化学工程与工艺专业毕业设计探索

化学工程与工艺专业毕业设计探索

摘要:毕业设计环节是化学工程与工艺专业本科教学阶段最后一个重要的实践教学环节。结合石河子大学与华东理工大学“1+2+1”联合培养生的实际情况,探索实践大四前完成毕业设计工作。分析了目前毕业设计环节在培养模式上存在的选题盲目性、培养片面性以及指导教师工程经验不足等缺点。根据“新工科”教育范式对工程科技人才的培养要求,结合化学工程与工艺专业特色,依托“全国大学生化工设计竞赛”,联合培养生与本校生共同进行统一任务的毕业设计,进行了毕业设计教学模式的探索与实践,建设一支由高水平教师、企业高级技术人员组成的双师型指导教师队伍,从而更好的提升学生的综合能力及职业素养。

关键词:毕业设计;持续改进;新工科;融合发展;联合培养

引言

自党的十八大召开,我国加速升级转变经济产业,提出“新工科”就是国内面临新经济蓬勃发展对工程教育改革和发展提出新挑战的积极回应。当前,石油和化学工业是我国国民经济的能源产业、基础原料产业和支柱产业,但始终面临着节能降耗、保护环境、清洁生产和绿色低碳可持续发展的挑战和要求。中共十八届五中全会提出“创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展”的新发展概念,这对整个油田开采及化工过程中“新工艺、新设备、新材料”的开发设计提出了更高的要求,对于油田工作者及石化工作者的专业知识水平、工程实践能力、团队协作意识以及创造性思维同样提出了更高的要求。随着新工科理念的日益深入,产学研协同育人计划项目的实施,为传统工科专业的建设提供了新的思路。如何使传统专业能够适应和服务于新技术、新产业、新经济的发展,培养造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才是当务之急。华东理工大学化学工程与工艺专业立足上海,面向全球,服务全国,培养符合行业发展和区域社会经济建设需求,能够承担社会责任、具有创新意识和工程实践能力的化学工程与工艺技术人才。石河子大学化学工程与工艺专业面向西部,在新生入校时考试选拔优秀学生赴华东理工大学开展大二、大三两年的联合培养,大三结束后返回石河子大学学习生活。石河子大学长期重视对化学工程与工艺专业本科生的工程能力培养,自2005年化学工程与工艺专业首次招生以来,从内涵建设上始终强调化工人才关键还应拥有良好技能与工程实践能力,含终身学习、自我发展能力,独立工作、解决问题能力,工程过程设计、工程过程开发的能力。经过联合培养近十年的实践,这一化学工程与工艺专业高校联合培养模式实施效果极好,成效显著,从人才培养、师资建设(访问进修、学历提升)、专业影响力等多方面综合提升了石河子大学化学工程与工艺专业的办学水平,培养出一大批优秀的化工人才服务于地区经济发展。更为突出的是本专业2013年成为国家卓越人才培养计划试点专业,2017年1月通过国家工程教育专业认证,成为新疆第一个正式通过工程教育专业认证的化学工程与工艺专业,并于2020年通过第二轮复评,专业的快速发展和建设成效,得到了认证专家的充分肯定与好评。化学工程与工艺专业2019年入选首批部级一流本科专业建设点,所依托的化学工程与技术一级学科2011年获批硕士授权点,2012年获专业硕士授权点,2017年成为新疆自治区高原学科,2017年成为国家一流学科,2018年获批博士授权点。然而,如何在发展中能进一步重视持续改进综合集中实践课程的毕业设计环节值得我们每一位老师进一步思考。因此,如何在高校培养中能有效提高体现这些能力的毕业设计质量,这对提高化学工程与工艺专业本科生的综合素质具有重要意义。

1.毕业设计的现状

(1)毕业设计的设置。设置较为合理的人才培养体系满足化工专业学生综合能力的培养。我校化学工程与工艺专业毕业设计要求保证每位同学都经历大设计(10周,6学分)和大论文(14周,8学分)的综合实践训练。在化学工程与工艺专业的教育中,始终重视设计指导教师队伍的建立,需要专业基础扎实、工程能力厚实、教学经验丰富的中青年队伍。化工专业自2005年学院建院同年招生,教师经过专业培训、科研和教学实践的积累,已形成了具有较强的工程知识背景和科研方向、稳定的工程教育课程、工程设计和工程实践的教学和研究团队。为进一步使化工专业学生能更系统地掌握工程设计的专业基本知识。专业培养方案分学期第三学期开设“化工设计概论”和第六学期开设“化工设计”,改变了以往设计理论教学集中进行,将集中教学和分组指导相结合,尤其是毕业设计的进行和“化工设计”课程的开课同步进行,特别是围绕“全国大学生化工设计竞赛”,针对性强,效果好。同时,为了提高化工类工程软件在毕业设计应用效果,在第六学期开设“化工过程模拟”课程,更进一步培养学生掌握工程软件提高分析问题、解决问题的能力。课程通过采用Aspen软件教学,提高学生对设计深层次认识,可与应用相结合扎实培养学生计算机应用开发能力,为培养基础扎实、适应性广的化工高素质人才起到了很好的作用。针对于联合培养生,用共同的毕业设计环节衡量评价与本校学生能力的达成,高效促进我校教师设计水平的提升。

(2)专业毕业设计存在的问题。目前,普遍高校的毕业设计在选题上具有一定的盲目性、片面性。化工毕业设计选题由教师拟定,难以统一评价选题的难易,不能针对学生因材施教,学生缺乏对自己能力正确评估,开展效果不佳。因此,因该专业毕业设计是以每年全国大学生化工设计大赛为契机,进行毕业设计的选题以及按照设计大赛的要求组队完成各项设计任务,所以学生在第六学期就开始进行毕业设计且利用课后时间进行相关的设计工作,在七月中下旬进行设计作品的最终提交参赛,第七学期再对设计作品进一步完善,最终上交留档。毕业设计培养存在片面性。个别学生态度不够端正,有“等”“靠”“混”心理,认为专业系及学院为了毕业率、学位率,毕业设计环节的指导教师不会为难总会通过,不从自身能力及毕业要求出发主动的提升自己的能力,从而影响质量和自身能力的培养进度。同时,毕业设计指导教师和学生更多是关注毕业设计的最终成果,在过程中易忽略图纸、文档等规范性等细节,人才培养中的踏实严谨能力欠缺。指导教师的工程实践经验尚显不足,不能做到与时俱进。因毕业设计属于一个开放实践环节,学生自主学习很重要,并能具有较好的沟通能力充分展示成果。在毕业能力培养中,常忽视了专业学生自主学习探索、沟通交流等能力的培养,而经常将原因归结于学生个人。因此,对指导教师的工程实践经验要求应提高,教师自身工程设计能力做到了与时俱进,对于引导学生、提升学生的毕业要求达成度是具有关键作用的。

2.毕业设计的探索与实践

(1)指导教师团队。多年来,工程设计教学团队积极申报教改课题,组织课程目标的达成度评价研讨,丰富教师队伍的工程背景,提升教师的工程软件应用能力;组织队伍参加设计培训及讲座;聘请化工企业专家、邀请行业精英能线上或线下定期举办一系列讲座,一方面培训老师,另一方面也可以紧跟最新设计理念,提高学生能力。专业系特别邀请行业校外专家来校参加化学工程与工艺专业本科生毕业设计公开答辩会和研讨交流会。答辩专家针对学生的设计任务书、设计计算书、设计图纸的规范、数据的引用、标准的失效与更新、图例的规范、计算的参考依据、对环境的影响性评价、经济核算等方面结合工程实际提出了切合实际的修改建议。该项举措不仅有利于改进理论与实际想脱离的教学现状,进一步提高在校教师工程素养,同时对于学生工程概念的强化,进一步加深对工艺与工程紧密结合的理解,掌握化工设计和实际生产过程中的诸多规范均具有良好的辅助和提升作用。

(2)设计案例与理念。建立以学校为体、企业参与的设计院—院系全方位合作的工程实践培养模式,同时建设一支由高水平教师、企业技术骨干组成的双师型指导教师队伍。围绕每年的全国大学生化工设计竞赛题目,设计院参与设计,不仅可以规范设计过程、提升校内教师的指导水平、设计内容能更好地和产业相结合,而且有助于培养学生的创新精神,能够帮助学生建立安全、健康、法律、文化及环境基本认知体系,能在设计中考虑满足的特定需求给出的设计方案所面临的各种制约因素。该模式的建立是进一步提高化学工程与工艺专业本科毕业设计质量的有益探索,校企双方可以在设计案例、师资培养等方面进一步加强,充分发挥企业—院系实践育人基地和石油加工系产学研实践基地作用。

(3)加强过程考核。为了提高毕业设计质量,需要综合考虑学生的知识结构、行业技术的发展趋势、学生的就业取向,合理的进行毕业设计题目设计,精细化分类指导,严格考核,全面地锻炼、培养、训练和检验理论和技术知识解决化工工程复杂问题的综合能力的实际情况。具体的课程目标如下。通过本课程的学习,学生应具备以下几方面的目标:①培养学生能针对复杂的化工设计任务,采用系统的方法,综合考虑社会、安全等因素,进行化工工艺流程设计与优化,了解化工领域的新工艺、新技术,并能在工程设计中进行应用;②具有利用现代信息技术获得信息资源的能力;③掌握化工设计和生产的政策、法规、规范和安全规程等知识,并能用于复杂工程设计,理解化工工程师在设计、技术开发和生产过程承担的社会责任;④能在化工工程中自觉使用先进技术改善环境,促进可持续发展;

作者:王荣杰 贾鑫 李洪玲 单位:石河子大学化学化工学院