浅谈新时代学科竞赛与课程相结合下良性发展之思考——以第十五届全国大学生化工设计竞赛为例
何芳1*，冯科元1，刘翔1，余杰2，杨发庆1
（1.新疆工程学院化学与环境工程学院，新疆
乌鲁木齐 830091
2. 中石化石油工程设计有限公司，新疆，库尔勒，841000）
摘要：本文以第十五届“天正设计杯”全国大学生化工设计竞赛为例，列举了化工设计竞赛与化工类专业课程和非专业课程等之间的联系。分析了参加化工类竞赛对学生更加积极主动深入课程学习的促进作用，剖析了当代部分高校在学科竞赛方面出现的一些问题，最后针对学科竞赛与专业课程结合下良性开展提出了一些建议。对本科院校构建化工人才培养课程体系，提高新时代大学生理论学习，实践动手能力，综合职业素养及学科竞赛在高校有效开展具有一定的积极作用。
关键词：学科竞赛;课程教学;发展
Talking about the
Thinking of Sound Development under the Combination of Subject Competition and
Curriculum in the New Era-Taking the 15th National Undergraduate Chemical
Engineering Design Competition as an example
HE Fang1*,FENG
Ke-yuan1, LIU Xiang1, YU Jie2, YANG Fa-qing1
(1.College of Chemical and Environmental
Engineering Xinjiang Institute of Engineering, Urumqi 830091, China
2.Sinopec
petroleum engineering corporation，Xinjiang Korla 841000，China)
Abstract:
This
article takes the 15th "Tianzheng Design Cup" National College
Student Chemical Design Competition as an example to illustrate the
relationship between the chemical design competition and chemical professional courses
and non-professional courses.
It analyzed the promotion effect of participating in
the chemical engineering competition on the students' more active and in-depth
learning courses.It analyzed some problems that some contemporary colleges and
universities have in subject competitions. Finally, some suggestions are put
forward for the sound development of subject competitions and professional
courses. Constructing a curriculum system for cultivating chemical talents for
undergraduate colleges and universities, improving the theoretical learning and
practical ability of college students in the new era, comprehensive
professional quality and the effective development of subject competitions have
a certain positive effect in colleges and universities.
Key
words: Subject competition; Curriculum teaching; Development
中图分类号：G42 文献标志码：A
新疆工程学院是一所由新疆维吾尔自治区人民政府举办、教育厅主管的普通本科院校，学校党委积极响应国家之政策向“应用型”转变。旨在服务新疆地方经济社会发展，培养新型应用技术人才。
注重培养学生的操作能力、实践能力、思维能力、发现和解决问题的能力。 我校化学工程与技术专业具有特色鲜明、应用范围广、覆盖面广的特点。化工学院在人才培养方式上积极探索，从2018级本科生开始试点试行“3+1”培养模式，即三年在学校集中学习理论知识，一年在企业积累实践经验。现阶段从企业，家长，包括学生反馈效果良好！
在培养过程中，许多学生存在着从课本理论学习到工程实际问题学习的过渡，而课本理论知识与实际工程问题之间有很大的差异，加之学生将自己的思维从学生定势思维向职业人角色转变是一个不太容易的过程。而在这样一个转变的时间节点，积极组织学生参与各类大学生学科竞赛是一条很好的促进途径。
对于我校化学工程与工艺专业而言，我们主要参加的比较有分量的学科竞赛有全国大学生化工设计竞赛和大学生化工（创新）实验大赛。新时代新工科背景下，学生学科竞赛在人才培养中的地位和作用逐渐凸显了出来，各高等院校也纷纷密切关注，开始积极参与，同时也涌现出一些问题。本文以十五届“天正设计杯”全国大学生化工设计竞赛为例，列举了说明化工设计竞赛与化工类专业课程及非专业课程的一些关联，分析了参加化工竞赛对学生更加积极主动深入学习上述课程的促进作用，针对高校学科竞赛和其与专业课程结合下良性发展提出了一些建议。最后对高校学科竞赛略作了一些评价。
1.学科竞赛与课程的结合与联系
化工设计大赛是一门具有综合性、应用性和工程性等特点的比赛。每一届化工大赛发布举办公告时都会发相应的设计任务书。设计任务书中就包括本次设计大赛的设计题目，设计基础条件，工作内容及要求。参赛的师生根据设计大赛的设计任务书的要求，需要提交琳琅满目的资料诸如辅助设计软件源文件，文档说明报告，设计图纸等资料。好在这几届比赛的设计题目都比较灵活，限制的条件也很少，参赛的队伍可以自由发挥想象提出各式方案。
我们参赛的队伍一般都会根据设计题目，首先从古今中外，文献期刊中查阅有关的资料，筛选有用的信息。其次梳理分类我们收集的资料确定几条可行的工艺流程，然后依据收集的市场调研资料，原料产物供需关系及拟定生产大环境撰写可行性报告。再从已选的几条可行的工艺流程中选出工艺创新，绿色低碳，安全环保，经济可行的最佳工艺路线。之后依据选定的最佳工艺路线确定设计的已知条件和工艺参数要求，合理运用所学的专业知识，通过大致的物料衡算和能量衡算来进行典型设备选型和非典型设备与非标准件的设计。根据结果做出车间布置设计的设备平面和三维立体图、装置平面布置分布总图、主要设备装配图，运用三维工厂设计工具软件进行优化车间布置和主要工艺管道的配管设计等
林林总总的图纸。同时撰写设计说明书，汇总工艺流程的模拟及流程优化计算结果和模拟源程序。此外，大赛还和往届一样推荐提交进行危险性（MSDS)和可操作性(HAZOP)分析、阐述在进行能量集成与节能技术方面的运用、进行的过程成本估算和经济分析评价、及进行容器类设备的结构设计与校核等的设计源文件作为评分加分项。
准备工作大致包含了《化工设计》、《化工设备机械基础》、《化工AutCAD》，《化工原理（化工单元操作）》、《化学反应工程》、《有机化学》等几门学科的相关专业知识；化工设计大赛要求我们参赛的学生不仅对常见的化工操作过程有基本的理论上的理解，还要求有思考甄选能力、一定的文案撰写能力与创新意识才能够动手用所学的知识完成一套完整的作品。因此参赛学生要既具有专业知识，又要了解相关专业，诸如《税务实务》，《财会基础》；既有扎实的化工基础知识，又能灵活运用到实际过程。通过上述学科知识的支撑才能开展下面的工作：(1)对目标产物或设计模型通过查阅相关文献资料有大致的了解； (2)初步对产品，原料包括生产大环境进行市场调研、确定适宜的生产工艺路线和工艺参数；(3)使用Aspen
Plus、CAD、3Dmax 等模拟或制图工具软件进行辅助计算和绘图；(4)撰写项目可行性报告、初步设计说明书等文档资料，(5) 绘制基本的PFD图、 PID图、车间设备平面、装置平面布置总图等整理并保存源文档修改备用。(6)在Aspen Plus中搭建基本设计模型，打通模拟的工艺流程，修定工艺参数并进行不断优化。(7)基于Aspen Plus软件中搭建的工艺模型，进行容器设备设计或选型，并根据工艺参数进行校核。(8)查询并编写危险性和可操作性(HAZOP)报告、能量集成与节能技术运用情况，过程成本的估算和经济分析评价及容器类设备设计和选型结果(9)设计三维工厂车间布置图，制作三维工厂设计车间布置动画漫游视频。(10)整理归类设计源文件、设计图纸集、设计文档、设计动力学数据来源等资料。按规定规范上传作品资料，等待初赛结果公示。
最终完成以上十步，参加网络评分，如果成绩较高则有机会参加赛区决赛、全国总决赛。特别注意的是如果入选决赛则需要提前准备答辩PPT、答辩材料等，调整好状态在通知的时间展示自己的作品。
2.学科竞赛对课程学习的促进作用
2.1功利型促进作用
大部分学生在参赛过程中会将学过的基础知识和专业理论知识综合起来，注重理论与实践相结合，提升对知识的认识。许多高校在评选奖学金时，获得学科竞赛奖项会有额外加分，部分高校还将某些竞赛奖项列入报送研究生的条件中，还有一些高校对获得奖项的学生进行免修毕业设计（论文）课程或可用竞赛作品替代毕业设计（论文）中的正文部分。参加学科竞赛不仅提升了自身对知识的运用能力和团队协作能力等，还将会获得其他奖励。这些功利性心理对学生主动学习课程是具有促进作用的。
2.2兴趣型促进作用
兴趣是推动学生学习的最大动力。它能使人集中精力，乐此不疲地从事各种活动。“学科竞赛、创新项目”如今渐渐的走进大学生素质教育的舞台，引起了各级各类高校的重视。进入新时代，在新工科的背景下面向化工类专业学生的学科竞赛项目也不少，例如：全国大学生化工设计大赛、大学生“挑战杯”创新创业大赛、大学生科技创新计划项目、大学生化工实验大赛等。这些学科竞赛对培养学生的创新意识、思维方法，实践能力起着举足轻重的作用。同学们通过媒体等渠道得知本校学生在上述赛事中取得了较理想的成绩，这些成绩极大地鼓舞了学生的积极性，激发了学生学习化工专业课程的兴趣[4]。
2. 高校在参与学科竞赛方面出现的一些问题
3.1功利化心理比较严重
3.1.1学生
功利性心理不可避免的在参赛的学生的身上都有不同严重程度的体现。从参赛开始，就有学生只关心竞赛的结果和名次，只追求可以写进简历、履历的等级名次等可量化的荣誉，而忽略了学科竞赛对自身综合素质的锻炼和提高，导致心浮气躁，使得功利化现象蔓延，出现胜则骄傲、败则气馁的情绪，这偏离了学科竞赛举办的初衷[5]。
3.1.2老师和学院
高校组织学科竞赛的初衷是：让参赛师生紧密结合课堂教学，以竞赛的方法激发学生理论联系实际和独立解决实际问题的能力，通过竞赛让我们沉浸在比较接近真实的生产生活实际中发现问题、分析问题，在队友、老师或查阅资料下解决问题。部分学校（学院）由于生源质量不高，建校时间不长，以往参赛结果不佳等因素，学院层面宣传不到位，支持力度不够，加之指导该类竞赛对指导老师个人受益甚微，并在一定程度上加重了工作负担，如果比赛成绩再不理想，算是再做费力不讨好的“无用功”[5]。
3.2指导老师团队
在大学生参加各类学科竞赛的过程中，教师或者专业技术人员的指导作用必不可少。在竞赛中，学生通过指导在短时间内可获得很多有效的知识，同时，教师自身素质和能力也得到提高。
但实际中很少有学校专门组建专业指导老师团队，仅凭部分老师的兴趣做指引。老师指导竞赛的获得感低，物质回馈性较少。目前，许多高校对学科竞赛指导工作没有计入教学课时，没有作为工作量计入教学工作业绩考核，加之有时指导的团队不一定能取得很好的名次，这就极大地影响指导老师全身心地投入学科竞赛指导。
3.3设施
3.3.1硬件方面
为了紧贴行业最新发展和支持学生参赛，应配套更加先进、计算和使用效果更好的计算机等设备，及时更新相关的工具软件如 Aspen Plus、Word、AutoCAD等。但由于学校经费有限，很多化工流程需要的大型操作软件无法配置，学生不能按照规定的版本要求进行模拟。由于这些化工流程计算软件都是从国外引进的，软件价格昂贵，而且部分还是非正版英文版本的界面操作，这些对学校和使用的学生来说都是有困难的，进而影响了学生参与的积极性与最终的成绩[6]。
3.3.2软件方面。
现今，信息技术发展飞快，软件更新也快，但落后学校的软件可能还停留在5年甚至是10年前，且还存在专业课本知识，特别是与行业相关的内容更新不及时，使得学生在课堂上学的知识与前沿知识脱节，因此需要指导老师根据实际情况，及时调整教学内容，及时组织升级软件等。
3.4经费与场所
学生参与竞赛缺乏专门等功能室，实验室等场所。大学生学科竞赛是综合性实践活动，更注重不断的试验、验证与修正来进行原创设计，但许多学校很少有经费的支持，也没有相对固定的练习和实践的场所[7]。
3. 学科竞赛良性开展的建议
学科竞赛要进行良性开展，对师生考核方式方面做出改革很有必要。从学生的角度来说。以一张期末试卷的分数作为学生的学习结果，这会忽略学生的学习过程和对课程兴趣的培养。如果教师在教授与学科竞赛相关的课程时，把竞赛内容和课程考核内容挂钩，尤其是将在竞赛中获得相应等级的名次与评定奖学金挂钩，那么师生的参赛积极性和为之付出的动力会大大增强，随之也会看到很好的效果。
学科竞赛要进行良性开展，对学生培养方式方面做出改变很有必要。这一方面让学生把学科竞赛内容和课程学习同时兼顾，从而减轻学生的负担；另一方面让学生不再顾虑课程和竞赛的成绩，可以调动那些课程学习成绩一般但操作能力突出或是有专项技能的学生积极参赛，发挥个人专长、提高自信心。高校应该利用学科竞赛，把相关课程统一整合，一方面可以最大效率地提升课堂教学效果，另一方面也促进学科竞赛的良性开展[8]。
学科竞赛要进行良性开展，对指导队伍建设方面做出投入很有必要。从教师角度来讲，只有形成一个结构合理、专业过硬的指导团队，才能带领学生在竞赛中取得优异成绩，并将学科竞赛传承下去。高校可以增加一些激励措施来调动教师的积极性，如把竞赛指导工作计入课时、作为教学工作业绩考核加分项等。另外，还可以吸收校外专业人员，如工程师和企业专家参与学科竞赛的指导，促进学科竞赛的良性、有效开展[9]。
4.
结语
以社会需求来培养学生，以加强学生理论与实践双能力为目标，把学科竞赛和化工类相关课程教学进行融合，用竞赛的方式来检验和补充理论学习，以最新最前沿的实际化工生产为背景，来培养学生理论、实践、自主学习和协作能力，同时加强师生和学生之间的交流和互学，形成良好的学习和教学氛围。
积极鼓励学生参加全国性赛事的意义已经不仅仅停留在参赛获奖的层面上，更重要的是将一种设计的思想、理念注入到每一位学子心中，将最先进的化工设计软件和方法传授给每一组参赛队伍，把贴近时代最前沿的化工生产实际思想灌输到学与用的实践之中，为将来化工行业的就业打下良好的基础，同时培养和选拔一批优秀的化工专业人才，为地区经济发展，社会进步，国家繁荣贡献一份属于化工人和高校老师的力量。
参考文献
[1] 吕和坤，郭丹，等.学科竞赛对化工应用型人才培养的促进作用［J］.广东化工，2019（21）：177-178
[2] 王慧明，李延斌，姜楠.基于“学科竞赛、创新项目”的机械原理课程设计教学研究［J］.经贸教育,2017(27):233-234.
[3] 王红军，高爱萍，等.学科竞赛对化学工程与工艺专业教与学的作用，［J］教育教学论坛，2019（19）：38-41.
[4] 董健苗,罗秋兰,郑立文,等.大学生学科竞赛在高校实践教学的地位和作用探讨［J］.科技教育创新，2012（8）：218.
[5]王桂平，王家伟.刍议高校学科竞赛的良性开展[J].教育现代化,2019,6(05):123-125.
[6] 周满，薛冰，马江权，等.浅谈“赛教融合”创新模式在化工专业本科教育中的应用[J].教育现代化 ,2018,5(52):163-164.
[7] 徐容，柳军剑.新工科背景下与专业教育融合的学科竞赛体系研究[J].重庆交通大学学报(社会科学版),2020.20（5）：91-97.
[8] 喻梅，于瑞国，王建荣,等.程序设计类课程教学与学科竞赛结合的研究践［J］.实验室科学，2019，22（1）：237-240.
[9] 李瑞宁，彭一准.地方高校“课+赛”协同式创新教育模式的构建及思考[J].中国轻工教育，2019，（04）：71-76
基金项目：新疆维吾尔自治区自然科学基金项目资助（2016D01B060）；新疆工程学院2020科研育人项目（2020xgy152302）；新疆工程学院校级大学生创新创业训练计划项目（X202119004007）
作者简介：何芳(1988-)，女(汉族)，新疆塔城人，新疆工程学院讲师，获硕士学位，主要从事煤化工技术研究和教学研究，电话：15199145635，E-mail:277350116@qq.com。
订阅方式：
①在线订阅（推荐）：www.sdchem.net.cn
②邮局订阅：邮发代号24-109
投稿方式：
①在线投稿（推荐）：www.sdchem.net.cn
作者只需要简单注册获得用户名和密码后，就可随时进行投稿、查稿，全程跟踪稿件的发表过程，使您的论文发表更加方便、快捷、透明、高效。
②邮箱投稿：sdhgtg@163.com sdhg@sdchem.net
若“在线投稿”不成功，可使用邮箱投稿，投稿邮件主题：第一作者名字/稿件题目。
投稿时请注意以下事项：
①文前应有中英文“题目”、“作者姓名”、“单位”、“邮编”、“摘要”、“关键词”；
②作者简介包括：姓名、出生年、性别、民族、籍贯或出生地、工作单位、职务或职称、学位、研究方向；
③论文末应附“参考文献”，执行国标GB/T7714-2005标准，“参考文献”序号应与论文中出现的顺序相符；
④注明作者的联系方式，包括电话、E-mail、详细的通讯地址、邮编，以便联系并邮寄杂志。
欢迎投稿 答复快捷 发表迅速