新工科戰略下化工專業人才培養方案的探索與實踐
——以邢臺學院化學工程與工藝專業為例

郭桂全，吳遠遠，武立民，梁慧鋒，王秀玲，王力川

（邢臺學院化學工程與生物技術學院，河北邢臺 054001）

“新工科”這個概念自2017年提出后，倍受高等院校的青睞和關注[1-4]。這是國家對高等教育提出的新要求和新方向，是國家層面的大戰略?！靶鹿た啤敝饕槍σ詭咏洕l展、促進社會進步和具有國際競爭力的新興產業為背景的工科專業，如人工智能、智能制造、機器人、云計算、新材料等，也包括傳統工科專業的升級改造[5]的專業。新工科的提出，是因為當前國內高校人才培養與社會需求的嚴重脫節，主要表現在我國培養了世界上數量排名第一的工科人才，卻不能滿足產業發展需求的人才供給。究其原因是新興產業發展迅速，對工科人才需求量大，而我國工程技術人才培養速度相對滯后，并且與產業需求不能完全吻合。這就需要高等教育在今后著力培養工程實踐能力強、具備創新能力和國際競爭力的高素質應用型人才。

化學工程與工藝是“老”工科專業，若要適應新經濟、新產業的發展，為國家新興產業培養合格人才做出更大的貢獻，就必須對其進行升級改造，修訂人才培養方案，形成與之相適應的“新方案”。本文以邢臺學院化學工程與工藝專業為例，經過多方調研、剖析、討論和深入思考，從培養目標、培養要求和課程結構等幾個方面，對原人才培養方案進行修訂，以達到新工科的培養目標和要求。

一、化學工程與工藝專業及其特點

化學工程與工藝就是研究化學工業生產過程中的共同規律，并用化學方法改變物質組成或性質來生產化學產品、為人類服務的一門工程學科。簡單來說，也就是化學在工程實際中的應用[6]。即培養的人才能在化工、食品、醫藥、冶金、能源、新材料、環保、輕工和軍工等領域從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等工作。

該專業具有兩大特色，一是工程特色顯著，對化學反應、化工單元操作、化工過程與設備、工藝過程系統模擬及優化等知識貫穿融合，使學生具有工程設計優化和管理能力；二是專業口徑寬、覆蓋面廣，該專業畢業生具有從事科學研究、新產品、新工藝的開發研制能力，在精細化學品、涂料及應用、高分子化工與工藝等方面實踐和應用能力[6]。由此可知，化學工程與工藝是應用性較強的工科專業，該專業培養的人才是化工、新材料、能源、環保以及日用品的研制和開發主要生力軍，對工業發展和社會進步有很重要的促進作用。

二、化學工程與工藝專業人才培養“新方案”的制定思路

（一）人才培養“新方案”制定依據

2015年10月教育部等在《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》中提出的“四個轉變”和2017年提出“新工科”教育的戰略思想等，即：辦學思路，轉變到服務地方經濟社會發展上來；辦學方式，轉變到產教融合校企合作上來；人才定位，轉變到培養技能型工程技術人才上來；人才目標，轉變到增強學生創新、就業、創業能力上來，培養高素質復合型工程技術人才。據此，我們把化學工程與工藝專業的培養目標和培養方案進行梳理，找到新興領域與本專業最緊密的“新材料”這個聯系點，并通過多方調查和討論，更新培養理念、改革培養模式、優化課程設置，以提升學生的綜合素質、培養學生工程技術能力與創新創業能力為出發點，確定人才培養目標和要求，調整部分課程，使“新方案”更具有實用性、特色性和時代性。

（二）人才培養“新方案”目標和要求

在原培養目標的基礎上，找準與當前經濟的切合點，進一步強化“新材料”方向的目標和要求，把化工新材料與材料學科交叉融合和跨界整合，培育新的工科領域，更好的適應新興產業、新技術、新產品、新業態和新模式。為此，我們的培養目標可以修改如下：

培養適應新經濟需要、具有良好的思想品德、科學精神、人文素養、具有發展的學習能力和“工匠精神”，同時掌握化學的基本理論和基本知識，具備扎實的化學工程與化學工藝方面的知識，在化工產品和新材料的技術開發、工程設計及工程應用等方面具備良好的開拓精神、創新能力和國際競爭力；能在精細化工、煤化工、新材料、食品、環保、醫藥、能源、輕工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作的高素質復合型工程技術人才。

（三）“新方案”課程設置做到“三個協調”

為了達到新的培養目標，原來要求達到的知識和能力，在新經濟和新業態下已顯出蒼白無力。因此，在“新工科”背景下按照卓越工程師的職業要求，重新構建課程模塊，科學安排模塊比重，形成滿足面向當前和未來產業發展需求，面向新技術和新產業發展的“新工科”課程體系。在課程設置過程中要全面綜合考慮，注重課程體系的系統性、交叉性和應用性，并遵循“三個協調”，即通識課與專業課的協調，理論課與實踐課的協調，必修課與行業課的協調。

1.注重通識課，強化綜合素質培養

通識教育是指非專業性、非職業性的高等教育。通識教育的核心在于培養人的整體素質，它包括正確的人生觀、價值觀、世界觀和獨立人格教育，使學生得到科學精神和人文精神的培育，是非功利性的，能使人受益終生。

新工科要求學生不僅具有博深的專業知識，同時還要具備人文素養和經濟頭腦，學生懂得經濟、社會和管理，兼具良好的人文素養[7]。通識教育是通過整合不同領域的專業知識，強調對不同文化的了解，保證培養人才知識的廣度，重視培養人的思維方法及敏銳的洞察力；同時也重視人的情志培養，通識教育與專業教育互相補充，使人文教育與科學教育得到更好的協調，滿足了當前高素質、復合型工程技術人才的要求。因此，在通識課設置時除了一般的人文課程，還要增加經濟、法律和管理等課程。另外，增設國際形勢教育課程，以培養學生具有較好的國際競爭能力。

總之，通識教育是高等教育不可缺少的環節，是在為學生未來人生和職業生涯做準備。因此在課程設置上應該兼顧與專業課的平衡與協調。

2.寬化專業基礎課，促進培養方案的柔性化

必修課是學生在大學階段必學課程，是學分構成的主要部分。包括專業基礎課和專業方向課。在新工科背景下，專業基礎課的設置在保證課程建設系統性的情況下能夠突破學科專業領域的界限，軟化專業圍墻，拓寬思路，整合視域，優化知識結構。以普遍適用的工程基礎課程為主，將相近專業基礎課進行融合，實行校內跨學科專業合作教育。學校要鼓勵和促進學科之間協同、交叉與融合，促進具有學校特色的工科協同和文理滲透，這樣同一培養方案可以培養出不同類型的工程技術人才[8]，這是“柔性化”培養方案的具體體現。具體做法是：將傳統的相近學科的專業基礎課進行整合，如：四大基礎化學整合為大學化學，化工過程設計、化工設備設計、化工制圖和CAD、化工過程仿真四門比較接近的課程合并，整合為化工設計。見圖1。

圖1 部分專業基礎課調整前后對比

為了提高學生學科交叉融合能力，可以將材料方向的課程與材料化學的方向課進行融合優化，形成新材料方向的專業課程。這樣有利于產生新的技術，培育新的工科領域，更好的適應新興產業、新技術、新產品、新業態和新模式。調整后，專業基礎課不僅適用于化學工程與工藝專業，同樣也適用于應用化學和材料等相關工科專業，新方案的適應性更強。見圖2。

圖2 專業方向課調整前后對比

此外，選修課程也是復合型人才培養的必要條件，學生能更加自由地根據自己愛好和需求，有選擇的學習不同的課程，如經濟、社會、管理等方面。開闊視野，拓寬思路，提高綜合素質。

3.精簡理論學時，突出應用能力培養

在高等教育教學中理論課起著貫通知識脈絡，激活學生思路，加強邏輯思維能力，理解課程特點和本質，鞏固專業思想的作用。因此理論課在傳統教學中有相當的主導地位，理論課時占絕對的優勢，而大部分的實踐教學仍是依附于理論教學，使學生得到的實踐鍛煉能力與實際工程應用能力的需求有較大的差距，與地方產業發展的應用型人才需求對接薄弱。

實踐教學是應用型人才培養的關鍵環節，是卓越工程科技人才創新能力培養的基礎，也是新工科專業多學科知識交融及其綜合運用的有效平臺。為了達到和提高學生適應“新工科”工程實踐能力的目的，在課程設置上要做好理論課與實踐課的協調，刪減理論學時，增加實踐學時。在調整專業基礎課的同時，壓縮理論學時，增加實驗學時，見圖1、圖2。

只有將理論和實踐相結合，才能使學生的學習不只是紙上談兵，把動手能力轉化為實現自我價值。調整后的培養方案中實踐教學課時數占到總的教學時數的35%左右。

4.動態設置行業課，凸顯專業特色

新工科本科人才希望學生能夠是“通才”基礎上的“專才”。在專業課設置上我們應該針對服務，面向需求，突出應用性的培養特色，因此在專業方向課設置上要面向工程實際需求，融入行業創新成果，機動設置課程體系，做到“四個體現”，即體現實踐性、體現技能性、體現工藝性、體現應用性。因此，根據產業發展動態在專業必修課中設置1～2門行業課程，按行業需求設置課程內容，并不斷進行探討、完善課程體系和教學內容，充分體現課程設置的時代性；在專業選修課中設置2～3門特色課程，作為專業擴展課，這樣既能體現課程設置的應用性，同時也能凸顯“新方案”的專業特色。行業課要聘請行業內優秀企業的工程師完成課程教學。

5.注重第二課堂，增強創新能力培養

作為理工科學生，要提高自身的綜合水平不能僅僅依靠課堂內容，實戰操作是技能提高的重要手段。因此要求學生主動投身于生產實踐，自主思維，主動探索，勇于開拓創新，才能逐步實現向社會的平穩過渡，提高國際競爭力。在綜合實踐教育平臺下的認識實習、生產實習、金工實習、畢業論文/設計、畢業實習、第二課堂這些環節，需要加強對學生創新能力的訓練和提升。在教學過程中，尤其是課程考核上要更嚴格認真，提高要求，提高考核質量，要求學生寫出學習方案、結果報告、問題診斷、解決思路和措施等，如生產環節在設備、工藝等方面存在哪些不足，如何改進，具體方法如何，寫出切實可行的方案。鼓勵學生可以參加各級政府、行會的科技競賽活動，如“挑戰杯”、“化工設計大賽”、“全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽”，“化工安全技術競賽”和“環?；ぴO計大賽”等，鍛煉并提高創新思維和競爭能力。另要求學生參與教師科研，在助研中發掘創新點，養成創新思維和科學素養。

總之，當前服務型社會的發展對人才的需求提升到了更高的要求，社會產品涉及到多學科知識。因此課程設置中需要與時俱進，既要突出專業特色，也要涉及專業外知識。這就要求在人才培養過程中都應超前布局學科專業，及時調整專業方向，更新教學內容，優化培養方案，打破四年一貫甚至多年一貫的培養方案，剛柔相濟，隨時變更，使人才培養方案市場化、人性化、動態化。當然，“新工科”建設是一項綜合性的系統工程，需要政府、學校、社會等多方面共同努力，才能更好的完成新工科教育的改革。