化學(xué)與工藝課程創(chuàng)建及革新

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1背景及目標(biāo)

1．1背景

武漢科技大學(xué)是由武漢鋼鐵學(xué)院等隸屬于原冶金工業(yè)部的三所在漢高校通過(guò)合并和改名而來(lái)。1998年，根據(jù)國(guó)家高等教育管理體制改革需要，學(xué)校成為第一批實(shí)行“中央與地方共建，以湖北省人民政府管理為主”的劃轉(zhuǎn)院校。劃歸湖北省管理后，學(xué)校立足于湖北建設(shè)、面向中南地區(qū)、輻射全國(guó)。武漢科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)始建于1958年，原名為“煉焦化學(xué)專業(yè)”，1985年改為“煤化工專業(yè)”。1992年，按“煤化工”、“城市燃?xì)狻焙汀疤克夭牧稀比齻€(gè)專業(yè)分別招生。1996年，隨著教育部大學(xué)本科專業(yè)目錄的調(diào)整，“煤化工”、“城市燃?xì)狻焙汀疤克夭牧稀比齻€(gè)專業(yè)歸并為“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)［1］?？傊瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)以煤化工(焦化)為特色，是武漢科技大學(xué)的傳統(tǒng)特色專業(yè)。武漢科技大學(xué)是我國(guó)焦化專業(yè)人才的搖籃，所培養(yǎng)的焦化專業(yè)人才遍布全國(guó)各地，且大多成為企業(yè)的技術(shù)骨干或領(lǐng)導(dǎo)。為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和擴(kuò)大畢業(yè)生的就業(yè)面，需要不斷完善培養(yǎng)目標(biāo)，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)和采用多學(xué)科復(fù)合型培養(yǎng)模式，對(duì)多學(xué)科交叉課程進(jìn)行整合和調(diào)整;強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);在采用寬口徑和重基礎(chǔ)培養(yǎng)模式的同時(shí)突顯專業(yè)特色。

1．2目標(biāo)

所構(gòu)建的化學(xué)工程與工藝專業(yè)課程體系能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，培養(yǎng)出具有寬厚基礎(chǔ)理論、合理知識(shí)結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)創(chuàng)新能力、較全實(shí)踐技能和明顯煤化工特色的復(fù)合型化工類高級(jí)工程技術(shù)人才。畢業(yè)生能在焦化、炭素材料、燃?xì)狻⑹突?、精?xì)化工、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)從事生產(chǎn)管理、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)和科學(xué)研究等方面的工作。

2課程體系建設(shè)

2．1整合與優(yōu)化原有課程

2．1．1整合《工程力學(xué)》與《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》

武漢科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)在課程整合之前，所開(kāi)設(shè)的《工程力學(xué)》學(xué)時(shí)數(shù)為82?！豆こ塘W(xué)》是整個(gè)課程體系中學(xué)時(shí)數(shù)很大的課程之一，且有些內(nèi)容對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)并不是十分重要。為了增加學(xué)生社會(huì)的適應(yīng)能力，加大學(xué)生的知識(shí)面和提高綜合素質(zhì)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究和綜合權(quán)衡，決定壓縮一些已開(kāi)設(shè)課程的學(xué)時(shí)和增加一些新的課程。《工程力學(xué)》就是這次課程體系改革的壓縮對(duì)象。考慮到《工程力學(xué)》與《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》關(guān)系最密切，就將壓縮后的《工程力學(xué)》與《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》整合成一門(mén)課程，取名為《化工設(shè)備與材料》。整合的《化工設(shè)備與材料》定位為化學(xué)工程與工藝類專業(yè)一門(mén)綜合性的機(jī)械類技術(shù)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容包括工程力學(xué)、化工設(shè)備材料與焊接和化工容器設(shè)計(jì)三大部分。其任務(wù)是使學(xué)生具備基本工程力學(xué)知識(shí)，了解化工設(shè)備的選材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和過(guò)程及典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，強(qiáng)化化工類專業(yè)本科生對(duì)化工設(shè)備的機(jī)械知識(shí)和設(shè)計(jì)能力。整合后的《化工設(shè)備與材料》總學(xué)時(shí)數(shù)為46，其中工程力學(xué)部分由原來(lái)的82學(xué)時(shí)壓縮到16學(xué)時(shí)，為其它課程騰出66學(xué)時(shí)［2］。

2．1．2整合《化工設(shè)計(jì)》與《化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)》

很多學(xué)校將《化工設(shè)計(jì)》是列為化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門(mén)專業(yè)必修課。課程主要介紹化工工藝設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法，包括原料路線、技術(shù)路線的選擇，工藝流程設(shè)計(jì)，物料衡算、能量計(jì)算，工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型，車(chē)間布置設(shè)計(jì)，化工管路設(shè)計(jì)，非工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目的考慮和設(shè)計(jì)文件的編制等內(nèi)容。學(xué)習(xí)該課程可提高綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的化工原理、物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、反應(yīng)工程、分離工程、化工工藝學(xué)和機(jī)械制圖等方面知識(shí)解決化工工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。武漢科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)原來(lái)的課程體系中沒(méi)有設(shè)置這門(mén)課，主要是因?yàn)槭芸倢W(xué)分和總學(xué)時(shí)的限制，沒(méi)有富余學(xué)時(shí)來(lái)開(kāi)設(shè)這門(mén)課，現(xiàn)在通過(guò)整合《工程力學(xué)》與《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》騰出66學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)的問(wèn)題已得到解決。所騰出66學(xué)時(shí)不能全部用于開(kāi)設(shè)《化工設(shè)計(jì)》，經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究后決定將《化工設(shè)計(jì)》與已開(kāi)設(shè)的《化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)》進(jìn)行整合，取名為《化工工程設(shè)計(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析》，定位為專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)時(shí)數(shù)由原來(lái)的18調(diào)整為54。

2．1．3優(yōu)化《能源化學(xué)》

《能源化學(xué)》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其前身為《煤化學(xué)》，為了拓寬學(xué)生的就業(yè)面，重新整理了傳統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容，在煤化學(xué)課程的基礎(chǔ)上，將其它一些主要能源也引進(jìn)來(lái)，從而形成了能源化學(xué)課程，總學(xué)時(shí)數(shù)為54，其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為8。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，由于教學(xué)內(nèi)容較多，該課程的教學(xué)時(shí)數(shù)過(guò)于緊張，尤其是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)嚴(yán)重不足。在本次課程體系建設(shè)中，將該課程的理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分離和單獨(dú)設(shè)課。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容取名為《能源化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，學(xué)時(shí)數(shù)為18;理論教學(xué)內(nèi)容仍用原來(lái)的課程名稱，學(xué)時(shí)數(shù)為46。

2．1．4優(yōu)化《能源化學(xué)工學(xué)》

《能源化學(xué)工學(xué)》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)模塊1(煤化工模塊)的主干專業(yè)課程，由《煉焦學(xué)》和《煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工》整合而成。以前的課程體系設(shè)置時(shí)為了強(qiáng)調(diào)重基礎(chǔ)，對(duì)該課程的學(xué)時(shí)進(jìn)行了大幅壓縮，總學(xué)時(shí)數(shù)為54，其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為18。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，該課程的教學(xué)時(shí)數(shù)壓縮過(guò)大，對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生較大影響，用人單位的反饋意見(jiàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。在本次課程體系建設(shè)中，將該課程的理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分離和單獨(dú)設(shè)課。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容取名為《能源化學(xué)工學(xué)實(shí)驗(yàn)》，學(xué)時(shí)數(shù)為18;理論教學(xué)內(nèi)容仍用原來(lái)的課程名稱，學(xué)時(shí)數(shù)為46。

2．1．5優(yōu)化《高炭化學(xué)與碳材料工程基礎(chǔ)》

如前所述，炭素材料曾是武漢科技大學(xué)化工類的招生專業(yè)之一。在化工專業(yè)課程體系中設(shè)置炭素材料類的課程也是一大特色，這種特色為化工類畢業(yè)生的就業(yè)提供了更多機(jī)會(huì)。每年都有化工類的畢業(yè)生在炭素材料行業(yè)中就業(yè)，在全國(guó)的主要炭素企業(yè)中都有武漢科技大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)的校友。但有一段時(shí)間為了強(qiáng)調(diào)重基礎(chǔ)，弱化了炭素材料課程的教學(xué)，僅開(kāi)設(shè)了《碳材料工程基礎(chǔ)》，而且還是任意選修課，教學(xué)時(shí)數(shù)只有28學(xué)時(shí)。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋意見(jiàn)，在本次課程體系建設(shè)中，決定優(yōu)化該課程的教學(xué)設(shè)置，將該課程定位為指定選修專業(yè)課，教學(xué)時(shí)數(shù)增至44，課程名稱改為《高炭化學(xué)與碳材料工程基礎(chǔ)》。

2．2增設(shè)《化工CAD繪圖與識(shí)圖》

工程圖紙是工程技術(shù)上用來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)思想和進(jìn)行技術(shù)交流的主要手段，任何工程技術(shù)方案的實(shí)施，都必須以其為依據(jù)，因而被喻為“工程界的技術(shù)語(yǔ)言”。很多學(xué)校的化工類專業(yè)都開(kāi)設(shè)計(jì)《化工制圖》這門(mén)課程，主要內(nèi)容有化工工藝圖和化工設(shè)備圖兩大部分，用于培養(yǎng)學(xué)生閱讀和繪制化工專業(yè)圖樣的能力。同時(shí)，它也為學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和適應(yīng)今后工作需要提供了不可缺少的基本能力。武漢科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)原課程體系中只設(shè)置了《機(jī)械制圖》，沒(méi)有開(kāi)設(shè)《化工制圖》。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋意見(jiàn)，在本次課程體系建設(shè)中，決定增設(shè)《化工CAD繪圖與識(shí)圖》這門(mén)課程。該課程由《化工制圖》和《Auto-CAD繪圖》整合而成，內(nèi)容包括:AutoCAD繪圖軟件及其應(yīng)用、工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖和化工設(shè)備圖，教學(xué)時(shí)數(shù)為36，其中14學(xué)時(shí)為上機(jī)實(shí)踐學(xué)時(shí)。

3教學(xué)方式改革

3．1在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力

依托湖北省煤轉(zhuǎn)化與新型炭材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)開(kāi)設(shè)本科生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新性研究等課外實(shí)踐活動(dòng)，為培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力提供保障。鼓勵(lì)和扶持本科生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能和化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽。本科生從三年級(jí)開(kāi)始下到實(shí)驗(yàn)室，參與到指導(dǎo)教師的實(shí)際科研項(xiàng)目中去，熟悉科研過(guò)程，鍛煉實(shí)踐技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

3．2組建和培養(yǎng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

原來(lái)大多數(shù)專業(yè)課都只有一名任課教師，待其退修或調(diào)離工作崗位后再找教師接替。現(xiàn)在每門(mén)課至少有兩門(mén)任課教師，一般采取以老帶新的模式，且任課教師都要有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。如《能源化學(xué)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)，由2名老教師、1名中年教師和2名年輕教師組成，其中3名教師具有博士學(xué)位，4名教師有正教授職稱，2名教授為博士生指導(dǎo)教師。已有8名沒(méi)有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的年輕教師被派到河南、云南等地焦化企業(yè)進(jìn)行了3個(gè)月實(shí)踐鍛煉，回校后教學(xué)效果有了明顯提高。

3．3多種途徑組織實(shí)踐教學(xué)

近年來(lái)，化學(xué)工程與工藝專業(yè)建立了一批相對(duì)穩(wěn)定的教學(xué)實(shí)習(xí)基地?？紤]到專業(yè)特色和培養(yǎng)方向的要求，實(shí)習(xí)基地以武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化有限公司為主體。該公司在國(guó)內(nèi)具有技術(shù)力量雄厚，生產(chǎn)工藝先進(jìn)的特點(diǎn)，并具有較高的管理水平。同時(shí)，該公司可以說(shuō)是焦化的一部“百科全書(shū)”，建有4．3m、6m、7．63m焦?fàn)t，所采用的配套工藝也有多種，是一個(gè)相當(dāng)理想的焦化特色化工專業(yè)教學(xué)實(shí)習(xí)基地［3］。但是現(xiàn)在化學(xué)工程與工藝專業(yè)的招生人數(shù)越來(lái)越來(lái)多，一年的招生人數(shù)達(dá)280人之多。一個(gè)焦化公司能一次接納這么學(xué)生去實(shí)習(xí)已經(jīng)勉為其難，實(shí)習(xí)過(guò)程只能用走馬觀花來(lái)形容，很難深入下去。為了解決這一問(wèn)題，采取了一系列措施，如下廠前先給學(xué)生分工段介紹現(xiàn)場(chǎng)工藝流程和主要設(shè)備，播放現(xiàn)場(chǎng)錄制的錄像，開(kāi)發(fā)主要設(shè)備的三維數(shù)字模型供學(xué)生在電腦進(jìn)行自主觀察、解剖和組裝，購(gòu)置計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)軟件供學(xué)生在電腦上進(jìn)行仿真操作。

4結(jié)語(yǔ)

本次課程體系建設(shè)以重基礎(chǔ)和顯特色為指導(dǎo)方針。但受總學(xué)分和總學(xué)時(shí)所限，要兼顧好重基礎(chǔ)和顯特色這兩個(gè)方面，關(guān)鍵在于對(duì)擬開(kāi)設(shè)的每一門(mén)課程進(jìn)行認(rèn)真研究和篩選，對(duì)一些關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)的課程盡可能整合成一門(mén)課程，以便優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和縮減教學(xué)時(shí)數(shù)。