“新工科”背景下地方高校化工专业建设的探索与实践*

朱春山，张巧飞，白红娟，李冬光，刘广宇，陈军航

(河南工业大学化学化工学院，河南 郑州 450001)

2017年2月，教育部与会高校提出“新工科”概念，对工科注入新的内涵以适应新经济发展需要而形成工科新形态[1]。互联网、大数据、人工智能、虚拟现实等现代技术迅猛发展，产业转型升级和结构调整不断加快，在线教育、慕课、智慧学习等新的学习形式层出不穷[2-5]，给工科提出了“应对变化，引领未来”的新理念，“培养多样化、复合创新型卓越程人才”的新要求，“继承与创新、交叉与融合、协调与共享”的新途径，成为新工科的内涵和特征[6]。石化和化学工业是国民经济的支柱产业，为国民经济和人民生活各方面服务，和交通运输、农林牧渔、食品加工、医药、纺织、轻工、建筑等工业关系密切，在国民经济和人民生活中具有重要地位和作用[7-8]。化学工业向“绿色化”、“智能化”方向发展，对化学化工人才知识的交叉渗透、产业的相互交融、工程实践能力以及创新能力提出更宽更深的要求[9-10]。高校化工专业为化学工业的发展提供技术研发和高素质的人才基础，是化学工业的安全、健康和高质量发展的希望所在。河南工业大学化学工程与工艺专业源于1993年成立的郑州粮食学院精细化工专业，以粮油资源化工为特色，培养在化工及相关领域从事技术开发、工程设计、工程管理和科学研究的高素质应用型人才。2019年通过工程教育专业认证，2020年获批河南省一流专业建设，2021年获批国家一流专业建设。探索建设符合行业、区域和国家经济社会发展的“新工科”要求，以“学生中心、成果导向和持续改进”为核心教育理念，与国家经济建设模式转型升级、绿色发展和可持续发展相一致，立足河南、面向全国、服务区域经济和化工行业、协调发展的地方高校一流化工专业。

1 加强课程思政建设，推进立德树人教育

贯彻全国教育大会精神，落实“卓越工程师计划2.0”和“新工科”建设等重大战略部署，培养造就德智体美劳全面发展，具有家国情怀和使命担当的高素质应用型化工技术人才。通过把政治认同、价值引领和家国情怀等思政元素融入专业课程和课堂教学中，向学生进行理想信念、思想道德、工程伦理和公共安全等教育，赋予专业课程的价值引领作用(如图1)。

图1 课程思政教育的主要举措

针对化工行业和专业特点，引导教师从立德树人出发，开展教学设计研究，凝练思政主线，提升课程思政教育的亲和力和针对性，将思想政治工作贯穿于教育教学全过程。围绕思政主线，以问题为导向，重构知识体系与知识点，在教学中大力弘扬“崇尚科学、勇于探索、报国兴学、自强不息”的河南工大精神，秉承“明德、求是、拓新、笃行”的校训，励精图治，薪火传承，让学生树立为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力奋斗的坚定信念。

2 构建有特色的化工专业课程体系、教学内容和教学范式

全面落实“学生中心、成果导向、持续改进”的工程教育理念，以新理念引领“新工科”建设，以学科优势带动专业发展。科学构建通识平台课、学科平台、专业平台和拓展平台课课程体系和“实验、实习、课程设计、科教融合”融通实践教学体系。积极探索了新工科背景下地方高校化工专业人才培养的新模式，持续改进、优化形成“接地气”的人才培养方案。

2.1 打破学科壁垒，促进多学科交叉融合

结合学校、学院的办学特色和专业定位，开展与现代信息技术、能源化学工程、工业生物技术、新材料技术、制造技术等学科的交叉与融合，整合跨学科资源，开设跨学科课程和专业特色选修课程(图2)，增加学生非主修领域知识的广度和深度，激发学生的多维度思维，培养学生的创新意识和工程意识。

图2 具有专业特色的“化工+”知识体系

“新工科”背景下，以学生为中心，充分利用互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等知识，反映学科发展和行业发展需求，考虑化工过程强化、化工节能减排、化工安全环保、化工可持续发展等，实现化工过程的智能决策和智慧生产。

让科研成果、学科前沿走进课堂，提倡科教融合和产教融合，实现教学促进科研，科研反哺教学，以高水平科学研究支撑高质量本科人才培养。围绕粮油资源化工特色做文章，将最新科研成果及时转化为教育教学内容，把最新前沿知识传授给学生，给学生个性化发展提供更加广阔的空间。

通过学科交叉和资源整合，强调以育人为使命，以工程人才培养为目标，突出了以粮油资源化工为特色，有效推动了我校化工专业的内涵式发展。

2.2 优化教学内容，改革教学范式，打造“金课”

不断加强课程内容的建设和完善，优化教学内容，积极进行“一流课程建设”；让科研成果、学科前沿走进课堂，融入工程上的新方法、新工艺等内容，提倡科教融合和产教融合，实现教学促进科研，科研反哺教学。

推进信息技术与化工专业教育深度融合，创新“互联网+”环境下化工专业教育教学方法；构建线上线下相结合的混合式教学模式，打造智慧课堂，将信息化教学、自主探究式学习深度融合,提高了教学效果。授课之前，开展教学模式设计，进行课前导学、学生线上线下预习，提出自己的初步见解；课堂之中，对关键知识点、学习重点和难点及学习方法等进行讲解，并通过课堂讨论互动等方式加深理解；讲授之余，学生进行复习总结、完成作业，师生可通过微信群等多种方式实行交流互动、在线答疑及个性化辅导。一系列教学范式的改革与实践表明，学生的学习兴趣得到提高，解决复杂工程问题的能力明显提升。

通过优化教学内容，突出了化工专业在粮油精细化工、生物质活性成分的分离与利用、生物质资源高效化学转化、天然产物基功能材料等领域的教学、科研工作特色与优势。打造了化工原理、化工热力学、化学工艺学校级一流课程，建设了化工热力学、化工分离过程两门校级“线上线下+课程思政”。

2.3 强化实践教育，提高专业建设水平

加强多元化实践教学平台建设，开展校企合作育人；以“化学工程创新实验班”为引领，实施导师制管理，以点带面构建 “卓越工程师”多元化实践教育模式。

以化学化工基础实验为基础，化工专业实验为提升，以化工综合性实验与教师的科研相结合、与“挑战杯”课外学术科技作品竞赛相结合形成的“科技创新实践”促进本科生的实验研究能力和创新实践能力的提高。

从认识实习到虚拟仿真实习，再到生产实习；从产品规模、经济效益、技术方案和过程设计的集成，到物料性质估计、化工仪表及自动化控制、新产品研发与计算机模拟的集成，再到化学工程师的职业道德规范、环境和安全因素、化工技术对社会可持续发展等社会问题的集成，实施阶梯式工程实践能力的培养。

将化工过程与工艺设计与化工生产实习相结合，将化工原理课程设计、化工设备机械基础课程设计、化工过程与工艺设计、毕业设计与全国化工设计竞赛相结合，使学生了解化工工艺、化工过程与单元设备设计的基本内容，掌握设计、模拟及优化的基本方法，锻炼学生综合应用各方面的知识与技能解决工程问题的能力，培养学生的工程意识、职业精神和社会责任感。

与河南能源化工集团、河南心连心化肥工业公司等校外“产学研”实践基地共建育人平台，开展校企合作、协同育人；以河南省生物质资源化工重点开放实验室等平台为依托，科教融合、培养学生创新能力，使专业教育实践与创新性显著提升。

3 加强基层教学组织建设，提升教学研究水平

探索与“新工科”相匹配的师资队伍建设途径，加强教学团队建设，强化教师工程教育背景，对教师的产业经历明确提出要求并积极创造条件[11]。通过开展科学研究和产学合作，注重团队教学和研究成果转化；以及到生产与研发企业一线学习交流完成；加强对青年教师的培养，提高教学水平。落实青年教师培养“导师制”和“助课制”，提升教师队伍整体素质；鼓励教师培训、进修和访学，提升教学、学术水平和工程实践能力；聘请企业技术人员加入兼职教师队伍。造就了一支结构合理、成果丰硕的专业教学团队。

作为河南省基层教学组织，持续组织开展各类教学研讨会，深化教学重点难点问题研究。积极探索化学工程与工艺专业本科生教育的人才培养模式、教学内容、教学方法、课程体系、教学管理，不断推动专业的内涵式发展。基层教学组织开展的教学实践活动如图3所示。

图3 基层教学组织开展的教学实践活动

教师们通过积极参与教学改革，不断将教改成果融入到日常教学工作中，教师的教学水平和教学效果得到了显著的提高，有效促进了教师思想观念从以教为主转向以学为主，强化课堂重在培养学生协作、沟通、思辨和创新能力。

4 构建内外循环的教学质量监控与评价机制体系，教学质量持续改进

基于学生学习效果的教学质量监控与评价，学校制定了一系列的教学质量监控与管理文件。学院制定了详细周密的教学工作实施计划，层层落实，责任到人，并推动教学改革与质量工程的实施，持续改进教学质量。专业及教师按照本专业本科人才培养方案、培养目标和课程所支撑的毕业要求指标点，提交完整的教学文件，包括教学大纲、教学计划、教案或课件、考核成绩与成绩分析报告等，并根据教学大纲和课程达成度分析评价办法，对课程目标和毕业要求指标点进行达成分析和教学总结，找出问题，提出持续改进措施并在后续教学中进行改进。用人单位、行业专家、毕业生、第三方评价机构参与人才培养质量评价，通过问卷调查、座谈、访谈等形式，分析人才培养质量、目标达成度和需求变化，针对培养目标、课程体系、工程实践等方面存在的问题持续改进。通过校、院督导、教学管理人员和学生信息员全方位多视角监控教学过程，保障各个教学环节有序运行。建立了课内-校内-校外三级循环机制，如图4所示。对课程目标和毕业要求达成情况、毕业生反馈和社会评价结果进行评估。

图4 “课内-校内-校外”三循环的教学质量监控与评价机制

通过上述举措，加强专业教学质量监控与评价体系建设，课程达成度评价结果及时反馈给相关教师，用于指导课程教学过程的持续改进，促进课程教学效果提升。毕业要求达成度评价结果反馈给学院和专业，用于指导专业课程体系的持续改进，不断优化专业培养方案，提高了人才培养质量。麦可思调查显示，近3届校友平均专业满意度为 96.3%；毕业生专业素质好，学生满意度高。

5 结 语

以立德树人为根本，紧密结合新工科建设，以粮油资源化工为特色，以建设立足河南、面向全国、服务区域经济和化工行业、协调发展的国家一流专业为目标，探索和实践了新工科背景下地方高校化工专业人才培养的新模式，优化形成“接地气”的人才培养方案；以“学生中心、成果导向和持续改进”为核心教育理念，通过构建通识平台课、学科平台、专业平台和拓展平台课课程体系和“实验、实习、课程设计、科教融合”融通实践教学体系，加强基层教学组织建设和教师发展能力建设，积极打造“一流课程”；建立了课内-校内-校外三级循环机制，有力保障了教育教学质量持续改进，提高了人才培养质量，预期在地方高校化工类专业中具有一定的借鉴和应用价值。