面向國家需求的化學(xué)工程與工藝特色專業(yè)課程體系構(gòu)建與實踐

面向國家需求的化學(xué)工程與工藝特色專業(yè)課程體系構(gòu)建與實踐

面向國家需求的化學(xué)工程與工藝特色專業(yè)課程體系構(gòu)建與實踐哈爾濱工業(yè)大學(xué)電化學(xué)工程專業(yè)成立于1962年，是國內(nèi)最早建立的電化學(xué)工程專業(yè)之一。1999年我國大學(xué)本科專業(yè)目錄調(diào)整，原多個化工類專業(yè)（含電化學(xué)工程）統(tǒng)一合并為“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)，但各大學(xué)中的該專業(yè)側(cè)重方向與特色不同。我校保留了原來的“電化學(xué)工程”方向與特色，并被教育部認(rèn)定為第三批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。在特色專業(yè)的建設(shè)過程中，面對寬口徑的“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)，既要開設(shè)核心化工課程又要保持電化學(xué)工程專業(yè)方向的課程。2008年修訂培養(yǎng)方案時，我們將化學(xué)工程與工藝專業(yè)分為“化學(xué)工藝”與“電化學(xué)工程”兩個專業(yè)方向進(jìn)行課程設(shè)置。對“化學(xué)工藝”專業(yè)方向的學(xué)生按“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范要求構(gòu)建化工課程體系進(jìn)行培養(yǎng)；而對于“電化學(xué)工程”方向，探索以滿足專業(yè)規(guī)范中核心知識要求為前提，依據(jù)專業(yè)特色的需要，通過以知識點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)（不拘泥于課程名稱）協(xié)調(diào)專業(yè)規(guī)范要求與專業(yè)方向的關(guān)系，構(gòu)建彰顯專業(yè)特色的課程體系。2012年修訂培養(yǎng)方案時，我們在系統(tǒng)地分析總結(jié)前期實踐效果的基礎(chǔ)上，形成了新培養(yǎng)方案。本文重點(diǎn)介紹了我們構(gòu)建與“電化學(xué)工程”專業(yè)方向?qū)?yīng)的課程體系的一些做法，以期達(dá)到拋磚引玉之作用。

一、面向國家需求的專業(yè)特色定位與培養(yǎng)目標(biāo)

專業(yè)特色是特色專業(yè)的靈魂，特色定位準(zhǔn)確與否直接決定了特色專業(yè)建設(shè)的成敗。首先，專業(yè)特色的定位要以長期形成的辦學(xué)理念以及在人才培養(yǎng)方面的積累為基礎(chǔ)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的“電化學(xué)工程”方向經(jīng)過半個多世紀(jì)的深厚積累，培養(yǎng)了大批我國電化學(xué)工程領(lǐng)域的中堅力量。20世紀(jì)80年代，本專業(yè)王紀(jì)三教授的“發(fā)泡鎳電極”技術(shù)，帶動了我國電池行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，胡信國教授的“一步法無氰電鍍銅”工藝引領(lǐng)了電鍍行業(yè)降低污染的技術(shù)革命，因此獲得了國家發(fā)明獎。當(dāng)前，傳統(tǒng)石化類資源的日趨緊張及環(huán)境污染壓力，已成為限制我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大瓶頸，研發(fā)新型能源與電鍍清潔生產(chǎn)新工藝，是國家能源、環(huán)境的重大戰(zhàn)略需求，特色專業(yè)責(zé)無旁貸要擔(dān)當(dāng)起此方面人才培養(yǎng)的重任。我們認(rèn)為，特色定位不能脫離化工領(lǐng)域及化工學(xué)科，要根據(jù)國家對人才需求現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，充分發(fā)揮自己已經(jīng)積累的特色基礎(chǔ)和教學(xué)資源優(yōu)勢，有效利用外部環(huán)境中的有利因素和發(fā)展機(jī)遇進(jìn)行定位。基于此，哈工大“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)特色方向確定為化學(xué)電源和電化學(xué)表面處理，與電池及電鍍行業(yè)對應(yīng)。

本專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生應(yīng)具有以下幾方面的知識和能力：（1）具有堅實的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文、藝術(shù)和社會科學(xué)基礎(chǔ)知識及較高的科學(xué)素養(yǎng)；（2）具有較強(qiáng)的計算機(jī)和外語應(yīng)用能力；（3）較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)知識，了解學(xué)科前沿及最新的發(fā)展動態(tài)；（4）具有創(chuàng)新意識和獨(dú)立獲取知識的能力；（5）具有較強(qiáng)的分析解決問題的能力及實踐技能，具有從事與本專業(yè)有關(guān)的產(chǎn)品研究、設(shè)計、開發(fā)以及組織管理的能力；（6）熟悉本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的發(fā)展方針、政策和法規(guī)。

二、基于專業(yè)特色的內(nèi)涵和建設(shè)目標(biāo)，明確課程設(shè)置的原則

專業(yè)特色是指充分體現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)定位，經(jīng)過長期辦學(xué)實踐逐步積淀形成，優(yōu)于其他學(xué)校相關(guān)專業(yè)的獨(dú)特、穩(wěn)定和具有鮮明個性特點(diǎn)并為社會所承認(rèn)的專業(yè)風(fēng)格。開展專業(yè)特色建設(shè)，旨在促進(jìn)高等學(xué)校人才培養(yǎng)工作與社會需求的緊密聯(lián)系，滿足國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過專業(yè)特色建設(shè)，探索專業(yè)建設(shè)實踐，豐富專業(yè)建設(shè)理論，形成專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展緊密結(jié)合的專業(yè)建設(shè)思路與人才培養(yǎng)方案，形成該專業(yè)建設(shè)內(nèi)容的相關(guān)參考規(guī)范，對國內(nèi)同類型專業(yè)建設(shè)起到示范和帶動作用。

人才培養(yǎng)方案的制訂與優(yōu)化是專業(yè)特色建設(shè)的核心內(nèi)容，而課程體系的設(shè)計是實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)，是完成特色型人才培養(yǎng)的保證。課程體系構(gòu)建要根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求應(yīng)具備的知識、能力、素質(zhì)，明確其應(yīng)具有的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)而設(shè)置相應(yīng)課程，形成結(jié)構(gòu)合理能滿足專業(yè)特色需要的課程體系。我們認(rèn)為滿足專業(yè)特色的課程設(shè)置應(yīng)遵循如下原則：

1.通識教育和專業(yè)教育相結(jié)合的原則。課程設(shè)置上要處理好寬基礎(chǔ)與專業(yè)特色的關(guān)系，注重理學(xué)基礎(chǔ)教育，既要滿足特色的要求，又要為學(xué)生未來可持續(xù)發(fā)展和繼續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。通識教育和專業(yè)教育課程的有機(jī)結(jié)合，拓寬學(xué)生知識和視野，使學(xué)生在科學(xué)基礎(chǔ)、人文素養(yǎng)、專業(yè)素質(zhì)和能力等方面同步提升，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.堅持在滿足“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范要求前提下彰顯專業(yè)特色的原則。依據(jù)專業(yè)特色的需要，以知識點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建融會貫通、有機(jī)聯(lián)系的課程體系。應(yīng)以學(xué)生為本，不但要有與專業(yè)特色要求知識結(jié)構(gòu)對應(yīng)的課程體系，還要通過增加選修課的方式，構(gòu)建與專業(yè)規(guī)范完全對應(yīng)的課程體系，以滿足本專業(yè)方向?qū)W生的自主選修。同時注意設(shè)置反映行業(yè)與產(chǎn)業(yè)形成的新知識、新成果、新技術(shù)和學(xué)科發(fā)展的課程。

3.加強(qiáng)實踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的原則。單獨(dú)設(shè)置與實踐教學(xué)及創(chuàng)新意識培養(yǎng)對應(yīng)的課程，注重理論課與實驗課的銜接與相互補(bǔ)充。增加實驗教學(xué)比重，及時將教師的相關(guān)研究成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容，使我校的強(qiáng)勢科研力量轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。并通過設(shè)置產(chǎn)學(xué)結(jié)合與創(chuàng)新類課程等，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力及創(chuàng)新意識。

4.促進(jìn)本科教育國際化的原則。保證學(xué)生四年外語不斷線。在通識教育階段基礎(chǔ)上，參照國外同類專業(yè)課程體系，設(shè)置和建設(shè)系列化專業(yè)教育雙語課程，培養(yǎng)學(xué)生跨文化交流能力，提高學(xué)生的國際競爭力。

三、以滿足專業(yè)規(guī)范基本要求為前提，構(gòu)建彰顯專業(yè)特色的課程體系

高等教育大眾化的顯著特征之一是多樣化，但多樣化不是隨意化，不能沒有基本的人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。專業(yè)規(guī)范就是專業(yè)人才培養(yǎng)的總體框架與規(guī)定，我們不能背離專業(yè)規(guī)范中的基本要求去追求所謂的專業(yè)特色，遵循專業(yè)規(guī)范而不拘泥于規(guī)范的專業(yè)特色才能日益彰顯。專業(yè)特色總體上呈現(xiàn)多樣性特征，而專業(yè)規(guī)范體現(xiàn)了統(tǒng)一性的特征，專業(yè)規(guī)范中的人才培養(yǎng)基本規(guī)格，核心知識領(lǐng)域等質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的，這是專業(yè)本身具有的特征。要協(xié)調(diào)好專業(yè)規(guī)范的統(tǒng)一性與專業(yè)特色多樣性的關(guān)系，以滿足專業(yè)規(guī)范基本要求為前提來彰顯專業(yè)特色。我們以“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范中要求的知識點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，圍繞“電化學(xué)工程”知識結(jié)構(gòu)的需要構(gòu)建課程體系。基本做法如下：1.在通識教育方面，強(qiáng)化數(shù)理基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)類課程278學(xué)時、物理課程177學(xué)時，人文與社會科學(xué)基礎(chǔ)課177學(xué)時，公共外語課200學(xué)時（前兩學(xué)年完成公共外語課后，大三開設(shè)雙語課有“化工熱力學(xué)”、“電化學(xué)測量”等，大四開設(shè)“表面工程”、“新型化學(xué)電源”、“電動車能源系統(tǒng)”雙語課，保證四年外語不斷線），還設(shè)有文化素質(zhì)講座、全校任選課等；針對行業(yè)、學(xué)科發(fā)展的需求，在通識教育的基礎(chǔ)上，通過知識點(diǎn)不重復(fù)介紹來壓縮相應(yīng)課程的學(xué)時，設(shè)置與電化學(xué)工程知識結(jié)構(gòu)對應(yīng)的學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)選修課。為拓寬專業(yè)基礎(chǔ)，將“工程制圖基礎(chǔ)”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學(xué)”、“化工綜合實驗”、“專業(yè)導(dǎo)論課”、“化工安全概論”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”、“電工與電子技術(shù)”、“電工與電子技術(shù)綜合實驗”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無機(jī)材料制備方法”等定為學(xué)科基礎(chǔ)課。按教學(xué)目標(biāo)重組突出專業(yè)特色的主干課程體系，把“無機(jī)化學(xué)”、“有機(jī)化學(xué)”、“分析化學(xué)”、“物理化學(xué)”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學(xué)”、“電化學(xué)原理”、“電化學(xué)測量”、“化學(xué)電源工藝學(xué)”、“電鍍工藝學(xué)”10門課程作為專業(yè)主干課。

2.以知識點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，通過必修與限選課來滿足專業(yè)規(guī)范的基本要求。“電鍍車間設(shè)計”、“化學(xué)電源設(shè)計”為實踐類必修課，同時設(shè)有“化工機(jī)械與設(shè)備”專業(yè)選修課，以此涵蓋化工設(shè)計的知識點(diǎn)；“化學(xué)反應(yīng)工程”與“電化學(xué)反應(yīng)工程”2門課限定為至少二選一，另外在10門專業(yè)主干課程中，包含了電極過程動力學(xué)、催化、反應(yīng)器等內(nèi)容，滿足了反應(yīng)工程知識點(diǎn)的要求。我們增加了選修課門數(shù)，并以知識點(diǎn)不重復(fù)介紹為原則壓縮每門課程的學(xué)時，具體分為三類：第一類是設(shè)置了“結(jié)構(gòu)化學(xué)”、“化工設(shè)計”、“化工儀表及自動化”、“化工分離工程”等化學(xué)、化工類課程及“材料分析測試方法”課程，使學(xué)生具備專業(yè)規(guī)范要求的化工知識體系，為有志于在化工行業(yè)就業(yè)及出國、考取外校研究生的學(xué)生打好基礎(chǔ)；第二類是設(shè)置了“新型化學(xué)電源”、“固體電化學(xué)基礎(chǔ)”、“電動車能源系統(tǒng)”、“綠色能源”、“電極材料結(jié)構(gòu)表征”等課程，供希望從事電池行業(yè)的學(xué)生選修；第三類是設(shè)置了“化工設(shè)備腐蝕與防護(hù)”、“表面工程”、“電化學(xué)加工技術(shù)”、“涂裝技術(shù)”等課程，供準(zhǔn)備從事電鍍行業(yè)的學(xué)生選修。從知識點(diǎn)看，既滿足了“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范的要求，又構(gòu)建了適合專業(yè)特色的電化學(xué)工程知識結(jié)構(gòu)體系。同時，不但滿足了學(xué)生的就業(yè)要求，還為學(xué)生職業(yè)發(fā)展和繼續(xù)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

四、發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，設(shè)置加強(qiáng)實踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程

本專業(yè)依托的哈工大化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科，具有一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)，并建有化學(xué)工程與技術(shù)博士后流動工作站，2012年哈工大的化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科排名進(jìn)入全國評估前八名。多年來面向國家、國防重大需求，形成了本學(xué)科的優(yōu)勢特色。在應(yīng)用電化學(xué)方向上，產(chǎn)學(xué)研特色突出，多項原創(chuàng)性成果為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的效益。與本專業(yè)建立長期穩(wěn)定的科研、教學(xué)合作關(guān)系的企業(yè)有十幾家，為產(chǎn)學(xué)結(jié)合的學(xué)生培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。我?；W(xué)科在“211工程”、“985工程”的支持下，形成了科研、教學(xué)硬件大平臺，為學(xué)生的科研訓(xùn)練、課程設(shè)計、畢業(yè)論文（設(shè)計）等提供良好的實踐平臺。在軟硬件方面，對電化學(xué)工程的專業(yè)特色方向建設(shè)起到了保障和促進(jìn)作用。另外，本專業(yè)正在逐步加大科研設(shè)備和科研實驗室等資源向?qū)W生開放的力度，創(chuàng)造條件讓學(xué)生能夠較早進(jìn)入實驗室，參與教師的科研工作，在具體的科研活動中培養(yǎng)實踐、創(chuàng)新能力。在專業(yè)實驗內(nèi)容上，鼓勵教師將適合于實驗教學(xué)的科研成果轉(zhuǎn)化、更新為課程教學(xué)內(nèi)容，有利于將最新的學(xué)科知識、技能傳授給學(xué)生。

在實踐教學(xué)與創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面，對于基本技能、方法類實驗，與四大化學(xué)相關(guān)的實驗課為132學(xué)時、與化工基礎(chǔ)相關(guān)實驗72學(xué)時，與專業(yè)方向?qū)?yīng)的實驗課100學(xué)時。特色專業(yè)是面向行業(yè)培養(yǎng)人才，在產(chǎn)學(xué)結(jié)合上，設(shè)置“國內(nèi)外專家講學(xué)”學(xué)科基礎(chǔ)課，還要求講授專業(yè)課的教師要理論聯(lián)系實際，注重啟發(fā)科研思路。專業(yè)定期從合作企業(yè)中邀請高級工程技術(shù)人員來校為學(xué)生進(jìn)行課堂教學(xué)或講座，聘請具有教學(xué)經(jīng)驗的高級工程師參與本科教學(xué)活動；在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，設(shè)置了“大一年度項目”、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”、“創(chuàng)新實驗課”、“創(chuàng)新研修課”