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摘要:
为了提升过程装备与控制工程专业学生的实践创新能力，达到“卓越工程师教育培养计划”的目标，对该专业的核心课程之一———过程流体机械课程进行改革探索与实践，基于工程教育认证理念，通过采取相应课程改革措施，进一步培养学生工程基础理论知识运用能力、分析解决工程复杂问题能力。阐述课程改革对工程素质教育的促进作用，希望能够提高学生对专业知识的理解，进一步加强学生理论与实践相结合的能力。
关键词:
卓越计划;过程流体机械;工程教育;课程改革
“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是国家教育部为贯彻落实教育改革和人才发展规划纲要而实施的一项重大改革项目［1］，我校于2011年成为教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”高校，我校“过程装备与控制工程”(简称过控)专业被列为试点专业。经过近60年的发展与建设，目前该专业是国家级特色专业建设点，教育部“卓越工程师培养计划”实施专业，吉林省“十二五”优势特色专业，吉林省品牌专业，学院及省重点建设学科。本文在卓越工程师培养计划的背景下，基于工程教育理念对“过程流体机械”课程能力培养的要求，结合目前我校过程装备与控制工程专业实际情况，阐述对“过程流体机械”课程的改革与相关措施。培养适应国家和区域经济建设发展的、具有创新精神及能够运用工程基础知识分析并解决复杂问题的现代工程师。
一、课程改革的主要依据
“卓越计划”是国家层面的高等教育改革，企业深度参与对专业人才的培养，实施“3+1”校企合作的培养模式，联合培养过程装备与控制工程专业现场卓越工程师。培养过程包括校内学习和企业学习两部分，即:学生入学后，累计3年左右的时间在校内完成理论和部分实践环节的学习，累计1年左右的时间在企业完成实习、实训、课程设计和毕业设计等教学内容，进一步强化培养了学生的工程实践能力。“卓越计划”前期基础是工程教育专业认证，工程教育专业认证强调的三个核心理念［2］:产出导向(Outcomebasededucation，简称OBE)、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念。我国虽然已经成为《华盛顿协议》正式签约组织，但仍处于刚起步阶段，需进一步深化工程教育理念，推进我国的工程教育改革和认证体制。基于工程教育认证的要求，过程流体机械课程需培养学生掌握相关工程知识，能够将数学、自然科学、工程基础和过程装备与控制工程专业知识用于解决复杂工程问题。培养学生具有问题研究能力，能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
二、加强学生工程基础知识应用能力
过程流体机械是过程装备与控制工程专业的主要课程之一，在教学环节中，课程设计是应用理论知识的一个重要环节，也是考验学生对所学理论知识的掌握情况，在以前的课程设计中，通常是方案确定后，其设备运行的参数也随之给定，每个学生需要做的就是利用相关标准或者规范进行数据计算和绘制相应的图纸，从本质上讲，这样的设计仅仅能算上一次作业，效果并不明显，虽然学生完成了相关的设计内容，但却调动不了学生的学习兴趣，对与本课程相关的工程基础知识理解的不到位，不能很好的适应目前的工程教育理念。基于工程教育理念的过程流体机械课程改革后，为了更好的运用所学理论基础知识，可以通过增加设计题目的多样性，只提出最终符合工程的要求而不指定具体设计方法，调动学生设计的积极性而不限制学生的思维，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，学生以小组为单位，2～3人一组，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，各小组成员都发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力［3］，也加强了团队合作意识;同时，设计题目应简单明了贴合实际，不能太复杂，学生可以充分运用相关工程基础知识去论证所假设出来的各种设计方案，当多个设计方案提出后，需要比较各个方案的优缺点，实现的难易程度以及在设计中会遇到哪些困难等，比如在设计某种使用条件下的压缩机时，首先需要工作环境有所了解，之后对满足条件的各种类型的压缩机进行工作原理、应用范围、性能特点和运行调节方法等进行比较，最终确定一个比较合理的设计方案。这样，通过对各种方案的综合比较，进一步梳理了设计目的，加深了对所学的理论知识的理解，也明确了对理论知识的实际运用，从而使学生不会感觉到所学理论知识在工程实际中毫无用处。
三、培养学生分析数据、研究复杂工程问题能力
按照工程教育对过程流体机械课程的培养要求，通过该课程的学习，应培养学生具有问题研究能力，能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。以前的培养方式仅是通过实验或者课程设计等来实现这一要求，学生虽然完成相关要求，但知其然不知所以然，学生不能深入了解所做的实验或课程设计在工程应用中的具体作用与价值，若出现类似问题仍摸不着头脑无法解决，显然这种培养方式是不合时宜的。改革后的过程流体机械，可以通过实验、实习或实训等环节让学生真正的接触设备，进一步加深对设备的了解，特别是对于一些比较复杂的结构和实物在发生事故时，应多加分析研究，以避免日后遇见同样的问题。对于实验，改革后我们将开放实验室，特别是对一些演示性实验，其没有时间地点限制［4］，对有疑问的问题，可以随时返“工”重做，使学生更方便、及时的理解与掌握一些流体机械的典型结构与原理。比如压缩机性能测试实验，如果对本次实验对所测得的数据没弄清楚或者处理数据时发现有疑问之处，可以随时和老师联系再次重新做一遍实验，直至弄明白为止，学生通过再次的实验，对压缩机的工作原理及性能有了新的认识。通过对实验数据的处理分析，也进一步加强学生利用科学方法和工具分析和解释数据能力。实训基地建设是抓好工程教育的重要保证。目前我校过控专业充分重视实践教学对工程教育的促进作用，同时由于我校毗邻中国石油天然气股份有限公司吉林石化公司这一得天独厚的地理优势，已经与包括吉林石化公司在内的多家企业建立了过程装备与控制工程教学实训基地与研究基地。在校外实训环节中，学生累计一年左右的时间在企业完成实习、实训、课程设计和毕业设计等教学内容，同时，不定期的聘请工程公司的相关技术人员对学生在实训等实践环节中遇到的问题进行解答，培训相关的设计过程和方法，对综合工程实践能力的培养得到进一步的巩固，不仅为学生充分展示了与流体机械相关的设备类型、结构形式、工作原理等，也为学生进一步解决复杂问题提供了技术指导，使学生分析问题、解决工程复杂问题的能力有所提升，这一点也符合了工程教育中对学生能力培养的相关要求。
四、改进课程考核方式
评估教学质量成果导出是工程教育认证的核心理念OBE教育模式中十分重要的一项，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，改革后的“过程流体机械”课程［5］的成绩分为三部分:平时成绩、期末考试卷面成绩、实训成绩。各部分成绩所占比例及依据如下:(1)平时成绩占总成绩的20%，主要依据在进行课堂理论教学时学生的出勤以及态度来评定，这也是对工程教育认证中要求中培养具有良好的职业规范，社会责任感等的具体体现。(2)期末考试卷面成绩占总成绩的60%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析数据能力，在出试题时，遵循以基本概念、基本原理和工程应用为主这一原则，充分考察学生对工程基础知识的掌握能力，运用所学的基础知识去分析问题，进一步检验学生对知识的掌握情况。(3)实训成绩占总成绩的20%，在实训阶段，由企业的相关工程技术人员为学生做专题培训，对过程流体机械相关的设备类型、工作原理、选型依据等做详细指导，并给学生布置与培训内容相关的大作业，学生以小组为单位，根据已知条件设计出符合要求的设备类型并附有相关的文字说明，最后还需要以小组为单位准备PPT等进行汇报。成绩的评定主要是依据实训阶段的表现情况、大作业的完成情况以及汇报时的表现等综合评定。通过此项考核主要是评估学生的正确协调个人和团队之间的关系以及具有良好的沟通能力，经过实践证明此项也达到了初步的培养效果。但需注意的是，上述针对工程教育理念所提出的考核方式对教师的教学精力要求较高。教师需要投入较多的心血研究工程教育的目标分解和选择有效的教学方法，同时也要求教师自身应有较扎实的专业基础知识、开阔的视野、较强的动手能力和管理能力等。只有这样才能适应当前工程教育改革和发展的需要，从而激发学生学习动力，增加学生学习兴趣，培养他们的创新能力。
五、课程改革对工程教育的促进
通过上述教学方法的改革和实施，学生所获得的能力基本可以达到工程教育的目的。具体表现在:(1)通过对所学内容的理解、讨论和对学习心得的总结和思考，学生获得了良好的沟通交流能力和一定的职业责任感;(2)任课教师在“教”这一环节，通过引导让学生自己对所学内容进行提炼和组织，进一步加深学生对所学内容的理解程度，使学生具备了一定的学习能力与方法，培养其终身学习的意识;(3)通过一定的实践教学，使学生熟悉相关的过程流体机械的结构特点与原理，熟悉相应的工艺流程的控制参数与仪表的形式，培养了学生的动手能力以及分析和解释数据能力;(4)通过相应的校内外实习或实训，使学生对工程概念有了重新的认识和理解，也使学生对工程设计的态度和信心发生了转变，为培养具有良好的工程背景的技术创新型人才奠定基础，增加了学生对工程教育理念的认识与理解。但需注意的是对工程实践能力的培养是一个渐进的过程，不能一蹴而就，每一教学环节都是逐步发展及前后呼应的［6］。具体的实现过程如图1所示.
六、结语
卓越计划背景下的教学改革与实践是一项涉及面广而又复杂的系统工程，而根据工程教育理念改革后的过程流体机械，对提高学生工程基础知识的掌握能力、分析解决问题的能力以及团队合作精神和工程实践能力等提供了一个良好的平台。但是卓越工程师教育仍属于新兴事物，虽然做了一些探索与尝试，但远远不够，仍需要不断努力与实践，所以对过程流体机械课程进行教学改革，优化和完善课程内容，改进教学方法和手段是势在必行的。但需要注意的是，在卓越工程师的背景下，基于工程教育的课程改革是一项持久工程，需要进一步的摸索和研究，持续改进，继而不断提高学生发现问题、解决问题的能力，使培养出来的人才更能符合国家和区域发展的需要。
参考文献:
［1］徐书根，赵延灵，王振波，等．卓越计划背景下过程装备与控制工程专业压力容器实验课程改革［J］．实验技术与管理，2015，32(8):179-182．
［2］顾佩华，胡文龙，林鹏，等．基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式———汕头大学的实践与探索［J］．高等工程教育研究，2014(1):27-37．
［3］朱玉．CDIO工程理念在“机械原理课程设计”教学中的应用［J］．中国电力教育，2010(1):139-140．
［4］杜书廷，尚世宇．工科专业毕业实践教学实施模式改革［J］．中国电力教育，2011(23):119-121．
［5］潘树林，卢朝霞．“过程流体机械”课程的教改与实践［J］．广西大学学报:自然科学版，2003，28(S1):81-83．
［6］华洁，孙见君，李佳．“过程流体机械”课程的教学模式创新———信息化时代工程实践能力的培养［J］．现代教育技术，2014，24(10):43-47．
作者:林国庆 时黛 王海波 高艳 单位:吉林化工学院
