地方高校化工專業(yè)綠色工程課程建設(shè)研究*

肖慧芳，彭雪瑩，張?zhí)锾铮蠲飞R奎蓉，賈明民，毛恒洋，周守勇

(淮陰師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 淮安 223399)

綠色工程指考慮生態(tài)、環(huán)境保護、社會的可持續(xù)發(fā)展和人類健康的工程，要求工程設(shè)計以確保工程質(zhì)量和安全為前提，融入體現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、環(huán)保意識的原則和價值觀，通過工程實施，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善和人類社會的可持續(xù)發(fā)展。我國已在逐步實施綠色工程戰(zhàn)略，將綠色理念融入高校工程教育的目標(biāo)、原則、體制機制等方面進行了科學(xué)的統(tǒng)籌和合理的安排。各高校化工專業(yè)要根據(jù)自身情況制定合理可行的綠色理念，融入工程教育的目標(biāo)或者人才培養(yǎng)計劃。針對綠色化工的特點，在化學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)域的課程強化思政元素走進課堂[1]，將綠色工程教育作為化學(xué)工程專業(yè)本科生培養(yǎng)課程體系的重要內(nèi)容。例如，華東理工大學(xué)化工學(xué)院在學(xué)生的專業(yè)教育課程中，開設(shè)了面向全體工科學(xué)生的企業(yè)EHS風(fēng)險管理基礎(chǔ)課程(Basis of Enterprise EHS Risk Management)，主要講授EHS的基礎(chǔ)知識與實際案例、風(fēng)險評估方法、公共及個人安全保護等內(nèi)容[2]，幫助學(xué)生在開啟職業(yè)生涯之前具備基本的EHS意識與知識的同時，強化學(xué)生綠色發(fā)展觀念。

1 化工課程設(shè)置現(xiàn)狀

為了解各大高校的課程設(shè)置，我們調(diào)查了國內(nèi)化工實力排名前100(根據(jù)教育部第四次學(xué)科評估，我國化工實力較強的高校可分為A、B、C三類，又可細分為A+、A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-九類。)中的86所高校所設(shè)置的常規(guī)課程和特設(shè)課程，并進行歸納總結(jié)，如圖1所示。圖1中在理論課程的設(shè)置上，各大高校的四大化學(xué)(無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué))、化工原理、化工熱力學(xué)等基礎(chǔ)課程設(shè)置率為100%。石油化工工藝學(xué)與精細化學(xué)品合成工藝占比分別為29.1%與45.3%。數(shù)據(jù)顯示，大部分高校還是以綜合培養(yǎng)為主，綠色化學(xué)的設(shè)置率僅有16.3%。部分高校已經(jīng)執(zhí)行了教育部關(guān)于《綠色低碳發(fā)展國名教育體系建設(shè)實施方案》的通知[3]。中南大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，基于綠色工程和綠色化學(xué)的理念，面向化工專業(yè)的本科生系統(tǒng)開設(shè)了綠色化工導(dǎo)論、環(huán)境工程、化工環(huán)保與安全、資源化學(xué)導(dǎo)論等綠色化工相關(guān)課程[4]。石河子大學(xué)開設(shè)了環(huán)境化學(xué)、低碳與循環(huán)經(jīng)濟導(dǎo)論、生態(tài)文明導(dǎo)論等課程[5]。上海大學(xué)開設(shè)了環(huán)境與資源保護及可持續(xù)發(fā)展[6]。哈爾濱工程大學(xué)和中國海洋大學(xué)開設(shè)了環(huán)境化學(xué)[7-8]。還有許多高校開設(shè)了綠色化學(xué)、化工環(huán)保與安全等課程。全國各高校都在逐步完善相關(guān)課程設(shè)置，在課堂中加強思政元素融入。基礎(chǔ)石化、通用專用合成材料、精細化學(xué)品等方面課程的教學(xué)過程聚焦綠色低碳發(fā)展，強調(diào)化工污染及其防治，引導(dǎo)本科生牢固樹立綠色低碳發(fā)展理念，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)添磚加瓦。

圖1 各類學(xué)校化工專業(yè)開設(shè)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程統(tǒng)計

2 推動綠色工程課程建設(shè)的方法

對86所高校化工專業(yè)的課程設(shè)置調(diào)查，結(jié)果顯示高校綠色工程課程建設(shè)仍需完善。針對此問題，本文提出了開展任務(wù)驅(qū)動教學(xué)、明確培養(yǎng)目標(biāo)，有針對性地開設(shè)綠色課程。各高校根據(jù)地方性、應(yīng)用性，構(gòu)建符合特色綠色工程課程體系的方法，以推動綠色工程課程建設(shè)。

2.1 開展任務(wù)驅(qū)動教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法將傳統(tǒng)的以傳授知識為主的教學(xué)理念轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式教學(xué)理念[9-10]。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)在綠色化工教學(xué)中采用了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，鼓勵學(xué)生參與到課程教學(xué)中，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力。教師先引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實問題；再組織學(xué)生以交流、討論或課后查找資料及相關(guān)調(diào)研來提出方案，解決問題；最后給予評價。在教學(xué)過程中，教師將學(xué)生分為不同的小組，給每個小組規(guī)定不同的任務(wù)主題，或就一個主題提出多個問題。例如，生活中的洗化用品對人體是否有害；如果對人們有影響，該如何消除或減少有害影響。讓學(xué)生進行交流、討論、查閱資料并進行匯報。教師和其他組進行評價。且任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的成效較為顯著。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)在校學(xué)生、已經(jīng)參加工作的學(xué)生、化工相關(guān)行業(yè)的畢業(yè)生和其他行業(yè)的學(xué)生，都認為綠色化學(xué)與化工課程教學(xué)對自己形成生態(tài)環(huán)保觀念、可持續(xù)發(fā)展理念、化工安全操作習(xí)慣等產(chǎn)生了深刻的影響[11]。通過任務(wù)驅(qū)動，促使學(xué)生自主參與到綠色工程課程中，推動綠色工程課程建設(shè)。

2.2．明確培養(yǎng)目標(biāo)、針對性開設(shè)綠色課程

地方高校化工專業(yè)要明確應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，有針對性地開設(shè)“可持續(xù)發(fā)展中的技術(shù)”基礎(chǔ)課程。高校將綠色可持續(xù)發(fā)展理念融入教學(xué)過程，確立“知識傳授、能力培養(yǎng)、價值塑造”三位一體的育人目標(biāo)，培養(yǎng)適應(yīng)中國特色社會主義核心價值觀和綠色發(fā)展理念的高精尖人才。通過相關(guān)課程的設(shè)置，樹立學(xué)生的綠色發(fā)展理念、可持續(xù)發(fā)展意識、科學(xué)精神與人文底蘊、職業(yè)素養(yǎng)和社會責(zé)任感等。高校增強部分課程的應(yīng)用性和實踐性，強調(diào)綠色化工新模式[1]，構(gòu)建綠色工程課程體系離不開課程思政。全國各高校通過加強課程思政，加快構(gòu)建適合自身的綠色工程課程體系。華東理工大學(xué)通過化工原理課程思政教學(xué)和改革，培養(yǎng)學(xué)生的綠色工程理念，有效推動了自身構(gòu)建綠色工程課程體系[12]。可將課程設(shè)置為三個層次。一是理論課程設(shè)置。在進行基礎(chǔ)課程教學(xué)時，融入綠色化工理念，將“原子經(jīng)濟性”作為核心內(nèi)容植入學(xué)生的日常學(xué)習(xí)中。學(xué)生要具備必要的人文社會素養(yǎng)、堅定的社會主義思想和較高的科學(xué)研究素質(zhì)；二是實踐課程設(shè)置。為了加強實踐育人，教師在教學(xué)過程中引入新能源和廢棄物資源化高效利用等概念。拓展介紹實驗化學(xué)品遵循“4R”原則(減量、復(fù)用、回收、再生)和環(huán)境友好型分析技術(shù)[13]。培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，使其能夠應(yīng)對復(fù)雜工程問題，利用現(xiàn)代工程工具以及信息技術(shù)做出合適解決方案；三是能力培養(yǎng)課程設(shè)置。旨在提高學(xué)生內(nèi)在素質(zhì)，錘煉過硬本領(lǐng)，使學(xué)生思維視野、思想觀念、認識水平跟上時代發(fā)展。在能力培養(yǎng)中融入思政元素，培養(yǎng)學(xué)生在繪制過程中，擁有更加符合綠色發(fā)展、符合雙碳目標(biāo)的思想觀念和創(chuàng)新方向。利用繪圖軟件拓寬學(xué)生知識面。目前化工專業(yè)學(xué)習(xí)AutoCAD制圖軟件，著重于二維制圖，主要是化工零件圖制。根據(jù)專業(yè)方向可以引入ChemCAD系統(tǒng)和(Process)PRO/II化工工藝模擬計算軟件。在創(chuàng)新能力方面培養(yǎng)，教師引導(dǎo)鼓勵學(xué)生參加化工競賽，參與科研研究，通過實踐來提高學(xué)生的創(chuàng)新能力以及動手能力。

2.3 各高校根據(jù)區(qū)域特色和產(chǎn)業(yè)需求構(gòu)建符合特色綠色工程課程體系

對86所高校化工專業(yè)的課程設(shè)置的調(diào)查結(jié)果顯示，地方高校的多數(shù)特色課程主要來源于學(xué)校的獨特的研究方向，且多數(shù)研究方向與區(qū)域特色緊密相關(guān)。四川大學(xué)化工學(xué)院在構(gòu)建綠色工程課程體系時，結(jié)合了自身在低碳新能源和磷化工領(lǐng)域的科研特色及優(yōu)勢，在專業(yè)實驗室建設(shè)了低碳新能源特色專業(yè)實驗體系和綠色磷化工特色專業(yè)實驗體系，為西南地區(qū)培養(yǎng)特色人才[14]。如表1所示，除基礎(chǔ)理論課程(如四大化學(xué)、生物化學(xué)基礎(chǔ)、工業(yè)催化、綠色化工、化工設(shè)計、化學(xué)過程分析與合成、分離工程、化工傳遞過程基礎(chǔ)、化工節(jié)能與過程熱集成，實踐課程(四大化學(xué)實驗)和能力培養(yǎng)課程(ChemCAD系統(tǒng)、(Process)PRO/II化工工藝模擬計算軟件)，可創(chuàng)設(shè)特色研究方向，開展特色課程。例如，遼寧石油化工大學(xué)，開設(shè)了石油化學(xué)(雙語)、石油加工化學(xué)和油田應(yīng)用化學(xué)等作為特色課程[15]。這些課程有利于培養(yǎng)學(xué)生的國際視野，強化專業(yè)技能，促進石油化工方面深入研究。吉林大學(xué)開展了精細化工概要、精細化工產(chǎn)品合成原理與工藝學(xué)、精細化工反應(yīng)工程學(xué)等課程[16]，在精細化工方面重視基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識、基本技能和科研素養(yǎng)的全面訓(xùn)練。地方高校將石化深加工、化工新材料、精細化工和生物化工等作為特色研究方向，開設(shè)相關(guān)課程，例如石油加工方向可開設(shè)石油加工化學(xué)、石油化工工藝學(xué)、石化原料生產(chǎn)技術(shù)等課程；化工新材料可開設(shè)新型功能材料、碳材料科學(xué)等課程。精細化工可開設(shè)精細化工工藝學(xué)、精細化工反應(yīng)工程學(xué)、精細化學(xué)品復(fù)配技術(shù)等課程；生物化工方向可開設(shè)生物質(zhì)化學(xué)工程、生化分離技術(shù)、生物化工工藝學(xué)等課程。

表1 “化工課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容”

江蘇沿海地區(qū)初步形成以石化和精細化工、船舶和海洋工程裝備、醫(yī)藥、新能源、新材料等為主的特色產(chǎn)業(yè)體系[17]。石化產(chǎn)業(yè)資源資金技術(shù)密集、產(chǎn)業(yè)鏈長、關(guān)聯(lián)度高、帶動性強，在促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級和拉動經(jīng)濟增長中發(fā)揮重要作用。江蘇省政府網(wǎng)所發(fā)布的《江蘇省“十四五”制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃》文件，明確了石化工業(yè)為發(fā)展路線，指出“十四五”期間，江蘇石化產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展石化深加工、化工新材料、精細化工、專用化學(xué)品等產(chǎn)業(yè)和項目，壯大生物化工產(chǎn)業(yè)，開發(fā)低碳，生態(tài)友好型化工新產(chǎn)品[18]。江蘇各高校以服務(wù)地方經(jīng)濟與行業(yè)發(fā)展為目標(biāo)培養(yǎng)更多應(yīng)用型人才，兼顧綠色工程育人目標(biāo)，為地方經(jīng)濟發(fā)展提供“高、精、尖”的化工人才。江蘇石化產(chǎn)業(yè)以“高端化、精細化、節(jié)能化、和低碳化”為基本要求，主要在基礎(chǔ)石化產(chǎn)業(yè)、通用和專用合成材料產(chǎn)業(yè)、新鄰域精細化學(xué)品產(chǎn)業(yè)、鹽化工產(chǎn)業(yè)等方面需要研發(fā)高端新技術(shù)的科技人才。高校基于綠色工程發(fā)展，按照“重基礎(chǔ)、強應(yīng)用、能吃苦、注環(huán)保”的人才培養(yǎng)要求，培養(yǎng)一大批善于發(fā)現(xiàn)問題，敢于提出問題，勇于解決問題的基礎(chǔ)知識扎實、專業(yè)技術(shù)突出、甘愿埋頭苦干、具有環(huán)保意識的大國匠才。

3 國家、企業(yè)、地方和高校多方參與推進綠色工程課程建設(shè)

綠色工程課程建設(shè)不僅需要高校作為實施主體，全力以赴推進建設(shè)，而且需要企業(yè)與國家等多方協(xié)作，共同推動。如圖2所示，以三方合作推動綠色工程課程建設(shè)：1)學(xué)校加強基礎(chǔ)教育，著重突出學(xué)校特色，加強思政融入課堂教學(xué)；2)國家提供法律保障和政策支撐，推動企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，增加企業(yè)對綠色工程人才的需求；3)企業(yè)走進課堂，開設(shè)實踐性技術(shù)教學(xué)，有利于學(xué)校在實踐課程上的改革。高校綠色工程人才培養(yǎng)可從三個方面著手：1)校園文化建設(shè)上大力加強綠色校園文化建設(shè)，讓綠色化學(xué)理念走進學(xué)生的日常生活；2)向化工專業(yè)本科生灌入綠色科研理念，引導(dǎo)學(xué)生積極參與有關(guān)綠色工程有關(guān)課程的建設(shè)；3)開展綠色化工講座，樹立學(xué)生綠色工程意識。企業(yè)是地方高校化工專業(yè)綠色工程人才培養(yǎng)使用的最終市場，是檢驗化工人才綠色理念的最終平臺。為提高企業(yè)參與工業(yè)綠色發(fā)展的熱情，我國初步形成“以法律為保障、以政策為支撐、以標(biāo)準(zhǔn)為指引”的制度體系，取得了一定的成效(例如，“十三五”期間國家法律政策的強力推動，明顯提高了企業(yè)的參與熱情)。各行業(yè)的特點不同，能源資源利用和污染物排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)也不相同。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，相關(guān)法律法規(guī)處于逐步完善階段，系統(tǒng)設(shè)計和全面調(diào)整工業(yè)綠色發(fā)展的部分問題仍有很多阻礙。不少企業(yè)有了綠色轉(zhuǎn)型意愿，也不知該從何開始。國家出臺的有關(guān)綠色發(fā)展的政策，正向激勵企業(yè)積極參與進來。企業(yè)積極響應(yīng)國家政策：1)在產(chǎn)品全生命鏈的研發(fā)、生產(chǎn)、流通上設(shè)置綠色崗位；在企業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、流通的人才選用過程中重視綠色技能、綠色思維方式、綠色管理能力，以此來激勵學(xué)生學(xué)好綠色化工可持續(xù)發(fā)展的有關(guān)課程。2)走進地方高校，強調(diào)企業(yè)綠色發(fā)展理念，開展大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)、職業(yè)生涯規(guī)劃講座，介紹企業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。通過開展多方合作的產(chǎn)學(xué)研，企業(yè)深度參與推動綠色工程課程建設(shè)全過程。企業(yè)協(xié)同制定培養(yǎng)目標(biāo)、建設(shè)實踐教學(xué)基地、開展教學(xué)研究、評價培養(yǎng)質(zhì)量。綠色工程課程建設(shè)與行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程相融合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決實際問題的能力[19]，使本科生重視企業(yè)發(fā)展的綠色理念，具有保護環(huán)境的使命感、責(zé)任心和道德觀，有力推動綠色工程課程建設(shè)。

圖2 三方合作推動綠色工程課程建設(shè)圖

4 結(jié)語

高校化工專業(yè)綠色工程課程構(gòu)建迎合了碳達峰、碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。本文對化工實力排名前100的86所高校在雙碳目標(biāo)背景下的化工課程設(shè)置進行總結(jié)研究。針對高校綠色工程課程建設(shè)仍需完善的問題，本文提出了1)開展任務(wù)驅(qū)動教學(xué)；2)明確培養(yǎng)目標(biāo)，有針對性地開設(shè)綠色課程；3)各高校根據(jù)區(qū)域特色和產(chǎn)業(yè)需求構(gòu)建符合特色綠色工程課程體系的方法。最后，推動構(gòu)建綠色工程課程建設(shè)需要國家、企業(yè)、地方高校等多方協(xié)作。國家通過法律保障，政策支持，加快企業(yè)向綠色轉(zhuǎn)型，增大企業(yè)對綠色工程人才的需要，為推動高校完善綠色工程課程建設(shè)保駕護航。企業(yè)更進一步走進課堂，深度參與推動高校綠色工程課程建設(shè)。