培养应用型化工生产过程控制卓越工程师的教学

化工生产过程控制的技术型人才以及化工安全生产的管理专业人才依然是供不应求。国家教育部在2010年开启了“卓越工程师教育培养计划”，落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要2010-2020年）》的重大改革，其目标是培养大批高素质的工程技术人员[1-3]。 卓越计划按照“3+1”人才培养模式培养造就创新能力强、适应企业发展需要的工程领域创新型高级专门人才，有助于促进高等学校工程类专业的教育改革，提高教育质量，探索工程专业创新人才培养新机制[4]。在新的时代背景下，“卓越计划”人才如何培养，使其符合教育部实施“卓越计划”人才培养标准，最终满足化工行业的发展要求。江苏理工学院是实行“卓越工程师教育培养计划”的高校之一，化工专业学科领域实施了众多卓越计划的教学实践改革。 1　人才培养目标 清华大学为首的国内一流研究型大学参与了卓越计划。这给以教学为主的非重点院校的化工专业教育带来了压力，甚至是冲击和挑战，但同时，也是极大的机遇。非重点院校大都成立于建国后，学科、科研实力远远落后于一流大学。但非重点院校的地域性较强，承担了许多地方经济发展、企业发展的项目，在本区域的影响力甚至会超越一流院校。非重点院校应充分利用优势的地理条件。以清华为首的一流院校本科毕业生大部分除了国内读研就是出国读研，极少部分在国内就业。所以从本科毕业生最终服务领域来看，一流大学培养的是研究型、管理型的人才。非重点院校必须找准定位，立足自身优势，培养服务于区域产业的应用型人才。 培养应用型化工生产过程控制卓越工程师是非重点院校化工专业的培养目标。以化工专业建设为主线，推进化工工程教育改革，进一步落实化工生产过程控制卓越工程师的建设，以应用型化工生产过程控制卓越工程师培养计划为依据，以面向生产一线的应用型化工生产过程控制人才为目标，培养学生初步的工程控制思想和技能，达到应用型化工生产过程控制卓越工程师的培养目标。 2　三元制培养模式 学校培养的应用型化工生产过程控制卓越工程师人才，最终还是要接受市场主体的检验。市场主体的参与和评价是培养卓越工程师的核心。市场主体不仅包含化工生产、制造型企业，还包括化工设计和研究院所等。市场中的化工企业有很多，学校不可能与所有的化工企业接触。所以要以化工行业协会为龙头，选取几所最具有代表性的化工企业进行校企全程高度融合。德国的“双元制”是“校企合作”可以借鉴的模板[5]。德国双元制教育是指学生的培训主要在企业和学校里进行。将德国的二元制教育变为三元制教育模式，学生的毕业水平要求由行业协会和企业统一制定，学校负责传授专业知识，企业和学校主要负责培训技能，学生毕业时必须获得行业协会的认可，即毕业生毕业时同时具备了毕业证书、专业技术等级证书。从而使我们培养的应用型化工生产过程控制卓越工程师人才既能具备扎实的理论知识，又有较强工程能力。在应用型化工生产过程控制卓越工程师培养过程中积极与化工行业协会中国石油和化学工业联合会、全国精细化工行业协会、中国有色金属工业协会、中国物资再生协会、化学工业职业技能鉴定指导中心等积极合作。同时江苏理工学院担任了中国物资再生协会副会长和贵金属再生专业委员会、中国有色金属工业协会再生金属分会副会长、全国贵金属深加工及其应用专业委员会会员单位和中国再生资源产业技术创新战略联盟常务理事单位。这使得我们能把握和跟踪该行业的发展态势、最新科技发展动态和最新技术信息，并加以学习借鉴，将其应用到应用型化工生产过程控制卓越工程师的教学过程中。 3　课程改革 3.1　教学计划和教学大纲的制定主体 教学计划具有指令性和指导性，其内容包括培养目标和要求、修业年限、课程设置、教学安排与时间分配、成绩考核及学位授予等内容。教学大纲是每一门课程的指导性文件，它明确规定了一门课程的教学目标，教学内容的深度、广度、范围，理论课与实验课的课时比例，教学形式等[6]。 原先的教学计划和教学大纲是由学校一手制定的。在三元制培养模式下，学校委托化工学院、行业协会和企业代表共同协商制定化工专业教学计划和教学大纲。学校在其中只发挥组织和协调的作用，对协商制定后的化工专业教学计划和教学大纲无条件支持和执行。通过学校、行业协会和企业共同努力使化工专业教学计划和教学大纲以化学工程技术为牵引，遵循高等教育教学最基本规律，最终满足化工行业的发展要求。 3.2　公共课程的改革 原有的化工类课程包含军训、英语、数学、体育、职业规划、计算机、思想政治、物理、电子电工、专业基础课、专业课、实习、毕业设计等一共有61门课程（江苏理工学院化工专业）。学生什么都学，但是什么都学不好。公共课程要满足专业课教学需要，为其服务，不能维护自身理论体系。 在知识大爆炸的时代，要学习的知识是无止境的。课程改革要有取舍之心，有舍才有得。现在人类社会已经进入了讲究专业分工的第四次工业革命。专业分工最重要的体现就是世界一流企业采取的战略管理模式是企业外包。企业外包让最专业的企业做最专业的事情，大大降低了企业运行的成本，同时提高了效率。人才培养要适应时代的发展和社会的需求。应用型化工生产过程控制卓越工程师的培养模式应从“一专多能”的全才型培养模式回归到“一专一能”的专才型培养模式，使培养的人才把化工生产过程控制学精、学透，成为化工生产过程控制这个细分专业里最出色的行家里手。很难想象企业里的化工生产过程控制工程师从事化工生产过程控制的同时又要从事金工、物理、翻译、设计等工作。这样会导致专业化分工的细化程度和工作效率低下，企业也缺乏竞争力，高校培养的本科人才从事了专科、技校、初中学历员工的低端工作。 目前化工专业的学生都要进行大约2周的金工实习。理论上讲金工实习主要是车、铣、刨、电焊、钳工等环节的实习。对于化学化工专业的学生来说，在2周内显然是不能掌握任何一项金工工序操作的。在工业4.0的背景下，专业、高速、高精、复合、智能是机械加工业发展的必然方向[7]。而大部分金工实习变成了用2周的时间使用锯子和锉刀纯手工磨一把锤子。这与创新、智能的“中国制造2025”目标相差十万八千里。让金工实习应回归其本质，成为只是机械加工类专业学生一门实践性技术基础课。同样的道理也适用电子电工课程及实验，因此在应用型化工生产过程控制卓越工程师的培养模式中大胆地删除了金工实习、电子电工课程。 3.3　专业课程的改革 专业课程从全局出发追求应用型化工生产过程控制卓越工程师培养的知识体系。将化工过程安全、环境保护与可持续发展、文献检索、专业英语这几门课程删除。要求老师在专业知识讲授时体现安全、环保、专业英语、文献来源。资本主义的化工发展走了一条先发展化工后治理环境的路子，造成了很严重的生态环境污染问题。当环境污染发生后再去治理，此时环境修复的代价远远超过生产利润，而且有可能无法修复——极端例子就是切尔诺贝利核事故。将原子经济（Atom Economy）和绿色化工的思想渗透到专业课程的讲授过程中，培养学生的安全、环境保护和可持续发展的专业知识。原子经济就是从原料、中间产物到产品，从生产、中间流通到使用，从报废、回收到循环利用（作为原料），不让一个原子进入环境。这样就达到“零排放”，从而减少人与自然之间的矛盾。绿色化工就是采用绿色化的原料，在绿色化的催化剂、绿色化的溶剂和绿色化的助剂等绿色化学物质的作用下，进行温和的反应，使原料分子中的原子100%转化为所需要的绿色目标产品，达到转化率、选择性和收率为100%、不产生副产物、废水、废渣和废气[8]。采取原子经济和绿色化工将会彻底解决化工过程安全、环境保护与可持续发展的问题。文献检索和专业英语这两门课程的开设显然是落后于时代的。专业课程的教学中就有用英语表达的专业词汇、专业术语、专业理论等知识点，而且现在大部分课程都进行了双语教学。当今科学技术飞速发展，在传授最新理论和知识时就附带讲述其文献来源及规范。 3.4　翻转实习 卓越工程师的培养采用“3+1”的人才培养模式，“3”指的是3年理论教育，“1”指的是1年实践教育。但许多院校的教育模式变成了要有累计1年的企业学习时间，在第7-8学期把学生不切实际地简单推向企业进行顶岗实习和做毕业设计。 现代化工行业有着其自身的特点：易燃、易爆、有毒、有腐蚀、连续生产、技术保密等。绝大数的化工企业从安全生产和技术保密的角度出发并不希望有外人进入生产区。中国本土科学家屠呦呦用化学溶剂乙醚为萃取剂，提取了一种用于治疗疟疾的药物青蒿素而获得诺贝尔奖。对于学化工的人来说，只要知道乙醚、低温这两个关键词就能破解青蒿素的提取技术。许多企业为了保密，生产时用的试剂都用代号代替，只让操作工定时、定量加料。而设备的操作、阀门的开度等都是按照工艺条件设定好的，任何一个操作都会影响到本工段和上下工段的工艺参数，操作不当甚至会引发爆炸、生产事故等不良后果。于是在校企合作上出现了“学校热，企业冷”的现象。 我们采取逆向的思维，既然学校到企业实习出现较大的困难，为何不让企业走向学校，来破解松散的、浅层次的、随机性的企业实习[9]。推行以学校的科学技术或报酬来换取企业的工程经验。现在的大部分学校都有小试和中试装置，将认识实习、生产实习、毕业实习、专业课教学、专业实验、毕业设计等大部分实习、实训安排在学校。将对企业影响最小的认识实习安排在企业完成。翻转实习就是将实习场所从企业翻转到学校，高薪聘请具有较强工程实践经验和能力的企业工程师、管理人员、企业家来学校与教师共同指导学生在校生产实习。 3.5　动态课堂教学 老师带着教学计划、教案和讲稿等这些预定设定好的“剧本”、“脚本”去上课，上课的过程更多的像是“演戏”，没有考虑到教学对象个体差异，缺少教学互动，工程实践经验无法培养，学生缺少兴趣。以动态课堂教学为手段推进专业课程的改革。把化工原理和实验、化工仪表和实验、化工工艺、化工制图、化工设计等课程进行综合变成一门课程——化工工艺基础学。所谓动态课堂教学就是课前无教案、无具体教学内容、无固定教学地点的教学，教学内容为化工工艺基础学中的任何知识点，教学场所可以在教室、实验室、机房和企业中任意选择和切换，课后教师总结完成课后教案，并向课程组其他老师汇报教学内容，集体讨论教学以及问题整改。 例如，提出如何生产浓盐酸？用的原料是氢气和氯气，氢气、氯气从电解工艺来，电解的原料为氯化钠水溶液，氯化钠水溶液如何输送？课堂可以直接讲述流体输送机械的概念和基本理论，也可直接到实验室现场参观有哪些流体输送机械，有条件的也可以去氯碱厂参观学习。 4　结语 为符合高等教育的新趋势，应用型化工生产过程控制卓越工程师的培养以满足化工行业标准为基本要求，强化化学工程能力培养，大胆革新教学计划，创新课程改革，为更有效、高质量地培养高素质的应用型化工生产过程控制卓越工程师工程技术人才探索新的教育途径。

文章来源：《化学工程师》 网址: http://www.hxgcszz.cn/qikandaodu/2020/0806/355.html