“721”模式下化工设计竞赛对学生能力的提高

范明霞，袁颂东，胡 兵，江国栋，张运华

（湖北工业大学 材料与化学工程学院，湖北武汉 430068）

“721”模式下化工设计竞赛对学生能力的提高

范明霞，袁颂东，胡 兵，江国栋，张运华

（湖北工业大学 材料与化学工程学院，湖北武汉 430068）

培养实践能力强的高素质人才是当前国际和国内高等教育发展的趋势，“721”人才培养模式正是适应时代发展需要而提出的。全国大学生化工设计竞赛是课堂通往工程实际的一个重要平台。结合竞赛特点及近几年我校在竞赛中取得的成绩，探讨竞赛对学生综合能力培养的促进作用，重在提高学生的自主学习能力、提高创新能力、增强团队协作精神、增强工程实践能力，从而提升学生总体能力，践行“721”人才培养模式。

化工设计竞赛；“721”人才培养模式；综合能力

Abstract：Cultivation of high-quality talents with strong practical ability is the trend of higher education development at home and abroad.“721” talents cultivation mode is just to meet the needs of the times.National chemical engineering design competition is the important platform for the way from classroom to engineering practice.Jointing Competition characteristics and achievements，improvement of competition on students' comprehensive ability was explored.The overall ability of students was enhanced including selflearning ability，innovation ability，group cooperation spirit and engineering practice ability.“721” talents cultivation mode has been practiced.

Key words：chemical engineering design competition；“721” talents cultivation mode；comprehensive ability

1 “721”人才培养模式

高等工程教育的目标是培养和造就工业界需求的、适应社会发展需要的工程师[1]。随着我国高等教育的不断普及，国家对高校人才培养越来越重视，而工程人才培养的问题却越显突出：拔尖创新人才的培养严重缺失，难以产生突出的顶尖人才；学生普遍动手能力差，无法直接适应社会岗位。其根本原因在于我国一直沿用传统的重理论轻实践、单一固化的人才培养模式和以灌输式为主导的教学方式，严重阻碍了学生创新能力的培养与发展。教育部明确要求各高校人才培养应把实践育人摆在重要位置，并从更新实践教学培养方案、提高教学等方面向高校提出了要求[2-3]。湖北省委省政府也明确指出，大学要培养应用型、复合型和创新型三类人才。湖北工业大学正是积极响应这些要求提出了适合湖北省区域经济发展特点的“721”人才培养模式。

“721”人才培养模式的基本内涵是针对同一学科专业，70%左右的学生定位为合格的工程师，能够实现良好就业，在工作中能解决实际工程问题，实施以培养实践动手能力的高素质应用型人才；20%左右的学生注重打牢基础，扩宽知识面，提升思辨能力，锻炼团队领导能力，培养具有—定科技与工程创新能力的科技人员和工程师，具有一专多能、适合湖北工业经济发展需求的复合型人才；10%左右的学生，推进卓越工程师、学术或工程精英人才培养计划，培养高水平的拔尖创新型人才[4-7]。学校提出梯级、分类、多元“721”人才培养模式，既体现了“因材施教、分类指导”的教育理念，也考虑了湖北工业大学的办学水平和生源质量特点，同时也贯彻了中央和湖北省的若干精神。

2 全国大学生化工设计竞赛

2.1 化工设计竞赛简介

全国大学生化工设计竞赛是由中国化工学会、中国化工教育协会、教育部高等学校化学工程与工艺专业教学指导分委员会主办，面向全国高等院校化工专业学生的专业竞赛，也是国内化工类学科级别最高、参赛队伍最多、最具影响力的比赛。该项赛事对拓宽大学生专业知识、提高大学生专业素养、增强大学生工程实践和创新能力、实现卓越工程师培养都具有积极的促进作用，是高等学校人才质量工程的重要内容[8]。

化工设计竞赛的题目一般都以社会需求为背景，立足于学科前沿，内容涵盖面广、综合性强，完成的竞赛作品需要兼顾可行性和创造性。竞赛内容涉及项目市场分析、设计可行性分析（工艺选择、厂址选择、投资估算、经济评价环境保护）、设计说明书（厂区布置、工艺流程模拟优化、换热网络设计、设备设计与选型、车间布置、管道布置、自控系统、安全卫生）、创新性说明等。在短时间内要完成这些内容，对于没有研发和工程经验的学生来说难度较大[9]。因此，参赛学生需要进行背景资料收集及调研，提出技术上可行、经济上合理的工艺方案，撰写可行性报告和设计说明书，学会将所学理论知识转化为解决实际问题，通过完成竞赛作品，培养学生的工程实践能力[10]。化工设计竞赛给了参赛学生对所学知识的综合应用机会，同时对他们的能力进行全方位的锻炼。参赛学生不仅应具有化工专业知识，还应灵活掌握专业软件的使用，更要考虑项目方案所涉及的政策、经济、人文、地理等因素，化工设计竞赛对提高学生的综合能力具有非常重要的促进作用[11]。

2.2 我校在化工设计竞赛中取得的成绩

全国大学生化工设计竞赛已成功举办十届，我校于2013年第一次组队参加，至今已参加了四届比赛。由于对设计竞赛的高度重视、精心组织部署和大力支持，指导教师认真负责，参赛学生积极努力，我校连续四年取得了可喜可贺的成绩。表1是对竞赛获奖情况的反映。

表1 化工设计竞赛参赛情况

从表1可以看出，我校参赛人数逐年增加，参赛成绩不断上升，不但有量的增加，还有质的提高。尤其是在第九届化工设计竞赛中我校的“星尘”团队和“Chem-Five”团队获得了全国大学生化工设计竞赛华中赛区一等奖，在前五名中占有两个席位。取得的成绩很好地践行了“721”人才培养模式，展现了我校化工人才培养的特色和亮点。通过参加化工设计竞赛的锻炼，参赛同学夯实了化工设计基础、提高了自身综合能力，同时也提升了用人单位的欢迎度和学校的知名度。部分参赛学生毕业后到中石化等大型国企工作，很快成为企业技术骨干。取得这些成绩，是我校坚持强调本科教学质量和贯彻“721”人才培养模式的结果。

3 化工设计竞赛促进学生综合能力的培养

利用化工设计竞赛这个平台，促进了学生综合能力的培养。提高自主学习能力、提高创新能力、增强和锻炼学生的组织能力和团队协作精神、增强工程实践能力、提升学生整体能力、培养学生坚韧的毅力和精益求精、勤奋敬业的优秀品质。

3.1 提高自主学习能力

参赛学生选拔采用自愿报名的方式，他们都是在学好基础理论和专业知识的基础上参加的。

同时，利用课余时间完成竞赛作品，取得好成绩的参赛目标激起学生学习的热情和求知的欲望。竞赛涉及的内容非常广泛，具有较大的灵活性，需要综合运用化工原理、化学反应工程、化工热力学、化工分离工程、化工安全环保概论、化工制图、化工技术经济等方面的专业知识。由于参赛学生多为大二、大三的学生，有些专业课程尚未学到，这就需要他们具有较强的自学能力，弥补欠缺的知识。另外，在遇到问题时需要及时查阅各种资料，进而解决出现的难题[12]。在设计过程中，还要自学大量的化工软件如Aspen plus、KGTower、Polymath、SW6-2011、3DMAX 和 PDMS 等。通过竞赛，充分调动了学生学习的自主性，使他们有目的、系统的学习、掌握和运用新知识，也使学生学会了对知识的举一反三、融会贯通，培养了他们发掘资源、自主学习的能力，也使同学们将平时的被动学习变为主动学习，同时激发了他们的求知欲。

3.2 提高创新能力

化工设计竞赛一般以生产某一具体化工产品的工厂设计为竞赛题目，例如第八届化工设计竞赛的题目为“为某一大型综合化工企业设计一座采用清洁生产工艺制取对二甲苯（PX）的分厂”，第九届的题目为“为某一大型综合化工企业设计一座采用清洁生产工艺制取乙二醇的分厂”。这些题目都没有明确规定原料和工艺路线，需要学生查阅大量的纸质或网络相关文献资料，通过分析与对比确定。创新思维尤为重要，作品中创新可以在工艺流程、设备设计、节能降耗、环境保护、控制系统等任一方面进行体现。作品评分标准中，创新分值占有相当比重。通过化工设计竞赛，增强了学生的创新思维和意识，激发了学生洞察力和想象力[10]。

3.3 增强团队协作精神

化工设计竞赛作品要求全面，包括可行性报告、设计说明书、工艺流程模拟、CAD图纸、环评报告、3D视频动画等，需要多名同学在规定时间内共同完成。竞赛由6名同学组成竞赛小组（1名候补），每人负责某一或几个具体方面，共同完成竞赛作品，这就需要学生具有良好的团队协作精神。在完成竞赛任务过程中，团队全体成员集体讨论、分工负责、共同确定、团结合作，这对参赛学生的团队协作能力是很大的考验，有利于培养学生的合作精神。

3.4 增强工程实践能力

化工设计竞赛的题目及任务来源于生产实际，与化工行业紧密结合，一般是行业的一些重要问题、热点问题或前沿问题。竞赛任务的完成需要学生理解生产实际、清楚设计标准、符合行业规定。大到厂址选择、车间布置，小到设备设计与选型，每一点都需要学生结合实际思考和决策。这是对学生工程实际应用能力最有力的强化训练，也是对目前学生理论与生产实践脱节严重、缺乏工程实践能力状况的有效改善[12]。另外，目前国内高校普遍存在重科研轻教学的弊端，过分强调科学研究能力的提升，致使工科教学理科化，不利于学生工程意识和工程能力的培养，学生走入社会离岗位要求差距很大，难以适应激烈的社会竞争。通过参加化工设计竞赛，帮助学生打好工程设计的基本功，加强学生工程观念和工程素质的培养，提升其竞争力，扩大学生的就业渠道。

3.5 提升学生整体能力

通过认真备战化工设计竞赛，所有参赛学生的整体能力都有很大的提升。5名队员要在几个月的时间里提交除了可行性报告、设计说明书、工艺流程模拟与优化、物料及能量衡算、设备选型一览表等与化工专业相关的文档外，还有环境评价报告、工厂的三维立体展示、厂区及车间布置图和配管设计图等。这就要求学生除了掌握化工专业知识与技能以外，还应具备软件应用能力、分析决策能力、文字撰写能力和经济分析能力[13]。总决赛的答辩包括PPT展示及回答专家提问，锻炼了学生的口头表达能力、思维能力和应变能力[14]。对学生的专业综合技能、整体能力是一次全面的检验和提升，他们在今后的就业和考研等重要环节显示出明显的优势[15]。同时学生在竞赛中树立了实践意识、创新意识和竞争意识，解答了同学们平时学习专业知识的困惑，营造了学以致用的良好氛围，促进了学风建设。另外，竞赛任务对于本科生而言难度很大，完成作品需要付出巨大的工作量和艰辛的努力，在此之中学生的抗挫折能力、拼搏精神、敬业意识和自信心得到了充分锻炼和强化。

4 结束语

社会经济发展不断对人才培养提出新的更高要求，培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才是高等教育的重要任务，现有人才培养模式不能很好地满足社会对人才培养的目标要求。“721”人才培养模式是湖北工业大学根据自身办学水平和生源质量提出的人才培养模式，以实践教育为核心，有利于推动实践教育的发展。学科竞赛是培养高质量工程人才的重要环节，化工设计竞赛对人才培养思路提出了新的要求，并为学生实践意识和创新能力培养提供了契机。通过参加全国大学生化工设计竞赛，学生的综合能力得到大大提升，专业技能大大增强，为实现我校“721”人才模式提供了保证。

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Enhancement of the Students' Ability from Chemical Engineering Design Competition under “721” Mode

Fan Ming-xia，Yuan Song-dong，Hu Bing，Jiang Guo-dong，Zhang Yun-hua

G642

B

1003–6490（2017）09–0147–02

2017–07–07

范明霞（1979—），女，湖北武汉人，讲师，主要从事化学工程与工艺教学与科研工作。