專業認證背景下的化學化工類課程建設與實踐

李文旭 唐冬雁 吳金珠 劉志剛 宋 英

（哈爾濱工業大學化工與化學學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

工程教育專業認證起源于美國，作為一種國際通行的評價體系，它起到監控、保障和提升工程教育質量的作用，對于推進工科專業的教學改革具有十分明顯的導向作用。隨著工程教育專業認證在我國的引入和開展，按照工程教育專業認證標準來進行相關的課程改革已成為越來越多高校的共識。認證的思路主要是以“學生中心、產出導向、持續質量改進”為指導，促進高等教育教學改革，從以教師為中心、知識導向轉向以學生為中心、能力導向，持續提高專業人才的培養質量。

哈爾濱工業大學（簡稱“我校”）早在20世紀30年代就成立了應用化學系，為適應學科發展要求，2008 年在原有部分專業的基礎上組建了化工學院，2016年通過合并化工、化學、食品科學與工程三個學科成立了目前的化工與化學學院。學院圍繞國際學術前沿和國家重大戰略需求，立足航天，服務國防，面向國民經濟主戰場，秉承“規格嚴格、功夫到家”的校訓，堅持“以學生為中心，學生學習與發展成效驅動”“以知識體系來教，以價值體系來育，以創新體系來做”，矢志把學院建設成為培養引領未來發展、理工結合的新型化工和綠色化學創新人才的重要基地，著力培養熱愛祖國、求真務實、理工結合的新型化工化學拔尖創新人才。

本研究結合工程教育專業認證理念，通過梳理和挖掘哈爾濱工業大學化工與化學學院在本科教學實踐中的優勢、特點以及存在的部分問題，開展化學化工類課程的建設和改革，并通過教師的教學活動保證工程教育專業認證理念的有效貫徹，旨在結合社會需求與自身定位辦出專業特色，提升化學工程人才培養質量，使培養的學生能更有針對性地滿足行業和社會發展需求，提高我國高級工程技術人員在國際人才領域中的競爭力。

一、我國工程教育的現狀和主要問題

近年來，社會發展對高等教育提出了更高更多的要求。在世界經濟快速發展的背景下，各國高等教育實現了歷史性飛越，我國的工程教育更是取得了長足的發展。2005年，我國工程教育培養規模已經在世界上名列前茅，高等院校工科專業在校學生達到500 余萬人，其教育規模近年更是排在了世界第一，但是為市場提供合格、優秀工程師的能力卻表現不佳，整體實力還不能夠承擔使中國“從世界大國成為世界強國”的歷史重任。因此，專家學者在肯定已有發展成績的同時，結合工程教育專業認證標準指出了我國工程教育當中現存的問題和不足。

（一）人才培養目標不夠科學、缺乏特色

現階段我國不少高校缺少堅持特色辦學的發展理念，培養目標缺乏特色，既不能夠很好地明確符合本校定位的辦學方向，也不能夠很好地適應社會經濟發展需要，更多的是采用培養科學家的理念和模式，追求高大上人才培養的現象依舊存在。

（二）課程體系結構不夠合理，教學內容相對陳舊

社會在進步、科技在發展，目前我國不少高校的工程教育還在沿用過去的課程體系，不能及時對國內外知名院校、相關企業及用人單位等各方進行調查研究以及優化人才培養目標、課程體系。其課程設置未能很好地支持畢業要求的達成。此外，其教學內容沒有隨著產業結構變化和企業需求做出相應的調整，教材中涉及前沿理論、最新科研成果的相關內容甚少，部分課程之間還存在內容重疊現象。

（三）不能很好地面向工程實際

目前，由于缺乏校企合作，高校不能根據企業生產對人才的實際要求，培養企業急需的專業技術人員，結果導致我國高等工程教育在人才培養的層次、結構和類型方面與企業實際需要脫節，不少學生的實踐能力和動手能力較差，其工程意識、協作精神以及綜合應用所學理論知識解決實際問題的能力有待提高。這對于提高我國企業的技術水平和管理水平以及高等工程教育質量都會產生不利影響。

（四）工程教育和實踐環節比較欠缺

高等院校缺乏設施先進、功能完善的工程實踐平臺和基地，不能為學生提供足夠的實習機會和工程實訓課程，導致學生難以將所學理論知識有效應用到生產實際中。高等工程教育普遍存在重理論輕實踐的現象，主要側重于科學技術基礎課，而學生參加工程訓練實踐過少，實踐教學的數量和質量難以保證。而實踐教學環節的嚴重不足恰恰是導致學生實踐能力差、不能達到工程實際要求的主要原因。

（五）師資隊伍比較缺乏工程背景

國際工程教育專業認證指標要求“有一定數量具有工程經歷的教師或企業專家作為專兼職教師”，而我國現階段從事高等工程教育的專兼職教師普遍缺乏在企業工作多年或具有豐富的工程背景和工程經歷，難以勝任重要實踐課程的教學，或者為學生講授企業設備結構組成、生產工藝、生產流程、技術應用等課程，并提供畢業設計（論文）、生產實習等教學任務的指導。

二、以工程教育專業認證理念推動課程建設與改革

（一）基于成果導向的化學化工類課程體系建設

堅持課程導向是從學科出發，強調知識的系統性，而成果導向則是從需求出發，強調學生的學習成果。我校相關院系組織專業骨干教師，針對專業人才培養目標、特色和學生發展需要，梳理現有課程體系，優化知識結構，全面討論完善了符合工程教育專業認證要求的課程體系，明確各門課程支撐的畢業要求、課程擬達到的特定教學目標以及二者之間的關系，確保教學大綱具有系統性和針對性。構建各具特色的合理的課程體系和制訂科學的人才培養方案，通過明確培養目標，使專業發展緊密結合國家戰略和國際學術前沿，既重視學生基礎理論教學，又重視學生實踐能力訓練。課程設置強化化工基礎，使學生具有將化工知識與其他相關學科知識整合的能力。

現有專業教學計劃每四年修訂一次，每年進行微調。教學計劃制定堅持這樣的工作方式：專業通過網絡、電話咨詢或實地調研等方式，對國內外知名院校、相關企業及用人單位等相關方進行調查研究，咨詢企業對人才培養目標、課程體系的設置意見。反復研討修訂計劃，并請企業或行業專家、督導參與計劃的制訂與修訂。為了讓學生達到畢業要求，每位教師都根據課程教學效果，找出現有課程大綱中存在的問題，對教學內容進行優化，加強大綱內容與畢業要求達成對應的聯系，細化課程目標達成度的評價方法。對教學目標、教學內容、教學方式、教學過程和教學結果評估等要素進行精心設計，引導學生完成各個教學環節的學習任務，發揮教師的主導性作用。

哈爾濱工業大學是一所具有航空航天特色和工科優勢的雙一流研究型大學，以培養杰出人才為己任。大學化學是一門由我校化工與化學學院開設的、面向全校非化學化工類專業的公共基礎課，涉及不同院系、不同專業的本科一年級學生，選課人數多達千人，承擔著為工程技術人才提供化學基礎理論教學的重要任務。激發學生對大學化學的學習興趣，實現航空航天辦學特色和大學化學教學的有機結合，培養具備良好化學工程基礎的航空航天人才是我們的教學理念。因此，我們與相關院系單位的教學負責人聯系，共同討論課程設置和教學內容并達成了一致意見；重新修訂了大學化學課程教學大綱，針對不同院系的授課對象制定了四種不同的教學大綱和學時，明確了各章教學內容的知識點與航空航天知識的結合點，并將其專業指導思想有針對性地貫穿于課程教學環節中。

（二）根據行業發展需要更新教學內容，實現教學內容的持續改進

隨著學科、經濟和社會的發展，為了保證專業教學水平，提高人才培養質量，必須不斷調整、更新和拓展教學內容。專業教師需要針對專業領域前沿問題，對理論教學和實驗教學的內容進行細化、拓展以及及時更新和補充，對教學理念進行優化，以新形態和新方法解決前沿科學問題，推動新工科建設，對本學科前沿問題展開深入研討。哈爾濱工業大學自1992 年實施載人航天工程以來，持續參與神舟、天工、天和、天舟等系列研究，數百項科技成果助力載人航天。將這些科研成果背后的化學理論和知識引進專業課堂，極大地提高了學生的學習熱情和增強了學生對專業的自豪感，教學效果不斷提高。

教學團隊還提出了“高水平科研成果‘進課堂’以培養創新思維、‘進教材’以構建滿足創新人才培養要求的知識體系”的發展策略，將教師的最新科研成果撰寫成教材或課外參考書。2011年，專業教師已經出版了系列專業課選修教材，2017～2020 年，由于生產技術、原料類型、配方組成等均有不同程度的改變，項目組成員根據產業發展和自己的最新研究成果，對教材內容進行了修改和完善，刪除了老舊內容，增補了近年來的新原料、新配方、新應用，總結了本領域最新的研究成果。基于專業特點，圍繞專業要求，相繼編寫并出版了實用精細化學品叢書《陶瓷添加劑——配方·性能·應用》《化妝品——原料類型·配方組成·制備工藝》《工業清洗劑——示例·配方·制備方法》（第二版）等以及《應用界面化學》作為專業高年級本科生教材，還有相關專業的研究生教學用書。更新和充實后的教材內容，更能充分體現課程價值和對教學成果達成的作用，實現了科教融合和課程教學內容的持續改進。

（三）完善和加強實踐教學環節，深化實踐教學改革，強化學生的工程實踐能力

實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養具有創新意識的高素質工程技術人員的重要環節，是理論聯系實際、引導學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。相關專業緊密結合國家戰略和國際學術前沿要求，培養適應時代變革要求的“新化工”高級專業技術人才，強調學生的工程實踐訓練和教學僅有畢業設計（論文）是遠遠不夠的，而是要有貫穿整個本科階段的培養方案。為此，各專業構建了完善的實踐教學體系，并與企業合作開展實習、實訓，培養學生的實踐能力和創新能力，突出和加強了實踐教學的重要性、綜合性和創新性。

大一階段，鼓勵本科生參與創新創業項目，2019 年第一次嘗試開展大一年度項目交流沙龍的環節，每月一次，共六次，所有參與大一年度項目的學生都要參加一次沙龍，占最終成績的10%，保障了本科生創新創業項目的有效順利實施。在本科生教育中實施導師制人才培養，即組織教授指導學生開展科技創新實驗等科研活動。大二、大三階段，學生可以根據自己的興趣選擇科研導師，在繼續學習理論課的基礎上以專項課題的形式參與導師的科研項目，接觸本專業最前沿的科研領域，或跟隨導師去相關企業參觀，直接參與工程項目的工作，提高實踐能力。大四階段的畢業設計（論文）是學生本科學習的重要內容，是引導學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題以及提高創新能力的重要實踐教學環節，同時也是學生畢業及學位資格認證的重要依據。畢業設計（論文）選題要結合本專業的工程實際問題，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合運用所學知識解決實際問題的能力。邀請企業或行業專家參與對畢業設計（論文）的指導和考核，通過加強對學生的科學管理和細化評分規則來提高人才培養質量。

此外，結合行業發展趨勢以及本領域新技術、新方法的出現情況，適時調整實驗課程設置、更新實驗項目，將教師高水平的科研成果轉化成先進的實踐教學內容。同時，強化校外實習基地建設，組織學生去企業實地實習，企業領導、技術人員參與實習指導，并與企業建立良好的合作關系，使學生開眼界、長知識。

針對疫情期間學生無法返校做實驗的問題，團隊又開展了大學化學實驗數字化體系建設的探索，以完成虛擬仿真實驗并將其作為線下實踐教學的補充，保質保量完成了實踐教學。

三、課程建設成效與未來建設設想

哈爾濱工業大學本次課程建設與改革經過上述多項措施的嘗試和全體教師的共同努力，對各系所開設的相關課程進行了規范化建設。即明晰了專業對學習成果的要求（細化指標點）；建立起支撐學習成果的課程體系（支撐矩陣）；細化了課程目標并落實到課堂教學（通過教學大綱實施）當中；發揮了科學研究對創新人才培養的推動作用，保證課程得以持續改進。教師明確了自己所承擔的課程在教學中需教會學生何種知識，培養學生何種能力及素質，并以這些目標是否實現作為學生學業考核的重要內容，在教學工作中全面貫徹落實工程教育專業認證理念，顯著提升了課堂教學效果，實現了學生知識水平、能力和素質的全面提升。

我校未來還需進一步增強教師的工程教育專業認證理念，明確學生課程知識水平、能力與素質一體化提升的教學要求，引導教師開展以學生為主體、能力為導向的課堂教學改革，以及重視開展綜合考核學生的知識和能力的過程性多元化課程考核方式改革，規范有效開展課程各項教學活動。同時從政策上鼓勵教師不斷提高教學質量，從評價和考核機制上引導教師增加對本科教學的重視程度和投入，重視教學方式方法和學生學習方式方法的改革，不斷提高我校的化學化工類課程教學質量和教學水平。