面向新工科的化工专业人才培养模式探索与实践

唐 娜 樊 志 郝庆兰 王彦飞 李 健 吕树祥

（天津科技大学，天津 300222）

面向新工科的化工专业人才培养模式探索与实践

唐 娜 樊 志 郝庆兰 王彦飞 李 健 吕树祥

（天津科技大学，天津 300222）

本文在国家发展新工科的背景下，探讨教育部的“复旦共识”与“天大行动”内涵，充分分析化工行业发展对人才的需求，结合学校化学工程与工艺专业的实际，提出适合学校的、利用多学科交叉融合培养新工科创新型人才的新模式。

新工科；化学工程与工艺专业；教学质量保证体系；培养模式

迅捷发展的科技和全球化的新经济对工程人才的培养提出了新的要求，新工科建设的提出正是对这一要求做出的积极响应。今年年初在复旦大学达成“新工科”建设复旦共识之后，教育部随即启动了新工科研究与实践项目。新工科建设的内涵逐渐清晰，这为新经济及未来新兴产业培养工程实践能力强、创新能力强、具有国际化视野的高素质复合型“新工科”人才打下了理论基础。我们在人才培养上应进行适时改变，要求学生不仅在化工专业上做到知识精专，而且还应具有其他学科的知识；不仅能够运用所学知识去解决现有问题尤其是复杂工程问题，也要具有运用所学新知识、新技术解决出现的问题的能力；不仅技术优秀，同时还要具有良好的人文素养、经济管理能力。为此，课题组基于我校化学工程与工艺专业的实际，在传统工科教育的基础上探索发展新工科、培养具有创新能力的科技人才的新模式。

一、化学工程与工艺专业发展新工科的基础

天津科技大学化学工程与工艺专业始建于1953年轻工部塘沽盐业专科学校，1972年升级为天津轻工业学院盐业化学工程系。1983年获一级学科博士学位授予权。经过60余年的发展，成为我国制盐、盐化工、卤水化工领域唯一具有本科、硕士、博士培养体系的学科，享有“盐业黄埔”的盛誉。经过多年的发展，在人才培养方面具有较为鲜明的特色：以“盐科学与工程”为特色培养方向，形成“本科-硕士-博士-博士后”完整的教学与教育培养体系；按照本科专业国家标准和工程教育认证标准，通过持续改进，形成了完善的教学体系，构建了培养解决复杂化学工程问题人才的教师队伍。为适应化工产业发展的需求，化学工程与工艺专业在保持“制盐与盐化工”特色的基础上，又形成了“精细化工”、“催化科学与工程”和“生物化工”3个特色专业方向，与学院的高分子材料与工程、应用化学（理）、材料化学（理）三个专业结合，为化工与材料结合、理工结合提供了方便条件，为探索多学科交叉融合培养人才奠定了基础。

二、化学工程与工艺专业发展新工科的主要思路

毋容置疑，多年的惯性思维以及精细化的工程人才培养体系一时之间还难以改变，尽管如今实行了专业类的“大口径”招生，但依然难以打破传统工科分类培养人才的专业之间的壁垒，因此学科之间和院校行政院系之间应该加强协调，强调发展个性的同时，突出共性发展，培养方案的设置也需要强调创新思维、实践能力、沟通技巧，和技术技能训练并驾齐驱。

首先，成立跨学科教学发展中心。由学院院长任中心主任，制定跨学科培养方案，构建课程体系和质量保证体系；组织跨学科的教学团队；协调校内外教学实验中心和工程中心等资源；协调和新工科建设相关院系如计算机、电子信息与自动化学院等；组织动员全学院的教职员工，以交叉融合的途径开展新工科建设。

其次，在化学工程与工艺专业中组建化工新工科建设实验班，由专业负责人负责，按照本项目设计的内容组织教学改革和人才培养，进而从实践上解决束缚人才培养的管理架构与制度、课程体系设置、教学内容与方法、实践能力培养等问题，逐步总结经验，形成体现多学科交叉融合特征的化学工程与工艺工程特色专业人才培养模式，促进化学工程与工艺专业的升级，并向其他专业推广这一经验。我校材料与化工学院新工科建设思路框图如图1所示。

图1 材料与化工学院新工科建设思路框图

三、化工与材料学科建设新工科的具体举措

1.成立跨学科教学发展中心

为进行多学科交叉融合的化学工程与工艺专业人才培养的探索与实践，成立跨学科教学发展中心，由学院院长任中心主任，专业负责人任副主任。中心的主要职责有：一是追踪新工科建设进展，制定发展规划；二是制定跨学科人才培养方案，构建课程体系和质量保证体系；三是接受学校的领导与支持，协调与新工科建设相关的计算机、电子信息与自动化学院的教学工作；四是组织跨学科的教学团队，组织动员全院教职员工将化工专业以交叉融合的方式进行新工科建设；五是管理调配中心的教学资源，建立多学科教学科研团队共享的实践平台。

2.改革课程体系，探索面向新工科建设复杂工程问题的教学模式

针对工科教育面临的相对陈旧的教材和课程内容、现实的社会需求以及面向未来的工程技术三者之间的脱节的问题，打破固有学科领域界限，实现从学科导向转向以产业需求为导向，从专业分割转向交叉融合，同时，进一步更新教学内容、课程体系和教学模式，重点培养学生的工程创新能力和适应变化的能力。

第一，围绕化学工程与工艺专业的核心课程，探索信息化、数字化和智能化转型、改造和升级的途径。按照工程逻辑构建模块化课程，打破学科界限，突破专业藩篱，突破基础课、专业基础课和专业课程的藩篱。在化工专业基础之上，结合计算机、电信、机械、生物等专业，开设跨学科课程，探索综合性课程、问题和项目导向课程、交叉学科研讨课程的开设，激励教师将研究成果及时转化为教学内容，积极建设并共享线上和线下优质课程资源。

第二，推动教育教学方式改革，将学术研讨贯穿于整个教学过程，创造师生共同研讨、互动交流的文化氛围。教学模式从以教师为中心的课堂学习，转向以学生为中心的综合性和应用性学习。借鉴CDIO工程教育理念，以产品“构思、设计、实现、运行”的全生命周期为载体，深入实施产教融合、科教融合、校企合作的协同育人，把创新能力和适应变化能力融入教育全过程。建立从理论学习、动手实践再到探究学习的教学链条，把设计活动贯穿于实践教学全过程，实现理论教学与实践教学的交叉进行和有机融合。

第三，创新创业教育贯穿四年的本科教育，组织学生自低年级起以组建科研兴趣小组的方式进入不同的实验室，激发学生跨学科学习兴趣。教学中采用小组项目的模式，实现理论和实践的融合教学。在“理论-项目-理论”、“项目（提出问题）-理论（解决问题）-项目（检验）”的教学模式中，通过对实际工程问题的提出与解决，构建互动的学习环节，拓宽学生的能力培养渠道，着力培养理论扎实、综合工程实践能力强的复合性人才。四年级本科生依托化工以及新工科相关的实际工程项目，编为工程设计小组，每组5-7人，分工合作，开展为期一年的毕业设计，通过多学科交叉融合，提升化工类学生的工程能力、解决复杂工程问题的能力以及创新创业能力。

第四，加强人文素质教育与技术教育的融合，加强学生工作与教学工作的融合，在技术教育的诸多环节中，加强对学生写作和语言表达力能力的培养。以成立“未来工程师协会”、举办年会、出版电子未来工程师协会年报等方式，提高学生的交流能力和学习能力。

3.组建跨学科教学团队、跨学科项目平台，推进跨学科合作学习

建设面向新工科建设跨学科教学团队，促进教师之间跨学科合作的深度和广度；在团队内开展以工程教育认证标准为基础，新工科建设为导向的教学改革和研究。

化学工程与工艺专业核心课程教学团队主要由本专业教师承担专业基础类和专业类课程教学和实践环节的指导工作。该团队把新工科建设的课程和技术融入化工课程，努力建立与其他团队的联系，协同把握新工科建设的发展机遇。

新工科技术融合教学团队主要由新工科建设取向的专业教师组成，主要是计算机、自动化专业的教师组成，开设新工科选修课程，也包括应用校内外教师的线上课程，这种方式同时可以向化学工程与工艺专业的教师普及新工科的技术知识。

本专业与企业共建工程实践教育中心，构建以企业为基地的现场实习平台，共建校企合作工程实践教学团队。专业教师与企业指导教师密切合作，实施专业技能培养与实践体验相结合的实践教学，建立企业定期向学校发布产品设计开发、工艺流程改进等课题的机制，使学生的学习环节“真题真做”，有效提高学生解决工程实际问题的能力。

在创新创业通识课程之外，开设项目驱动的创新创业课程，成立创新创业指导教学团队。在学院内外聘请创新创业业绩突出的教师 （例如科技进步奖获得者、创业成功者等）为学生开设讲座，启发、激励学生的创新创业意识，同时指导团队的教师开展创新创业教育。

4.建立教学质量保证体系

首先，建立适合培养新型人才的跨学科教学发展中心，制定实施跨学科培养学生的人才培养方案和教学质量保证体系。

其次，制定多学科培养学生的课程体系的评价标准和考核办法。建立课程考核的评价体系，建立能力达成和课程体系之间一一对应的关系，基于计分标准，有效评价各教学环节对所支持的未来工程人才能力体系及毕业要求达成度的实际贡献。保证多学科交叉融合的学习效果。制定实践能力、创新能力的评价标准和考核办法。把过去的重视成绩考查改为保证学习过程和能力的考查。

再次，建立有效的社会评价机制。建立包括教育领域的专家、企业的业务专家在内的校外专业建设指导委员会，对专业人才培养的知识、能力和素质方面进行综合评价。

最后，建立有效的持续改进机制。通过完善的持续改进的机制，定期采集与分析教学基础数据，总结教学质量的进步和存在的问题。

四、结束语

学校开展“新工科”建设，应发挥人才培养、科学研究及技术攻关能力的优势，构筑先发优势，以期培养适应新形势的高端人才。通过成立跨学科教学发展中心，制定跨学科培养方案，构建课程体系和质量保证体系；在化学工程与工艺专业中组建化工“新工科”建设实验班，按照本项目设计的内容组织教学改革和人才培养，形成体现多学科交叉融合特征的化学工程与工艺工程特色专业人才培养模式。探索信息化、数学化和智能化转型、改造和升级的途径，创建师生共同研讨、互动交流的文化氛围，通过对实际工程问题的提出与解决，构建互动的学习环节，拓宽学生的能力培养渠道，着力培养理论扎实、结合工程实践能力强的复合性人才。

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Cultivating Chemical Professionals Oriented by New Engineering Disciplines

TANG Na,FAN Zhi,HAO Qinglan,WANG Yanfei,LI Jian,LV Shuxiang
（Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300222,China）

This paper,under the background of developing new engineering disciplines in China,discussed the connotation of “Fudan Consensus” and “Tianjin University Action”,and analyzed the demands for chemical industry talents.Based on the reality of chemical engineering,it introduced a new model for universities,which integrates several disciplines for training innovative and new engineering disciplines talents.

new engineering disciplines;chemical engineering;teaching quality assurance system;training model

G642.0

唐娜（1972—），女，教授，研究方向：海卤水资源综合利用、膜与膜过程。

天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划项目（171005703B）。

姚歆烨）