高校可以将相关科研项目作为依托，使相关的纵向项目科研经费固化为实验仪器设备，再以工程实践为基础，应用相关的科研成果，自行设计和建设相关的各类专业实验室。同时，在校内外培育一批集科研、产业、教学、实习为一体的产学研基地，这些基地不仅是学校科研人员从事基础研究、应用开发研究的场所，更是科研反哺是教学中培养本科生创新能力的练兵场。此外，高校还应设立大学生创新能力培养的实践项目，目前本校有例如上海大学生创新创业训练计划项目、上海大学生物理学术竞赛、大学生节能减排大赛等诸多实践项目，而且近年取得了一定的成果，其经验亦可供其他院校借鉴。

3 结论

本文分析了过程装备与控制工程专业的特点，结合社会对本专业学生相关知识和能力的需求，以及我们在本专业的本科生教学中可能存在的问题和需求，指出了本专业的教学工作中引入科研反哺式教学的必要性。根据这些分析（下转第81页）（上接第68页）的结果，同时结合自身的教学体会和经验，提出了一些过程装备与控制工程专业科研反哺式教学改革的建议并加以实践。综合来看，这些教学改革都取得了预期的效果。

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