工程教育專業(yè)認證視域下課程教學改革與實踐
——以地方高?；せA類課程為例

趙天宇,王 霞,安子博

(天水師范學院 化學工程與技術學院,天水 741001)

近年來,隨著全球新一輪科技革命和能源革命對實體經(jīng)濟的快速沖擊,“中國制造”已從“規(guī)模擴張”逐步向“專精特新”發(fā)展,以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)智能化等為標志的“數(shù)字經(jīng)濟”時代已經(jīng)來臨,促使著世界范圍內工業(yè)制造信息化以及工程與社會深度融合[1]。為了滿足新技術、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式特征的新經(jīng)濟體系下對卓越工程科技人才的需求,我國積極開展工程教育改革,全面實施工程教育認證工作。2006年,教育部組織啟動了全國工程教育專業(yè)認證試點工作;2010年,教育部實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃;2016年,我國通過《華盛頓協(xié)議》,成為國際工程聯(lián)盟大會的正式成員[2];2017年,教育部全面實施新工科建設;2019年,教育部實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0[3],促使全部開設工科專業(yè)的高校都把卓越工程師教育培養(yǎng)作為新工科建設的最重要議題。教育部不斷推進理工結合、工工交叉、工文滲透、醫(yī)工融合、工農(nóng)協(xié)同的新工科建設工作,持續(xù)促進我國向工程教育強國邁進[4]。截至2021年底,全國共有288所高校的1 977個專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認證。在工程教育認證日顯重要的趨勢下,作為應用型地方本科高校,應該借助新工科建設的重要契機,按照工程實踐邏輯和工程教育認證的標準,扎實推進工程本科教育改革,提高工科專業(yè)人才的培養(yǎng)質量,加快推動高質量內涵式發(fā)展應用型高校的建設[5]。

化工與制藥類專業(yè)是工學門類里很重要的專業(yè)大類,也是眾多高校積極開展工程教育認證的專業(yè)之一。課程教學改革作為工程教育教學改革中很重要的環(huán)節(jié),應用型地方本科高校應以國家戰(zhàn)略為導向,對接化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)人才新需求,更新和探究更高質量的課程教學體系,不斷深化化工與制藥類專業(yè)工程教育教學改革。筆者以西部某地方高校為例,在調研和分析新工科建設背景下,結合工程教育認證提出新標準和新要求基礎上,對化工類專業(yè)基礎課程進行教學改革研究與實踐,以期對化工類專業(yè)人才的工程教育質量提升提供一些方法。

一、地方本科高?；ゎ悓I(yè)基礎類課程教學的現(xiàn)狀與不足

化工類專業(yè)基礎課程是國內外大多數(shù)高校為化工類專業(yè)開設的核心主干課程,它既能承接前面學習的基礎化學類課程,又能啟迪和引導后續(xù)開設的專業(yè)類課程,在聯(lián)系基礎知識和專業(yè)綜合知識的學習與應用中發(fā)揮著重要的橋梁和紐帶作用。其教學的質量好壞直接關系著畢業(yè)要求度的達成,最終影響化工類專業(yè)人才培養(yǎng)質量。通過《工程教育認證標準》(2022版)及《普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準》(2018版),目前地方本科高校化工類專業(yè)基礎課程教學中還存在以下問題和不足[6-7]。

(一)化工類專業(yè)基礎課程教學目標不明確,教學理念中工程教育不突出

按照工程教育專業(yè)認證標準,化工類專業(yè)人才培養(yǎng)目標需符合學校的發(fā)展定位,適應社會經(jīng)濟發(fā)展的需求,化工類專業(yè)基礎課程教學目標也需要滿足課程教學體系要求,對接畢業(yè)要求指標點,體現(xiàn)以“學生為中心、產(chǎn)出為導向、持續(xù)改進”的教學理念。然而,在現(xiàn)階段我國大力促進新工科建設的背景下,不少地方本科高校的轉型發(fā)展趨勢沒有很好地適應區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的需求,沒有深層次地挖掘本校的辦學特色和發(fā)展理念,化工類專業(yè)人才培養(yǎng)目標缺乏特色,“空”而“大”的情況依舊存在,導致化工類專業(yè)人才供需矛盾突出。首先,隨著智能化和信息化技術快速融入傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè),催生出一大批新興化工產(chǎn)業(yè),使得化工行業(yè)結構加速轉變,但地方本科高校的化工類專業(yè)在建設過程中未能做到與時俱進,沒有及時根據(jù)化工產(chǎn)業(yè)新態(tài)勢和新需求調整發(fā)展方向,使得化工類專業(yè)基礎課程教學目標不明確,未能與行業(yè)產(chǎn)業(yè)需要緊密聯(lián)系,缺乏有效的定位,導致學生知識和能力培養(yǎng)很難達成。其次,以學生為主體、教師為主導的教學理念尚未在化工類專業(yè)基礎課程教學中深入滲透,適應工程教育新形勢的教育理念未有效突顯,使得教學理念與工程教育認證的理念匹配度不高,化工類專業(yè)基礎課程教學對工程教育專業(yè)認證貢獻度有限。

(二)化工類專業(yè)基礎課程教學內容和教學設計產(chǎn)出導向不足,教學模式有待改進提高

課程是人才培養(yǎng)的核心要素,也是教師投入精力最多、關注最高的對象,化工類專業(yè)基礎課程的教學設計、教學內容和教學模式直接關系著人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。隨著新興化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,化工行業(yè)新技術、新工藝、新設備等相關的新知識大量涌現(xiàn),高?；ゎ悓I(yè)的基礎課程的教學設計和教學內容也必須緊跟時代步伐,適應化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而地方本科高校缺乏對化工類專業(yè)基礎課程教學時效性的有效重視,使得教學內容和教學設計與化工行業(yè)企業(yè)的實際發(fā)展情況聯(lián)系不夠緊密,知識體系更新緩慢,導致學生很少了解和獲取社會進步和科技發(fā)展帶來的化工產(chǎn)業(yè)新知識,缺乏解決實際工程問題的能力,致使以教學產(chǎn)出為導向的教育體系難以落實。此外,化工類專業(yè)基礎課程教學內容繁多、涉及學科較廣、概念抽象、理論與實踐聯(lián)系不緊密,學生學習難度較大。雖然教育部在實施一流課程“雙萬計劃”建設中產(chǎn)生了多種多樣的教學模式和教學方法,但在地方本科高校的化工類專業(yè)基礎課程教學中有些教師因循守舊、“經(jīng)驗主義”的現(xiàn)象依然存在,對學生提出的教育教學意見或訴求的重視程度不高,導致學生的學習效果不太理想,工程教育認證標準下學生能力培養(yǎng)要求落實不到位。尤其在當今教育數(shù)字化形勢下,課程教學中數(shù)字化教學設計及技術應用是必然趨勢,地方本科高校的化工類專業(yè)基礎課程的教學模式還需持續(xù)改進提高。

(三)化工類專業(yè)基礎課程教學資源建設滯后,師資隊伍建設有待加強

隨著新工科建設的不斷推進實施,我國工程教育認證的支撐條件日趨健全,但對于地方本科高校而言,由于學校競爭實力較弱,所獲的政策、資金、設備等各類資源較少,使得地方高?；ゎ悓I(yè)的軟硬件條件與化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度不相匹配,而且專業(yè)基礎課程的教學資源建設多傾向理論教學,實踐教學資源缺乏。雖然地方高校經(jīng)過“雙一流”建設,化工類專業(yè)基礎課程的教學資源建設得到加強,但由于缺乏化工行業(yè)、企業(yè)的參與,涉及工程技術知識的理論教學資源在數(shù)量和質量上依然不足,涉及工程應用的實踐教學平臺建設不夠完善,實踐教學的數(shù)量和質量依然難以保證,導致化工類專業(yè)基礎課程教學資源建設滯后,不足以支撐現(xiàn)階段的工程教育專業(yè)認證。此外,地方本科高校的化工類專業(yè)的專職教師多來源于剛畢業(yè)的博士和碩士,具有化工類行業(yè)工程經(jīng)驗的教師占比較少,“雙師型”教師缺乏,而化工類專業(yè)基礎課程教學具有學科交叉尺度大、技術密度強、工程實踐要求較高的特點,師資隊伍工程實踐經(jīng)歷的缺乏,將嚴重影響化工類專業(yè)基礎課程的教學質量,化工類專業(yè)基礎課程的師資隊伍建設還有待加強。

二、地方本科高?；ゎ悓I(yè)基礎類課程教學改革與實踐

(一)修訂化工類專業(yè)基礎類課程教學目標,突出工程教育理念

化工類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是專業(yè)建設和教育教學的核心,化工類專業(yè)各類課程的教學目標是支撐人才培養(yǎng)目標中畢業(yè)要求指標的具體化的體現(xiàn),必須圍繞人才培養(yǎng)目標進行確立。隨著化工產(chǎn)業(yè)信息化和智能化的快速發(fā)展,高?；ゎ惾瞬诺呐囵B(yǎng)已經(jīng)不能滿足當今時代的需求,中國工程教育的改革迫在眉睫。對照《工程教育認證標準》(2022版)和參照《普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準》(2018版),地方本科高校在工程教育改革的過程中要順應國家和區(qū)域社會、經(jīng)濟、科技的發(fā)展,根據(jù)自己辦學特色和轉型發(fā)展的目標,凝練和細化化工類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,明確課程在工程教育認證中的地位和作用,修訂和完善符合工程教育專業(yè)認證要求的課程教學目標[6]?；ゎ悓I(yè)基礎類課程教學目標修訂要遵守“成果導向”的反向設計原則,根據(jù)化工行業(yè)和企業(yè)實際需求和學生發(fā)展的需要,充分吸收行業(yè)或企業(yè)專家的建議,并結合區(qū)域特色,將新時期工程教育最需要的知識和技術能力要求納入課程教學目標,確保課程教學目標的針對性和系統(tǒng)性。地方本科高校的化工類專業(yè)基礎類課程教學目標修訂時還需融入CDIO國際工程教育理念[8],并兼顧服務區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對高質量應用型、復合型人才的培養(yǎng)需求,明確各門化工類專業(yè)基礎類課程支撐的畢業(yè)要求,系統(tǒng)修訂優(yōu)化各門課程擬達到的特定業(yè)務知識和能力培養(yǎng)的教學目標,并在“個人情感和價值觀”教學目標中滲透課程思政教學元素,全面體現(xiàn)課程教學對工程教育專業(yè)認證的貢獻。

(二)革新化工類專業(yè)基礎類課程教學內容,優(yōu)化教學模式

工程教育認證倡導“產(chǎn)出為導向”“持續(xù)改進”的教學體系建設,強調課程教學內容的系統(tǒng)性、時效性和學生的學習效果。隨著化工產(chǎn)業(yè)的快速進步,為了保證化工類專業(yè)的教學質量,必須根據(jù)優(yōu)化后的新教學目標,制定出新的教學大綱,及時梳理現(xiàn)有課程教學體系,不斷調整、改進和更新教學內容。地方本科高校在革新化工類專業(yè)基礎類課程教學內容過程中要結合用人單位和畢業(yè)生的反饋意見以及學生實際需求,并充分考慮學生基礎相對薄弱的問題,積極吸納化工新產(chǎn)品、新工藝、新技術、新設備等新成果帶來的前沿知識,同時要突出工程基礎知識教學。理論課程教學內容盡可能弱化繁雜的數(shù)理公式演繹,注重化工設備、工藝過程模型建立和“三傳一反”機理的分析,并引入化工工程實例或簡化的工程問題講解,提高學生的學習興趣,強化學生工程素養(yǎng)的培養(yǎng);實驗實訓課程教學內容要按照CDIO國際工程教育理念的“構建—設計—實施—運作” 一體化項目式的標準改進實施,并盡可能引入虛擬仿真實驗項目和Aspen Plus、Hazop、SW6等現(xiàn)代化工軟件應用的教學內容,全面加強學生工程實踐能力的培養(yǎng)[9]。此外,教學內容還要體現(xiàn)德育和美育教育,切實提高學生的職業(yè)素養(yǎng)。

地方本科高校在進行化工類專業(yè)基礎類課程教學內容時,與之相匹配的教學模式和教學方法也要進行優(yōu)化。地方本科高校的教學模式和教學方法的采用要遵循“以學生為中心”的教學理念,充分分析當前工程教育的新形勢,了解各教學模式和教學方法的特點,兼顧教學環(huán)境,設計精準、系統(tǒng)的教學策略,靈活實施多樣化的教學模式和教學方法。在理論課程教學方面,多采用線上線下相結合的教學模式,積極采用翻轉課堂、對分課堂、微課、案例教學法等教學方法,充分滿足學生自主泛在學習需求,實現(xiàn)教師高效教、學生高效學的課堂氛圍;在實驗實訓課程方面,多采用項目化、任務驅動式的教學方法,將以實驗項目或者實驗任務為主線,“教師為主導,學生為中心”的教學模式貫穿于整個教學過程中,并通過“全國大學生化工設計競賽”“全國大學生化工實驗大賽” “互聯(lián)網(wǎng)+”等賽事的往屆優(yōu)秀作品講解,做到以賽促教,切實提高學生工程實踐能力。

(三)加強化工類專業(yè)基礎課程教學資源建設,提升師資隊伍水平

工程教育認證標準要求高校在進行專業(yè)認證時還需具備豐富的教學資源和良好師資隊伍,從而有效地支撐專業(yè)畢業(yè)要求的達成。地方本科高校在加強化學化工類專業(yè)基礎課程教學資源建設方面,一是通過組織一批教學經(jīng)驗豐富、教學理念先進、信息化素養(yǎng)好的專兼職教師,按照“雙一流”建設要求,根據(jù)化工類專業(yè)基礎課程各門課程的特點,優(yōu)化和建設包括教材、課件、教學案例、試題庫、微課視頻、虛擬仿真實驗等優(yōu)質教學資源,建立豐富立體化的課程教學資源庫,以滿足不同層次的學生的需求;二是緊緊圍繞教育數(shù)字化戰(zhàn)略[10],利用國家智慧教育公共服務平臺、國家虛擬仿真實驗教學課程共享平臺、中國大學慕課、超星、智慧樹等平臺的優(yōu)質網(wǎng)絡資源,建設高效和生動的虛擬仿真實驗和云端實驗室,打造多層次多樣式的化工類專業(yè)基礎課程“線上”和“線上線下”相結合的“金課”,促進“智慧教學、智慧管理、智慧服務、智慧學習”的一體化教學資源建設,以實現(xiàn)優(yōu)質教育智能化、人性化和均衡化;三是地方本科高校要積極與區(qū)域化工類行業(yè)企業(yè)溝通交流,通過共建高水平校企聯(lián)合實驗室、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院、教學實驗平臺和先進技術研究院等校企合作平臺,實現(xiàn)教學資源多元共建共享共用,深化產(chǎn)教融合協(xié)同育人。

地方本科高校在提升化工類專業(yè)師資隊伍水平方面,一是通過校企合作平臺,有序安排部分教師去企業(yè)擔任學生實習實訓帶隊教師或者擔任學校科技特派員,讓教師了解和積累化工行業(yè)實踐經(jīng)驗,提高工程實踐能力;二是邀請或者柔性聘任化工企業(yè)具有豐富工程經(jīng)歷的優(yōu)秀專家,定期講解和傳授化工行業(yè)知識,讓教師學習新知識和新技能,提升師資隊伍工程實踐水平;三是鼓勵教師開展產(chǎn)業(yè)支撐縱向科研項目和“揭榜掛帥”類橫向科研項目,積極與企業(yè)進行產(chǎn)學研合作,全面加強“雙師型”師資隊伍建設。

三、結語

在工程教育認證的背景下,化工類專業(yè)的高等教育改革已取得了良好的成績。目前,地方本科高校應立足應用型高校的定位,以工程教育認證為導向,對化工類專業(yè)基礎課程的教學目標、教學內容、教學設計和方法等方面進行改革和實踐,建立以“學生為中心、產(chǎn)出為導向”的教學體系,并加強教學資源建設和師資隊伍建設,以保障工程教育認證順利進行。但化工類專業(yè)的工程教育強化完善是一個長期漸進的過程,在以后的教學工作中,還需要不斷深化課程改革,為化工類專業(yè)的工程認證提供支撐,持續(xù)改進教學質量和提升人才培養(yǎng)質量。