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摘要:
為了提升過程裝備與控制工程專業學生的實踐創新能力，達到“卓越工程師教育培養計劃”的目標，對該專業的核心課程之一———過程流體機械課程進行改革探索與實踐，基于工程教育認證理念，通過采取相應課程改革措施，進一步培養學生工程基礎理論知識運用能力、分析解決工程復雜問題能力。闡述課程改革對工程素質教育的促進作用，希望能夠提高學生對專業知識的理解，進一步加強學生理論與實踐相結合的能力。
關鍵詞:
卓越計劃;過程流體機械;工程教育;課程改革
“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是國家教育部為貫徹落實教育改革和人才發展規劃綱要而實施的一項重大改革項目［1］，我校于2011年成為教育部第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校，我校“過程裝備與控制工程”(簡稱過控)專業被列為試點專業。經過近60年的發展與建設，目前該專業是國家級特色專業建設點，教育部“卓越工程師培養計劃”實施專業，吉林省“十二五”優勢特色專業，吉林省品牌專業，學院及省重點建設學科。本文在卓越工程師培養計劃的背景下，基于工程教育理念對“過程流體機械”課程能力培養的要求，結合目前我校過程裝備與控制工程專業實際情況，闡述對“過程流體機械”課程的改革與相關措施。培養適應國家和區域經濟建設發展的、具有創新精神及能夠運用工程基礎知識分析并解決復雜問題的現代工程師。
一、課程改革的主要依據
“卓越計劃”是國家層面的高等教育改革，企業深度參與對專業人才的培養，實施“3+1”校企合作的培養模式，聯合培養過程裝備與控制工程專業現場卓越工程師。培養過程包括校內學習和企業學習兩部分，即:學生入學后，累計3年左右的時間在校內完成理論和部分實踐環節的學習，累計1年左右的時間在企業完成實習、實訓、課程設計和畢業設計等教學內容，進一步強化培養了學生的工程實踐能力。“卓越計劃”前期基礎是工程教育專業認證，工程教育專業認證強調的三個核心理念［2］:產出導向(Outcomebasededucation，簡稱OBE)、學生為中心、持續改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念。我國雖然已經成為《華盛頓協議》正式簽約組織，但仍處于剛起步階段，需進一步深化工程教育理念，推進我國的工程教育改革和認證體制?；诠こ探逃J證的要求，過程流體機械課程需培養學生掌握相關工程知識，能夠將數學、自然科學、工程基礎和過程裝備與控制工程專業知識用于解決復雜工程問題。培養學生具有問題研究能力，能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。
二、加強學生工程基礎知識應用能力
過程流體機械是過程裝備與控制工程專業的主要課程之一，在教學環節中，課程設計是應用理論知識的一個重要環節，也是考驗學生對所學理論知識的掌握情況，在以前的課程設計中，通常是方案確定后，其設備運行的參數也隨之給定，每個學生需要做的就是利用相關標準或者規范進行數據計算和繪制相應的圖紙，從本質上講，這樣的設計僅僅能算上一次作業，效果并不明顯，雖然學生完成了相關的設計內容，但卻調動不了學生的學習興趣，對與本課程相關的工程基礎知識理解的不到位，不能很好的適應目前的工程教育理念?；诠こ探逃砟畹倪^程流體機械課程改革后，為了更好的運用所學理論基礎知識，可以通過增加設計題目的多樣性，只提出最終符合工程的要求而不指定具體設計方法，調動學生設計的積極性而不限制學生的思維，為了讓學生在規定的時間內獨立完成設計任務，學生以小組為單位，2～3人一組，每個小組自由選擇設計題目，小組成員分工協作，共同完成設計任務。從選題、論證、設計到最后提交設計成果，各小組成員都發揮自己的長處，不僅培養了創新意識和創新能力［3］，也加強了團隊合作意識;同時，設計題目應簡單明了貼合實際，不能太復雜，學生可以充分運用相關工程基礎知識去論證所假設出來的各種設計方案，當多個設計方案提出后，需要比較各個方案的優缺點，實現的難易程度以及在設計中會遇到哪些困難等，比如在設計某種使用條件下的壓縮機時，首先需要工作環境有所了解，之后對滿足條件的各種類型的壓縮機進行工作原理、應用范圍、性能特點和運行調節方法等進行比較，最終確定一個比較合理的設計方案。這樣，通過對各種方案的綜合比較，進一步梳理了設計目的，加深了對所學的理論知識的理解，也明確了對理論知識的實際運用，從而使學生不會感覺到所學理論知識在工程實際中毫無用處。
三、培養學生分析數據、研究復雜工程問題能力
按照工程教育對過程流體機械課程的培養要求，通過該課程的學習，應培養學生具有問題研究能力，能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。以前的培養方式僅是通過實驗或者課程設計等來實現這一要求，學生雖然完成相關要求，但知其然不知所以然，學生不能深入了解所做的實驗或課程設計在工程應用中的具體作用與價值，若出現類似問題仍摸不著頭腦無法解決，顯然這種培養方式是不合時宜的。改革后的過程流體機械，可以通過實驗、實習或實訓等環節讓學生真正的接觸設備，進一步加深對設備的了解，特別是對于一些比較復雜的結構和實物在發生事故時，應多加分析研究，以避免日后遇見同樣的問題。對于實驗，改革后我們將開放實驗室，特別是對一些演示性實驗，其沒有時間地點限制［4］，對有疑問的問題，可以隨時返“工”重做，使學生更方便、及時的理解與掌握一些流體機械的典型結構與原理。比如壓縮機性能測試實驗，如果對本次實驗對所測得的數據沒弄清楚或者處理數據時發現有疑問之處，可以隨時和老師聯系再次重新做一遍實驗，直至弄明白為止，學生通過再次的實驗，對壓縮機的工作原理及性能有了新的認識。通過對實驗數據的處理分析，也進一步加強學生利用科學方法和工具分析和解釋數據能力。實訓基地建設是抓好工程教育的重要保證。目前我校過控專業充分重視實踐教學對工程教育的促進作用，同時由于我校毗鄰中國石油天然氣股份有限公司吉林石化公司這一得天獨厚的地理優勢，已經與包括吉林石化公司在內的多家企業建立了過程裝備與控制工程教學實訓基地與研究基地。在校外實訓環節中，學生累計一年左右的時間在企業完成實習、實訓、課程設計和畢業設計等教學內容，同時，不定期的聘請工程公司的相關技術人員對學生在實訓等實踐環節中遇到的問題進行解答，培訓相關的設計過程和方法，對綜合工程實踐能力的培養得到進一步的鞏固，不僅為學生充分展示了與流體機械相關的設備類型、結構形式、工作原理等，也為學生進一步解決復雜問題提供了技術指導，使學生分析問題、解決工程復雜問題的能力有所提升，這一點也符合了工程教育中對學生能力培養的相關要求。
四、改進課程考核方式
評估教學質量成果導出是工程教育認證的核心理念OBE教育模式中十分重要的一項，如何合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續改進有非常重要的作用，改革后的“過程流體機械”課程［5］的成績分為三部分:平時成績、期末考試卷面成績、實訓成績。各部分成績所占比例及依據如下:(1)平時成績占總成績的20%，主要依據在進行課堂理論教學時學生的出勤以及態度來評定，這也是對工程教育認證中要求中培養具有良好的職業規范，社會責任感等的具體體現。(2)期末考試卷面成績占總成績的60%，主要評估工程基礎理論知識應用能力與分析數據能力，在出試題時，遵循以基本概念、基本原理和工程應用為主這一原則，充分考察學生對工程基礎知識的掌握能力，運用所學的基礎知識去分析問題，進一步檢驗學生對知識的掌握情況。(3)實訓成績占總成績的20%，在實訓階段，由企業的相關工程技術人員為學生做專題培訓，對過程流體機械相關的設備類型、工作原理、選型依據等做詳細指導，并給學生布置與培訓內容相關的大作業，學生以小組為單位，根據已知條件設計出符合要求的設備類型并附有相關的文字說明，最后還需要以小組為單位準備PPT等進行匯報。成績的評定主要是依據實訓階段的表現情況、大作業的完成情況以及匯報時的表現等綜合評定。通過此項考核主要是評估學生的正確協調個人和團隊之間的關系以及具有良好的溝通能力，經過實踐證明此項也達到了初步的培養效果。但需注意的是，上述針對工程教育理念所提出的考核方式對教師的教學精力要求較高。教師需要投入較多的心血研究工程教育的目標分解和選擇有效的教學方法，同時也要求教師自身應有較扎實的專業基礎知識、開闊的視野、較強的動手能力和管理能力等。只有這樣才能適應當前工程教育改革和發展的需要，從而激發學生學習動力，增加學生學習興趣，培養他們的創新能力。
五、課程改革對工程教育的促進
通過上述教學方法的改革和實施，學生所獲得的能力基本可以達到工程教育的目的。具體表現在:(1)通過對所學內容的理解、討論和對學習心得的總結和思考，學生獲得了良好的溝通交流能力和一定的職業責任感;(2)任課教師在“教”這一環節，通過引導讓學生自己對所學內容進行提煉和組織，進一步加深學生對所學內容的理解程度，使學生具備了一定的學習能力與方法，培養其終身學習的意識;(3)通過一定的實踐教學，使學生熟悉相關的過程流體機械的結構特點與原理，熟悉相應的工藝流程的控制參數與儀表的形式，培養了學生的動手能力以及分析和解釋數據能力;(4)通過相應的校內外實習或實訓，使學生對工程概念有了重新的認識和理解，也使學生對工程設計的態度和信心發生了轉變，為培養具有良好的工程背景的技術創新型人才奠定基礎，增加了學生對工程教育理念的認識與理解。但需注意的是對工程實踐能力的培養是一個漸進的過程，不能一蹴而就，每一教學環節都是逐步發展及前后呼應的［6］。具體的實現過程如圖1所示.
六、結語
卓越計劃背景下的教學改革與實踐是一項涉及面廣而又復雜的系統工程，而根據工程教育理念改革后的過程流體機械，對提高學生工程基礎知識的掌握能力、分析解決問題的能力以及團隊合作精神和工程實踐能力等提供了一個良好的平臺。但是卓越工程師教育仍屬于新興事物，雖然做了一些探索與嘗試，但遠遠不夠，仍需要不斷努力與實踐，所以對過程流體機械課程進行教學改革，優化和完善課程內容，改進教學方法和手段是勢在必行的。但需要注意的是，在卓越工程師的背景下，基于工程教育的課程改革是一項持久工程，需要進一步的摸索和研究，持續改進，繼而不斷提高學生發現問題、解決問題的能力，使培養出來的人才更能符合國家和區域發展的需要。
參考文獻:
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［4］杜書廷，尚世宇．工科專業畢業實踐教學實施模式改革［J］．中國電力教育，2011(23):119-121．
［5］潘樹林，盧朝霞．“過程流體機械”課程的教改與實踐［J］．廣西大學學報:自然科學版，2003，28(S1):81-83．
［6］華潔，孫見君，李佳．“過程流體機械”課程的教學模式創新———信息化時代工程實踐能力的培養［J］．現代教育技術，2014，24(10):43-47．
作者:林國慶 時黛 王海波 高艷 單位:吉林化工學院
