应用型本科高分子材料与工程专业实践教学的探索

牛永生，卫爱民，王艳飞

(安阳工学院，河南 安阳 455000)

安阳工学院高分子材料与工程专业2008年开始招生，2012年至今已有7届共计500名左右学生毕业，经过学校和学院等各方的共同努力，在学生培养方面取得了一些成绩，积累了一些经验。但是与多数新建地方性本科院校一样存在一些共性的问题，与双一流高校甚至老牌普通本科大学在办学经验及条件上存在明显的差距，在办学过程中不可盲目仿照“综合性、研究性”大学培养模式，而应立足地方特色、区域特色办出符合自身发展教学模式。

1 实践教学存在问题

应用型大学的特色重视实践，重视学生的动手能力、重视学生的工程素质的培养，高分子材料与工程专业应用型人才培养的核心问题是工程实践能力，如何在培养过程体现特色，对培养的人才质量至关重要[1-2]。为了全面了解高分子材料与工程专业人才培养质量，为高分子材料与工程专业教学改革提供支撑，采用了第三方机构咨询调查、用人单位、毕业生交流及在校学生跟踪调查方式进行了教学效果的调查。

1.1 第三方的调查

委托第三方教育管理数据咨询与教育质量评估机构，通过问卷设计、问卷调查、数据清理、数据分析等方式对2013-2017年毕业生进行了关于教学满意度、实践教学环节改进等方面的需求调查。结果发现：问题最突出的教学环节是“实习和实践环节不够”，占比75%左右，“无法调动学生学习兴趣”占50%左右，“课程内容不实用或陈旧”占40%等。实践教学环节中突出问题是“企业实习”，依次是“校内实训”、“学科竞赛”、“师资队伍”等。

1.2 用人单位、毕业生交流

与用人单位、毕业生的交流，主要问题表现为，学生实际动手能力差，螺栓、阀门、开关插座等部件松了都不会修理，仪表、设备操作能力差；设备图阅读和设计能力差，学生不能很快的适应岗位的要求。

1.3 在校生反馈

通过在校学生的座谈交流，主要存在学生实际操作差，实践课时少 ,学生独立动手机会少；大型仪器设备的教学分组人数多；校外实习基地建设薄弱，远远不能满足教学实践的需要，学生实习的时候只能看，不能动，实习效果差等问题。

针对培养过程反馈的问题，结合我们教学改革和实践，从师资队伍建设、实践体系的构建及学科竞赛三方面探索高分子材料与工程专业工程能力的培养。

2 实践教学改革探索

2.1 师资队伍建设

目前高等教育快速发展，教师的引进门槛很高，本科学校教师要求具有博士学历、学位，高学历教师具有扎实的基本理论和系统的科学研究能力，但是同时存在工程概念认识不强，缺少企业从业经历和实际锻炼，工程能力不足，在指导学生实习、实践课程过程中不能很好地胜任岗位的需求，影响本科生工程实践能力的培养。想给学生一滴水，教师要有一杯水，甚至要有一桶水、一潭水，学生工程能力提升，提高教师的工程能力素养非常必要[3]。具体方法是：与企业进行产学研合作，丰富教师实践阅历，通过与地方企业长期进行横向合作，积极开展实验研究，合作过程充分了解企业技术现状，掌握企业实际困难，全面熟悉生产工艺、设备、仪表控制等，丰富实践经验。利用博士挂职锻炼机会，选派具有博士学历教师，到指定的企业参与挂职锻炼，在企业挂职期间，全方位参与企业的工作，积极参加重大项目的科技攻关、配方设计和相应的工艺设计改造，通过改进技术、优化工艺和规模化生产，试验-反馈-改进多循环等过程，为企业分忧解难，在项目执行过程中教师的工程能力大大加强。

2.2 实践教学体系建设

总结近几年的教学研究成果和教学改革方法，构建完整的实践教学体系，加强学生实践能力培养环节，提高学生的工程能力[4]。实践教学体系主要包括实验课程、课程设计、金工实习、认识实习、毕业实习、科技创新活动、毕业设计(论文)，这些环节为学生提供实习、实训和参与工程实践的机会，使学生在实践技能、工程意识和创新能力等方面得到一定的锻炼。

低年级本科生基础实验通用平台，实验内容以基础单元操作实验为主，涉及化学化工基本合成操作、化合物的分离及通过物理的方法测试化学产品的物理性质，重点培养学生的基本操作、基本技能和创新意识。

主要包括高分子化学、高分子物理及化工原理实验。涉及高分子材料的合成技术、高分子材料的力学性质及化工单元操作的基本原理及单元设备的操作过程，教学目的与任务是培养学生高分子专业基本能力，培养具有初步的工程概念。

开设《高分子材料成型加工实验》、《高等实验及设计实验》及《材料产品设计实验》，以综合性、设计性实验项目为主，学生在掌握综合应用实验方法的基础上，进一步深化和拓展专业理论知识，开发学生的探索精神和创新能力。

以学院的3个省级科研实验平台(河南省应用化学省级重点学科、河南省博士后创新实践基地、河南省基础化工实验示范中心)、2个市级科研平台(安阳市纳米复合材料合成与应用重点实验室、安阳市表面活性剂工程中心)及1个校级科研平台(安阳工学院精细化工重点实验室)为基础提供创新研究平台，学生通过参加教师的科研课题或自主设计创新研究项目，“创新”大赛、全国“挑战杯”科技大赛等竞赛活动，将课内实验和课外训练及科研项目结合在一起，培养学生的创新创业能力，锻炼学生实习实践能力。

实践环节主要包括金工实习、认知实习、生产实习、毕业实习等教学环节，是培养学生基本技能、专业能力的重要环节。为保障实践环节的教学顺利实施及实施质量，指导教师全程跟踪，全程指导，严格按照大纲进行实习实训，实习结束后公开答辩，从严把关。

2.3 学科竞赛

化工设计大赛是中国化工学会等主办由各重点高校承办的全国大学生在化工设计领域规模和水平最高的设计大赛，比赛包含的内容非常广泛，综合利用化工原理、化工仪表及自动化、化工CAD、化工机械设备机械基础等课程知识，旨在促进学生理论知识与工程实践的紧密结合，加强培养大学生创新思维、创新能力和工程技能，全面提升大学生的化工工程设计能力和化工实践能力。我校2018年“兴发杯”华中大学生化工设计竞赛题目为"洛阳石化4万吨/年异戊二烯生产项目"，设计的内容包括产品技术规格、工艺选择、设备选型等。产品技术规格经过产品市场需求、产品市场前景、原料产品价差、下游产物丰富附加值等市场分析因素，经过大量的文献资料查阅、产品市场及原材料调查研究确定；从生产效率、原料价格、产品的质量、产品的费用、三废的种类、能耗的高低及副产物的有效利用等方面要对不同的工艺路线进行比较，拟定工艺流程线路；运用Aspenplus软件进行过程的模拟与优化；设备选型包括塔设备的设计(物料衡算、塔板优化、设计与核算、强度的校核)、反应器设计选型(类型确定、床层体积、催化剂的质量、反应器的直径等工艺设计、壳体厚度、筒体的厚度、风封头的厚度等机械设计、折流板、拉杆、管板等反应器部件的设计)、泵的设计选型(型号、运行方式、扬程、转速及电机功率)；自动控制系统包括离心泵流量比值的控制、塔的温度、压力及串级控制、换热器的前馈-反馈控制；厂区的布置有生活区、辅助区、生产区；能量集成与节能技术设计；工厂的总图布置、安全环境评价、技术经济分析与供电采暖等非工艺等项目的设计，提供可行性研究报告及设计说明书，提交带控制点工艺流程图、车间及设备布置图等工作，要求学生使用工程思维去考虑问题，结合生产实际去解决工程问题。

“化工原理”是化工类及相关专业的专业基础课，是基础理论与化工生产过程之间的桥梁，是培养学生理论知识与解决实际问题一个重要环节。目前化工原理实验教学内容以验证理论课教学为主，实验指导书上实验步骤、操作方法及原理比较详细，学生按照教材指导大纲的要求，“照方抓药”，“比葫芦画瓢”完成实验内容，这样实验做完了，但是学生理解不深，实际得不到多少有价值的锻炼，影响了学生实践能力的提高。化工原理大赛是教育部高等学校化工类专业教学指导委员会、中国化工教育协会共同举办全国大学生化工实验大赛，大赛结合生产实际出题，主要考察实验原理、实验方案、方法步骤、数据分析处理、结果讨论及流量、温度等测量仪表的特性。根据比赛要求，确定实验方案、设计实验步骤，实验独立运行。学生准备比赛，针对化工原理理论部分、化工原理实验及化工单元仿真操作等环节反复学习思考、熟练运用基本理论知识，结合实验操作，锻炼动手能力、独立分析解决问题能力，从而提高工程实践能力。

3 总结语

应用型人才重在应用，特色重在实践，学生重在动手能力和工程能力，如何从师资队伍的建设、实践教学体系的构建、学科竞赛参与等环节来提高学生实践综合素质，是应用型本科高分子材料与工程专业一个重要课题。培养的目标是提高学生实践课程学习效果、提高创新能力和工程能力、培养的学生走出校门，踏入社会，适应快，发展好，得到企业和社会的高度认可。