*孟洪 董亮亮
(1.北京化工大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院 北京 100029 2.江南大學(xué) 化學(xué)與材料工程學(xué)院 江蘇 214122)
深化教育教學(xué)改革是高校雙一流建設(shè)的重要組成部分,為此,教育部相繼印發(fā)了《教育部關(guān)于中央部門所屬高校深化教育教學(xué)改革的指導(dǎo)意見》和《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》,旨在通過教學(xué)改革支撐創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化高校專業(yè)供給側(cè)改革,以經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展需求為導(dǎo)向,構(gòu)建自主性、靈活性與規(guī)范性、穩(wěn)定性相統(tǒng)一的專業(yè)設(shè)置管理體系[1-2]。高校教改主要包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革,其中教學(xué)內(nèi)容是供給側(cè)改革的基礎(chǔ),是帶動教改內(nèi)涵提升的重要保障?!痘せA(chǔ)》是一門知識面廣、密切聯(lián)系化工及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用基礎(chǔ)課程,在培養(yǎng)學(xué)生的工程觀、工程應(yīng)用能力以及綜合知識運用等方面具有重要作用。隨著“新工科”建設(shè)的提出,國家對人才的培養(yǎng)正逐步從特定領(lǐng)域和專業(yè)的技術(shù)型人才向跨領(lǐng)域和專業(yè)的復(fù)合型人才轉(zhuǎn)變。在此背景下,為適應(yīng)復(fù)合型人才計劃的發(fā)展與需求,有必要對《化工基礎(chǔ)》課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置進(jìn)行重新審視,進(jìn)一步拓展教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度,推動課堂教學(xué)供給側(cè)改革。
本文在分析《化工基礎(chǔ)》課程開設(shè)專業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題的基礎(chǔ)上,通過構(gòu)建多元化知識體系框架優(yōu)化課程內(nèi)容、推動化工與經(jīng)濟(jì)、管理、貿(mào)易等知識的深度融合,基于專業(yè)差異性開展多樣化教學(xué)實踐,為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、實現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)涵升級提供基礎(chǔ)和支撐。
《化工基礎(chǔ)》是一門與化學(xué)工業(yè)結(jié)緊密合的基礎(chǔ)課,主要包括基礎(chǔ)理論與化學(xué)工業(yè)實踐兩個部分,以化學(xué)工程的“三傳一反”理論基礎(chǔ)為主線,圍繞無機(jī)化工、有機(jī)化工、生物化工、食品工業(yè)、輕紡工業(yè)等領(lǐng)域,以及化工物流管理、化工安全管理、節(jié)能環(huán)保等方面展開[3]。課程涵蓋化學(xué)工業(yè)中的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理、管理學(xué)原理、國際貿(mào)易等內(nèi)容。同時,化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢、新興化學(xué)工業(yè)及其發(fā)展前景、化學(xué)工程學(xué)前沿等也是該課程需不斷拓展和更新的教學(xué)內(nèi)容。《化工基礎(chǔ)》雖然內(nèi)容上與《化工原理》部分重疊,但由于學(xué)時的限制和開設(shè)專業(yè)的特點,在課程內(nèi)容上有一定程度的精簡。它是在《化工原理》和《化學(xué)反應(yīng)工程》兩門課程的基礎(chǔ)上通過有機(jī)結(jié)合而開設(shè)的課程,具有綜合性、實踐性和多學(xué)科交叉的特點[4]。
化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),不僅在能源、資源、環(huán)境、食品等領(lǐng)域具有舉足輕重的作用,也直接關(guān)系到人們衣食住行等社會的方方面面。近年來化工的發(fā)展更是與社會可持續(xù)發(fā)展、清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等密切相關(guān)。因此,《化工基礎(chǔ)》在高校許多專業(yè)都有開設(shè)的必要和需求。盡管如此,總結(jié)目前的《化工基礎(chǔ)》教學(xué)實踐,仍存在如下主要問題:
圖1 《化工基礎(chǔ)》課程多元化知識體系框架
《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》指出要全面提高課程建設(shè)質(zhì)量[2]。為此,必須加強(qiáng)課程體系整體設(shè)計,提高課程建設(shè)規(guī)劃性、系統(tǒng)性。《化工基礎(chǔ)》課程是研究化學(xué)工業(yè)中的基本原理、工藝流程和主要產(chǎn)品,以及與其相關(guān)的運輸、存儲和市場。課程教學(xué)目的是使學(xué)生對化學(xué)工業(yè)及其發(fā)展前景有一個全面的了解,加深對化學(xué)工業(yè)的整體認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生運用已學(xué)的基礎(chǔ)理論知識分析和解決工程實際問題的能力。進(jìn)一步地,應(yīng)引入經(jīng)濟(jì)學(xué)原理、管理學(xué)原理和國際貿(mào)易知識,發(fā)現(xiàn)、分析和解決化學(xué)工業(yè)中存在問題,優(yōu)化化學(xué)工業(yè)中的工藝流程和產(chǎn)品營銷渠道,從而深化對自己專業(yè)的認(rèn)識和理解。將化學(xué)工業(yè)與經(jīng)濟(jì)、管理、貿(mào)易等知識相結(jié)合,本身就是一個多元化知識的集成與融通,但目前該課程中普遍存在各個孤立知識點的隨意化、碎片化現(xiàn)象,如何構(gòu)建完整知識體系框架,同時能體現(xiàn)新興化學(xué)工業(yè)特色,仍是當(dāng)務(wù)之急。
除了化工專業(yè)外,很多高?!痘せA(chǔ)》課程均面向經(jīng)管類及其他非化工業(yè)專業(yè)開設(shè)。然而,目前的《化工基礎(chǔ)》課程設(shè)置普遍采用“一刀切”的模式,忽略了不同專業(yè)間學(xué)生在知識體系、能力培養(yǎng)以及實際需求等方面的差異性,導(dǎo)致教學(xué)效果欠佳,教學(xué)質(zhì)量下降。例如,對于經(jīng)管等非化工類專業(yè)學(xué)生來說,由于化學(xué)化工基礎(chǔ)薄弱,且課程內(nèi)容含有大量圖表、數(shù)學(xué)符號、公式推導(dǎo)、化工設(shè)備等,與所學(xué)專業(yè)知識的相關(guān)性不高,導(dǎo)致學(xué)習(xí)起來相對吃力,進(jìn)而出現(xiàn)厭學(xué)的現(xiàn)象[5]。而對于化工類專業(yè)的學(xué)生來說,由于與專業(yè)必修課《化工原理》的內(nèi)容部分重疊,使得學(xué)生對《化工基礎(chǔ)》課程的重視度不高,敷衍了事,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃,學(xué)習(xí)積極性不高[6]。對于不同專業(yè)的學(xué)生而言,其必須具備相應(yīng)專業(yè)特色的知識結(jié)構(gòu)與能力結(jié)構(gòu),才能盡快適應(yīng)工作崗位和社會發(fā)展的需求。因此,在國家大力倡導(dǎo)復(fù)合型人才的背景下,如何構(gòu)建符合不同專業(yè)學(xué)生需求的多元化知識體系,優(yōu)化課程內(nèi)容、厘清知識脈絡(luò)和邏輯結(jié)構(gòu),實現(xiàn)知識深度融通,是《化工基礎(chǔ)》課程改革必須探討的一個重要問題。
《化工基礎(chǔ)》課程多元化知識體系構(gòu)建應(yīng)著力如下三點:
現(xiàn)代化工的生產(chǎn)技術(shù)活動不是單獨存在的,而是與市場營銷、人力資源、物流營銷等經(jīng)營管理活動密切聯(lián)系的?!痘せA(chǔ)》課程本身具有知識點碎片化、分散化、多元化等特點。構(gòu)建《化工基礎(chǔ)》多元化知識體系框架,首先要厘清主線,將零散的知識“孤島”有機(jī)聯(lián)系起來,穿針引線,編織一個縱橫交錯的知識框架。同時要面向新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,建立關(guān)于前沿、交叉的儲備知識庫。
如圖1所示,《化工基礎(chǔ)》的主線即是化工“三傳一反”理論及工業(yè)實踐(包括過程工程與產(chǎn)品工程),主干知識包括:化學(xué)工業(yè)概況、化工生產(chǎn)過程概述、化學(xué)工程學(xué)簡介、無機(jī)化工、有機(jī)化工、高分子化工、煤化工、石油化工、生物化工與生物制藥、新能源化工、智能化工、化工安全管理、化工過程開發(fā)與評價、化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢與展望。同時考慮到化工產(chǎn)業(yè)鏈及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特征,《化工基礎(chǔ)》又涵蓋化工現(xiàn)代管理、系統(tǒng)工程、化工物流、化工金融與貿(mào)易、園區(qū)建設(shè)、碳交易等方面的綜合知識。
專業(yè)的差異性導(dǎo)致對知識需求的差異性,對于不同專業(yè)的學(xué)生要分清主次重點、了解主干旁支,構(gòu)建差異化教學(xué)內(nèi)容。如圖2所示,針對經(jīng)管類學(xué)生化工基礎(chǔ)弱、經(jīng)管基礎(chǔ)強(qiáng)的特點,在《化工基礎(chǔ)》課程建設(shè)中應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生的化工基本概念、知識和能力的培養(yǎng),使學(xué)生對化學(xué)工業(yè)的含義、內(nèi)涵、本質(zhì)以及發(fā)展歷程具有一定程度上的認(rèn)知和理解,拓寬學(xué)生的知識面。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)著重化工基礎(chǔ)知識的講授,以化工過程的基本原理、典型化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和工藝流程為主,并輔以視頻和動畫來幫助學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容。此外,在課程內(nèi)容中適當(dāng)增加對化工行業(yè)的新技術(shù)、新設(shè)備、新成果等的講解,有利于豐富學(xué)生的化工知識。特別注重化工通識性知識(如,化工行業(yè)的地位、化工設(shè)備的發(fā)展趨勢、化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售、化工行業(yè)相關(guān)的政策法規(guī)、化工行業(yè)的最新科技成果等)的講解,在此基礎(chǔ)上,兼顧與貿(mào)易、營銷、工商管理、市場分析等經(jīng)管知識的融通,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,提升教學(xué)效果。進(jìn)一步地,使學(xué)生易于將所學(xué)化工知識與經(jīng)管專業(yè)知識有機(jī)結(jié)合起來,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,實現(xiàn)跨專業(yè)間知識的深度融合。
圖2 針對經(jīng)管類和化工類學(xué)生的差異化教學(xué)內(nèi)容
對于化工專業(yè),絕大多數(shù)學(xué)生沒有經(jīng)濟(jì)管理學(xué)科背景,對企業(yè)管理知識、產(chǎn)品的物流、大數(shù)據(jù)的發(fā)掘與整合等的了解非常有限,因此,在面向化工專業(yè)的《化工基礎(chǔ)》課程教學(xué)中,應(yīng)適當(dāng)增加經(jīng)濟(jì)管理學(xué)方面的知識,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,培養(yǎng)出既有化工基礎(chǔ)理論又有經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)知識的、適應(yīng)社會發(fā)展需要的復(fù)合型人才。在教學(xué)內(nèi)容上,應(yīng)精簡化工專業(yè)課已經(jīng)有所涉及的內(nèi)容,加大其他專業(yè)知識的比重。如,針對化工企業(yè)的運行模式,應(yīng)加大企業(yè)管理學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)知識;針對化工產(chǎn)品的應(yīng)用走向,應(yīng)增加化工物流、化工貿(mào)易相關(guān)領(lǐng)域的知識;針對化工生產(chǎn)過程的實際,應(yīng)增加化工安全、園區(qū)建設(shè)、碳交易等方面的知識;針對化工行業(yè)的發(fā)展趨勢,應(yīng)增加對化工大數(shù)據(jù)、智能化工以及化工行業(yè)中產(chǎn)業(yè)鏈-經(jīng)濟(jì)鏈-技術(shù)鏈等的講解;針對化工專業(yè)學(xué)生就業(yè)方向,應(yīng)增加對國內(nèi)外著名化工企業(yè)的概況、排名和人才需求狀況等的介紹,從而使學(xué)生了解所學(xué)專業(yè)與其他專業(yè)的交叉點,認(rèn)識到課程的重要性,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力。
針對經(jīng)管及非化工類學(xué)生,引入“反轉(zhuǎn)課堂”和“情景教學(xué)”模式[7]。以學(xué)生為中心,通過設(shè)置問題、化工模型展示等方式,引導(dǎo)學(xué)生思索,激發(fā)學(xué)生的求知欲。增加典型化工生產(chǎn)案例的講解及課堂討論,鼓勵和啟發(fā)學(xué)生利用經(jīng)管專業(yè)知識去分析化工生產(chǎn)過程,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主性。在課程實踐上,增加化工虛擬仿真實驗和化工企業(yè)經(jīng)營管理的情景模擬實驗,通過學(xué)生的親手操作和親身體驗,在強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)的化工基礎(chǔ)和經(jīng)管專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,提升學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。此外,教師綜合能力的培養(yǎng)也是教學(xué)系統(tǒng)中最重要的構(gòu)成要素之一。通過“校企合作”方式,加強(qiáng)教師與企業(yè)的聯(lián)系,鼓勵教師深入企業(yè)內(nèi)部,既要了解企業(yè)的生產(chǎn)工流程、工藝和規(guī)模,也要知曉企業(yè)的管理、運營和銷售模式,培養(yǎng)教師的綜合能力。只有教師自身具備了豐富的經(jīng)管類專業(yè)知識,才能夠更好地幫助學(xué)生去開闊視野,增長眼界,從而更好地引導(dǎo)和教育學(xué)生。
積極構(gòu)建“教師-專家-企業(yè)家”三位一體的教學(xué)新模式。針對化工類學(xué)生,在教師講述課程的整體框架和基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上,邀請企業(yè)相關(guān)專家對課程中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行專業(yè)講解,同時介紹行業(yè)經(jīng)營管理經(jīng)驗與發(fā)展前沿,及時將最新發(fā)展動態(tài)充實到教學(xué)內(nèi)容中,開闊學(xué)生視野,鼓勵學(xué)生與教師、專家、企業(yè)家之間的互動,引導(dǎo)學(xué)生由被動的知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維。增強(qiáng)課程實踐,構(gòu)建“軟件模擬、案例分析、頂崗實習(xí)、市場分析”等多元化實踐平臺。通過對化工設(shè)備、單元操作等的仿真模擬,加深學(xué)生對化工專業(yè)知識的理解;通過對典型化工案例的分析,加深學(xué)生對化工生產(chǎn)過程和化工安全的認(rèn)識;通過深入企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí),增加學(xué)生的實際動手能力和解決工程問題的能力;通過化工市場的沙盤模擬,使學(xué)生了解市場的走向?qū)ζ髽I(yè)的影響,更加關(guān)注化工生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)效益;通過模擬企業(yè)經(jīng)營管理模式,增加學(xué)生對企業(yè)運營和管理的了解,提升學(xué)生的管理和團(tuán)隊協(xié)作能力。多元化實踐平臺的構(gòu)建,不僅能夠強(qiáng)化學(xué)生對《化工基礎(chǔ)》課程內(nèi)容的學(xué)習(xí),促進(jìn)課上與課下、校內(nèi)與校外、現(xiàn)實與虛擬、理論與實踐,相互融合,相互推進(jìn),還能夠培養(yǎng)學(xué)生的大局觀、工程觀、安全觀、企業(yè)觀和經(jīng)濟(jì)觀。
當(dāng)前,我國正處于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展成功轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期,培養(yǎng)“創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型”人才已成為迫切需求,文理兼?zhèn)?、全面發(fā)展將是新時代高質(zhì)量人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)。高校教學(xué)改革應(yīng)著眼于優(yōu)化布局,提升內(nèi)涵。作為一門理論知識與生產(chǎn)實踐緊密相聯(lián)的課程,《化工基礎(chǔ)》課程的多元化知識體系構(gòu)建,對于梳理跨學(xué)科知識邏輯結(jié)構(gòu),促進(jìn)知識融通與拓展,推動不同專業(yè)差異化教學(xué)具有重要意義。