新工科背景下化工设计课程教学改革研究

王婷婷

（西北民族大学 化工学院，甘肃兰州 730000）

在第四次科技浪潮的推动下，人工智能、大数据、互联网等不断地更新和发展。为主动应对新一轮科技革命与产业变革，国家为支撑服务创新驱动发展提出“中国制造2025”等一系列强国战略。教育部自前几年开始便积极推进新工科建设，传统的课程教育已经不再适用于现阶段的发展模式。科技的不断发展和进步促使着精细化时代的到来，使得高校的工科专业需要不断地更新改革，以保证其跟上时代的步伐，培养出更加适应新时代的优秀人才。化工专业的学生在具备深厚理论基础的同时，更需要兼备优秀的实践及操作能力。现阶段化工专业的本科毕业生存在的较为突出的问题是化工实践能力的欠缺，学生的课程培养体系亟须调整，毕业生就业也面临着少许的市场结构问题，如供求不一致等。

为推动新工科背景下化工设计课程教学的改革与创新，不断落实相应举措，要秉着创新理念，形成自己的教学特色模式，践行教育强国的基本要求。新产业的产生和发展，也促进了在新工科背景之下对于人才的需求和人才素质要求的不断提高。在新工科背景之下，不仅需要提高化工学生的综合水平和素质，也应该提高学生在化工设计课程学习中的应用能力，坚持将理论知识和实践内容相结合，开展课内外的知识、竞赛结合式教学，形成更加系统、完善的课程体系和模式，将培养学生的工程设计和基础实践能力作为重中之重。

1 新工科背景下化工设计传统课程教学中存在的问题

传统的化工设计课程以传授理论知识为主导，课程的内容大多枯燥无聊，学生在学习的时候会感觉非常的乏味，难以投入到课堂之中去。由于教学过程与实际脱节，所以这一课程的传统教学模式对学生而言不仅不利于他们学习，也会在一定程度上消磨学生的学习积极性，使得学生在学习该课程时感觉到力不从心，并且逐渐厌烦这一学习过程。这一教学模式在培养学生实践和创新能力方面具有非常大的欠缺，课本的知识点较多且比较杂，无形之中为学生带来了非常多的课业压力，且部分内容的学习让学生感觉到毫无意义，没有办法投入到学习之中。另外，在教学过程中，学生往往存在着缺乏自我认知、对于课堂的内容理解能力不够、学习兴趣不高等问题，所以教师也较难深入到教学之中，使得课堂投入成本较低。

2 新工科背景下化工设计课程教学改革策略

2.1 修订教学大纲，更新课程内容

面对社会不断发展，经济不断提高和进步，企业创新且转型的情况下，社会对于毕业生的专业能力和水平的要求越来越高，高等院校的人才培养方案不断修订。化工设计是高等院校化学工程与工艺等专业的专业课，主要讲述化工工艺过程设计与化工厂整体设计的基本原理、基本程序与基本方法，是化学工程技术人员必不可少的技术基础知识之一，它兼具理论性和实践性，是一门综合性很强的课程。在新工科背景之下，教学团队应根据学生培养方案要求上的变化及时修订该课程的教学大纲，调整该课程理论和实践环节的教学课时，从根本上保障实践环节教学的实施。教学团队应及时更新课程的内容，把化工设计的一些新知识在教学与教材中进行及时更新，让学生接触到最新的化工设计知识，继而使他们的思维与视野变得开阔起来。

由于化工设计创新实践课程具有强实践的特点，课程建设要组建具有丰富工程实践能力的教师团队，囊括着多年从事设计院工作、工程项目经验丰富的老教师，有从事化工原理等课程教学的理论知识扎实的专业课教师，有化工设备专业的方向课教师以及化工工程软件课程指导教师等。另外，为了学生更好地学习，教学团队需要在充分讨论和研究的同时，结合本专业的课程资源，适当进行本课程的一些选修课程的调整和设置。教师在传授理论知识的过程中，要重视强化化工生应用Aspen Plus 进行工艺流程模拟、应用Auto CAD 绘制工程图样等的训练，在拓宽学生视野的同时提高他们的创新思维和动手能力。在实践环节的教学过程中，设置以企业实践为主导的相关训练项目，也会使得学生在化工设计领域展开工作时会更加的投入，从而提升学生们在实际工作之中的理论和实践能力。

2.2 更新教学模式，改进评价体系

新工科的建设和发展需要教师及时转变自己的教学理念，更新教学模式，将学生作为课堂教学的主体，构建更加专业化的课程学习目标。例如，可以将虚拟仿真技术和手段加入化工设计的教学改革中来。教师和学生都在做中学，在学中做，从而实现理论和实践的结合，提高学生的课堂参与积极性。教师针对学生在实际操作之中出现的问题进行充分的探讨，提升他们的综合素质和能力。将新型教学方式，例如微课、VR 等新式的教学模式加入课堂教学中来，点燃学生的学习热情。以翻转课堂为例，相比较传统教学模式的工科课堂，新式的课堂教学模式更加注重学习的即时性、有效性，激发学生的主动探索意识，培养学生积极、主动学习的能力，同时利用现代科技带来的便利为学生实践提供相关教学，这也是传统的课堂教学不能为学生所提供的。与此同时，教师要改变现有的评价体系，为学生创设出更符合他们发展的考核评价模式，以此让每个学生都可以展现出自己的个性特点，提高学习兴趣。化工设计创新实践课程由于其课程任务和目的不同，其教学形式也有别于传统课程。教师要从理论知识点讲授变成课程内容项目化，从传统的以教师讲授变成课堂以学生自学为中心，从单一期末试卷考核形式变成考核项目多样化，从考核达标变成课程目标成果化，从而培养学生的工程实践能力、自主学习能力、团队协作能力，让学生建立专业成功的成就感。

2.3 融合赛课模式，培养团队精神

化工设计教学不仅要注重培养学生的化工设计意识和创新能力，还要注重他们团队意识的养成。教学中可以以某一项目为平台，设定一定的形式进行比赛，每个团队有数名成员，团队的各个成员进行不同的分工，帮助项目充分优化且良好实施。团队成员相互之间需要设计好工艺流程，核算需要消耗的材料，选取更加适合的设备，计算出最优化的方案，同时也要贯彻落实好保护环境的理念。团队在实施具体项目的过程中可以熟练地应用Aspen Plus、Auto CAD 等相关软件，对工艺设计过程进行模拟优化，完成考察组相关问题的提出。在此之后选择出最优秀的设计项目，进行奖励的颁发，提高学生参赛的积极性。通过比赛的模式，加强学生的实践锻炼并提高他们的化工设计水平，培养学生的团队合作精神，树立工艺设计理念，运用所学习的知识进行实际应用，也为他们以后的工作打好坚实的基础。例如，在每年的全国大学生化工设计大赛中，会有很多院校的优秀学生团队参与其中。教师可带领学生积极参与此类大赛，不仅可提升学生将理论应用到实践的能力，还能学到其他院校的设计理念，从而促使本校学生的综合水平得到全面提升。

2.4 进行案例教学，提高实践能力

党的十九大报告指出，高等教育要深化校企合作模式，形成较为开放的办学理念和模式，这也属于化工设计课程教学改革的主要步骤之一，有利于学生化工实践水平的提升。例如，倡导学生要将课堂之中学习到的化工设计知识运用到企业之中去，请企业的技术骨干在学生实习期间对学生进行化工设计知识的实地指导，还可将企业之中一些经典的化工设计案例放到课堂之中进行简单的分析教学。化工设计教师还可以结合线上和线下的两个空间作为主要的探索依据，注重市场所需，强化和更新校企的实验基地，利用微学术来提供更加专业的化工实践平台，帮助学生尽快适应课堂和社会的锻炼。

例如，学校可以定期、分次派遣化工设计教师进入到化工系统内部进行培训，提高他们的实践能力。对于一些能力较强的教师，还可以让他们参与到实际项目的研发过程中，实现真正的理论实践相结合，全面发展教师的各项能力。在教学过程之中，课程团队需要不断地挖掘实际的素材，开展企业实际案例和理论知识相结合的教学模式，并将企业实践案例贯穿于整学期的教学之中，这一改革也是教学改革实施的重要措施之一。教学内容在相互衔接之后，便可以帮助学生和教师积累化工设计的实践经验，弥补教师在教学之中的不足之处，实现理论和实践的有效结合。

2.5 注重双创培养，提高综合水平

在教学过程中，教师需要融合课堂的教学和实践，坚持理论教学和实践教学两手抓，重视培养和提高学生的创新创业实践能力，大力提高学生的专业技术水平和综合素养。化工设计的课堂教学可以联系当地的社会需要，把化工设计理论知识和当地社会发展紧密结合，为促进地方产业发展和进步贡献一点力量。院校要将拔高学生和教师的整体素质作为首要预期目标，让他们秉着脚踏实地的观念，实地进行考察和研究，通过实际的锻炼来提高学生的创新创业实践能力，培养出符合社会需要的、新工科背景之下的高水平、高素质人才。

3 结语

在新工科背景之下，化工设计专业教师要以发展的眼光看待本课程的教学改革，探讨课程的实际实施方法，完善现有的课程体系，加强学生参与并实践的力度，重视学生的各项素质发展，增加教师的企业锻炼，让他们在实践之中提高自身的教学水平，继而使得学生可以真正地提高自己的实践水平及操作能力，也让化工设计知识的学习充实且富有意义。