基于卓越化工工程师培养的“化学工艺学”课程教学改革

金 杰，冯绍杰

（安徽建筑大学材料与化学工程学院，安徽合肥230601）

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期人才发展规划纲要（2010－2020年）》《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》以及《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》而提出的高等教育重大改革计划，其目标是培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要，能够面向工业、面向未来、面向世界的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势，增强我国的核心竞争力和综合国力。

“化学工艺学”是化工专业的核心专业课程，本课程以产品为目的，综合运用多学科知识，建立最优化的生产工艺，实现该产品的生产，实践性强，是把专业基础课程中的理论知识与工程实践联系起来的纽带。本课程的教学可以强化学生的工程意识、团队意识、环境意识、经济意识、安全意识和实践能力等多种意识和能力的培养，是实现卓越化工工程师培养的关键课程。本文根据“化学工艺学”在卓越化工工程师培养中的作用，分别从教学内容、教学模式、考核方式、学以致用、综合素质、师资队伍六个方面，探讨了“化学工艺学”的教学改革。

1 教学内容的优化

1.1 课程大纲的优化

由于培养方案总学分的限制和国家规定的相关课程的增设，目前大多数专业课程学分均有减少，我校“化学工艺学”课时也由以前的48 学时减少到32 学时。因此，课程大纲的制定，要抓住本门课程的主要教学要求，理清教学重点和难点，精简并合理设置教学内容。对于相同或相似的工艺，选择一个具有代表性的项目详细讲解，类似工艺可以作为课后作业，安排学生自学并给出学习报告，做到学时虽降而知识面不减，保证学生的培养质量。注重理论知识体系的同时，也要强化实际工程能力的培养，尽量选择易于实际参与的工艺知识讲解，实现理论和实际的结合，有利于学生知识的转化和工程能力的培养。考核方式方面，应降低卷面成绩的权重，增加学生自主学习成绩的比重，激发学生主动学习的积极性。

1.2 教材的选择

目前“化学工艺学”教材有多个版本，有的偏向于有机化工，有的偏向于煤化工、石油化工，也有的偏向于无机化工。选用哪一版本教材，都需要结合本校化工专业优势，结合当地或本省的资源特色、工业特色。或者同时选用几个版本的教材，综合遴选授课内容，做到石油化工、煤化工、无机化工、有机化工等方面的工艺知识全覆盖。

1.3 课程内容的安排

授课内容主要依据教学大纲和教材而定，但在实际授课过程中，可以合理分配讲授内容与自主学习内容，合理安排教学内容顺序，在有限的教学学时内，最大限度地提高教学效果。一般情况下，第一部分的概述和工艺学基础知识都会安排一至两个学时课程，个人认为，这部分内容在简要讲授后，可以以小论文形式的课后作业，让学生自主查阅资料学习，然后在后续的具体工艺知识讲解中，再讲解与此工艺相关的知识点，把节省下来的学时，用于具体工艺的讲解。设置了专业实验的相关知识点，应安排在实验前把理论部分讲解完成，可以把部分讲授内容设置成多个问题，留给学生自己查阅资料去解决问题，从而获得知识。让学生带着问题预习实验讲义，这样更有利于对于知识点的理解，并在实验教学中加以点评学生问题解答的质量。

2 教学模式的改革

传统教学模式，注重教师的教，注重理论知识讲解输入，而轻视学生的学，轻视知识的主动获取，这一点不符合卓越工程师的培养要求。部分授课内容可以提纲挈领地讲解，并由学生自主学习加以获取完整的知识，或在演示了知识获取方法后，由学生按照这种方法自主获取知识，或者采用翻转课堂的教学模式。工艺过程中的热力学和动力学分析，是工艺参数确定的依据，虽然不同工艺中温度、压力、时间等参数的值不同，但这些参数最终都是依据理论计算并结合实际实验而定，因此，在详细讲解了两到三个工艺参数是如何确定后，在后续的工艺过程参数讲解时，可以以作业的形式，由学生自己根据热力学和动力学原理去推理，并把时间用于工艺过程的讲解。

增加工艺学的实践教学内容。由于受培养方案总学分数的限制，目前“化学工艺学”课程大多设置为32 学时，如此少的学时，理论知识的广度和深度往往很难兼顾，因此，要增加专业实验中工艺学内容，增加专业实习的工艺流程知识教学，增加工艺类毕业论文。我校的专业实验中设置了一氧化碳中低温变换实验、乙苯脱氢制苯乙烯等实验，另外虚拟仿真实训中还设置了丙烯腈工艺仿真实训、乙醛生产工艺实训。专业实习时，主要集中在中盐红四方和安庆石化等大型化工企业，学生可以参观或参与到合成氨、氯碱、原油常减压、丙烯腈、催化加氢、催化裂化等多个项目的工艺。

强化动态教学。工艺流程图的动态演示、设备操作的三维显示等，可以直观地模拟实际生产中物流情况和设备运行情况，有利于学生对知识的吸收和掌握。欧倍尔仿真和东方仿真，均有类似的教学素材库。若自己不便制作动图，可以购买工艺学课程的素材库，把课程的静态ppt 变成动态ppt，提高教学效果。

3 考核方式的改革

学生学习一方面靠自觉性，另一方面也需要鼓励，有个好的激励机制，会使爱学习的学生有成就感，就会更加主动地学习。可行性高的、有区分度的、能如实反映学生努力程度的考核方式才会是一个好的激励机制。传统的教学注重理论，考核的主要方式也是理论考试，卓越工程师教育培养不仅要有扎实的理论知识，还要有较强的动手能力、自主学习等能力，因此，考核方式要适应培养要求的需要，必须改革。

一是减少理论考试权重；二是增加自主学习成绩权重；三是增加实践学习成绩权重。我校“化学工艺学”课程成绩评定，理论考试一直占70%，很大程度上，轻视了学生自主学习和实践学习的成绩权重。在最近的课程大纲修订时，对考核方式做了改革，理论考试成绩占比40%，自主学习成绩占比20%，实践成绩占比20%，课程考勤和课堂作业占比20%，新增了自主学习成绩和实践成绩，增加了课堂作业成绩百分比。从教学效果上看，学生更加愿意主动学习，动手能力、工程能力增强，在合作完成课外作业时，团队意识也得到了培养。

4 学以致用的强化

学习的最终目标是把知识运用到实践中去。“化学工艺学”的学习，目标是让学生掌握“化学工艺学”知识获取的方法，掌握“化学工艺学”的基础知识和典型工艺知识。针对学习目标，在毕业论文环节，利用现有的实验设备，设置了多个化学工艺方面的毕业论文题目，如一氧化碳中的催化剂、温度、压力、反应时间等变量对变换反应转化率的影响研究，乙苯脱氢制苯乙烯实验中催化剂、稀释剂水用量等因素对产率影响的研究。在无法直接参与企业实际工艺时，可以利用现有的教学设备设计实验或训练项目，让学生自己动手，去检验所学知识，去获得新知识，极大地提高了学生的知识掌握能力和获取能力。

在专业实习时，如果不提前对生产工艺加以思考，直接参观，学生会感觉茫然，不知如何理清装置的逻辑关系。因此，带着问题去参观显得尤为重要。例如，在安庆石化参观丙烯腈生产工艺时，实习前，告知学生将要参观实践的生产工艺，让学生提前复习丙烯腈生产工艺，并提出两到三个书本上无法给出答案的问题，让学生在参观实践中观察设备与工艺，观察工程师的操作，去寻找答案。利用所学知识解释实际生产中的现象，利用实际生产工艺去寻找新的知识，同样也极大地提高了学生的知识掌握能力和获取能力。

5 综合素质的培养

卓越工程师的培养，不仅要培养学生知识的广度和深度、工程实践能力，还要培养学生的爱国主义精神、工程实践精神、艰苦奋斗精神、爱岗敬业精神、团队协作精神，更要培养学生的技术创新意识、经济合理意识、生产安全意识、环境保护意识、整体与局部意识、开放与包容意识、法律法规意识。通过课程的思政内容融入爱国主义教育，通过作业的分组培养团队协作精神，等等。精神和意识方面的培养，不是独立的课程知识，而是融入在课程内容中，教师在教学过程中，要善于发现与讲解，善于引导学生去培养这种精神和意识。

6 师资队伍的建设

“化学工艺学”是一门理论性和实践性均较强的课程，师资力量的强弱决定了学生知识理解和掌握的深浅。一是把教师送出去，高校教师大多缺乏工程实践能力，因此，我校化工专业承担“化学工艺学”课程的教师，每年都去相关企业培训两到三周，熟悉实际生产流程和工艺，提高工程实践能力，更好地讲解工艺知识；二是把专家请进来，每年化工专业都会邀请化工企业教授级高工或技术骨干来我校进行讲座，以自己实际的工程经验向学生传授；三是把学生送出去，每年的毕业设计，本专业都会挑选部分学习主动性高、动手能力强的学生到企业进行毕业设计，毕业设计的相关课题也是企业实际运行的生产项目，由学校教师和企业专家联合指导毕业设计，较好地提高了这部分学生的工程实践能力。