强化工程的大化工学科人才培养模式的构建与实施

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  [摘要]密切关注社会需求、持续进行教学改革,以培养“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的强化工程的大化工学科创新人才为目标,提出了“2 2”培养模式和“平台加专业模快”复合型人才培养计划,构建了化工学科群创新人才培养体系。实施了“一体化、多层次、模块化、重开放”的实验教学体系,突出“过程工程”办学特色,使学生历经从科研开发到工程设计整体思路和方法的系统训练。通过实施该项目,拓展了学生个性化发展空间,调动了学生学习的自觉性,显著提高了人才培养质量。
  [关键词]创新型人才;培养方案;大化工学科;过程工程;实践能力
  [中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2011)03-0032-04
  
  随着我国化工、石化企业向综合化、国际化发展,化工、石化企业面临着前所未有的发展机遇,同时也面临着在全球范围内激烈竞争的严峻挑战。顺应新的形势发展,化工、石化企业急需大量高素质应用型人才。全面培养大学生的知识、能力及素质,是时代的要求。为实现这一宏伟目标,需要构建合理的教学体系,制定合理的人才培养方案““。
  青岛科技大学是一所具有五十多年办学历史的行业特色大学,化学工程学科,是她的传统学科和强势学科,该学科所在的化工学院,多年来持续不断地进行学科建设和教学改革,已经衍生、打造出相互支持、渗透、协调发展的化工、轻工、药学、生物学科群;迈出了从调整老专业、整合课程内容、组织课程链条,到扩展实验实习内容、建设自洽的大学科群、建设跨学科专业的“过程工程”实验教学示范中心、建设教学科研互动平台等一系列学科建设和教学改革的坚实步伐。
  2005年,化工学院完成的省级试点专业教学改革项目,“化学工程与工艺专业教学改革与实践”,获山东省教学改革一等奖,同年,申请到山东省教学改革项目“化工类专业创新型人才培养方案和实践”(C05039)。在国家教学指导委员会教育专家的指导和各级领导的关怀下,全院广大教师积极参与教学改革的研究和实践,针对学科群规划建设、各专业培养目标、课程设置、师资队伍建设、实验室建设、实习基地建设、对外交流与合作等方面做了大量工作,突出了学科群办学优势和特色,取得了明显的成效和教学成果。该项目于2008年5月顺利通过省教委的鉴定,得到与会专家的高度评价。项目的实施使化学工程与工艺专业于2006年被评为山东省首批品牌专业,2007年获批为国家第一类特色专业建设点;2006年“化学工程”获批山东省重点强化建设学科;2006年,学科群共用的“化工过程”实验中心获中央与地方共建资金支持;2008年“化工过程”实验教学中心被评为省级实验教学示范中心,2009年评为国家级实验教学示范中心。2009年教学改革项目通过国家教学成果奖鉴定并获山东省教学改革成果一等奖。2010年申请到山东省2009年教学改革项目“宽厚基础、强化工程的化工学科群课程体系研究与实践”(2009248)。
  
  1 强化工程创新人才培养整体目标与思路
  
  一个既切合实际、又能反映时代特征和要求的人才培养方案,首先要对人才培养目标和本学科专业的现有优势、特色、实力以及在国家高等教育领域中的地位进行准确定位。
  
  1.1人才培养目标与国家经济社会需要密切接轨
  山东省是规模化工大省,石化、煤化、盐化、肥料等产量排在全国首位。从全省产业布局看,规模化工、轻化工、精细化工、制药以及环境保护等行业急需大量的工程技术人才对现有的生产过程进行节能改造或对新产品进行研究开发。
  近十年,青岛科技大学化工学院化工优势学科在多相流体流动与分离、催化反应、清洁化学工艺和新产品开发等方面成绩显著。在优势学科带领下,药物、生物、轻工各学科都发展迅速。每年承接国家科技部863计划和国家自然科学基金项目5项以上,省市和企业委托项目25项以上,两次获得国家科技进步二等奖。全院科研经费年增长50%以上,研究生招收数量150人以上。
  从山东省区域经济的实际需要和本院的学科实力看,全院本科生的培养目标是:能够运用科学原理、工程原理和工程规则技术进行工程设计、组织施工和生产管理的工程师,同时又能够进行技术革新、产品开发的复合型工程创新技术人才。
  
  1.2建设化工大学科群进行复合型创新人才培养
  依托化工传统学科,到2003年,学院相继建成制药工程、药物制剂、生物工程、生物技术和轻化工程六个专业。经历交叉、整合、发展巩固、带动提升过程,与校内材料、环保等学科一起,发展成各具特色、相互支持、相互渗透的化工大学科群。
  在学科群基础之上制订培养方案,实现学科的相互支持和渗透,做到教学资源共享,才能扩展专业视野、克服毕业生就业领域狭窄,工作后适应能力差的缺点。
  
  1.3在“大实践”中培养学生的创新精神和能力
  为培养学生的创业意识和创新精神,积极争取各种实验实习条件和科研机会,帮助学生在学习一实验一实习一设计一科研等一系列“大实践”过程中,通过亲自动手感知事物各种属性,整合各种知识进行不断地对比、联想、探索、验证、总结升华出来新思路,锻炼探索精神,同时建立起由发现问题、研究问题、到工程设计系统的工程概念。
  
  1.4拓展学生个性化发展空间
  组织学生选专业、选课程、选老师、选课题、选职业,尊重兴趣,最大程度发挥学生的主观能动性,提高学习的自觉性。
  
  2 强化工程创新人才培养模式形成和实践过程
  
  从1999年开始,青岛科技大学化工学院持续进行教学改革,多次进行学科群人才培养方案的制订和修改。1999年,配合国家专业目录的调整,将化学工程、化学工艺和精细化工专业合并,制订合并后的专业教学计划。
  在“山东省化学工程与工艺教学改革试点专业”项目带动下,2002年修订了化工、制药、药剂专业的教学计划,理顺了各学科和课程之间的关系,尤其加大了对学生运用计算机进行工程设计能力的培养。
  从2004年开始,实施宽口径招生和“2 2”大类培养方案。全院6个专业全部按“化工与制药类”一个专业录取。新生入学后,前两年执行相同的必修课教学计划,保证基础课有比较多的课时和相对宽泛的选修课程范围。后两年执行各专业的培养计划,在有限的课时范围内,精选课程内容并努力保持自己的优势和特色。
  在迎接教育部教学质量评估的三年时间里(2005~2007年),笔者广泛汲取国内外重点大学的办学经验,充分考虑用人单位对毕业生的要求,对全院的学科布局、学科定位、办学模式、办学理念、本科培养目标、课程体系、实验室建设、实践实习基地以及教学效果评价方法等诸多方面进行重新认识,制定出各专业的本科培养方案,从2006年开始,在新生教学计划中开始执行。
  新培养方案强化了数学、外语和化学基础课程 的教学,除了保障足够的学时、实验,还配备新教材和强势的教学团队;在化工专业中引入了生物化学和实验课程,在非化工专业中引入了“化工原理”等过程工程的内容,淡化了专业界限,拓展了学生的就业面;大量增加学生的实验内容,除了课内实验、每个专业都有过程工程综合实验、校内外实习和毕业论文的研究实验,大大增加了学生动手操作的机会;整理了计算机课程链条、工程设计课程链条和实习链条,注意各课程之间的衔接,保障学生在毕业时,能利用计算机顺利进行信息获取、工程设计和思想表达;在学生入学两年后自行选择专业并允许学生跨学科、跨专业选修课程、辅修第二专业;要求全体学生都要完成一定份额的毕业设计,全体学生有半年的时间、部分学生有一年的时间参加教师的科研、完成毕业论文和毕业答辩。
  “厚基础、宽口径、重实践、求创新”,在“学科群”中设课、兼顾科研创新和工程设计能力的“大工程”实践复合型工程创新人才培养模式逐步形成,并得到师生和社会的普遍认可。
  
  3 实施强化工程创新人才培养方案的主要措施
  
  1)建设高水平师资队伍。充分利用青岛的区位优势,加大学科带头人、高水平海外留学人员和一线工程技术人员的引进力度;率先为本学科聘请院士和泰山学者,对现有师资进行培养和优化组合,打造过硬教学团队。
  2)建设精品课程平台。以过程工程内容为核心,组织教师编写具有自己特色的教材或讲义;充实辅助材料,积极开展网络教育资源开发和共享平台建设。加强精品课程建设。组织有条件的教师进行双语教学。
  3)拓展实践教学内容。调整实验室布局,加大实验和实习等实践教学的投入力度,制定新的实验计划和实验室开放政策,建设高水平的“化工过程实验中心”。加强校内外实习基地建设,增加中试规模的实验项目,使学生受到从科学研究到工业设计和工业生产的“大工程”系统训练。
  4)强化工程设计与科研训练。引进有实际工程经验的师资,调整“计算机基础及应用”、“化工计算”、“化工设计”课程关系,增加机器绘图和商用计算软件的学时数,推广使用ChemCAD、Pro/II商用软件。使学生能迅速掌握利用计算机进行资料查询、工程绘图、设计计算和思想意图表达。
  教师将承担的国家、省市级纵横向研究项目分解,变成相互独立的小课题,组织学生进行前期探索或工艺优化的综合实验。使全部的学生受到从申请报告开始,进行立项、查阅资料、设计实验、实验操作、数据整理、口头报告、总结报告、科技论文编写、概念设计、工程设计等方面的综合训练。
  本项目实施的复合型创新人才培养方案,突显本学科群的“宽专业视野”和“大工程实践”两个办学特色。反映了高等教育的时代特征,能满足当前国家经济建设的需要。
  
  4 实施强化工程创新人才培养方案的成效
  
  4.1构建和实践了大化工学科复合型创新人才培养方案
  根据山东省区域经济的需要,准确定位人才培养目标,在化工、轻工、生物、制药学科群中构建化工学科群创新人才培养的知识结构体系,形成了“厚基础、宽口径、重实践、求创新”复合型工程创新技术人才培养方案。即采用通才加专业的2 2(前2年进行通才教育,后2年为专业教育)的人才培养模式和方案。
  ,“2 2”培养模式,体现了“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的总体要求,强化了工程设计能力的培养。特别是在前两年执行的必修课教学计划中,学化工的增加了生物化学、微生物等课程,设置了微生物培养、生化实验。学生物、制药的学生受到化工单元操作的工程训练。从而为学生提供了更宽广的择业领域。
  新培养方案鼓励学生从二年级开始,根据自己的兴趣、爱好,选修人文、社科和其他自然学科的课程。2 2培养方案采用了“二次选择”专业的办法,给学生更多个性发展的机会,学生主动学习的积极性显著提高,同时激励了各专业教师的办学积极性,努力创造办学条件,致力于教学改革,吸引优秀学生到他们所在的专业学习。
  
  4.2建设了面向21世纪的课程体系
  在创新人才的培养方案中,提出了“三平台 专业方向模块”模式,以化工专业为例:三平台为公共基础课(包括数学、物理、化学、计算机),专业基础课(物理化学、化工原理、化工热力学等),工程基础课(绘图、电子电工、机械仪表等)。平台上的课程普遍适用于各专业。各专业再根据专业基本内容和特色设置专业模块,例如化工专业设有化学工程、化学工艺、精细化工、能源工程四个专业方向模块。
  
  4.3形成了过硬的教学团队
  以中科院院士、泰山学者为带头人的师资队伍,形成了一支学术造诣深,富有创新精神,敬业爱岗的教学团队。其中“化工类专业化学系列课程教学团队”,2008年被教育部确定为国家级教学团队,“化工技术基础教学团队”评为校级教学团队。
  
  4.4建设了精品课程平台
  《化工原理》、《化工分离工程》、《化工工艺学》已经被评山东省精品课程,现正努力建设成为国家精品课程。另外还有8门校级精品课程和优秀课程。建设了《化工原理》、《化工分离工程》、《化工计算机基础》、《药剂学》、《微生物》等网络课程。对教学内容、教案、大纲、习题、实验、课件、实验试剂、材料、仪器设备、教学文件及参考资料等教学资源上网开放,逐步实现网络化智能管理。
  组织有经验的老教授、学科带头人,编写出版了理论联系实际、有自己办学特色的《分离工程》、《绿色精细化工》、《化工过程计算机应用基础》等12本教材,其中《有机化学》2009年被评为山东省优秀教材一等奖。
  
  4.5建设国家级特色专业和国家级实验教学示范中心
  在“立足工程、着眼企业、跟踪科技”实验教学理念的指导下,精心设计建设“一体式、多层次、模块化、重开放”的实验教学体系。打开专业壁垒,按功能块进行设置,重点建设各专业共用的特殊蒸馏、萃取、新型干燥、吸附、制粒等“过程工程”实验,避免重复建设,加大开放力度,使实验设备利用率得到大幅度提高。2007年9月10日,教育部教学质量评估小组考察了过程工程实验教学中心,中心大批自制的、具有中试规模的实验新设备和学生熟练的操作能力,受到到场专家的高度评价。2008年该中心被评为国家级实验教学示范中心。
  持续不断的教学改革,使化学工程与工艺专业于2006年被评为山东省首批品牌专业,2007年获批为国家第一类特色专业建设点。
  2004年以来,先后在化工高等教育、计算机与应用化学等核心期刊发表了《化学工程与工艺专业毕业实习与设计相结合的研究与实践》等20多篇教学研究学术论文。共承担各级教研课题31项,获得山东省教学成果、实验技术成果一、二等奖10项;2008年“化工类专业创新型人才培养方案和实践”项目通过了省教育厅组织的专家鉴定,成果达到同类研究国内领先水平,并于2009年获得山东省教学成果一等奖。
  致力于构建教学、科研平台,实现“产学研”良性循环为发展模式,近4年来,先后承担国家十一五攻关重点项目、国家863计划、国家自然科学基金等36项,省部级项目29项,企业委托研究项目118项。发表学术论文372篇,省部级以上科研成果获奖或鉴定项目23项,获授权专利18项。
  本学科群实施的复合型创新人才培养方案,突显本学科群的“宽专业视野”和“大工程实践”两个办学特色。反映了高等教育的时代特征,能满足当前国家经济建设的需要。本学科群连续进行教育改革,采用的“①在学科群范围内整合教学资源;②建设学科群共用的过程工程实验中心;③拓展学生个性化发展空间”,相信会为更多的人所了解,被更多的企业所欢迎。
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