面向应用型人才培养的化工类专业生产实习教学模式的改革与实践

沈国良 朱海峰 徐铁军 赵文凯 朱 静 班玉凤 孙明珠 陈 宏 张晓娟 李凤红

(沈阳工业大学 石油化工学院，辽宁 辽阳 111003)

生产实习是高等工科院校化工类专业教学计划中重要的实践性工程教学环节之一[1]，属于传统的实践教学环节，是帮助学生熟悉和了解实际化工生产实际、掌握基本化工生产技能的重要教学过程，在化工高等教育中占有十分重要的地位。很多高等学校在其生产实习计划的制定、生产实习基地的建设、生产实习的组织实施、生产实习的指导与考核，以及生产实习指导老师的配备等各个方面都做了大量工作，取得了很大的成绩[2-4]。

随着现代市场经济的不断深入发展、信息技术的快速进步，传统的生产实习教学模式已越来越不适应培养应用型人才的要求[5]，其生产实习的组织、内容与指导方式，暴露出许多弊端，如实习教学内容陈旧、实习教学方式单一、学生不能亲自动手操作、学生处于被动的学习状态、对学生缺乏足够的吸引力等，这些最终导致生产实习教学效果不理想，很难达到预期的教学目的，不能适应现代化工企业对人才工程能力的要求[6]。

按照应用型人才培养要求，针对实习教学中存在的问题，对传统的实习内容和实习方式进行大幅度调整和系统的改革。

1 化工专业传统生产实习的现状分析

从培养应用技术型人才方面考虑，化工类专业传统的生产实习模式主要存在以下几个方面问题[7]：

(1) 生产实习的形式、内容单一。传统的生产实习模式为：在四年的学习中，只有一次集中到与专业相关的化工厂或车间进行现场实习，实习时间一般为4周，实习内容一般包括听企业工程技术人员讲课、现场参观、跟班实习、资料的收集与整理、撰写生产实习报告与考核等几个方面。

现代市场经济的快速发展，各类化工企业都以经济效益和安全生产为中心，各生产岗位都要进行安全要求和经济核算。为了避免不必要的麻烦和经济损失，很多化工企业不愿意让学生全天候在生产车间、装置区实习。学生的生产实习过程也只剩下了听企业工程技术人员讲课、现场参观，很难深入生产实际。

(2) 生产实习一定程度上变成了现场上课。学生只能通过“听”的形式浮在表面上来了解企业的生产情况、工艺流程与设备性能，根本不可能有接触实际工程问题的机会，理论联系实际自然也就成了一句空话。

(3) 生产实习变成了现场自学。受定编定岗限制，现代化工企业里没有专人负责学生生产实习；在生产实习现场，带队的指导老师一方面要负责学生的交通、安全、身心健康，另一方面对企业具体生产过程又不十分熟悉。因此，带队的指导老师无法承担全部生产实习指导任务。

(4) 在生产实习现场，学生除了听企业工程技术人员讲课、现场参观，再无其它事可做。在生产实习的前几天还有一点新鲜感，时间一长也就自然没有了兴趣。往往会导致生产实习纪律的松散和管理的困难。

(5) 生产实习达不到现代化工企业对人才工程能力的要求。现在化工企业生产自动化程度越来越高，多采用先进的集散控制系统(DCS)进行生产操作、管理，出于安全考虑，企业一般不允许学生动手操作化工装置[8]，校外实生产习更多地表现为参观性质上，学生只対化工企业概况有一个初步的了解，不利于工程实践能力培养。

虽然学校可以利用技术服务和开展横向科研课题的机会结合进行生产实习，一定程度上可以解决生产实习中存在的一些问题，但这一条件并非每一所院校、每一次生产实习都随时可以具备，不能从根本上解决问题。

如何使生产实习模式符合培养应用型人才的需要、使生产实习效果符合现代化工企业对人才素质的需要，充分调动学生生产实习环节的主观能动性，进一步深入生产实际，有效地提高化工生产实习质量，达到预期的生产实习教学目的，这是大多数高等工程本科院校化工类专业生产实习方面在苦苦探索的问题。

2 化工专业现代生产实习的改革目标

随着科学技术和知识经济的飞速发展，尤其是现代社会经济结构的多样化和信息化，我国经济建设对人才的需求发生了很大的变化，其主要特征是更加注重人才素质的实用化。这样的需求对高等工程本科院校传统的教学制度、人才培养方式、教学模式提出了改革的要求，高等教育应培养出具有较强工程能力的应用型人才，化工类专业生产实习必须来重新组织、重新设计其教学内容与教学方式。

在明确化工类专业生产实习的教学改革目标后，需要进一步提高对化工类专业生产实习改革的认识。生产实习不仅仅是理论教学的补充与完善，更是学生工程能力培养与训练的重要教学环节与手段，是完成对学生工程能力培养的重要途径。通过生产实习的教学环节，使学生建立工程意识，培养理论与实践相结合的能力，生产实习的改革就是要使其适应时代的发展，使生产实习教学获得最好的教学效果。近年来，我们对化学工程与工艺、高分子材料与工程、应用化学(精细化工)等化工类专业的生产实习模式、生产实习内容进行了系统改革，其生产实习改革的原则如下:

(1) 紧紧围绕石油、石化、化工行业的快速发展和区域经济建设，以专业工程能力培养为主线，以职业素质教育为导向，构建新的生产实习教学体系与内容，使化工类专业学生成为基础知识扎实、工程能力强、职业素质高的应用型人才，

(2) 保留传统的现场实习内容。学生深入到生产企业的现场，展现给学生是现代化大型企业、先进的生产设备、完全自动化的分散管理集成控制系统。利用较短的时间在学生的脑海中打下比较充实的多方面的感性认识，也在学生的头脑产生了很多的问号，起到为学生开阔眼界，造成强烈的求知欲与好奇心的目的。

(3) 充实、完善、改革传统的实习内容，大幅度增加实训教学内容。由于现场生产中为了保证产品质量与安全生产，是绝对不允许学生实际动手操作的，走马观花式的生产实习不仅不能满足学生的求知欲与好奇心，而且完全束缚了学生的主动性与创造性。

(4) 建立与新的实习教学体系及其内容相适应的校内外实习、实训基地，特别要加强校内实习、实训基地的建设，解决过去生产实习只能听、看，不能动、练的实际问题。

3 化工专业生产实习的教学模式改革

3.1 生产实习内容的改革

化工类专业新的生产实习体系着力岗位实践能力的培养，建立“仿真、实习、实训”有机统一的生产实习教学模式。在生产实习教学环节中，遵循由浅入深、循序渐进的能力培养规律，按照“认识—实践—再认识—再实践”的认识规律，加强工程实践能力的训练。新构建的生产实习包括化工仿真实习(1周)、化工单元操作实训(1周)、化工现场生产实习(2周)、化工生产操作实训(1周)依次有机联系的4个阶段，共计5周时间。按照新的生产实习模式，现在的生产实习内容安排如下：

生产实习的第一阶段为化工仿真实习。实习软件内容丰富，囊括了石油化工的主要单元操作和生产装置共计24个子系统：离心泵及液位、热交换器、透平与往复压缩、间歇反应、连续反应、加热炉、精馏系统、吸收系统、锅炉和常减压蒸馏工艺、催化裂化工艺、乙烯工艺(热区分离)、合成氨工艺、均苯四甲酸二酐工艺、聚丙烯工艺、聚氯乙烯工艺等。实习软件的功能也很强大，如模拟设备或装置的开停工操作、参数调整、事故设置与处理及考试功能。根据学生专业生产实习特点，将仿真模拟上机操作分为2个层次进行：首先，主要是进行仿真知识的讲解和化工基本单元操作的训练(含离心泵及液位、热交换器、透平与往复压缩、加热炉等)，为学生打下一定的实践基础；其次，进行复杂单元操作(间歇反应、连续反应、精馏系统、吸收系统、锅炉等)及生产装置的开停工操作，学生可以结合所学过的理论知识分析判断模拟操作中出现的问题，创造性地优化操作。化工仿真实习使学生在以下5个方面获益:(1)了解基本单元操作原理和方法，增强对工艺过程的理解；(2)熟悉计算机控制系统及操作；(3)掌握现代工业复杂控制系统的投运和调整技术，提高对化工过程动态运行的分析和决策能力；(4)提高学生对化工过程的开车、停车运行能力；(5)训练对事故的响应、分析和排除故障的能力。

生产实习的第二阶段为化工单元操作实训。化工仿真实习后，结合典型的化工单元操作过程，在中等规模的实际装置上进行操作实训。目前，化工单元操作实训项目有化工管路拆装操作实训、流体输送操作实训、传热操作实训、常减压精馏操作实训、吸收-解吸操作实训，其实训装置均为连续操作、带有DCS系统及MARS系统。

生产实习的第三阶段为化工生产实习。化工单元操作实训后，再到中国石油天然气集团公司辽阳石化公司的实习基地进行参观实习，听取实习生产厂、车间(或装置)的工艺流程的介绍，跟班了解生产实习现场的流程、设备、控制、生产组织管理等。除以上实习内容外，化工生产实习期间还安排学生参观工厂(公司)、车间设备废旧、备件库房等内容，详细察看设备形式、结构等，安排学生参观几个大、中、小化工企业。

生产实习的第四阶段为化工生产操作实训。化工生产实习后，学生对实际化工生产过程及设备全貌有了充分的认识、对生产原理也有一定的了解，但缺乏实际动手操作训练。为此，需要开展化工生产操作实训，按辽阳石化公司现代实际生产装置的工艺流程，现已按比例建成原油常减压蒸馏生产实训装置、催化裂化生产及安全演练实训装置2个大型、连续、带有DCS系统的化工生产操作实训项目。

3.2 生产实习改革的成果

在生产实习教学中构建新的实习教学模式，引入化工虚实相结合的实习，有利于发挥学生在学习过程中的主动性、积极性。生产实习中开展仿真实践操作，化工仿真软件所表现出来的人机交互作用，有利于激发学生的学习兴趣和认识主体作用的发挥。从现代化工企业发展水平来看，实现在校内进行化工单元操作实训、化工生产过程操作实训，弥补了学生不能亲自动手操作的被动学习状态，学生变被动为主动，学生实际操作能力显著提高。

为配合专业卓越工程师教育培养计划试点、专业向应用型转变试点、国家级一流专业建设，建立了校内化工虚拟仿真教学中心、化工操作实训中心和校外工程实践教育中心。化工虚拟仿真教学中心在原来11个教学版仿真软件的基础上、又与辽阳石化公司合作开发13个工厂版仿真软件；化工操作实训中心现已建成化工管路拆装实训装置4套、4个单元过程实训装置8套、常减压蒸馏实训装置1套、催化裂化实训装置1套；分别与辽阳石化公司、辽宁奥克集团公司共建2个校外工程实践教育中心。

建成的化工虚拟仿真教学中心被评为辽宁省示范教学中心；与辽阳石化公司共建的工程实践教育中心获批国家级工程实践教育中心，与辽宁奥克集团公司共建的工程实践教育中心获批省级工程实践教育中心，催化裂化虚拟仿真教学项目获批辽宁省仿真教学项目。

4 结语

(1) 实施“仿真-实习-实训”实习教学新模式是培养应用型人才的重要途径之一。通过改革与创新生产实习的内容、方式，从根本上更新和加强了生产实习教学，显著效果。

(2) 新的生产实习教学模式及实习内容、教学安排体现了以学生为中心的教育思想、体现了知识认识规律、体现了应用型人才培养规律，充分调动了学生的自主学习积极性，符合一流专业建设目标要求、符合应用型人才培养要求。

(3) 引入化工仿真模拟实习、化工生产操作实训，有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥，既丰富了实习内容，又提高了生产实习教学水平，解决了过去专业生产实习难以深入实际和亲自动手操作的问题。

(4) 化工现场生产实习期间多参观几个大中小化工企业，有利于学生了解不同规模的企业、不同工艺流程的生产过程、不同类型的设备。