地方院校新工科背景下化工精英工程師人才培養體系探索

王海賓　李裕　劉永平　祁貴生　程原　趙林秀

摘 ?要 新工科建設是高等教育應對國家重大戰略需求、新經濟發展、產業轉型升級而實施的深化工程教育改革的重大決策。以新工科建設和專業認證為契機，圍繞“強實踐、擅研究”兩條主線，對學校培養化工精英工程師的培養目標和課程體系進行重構與設計。

關鍵詞 新工科;工程教育;課程體系;化工精英工程師;實驗教學中心

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）06-0071-03

Exploration of Education Program for Chemical Elite Engineers under New Engineering Construction Project//WANG Haibin， LI Yu， LIU Yongping， QI Guisheng， CHENG Yuan， ZHAO Linxiu

Abstract The New Engineering Construction Project is an important decision for deepen reforming of higher engineering education in

response to the countrys major strategic requirement， new economic

development and industrial transformation and upgrading. Taking the opportunity of new subject construction and professional certifi-

cation， the education objective and curriculum system for chemical elite engineers in chemical engineering experiment class of North University of China are reconstructed in this paper， which is centered

on the two main lines of “enhance practice and expert in research”.

Key words new engineering construction project; engineering edu-cation; curriculum system; elite chemical engineers; experimental teaching center

1 引言

21世紀以來新一輪科技革命和產業變革加速進行，“再工業化”浪潮的推動下，各國紛紛啟動高等工程教育改革，加強工程技術人才的培養，以應對新形勢下對工程技術人才的需求[1]。新工科建設是我國高等教育應對國家重大戰略需求、新經濟發展、產業轉型升級而實施的深化工程教育改革的重大決策[2-3]。化學工業是關乎國家戰略的重要工業領域，當前化學工業向“綠色化”“智能化”方向發展，對化學化工人才知識的交叉滲透、產業的相互交融、工程實踐能力以及創新能力提出更寬更深的要求[4-5]。

中北大學化工實驗班自2011年設立以來，經過近八年的培養和探索，逐步形成具有“化工過程強化”特色的化工工程師培養體系。對于地方高校如何能借助新工科建設東風，進一步提升人才培養質量以滿足未來化工行業對人才的需求是需要廣泛調研、探索的。中北大學化學工程與工藝專業經過一年來的行業發展調研、企業走訪、畢業生問卷調查、專家討論，圍繞“強實踐、擅研究”兩條主線，對培養目標和課程體系進行重構與設計。

2 精英工程師的培養目標

新一輪工業革命正在引領世界范圍的工業發展和變革，互聯網和人工智能對傳統產業產生顛覆性的影響[6]，能源、環境、健康、安全等問題受到社會的普遍關注，化學工業面臨前所未有的機遇和挑戰，迫切需要能夠引領未來的化工精英工程師。

基于新工科建設理念，地方本科高校“要對區域經濟發展和產業轉型升級發揮支撐作用”[7-8]。結合山西經濟發展、產業轉型升級和學院化學工程與技術專業的特色，圍繞“強實踐、擅研究”兩條主線，提出培養具備扎實基礎理論知識，掌握過程自動化和化工工藝的基本原理、專業技能與研究方法，具有綠色化工理念、創新實踐思維和社會責任感，能在化工及相關等行業從事工程設計、產品開發、工藝優化、技術管理和科學研究等方面工作的精英工程技術人才。

此外，大學教育不僅要求培養的學生具備扎實的專業技能、優良的道德品質，更要發掘每個學生的優勢潛能，形成獨特的能力，為其未來發展鋪路搭橋。建立成長導師制，為學生的職業發展提供個性化指導，通過參與教師的教學科研活動、開展創新創業實踐、參加學科競賽等多種方式，為學生成才提供個性化指導。

3 精英工程師課程體系設計

基于培養目標和專業認證[9]的要求，圍繞“強實踐，擅研究”的主線，對化工精英工程師培養的課程體系進行梳理、整合和優化。如圖1所示，“強實踐”主要體現在彰顯化工過程強化的特色、拓展過程控制自動化能力和強化工程設計能力三個方面;“擅研究”主要通過設置思維課程、專業課程研究思維、小班研討課和創新實驗周等環節進行培養。將“大工程觀”植入新課程體系，以工程技術技能為主線整合工程、思維、管理、經濟等課程內容，通過學科間的交叉融合，建立綜合課程教學模塊，主要包括通識教育模塊、學科基礎教育模塊、專業教育模塊和實踐教學模塊。

通識教育模塊 ?化工精英工程師的教育不僅僅是高素質專業人才的培養，更重要的是幫助學生形成優良的道德品質、積極向上的人生態度和勇于開拓的創新精神。多學科交叉融合是全球高等教育發展的趨勢，不同學科的理論、知識、方法、技術相互滲透并交叉融合，有助于培養既具有扎實的學科基礎知識、豐厚的人文素養，又能從技術、環境、倫理甚至美學藝術等角度綜合思考的高級工程技術人才，為技術創新奠定基礎[10]。

原通識課程主要包括馬克思主義基本原理、毛澤東思想和中國特色社會主義體系概論、思想道德修養及法律基礎、英語、體育等。新課程體系除增加實用心理學、管理學概論、工程倫理和質量工程控制等課程外，還增加整合思維、創新思維訓練課程，培養學生思維能力。另外，要求每位學生必須選修六個學分的通識選修課，涉及人文、地理、藝術等多個學科。

學科基礎教育模塊 ?新工科建設需要進一步發揮基礎學科研究在原始創新中的原動力作用，促進基礎學科與工科有機結合，以基礎學科建設為依托，促進理論向實踐的轉化。

新課程體系鼓勵采用線上微課、混合式教學、大班教學+小班研討等多種教學方式，保證高等數學、大學物理、無機化學、有機化學和物理化學等基礎理論學科教學效果的同時，增加電工與電子技術、過程控制與自動化和PLC技術等工程基礎課程，使學生切實掌握自動化、數字化技術和智能工具，促進現代化學工業自動化、集約化、智能化的發展。

此外，保留經典的化學反應工程、化工熱力學、化工設備機械基礎，新開設傳遞過程原理和分離工程課程，將最新的超重力過程強化技術、微通道過程強化技術引入課堂，增強學生的理論能力和綜合應用跨學科知識的能力，突出“強實踐，擅研究”的培養理念。

工程教育更注重工程特性，工程師必須掌握工程制圖、運算以及工藝操作等知識和技能，并能應用這些知識與技能解決實際問題。新課程體系增加工程制圖和化工CAD，提高學生的工程設計能力。同時，將各種分散的基礎實驗整合成綜合實驗，依托電工電子實驗教學中心、基礎化學實驗教學中心和化工綜合實驗教學示范中心，對學生實驗、實踐環節提供有力的保障。

專業教育模塊 ?任何個人、單位，既要生存，又要發展。以共性求生存、以特性求發展是一個普遍的現象[11]。大學教育除了要達到共性的要求，即熱愛祖國、遵紀守法、傳承人類文明，培養具有優良的道德品質的公民等，更是一種面向社會需求的特性教育，很大程度上決定了學生未來的職業方向。如圖2所示，在新培養方案和課程課題修訂過程中，將原來的11門專業理論課程整合成化工過程設計和化工產品開發兩門綜合課程，圍繞“強實踐，擅研究”兩條主線展開教學和實踐。

化工過程設計以學科競賽為依托，以實際工程設計項目為主線，在課程設置、教學實踐等環節，加強大工程觀的培養，提高學生的工程設計素養和能力。全國大學生化工設計大賽題目均來源于實際工程項目，從項目可行性研究、整個生產工藝流程及工廠設計、經濟分析與評價、安全環保評估等多方面考查學生解決復雜工程問題的能力。學校在歷屆化工設計大賽中成績優異，連續六年進入全國總決賽，獲全國特等獎兩次，一等獎四次。第十三屆全國大學生化工設計大賽總決賽在學校舉行，通過承辦競賽，營造濃厚的工程氛圍，將設計的思想植入每一位學生心中。

化工產品開發以實驗教學中心和學科科研平臺為依托，以典型化工產品開發為主線，將化工產品設計、開發、檢測和應用的全過程引入課程教學。文獻檢索、科技論文閱讀與寫作、實驗設計與數據處理等作為研究基礎課，貫穿整個教學和產品設計開發過程，培養學生進行科學研究和產品開發的思維，以及從實際生活和工程實際中發現問題、分析問題和解決問題的能力。同時，綜合課程教學有利于促進教師在教學過程中的相互交流，幫助學生建立基礎課程、專業課程以及各個研究方向之間的聯系，提高學生對知識的綜合應用能力。

實踐教學模塊 ?化工學科是實踐性很強的學科，實踐教學環節可有效加強理論聯系實際，促進知識的理解，培養科學精神，提升創新能力，是具有創新意識精英工程師培養的重要環節[12]。

在新培養方案和課程體系修訂過程中，增加思想政治理論實踐課，將思想政治理論知識與社會調查、志愿服務、公益活動等實踐活動有效結合，將思想政治課抽象的理論形象化，達到理論知識、思想覺悟和道德情操同步提升，努力培養具有正確人生觀、價值觀和家國情懷的建設者和接班人。

在新課程體系設計過程中，取消課內實驗，結合學院優勢科研方向和專業特色，設計綜合性、設計性實驗，開設“超重力傳質過程強化實驗”“微通道過程強化實驗”“超聲波過程強化實驗”“磺酸鹽型表面活性劑的反應及性能測試”和“聚醋酸乙烯酯及衍生物的合成及制備環保膠水”等大型工程類綜合實驗，培養學生工程素養、團隊與溝通能力和解決復雜工程問題的研究能力。利用校級工程訓練中心開設過程控制與自動化實訓，培養和訓練學生的自動化操作能力和多學科背景下的溝通能力;利用短學期開設化工創新實驗，培養學生創新研究能力;結合化工產品開發課程，配套開設化工產品開發實驗周，學生可根據自己的發現和興趣自主設計實驗完成驗證，培養主動創新的能力。

4 結語

新工科建設指明了我國工程教育的發展方向，專業認證推動我國工程教育走向國際化的進程。中北大學化學工程與技術學院以新工科建設和專業認證為契機，切實推進教育教學改革，對化工實驗班精英工程師的培養體系進行重構和設計，將大工程觀植入課程體系，結合專業特色和地方經濟，確立了“強實踐，擅研究”的培養思路。工程教育改革的深入需要在不斷地教學改革中總結經驗、查找問題、持續改進，積極培養適合社會需求的高素質人才。

參考文獻

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