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“新工科”背景下地方师范院校化工研究

摘要:根据国家教育部对“新工科”建设要求,文章从强化思想引领、面向产业需求定位专业、优化课程体系、重视应用型师资队伍培养和工程实践条件建设、改进教学方法和注重教学评价等六个方面对地方师范院校化学工程与工艺专业建设进行探索和实践。
“新工科”背景下地方师范院校化工研究

1.前言

未来几十年,新一轮科技革命和产业变革将同人类社会发展形成历史性交汇,工程科技进步和创新将成为推动人类社会发展的重要引擎[1]。面对全球范围内新一轮科技革命和产业变革对工程教育提出新的挑战,加快发展和建设新工科,主动适应和引领新经济是工程教育对这一挑战作出的积极响应。从“复旦共识”到“天大行动”再到“北京指南”,“新工科”建设经历了“三部曲”,起承转合、渐入佳境。“新工科”建设开拓了我国工程教育与改革新思路,标志着我国以新工科建设为主体的高等工程教育改革进入一个新阶段。“新工科”中的“新”包括三层涵义:新兴、新生和新型。其中,“新兴”指的是全新出现、前所未有的新学科;“新生”指的是不同工程学科的交叉复合,工程学科与其他学科的交叉融合等而产生的新学科;“新型”指的是对传统的、现有的旧学科进行转型、改造和升级,包括对内涵的拓展、培养目标和标准的转变或提高、培养模式的改革和创新等[2]。化学工程与工艺是利用化学工程学基本原理,将物质和能量转化与传递过程的实验室研究成果转化成现实生产力的传统而又富有强大生命力的学科。在“新工科”背景下,传统的化学工程与工艺专业(以下简称化工专业),特别是地方师范院校化工专业如何适应新一轮技术革命和化工产业转型升级,培养符合时代特色,契合产业需求的工程技术人才,引领和助推地方产业升级,促进地方经济建设和社会发展,是地方师范院校化工专业建设面临的主要任务,也是时代赋予地方院校的责任。

2.化工行业发展现状和发展趋势

中国经济发展已经进入“新常态”,发展速度变化、产业结构优化和发展动力转化成为“新常态”下整个宏观经济转型升级的基本特点和总体要求。在此背景下,化工行业面临前所未有的技术创新和产业升级重要转折时期。当前,新材料、新技术和新工艺的不断涌现对化工行业提出新要求,也正在改变化工产业结构和竞争版图,化工行业发展还面临许多挑战、新问题。

2.1产业结构层次低,产能严重过剩

从化工原料到化工产品整个产业链,张凤宝等[3]将化工产业分为化工原料的开采与加工、基础化工原料制造业、基础化工产品和设备制造业、高端制造业以及战略新兴产业等五个层次,其中,前三个层次占我国石油化工产业结构的96.7%,而高端制造业和战略性新兴产业几乎空白。行业重复投资,产品同质化、低端化严重,造成产业链条极端不顺,产能严重过剩,行业竞争力不强,发展潜力受限等问题。

2.2行业研发能力不足、自主创新能力薄弱

在“十一五”、“十二五”化工行业粗放式发展过程中,地方政府大搞园区建设,招商引资门槛过低;企业利用地方政府优惠政策,过分注重规模和产能的扩张,实施模仿、跟踪式发展,不少中小企业对行业新技术、新工艺关注太少,新产品、新技术、新工艺研发重视不够,社会对行业认可度不高,对科技人才和具有创新性人才储备不足,具有自主知识产权和原创性成果严重缺乏。

2.3资源、环境和安全制约日趋严峻

化工是以资源为原料的行业,化工企业的发展伴随着大量的能源消耗和污染,在全世界各国都面临着资源紧缺、能源紧张、环境污染等情况下,化工的社会容忍度与自然环境承载空间不断压缩。随着国家新环保法、新安全生产法以及水、土壤、空气等环境行动计划政策的实施,资源、环境以及安全问题已成为制约化工行业发展的重要瓶颈。

3.地方师范院校化工专业发展现状

高校化工专业担负着我国化工工程技术人才培养的重任,是实现化工产业振兴和发展的希望所在。我国地方师范院校化工专业都是在化学(师范)以及应用化学专业基础上发展起来的,为区域化工人才的培养发挥重要作用。据统计,2018年,全国有357个高校招收化工专业学生,其中地方师范院校(包括前身是师范院校,后改为独立学院的高校)化工专业有72所,这类高校化工专业发展均表现以下特点:

(1)办学时间短,学科基础薄弱。由于地方师范院校化工专业绝大多数都是我国高等教育规模扩张时的产物,这类院校化工专业办学时间一般都不超过20年。由于办学年限短,加之地方师范院校固有的文理见长的特点,化工专业学科基础薄弱,学科对专业的支撑普遍不足。

(2)教师工程实践背景欠缺。一方面,由于办学时间短,自身储备具有工程背景的教师不足;另一方面,由于受评价机制等多方面因素的影响,我国传统化工毕业的学生工程背景远不及以往同类专业的学生。加之师范院校办工科专业在对工程教育认识方面就有一个过程,多方面因素造成师范院校教师工程教育背景相对薄弱。

(3)工程教育投入不足,实践教学体系不够完善。师范教育和工程教育差异很大,师范教育重视“双基”教育,需要强化教师职业技能(主要是“三字一话”和现代教育技术);工程技术直接面对产业,工程教育人才需要和产业技术人才有较好地衔接,因此,专业实践教学和实验室建设项目多,投入大。工程教育需要基础实验、专业实验、课程设计、设备设计、专业设计等多个实践环节,实践中还要考虑到节能、安全、环保、经济和社会效益多个方面。地方师范院校化工专业由于办学时间较短,经费来源相对单一,在工程实践条件建设、实践教学体系构建方面要需要时间积淀。

(4)工程技术人才培养特色不明显。就人才培养就业去向而言,师范专业学生目标定位就是合格的中(小)学教师,而工程教育专业人才就业去向范围广,面较宽。以化学工程与工艺专业为例,其下设化学工程、化学工艺、应用化学、生物化工和工业催化等多个二级学科。如今,随着学科的快速发展,化学工业已与生物、制药、材料、能源等行业相互渗透、形成一个包括了石油天然气化工、煤化工、有机化工、无机化工、精细化工、材料化工和能源化工等庞大的产业体系。地方师范院校工科专业是因学校规模扩张的需要,在理科基础上发展起来的,跟随成分的比较多,课程体系也比较完善,但是人才培养特色往往不那么明显,与综合性院校以及传统化工院校化工专业人才培养同质化现象比较严重。

4.新工科背景下,地方师范院校化工专业建设探索与实践

许多专家和学者对新工科内涵、建设路径进行了诠释[4-5]。钟登华[6]将新工科的内涵概括为“以立德树人为引领,以应对变化,塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化,创新型工程人才”。那么,在新工科背景下,地方师范院校化工专业建设应如何开展呢?

4.1坚持立德树人,强化思想引领

师范院校的传统和优势是育人。工程教育同样要坚持“育人为本、德育为先、能力为重、发展”的育人理念,在具体实践中,重点抓住三个环节:一是新生入学教育,这阶段主要是让学生了解本专业基本概况,专业办学定位、专业人才培养目标以及毕业要求,强化学生对专业的认识;二是思政课,坚持用社会主义核心价值观作引领,充分利用地方红色文化、典型化工企业的企业文化教育学生,引导树立远大理想、刻苦攻读、立志成才、报效国家;三是专业导论课,选派教学经验丰富、学科背景好的教师开设导论课,重点讲授我国化工行业发展历程和面临的挑战,化工产业发展趋势;本专业课程设置、核心课程所要讲授具体内容、课程学习方法以及具体应用等,让学生更深层次的了解本专业,培养学生勤于思考、善于反思,勇于实践、乐于奉献的精神。

4.2定位,确立“区域导向”的化工专业建设思路

的专业定位是专业办学的起点。江苏是我国高校密集区,也是化工专业人才培养集中区,如何在狭缝中求生存,求发展,将化工专业办出特色,办出水平,实现转型发展,是地方师范院校化工专业面临的挑战。地方师范院校可以围绕区域资源性产业、政府主导的重点产业和国家战略新兴产业办工科专业。为此,在广泛调研和多次认证的基础上,淮阴师范学院化工专业确立了“区域导向”的专业建设思路,在服务面向上,以服务苏北区域化工行业发展为导向,立足苏北,面向江苏,辐射长三角;在培养目标定位上,主要面向中小城市,服务中小企业,培养高素质应用型化工专业技术人才;在培养路径上,坚持产教融合,坚持学科交叉,重点强化学生实践能力和工程素质的培养。

4.3面向产业需求,重构化工专业课程体系

课程体系构建突出“新工科”建设思路。首先是注重学科交叉,体现学科发展趋势。在注重化工专业核心课程,强调专业特质的基础上,重视学科前沿和前沿学科内容的引入,开设化工新材料、生物化工与化工环保等模块课程,通过模块课程教学,拓宽学生知范围,提升学生社会适应能力。其次是强化专业实践,提高学生综合技能。依据“大工程观”,将“工程、综合、实践、责任”等工程教育理念贯穿于能力培养始终,系统规划课内外实践教学环节,形成以能力培养为特征的“三阶段、递进式”实践教学体系。实验教学中,建立了基础数据测试、分离工程、反应工程、化工工艺四大模块实验,增设综合性、设计性实验(30%左右);强化专业技能,开设了Aspen流程模拟与优化、CAD技能培训和仿真实训等内容;重视课程设计,在设计训练环节中注重环保、安全、合作等观念的培养,服务于学生化工专业知识运用、工程思维和创新思维的养成。再次是重视素质教育,突出创新创业精神培养。增设了工程伦理、沟通与交流、逻辑与思维科学等课程,培养学生的科学观、批判性思维能力;开设创新创业教育与创新实践课程,服务学生成长成才.

4.4重视应用型师资队伍培养和工程实践条件建设

按照“团队化、国际化和应用型”师资队伍建设思路,按课程性质组建了基础化学实验、化工原理课程群、化工专业课程群和化工实践课程群等4个教学团队;发挥师范院校“传、帮、带”传统,培养青年教师,强化协同教研。选派多名青年教师到国外知名高校访学,拓宽他们的学术视野,了解国外先进的教学理念和教学方法;选派教师到企业挂职锻炼或担任企业科技副总等方式培养教师的工程实践能力。坚持产教融合,协同育人。在人才培养方案中,设置行业合作课程模块,邀请行业生产经验丰富的工程师兼职上课;专业与企业共建省级重点实验室(工程实验室)3个,省级实验教学示范中心2个,市级科技平台4个。搭建由“学科基础实验——专业基础实验——工程综合实验——科研创新实验”组成的层次递进式实践教学平台。

4.5改进教学方法,不断提高教学效果

狠抓课堂教学改革,推进课堂教学从知识导向向能力导向转变,构建新的课程观;以教师为中心的传授知识向以学生为中心的知识建构转变,构建新的教学观。通过案例启发式、网络互动式、科教融合式、项目式和讨论式等多种教学手段,提高课堂教学效果。建成MOOC3门,网络课程7门,编写课程教学案例库5本。实施人才培养“135”工程,要求一年级学生至少有10%学生参与教师课题研究,二年级再有30%学生参与教师课题研究,三年级学生新增50%学生自带或参与教师课题研究。灵活多样的课堂教学方法产生了较好的教学效果。五年来,化工专业学生获全国化工设计大赛等省部级以上学科竞赛30余项,应届毕业生考研率一致保持在30%以上。

4.6注重教学评价,保持持续改进

充分发挥教学评价在人才培养中的关键作用,制定各主要教学环节质量标准,让评价有据可依。如在化工实践环节,重点考察学生化工专业知识运用、实验操作技能、设计能力、创新能力、语言表达能力和团队协作能力等方面能力,评价时,重点从“听(项目调研、项目分析、调查汇报)、看(操作规范、行为习惯、协作程度)、练(仿真训练、操作流程、过程控制)、评(学生自评、同学互评、教师点评)和考(项目原理、操作技能、成果汇报)”等“五个层面”考察学生综合能力,实现结果评价向注重过程评价以及单一评价向综合评价的转变。建立校内、校外(用人单位和第三方评价)动态调查反馈制度,及时把握和了解教学效果,并在教学中持续改进,形成目标有落实、过程有监督、问题有反馈、反馈有整改的教学质量保障与评价机制。

5.结语

地方师范院校化工专业担负着为区域化工产业发展培养人才的重要使命。由于这类学校“地方性”和“师范性”特质非常明显,社会对这类学校工程技术人才培养往往了解不够,认识上存在偏颇。在“新工科”建设背景下,只要找准专业建设定位,把握工程人才培养基本规律,坚持创新发展、特色发展、协同发展,以生为本,就一定能够为社会培养高素质的化工专业技术人才。

参考文献

[1].让工程科技造福人类、创造未来,2014年国际工程科技大会并发表题为的主旨演讲.[2]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究,2017,38(2):26-35.

作者:徐继明 褚效中 赵宜江

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