CDIO理念下化工装备专业实践教学研究

摘"要：在对教学现状分析的基础上，贯彻CDIO理念，构建了化工机械安装与维修实验的基础技能、专业应用、综合创新三个课程层次，三个层次互为支撑、层层提升，并融合课程思政教育、多元综合评价体系及“双师型”教师队伍、工程实践教学团队建设等，形成了特色教学形式，有效保障了应用型人才培养路线的实施。该课程体系的构建与实践，突出了实践操作，培养了行业精神，锻炼了学生动手操作的习惯，大大提高了学生的实践兴趣和热情，培养了学生动手、动脑和解决问题的能力，极大地促进了专业的课程建设及人才培养，对提高学生的应用能力和实践能力产生了积极效果。

关键词：实践教学；CDIO；化工装备；安装维修

Reasearch"on"Practice"Teaching

of"the"Chemical"Equipment"Major"Based"on"CDIO"Concept

—Taking"Chemical"Mechanical"Installation"and"Repair"Experimental"Class"as"an"Example

Dang"Rui"Jia"Weipeng"Yang"Yingbo"Gao"Wenwen"Xi"Xiaoyan

School"of"Chemistry"and"Chemical"Engineering"Yulin"University"ShaanxiYulin"719000

Abstract：Based"on"the"analysis"of"the"current"teaching"situation"and"the"implementation"of"the"CDIO"concept，three"course"levels"of"basic"skills，professional"application，and"comprehensive"innovation"for"chemical"machinery"installation"and"maintenance"experiments"have"been"constructed.These"three"levels"are"mutually"supported"and"improved，and"are"integrated"with"ideological"and"political"education，a"diversified"comprehensive"evaluation"system，a"dual"teacher"team，and"the"construction"of"engineering"practice"teaching"teams.A"distinctive"teaching"form"has"been"formed，effectively"ensuring"the"implementation"of"the"applied"talent"training"route.The"construction"and"practice"of"this"course"system"highlight"practical"operation，cultivate"industry"spirit，exercise"handson"operation"habits，greatly"enhance"students'"practical"interest"and"enthusiasm，cultivate"their"handson"habits，thinking"habits，and"problemsolving"abilities，greatly"promote"professional"course"construction"and"talent"cultivation，and"have"a"positive"effect"on"improving"students'"application"and"practical"abilities.

Keywords：Practical"teaching；CDIO；Chemical"equipment；Installation"and"maintenance

CDIO是国际工程教育领域改革创新的成果之一，CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运行（Operate），目的在于培养出一批符合社会需求的实践应用型人才。在这个过程中，知识在理论与实践结合的过程中得到加强，最终达到既掌握理论知识又学会工程实践的目的［1］。CDIO模式实际是一种融案例教学、项目教学、问题教学、主动学习、产学研发合作和团队合作等为一体的教学模式，它让学生形成积极主动的学习习惯，并让学生在学习过程中通过练习与实践，将课程之间进行有机联系而实现相关的预定培养目标［2］。目前，国内诸多工科院校把CDIO工程教育理念和工程类专业课程建设相结合，以课程教学改革为载体，把知识传授、素质提升与技能培养有机融合在课程教学过程中，搭建具有工程教育理念的、特色鲜明的、系统化的课程教学模式，营造主动参与、积极探究的学习氛围，对培养满足现代社会需求、专业技能扎实、工程实践能力强、职业道德高尚的化工专业工程应用型人才具有很大的借鉴意义［3］。

“化工机械安装与维修”课程是过程装备与控制工程专业的核心课程之一，主要内容包括化工机械安装与维修的基本技能，离心泵、压缩机、反应釜及塔设备维护、检修与安装，管路的安装与修理。过程装备与控制工程专业的学生毕业后主要在化工、石油、能源等领域从事过程装备管理及维护工作，因而该课程是本专业主干课程之一，是一门实践性很强的课程。在此课程中实施CDIO理念，实现工程实践教学，对专业人才培养目标的实现具有重要意义。

1"教学现状

分析现有“化工机械安装与维修”实践教学现状，发现存在的主要问题是：（1）实验项目及手段过于传统，实验内容仅建立在基础认知层面，缺乏专业应用及综合创新；实验课时安排缺乏创新，如管路、阀门、反应釜的拆装等装备，其结构原理相对简单，而实验过程枯燥乏味、耗时多，学生在看懂原理后就不愿再动手实践，教师也怕学生拆开设备后装不上而影响后续教学，故而大部分课堂只能进行认知讲解。（2）实验目的及意识存有偏差，缺乏工匠精神的培养，学生认为上实验课也是学习知识，忽略了吃苦耐劳精神的锻炼和动手能力的培养，看懂原理后就不想动或拆完了就不想装。（3）课程考核形式简单，仅从出勤、平时表现及实验报告几项加权赋予学生本门课程分值，导致学生对实践环节重视度不高、积极性不强［4］。（4）以教师为主体，缺乏企业合作，无法建立工程认知理念。由于以上原因，实践教学无法调动学生学习和探索的积极性，实验环节以应用型人才培养为出发点，但没有达到理想的培养效果。

2"教学构思设计

过程装备与控制工程专业以培养化工装备的设计、制造、维修为特长的应用型人才为目标，在“新工科”及“工程认证”双背景下，针对目前开设化工机械安装维修实验现状并结合现有的办学实际情况，对以下方面进行了课程的构思与设计：（1）突出实践操作和应用型人才培养，减少理论课时，增加开设独立实践（实验）20课时，通过实践使学生加深对理论课程的认识和理解，具备化工设备安装维修的基本技能，掌握设备保养维护等基本知识，培养学生的动手能力、分析能力和创新能力；（2）开展课程思政建设及课程思政教育，建立思政教学资源库，使学生转变思想观念，培养勤于动手操作，不怕脏、不怕累、不怕麻烦的职业基本意识，保证课程的顺利开展；（3）课程体系的重新布排，建立基础技能、专业应用、综合创新三个课程层次，形成多层次模块化实践课程体系［56］；（4）改革现有的考核模式，将课堂动手、任务完成的中间过程、任务完成结果、出勤表现、实验报告及创新报告结合，合理完成对学生的综合评价，形成多元综合化评价体系；（5）教师参加相关专业技能培训及实习实践，多层次开展产教融合，建立一支双师型课程教师队伍，构建一支工程实践教学团队。

3"实施步骤

（1）搜集课程相关的课程思政案例，建立思政教学资源，开展课程思政建设及课程思政教育，使学生转变思想观念。安装与维修首先是培养吃苦耐劳精神和培养动手习惯的课程，无论是否懂得维修理论，都要行动起来，哪怕是拧螺丝这类简单的操作也是熟能生巧，锻炼手眼脑各方面的协调以及勤于动手的习惯。通过一些工程师专业成长的故事及大国工匠的视频资源，如《匠人匠心，2022年西宁工匠——沈明强》，一名“80”后机械工程师在长期的实践工作中培养自己的工匠精神，不断改进烧结设备主炉保温结构，减小对进口备件依赖，修旧利废、升级改造，提高设备产能。培养学生操作的基本意识，使学生明白工程师也是在工程实践中锻炼成长起来的，是理论和实践的统一体，从而保证课程的顺利开展。

（2）整合现有的实验资源，开发新的课程模式，建立基础技能、专业应用、综合创新三个课程层次。重新整合现有的实验资源，搜集整理多媒体视频资源，根据资源整合情况，建立2～3次基础技能实验课程，并根据具体情况，打破传统两课时一次课的限制，更合理地调整安排课时。面向全院系搜集废弃实验设备资源，开展故障诊断与维修实践，不设置具体课时时间限制，采用任务法让学生分小组灵活实践。与企业联合录制维修现场视频素材资料，请毕业校友录制相关专题报告，向学生播放，了解企业中设备维修的具体实施情况。与专业实践同步进行，鼓励学生在见习中发现问题，探索解决问题的办法，撰写创新报告。

（3）将课堂动手、出勤表现、实验报告、任务考核的中间过程、服务对象的满意程度、创新报告相结合，学生互评打分和教师打分结合。教师要全程跟踪了解学生的实时动态及小组中每名学生的分工协作与表现，公平合理地为学生打分；仪器所有人要客观地为学生的专业应用能力打分；学生之间可采用匿名互评、组内互评、组间互评等形式。通过以上方法，调动每一位学生的积极性和参与程度，合理完成对学生的综合评价。

4"课程实现与运行

课程改革实践中的关键问题就是课程体系的实施，其中多层次实践课程体系中的基础技能板块实施延续之前的实验教学内容，借助150m2的化工装备模型与拆装实验室，进行泵、压缩机、阀门、管路管件等各类基础模型的认知和拆装，在此基础上增加多媒体动画原理教学、课程思政案例教育，使课程有血有肉，更加丰富灵动。专业应用板块采用化工学院每年科研和教学中使用的小型仪器，如搅拌加热器、烘箱、小型反应釜、抽滤泵等，这些设备本身故障率高，而故障后一般只能报废或者返厂。这些小型设备原理简单，在经得仪器所有人许可并告知利弊后收集起来让学生开展专业应用维修实践，以解决专业应用板块教学资源的来源问题。将学生以小组划分，自行商定时间，开展故障诊断和维修，需要更换配件的与仪器所有人商讨，由仪器所有人出资费用，最后向仪器所有人综合汇报情况，做出实践总结，并由仪器所有人对学生的维修实践进行打分反馈。学生经过拆卸、分析、与厂家联系配件、装配维修，将一部分废旧设备成功修好，节约了资源和经费，锻炼了动手能力。

综合创新板块与实习见习相结合，并采用企业合作的模式联合开展。在见习实习中鼓励学生去发现探索问题，无法上手操作的问题采用查阅资料，完成创新报告的模式实施［7］；与企业联合开发录制专题影像资料向学生播放，使学生了解企业中设备维修的具体实施情况，从而弥补综合创新无资源开展的困境。

课程实施中另一个关键问题是对学生的综合评价考核。综合考评考核环节，教师是基于全程跟踪了解学生的实时动态及小组中每名学生的分工协作与表现情况，公平合理地为学生打分，仪器所有人站在客户和使用者的角度客观地为学生的专业应用能力打分，学生之间是采用组内匿名互评、组间匿名互评的形式打分，各类分数依次按40%、30%、20%、10%权重计算，也可以根据实际情况逐年调整完善。

5"工程实践教学团队构建

课程教学团队除了本专业经验丰富的理论及实验教师，还依托与企业联合开展的产学研合作协同育人项目，使校内教师融入企业，教师通过亲自参与行业企业生产实践，提高实践教学能力和专业综合素质，使师资队伍从“理论性”向“实践性”转变，构建一支专兼结合、合理、素质优良、具备扎实理论基础和丰富实践经验、适应产教融合发展的双师双能型教师队伍［8］。另外，注重引进，联合在相关企业设备岗位任职多年、具有丰富的一线生产及操作经验的技术人员兼职任教，特别是对于本校本专业自己培养的专业技术人才，请回来以现身说法的形式、以学长的身份，对学生在技术和情感方面做双重滋养，弥补专业教师实践经验不足的缺憾，促使产教融合深度进行。

6"总结

通过以上课程体系的构建及实践，将培养学生对职业劳动的认知态度和勤于动手的基本习惯作为课程主要目标之一，实现了学生思想观念的转变，保证实践类教学的有效开展。在现有资源和条件保障下，整合开发建立“基础技能”“专业应用”“综合创新”三个层次模块化实践课程体系，三个模块互为支撑，层层提升，一并解决了本学院小型仪器设备简单的维修问题，形成特色教学形式，有效保障应用型人才培养路线的实施；突出了实践操作，培养了行业精神，锻炼动手操作习惯，使学生具备化工设备安装维修的一些基本技能，实现本专业向国家级能源化工基地持续输出应用型人才的培养目标。

综上所述，CDIO理念下化工装备专业实践教学探索出更优质的教学方法，激励了教师和学生，促进了学风建设，提升了教学手段，大大提高了学生的实践兴趣和热情，培养了学生的动手习惯和思考习惯，提高了学生解决问题的能力，更适应应用型人才培养的需要，并充分利用优质教学资源，提升了本专业的教学实力，极大地促进了专业的课程建设及人才培养，对提高学生的应用能力和实践能力产生了积极效果。

参考文献：

［1］吴丽丽，黄海燕，赵国炳，等.基于OBECDIO理念的机器人综合实践项目开发与实践［J］.机电工程技术，2024，53（02）：159163.

［2］周春月，宋明月，陶丹，等.基于CDIO理念的物联网技术课程实验教学研究［J］.实验科学与技术，2024，22（01）：5256.

［3］高枫，石文兵，郭晓刚，等.CDIO理念下化学工程基础课程教学理论探索与实践［J］.高教学刊，2024，10（4）：101104.

［4］肖燕飞，刘松彬，杨凤丽，等.面向有色金属产业的冶金工程实践教学体系构建［J］.中国冶金教育，2024（01）：5560.

［5］刘艳萍，刘雯雯，王利霞.面向新工科的多维度创新实践教学体系构建：以郑州大学工程力学专业为例［J］.河南教育（高教），2024（01）：4951.

［6］郝建秀，张庆，傅海涛，等.新工科背景下学科交叉融合教育体系构建研究：以材料研究与测试方法和材料分析实验课程为例［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2023，39（12）：97100.

［7］冯迪，陈洪美，黎文航，等.基于“产出导向”的金属材料工程专业实践教学体系构建［J］.中国现代教育装备，2023（23）：147149.

［8］李伟章，林剑春.新工科理念下面向大学实践课程教学方案的探索与构建［J］.模具制造，2023，23（12）：7577.

项目：教育部产学合作协同育人项目（23090137514"3505）；榆林学院教改项目（JG2310）

作者简介：党睿（1983—"），女，汉族，陕西富平人，硕士，教授，主要从事化工机械教学工作，研究方向为化工装备过程强化及化工新材料应用。