《化工基礎》課程中多元化知識體系構建與實踐

＊孟洪 董亮亮

（1.北京化工大學 化學工程學院 北京 100029 2.江南大學 化學與材料工程學院 江蘇 214122）

1.引言

深化教育教學改革是高校雙一流建設的重要組成部分，為此，教育部相繼印發了《教育部關于中央部門所屬高校深化教育教學改革的指導意見》和《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》，旨在通過教學改革支撐創新驅動發展戰略，并在此基礎上進一步深化高校專業供給側改革，以經濟社會發展和學生職業生涯發展需求為導向，構建自主性、靈活性與規范性、穩定性相統一的專業設置管理體系[1-2]。高校教改主要包括教學內容、教學手段和教學方法的改革，其中教學內容是供給側改革的基礎，是帶動教改內涵提升的重要保障。《化工基礎》是一門知識面廣、密切聯系化工及其相關產業的應用基礎課程，在培養學生的工程觀、工程應用能力以及綜合知識運用等方面具有重要作用。隨著“新工科”建設的提出，國家對人才的培養正逐步從特定領域和專業的技術型人才向跨領域和專業的復合型人才轉變。在此背景下，為適應復合型人才計劃的發展與需求,有必要對《化工基礎》課程教學內容的設置進行重新審視，進一步拓展教學內容的深度和廣度，推動課堂教學供給側改革。

本文在分析《化工基礎》課程開設專業現狀及存在的問題的基礎上，通過構建多元化知識體系框架優化課程內容、推動化工與經濟、管理、貿易等知識的深度融合，基于專業差異性開展多樣化教學實踐，為提高人才培養質量、實現課堂教學內涵升級提供基礎和支撐。

2.《化工基礎》課程現狀

《化工基礎》是一門與化學工業結緊密合的基礎課，主要包括基礎理論與化學工業實踐兩個部分，以化學工程的“三傳一反”理論基礎為主線，圍繞無機化工、有機化工、生物化工、食品工業、輕紡工業等領域，以及化工物流管理、化工安全管理、節能環保等方面展開[3]。課程涵蓋化學工業中的經濟學原理、管理學原理、國際貿易等內容。同時，化學工業的發展趨勢、新興化學工業及其發展前景、化學工程學前沿等也是該課程需不斷拓展和更新的教學內容。《化工基礎》雖然內容上與《化工原理》部分重疊,但由于學時的限制和開設專業的特點,在課程內容上有一定程度的精簡。它是在《化工原理》和《化學反應工程》兩門課程的基礎上通過有機結合而開設的課程，具有綜合性、實踐性和多學科交叉的特點[4]。

化學工業是國民經濟的支柱產業，不僅在能源、資源、環境、食品等領域具有舉足輕重的作用，也直接關系到人們衣食住行等社會的方方面面。近年來化工的發展更是與社會可持續發展、清潔生產、循環經濟等密切相關。因此，《化工基礎》在高校許多專業都有開設的必要和需求。盡管如此，總結目前的《化工基礎》教學實踐，仍存在如下主要問題：

(1)多元化知識體系框架尚需進一步完善

圖1 《化工基礎》課程多元化知識體系框架

《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》指出要全面提高課程建設質量[2]。為此，必須加強課程體系整體設計，提高課程建設規劃性、系統性。《化工基礎》課程是研究化學工業中的基本原理、工藝流程和主要產品，以及與其相關的運輸、存儲和市場。課程教學目的是使學生對化學工業及其發展前景有一個全面的了解，加深對化學工業的整體認識，培養學生運用已學的基礎理論知識分析和解決工程實際問題的能力。進一步地，應引入經濟學原理、管理學原理和國際貿易知識，發現、分析和解決化學工業中存在問題，優化化學工業中的工藝流程和產品營銷渠道，從而深化對自己專業的認識和理解。將化學工業與經濟、管理、貿易等知識相結合，本身就是一個多元化知識的集成與融通，但目前該課程中普遍存在各個孤立知識點的隨意化、碎片化現象，如何構建完整知識體系框架，同時能體現新興化學工業特色，仍是當務之急。

(2)供給側“一刀切”課程內容難以適應專業差異性需求

除了化工專業外，很多高校《化工基礎》課程均面向經管類及其他非化工業專業開設。然而，目前的《化工基礎》課程設置普遍采用“一刀切”的模式，忽略了不同專業間學生在知識體系、能力培養以及實際需求等方面的差異性，導致教學效果欠佳，教學質量下降。例如，對于經管等非化工類專業學生來說，由于化學化工基礎薄弱，且課程內容含有大量圖表、數學符號、公式推導、化工設備等，與所學專業知識的相關性不高，導致學習起來相對吃力，進而出現厭學的現象[5]。而對于化工類專業的學生來說，由于與專業必修課《化工原理》的內容部分重疊，使得學生對《化工基礎》課程的重視度不高，敷衍了事，導致學生的學習興趣不濃，學習積極性不高[6]。對于不同專業的學生而言，其必須具備相應專業特色的知識結構與能力結構，才能盡快適應工作崗位和社會發展的需求。因此，在國家大力倡導復合型人才的背景下，如何構建符合不同專業學生需求的多元化知識體系，優化課程內容、厘清知識脈絡和邏輯結構，實現知識深度融通，是《化工基礎》課程改革必須探討的一個重要問題。

3.多元化知識體系構建與實踐

《化工基礎》課程多元化知識體系構建應著力如下三點：

(1)構建面向產業發展需求的多元知識框架

現代化工的生產技術活動不是單獨存在的，而是與市場營銷、人力資源、物流營銷等經營管理活動密切聯系的。《化工基礎》課程本身具有知識點碎片化、分散化、多元化等特點。構建《化工基礎》多元化知識體系框架，首先要厘清主線，將零散的知識“孤島”有機聯系起來，穿針引線，編織一個縱橫交錯的知識框架。同時要面向新興產業發展需求，建立關于前沿、交叉的儲備知識庫。

如圖1所示，《化工基礎》的主線即是化工“三傳一反”理論及工業實踐（包括過程工程與產品工程），主干知識包括：化學工業概況、化工生產過程概述、化學工程學簡介、無機化工、有機化工、高分子化工、煤化工、石油化工、生物化工與生物制藥、新能源化工、智能化工、化工安全管理、化工過程開發與評價、化學工業的發展趨勢與展望。同時考慮到化工產業鏈及關聯產業的發展特征，《化工基礎》又涵蓋化工現代管理、系統工程、化工物流、化工金融與貿易、園區建設、碳交易等方面的綜合知識。

(2)基于專業差異性構建差異化教學內容

專業的差異性導致對知識需求的差異性，對于不同專業的學生要分清主次重點、了解主干旁支，構建差異化教學內容。如圖2所示，針對經管類學生化工基礎弱、經管基礎強的特點，在《化工基礎》課程建設中應強化學生的化工基本概念、知識和能力的培養，使學生對化學工業的含義、內涵、本質以及發展歷程具有一定程度上的認知和理解，拓寬學生的知識面。教學內容應著重化工基礎知識的講授，以化工過程的基本原理、典型化工產品的生產過程和工藝流程為主，并輔以視頻和動畫來幫助學生理解所學內容。此外，在課程內容中適當增加對化工行業的新技術、新設備、新成果等的講解，有利于豐富學生的化工知識。特別注重化工通識性知識（如，化工行業的地位、化工設備的發展趨勢、化工產品的生產和銷售、化工行業相關的政策法規、化工行業的最新科技成果等）的講解，在此基礎上，兼顧與貿易、營銷、工商管理、市場分析等經管知識的融通，增強學生學習的主動性，提升教學效果。進一步地，使學生易于將所學化工知識與經管專業知識有機結合起來，激發學生的創新思維能力，實現跨專業間知識的深度融合。

圖2 針對經管類和化工類學生的差異化教學內容

對于化工專業，絕大多數學生沒有經濟管理學科背景，對企業管理知識、產品的物流、大數據的發掘與整合等的了解非常有限，因此，在面向化工專業的《化工基礎》課程教學中，應適當增加經濟管理學方面的知識，促進學生的全面發展，培養出既有化工基礎理論又有經濟管理專業知識的、適應社會發展需要的復合型人才。在教學內容上，應精簡化工專業課已經有所涉及的內容，加大其他專業知識的比重。如，針對化工企業的運行模式，應加大企業管理學領域的相關知識；針對化工產品的應用走向，應增加化工物流、化工貿易相關領域的知識；針對化工生產過程的實際，應增加化工安全、園區建設、碳交易等方面的知識；針對化工行業的發展趨勢，應增加對化工大數據、智能化工以及化工行業中產業鏈-經濟鏈-技術鏈等的講解；針對化工專業學生就業方向，應增加對國內外著名化工企業的概況、排名和人才需求狀況等的介紹，從而使學生了解所學專業與其他專業的交叉點，認識到課程的重要性，增強學生學習的內在動力。

(3)創新差異化教學手段，豐富教學實踐

針對經管及非化工類學生，引入“反轉課堂”和“情景教學”模式[7]。以學生為中心，通過設置問題、化工模型展示等方式，引導學生思索，激發學生的求知欲。增加典型化工生產案例的講解及課堂討論，鼓勵和啟發學生利用經管專業知識去分析化工生產過程，提升學生的學習興趣和自主性。在課程實踐上，增加化工虛擬仿真實驗和化工企業經營管理的情景模擬實驗，通過學生的親手操作和親身體驗，在強化學生所學的化工基礎和經管專業知識的基礎上，提升學生理論聯系實際的能力。此外，教師綜合能力的培養也是教學系統中最重要的構成要素之一。通過“校企合作”方式，加強教師與企業的聯系，鼓勵教師深入企業內部，既要了解企業的生產工流程、工藝和規模，也要知曉企業的管理、運營和銷售模式，培養教師的綜合能力。只有教師自身具備了豐富的經管類專業知識，才能夠更好地幫助學生去開闊視野，增長眼界，從而更好地引導和教育學生。

積極構建“教師-專家-企業家”三位一體的教學新模式。針對化工類學生，在教師講述課程的整體框架和基本內容的基礎上，邀請企業相關專家對課程中的相關內容進行專業講解，同時介紹行業經營管理經驗與發展前沿，及時將最新發展動態充實到教學內容中，開闊學生視野,鼓勵學生與教師、專家、企業家之間的互動，引導學生由被動的知識學習轉變為主動學習，激發學生創新思維。增強課程實踐，構建“軟件模擬、案例分析、頂崗實習、市場分析”等多元化實踐平臺。通過對化工設備、單元操作等的仿真模擬，加深學生對化工專業知識的理解；通過對典型化工案例的分析，加深學生對化工生產過程和化工安全的認識；通過深入企業進行生產實習，增加學生的實際動手能力和解決工程問題的能力；通過化工市場的沙盤模擬，使學生了解市場的走向對企業的影響，更加關注化工生產過程中的經濟效益；通過模擬企業經營管理模式，增加學生對企業運營和管理的了解，提升學生的管理和團隊協作能力。多元化實踐平臺的構建，不僅能夠強化學生對《化工基礎》課程內容的學習，促進課上與課下、校內與校外、現實與虛擬、理論與實踐，相互融合，相互推進，還能夠培養學生的大局觀、工程觀、安全觀、企業觀和經濟觀。

4.結語

當前，我國正處于經濟社會發展成功轉型的重要戰略機遇期，培養“創新型、復合型、應用型”人才已成為迫切需求，文理兼備、全面發展將是新時代高質量人才培養的重要目標。高校教學改革應著眼于優化布局，提升內涵。作為一門理論知識與生產實踐緊密相聯的課程，《化工基礎》課程的多元化知識體系構建，對于梳理跨學科知識邏輯結構，促進知識融通與拓展，推動不同專業差異化教學具有重要意義。