时间:2023-05-30 10:28:33
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学工程师,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
教学资源建设是有中国特色卓越工程师教育培养计划实现的关键问题,也是长期以来中国卓越工程师教育培养计划实施的重点和难点问题。我国教学资源建设仍然存在总量不足、分布不均、共享困难、不能有效服务专业设置、课程建设、顶岗实习和学生就业等诸方面的不足。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确要求把加快教育信息化进程作为推动教育改革发展的保障措施。卓越计划结合自身规律开发数字化资源,加强以优质视频、教学素材、特色专题为主要内容的专业教学资源库建设,有利于推动卓越计划相关专业建设、课程改革和教学方法手段的不断创新,并直接关系到卓越计划培养出来的人才质量。同时,《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见(教高(2012)4号)》提出“通过多种方式整合校园资源,优化办学空间,提高办学效益,确保高校办学条件不低于国家基本标准。因此,建立开放灵活的教育资源共享平台、提高资源建设的规范性和利用效率、降低建设成本和促进优质教育资源的普及和共享已成为亟待解决的重要问题。
2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路
卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求,确定相关课程和实践教学环节,将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中,增加工程教育相关课程,因此,必须按照新的人才培养方案,以教材建设和精品课程建设为手段,改革教学内容,加强教材建设,自主编写和完善系列专业教材,使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下:
2.1构建“新体系”
构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”,循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层,主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层,主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层,主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。
2.2突出“厚基础”
本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育,专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等,其课程学时占总学时的47.7%,课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课,其课程学时占总学时的34.9%,课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课,其课程学时占总学时的17.4%,课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础,为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。
2.3强化“宽口径”
本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中,精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径,以满足大化工行业对工程技术人才的要求。
2.4体现“重创新”
教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上,以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则,尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时,组织教师立项编写或参编高质量教材,如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义,制作和充实各类声像教学资料,积极开发具有专业特色的CAI课件,录制网络教学视频。重点开展精品课程建设,争取获得1门国家级精品课程、2~3门省级精品课程、4~5门校级精品课程,通过改革与建设,不断提高教育质量和人才培养质量,努力培养学生的创新精神和实践能力,打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才,以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设,确保学校教学质量不断提高,确保专业建设项目绩效。
3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设存在的困难
卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富,在实际操作过程中需要突破重重难关,其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。
3.1校企合作是首先要解决的问题
近年来,我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制,努力通过各种渠道与企业沟通,先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心,为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益,不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会,这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。
3.2人才需求的个性化和多样化
不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异,如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师,有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识,而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此,我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设,以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。
3.3师资队伍的建设
化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式,为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准,形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足,知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。
4结论
关键词:化工专业;卓越工程师;实践教学;体系构建
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0145-02
化学工业在国民经济中占有重要的地位,由于化工行业的特殊性,化工人才需求特别强调学生工程素质的培养,要求学生具有较强的实践能力和创新能力。2010年教育部在天津大学启动了“卓越工程师教育培养计划”,其宗旨就是要联合有关部门和行业协(学)会,共同培养适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[1-2]。化学工程与工艺专业实施“卓越工程师教育培养计划”,为高素质化工人才的培养搭建了良好的平台。桂林理工大学化学工程与工艺专业在2011年入选了教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”,并于2012年招收了本校第一批化工卓越工程师班的学生。经过几年的实践,对化工专业如何实施“卓越计划”,如何构建化工专业实践教学平台,培养学生的实践能力和创新能力,有了一定的思考,下面谈谈笔者的认识与体会。
一、当前化工专业实践 教学面临的问题
桂林理工大学化学工程与工艺专业建立于1986年,当时名称为工业分析专业,1998年更名为化学工程与工艺专业,专业方向包括化学工程、电化学工程、石油化工。经过近30年的发展,专业建设取得了长足的进步,2006年被确定为广西高校优质专业,2008年获国家级高等学校特色专业建设点,2011年入选教育部卓越工程师培养计划,2008年专业所属的化学化工教学团队成为广西区教学团队,拥有的《普通化学》课程在2008年评为国家级精品课程,在2013年评为国家级精品资源共享课程,1人获得广西区教学名师奖,2人入选广西高校优秀人才资助计划。在长期专业办学实践中,我们深感化工专业实践教学存在的诸多问题,阻碍了学生实践能力和创新能力的提高,也对实施“卓越计划”造成了一定程度的困扰。这些问题主要体现在以下几个方面:
1.大多数化工企业,由于担心学生的安全问题,对学生进企业进行生产实习,表现得不是很积极。各校多采取让学生自己找单位实习,回来交一个实习报告解决实习难的问题,导致生产实习教学环节存在“放羊”现象。
2.化工专业普遍生产实习时间较短,一般为4――5周,企业很难给予一个真正的岗位让学生进行生产实习,更无法给予学生动手,进行实际操作的机会,导致学生的生产实习轮为“参观式实习”。
3.实践教学内容比较陈旧,综合性、工程设计性实验项目偏少,没有建立一个完整的给予学生进行工程实践的教学平台,没有将学生实践能力和创新能力的培养,贯穿于整个大学教育的实践教学体系中,另外各类实验(基础实验、专业实验),各类实习(认识实习、生产实习、毕业实习)有机衔接不够,需要进行深层次的改革。
二、基于卓越工程师培养的化工专业实践教学体系的构建
1.学生实践能力和创新能力构成要素。深入认识学生实践能力和创新能力构成要素,是有效的构建专业实践教学体系的基础。创新能力就是创造新的思想,将新的思想付诸实践,创造一个新的事物的能力[3-4]。创新能力主要由创新思维能力、非智力因素和创新实践能力三个要素构成,而实践能力则表现为基本实践能力、综合实践能力、创新实践能力三个由低到高的层次。很明显创新实践能力的培养,对提升学生实践能力和创新能力意义重大。影响创新实践能力的主要因素有学生的创新实践品质、创新实践技能和创新实践环境[5]。作为高等学校的教育工作者,在对学生创新实践品质培养时,既要注重开发和培育学生的共性,也要尊重学生个性的差异,要因材施教,促进多样化人才的发展,同时要将创新实践技能的培养融入人才培养方案中,根据学生在不同阶段的特点,开设不同类型的实践课程;要尽量依托学科优势平台,打破教学实验室和科研实验室壁垒,将重点实验室的优质资源和教师的科研成果融入教学中,构建良好的创新实践环境。
2.多层次立体化化工实践教学体系的构建。在入选了教育部“卓越工程师教育培养计划”后,我们及时对化工专业人才培养方案进行了修订,构建理论(Theory)课程体系和课程内容、验证(Test)体系、创新(Try)体系的“3T”化学工程与工艺专业课程体系,特别是形成以“工程实践与工程应用创新”为亮点的实践教学体系,其核心是体现了对学生创新实践能力的培养。该实践教学体系由“基本技能层次”、“综合应用能力与初步设计能力层次”、“工程实践与创新能力层次”三个层次构成。“基本技能层次”由大一、大二开设的无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验、分析化学实验、化工原理实验、以及由大三开设各专业方向的综合实验等组成,通过课程实验、上机等实践环节,学生加深了对理论课基本概念、基本理论的理解,培养了学生基本实践技能;“综合应用能力与初步设计能力层次”则由化工设计、精细化学品配方工程师实训、工业分析技能实习实训、电化学工艺技能实训,以及认识实习、生产实习、毕业实习组成,通过课程设计、综合实训、在企业进行的各类实习等环节,实现对学生综合应用工程能力与初步设计能力的培养;“工程实践与创新能力层次”通过开设应用研究型选修课、“工程实践与创新”自选实验项目和暑期到企业“顶岗实践”,同时通过组织学生参加全国大学生化工设计竞赛、各级“挑战杯”大学生学术科技作品竞赛、各级大学生创新创业训练项目等方式,培养学生的工程实践与工程应用创新能力,通过雁山大讲坛的引导,开展各种形式的讲座、研讨会,丰富校园化工科技文化生活。
几年来,为了使化工实践教学体系能够获得良好的教学效果,我们对实践教学内容和教学方法进行了改革。一方面鼓励教师在教学中立足先进性、前沿性更新充实课程内容,将化学化工学科最新科研成果及个人的科研成果有机融入到课程教学中,如电化学工程方向教师利用广西区科技进步奖的“高性能二次电池电极活性材料合成的新方法”和电镀新工艺研究的科研成果以及发明专利,设计并开设了“锂离子电池的装配及性能测试”、“电镀镍的工艺设计及性能测试”等电化学工程专业实验,并出版教材《电化学实验》,化学工程方向教师利用绿色化学科研成果,出版《有机化学实验绿色化教程》、《精细化工工艺学》教材,并在教学中使用。另一方面在开设的各种技能实训中,努力开发具有中试规模的实训项目,尽量确保学生能在真实工作岗位环境条件下进行实训,如与东莞金赛尔科技有限公司合作,从企业引进了软包装锂离子电池小试生产线,开设了与生产实际接近的电化学工艺技能实训项目,精细化学品配方工程师实训项目所采用的配方及工艺,均来自生产实际。在2014年,学校加大了对校内实践基地的投入力度,打造校内化工生产仿真实训装置平台。该化工生产仿真实训装置采用真实的化工企业生产工艺流程,运用仿真技术,结合化工生产真实设备、仪表及工业控制系统进行构建,全面模拟生产工艺过程。化工生产仿真实训装置平台的建立,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
三、实践教学体系教学效果
1.新的实践教学体系的实施,在一定程度上解决了当前化工专业在企业实习效果不理想的问题,提高了实践实习教学质量。
2.实施新的实践教学体系,极大提高了学生的创新实践能力,多年来本专业毕业生一次性就业率保持在90%以上。近三年来,化工专业全体学生(约200人)均参加了全国大学生化工设计竞赛,5人获得全国一等奖,18人获全国二等奖,33人获全国三等奖,其余学生获优秀奖,在广西同类高校名列前茅;同时化工专业各班级约有一半的学生参加导师课题组的科研活动,在导师指导下参加包括大学生创新创业在内的科研项目近30项,并获得不少科技成果奖,其中获广西区级“挑战杯”二等奖1项(2012年)、三等奖1项(2014年),广西高校化学化工类论文及设计竞赛,11人获一等奖,3人获二等奖。本科生以第一作者发表学术研究论文每年在2~3篇左右,申请国家发明专利2~3项。
3.“化学工程与工艺特色专业建设与实践”成果在2012年获广西区级优秀教学成果奖一等奖,其中对学生实践创新能力的培养,引起了同行们广泛关注,起到了很好的示范作用,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
参考文献:
[1]林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)上[J].高等工程教育研究,2013,(3).
[2]陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教学,2012,(1).
[3]张晶.我国大学生创新能力发展现状与培养研究[D].安徽大学硕士学位论文,2014.
(一)机构体系
民办高校相对于公办高校来说在机构体系方面有很大的灵活性,办事效率高。但是人们往往只看到了民办高校的共性,而忽视了其个性。很多民办高校由于办校时间不长,人员缺乏,规章制度还不健全,工作人员的主观能动性不高,在学校机构体系的建设中不免会引入公办院校的条例和思想,这也在一定程度上制约了民办高校的特色发展。
(二)课程设置
研究型本科的课程设置都是以理论课为主,辅以研究型实验。如果照搬研究型本科的课程设置,那么培养出来的既不是研究型也不是职业型的学生,这和我们的办学思想相矛盾,客观办学条件也无法实现,是对学生、对学校和对社会的不负责。应该实行适合职业型本科的课程设置,尤其要体现出“职业型”,加强和实际对接的实践课程,淡化理论,做到够用即可。对于职业型教育应突出职业特性,课程设置应体现职业文化素质课、职业通用技术课、专门技术课。
二、化学工程与工艺专业实践教学体系的构建
化学工程与工艺这个化工专业,在各类理工院校都有设置,根据自身的办学定位和思想,构建了各自特色的教学体系。而对职业型本科院校来说,要侧重实践教学体系的构建。结合高职办学经验和本科办学要求,化学工程与工艺专业实践教学体系的构建可以从以下几点入手。
(一)“3+1”模式
职业型本科的“3+1”模式来自高职的“2+1”模式,实践证明这样的学校培养加工厂培养是成功的。化学工程与工艺专业的学生在学校学习三年理论、实验课和实训课,最后一年下到工厂进行定岗实习,根据当地和周边工业经济发展需求,我们设立了石油加工方向和煤化工方向,可以把学生送到炼油厂或者煤制甲醇厂等对应的工厂进行工厂学习,真正达到学以致用的目的。
(二)校企结合
“3+1”模式的开展离不开企业生产单位的协助,需要通过校企结合来实现。为此银川能源学院除了依托宝塔石化对学生进行实习工厂再教育外,还和周边工厂签订了校企合作协议,主要有伊品生物、宝丰能源、中石化宁夏炼厂、达康精细化工等。这为学生的定岗实习提供了良好的锻炼机会。
(三)职业资格证
学校开设了特有工种职业技能鉴定,对化学工程与工艺的学生来说,可以选择化工总控工、化学分析工、水处理工、仪表维修工等工种。学生在学习了各类课程和实验课的基础上,按照自己的意愿选择工种。鉴定内容包括理论、实操和仿真,经鉴定合格的发放证书。职业资格证的考取,可以帮助学生获取更多的知识,锻炼更强的实践动手能力和分析问题的能力。
(四)加强实践课程
职业型化学工程与工艺专业的实践课程除了顶岗实习和职业工种鉴定外,还将开设各类实验课程和实训课程。根据毕业生的反馈信息和工厂的需求,我们开设了化工原理课程设计、化工管路拆装实训、化工设备拆装实训和石油炼制或煤化工综合设计等实践课程。
(五)职业技能大赛
化工类职业技能大赛的开展能增加学生的进取心,提高其学习和动手能力,也可以检验学习效果。学院每年都会组织校内职业技能大赛,化学工程与工艺专业的学生主要参加化工总控工大赛,筛选出的优秀学生再参加全区化工总控工大赛和全国化工类职业技能大赛。通过比赛培养学生的学习兴趣,也可以使学生通过比赛认识自我,找到不足。
(六)发展“双师型”教师
实践教学离不开教师。在实践教学中,除了各类设备仪器的需求外,更需要具有实际生产经验的工程师或教师,也就是需要“双师型”教师。学院一方面招收工厂来的化工工程师,另一面聘请工厂工程师及技术人员来校讲解实际生产过程。对于没有经验的校内教师,可以利用假期时间到工厂实习,即每年至少一次为期一个月的下厂锻炼。
三、展望
化学的学科发展,可以提到许多方面,如飞秒化学。化学向生物学和医学、材料设计、能源、大气和环境化学、国家安全与个人安全等领域的拓展等。在本文中,要着重说的是:化学与化学工程的重新融合。
20世纪初,化学工程从应用化学中脱胎而出,经历了单元操作和三传一反,形成了化学工程学,从以经验为主过渡到有一定预测功能的较完整的理论,从而导致化学与化学工程的分离。这种情况在20世纪90年生了变化,基础化学研究与化学工程之间发生了空前的交叠和渗透。化学家越来越多地介入复杂系统的构造、分析和使用中,这些自然而然与工程学中的系统方法有关。化学工程师正日益进入越来越多的化学基础领域,在一些情况下甚至处于领导地位。在2003年美国出版的《超越分子前沿――化学与化学工程面临的挑战》一书中,开始使用化学科学来代表所有化学家和化学工程师的工作范围。
化学是一个多尺度的科学。微观尺度是从电子和原子核到分子,例如分子设计。宏观尺度,例如实验室合成、生产装置、化学和物理操作、产品包装和运输。现在大家更关注介观尺度。从化学方面来说,人们关注超越分子的层次,进入超分子、分子集团、大分子、活性中心、器件的作用域,可以说从微观跨越到介观以至宏观层次。从化学工程来说。人们也不再满足于宏观的三传一反,而是逐步深入到颗粒、液滴、气泡、微孔、界面等介观行为,并对微观的机理也表现了浓厚的兴趣。化学由底向上,化学工程由顶向下,在介观层次相遇,互相借鉴,对于化学科学及其理论的发展,形成了巨大的推动。
二、介观尺度的研究
通常化学以量子力学或量子化学为理论基础,用以研究物质的微观结构、化学键和对称等,现在正逐步重视随时间发展的动态演变。在唯象地说明宏观现象时,则应用热力学。进入介观层次后,要采用平衡态和非平衡态的统计力学,后者需要综合应用流体力学的原理。
化学工程通常以流体力学和热力学为理论基础,特别重视湍流理论、多相流和不可逆过程的热力学。计算流体力学有很大的发展。在研究湍流的强相关机理以及涉及介观层次时,统计力学原理起着重要的作用。而在为特征参数找出规律时,则需要量子力学的帮助。
化学科学理论的发展,进入到综合运用量子力学、统计力学、热力学和流体力学的时代,目标是解决多尺度时空结构与宏观平衡和速率的关系。
进行多尺度时空结构研究,有两个重要方面:一是由下向上的预测。从分子结构逐级预测介观层次的各种结构及其随时间的演变,并进而预测宏观层次的结构、反应和分离的特性,以至在反应器和分离装置中的行为,目标是形成无缝的从微观到宏观的链接。要做到这一点,先要搞清楚各个相邻层次的时空结构是如何相互关联的。研究这种关联,首先要有实验的观察,总结经验的规律,然后是理论的建立和推导,作为过渡步骤,也常常是采用模型的半经验方法。二是由上向下的控制。用宏观的手段,逐级控制各级时空结构的形成。这两个方面有着紧密的联系,有相辅相成的关系。
三、对化学教学的启示
为了适应不断变化的新形势,化学教学要做好以下几点:
第一要打好基础。最重要的是,对于本学科的框架结构,通过教学,应使学生有一个系统的完整的初步认识。新的现象、规律和方法不断出现,要善于在学科的框架结构中找到它的位置。
对于物理化学,我们认识到的学科框架包括:
两大类研究对象:平衡和速率。
三个层次:宏观层次,由微观到宏观的过渡层次,微观层次。
两个方面:普遍规律和物质特性。两者结合,可以解决实际问题。
三种方法:研究物质特性,有实验方法、半经验方法和理论方法。从理论上研究物质特性,将进入下一个更深的层次。
例如生物膜中的促进传递和耦合传递。属于宏观层次的速率过程,具体来说是界面中的速率过程。对于普遍规律,要学教材中“传递过程”的内容(当然还有些特殊的地方)。为得到某一个生物膜的传递特性,要采用实验测定,或半经验方法。而要从理论上得到这种特性,必须应用统计力学。
又如耗散颗粒动态学DPD,它是一种介观层次的模拟,实质上它就是分子动态学模拟MD,属于从微观到宏观的过渡层次的普遍规律范畴。特殊之处是应用了粗粒化,引入更低的介观层次,相应还采用了耗散力和随机力。
第二要强调开放。框架是开放的,可以不断更新和充实。内容是开放的,可以经常介绍新的进展。
对于如此丰富的介观层次,上述框架的精神依旧。微观和宏观之间,可以加入各种由低到高的介观层次之间的过渡层次。研究某一介观层次的特性,仍然有实验、半经验、理论这三种方法。理论方法主要采用平衡态和非平衡态的统计力学,相应进入了下一个层次,即从更低的介观层次到该介观层次的过渡层次。
第三要善用类比。类比永远不会完美,却几乎常常有用。物理学是一个由于类比而兴旺的领域,例如,基于借自超导的概念,我们可以至少部分理解超流的氦。物理化学中类比于由理想气体到实际气体,在研究混合物时,我们由理想混合物到实际混合物。
上面提到的耦合传递,可以和耦合反应进行类比。又如密度泛函理论DFT,则是以密度分布p(r)代替传统的位能函数ε(r)为基本变量构筑泛函。变分原理则等价于最概然分布原理或熵最大原理。
当前的薄弱环节是:从微观到宏观的过渡层次;传递速率;进展。
要加强教学资源建设,包括教材、系列参考书、电子教材、网站建设等。
四、教学方法
关键词:创新;培养;化学工程与工艺
我校化学工程与工艺专业有较强的动手操作要求,培养的学生在操作方面都比较有优势,同时,本专业注重品德培养,培养的学生在医药、机械、能源、自动化和化学等发面从事工作均有良好效果。为了让本专业学生更加具有竞争力,除了在传统领域保持领先外,我校还十分注重学生的创新意识的培养,通过设计化学工程预工艺专业实践创新活动的设计,提高学生的创新意识。
1在实践中提高创新能力
“实践是检验真理的唯一标准”,学到的知识迟早要运用的实际生产过程中,因此在实践阶段调整好创新思路具有很明显的应用价值。调整纯书本式的教学方式,积极引导学生动手操作习惯,在课堂理论学习的基础上增设实践环节,培养学生动手操作习惯,让学生多了解社会、适应社会。同时,在实地应用的过程中理解化学工程与工艺专业和实际的联系,提倡学生多到企业中进行学习锻炼,不仅可以将学到的知识应用起来,而且还可以对就业有更多的了解,知道企业需要哪种形式的创新,锻炼学生独立思考的能力,将所学所知应用的实际中,边学便用,达到融会贯通的效果。
2扎实基础知识,贯彻理论创新
增设化学工程与工艺专业兴趣小组,学生对化学工程与工艺专业某些领域有浓厚兴趣时可以积极引导,提供必要的书籍材料等,同时要充分利用学校的图书馆等资源,书本的知识还是不可或缺。对于优秀的学生还可以提供专项经费,用于购买书籍等,积极引导学生努力钻研,形成扎实的知识基础,这样才能厚积薄发,在理论部分形成自己的见解,随后形成理论创新。学校还可以邀请学生感兴趣领域的专家学者等来学校开讲座,和学生面对面充分交流;开设各种科技活动,鼓励学生积极参加;还可以让学生以助手身份参加教师的科研活动,培养浓厚的学术兴趣。以通过基础知识的升华形成创新的理论。
3树立市场意识,以创新为核心提高竞争力
学生在实践和理论创新的基础上还要树立牢固的市场意识,毕竟市场是一块巨大的试金石,空有满腹经纶却不知道如何使用是莫大的悲哀,同样,手脚很灵便但是头脑里没理论知识也是不行,要有深厚的知识基础,形成理论的独创性,同时结合良好的动手操作功底,在理论和实践结合的过程中融入自己的想法,并且要表达出来,这样在化学工程与工艺市场中就可以把握市场需求,同时提前对市场的了解可以提前转变理论学习方式,朝着更加有效的方向学习,少走弯路,以市场为导向,以知识为基础,增加自己的竞争力。
4做好职业规划
现在大学生一般都是“先就业,然后择业,最后创业”的模式,首先由于大学生刚毕业经验尚浅,对于社会中的人情世故还是略显娇嫩,这样很容易在社会上吃亏,小则招致排挤流言,严重的可能会造成巨大经济损失,因此刚毕业的大学生要先就业,跟着成熟的公司一起运作,这样可以提高自己的容错率,同时也是磨平棱角的时间,这段时间不能荒废,要将基础知识时刻巩固复习,趁这段时间充分发挥理论创新;就业一定时间之后,大学生对于自己的理论知识有了更深的认识,同时对于自己的兴趣爱好也有了明确的方向,这个时候可以形成职业规划,如果实在适应不了的方向可以考虑换一下,不必一直被禁锢在一个不喜欢的专业上,或许换一下会好许多;前两个阶段之后一般对自己会有深入的了解,同时也积累下足够的社会经验和启动资金,此时便可以开始创业。因此学校的理论知识的学习和动手能力的培养还是非常重要的,这样才能为以后的执业规划做好充足的准备。学校要继续增加化学工程与工艺专业大学生和社会接触的机会,积极提倡大学生实习,这样才能理解基础知识的重要性,因此学校要多提供实践活动的机会,最直接的方式是提倡大学生到企业中实习,直接参与社会生产活动,让学生身临其境了解工作的内容和方式;除此之外,学校还可以和企业合作组织一些实践活动,将企业的面临的问题或是需求通过活动的形式展现到学生面前,以一种比较缓和的方式让学生接触了解,避免学生产生抵触情绪;同时,学校还可以主导举办一些知识技能比赛等项目,这样更加偏近理论知识方面,虽然距离实践应用有点距离,但是这样更能督促学生的基础知识的夯实。综上所述,学校必须创新为核心设计化学工程与工艺专业学生实践创新活动,这样才能从理论到实践培养学生的核心竞争力,为学生的就业择业提供科学的支持,为学生以后的发展奠定良好的基础。
参考文献:
[1]唐涛.化学工程与工艺专业学生实践创新活动设计[J].化工管理.2015(36).
[2]孟献梁,褚睿智,苗真勇,万永周,朱佳媚.以现代煤化工为学科内涵,制定“化学工程”卓越工程师人才培养体系的企业培养方案[J].化工时刊.2015(11).
[3]罗泽鹏,刘森,都颖,刘思乐.浅谈化学工程中的化工生产工艺[J].黑龙江科技信息.2016(02).
[4]张杨.浅谈化学工程技术在化学生产中的应用[J].科技创新与应用.2014(08).
【关键词】华峰班 cdio 工程教育
【中图分类号】g642.0 【文献标识码】a 【文章编号】1674-4810(2011)09-0001-03
20世纪的工程教育课程主要是提高学生的动手实践,使学生掌握相关的专业知识和解决工程实际问题的能力。然而,随着世界经济全球化以及科学知识的发展,工程教育课程的教育偏向了“厚基础、宽专业”的工程科学的培养模式,从而削弱了对学生解决工程实际问题的能力培养。这种培养方式导致了学生缺乏对现实工程情况应有的认知程度。为了解决这个难题,2000年由麻省理工学院crawley等人通过4年的探索创立了cdio工程教育理念。cdio作为一种新的工程教育理念,主张以产品研发的cdio全过程,即构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)和运作(operate)为载体,以工程项目生命周期全过程为载体培养学生的工程能力、学生的职业道德、学术知识和运用知识解决实际问题的能力,以及具备终生学习和团队交流能力。
化学工程与技术作为化学工业的主要学科领域,担负着促进化学工业及相关行业发展与进步的重要使命,因此培养出具有解决实际化工过程问题能力和创新能力的人才是非常重要的。本文以温州大学化学工程与工艺专业的学生作为教学改革培养对象,将cdio工程教育理念与化学工程与工艺的专业教育有机地结合,探索适合于以服务浙江及周边地区经济为导向的化学工程与工艺专业教学模式的改革与实践。
一 工科人才教育培养现状
我国传统的教学模式是以教师为中心、以课堂讲授为主,以理论考试成绩来评价学生的模式。当前,我国工程教育是通识教育模式和苏联教育模式的结合体。解放前,我国的先进高等工科教育主要是来自西方一些教会式的大学教育。建国后,由于化学工业发展的需要,我国效仿苏联搞起了专业教育。这种专业教育培养模式为我国的现代化建设作出了较大的贡献。其缺点是过于强调教材和教学大纲的统一,影响了教育工作者的思维活跃性,也阻碍了对工科学生创新能力的培养。因此,教育家们对苏联教育模式进行了回顾和反思,制定了通识教育和专业教育相结合的工科通识教育模式。然而,随着我国产业的进一步升级以及高校的持续扩招,导致了大量的工科毕业生找不到适合自己的工作,这可能是因为通识教育过于强调基础科学理论,而弱化了专业内容和工程实践,导致了工科毕业生只了解一些表面的理论,缺乏工程应具备的实践创新能力。
在办学机制上,一方面,高校过于强调科研业绩考核,许多具备丰富工程经验的老师很少参与到实际的教学过程中,而参与教学的教师又与企业的联系不紧密。负责教学的教师缺乏产业经验,工程教学过程又缺乏与企业的有效沟通,造成了工程教育和社会需求的严重脱节。另一方面,虽然在教学上安排了生产见习、毕业实习等环节,但是不少学校在实践教学环节上是比较薄弱的,这是因为见习、实习的时间一般比较短,相应的考核制度也不健全。
综上所述,我国工科教育从教学模式、办学机制等众多方面都存在着与产业发展脱节的问题,严重影响了人才培养的质量。尤其是理论脱离实际、实践环节薄弱、产学脱节的问题直接导致了学生找不到适合自己的工作岗位以及企业有岗位找不到合适的人才。由此可见,我国的工科人才培养模式已经不能满足产业升级的需求。为了更好地培养适合产业升级所需的人才,我们从培养模式上进行了改革探索。
二 化学工程与工艺专业cdio工程教育改革探索
cdio工程教育模式改革旨在培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学、组织沟通和协调能力。cdio模式以工程项目全生命周期的要求来组织教、学、做,学生需要掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合问题。因此,课程体系的建设要突出课程之间的关联性,这就必须打破教师单打独斗的传统教学方法,而围绕cdio工程项目的实施进行教学计划和课程关联工作。
1.化工核心课程群的组织与教师队伍建设
核心课程群由化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程、化学工艺学、化工设计6门课程组成,构成了化学工程与工艺核心专业课的主体。化工设计以其他五门课程为基础,对提高学生分析问题、解决问题的综合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是讲述单元操作的基本原理,是学好其他专业课程的基础;化工热力学则建立在分离工程的基础之上,阐述工业条件下各种流体热力学性质的计算;化学反应工程以传递过程为基础,传递现象和化学反应工程利用数学的方法,从微观角度阐述化学反应过程、设备设计的共性科学问题;化工工艺是关于化学品生产方法的技术科学,它以自然科学和工程科学规律为基础,使化学反应达到工业化应用水平。由此可见,核心课程群的各门专业课是相辅相成的。
在课程群建设中,涉及专业课教学的老师主要通过进修、企业实践、参加会议三种方式提高业务水平,对化工专业工程教育模式做到整体的认识,同时要求参与指导学生的化工设计。利用校企合作的机会,与企业方面的人才进行专业知识和其他方面的交流与沟通。其具体的组织与实施过程如下:
第一,教学方法改革的探索。首先,按照cdio的教育理念,要逐步形成教师引导和以学生为主体的思想,使教师从教育者转变为引导者,教师不再是简单地卖知识,而是引导学生学习知识,把主要任务放到教会学生学习方法上来。在教学方面的改革要得到全校上下的支持才可能顺利进行。温州大学为课程体系建设和师资建设提供了很好的平台,在化工核心课程群教改的过程中提供了强有力的物质基础和政策鼓励。在这种良好的环境下,教师也愿意投入更多的时间去听课评课,吸纳好的教学手段和方法。由于化工班都属于小班上课(30人左右),对部分课程如化工专业英语、精细化工工艺学实施角色互换教学模式,让学生参与到化工教学的过程中。这些课程的效果反映较好,对化工原理等课程中的部分章节,我们也将逐步展开开放式的教学方法。
为了达到各门课程的知识体系能够很好地衔接,通过教研室教师集体备课,相互切磋,讨论每门课程讲授的重点,个别章节内容的舍弃和补充,做到教学的知识体系完整、重点难点突出、学时合理分配,真正做到精选、精讲教学内容。摒弃了过去教学活动中的单打独斗,改为教学团队授课,使各门课程有机地衔接起来。通过相互听课并课后集体讨论,指出教师课堂教学中存在的问题与不足,相互交流教学经验,讨论改进的方法与策略,使教师的整体教学水平迅速得到提升。
第二,教师工程素质的培养。不少高校在引进人才方面主要考虑的是教师科研水平,其次关注人才的企业实践经验。鉴于科研压力,假期教师也不能到企业去参与实践或者工作。此外,许多教师只对与自己科研相关的专业课非常熟悉,对其他的专业课则非常生疏。因此,利用现有的教学资源,培养教学团队的建设是很重要的一环。温州大学化学工程与工艺教研所以化工设计为主线,基于地方化工企事业单位为依托,派遣年轻教师每年到相关的化工企业实践两个月,逐步培养教师的专业水平。近几年,利用学习、调研以及下派科技特派员的方式,到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安华峰等不同类型的企业参观学习,不断地提高老师的业务水平。同时,为了让教师能够很好地参与到企业生产实践中,温州大学对担任科技特派员的教师提出教学科研任务减半、考核优先等政策鼓励。仅2010年,我们派年轻老师带队到衢州巨化学习15天,杭州化工研究院学习3天,华峰学习7天,温州本地化工企业实践1个月左右,有效地提高了教师的工程素质。教师工程素质的增强也使学生收益颇丰,在2010年省化工设计大赛和全国“三井杯”化工设计大赛中多次获奖。
2.学生工程能力和团队合作的培养
作为地方院校,温州大学化学工程与工艺专业的办学宗旨是以培养创新应用型人才为主,服务地方经济和社会的发展。经过对近两年该专业的毕业生调查的情况来看,目前该专业存在以下问题:(1)毕业生虽然掌握较多的书本知识,但实践能力不强,导致他们从学校到公司需要较长的“岗位过渡时间”;(2)毕业生普遍缺乏对现代企业工作流程和文化的了解,缺乏团队工作经验、沟通能力和创新能力;(3)工程职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,责任感不强。具体体现在:工作不踏实、心浮气躁、做工程不细心、不愿承担责任,客观上他们的实践能力与企业要求存在较大差距,而主观上又不能沉下心来虚心向前辈学习。
从以上的调查结果来看,以目前的培养方案和评价标准来指导学生的专业教育经不起企业用人单位的考验。为了更好地培养适应地方经济社会发展的人才,实现对学生创新思维、创新方法和创新能力的培养,我们与温州地区最大的化工企业华峰集团实行校企联合培养本科生,实施“华峰特色班”战略。目前,“华峰班”的学生采用“3+1”模式培养方案(即学生前三年在学校集中学习理论知识并完成实践教学,最后一年到企业,接受企业的培训,并在企业盯班盯岗接受生产实践活动)。同时在工程专家的指导下,根据企业的需要对培养方案进行部分修改,增设华峰提出的部分课程,使得学生在校期间所学的基本知识和专业理论更贴近于华峰实际的应用。在这种战略方针下,学生在企业的环境中真正做到知识和能力之间的无缝连接,缩短了“岗位过渡时间”,增加了学生的工程实践能力,有效地推进了cdio教学改革。在2010届的化工专业毕业生中,华峰集团招聘了7名华峰班学生。提升了学生的工程能力、团队合作精神以及专业素养。
3.逐步建立适合cdio工程理念的考核制度
正确、公平、合理且科学有效的考核制度对本专业的健康发展起着至关重要的作用,它应当是对教学效果做出真实和客观的评价,同时有利于提高学生学习的积极性和主动性。现行的课程考核方法主要是通过期中和期末考试成绩来评定,它能在一定程度上反映学生掌握知识的程度以及教师上课的教学效果,但不能很好地促进学生学习的主动性。部分学生比较反感现行的考核制度,这是因为现行的考核方法存在比较单一、部分学生在学习上投机取巧也能获得高分而影响其他学生学习的积极性、不能全面反应学生的综合应用能力等问题。
cdio教学模式以能力培养为目标,其主要培养的是学生的理论知识、职业技能、人际交流以及产品研发的cdio全过程。采用cdio教学模式,评价方法则应侧重能力的考核,能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程。我们进行教改,其目的是提高学生的工程实际能力,因此我们的考核将使用过程能力评测替代以往单一的成绩评定。
我们现阶段的具体做法是:(1)选题:在学生进入大三学习开始,从企业选出一些与本专业相关的课题以及近两年化工设计大赛的课题,让学生自动组成4~5人的小团队;(2)专业学习:上专业课的老师或工程师把握好主要的授课内容,然后将大部分时间留给学生,让他们针对自己的课题与本课程相关的知识点进行思考、提问、讨论;(3)阶段性测试:上完某些知识点后,老师或者企业工程师根据学生所做的课题和所学的专业知识进行评价,其中主要包括面试、答辩、自我评价、团队合作能力等方面;(4)中期成绩总结:这次总结是比较重要的,一般在大三上学期结束后,包括阶段性测试的成绩、平时的表现、专家化工设计大赛作品的评价、企业对学生课题的反馈等进行中期总结,由学校老师和企业专家对学生现阶段的学习进行方法论指导,提出下学期的目标;(5)最后专业课成绩评定:最后专业课成绩进行a、b、c、d四个等级进行划分,其中阶段性测试占40%、中期成绩总结10%、企业专家评价10%、课题完成情况10%、专业综合能力20%、化工设计大赛10%。目前,整个评价体系尚在完善中。
三 结束语
化学工程与工艺专业学生的工程概念、分析和解决工程问题的培养对我国高等工科教育可持续发展以及化学工业的产业化升级起着非常重要的作用。本文就温州大学化学工程与工艺专业的毕业生进行调研,发现学生在所学的知识和培养的能力和企业所需的人才具有一定的差距。本文以服务浙江及其周边地区的经济作为出发点,初步建立了温州大学化学工程与工艺专业的cdio工程教育理念,获得了一些正面的成果,为将来进行深入教学改革奠定了基础。同时,我们的改革尝试也为cdio工程理念在化学工程与工艺专业的教育改革提供了一些思路。
参考文献
[1]孙晓莹.德国职业教育对我国职业教育发展的启示[j].教学研究,2006(5):384~387
[2]查建中.工程教育改革战略“cdio”与产学合作和国家化[j].中国大学教学,2008(5):16~19
[3]edward f. crawley, johan malmqvist, sören östlund, doris brodeur: rethinking engineering education: the cdio approach[m]. springer, 2007
[4]余国琮、李士雨.化学工程与工艺专业创新人才培养方案的制定与实践[j].天津大学学报,2004(1):1~4
[5]夏淑倩、张金利、傅虹、王保国.培养化工类专业创新人才的探索[j].化工高等教育,2010(3):10~12
[6]刘长久.适应经济社会发展需求的化工类人才培养改革探索与实践[j].高教论坛,2009(3):17~19
[7]吴洪达、李利军.化学工程与工艺专业实践性课程体系的构建[j].高教论坛,2007(6):105~107
[8]冯建军、李为忠.教育发展的根本之道在于尊重教育规律[j].教育纵横,2009(2):53~56
1课程体系
1.1课程体系应适应催化工业大环境的变化就传统《工业催化》课程体系而言,其培养目标是通过课程学习,使学生掌握催化作用的基本规律,了解催化过程的化学本质和熟悉《工业催化》技术的基本要求和特性,培养标准是为培养化学工程与工艺类专业工程师提供坚实的理论基础服务。随着现代化学工业的发展,催化理论持续更新,许多新型催化工艺及技术不断涌现,学习这些新催化工艺及技术的背景及原理,对于化学工程与工艺专业的本科生能否成为具有坚实的开发、研究和使用催化剂能力的高层次工程技术人才,能否胜任将来有可能从事的催化领域研究工作都有着重要的理论指导意义。相对稳定的培养目标和培养标准不能限制课程体系进行必要的变动,以适应外部环境和需求的变化。因此在“卓越工程师计划”的实施过程中,《工业催化》课程体系要随着卓越工程师的培养目标和培养标准的调整而做相应的变化,从而体现《工业催化》课程满足培养目标的根本价值。
1.2校企合作建设课程体系。“卓越计划”要求高校与企业共同制定和实施卓越工程师培养方案,包括共同建设课程体系和教学内容。《工业催化》课程可以充分发挥合作企业所具有的工程教育资源优势,包括先进设备与技术、实验环境、研究开发条件等,与本校催化人才培养优势实行优势互补,共同设计与构建卓越工程师培养的课程体系和教学内容,使得《工业催化》的课程体系和教学内容具有鲜明的特色。校企合作建设的课程体系将更有助于培养学生综合解决实际问题的能力,摒除传统课程体系不能联系工程、生产实际的局限,鼓励教师与各行业生产管理第一线的工程技术人员联合指导学生。通过校企联合指导课程,现场案例教学,增强课题的实际应用价值,为学生提供良好的工程环境。学生在完成课程学习过程中,可以随时请教企业中有经验丰富的技术人员和老师傅,学到许多课堂上学不到的、学校教师也无法传授的一些实践经验。
2教学方法:贯彻研究型教学方法,理论联系实践
教学方法是使教学思想得以贯彻执行、知识体系和课程内容得以完整实施和传授的关键所在。传统的《工业催化》课程之间具有明显的界限,课堂教学以讲授为主,综合性的案例和结合实际项目的教学不多,而基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习、基于项目的参与式学习等多种研究型教学方法更是少之又少。研究型教学(problem-basedlearning,PBL,对学生而言可以称之为研究型学习),它是一种符合工程能力培养规律和综合素质形成逻辑的教学组织形式和教学方式,得到“卓越计划”的大力提倡和着力推行[4]。研究卓越工程师不仅应具备分析问题、解决问题的能力,而且要能将设想和概念转化为现实,形成学生的工程能力。“卓越计划”通用标准对本科层次卓越工程师培养予以如下定位:本科层次卓越工程师:主要从事产品的生产、营销、服务或工程项目的施工、运行,维护,能够完全胜任现场或生产一线的各项工作。因此现有《工业催化》教学方法需要重构,在面向实际教学的基础上,遵循催化工程的实践、集成与创新的特征,采取相应的教学方法,按照催化剂的催化作用,催化剂的生产,催化剂的表征,催化剂的使用来组织教学内容,以学生为中心开展教学活动,着力推行符合工程能力培养规律的学习方法,强调学生创新意识和创新精神的培养,加强学生创新能力的训练,有效地提高学生的工程实践能力。所以,贯彻研究型教学方法,理论教学和工程实际相联系就非常重要。作为一种学习方法体系,研究型学习主要由基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习和基于项目的参与式学习三种形式组成。从培养化工方向的卓越工程师的需要出发,其中的问题、案例和项目可以分别工业上成熟的催化工艺作为教学内容以实施相应的教学方法。这些问题可以是现行催化工艺中各种问题的重现、演变、放大或综合,也可以是教师根据对未来发展的预见专门设计出的催化方面的新问题。通过教师精心选择和设计这些问题、案例和项目,并采取研究性学习方法,就能够在学生知识的获取、应用和创新,工程能力的培养和提高,社会能力的培养和提高以及综合素质的养成和提升等方面发挥重要作用。
3教学内容:拓展知识视野,完善知识结构
3.1拓展知识视野,完善知识结构为了培养学生学习《工业催化》的兴趣,首先在每一章节的的教学过程中,凡是教学内容涉及到的在现行化工生产中已成功工业化的催化剂体系,如催化重整,催化裂化,合成氨等催化剂,可以引导学生多查阅相关资料,了解与这些催化剂的相关的制备工艺,催化反应原理,催化反应设备,催化剂使用过程条件控制以及催化剂再生等相关的知识。这样不但可以拓展学生的科学史知识,提高学习兴趣,增加求知欲,还有利于培养学生的自学能力;而且,结合专业特点丰富课程教学内容,联系与化工生产(化学工艺专业)及人们日常生活(应用化学专业)密切相连的催化知识,使学生主动去学习与催化相关的知识,从而理解并解决疑难问题,推动课堂教学的发展和质量的提高。丰富教学内容要求教师在备课过程中必须保证内容充实、准确、高质量。教师在准备每一堂课内容时,都必须查阅大量参考资料以确保知识的准确度,同时应从多角度、多层次综合、全面理解和诠释每一个知识点,并通过不懈的努力和研究形成自己的一套教学体系和教学风格。
3.2扩展前沿知识当今是个知识更新迅猛的时代,《工业催化》课程快速发展,必须与前沿科学知识紧密联系,才能培养出跟上工业和科学技术发展步伐的新世纪卓越工程师。扩展催化技术方面的前沿知识,不但有利于提高学生的学习兴趣,而且有利于培养学生的创新能力。前沿知识扩展对教师的素质有着很高的要求,这要求教师具备一定的科研素养,能有紧跟催化理论和技术发展的步伐,教师应深入学习、研究新的催化理论知识及催化技术最新发展趋势和动态,并将这些前沿知识充实到课堂教学之中,使学生能深切感受到科学技术的飞速发展给社会发展带来的巨大变革。例如:在《工业催化》课程中酸碱催化作为传统催化剂在催化裂化,催化重整等已经得到广泛应用,但课程对最前沿的酸碱俩性催化剂的介绍较少,这方面的知识,需要教师在查阅资料,将课堂内容补充完善。前沿知识的扩展,不仅需要提高教师的科研素养,还要调动学生的学习积极性。将《工业催化》课程每一章节的课余作业设置为此章节的相关前沿知识学习不失为一个理想的方法,例如在学习分子筛催化剂章节时,新型的杂原子分子筛,新型介微孔复合分子筛等催化剂是目前分子筛催化剂研究的前沿方向,教师可以布置学生课余查阅相关文献,形成报告,制作PPT,分组汇报并讨论,从而调动学生自发学习的兴趣。
4考核方式:以课题综述的形式考核
南京工业大学具有百年办学历史,是一所以工为主的多科性大学,于2001年由原南京化工大学与原南京建筑工程学院合并组建而成,是江苏省政府与住房和城乡建设部共建高校,江苏省重点建设高校,江苏省综合改革试点高校,江苏省人才强校试点高校,教育部首批卓越工程师培养计划试点和专业学位研究生教育综合改革试点高校,国家首批“2011计划”牵头高校。
学校拥有模范马路校区(由丁家桥和虹桥组成)和江浦校区,总占地面积4000余亩。学校共有学院(部)26个,国家一级重点学科1个,江苏省一级学科国家重点学科培育建设点1个,江苏高校国家重点学科培育建设点2个,江苏省优势学科4项,博士后科研流动站6个,一级学科博士学位授予点6个,二级学科博士学位授予点35个,一级学科硕士学位授予点20个,二级学科硕士学位授予点107个,本科专业(含方向)80个,跨工、理、管、经、文、法、哲、医8个学科门类。具有留学生招生资格和教授审定权。2012年,学校各类学生3万余人。
本科生专业
“十一五”国家特色专业
生物工程,安全工程,化学工程与工艺,计算机科学与技术,土木工程,过程装备与控制工程,冶金工程,材料科学与工程,无机非金属材料工程,高分子材料与工程,金属材料工程,复合材料与工程。
江苏省品牌专业
化学工程与工艺,无机非金属材料工程,过程装备与控制工程,生物工程,勘查技术与工程,安全工程,制药工程,建筑环境与设备工程。
江苏省特色专业
自动化,建筑学,土木工程,工程管理,应用化学,机械工程及自动化,计算机科学与技术,给排水科学与工程,城市规划,环境工程。
关键词:卓越工程师培养计划 工程流体力学 教学改革
中图分类号:G642.4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.03.019
教育部“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是贯彻落实国家教育改革和人才发展规划纲要的重大改革项目,主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强,适应经济社会发展需要的高质量型工程技术人才。天津工业大学是天津市“卓越工程师教育培养计划”的首批实施高校,环境工程专业是我校的重点学科方向之一,而工程流体力学是本专业本科教学的一门重要专业基础课,为强化学生的工程能力和创新能力,培养行业通用的工程型人才,针对“卓越计划”开展的教学改革势在必行。
流体力学是力学的一个分支,它主要研究流体静止和运动的力学规律及在工程实践中的应用。环境专业中讨论的各类问题,例如流体在管路中的运输、气体和液体中颗粒物的分离等均离不开流体力学的基本知识,因此学好工程流体力学有助于后续专业课的理解和掌握,为培养工程型人才打下坚实的基础。
1 教学中存在的问题
目前,工程流体力学的教学过程中存在很多问题。首先,课堂授课时间长,内容抽象、枯燥,导致学生学习积极性不高。工程流体力学课的主要研究对象是流体,流体本身没有固定的形状,进行研究讨论的时候缺少固定的客观形象,难于理解和掌握,并且公式推导较多,推导过程复杂,对学生的数学功底、逻辑思维能力和理解能力要求较高,因此导致教学过程中存在老师难教,学生难学的问题[1]。其次,授课方法单一,主要是教师在上面讲,学生在下面听,忽视教学中的互动性,理论知识与实际应用联系不够紧密,教学效果不理想。第三,课程成绩由最终期末考试的卷面成绩决定。学生考试都是依靠老师划重点和考前突击复习的方式通过,死记硬背的定义、公式在考试结束后马上被遗忘,对课程知识没有消化理解,就不可能有综合运用的能力[2]。
2 教学改革的内容
2.1 课程内容的优化改革
减少理论教学学时,强调学以致用。将环境工程专业的特点与“卓越计划”的目标相结合,为增加学生参与工程、实践的时间,对本科教学课程的教学时间进行调整,课堂讲授课时由76学时减少至60学时。教学内容上相应减少繁琐的理论公式推导部分,特别复杂的公式或结论不需要死记硬背,只要求学生重点掌握基本概念、公式的物理意义、应用范围和各项参数的含义等。同时,增加了泵与风机(即流体机械)部分内容,将前面的基础理论与实际应用相结合,要求学生了解流体机械的基本构造及工作原理,掌握计算运行参数及设备选型的方法。例如增加了叶片式泵与风机的理论基础内容,主要掌握离心式泵与风机的工作原理、工况分析及选择和安装的方法,其他类型的往复泵、真空泵等也会做介绍,拓宽学生的知识面。
2.2 教学方式的改革
完善教学手段,增设实践讨论课,培养学生的综合应用能力。多媒体教学手段会增加授课内容,提高讲课速度,但会使教师忽略学生对课件内容的理解消化需要时间,导致学生的思维跟不上教师的讲课速度。因此,在教学过程中,需要将多媒体技术和传统板书有机结合起来[3]。利用ppt课件中的视频、声音、动画等直观的表现方式展示流体流动的状态、流体机械的内部结构、工作原理等难于用语言和文字描述的内容,帮助学生理解书本中抽象的文字和图片。而公式推导过程、各参数意义及计算方法等则采用板书书写的形式,这样能更好地引导学生的思维,使学生对课程内容有足够的时间消化吸收。为充分调动学生的学习积极性,授课方式由单纯的教师讲,学生听,改为教师、学生一起讲。增加实践讨论课,让学生将所学内容与实际相结合,举出各种流体力学中的原理在实际生活中应用的例子,并制作ppt课件对实例加以解释,培养学生的综合应用能力。课后作业做到少而精,并增加与生活中密切相关的问题,提高学生完成作业的积极性。作业的内容既包括上节课重点又能引出下节课的难点,起到“承上启下”的作用。遇到不懂的地方,鼓励学生们自己查资料解决,培养学生独立思考和解决问题的能力。
2.3 考核方式的改革
提高平时成绩的比例,丰富试题内容,综合考查学生能力。课程的结课成绩由平时成绩和期末卷面考试成绩综合决定,平时成绩所占份额由原来的10%增大到30%以上,期末试卷成绩比例由原来的90%降到70%以下。平时成绩的考核内容除包含出勤率外,还包括课堂听讲情况、回答问题情况、作业完成情况、实践讨论课参与情况等。这种综合考核方式可以减少考前突击现象和考试抄袭现象,对于学生的学习起到督促和帮助的作用。同时,调整期末考试试题内容,对于选择、填空等客观题量减少,主观发挥题量增加,并且主观题不局限于教材后习题,而是选择更贴近日常生活的各种常见问题。
以“卓越计划”的目标为前提,我校进行了上述方面的改革,达到了较满意的教学效果。选择合适的教学方法,激发学生学习的主动性和积极性,培养学生独自分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新意识,提高学生的综合素质是教学工作者的最终目的。“教学有法,教无定法,贵在得法。”不同的教学方法适用于不同的范围和条件,寻找一种适合“卓业计划”的教学方式仍是工程流体力学教学改革的一项艰巨的任务。
参考文献:
[1]黄芬霞.《工程流体力学》教学改革的探索[J].吉林教育,2009,(5):46.
[2]谢海英.《工程流体力学》在环境工程专业中的教学探讨[J].教育教学论坛,2013,(43):95-97.
[3]张春桃,王海蓉.基于“卓越工程师”培养目标的化工原理精品课程改革探索与实践[J].化工高等教育,2012,(128):15-17.
作者简介:刘莹,天津工业大学环境与化学工程学院,天津 300387
1仁爱学院化学工程与工艺专业构建应用型人才培养模式的实践探索
1.1建设特色化课程体系,专业教育贯穿始终制定科学完善的课程体系是实现应用型人才培养的关键。“保基础、强实践、重创新”,以适应培养理论基础够用、具备较强工程实践能力和创新能力的复合型应用人才的需要。适当扩大公共基础类课程、学科基础类课程和实践环节课时数比例(达到30%左右),压缩理论教学学时、学分,做到基础知识扎实、够用。增设创新实践环节,增加实践类课程学时,调整部分课程的课程性质及学分、上课时间,改进部分课程的教学内容和方法,以增强其专业适用性。本专业调整专业课的开设时间和科目,从大一入学开始进行专业教育,开设《现代化工导论》,使学生了解化工学科的入门知识,大二开设《化工设计概论》等课程,力争与高年级专业课良好衔接,使专业教育贯穿始终。为了培养学生跟踪科技发展步伐,开设《化工前沿讲座》,适当增加实用性强的课程比例,增设特色课程,如《ASPENplus工程设计软件应用》、《化工DCS》等课程,增加了应用技术类课程的学分及学时(如《化工原理》由96学时调整到128学时),在教学过程中结合工程实际,积极创造条件增强学生实践创新能力的培养。另外,为了拓展学生的知识面以增强就业的适应性,开设一系列跨专业的选修课,如:生物化工导论、制药工程导论、环境化工等,拓宽学生的知识面,提高就业竞争力。
1.2重视实验教学,提高实验教学质量实验教学是化学工程与工艺专业的重要教学内容之一,如何提高实验教学质量是当前高等教育研究的热点,也是高等学校发展战略与应用型人才培养的关键问题。参照国内外化工基础实验教学改革的研究与实践,我们对国内重点大学、知名院校实验室建设、实验装置的种类及性能和现代实验技术等内容进行了详细的调查和研究,并结合自己的教学、科研特点和实际情况,建立了占地8000平方米的化学化工实验中心大楼,中心建设有四大化学、化工原理、化工技术开发、现代仪器分析、化工仿真等实验室。同时建有300平方米的“学生创新实验基地”。力求通过化工基础实验来培养学生综合运用理论知识、分析解决实际问题的能力。(1)要明确实验教学目标,制定科学合理的实验教学计划。根据化工课程体系性质,采用分层次,递进式实验教学模式。(2)注重培养学生学习实验课程的兴趣。通过组织学生听实验教学专题讲座和专业领域的科技前沿讲座来激发学生对于实验课程的兴趣,同时也拓展了知识面,为他们在化工领域的进一步深造打下良好的基础。(3)严格实验教学的过程管理,建立科学客观的考核体系。
1.3重视实习教学,培养学生工程实践能力教学与生产实践相结合的实习教学环节是加强学生素质教育与创新能力培养的重要教学环节,因此,我们必须科学合理的安排认识实习和生产实习的各个环节,确保实习教学的质量。首先要加强实习教学的准备和管理,保证实习效果。在每阶段实习开始前,都进行实习前的动员和教育,清楚该次实习在本专业本科教学中的地位和作用,明确实纲要求和实习过程中的注意事项包括安全问题,以及具体实习安排等。其次要抓好实习教学中的关键环节,提高教学质量。校内带队老师通过预实习编写系统的实习指导书,引导学生带着问题习;实习过程中随时了解学生的实习进度、发现学生在实习中的疑惑和问题并帮助分析解决;实习结束之后组织学生进行实结,通过这一环节帮助学生完成理论知识向技能技巧的转化。最后是建立稳定的校外实习基地。本专业已与天津天大北洋化工设备有限公司、中国石油大港石化公司、中沙石化公司等多家企业建立了稳定专业实习基地,加强了学校与企业的联系,同时也为实习教学提供有力的保障。
1.4重视设计环节,强调工程设计能力的培养强调学生工程设计能力的培养。设置多门课程设计、毕业设计等设计环节,使所有的学生受到工程设计方法的基本训练,培养他们将所学知识应用于工程实际的能力、独立分析问题、解决问题的能力和创新能力。强化毕业设计环节,加强工程实践的毕业设计,设计题目主要来自于来自实际生产领域,达到提高学生的工程实践和设计能力的目的。鼓励学生积极参加化工设计大赛,制药工程设计大赛等全国性或地区学科竞赛,激发学生学习和竞技兴趣,达到锻炼设计能力的最终目的,而且通过与高水平院校同学之间的交流,开阔了学生的视野和思路,我专业同学在2012年“中国石化-三井化学杯”第六届大学生化工设计竞赛中获得全国二等奖和华北赛区一等奖,在2013年“中国石化-三井化学杯”第七届大学生化工设计竞赛中获得全国二等奖、华北赛区一等奖和最佳节能奖。
1.5重视校企合作,实现“产学研结合”,鼓励学生参加科技实践活动采用“校企合作、开门办学”的人才培养模式,和企业联合培养人才,分别在天津天大北洋化工设备有限公司、中国石油大港石化公司等多家公司建设了校外实习实践基地,有效发挥了产学研有机结合在学科专业建设和人才培养中的重要作用。还可实行因需施教,达到资源共享和利益最大化,产学研合作教育还能增强学生专业技能素质,缩短毕业后适应社会、工作的时间。同时,通过合作教育向企业输送专业对口的毕业生,改善员工结构,推动企业发展,实现学校、企业双赢。为加强实践环节,培养应用能力和创新能力,促使学生多规格全方面发展,化学工程与工艺专业进行了教学改革,开辟第二课堂的“双十条”支持和鼓励学生实践和创新。现化学工程与工艺专业学生利用寒暑假到化工企业进行工程实践,其中有116名申请实践答辩并成绩合格获得了奖励学分。
1.6完善教师知识结构,在理论课中渗透工程实践知识在应用型人才培养中,教师发挥着主导作用。无论教学观念的更新、教学大纲的制定和实施,还是教学质量保证体系都要依靠教师来实现。仁爱学院化工系化学工程与工艺专业师资队伍建设的目标是:依托天大名师、楷模,带出一流的教学团队,打造一支年龄、学历、职称结构合理、业务精、爱岗敬业、为人师表、相对稳定、充满生机与活力的高素质教学和管理队伍。加强师资建设,培养双师型教师我们主要是通过以下途径来实现:(1)制定教师发展规划,并聘请天大名师、楷模作顾问,从授课到督导实行师徒传帮带。(2)强化工程能力培养,招聘高水平硕博毕业生、引进具备工程实践经历的工程人员,培养双师型教师。请企业工程师来校讲课;组织教师到中国石油大港石化公司、中沙石化公司等参观学习。(3)严格坚持新课试讲制度,并聘请专家组进行讲评和跟踪听课;组织观摩教学比赛,实行专家讲评制度。(4)鼓励教师开展科学研究在科技工作实践中就不断提高了教学水平,学术水平和专业实践能力。经过努力,化学工程与工艺专业初步建立了一支高素质、老中青相结合的教学团队。
2人才培养效果
通过近几年来的努力,我校化学工程与工艺专业在人才培养上取得了较好的效果。学生的思想道德修养高、专业理论知识扎实、具有一定的实践工程能力和创新能力。本专业学生有15人获得国家励志奖学金、市人民政府奖学金等,105人次获得市、院级三好学生及优秀学干,在科技、文艺、体育等方面获奖25人次,9个班获得市、院先进班级、优秀团支部等称号,22人次获得院先进团员称号。围绕独立学院化学工程与工艺专业应用型人才培养模式的探讨,我系通过优化课程体系,强化学生实践动手能力和改革人才培养方式凸显了鲜明的办学特色,建构了独立学院适应当今社会经济发展需要的人才培养教育教学模式,进一步强化了大学生就业能力,更好地服务了企业和社会。
作者:张静王晶晶李真单位:天津大学仁爱学院化工系
关键词:卓越工程师;化工原理;教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)25-0098-02
化工原理是一门关于化工加工过程的基础课,它为化工等工业部门提供科学基础,对化工及相近学科的发展起支撑作用。化工原理是桂林理工大学化学工程与工艺等教育部卓越工程师培养计划专业学生必修的一门重要的专业基础课。化工原理课程以单元操作为内容,以传递过程原理和研究方法为主线,研究各个物理加工过程的基本规律、典型设备的设计方法、过程的操作和调节原理。化工原理课程教学包括理论课教学、实验课教学和课程设计三个环节。本课程在整个教学体系建设中起着从基础课到专业课的过渡桥梁作用。为实现《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》而组织实施的卓越工程师教育培养计划,是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。目的是通过校、企密切合作,以实际工程为背景,以工程技术为主线,提高学生工程实践能力,造就一大批创新能力强、适应社会发展需要的优秀工程技术人员。[1-3]“卓越计划”的启动为应用型人才培养提供了良好的机遇,这为加速培养高质量化工类工程技术人才奠定了基础。使这些学生要能够满足祖国未来发展的需要,适应和引领未来工程技术发展的方向,也能够在多语言环境下工作,具有国际竞争能力。[4]桂林理工大学化学工程与工艺专业是第二批获得教育部“卓越工程师计划”的试点专业。为推进“卓越工程师培养计划”的顺利实施,加强高素质创新人才的培养,我校化工原理课程教学从多面入手,努力提高课程教学的效率。
一、加强认识实习
针对学生学习化工原理课程反映的情况,学生认为动量传递、热量传递和质量传递太过于抽象,学习很困难,我们调整了教学计划,将化工原理课程由原来的第三学期开课调整到第四学期,而认识实习则由原来的第五学期调整到第四学期初。这样学生在学习化工原理课程之前完成了认识实习,使学生对化工生产中的“三传”有了初步的认识。同时对认识实习指导教师提出更高的要求,规定认识实习的老师必须是“双师型”教师,这样学生到企业实习时,可以有针对性地将化工原理课程中“三传”问题和企业的生产工艺联系起来,使学生对“三传”问题有了感性认识。同时我们加强了与企业的合作,桂林理工大学化学与生物工程学院已和桂林立白日化有限公司、桂林莱茵生物科技股份有限公司等10余家企业签订合作协议,共建“工程实践教育中心”,为企业积极介入到校企联合培养人才奠定了基础。同时我们还聘请了大量的企业高级工程技术人员为我校的兼职教师,这样学生在认识实习时,有关单位的工程技术人员作为兼职教师参与学生的认知实习,大大提高了认知实习时的师资力量,特别是师资力量的工程实践经验,这对认识实习的效果起到很大的促进作用,使学生在认知实习时对“三传”有了很深刻的认识。
二、强化“以学为主”的课堂教学
大学教育与基础教育的区别在于从以教为主转变为以学为主。改变“填鸭式”的教学方法,激发学生的主动求知欲是提高教学质量的关键。在化工原理课程的教学中,教师们也在逐渐转变观念,采用多种多样的课堂教学方法,提高学生学习的主动性,进而提高教学效果。
1.感知性教学。教师在教学过程中,利用各种方式让学生直接感知化工生产的“三传”。由于化工生产的“三传”十分抽象,仅给学生讲授理论知识是不够的,直接感知对化工原理课程教学具有非常重要的作用。前面的认识实习就是很重要的感知性教学。为了增加学生的感知认识,学校加大投入力度,大量增加化工原理的实验设备配备,如目前我校化工原理实验已具备以下实验装置:离心泵特性曲线的测定;流体流动阻力的测定等15套实验装置。我们的老师在讲授每种传递过程都会先和学生到实验室观看对应的实验装置,并演示给学生看,使学生从感官上认识“三传”。上课时,将实现“三传”的各种设备再以各种生动、直观的动态图片展示给学生,让学生将抽象的理论与实物联系起来,明显提高了教学的实效。此外,我们对卓越班的学生实行导师制,学生在一年级就进入教师的研究室参与科学研究,使学生对这些设备的感性认识进一步加强。
2.训练式教学。在教学过程中注重学生对所学知识的反复实践训练。“卓越工程师培养计划”中,很注重对学生工程设计能力的培养,在我校有关专业的后续课程中均有专门培养工程能力的设计课程,我们的化工原理课程也有专门的化工原理课程设计,使学生能够利用所学的三传知识,系统地设计某些化工过程。此外,在课堂教学中,老师除了让学生就每个知识点进行反复训练,我们还设计题目,使学生能够就每个知识点甚至整个知识体系进行训练,并设法找到实际的“三传”设备的数据。如利用漓江为学校学生提供生活用水的设计方案就涉及到三传的许多方面。让学生身临其境地进行“三传”设备的设计和计算的训练。
3.互动式教学。在教学过程中注重教――学双方的经常性的交流互动。其实,互动式教学一直是桂林理工大学的优良传统,我们一直重视互动式教学。如在教学过程中,我们将学生分组,教师提出某个“三传”设备,每组学生自行观察,发现“三传”设备的结构特点并提出设备的工作原理,由每组学生选出一名代表,用专业术语讲出设备的设计特点和工作原理,其他组的学生努力找出该组的不足,最后教师作总结并表彰最优秀的小组(这作为平时成绩,提高了这类教学学生的积极性)。这些互动式学习,使学生能自主学习教程,并学会查阅相关文献,取得很好的教学效果。
三、实践教学与理论教学充分结合
基于卓越工程师培养,院校两级加大了投入的力度,使我们的实践和实验教学条件取得了很大的改观。化工原理课程组教师,充分利用各实践教学环节的机会,实现本课程的实践教学和理论教学的融合。由于投入力度的增大,化工原理课程所设置的实验由原来的八个增加到现在的十四个,以强化学生对各单元操作的认识。这些教学实验,为本课程的实践教学提供了很好的支撑。进行相关实验时,我们进一步强化学生所学的理论知识,重温重要的概念,使学生在实验过程中真正认识化工各单元操作的原理和作用,并运用所学的理论知识对各单元操作进行操控和数据处理,掌握提高各单元操作的工作效率的方法。由于学校的重视和学院教师的努力,近年来,我院和许多大中型企业建立了“产学研”基地,共建“工程实践教育中心”,使得学生的认识实习、生产实习、毕业设计等实践性课程的条件得到大幅提升,提高了学生学习的兴趣。在这些实践性教学的过程中,化工原理课程组的教师充分利用这些实践环节,例如,在实践教学中,要求学生了解各单元操作的设备,掌握各单元操作的特点。使学生对化工原理课程所学的知识有一个回顾的过程。学生可以根据自己学习的有关理论知识,帮企业解决生产中的实际问题,使得实践教学和理论教学得到完美的结合。我校专门构建了化工仿真实验室,建成国家级的虚拟仿真教学实验中心,安装了各单元操作的模拟软件,为化工原理各出单元设计提供了良好的条件。各单元操作可以很方便、直观地看到“三传”的过程,对学生认识“三传”的本质有很大的帮助。近年来,我校加大“三井杯”等化工设计大赛的参赛奖励的力度,其中的化工班的学生几乎是每个人均参加化工设计大赛,这种全国性的大赛对学生的综合化工素质有很大的提高,当然对化工原理知识点的提高和巩固也起到很大的促进作用。
四、教学科研的有机结合
中科院院士钱伟长曾提出:“你不教课,就不是教师;你不搞科研,就不是好教师。”[5]可见科研在教学中重要地位,要培养创造性人才,建立一支高水平的教师队伍,必须提高教师的科研水平。桂林理工大学历来重视教师科研能力的培养,制定了一系列有利于教师科研能力提高的政策和奖励措施。促进了我校教师科研水平的提高,建立了一支高水平的教师队伍。我校化工原理教学课程组教师具有较好的科研背景,大部分教师是国内名牌大学毕业的博士,科研能力强。目前,每个教师都承担了国家自然科学基金等项目。这些项目的承担为卓越班的学生直接参与教师的科研活动提供了保障。同时,教师可以通过科研促进自身知识结构的更新、知识体系的完善和对学科前沿的洞悉。这为教师更新教学方法,改革教学内容奠定了坚实的基础。也会提高教师将科研成果转化为教学内容的比重,提高学生接受前沿科学理论的程度,扩宽了学生化工原理基础知识、了解化工原理的最新研究进展及学科发展的方向。这对提高学生的创新思维能力,加强学生对各单元操作的理解,提高学生分析问题、解决问题的能力大有裨益。
总之,“卓越工程师培养计划”对课程教学提出了更高要求。今后在化工原理的教学过程中,我们将进一步围绕提高课程教学效果为目标,探索研究实践教学、以学生为主体的教学以及科研在教学中的作用等,实现教、学相互促进,师生共同发展,提高化工原理教学效果。
参考文献:
[1]张淑华,刘峥,肖瑜.卓越工程师培养背景下化学工程与工艺专业“3+1”应用型人才培养探究[J].广西教育,2012,(2):159-161.
[2]教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[R].教高函[2011]1号.
[3]教育部关于批准第一批“卓越工程师教育培养计划”高校的通知[R].教高函[2010]7号.
学科建设要结合未来国家发展重点、地方经济建设需要和学校具体情况有所侧重,坚持“有所为,有所不为”的方针,明确学科定位,凝练学科方向,突出学科特色。
1.1国家、地方的产业政策和学校办学定位
在2010年两会期间,国务院总理在作《政府工作报告》时指出:要大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业等战略性新兴产业。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》也把新型材料和新医药及其相关产业作为重点领域和优先主题。功能材料产业和新医药是新乡市战略性支撑产业之一,是新乡市大力扶持和发展的产业。《2010年新乡市人民政府工作报告》和《新乡市国民经济和社会发展第十二个五年规划》中均指出:要做强、做大新型功能材料等优势产业,如“十二五”期间计划在膜材料产业投资80多亿元,实现销售收入170亿元,实现利税40多亿元。我校作为地方教学应用型高校,应与新乡经济发展紧密结合,立足新乡,面向全省,辐射全国。基于上述学科建设的方针和国家、地方的产业政策和学校办学定位,化学与化工学院选择了应用化学(功能材料方向)和生物化工(医药中间体方向)两个二级学科方向作为学院学科建设的重点。
1.2化学与化工学院已有的专业学科基础
化学与化工学院现开设有化学工程与工艺、制药工程、化学等本科专业。1993年应用化学专业被评为“河南省重点专业”,2002年化工基础实验室通过“河南省基础课教学实验室评估”,2010年化学工程与工艺专业被评为“河南省高等学校特色专业建设点”。学院自2004年至今,进行了产学研合作教育培养创新人才的实践。积极施行“校企”联合、“校研”联合,形成产学研共同体,把人才培养落实到链接“校研企”三方的“人才链”、“知识链”和“技术链”中,提升学生的科研素质、工程技能、创新意识,在此模式下培养的学生以高素质、强技能、应用型,深受社会和企业的欢迎。学院先后与河南心连心化肥有限公司、华兰生物工程股份有限公司、河南省伯马股份有限公司等50余家企业共同“订单式”合作培养学生500余名,实现了学校与企业的无缝接轨,为企业的可持续发展奠定了坚实的人才基础。科研成果的水平直接反映学科水平的高低。学院的“材料研究所”自1998年开始大力开展与地方经济发展联系紧密的特色学科--新型功能材料、新医药领域的研究,主要研究方向有:高温剂、膜技术和医药中间体,并取得了一批科技成果。学院研发的“绿色环保高温剂”项目,已申报国家发明专利,并在企业实现了技术转化,学院利用企业的技术转让费在校内建立了“高温剂测试中心”,以及“高温剂中试基地”,产生了良好的经济效益与社会效益。此外学院研发的“纳米TiO2生产工艺、非木浆纸生产工艺”等已完成中试;“一种含金属钨连铸滑板砖”已获得国家发明专利授权;合成出了多种医药中间体,已获准国家发明专利授权3项。学院在新型功能材料和新医药领域取得的丰硕科技成果,为凝练学科方向奠定了良好的基础。通过创新人才培养模式和科技成果转化,学院的专业、学科建设获得了长足的发展。
1.3凝练后的学科方向
随着国家科技体制改革的深化,企业已成为技术创新的主体,因而在确定学科研究方向时,学院特别重视与地方经济建设相结合。在为企业服务的过程中,学院从企业获得了大量的科技信息,也获取了众多的科研项目和科研经费。目前,学院的材料研究所已成为豫北地区功能材料行业的研发中心、技术推广中心。2007年4月,经河南省发展和改革委员会批准,学院与河南省伯马股份有限公司、郑州大学联合组建“河南省高温功能材料工程研究中心”,使学院学科建设的特色更加突出。学院通过与企业合作对接,在化学工程与技术一级学科下更加突出应用化学(功能材料方向:主要为剂和膜技术)和生物化工(医药中间体方向)两个二级学科方向作为学院学科建设的突破点。
2构建一流学术队伍,引领学科前沿
学科建设的实施主体是教师,高水平的师资对于学科建设的意义十分重大[2]。培养、造就一支结构合理,团结合作的学术梯队,是学科建设的基础;造就一批学术思想活跃、学术造诣较深、在国内甚至国际上有一定影响的学科带头人和学术骨干是学科建设的关键。结合学院在学科建设中的实践,我们认为师资队伍的建设应从以下三个方面着手:
2.1引进人才
人才引进是对学科带头人和青年骨干教师的引进,主要是为了提高教师的教学科研水平,注入新的活力。近两年学院共引进博士6人。引进人才的目的是对原有较薄弱学科力量进行补充,使原学科有所突破和创新;引进的“专家级人才”可培养一批接班人,带领和召集一批中青年骨干,增强本学科教师的自信心和凝聚力,使大家明确努力方向,使教师队伍的整体水平得到提升。
2.2培养人才
除了重视引进人才的后续培养与开发,使人才自身优势得以充分发挥外,更要立足于校内培养,重视在研究生特别是博士生中选拔、培养学科带头人。在改善工作条件,加大培养力度的同时,要引入竞争机制,为拔尖人才的脱颖而出创造一个良好的政策环境。例如,以学院的“材料研究所”、“河南省高温功能材料研究工程中心”为依托,在项目的研发过程中培养了一大批青年教师和部分优秀学生。
2.3共享人才
实施人才共享,充分开发各类人才资源是高校学术梯队建设的重要环节。
(1)加强校际合作,学院已与国内十余所知名高校建立了开放的教师资源共享平台。如请郑州大学化工和能源学院的教授给学院做了“制药工程在国内的近况”学术报告。
(2)互聘、返聘专家、学者,积极拓宽兼职教师来源渠道,实行专兼职结合的开放式教师选用模式。如学院聘请了国内十余所知名高校的12名教授为学院的兼职教授。
(3)与企业、科研院所联合与协作,选聘更多具有丰富实践经验的专业技术人员担任兼职教师。如聘请多名企业的高级工程师担任学院专业建设指导委员会的委员。
3建立高水平的教学科研平台,突出应用学科基础研究
学科专业建设投入具体包括实验室、实习基地等基础设施的建设,以及课程建设、教材建设等方面的硬件投入,这是学科建设顺利开展的物质保证。理工类学科的建设重点要放在实验室建设上,特别是要集中力量搞好重点实验室建设。化学与化工学院以“材料研究所”和“河南省高温功能材料研究工程中心”为依托,成立了“功能材料及其制品研究中心”。研究中心突出功能材料应用基础研究,积极发挥孵化器的作用,大力推进企业与高等院校和科研院所之间的知识流动和技术转移,积极推进科研成果工程化和产业化。不仅为地方经济的发展做出了贡献,而且也为学院功能材料的研究奠定了良好的学科平台。
4坚持开放办学,促进学术环境建设
学科环境建设是为树立良好的学术风气和职业道德,形成融洽的人际关系和良好的学术环境,以充分调动和发挥教科研人员的积极性、创造性[3]。
4.1校校合作
学院已与国内众多知名大学建立了良好的合作关系,开展全方位、多层次的合作,如互派教师讲学、定期开展学术交流等。
4.2校企合作
学院已与河南心连心化肥有限公司等50余家企业建立了产学研共同体,在人才培养、师资共享、教师实训、科学研究等方面开展全方位的合作。通过多种合作方式,学院形成了优良的学科环境,使学院较好地把握了学科前沿,从而推动学科建设。
5建立新型人才培养体系,加强本科生创新基地建设
培养高层次的人才是学科建设的主要任务之一。学院通过多种途径提高人才培养的质量和层次。
5.1与企业联合制订人才培养方案
学院结合化学工程与技术学科的培养目标,成立了由企业专家参加的专业建设指导委员会。经广泛调研,反复论证,构建了切实可行的分类人才培养方案,有所侧重地实施以就业为目的的“应用型、技术型”和以考研为目标的“研究型”人才培养方案,以培养不同层次、不同规格、不同类型的人才。
5.2成立“化学工程与技术创新基地班”
“化学工程与技术创新基地班”采取导师指导小组制,强化研究性教学课程,鼓励学生在大三、大四阶段主动参与科研活动,培养学生前沿科学意识和独立创新能力。创新基地班覆盖功能材料、生物医药等领域,突出剂、膜技术、医药中间体等研究方向的培养。
5.3与知名高校联合培养硕士研究生
为提高人才培养的层次,学院与国内知名大学初步达成联合培养硕士研究生的协议,即学生考取以上学校硕士后,继续留在我校进行硕士阶段的学习和研究。