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能源化學(xué)工程實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建論文
華北電力大學(xué)的能化專業(yè)立足本科，自2011年開(kāi)始招生，招生規(guī)模從最初一個(gè)班擴(kuò)大為2013年的兩個(gè)班。2013版培養(yǎng)方案中理清了本專業(yè)課程體系，理順了必修課和專業(yè)選修課之間的關(guān)系，調(diào)整了開(kāi)課學(xué)期和順序，并且將專業(yè)選修課劃分了模塊，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)培養(yǎng)+專業(yè)方向培養(yǎng)的課程群建設(shè)，部分專業(yè)課程強(qiáng)化了實(shí)踐環(huán)節(jié)。以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為抓手，以中試平臺(tái)和實(shí)習(xí)基地為依托構(gòu)建了多層次的實(shí)踐教學(xué)體系，在實(shí)驗(yàn)研究中培養(yǎng)學(xué)生的能力，在工程實(shí)踐中進(jìn)一步鍛煉與提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，具體體現(xiàn)在四個(gè)方面。
1增加了8門專業(yè)課程的9項(xiàng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
抓好實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)多元化、個(gè)性化的有效途徑，可以將單純傳授知識(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W(xué)生能力的培養(yǎng)，特別是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)踐性教學(xué)過(guò)程的改革體現(xiàn)在觀念和方法上從單科性向綜合性轉(zhuǎn)變、從認(rèn)識(shí)性和繼承性向科研性轉(zhuǎn)變、從驗(yàn)證性向綜合性與設(shè)計(jì)性轉(zhuǎn)變、從灌輸式向啟發(fā)式轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)內(nèi)容向新知識(shí)與新技能轉(zhuǎn)變。而綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)正是打破了單個(gè)實(shí)驗(yàn)只驗(yàn)證某一原理或?qū)W習(xí)某一操作技術(shù)的缺陷，把多門課程的基本理論、基本知識(shí)、基本操作技能有機(jī)地綜合在一起，可以極大地促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。因此，我們圍繞能源化工專業(yè)的特點(diǎn)、現(xiàn)代煤化工的發(fā)展趨勢(shì)和人才培養(yǎng)規(guī)律［1－4］，于2015年增加了包括《煤化工》、《化工腐蝕與防護(hù)》、《有機(jī)化工工藝》、《電廠化學(xué)》、《碳－化學(xué)》等8門課程的9項(xiàng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，例如:不同配煤對(duì)煤的膠質(zhì)體指數(shù)影響，工業(yè)鍋爐給水除氧劑丙酮肟的制備，離子交換軟化、除鹽實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)單碳－化工產(chǎn)品的合成等實(shí)驗(yàn)。在實(shí)踐教學(xué)程序上，一是加強(qiáng)能源利用、化工污染控制設(shè)備基本技能的培養(yǎng):注重培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)理論、數(shù)據(jù)處理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)規(guī)范和實(shí)驗(yàn)方法的能力，要求學(xué)生學(xué)會(huì)常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用;二是加強(qiáng)綜合應(yīng)用能源利用、化工污染控制工程理論與技術(shù)的綜合能力的培養(yǎng):培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用能源化工理論知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;三是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng):在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)幫助下讓學(xué)生獨(dú)立完成從查找資料、擬定實(shí)驗(yàn)步驟，直至設(shè)計(jì)編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的全過(guò)程，達(dá)到學(xué)生自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提高實(shí)踐教學(xué)效果［5］。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求每組同學(xué)事先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟，交任課教師批改修正后自己完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。要求學(xué)生采用不同試劑，選擇不同影響因素，或者采用不同制備路線，按照學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟制備出預(yù)期的化工產(chǎn)品，將本門課程的學(xué)習(xí)與解決實(shí)際問(wèn)題緊密聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)的興趣，在符合經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新性思維［6］。引導(dǎo)學(xué)生“在實(shí)驗(yàn)中研究，在研究中實(shí)驗(yàn)”，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握，提高學(xué)生的歸納總結(jié)、類比分析能力。指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不為學(xué)生設(shè)置"最佳"工藝路線、不預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置的控制條件、不直接解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、不直接動(dòng)手解決實(shí)驗(yàn)故障及異常問(wèn)題。采用引導(dǎo)和啟發(fā)的方式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題及故障現(xiàn)象，指導(dǎo)教師的作用是引導(dǎo)學(xué)生找出解決問(wèn)題及故障的方向。要求學(xué)生自己動(dòng)手，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料或圖書(shū)、組內(nèi)討論等方式自行提出解決問(wèn)題及故障的方法、步驟并在實(shí)踐中進(jìn)行驗(yàn)證;及時(shí)幫助學(xué)生分析原因，修改實(shí)驗(yàn)步驟和操作順序，做好原始數(shù)據(jù)記錄，以便實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行分析總結(jié)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中允許不同組別之間測(cè)試結(jié)果或者產(chǎn)率有差異，只要數(shù)據(jù)或結(jié)果合理，能夠找到設(shè)計(jì)方案中的最佳工藝條件或制備條件，實(shí)驗(yàn)就達(dá)到目的;如果找不到最佳條件允許學(xué)生反復(fù)探索，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與解決實(shí)際問(wèn)題緊密聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。
2構(gòu)建了創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目
15項(xiàng)創(chuàng)新型人才具有以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向的知識(shí)轉(zhuǎn)化能力，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)發(fā)散性思維能力，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)深化對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)知和遷移，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。實(shí)踐教學(xué)和理論課內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，有助于學(xué)生們及時(shí)深入理解、消化理論課的知識(shí)內(nèi)容，迅速轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的實(shí)際技能，并增加他們學(xué)習(xí)的興趣，具有其他教育活動(dòng)所不可取代的功能。實(shí)踐教學(xué)還是培養(yǎng)工程類學(xué)生創(chuàng)新思維和增強(qiáng)工程意識(shí)的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生在整個(gè)實(shí)踐過(guò)程中會(huì)逐步養(yǎng)成以研究的眼光去觀察事物和進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考的習(xí)慣，在這些過(guò)程中學(xué)生逐漸形成創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維［7－9］。我們秉承因材施教、分類指導(dǎo)、教學(xué)相長(zhǎng)的教學(xué)理念，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)+、創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)的作用。注重選拔優(yōu)秀學(xué)生，參與教師自己的科研工作，創(chuàng)造條件讓學(xué)生盡早接觸科研，盡早參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)我們充分發(fā)揮本校"大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃"靈活的特點(diǎn)，鼓勵(lì)科研能力強(qiáng)，承擔(dān)項(xiàng)目多的教師，抽出時(shí)間指導(dǎo)大學(xué)生進(jìn)行探索性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，圍繞電力生產(chǎn)過(guò)程、環(huán)境催化、綠色合成、新能源利用與化學(xué)轉(zhuǎn)化、環(huán)境化工等方向，形成穩(wěn)定的由中青年博士組成的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)和接力式優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展［10］。學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)顯著增強(qiáng)，近三年指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目15項(xiàng):其中包括“綠色阻垢劑”和“綠雅空氣凈化器”2個(gè)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目;創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)題9項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)2項(xiàng)，省級(jí)3項(xiàng)，在研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)3項(xiàng)，校級(jí)1項(xiàng)。
3搭建了化工中試、表征測(cè)試平臺(tái)
結(jié)合能源化學(xué)工程專業(yè)涉及面廣綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅搭建了傳統(tǒng)的氣液輸送系統(tǒng)、氣液傳質(zhì)系統(tǒng)、氣液反應(yīng)釜、氣液傳熱系統(tǒng)、氣體輸送系統(tǒng)、高溫水熱氧化系統(tǒng)、煤熱解實(shí)驗(yàn)裝置、煤干餾實(shí)驗(yàn)裝置等化工中試平臺(tái)，還突出了電力特色，搭建了膜分離系統(tǒng)、離子交換除鹽系統(tǒng)、過(guò)濾和吸附系統(tǒng)等中試平臺(tái)，同時(shí)還配套了表征測(cè)試平臺(tái)，可以對(duì)催化劑、煤樣等物質(zhì)進(jìn)行物理吸附、化學(xué)吸附、煤質(zhì)分析、紅外、紫外、熱重分析等表征測(cè)試，以增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力;并與當(dāng)前的生產(chǎn)實(shí)際、工程實(shí)踐、市場(chǎng)需求相結(jié)合在中試平臺(tái)開(kāi)展演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和設(shè)備的設(shè)計(jì)能力，形成了面對(duì)設(shè)備、工藝"提問(wèn)+研討+運(yùn)行"的實(shí)踐教學(xué)模式。在實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂、交流互動(dòng)，便于提高學(xué)生的思考和表達(dá)能力。通過(guò)在中試平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有了深刻的感性認(rèn)識(shí)，明確了設(shè)備參數(shù)的變化與設(shè)備性能之間的關(guān)系，理解了設(shè)備控制的重要性，課后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)懂得了如何進(jìn)行設(shè)備選型和參數(shù)優(yōu)化，提高了解決工程問(wèn)題的能力。
4開(kāi)辟了校外實(shí)習(xí)基地
在校內(nèi)中試平臺(tái)加強(qiáng)校企合作開(kāi)辟校外實(shí)習(xí)基地，依托邢臺(tái)電廠、大港電廠、西柏坡電廠，邢臺(tái)鋼鐵集團(tuán)的焦化廠等構(gòu)建了實(shí)習(xí)教學(xué)基地。在實(shí)習(xí)基地不僅請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)的師傅進(jìn)行理論和安全規(guī)程培訓(xùn)、設(shè)備工藝介紹，還要求學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)參觀、跟班運(yùn)行、實(shí)習(xí)勞動(dòng)，做好實(shí)習(xí)日志，及時(shí)記錄實(shí)習(xí)心得;同時(shí)分別建立了生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐模塊的習(xí)題集和試題庫(kù)，在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)，要求學(xué)生上網(wǎng)查閱資料、就地調(diào)研、分組討論，結(jié)合實(shí)習(xí)基地的設(shè)備流程進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)探討，不僅有利于學(xué)生化解理論課程的難點(diǎn)、深刻領(lǐng)會(huì)要點(diǎn)，還便于學(xué)習(xí)吃力同學(xué)進(jìn)行反復(fù)演練和多次查閱資料提高認(rèn)識(shí)，提高理論聯(lián)系實(shí)際的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)分類指導(dǎo)，分層次教學(xué)，適應(yīng)不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的需求，提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的效果�？傊�，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)體系的改革，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力均得到加強(qiáng)，知識(shí)遷移和應(yīng)用能力、創(chuàng)新思維能力、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力得到了培養(yǎng)和訓(xùn)練。學(xué)生不僅參加國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，省級(jí)、校級(jí)重點(diǎn)創(chuàng)新項(xiàng)目驗(yàn)收良好，參加省級(jí)創(chuàng)業(yè)大賽、校級(jí)節(jié)能減排大賽，均取得了不錯(cuò)的名次，同時(shí)獲得專利授權(quán)3項(xiàng)，說(shuō)明學(xué)生的創(chuàng)新能力確實(shí)得到了鍛煉和提高;學(xué)生的協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到加強(qiáng);獲獎(jiǎng)學(xué)生不僅與本系能源化工、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生合作，還與經(jīng)濟(jì)管理、電氣工程、機(jī)械工程等學(xué)科合作，開(kāi)拓了思路，培養(yǎng)了工程意識(shí)。參賽時(shí)的答辯過(guò)程即鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力、邏輯思維能力，還提高了對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，綜合素質(zhì)進(jìn)一步提升。
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