在培养“卓越工程师”理念下浅谈精细化工工艺学教学改革

摘要：以“卓越工程师”培养目标为导向，本文从精细化工及精细化学品的特点、教学内容选择及教学方法等方面介绍了精细化工工艺学教学过程中的一些具体做法。教学改革实践表明：通过把学生分组介绍精细化工产品专题、组织参观不同类型的精细化工厂、结合教师科研课题开设设计性实验及改革综合成绩评定方法等方式，可以有效激发学生学习的积极主动性，很好地培养了学生实践应用、思维开创和解决问题的能力，有效地提高教育教学效果。

关键词：卓越工程师;精细化工工艺学;学生产品专题介绍问答式教学;开放设计性实验教学

中图分类号： 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（20xx）21-0267-02

“卓越工程师”教育培养计划是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（20xx-20xx年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（20xx-20xx年）》的重大改革项目，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。卓越工程师教育培养计划具有三个特点[1]：一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。所以“卓越工程师”之所以“卓越”，不仅在于其专业知识丰富，也在于其解决问题的能力强，更在于其综合素质高。在“卓越工程师”教育培养计划理念的倡导下，全国各高校掀起众多工科专业进行专业基础课及专业课程改革的热潮[2-6]。《精细化工工艺学》是化学与工程工艺专业的一门主干专业课程，其涉及的精细化工产品门类繁多，日新月异，与实践联系相当密切。在“卓越工程师”教育培养计划理念的倡导下，从事该门教学必须做到结合学科前沿的最新进展和基本理论;其次结合生产实际中的主要技术问题、最新技术方法、过程和结果，对教学模式进行相应改革。使学生通过本课程的学习，能掌握精细化工工艺学基础和理论知识，正确地认识精细和专用化学品生产的工艺条件和瓶颈技术，提高发现问题和解决问题的能力。本人多年从事化学工程与工艺专业《精细化工工艺学》课程教学工作，在借鉴其他院校面向“卓越工程师教育培养计划”课程教学改革的基础上，参考各高校同仁对精细化工工艺学课程教学改革采用的方法[7-9]，同时结合地区经济发展的特点对精细化工工艺学进行相应的教学改革。以下主要从精细化工及精细化学品的特点、课程教学内容构建及教学采用的方法和措施等方面阐述精细化工工艺学教学过程中的一些具体做法。

一、精细化工及精细化学品的特点

精细化工有别于基础化工，它有着自己的鲜明特点，这在绪论课一定要给学生讲授好，让学生充分了解精细化工及精细化学品的特点，从而激发他们对这门课程的兴趣。精细化工及精细化学品的主要特点有生产特性、经济特性、商业特性及产品特性[10]。其生产特性表现为：小批量、多品种、复配型居多、技术密集、多用间歇或多功能生产装置、生产流程多样化。它们的经济特性表现在投资效率高、附加值高及利润高等，在这里可以列举一些附加值高的精细化工产品实例，比如农副产品深加工等。笔者在授课时就给学生讲了广西蔗糖深加工产品的实例（由蔗糖制备葡聚糖），让学生深刻体会到精细化学品的高利润，促使学生对精细化学品和精细化工生产技术感兴趣。精细化学品的商品性强，表现在用户对商品选择性很高，市场竞争十分激烈，开发应用技术和开展技术服务是组织精细化学品生产的两个重要环节。国外精细化工企业非常重视技术开发、技术应用和技术服务这些环节的协调，他们在技术人员配备的比例上是比较高的。另外应该让学生充分认识到我国与世界发达国家精细化工发展的现状、重点和热点相比有什么优势或不足，直接让学生感受到学习这门课程的重要性及意义。

二、《精细化工工艺学》课程内容体系的构建

1986年，我国化学工业部对精细化工产品的分类作了暂行规定，把精细化工产品分为11大类[10]，分别是：（1）农药，（2）染料，（3）涂料（包括油漆和油墨），（4）颜料，（5）试剂和高纯物，（6）信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品），（7）食品和饲料添加剂，（8）黏合剂，（9）催化剂和各种助剂，（10）化学药品（原料药）和日用化学品，（11）功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。不是每一本教材都能把以上精细化学品11大类的内容全包括，因此根据专业培养特点、地区资源及精细化工产业特色、教学课时来选定教学内容显得十分重要。《精细化工工艺学》是我校化学与工程工艺专业的一门必修课程，总课时64时数。近几年来我们一直采用以马榴强主编的由化学工业出版社出版的教材为主，补充专题讲座为辅的课程内容构建体系。主要教材的内容主要涉及高分子加工助剂、表面活性剂、食品添加剂、胶粘剂、涂料、香料及提取工艺、化妆品及新领域精细化学品等方面。在此基础上，还给学生增加了《饲料添加剂》、《淀粉深加工》、《汽车专用洗涤剂》、《精细陶瓷》及《人工晶体》等专题内容，这样一来，使所选择的教学内容既有重点，又能使学生在精细化工领域有一定的知识广度，并能了解本领域内一些最新的研究成果、发展动态和精细化工产品在新领域的应用及配方确定，同时对广西地区的精细化工特色有一定了解。在教学过程中不断地把在文献检索中发现的新技术、新产品、新理论充实到教材中，以丰富讲授内容，并适时补充精细化工行业的最新资讯、国内知名精细化工企业的最新发展动向等。

三、采用的教学方法及措施

（一）要求学生采用PPT形式介绍与生活相关联的精细化工产品专题

传统的教学模式都是教师讲授的模式，使学生的学习有较大的被动性。为了激发学生学习的主动性，在教学过程中，开学第一周就把学生分组（3～5个学生一组），自选与生活息息相关的精细化工产品进行PPT课件介绍，内容包括产品的结构组成和用途、生产方法、生产过程中存在的三废处理问题等。可以适当提供一些备选专题，例如我提供的复配技术在液体洗涤济中的应用研究及进展、食品添加剂的使用安全问题、汽车美容用化妆品的品种及研究进展、八角油的提取工艺及方法等专题，由组长负责组织组员通过以下方式进行资料查阅：（1）利用学校图书馆精细化工馆藏书目;（2）利用现有精细化工类学术期刊及数据库查阅精细化工产品的最新研究成果及发展趋势;（3）利用精细化工综合网站，如化学化工论坛（.cn）、中国精细化工网（.cn）、世界精细化工网（）、21世纪精细化工网（）、中国精细化工技术网（）、中国专利信息网（.cn）等。然后进行课件制作，再交由老师审核，再推选一到两人上台主讲，讲完后所有组员同时上台对同学的提问进行答辩，每组选出一个记录员，记录提问同学的姓名及问题内容，不能回答的问题课后通过查阅资料或是与老师讨论后再回答并做成电子版课件，在上课前展示给大家。提问的同学都可以在平时成绩加分，如此要求后，在下面听的同学也会提高注意力。比赛评委由各组长组成，和组长讨论并制定评分细则，对表现优秀组给予一定的奖励，并以PPT演示的得分评定分数。经过试行教学效果良好。比如食品添加剂专题就例举了大量的反面事例如苏丹红事件，学生通过查阅资料谈自己对苏丹红及苏丹红事件的认识，经过交流讨论，不仅使学生增加了对苏丹红这类物质的性质、用途等的了解，而且增强了学生对食品安全维护的意识。通过学生PPT演示答辩式教学，不仅提高了学生查阅资料的能力，也培养了他们的合作精神、多媒体课件的制作能力以及提高学生自主学习精细化工产品知识的主动性;让学生深刻体会到学知识不仅是听，自己也有上讲台展示的机会。教师为了给同学们更好地介绍所选定的精细化工产品，不被问倒，着实需要下一翻苦功精心准备。

（二）组织学生到精细化工厂参观，提高学生理论联系实际的能力

为了加强教学的实践环节，让学生能更好地理解课堂上学到的理论知识并更好地与生产实践相结合，开阔学生视野，在课程学习期间，组织带领学生到南宁市天亮精细化工有限公司、南宁市涂料厂、南宁市胶粘剂厂和南宁市化妆品厂等精细化工企业进行课程见习。使学生现场了解到洗涤剂、三醛胶、内外墙涂料及化妆品的生产过程、生产工艺和主要生产设备。在参观现场请工厂的工程师对学生进行指导与讲解，解答学生提出的问题，引导加深企业生产印象与感受，启发学生在学习涂料、化妆品、洗涤剂及胶粘剂生产工艺中思考需要解决的理论和实践的相关问题，提高学生发现问题及分析问题的主观能动性。同时，为了响应“卓越工程师”培养理念所提倡的“行业企业深度参与培养过程”，在见习时请企业负责人介绍企业所选取的生产工艺的优点，生产过程中常见问题的解决办法、企业的创业史、企业文化及企业急需人才培养要求等多方面的知识，让学生更多的了解所见习精细化工企业的概况，同时明确今后在校学习的方向。参观见习后都会要求学生写不低于5000字的见习报告，包括各个厂家产品的生产流程、产品用途、现有工艺的优点与不足、心得体会等。通过参观实习，总体感觉到精细化工产品生产所用的设备和所建的厂房一次性投资不高，点燃学生毕业走上社会后自主创业的激情，在一定程度上推动了学习的积极性和主动性。

（三）结合教师科研项目开设出设计性实验

教师们的科研课题有部分不仅是结合地方资源特色而立项，且与精细化工产品合成与应用研究紧密相关，同时教师科研项目具有持续深入研究的特点。因此可以借助这个教师科研项目资源优势，与他们一起研讨开设出相关的设计性实验，要求学生根据所学习的精细化工课程知识点，查阅相关文献资料，用目前比较成熟的工艺去合成获得目标产品，确定反应的条件、实验所需要的基本仪器及相应的检测手段，部分学生在今后毕业论文环节也会参与到教师的课题研究的子课题中，这类设计性实验的开设不仅锻炼了学生资料查阅、实验操作、发现问题和分析问题的能力，同时为他们的毕业论文实验打下坚实的基础，比其他专业的学生更快地溶入教师的研究课题中，达到双赢的效果。以下是我院教师多年来研究的部分相关课题：双酚A型环氧树脂的改性研究、新型催化剂对汽车泡沫材料发泡-凝胶反应动态平衡研究、以蔗糖为原料双菌协同发酵合成中低分子量萄聚糖、萃取与膜分离集成从菠萝加工废弃物中提取菠萝蛋白酶、基于构效关系的磷酸盐防锈涂料设计及其作用机理研究、纳米碳酸钙的制备及应用研究、木薯淀粉磁性微球分子链态及构效。可见这些课题均属于精细化工研究范畴。通过结合教师科研项目开设设计性精细化工实验，有效提高了精细化工工艺学教学质量，更好地提高了学生的在精细化工工艺方面知识的运用与创新能力，从而体现出“卓越工程师”所倡导的培养理念。

（四）增加课程实践环节的占分比例，完善课程成绩的评定方法

大部分的课程考核方式都是采用闭卷方式，而且期末分数占总评成绩的权重比较高（通常为70%）。而精细化工工艺学课程与别的课程不一样，由于该门课程与现实生活结合非常紧密，除了指定教材上的内容外，还有老师补充的专题和学生PPT介绍的专题，为了提高学生在平时的课程学习过程中的认真程度，该门课考试的内容有70%是教材知识，30%是课外补充及实践知识，因内容多而广，所以闭卷考试会给学生造成很大的记忆压力，结合该门课程主要目的是为了让学生更好地理论联系实际，充分了解目前的精细化工产品市场供求及产品配方研究现状和进展，因此期考采用开卷进行。在试题中可以把实践环节的内容有机组合在考试题中。按下面的公式算期评成绩。期评成绩=平时综合表现（含作业等）*15%+课程论文*7%+课程见习10%+PPT演示8%+期考*60%，通过这样的评分方式，可以有效推动学生在课程学习过程中注重实践这一环节的表现，更好地把学到的理论知识与实际应用有机的结合起来。

四、结语

“卓越工程师培养计划”是一个系统的工程，需要多个教学环节的参与和保证。为适应该培养计划的要求，必须不断对《精细化工工艺学》进行教学内容和教学模式改革，才能提高教学效率，更好地发挥精细化工工艺学在培养“卓越工程师”型人才中的优势和作用。

参考文献：

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[3]王桂荣，刘元林，刘春生，赵汗青.卓越工程师培养背景下机电本科毕业设计改革[J].教学研究，20xx，37（1）：

[4]冷雪松，王艳东，姜丽娜，徐崇.基于卓越工程师培养目标下的大学物理实验创新培养模式[J].大学物理实验，20xx，26（6）：

[5]袁文华，万振刚.“卓越工程师计划”与《电机及拖动基础》教学改革[J].科技信息，20xx，（33）：

[6]高有华，翟慧萍，邵岳，龚淑秋，刘晓明面向卓越工程师培养的“电工学”课程改革[J].电气电子教学学报，20xx，34（增刊）：

[7]黄良芳，张辉，张莉艳，徐金明.以产学研为基础的《精细化工工艺学》实验教学改革的探究[J].教育教学论坛，20xx，（31）：

[8]曹云丽，王莉，冯云晓，徐伏，李松田.“教育梦”背景下浅谈精细化工工艺学课程教学[J].化工高等教育，20xx，（3）：

[9]鲁伊恒.精细化工工艺学课程的教学改革与实践[J].广州化工，20xx，34（22）：

[10]马榴强.精细化工工艺学[M].北京：化学工业出版社，

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