“新工科”背景下地方高校化工專業建設的探索與實踐*

朱春山，張巧飛，白紅娟，李冬光，劉廣宇，陳軍航

(河南工業大學化學化工學院，河南 鄭州 450001)

2017年2月，教育部與會高校提出“新工科”概念，對工科注入新的內涵以適應新經濟發展需要而形成工科新形態[1]。互聯網、大數據、人工智能、虛擬現實等現代技術迅猛發展，產業轉型升級和結構調整不斷加快，在線教育、慕課、智慧學習等新的學習形式層出不窮[2-5]，給工科提出了“應對變化，引領未來”的新理念，“培養多樣化、復合創新型卓越程人才”的新要求，“繼承與創新、交叉與融合、協調與共享”的新途徑，成為新工科的內涵和特征[6]。石化和化學工業是國民經濟的支柱產業，為國民經濟和人民生活各方面服務，和交通運輸、農林牧漁、食品加工、醫藥、紡織、輕工、建筑等工業關系密切，在國民經濟和人民生活中具有重要地位和作用[7-8]。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[9-10]。高校化工專業為化學工業的發展提供技術研發和高素質的人才基礎，是化學工業的安全、健康和高質量發展的希望所在。河南工業大學化學工程與工藝專業源于1993年成立的鄭州糧食學院精細化工專業，以糧油資源化工為特色，培養在化工及相關領域從事技術開發、工程設計、工程管理和科學研究的高素質應用型人才。2019年通過工程教育專業認證，2020年獲批河南省一流專業建設，2021年獲批國家一流專業建設。探索建設符合行業、區域和國家經濟社會發展的“新工科”要求，以“學生中心、成果導向和持續改進”為核心教育理念，與國家經濟建設模式轉型升級、綠色發展和可持續發展相一致，立足河南、面向全國、服務區域經濟和化工行業、協調發展的地方高校一流化工專業。

1 加強課程思政建設，推進立德樹人教育

貫徹全國教育大會精神，落實“卓越工程師計劃2.0”和“新工科”建設等重大戰略部署，培養造就德智體美勞全面發展，具有家國情懷和使命擔當的高素質應用型化工技術人才。通過把政治認同、價值引領和家國情懷等思政元素融入專業課程和課堂教學中，向學生進行理想信念、思想道德、工程倫理和公共安全等教育，賦予專業課程的價值引領作用(如圖1)。

圖1 課程思政教育的主要舉措

針對化工行業和專業特點，引導教師從立德樹人出發，開展教學設計研究，凝練思政主線，提升課程思政教育的親和力和針對性，將思想政治工作貫穿于教育教學全過程。圍繞思政主線，以問題為導向，重構知識體系與知識點，在教學中大力弘揚“崇尚科學、勇于探索、報國興學、自強不息”的河南工大精神，秉承“明德、求是、拓新、篤行”的校訓，勵精圖治，薪火傳承，讓學生樹立為實現中華民族偉大復興的中國夢而努力奮斗的堅定信念。

2 構建有特色的化工專業課程體系、教學內容和教學范式

全面落實“學生中心、成果導向、持續改進”的工程教育理念，以新理念引領“新工科”建設，以學科優勢帶動專業發展。科學構建通識平臺課、學科平臺、專業平臺和拓展平臺課課程體系和“實驗、實習、課程設計、科教融合”融通實踐教學體系。積極探索了新工科背景下地方高校化工專業人才培養的新模式，持續改進、優化形成“接地氣”的人才培養方案。

2.1 打破學科壁壘，促進多學科交叉融合

結合學校、學院的辦學特色和專業定位，開展與現代信息技術、能源化學工程、工業生物技術、新材料技術、制造技術等學科的交叉與融合，整合跨學科資源，開設跨學科課程和專業特色選修課程(圖2)，增加學生非主修領域知識的廣度和深度，激發學生的多維度思維，培養學生的創新意識和工程意識。

圖2 具有專業特色的“化工+”知識體系

“新工科”背景下，以學生為中心，充分利用互聯網、物聯網、大數據、云計算、人工智能等知識，反映學科發展和行業發展需求，考慮化工過程強化、化工節能減排、化工安全環保、化工可持續發展等，實現化工過程的智能決策和智慧生產。

讓科研成果、學科前沿走進課堂，提倡科教融合和產教融合，實現教學促進科研，科研反哺教學，以高水平科學研究支撐高質量本科人才培養。圍繞糧油資源化工特色做文章，將最新科研成果及時轉化為教育教學內容，把最新前沿知識傳授給學生，給學生個性化發展提供更加廣闊的空間。

通過學科交叉和資源整合，強調以育人為使命，以工程人才培養為目標，突出了以糧油資源化工為特色，有效推動了我校化工專業的內涵式發展。

2.2 優化教學內容，改革教學范式，打造“金課”

不斷加強課程內容的建設和完善，優化教學內容，積極進行“一流課程建設”；讓科研成果、學科前沿走進課堂，融入工程上的新方法、新工藝等內容，提倡科教融合和產教融合，實現教學促進科研，科研反哺教學。

推進信息技術與化工專業教育深度融合，創新“互聯網+”環境下化工專業教育教學方法；構建線上線下相結合的混合式教學模式，打造智慧課堂，將信息化教學、自主探究式學習深度融合,提高了教學效果。授課之前，開展教學模式設計，進行課前導學、學生線上線下預習，提出自己的初步見解；課堂之中，對關鍵知識點、學習重點和難點及學習方法等進行講解，并通過課堂討論互動等方式加深理解；講授之余，學生進行復習總結、完成作業，師生可通過微信群等多種方式實行交流互動、在線答疑及個性化輔導。一系列教學范式的改革與實踐表明，學生的學習興趣得到提高，解決復雜工程問題的能力明顯提升。

通過優化教學內容，突出了化工專業在糧油精細化工、生物質活性成分的分離與利用、生物質資源高效化學轉化、天然產物基功能材料等領域的教學、科研工作特色與優勢。打造了化工原理、化工熱力學、化學工藝學校級一流課程，建設了化工熱力學、化工分離過程兩門校級“線上線下+課程思政”。

2.3 強化實踐教育，提高專業建設水平

加強多元化實踐教學平臺建設，開展校企合作育人；以“化學工程創新實驗班”為引領，實施導師制管理，以點帶面構建 “卓越工程師”多元化實踐教育模式。

以化學化工基礎實驗為基礎，化工專業實驗為提升，以化工綜合性實驗與教師的科研相結合、與“挑戰杯”課外學術科技作品競賽相結合形成的“科技創新實踐”促進本科生的實驗研究能力和創新實踐能力的提高。

從認識實習到虛擬仿真實習，再到生產實習；從產品規模、經濟效益、技術方案和過程設計的集成，到物料性質估計、化工儀表及自動化控制、新產品研發與計算機模擬的集成，再到化學工程師的職業道德規范、環境和安全因素、化工技術對社會可持續發展等社會問題的集成，實施階梯式工程實踐能力的培養。

將化工過程與工藝設計與化工生產實習相結合，將化工原理課程設計、化工設備機械基礎課程設計、化工過程與工藝設計、畢業設計與全國化工設計競賽相結合，使學生了解化工工藝、化工過程與單元設備設計的基本內容，掌握設計、模擬及優化的基本方法，鍛煉學生綜合應用各方面的知識與技能解決工程問題的能力，培養學生的工程意識、職業精神和社會責任感。

與河南能源化工集團、河南心連心化肥工業公司等校外“產學研”實踐基地共建育人平臺，開展校企合作、協同育人；以河南省生物質資源化工重點開放實驗室等平臺為依托，科教融合、培養學生創新能力，使專業教育實踐與創新性顯著提升。

3 加強基層教學組織建設，提升教學研究水平

探索與“新工科”相匹配的師資隊伍建設途徑，加強教學團隊建設，強化教師工程教育背景，對教師的產業經歷明確提出要求并積極創造條件[11]。通過開展科學研究和產學合作，注重團隊教學和研究成果轉化；以及到生產與研發企業一線學習交流完成；加強對青年教師的培養，提高教學水平。落實青年教師培養“導師制”和“助課制”，提升教師隊伍整體素質；鼓勵教師培訓、進修和訪學，提升教學、學術水平和工程實踐能力；聘請企業技術人員加入兼職教師隊伍。造就了一支結構合理、成果豐碩的專業教學團隊。

作為河南省基層教學組織，持續組織開展各類教學研討會，深化教學重點難點問題研究。積極探索化學工程與工藝專業本科生教育的人才培養模式、教學內容、教學方法、課程體系、教學管理，不斷推動專業的內涵式發展。基層教學組織開展的教學實踐活動如圖3所示。

圖3 基層教學組織開展的教學實踐活動

教師們通過積極參與教學改革，不斷將教改成果融入到日常教學工作中，教師的教學水平和教學效果得到了顯著的提高，有效促進了教師思想觀念從以教為主轉向以學為主，強化課堂重在培養學生協作、溝通、思辨和創新能力。

4 構建內外循環的教學質量監控與評價機制體系，教學質量持續改進

基于學生學習效果的教學質量監控與評價，學校制定了一系列的教學質量監控與管理文件。學院制定了詳細周密的教學工作實施計劃，層層落實，責任到人，并推動教學改革與質量工程的實施，持續改進教學質量。專業及教師按照本專業本科人才培養方案、培養目標和課程所支撐的畢業要求指標點，提交完整的教學文件，包括教學大綱、教學計劃、教案或課件、考核成績與成績分析報告等，并根據教學大綱和課程達成度分析評價辦法，對課程目標和畢業要求指標點進行達成分析和教學總結，找出問題，提出持續改進措施并在后續教學中進行改進。用人單位、行業專家、畢業生、第三方評價機構參與人才培養質量評價，通過問卷調查、座談、訪談等形式，分析人才培養質量、目標達成度和需求變化，針對培養目標、課程體系、工程實踐等方面存在的問題持續改進。通過校、院督導、教學管理人員和學生信息員全方位多視角監控教學過程，保障各個教學環節有序運行。建立了課內-校內-校外三級循環機制，如圖4所示。對課程目標和畢業要求達成情況、畢業生反饋和社會評價結果進行評估。

圖4 “課內-校內-校外”三循環的教學質量監控與評價機制

通過上述舉措，加強專業教學質量監控與評價體系建設，課程達成度評價結果及時反饋給相關教師，用于指導課程教學過程的持續改進，促進課程教學效果提升。畢業要求達成度評價結果反饋給學院和專業，用于指導專業課程體系的持續改進，不斷優化專業培養方案，提高了人才培養質量。麥可思調查顯示，近3屆校友平均專業滿意度為 96.3%；畢業生專業素質好，學生滿意度高。

5 結 語

以立德樹人為根本，緊密結合新工科建設，以糧油資源化工為特色，以建設立足河南、面向全國、服務區域經濟和化工行業、協調發展的國家一流專業為目標，探索和實踐了新工科背景下地方高校化工專業人才培養的新模式，優化形成“接地氣”的人才培養方案；以“學生中心、成果導向和持續改進”為核心教育理念，通過構建通識平臺課、學科平臺、專業平臺和拓展平臺課課程體系和“實驗、實習、課程設計、科教融合”融通實踐教學體系，加強基層教學組織建設和教師發展能力建設，積極打造“一流課程”；建立了課內-校內-校外三級循環機制，有力保障了教育教學質量持續改進，提高了人才培養質量，預期在地方高校化工類專業中具有一定的借鑒和應用價值。