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一、過程裝備與控制工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)在國內(nèi)設(shè)立過程裝備與控制工程本科專業(yè)的高校110所,建有“化工過程機(jī)械”碩士點(diǎn)的高校30余所,設(shè)立博士點(diǎn)的高校14所。其中,浙江大學(xué)、北京化工大學(xué)、西安交通大學(xué)等院校本專業(yè)發(fā)展迅速,浙江大學(xué)和北京化工大學(xué)的“過程裝備與控制工程”是首個(gè)國家重點(diǎn)學(xué)科,首批國家特色專業(yè)之一,北京化工大學(xué)還是全國“過程裝備與控制工程”專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)的主任單位,這幾所學(xué)校都將培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的過程裝備與控制高層次復(fù)合型人才納入培養(yǎng)方案,通過系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)和控制技能以及科學(xué)研究的基本訓(xùn)練,使學(xué)生在掌握過程裝備創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和控制方法的同時(shí),有寬廣扎實(shí)的科學(xué)知識(shí)、人文知識(shí)和良好的精神境界。與上述高校相比,長(zhǎng)江大學(xué)過程裝備與控制過程專業(yè)從2001年開始設(shè)置,沒有原“化工設(shè)備與機(jī)械”專業(yè)建設(shè)的積累,起步較晚,教學(xué)、科研平臺(tái)較少,學(xué)位建設(shè)薄弱。因此,需要結(jié)合自身專業(yè)特點(diǎn),加快專業(yè)建設(shè)。
二、課程體系存在的主要問題
“一體兩翼”是長(zhǎng)江大學(xué)過程裝備與控制過程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的特色,以機(jī)械為主,工藝與控制為輔,在課程設(shè)置方面突出機(jī)械的重要地位,安排了機(jī)械專業(yè)的大部分課程,另外,增設(shè)了《機(jī)械加工工藝》、《化工原理》、《過程控制工程》等必修課程和《石油煉制工藝》、《化工計(jì)算》等選修課程。與機(jī)械大類相關(guān)專業(yè)相比,專業(yè)課程較多,而且,學(xué)校采取大學(xué)一、二年級(jí)大類培養(yǎng),三、四年級(jí)分流的培養(yǎng)模式,專業(yè)課程全部集中在后面2年,學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重的特點(diǎn)尤其明顯,相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)往往只能安排在課程結(jié)束或期末,造成專業(yè)課程教學(xué)和學(xué)習(xí)效果受到一定程度的影響。另外,由于缺少相關(guān)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),工藝與控制理論教學(xué)缺乏配套的實(shí)踐環(huán)節(jié),學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握只停留在表面,在后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中基本沒有再觸及這2個(gè)方面內(nèi)容,導(dǎo)致“兩翼”的專業(yè)特色被大大淡化。隨著社會(huì)對(duì)畢業(yè)生技能多樣化、能獨(dú)擋一面的要求,該專業(yè)學(xué)生在工作崗位上往往要從事機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),同時(shí)需要對(duì)加工工藝、整套裝備的工作流程、裝置的自動(dòng)化控制比較了解。因此,在制定教學(xué)計(jì)劃,確定課程體系時(shí),迫切需要對(duì)課程體系進(jìn)行改革。
三、改革措施
緊密圍繞一級(jí)學(xué)科“動(dòng)力工程及工程熱物理”設(shè)置專業(yè)課程,在以“機(jī)械”為主時(shí),注重突出石油特色,同時(shí)完善熱工知識(shí)體系。目前開設(shè)的《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》、《過程裝備成套技術(shù)》和《化工原理》等課程都涉及到機(jī)器零部件和設(shè)備,在課程安排和內(nèi)容教授過程中需要注重各門課之間內(nèi)容的銜接和互補(bǔ),精簡(jiǎn)課程,避免知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)。對(duì)于熱工知識(shí)體系,工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)是最基本的2門專業(yè)課程。傳熱學(xué)側(cè)重于3種傳熱方式的換熱計(jì)算,是進(jìn)行相關(guān)換熱元件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),而熱力學(xué)是一切能量變化的基礎(chǔ)理論,偏重于壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、熱泵、空調(diào)、內(nèi)燃機(jī)等熱力設(shè)備的熱力過程分析,學(xué)習(xí)該門課程對(duì)于學(xué)生真正掌握動(dòng)力設(shè)備的工作原理和熱力性能非常重要。因此,在開設(shè)傳熱學(xué)的同時(shí),非常有必要開設(shè)《工程熱力學(xué)》課程。突出“工藝”和“控制”的兩翼特點(diǎn)?!肮に嚒焙汀翱刂啤弊鳛檫^程裝備與控制工程專業(yè)的兩翼,并不是通過一到兩門相關(guān)課程的理論教學(xué)就可以實(shí)現(xiàn)的,必須結(jié)合其他配套的實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)環(huán)節(jié)才能取得較好的效果。通過煉油工藝、輕烴回收等工藝的理論教學(xué),再進(jìn)行化工流程模擬練習(xí),可以讓學(xué)生在了解現(xiàn)有流程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步思考“為什么是這樣的問題”。最后通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)的現(xiàn)場(chǎng)觀察,在獲得感性認(rèn)識(shí)的同時(shí),加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。自動(dòng)化控制作為目前企業(yè)大部分設(shè)備都具有的功能,重視學(xué)生在校期間對(duì)控制理論知識(shí)的學(xué)習(xí)非常必要。例如,原油加熱爐的設(shè)計(jì)不但需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技能,而且還需要溫度、壓力等控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),只有具備了機(jī)械設(shè)計(jì)和控制相關(guān)知識(shí)的人才能在設(shè)計(jì)時(shí)更好的從裝置的整體結(jié)構(gòu)和性能去考慮。因此,在理論教學(xué)的同時(shí),提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)基本控制系統(tǒng)并加以實(shí)現(xiàn),對(duì)于學(xué)生理論知識(shí)的掌握和操作技能的鍛煉尤為重要,有利于學(xué)生更快地勝任工作崗位。重視生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),增加拆卸、組裝設(shè)備實(shí)踐內(nèi)容。生產(chǎn)實(shí)習(xí)作為學(xué)生理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的有效途徑,是工科專業(yè)必不可缺少的一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié),各高校十分重視生產(chǎn)實(shí)習(xí)在提高學(xué)生實(shí)際操作技能方面的重要作用。過程裝備與控制工程專業(yè)作為長(zhǎng)江大學(xué)一個(gè)與石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)緊密相連的特色專業(yè),以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的復(fù)合型人才為目標(biāo),更加注重學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的鍛煉,很多的學(xué)生畢業(yè)后從事動(dòng)力設(shè)備、管道的檢修工作,因此,更應(yīng)注重發(fā)揮生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)踐功能,保證學(xué)生在走出校園后可以盡快適應(yīng)相關(guān)工作。但是,從這些年的生產(chǎn)實(shí)習(xí)組織方式、實(shí)踐內(nèi)容來看,以往單純依靠學(xué)生在工廠、企業(yè)走馬觀花式的參觀,雖然可以獲得對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí),對(duì)設(shè)備加工工藝及化工煉油工藝也有較好了解,但欠缺對(duì)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),導(dǎo)致學(xué)生實(shí)習(xí)流于形式,學(xué)習(xí)積極性不高。另外,從已畢業(yè)學(xué)生的反饋情況來看,存在迫切希望能在專業(yè)學(xué)習(xí)過程中增加自己動(dòng)手拆卸零部件以填補(bǔ)對(duì)典型設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的空白,增強(qiáng)工作信心。通過調(diào)研了解到,武漢工程大學(xué)過程裝備專業(yè)擁有自己的設(shè)備實(shí)驗(yàn)基地,拆卸、組裝設(shè)備是生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一個(gè)重要內(nèi)容。通過增設(shè)學(xué)生拆卸、測(cè)量、組裝設(shè)備環(huán)節(jié),對(duì)目前的生產(chǎn)實(shí)習(xí)進(jìn)行改革,可以極大的豐富生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。長(zhǎng)江大學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間為4周,原計(jì)劃安排在荊門煉油廠和宏圖有限公司實(shí)習(xí)2周,主要是了解煉油工藝及相關(guān)設(shè)備,與該專業(yè)學(xué)生將要從事的職業(yè)有很大相關(guān)性,其他2周主要是在第四石油機(jī)械廠、江漢油田鋼管廠參觀零部件的加工過程,對(duì)于幫助學(xué)生了解加工工藝、機(jī)床有很大意義,但是在具體實(shí)施時(shí),因?yàn)閷?shí)習(xí)單位的生產(chǎn)實(shí)習(xí)安排、安全檢查、設(shè)備大檢修等原因,往往造成各實(shí)習(xí)內(nèi)容不能按期進(jìn)行,給實(shí)習(xí)安排帶來較大不便。通過增設(shè)典型設(shè)備拆卸、測(cè)量實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),可以提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)的靈活性,豐富實(shí)習(xí)內(nèi)容。另外,建設(shè)校內(nèi)設(shè)備實(shí)習(xí)基地,增設(shè)動(dòng)力設(shè)備(泵、壓縮機(jī))和反應(yīng)換熱設(shè)備的拆卸、測(cè)量、組裝實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),可以極大地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,為設(shè)備設(shè)計(jì)、檢修奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。重視科研對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用,加快教學(xué)、科研平臺(tái)建設(shè)。從事科研工作有利于教師把握先進(jìn)技術(shù)和工藝的發(fā)展方向,將科研帶進(jìn)課堂,有利于豐富教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生在了解科研成果的同時(shí),更多的感受到科學(xué)工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和嚴(yán)肅性,有利于學(xué)生盡早樹立起對(duì)未來工作負(fù)責(zé)任的態(tài)度。科研工作離不開相關(guān)的平臺(tái),包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、高精密測(cè)量?jī)x器等,這些平臺(tái)在滿足科研的同時(shí),也可以用于教學(xué)活動(dòng)。長(zhǎng)江大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)由于沒有“化工設(shè)備與機(jī)械”專業(yè)的積累,與該專業(yè)相關(guān)的科研項(xiàng)目非常少,需要進(jìn)一步加強(qiáng)校企合作,注重與周邊化工廠、設(shè)備設(shè)計(jì)企業(yè)的聯(lián)系,充分發(fā)揮各位教師所長(zhǎng),共同致力于某設(shè)備的開發(fā)或者改進(jìn),以此為起點(diǎn),建設(shè)完成科研平臺(tái),促進(jìn)學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展。
四、結(jié)語
新的教學(xué)體系在裝備專業(yè)2007級(jí)學(xué)生中得以實(shí)踐,從改革前后學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及學(xué)生畢業(yè)后對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用情況來看,此次改革初步取得了良好效果。
作者:張慢來 張琴 周志宏 單位:長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院