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以学生为本的化学化工类专业立体化开放工程实践平台的构建与实践
一、成果的形成背景
湖南大学1926年定名成立化学系，1946年成立化学工程系，1996年成立化学化工学院。是国家“985工程”、“211工程”和“双一流”重点建设大学，化学化工学院招收化学工程与工艺、化学和应用化学专业本科生。
新时代化学化工高等教育面临诸多挑战。第一，企业管理模式变化，导致工程实践教学资源匮乏；第二，互联网时代对信息化教学需求激增；第三，传统化工行业转型升级对创新创业人才需求激增。如何改革创新工程实践教学体系与平台、信息化教学手段以及创新创业训练模式，使培养的化学化工人才不仅具有坚实的工程背景，而且还具有创新创业的意识和能力，成为我们迫在眉睫的任务。
本成果就是在这一背景条件下形成的。依托国家级本科教学基地、重点实验室、工程中心和国际合作基地以及大型企业提供的实践教学基地，通过创建新的工程实践教学体系，研究如何整合企业、学校和学院资源，构建以学生为本的立体化开放工程实践平台，并加大课程信息化建设力度，通过不断实践，探索如何培养具有坚实的工程素养和创新创业能力的高水平化学化工人才的新模式和新途径。
二、成果的主要内容
本成果的总体框架为：以学生能力培养为核心，创建新的工程实践教学体系，充分整合学院、学校、企业资源，构建以学生为本的化学化工类专业立体化开放工程实践平台，使之成为本科化学化工人才实践能力培养的优质平台。依托该平台，通过计划内培养和课外拓展，提高本科化学化工人才的工程素养、学科视野和创新创业能力。成果逻辑关系如图1所示。
图1 研究成果的逻辑框图
本成果基本内容分为四部分：
1. 以学生能力培养为核心，创建多层次立体化开放工程实践教学体系
以学生能力培养为核心，不断完善人才培养方案和课程体系，院校企协同，实训平台、工程设计平台和创新创业平台深度融合，统筹安排实习、实验实训、各种设计、设计竞赛和创新创业训练，开放共享，创建多层次立体化开放工程实践教学体系，如图2所示。化工、应化、化学专业分别选择多层次实践教学模块。
图2以学生为本的多层次立体化开放工程实践教学体系
通过课程信息化、MOOC和微课资源建设[6.3]，线上与线下融合，满足互联网时代学生需求。
运用现代信息技术设计管理课前、课中与课后的教学环节，依托数字资源构建立体化教学空间。
将信息技术与虚拟课堂深度融合，建成了分析化学、有机化学、基础化学实验慕课，并在中国大学MOOC上线应用，其中分析化学MOOC已服务3.6万人次社会公众，同时研究了基于慕课的校内教学模式改革。
2. 以学生为本，构建院校企三位一体开放共享的立体化工程实践平台
分阶段、有计划地建成了国家卓越化工工程师培养基地、校内外实践教育基地和绿色创客联盟。充分整合院校企实践教育资源，建成了化学化工类立体化开放工程实践平台，如图3所示。依托化石能源低碳化高效利用湖南省重点实验室、二氧化碳捕获与封存国际合作中心的前沿中试技术平台，2014年建成了湖南大学校内实习基地（图4）；依托学校现代工程训练中心平台，2015年建成了煤制甲醇生产线和水处理装置实训基地（图5）；通过整合大型企业工程技术力量，2012年创建了国家大学生校外实践基地“湖南大学-巴陵石化公司工程实践教育中心”等6个企业实践基地（图6）[4.1-4.3]。
图3 化学化工类立体化开放工程实践平台的构成
图4二氧化碳捕获国际合作中心前沿中试技术平台-学院实习基地
图5现代工程训练中心平台-煤制甲醇生产线-学校实训基地
图6 “湖南大学-巴陵石化公司国家工程实践教育中心”-企业实践基地
解决了过去实习地点不稳定、实习时间内容难保障、学生不能动手等问题。为学生提供更多企业氛围的工程实践机会和更多创新创业训练机会，使之成为化学化工人才工程实践能力和创新创业能力培养的坚实平台。
3. 依托立体化开放平台和工程设计平台，培养学生工程素养
4个外地企业实践基地、2个市内企业实践基地与多个校内实践基地立体化深度融合，优势互补，为学生提供更方便的动手操作、分析问题解决生产实际问题的机会。科研反哺教学，国际合作前沿中试基地转化为特色校内实习基地，增强工程素养和动手能力。2009年开始，由工程经验丰富的老师和企业专家组成导师团，建成可容纳50人同时开展设计的化工创新设计中心[4.3]，引进ASPEN-PLUS、PROMAX、3DSMAX等现代工程设计软件，全天候向师生开放。向湖南省高校师生提供现代工程设计软件培训，解决工程设计资源和学生设计能力不足的问题。组团参加全国大学生设计类竞赛，强化学生解决复杂工程问题的能力[6.6]。
4. 创建渐进式化学化工创客培养模式和绿色创客联盟，提升学生创新创业能力
创建了渐进式化学化工创客培养模式。通过创客基本训练、进阶训练和项目实战训练，培养具有国际视野和创新创业能力的化学化工双创人才，如图7所示。新版培养方案新增心理素质与生涯发展、创业基础等课程。
图7 渐进式化学化工创客培养模式
创建了创新创业导师团指导下的绿色创客联盟[5.1-5.3]，包括化工创客俱乐部、3D智造新材料中心和绿色低碳创业训练营。导师团由教育部创新团队、经验丰富的企业专家和学院老师组成。依托三位一体平台，通过导师团精准指导，开拓学生学科视野，提升其创新创业能力。
首先，对低年级本科生进行创客基本训练。采用开设院士论坛、岳麓青年学者论坛和名师讲座的形式[5.1]，向学生传授做人做学问的基本准则、基本素养、创新思维，培养和激发学生创新创业的兴趣与激情。鼓励学生参加各类学术讲座，营造浓郁的创新创业氛围，开拓了学生的学科视野。学院依托国家级本科教学基地、国家与省重点实验室以及院企联合实验室[4.1-4.3]组建基本方法与技能训练中心，对学生的文献查阅和创新方法进行集中训练，使其尽快掌握研究方法和手段。
其次，对通过基本训练的本科生开展创客进阶训练。根据学生兴趣和特长，进行团队合作、职业道德与市场开拓能力训练。
最后，进行项目实战训练。结合我校化学化工、生物、环保、材料等学科前沿研究，学生自主申请交叉创新项目、青苗计划、SIT计划和创业项目，学生与导师双向选择。以创新创业实战项目为目标，培养学生的综合能力和团队协作能力。本科生实战项目包括创新训练项目、课外科技活动和社会实践活动、科研论文发表和学科竞赛获奖见附件[5.3,6.4-6.6] 。
三、成果的实践效果
1.立体化全方位开放工程实践平台的建立
成功构建了学院、学校、企业三位一体深度融合全方位的立体化工程实践平台，以及基于开放预约、校企协同的开放运行机制，形成了教学科研相长的局面，扩大了学生受益面并成功解决了平台可持续发展的问题。2014年和2017年“化学工程与工艺”专业通过了中国工程教育专业认证 [6.2]，平台建设成果获得2016年湖南省高等教育教学成果一等奖[2.1]。2013年开放以来，该立体化工程实践平台累计接受实训学生达12800人次，校企合作交流的职工270余人[6.1]。
2.长期实践探索，本科教学硕果累累
王玉枝教授2016年入选第二批国家“万人计划”领军人才（教学名师）[2.23]。化工工程与工艺专业2011年获国家卓越工程师培养计划项目，化学专业2008年获评国家特色专业[2.2,2.5]。“基础化学实验”、“分析化学”、“有机化学”2013年获评国家精品资源共享课，“分析化学”2017年获评第一批国家精品在线开放课程，“化学与能源”2016年获评国家精品视频公开课[2.14-2.18]。《化工设计》入选国家“十一五”、“十二五”规划教材[2.12-2.13]，《化工过程参数监测与自动化》为“卓越工程师教育培养计划”规划教材[6.3]，《分析化学》、《有机化学》、《无机化学》、《基础化学实验》、《有机分析》入选国家“十一五””规划教材[2.13]。项目实施期间，教师承担的教学研究课题、发表的教学研究论文见附件[3.2,3.3]。
3.本科生创新创业意识和工程实践能力大幅度提高
依托项目创建的开放工程实践平台和绿色创客联盟以及由国家、湖南省和学校提供的科研创新项目，并通过项目组对创新创业训练过程的精心设计与管理，本科生创新创业意识和工程实践能力大幅度提高，实贱应用能力明显增强。本科生承担的创新创业训练项目、本科生发表的科研论文、大学生课外科技活动获奖情况见附件[5.3,6.4-6.6]。
四、成果的创新特色
1. 化学化工工程实践教学体系的创新[3.1-3.4,6.2-6.3]
紧紧围绕以学生能力培养为导向，院校企协同，统筹安排实习、实验实训、设计和双创训练，通过创建化工创新设计中心将课程设计、综合设计、毕业设计和设计竞赛等环节融汇贯通、强化训练。创建与工程实践平台相适应的多层次立体化开放工程实践教学体系，实现了实践教学与工程人才培养相结合。
多措并举推进化学化工课程体系信息化建设，全部课程上网，建设分析化学、有机化学、基础化学实验等立体化精品教学资源、MOOC和微课，采用线上与线下融合的教学模式，满足新时代大学生的信息化与个性化教学需求。
2. 化学化工三位一体工程实践平台立体化开放的创新[4.1-4.3]
企业、学校、学院三位一体资源深度融合，创建了化学化工立体化开放工程实践平台，全面涵盖工程实践教学和双创训练。依托二氧化碳捕获与封存国际合作中心的前沿中试技术平台建成湖南大学校内实习基地，通过引入科研成果新技术和开放管理的新模式，便于实习装置对学生自由开放；依托大型央企创建国家大学生校外实践基地“湖南大学-巴陵石化公司工程实践教育中心”，通过校企协同形成了开放预约的平台运行机制，扩大了学生受益面，开拓了学生国际视野，增强了工程素养和工程能力。
3. 化学化工创新创业人才创客培养模式的创新[5.1-5.4]
根据学生兴趣和特长，因材施教，通过创客基本训练、进阶训练和项目实战训练循序渐进的创客训练，创建了化学化工渐进式双创人才培养的新模式。绿色创客联盟导师团由创新实力雄厚和工程经验丰富的国内外高校教师和企业专家组成，实行现场指导和线上指导结合。创建全天候开放创客共享空间，为学生提供更自由的创新创业训练机会和精准指导，提升学生的双创能力。
五、成果的推广应用
1. 建设成果
项目实施期间，承担国家级省部级教研课题24项[3.2]，其中国家精品课程、国家精品资源共享课及在线开放课程8项[6.3]，发表教研论文36篇[3.3]，出版教材 15部[3.4,6.3]。
近5年来，工程实践平台累计接受实训学生达12800人次[6.1]，本科生参加双创训练927名[5.3]，参与科研与双创项目195项[5.3]，参与发表创新研究论文269篇[6.4]、申请专利46件[6.5]。本科生参加各级大学生科技活动和学科竞赛620人次，获国家和省部级学科竞赛奖85项[6.6]。
2. 专业认证
化学工程与工艺专业2014年首次通过中国工程教育专业认证，2017年再次通过中国工程教育专业认证 [6.2]。
3. 本科教学质量工程
王玉枝2016年入选第二批国家“万人计划”领军人才（教学名师）[2.23]。化学工程与工艺专业2011年获国家卓越工程师培养计划立项[2.2]，化学专业2008年获评国家特色专业[2.5]。“基础化学实验”、“分析化学”、“有机化学”2013年获评国家精品资源共享课[2.16-2.18]，“分析化学”2017年获评第一批国家精品在线开放课程[2.14]，“化学与能源”2016年获评国家精品视频公开课[2.15]。《化工设计》入选国家“十一五”、“十二五”规划教材[2.12,2.13]，《分析化学》、《有机化学》、《无机化学》、《基础化学实验》、《有机分析》入选国家“十一五”规划教材[2.13]。
4.示范与辐射
服务外校：创客联盟坚持资源共享，开放式平台接待了中南大学、华南理工大学、武汉理工大学等25所高校本科生实习[4.3,6.1]。成果已在华南理工大学、湖南师范大学、长沙理工大学、中南林业科技大学、湖南农业大学等13所高校推广应用[5.2,7.1]。
承办会议：2017年承办了第十二届全国化工设计竞赛华南赛区竞赛联席会议。2008-2017年连续十年主办湖南省大学生化学实验研讨会。2017年承办了第三届湖南省化工设计竞赛 [7.2]。2016年承办了“华中地区高等学校分析化学课程教学研讨会”。2015年承办了全国高校化学化工课程教学系列报告会 [7.2]。
接待来访：有华南理工大学、中山大学、天津大学、美国肯塔基大学、加拿大里贾纳大学等22所高校教授及中国环球工程公司、陕西延长石油集团等行业专家来访，并考察了湖南大学二氧化碳捕获校内实习基地[4.3,7.3]。
会议交流：2015、2016年，梁志武等在泛珠三角（“9+2”）化工专业本科教学会议做大会报告[7.4]。王玉枝等做全国教学会议邀请报告17次 [7.4]。30人次赴美国、加拿大、比利时等国开展国际交流[4.3]。
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