新工科視域下基于EIP-CDIO理念的化工人才培養(yǎng)的改革研究與實踐

趙天宇，王 霞，呂玲玲，龍世佳，安子博

(天水師范學(xué)院 化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院,天水 741001)

國家在“十三五”期間積極推進新工科的建設(shè)和發(fā)展，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”新工科建設(shè)的“三部曲”[1]。教育部自2017以來相繼頒布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》等文件[2]，掀起了工科教育改革以及新工科研究與實踐的熱潮，正式開啟了我國工程與教育模式改革的探索之路。2021年是“十四五”開局元年，習(xí)近平總書記在中央人才會議上明確指出：“要培養(yǎng)大批卓越工程師，努力建設(shè)一支愛黨報國、敬業(yè)奉獻、具有突出技術(shù)創(chuàng)新能力、善于解決復(fù)雜工程問題的工程師隊伍?！边M一步為工科人才的培養(yǎng)指明了方向。因此，新工科視域下應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與實踐成為重中之重[3]。人才培養(yǎng)的主陣地在高校，尤其是服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展的地方高校，更要在國家對轉(zhuǎn)型發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的高要求下，積極響應(yīng)“中國制造2025”“科教興國”等系列國家戰(zhàn)略，披荊斬棘，深化產(chǎn)教融合、校企合作，改革和創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，從而培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和技能型人才。

EIP是指道德(Ethics)、誠信(Integrity)和職業(yè)(Professionalism)，強調(diào)在學(xué)生的培養(yǎng)過程中有道德情操，講誠信，注重職業(yè)素養(yǎng)。CDIO是指構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)，它是以工程設(shè)計到工程運行管理的生命周期為載體，以設(shè)計為導(dǎo)向，讓學(xué)生按構(gòu)思、設(shè)計、建造和運作的周期主動的、實踐的和將相關(guān)課程有機聯(lián)系的工程教育理念[4]。2016年，在成都舉辦的CDIO全球會議上，研討形成了CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)2.0，對照這一標(biāo)準(zhǔn)，基于EIP-CDIO工程教育理念的人才培養(yǎng)模式可以細(xì)化為4個層次[5]：第一是注重學(xué)生的基本的專業(yè)知識、通識技能和推理能力的培養(yǎng)；第二是注重學(xué)生的個性化培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的提升；第三是注重學(xué)生人際交往和團隊合作能力的培養(yǎng)；第四是注重學(xué)生創(chuàng)新能力、科研能力和綜合工程能力的培養(yǎng)。EIP-CDIO工程教育培養(yǎng)模式強調(diào)在培養(yǎng)過程中注重職業(yè)素養(yǎng)的提升，使畢業(yè)生具備良好的職業(yè)素養(yǎng)、扎實的專業(yè)技能和創(chuàng)新實踐能力。

近年來，地方高校為了進一步強化應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)，服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展，實現(xiàn)應(yīng)用型大學(xué)的快速轉(zhuǎn)型，也積極努力探索改革實踐育人新模式。以西部某地方高校為例，對新工科背景下基于EIP-CDIO工程教育理念的化工人才分層分類培養(yǎng)模式改革進行研究探討，期望能夠為地方高校建構(gòu)新化工人才培養(yǎng)模式提供參考。

一、地方高?；と瞬排囵B(yǎng)現(xiàn)狀

(一)高校的人才培養(yǎng)與企業(yè)和社會需求脫節(jié)，供需之間存在矛盾

地方高校相對于雙一流大學(xué)而言，競爭實力較弱，所獲得的各類資源較少，這種馬太效應(yīng)在近年尤為明顯，而且現(xiàn)在高?！皟?nèi)卷”現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致地方高校的軟硬件實力與社會及化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度不匹配，人才培養(yǎng)質(zhì)量和數(shù)量均不能滿足新興化工產(chǎn)業(yè)的需求。另一方面，社會、化工企業(yè)以及利益相關(guān)者的目光很少聚焦到地方高校，高校與地方化工企業(yè)聯(lián)系不夠緊密，使得地方化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與高?；と瞬诺慕逃囵B(yǎng)沒有有效銜接，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的協(xié)同育人機制無法達成。因而導(dǎo)致化工人才資源供需矛盾十分突出。

(二)重理論、輕實踐，教學(xué)體系單一，無法滿足新工科的要求

近年來，新能源產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展迅猛，雖然地方高?；I(yè)的課程教學(xué)體系經(jīng)過了一系列改革，但由于積淀不夠，缺乏系統(tǒng)有效的頂層設(shè)計，僅僅是在部分基礎(chǔ)理論教學(xué)環(huán)節(jié)適應(yīng)化工企業(yè)和社會的要求，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與化工產(chǎn)業(yè)脫節(jié)，新化工人才培養(yǎng)缺乏目標(biāo)導(dǎo)向。在新工科建設(shè)的背景之下，基于產(chǎn)出的能力教育是人才培養(yǎng)的核心，重理論、輕實踐無法達成新工科背景下人才培養(yǎng)的目標(biāo)。另一方面，由于地方高校實踐教學(xué)資源建設(shè)滯后，課程和教學(xué)模式單一，實踐性教學(xué)課程的比重較小，所能營造的實踐實訓(xùn)環(huán)境較差，導(dǎo)致學(xué)生所能參與的實踐實訓(xùn)機會有限，使得學(xué)生很少能與新興化工產(chǎn)業(yè)和化工技術(shù)接觸，工程實踐訓(xùn)練不足，從而導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生缺乏厚實的化工工程能力素質(zhì)。

(三)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育不足，學(xué)生綜合素質(zhì)偏低

目前在地方高?；と瞬诺呐囵B(yǎng)環(huán)節(jié)中，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式尚未開發(fā)成熟，教學(xué)過程中“一堂灌”的現(xiàn)象依然存在，學(xué)生只是一味地被動接受，沒有創(chuàng)新思考的空間，忽略了學(xué)生個性化的培養(yǎng)，這在極大程度上阻礙學(xué)生創(chuàng)新能力和發(fā)散思維的培養(yǎng)。另一方面，由于學(xué)校對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的支持力度還不夠，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)的職業(yè)生涯規(guī)劃教育也是參差不齊，極少部分的本科生能積極主動參與科研項目，導(dǎo)致各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的資源沒有有效利用，學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、團隊協(xié)作能力、工程管理能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識等也很難得到提升。此外，由于現(xiàn)在新興的化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展和市場人才需求的多樣化，地方高校的實習(xí)實訓(xùn)多以化工車間參觀和檢驗化驗為主，沒有緊跟新時代化工產(chǎn)業(yè)變化，畢業(yè)生也難以快速勝任崗位。

(四)人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系不完善，人才考核和評價方式不科學(xué)

化工人才培養(yǎng)質(zhì)量離不開優(yōu)秀的師資隊伍和良好的培養(yǎng)環(huán)境。在新工科背景下，化工專業(yè)的教師隊伍除具備專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識以外，還應(yīng)該具有豐富的工程實踐經(jīng)驗，具備一定化工產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行的能力。而目前地方高校化工專業(yè)“科班”出身的教師較少，具有良好工程實踐能力和豐富工程實踐經(jīng)驗?zāi)芰φ呔透伲半p師型”教師缺乏，使得人才培養(yǎng)的質(zhì)量無法得到有效保障。另一方面，化工人才培養(yǎng)的考核評價體系缺乏科學(xué)性，閉卷考試的成績占考核總評中較大比例，使得學(xué)生只重視成績，而忽略對自身實踐能力的提高，也無法通過考核反饋人才培養(yǎng)過程的問題。因此，應(yīng)建立更加合理、客觀、全面的化工人才考核體系，多維度地考察學(xué)生綜合能力。

二、基于EIP-CDIO工程教育理念的化工人才分層培養(yǎng)模式的改革與實踐

為了促進西部地方高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的水平，滿足創(chuàng)新工科背景人才的培養(yǎng)要求，通過深入分析西部地方高校的化工專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀，依據(jù)EIP-CDIO工程教育理念進行如下四個方面的改革與實踐。

(一)緊跟經(jīng)濟社會發(fā)展的需求，明確化工人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

在全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的大環(huán)境下，智能化與傳統(tǒng)的化工制造業(yè)逐步高度融合，催生出一大批包括新能源、新材料、新醫(yī)藥等新興化工產(chǎn)業(yè)，今后我國將長期處于“泛化工產(chǎn)業(yè)”發(fā)展的時代。地方本科院校應(yīng)積極應(yīng)對“泛化工產(chǎn)業(yè)”時代的新挑戰(zhàn)，立足學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展的辦學(xué)目標(biāo)與辦學(xué)特色及地方經(jīng)濟社會發(fā)展需求，通過深入分析研究EIP-CDIO工程教育理念對工程人才培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)計原則，借鑒吸收同類地方本科院校的人才培養(yǎng)模式改革經(jīng)驗?；と瞬排囵B(yǎng)目標(biāo)是：掌握扎實的化工專業(yè)基礎(chǔ)理論，具備寬厚的新材料、新能源、新醫(yī)藥等前沿工業(yè)領(lǐng)域的知識，具有良好的實習(xí)實踐、人際交往、團隊協(xié)作、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、工程管理和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，具有深厚的職業(yè)素養(yǎng)、良好的社會責(zé)任感、寬闊視野和工匠精神的化工技術(shù)人才。

(二)融合EIP-CDIO理念的分層次的化工人才課程教學(xué)體系構(gòu)建

在新工科背景下，地方高校應(yīng)該重新審視化工人才在課程教學(xué)體系中的主體地位和作用，更加注重學(xué)生的個性化培養(yǎng)，加強學(xué)生創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)的提升。首先，構(gòu)建分層次、模塊化的課程體系[6]?；贓IP-CDIO工程教育模式的基本框架，化工專業(yè)人才的課程體系主要由以下課程群構(gòu)成：公共基礎(chǔ)課程群、學(xué)科基礎(chǔ)課程群、專業(yè)課程群、人文社科課程群、實踐教學(xué)課程群、素質(zhì)拓展課程群、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程群[7]。以此增大學(xué)生個性化發(fā)展的空間，突出學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，并逐漸建立符合化工專業(yè)認(rèn)證的課程體系。其次，實施項目化的課程教學(xué)模式。教師在教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)和監(jiān)督的作用，學(xué)生進行最大限度的自我實踐。教師可以利用各種線上線下教學(xué)資源設(shè)計基于工程項目的教學(xué)內(nèi)容。項目化的教學(xué)內(nèi)容主要分為三個層次：基礎(chǔ)型項目、提高型項目和創(chuàng)新型項目，如各種泵工作原理、精餾塔的設(shè)計、年產(chǎn)萬噸級異丙醇項目設(shè)計等，在項目實施過程中體現(xiàn)CDIO工程教育理念的構(gòu)思、設(shè)計、實施和改進的全過程。通過這種階梯式項目化的教學(xué)的實施，達到對化工人才理論知識水平、實踐能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)素養(yǎng)等綜合能力的培養(yǎng)。最后，實施多樣化的教學(xué)評價。新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)和新市場對化工人才的需求是多樣化的，地方高校對化工人才培養(yǎng)的質(zhì)量評價也應(yīng)該是多角度、多層次的。地方高校要合理地對學(xué)生進行動態(tài)調(diào)整的分層次教學(xué)和分層次的考核，多采用開放式的考核，過程考核和期末考核相結(jié)合，理論考核與實踐考核結(jié)合，線上與線下相結(jié)合。考核過程和結(jié)果既要達到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，也不能使學(xué)生驕傲自滿，更要有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和職業(yè)素養(yǎng)，要做到科學(xué)性、目標(biāo)性和高效性的統(tǒng)一。

(三)融合EIP-CDIO理念的分層遞升式實踐教學(xué)體系構(gòu)建

地方高?；と瞬诺呐囵B(yǎng)重點在于提升學(xué)生的化工實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。首先，實施分層一體化項目式的實踐教學(xué)?；贓IP-CDIO的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計原則，化工人才的實踐教學(xué)模式可以分為四個層次[8-9]。一是認(rèn)知層，所對應(yīng)的是基礎(chǔ)實踐項目，主要是驗證、認(rèn)知、設(shè)計的實驗項目，包括大學(xué)物理實驗、無機化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗等，目的是培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力和基本的實驗技能。二是理解層，所對應(yīng)的是專業(yè)實踐項目，主要是設(shè)計類和專業(yè)實驗類的項目，包括化工原理實驗、化學(xué)反應(yīng)工程實驗、化工仿真實驗等，旨在學(xué)生的工程技術(shù)能力和專業(yè)素養(yǎng)的提升。三是應(yīng)用層，所對應(yīng)的是工程實踐項目，主要是以專業(yè)實習(xí)、畢業(yè)論文、校企合作項目的形式開展，使學(xué)生能夠系統(tǒng)運用化工知識和技能達到化工項目“構(gòu)建—設(shè)計—實施—運作”的整個過程，旨在強化學(xué)生的工程實踐能力、工程管理能力和產(chǎn)業(yè)意識，初步達到實踐實訓(xùn)內(nèi)容與化工產(chǎn)業(yè)行業(yè)需求的緊密對接。四是創(chuàng)新層，所對應(yīng)的是創(chuàng)新實踐項目，主要是綜合設(shè)計類實驗項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、教師科研項目及化工設(shè)計競賽等，旨在強化學(xué)生的自主實踐的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，挖掘職業(yè)發(fā)展的潛能。

其次，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的多元化的實踐教學(xué)平臺的搭建。一是校內(nèi)實驗實踐平臺的建設(shè)。校內(nèi)實驗實踐平臺包括基于省級一流專業(yè)、重點學(xué)科及實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的基礎(chǔ)實驗平臺，基于省級重點實驗室和工程技術(shù)中心建設(shè)的專業(yè)實驗平臺，基于虛擬仿真實驗室建設(shè)的能力提升實驗平臺，以及部分用于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、第二課堂建設(shè)的開放式實驗平臺，通過合理優(yōu)化各種實驗平臺資源，盡可能地使學(xué)生在具有現(xiàn)實化工環(huán)境氛圍的實驗實踐中得到鍛煉，增強學(xué)生的工程實踐能力。二是校外實踐實訓(xùn)平臺的建設(shè)。校外實踐實訓(xùn)基地能夠讓學(xué)生真正零距離接觸化工產(chǎn)業(yè)，了解化工行業(yè)特點，體會化工專業(yè)人才的就業(yè)形勢，從而明確自己的職業(yè)目標(biāo)。地方院校應(yīng)在政府支持和市場的引導(dǎo)下，積極突破壁壘，實現(xiàn)校企、院企的快速交流和合作，充分發(fā)揮企業(yè)資源在人才培養(yǎng)過程中的作用，構(gòu)建實踐與就業(yè)的一體化平臺，切實地提升學(xué)生的工程實踐能力、化工設(shè)計能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。

(四)融合EIP-CDIO理念的卓越工程教育師資隊伍建設(shè)

地方高?；と瞬诺恼n程教學(xué)和實踐教學(xué)能夠良好實施的前提是要有一批優(yōu)秀的工程教育師資隊伍，卓越的化工人才培養(yǎng)是通過優(yōu)秀的專任教師實現(xiàn)的。因此建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、理論基礎(chǔ)扎實、實踐能力較強的實踐教學(xué)教師隊伍是化工人才培養(yǎng)質(zhì)量關(guān)鍵的保障條件[10]?；贓IP-CDIO工程教育的標(biāo)準(zhǔn)，地方高校要秉持“外引內(nèi)培”方針，切實加強師資隊伍建設(shè)：一是加強產(chǎn)學(xué)研交流，鼓勵專任教師以多種形式參與實際的企業(yè)生產(chǎn)工作，參與企業(yè)實際項目實施、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制等，強化教師的工程實踐能力；二是學(xué)校和學(xué)院提供多層面的新技術(shù)、新技能和實踐指導(dǎo)能力提升的培訓(xùn)，鼓勵教師和學(xué)生一起參與企業(yè)實訓(xùn)或直接選派專任教師掛職鍛煉，讓教師學(xué)習(xí)新知識和新技能，豐富實踐經(jīng)驗，提升實踐教學(xué)能力；三是學(xué)校在“雙師型”教師隊伍的學(xué)歷提升、職稱申報、崗位聘任和項目申請方面給予政策支持，激勵教師提升自己的工程實踐能力；四是可以聘請或柔性引進來自企業(yè)、設(shè)計院、科研院所和校外實踐基地的有豐富化工背景和設(shè)計經(jīng)驗的行業(yè)專家或業(yè)務(wù)能手，作為兼職的實踐教學(xué)指導(dǎo)和就業(yè)指導(dǎo)教師，到學(xué)校為師生舉辦專題講座，讓師生了解化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿，拓展師生的化工專業(yè)知識面，或者到校外指導(dǎo)學(xué)生實踐，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)精神，提升工程能力；五是構(gòu)建工程教育教師學(xué)術(shù)共同體。在深化新工科建設(shè)背景下，地方本科院校要圍繞著提升教師的教學(xué)水平、理論水平、實踐能力以及科研水平等為主的目標(biāo)，加強教師之間的聯(lián)系與合作和培養(yǎng)誠信的同行科研氛圍，構(gòu)建多層次工程教育教師學(xué)術(shù)平臺，完善教師培養(yǎng)體系。

三、結(jié)語

在當(dāng)前國際社會轉(zhuǎn)型發(fā)展的嚴(yán)峻形勢下，“新工科”為地方高校向應(yīng)用型大學(xué)的轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來了更多的機遇與挑戰(zhàn)。在這樣的背景下，地方高校立足學(xué)校辦學(xué)定位，圍繞地方經(jīng)濟發(fā)展和化工產(chǎn)業(yè)需求，通過融合EIP-CDIO工程教育理念，對化工人才培養(yǎng)模式在課程教學(xué)體系、實踐教學(xué)體系及師資隊伍等方面進行了系統(tǒng)的構(gòu)建。經(jīng)過不斷地探索、改革和完善，地方高?；さ葢?yīng)用型人才的培養(yǎng)必將進入一個良性快速發(fā)展的軌道。