朱榮濤　李海生

[摘 要]構(gòu)建實踐教學(xué)體系不僅是高校人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)工作，也是高等工程教育發(fā)展與改革的關(guān)鍵。從實踐教學(xué)的內(nèi)涵和過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，構(gòu)建以應(yīng)用型人才培養(yǎng)及促進(jìn)工程實踐與創(chuàng)新能力形成的模塊式實踐教學(xué)體系鏈。該實踐教學(xué)體系鏈包括基礎(chǔ)實踐能力培養(yǎng)平臺、專業(yè)技能與工程實踐能力培養(yǎng)平臺和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐，即“兩臺一創(chuàng)”體系。為構(gòu)建有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系，積極探索培養(yǎng)“有創(chuàng)意、能創(chuàng)新、善創(chuàng)業(yè)”的未來優(yōu)秀工程師提供有效參考和路徑。

[關(guān)鍵詞]應(yīng)用型人才；實踐教學(xué)；模塊；創(chuàng)新實踐能力

[中圖分類號] G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）09-0140-04

一、引言

我國傳統(tǒng)高等教育中存在“重理論、輕實踐”的觀念，這導(dǎo)致高等教育質(zhì)量跟不上時代發(fā)展的要求。2012年，《教育部等部門關(guān)于進(jìn)一步加強實踐育人工作的若干意見》（以下簡稱“意見”）指出，實踐教學(xué)方法的改革是推動實踐教學(xué)及人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵。[1]意見要求各高校要重視實踐教學(xué)，積極探索實踐教學(xué)的模式和方法。同時，實踐教學(xué)也是各高校實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才這一目標(biāo)的必經(jīng)之路。實踐教學(xué)是高等學(xué)校整個教學(xué)過程的重要組成部分，具有理論教學(xué)不可替代的作用，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的主要途徑之一，直接關(guān)系到高校人才培養(yǎng)目標(biāo)能否實現(xiàn)。[2]這一目標(biāo)決定了本科院校必須強化實踐教學(xué)，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。因此，旨在培養(yǎng)高校學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的實踐教學(xué)無疑成為中國高等教育教學(xué)改革發(fā)展的重要課題。

鑒于實踐教學(xué)的重要作用，各高校均開展了對實踐教學(xué)的研究[3] [4] [5] [6] [7]，尤其是各工科專業(yè)。過程裝備與控制工程專業(yè)是一個典型的多學(xué)科交叉的工科專業(yè)。它以過程工業(yè)為專業(yè)背景，是一個融過程、機械和控制為一體，將化工、機械和信息學(xué)科緊密結(jié)合而形成的化、機、電一體化的多科型、交叉型專業(yè)。這種專業(yè)的性質(zhì)決定了專業(yè)實踐教學(xué)的多樣性、融合性及復(fù)雜性。因此，本專業(yè)的實踐教學(xué)需緊密圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容，以培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合人才為目的，系統(tǒng)構(gòu)建適合專業(yè)發(fā)展和社會需求的實踐教學(xué)體系。

本文以中國礦業(yè)大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)為例，以培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合人才為目的，構(gòu)建本專業(yè)的模塊化實踐教學(xué)體系。各模塊相輔相成、相互聯(lián)系，共同為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求服務(wù)。希望本文實踐教學(xué)的改革能夠為兄弟院校及同行們提供參考。

二、實踐教學(xué)體系總體結(jié)構(gòu)

我們針對過程裝備與控制工程專業(yè)制定了如圖1所示的培養(yǎng)工程實踐與創(chuàng)新能力的模塊式實踐教學(xué)體系鏈。它包括基礎(chǔ)實踐能力培養(yǎng)平臺、專業(yè)技能與工程實踐能力培養(yǎng)平臺和創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實踐（簡稱“兩臺一創(chuàng)”），我們將這“兩臺一創(chuàng)”體系模塊化，每一模塊相互獨立又相互聯(lián)系，共同構(gòu)成了這一實踐教學(xué)體系。

三、基礎(chǔ)實踐能力培養(yǎng)平臺

（一）基本實驗技能培養(yǎng)模塊

基本實驗是指針對專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置的課程實驗，它與專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論教學(xué)相統(tǒng)一，是對基礎(chǔ)理論的驗證和補充。同時，基本實驗教學(xué)也是應(yīng)用型人才實踐能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)階段，是實踐教學(xué)不可或缺的一部分。為了響應(yīng)專業(yè)培養(yǎng)計劃，過程裝備與控制工程專業(yè)開設(shè)了大學(xué)物理、電工電子技術(shù)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)及機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課程，這些課程的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成了本專業(yè)基本實驗技能培養(yǎng)模塊。此模塊教學(xué)與理論教學(xué)相互補充協(xié)調(diào)，初步培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和基本實驗素養(yǎng)，也為學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)技能的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

（二）基礎(chǔ)設(shè)計能力培養(yǎng)模塊

工程設(shè)計是過程裝備管理的重要一環(huán)，而基礎(chǔ)設(shè)計是工程設(shè)計的基礎(chǔ)課程，基礎(chǔ)設(shè)計能力的培養(yǎng)是工程設(shè)計的保障。根據(jù)大實踐理論，基礎(chǔ)設(shè)計能力的培養(yǎng)也被歸入了實踐教學(xué)體系。此基礎(chǔ)設(shè)計能力培養(yǎng)模塊旨在為工程設(shè)計做準(zhǔn)備、打基礎(chǔ)，初步培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力，是實踐教學(xué)的一種表現(xiàn)形式。針對過程裝備與控制工程專業(yè)，工程制圖和計算機程序設(shè)計是學(xué)生日后進(jìn)行工程設(shè)計（包括設(shè)備設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計）的基礎(chǔ)課程，是過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生設(shè)計能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。

（三）專業(yè)基礎(chǔ)技能培養(yǎng)模塊

專業(yè)基礎(chǔ)技能培養(yǎng)是在基本實驗技能的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。過程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)技能主要包括金工實習(xí)、化工原理實驗和控制原理實驗三個環(huán)節(jié)。專業(yè)基礎(chǔ)技能實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、結(jié)合實踐學(xué)習(xí)理論的重要環(huán)節(jié)。通過這一模塊的實踐教學(xué)，可以讓學(xué)生初步接觸機器制造的生產(chǎn)過程、各種單元操作過程和控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)；掌握各工種的基本操作能力、各單元操作的原理、參數(shù)變化對控制系統(tǒng)動態(tài)性能的影響；了解金屬熱加工、金屬冷加工工藝、常用機床和工具的常識，加深對流體流動、傳熱、精餾、吸收、干燥等單元操作的認(rèn)識，熟悉各種典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和動態(tài)特性。通過這一模塊培養(yǎng)學(xué)生初步的工程意識和實踐能力。專業(yè)基礎(chǔ)技能實踐以學(xué)生獨立操作為主，現(xiàn)場理論教學(xué)和示范講解為輔，在學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握基本操作知識的同時，增強其感性認(rèn)識，通過開展自主設(shè)計，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的針對性、主動性、積極性，同時開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，充分發(fā)揮專業(yè)技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)實踐作用。

（四）初步設(shè)計能力培養(yǎng)模塊

初步設(shè)計能力培養(yǎng)主要基于專業(yè)主干課程的課程設(shè)計來進(jìn)行，以課程理論知識指導(dǎo)課程設(shè)計。過程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)主干課程以原理和過程設(shè)備設(shè)計為主，分別從課程設(shè)計的目標(biāo)、內(nèi)容和要求三個方面要求學(xué)生完成一定量的設(shè)計任務(wù)。

（五）初步工程觀念培養(yǎng)模塊

過程裝備與控制工程專業(yè)以過程工程為研究對象，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。本專業(yè)實踐教學(xué)體系中初步工程觀念的培養(yǎng)，主要通過認(rèn)識實習(xí)的方式來進(jìn)行。認(rèn)識實習(xí)的培養(yǎng)目標(biāo)是：使學(xué)生了解化工機械制造生產(chǎn)中的主要工裝設(shè)備；掌握化工設(shè)備及過程機械的典型零件的制造工藝、結(jié)構(gòu)和裝置過程；了解生產(chǎn)過程中的質(zhì)量保證體系和全面質(zhì)量管理；了解典型化工生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)用料和產(chǎn)品，熟悉生產(chǎn)中的主要設(shè)備和參數(shù)的控制手段、控制過程及儀器裝置；了解化工安全生產(chǎn)保障體系；引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)理論知識運用于生產(chǎn)實踐，鞏固和拓寬專業(yè)理論知識，熟悉本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。認(rèn)識實習(xí)能使學(xué)生初步建立起過程工程的觀念，為后續(xù)工程設(shè)計和工程控制的學(xué)習(xí)與實踐奠定基礎(chǔ)。

（六）社會實踐能力培養(yǎng)模塊

針對高等教育來說，社會實踐能力是大學(xué)生實踐教學(xué)體系的重要組成部分。大學(xué)生社會實踐能力是指大學(xué)生在參加社會實踐活動中，解決各種實際問題時所體現(xiàn)出的程序性知識和基本能力。相對于專業(yè)的知識和實踐能力，社會實踐能力通常由社會認(rèn)知能力、表達(dá)能力、人際交往能力、組織管理能力、自主學(xué)習(xí)能力等構(gòu)成。中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)生社會實踐能力的培養(yǎng)，主要通過讓學(xué)生了解國情、暑期實踐、深入工廠等形式來呈現(xiàn)。了解國情和培養(yǎng)情操的實踐活動主要通過各種相關(guān)講座和社團(tuán)活動進(jìn)行，如形式與政策、軍事理論、文學(xué)與藝術(shù)修養(yǎng)、演講與口才、辯論比賽、環(huán)保宣傳、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽等；暑期實踐主要包括支教活動、志愿者活動、走進(jìn)敬老院等；深入工廠是指與學(xué)校周邊企業(yè)進(jìn)行企業(yè)文化交流或管理模式調(diào)查等。通過社會實踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生成為責(zé)任感強、自信心足、善交流、能溝通的復(fù)合型應(yīng)用人才。

四、專業(yè)技能與工程實踐能力培養(yǎng)平臺

（一）專業(yè)技能訓(xùn)練模塊

專業(yè)技能訓(xùn)練是高等院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的必要環(huán)節(jié)，對于工科院校的學(xué)生來說，專業(yè)技能是其日后從事工程實踐的基礎(chǔ)。專業(yè)技能訓(xùn)練因?qū)I(yè)而異，過程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)技能可以歸納為兩部分：專業(yè)實驗和部分提高實驗。專業(yè)實驗是學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練的基本與必修實驗，與專業(yè)課程相對應(yīng)；而提高實驗主要為綜合實驗，是為學(xué)有余力的學(xué)生準(zhǔn)備的選修實驗。

（二）工程實踐能力培養(yǎng)模塊

工程實踐能力是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的必備環(huán)節(jié)，也是高等教育實踐教學(xué)體系的核心。其總體要求為讓學(xué)生全面深入了解企業(yè)運行過程，培養(yǎng)學(xué)生對工藝過程及所用的設(shè)備及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制與管理的能力，讓學(xué)生全面深入了解典型過程裝備的制造工藝，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用過程裝備專業(yè)基礎(chǔ)理論和知識，分析生產(chǎn)實際問題和解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)工程素質(zhì)和工程能力，增強學(xué)生適應(yīng)社會的能力。為了培養(yǎng)大學(xué)生工程實踐能力，中國礦業(yè)大學(xué)已經(jīng)與河南煤化集團(tuán)、晉煤集團(tuán)等廠礦企業(yè)建立了長期的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，并依托這些企業(yè)建成了大學(xué)生實踐創(chuàng)新基地。針對過程裝備與控制工程專業(yè)，學(xué)校已在河南煤化集團(tuán)開封空分廠、恒久機械等企業(yè)建立了大學(xué)生實踐教學(xué)示范中心，學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)采取與學(xué)校-企業(yè)聯(lián)合的方式進(jìn)行。因此，在實際教學(xué)過程中，此模塊被分為兩部分，即仿真實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)。仿真實習(xí)在校內(nèi)進(jìn)行，利用學(xué)校建立的虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)讓學(xué)生了解生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備及原理；生產(chǎn)實習(xí)在企業(yè)進(jìn)行，學(xué)生深入工廠車間，跟隨企業(yè)導(dǎo)師或車間師傅進(jìn)行實習(xí)操作，并在各車間輪崗，真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的目的。

（三）工程設(shè)計能力培養(yǎng)模塊

工程設(shè)計能力是初步設(shè)計能力的延伸與拓展，是在先修專業(yè)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的專業(yè)綜合設(shè)計訓(xùn)練。過程裝備與控制工程專業(yè)可將這種專業(yè)綜合設(shè)計訓(xùn)練分成兩個方向，即成套裝備設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計。成套裝置設(shè)計是指以過程工業(yè)中實際生產(chǎn)的關(guān)鍵裝置為對象，了解其工作原理、結(jié)構(gòu)特點，理解其設(shè)計技術(shù)和工藝要求；在此基礎(chǔ)上畫出成套裝置的流程圖、設(shè)備布置圖，并選擇成套裝置中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行工業(yè)設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計是指以典型過程工業(yè)為對象，確定控制參數(shù)，設(shè)計控制系統(tǒng)，使對象按工藝條件要求進(jìn)行工作?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計要求學(xué)生掌握控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則及步驟，熟悉PLC與輸入輸出設(shè)備的連接，完成設(shè)計說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表及PLC程序設(shè)計。

五、創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實踐

（一）化機學(xué)科技術(shù)前沿模塊

高等院校大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，應(yīng)以科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為核心。培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，首先需要了解本學(xué)科技術(shù)前沿和發(fā)展趨勢，這是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)和先決條件。針對中國礦業(yè)大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)，此模塊的培養(yǎng)主要采取兩種方式：一是請從事本專業(yè)教學(xué)科研研究的、經(jīng)驗豐富的教授或高級工程師開展前沿講座，使學(xué)生了解學(xué)科研究方向和研究趨勢，讓學(xué)生認(rèn)識工業(yè)生產(chǎn)過程中的技術(shù)難題和待解決的課題，增強學(xué)生對學(xué)科前沿的認(rèn)識和理解；二是鼓勵學(xué)生參與專業(yè)教師科研課題，使學(xué)生在解決實際問題中理解、發(fā)現(xiàn)學(xué)科前沿問題，并提出可行的解決方案，讓學(xué)生通過科研課題驅(qū)動的方式提升自己的創(chuàng)新能力。

（二）創(chuàng)新能力個性培養(yǎng)模塊

創(chuàng)新能力個性培養(yǎng)是在尊重學(xué)生個性的基礎(chǔ)上分類、分層次培養(yǎng)，積極開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。學(xué)生創(chuàng)新能力個性的培養(yǎng)可以通過高校中各種大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練、開放實驗室基金及各種創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽來進(jìn)行。在實施過程中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的創(chuàng)新個性特點，分類制定目標(biāo)，并根據(jù)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)不同的情境。本專業(yè)創(chuàng)新能力個性培養(yǎng)制定了三層目標(biāo)：模仿實踐型目標(biāo)；試驗型潛創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)；探索型真創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)不同目標(biāo)創(chuàng)設(shè)不同情境、設(shè)定不同要求、采用不同考核方式。如結(jié)合全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽，大學(xué)生化工設(shè)計大賽，過程裝備實踐與創(chuàng)新大賽、數(shù)學(xué)建模大賽等實踐創(chuàng)新活動進(jìn)行試驗型潛創(chuàng)新能力培養(yǎng)，要求學(xué)生完成創(chuàng)新產(chǎn)品研究報告、產(chǎn)品試制等；結(jié)合“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃大賽、實驗室開放基金等，鼓勵學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科探索型創(chuàng)新能力培養(yǎng)，要求學(xué)生完成創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計及制作、創(chuàng)業(yè)計劃報告、實驗研究報告等。根據(jù)產(chǎn)品、報告的創(chuàng)新性、科學(xué)性、可行性等，組織專家進(jìn)行評審、評價，形成一整套大學(xué)生創(chuàng)新能力個性培養(yǎng)模式。

（三）創(chuàng)新能力綜合培養(yǎng)模塊

創(chuàng)新能力綜合培養(yǎng)是對學(xué)生專業(yè)知識和技能的綜合考查，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才實踐教學(xué)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本模塊以畢業(yè)設(shè)計（論文）和畢業(yè)實習(xí)為主要形式，畢業(yè)設(shè)計為畢業(yè)實習(xí)服務(wù)，使學(xué)生能綜合運用所學(xué)理論知識和基本技能，分析和解決工程實際問題，并初步掌握科學(xué)研究的方法，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。設(shè)計內(nèi)容以特定的典型工藝過程為主，如煉油工藝的常減壓裝置、焦化裝置、加氫裝置等，完成包括過程工藝設(shè)計計算，工藝流程設(shè)計，典型設(shè)備工藝計算和設(shè)備設(shè)計、設(shè)備布置設(shè)計、管道布置設(shè)計、單個工藝參數(shù)的自動控制設(shè)計、經(jīng)濟(jì)評價等。最后完成設(shè)計計算說明書一份、帶控制點工藝流程圖、設(shè)備總圖和主要部件圖、設(shè)備平面布置圖、管道布置圖、管道空視圖和工藝參數(shù)自動控制原理圖。設(shè)計要求按照“中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范”進(jìn)行。本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）還必須有以下方面的內(nèi)容：1.中外文文獻(xiàn)檢索，完成選題和開題報告；查閱資料不少于30篇，英文資料不少于10篇；2.外文翻譯，譯出3000漢字以上；3.完成設(shè)計說明書或論文，不少于1.5萬字；4.下廠實習(xí)的學(xué)生完成實習(xí)報告等。

六、結(jié)論

本文以中國礦業(yè)大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)為例，從實踐教學(xué)的內(nèi)涵和過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，構(gòu)建了以應(yīng)用型人才培養(yǎng)及促進(jìn)工程實踐與創(chuàng)新能力形成的模塊式實踐教學(xué)體系鏈。該實踐教學(xué)體系鏈包括基礎(chǔ)實踐能力培養(yǎng)平臺、專業(yè)技能與工程實踐能力培養(yǎng)平臺和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐，即“兩臺一創(chuàng)”體系，為構(gòu)建有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系，積極探索培養(yǎng)“有創(chuàng)意、能創(chuàng)新、善創(chuàng)業(yè)”的未來優(yōu)秀工程師提供有效參考和路徑。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 黃煒.基于賽事的高校實踐教學(xué)機制的整體耦合設(shè)計[J].高等教育研究，2012（4）：45-46.

[2] 周愛國.關(guān)于培養(yǎng)大學(xué)生社會實踐能力的研究——以江蘇省淮安市高校為例[D].華東師范大學(xué)，2007：48-49.

[3] 李培根，許曉東，陳國松.我國本科工程教育實踐教學(xué)問題與原因探析[J].高等工程教育研究，2012（3）：1-6.

[4] 葉志攀，金佩華.中國工程教育實踐教學(xué)研究綜述[J].高等工程教育研究，2007（4）：74-77.

[5] 胡春霞，李改蓮，時陽，龔毅.能源與動力工程特色專業(yè)建設(shè)中的實踐教學(xué)改革[J].輕工科技，2014（12）：147-148.

[6] 肖偉才.理論教學(xué)與實踐教學(xué)一體化教學(xué)模式的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2011（4）：81-84.

[7] 時偉.論大學(xué)實踐教學(xué)體系[J].高等教育研究，2013（7）：61-64.

[責(zé)任編輯：陳 明]