化學工程與工藝專業人才培養模式

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摘要:以鄭州工程技術學院化學工程與工藝專業為例，介紹了新工科背景下新建地方本科院校人才培養模式，包括專業課程的設置、實踐體系的構建、工程能力及創新能力的培養。通過該模式的實踐應用，培養了具有一定的工程實踐能力、創新能力，能夠適應區域經濟發展的應用型人才。

關鍵詞:地方本科院校;新工科;工程能力;人才培養模式

根據教育部相關數據，截至2017年底，我國高等學校總共2631所，地方高校(包括高職院校)共有2512所，占95%。在本科院校中，中央部委主管高校119所，地方本科院校1124所，民辦本科高校424所。地方高校是我國高等教育的主體部分和中堅力量。中國人力資源市場信息監測中心統計分析結果顯示，隨著產業結構的不斷升級，社會對具有專業技能和創新能力的工程應用型人才需求日益迫切。大學的大規模擴招使得畢業生數量逐年增加，高校畢業生就業壓力大，一些學生甚至出現一畢業即失業的情況。企業急需人才招聘難與畢業生就業難的供需出現矛盾。我國傳統的高等工程教育很大程度上已不能適應經濟發展的需求，新一輪科技和產業革命的發展迫切需要改造和升級一批傳統工科或采用新技術建設和發展一批新興工科。為推動工程教育改革，2017年2月18日，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會，在會上發表了“復旦共識”。“復旦共識”中明確指出，地方高校應主動對接地方經濟社會發展需要和企業技術創新要求，把握行業人才需求方向，充分利用地方資源，發揮自身優勢，凝練辦學特色，深化產教融合、校企合作、協同育人，增強學生的就業創業能力，培養具有較強行業背景知識、工程實踐能力、勝任行業發展需求的應用型和技術技能型人才［1］。河南地處中原，化學工業資源相對比較豐富。目前擁有規模以上的化學工業企業1427家，工業總產值達到4739．5億元，居全國第5位。化學工業占全省工業的比重達到10%左右，在全省經濟和社會發展中占有舉足輕重的地位。河南省化工行業從以前的基礎化工逐步向精細化工、高端產品發展，產業結構逐步調整，以化工為主導的產業集聚區主要分布在濮陽、信陽、新鄉、三門峽、平頂山、南陽、商丘等地。各產業集聚區逐漸形成了各自的優勢和特點，如濮陽、洛陽偏重于石油化工;開封精細化工以農藥和食品添加劑為出發點，壯大產業集群;平頂山則力圖打造“尼龍城”;許昌襄城縣快速發展硅材料;葉縣、南陽依托資源優勢形成了以鹽化工為主的產業集群［2］。河南化工行業的快速發展需要大批專業人才的支撐。化學工程與工藝專業屬于工程類學科，具有技術密集、人才密集、資本密集等特征，工科特色顯著，實踐能力要求高。目前為止，省內開設化學工程與工藝本科專業的院校有18所，其中不乏鄭州大學、河南大學等雙一流高校，還有河南師范大學、鄭州輕工業大學、河南科技大學、河南工業大學、南陽理工學院、許昌學院等省內地方院校。據陽光高考平臺數據顯示，2019年河南省普通本科院校化工類專業畢業生為2054人(含化學工程與工藝、制藥工程、收稿日期:2021－08－30基金項目:2019年校級教育教學改革研究與實踐項目［本科高等教育類(ZGJG2019006A)］作者簡介:郭林(1975—)，女，副教授，從事化工工藝研究工作，E－mail:hnzzglin@126．com。·06·河南化工HENANCHEMICALINDUSTRY2021年第38卷能源化學工程等)，基于河南省化工行業的發展速度及規模，在未來5～10年中，化工行業人才仍將有較大的缺口。化學工程與工藝專業擔負著為化學工業培養高素質工程技術人才的重任。鄭州工程技術學院是2015年新升本科的地方院校，辦學定位是對地方經濟社會發展有一定支撐作用，在省內外有一定影響力的應用型本科院校。根據鄭州市及河南省支柱產業的發展需要，圍繞省市化工產業人才需求和學科基礎需求，學校二級學院———化工食品學院于2017年申報化學工程與工藝本科專業，同年獲教育部備案，2017年開始招收第一屆本科生，首批招生70人。

1培養方案制訂依據和目標

1．1專業定位

根據學校地方應用型本科院校的定位，按照《鄭州工程技術學院“十三五”教育事業發展規劃》確立的發展戰略和人才培養目標，化學工程與工藝專業建設以服務地方經濟社會發展為目標，堅持產教融合、開放發展，強化化學工程與工藝專業校內外實習實訓基地建設，深化課程、教材與學科建設，著力培養德、智、體、美、勞全面發展，具備良好的職業道德、人文素養和創新精神，系統掌握化學工程與工藝專業知識，具有工程實踐能力，能夠解決復雜工程問題，在化工、能源、環保、材料、冶金、生物工程、輕工、醫藥等領域從事生產運行與技術管理、工程設計、技術開發、科學研究等方面工作的高素質應用型人才，為鄭州及河南化學工業的發展提供人才支撐。

1．2人才培養方案制定依據

人才培養模式決定人才培養質量，好的人才培養模式能最大限度地提高人才的綜合素質及適應社會的能力。根據專業定位及培養目標的要求，學院組織教師到省內外相關院校進行調研，收集并研究了同類專業的人才培養計劃，邀請企業及行業協會專家參與人才培養方案論證，征詢企業對人才的知識體系及能力要求，對照《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》，結合國際工程教育專業認證要求，吸納同行專家及用人單位意見，按照《鄭州工程技術學院關于制訂、修訂本科人才培養方案的指導意見》的規定，編制了2017版化學工程與工藝專業人才培養方案。

2課程體系構建

以“適應地方經濟社會發展，培養優秀應用型人才”為目標，根據行業企業對核心崗位的能力要求和學生認知、能力遞進規律，加強應用實踐能力及工程實踐能力的培養，兼顧學生持續發展、素質能力和創新能力培養，從崗位需求出發，按照“基本能力→專業能力→綜合能力”遞進規律，進行課程體系的設置。具體分為三大模塊:理論知識模塊、實踐模塊、創新創業模塊。課程體系構建結構圖如圖1所示。

2．1夯實理論基礎

通識教育基礎課程針對本科生綜合素質與全面能力提高設置通識教育基礎課程，分為大學英語、高等數學、形勢與政策、計算機、體育和軍事等。學科基礎課程包括高等數學、大學物理、無機與分析化學、有機化學、物理化學、工程制圖等，注重學生專業基礎知識和技能的培養。專業核心課程包括化工原理、化工熱力學、化工設計、化工設備機械基礎、化工儀表與自動化、化學反應工程、化工工藝學等主干課程。在課程設置上突出學科交叉融合，在專業課程的設置上，分為兩個方向:①精細化工方向;②化工新材料方向。兩個方向既能較好地對接鄭州(河南)產業發展需求，又能突出化學工程與工藝專業應用型人才培養的特點;在理論課程設置方面，充分聽取校內外專家的意見和建議，增設《實驗設計與數據處理》課程，培養學生實驗設計與處理的能力，為學生以后進一步發展培養科學實驗訓練思維;同時為了幫助學生學歷上進一步提升，強化考研專業課《化工原理》《物理化學》，優化與企業生產緊密相關的工藝方面、安全方面的知識。

2．2構建以能力提升為主線的實踐教學體系

理工科學生在接受理論知識教育的同時，還應該樹立工程意識，注重實踐操作能力和創新能力培養，使自身的整體知識結構、工程素養、創新能力得到全面優化［3］。而實踐教學是應用型人才培養的關鍵環節，同時也是工程知識轉化為工程能力的重要環節。實踐環節包括實驗、工程設計和實習。2．2．1實驗教學實驗教學是固本強基的重要手段，也是培養學生創新能力的有效手段。化學工程與工藝專業打破傳統的實驗教學模式，將實驗教學內容進行整合，分為三個層面:基礎實驗、化工實驗、綜合實驗。基礎實驗包括物質的合成、分離、鑒定與表征，常見儀器的使用，物質的定性與定量分析，基本物理量及物化參數的測定，主要是驗證性實驗。強調基礎性，著重進行基礎知識、基本操作、基本技能的訓練，培養學生良好的實驗習慣和邏輯思維能力。化工實驗包括化工原理實驗和專業實驗，后者涉及化工熱力學、反應工程、分離技術、化工工藝等內容。通過化工實驗教學對學生進行實驗設計、實驗操作和技術、數據處理能力、觀察能力、分析能力、表達能力和團隊合作能力的全面訓練，進一步加深基礎理論的理解，培養學生對實驗現象進行分析、歸納和總結的能力，從而提高靈活運用知識、理論聯系實際的能力。綜合實驗重點訓練學生綜合運用各學科理論知識和實踐技能以完整地解決實際問題的能力，培養具有良好的科學思維方法和科研能力，以綜合性、設計性和研究性為主，突出學生的主動性，部分實驗是根據科研成果提煉設計的研究性實驗，教師僅提出主題背景和指導方向，給學生留有充分的時間和空間思考、獨立完成實驗，有效培養了學生的文獻檢索能力、創新能力及科研能力。加強工程實踐，讓工程實踐貫穿整個學習過程，以化工食品學院產學研合作實訓中心、分析檢測綜合實訓中心、化工過程與裝備工程中心、工程訓練中心等校內實訓中心為平臺，結合小型化工生產線真實項目，真題真做，使學生得到系統、真實的實踐技能訓練。從注重基礎理論知識到基本實驗技能的提高，再到實驗的完整設計及現有實驗裝置的改進，在實驗過程中實現學生工程能力及創新能力的不斷提升。2．2．2工程設計從化工原理課程設計、化工設備機械課程設計及專業課程設計到畢業設計的過程中，注重將化工設計的標準、規范與工程意識、環保與安全理念融入化工單元操作設計、化工工藝設計、化工設計和設備設計和選型中，不斷提升學生綜合運用所學理論知識解決實際生產中產品開發、工程設計和生產管理中遇到問題的能力。2．2．3實習實習包括認識實習、生產實習、畢業實習。通過實習使學生掌握基本的生產操作知識和技能，實現對化工生產過程從感性認識，到理解、掌握。能把書本上的理論知識與實際生產過程相聯系，實現理論知識向實踐應用能力的轉化，有助于提高解決復雜工程實踐問題的能力，培養其高度責任感、精益求精的工作態度和良好的安全、法律、經濟意識。為了給學生校外實踐教學提供更加良好的環境，學院與鄭州西格瑪化工有限公司、鄭州安圖生物工程股份有限公司、鶴壁海格化工科技有限公司、遂成藥業股份有限公司、濮陽中原大化等十多家知名企業簽訂了校企合作協議，建立了穩定的校企合作關系。完善的實踐教學體系，使學生經過課內實驗、課程設計、校外認識實習、生產實習、畢業設計(論文)等多方位實踐環節，有效提高應用實踐能力及工程實踐能力。

2．3培養創新創業能力

為培養學生的雙創能力，在人才培養方案中增設了創業基礎和綜合教育與創新創業教育實踐等第二課堂，著力培養學生創新精神和創新創業能力。通過定期開展學術講座、社會實踐、體育競賽、文藝活動、學生科研、開放實驗、學科競賽、創業活動等豐富的形式實現學生的綜合教育和創新創業實踐教育。2．3．1賽教融合，促進雙創實踐第二課堂積極鼓勵學生參加校級、省部級和國家級的各類競賽活動，將科研創新訓練和科技競賽融入教學，以研促學、以賽促學，全面提升學生的創新創業能力。目前全國范圍內的競賽項目有數學建模大賽、化工實驗大賽、化工設計大賽等。學科競賽是學生綜合運用知識能力的比拼，比賽的內容涉及數門課程，例如化工設計大賽涉及化工設計、化工工藝設計、化工單元操作、化工機械與設備、安全與環保、技術經濟等知識，需要學生掌握扎實的理論基礎知識，并能夠靈活熟練應用。而傳統的課堂教學，課程內容相對較為獨立，學生通常很難理解知識間的相互聯系。通過參與學科競賽，學生將學到的各科知識串起來，解決具體問題，從而形成系統的知識體系。通過參加各種比賽，學生的實踐動手能力和創新能力取得明顯增強，在全國大學生數學建模大賽河南賽區比賽中，獲得一等獎8項、三等獎2項;中控杯2021年中南地區高校化工原理大賽暨第四屆全國大學生化工實驗大賽中南賽區選拔賽中，代表隊獲二等獎。2．3．2開放實驗室，注重學生創新能力、科研能力的培養學校除了制定各種獎勵辦法外，還專門設置課外學分，激勵學生主動運用所學的專業課知識參加課外科技競賽，以達到鍛煉和培養學生創新能力的目的。學校出臺了《實驗室開放管理辦法》《青年創新基金項目管理辦法》等文件，以“挑戰杯”和“大學生創新創業項目支持計劃”及多層次的開放實驗室體系等為依托，以2個省級工程技術研究中心(河南省離子交換與吸附樹脂工程技術研究中心和河南省吖啶類化合物工程技術研究中心)，2個鄭州市重點實驗室(鄭州市氣體凈化重點實驗室、鄭州市有機光電材料重點實驗室)為實訓基地，以專業知識為基礎，組織學生參與創新創業實踐，以培養學生的科技創新實踐能力。與此同時，學院鼓勵青年教師以學術研究為基礎，指導學生參與科研項目，激發學生的創新意識，提升學生的實踐能力，培養學生的科研意識及合作能力;青年教師也通過指導學生，豐富了教學內容，提高了工程能力，拓展了科研方向。17級化學工程與工藝專業的學生在專業教師的悉心指導下，積極申報了各級大學生創新創業訓練項目。“新型1，2，3－三氮唑駢異斯特維醇衍生物生物的合成和抗癌活性研究”“多孔金屬基一體化空氣正極的制備及電化學性能研究”“基于環八四噻吩的有機－無機復合納米材料的制備及發光行為研究”“新型苯并噁嗪阻燃發泡材料的研究”等11項獲2019年校級創新重點項目;“自清潔混凝土防護涂料的制備及工程應用”等2項獲校級創業實踐項目。“新型1，2，3－三氮唑駢異斯特維醇衍生物生物的合成和抗癌活性研究”入圍2019年河南省本科高校省級大學生創新訓練項目。“基于四苯基乙烯骨架的新型堿性磷酸酶熒光探針的開發研究”“功能性MOFs材料對水體中抗維生素的高效吸附”“天然多糖基藥物遞送系統的構建及其應用”等6項被評為2020年校級創新重點項目;“纖維用阻燃聚酰胺66的制備及可紡性研究”等22項被評為創新一般項目;“石墨烯改性重防腐涂料的研發與制備”被評為創業實踐項目。其中5項入圍2020年河南省創新訓練項目。學生的科研能力及綜合素質得到顯著提高。學生參與研究并作為署名作者，發表論文累計20余篇。受良好學習氛圍的影響，2017級化學工程與工藝專業學生積極參加研究生入學考試，首次研究生報考人數53人，錄取人數19人，一次性就業率達到90%。

3小結

學院從夯實理論基礎、構建實踐教學體系、培養創新能力三個方面探索并構建了符合區域發展的應用型人才培養模式。經過4年的實踐，學校培養了扎實的理論知識具有工程實踐能力、創新能力的高素質應用型人才，為同類地方新建本科院校提供了借鑒。

參考文獻:

［1］吳愛華，侯永峰，楊秋波，等．加快發展和建設新工科主動適應和引領新經濟［J］．高等工程教育研究，2017(1):1－9．

［2］王冰雪，蘇東，陳奇，等．淺談河南省以化工為主導的產業集聚區現狀［J］．河南化工，2018，35(9):3－5．

［3］居沈貴，王晟．基于“問題導向”提升研究生科研訓練和創新能力的探索實驗［J］．化工高等教育，2018(4):24－26．

作者：郭林 李靖靖 王少鵬 孫浩冉 謝光輝 單位：鄭州工程技術學院