專業(yè)認證背景下的化學(xué)化工類課程建設(shè)與實踐

李文旭　唐冬雁　吳金珠　劉志剛　宋英

[摘 要]文章針對目前高校化學(xué)化工類專業(yè)在教學(xué)中存在的普遍問題，結(jié)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院的本科教學(xué)實踐，按照國際工程教育專業(yè)認證理念，開展化學(xué)化工類課程的建設(shè)和改革：通過完善課程體系、改進實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、持續(xù)更新專業(yè)教學(xué)內(nèi)容等措施，保證工程教育專業(yè)認證理念的有效實施，切實提高本科教學(xué)質(zhì)量，促進化學(xué)工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

[關(guān)鍵詞]專業(yè)認證;工程教育;課程建設(shè);人才培養(yǎng)

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）03-0126-03

工程教育專業(yè)認證起源于美國，作為一種國際通行的評價體系，它起到監(jiān)控、保障和提升工程教育質(zhì)量的作用，對于推進工科專業(yè)的教學(xué)改革具有十分明顯的導(dǎo)向作用[1]。隨著工程教育專業(yè)認證在我國的引入和開展，按照工程教育專業(yè)認證標準來進行相關(guān)的課程改革已成為越來越多高校的共識[2]。認證的思路主要是以“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)質(zhì)量改進”為指導(dǎo)，促進高等教育教學(xué)改革，從以教師為中心、知識導(dǎo)向轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心、能力導(dǎo)向，持續(xù)提高專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[3]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)（簡稱“我?！保┰缭?0世紀30年代就成立了應(yīng)用化學(xué)系，為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展要求，2008年在原有部分專業(yè)的基礎(chǔ)上組建了化工學(xué)院，2016年通過合并化工、化學(xué)、食品科學(xué)與工程三個學(xué)科成立了目前的化工與化學(xué)學(xué)院。學(xué)院圍繞國際學(xué)術(shù)前沿和國家重大戰(zhàn)略需求，立足航天，服務(wù)國防，面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，秉承“規(guī)格嚴格、功夫到家”的校訓(xùn)，堅持“以學(xué)生為中心，學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展成效驅(qū)動”“以知識體系來教，以價值體系來育，以創(chuàng)新體系來做”，矢志把學(xué)院建設(shè)成為培養(yǎng)引領(lǐng)未來發(fā)展、理工結(jié)合的新型化工和綠色化學(xué)創(chuàng)新人才的重要基地，著力培養(yǎng)熱愛祖國、求真務(wù)實、理工結(jié)合的新型化工化學(xué)拔尖創(chuàng)新人才。

本研究結(jié)合工程教育專業(yè)認證理念，通過梳理和挖掘哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院在本科教學(xué)實踐中的優(yōu)勢、特點以及存在的部分問題，開展化學(xué)化工類課程的建設(shè)和改革，并通過教師的教學(xué)活動保證工程教育專業(yè)認證理念的有效貫徹，旨在結(jié)合社會需求與自身定位辦出專業(yè)特色，提升化學(xué)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，使培養(yǎng)的學(xué)生能更有針對性地滿足行業(yè)和社會發(fā)展需求，提高我國高級工程技術(shù)人員在國際人才領(lǐng)域中的競爭力。

一、我國工程教育的現(xiàn)狀和主要問題

近年來，社會發(fā)展對高等教育提出了更高更多的要求。在世界經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，各國高等教育實現(xiàn)了歷史性飛越，我國的工程教育更是取得了長足的發(fā)展。2005年，我國工程教育培養(yǎng)規(guī)模已經(jīng)在世界上名列前茅，高等院校工科專業(yè)在校學(xué)生達到500余萬人，其教育規(guī)模近年更是排在了世界第一，但是為市場提供合格、優(yōu)秀工程師的能力卻表現(xiàn)不佳[4]，整體實力還不能夠承擔(dān)使中國“從世界大國成為世界強國”的歷史重任。因此，專家學(xué)者在肯定已有發(fā)展成績的同時，結(jié)合工程教育專業(yè)認證標準指出了我國工程教育當中現(xiàn)存的問題和不足[5]。

（一）人才培養(yǎng)目標不夠科學(xué)、缺乏特色

現(xiàn)階段我國不少高校缺少堅持特色辦學(xué)的發(fā)展理念，培養(yǎng)目標缺乏特色，既不能夠很好地明確符合本校定位的辦學(xué)方向，也不能夠很好地適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要，更多的是采用培養(yǎng)科學(xué)家的理念和模式，追求高大上人才培養(yǎng)的現(xiàn)象依舊存在。

（二）課程體系結(jié)構(gòu)不夠合理，教學(xué)內(nèi)容相對陳舊

社會在進步、科技在發(fā)展，目前我國不少高校的工程教育還在沿用過去的課程體系，不能及時對國內(nèi)外知名院校、相關(guān)企業(yè)及用人單位等各方進行調(diào)查研究以及優(yōu)化人才培養(yǎng)目標、課程體系。其課程設(shè)置未能很好地支持畢業(yè)要求的達成。此外，其教學(xué)內(nèi)容沒有隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和企業(yè)需求做出相應(yīng)的調(diào)整，教材中涉及前沿理論、最新科研成果的相關(guān)內(nèi)容甚少，部分課程之間還存在內(nèi)容重疊現(xiàn)象。

（三）不能很好地面向工程實際

目前，由于缺乏校企合作，高校不能根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)對人才的實際要求，培養(yǎng)企業(yè)急需的專業(yè)技術(shù)人員，結(jié)果導(dǎo)致我國高等工程教育在人才培養(yǎng)的層次、結(jié)構(gòu)和類型方面與企業(yè)實際需要脫節(jié)，不少學(xué)生的實踐能力和動手能力較差，其工程意識、協(xié)作精神以及綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識解決實際問題的能力有待提高。這對于提高我國企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平以及高等工程教育質(zhì)量都會產(chǎn)生不利影響。

（四）工程教育和實踐環(huán)節(jié)比較欠缺

高等院校缺乏設(shè)施先進、功能完善的工程實踐平臺和基地，不能為學(xué)生提供足夠的實習(xí)機會和工程實訓(xùn)課程，導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)理論知識有效應(yīng)用到生產(chǎn)實際中。高等工程教育普遍存在重理論輕實踐的現(xiàn)象，主要側(cè)重于科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)課，而學(xué)生參加工程訓(xùn)練實踐過少，實踐教學(xué)的數(shù)量和質(zhì)量難以保證。而實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的嚴重不足恰恰是導(dǎo)致學(xué)生實踐能力差、不能達到工程實際要求的主要原因。

（五）師資隊伍比較缺乏工程背景

國際工程教育專業(yè)認證指標要求“有一定數(shù)量具有工程經(jīng)歷的教師或企業(yè)專家作為專兼職教師”，而我國現(xiàn)階段從事高等工程教育的專兼職教師普遍缺乏在企業(yè)工作多年或具有豐富的工程背景和工程經(jīng)歷，難以勝任重要實踐課程的教學(xué)，或者為學(xué)生講授企業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)組成、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程、技術(shù)應(yīng)用等課程，并提供畢業(yè)設(shè)計（論文）、生產(chǎn)實習(xí)等教學(xué)任務(wù)的指導(dǎo)。

二、以工程教育專業(yè)認證理念推動課程建設(shè)與改革

（一）基于成果導(dǎo)向的化學(xué)化工類課程體系建設(shè)

堅持課程導(dǎo)向是從學(xué)科出發(fā)，強調(diào)知識的系統(tǒng)性，而成果導(dǎo)向則是從需求出發(fā)，強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果[6]。我校相關(guān)院系組織專業(yè)骨干教師，針對專業(yè)人才培養(yǎng)目標、特色和學(xué)生發(fā)展需要，梳理現(xiàn)有課程體系，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，全面討論完善了符合工程教育專業(yè)認證要求的課程體系，明確各門課程支撐的畢業(yè)要求、課程擬達到的特定教學(xué)目標以及二者之間的關(guān)系，確保教學(xué)大綱具有系統(tǒng)性和針對性。構(gòu)建各具特色的合理的課程體系和制訂科學(xué)的人才培養(yǎng)方案，通過明確培養(yǎng)目標，使專業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合國家戰(zhàn)略和國際學(xué)術(shù)前沿，既重視學(xué)生基礎(chǔ)理論教學(xué)，又重視學(xué)生實踐能力訓(xùn)練。課程設(shè)置強化化工基礎(chǔ)，使學(xué)生具有將化工知識與其他相關(guān)學(xué)科知識整合的能力。

現(xiàn)有專業(yè)教學(xué)計劃每四年修訂一次，每年進行微調(diào)。教學(xué)計劃制定堅持這樣的工作方式：專業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)、電話咨詢或?qū)嵉卣{(diào)研等方式，對國內(nèi)外知名院校、相關(guān)企業(yè)及用人單位等相關(guān)方進行調(diào)查研究，咨詢企業(yè)對人才培養(yǎng)目標、課程體系的設(shè)置意見。反復(fù)研討修訂計劃，并請企業(yè)或行業(yè)專家、督導(dǎo)參與計劃的制訂與修訂。為了讓學(xué)生達到畢業(yè)要求，每位教師都根據(jù)課程教學(xué)效果，找出現(xiàn)有課程大綱中存在的問題，對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化，加強大綱內(nèi)容與畢業(yè)要求達成對應(yīng)的聯(lián)系，細化課程目標達成度的評價方法。對教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)過程和教學(xué)結(jié)果評估等要素進行精心設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生完成各個教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)揮教師的主導(dǎo)性作用。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)是一所具有航空航天特色和工科優(yōu)勢的雙一流研究型大學(xué)，以培養(yǎng)杰出人才為己任。大學(xué)化學(xué)是一門由我?；づc化學(xué)學(xué)院開設(shè)的、面向全校非化學(xué)化工類專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，涉及不同院系、不同專業(yè)的本科一年級學(xué)生，選課人數(shù)多達千人，承擔(dān)著為工程技術(shù)人才提供化學(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)的重要任務(wù)。激發(fā)學(xué)生對大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)航空航天辦學(xué)特色和大學(xué)化學(xué)教學(xué)的有機結(jié)合，培養(yǎng)具備良好化學(xué)工程基礎(chǔ)的航空航天人才是我們的教學(xué)理念。因此，我們與相關(guān)院系單位的教學(xué)負責(zé)人聯(lián)系，共同討論課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容并達成了一致意見;重新修訂了大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)大綱，針對不同院系的授課對象制定了四種不同的教學(xué)大綱和學(xué)時，明確了各章教學(xué)內(nèi)容的知識點與航空航天知識的結(jié)合點，并將其專業(yè)指導(dǎo)思想有針對性地貫穿于課程教學(xué)環(huán)節(jié)中。

（二）根據(jù)行業(yè)發(fā)展需要更新教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)改進

隨著學(xué)科、經(jīng)濟和社會的發(fā)展，為了保證專業(yè)教學(xué)水平，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，必須不斷調(diào)整、更新和拓展教學(xué)內(nèi)容。專業(yè)教師需要針對專業(yè)領(lǐng)域前沿問題，對理論教學(xué)和實驗教學(xué)的內(nèi)容進行細化、拓展以及及時更新和補充，對教學(xué)理念進行優(yōu)化，以新形態(tài)和新方法解決前沿科學(xué)問題，推動新工科建設(shè)，對本學(xué)科前沿問題展開深入研討。哈爾濱工業(yè)大學(xué)自1992年實施載人航天工程以來，持續(xù)參與神舟、天工、天和、天舟等系列研究，數(shù)百項科技成果助力載人航天。將這些科研成果背后的化學(xué)理論和知識引進專業(yè)課堂，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和增強了學(xué)生對專業(yè)的自豪感，教學(xué)效果不斷提高。

教學(xué)團隊還提出了 “高水平科研成果‘進課堂以培養(yǎng)創(chuàng)新思維、‘進教材以構(gòu)建滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求的知識體系”的發(fā)展策略[7]，將教師的最新科研成果撰寫成教材或課外參考書。2011年，專業(yè)教師已經(jīng)出版了系列專業(yè)課選修教材，2017～2020年，由于生產(chǎn)技術(shù)、原料類型、配方組成等均有不同程度的改變，項目組成員根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和自己的最新研究成果，對教材內(nèi)容進行了修改和完善，刪除了老舊內(nèi)容，增補了近年來的新原料、新配方、新應(yīng)用，總結(jié)了本領(lǐng)域最新的研究成果?；趯I(yè)特點，圍繞專業(yè)要求，相繼編寫并出版了實用精細化學(xué)品叢書《陶瓷添加劑——配方·性能·應(yīng)用》《化妝品——原料類型·配方組成·制備工藝》《工業(yè)清洗劑——示例·配方·制備方法》（第二版）等以及《應(yīng)用界面化學(xué)》作為專業(yè)高年級本科生教材，還有相關(guān)專業(yè)的研究生教學(xué)用書。更新和充實后的教材內(nèi)容，更能充分體現(xiàn)課程價值和對教學(xué)成果達成的作用，實現(xiàn)了科教融合和課程教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)改進。

（三）完善和加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，深化實踐教學(xué)改革，強化學(xué)生的工程實踐能力

實踐教學(xué)是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)工程技術(shù)人員的重要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際、引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動手能力的重要平臺。相關(guān)專業(yè)緊密結(jié)合國家戰(zhàn)略和國際學(xué)術(shù)前沿要求，培養(yǎng)適應(yīng)時代變革要求的“新化工”高級專業(yè)技術(shù)人才，強調(diào)學(xué)生的工程實踐訓(xùn)練和教學(xué)僅有畢業(yè)設(shè)計（論文）是遠遠不夠的，而是要有貫穿整個本科階段的培養(yǎng)方案。為此，各專業(yè)構(gòu)建了完善的實踐教學(xué)體系，并與企業(yè)合作開展實習(xí)、實訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，突出和加強了實踐教學(xué)的重要性、綜合性和創(chuàng)新性。

大一階段，鼓勵本科生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，2019年第一次嘗試開展大一年度項目交流沙龍的環(huán)節(jié)，每月一次，共六次，所有參與大一年度項目的學(xué)生都要參加一次沙龍，占最終成績的10%，保障了本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的有效順利實施。在本科生教育中實施導(dǎo)師制人才培養(yǎng)，即組織教授指導(dǎo)學(xué)生開展科技創(chuàng)新實驗等科研活動。大二、大三階段，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇科研導(dǎo)師，在繼續(xù)學(xué)習(xí)理論課的基礎(chǔ)上以專項課題的形式參與導(dǎo)師的科研項目，接觸本專業(yè)最前沿的科研領(lǐng)域，或跟隨導(dǎo)師去相關(guān)企業(yè)參觀，直接參與工程項目的工作，提高實踐能力。大四階段的畢業(yè)設(shè)計（論文）是學(xué)生本科學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，是引導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際問題以及提高創(chuàng)新能力的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，同時也是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認證的重要依據(jù)。畢業(yè)設(shè)計（論文）選題要結(jié)合本專業(yè)的工程實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、協(xié)作精神以及綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。邀請企業(yè)或行業(yè)專家參與對畢業(yè)設(shè)計（論文）的指導(dǎo)和考核，通過加強對學(xué)生的科學(xué)管理和細化評分規(guī)則來提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

此外，結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢以及本領(lǐng)域新技術(shù)、新方法的出現(xiàn)情況，適時調(diào)整實驗課程設(shè)置、更新實驗項目，將教師高水平的科研成果轉(zhuǎn)化成先進的實踐教學(xué)內(nèi)容。同時，強化校外實習(xí)基地建設(shè)，組織學(xué)生去企業(yè)實地實習(xí)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員參與實習(xí)指導(dǎo)，并與企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，使學(xué)生開眼界、長知識。

針對疫情期間學(xué)生無法返校做實驗的問題，團隊又開展了大學(xué)化學(xué)實驗數(shù)字化體系建設(shè)的探索，以完成虛擬仿真實驗并將其作為線下實踐教學(xué)的補充，保質(zhì)保量完成了實踐教學(xué)。

三、課程建設(shè)成效與未來建設(shè)設(shè)想

哈爾濱工業(yè)大學(xué)本次課程建設(shè)與改革經(jīng)過上述多項措施的嘗試和全體教師的共同努力，對各系所開設(shè)的相關(guān)課程進行了規(guī)范化建設(shè)。即明晰了專業(yè)對學(xué)習(xí)成果的要求（細化指標點）;建立起支撐學(xué)習(xí)成果的課程體系（支撐矩陣）;細化了課程目標并落實到課堂教學(xué)（通過教學(xué)大綱實施）當中;發(fā)揮了科學(xué)研究對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的推動作用，保證課程得以持續(xù)改進。教師明確了自己所承擔(dān)的課程在教學(xué)中需教會學(xué)生何種知識，培養(yǎng)學(xué)生何種能力及素質(zhì)，并以這些目標是否實現(xiàn)作為學(xué)生學(xué)業(yè)考核的重要內(nèi)容，在教學(xué)工作中全面貫徹落實工程教育專業(yè)認證理念，顯著提升了課堂教學(xué)效果，實現(xiàn)了學(xué)生知識水平、能力和素質(zhì)的全面提升。

我校未來還需進一步增強教師的工程教育專業(yè)認證理念，明確學(xué)生課程知識水平、能力與素質(zhì)一體化提升的教學(xué)要求，引導(dǎo)教師開展以學(xué)生為主體、能力為導(dǎo)向的課堂教學(xué)改革，以及重視開展綜合考核學(xué)生的知識和能力的過程性多元化課程考核方式改革，規(guī)范有效開展課程各項教學(xué)活動。同時從政策上鼓勵教師不斷提高教學(xué)質(zhì)量，從評價和考核機制上引導(dǎo)教師增加對本科教學(xué)的重視程度和投入，重視教學(xué)方式方法和學(xué)生學(xué)習(xí)方式方法的改革，不斷提高我校的化學(xué)化工類課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]