高校新工科化工人才培養(yǎng)模式探究
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摘要:新工科建設是我國高等教育主動應對新一輪產(chǎn)業(yè)革命與國際政治經(jīng)濟形勢的戰(zhàn)略性行動。這不僅僅是綜合性及行業(yè)特色性院校的主戰(zhàn)場，也是地方院校突出特色優(yōu)勢，服務區(qū)域經(jīng)濟，推動新工科全方位建設的必然要求。以渭南師范學院能源化學工程專業(yè)為例，分析地方院校能源化工人才培養(yǎng)面臨的問題，從課程體系建設、雙師型師資隊伍建設、平臺建設以及學科競賽角度探索工程人才的培養(yǎng)，總結了人才培養(yǎng)實踐過程中取得的經(jīng)驗和不足。
關鍵詞:新工科;人才培養(yǎng);能源化學工程;學科競賽
近幾年新工科教育改革從各方面受到不同程度探索。作為新工科教育重要組成部分，地方大專院校在我國工程人才教育領域不可或缺。與傳統(tǒng)工科院校有別，地方院校定位于應用型辦學層次，開展新工科工程人才教育實踐，以適應區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，這對促進地方院校發(fā)展以及地方經(jīng)濟建設意義重大。當前，新工科的建設穩(wěn)步推進，積累了不少經(jīng)驗，取得了有益的經(jīng)驗和成果［1－2］。在“中國制造2025”等戰(zhàn)略推動下，制造業(yè)對高校工程教育的理念和視野提出了新的要求［3－5］。伴隨新工科建設的推進，對新工科建設的內(nèi)涵與理念雖然存在各種理解，但新工科建設方向上不同的聲音卻有利于工科建設內(nèi)涵的豐富與深化［6］。本文以學校所在地經(jīng)濟及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為參照，分析能源化工專業(yè)人才培養(yǎng)的優(yōu)勢與不足，并結合渭南師范學院能源化學工程專業(yè)的工科建設實踐經(jīng)驗，探索地方院校新工科專業(yè)發(fā)展思路。
1工科人才培養(yǎng)面臨的問題
經(jīng)過多年的建設及探索，工程人才培養(yǎng)的課程設置、實踐實習等環(huán)節(jié)不斷完善，但培養(yǎng)的工程人才綜合素質(zhì)難盡人意，普遍存在學生實踐能力較弱、專業(yè)課程設置同質(zhì)化等問題，難以及時反映專業(yè)對口行業(yè)的最新變化［7］。通過我校近幾年的建設發(fā)現(xiàn)，能源化工專業(yè)探索過程中存在以下問題:首先，人才培養(yǎng)理念及定位缺乏深入調(diào)研。專任教師及教學管理者對工科人才培養(yǎng)理念及定位理解不盡相同，應用型人才培養(yǎng)內(nèi)涵尚未明晰。對人才的培養(yǎng)忽視了自身軟硬件條件以及師資、學生學業(yè)水平等實際現(xiàn)狀，教學研矛盾突出。近幾年我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級換代較快，新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及國家經(jīng)濟結構調(diào)整不斷變化，學生很難了解到行業(yè)發(fā)展的動態(tài)，與社會需求脫節(jié)。其次，學生對專業(yè)課程缺乏系統(tǒng)性理解。由于該專業(yè)開設較晚，專業(yè)課程開設大多依據(jù)現(xiàn)有師資水平而設。課程之間的邏輯及銜接周密性欠佳，部分專業(yè)課程內(nèi)容連貫性有待完善，課程及教材適用性需繼續(xù)優(yōu)化。學生的專業(yè)知識框架基礎，理解程度有待提升，其內(nèi)容與應用型人才匹配度尚需深入研討。需重點強化的專業(yè)基礎課和實踐實習環(huán)節(jié)教學質(zhì)量評價尚不明晰，學生普遍存在理解與實際感受差距較大。專業(yè)課程設置時缺乏全局性考慮，僅僅停留在完成基本教學任務的狀態(tài)［8］。工程學科中典型的綜合性實驗、工廠及成套設備設計等相關課程，開展程度較淺。另外必要的實踐平臺及實習基地難以有效服務教學，相當一部分僅僅停留在掛牌狀態(tài)，對專業(yè)課的深化理解作用有限。第三，“雙師型”教師占比過低。我校教師長期以教學研究為主，科研及工程設計基礎較為薄弱。能源化工專業(yè)開設后，師資不足愈發(fā)緊迫，因此從其他學科轉(zhuǎn)聘部分教師講授工程學科專業(yè)課，經(jīng)驗欠缺。學校新聘教師又基本是從高校畢業(yè)又直接返回高校任教，缺乏生產(chǎn)實踐過程。新教師雖然認可工程應用的重要性，但其認知理念尚停留在學校模式，且大多數(shù)未曾實際進入企業(yè)掛職鍛煉，培養(yǎng)的學生解決生產(chǎn)一線工程問題的意識不足。企業(yè)反饋招聘的技術開發(fā)人才，都需經(jīng)歷為期數(shù)月的二次培訓，方能上崗。最后，人才培養(yǎng)理科化趨勢明顯。學生學習側重于掌握生產(chǎn)工藝基礎及原理，普遍重理論而輕實踐，而工程實踐能力難以速成，需要過程的積累。學生對現(xiàn)代企業(yè)制度、管理方式幾乎從未涉獵。對已經(jīng)畢業(yè)的學生進行跟蹤訪談發(fā)現(xiàn)，學生入職后崗位適應慢，需要較長時間適應企業(yè)具體的生產(chǎn)排班及各類應急處理機制。對化工企業(yè)安全生產(chǎn)重要性認知不足。畢業(yè)論文階段，學生進行化工類生產(chǎn)線設計時，完成度較低。這是由于從事工藝設計的工程師不僅僅需要對工藝爛熟于心，同時對化工設備也需要相當?shù)牧私?，各輔助專業(yè)也需要有所涉獵，方能對工藝設計進行全面考慮。而此部分也是學生最為欠缺的部分。以上基本工程素養(yǎng)的欠缺，削弱了培養(yǎng)人才的工程實踐能力，學科知識體系難以建立。
2人才培養(yǎng)模式探索及實踐
工程教育的發(fā)展已經(jīng)突破當今的專業(yè)分類，呈現(xiàn)多學科的交叉及融合過程，專業(yè)的分類界限逐步弱化［9－10］。智能制造的發(fā)展，要求工程師進行設計時更多融入人文、醫(yī)學以及社會科學等相關研究成果，擴展現(xiàn)有的工程人才培養(yǎng)內(nèi)涵和社會屬性［11］。我校針對學生的工程教育，從入學教育開始，幫助學生逐漸明確其專業(yè)特色、學習任務、行業(yè)現(xiàn)狀以及就業(yè)環(huán)境，樹立正確的價值觀、認知觀，找準專業(yè)特色定位。渭南煤炭資源豐富，當?shù)孛夯て髽I(yè)規(guī)模較大，是地方主要的工業(yè)門類。我校能源化學工程專業(yè)整合傳統(tǒng)精細化工學科優(yōu)勢，確定了以煤化工為主要特色亮點，為當?shù)孛夯ぎa(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才及技術儲備。
2.1培養(yǎng)方案的優(yōu)化
課程設置的大綱注重內(nèi)容前后邏輯連貫性，并與實踐實習過程相聯(lián)系。增加選修課門次，擴大學生選修范圍及見習次數(shù)，完成選修學分并開拓眼界。完善原有的工程實踐訓練體系，實踐性課程(綜合性實驗以及系統(tǒng)性設計)課程學分占比增大，實訓實踐及綜合設計課時占比不低于專業(yè)課30%。在二三年級分層次開設階段性的課程設計，增加訓練的批次，注重前后難度與深度的把控。將創(chuàng)新性實驗設計引入教學環(huán)節(jié)，課時量雖少，但增加了學生的感官體驗，提升了學生課外科技活動參與度。例如對資源的高效利用以及閉環(huán)利用方式，涉及設計廠房、建筑及設備等，連同其使用及報廢后處理也納入工程教育的環(huán)節(jié)。培養(yǎng)大綱中工程案例課程，邀請企業(yè)界人士會同相關教師，引導學生拓展視野，體驗工程教育的特色，并了解國際化學化工行業(yè)前沿。學生結束大三學習任務后，建議部分學生提前進入渭南、西安等企業(yè)進行生產(chǎn)實習，并在大四學習階段，為同學們講述工廠實習體會。這在學生中起到的引導示范作用，效果遠好于教師的單方面講解。另外，我校畢業(yè)生就業(yè)在當?shù)孛夯て髽I(yè)較多，也為在讀學生實習及就業(yè)提供了更多機會。
2.2整合工程實踐平臺及資源
由于煤化工及石化企業(yè)往往占地面積較大，生產(chǎn)實習時學生只能關注某一單元或車間，難以全面深入了解，難免形成“不識廬山真面目”的認知偏差。因此教學時積極借助虛擬仿真實驗實訓工作平臺，突破時空的限制，有效開設綜合性實驗、系統(tǒng)性設計實踐課。學校投入大量人力財力資源，成立了陜西省煤基低碳醇工程研究中心，搭建模擬仿真中心，學生在校內(nèi)即可學習到化工類工業(yè)園區(qū)的規(guī)劃、片區(qū)銜接、人流物流通道等設計方法，促進學生建立生產(chǎn)線整體概念。利用虛擬仿真，彌補實習課時的不足，完善平臺建設及運行，保證了教學質(zhì)量的提升，也避免了重復建設。通過煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中相關工藝的模擬仿真，學生學習效果大大優(yōu)于課堂教學。另外借助當前蓬勃發(fā)展的各種網(wǎng)絡媒體、慕課在線課程、SPOC等方式，結合新興的VR以及AI等技術，多角度強化教學效果［12］，有效提高教學傳輸體系的效率，活躍課堂氣氛［13－14］。
2.3優(yōu)化“雙師型”教師結構
由于工科專業(yè)從業(yè)人員素質(zhì)具有典型的實踐特征，相當部分工程問題的處理需要借鑒一定的經(jīng)驗基礎，因而歐美許多高校工程學科聘用教授時特別要求其一定年限的工程師職業(yè)經(jīng)歷和技術開發(fā)成果。國內(nèi)高校教師因工作環(huán)境所限，很難及時掌握行業(yè)發(fā)展，對于工程設計及建設過程中涉及的新技術、新思想涉及較少。學校鼓勵相關專業(yè)教師進入企業(yè)掛職鍛煉，深入生產(chǎn)一線體驗當前工程學的最新設計思想、建造方法，并將學到的思想與方法帶入課堂，讓學生體會原汁原味的實戰(zhàn)場景。其次聘請行業(yè)專家或工程師舉辦講座，開設符合行業(yè)需求的相關課程，并與學校專任教師組建技術團隊，開展科技創(chuàng)新和企業(yè)技術服務。改變原有校外掛牌、簽約基地停留紙面而未投入實際教學的做法。取得行業(yè)執(zhí)業(yè)證書以及具有長期行業(yè)經(jīng)驗教師，學校設置了相應的激勵措施，在評職及評優(yōu)時均做加分選項，調(diào)動了專任教師的積極性。另外在教師招聘環(huán)節(jié)，優(yōu)先聘任具有企業(yè)實訓經(jīng)驗的人員，彌補工程短板。
2.4多維并舉完善學科競賽體系
學科及專業(yè)競賽是學生大學期間重要的實踐活動，也是高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的檢閱平臺之一［15］。通過同臺競技，可以促使學生提高綜合能力，找到自身問題并改進。我校通過院(校)、省、國家級各類化學化工競賽的參加與舉辦，在學生中形成了濃厚的學業(yè)競爭意識。學校每年舉辦化學實驗技能大賽，分為專業(yè)組及非專業(yè)組。專業(yè)組以化學化工及生物類專業(yè)大二大三學生為主，非專業(yè)組為我校其他專業(yè)任何年級學生。通過比賽，改變了學生過去僅以滿足考試合格為目的的狀態(tài)，學習心態(tài)明顯區(qū)別于過去。競賽也促使學生意識到部分非專業(yè)學生的技能基礎，形成同齡壓力，課堂教學及實驗課的參與度逐步好轉(zhuǎn)。在2019年陜西省化學實驗技能大賽中取得一二三等獎的成績，極大調(diào)動了學生學習積極性。在教學過程中，學校不僅鼓勵學生參與學科競賽，還注重提升學生參賽作品質(zhì)量。在賽事初期，教師及輔導員宣傳比賽的作用及重要性，保證了參賽學生及作品數(shù)量。針對各學科方向的賽事，引導學生依托階段性學習成果，參加各個層面學科競賽。在大三階段，鼓勵學生組隊參加全國大學生化工設計大賽，帶動學生全面深化理解化工設計相關專業(yè)知識并應用到實踐中，培養(yǎng)化工設計過程中團隊意識。通過幾屆參賽，獲得全國二等獎以及賽區(qū)獎，大大激發(fā)了學生興趣，并由此也發(fā)現(xiàn)了學生專業(yè)課學習中的誤區(qū)，在后期教學過程中及時跟進。我校能源化工專業(yè)學生畢業(yè)后，其工作能力受到用人單位好評，學校與相關企業(yè)達成了長期用人協(xié)議。用人單位提供崗位多于就業(yè)同學人數(shù)，且就業(yè)質(zhì)量也穩(wěn)步提升。針對各種學業(yè)程度的同學，基本形成了職業(yè)發(fā)展規(guī)劃的制度雛形。然而專業(yè)建設過程中還是存在短板，后學教學過程中，需要繼續(xù)擴展人才培養(yǎng)路徑，提升教學質(zhì)量。
3拓展人才培養(yǎng)路徑
應用型工程人才培養(yǎng)以企事業(yè)單位人才需求為出發(fā)點，依托現(xiàn)有校內(nèi)外資源，通過多方合作，擴大社會人力及資本在本專業(yè)人才培養(yǎng)過程中的建設作用。培養(yǎng)人才具有工程經(jīng)濟理念、面向區(qū)域發(fā)展。結合畢業(yè)生的反饋及在校生現(xiàn)狀，繼續(xù)擴大校企協(xié)作、校校合作等不同方式開展人才培養(yǎng)，全方位多角度拓展人才培養(yǎng)路徑。校企協(xié)作人才培養(yǎng)模式是通過學校、學生以及用人單位共同參與的人才培養(yǎng)模式。企業(yè)提供工程人才需求及能力素質(zhì)要求，并參與學校教學過程，改變了過去高校單獨進行人才培養(yǎng)的教學模式。企業(yè)根據(jù)自身資源及需求，通過合作實驗室、實習基地、培訓基地等方式，積極融入學校人才培養(yǎng)過程。這一方面節(jié)約了企業(yè)研發(fā)成本，另外也為企業(yè)人力資源節(jié)約了大量成本，培養(yǎng)人才的崗位適應性及專業(yè)對口程度，均非社會招聘所比擬。同時部分學生可以參與企業(yè)技術開發(fā)過程，體驗工程問題的解決思路及方法，形成工程思維基礎。院校合作，主要是結合自身人才培養(yǎng)目標和特色，學習優(yōu)勢學科高校在專業(yè)建設、人才培養(yǎng)、師資配比、科學研究等方面的經(jīng)驗，深入開展院校合作模式。在教學過程中吸收成功經(jīng)驗、觀念和操作方法。由于傳統(tǒng)化工強校優(yōu)勢學科歷史積累厚重，產(chǎn)業(yè)融合度高，社會聲譽度高，往往能在第一時間發(fā)現(xiàn)行業(yè)中普遍存在的問題并提出解決方案。這對于地方院校能源化工專業(yè)的發(fā)展具有重要的借鑒。
4結語
在新工科建設的大趨勢下，地方院校的人才培養(yǎng)并非是完全跟隨式，而是自我探索并完善的過程。能源化工人才培養(yǎng)協(xié)調(diào)處理理論與實踐課時之間的關系，始終是專業(yè)建設的難題。除了基礎研究外，與此對應的設備開發(fā)，維護運行等專業(yè)協(xié)作，能源化工專業(yè)亦大有可為。服務地方經(jīng)濟過程中，地方高校可以充分發(fā)揮辦學靈活的優(yōu)勢，以學科交叉融合和當?shù)毓こ虒嵺`實訓相結合，提升學生對地方產(chǎn)業(yè)熟悉度，實現(xiàn)地方院校轉(zhuǎn)型與發(fā)展壯大。
作者:田清泉 鄭博 蔡晨 朱艷冰 姚煥英 張洪利 單位:渭南師范學院化學與材料學院 陜西省煤基低碳醇轉(zhuǎn)化工程研究中心
