對接中試車間的化工設計實踐平臺的建設

發布時間：2018-08-13所屬分類：科技論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要:通過對化工專業化工設計實踐課程設置的分析，結合社會對化工專業人才培養的要求，采用分級能力培養和分段考核方式將化工設計實踐分解為化工基礎實踐、化工應用實踐和化工設計實踐3個階段，同時應用發展的漸進模式提出了對接中試車間的化工設計實踐平臺

　　摘要:通過對化工專業化工設計實踐課程設置的分析，結合社會對化工專業人才培養的要求，采用分級能力培養和分段考核方式將化工設計實踐分解為化工基礎實踐、化工應用實踐和化工設計實踐3個階段，同時應用發展的漸進模式提出了對接中試車間的化工設計實踐平臺建設采用的3個階段建設方案，讓在校學生完全置身于化工實際生產過程從而獲得真正的化工設計實踐經驗與操作技能。

　　關鍵詞:化工設計實踐;中試車間;漸進模式;實踐教學；化工職稱論文發表

　　實踐教學是培養應用型技術人才的重要環節，化工專業的實踐教學模塊占總學分的25%以上，是整個專業培養計劃的重要組成部分，著重培養學生的專業技能和實踐能力，包括基礎和專業實驗教學、企業實習和實踐、課程設計、化學工藝學與化工仿真實訓、化工設計實踐、畢業設計等環節的訓練。化工設計實踐課程的開設其旨在于讓學生通過四年的化工專業學習，融會貫通化學工程與化學工藝專業知識，并將其靈活應用于化工生產實踐中[1-2]。

　　隨著高校化工專業本科畢業生越來越多地走向化工生產車間，學生在校期間所學的化工專業理論知識與實際生產過程相脫節的現象隨之而來，實踐操作能力差、經驗不足成為當前本科教育面臨亟待解決的首要問題。傳統的解決辦法就是將本科生帶到化工企業進行生產實習，讓學生在工廠中“看看”真正的生產設備和生產流程[3]。

　　為了解決這一問題，作者提出了建設以本科教學為基本目的，兼顧研究生教育，集實習、實訓、設計、中試放大等功能于一體的對接中試車間的化工設計實踐平臺。該平臺通過建設一系列化工單元操作設備、構建化工生產過程等軟硬件設施，創造一個真實的化工生產環境，讓學生置身其中，融入到化工生產實踐環境中去，以達到在實踐中增長經驗、培養動手操作能力和創新創業能力的目的。

　　1化工設計實踐課程的特點

　　根據化學工程與工藝專業培養方案，《化工設計》課程的教學學時數為48學時，同時開設《化工系統工程》、《化學過程開發》、《化工技術經濟》3門選修課，分別設置為24學時，結合“大眾創業、萬眾創新”的號召，構建了“化工設計實踐”大學生創新創業課程，設置為7個教學周(計112學時，7學分)，根據實踐的要求不同劃分為三個階段。

　　第一階段為化工基礎實踐，安排在第5學期進行，此時學生已完成《化工原理》及《化工熱力學》等化工專業基礎課程的學習。第二階段為化工應用實踐，安排在第6學期進行，此時學生已完成《化學反應工程》、《化工儀表及自動化》、《化工傳質與分離過程》、《化工仿真實訓》及《化工機械與設備》等課程的學習，具有一定的化工專業知識。第一和第二階段設置為個性化創新創業課程。第三階段為化工設計實踐，安排在第7學期進行，此時學生已完成《化工設計》、《化學工藝學》及選修課等課程的學習，具備完整的化工設計實踐能力�；�工設計實踐環節課時數與理論教學課時數接近1∶1，是化工專業核心課程比例最高的一門。因為在制訂專業培養方案時，就考慮到畢業生需具備的專業競爭力，一定要有扎實的化學工程與化學工藝理論知識和化工生產設計實踐能力。

　　化工基礎實踐是一門個性化創新創業課程，是化工設計實踐的先行課程，需要四大基礎化學知識，同時還必須具備化工原理、化工熱力學等專業基礎知識。將化工專業基礎實踐課程融入化工設計實踐，加強化工基礎設計課程建設和實踐教學，培養具有較強實踐能力和創新創業精神的應用型化工專業技術人才奠定基礎[4]。

　　化工應用實踐要求學生在專業基礎課和專業主干課學習的基礎上，特別是掌握了化工機械與設備、化工儀表自動化控制、化學反應工程、化工仿真與實訓等課程的基本原理后，將成熟工藝與設備綜合運用到具有實際工程背景的化工過程中，培養學生初步的化工設計能力，強化學生的化學工程素養。

　　化工設計實踐是一門與工程實際緊密結合，在一定程度上體現化工類應用型技術人才培養能力的課程。全國各大高校都在努力提高化工專業學生的化工設計實踐能力，提高化工設計教學水平[5]�；�工設計實踐是化工專業學生實踐環節的一個重要組成部分，與理論教學不同的是化工設計實踐更加強調實踐能力和知識的綜合運用能力，因此化工設計實踐與理論教學相輔相成。學生通過系統的化工設計實踐訓練，完成的是化工專業知識體系的整合，所構建的是整個生產車間的化工設計。

　　根據化工專業的學科特色，近期化工專業的發展與建設內容包括如大學生校外工科專業實踐實訓基地的建設，化工專業實驗、實訓、實踐實驗室的建設，化工綜合實驗教學示范中心與化工虛擬仿真實驗教學示范中心平臺的建設等。這些基礎性和專業性的建設項目，為化工設計實踐平臺的建設奠定了堅實的化工專業實踐實驗教學基礎，為化學工程與工藝專業本科教學及師生科研提供服務，形成良性的“教學-設計-實踐-教學”循環體系。

　　2化工設計實踐平臺的建設方案

　　社會對化工專業應用型技術人才的需求越來越多，對操作技能的要求也越來越高，因此，對接中試車間的化工設計實踐平臺建設必須與時俱進，學生才能掌握與之相對應的現代化工實踐過程以適應社會的需求�；�于工程設計實踐的導向性，化工設計實踐平臺能有效地將學生專業素養與實踐操作結合起來，突出知識、技能、態度等素質的培養，不僅強調素質結構與化工生產實際相結合，而且強調實踐操作、技術技能和創新能力的形成[6]。

　　“化工設計實踐平臺”的建設堅持“強化基礎、突出創新、注重綜合、培養能力、服務社會”的理念，以培養大學生化工設計實踐創新創業能力為核心，以高素質、高質量的實踐為指導，以現代化的化工設計實踐教學方法和手段為載體，建立分級的能力培養模式和分段考核的化工設計實踐教學質量監管體系。化工設計實踐平臺的建設，重視化工設計實踐教學內容的更新，加強綜合性、設計性和創新性實踐項目建設，開拓對化工設計創新創業項目的指導，建立良性化工設計實踐平臺的運作機制，創建具有創新創業能力、實踐環境和教學質量相結合的開放式、服務型、創新性的化工設計實踐平臺。

　　根據化工設計課程教學的內容、化學工程與工藝研究成果以及實驗技術的發展，參考政策科學的漸進模式的基本原則，提出了建設對接中試車間的化工設計實踐平臺可分為3個階段進行，依次為“化工設計實踐實驗室的建設”、“化工設計實踐平臺的建設”和“對接中試車間的化工設計實踐平臺的建設”。從化工設計課程的教學開始，引入化工設計實踐環節，逐步發展到對現代化工設計中化工軟件平臺及化工新產品、新設備和新技術的研究開發，逐步將化工設計實踐平臺建設成具有一定科研能力并且具有一定的創新創業能力的專業技術實踐基地。

　　(1)化工設計實踐實驗室的建設

　　化工設計實踐實驗室的建設目標是滿足化工設計課程的基本教學需要，提供基本的教學環境及實踐環境，包括化工設計的模擬和仿真實踐。根據軟件平臺的建設目的，支持化工設計素材的收集、整理、加工和制作。軟件平臺的建設是化工設計實踐實驗室建設的組織部分，為化工專業組隊參賽學生開放，要求學生完成參加如化工設計競賽、化工實驗大賽、挑戰杯、數學建模等全國性大型比賽作品的設計制作，為學生提供發展自我、拓展專業的空間。其主要功能有:一是為化工設計課程提供基礎教學環境，讓學生初步掌握常見化工設計基本操作，包括化學工程、化學工藝、管道設計及設備造型等。二是為化工設計的宏觀物理量測量提供基礎教學實踐環境，讓學生掌握化工設計的單元操作表達方式，包括流體流動、熱量傳遞、質量傳遞等“化工三傳”問題。三是為化工設計實踐提供教學環境，讓學生掌握化工設計實踐課程的特點，包括廠區的選址、布局、場地設計、廠區布置、設備分布、管道的布控等工程與工藝問題[7]。

　　(2)化工設計實踐平臺的建設

　　依據化工專業卓越工程師教育培養方案中提出的“高度重視實踐教學環節”的理念，在基礎教學條件得以滿足之后，第二階段將重點建設化工設計實踐平臺，建設的目標是強化化工專業學生對化工單元操作實踐能力的培養。此階段將開展更為系統化、綜合化、產品工業化的化工新產品、新技術、新工藝等實踐操作，增強學生的實踐動手能力和理論聯系實際的能力，掌握解決諸如化工、醫藥、材料、環境和能源等領域存在的化學工程與化學工藝問題。其功能為:開放化工設計實踐平臺，強化對學生單元操作實踐能力的培養，達到培養具有高水平應用型技術人才的目標。

　　(3)對接中試車間的化工設計實踐平臺的建設

　　化工設計實踐與中試車間的對接是在進一步完善化工設計研究成果的基礎上，將設計成果進行中試放大，使之真正服務于教學實踐過程和社會生產活動，培養具有協作、合作精神的科研團隊，具有創新創業能力的化工設計專業人才。對接中試車間的化工設計實踐平臺建設選擇最具代表性的化工單元操作，使學生在化工生產環境當中得到鍛煉，并結合自己所學的專業知識，達到舉一反三、觸類旁通，對書本知識深入理解、靈活運用的目的[3]。其功能包括:一是完善化工設計實踐平臺，為化工設計實踐教學提供服務。二是實現化工設計產品進入中試車間進行對接的小試研發。三是促進化工設計實踐平臺與中試車間的對接聯動，為新技術、新產品和新工藝的化工設計成果提供應用轉化服務平臺。

　　化工設計實踐平臺的建設將實現一個完善的化工設計實踐教學體系，涵蓋基本理論、基本知識、基本技能、基本思維和基本能力的實踐能力訓練，有配套的化工設計、化工過程開發、化工系統工程、化工技術經濟、化工設計實踐課程的教學文件、教學大綱、指導書和質量評定標準，對新開設的化工設計實踐項目實行檢查、驗收制，確保實踐項目的先進性、適用性和創新性。

　　3對接中試車間實踐平臺的運作

　　中試，即中間試驗，是實驗室研究成果向有一定規模的工業生產裝置過渡的實驗研究。相對于實驗室研究的儀器設備精密度高，而且大多都采用玻璃儀器，在小樣品的實驗中，容易解決諸如腐蝕、計量、反應控制等問題。一旦投入到大規模的工業生產化時，如遇到上述問題，往往難以得到有效的解決，以至于許多化學反應無法在工業生產中實現。因此，建立一個對接中試車間的化工設計實踐平臺，探討科研成果轉化為實際生產的可行性條件，是不可或缺的環節[8]。

　　通過中試，一方面可以探索滿足新產品進行工業生產的基本工藝條件，另一方面則可以根據產品的質量需求對工藝條件進行優化與完善，從而為下一步擴大生產規模提供準確的技術參數。特別值得一提的是，對于一些工藝成熟、質量有保證但市場上需求量不大的新產品，可以在中試車間進行生產，以提高中試車間的利用率，新產品能迅速地占領市場，從而獲得一定的經濟效益[8]。

　　根據化工設計實踐課程建設與實踐平臺運作的項目建設目標，我們將從兩個方面組織實施。一方面從軟件方面加強化工設計實踐軟件平臺的建設及運行體系的構建，另一方面從硬件方面建設化工設計實踐平臺，全面提升化工設計實踐平臺的建設水平和質量，實現與中試車間的無縫對接，從而達到化工設計實踐平臺建設“強化基礎、突出創新、注重綜合、培養能力、服務社會”的目標。

　　對接中試車間的化工設計實踐平臺的建設將是一個長期的過程，短期目標是滿足化工設計實踐基本教學需要，長期目標是培養教學科研隊伍、提高教學科研水平、全力為化工企業服務。這種發展的漸進模式，既可以很好地解決化工設計實踐實驗室初期建設的運作問題，又能通過軟硬件平臺的建設協調發展，呈現化工專業建設的優勢和特色，避免單一化。在不斷完善的化工設計實踐與教學的同時，推動化工設計實踐平臺對新產品、新技術和新工藝的研究、開發與推廣，這是符合高校教學、研究的基本職能和化工專業教育培養的要求，也符合產學研相結合的發展思路，師生可以同時利用化工設計實踐平臺開展創新創業項目的研發。

　　4化工設計實踐平臺建設的意義

　　化工設計實踐平臺的建設能夠真實地還原化工企業的生產操作，改變以往學生在化工企業實習中只能“看”不能“動”的缺失，學生可以置身于化工生產過程中，獲得真實的化工設計實踐經驗與操作技能，從而深化對基本理論的理解與掌握，形成化學工程觀念，動手能力、設計能力、分析和解決問題的能力得以全面提升�；�工設計實踐平臺為化工專業本科生的工程實踐能力和創新能力的培養提供實踐操作與技能訓練平臺，使其畢業后能夠更直接地適應于化工企業生產的崗位需求。

　　通過化工設計實踐平臺的建設并與中試車間對接機制的運作，可以加強化工專業學生自身專業素質的提升，獲得信息的收集反饋。學生通過參與化工設計實踐平臺內項目的實踐操作，更能深入地開展實習、實踐和實訓，強化學生化工專業知識的教育及管理，盡量減少實習、實踐、實訓給承擔單位帶來的負面影響，同時爭取運用所學專業知識為企業排憂解難，爭取更多的學校、省級和國家級經費與政策的支持與傾斜，與實習、實踐和實訓承擔單位共同進行化工設計實踐平臺建設并與中試車間對接，實現產學研的“三贏效應”。