[出处] 教育教学论坛_2021年第48期

聂登攀 周兰 戴毅 罗斌 吴怡逸

[关键词] 新工科;磷化工课程;教学改革

[基金项目] 2021年度贵州省科技支撑计划项目“磷石膏基ɑ型高强石膏防火门芯板制备关键技术研发及示范”（黔科合支撑﹝2021﹞一般484）;2020年度贵州省教育科学规划课题“贵州磷化工生产需求导向下高校化工实验实训教学模式及人才培养探索”（GZJG20200143）

[作者简介] 聂登攀（1978—），男，贵州毕节人，博士，贵州民族大学化学工程学院副教授，主要从事矿物资源综合利用研究。

[中图分类号] G642 ? [文献标识码] A ? ?[文章编号] 1674-9324（2021）48-0093-04 ? [收稿日期] 2021-07-14

在我国深化产业结构调整，实施创新驱动发展新型战略的背景下，如何融合高校与企业，通过产学研合作教育培养出行业、企业所需的应用型人才已成为地方高校转型道路、满足地方经济发展需求过程中需要着重思考的问题[1-3]。新工科建设的“复旦共识”指出地方高校要对区域经济持续发展和产业转型蜕变发挥支撑作用，洞察行业人才需求，推进校企合作，深化产教融合、培养大批具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任企业发展需要的技能型和应用型人才[4-6]。2017年4月，教育部在天津大学举行新工科建设研讨会，强调问产业需求建专业，加强产业发展对工程人才的培养。2017年6月，新工科研究与实践专家组在北京形成了《新工科研究与实践项目指南》，指出要突破社会参与人才培养的体制机制障碍，深入推进科教结合，产学融合，校企合作，建立多层次、多领域的校企联盟。深入推进产学研合作办学，合作育人、合作就业，实现合作共赢，产业转型升级、创新驱动发展不仅需要研究型人才，更需要大量技术技能型人才。作为一种重要的人才培养机制，产教融合为应用型人才的培养提供了良好的基础和条件，成为地方高校工科教育的必然选择。

贵州省磷资源丰富，磷化工产业集聚[7，8]。省内有贵州磷化（集团）有限责任公司（原开磷控股集团和瓮福集团合并成立）、金正大诺泰尔化工有限公司、芭田生态复合肥有限公司、川恒化工股份有限公司等大型企业。截至2020年底，全省共有规模以上磷化工企业87家，已形成了较为完备的磷化工产业体系，是贵州省重点打造的千亿级产业集群，对促进地方经济有着举足轻重的地位。

众多磷化企业的整合与成立，加强了地方企业对化工高层次工程技术人才的需求，目前，贵州化工企业的发展对专业人才的需求缺口极大，尤其是磷化工生产方向。为此，在贵州地方高校开设磷化工课程，针对地方优势产业培养专业性人才，具有必要性和重要实际意义。然而，据了解，目前，大部分高校对磷化工未有单独课程设置，参考书籍也不多，仅在“化工工艺学”“精细化工”等课程中有所涉及，教学内容不系统、不全面。为此，本文结合本校开设的磷化工课程情况，对地方高校磷化工专业课程教学改革进行了初步探讨。

一、课程体系设置

我国目前是世界上最大的磷矿石和磷酸盐加工生产、使用和出口大国，磷矿石产量在1亿吨以上，磷酸盐产量稳居世界第一位。磷化工是指以磷矿石为原料，通过化学方法将矿石中的磷元素加工成为产品的化工行业，磷化工包括磷肥和磷酸盐两个子行业。磷化工产业链长，加工过程主要涉及矿物选别与加工、磷酸萃取净化、磷复合肥、精细磷化工产品等，生产中加工工艺方法多。如何通过一门课程让学生對整个产业有所了解，培养学生专业兴趣，提高专业认同和专业自信，这对课程设置提出较高要求。

磷化工生产方法主要包括热法和湿法，主要产品产业链如图1所示。磷及磷化工产品80%左右为湿法生产，湿法中又以硫酸法工艺占比最高，湿法磷酸80%以上用于磷肥生产，其余用于各种磷酸盐产品生产;热法在磷化工产业中占比不足20%，但由于其生产工艺的特殊性获得的磷产品纯度高，在某些领域具有不可替代性，并且随着近年生产工艺的不断进步，资源综合利用程度大幅提高，热法黄磷在我国磷化工产业中仍占据重要地位。

根据以上对磷化工产品产业链的分析，本课程设置以湿法硫酸法为重点，对该工艺体系磷酸萃取、磷石膏综合利用、磷复合肥生产等进行重点讲授，并对热法黄磷工艺及主要产品进行简要介绍。由于磷精细化产品种类繁多，在本课程中未有涉及，可考虑另行开设专门课程进行学习。本校磷化工主要课程体系设置如下。

1.磷化工概论。主要对磷化工发展历程，磷化工产业路线图，行业发展面临的主要问题等进行介绍和讨论。

2.磷矿石。重点对磷矿石成因、矿物特征、成分特点、生产品级要求等进行介绍，并对磷矿石主要加工工艺及设备等进行分析。

3.磷矿萃取。系统地对磷矿硫酸法萃取工艺进行讲解，涉及反应原理、主要工艺影响因素、硫酸钙结晶以及主要设备等。

4.磷石膏。磷石膏是磷化工过程最重要的副产物，综合处置压力大，尤其随着近年环保要求提高及贵州省“以渣定产”政策的实施，磷石膏综合利用研究成果较多，本部分主要对磷石膏性质和主要处置方法进行介绍，并对近年最新研究进展进行探讨。

5.磷复合肥。对经典的磷酸铵、氮磷复合肥等生产工艺进行介绍。

6.热法磷酸。对电炉法黄磷工艺流程进行介绍，主要涉及反应原理、工艺流程、主副产品、主要设备及研究动态等。

二、实习实训改革

工程技术人才的培养与教育紧密关联、互为支撑，化工实验实训作为化工专业本科生培养的核心基础课程，也是重要的工程实践能力培养环节，在化工与制药类专业的学生培养过程中，其重要性不容忽视[9，10 ]。为强化化工专业学生的工程实践和分析解决工程问题的能力，中国化工教育协会、教育部高等学校化工教育指导委员会主办每年一度的化工实验大赛，全国各省高等学校、化学化工教育学会也在积极举办地方化工实验大赛。但是目前，由于各种客观条件的限制，本科生的实验教学多停留在经典的化工过程实验模拟操作上。普遍存在着专业教育理论与实践脱节、化工单元操作与企业实际生产工艺脱节的现象，部分学生的知识体系泛而不精，缺乏学以致用和独立分析、解决实际工程问题能力，化工专业的人才培养缺乏地方特色[ 11-13 ]。

为强化学生的工程实践和分析解决工程问题的能力，本课程根据磷化工工艺主要流程，配套建立了磷矿浮选实验装置，矿浆真空转板过滤装置，磷矿酸解实验装置，磷酸萃取实验装置，开设了磷矿成分测定、磷矿浮选、矿浆分离、磷矿酸解、磷酸萃取等专业实验，满足生产实际及技能性人才培养要求。在2019年度的贵州省化工实验大赛中，我校化工专业学生表现优异，荣获两个一等奖、两个单项奖和一个三等奖，在全省高校中脱颖而出，并在全国化工实验大赛西南赛区决赛中荣获二等奖。

加强校企合作，结合工程实际制订培养方案。学院与贵州磷化集团、金正大等磷化工企业签订战略合作协议共建产学研实习基地，组织相关老师对企业进行生产、管理调研，带领学生到相关企业进行了认知、生产、毕业实习。根据企业反馈与教学有效结合，修订化工专业人才培养方案，深入剖析企业生产过程中的重点和难点，把握理论教学与实践教学之间的联系，形成本科生研究课题，进一步深入学习和探索，以便更好地支撑贵州化工企业的需求、服务地方经济建设。

完善本科生导师制，积极开展创新创业培训，让部分学生参与教师承担的磷化工研究开发课题。如我校2021届本科生毕业论文（设计）中选题有磷矿浮选工艺设计，磷矿酸解工艺设计，高强石膏制备，磷石膏改性等。通过让学生参与一些课题研究，可成分调动学生积极性，锻炼学生文献调研和分析解决问题能力提高，培养学生科研兴趣。

通过以上实践实训开展，能够很好地把握理论教学与实践教学之间的联系，培养学生对磷化工相关专业知识的兴趣，增强学生专业自信、提高专业认同感，使化工专业的人才培养更贴合企业需求，更好地服务于地方化工企业和经济建设。

三、课程教学改革举措和方法

一是围绕立德树人根本任务树立课程育人理念，结合我国磷化工产业发展情况，挖掘课程思政元素和资源，做好教学改革与创新，以社会主义核心价值观引领学生身心发展，加强学生理想信念、道德情操、工程伦理等培育，实现教书育人相统一。如从我国磷化工产业发展壮大、走向世界的历程，可激发学生民族自豪感，增强专业自信。

二是坚持理论结合实际，根据磷化工产业发展前沿动态，加强理论教学内容与工业生产实际的同步衔接，提高本专业毕业生支撑产业现实需求、服务磷化工新兴产业领域的能力。如当下磷化工企业的相关岗位对于人才的核心技术能力十分看重，其一线岗位多为产品分析测试员、工艺操作技术员等，而这种岗位特点也决定着学生操作技能培养的重要性，因而在开展专业教学实施时，应当增加实践操作课程的比重，重视理论课和实践课之间的有效结合，进而培养出素质较高的技能型人才。

三是积极尝试新的教学方式。搭建网络平台，将智能化学习与化工类专业的实验教学环节相融合，加强虚拟技术、3D技术、物联网等在化工实验实训中的应用;通过仿真实验软件来模拟实验操作，熟悉实验装置中各部件操作及作用，同时了解实验操作步骤和注意事项;通过半实物仿真模拟有效加强单元操作与生产工艺之间的联系。利用虚拟技术，模拟生产场景，学习化工单元操作在实际生产中的应用，将单元操作练习贯通于整个的生产工艺中，掌握生产工艺和连续操作的要点。对课程中涉及的工艺流程、单元操作、能量和物料衡算等知识点的讲解，可利用现场视频、动画演示、学习平台软件等结合，提供高质量的课程资源，激发学生学习兴趣，提高学习效果。

此外，积极进行考核模式改革，注重能力培养和过程评价。为保证学生操作、生产技能的培养，在学生学业评价构成中加入技能考核环节，优化成绩构成，强化成绩合理性，改革教育教学评价体系。以学生综合能力培养为基础，重点培养解决实际工程问题的能力。通过平时小组讨论，翻转课堂，实验考核，课程论文等方式，提高学生参与度，让学习更加灵活、主动，建立正向激励机制，促进学生全面发展。

四、结语

贵州磷资源丰富，磷化工产业集聚，地方高校开设磷化工课程具有重要意义。在当前新工科背景下，磷化工相关领域对人才的技能和知识水平要求变得更高，以培养应用型人才为主要目标的地方院校应主动适应新工科发展的需要，结合磷化工企业实际和发展前沿，科学合理地制订课程体系，加强校企合作，建立专业实验室及联合实训基地，不断对磷化工专业人才培养方案进行优化，培养学生实践和工程创新能力，为地方经济社会发展提供优秀的复合型人才。