新工科背景下能源化學(xué)工程專業(yè)設(shè)計(jì)類課程群建設(shè)的研究與實(shí)踐

張梅 張嬌靜 陳彥廣 柳艷修 聶春紅

[摘 要] 該文以東北石油大學(xué)能源化學(xué)工程專業(yè)為例，以設(shè)計(jì)類課程群為對(duì)象，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和考核手段等方面進(jìn)行面向新工科的課程群建設(shè)探索，力求促進(jìn)學(xué)生持續(xù)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 新工科;能源化學(xué)工程;設(shè)計(jì)類;課程群

[基金項(xiàng)目] 東北石油大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新工科背景下能源化學(xué)工程專業(yè)設(shè)計(jì)類課程群建設(shè)的研究與實(shí)踐”;東北石油大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)課程項(xiàng)目“Computer-aided Chemical Process Design”

[作者簡(jiǎn)介] 張 梅（1981—），女，黑龍江人，博士，東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授，主要從事能源化學(xué)工程研究。

[中圖分類號(hào)] G642.3 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）17-0220-02 ? ?[收稿日期] 2019-11-12

教育部自2010年起，推動(dòng)高校面向與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)直接相關(guān)領(lǐng)域設(shè)置了24種新專業(yè)，其中，能源化學(xué)工程專業(yè)被納入新工科范疇，筆者所在學(xué)校成為全國(guó)首批獲批開設(shè)該專業(yè)的十所院校之一。新工科專業(yè)更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的交叉，更注重傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)與新興工業(yè)技術(shù)的融合。新工科人才應(yīng)成為具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力、領(lǐng)導(dǎo)能力和實(shí)踐能力的各類交叉復(fù)合型卓越工程科技人才。這樣的培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)本專業(yè)特色建設(shè)和人才培養(yǎng)提出了更高要求。

近10多年來，各高校一直在探索工程教育發(fā)展新途徑。汕頭大學(xué)新工科建設(shè)的技術(shù)路徑表明，將課程分成課程群，由多門課程構(gòu)建課程群開展協(xié)同教學(xué)，便于實(shí)現(xiàn)已有學(xué)科交叉復(fù)合，因而圍繞課程群建設(shè)的教學(xué)改革是推動(dòng)高校新工科建設(shè)快速發(fā)展有力措施[1]。安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)對(duì)信號(hào)處理類課程群改造建設(shè)進(jìn)行了探索[2]。西北工業(yè)大學(xué)構(gòu)建了以“多學(xué)科交叉融合”為特色的飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程群[3]。東莞理工學(xué)院提出了化工原理課程群的交叉教學(xué)模式[4]。目前，能源化學(xué)工程專業(yè)面向新工科的課程群建設(shè)探索在國(guó)內(nèi)還屬空白，因此構(gòu)建多門課程交叉融合的設(shè)計(jì)類課程群，建設(shè)與完善專業(yè)課程體系具有重要的意義。

一、設(shè)計(jì)類課程群課程體系構(gòu)建

該專業(yè)設(shè)置設(shè)計(jì)類課程群包括能源化工設(shè)計(jì)（理論32學(xué)時(shí)）、能源化工應(yīng)用軟件（理論和上機(jī)各16學(xué)時(shí)）、能源化工CAD（理論和上機(jī)各16學(xué)時(shí)）、化工原理課程設(shè)計(jì)（集中實(shí)踐2周）和能源化工工藝設(shè)計(jì)（集中實(shí)踐4周）。這些課程互相獨(dú)立又相輔相成，教學(xué)完成后學(xué)生應(yīng)掌握能源化工過程設(shè)計(jì)與優(yōu)化、設(shè)計(jì)規(guī)范和要求、物料衡算和能量衡算、設(shè)備設(shè)計(jì)和選型、儀表自動(dòng)化控制、管路設(shè)計(jì)、車間和廠區(qū)布置、工程圖紙繪制以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制圖軟件，具備本專業(yè)人才所必備的工程素質(zhì)。

二、課程群建設(shè)探索與實(shí)踐

設(shè)計(jì)類課程群在教學(xué)實(shí)施過程中會(huì)出現(xiàn)課程單一性明顯、教學(xué)模式創(chuàng)新性不夠、理論教學(xué)和工廠實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密、考核方式單一等問題。針對(duì)這些問題和傳統(tǒng)工科優(yōu)勢(shì)高校新工科的建設(shè)任務(wù)，從課程群教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和考核手段等方面進(jìn)行課程群建設(shè)探索。

1.問產(chǎn)業(yè)需求，升級(jí)課程群教學(xué)目標(biāo)。在新工科建設(shè)背景下要著眼于新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)以及未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，使專業(yè)教育回到“工程”，將課程群側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)掌握和應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行升級(jí)，以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、做到服務(wù)滿足與支撐引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展并重。深入研究國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略及能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，如《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《中國(guó)制造2025》《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》等，從當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)國(guó)家和本區(qū)域未來能源領(lǐng)域新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向及其對(duì)本專業(yè)人才需求，確定課程群教學(xué)目標(biāo)。邀請(qǐng)產(chǎn)業(yè)和行業(yè)專家、政府產(chǎn)業(yè)部門和研究院所的專家參加，多方參與準(zhǔn)確把握新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求，清晰掌握未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，也是全過程多方協(xié)同育人良好的開端。

2.問技術(shù)發(fā)展，梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)，整合更新課程群教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)新經(jīng)濟(jì)和新技術(shù)發(fā)展，重新梳理課程群知識(shí)體系，減少重復(fù)內(nèi)容，加強(qiáng)課程銜接，打破課程間壁壘，提升全局觀念。既關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的深度，更不能忽視知識(shí)面的廣度，要注重各學(xué)科間的交叉，使學(xué)生學(xué)會(huì)從多角度思考問題。基于持續(xù)改進(jìn)的工程教育理念，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，引入本學(xué)科前沿和學(xué)科新成果，增加相關(guān)知識(shí)體系。按照教學(xué)內(nèi)容要具有有效性、穩(wěn)定性、系統(tǒng)性和前沿性的要求，到在本產(chǎn)業(yè)和行業(yè)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的企業(yè)、研究院所和產(chǎn)業(yè)部門廣泛調(diào)研，通過問卷調(diào)查以及畢業(yè)生反饋，了解本專業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)5年或更長(zhǎng)時(shí)間必須掌握哪些基本知識(shí)、理論和方法，必須具備哪些核心能力和素質(zhì)，充分比較分析，按有效性和穩(wěn)定性要求選擇確定教學(xué)內(nèi)容。盡可能獲取本專業(yè)領(lǐng)域尤其是相關(guān)學(xué)科交叉方面各種最新研究成果，按照系統(tǒng)性和前沿性要求，及時(shí)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，形成課程群教學(xué)內(nèi)容。

3.問學(xué)生志趣，優(yōu)化教學(xué)方法。堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，學(xué)生的興趣愛好是重要的內(nèi)在因素，同時(shí)與教師能否正確引導(dǎo)、教學(xué)方法和策略是否有效密切相關(guān)。利用現(xiàn)代信息技術(shù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境，開發(fā)優(yōu)質(zhì)的在線課程，探索課程群資源共享模式，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)前給學(xué)生制定網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)計(jì)劃，保證課堂教學(xué)前學(xué)生已掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，將課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒?dòng)，以解決問題為目標(biāo)的研討;利用虛實(shí)結(jié)合手段，開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，積極探索線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，提高實(shí)踐教學(xué)的互動(dòng)性、吸引力和有效性。實(shí)施面向?qū)W習(xí)過程的教學(xué)方法改革，如以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式或探究式教學(xué)、協(xié)同教學(xué)、交叉教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新勇氣和研究與探索精神。

4.問學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，打造優(yōu)質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。立足于課程群特征建設(shè)以“多學(xué)科交叉”為特征的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。從組織結(jié)構(gòu)、學(xué)歷和職稱結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和實(shí)踐結(jié)構(gòu)四個(gè)方面考量教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建，合理配置人員組成。組織結(jié)構(gòu)方面，從教學(xué)副院長(zhǎng)、教研室主任、骨干教師到企業(yè)導(dǎo)師;學(xué)歷和職稱結(jié)構(gòu)方面有博士、副教授和教授三方面配置;知識(shí)結(jié)構(gòu)方面考慮與課程群相關(guān)知識(shí)結(jié)構(gòu);實(shí)踐結(jié)構(gòu)方面既涉及理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)，還要考慮企業(yè)級(jí)開發(fā)和科研創(chuàng)新。打破人員隸屬關(guān)系，依據(jù)課程內(nèi)容內(nèi)在聯(lián)系和教師科研方向關(guān)聯(lián)性，建設(shè)一支由理論課教師、實(shí)踐課教師、企業(yè)導(dǎo)師、科研導(dǎo)師及學(xué)院管理人員共同參與的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)定期進(jìn)行教學(xué)研討、教學(xué)法學(xué)習(xí)活動(dòng)。建立及時(shí)有效的溝通機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)總體教學(xué)狀態(tài)的跟蹤、監(jiān)督和評(píng)估。

5.問效果與公平，完善評(píng)價(jià)機(jī)制。課程群教學(xué)中，每門課程不是獨(dú)立教學(xué)環(huán)節(jié)，考核時(shí)須考慮課程群總體教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況、基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況和綜合應(yīng)用知識(shí)完成實(shí)踐的成果。從考核人員多元化、考核內(nèi)容多元化、考核方式多元化三個(gè)方面考慮，采取多元化考核評(píng)價(jià)體系，多層次多角度加強(qiáng)對(duì)素質(zhì)、知識(shí)和能力的考核。成立教師、企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)生組成的考核小組，讓學(xué)生參與自評(píng)、互評(píng)，從不同角度進(jìn)行立體化考核?？己藘?nèi)容采用規(guī)定課題和自選課題相結(jié)合，教師規(guī)定系列化課題，也鼓勵(lì)結(jié)合自身興趣愛好自選接近實(shí)際工程難題、教師科研項(xiàng)目和企業(yè)研發(fā)課題。考核方式采用過程考核與階段性考核相結(jié)合，從平時(shí)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)過程、集中考核和答辯等方式加強(qiáng)對(duì)綜合素質(zhì)和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和考核。

三、課程群建設(shè)的效果

隨著本專業(yè)設(shè)計(jì)類課程群建設(shè)的開展，近兩年來此專業(yè)學(xué)生在全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽中榮獲國(guó)家二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、東北賽區(qū)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、黑龍江省一等獎(jiǎng)2項(xiàng);在全國(guó)大學(xué)生化工原理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽中榮獲東北賽區(qū)一等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、黑龍江省一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，就此而言，切實(shí)提高了教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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Abstract：Taking the construction of design-type courses cluster for major of energy chemical engineering in northeast petroleum university as an example，the construction of courses cluster for new engineering is explored to promote the cultivation of students' ability of continuous innovation from the aspects of teaching objectives，teaching contents，teaching methods，teaching team construction and assessment methods.

Key words：New Engineering;Energy Chemical Engineering;Design-Type;Courses Cluster