基于工程教育認證的精細化工方向課程體系探討

劉國清，袁正求，曾令瑋，曾堅賢，周 虎，周智華

（1.湖南科技大學化學化工學院，湖南 湘潭 411201；2.湖南科技大學化學與化工創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中心，湖南 湘潭 411201）

工程教育專業(yè)認證是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)，對于推動我國普通高等學校切實進行工程教育意義重大[1]。以中國2016年《華盛頓協(xié)議》轉(zhuǎn)正申請獲得通過，從而成為正式會員為里程碑，國內(nèi)高等工程教育學界在此之后相繼形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”，并提出了新工科建設指導意見[2-3]。在此背景下，高等院校充分認識到工科專業(yè)扎扎實實培養(yǎng)適用于現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的工程技術(shù)人才，進而通過工程教育專業(yè)認證的重要性[4-5]。

精細化工是化工行業(yè)中的“朝陽產(chǎn)業(yè)”，其技術(shù)集中度、獲利率等均居于現(xiàn)代化學工業(yè)的“金字塔尖”。在注重綠色發(fā)展與環(huán)境保護的當今時代，精細化工以其特點成為各國化學工業(yè)中的發(fā)展重點。各化工強國如德國、日本等精細化工產(chǎn)業(yè)均相當發(fā)達[6]。多年來，我院一直將精細化工作為專業(yè)特色，并在本科生實習教學環(huán)節(jié)中將其設置在典型精細化工企業(yè)中實習，理論課程教學中設置大量精細化工相關(guān)課程。近年來，專業(yè)依據(jù)精細化工發(fā)展形勢，同時參照工程專業(yè)認證通用標準（2017版）、化工與制藥類專業(yè)補充標準（2020版）及本科專業(yè)國家質(zhì)量標準（2018版），依據(jù)OBE理念，對于精細化工方向的專業(yè)課程進行了重新梳理，最終構(gòu)建了完整的基于OBE 教學理念的專業(yè)課程體系，為本專業(yè)學生解決化工方面復雜工程問題能力的提高提供了制度保障。

1 精細化工方向?qū)W生培養(yǎng)目標

精細化工方向?qū)W生培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具備化學工程與工藝知識、扎實的動手實踐能力和較強的創(chuàng)新意識，能在化工及相關(guān)行業(yè)，特別是在精細化工領(lǐng)域從事化工產(chǎn)品研發(fā)、工藝設計及管理、理論教學及科研創(chuàng)新等工作的化學工程與工藝專業(yè)高級人才，學生畢業(yè)5年左右可望成為化工及相關(guān)行業(yè)的技術(shù)骨干與工程師。

為實現(xiàn)培養(yǎng)目標，精細化工方向的專業(yè)課程除傳統(tǒng)化工專業(yè)課程外，還必須涵蓋“化工產(chǎn)品研發(fā)、工藝設計、工程管理”等領(lǐng)域，且精細化工的專業(yè)課程必須特色鮮明，從而保障學生畢業(yè)時具備解決化工專業(yè)復雜問題的能力，進而支撐培養(yǎng)目標的達成。

2 精細化工方向?qū)I(yè)課程設置分析

精細化工方向?qū)I(yè)課程可分為專業(yè)必修課程、專業(yè)選修課程及專業(yè)實踐課程；專業(yè)必修課程是體現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)的核心課程；專業(yè)選修課程是在滿足國家質(zhì)量標準及工程專業(yè)認證標準基礎(chǔ)上，為體現(xiàn)專業(yè)特色而設置；專業(yè)實踐課程包括畢業(yè)設計（論文）、生產(chǎn)實習和課程設計等，旨在提高學生的實踐能力和綜合應用能力。

2.1 專業(yè)必修課程

專業(yè)必修課程涵蓋了化學工程與工藝專業(yè)傳統(tǒng)核心課程，并依據(jù)化工教學科研的發(fā)展趨勢進行了適當?shù)难a充，主要包括“化工導論”“化工原理”“化工熱力學”“化學反應工程”“化學工藝學”“化學分離工程”“化工儀表及自動化”“化工設備機械基礎(chǔ)”“化工設計基礎(chǔ)”“化工制圖與CAD”“化工安全與環(huán)保”“化工過程分析與合成”和“化工技術(shù)經(jīng)濟”等課程。“化工導論”課程是為化工類及相近專業(yè)本科生開設的了解現(xiàn)代化工概貌及其工程與技術(shù)基礎(chǔ)的概述性課程，目的是使化工專業(yè)低年級的學生通過本課程的學習了解化工專業(yè)的各個領(lǐng)域?！盎ぴ怼痹趯W生的知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)體系中占有十分重要的地位。課程以傳遞過程理論為基礎(chǔ)，以化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的物理過程（不包含化學反應）為對象，歸納過程原理共性，聚焦單元操作，通過理論解析和在理論指導下的實驗研究方法，研究和考查化工生產(chǎn)過程中被處理物料的質(zhì)量、動量和能量傳遞的基本規(guī)律，考查、解釋和處理工程實際問題?！盎崃W”專門研究化工過程物理化學變化，是化工過程研究設計與開發(fā)的理論基礎(chǔ)，兼具理論與應用?！盎瘜W反應工程”專門研究如何運用化學動力學、化工原理、高等數(shù)學等知識對工業(yè)反應器進行分析、模擬、設計與優(yōu)化，培養(yǎng)和提高學生運用相關(guān)知識和理論發(fā)現(xiàn)、分析并解決相關(guān)復雜工程問題的能力?！盎瘜W工藝學”專門研究化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、原理、方法、特點與應用之間相互關(guān)系和一般規(guī)律，培養(yǎng)學生在以后的生產(chǎn)與開發(fā)研究工作中開拓思路，觸類旁通，更好地滿足社會需要?！盎瘜W分離工程”討論分離過程的基本理論與一般分析方法，使學生掌握傳質(zhì)與分離過程的基本原理和基本方法，為學生從事分離過程的設計、研究和開發(fā)奠定重要基礎(chǔ)?！盎x表及自動化”是專門研究服務于化學工程學科的自動控制、儀器儀表及計算機理論和技術(shù)，使學生了解、熟悉、掌握化工儀表及自動化的基本知識與應用方法，具備在化工過程中運用相關(guān)知識輔助解決化工專業(yè)復雜工程問題的能力?！盎ぴO備機械基礎(chǔ)”專門研究化工容器和設備機械設計的科學原理，使學生基本掌握中低壓化工容器的設計基礎(chǔ)知識及其設計方法?！盎ぴO計基礎(chǔ)”以化工生產(chǎn)車間（裝置）的工藝設計為重點，講述目前國內(nèi)通用的化工設計的原則、方法、設計程序與技巧，和各種化工工藝圖與化工設備圖的閱讀方法，以及計算機在化工設計計算中的應用。“化工制圖與CAD”主要講授化工工程圖紙的繪制標準、繪制原則及相關(guān)電腦繪圖軟件的基本操作，課程目標在于培養(yǎng)學生的三維想象、電腦繪圖及工程設計能力?！盎ぐ踩c環(huán)保”專門研究化工生產(chǎn)過程的化工安全與環(huán)境保護之間相互關(guān)系和一般規(guī)律，培養(yǎng)學生的化工安全生產(chǎn)意識，使得學生熟悉相關(guān)化工安全及環(huán)保方面的政策法規(guī)及標準，從而具備解決實際化工生產(chǎn)中安全與環(huán)保問題的能力?！盎み^程分析與合成”通過講授化工過程分析與合成的基本理論、基本知識，使學生掌握化工過程分析、合成和優(yōu)化的基本技能，并具有將本課程所學知識與已經(jīng)學過的其他專業(yè)主干課程等課程知識綜合運用的基本能力。“化工技術(shù)經(jīng)濟”課程使學生了解、熟悉、掌握化工技術(shù)經(jīng)濟方面的基礎(chǔ)知識，并與化工企業(yè)管理進行結(jié)合，培養(yǎng)和提高同學們?nèi)绾螌⒒ぜ夹g(shù)與經(jīng)濟、政策和工程項目管理有機地結(jié)合和統(tǒng)一，以取得最佳經(jīng)濟效益的能力。

2.2 專業(yè)選修課程

專業(yè)選修課是在專業(yè)必修課基礎(chǔ)上，滿足學生個性化發(fā)展，體現(xiàn)專業(yè)精細化工特色而設置，主要包括“化工專業(yè)英語”“文獻檢索與科技論文寫作”“精細有機合成化學及工藝學”“涂料樹脂合成與配方”“表面活性劑基礎(chǔ)及應用”“化妝品配方設計與生產(chǎn)工藝”等課程。“化工專業(yè)英語”和“文獻檢索與科技論文寫作”雖然屬于專業(yè)選修課，但其在學生畢業(yè)要求矩陣中的支撐非常重要，因此要求專業(yè)學生全部選修?！盎I(yè)英語”主要介紹化學工業(yè)、化學工程等方面的經(jīng)典英文文獻，使學生了解和掌握化工科技及設計文獻中的詞匯與閱讀，進而具備英文論文寫作、英文科研交流等能力?！拔墨I檢索與科技論文寫作”專門研究理論、方法、實踐融于一體的文獻檢索與科技論文寫作知識，使大學生具備一定的文獻信息收集、整理、加工與利用能力，提高學生自主學習、研究和創(chuàng)新能力。“精細有機合成化學及工藝學”主要研究相關(guān)精細有機合成反應和主要精細化工產(chǎn)品，使學生了解主要精細化工產(chǎn)品，進而具備運用有機合成反應生產(chǎn)精細化工產(chǎn)品的能力?！巴苛蠘渲铣膳c配方”主要介紹用于涂料生產(chǎn)與制備樹脂的化學組分與高分子結(jié)構(gòu)、配方性能及實際生產(chǎn)，使學生具備運用相關(guān)知識進行涂料樹脂生產(chǎn)及改進，解決復雜工程問題的能力?！氨砻婊钚詣┗A(chǔ)及應用”課程介紹了表面活性劑的基本結(jié)構(gòu)特性、分類、合成方法、表面活性和應用，是化學工程與工藝及相關(guān)精細化工專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。“化妝品配方設計與生產(chǎn)工藝”以化學及其相關(guān)理論應用于化妝品的原料及生產(chǎn)機制研究，使學生掌握化妝品生產(chǎn)工藝及原理，具備從事化妝品工業(yè)的能力與素質(zhì)。

2.3 專業(yè)實踐課程

專業(yè)實踐課程是提高本專業(yè)精細化工方向?qū)W生科研創(chuàng)新與工程實踐能力，實踐OBE 教學理念的重要組成部分，主要包括畢業(yè)設計（論文）、生產(chǎn)實習、專業(yè)實驗及化工原理課程設計等。“化學工程與工藝生產(chǎn)實習”在專業(yè)學生基本學完專業(yè)核心課程基礎(chǔ)上，學生能夠回顧、鞏固、深入理解并熟練運用專業(yè)知識和技能，培養(yǎng)其具有理論聯(lián)系實際、實事求是、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度與作風，使得學生具備利用專業(yè)知識、技能及實習工作經(jīng)驗來發(fā)現(xiàn)、分析進而解決化工生產(chǎn)過程中復雜工程問題的能力。“化學工程與工藝專業(yè)實驗”則是通過對化工專業(yè)常用實驗原理、技術(shù)和相關(guān)實驗儀器設備的實際操作訓練與使用，要求學生能夠掌握主要化工專業(yè)實驗設備的使用方法，掌握開設專業(yè)實驗的基本原理、操作步驟和注意事項，掌握實驗數(shù)據(jù)獲得與深度處理、結(jié)果分析、解釋與討論、專業(yè)實驗報告撰寫的相關(guān)方法。“化工原理課程設計”是通過工程設計，使學生在理論課基礎(chǔ)上，能夠進一步理解和掌握“三傳一反”及單元操作的基本概念，掌握正確的操作單元課程設計基本思路、設計步驟，了解和掌握設計方案的選擇與論證方法、工程設計手冊與設計標準的使用方法和文獻資料查閱與歸納整理方法、工程計算與工程繪圖的技能和方法以及課程設計說明書的編寫?！盎瘜W工程與工藝畢業(yè)設計（論文）”是化學工程與工藝專業(yè)學生在畢業(yè)前進行的全面的綜合訓練，其目的是使學生進一步鞏固、深化和應用大學四年所學的專業(yè)知識和專業(yè)技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，使得學生具備相關(guān)基本專業(yè)技能、科學研究創(chuàng)新和工程實踐設計能力、實驗操作能力、創(chuàng)新能力、獨立撰寫研究論文或設計說明書的能力以及分析與解決化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中復雜工程問題的能力。

3 精細化工方向?qū)I(yè)課程授課安排

依據(jù)本科教學國家質(zhì)量標準及工程專業(yè)認證標準，遵循化工高等教育教學規(guī)律，學院對精細化工方向?qū)I(yè)課程的開課學期進行了仔細研討，合理設置，如表1所示。除“化工導論”外，專業(yè)課程從第四學期開始授課，主要集中于五、六、七三個學期。課程之間邏輯關(guān)系清晰，層層遞進，有利于專業(yè)學生知識的獲取及相關(guān)能力的具備。

表1 化工專業(yè)精細化工方向?qū)I(yè)課程授課安排

4 結(jié)束語

本文基于專業(yè)認證標準，依據(jù)OBE理念，對本校化學工程與工藝專業(yè)精細化工方向?qū)I(yè)課程進行了合理設置。該課程體系內(nèi)容涵蓋全面，課程開設先后邏輯關(guān)系清晰，為培養(yǎng)符合我國社會經(jīng)濟發(fā)展需要，具備解決精細化工方面復雜工程問題的專業(yè)高級工程技術(shù)人才提供了制度保障。