新工科背景下化工专业“融通实践、协同育人”的探索与实践

朱春山，张巧飞，白红娟，杨喜平，刘广宇，陈军航

（河南工业大学 化学化工学院，郑州 450001）

“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”三部曲，开启了我国新工科的教育改革，给新工科建设提出了“应对变化，引领未来”的新理念，“培养多样化、复合创新型卓越工程人才”的新要求，“继承与创新、交叉与融合、协调与共享”的新途径。《教育部、工业和信息化部、中国工程院关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0 的意见》提出，要深化工程教育改革，加强新工科建设，培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程科技人才。化学工业作为国民经济的支柱产业，在国民经济和人民生活中具有重要地位和作用。但同时急需进行产业结构调整和技术升级、提升自主创新能力、提高管理效率和解决资源环境制约、能源低效使用问题。高校化工专业为区域经济发展和化工产业转型升级发挥支撑作用，是实现化工产业振兴和发展的希望所在，应充分考虑化工行业和化工高等教育的新技术、新产业、新业态和新模式，把产业行业对人才的各种能力需求，融入实践教学的各个环节，培养具有良好人文科学素养、工程实践能力和创新意识的引领化工行业发展需求的新工科人才。河南工业大学坚持以工程教育认证为契机，以新理念引领新工科建设，以国家一流化工专业建设为抓手，构建“实验、实习、工程设计、科教融合、校企合作和创新创业”等多元化实践教学平台，开展了“融通实践、合作育人”的探索与实践。

一、“融通实践、协同育人”实践教学体系的构建

河南工业大学化工专业全面落实“学生中心、成果导向、持续改进”的工程教育理念，强化实践教育，科学构建了“融通实践、协同育人”的实践教学体系，如图1所示。

图1 化工专业“融通实践、协同育人”的实践教学体系

以学生为中心、以成果为导向，依托多元化实践平台，通过实践课程或过程的教学实践和持续改进，以点带面探索“卓越工程师”多元化实践协同育人模式。通过建立各类科技创新实践教学平台、搭建合作育人平台，拓展创新创业平台，为学生提供良好的“校内-校外”实践训练和“课内-课外”创新创业活动空间，培养学生的工程应用能力、工程设计能力和创新创业能力。从产品规模、经济效益、技术方案和过程设计，到物料性质估计、化工仪表及自动化控制和新产品研发与计算机模拟，再到化学工程师的职业道德规范、环境和安全因素及化工技术对社会可持续发展等社会问题，实施阶梯式工程实践能力的培养。

二、化工专业“融通实践，协同育人”的实践与成效

（一）持续推进立德树人教育，全方位协同育人

立足实践教学主阵地，推进课程思政与专业思想教育，培养学生的社会责任、爱国情怀和批判思维、勇于探索的科学精神。把政治认同、价值观塑造和家国情怀融入实践教学活动中，向学生进行理想信念教育、思想道德教育、工程伦理和公共安全教育等，赋予实践教学环节的价值引领作用，做到教书育人，让学生在学习中坚定理想信念，厚植爱国情怀，锤炼品德修为。通过产学研实践教学基地和社会实践基地的实习教学、社会实践，以及对具有自主知识产权的化工新产品、新技术、新工艺和新装备的了解，学习化工技术和装备的漫长发展历程，宣传化工产业的民族工业崛起与创新精神，培育当代大学生正确的价值观与社会责任感，使大学生树立从事化工产业劳动的职业观念，增强化工专业爱好与兴趣，激发学生立足化工生产第一线，以极大的热情参与国家建设，胸怀爱国主义情感及报效祖国的觉悟。

通过化工专业及产业发展历程、国内知名化工人物的爱国的感人事迹，激发学生刻苦学习，为中国化工制造业崛起而努力拼搏。通过意识和责任教育，在实践中培养和践行安全、环境保护意识，树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，推动“负责任的创新”，在化学工程设计、实施、运行和退役等全过程中充分考虑到对自然环境、子孙后代可能产生的负面影响并加以规避。结合毕业设计、化工过程与工艺设计、化工设计竞赛和创新创业等实践过程在工程项目中的应用案例，塑造未来工程师“关爱生命、关爱自然、尊重公平正义”的可持续发展价值观；运用自己的知识和技术来促进化学工业可持续发展，有效提升社会责任感和使命感。

在评价实践教学过程和学习成果时，从单一维度向人文素质、职业素养和社会责任感等多维度延伸，增加思政教育考核要素与比例，围绕学生“创新思维、价值取向、团队协作”等评价指标进行综合评价，提高学生的代入感和社会责任感。

（二）以提高学生的实践创新创业能力为导向，实现“科教、产教融合，协同育人”

把培养工程意识，锻炼工程应用能力和创新创业能力，综合运用化工知识解决实际问题能力的要求，落实到实践教学全过程和各教学环节。

结合工程实践和化工前沿技术，在化工基础实验和化工专业实验的教学过程中，围绕教学目标，培养学生基于科学原理并采用科学方法解决复杂化学工程问题的能力。把握实验课程的工程实践特性、创新创业特性，整合实验教学资源，融入化工新技术、新设备和教师的科研成果，把智能化工、智慧生产、区块链和微通道等先进技术引入教学内容，引导学生运用所学知识解决工程实际问题，掌握化学工程问题的解决方法。通过全国高校化工原理大赛暨全国大学生化工实验大赛，将化工实验教学内容学以致用、得以拓展，锻炼学生的科研基本技能。

以河南省生物质资源化工重点开放实验室等平台为依托，结合“挑战杯”“大学生创新创业”“科教融合”项目等，形成“科技创新实践”，培养学生的工程意识和创新创业意识。通过采取一系列强化实验教学、开放实验室，以及鼓励学生参加校内外科技创新和创业竞赛等措施，激发了学生主动学习和探索的积极性，提高了学生分析问题解决问题的能力，提升了实践创新能力。近三年，在“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、“全国大学生环保知识竞赛”、全国“互联网+”大学生创新创业大赛等科技创新活动中获得省级及以上奖励45 项，在校期间发表17 篇学术论文，获得10 项专利。

建立以河南能源化工集团中原大化公司、河南心连心化肥工业公司及河南庆安化工高科技股份有限公司等为主的校外产学研教学实践基地。针对现代化工企业高度现代化控制系统不能轻易亲自动手的客观情况，充分利用现代信息技术、3D 技术和人工智能技术，借助虚拟软件开展虚拟仿真实习，模拟合成氨的生产实际进行有关设备、阀门的操作和控制等，推进仿真实习与现场学习的相互补充与提高，切实提高学生对工艺过程的理解能力和解决实际工程问题的能力。与校外产学研实践教学基地合作建立产学研工程实践教育中心，开展项目研究，学生的毕业论文课题直接来自生产，教师和学生的研究成果解决了生产实际问题，实现“产教融合”，强化了工程人才的实践创新创业能力培养，完善了新工科背景下化工人才“创意—创新—创业”教育体系，以创新引领创业、创业带动就业。近五年，河南心连心化肥有限公司、河南能源化工集团和河南庆安化工高科技股份有限公司等用人单位对毕业生的培养质量给予了高度评价，满意度达到97%。大部分毕业生已成为企业中坚力量，已有30 余人进入到后备人才（干部）的培养计划中。

通过河南工业大学与新乡经济技术产业集聚区（河南心连心化肥有限公司）校区合作，开展人才培养。充分利用校企合作育人的良好传统，由指导教师带队，参加毕业设计（论文）的学生组成团队，直接到企事业单位参与实际工程项目的实践活动。如开展河南省产学研项目“锅炉尾气深度除尘技术研究”“环保增塑剂的研究”等产学合作育人项目，提高了学生的知识应用能力、实践能力和工程责任心，实现协同育人，推动人才培养改革。

（三）虚实结合，培养学生的工程意识和工程设计能力

坚持以立德树人为根本任务，采取自然渗透方式有目的地对学生进行德育；优化工程设计实践教学，构建“四年不断线”的工程设计教学内容与实践过程，从化工专业导论中的工程设计概念，到化工原理的工程案例，再由单元操作工艺及设备设计到化工过程与工艺设计、毕业设计，开展渐进式设计能力的培养，锻炼工程设计能力、综合分析和解决复杂工程问题的能力。

优化化工原理课程设计、化工设备基础课程设计、化工过程与工艺设计，做好化工设备机械基础课程设计、化工原理课程设计等课程与化工设计和认识实习的知识衔接，虚实结合，并采取线上线下混合式指导，进行设计成果答辩，提高了化工单元操作工艺及设备课程设计的质量；将化工过程与工艺设计、毕业设计和生产实习相结合，与全国大学生化工设计竞赛相结合，与产学研实践教学基地的工程应用相结合，与就业创业相结合，采取“真题真做、假题真做”，利用互联网、动态模型和3D 虚拟仿真等技术，对学生进行现代工程设计思想和设计方法的教育，反映学科发展和行业发展需求，使学生树立经济、环境保护和可持续性发展等观点和创新意识，培养学生综合运用知识与技能解决复杂化学工程问题的能力。

（四）打造众创空间，培养创新思维和创业能力

在学校、学院的大力支持下，建立了“化工科创工坊”“水滴·梦”晓众创客空间，建设面积约200 m，有依托于化工、分析实验室的创客工作室6 间；参与指导创新创业工作的指导教师17 名，其中河南省教育厅学术技术带头人、河南省高等学校青年骨干教师6 名；拥有创新创业团队13 支，其中在孵项目10 支，学生参与人数65 人。围绕“化工科创工坊”“水滴·梦”晓众创客空间，打造师生广泛参与的创新创业教育实践平台，定期举办“科创工坊论坛”“创新实践论坛”，促进团队间交流，促进创新与创业的相互作用、相互支撑。广泛培养学生的创业意识、创业精神，逐渐形成学院师生在内的创新创业文化。结合学院目前现有软硬件条件和教师、学生专业特点，打造化工特色，以专业为依托，推动学生科技创新与创业工作的协调发展，推动创新创业教育和专业教育融合。对有志创业的学生和创业团队做好个性化的指导，从场地、资金和教学等多环节做好全方位的服务，使其顺利创业、成功创业。利用展板、官微等各种途径做好创业宣传，在官微上专题开设了创业在线课堂，给学生进行创新充电。与学院合作紧密的企业沟通协调，建立学生创业实践基地，并设立“创新创业基金”，为学生提供创业实践实训，促进其成功创业。

三、结束语

通过生物质资源化工河南省重点开放实验室、产学研实践基地、学科竞赛和众创空间等平台，将科研成果、化工实验竞赛融入实验教学，培养学生的创新意识和科研实践能力；将化工设计竞赛、生产实习与化工单元操作及设备设计、化工过程与工艺设计和毕业设计充分相结合，发挥校企合作协同育人机制，培养学生的工程实践能力；利用校外实践教学基地和校内众创空间等，发挥校区（企）合作、协同育人平台在人才培养过程中的优势互补，推动了创新创业教育和专业教育的融合，以点带面构建了“卓越工程师”多元化融通实践协同育人模式。