化工卓越工程师培养的实践教学体系改革

摘 要：武汉理工大学化学工程学院推出了“产学研合作”实践教学体系.通过学校联合相关企业,建立了集中实习与分散实习并举、校外与校内教学相结合、学校导师和企业教师一起指导学生实践环节的培养模式及“毕业实习、毕业设计和顶岗就业”三位一体的实践模式,以提高学生的创新能力和解决实际问题的能力.

关 键 词：化工专业；卓越工程师；实践教学；产学研

作者简介：胡萍（1962-）,女,上海人,武汉理工大学化学工程学院,教授；谭淼淼（1989-）,女,湖北宜昌人,武汉理工大学化学工程学院硕士研究生.（湖北武汉430070）

中图分类号：G642.423文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）20-0096-02

创新型人才的培养是我国教育改革的核心问题.“卓越工程师教育培养计划”已成为我国高等工程教育改革和创新的突破口.

在美国、英国、加拿大等国家,工科大学毕业生在进入企业前都会进行必要的工程师岗位培训,德国应用科学大学的学生在入学前也需要具备相应的实践经验,其主要原因在于应用科学主要是基于科学实践的.[1]

然而,国内的工程教育仍存在着人才培养模式单一、缺少工程教育环节和实践教学薄弱等问题,大多数学生更愿意从事政策、理论研究而非工程领域的工作等.[2]武汉理工大学化学工程学院在此形势下推出的“卓越工程师产学研合作培养计划”,以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,尽量避免驱动机制不完善、约束机制不健全、调控机制不灵活等问题,[3]对于培养学生“严谨、求实、勤奋、创新”的科学作风,以及他们的团队精神、协调能力和适应环境的能力、实践创新能力有着深远意义.

一、“产学研合作”实践教学的基础

从新制度经济学的角度看,产学研合作实质上是一种交易活动,[4]但它以知识流动为特征.其内在机制是通过多种形式的交易实现大学和企业拥有的异质性知识系统的高效耦合.[5]只有当企业为学生所提供的不仅是参观的基地与基础实习的基地,企业与学校向更深层次的合作发展,且校企双方都具备优良的培养条件时才能保证产学合作的有效性.在此次“卓越工程师培养”计划中,武汉理工大学和相关合作企业具备以下培养基础：

1.良好的学企合作关系

目前“产学研合作（IUC）”的目的是缩小工业生产与学术研究中的差距,[6]因此良好的合作关系是决定差距能否缩小的关键性因素.研究表明,早期合作关系中的信任减少了“产学研合作”中的障碍.[7]化学工程与工艺专业充分利用行业与毕业生的资源优势,与汽车、交通、建筑材料、化工行业建立了长期的产学研合作关系.目前已经在相关企业建立了11个稳定的专业实习基地,2个研究开发基地,包括湖北兴发化工集团股份有限公司、中山大桥化工企业集团有限责任公司、武汉市橡胶工业总公司等15个大中型企业,这些企业为化学工程与工艺专业学生提供了良好的实习条件.

2.良好的校内学习环境

“产学研合作”为知识转化提供了重要渠道,并有力的推动了思维的创新.[8]如果大学已经做好了充足的准备,那么寻求创新的公司就会考虑在急需研究与发展（R&D）的项目中与之合作,否则,他们也会去寻求其他的合作者.[9]为了“卓越工程师培养计划”的实施,学校加大了化工学院在师资和实验设备上的投入.

在聘用教师时,优先评聘具有企业实践经历并且在工程项目设计、发明专利、产学研合作和技术怎么写作等方面有贡献的教师,同时聘用企业工程师以企业教学顾问和企业教师的形式参与教学,确保在4年内每届学生有6门专业课是由具备5年以上企业工程经历的教师主讲,同时学院定期选派专业课教师到相关企业培训,并鼓励专业课教师与企业合作,以此提高教师的实践教学水平,学校每年也加大了对青年教师校级研究经费的投入,使年轻教师尽快成长起来.目前,学院已基本形成了一支学缘结构、年龄结构、职称结构、学历学位结构合理的学术思想活跃的师资队伍.同时,武汉理工大学化学工程学院加大投资力度,改善专业实验和实践教学环境,有效提升专业实验教学手段.在教学中,学生通过教师指导和互动交流,在动手能力、创新思维、扩大视野等方面取得了较好效果,每年参与大学生创新训练计划、开放性实验的学生比例逐年加大,现已达到40%.

3.完善的实验教学体系

武汉理工大学化学工程学院重视实验室管理和实验教学,制订有《校级实验教学示范中心建设立项申请书》和《化学工程系化学工程与工艺专业实验室建设规划》等,按基础训练—综合设计—研究创新三个层次组织实验教学；实验独立设课比例大于90%,初步建立了开放式实验教学质量保障体系、评估制度和实验教学体系；以公共化工基础类实验课程的建设为突破口,初步构建了怎么写作多学科、多专业的化工原理预约开放实验教学平台.

武汉理工大学化学工程学院面向全院二年级以上本科生开设了17门实验课,将实验教学分为三个层次,分别为：化工原理实验和化工原理仿真实验；涉及化学反应工程、化工热力学及分离工程的化工基础实验Ⅱ及化工基础实验Ⅱ仿真实验；涉及化工仪表自动化、化工机械基础及化工专业实验的专业综合实验、化工过程仿真实验及药物合成仿真实验和自主综合技能训练、大学生创新训练计划项目、大学生开放实验项目和教师科研课题（包括基础理论研究、应用基础研究和工程技术研究等）.实验项目设置合理、内容充实、时间到位,综合性、设计性实验课程总数的开设比例达到了100%,为学生提供了良好的实验条件.

二、“产学研合作”实践教学计划的推进

1.“产学研合作”实践教学中企业对学生工程能力的培养

大学推动了基础理论的研究,但它们并不能为企业提供既有的生产技术.在“产学研合作”中,我们所看重的不仅仅是理论知识,而是更注重其在工业上的应用.在“产学研合作”培养模式中,校外实践是培养学生实践能力更为重要的一个环节.校外实践主要包含工程设计训练、生产实习、岗位实习和毕业设计四个方面.其中,在毕业设计阶段实施“双导师制”,学生直接使用企业实际生产课题或校内导师的项目,学校导师为学生选课、研究性学习提供理论指导,企业导师为学生实践和设计提供了技术指导或现场咨询.如果学生毕业后进入实习企业工作,毕业设计（论文）可以作为学生岗前培训内容.

在校外实践环节中,学生参与产品开发的各个程序,了解从实验室研究阶段、中间实验阶段到工业化阶段生产的各个步骤,在此过程中通过大量的训练,学习如何科学地组织实验,以求能用最少的人力和物力、花费最少的时间,取得尽可能多的结果.

2.“产学研合作”实践教学中学校对学生的培养

（1）本科阶段培养模式.本科阶段按照“3+1”模式进行培养,即3年在校学习,累计1年与企业联合培养.3年学校学习的主要任务是着重进行工科基础教育,1年企业培养的主要任务是进行与实际工程相结合的工程实践,通过直接参与企业的实际生产及工程项目研究学习企业的先进技术、先进设备和先进企业文化,增强大学毕业生对企业的适应能力.

学生完成培养方案规定的各教学环节的学习,修满规定学分,答辩合格,授予工学学士学位.达到见习（初级）化工工程师技术能力要求,获得见习（初级）化工工程师技术资格.

50%的本科毕业生通过保送直接攻读工程硕士.卓越工程师计划实施的全过程实行导师负责制.在企业学习阶段实行“双导师”制,部分工程实践性较强的课程放在企业进行教学,从而确保学生理论知识与实践能力的培养,使学生尽早适应企业环境.

（2）学校对学生实践能力的培养.据调查,实践性较强的专业——经济、企业管理、自然科学、工程和药学较之数学与物理对于知识技术的转移有更高的要求.[10]武汉理工大学化学工程学院为了在学生实践能力的培养中起到引导作用,以化工基础类实验为突破口,进行了一系列的实验教学改革,完善了集化工基础实验—上机实践—化工基础延伸实验—专业实验—研究创新型实验于一体的“大化工”实验教学体系.

主要举措包括：新增化工专业（化学工程方向）实验课,新增二元气液平衡数据测定实验、反应精馏实验、气液鼓泡塔气相特性测定实验、液液传质系数的测定和中空纤维超滤膜分离等实验项目；开发有网络学习的化工原理仿真软件；部分教师将科研课题和科研成果转化为设计性、综合性和研究创新型实验项目,如新编《化工原理综合性、设计性实验》中非均相催化合成氨基甲酸甲酯实验、水滑石的制备及其吸附性能、三颗针中小檗碱的提取与精制和甲醇生产过程模拟分析与集成四个实验项目；完善了“化工原理实验”精品课程和“化学反应工程”精品课程申报网站；建成了“化工原理实验”课程网站.

这些改革旨在提高学生的综合实验技能,为“卓越工程师”计划的推进提供更有效的保障.

3.鼓励学生积极参与研究项目

本着“厚基础、重特色、突出工程实践”的原则,学院积极鼓励本科生参与教师教学和科研工作,以提高他们的研究能力及对本专业的兴趣,自主进行研究.为了达到此目的,武汉理工大学化学工程学院在进行新生教育及讲授专业导论课程时,由各专业负责人向广大学生宣传卓越工程师培养计划,鼓励新生按照卓越工程师培养计划的要求,在进校后尽早选择导师,在与导师协商后便进入实验室参与导师的研究项目,进行基本的研究能力的培养,并大力提倡和鼓励学生参与实验中心的设备自制活动,如制作膜分离和离子交换树脂设备等.这一举措使广大新生在进入大学后能及时调整自己的学习方式,把握学习主动性,锻炼创新思维和实践能力,尽早了解并具备一定的工程应用能力.

在学生进入实验室后,要求他们参与从查资料—写大学生创新项目申请书—查资料—定技术方案—方案实施（包括原料、配方、工艺、性能及原理的研究）—工艺、配方优化—撰写论文—总结到发表研究论文的整个过程；而在企业的培训中,学生又了解了开发产品时从选择研究课题—课题的可行性分析和论证—实验研究—中间试验到性能、质量检测和鉴定的各项操作,这就使得学生在学习过程中既能加深对知识的理解、扩大知识面、培养动手动脑能力及团结协作精神,又可以对实验室研究、工业化生产的技术、管理有一个全面的了解及训练.

三、结语

“卓越工程师”计划旨在探索出有效培养“化工卓越工程师”的实践教学体系；建立一个面向全院化工学生的现代化实践教学公共支撑平台；建立一整套有效的关于实践教学的管理制度和相应的质量管理与评价规范；创立高校与企业联合培养人才的新机制；建立一支工程实践能力强的师资队伍；强化工程能力与创新能力的人才培养模式；完善实习基地与产学研基地并重的校外实践教学平台；建立一套健全的学生及教师考核方式.其成功与否,关键看高校培养出的学生是否能够成长为被企业认可的卓越工程师以及前期的合作能否为后期的发展起到推动作用.国内在这一方面需要进行深入探索.