新工科背景下能源化學工程專業設計類課程群建設的研究與實踐

張梅 張嬌靜 陳彥廣 柳艷修 聶春紅

[摘 要] 該文以東北石油大學能源化學工程專業為例，以設計類課程群為對象，從教學目標、教學內容、教學方法、教學團隊建設和考核手段等方面進行面向新工科的課程群建設探索，力求促進學生持續創新能力的培養。

[關鍵詞] 新工科;能源化學工程;設計類;課程群

[基金項目] 東北石油大學高等教育教學改革研究項目“新工科背景下能源化學工程專業設計類課程群建設的研究與實踐”;東北石油大學重點建設課程項目“Computer-aided Chemical Process Design”

[作者簡介] 張 梅（1981—），女，黑龍江人，博士，東北石油大學化學化工學院副教授，主要從事能源化學工程研究。

[中圖分類號] G642.3 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）17-0220-02 ? ?[收稿日期] 2019-11-12

教育部自2010年起，推動高校面向與戰略性新興產業直接相關領域設置了24種新專業，其中，能源化學工程專業被納入新工科范疇，筆者所在學校成為全國首批獲批開設該專業的十所院校之一。新工科專業更強調學科的交叉，更注重傳統工業技術與新興工業技術的融合。新工科人才應成為具有創新創業能力、跨界整合能力、領導能力和實踐能力的各類交叉復合型卓越工程科技人才。這樣的培養目標對本專業特色建設和人才培養提出了更高要求。

近10多年來，各高校一直在探索工程教育發展新途徑。汕頭大學新工科建設的技術路徑表明，將課程分成課程群，由多門課程構建課程群開展協同教學，便于實現已有學科交叉復合，因而圍繞課程群建設的教學改革是推動高校新工科建設快速發展有力措施[1]。安徽財經大學對信號處理類課程群改造建設進行了探索[2]。西北工業大學構建了以“多學科交叉融合”為特色的飛行器結構設計課程群[3]。東莞理工學院提出了化工原理課程群的交叉教學模式[4]。目前，能源化學工程專業面向新工科的課程群建設探索在國內還屬空白，因此構建多門課程交叉融合的設計類課程群，建設與完善專業課程體系具有重要的意義。

一、設計類課程群課程體系構建

該專業設置設計類課程群包括能源化工設計（理論32學時）、能源化工應用軟件（理論和上機各16學時）、能源化工CAD（理論和上機各16學時）、化工原理課程設計（集中實踐2周）和能源化工工藝設計（集中實踐4周）。這些課程互相獨立又相輔相成，教學完成后學生應掌握能源化工過程設計與優化、設計規范和要求、物料衡算和能量衡算、設備設計和選型、儀表自動化控制、管路設計、車間和廠區布置、工程圖紙繪制以及現代設計、制圖軟件，具備本專業人才所必備的工程素質。

二、課程群建設探索與實踐

設計類課程群在教學實施過程中會出現課程單一性明顯、教學模式創新性不夠、理論教學和工廠實踐聯系不夠緊密、考核方式單一等問題。針對這些問題和傳統工科優勢高校新工科的建設任務，從課程群教學目標和內容、教學模式、教學團隊建設和考核手段等方面進行課程群建設探索。

1.問產業需求，升級課程群教學目標。在新工科建設背景下要著眼于新技術、新產業以及未來技術和產業發展需要，使專業教育回到“工程”，將課程群側重基礎知識掌握和應用能力的教學目標進行升級，以適應產業發展、做到服務滿足與支撐引領產業行業發展并重。深入研究國家發展戰略及能源化工產業發展規劃，如《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》《中國制造2025》《制造業人才發展規劃指南》等，從當前發展趨勢預測國家和本區域未來能源領域新技術和新產業發展方向及其對本專業人才需求，確定課程群教學目標。邀請產業和行業專家、政府產業部門和研究院所的專家參加，多方參與準確把握新技術和新產業對人才的需求，清晰掌握未來技術和產業發展趨勢，也是全過程多方協同育人良好的開端。

2.問技術發展，梳理知識結構，整合更新課程群教學內容。根據新經濟和新技術發展，重新梳理課程群知識體系，減少重復內容，加強課程銜接，打破課程間壁壘，提升全局觀念。既關注教學內容的深度，更不能忽視知識面的廣度，要注重各學科間的交叉，使學生學會從多角度思考問題。基于持續改進的工程教育理念，及時更新教學內容，引入本學科前沿和學科新成果，增加相關知識體系。按照教學內容要具有有效性、穩定性、系統性和前沿性的要求，到在本產業和行業領域處于領先地位的企業、研究院所和產業部門廣泛調研，通過問卷調查以及畢業生反饋，了解本專業畢業生在畢業5年或更長時間必須掌握哪些基本知識、理論和方法，必須具備哪些核心能力和素質，充分比較分析，按有效性和穩定性要求選擇確定教學內容。盡可能獲取本專業領域尤其是相關學科交叉方面各種最新研究成果，按照系統性和前沿性要求，及時充實到教學內容中，形成課程群教學內容。

3.問學生志趣，優化教學方法。堅持“以學生為中心”的教學理念，學生是教學活動的主體，學生的興趣愛好是重要的內在因素，同時與教師能否正確引導、教學方法和策略是否有效密切相關。利用現代信息技術和“互聯網+”的環境，開發優質的在線課程，探索課程群資源共享模式，實現知識點的網絡教學和學習。課堂教學前給學生制定網絡學習計劃，保證課堂教學前學生已掌握相關基礎知識點，將課堂教學轉變為師生互動，以解決問題為目標的研討;利用虛實結合手段，開發虛擬實驗教學和工程實踐教學項目，積極探索線上線下相結合的混合式教學模式，提高實踐教學的互動性、吸引力和有效性。實施面向學習過程的教學方法改革，如以問題為導向的啟發式或探究式教學、協同教學、交叉教學、項目式教學，培養學生學習興趣、創新勇氣和研究與探索精神。

4.問學科交叉優勢，打造優質教學團隊。立足于課程群特征建設以“多學科交叉”為特征的教學團隊。從組織結構、學歷和職稱結構、知識結構和實踐結構四個方面考量教學團隊構建，合理配置人員組成。組織結構方面，從教學副院長、教研室主任、骨干教師到企業導師;學歷和職稱結構方面有博士、副教授和教授三方面配置;知識結構方面考慮與課程群相關知識結構;實踐結構方面既涉及理論教學、實踐教學，還要考慮企業級開發和科研創新。打破人員隸屬關系，依據課程內容內在聯系和教師科研方向關聯性，建設一支由理論課教師、實踐課教師、企業導師、科研導師及學院管理人員共同參與的教學團隊。教學團隊定期進行教學研討、教學法學習活動。建立及時有效的溝通機制，實現對總體教學狀態的跟蹤、監督和評估。

5.問效果與公平，完善評價機制。課程群教學中，每門課程不是獨立教學環節，考核時須考慮課程群總體教學目標實現情況、基礎知識掌握情況和綜合應用知識完成實踐的成果。從考核人員多元化、考核內容多元化、考核方式多元化三個方面考慮，采取多元化考核評價體系，多層次多角度加強對素質、知識和能力的考核。成立教師、企業導師和學生組成的考核小組，讓學生參與自評、互評，從不同角度進行立體化考核。考核內容采用規定課題和自選課題相結合，教師規定系列化課題，也鼓勵結合自身興趣愛好自選接近實際工程難題、教師科研項目和企業研發課題。考核方式采用過程考核與階段性考核相結合，從平時表現、設計過程、集中考核和答辯等方式加強對綜合素質和自主創新能力的培養和考核。

三、課程群建設的效果

隨著本專業設計類課程群建設的開展，近兩年來此專業學生在全國大學生化工設計競賽中榮獲國家二等獎1項、東北賽區一等獎1項、黑龍江省一等獎2項;在全國大學生化工原理實驗競賽中榮獲東北賽區一等獎和三等獎各1項、黑龍江省一等獎和二等獎各1項，就此而言，切實提高了教學質量。

參考文獻

[1]顧佩華.新工科與新范式：概念、框架和實施路徑[J].高等工程教育研究，2017，（6）：1-13.

[2]殷仕淑，王松濤，段凱宇.新工科背景下信號處理類課程群建設探索[J].長沙大學學報，2018，32（2）：127-129.

[3]侯赤，趙美英，惠嘉，等.面向新工科的飛行器結構設計課程群建設探索[J].西北工業大學學報（社會科學版），2017，37（4）：86-90.

[4]黃衛清，楊國軍，李永梅.“化工原理”課程群基于OBE的交叉教學模式探討[J].東莞理工學院學報，2018，25（1）：108-111.

Abstract：Taking the construction of design-type courses cluster for major of energy chemical engineering in northeast petroleum university as an example，the construction of courses cluster for new engineering is explored to promote the cultivation of students' ability of continuous innovation from the aspects of teaching objectives，teaching contents，teaching methods，teaching team construction and assessment methods.

Key words：New Engineering;Energy Chemical Engineering;Design-Type;Courses Cluster