地方高校化工专业绿色工程课程建设研究*

肖慧芳，彭雪莹，张田田，李梅生，马奎蓉，贾明民，毛恒洋，周守勇

(淮阴师范学院化学化工学院，江苏 淮安 223399)

绿色工程指考虑生态、环境保护、社会的可持续发展和人类健康的工程，要求工程设计以确保工程质量和安全为前提，融入体现生态环境、环保意识的原则和价值观，通过工程实施，实现生态环境质量改善和人类社会的可持续发展。我国已在逐步实施绿色工程战略，将绿色理念融入高校工程教育的目标、原则、体制机制等方面进行了科学的统筹和合理的安排。各高校化工专业要根据自身情况制定合理可行的绿色理念，融入工程教育的目标或者人才培养计划。针对绿色化工的特点，在化学工程专业领域的课程强化思政元素走进课堂[1]，将绿色工程教育作为化学工程专业本科生培养课程体系的重要内容。例如，华东理工大学化工学院在学生的专业教育课程中，开设了面向全体工科学生的企业EHS风险管理基础课程(Basis of Enterprise EHS Risk Management)，主要讲授EHS的基础知识与实际案例、风险评估方法、公共及个人安全保护等内容[2]，帮助学生在开启职业生涯之前具备基本的EHS意识与知识的同时，强化学生绿色发展观念。

1 化工课程设置现状

为了解各大高校的课程设置，我们调查了国内化工实力排名前100(根据教育部第四次学科评估，我国化工实力较强的高校可分为A、B、C三类，又可细分为A+、A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-九类。)中的86所高校所设置的常规课程和特设课程，并进行归纳总结，如图1所示。图1中在理论课程的设置上，各大高校的四大化学(无机化学、分析化学、有机化学、物理化学)、化工原理、化工热力学等基础课程设置率为100%。石油化工工艺学与精细化学品合成工艺占比分别为29.1%与45.3%。数据显示，大部分高校还是以综合培养为主，绿色化学的设置率仅有16.3%。部分高校已经执行了教育部关于《绿色低碳发展国名教育体系建设实施方案》的通知[3]。中南大学化学工程与工艺专业，基于绿色工程和绿色化学的理念，面向化工专业的本科生系统开设了绿色化工导论、环境工程、化工环保与安全、资源化学导论等绿色化工相关课程[4]。石河子大学开设了环境化学、低碳与循环经济导论、生态文明导论等课程[5]。上海大学开设了环境与资源保护及可持续发展[6]。哈尔滨工程大学和中国海洋大学开设了环境化学[7-8]。还有许多高校开设了绿色化学、化工环保与安全等课程。全国各高校都在逐步完善相关课程设置，在课堂中加强思政元素融入。基础石化、通用专用合成材料、精细化学品等方面课程的教学过程聚焦绿色低碳发展，强调化工污染及其防治，引导本科生牢固树立绿色低碳发展理念，为实现碳达峰、碳中和目标添砖加瓦。

图1 各类学校化工专业开设的传统基础课程统计

2 推动绿色工程课程建设的方法

对86所高校化工专业的课程设置调查，结果显示高校绿色工程课程建设仍需完善。针对此问题，本文提出了开展任务驱动教学、明确培养目标，有针对性地开设绿色课程。各高校根据地方性、应用性，构建符合特色绿色工程课程体系的方法，以推动绿色工程课程建设。

2.1 开展任务驱动教学

任务驱动教学法将传统的以传授知识为主的教学理念转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式教学理念[9-10]。青岛农业大学在绿色化工教学中采用了任务驱动教学法，鼓励学生参与到课程教学中，在潜移默化中培养学生独立思考的能力。教师先引导学生关注现实问题；再组织学生以交流、讨论或课后查找资料及相关调研来提出方案，解决问题；最后给予评价。在教学过程中，教师将学生分为不同的小组，给每个小组规定不同的任务主题，或就一个主题提出多个问题。例如，生活中的洗化用品对人体是否有害；如果对人们有影响，该如何消除或减少有害影响。让学生进行交流、讨论、查阅资料并进行汇报。教师和其他组进行评价。且任务驱动教学法的成效较为显著。调查发现，青岛农业大学在校学生、已经参加工作的学生、化工相关行业的毕业生和其他行业的学生，都认为绿色化学与化工课程教学对自己形成生态环保观念、可持续发展理念、化工安全操作习惯等产生了深刻的影响[11]。通过任务驱动，促使学生自主参与到绿色工程课程中，推动绿色工程课程建设。

2.2．明确培养目标、针对性开设绿色课程

地方高校化工专业要明确应用型人才培养目标，有针对性地开设“可持续发展中的技术”基础课程。高校将绿色可持续发展理念融入教学过程，确立“知识传授、能力培养、价值塑造”三位一体的育人目标，培养适应中国特色社会主义核心价值观和绿色发展理念的高精尖人才。通过相关课程的设置，树立学生的绿色发展理念、可持续发展意识、科学精神与人文底蕴、职业素养和社会责任感等。高校增强部分课程的应用性和实践性，强调绿色化工新模式[1]，构建绿色工程课程体系离不开课程思政。全国各高校通过加强课程思政，加快构建适合自身的绿色工程课程体系。华东理工大学通过化工原理课程思政教学和改革，培养学生的绿色工程理念，有效推动了自身构建绿色工程课程体系[12]。可将课程设置为三个层次。一是理论课程设置。在进行基础课程教学时，融入绿色化工理念，将“原子经济性”作为核心内容植入学生的日常学习中。学生要具备必要的人文社会素养、坚定的社会主义思想和较高的科学研究素质；二是实践课程设置。为了加强实践育人，教师在教学过程中引入新能源和废弃物资源化高效利用等概念。拓展介绍实验化学品遵循“4R”原则(减量、复用、回收、再生)和环境友好型分析技术[13]。培养学生实践能力，使其能够应对复杂工程问题，利用现代工程工具以及信息技术做出合适解决方案；三是能力培养课程设置。旨在提高学生内在素质，锤炼过硬本领，使学生思维视野、思想观念、认识水平跟上时代发展。在能力培养中融入思政元素，培养学生在绘制过程中，拥有更加符合绿色发展、符合双碳目标的思想观念和创新方向。利用绘图软件拓宽学生知识面。目前化工专业学习AutoCAD制图软件，着重于二维制图，主要是化工零件图制。根据专业方向可以引入ChemCAD系统和(Process)PRO/II化工工艺模拟计算软件。在创新能力方面培养，教师引导鼓励学生参加化工竞赛，参与科研研究，通过实践来提高学生的创新能力以及动手能力。

2.3 各高校根据区域特色和产业需求构建符合特色绿色工程课程体系

对86所高校化工专业的课程设置的调查结果显示，地方高校的多数特色课程主要来源于学校的独特的研究方向，且多数研究方向与区域特色紧密相关。四川大学化工学院在构建绿色工程课程体系时，结合了自身在低碳新能源和磷化工领域的科研特色及优势，在专业实验室建设了低碳新能源特色专业实验体系和绿色磷化工特色专业实验体系，为西南地区培养特色人才[14]。如表1所示，除基础理论课程(如四大化学、生物化学基础、工业催化、绿色化工、化工设计、化学过程分析与合成、分离工程、化工传递过程基础、化工节能与过程热集成，实践课程(四大化学实验)和能力培养课程(ChemCAD系统、(Process)PRO/II化工工艺模拟计算软件)，可创设特色研究方向，开展特色课程。例如，辽宁石油化工大学，开设了石油化学(双语)、石油加工化学和油田应用化学等作为特色课程[15]。这些课程有利于培养学生的国际视野，强化专业技能，促进石油化工方面深入研究。吉林大学开展了精细化工概要、精细化工产品合成原理与工艺学、精细化工反应工程学等课程[16]，在精细化工方面重视基础理论、基础知识、基本技能和科研素养的全面训练。地方高校将石化深加工、化工新材料、精细化工和生物化工等作为特色研究方向，开设相关课程，例如石油加工方向可开设石油加工化学、石油化工工艺学、石化原料生产技术等课程；化工新材料可开设新型功能材料、碳材料科学等课程。精细化工可开设精细化工工艺学、精细化工反应工程学、精细化学品复配技术等课程；生物化工方向可开设生物质化学工程、生化分离技术、生物化工工艺学等课程。

表1 “化工课程设置与教学内容”

江苏沿海地区初步形成以石化和精细化工、船舶和海洋工程装备、医药、新能源、新材料等为主的特色产业体系[17]。石化产业资源资金技术密集、产业链长、关联度高、带动性强，在促进相关产业升级和拉动经济增长中发挥重要作用。江苏省政府网所发布的《江苏省“十四五”制造业高质量发展规划》文件，明确了石化工业为发展路线，指出“十四五”期间，江苏石化产业重点发展石化深加工、化工新材料、精细化工、专用化学品等产业和项目，壮大生物化工产业，开发低碳，生态友好型化工新产品[18]。江苏各高校以服务地方经济与行业发展为目标培养更多应用型人才，兼顾绿色工程育人目标，为地方经济发展提供“高、精、尖”的化工人才。江苏石化产业以“高端化、精细化、节能化、和低碳化”为基本要求，主要在基础石化产业、通用和专用合成材料产业、新邻域精细化学品产业、盐化工产业等方面需要研发高端新技术的科技人才。高校基于绿色工程发展，按照“重基础、强应用、能吃苦、注环保”的人才培养要求，培养一大批善于发现问题，敢于提出问题，勇于解决问题的基础知识扎实、专业技术突出、甘愿埋头苦干、具有环保意识的大国匠才。

3 国家、企业、地方和高校多方参与推进绿色工程课程建设

绿色工程课程建设不仅需要高校作为实施主体，全力以赴推进建设，而且需要企业与国家等多方协作，共同推动。如图2所示，以三方合作推动绿色工程课程建设：1)学校加强基础教育，着重突出学校特色，加强思政融入课堂教学；2)国家提供法律保障和政策支撑，推动企业绿色转型，增加企业对绿色工程人才的需求；3)企业走进课堂，开设实践性技术教学，有利于学校在实践课程上的改革。高校绿色工程人才培养可从三个方面着手：1)校园文化建设上大力加强绿色校园文化建设，让绿色化学理念走进学生的日常生活；2)向化工专业本科生灌入绿色科研理念，引导学生积极参与有关绿色工程有关课程的建设；3)开展绿色化工讲座，树立学生绿色工程意识。企业是地方高校化工专业绿色工程人才培养使用的最终市场，是检验化工人才绿色理念的最终平台。为提高企业参与工业绿色发展的热情，我国初步形成“以法律为保障、以政策为支撑、以标准为指引”的制度体系，取得了一定的成效(例如，“十三五”期间国家法律政策的强力推动，明显提高了企业的参与热情)。各行业的特点不同，能源资源利用和污染物排放的关键环节也不相同。相关标准不够完善，相关法律法规处于逐步完善阶段，系统设计和全面调整工业绿色发展的部分问题仍有很多阻碍。不少企业有了绿色转型意愿，也不知该从何开始。国家出台的有关绿色发展的政策，正向激励企业积极参与进来。企业积极响应国家政策：1)在产品全生命链的研发、生产、流通上设置绿色岗位；在企业设计、生产、流通的人才选用过程中重视绿色技能、绿色思维方式、绿色管理能力，以此来激励学生学好绿色化工可持续发展的有关课程。2)走进地方高校，强调企业绿色发展理念，开展大学生就业指导、职业生涯规划讲座，介绍企业相关产业链。通过开展多方合作的产学研，企业深度参与推动绿色工程课程建设全过程。企业协同制定培养目标、建设实践教学基地、开展教学研究、评价培养质量。绿色工程课程建设与行业企业生产流程相融合，培养学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力[19]，使本科生重视企业发展的绿色理念，具有保护环境的使命感、责任心和道德观，有力推动绿色工程课程建设。

图2 三方合作推动绿色工程课程建设图

4 结语

高校化工专业绿色工程课程构建迎合了碳达峰、碳中和的战略目标。本文对化工实力排名前100的86所高校在双碳目标背景下的化工课程设置进行总结研究。针对高校绿色工程课程建设仍需完善的问题，本文提出了1)开展任务驱动教学；2)明确培养目标，有针对性地开设绿色课程；3)各高校根据区域特色和产业需求构建符合特色绿色工程课程体系的方法。最后，推动构建绿色工程课程建设需要国家、企业、地方高校等多方协作。国家通过法律保障，政策支持，加快企业向绿色转型，增大企业对绿色工程人才的需要，为推动高校完善绿色工程课程建设保驾护航。企业更进一步走进课堂，深度参与推动高校绿色工程课程建设。