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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業革命與國際政治經濟形勢的戰略性行動。這不僅僅是綜合性及行業特色性院校的主戰場,也是地方院校突出特色優勢,服務區域經濟,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為例,分析地方院校能源化工人才培養面臨的問題,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,總結了人才培養實踐過程中取得的經驗和不足。
關鍵詞:新工科;人才培養;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,以適應區域經濟發展,這對促進地方院校發展以及地方經濟建設意義重大。當前,新工科的建設穩步推進,積累了不少經驗,取得了有益的經驗和成果[1-2]。在“中國制造2025”等戰略推動下,制造業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涵的豐富與深化[6]。本文以學校所在地經濟及產業發展需求為參照,分析能源化工專業人才培養的優勢與不足,并結合渭南師范學院能源化學工程專業的工科建設實踐經驗,探索地方院校新工科專業發展思路。
1工科人才培養面臨的問題
經過多年的建設及探索,工程人才培養的課程設置、實踐實習等環節不斷完善,但培養的工程人才綜合素質難盡人意,普遍存在學生實踐能力較弱、專業課程設置同質化等問題,難以及時反映專業對口行業的最新變化[7]。通過我校近幾年的建設發現,能源化工專業探索過程中存在以下問題:首先,人才培養理念及定位缺乏深入調研。專任教師及教學管理者對工科人才培養理念及定位理解不盡相同,應用型人才培養內涵尚未明晰。對人才的培養忽視了自身軟硬件條件以及師資、學生學業水平等實際現狀,教學研矛盾突出。近幾年我國產業轉型升級換代較快,新興產業發展以及國家經濟結構調整不斷變化,學生很難了解到行業發展的動態,與社會需求脫節。其次,學生對專業課程缺乏系統性理解。由于該專業開設較晚,專業課程開設大多依據現有師資水平而設。課程之間的邏輯及銜接周密性欠佳,部分專業課程內容連貫性有待完善,課程及教材適用性需繼續優化。學生的專業知識框架基礎,理解程度有待提升,其內容與應用型人才匹配度尚需深入研討。需重點強化的專業基礎課和實踐實習環節教學質量評價尚不明晰,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[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,對專業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。能源化工專業開設后,師資不足愈發緊迫,因此從其他學科轉聘部分教師講授工程學科專業課,經驗欠缺。學校新聘教師又基本是從高校畢業又直接返回高校任教,缺乏生產實踐過程。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,且大多數未曾實際進入企業掛職鍛煉,培養的學生解決生產一線工程問題的意識不足。企業反饋招聘的技術開發人才,都需經歷為期數月的二次培訓,方能上崗。最后,人才培養理科化趨勢明顯。學生學習側重于掌握生產工藝基礎及原理,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。學生對現代企業制度、管理方式幾乎從未涉獵。對已經畢業的學生進行跟蹤訪談發現,學生入職后崗位適應慢,需要較長時間適應企業具體的生產排班及各類應急處理機制。對化工企業安全生產重要性認知不足。畢業論文階段,學生進行化工類生產線設計時,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的了解,各輔助專業也需要有所涉獵,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。以上基本工程素養的欠缺,削弱了培養人才的工程實踐能力,學科知識體系難以建立。
2人才培養模式探索及實踐
工程教育的發展已經突破當今的專業分類,呈現多學科的交叉及融合過程,專業的分類界限逐步弱化[9-10]。智能制造的發展,要求工程師進行設計時更多融入人文、醫學以及社會科學等相關研究成果,擴展現有的工程人才培養內涵和社會屬性[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特色、學習任務、行業現狀以及就業環境,樹立正確的價值觀、認知觀,找準專業特色定位。渭南煤炭資源豐富,當地煤化工企業規模較大,是地方主要的工業門類。我校能源化學工程專業整合傳統精細化工學科優勢,確定了以煤化工為主要特色亮點,為當地煤化工產業發展提供人才及技術儲備。
2.1培養方案的優化
課程設置的大綱注重內容前后邏輯連貫性,并與實踐實習過程相聯系。增加選修課門次,擴大學生選修范圍及見習次數,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。將創新性實驗設計引入教學環節,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節。培養大綱中工程案例課程,邀請企業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、西安等企業進行生產實習,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,我校畢業生就業在當地煤化工企業較多,也為在讀學生實習及就業提供了更多機會。
2.2整合工程實踐平臺及資源
由于煤化工及石化企業往往占地面積較大,生產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,學生在校內即可學習到化工類工業園區的規劃、片區銜接、人流物流通道等設計方法,促進學生建立生產線整體概念。利用虛擬仿真,彌補實習課時的不足,完善平臺建設及運行,保證了教學質量的提升,也避免了重復建設。通過煤化工產業鏈中相關工藝的模擬仿真,學生學習效果大大優于課堂教學。另外借助當前蓬勃發展的各種網絡媒體、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優化“雙師型”教師結構
由于工科專業從業人員素質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經歷和技術開發成果。國內高校教師因工作環境所限,很難及時掌握行業發展,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。學校鼓勵相關專業教師進入企業掛職鍛煉,深入生產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場景。其次聘請行業專家或工程師舉辦講座,開設符合行業需求的相關課程,并與學校專任教師組建技術團隊,開展科技創新和企業技術服務。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。取得行業執業證書以及具有長期行業經驗教師,學校設置了相應的激勵措施,在評職及評優時均做加分選項,調動了專任教師的積極性。另外在教師招聘環節,優先聘任具有企業實訓經驗的人員,彌補工程短板。
2.4多維并舉完善學科競賽體系
學科及專業競賽是學生大學期間重要的實踐活動,也是高校人才培養質量的檢閱平臺之一[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競爭意識。學校每年舉辦化學實驗技能大賽,分為專業組及非專業組。專業組以化學化工及生物類專業大二大三學生為主,非專業組為我校其他專業任何年級學生。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,學習心態明顯區別于過去。競賽也促使學生意識到部分非專業學生的技能基礎,形成同齡壓力,課堂教學及實驗課的參與度逐步好轉。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知識并應用到實踐中,培養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獎,大大激發了學生興趣,并由此也發現了學生專業課學習中的誤區,在后期教學過程中及時跟進。我校能源化工專業學生畢業后,其工作能力受到用人單位好評,學校與相關企業達成了長期用人協議。用人單位提供崗位多于就業同學人數,且就業質量也穩步提升。針對各種學業程度的同學,基本形成了職業發展規劃的制度雛形。然而專業建設過程中還是存在短板,后學教學過程中,需要繼續擴展人才培養路徑,提升教學質量。
3拓展人才培養路徑
應用型工程人才培養以企事業單位人才需求為出發點,依托現有校內外資源,通過多方合作,擴大社會人力及資本在本專業人才培養過程中的建設作用。培養人才具有工程經濟理念、面向區域發展。結合畢業生的反饋及在校生現狀,繼續擴大校企協作、校校合作等不同方式開展人才培養,全方位多角度拓展人才培養路徑。校企協作人才培養模式是通過學校、學生以及用人單位共同參與的人才培養模式。企業提供工程人才需求及能力素質要求,并參與學校教學過程,改變了過去高校單獨進行人才培養的教學模式。企業根據自身資源及需求,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過程。這一方面節約了企業研發成本,另外也為企業人力資源節約了大量成本,培養人才的崗位適應性及專業對口程度,均非社會招聘所比擬。同時部分學生可以參與企業技術開發過程,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目標和特色,學習優勢學科高校在專業建設、人才培養、師資配比、科學研究等方面的經驗,深入開展院校合作模式。在教學過程中吸收成功經驗、觀念和操作方法。由于傳統化工強校優勢學科歷史積累厚重,產業融合度高,社會聲譽度高,往往能在第一時間發現行業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的發展具有重要的借鑒。
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。能源化工人才培養協調處理理論與實踐課時之間的關系,始終是專業建設的難題。除了基礎研究外,與此對應的設備開發,維護運行等專業協作,能源化工專業亦大有可為。服務地方經濟過程中,地方高校可以充分發揮辦學靈活的優勢,以學科交叉融合和當地工程實踐實訓相結合,提升學生對地方產業熟悉度,實現地方院校轉型與發展壯大。
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化工程研究中心