新工科背景下面向安全环保素质能力提升的化工专业生产实习教学研究

朱凌岳，荆国林，胡 烨，孙征楠，吴 玮

（东北石油大学，黑龙江大庆 163318）

化学工业一直是同发展生产力、保障人类社会生活必需品和社会发展进步等过程密不可分的[1]。伴随物质需求的高速发展，化工行业需要逐渐提高到一个新的生产水平，以其更大规模生产的创造能力，为人类极大地丰富物质资源，加快人类社会发展的进程。在化工行业长足进步的同时，存在着诸如安全与环保等问题与阻碍，严重制约着化学工业的发展。安全清洁的生产过程一方面依靠对生产方式方法的改革创新，另一方面是对从业人员素质能力的高标准要求。为保障化工行业的稳定发展，对化工全行业人员的安全环保素质能力提升具有重要意义，特别是对于化工一线管理及操作人员，安全与环保更是生命线上的重要壁垒。

我国化工行业高速发展，但安全环保事故频发。化工行业属于典型的高危易污染行业，主要与化学品易燃易爆、高污染的特性有关。根据应急管理部危化监管司发布的全国化工事故分析报告显示，2021年，全国共发生122起化工安全事故，造成150人死亡，同时造成了大气、水体、土壤等严重的环境污染。化工安全环保整治目标已经清晰明确，力度更大，标准更加严格。因此作为生产一线的化工从业人员，安全环保素质能力的高要求也逐渐显现。在新工科发展的背景下，化工专业面临着从传统工科向新型化工专业升级、改造、转型的问题。专业教学从传统知识传授的教学方式逐渐向工程实践能力提升的教学模式改 进[2]。作为化工行业人才培育基地，高校应当明确用人需求，提高工程实践能力培养，根据用人需求对教学内容及方法进行持续改进[3-5]。目前，在新工科建设背景下针对安全环保素质能力提升的教学改革是高校化工专业发展实践的重要方向。

1 化工专业生产实习现状及存在的问题

1.1 基础理论与实践环节脱节，安全环保素质能力支撑偏弱

高校化工专业作为化工从业人员的重要输出环节，有能力也有义务强化安全环保素质能力教学，提高安全应急能力及环境保护意识。传统教学以单一课程（《化工安全与环保》）及少量实践环节，对安全与环保进行教授，理论性强、知识点抽象、缺乏实践操作。工程专业认证中明确了对安全环保的高要求，在新工科的背景下安全与环保素质能力的提升不单单要以理论知识为基础，需要更加突出实践环节的特点，提升应急管理、安全操作、环保意识、污染治理等工程实践能力。为了使在各化工领域、各规模化工厂、各生产环节、各操作岗位的人才具有安全应急实践及管理能力及环境保护意识，应当从理论、实践等多方面增强培养过程中安全环保素质能力的支撑。

1.2 实践环节“虚有其表”，培养偏离能力导向

传统生产实习教学模式受困于生产单位安全及生产要求，实习内容及形式上无法满足实践能力提升的教学目标。传统实习过程中由于教学手段的限制，对于安全及环保方面能力的实践内容较少，对学生安全、环保实践能力提升的支撑偏弱。学生在实习实践过程中只是经过安全培训、参观、课堂讲授，这样传统知识灌输的形式来支撑教学目标达成，缺乏对实操、实践过程的强化训练。同时，在新冠疫情的大环境下，为了确保学生健康及保障企业生产，大多数企业及生产单位拒绝了学校入厂实习的申请，给生产实习的持续性合作与开展带来了前所未有的困难。基于传统实习方式的实践教学，受到外界影响、突发情况及政策调整等因素的制约愈发明显，不能适应于实习教学的常态化稳定开展，无法充分实现对学生安全、环保能力培养。

1.3 教师缺乏实践经验，能力培养力不从心

分析目前高校人才引进的要求及目标可以看出，高校偏重科研能力考察的用人考核已经与实践教学能力不断增长的需求形成鲜明矛盾。随着富有实践经验、教学经验的教师纷纷步入退休年龄，实践教学队伍呈现出了“青黄不接”的局面，给实习实践活动的正常开展带来了极大的挑战。原本对于教师而言本就不算优势的安全、环保实践教学经验，更加在教师队伍中显得弥足珍贵。虽然高校也一直针对这些矛盾问题推行了一些方法，例如老教师通过“传帮带”将实践教学经验延续给青年教师，以确保实践教师队伍的长期建设与发展。但这种经验的传授不同于知识的传授，需要更多的结合实践过程来强化，周期长、经验性强的特点导致整体效果并不理想。由于很多教师并没有深入生产实践一线，对于企业、生产单位的安全、环保要求及管理规定等缺乏认知。在引导学生进行实习实践时，无法正确指导学生进行安全、环保风险规避以及自我保护，在实践教学内容中对于安全、环保能力的要求逐渐缺失。

2 以新工科为背景构建安全环保素质能力提升的生产实习实践教学新模式

新经济时代对工程专业科研的迭代和工程技术的精进要求越来越高，这一要求不仅体现在全新的工科专业建设中，更体现在传统工科专业建设的转型升级中，在此背景下高等工科教育的培养理念要做到与时俱进，所以化工专业教学体系建设过程中需要更加重视育人理念的更新[6]。随着我国经济发展进入新常态，新旧动能转化需要工科提供科技支撑，而高校是提供支撑的主体，因此，化工专业育人过程中首先要打牢专业基础，注重素质能力的综合提升，坚持成果导向教育理念，强调教育的“产出”质量。

2.1 搭建线上线下、虚实结合的实践教学交互平台

深度融合数字化新技术，在实践教学效果评测、精准推送专业知识与基于人机交互的实践操作训练等方面聚焦安全、环保能力提升，使线上虚拟实践无限接近线下生产车间，提高线上线下协同教学效率。在实践教学过程中为了突破时间、空间界限，全方位地支撑学生能力培养，实现过程考核及能力评价的全覆盖，通过引入大数据、虚拟仿真及虚拟现实等技术手段，形成线上线下、虚实结合的实践教学交互平台。根据培养目标、培养方案及生产实习教学内容要求，开发化工安全环保内容的虚拟仿真实践系统，以此丰富理论及实践教学内容及教学方法；以传统纸质教材为基础，以实践能力培养为核心，借助于现代教育理念和现代信息网络技术，统合多媒体、多形态、多层次的教学资源，建立立体化安全环保素质能力培养教学体系。

（1）依托大数据的线上实践案例库。紧密围绕实践教学目标，与企业合作深入挖掘生产实践过程中典型安全、环保实践案例，建立线上化工生产实践案例库。学生可根据知识点、实践环节等标签检索相关生产实践案例，通过鲜活的生产事故、环境污染示例等加深学生对于安全、环保在生产实践过程中的重要性及必要性的认识。同时，结合声音、视频、动图等流媒体资源形成对线下实践教学内容的补充与强化。

（2）真实模拟的虚拟仿真实践系统。充分利用虚拟仿真教学资源，与企业合力建设基于生产实践的虚拟仿真实践教学系统。在生产主流程构建的基础上融入生产安全巡查、事故应急处理、污染事故处理、环境预防等模块，以安全、环保能力为导向重塑多方向、多过程、多角色交叉互融的生产实习虚拟仿真体系。通过虚拟仿真系统可及时发现学生在应急处理过程中存在的问题，检验和评估应急预案的可操作性和实用性，加强指挥能力、协调能力和应急处理能力。

（3）身临其境的虚拟现实教学场景。针对石油化工行业设备密集、工艺复杂、工艺链长及危险性高的特点，通过开发化工AR（虚拟现实）场景模拟实践，能够实现在生产管理、设备操作、安全巡查、节能环保等多场景下的虚拟实践教学。在极大满足操作容错率的基础上，化工AR设备让学生能够亲身实践生产、应急、安全及环保等环节，为专业化、标准化的高效实习实践训练提供有力支撑。

2.2 扩大实习实训基地建设，深化校企合作拓展实践新形态

生产实习实践离不开生产单位及企业支持与帮助，所以加强与企业联合，实现实践教学资源的共建与共享是促进学生实践能力提升的重要条件。围绕生产实习教学建设，综合设计认识实习、课程设计、毕业设计等实践教学环节，与企业达成构建校外实习实训基地、校内实践拓展中心的建设共识，让学生与社会需求接轨，增强实践能力和创新意识，营造一个仪器设备先进、资源共享、开放服务的实践教学环境，为创新型高素质应用型人才的培养提供有力地条件保障。

（1）构建校外实习实训基地。实习实训基地建设对于生产实习等实践教学环节的正常开展至关重要，丰富的设备、安全的实习环境及丰富的实践资源都是对学生实践能力提升的重要保障。在传统实践教育中心的基础上，发展建设校外实习实训基地，一方面以独立的空间、厂房与生产车间隔离开，摒除实习对正常生产带来的影响与不稳定因素；另一方面按比例缩小实际生产设备，建设中、小型生产设备，在维持基本生产功能的基础上，重点考虑安全、环保相关实践操作的实现；此外，建立独立的管理制度与实习规范，明确实习实训基地功能与责任，校企双方共同管理与实施，实现在校生实习、新入职员工培训的双向同步。

（2）打造校内实践拓展中心。充分发挥学校创新实践能力培养主阵地作用，建设线上线下、课上课下全覆盖的实践拓展中心。结合第二课堂、到梦空间等平台，与企业合作协同指导学生参与创新实践活动、学科竞赛等活动，并融入安全、环保等元素，在创新实践的同时培养安全、环保意识及能力。鼓励学生通过直播、短视频、微博、公众号、头条等媒体形式宣传和实践化工安全与环保的重要性；动手整理安全环保相关知识与前沿热点，围绕化工生产进行综述与总结；打造围绕安全、环保元素开展的知识竞赛、设计竞赛等，真正将素质实践能力培养熔融学生校内的学习与生活中。

2.3 改革、强化过程考核及评价方式，调动学生实践积极性

传统以实习日志、实习班报告进行考核的形式并不能够立体化地实现对实践过程中的考核与评价，由于缺乏过程性考核与评价，整个实践过程对于实践能力提升的教学目标达成支撑评价不够全面。生产实习教学过程受到空间、时间的约束，过程性的评价，特别是特定安全、环保能力支撑的过程性评价非常难以执行。从考核评价主体及方式两个方面进一步筑牢校企协同育人机制，开拓以能力为导向，开放性、创新性的实习评价体系。

（1）丰富实习考核评价主体。以往以实习带队教师为考核评价主体，由于生产实习的实践属性，教师很难全面掌握班级内所有同学的实习情况，考核评价数据及结果并不能全面表现出学生实习过程中的收获与体会。所以应当从评价主体入手，与企业合作，引入以生产环节、岗位负责人及技术负责人的企业实习考核评价主体，增加考核评价人数的基础上，更能够从安全纪律、环保意识上对特定能力进行考核与评价，使得实习过程的考核评价数据更加丰富可信。同时，通过引入企业考核评价主体能够极大地丰富实习教学内容，从不同角度拓展实习实训教学手段。

（2）改革实习考核评价方式。在原有实习日志及实习报告的基础上，丰富过程考核评价方式，更加细致全面地掌握学生实习过程中能力素养的提升与培养情况，也能够更加灵活地掌握学生在实习过程中所暴露出来的知识欠缺。增设实习过程中的小组讨论、汇报、情景复现等环节，让学生通过团队合作的形式对安全事故演练、环保应急处理等实习内容进行形象的记忆。推行常态化的实习调查问卷，通过对每日知识点的整理与调查问卷，了解学生知识的掌握情况，同时通过线上学习平台实时发布实习测试训练，紧密考核评价学生学习态度与学习情况。

2.4 “走出去，请进来”构建“双师双能”实践教学团队

面向新工科背景下对于“应用型”人才的培养需求，建设“双师双能”型的师资队伍已经成为工科专业开展实践教学的重要支撑与必要条件。仅仅通过兼职、选聘的方式临时引入企、行业具有丰富实践经验的专家进行授课已经不能够满足实习实践过程的教学要求，特别是不同的企业人员对于不同能力的实践情况也有不同，对于安全、环保等能力培养的着力点也有差异，所以造成不同学生教学目标达成情况的波动。持续开展“走出去，请进来”的校企人才交流活动，统一师资培养机制与内容，形成一条能够常态化、持续产出“双师双能”师资的校企合作师资队伍建设新模式。

（1）走出去，教师到企业进行实践能力培训。校内青年教师深入企业、生产单位进行实践技能培训，掌握现场应对安全事故、环境污染突发情况的基本操作技能，通过顶岗实践先一步全面了解生产实践教学内容，迅速成长为具备坚实理论基础、汲取丰富实践经历的实践教学教师。通过校企合作开办的生产实践训练营，丰富校内青年教师及缺乏现场实践教师的实践经历，采取考核持证上岗制度，督促教师完成实践教学能力的提升。以校外实习实训基地为依托，定期与企业联合开展安全生产实践技能大比武及环境保护法律法规知识竞赛等活动，丰富校企合作内容及实践学习方式，增添趣味性，提高教师培训积极性。

（2）请进来，企业技术人员到学校强化理论基础。将企业技术人员、生产一线负责人及新晋职工等请进学校来，参加由学校开设的理论基础强化班。通过强基础、拓实践，进一步提高企业“教师”教学水平，更为全面地为实习实践教学活动服务。企业“教师”将安全环保生产实践经验与理论课程紧密衔接，从实践生产中挖掘理论教学热点，从理论知识中探索生产案例分析，在理论催化、实践发展的驱动下带动生产实习教学内容、教学方式及教学手段的更新与改革。同时，还可以充分利用企业“教师”在校企期间，开展教学研讨、生产安全案例讲座、环境保护宣讲等活动，促进校内教师与企业“教师”交流学习，共同推进“双师双能”型师资队伍的建设。

3 结束语

为了满足新工科背景下对于应用型人才培养的要求，强化学生生产实践过程中对于安全、环保的意识与能力素养提升，对生产实习等实践教学环节的改革是十分必要的。应当从教学手段、教学内容、硬件支撑及师资队伍建设等方面着手，充分利用校企协同育人的创新机制，以能力为导向，进行生产实习教学探索，最终达到学生参与实践的主观能动性、解决复杂工程问题的能力、创新能力提高的目的。