“以赛促学”培养化工应用型人才的探索与实践
刘箫音，王凯，任立新，王晓鹤，张曼
摘 要：在发展“新工科”的教育背景下，本文以地方本科院校的化学工程与工艺专业课程为教学改革对象，探讨如何将竞赛元素引入教学，开发出新的“赛教融合”教学模式，并构建相匹配的培养体系和制度，以此培养具有创新意识的应用型化工人才。
关键词：教学改革;赛教融合;化学工程与工艺
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2022）05-0063-05
2017年以来，教育部积极推进“新工科”建设，但在新经济环境的当下，化工企业发展迅速，导致传统化工专业学生的培养方向与企业实际的人才需求出现了一定的偏差，尤其体现在实践能力和创新能力短缺上。因此，传统化工专业迫切需要提出面向“新工科”的人才培养模式，并探索相应的教学改革方式[1]。
时至今日，化工行业的实践发展已快于理论的更新换代，为了推进新化工专业的建设，必须将实践教学放在重要的位置，不断完善，与时俱进。化工学科本身就是一门应用大量原理与规律来解决生产实际问题的学科。而化工实践教学可以让学生形成完整的知识体系，树立行业大局观，增强专业综合素质。另外，化学工业涉及生产的整个环节，通过实践教学可以让学生正确认识事物之间的联系性、动态性和整体性[2]。感受由简单到复杂、由单元到整体的系统观念，提升学生宏观驾驭产线，解决实际工程问题的能力。综上所述，对传统化工专业的教学模式应不断地进行改革与探索，可以尝试通過赛教融合，以赛促教，以赛促学，培养人才[3]。本文将以化学工程与工艺专业为例，探索“赛教融合”的新型教学改革模式，使化学工程与工艺专业课程理论体系和实践教学结合更加密切，并着力培养学生的创新意识，提升解决实际问题的能力。
1 化学工程与工艺课程改革的背景
在高质量人才需求背景下，化工专业不但要基于理论培养创新人才，而且要用理论指导实践，更为重要的是能将其有意识的结合、融会贯通，最终达到基于掌握的理论知识来不断指导创新技术的高度[2]。目前化学工程与工艺的课程分为理论和实践两部分，但往往有“重理论轻实践、重知识轻能力”的倾向。在理论课程教学方法上仍以课堂讲授为主，理论内容繁多且各个章节相对独立、联系性较小;实践课程部分则多以经典的验证性实验为主，创新内容涉及较少。由此导致理论与实践分割明显，学生实践与创新能力薄弱。表现为：学生的实践课往往只是按照实验课本上的既定步骤去验证实验的基本原理或已有定律，实验教材中已明确说明了实验所需的仪器装置、原料用量及操作的流程，有些甚至将实验结论和数据都一一列出。经调查显示，如此按部就班地进行已知的实验操作，学生只动手、不动脑[4]，其实践能力往往只得到初步的基础锻炼，远没有达到独立分析、解决与创新的目的。
为使高等院校培养的化工类学生与企业的实际需求实现无缝对接，就必须在新时代教育方针的指导下构建化工类专业新型实践教学体系[5]。通过“以赛促教、以赛促学、赛教融合”的教学改革模式，将竞赛元素贯穿到教学过程中，可以使学生将理论与实践多视角、多层次、多方式、多渠道的进行有机融合。因此教师在课上教学中不但要应对教材的内容，还应在其中融合一些竞赛或真实的工程案例，在课下鼓励并指导学生参加适合的竞赛。竞赛元素的引入不仅可以提升学生的专业认知，更锻炼了其解决实际生产问题的能力，从而达到培养具有创新意识的应用型化工人才的目的。
2 “以赛促教、以赛促学、赛教融合”的化学工程与工艺课程改革
2.1 “赛教融合”的新型教学模式
“赛教融合”的新型教学模式应紧紧围绕化工专业的培养方案来展开，既符合专业要求，又体现学生个性化。可按如下步骤进行：1.选择竞赛。指导教师可根据专业培养目标及学生个人情况来自行设置竞赛或选择相应的竞赛参加，将其涉及的知识点经过精心的课程设计有目的融入课堂教学，让学生课上多学、课下勤练，使其掌握较扎实的竞赛理论与实践基础;2.自由组队。指导教师在课下按照竞赛要求组织学生之间进行自由组队。团队成员可以根据个人优势及喜好来确定比赛的“角色担当”，在组内明确分工;3.制定方案。各小组应独立查阅自选竞赛题目的相应文献资料，并且制定属于本小组的具有创新性的实施方案;4.专家点评。由指导教师和相关专家对参赛小组的实施方案进行指导，各团队根据反馈意见进行反思，独立改进实施方案;5.进行考评。设立合理的考评方案，对指导后的小组参赛作品进行多角度的评价打分，选出其中优秀的作品，对获奖学生颁发荣誉证书，并且根据竞赛的规模大小来计入本学期的学业学分，与学生的年度评奖评优相关联。此方法既充分将学生所学理论与实践联系起来，又锻炼了个人专业素养与团队协作能力，有利于学生的未来发展。
2.2 以赛促改——改革教学大纲
教学大纲的设置在高等素质教育与创新型人才培养中起着至关重要的作用。以举办化学工程与工艺大赛为契机，组建相关教师及本专业企、事业单位的专家团队，结合目前社会的实际用人需求共同探讨、修订化学工程与工艺专业的课程教学大纲。在课程设计中除重点关注化学及化工传统课程之外，还应树立长远的行业大局观，要联系当今化学工程与工艺学科的前沿设备、工艺等技术热点，注重其在新兴产业中的应用。
另外，针对以往“只动手、不动脑”的弊端，实践教学也要配套进行整改。教师要多角度提升对教学内容的认识，打破传统局限，将竞赛融入教学。选取具有代表性的竞赛或工程实操案例，作为实践教学的重要环节，并在其中适当融入时下主流的化学工艺技术元素，作为竞赛的素材。实践课程可以施行创新型的考核方式，即在实验结果大致正确的前提下不过分强调于实验的具体操作步骤，关注实验效果的达成，可以由学生采取多种方式去设计、解决问题。考核最终分为两个模块：中期和期末。中期考核主要以个人报告的方式呈现，要求学生对其化工设计方向及预计成果做简单的汇报。而期末考核时要提交小组案例作品与短篇论文，考核材料中应如实标注每个学生在整个实践过程中所作的真实工作。根据中期和期末考核的完成情况，合理给出学生的综合成绩[6]。此实践教学的内容应是学生日后参与各类竞赛的基础，竞赛可以在此基础上适当提高，给学生留有能力提升的空间。D29D2B94-AE6C-4A5D-B46D-560E633E5A64
2.3 以赛促学——提升学习兴趣
竞赛的参与不再让学生对学习的兴趣拘泥于课本，而是更进一步的在实践应用中得到升华。化学工程与工艺是多门学科相互交叉的专业，理论内容多、实践要求高，而当下传统化工技术、设备都在不断革新，与之相关的新兴产业也在蓬勃发展。为适应社会需求，化工课程的内容应不断调整，教师也要不断运用新的教学手段，可采取虚拟仿真软件、线上视频课程等平台，多方式的向学生展示生动的竞赛案例。先将经典的竞赛题或具有实际意义的工程案例进行讲解，所选案例应具有代表性，涵盖化工行业多个不同的方向，特别要注重与实际生产生活的联系，以此提升学生的兴趣，再结合学生实际参与的相关竞赛可以实现理论知识与实践的有效融合。
2.4 以赛促教——理论与实践有机结合
竞赛体现的是学生所具有的专业综合素质，参赛学生应掌握扎实的专业基础知识。从近五届全国大学生类大赛来看，题目类型主要包括：化学、生物、数学、医学等。其中涉及到化工学科的竞赛内容涵盖了大部分化工类课程。本文对近年赤峰学院全国大学生化工类课外学术科技作品的题目进行了汇总（表1），从表中可以看出，参赛作品除基本涵盖化学工程与工艺中所授的全部课程外，还包括了课本外的探针技术、化学信号处理、产品工艺改良等新的内容。这就要求相关教师授课时，不但要讲授化工课程的基本原理，还要注重融入与其科目相关的真实实用案例，使知识与实例形成一个有效的整体。可以使用专业的竞赛题与工程案例，将相关的知识点逐一分析讲解，以促进理论和实践相互融合，目的在于提高学生综合应用知识的能力。有条件的学校还可以带领学生到具体的应用场所，以实物验证的方式，让学生真实具体地感受到实践过程。此方法将理论与实践有机结合在一起，学生不仅更好地理解了理论知识，而且有效地提升了学生对化学工程与工艺课程的实际应用认知。
2.5 “赛教融合”培育基础及已有成果
赤峰学院化学工程与工艺专业已在校内逐步建立了化工基础实验室、化工仿真实验室等实践场所，并联系开发了多处工厂等作为校外实习实践基地，为我校培养兼备理论和实践能力的化工应用型人才打下了良好的基础。同时，近五年来，项目教师团队指导的学生也取得了丰硕的竞赛成果（表2），这些都为“赛教融合”的教学改革积累了丰富的竞赛指导经验。
3 构建“赛教融合”的培养体系和制度
3.1 构建教—赛—研三位一体创新能力培养体系
根据赤峰学院现有教学条件，结合化学工程与工艺课程的教学内容，建议构建教—赛—研三位一体的培养体系（图1）。从课堂的理论体系学习到课外的实践能力培养，最后将知识在科研平台进行整合、应用。此模式使竞赛由始至终的贯穿了培养新型化工人才的教学过程，丰富了理论与实践教学的内容和形式，为学生打下扎实的专业基础。
随着竞赛元素引入教学的深入展开，教师引导学生理论联系实践的能力也得到了提升，通过不断总结教学经验与进行教学反思，更好的让理论知识与实践知识在课程讲授中相互契合，提高了教学质量。同时大量的竞赛元素也为教师积累了丰富的科研素材，提供了更广阔的科研视角。
学生经过理论课与多次教师设置的课程小竞赛的锻炼，逐渐将理论与实践知识进行整合，夯实基础后，再参加化工设计大赛、化工实验大赛、创新创业训练项目等一系列综合竞赛进行巩固，可以有效的提高学生的综合素质能力。同时，利用已有科研资源，适当吸收部分优秀的同学加入教师的科研项目[7]，聚焦时下的科研热点，通过校企合作、参加学术讲座、项目交流、外出培训等多种方式，进一步建立起科研兴趣，便于今后学生的就业与考研深造。
3.2 組建双师型教师团队，健全相应机制
“赛教融合”的教学模式需更多具备全面深层的理论知识和有较高的创新和实践能力的双师型教师参与。赤峰学院化工专业教师团队目前以高学历青年教师为主，除此之外还有一些曾在一线化工企业工作多年或与相关企业联系密切的双师型教师。教师团队实践教学经验丰富，具备纠正常规错误与解决突发问题的能力，这就为“以赛促学，以赛促教、赛教融合”教学方式的开展打下了较好的基础。
新的教学模式需要配套新的相关机制，如教师对竞赛的设计、指导、评审等环节的参与程度及工作量的界定、教师指导学生参赛获奖给予的表扬与奖励、教师辅导学生竞赛获奖在职称评定中的分数占比等。合理完善的机制可以保障指导教师的参与热情，并随着竞赛引入教学不断提升自身科研实力，借此既可以进一步提高教学团队中双师型教师的比例，也更好地实施了“赛教融合”。
3.3 成立校内实践基地，夯实学生功底
成立校内化工实践基地是“赛教融合”高效顺利开展的有力保障，校内化工实践基地作为学生专业实习与参加竞赛的科研平台，在学生的能力培养过程中发挥着不可或缺的重要作用。依托校内化工实践基地，教师可在课外根据学生的能力来设置多个难度不同的课程小竞赛，课程小竞赛应涉及知识面较广，可以综合考量学生一段时间的学习成果。让学生根据自己的兴趣与能力选择竞赛题目，经过多次不同的课程小竞赛的锻炼，提升了学生的实践与创新能力[8]。这也为日后学生参加校级、自治区乃至国家级竞赛积累了丰富的理论与实践竞赛经验。另外，要积极尝试联系不同的校外化工实践实习基地，努力克服路程和生活环境的困难，确保为学生开展多种多样的实践教学。
3.4 建立专业竞赛题库，提升专业软实力
要想真正落实“以赛促学”来培养化工应用型人才，软件条件不能落后。应通过互联网、文献数据库等多种方式搜集国内外化工相关竞赛的比赛题目与工程案例。按难易程度、知识点等对其进行科学的分类，整理好后建成本校化工专业的竞赛题库，并作为重要的教学资源来存档。竞赛题库的内容应不定期更新，以便及时、准确、有效的应用到实际的教学中。竞赛题库的建立既可以为学生教学提供具有实际意义的示例，又可以作为教师课下布置课程小竞赛的题目参考。让学生在课上多看，课下多练，通过竞赛元素接触国内外时下主流的先进化工技术、设计与设备，开阔眼界的同时也锻炼了能力。D29D2B94-AE6C-4A5D-B46D-560E633E5A64
3.5 关联竞赛与就业，对口培养人才
“新工科”建设的目的是培养新型人才，更好服务于社会。因此，化工专业毕业生面临的就业问题不容忽视。可以建立竞赛与就业之间的关联。一方面，充分考虑学生个人意愿。学生有不同的专业情况、兴趣方向及就业需求，指导教师应在学生能力范围内合理推荐适合学生的竞赛类型，让学生根据个人情况自愿选择参加何种竞赛。同时，指导教师应对学生的参赛题目给出指导性建议，可根据往年化工专业毕业生的就业数据筛选出学生可能从事的对口就业方向，有针对性地去推荐可能对学生未来发展有所帮助的竞赛题目，如A学生日后想在化肥厂就业，可选取与化肥厂相关的题目去参赛，以此让学生保持较高的参与热情，熟练掌握相关知识。另一方面，充分考虑企业的需求。指导教师应定期通过浏览互联网、新闻、公众号、查阅专业文献库等多种方式去关注当下国内外化工企业的发展现状及用人需求，有条件的可以去周边化工企业进行实地考察调研，总结各类化工企业，尤其是地区周边化工企业的实际用人条件，有意识的在教学中培养学生所需的各种能力，并让学生参加竞赛时选择与周边用人单位使用的工艺技术、生产设备等相契合的题目，以此促进就业，对口培养符合当地需求，能真正学以致用的新型化工人才。
4 结语
在“新工科”教育背景下，通过对化学工程与工艺专业课程进行教学改革，将竞赛元素有机融入理论教学、实践创新和科研平台等方面，探索了教—赛—研三位一体的创新型人才培养新模式。“赛教融合”的教学模式适合化学工程与工艺课程的改革，有利于培养具有创新意识的应用型化工人才，可以为地方高校的教学改革提供有力的参考。
参考文献：
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