2012年,教育部等七部委提出“实践教学依然是高校人才培养中的薄弱环节”,作为青岛科技大学(原山东化工学院)立校之基的化工与制药类专业,依托《基于工程能力培养的化工实践教学新模式研究》等2项省级教改项目,秉持“化育天工,匠心筑梦”育人理念,通过虚实双驱动、教赛创融合、校地企协同的实践教学创新探索,培养了一批高素质化工与制药专业人才,实践育人成效显著。
图1 教学成果简介图
(1)自主研制“数字孪生+实物操作”的智能化实践教学资源
聚焦化工与制药类专业高危场景难操作、复杂工艺难复现的实践教学痛点,专业师生研制单元操作仿真、过程系统模拟软件以及模块设备、仿真工厂,重现复杂工况可视化场景,贯通从实验室操作到工厂级仿真的完整实践链条,实现高危环境下零风险实训。
(2)创建“项目贯穿、教赛融通、双创进阶”三位一体的实践教学模式
以化工行业真实项目为驱动,将省化工过程设计竞赛有机融入化工专业核心实践课程,促进学生全员参赛,激发学生的创新意识,提升解决复杂工程问题的能力,形成“教学赋能竞赛、竞赛反哺教学、产教孵化双创”的实践育人闭环生态。
(3)重构“校内筑基、基地提质、企业赋能”协同式实践教学体系
依托国家级实验及虚拟仿真教学平台,培养学生工程认知与实际操作能力;建设教科产融合基地半实物“仿真工厂”,提升解决复杂工程问题的能力;深入头部企业一线,结合前端生产实际,培养创新思维和工程实践能力。
学生创新实践能力全面提升,近5年化工与制药类学生获得国家级、省级创新创业项目立项86项,在中国大学生国际创新大赛、“挑战杯”等竞赛中获国家级、省级奖项300余项;专业、课程、教材等方面取得了良好的效果,获批国家级一流本科专业2个、国家级实验教学中心2个、国家级一流课程4门,省部级教学改革项目25项、教学成果奖6项,发表教学改革论文26篇;获评全国教育系统先进集体、黄大年团队等国家级、省部级荣誉30余项;该成果自主研制化工单元实验设备30余套、单元操作仿真软件25套、化工过程模拟软件2套、半实物“乙烯仿真工厂”1套,年均受益学生达15000余人次;成果被20多家权威媒体深度报道,示范引领作用明显。
主要解决的教学问题:
(1)实践教学保障平台不健全,实践教学资源配制不完善,实验教学、虚拟仿真、实习实训、创新创业等实践教学环节贯通不足,实践教学质效难以达到最大化。
(2)“数字化、智能化”背景下,“重知识传授,轻能力培养”的传统实践教学模式,对化工与制药类人才创新实践能力的培养不能满足产业升级的需求。
(3)传统实践教学体系不完善,缺乏多样性和适应性,能力目标框架不清晰,实践教学碎片化、内容割裂,学生工程实践能力得不到系统训练。
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