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摘要：生产实习是高等教育人才培养重要的实践性教学环节，学生可通过实习可进一步深化和巩固所学专业知识，提高对生产工艺的全面认识。针对之前我校环境工程专业学生在实习过程中存在的师资紧缺、实习形式单一、考核简单等问题，提出将反向设计应用于实习过程，并结合模拟仿真、综合实验等环节，有效提高实习效果和应用型人才培养质量。
关键词：生产实习；环境工程；反向设计
本文引用格式：沈晓莉,等.环境工程专业生产实习的改革与反向设计的应用[J].教育现代化,2019,6(94):87–88.
生产实习作为高等教育人才培养重要的实践性教学环节，在提高学生理论知识应用能力、创新实践能力以及其他工程综合能力方面起到关键作用。环境工程专业学生通过实习，可进一步深入了解“三废”处理工艺流程、设备结构、操作条件、控制参数、安全责任等问题，提高就业竞争力。生产实习教育的水平高低已成为工程专业教育总体水平的直接反应[1]。如何改进生产实习教学模式、采取有效的质量保证措施，提高实践教学质量是多数高校亟待解决的问题[2-4]。北京科技大学环境工程专业提出将课题化教学应用于生产实习中，在实习中融入研究型教学[5]，强化现场实习效果；西安建筑科技大学通过增设专题讲座、组织集体讨论、布置工艺和设备的反向设计、模拟实习和进行实习答辩等质量保障措施的实施，提升实习教学质量[6]。本文结合我校环境工程专业学生生产实习存在的问题，提出反向设计在实习中的具体应用及其他改革措施。
一 环境工程专业生产实习的主要问题
我校环境工程专业学生生产实习一般在污水处理厂完成，以往实习以现场参观、辅导讲解和自我学习为主，通过几年的实践，发现实习过程中存在以下问题。
（一）师资紧缺，实习管理松散，要求差别大
我校环境工程专业每年招生120余人，师生比严重不足，导致专任教师教学工作量大，为优先满足课堂教学需要，学生在实习期间，每天由无课堂教学任务的老师轮换带队指导。不同的指导教师专业方向不同，实践能力差别大，导致在现场对学生的实习要求不同，内容不连贯。另一方面，实习以班级为单位到现场，指导教师指导学生人数众多，再加上很多刚参加工作的青年博士教师，在校期间以理论研究为主，缺乏工程实践和实际操作技能训练，不能给予学生专业和细致的指导，也无法对学生提出更高的要求，甚至将指导的工作寄托于企业工程师，致使学生在实习期间出现实习目的不明确，要求不清楚，监督不严格的问题，部分学生存在混日子，走过场，打酱油的情况。
（二）实习形式单一，学生学习自觉性和积极性差
在一周的实习期内，一般第一天安排企业工艺员或技术人员为学生做简单讲解，然后带队到现场参观答疑，剩下的时间安排为自学或答疑。如果学生没有目的的去实习，基本上只能靠听工艺员讲解了解大概，而有些老工艺员文化层次低，自身对设备原理及内部结构掌握不精，也不能给予学生详细指导。另外从生产安全角度考虑，学生不能亲身参与到具体的生产环节中，又缺少主动思考和分析的能力，再加上缺乏提前了解，无法根据自身掌握的知识进行有针对性的提问，在实习中显得很被动，需要时刻督促才会参与学习，效果极差。
（三）实习考核简单，学生实习效果不佳
学生的实习成绩由两个部分组成，分别是实习报告占60%，平时表现占40%。从递交的报告来看，存在抄袭的情况，甚至有些同学连流程图、设备图都是拷贝的；而从平时成绩来看，因为每天带队的老师不同，再加上实习人数众多，实习评定教师无法根据每个同学的实习表现给出合理的成绩，最终也是根据报告或平时的了解给予主观评分。这样的考核方式不仅让学生感觉实习无压力，也不利于调动学生的学习积极性，更不能考核学生实习的真正效果。
二 我校环境工程专业生产实习的改革
针对以上实习过程中存在的问题，我校环境工程系教师积极探讨应对措施，不断完善实习过程，主要采取了以下改革措施。
（一）合理整合优化课程
近几年，为加大实践实训力度，提高实习成效，切实培养应用型学生人才，我校将生产实习与仿真训练、综合实验整合到一起，设置《生产实习及工程训练》课程，具体安排为生产实习2周，仿真实训1周，操作技能训练1周。生产实习安排在校外，重点掌握实习车间（工段或岗位）的生产路线，各单元操作过程的基本工作原理和主、副反应过程；掌握从原料到产品带控制点的生产工艺流程及工作原理；掌握主要构筑物及设备的结构、性能、工作原理和特点；了解生产过程的数字化、信息化、自动化系统和新技术。仿真训练安排在校内机房，利用仿真软件对水、气、固处理工艺进行计算机模拟，增强实习效果；操作技能训练安排在校内实验室，重点对实习过程中接触到的工艺流程、监测指标等内容进行实验室操作技能强化训练。
（二）精心组织实习动员
为明确实习要求和内容，安排在生产实习第一天进行实习动员，由系主任或有经验的教师为学生做详细介绍，具体内容除讲解生产实习的重要性及形成安排、注意事项以外，重点讲解生产实习的要求，并提出具体任务。要求学生在实习现场了解实习工厂地理位置、管网铺设、标高、进厂污染物性质、设计规模、设计标准、处理工艺类型等参数；掌握实习车间带控制点的工艺流程及各工艺环节的构筑物及辅助分系统的结构组成；了解各个工段的设置目的及基本工作原理；摸清各个工段的工艺流程，弄清每根管道内的流动物料、流量及走向，弄清输送管材要求，弄清设置在管道内的阀门、管件的名称、结构、位置、型号及所起的作用；弄清各主要构筑物和附属设备的结构、几何尺寸、材料要求及所起的作用；了解运行中各工艺参数的控制指标，以及如何进行主要工艺参数的测量、控制，并对照现场找到控制点等内容，动员讲解后要求学生开展文献查阅并记录。
（三）落实分组相互考核机制
实习考核更加注重实习效果，除常规的考勤、平时表现、实习报告成绩之外，新增小组答辩考核。实习学生按流程岗位分成八组，每组重点围绕1个工段，对其内容进行幻灯展示讲解，其余各组针对答辩组提出1-2个技术问题，答辩组回答后整理答案，作为思考题附在报告后面，最后由指导老师进行评价和总结。此机制能有效考察学生实际掌握情况和分析能力，实现小组互相学习，取长补短，同时督促学生认真开展实习。
三 反向设计在环境工程生产实习中的具体应用
根据生产实习所在岗位情况，选择典型设备进行反向和模拟设计计算和选型。并将计算结果与书本或设计手册进行比较，如果不一致，分析其原因。通过设计计算，可进一步消化和吸收所学的理论知识，并将理论知识和实际生产紧密结合。
下面介绍反向设计在工业污水处理厂的具体应用。首先由指导老师根据厂区污水处理流程，将全厂分为格栅沉砂池、调节池及废气处理设施、水解酸化池、好氧池、二沉池、深度处理系统、污泥消化浓缩和脱水系统、自动控制系统等八个工段；然后将学生分组，每组分配1个工段，指定组长并安排具体任务。要求每个小组围绕各自工段收集数据，完成工艺流程图、平面布置图、管道分布图、构筑物结构三视图绘制；并列出本工段内附属设备、阀门、管道以及检测仪表的型号和数量，在管道布置图中标出位置。接着每组根据现场提取的尺寸，反向计算，获得水流速率、表面负荷、停留时间、供氧量、曝气头数量等设计参数，并跟书本进行对比，论证参数选择的合理性；然后将工段处理能力缩小为原来的0.1倍，重新设计构筑物尺寸，完成附属设备的选型；最后按照分组互相考核机制开展答辩，进行此部分内容的成绩评定。
四 结束语
通过课程优化整合和反向设计的应用、答辩考核等措施实施，明确了实习任务和要求，调动了学生学习的积极性和主动性，真正达到生产实习的目的，实现课堂理论知识与工程实践的结合，提高生产实习的教学质量。学生通过实习过程中的反向设计环节，详细掌握了实习现场工艺、设备、管道、控制参数等具体信息，在就业升学面试环节成效明显，受到用人单位及高校的肯定；同时学生在实习现场积极提问，主动学习的态度也受到实习单位的充分认可，进一步稳固实习基地建设。
参考文献
[1]占伟,叶恒朋,李佳,等.环境工程专业本科生产实习促就业的改革探索[J].广州化工,2018,46(20):122–123.
[2]沈丽,钟倩倩,罗胜铁.以环境工程专业核心能力培养为目标的生产实习教学环节设计与实践[J].绿色科技.2017,(7):275–277.
[3]张蓉,吴祥为,樊霆.环境科学与工程专业生产实习的创新实践与思考[J].兰州教育学院学报,2018,34(9):115–117.
[4]陈永志,白圆,李健.环境工程专业生产实习的主要问题及对策研究[J].教育教学论坛,2019,(15):38–39.
[5]马鸿志,岳斯源,王飞.课题化教学在环境工程生产实习中的应用[J].高等理科教育,2018,141(5):116–120.
[6]闫东杰,黄学敏,玉亚.环境工程专业生产实习质量保障措施研究[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版).2016,35(6):97–100.
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