新工科背景下大化工卓越工程人才培養(yǎng)探索與實踐

蘇海佳 張婷 劉驥翔 侯虹

摘 要：新一輪科技革命和產業(yè)變革驅動工程人才培養(yǎng)改革面臨新要求和新挑戰(zhàn)，作為行業(yè)優(yōu)勢高校，北京化工大學以新工科建設為抓手，深入剖析“大化工”特色工程人才成長規(guī)律和培養(yǎng)瓶頸，將多學科交叉的思想與創(chuàng)新思維融入工程人才培養(yǎng)的全過程，在課程體系、培養(yǎng)模式、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、工程師資等方面進行了一系列改革，并取得了顯著成果。

關鍵詞：大化工;多學科交叉融合;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

來自瑞銀中國的研究顯示：中國在制造業(yè)特別是高端裝備制造業(yè)的創(chuàng)新和研發(fā)能力較強，中國的人口紅利將逐步升級為“工程師紅利”，高端工程技術人才成為提升國家硬實力、軟實力，應對全球產業(yè)競爭的第一資源。

化工類行業(yè)調查顯示：當前石化企業(yè)生產人員中高技能人才的比例為21.2%，與《高技能人才隊伍建設中長期規(guī)劃（2010—2020年）》中提到的28%還有一定差距，從當前化工類行業(yè)院校畢業(yè)生供給趨勢來看，高技能勞動者每年有近5萬人缺口。[1]北京化工大學（以下簡稱學校）作為一所行業(yè)特色鮮明的大學，突出化工特色，培養(yǎng)具有“大工程觀”的卓越工程人才是學校的必然選擇。在新工科建設的背景下，針對化工類工程人才培養(yǎng)存在的“工程教育離散化、獨立化，缺乏系統(tǒng)性與整體性”“化工企業(yè)生產要求高，企業(yè)接受學生生產實踐壓力大”“理論教學與工程實踐逐漸脫節(jié)”等問題，學校確立了“立足需求—固本革新—回歸工程—走向高端”的工作思路，牢固樹立“大化工”工程教育理念，把真實的工程體驗和創(chuàng)新精神融入到工程人才培養(yǎng)的過程，將理論學習、科研體驗和工程實踐有機結合，著重培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力，進行大化工卓越工程人才培養(yǎng)探索和實踐。

以新工科建設為抓手，構建“大化工”特色課程體系

2016年“世界經濟論壇”發(fā)布《未來職業(yè)》報告：對2020年人類關鍵的十大能力進行了預測并排名，其中解決復雜問題、批判性思維、創(chuàng)造力位列前三。[2]由此可見，未來社會的新工程師面臨的不再是“知道什么”，而是“解決什么”。[3]因此，學校牢牢把握產業(yè)需求，深入剖析“大化工”卓越工程人才的成長規(guī)律，依托學科優(yōu)勢與優(yōu)質課程資源，構建出螺旋遞進的“大化工”特色課程體系，通過“大工程理念課程體系”強化學生的知識儲備、創(chuàng)新意識與國際視野，通過“遞進式實踐課程體系”強化學生的工程實踐能力和解決復雜工程問題能力，進而支撐卓越工程人才培養(yǎng)。

基于多學科交叉融合，探索“大化工”新型工程人才培養(yǎng)模式

新工科背景下，應以多學科交叉融合為抓手，以職業(yè)能力為導向，積極探索和實踐本研貫通的工科高層次人才培養(yǎng)新模式，努力造就符合新時代和未來需求的卓越工程科技人才。[4]學校自2013年啟動“學科交叉人才培養(yǎng)計劃”，設立學科交叉班，開設學科交叉研討課程，拓展學科交叉科研項目，截至目前累計培養(yǎng)學科交叉人才1，285名，以學生為主體發(fā)表中英文論文34篇，在全國及省市比賽中獲獎91項。2018年學校校長獎學金獲得者栗振華同學，2013年入選首批“學科交叉班”，通過本碩博貫通培養(yǎng)，在“插層結構材料與電化學能源存儲/轉換”等領域取得系列具有國際影響力的研究成果，以第一/共一作者在國際權威化學材料類期刊發(fā)表論文10篇，影響因子累計達105（其中IF>10.0的SCI論文5篇，10.0>IF>8.0的3篇;ESI高被引論文3篇，單篇最高被引165次）。在“多學科交叉人才培養(yǎng)計劃”的施行成效與輻射下，通過整合全校優(yōu)勢資源，搭建學科交叉實踐平臺—“學科交叉工程創(chuàng)新實踐中心”，并將“交叉、創(chuàng)新、實踐”等卓越工程人才培養(yǎng)核心元素貫穿其中，涵蓋了創(chuàng)新實驗室、創(chuàng)客空間、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)展示大廳、實物生產線以及分析測試平臺六大模塊，支撐學生的創(chuàng)新實踐、工程訓練、學科競賽、創(chuàng)業(yè)啟蒙與成果孵化等，重點培養(yǎng)學生跨學科的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)意識。實踐證明，多學科交叉融合能夠有效激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能和跨界整合能力，是拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中一次成功的教學改革與實踐。

依托學?！按蠡ぁ钡膶W科背景，積極推廣“學科交叉人才培養(yǎng)計劃”的實踐經驗，以培養(yǎng)化工行業(yè)精英為抓手，建立侯德榜工程師學院，并將其作為改革試驗田，打破專業(yè)設置屏障，以多學科交叉融合為手段，以培養(yǎng)工程型碩士為目標，重構六個“卓越計劃”試點專業(yè)的課程體系和教學內容，通過學科交叉與專業(yè)互通，強力打造具備“大化工”特色的“卓越計劃”升級版，建設具有化工特色的專業(yè)集群。同時，新增“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)”專業(yè)作為新工科建設改革試點于2018年首屆大類招生。侯德榜工程師學院作為基礎教育載體，施行低年級強化基礎教育、高年級專業(yè)分流，旨在探索厚基礎、寬口徑、多融合、重實踐的“大化工”特色卓越工程人才培養(yǎng)模式。

同時，學校積極響應“一帶一路”倡議，推動工程教育大開放、大交流、大交融，通過引進法國精英工程師教育體系，與法國巴黎國家高等化學學校聯(lián)合成立中外合作辦學機構—巴黎居里工程師學院，培養(yǎng)具有國際化視野的高端工程人才。巴黎居里工程師學院依托中法兩校在化學、化工、材料及生物工程領域的教學與學科優(yōu)勢，強強聯(lián)合，整合優(yōu)質課程資源，構建以強化學生工程實踐能力、工程設計能力和工程創(chuàng)新能力為核心的培養(yǎng)方案，強化實習實踐與企業(yè)合作，打造多學科交叉與多文化融合的創(chuàng)新平臺，實現(xiàn)工程教育不同層次的有效銜接，探索本研貫通的高端工程人才培養(yǎng)新機制，打造大化工教育國際品牌。巴黎居里工程師學院自2017年啟動第一屆招生，歷經一年多的預科教育體系的摸索與建設，通過“法語小班授課、英語不斷線”等方式強化語言教學，采用“理論—實驗—習題”多維教學模式強化數(shù)理化基礎教學，通過“課堂小測+月考+教學督導”強化過程考核，凸顯人才培養(yǎng)的中心地位，實現(xiàn)工程師教育的內涵式發(fā)展。

產學研深度融合，推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革

以培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)動力為重要抓手，以產業(yè)需求為導向，以產學研共贏為原則，整合各方優(yōu)勢資源，將多學科交叉的創(chuàng)新思維與創(chuàng)業(yè)意識融入到教育教學全過程，真正實現(xiàn)全員、全程、全方位育人。

整合學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源，將多學科交叉的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)意識有機融合，構建“課程體系、導師團隊、科研訓練、學科競賽、成果孵化”五位一體的雙創(chuàng)教學體系。邀請霍尼維爾（Honeywell）、西門子（中國）等全球500強企業(yè)資深專家開設創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程。同時，通過科研反哺和校企合作強化各類科技競賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的執(zhí)行和孵化，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院，搭建科技成果轉化與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的橋梁，有效推動“雙創(chuàng)”教育改革。

依托“大化工”辦學特色和學科優(yōu)勢，將基于工程實際的全周期實踐教學理念貫穿人才培養(yǎng)全過程，推進遞進式實踐課程體系的開展與落實[5]，使“校內基礎實驗教學中心—校內工程實訓基地—校外工程實踐基地”三大實踐教學平臺優(yōu)勢互補，實現(xiàn)理論教學、實踐教學與企業(yè)人才需求的無縫對接，深化多主體協(xié)同育人。持續(xù)推進產學融合、校企合作的體制機制改革，與山東魯抗、西門子（中國）、中國化工裝備總公司等89家大型企業(yè)在工程人才培養(yǎng)、實踐教學改革、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、教師培訓、科技成果轉化等方面進行了跨界合作，推動教育內部資源和外部資源的有效整合，實現(xiàn)互為依存、深度融合。一方面，廣泛發(fā)動行業(yè)協(xié)會和企業(yè)走進校園，形成高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制，與中國塑料機械工業(yè)協(xié)會聯(lián)合在校內建設“中國塑機創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地”，19家塑機行業(yè)企業(yè)捐贈價值800萬元的先進制造設備;另一方面，作為副理事長單位聯(lián)合多家高校和企業(yè)發(fā)起“智能制造新工程師校企聯(lián)盟”，首次發(fā)布“新工程師”人才培養(yǎng)理念。

學校注重科研反哺教學，所有科研平臺和外設研究院面向本科生全面開放，將科研訓練貫穿于人才培養(yǎng)全過程。學校在低年級實施本科生導師制，學生可以自主選擇導師，在導師的指導下進入科研實驗室開展研究實踐;高年級學生可通過大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、學科交叉培養(yǎng)計劃進入科研實驗室進行科學研究。學校注重將科研成果轉化為教學內容，以化工產品全生命周期實訓基地為例，基于化工產品全生命周期的理念，轉化教師科研成果建成虛實結合的智能仿真工廠，供全校20多個專業(yè)學生開展認識實習、生產實習、仿真實訓，有效解決了大化工類專業(yè)實習難的問題?；瘜W工程學院依托自身的學科優(yōu)勢，自主研發(fā)化工單元實驗裝置用于本科教學，并且被清華大學、西安交通大學、山東大學、中國科學院過程工程研究所等70余所高校及科研院所采用。

貫徹人才強校戰(zhàn)略，構建多元化工程教育師資隊伍

學校將師資隊伍建設放在工程教育改革實踐的重要位置，致力于構建高水平、工程化、國際化的工程教育師資隊伍。在工程教育師資隊伍建設中堅持大師學者引領，兩院院士、長江學者、國家杰青等知名教授參與到工程人才培養(yǎng)一線，依托學術視野和跨學科學術背景，引導學生開展工程實踐和科學研究。

為了解決教師工程能力欠缺的問題，自2012年以來，學校實施青年教師工程能力提升計劃，在每年暑期組織選派40名左右青年教師深入吉化集團、東岳集團、遼化集團等大化工企業(yè)一線進行為期一個月的工程實踐，學習工廠設計、生產、維護、管理的各個環(huán)節(jié)，強化青年教師的工程實踐能力和工程教育能力。同時，與中國天辰、華陸集團等企業(yè)共建5個校企教師培訓基地，與10多家企業(yè)建立了長期合作培訓關系，聘請了32位企業(yè)導師做兼職教授，豐富學校與企業(yè)的技術交流與文化交流，形成提升教師工程素養(yǎng)長效機制。

學?！败浳镔|科學與工程高精尖創(chuàng)新中心”的多名外籍高端教授參與本科人才培養(yǎng)與科教融合，致力于打造軟物質科學與跨學科高層次工程人才匯聚和培養(yǎng)基地。同時，基于學校國際化課程，學校每年邀請30名左右國際知名教授來學校開設課程，海外教學團隊參與工程人才培養(yǎng)，推進工程教育師資隊伍國際化進程。

總結與思考

新工科建設是新時期、新形勢下高等工程教育的偉大變革，作為具有鮮明行業(yè)特色的工科優(yōu)勢高校，工程教育的范式轉變尤為重要，未來工程師的培養(yǎng)不再是“唯專業(yè)、唯知識、唯理論”，而是“懂得交叉融合、善于創(chuàng)新管理、具備家國情懷”的新型工程師。新工科背景下，我們面臨的挑戰(zhàn)是如何利用傳統(tǒng)優(yōu)勢學科進行變革與創(chuàng)新，取其精華再升級發(fā)展新型工科專業(yè)，面向戰(zhàn)略新興產業(yè)建設一批新興工科專業(yè)，整合各方優(yōu)勢資源，形成教學、科研、校企合作聯(lián)動的長效機制，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)帶動人才培養(yǎng)，不斷探索實施新工科背景下大化工特色鮮明的高層次工程人才培養(yǎng)，通過發(fā)展一流本科教育、建設一流本科專業(yè)、培養(yǎng)一流本科人才，服務學?！皬姽ぁ⒑窭?、興文”的“雙一流”建設總體布局。

本文系教育部人文社會科學研究“基于法國工程師精英教育下我國化工行業(yè)卓越工程人才培養(yǎng)模式的探索”項目研究成果

參考文獻：

[1]第三次全國經濟普查主要數(shù)據(jù)公報[EB/OL].（2014-12-16）[2015-01-12].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/zxfb/201412/t20141216_653695.html.

[2]The Future of Jobs[EB/OL].[2019-06-13].http：//reports.weforum.org/future-of-jobs-2016.

[3]王迎軍，李正，項聰.基于“4I”的工程人才培養(yǎng)模式改革[J].高等工程教育研究，2018（2）：15-19.

[4]錢鋒：新時代應建立健全多學科交叉融合的工程人才

培養(yǎng)模式[EB/OL].（2018-03-08）[2018-03-10].http：//special.

chinadevelopment.com.cn/2018zt/2018lh/lhxw/2018/03/1241229.shtml.

[5]劉驥翔，張婷，魏杰，等.化工產品全生命周期虛擬仿真實驗教學中心建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2018，37（4）：158-161.

（作者單位：北京化工大學教務處）

[責任編輯：于 洋]