专业认证背景下的化学化工类课程建设与实践
李文旭 唐冬雁 吴金珠 刘志刚 宋英
[摘 要]文章针对目前高校化学化工类专业在教学中存在的普遍问题，结合哈尔滨工业大学化工与化学学院的本科教学实践，按照国际工程教育专业认证理念，开展化学化工类课程的建设和改革：通过完善课程体系、改进实践教学环节、持续更新专业教学内容等措施，保证工程教育专业认证理念的有效实施，切实提高本科教学质量，促进化学工程创新人才培养质量的提升。
[关键词]专业认证;工程教育;课程建设;人才培养
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）03-0126-03
工程教育专业认证起源于美国，作为一种国际通行的评价体系，它起到监控、保障和提升工程教育质量的作用，对于推进工科专业的教学改革具有十分明显的导向作用[1]。随着工程教育专业认证在我国的引入和开展，按照工程教育专业认证标准来进行相关的课程改革已成为越来越多高校的共识[2]。认证的思路主要是以“学生中心、产出导向、持续质量改进”为指导，促进高等教育教学改革，从以教师为中心、知识导向转向以学生为中心、能力导向，持续提高专业人才的培养质量[3]。
哈尔滨工业大学（简称“我校”）早在20世纪30年代就成立了应用化学系，为适应学科发展要求，2008年在原有部分专业的基础上组建了化工学院，2016年通过合并化工、化学、食品科学与工程三个学科成立了目前的化工与化学学院。学院围绕国际学术前沿和国家重大战略需求，立足航天，服务国防，面向国民经济主战场，秉承“规格严格、功夫到家”的校训，坚持“以学生为中心，学生学习与发展成效驱动”“以知识体系来教，以价值体系来育，以创新体系来做”，矢志把学院建设成为培养引领未来发展、理工结合的新型化工和绿色化学创新人才的重要基地，着力培养热爱祖国、求真务实、理工结合的新型化工化学拔尖创新人才。
本研究结合工程教育专业认证理念，通过梳理和挖掘哈尔滨工业大学化工与化学学院在本科教学实践中的优势、特点以及存在的部分问题，开展化学化工类课程的建设和改革，并通过教师的教学活动保证工程教育专业认证理念的有效贯彻，旨在结合社会需求与自身定位办出专业特色，提升化学工程人才培养质量，使培养的学生能更有针对性地满足行业和社会发展需求，提高我国高级工程技术人员在国际人才领域中的竞争力。
一、我国工程教育的现状和主要问题
近年来，社会发展对高等教育提出了更高更多的要求。在世界经济快速发展的背景下，各国高等教育实现了历史性飞越，我国的工程教育更是取得了长足的发展。2005年，我国工程教育培养规模已经在世界上名列前茅，高等院校工科专业在校学生达到500余万人，其教育规模近年更是排在了世界第一，但是为市场提供合格、优秀工程师的能力却表现不佳[4]，整体实力还不能够承担使中国“从世界大国成为世界强国”的历史重任。因此，专家学者在肯定已有发展成绩的同时，结合工程教育专业认证标准指出了我国工程教育当中现存的问题和不足[5]。
（一）人才培养目标不够科学、缺乏特色
现阶段我国不少高校缺少坚持特色办学的发展理念，培养目标缺乏特色，既不能够很好地明确符合本校定位的办学方向，也不能够很好地适应社会经济发展需要，更多的是采用培养科学家的理念和模式，追求高大上人才培养的现象依旧存在。
（二）课程体系结构不够合理，教学内容相对陈旧
社会在进步、科技在发展，目前我国不少高校的工程教育还在沿用过去的课程体系，不能及时对国内外知名院校、相关企业及用人单位等各方进行调查研究以及优化人才培养目标、课程体系。其课程设置未能很好地支持毕业要求的达成。此外，其教学内容没有随着产业结构变化和企业需求做出相应的调整，教材中涉及前沿理论、最新科研成果的相关内容甚少，部分课程之间还存在内容重叠现象。
（三）不能很好地面向工程实际
目前，由于缺乏校企合作，高校不能根据企业生产对人才的实际要求，培养企业急需的专业技术人员，结果导致我国高等工程教育在人才培养的层次、结构和类型方面与企业实际需要脱节，不少学生的实践能力和动手能力较差，其工程意识、协作精神以及综合应用所学理论知识解决实际问题的能力有待提高。这对于提高我国企业的技术水平和管理水平以及高等工程教育质量都会产生不利影响。
（四）工程教育和实践环节比较欠缺
高等院校缺乏设施先进、功能完善的工程实践平台和基地，不能为学生提供足够的实习机会和工程实训课程，导致学生难以将所学理论知识有效应用到生产实际中。高等工程教育普遍存在重理论轻实践的现象，主要侧重于科学技术基础课，而学生参加工程训练实践过少，實践教学的数量和质量难以保证。而实践教学环节的严重不足恰恰是导致学生实践能力差、不能达到工程实际要求的主要原因。
（五）师资队伍比较缺乏工程背景
国际工程教育专业认证指标要求“有一定数量具有工程经历的教师或企业专家作为专兼职教师”，而我国现阶段从事高等工程教育的专兼职教师普遍缺乏在企业工作多年或具有丰富的工程背景和工程经历，难以胜任重要实践课程的教学，或者为学生讲授企业设备结构组成、生产工艺、生产流程、技术应用等课程，并提供毕业设计（论文）、生产实习等教学任务的指导。
二、以工程教育专业认证理念推动课程建设与改革
（一）基于成果导向的化学化工类课程体系建设
坚持课程导向是从学科出发，强调知识的系统性，而成果导向则是从需求出发，强调学生的学习成果[6]。我校相关院系组织专业骨干教师，针对专业人才培养目标、特色和学生发展需要，梳理现有课程体系，优化知识结构，全面讨论完善了符合工程教育专业认证要求的课程体系，明确各门课程支撑的毕业要求、课程拟达到的特定教学目标以及二者之间的关系，确保教学大纲具有系统性和针对性。构建各具特色的合理的课程体系和制订科学的人才培养方案，通过明确培养目标，使专业发展紧密结合国家战略和国际学术前沿，既重视学生基础理论教学，又重视学生实践能力训练。课程设置强化化工基础，使学生具有将化工知识与其他相关学科知识整合的能力。
现有专业教学计划每四年修订一次，每年进行微调。教学计划制定坚持这样的工作方式：专业通过网络、电话咨询或实地调研等方式，对国内外知名院校、相关企业及用人单位等相关方进行调查研究，咨询企业对人才培养目标、课程体系的设置意见。反复研讨修订计划，并请企业或行业专家、督导参与计划的制订与修订。为了让学生达到毕业要求，每位教师都根据课程教学效果，找出现有课程大纲中存在的问题，对教学内容进行优化，加强大纲内容与毕业要求达成对应的联系，细化课程目标达成度的评价方法。对教学目标、教学内容、教学方式、教学过程和教学结果评估等要素进行精心设计，引导学生完成各个教学环节的学习任务，发挥教师的主导性作用。
哈尔滨工业大学是一所具有航空航天特色和工科优势的双一流研究型大学，以培养杰出人才为己任。大学化学是一门由我校化工与化学学院开设的、面向全校非化学化工类专业的公共基础课，涉及不同院系、不同专业的本科一年级学生，选课人数多达千人，承担着为工程技术人才提供化学基础理论教学的重要任务。激发学生对大学化学的学习兴趣，实现航空航天办学特色和大学化学教学的有机结合，培养具备良好化学工程基础的航空航天人才是我们的教学理念。因此，我们与相关院系单位的教学负责人联系，共同讨论课程设置和教学内容并达成了一致意见;重新修订了大学化学课程教学大纲，针对不同院系的授课对象制定了四种不同的教学大纲和学时，明确了各章教学内容的知识点与航空航天知识的结合点，并将其专业指导思想有针对性地贯穿于课程教学环节中。
（二）根据行业发展需要更新教学内容，实现教学内容的持续改进
随着学科、经济和社会的发展，为了保证专业教学水平，提高人才培养质量，必须不断调整、更新和拓展教学内容。专业教师需要针对专业领域前沿问题，对理论教学和实验教学的内容进行细化、拓展以及及时更新和补充，对教学理念进行优化，以新形态和新方法解决前沿科学问题，推动新工科建设，对本学科前沿问题展开深入研讨。哈尔滨工业大学自1992年实施载人航天工程以来，持续参与神舟、天工、天和、天舟等系列研究，数百项科技成果助力载人航天。将这些科研成果背后的化学理论和知识引进专业课堂，极大地提高了学生的学习热情和增强了学生对专业的自豪感，教学效果不断提高。
教学团队还提出了 “高水平科研成果‘进课堂以培养创新思维、‘进教材以构建满足创新人才培养要求的知识体系”的发展策略[7]，将教师的最新科研成果撰写成教材或课外参考书。2011年，专业教师已经出版了系列专业课选修教材，2017～2020年，由于生产技术、原料类型、配方组成等均有不同程度的改变，项目组成员根据产业发展和自己的最新研究成果，对教材内容进行了修改和完善，删除了老旧内容，增补了近年来的新原料、新配方、新应用，总结了本领域最新的研究成果。基于专业特点，围绕专业要求，相继编写并出版了实用精细化学品丛书《陶瓷添加剂——配方·性能·应用》《化妆品——原料类型·配方组成·制备工艺》《工业清洗剂——示例·配方·制备方法》（第二版）等以及《应用界面化学》作为专业高年级本科生教材，还有相关专业的研究生教学用书。更新和充实后的教材内容，更能充分体现课程价值和对教学成果达成的作用，实现了科教融合和课程教学内容的持续改进。
（三）完善和加强实践教学环节，深化实践教学改革，强化学生的工程实践能力
实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、引导学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。相关专业紧密结合国家战略和国际学术前沿要求，培养适应时代变革要求的“新化工”高级专业技术人才，强调学生的工程实践训练和教学仅有毕业设计（论文）是远远不够的，而是要有贯穿整个本科阶段的培养方案。为此，各专业构建了完善的实践教学体系，并与企业合作开展实习、实训，培养学生的实践能力和创新能力，突出和加强了实践教学的重要性、综合性和创新性。
大一阶段，鼓励本科生参与创新创业项目，2019年第一次尝试开展大一年度项目交流沙龙的环节，每月一次，共六次，所有参与大一年度项目的学生都要参加一次沙龙，占最终成绩的10%，保障了本科生创新创业项目的有效顺利实施。在本科生教育中实施导师制人才培养，即组织教授指导学生开展科技创新实验等科研活动。大二、大三阶段，学生可以根据自己的兴趣选择科研导师，在继续学习理论课的基础上以专项课题的形式参与导师的科研项目，接触本专业最前沿的科研领域，或跟随导师去相关企业参观，直接参与工程项目的工作，提高实践能力。大四阶段的毕业设计（论文）是学生本科学习的重要内容，是引导学生综合运用所学知识分析和解决实际问题以及提高创新能力的重要实践教学环节，同时也是学生毕业及学位资格认证的重要依据。毕业设计（论文）选题要结合本专业的工程实际问题，培养学生的工程意识、协作精神以及综合运用所学知识解决实际问题的能力。邀请企业或行业专家参与对毕业设计（论文）的指导和考核，通过加强对学生的科学管理和细化评分规则来提高人才培养质量。
此外，结合行业发展趋势以及本领域新技术、新方法的出现情况，适时调整实验课程设置、更新实验项目，将教师高水平的科研成果转化成先进的实践教学内容。同时，强化校外实习基地建设，组织学生去企业实地实习，企业领导、技术人员参与实习指导，并与企业建立良好的合作关系，使学生开眼界、长知识。
针对疫情期间学生无法返校做实验的问题，团队又开展了大学化学实验数字化体系建设的探索，以完成虚拟仿真实验并将其作为线下实践教学的补充，保质保量完成了实践教学。
三、课程建设成效与未来建设设想
哈尔滨工业大学本次课程建设与改革经过上述多项措施的尝试和全体教师的共同努力，对各系所开设的相关课程进行了规范化建设。即明晰了专业对学习成果的要求（细化指标点）;建立起支撑学习成果的课程体系（支撑矩阵）;细化了课程目标并落实到课堂教学（通过教学大纲实施）当中;发挥了科学研究对创新人才培养的推动作用，保证课程得以持续改进。教师明确了自己所承担的课程在教学中需教会学生何种知识，培养学生何种能力及素质，并以这些目标是否实现作为学生学业考核的重要内容，在教学工作中全面贯彻落實工程教育专业认证理念，显著提升了课堂教学效果，实现了学生知识水平、能力和素质的全面提升。
我校未来还需进一步增强教师的工程教育专业认证理念，明确学生课程知识水平、能力与素质一体化提升的教学要求，引导教师开展以学生为主体、能力为导向的课堂教学改革，以及重视开展综合考核学生的知识和能力的过程性多元化课程考核方式改革，规范有效开展课程各项教学活动。同时从政策上鼓励教师不断提高教学质量，从评价和考核机制上引导教师增加对本科教学的重视程度和投入，重视教学方式方法和学生学习方式方法的改革，不断提高我校的化学化工类课程教学质量和教学水平。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王薇.美国专业认证制度的起源、组织及特点[J].教育评论，2018（4）：150-153.
[2] 滕俊江，乔艳辉， 马浩，等.工程教育专业认证背景下应用化学省级特色专业建设实践与思考[J].化工高等教育，2019（6）：14-18.
[3] 周应国，孙小梅.高等工程教育人才培养质量评价体系构建：国际专业认证背景下的思考[J].大学教育，2019（5）：144-147.
[4] 许鹏奎，虞庐松.我国高等工程教育的发展现状、问题及趋势分析[J].武汉理工大学学报（社会科学版），2013（4）：633-637.
[5] 郑秀英，姜广峰，付志峰.开展专业认证 提升工程教育质量[J].中国大学教学，2008（12）：29-31.
[6] 刘秀平，胡新煜，徐健.以成果为导向构建专业与创新创业教育融合体系探索[J].大学教育，2020（8）：167-170.
[7] 唐冬雁，刘志刚，杨玉林，等.发挥学科特色和优势 构建化学实践教学体系[J].中国大学教学，2019（6）：89-92.
[责任编辑：庞丹丹]
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