新工科背景下化工專業(yè)“融通實(shí)踐、協(xié)同育人”的探索與實(shí)踐

朱春山，張巧飛，白紅娟，楊喜平，劉廣宇，陳軍航

（河南工業(yè)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，鄭州 450001）

“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”三部曲，開啟了我國新工科的教育改革，給新工科建設(shè)提出了“應(yīng)對變化，引領(lǐng)未來”的新理念，“培養(yǎng)多樣化、復(fù)合創(chuàng)新型卓越工程人才”的新要求，“繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享”的新途徑。《教育部、工業(yè)和信息化部、中國工程院關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0 的意見》提出，要深化工程教育改革，加強(qiáng)新工科建設(shè)，培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才。化學(xué)工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)和人民生活中具有重要地位和作用。但同時急需進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)升級、提升自主創(chuàng)新能力、提高管理效率和解決資源環(huán)境制約、能源低效使用問題。高校化工專業(yè)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮支撐作用，是實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)振興和發(fā)展的希望所在，應(yīng)充分考慮化工行業(yè)和化工高等教育的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式，把產(chǎn)業(yè)行業(yè)對人才的各種能力需求，融入實(shí)踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，培養(yǎng)具有良好人文科學(xué)素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的引領(lǐng)化工行業(yè)發(fā)展需求的新工科人才。河南工業(yè)大學(xué)堅持以工程教育認(rèn)證為契機(jī)，以新理念引領(lǐng)新工科建設(shè)，以國家一流化工專業(yè)建設(shè)為抓手，構(gòu)建“實(shí)驗、實(shí)習(xí)、工程設(shè)計、科教融合、校企合作和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”等多元化實(shí)踐教學(xué)平臺，開展了“融通實(shí)踐、合作育人”的探索與實(shí)踐。

一、“融通實(shí)踐、協(xié)同育人”實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

河南工業(yè)大學(xué)化工專業(yè)全面落實(shí)“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的工程教育理念，強(qiáng)化實(shí)踐教育，科學(xué)構(gòu)建了“融通實(shí)踐、協(xié)同育人”的實(shí)踐教學(xué)體系，如圖1所示。

圖1 化工專業(yè)“融通實(shí)踐、協(xié)同育人”的實(shí)踐教學(xué)體系

以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向，依托多元化實(shí)踐平臺，通過實(shí)踐課程或過程的教學(xué)實(shí)踐和持續(xù)改進(jìn)，以點(diǎn)帶面探索“卓越工程師”多元化實(shí)踐協(xié)同育人模式。通過建立各類科技創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺、搭建合作育人平臺，拓展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，為學(xué)生提供良好的“校內(nèi)-校外”實(shí)踐訓(xùn)練和“課內(nèi)-課外”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動空間，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力、工程設(shè)計能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。從產(chǎn)品規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)方案和過程設(shè)計，到物料性質(zhì)估計、化工儀表及自動化控制和新產(chǎn)品研發(fā)與計算機(jī)模擬，再到化學(xué)工程師的職業(yè)道德規(guī)范、環(huán)境和安全因素及化工技術(shù)對社會可持續(xù)發(fā)展等社會問題，實(shí)施階梯式工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

二、化工專業(yè)“融通實(shí)踐，協(xié)同育人”的實(shí)踐與成效

（一）持續(xù)推進(jìn)立德樹人教育，全方位協(xié)同育人

立足實(shí)踐教學(xué)主陣地，推進(jìn)課程思政與專業(yè)思想教育，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任、愛國情懷和批判思維、勇于探索的科學(xué)精神。把政治認(rèn)同、價值觀塑造和家國情懷融入實(shí)踐教學(xué)活動中，向?qū)W生進(jìn)行理想信念教育、思想道德教育、工程倫理和公共安全教育等，賦予實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的價值引領(lǐng)作用，做到教書育人，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中堅定理想信念，厚植愛國情懷，錘煉品德修為。通過產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教學(xué)基地和社會實(shí)踐基地的實(shí)習(xí)教學(xué)、社會實(shí)踐，以及對具有自主知識產(chǎn)權(quán)的化工新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝和新裝備的了解，學(xué)習(xí)化工技術(shù)和裝備的漫長發(fā)展歷程，宣傳化工產(chǎn)業(yè)的民族工業(yè)崛起與創(chuàng)新精神，培育當(dāng)代大學(xué)生正確的價值觀與社會責(zé)任感，使大學(xué)生樹立從事化工產(chǎn)業(yè)勞動的職業(yè)觀念，增強(qiáng)化工專業(yè)愛好與興趣，激發(fā)學(xué)生立足化工生產(chǎn)第一線，以極大的熱情參與國家建設(shè)，胸懷愛國主義情感及報效祖國的覺悟。

通過化工專業(yè)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程、國內(nèi)知名化工人物的愛國的感人事跡，激發(fā)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，為中國化工制造業(yè)崛起而努力拼搏。通過意識和責(zé)任教育，在實(shí)踐中培養(yǎng)和踐行安全、環(huán)境保護(hù)意識，樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，推動“負(fù)責(zé)任的創(chuàng)新”，在化學(xué)工程設(shè)計、實(shí)施、運(yùn)行和退役等全過程中充分考慮到對自然環(huán)境、子孫后代可能產(chǎn)生的負(fù)面影響并加以規(guī)避。結(jié)合畢業(yè)設(shè)計、化工過程與工藝設(shè)計、化工設(shè)計競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等實(shí)踐過程在工程項目中的應(yīng)用案例，塑造未來工程師“關(guān)愛生命、關(guān)愛自然、尊重公平正義”的可持續(xù)發(fā)展價值觀；運(yùn)用自己的知識和技術(shù)來促進(jìn)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，有效提升社會責(zé)任感和使命感。

在評價實(shí)踐教學(xué)過程和學(xué)習(xí)成果時，從單一維度向人文素質(zhì)、職業(yè)素養(yǎng)和社會責(zé)任感等多維度延伸，增加思政教育考核要素與比例，圍繞學(xué)生“創(chuàng)新思維、價值取向、團(tuán)隊協(xié)作”等評價指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，提高學(xué)生的代入感和社會責(zé)任感。

（二）以提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)“科教、產(chǎn)教融合，協(xié)同育人”

把培養(yǎng)工程意識，鍛煉工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，綜合運(yùn)用化工知識解決實(shí)際問題能力的要求，落實(shí)到實(shí)踐教學(xué)全過程和各教學(xué)環(huán)節(jié)。

結(jié)合工程實(shí)踐和化工前沿技術(shù)，在化工基礎(chǔ)實(shí)驗和化工專業(yè)實(shí)驗的教學(xué)過程中，圍繞教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法解決復(fù)雜化學(xué)工程問題的能力。把握實(shí)驗課程的工程實(shí)踐特性、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特性，整合實(shí)驗教學(xué)資源，融入化工新技術(shù)、新設(shè)備和教師的科研成果，把智能化工、智慧生產(chǎn)、區(qū)塊鏈和微通道等先進(jìn)技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決工程實(shí)際問題，掌握化學(xué)工程問題的解決方法。通過全國高校化工原理大賽暨全國大學(xué)生化工實(shí)驗大賽，將化工實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容學(xué)以致用、得以拓展，鍛煉學(xué)生的科研基本技能。

以河南省生物質(zhì)資源化工重點(diǎn)開放實(shí)驗室等平臺為依托，結(jié)合“挑戰(zhàn)杯”“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”“科教融合”項目等，形成“科技創(chuàng)新實(shí)踐”，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。通過采取一系列強(qiáng)化實(shí)驗教學(xué)、開放實(shí)驗室，以及鼓勵學(xué)生參加校內(nèi)外科技創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)競賽等措施，激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探索的積極性，提高了學(xué)生分析問題解決問題的能力，提升了實(shí)踐創(chuàng)新能力。近三年，在“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、“全國大學(xué)生環(huán)保知識競賽”、全國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等科技創(chuàng)新活動中獲得省級及以上獎勵45 項，在校期間發(fā)表17 篇學(xué)術(shù)論文，獲得10 項專利。

建立以河南能源化工集團(tuán)中原大化公司、河南心連心化肥工業(yè)公司及河南慶安化工高科技股份有限公司等為主的校外產(chǎn)學(xué)研教學(xué)實(shí)踐基地。針對現(xiàn)代化工企業(yè)高度現(xiàn)代化控制系統(tǒng)不能輕易親自動手的客觀情況，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)、3D 技術(shù)和人工智能技術(shù)，借助虛擬軟件開展虛擬仿真實(shí)習(xí)，模擬合成氨的生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行有關(guān)設(shè)備、閥門的操作和控制等，推進(jìn)仿真實(shí)習(xí)與現(xiàn)場學(xué)習(xí)的相互補(bǔ)充與提高，切實(shí)提高學(xué)生對工藝過程的理解能力和解決實(shí)際工程問題的能力。與校外產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教學(xué)基地合作建立產(chǎn)學(xué)研工程實(shí)踐教育中心，開展項目研究，學(xué)生的畢業(yè)論文課題直接來自生產(chǎn)，教師和學(xué)生的研究成果解決了生產(chǎn)實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)教融合”，強(qiáng)化了工程人才的實(shí)踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，完善了新工科背景下化工人才“創(chuàng)意—創(chuàng)新—創(chuàng)業(yè)”教育體系，以創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)。近五年，河南心連心化肥有限公司、河南能源化工集團(tuán)和河南慶安化工高科技股份有限公司等用人單位對畢業(yè)生的培養(yǎng)質(zhì)量給予了高度評價，滿意度達(dá)到97%。大部分畢業(yè)生已成為企業(yè)中堅力量，已有30 余人進(jìn)入到后備人才（干部）的培養(yǎng)計劃中。

通過河南工業(yè)大學(xué)與新鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)（河南心連心化肥有限公司）校區(qū)合作，開展人才培養(yǎng)。充分利用校企合作育人的良好傳統(tǒng)，由指導(dǎo)教師帶隊，參加畢業(yè)設(shè)計（論文）的學(xué)生組成團(tuán)隊，直接到企事業(yè)單位參與實(shí)際工程項目的實(shí)踐活動。如開展河南省產(chǎn)學(xué)研項目“鍋爐尾氣深度除塵技術(shù)研究”“環(huán)保增塑劑的研究”等產(chǎn)學(xué)合作育人項目，提高了學(xué)生的知識應(yīng)用能力、實(shí)踐能力和工程責(zé)任心，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人，推動人才培養(yǎng)改革。

（三）虛實(shí)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和工程設(shè)計能力

堅持以立德樹人為根本任務(wù)，采取自然滲透方式有目的地對學(xué)生進(jìn)行德育；優(yōu)化工程設(shè)計實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建“四年不斷線”的工程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐過程，從化工專業(yè)導(dǎo)論中的工程設(shè)計概念，到化工原理的工程案例，再由單元操作工藝及設(shè)備設(shè)計到化工過程與工藝設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，開展?jié)u進(jìn)式設(shè)計能力的培養(yǎng)，鍛煉工程設(shè)計能力、綜合分析和解決復(fù)雜工程問題的能力。

優(yōu)化化工原理課程設(shè)計、化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計、化工過程與工藝設(shè)計，做好化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計、化工原理課程設(shè)計等課程與化工設(shè)計和認(rèn)識實(shí)習(xí)的知識銜接，虛實(shí)結(jié)合，并采取線上線下混合式指導(dǎo)，進(jìn)行設(shè)計成果答辯，提高了化工單元操作工藝及設(shè)備課程設(shè)計的質(zhì)量；將化工過程與工藝設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合，與全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽相結(jié)合，與產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教學(xué)基地的工程應(yīng)用相結(jié)合，與就業(yè)創(chuàng)業(yè)相結(jié)合，采取“真題真做、假題真做”，利用互聯(lián)網(wǎng)、動態(tài)模型和3D 虛擬仿真等技術(shù)，對學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代工程設(shè)計思想和設(shè)計方法的教育，反映學(xué)科發(fā)展和行業(yè)發(fā)展需求，使學(xué)生樹立經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)性發(fā)展等觀點(diǎn)和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識與技能解決復(fù)雜化學(xué)工程問題的能力。

（四）打造眾創(chuàng)空間，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)能力

在學(xué)校、學(xué)院的大力支持下，建立了“化工科創(chuàng)工坊”“水滴·夢”曉眾創(chuàng)客空間，建設(shè)面積約200 m，有依托于化工、分析實(shí)驗室的創(chuàng)客工作室6 間；參與指導(dǎo)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作的指導(dǎo)教師17 名，其中河南省教育廳學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人、河南省高等學(xué)校青年骨干教師6 名；擁有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊13 支，其中在孵項目10 支，學(xué)生參與人數(shù)65 人。圍繞“化工科創(chuàng)工坊”“水滴·夢”曉眾創(chuàng)客空間，打造師生廣泛參與的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實(shí)踐平臺，定期舉辦“科創(chuàng)工坊論壇”“創(chuàng)新實(shí)踐論壇”，促進(jìn)團(tuán)隊間交流，促進(jìn)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的相互作用、相互支撐。廣泛培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識、創(chuàng)業(yè)精神，逐漸形成學(xué)院師生在內(nèi)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)文化。結(jié)合學(xué)院目前現(xiàn)有軟硬件條件和教師、學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，打造化工特色，以專業(yè)為依托，推動學(xué)生科技創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)工作的協(xié)調(diào)發(fā)展，推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和專業(yè)教育融合。對有志創(chuàng)業(yè)的學(xué)生和創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊做好個性化的指導(dǎo)，從場地、資金和教學(xué)等多環(huán)節(jié)做好全方位的服務(wù)，使其順利創(chuàng)業(yè)、成功創(chuàng)業(yè)。利用展板、官微等各種途徑做好創(chuàng)業(yè)宣傳，在官微上專題開設(shè)了創(chuàng)業(yè)在線課堂，給學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新充電。與學(xué)院合作緊密的企業(yè)溝通協(xié)調(diào)，建立學(xué)生創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地，并設(shè)立“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金”，為學(xué)生提供創(chuàng)業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)，促進(jìn)其成功創(chuàng)業(yè)。

三、結(jié)束語

通過生物質(zhì)資源化工河南省重點(diǎn)開放實(shí)驗室、產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐基地、學(xué)科競賽和眾創(chuàng)空間等平臺，將科研成果、化工實(shí)驗競賽融入實(shí)驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研實(shí)踐能力；將化工設(shè)計競賽、生產(chǎn)實(shí)習(xí)與化工單元操作及設(shè)備設(shè)計、化工過程與工藝設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計充分相結(jié)合，發(fā)揮校企合作協(xié)同育人機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力；利用校外實(shí)踐教學(xué)基地和校內(nèi)眾創(chuàng)空間等，發(fā)揮校區(qū)（企）合作、協(xié)同育人平臺在人才培養(yǎng)過程中的優(yōu)勢互補(bǔ)，推動了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和專業(yè)教育的融合，以點(diǎn)帶面構(gòu)建了“卓越工程師”多元化融通實(shí)踐協(xié)同育人模式。