化学工程与工艺专业人才培养模式

摘要:以郑州工程技术学院化学工程与工艺专业为例，介绍了新工科背景下新建地方本科院校人才培养模式，包括专业课程的设置、实践体系的构建、工程能力及创新能力的培养。通过该模式的实践应用，培养了具有一定的工程实践能力、创新能力，能够适应区域经济发展的应用型人才。

关键词:地方本科院校;新工科;工程能力;人才培养模式

根据教育部相关数据，截至2017年底，我国高等学校总共2631所，地方高校(包括高职院校)共有2512所，占95%。在本科院校中，中央部委主管高校119所，地方本科院校1124所，民办本科高校424所。地方高校是我国高等教育的主体部分和中坚力量。中国人力资源市场信息监测中心统计分析结果显示，随着产业结构的不断升级，社会对具有专业技能和创新能力的工程应用型人才需求日益迫切。大学的大规模扩招使得毕业生数量逐年增加，高校毕业生就业压力大，一些学生甚至出现一毕业即失业的情况。企业急需人才招聘难与毕业生就业难的供需出现矛盾。我国传统的高等工程教育很大程度上已不能适应经济发展的需求，新一轮科技和产业革命的发展迫切需要改造和升级一批传统工科或采用新技术建设和发展一批新兴工科。为推动工程教育改革，2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，在会上发表了“复旦共识”。“复旦共识”中明确指出，地方高校应主动对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，把握行业人才需求方向，充分利用地方资源，发挥自身优势，凝练办学特色，深化产教融合、校企合作、协同育人，增强学生的就业创业能力，培养具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才［1］。河南地处中原，化学工业资源相对比较丰富。目前拥有规模以上的化学工业企业1427家，工业总产值达到4739．5亿元，居全国第5位。化学工业占全省工业的比重达到10%左右，在全省经济和社会发展中占有举足轻重的地位。河南省化工行业从以前的基础化工逐步向精细化工、高端产品发展，产业结构逐步调整，以化工为主导的产业集聚区主要分布在濮阳、信阳、新乡、三门峡、平顶山、南阳、商丘等地。各产业集聚区逐渐形成了各自的优势和特点，如濮阳、洛阳偏重于石油化工;开封精细化工以农药和食品添加剂为出发点，壮大产业集群;平顶山则力图打造“尼龙城”;许昌襄城县快速发展硅材料;叶县、南阳依托资源优势形成了以盐化工为主的产业集群［2］。河南化工行业的快速发展需要大批专业人才的支撑。化学工程与工艺专业属于工程类学科，具有技术密集、人才密集、资本密集等特征，工科特色显著，实践能力要求高。目前为止，省内开设化学工程与工艺本科专业的院校有18所，其中不乏郑州大学、河南大学等双一流高校，还有河南师范大学、郑州轻工业大学、河南科技大学、河南工业大学、南阳理工学院、许昌学院等省内地方院校。据阳光高考平台数据显示，2019年河南省普通本科院校化工类专业毕业生为2054人(含化学工程与工艺、制药工程、收稿日期:2021－08－30基金项目:2019年校级教育教学改革研究与实践项目［本科高等教育类(ZGJG2019006A)］作者简介:郭林(1975—)，女，副教授，从事化工工艺研究工作，E－mail:hnzzglin@126．com。·06·河南化工HENANCHEMICALINDUSTRY2021年第38卷能源化学工程等)，基于河南省化工行业的发展速度及规模，在未来5～10年中，化工行业人才仍将有较大的缺口。化学工程与工艺专业担负着为化学工业培养高素质工程技术人才的重任。郑州工程技术学院是2015年新升本科的地方院校，办学定位是对地方经济社会发展有一定支撑作用，在省内外有一定影响力的应用型本科院校。根据郑州市及河南省支柱产业的发展需要，围绕省市化工产业人才需求和学科基础需求，学校二级学院———化工食品学院于2017年申报化学工程与工艺本科专业，同年获教育部备案，2017年开始招收第一届本科生，首批招生70人。

1培养方案制订依据和目标

1．1专业定位

根据学校地方应用型本科院校的定位，按照《郑州工程技术学院“十三五”教育事业发展规划》确立的发展战略和人才培养目标，化学工程与工艺专业建设以服务地方经济社会发展为目标，坚持产教融合、开放发展，强化化学工程与工艺专业校内外实习实训基地建设，深化课程、教材与学科建设，着力培养德、智、体、美、劳全面发展，具备良好的职业道德、人文素养和创新精神，系统掌握化学工程与工艺专业知识，具有工程实践能力，能够解决复杂工程问题，在化工、能源、环保、材料、冶金、生物工程、轻工、医药等领域从事生产运行与技术管理、工程设计、技术开发、科学研究等方面工作的高素质应用型人才，为郑州及河南化学工业的发展提供人才支撑。

1．2人才培养方案制定依据

人才培养模式决定人才培养质量，好的人才培养模式能最大限度地提高人才的综合素质及适应社会的能力。根据专业定位及培养目标的要求，学院组织教师到省内外相关院校进行调研，收集并研究了同类专业的人才培养计划，邀请企业及行业协会专家参与人才培养方案论证，征询企业对人才的知识体系及能力要求，对照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，结合国际工程教育专业认证要求，吸纳同行专家及用人单位意见，按照《郑州工程技术学院关于制订、修订本科人才培养方案的指导意见》的规定，编制了2017版化学工程与工艺专业人才培养方案。

2课程体系构建

以“适应地方经济社会发展，培养优秀应用型人才”为目标，根据行业企业对核心岗位的能力要求和学生认知、能力递进规律，加强应用实践能力及工程实践能力的培养，兼顾学生持续发展、素质能力和创新能力培养，从岗位需求出发，按照“基本能力→专业能力→综合能力”递进规律，进行课程体系的设置。具体分为三大模块:理论知识模块、实践模块、创新创业模块。课程体系构建结构图如图1所示。

2．1夯实理论基础

通识教育基础课程针对本科生综合素质与全面能力提高设置通识教育基础课程，分为大学英语、高等数学、形势与政策、计算机、体育和军事等。学科基础课程包括高等数学、大学物理、无机与分析化学、有机化学、物理化学、工程制图等，注重学生专业基础知识和技能的培养。专业核心课程包括化工原理、化工热力学、化工设计、化工设备机械基础、化工仪表与自动化、化学反应工程、化工工艺学等主干课程。在课程设置上突出学科交叉融合，在专业课程的设置上，分为两个方向:①精细化工方向;②化工新材料方向。两个方向既能较好地对接郑州(河南)产业发展需求，又能突出化学工程与工艺专业应用型人才培养的特点;在理论课程设置方面，充分听取校内外专家的意见和建议，增设《实验设计与数据处理》课程，培养学生实验设计与处理的能力，为学生以后进一步发展培养科学实验训练思维;同时为了帮助学生学历上进一步提升，强化考研专业课《化工原理》《物理化学》，优化与企业生产紧密相关的工艺方面、安全方面的知识。

2．2构建以能力提升为主线的实践教学体系

理工科学生在接受理论知识教育的同时，还应该树立工程意识，注重实践操作能力和创新能力培养，使自身的整体知识结构、工程素养、创新能力得到全面优化［3］。而实践教学是应用型人才培养的关键环节，同时也是工程知识转化为工程能力的重要环节。实践环节包括实验、工程设计和实习。2．2．1实验教学实验教学是固本强基的重要手段，也是培养学生创新能力的有效手段。化学工程与工艺专业打破传统的实验教学模式，将实验教学内容进行整合，分为三个层面:基础实验、化工实验、综合实验。基础实验包括物质的合成、分离、鉴定与表征，常见仪器的使用，物质的定性与定量分析，基本物理量及物化参数的测定，主要是验证性实验。强调基础性，着重进行基础知识、基本操作、基本技能的训练，培养学生良好的实验习惯和逻辑思维能力。化工实验包括化工原理实验和专业实验，后者涉及化工热力学、反应工程、分离技术、化工工艺等内容。通过化工实验教学对学生进行实验设计、实验操作和技术、数据处理能力、观察能力、分析能力、表达能力和团队合作能力的全面训练，进一步加深基础理论的理解，培养学生对实验现象进行分析、归纳和总结的能力，从而提高灵活运用知识、理论联系实际的能力。综合实验重点训练学生综合运用各学科理论知识和实践技能以完整地解决实际问题的能力，培养具有良好的科学思维方法和科研能力，以综合性、设计性和研究性为主，突出学生的主动性，部分实验是根据科研成果提炼设计的研究性实验，教师仅提出主题背景和指导方向，给学生留有充分的时间和空间思考、独立完成实验，有效培养了学生的文献检索能力、创新能力及科研能力。加强工程实践，让工程实践贯穿整个学习过程，以化工食品学院产学研合作实训中心、分析检测综合实训中心、化工过程与装备工程中心、工程训练中心等校内实训中心为平台，结合小型化工生产线真实项目，真题真做，使学生得到系统、真实的实践技能训练。从注重基础理论知识到基本实验技能的提高，再到实验的完整设计及现有实验装置的改进，在实验过程中实现学生工程能力及创新能力的不断提升。2．2．2工程设计从化工原理课程设计、化工设备机械课程设计及专业课程设计到毕业设计的过程中，注重将化工设计的标准、规范与工程意识、环保与安全理念融入化工单元操作设计、化工工艺设计、化工设计和设备设计和选型中，不断提升学生综合运用所学理论知识解决实际生产中产品开发、工程设计和生产管理中遇到问题的能力。2．2．3实习实习包括认识实习、生产实习、毕业实习。通过实习使学生掌握基本的生产操作知识和技能，实现对化工生产过程从感性认识，到理解、掌握。能把书本上的理论知识与实际生产过程相联系，实现理论知识向实践应用能力的转化，有助于提高解决复杂工程实践问题的能力，培养其高度责任感、精益求精的工作态度和良好的安全、法律、经济意识。为了给学生校外实践教学提供更加良好的环境，学院与郑州西格玛化工有限公司、郑州安图生物工程股份有限公司、鹤壁海格化工科技有限公司、遂成药业股份有限公司、濮阳中原大化等十多家知名企业签订了校企合作协议，建立了稳定的校企合作关系。完善的实践教学体系，使学生经过课内实验、课程设计、校外认识实习、生产实习、毕业设计(论文)等多方位实践环节，有效提高应用实践能力及工程实践能力。

2．3培养创新创业能力

为培养学生的双创能力，在人才培养方案中增设了创业基础和综合教育与创新创业教育实践等第二课堂，着力培养学生创新精神和创新创业能力。通过定期开展学术讲座、社会实践、体育竞赛、文艺活动、学生科研、开放实验、学科竞赛、创业活动等丰富的形式实现学生的综合教育和创新创业实践教育。2．3．1赛教融合，促进双创实践第二课堂积极鼓励学生参加校级、省部级和部级的各类竞赛活动，将科研创新训练和科技竞赛融入教学，以研促学、以赛促学，全面提升学生的创新创业能力。目前全国范围内的竞赛项目有数学建模大赛、化工实验大赛、化工设计大赛等。学科竞赛是学生综合运用知识能力的比拼，比赛的内容涉及数门课程，例如化工设计大赛涉及化工设计、化工工艺设计、化工单元操作、化工机械与设备、安全与环保、技术经济等知识，需要学生掌握扎实的理论基础知识，并能够灵活熟练应用。而传统的课堂教学，课程内容相对较为独立，学生通常很难理解知识间的相互联系。通过参与学科竞赛，学生将学到的各科知识串起来，解决具体问题，从而形成系统的知识体系。通过参加各种比赛，学生的实践动手能力和创新能力取得明显增强，在全国大学生数学建模大赛河南赛区比赛中，获得一等奖8项、三等奖2项;中控杯2021年中南地区高校化工原理大赛暨第四届全国大学生化工实验大赛中南赛区选拔赛中，代表队获二等奖。2．3．2开放实验室，注重学生创新能力、科研能力的培养学校除了制定各种奖励办法外，还专门设置课外学分，激励学生主动运用所学的专业课知识参加课外科技竞赛，以达到锻炼和培养学生创新能力的目的。学校出台了《实验室开放管理办法》《青年创新基金项目管理办法》等文件，以“挑战杯”和“大学生创新创业项目支持计划”及多层次的开放实验室体系等为依托，以2个省级工程技术研究中心(河南省离子交换与吸附树脂工程技术研究中心和河南省吖啶类化合物工程技术研究中心)，2个郑州市重点实验室(郑州市气体净化重点实验室、郑州市有机光电材料重点实验室)为实训基地，以专业知识为基础，组织学生参与创新创业实践，以培养学生的科技创新实践能力。与此同时，学院鼓励青年教师以学术研究为基础，指导学生参与科研项目，激发学生的创新意识，提升学生的实践能力，培养学生的科研意识及合作能力;青年教师也通过指导学生，丰富了教学内容，提高了工程能力，拓展了科研方向。17级化学工程与工艺专业的学生在专业教师的悉心指导下，积极申报了各级大学生创新创业训练项目。“新型1，2，3－三氮唑骈异斯特维醇衍生物生物的合成和抗癌活性研究”“多孔金属基一体化空气正极的制备及电化学性能研究”“基于环八四噻吩的有机－无机复合纳米材料的制备及发光行为研究”“新型苯并噁嗪阻燃发泡材料的研究”等11项获2019年校级创新重点项目;“自清洁混凝土防护涂料的制备及工程应用”等2项获校级创业实践项目。“新型1，2，3－三氮唑骈异斯特维醇衍生物生物的合成和抗癌活性研究”入围2019年河南省本科高校省级大学生创新训练项目。“基于四苯基乙烯骨架的新型碱性磷酸酶荧光探针的开发研究”“功能性MOFs材料对水体中抗维生素的高效吸附”“天然多糖基药物递送系统的构建及其应用”等6项被评为2020年校级创新重点项目;“纤维用阻燃聚酰胺66的制备及可纺性研究”等22项被评为创新一般项目;“石墨烯改性重防腐涂料的研发与制备”被评为创业实践项目。其中5项入围2020年河南省创新训练项目。学生的科研能力及综合素质得到显著提高。学生参与研究并作为署名作者，累计20余篇。受良好学习氛围的影响，2017级化学工程与工艺专业学生积极参加研究生入学考试，首次研究生报考人数53人，录取人数19人，一次性就业率达到90%。

3小结

学院从夯实理论基础、构建实践教学体系、培养创新能力三个方面探索并构建了符合区域发展的应用型人才培养模式。经过4年的实践，学校培养了扎实的理论知识具有工程实践能力、创新能力的高素质应用型人才，为同类地方新建本科院校提供了借鉴。

参考文献:

［1］吴爱华，侯永峰，杨秋波，等．加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济［J］．高等工程教育研究，2017(1):1－9．

［2］王冰雪，苏东，陈奇，等．浅谈河南省以化工为主导的产业集聚区现状［J］．河南化工，2018，35(9):3－5．

［3］居沈贵，王晟．基于“问题导向”提升研究生科研训练和创新能力的探索实验［J］．化工高等教育，2018(4):24－26．

作者：郭林 李靖靖 王少鹏 孙浩冉 谢光辉 单位：郑州工程技术学院