叢興順,李 敏,劉春麗
(棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院,山東 棗莊 277160)
新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物,概括地說,即培育發(fā)展新動(dòng)能、改造提升傳統(tǒng)動(dòng)能。化工產(chǎn)業(yè)是我國的重要產(chǎn)業(yè),傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)眾多,是推動(dòng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重點(diǎn)領(lǐng)域,化工產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)高校的化工人才培養(yǎng)提出了新的、更高的要求。2017年2月提出"新工科"計(jì)劃,所謂新工科就是對(duì)傳統(tǒng)工科的升級(jí)改造、對(duì)新興產(chǎn)業(yè)人才的培育,以滿足新工業(yè)革命對(duì)人才的需求。因此,在建設(shè)"新工科"和實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換背景下,中國化工高等教育改革必須走向深水區(qū),建立科學(xué)的化工人才培養(yǎng)模式,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的關(guān)鍵。
本文介紹了地方院校在化工人才培養(yǎng)存在的主要問題,分享了棗莊學(xué)院化工專業(yè)的現(xiàn)狀以及改造升級(jí)的一些做法和經(jīng)驗(yàn)?;诮Y(jié)果導(dǎo)向教育(OBE)、“新工科”和“大工程觀”理念,重點(diǎn)討論了培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、大工程觀理念和創(chuàng)新能力的一些方法。
“工程改變世界”受到了人們的普遍認(rèn)可,但是“化學(xué)工程對(duì)世界所帶來的巨大發(fā)展與變革”卻極少被人們提起。相反,化工產(chǎn)業(yè)因偶然出現(xiàn)的事故卻屢屢遭到社會(huì)的詬病,甚至全盤否定,這種以偏概全的片面認(rèn)識(shí)嚴(yán)重制約了化工人才的培養(yǎng)與化工產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。試想航天事業(yè)、建筑行業(yè)、高鐵建設(shè)過程中所發(fā)生的重大事故是否應(yīng)該全盤否定這些偉大事業(yè)呢?因此,徹底改變這種膚淺認(rèn)知,提高認(rèn)識(shí)、樹立正確化工價(jià)值觀勢(shì)在必行。汽油為速度提供了動(dòng)力,油漆刷亮了世界,染料絢麗了衣裳,農(nóng)藥、化肥驅(qū)走了饑餓,醫(yī)藥解除了病痛……,如果沒有化學(xué)工程這一重要的基礎(chǔ)工業(yè),生活將會(huì)是多么的暗淡、低效,多么的寒餓疾苦!化學(xué)工程改善生活、刷新世界、創(chuàng)造未來。
雖然化工產(chǎn)業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一,是未來新興產(chǎn)業(yè)如新能源、新材料的重要支撐產(chǎn)業(yè),對(duì)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國民生活水平提高具有舉足輕重的作用。但是,津?yàn)I海新區(qū)8·12爆炸、江蘇響水3·21爆炸等嚴(yán)重事故也暴露出化工產(chǎn)業(yè)存在著嚴(yán)重的環(huán)境和社會(huì)問題。所以,化工產(chǎn)業(yè)須自我改革,革新"高污染、高危險(xiǎn)、高能耗、低附加值"的傳統(tǒng)化工企業(yè),開啟“綠色、零排放、本質(zhì)安全化、低耗、高附加值”的高端化工新時(shí)代,實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)的新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。
受社會(huì)焦點(diǎn)事故和負(fù)面不當(dāng)輿論的影響,以及化工產(chǎn)業(yè)自身存在的問題,報(bào)考化工專業(yè)的優(yōu)質(zhì)生源明顯偏少,省屬地方院校與省屬重點(diǎn)高校在生源競(jìng)爭(zhēng)上又處于弱勢(shì)。學(xué)生生源質(zhì)量整體水平不高,加之受社會(huì)不當(dāng)輿論影響,對(duì)化工專業(yè)缺乏正確認(rèn)識(shí),學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較低,專業(yè)熱愛度不高。
社會(huì)對(duì)化工專業(yè)畢業(yè)生需求量大,具有很高的就業(yè)率,造成地方院校招聘高素質(zhì)化工青年教師較為困難,且多數(shù)教師是從高校到高校,缺少企業(yè)行業(yè)經(jīng)歷,造成雙師型教師比例較低,難以適應(yīng)新時(shí)代化工人才工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。雖然省屬地方院校近10年投入明顯增加,但是與教育部高校甚至省屬重點(diǎn)大學(xué)在教學(xué)資源上仍存在十分明顯的差距,價(jià)格高昂的硬件仍十分短缺,本科生在校進(jìn)行化學(xué)工程實(shí)踐仍十分困難。因此,地方院校的師資水平和教學(xué)資源亟待提高。
國內(nèi)地方本科院?;I(yè)人才培養(yǎng)具體目標(biāo)不盡相同,各有特點(diǎn)。就人才培養(yǎng)模式來說,各高校仍處在探索和改革階段。傳統(tǒng)人才培養(yǎng)方案難以適應(yīng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)用型人才的要求,這使得近年來我國化學(xué)工程與工藝專業(yè)在人才培養(yǎng)質(zhì)量方面尚存在學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力較弱等問題。因此,進(jìn)一步加強(qiáng)與化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求相適應(yīng)的化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才的培養(yǎng)模式改革,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量,對(duì)于新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換背景下的化工專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)來說已顯得迫在眉睫。目前,化工專業(yè)存在的主要問題是學(xué)生實(shí)習(xí)安排困難,部分企業(yè)出于安全考慮不愿安排學(xué)生實(shí)習(xí)。社會(huì)和企業(yè)參與教學(xué)程度比例較小,這背離了OBE教育理念。對(duì)工程倫理教育重視不足,有調(diào)查發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)校均未專門設(shè)課[1]。導(dǎo)致畢業(yè)生缺乏工程實(shí)踐,難以滿足化工產(chǎn)業(yè)對(duì)應(yīng)用型化工人才的需求。同時(shí),也導(dǎo)致工科學(xué)生理科化現(xiàn)象嚴(yán)重。
創(chuàng)新課程是培養(yǎng)新時(shí)代創(chuàng)新型人才的重要基礎(chǔ),傳統(tǒng)的化工專業(yè)核心內(nèi)容缺乏更新,對(duì)新興化工技術(shù)與交叉技術(shù)較少涉獵。整個(gè)化工專業(yè)的教學(xué)體系幾十年變化非常緩慢,難以滿足高端化工快速發(fā)展對(duì)化學(xué)工程師的要求。
化學(xué)工程與工藝專業(yè)作為棗莊學(xué)院的重點(diǎn)發(fā)展專業(yè)之一,于2006年開始招生,2011年被評(píng)為“山東省特色專業(yè)”,2013年獲批“山東省卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè),2015年獲“山東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)專業(yè)發(fā)展支持計(jì)劃”項(xiàng)目,2016年獲批為“山東省高水平應(yīng)用型立項(xiàng)建設(shè)專業(yè)群”重點(diǎn)項(xiàng)目(2000萬元),2017年加入“中美雙百計(jì)劃”項(xiàng)目。2019申報(bào)“國家一流”專業(yè)。專業(yè)方向與特色為:煤碳的清潔、高效、高附加值利用,同時(shí)開設(shè)精細(xì)化工、新能源新材料等方向,目前擁有“山東省魯南煤化工工程技術(shù)研究院”和“山東省煤化工高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”2個(gè)省級(jí)科研平臺(tái)。
近年來,在國家、省、市和學(xué)校專項(xiàng)資金的支持下,學(xué)院的師資隊(duì)伍、科研設(shè)備、生源質(zhì)量等逐步提升,高水平的師資隊(duì)伍是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。我院大力引進(jìn)青年博士及高層次人才,提供優(yōu)厚的待遇和良好的科研場(chǎng)所,近兩年擬引進(jìn)博士及以上教師20人,師資隊(duì)伍有了明顯的改善。學(xué)院加大招生宣傳,介紹化工產(chǎn)業(yè)對(duì)社會(huì)發(fā)展的積極貢獻(xiàn),改變社會(huì)、家長和學(xué)生的片面認(rèn)識(shí),消除學(xué)生和家長對(duì)化工產(chǎn)業(yè)的誤解,樹立正確的化工價(jià)值觀,生源質(zhì)量逐步提高。近年來,我院購置了氣相色譜/三重四極桿質(zhì)譜儀、高效液相色譜/四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、核磁共振儀、掃描電鏡/能譜儀、X射線衍射儀、顯微拉曼成像光譜儀和全自動(dòng)CHNS元素分析儀等科研設(shè)備,總值3600余萬元。
根據(jù)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換對(duì)人才的新要求,改造人才培養(yǎng)方案,將產(chǎn)學(xué)研合作教育貫穿于人才培養(yǎng)方案中,引入國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),吸收行業(yè)企業(yè)專家參與人才培養(yǎng)方案制定,構(gòu)建一套能使學(xué)生具備良好的專業(yè)知識(shí)、職業(yè)能力、人文素質(zhì)、科學(xué)品質(zhì)和社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)方案。學(xué)校提出了校企雙主體辦學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)校企融合融通,共建共享,我院也積極探索與化工企業(yè)尤其是高新技術(shù)企業(yè)協(xié)同育人的才培養(yǎng)模式,啟動(dòng)中美"雙百計(jì)劃",邀請(qǐng)企業(yè)深度參與教學(xué),優(yōu)化實(shí)踐與創(chuàng)新課程體系、開展產(chǎn)業(yè)教授進(jìn)課堂活動(dòng),實(shí)現(xiàn)校企共建課程,校企聯(lián)合培養(yǎng),使學(xué)生就業(yè)與企業(yè)需求無縫對(duì)接。具體如下:
2016年,化學(xué)工程與工藝專業(yè)啟動(dòng)中美“雙百計(jì)劃”,將美國先進(jìn)的OBE教育理念引入課堂,課程體系中增加了“明辨性思維”、“商業(yè)頭腦和項(xiàng)目管理”和“技術(shù)道德倫理及應(yīng)用科學(xué)”等10余門課程,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程倫理素養(yǎng)。派遣2位骨干教師赴美國參加了多所大學(xué)的教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計(jì)培訓(xùn),多家企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐,提高了教師的工程經(jīng)驗(yàn)。由教育部學(xué)校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心主辦,“2018產(chǎn)教融合平臺(tái)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)”于2018年11月在我校召開,我校產(chǎn)教融合教學(xué)成果獲山東省教學(xué)成果一等獎(jiǎng),標(biāo)志著我校產(chǎn)教融合邁上新臺(tái)階。
啟動(dòng)企業(yè)深度參與教學(xué)制度。培養(yǎng)符合化工企業(yè)需求的化學(xué)工程師是化工高等教育的使命,基于OBE理念,企業(yè)深度參與教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)高素質(zhì)化學(xué)工程師的關(guān)鍵。我院與周邊化工企業(yè)開展"八個(gè)共同"深度合作:共同制定人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、共同完善人才培養(yǎng)方案、共同構(gòu)建課程體系、共同開發(fā)教材更新教學(xué)內(nèi)容、共同建設(shè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、共同組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)、共同開展科技攻關(guān)和技術(shù)研發(fā)、共同評(píng)價(jià)培養(yǎng)質(zhì)量,建立全過程校企協(xié)同育人機(jī)制。根據(jù)企業(yè)需要實(shí)施聯(lián)合培養(yǎng)或訂單培養(yǎng),推進(jìn)人才培養(yǎng)與項(xiàng)目建設(shè)耦合發(fā)展,實(shí)現(xiàn)專業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對(duì)接,企業(yè)參與編寫了《化工原理實(shí)驗(yàn)》等教材5部,提高了學(xué)生的專業(yè)水平和工程實(shí)踐能力。
優(yōu)化實(shí)踐與創(chuàng)新課程體系、邀請(qǐng)產(chǎn)業(yè)教授進(jìn)課堂。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)主要包括三次工廠實(shí)習(xí)(認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí))、一次金工實(shí)習(xí)以及實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。這些教學(xué)環(huán)節(jié)已不能滿足培養(yǎng)適合現(xiàn)代化工企業(yè)需求的化學(xué)工程人才。我們優(yōu)化了實(shí)踐與創(chuàng)新課程體系,增加了“化學(xué)工程與技術(shù)前沿講座”、“企業(yè)安全評(píng)價(jià)”、“企業(yè)能源評(píng)估”、“化工行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景調(diào)研”、“創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練與實(shí)踐”和“企業(yè)環(huán)境評(píng)價(jià)”等選修課程。聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富、素質(zhì)高的企業(yè)總裁、總工程師和省級(jí)行業(yè)評(píng)價(jià)師等作為產(chǎn)業(yè)教授,走進(jìn)課堂為學(xué)生講授這些特色課程,產(chǎn)業(yè)教授現(xiàn)身說法,把創(chuàng)業(yè)精神、創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和社會(huì)責(zé)任感教育引入課堂,使學(xué)生更了解社會(huì)和企業(yè)的現(xiàn)狀與需求,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、工程素養(yǎng)和創(chuàng)業(yè)熱情。同時(shí),產(chǎn)業(yè)教授帶動(dòng)了我院雙師型教師的發(fā)展、拉近了校企之間的距離,順利解決了學(xué)生實(shí)習(xí)難的問題。
構(gòu)建“厚基礎(chǔ),重實(shí)踐,強(qiáng)能力”的課程體系,把信息化技術(shù)與專業(yè)知識(shí)深度融合,課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐、高新技術(shù)、產(chǎn)業(yè)政策密切聯(lián)系、專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育密切聯(lián)系,既有棗莊地方特色,又有滿足新形勢(shì)下產(chǎn)業(yè)對(duì)人才需求的課程體系,突出課程的應(yīng)用性和職業(yè)適應(yīng)性。實(shí)行"五位一體"的應(yīng)用型人才培養(yǎng)課程體系,包括通識(shí)教育平臺(tái)、學(xué)科教育平臺(tái)、專業(yè)教育平臺(tái)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)和集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的背景下,平臺(tái)下的課程需要進(jìn)行改造:(1)增加信息技術(shù)與專業(yè)知識(shí)融合的課程,通識(shí)教育平臺(tái)增設(shè)了"大數(shù)據(jù)與人工智能"課程;(2)通過深入企業(yè),了解企業(yè)的實(shí)際需求,引入專業(yè)新技術(shù)新理論,并實(shí)現(xiàn)新的授課內(nèi)容與現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)銜接。(3)改造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)課程,設(shè)置行業(yè)政策、營銷技巧等方面的課程,滿足學(xué)生職業(yè)的需求。(4)建立立體化實(shí)踐教學(xué)體系,以培養(yǎng)大學(xué)生工程實(shí)踐能力為主線,建立基礎(chǔ)、應(yīng)用、創(chuàng)新三個(gè)實(shí)踐教學(xué)層次,構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。
以化工核心專業(yè)課程的內(nèi)容改造為突破口,鼓勵(lì)教師對(duì)當(dāng)代化工領(lǐng)域的新技術(shù)進(jìn)行歸類研究,選出典型的屬于化工學(xué)科體系的新技術(shù),將其融入化工專業(yè)教學(xué)體系。以化工熱力學(xué)為例,隨著課時(shí)的壓縮,新時(shí)代教學(xué)內(nèi)容的增加,必須適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容?;崃W(xué)與物理化學(xué)中較多的基本概念和基本理論存在重復(fù),如理想氣體的狀態(tài)方程,熱力學(xué)基本關(guān)系式,麥克斯韋關(guān)系式,偏摩爾量和熵增原理等安排學(xué)生自學(xué)[2]。在授課內(nèi)容中引入Aspen Plus軟件[3]、Excel軟件的擬合計(jì)算功能和Visual Basic編程計(jì)算,不僅節(jié)省了課堂上繁雜的計(jì)算過程,將學(xué)生從計(jì)算中解放出來,還提高了學(xué)生運(yùn)用工程軟件解決實(shí)際問題的能力,也節(jié)省了大量的課堂時(shí)間。把熱力學(xué)當(dāng)前研究熱點(diǎn)引入課程,例如在講授基團(tuán)貢獻(xiàn)法時(shí),介紹丹麥工業(yè)大學(xué)開發(fā)的虛擬生產(chǎn)過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室軟件,把基于計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算和設(shè)計(jì)的分子熱力學(xué)方法引入課堂[4]。學(xué)生對(duì)當(dāng)前研究熱點(diǎn)內(nèi)容興趣濃厚,學(xué)習(xí)熱情高,也使得學(xué)生對(duì)化工熱力學(xué)的普遍性、重要性、旺盛的生命力和發(fā)展前景有了更深刻的了解。增加了16課時(shí)的化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn),引入了“超臨界CO2的特性、現(xiàn)象觀察及P-V-T關(guān)系的測(cè)定”、“復(fù)雜體系相圖的測(cè)定與繪制”和“壓縮制冷性能測(cè)定”等與工業(yè)結(jié)合緊密的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生自主分析實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象,尋找實(shí)驗(yàn)過程中存在硬件問題與主觀誤差,提出設(shè)備改進(jìn)的建議。學(xué)生熱情高,能主動(dòng)積極投入實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果、改進(jìn)設(shè)備,效果良好。另外,我院正積極按照專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)改造課程內(nèi)容,并計(jì)劃近兩年將改造后的化工核心課程全部實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,打造多門線下線上“金課”。
工程改變世界,注重學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興、科技強(qiáng)國具有重要意義。Ronald E.Graham認(rèn)為“工程是運(yùn)用科學(xué)最佳地轉(zhuǎn)化自然資源以造福人類的藝術(shù)”,科學(xué)一般不可能直接轉(zhuǎn)化成技術(shù),技術(shù)是工程的產(chǎn)物[5],因此,工程活動(dòng)在科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù),進(jìn)而形成生產(chǎn)力的過程中扮演了舉足輕重的作用。高素質(zhì)工程人才是工程活動(dòng)的主體,是產(chǎn)業(yè)革命的主角,深刻影響著世界經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變革。英國,德國和日本,美國分別在第一,第二,第三產(chǎn)業(yè)革命的推動(dòng)下先后崛起為世界性強(qiáng)國,第四次產(chǎn)業(yè)革命方興未艾,美國和中國兩大世界經(jīng)濟(jì)體都在積極改革高等工程教育,以培養(yǎng)適合時(shí)代發(fā)展的高素質(zhì)工程人才。麻省理工學(xué)院三次工程教育變革(工程經(jīng)驗(yàn)、工程科學(xué)、工程實(shí)踐)舉世矚目,提出了“大工程觀”理念,深刻影響著世界工程教育的變革,2017年8月,該校又啟動(dòng)了新一輪工程教育改革(新工程教育轉(zhuǎn)型計(jì)劃,NEET),嘗試培養(yǎng)引領(lǐng)“未來產(chǎn)業(yè)”發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)型工科人才[6]。我國擁有世界上規(guī)模最大的高等工程教育和工程師數(shù)量,但存在工科人才理科化、工程倫理教育缺失、投入導(dǎo)向、教育與工業(yè)脫節(jié)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力不足等問題。國家和教育部等有關(guān)部門聯(lián)合發(fā)力,深化高等工程教育改革,提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量,2010年6月啟動(dòng)“卓越工程師計(jì)劃”,2011年啟動(dòng)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”,2016年3月李克強(qiáng)在政府工作報(bào)告中提出“工匠精神”,2016年6月,中國正式加入《華盛頓協(xié)議》成為第18個(gè)成員國,2017年2月提出“新工科”計(jì)劃,使中國高等工程教育改革逐步走向深水區(qū)。學(xué)生為中心、結(jié)果導(dǎo)向教育(OBE)、持續(xù)改進(jìn)、終身學(xué)習(xí)、工程意識(shí)、工程倫理、工匠精神和回歸工程實(shí)踐等理念的提出及在工程人才培養(yǎng)過程中的貫徹實(shí)施,使得中國正在從工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國。
優(yōu)秀的化學(xué)工程師隊(duì)伍是化學(xué)工業(yè)健康發(fā)展的根本保障,如何將OBE和回歸實(shí)踐理念引入課堂對(duì)于培養(yǎng)具有卓越工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的化學(xué)工程師至關(guān)重要。OBE將“反向設(shè)計(jì)”與“正向?qū)嵤毕嘟Y(jié)合,即由社會(huì)、企業(yè)等各方面需求確定培養(yǎng)目標(biāo),進(jìn)而確定課程體系、教學(xué)內(nèi)容與各教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)[7],是培養(yǎng)符合社會(huì)、企業(yè)需求人才的最有效方法。在化學(xué)工程取得巨大成就的同時(shí),對(duì)自然單向、過渡地索取帶來了嚴(yán)重的生態(tài)和環(huán)境破壞,麻痹大意、安全意識(shí)薄弱造成了嚴(yán)重的事故,說明提高化學(xué)工程師的“大工程觀理念”(工程意識(shí)、工程倫理、工匠精神[8])刻不容緩。
化工高等教育回歸化工實(shí)踐是培養(yǎng)具有卓越工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)化學(xué)工程師的重要方法。為此,開展了形式多樣的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),如專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)(包括化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)和分離工程實(shí)驗(yàn)等)、企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),虛擬仿真、工程實(shí)訓(xùn),產(chǎn)業(yè)教授專題講座等,并鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種競(jìng)賽、SRT項(xiàng)目等。
借助認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí),指導(dǎo)教師陪同學(xué)生深入企業(yè),積極開展企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),講解化工熱力學(xué)理論知識(shí)在化工企業(yè)中的重要應(yīng)用。企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)后,學(xué)生撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告,并對(duì)工廠中的部分重要工段進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,分析結(jié)果、指出問題,提出改進(jìn)措施,顯著提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室和化工企業(yè)無法滿足的教學(xué)環(huán)節(jié),如開車、停車,突發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,緊急事故等,采用虛擬仿真、工程實(shí)訓(xùn)和產(chǎn)業(yè)教授專題講座的形式進(jìn)行教學(xué)。目前我院建有2D和3D仿真實(shí)驗(yàn)室,工程實(shí)訓(xùn)裝置和中試基地供學(xué)生開展情景模擬教學(xué),有效彌補(bǔ)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不足。以全國化工設(shè)計(jì)大賽、互聯(lián)網(wǎng)+、“創(chuàng)青春”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等競(jìng)賽為抓手,指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)快速地應(yīng)用于解決實(shí)際化工問題,以驗(yàn)證課堂授課、教學(xué)手段與教學(xué)設(shè)計(jì)是否符合OBE理念,對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題和不足反饋到教學(xué)過程中,持續(xù)改進(jìn)教學(xué)過程。由于學(xué)校設(shè)置"課外拓展活動(dòng)"課程,須由學(xué)生自主完成課外活動(dòng)任務(wù),獲得學(xué)分,另外通過大賽的訓(xùn)練學(xué)生往往受益匪淺,因此,學(xué)生積極性很高,近年來獲國家級(jí)、省級(jí)大賽獎(jiǎng)勵(lì)30余項(xiàng),提高了學(xué)生解決實(shí)際化學(xué)工程問題的能力。
結(jié)合課程特點(diǎn),鼓勵(lì)教師引入大工程觀理念。人類是自然的一部分,對(duì)自然的過渡索取會(huì)帶來適得其反的效果,樹立正確的大工程觀理念,對(duì)于社會(huì)的健康、和諧、可持續(xù)發(fā)展意義重大。因此,鼓勵(lì)化工專業(yè)的所有教師將大工程觀理念融于課堂。以化工熱力學(xué)為例,節(jié)能是化工熱力學(xué)的一條重要理念。在講述能量的高級(jí)分析(有效能分析)、吸收式制冷時(shí),將資源短缺、節(jié)能減排意識(shí)帶入課堂。在講解壓縮制冷循環(huán)的制冷劑時(shí),把制冷劑的歷史沿革,氟利昂對(duì)臭氧層的破壞進(jìn)行簡要分享,把環(huán)保意識(shí)引入課堂;工業(yè)上的大型冷庫常常采用氨制冷劑,氨泄漏往往會(huì)造成嚴(yán)重事故,此時(shí),便重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)化工安全意識(shí)。在講解分離計(jì)算時(shí),如何提高產(chǎn)品質(zhì)量時(shí),把精益求精、追求卓越的化學(xué)工程師精神引入課堂,同時(shí)注重經(jīng)濟(jì)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。培養(yǎng)化學(xué)工程師的工程意識(shí)和工匠精神融入課堂,助推他們逐步形成"大工程觀"理念,以更好的造福人類。
培養(yǎng)符合高端化工發(fā)展,具有扎實(shí)的化學(xué)工程基礎(chǔ)知識(shí)、卓越的工程實(shí)踐能力、強(qiáng)烈的工程意識(shí)和精益求精的工匠精神的高素質(zhì)化學(xué)工程師是化工高等教育的重要使命,也是實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換重大工程的關(guān)鍵。本文分析了地方本科院?;I(yè)人才培養(yǎng)過程中存在的問題,分享了我校在化工人才培養(yǎng)模式、課程體系和課程內(nèi)容的改革經(jīng)驗(yàn),指出注重OBE和“大工程觀”,企業(yè)深度參與教學(xué)的整個(gè)過程是培養(yǎng)卓越化學(xué)工程師的重要方法,提出了校企雙主體辦學(xué)
模式,實(shí)現(xiàn)校企融合融通,共建共享。討論了化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)、企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、產(chǎn)業(yè)教授進(jìn)課堂、化工競(jìng)賽、工程實(shí)訓(xùn)、虛擬仿真和“大工程觀”等教學(xué)方法與理念對(duì)于培養(yǎng)具有時(shí)代創(chuàng)新精神與工程倫理的卓越化學(xué)工程師的積極作用。
備注:部分內(nèi)容在2019年“工程教育變革與國際化”國際學(xué)術(shù)研討會(huì)上做過會(huì)議報(bào)告