新工科视域下基于EIP-CDIO理念的化工人才培养的改革研究与实践

赵天宇，王 霞，吕玲玲，龙世佳，安子博

(天水师范学院 化学工程与技术学院,天水 741001)

国家在“十三五”期间积极推进新工科的建设和发展，先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”新工科建设的“三部曲”[1]。教育部自2017以来相继颁布了《关于开展新工科研究与实践的通知》等文件[2]，掀起了工科教育改革以及新工科研究与实践的热潮，正式开启了我国工程与教育模式改革的探索之路。2021年是“十四五”开局元年，习近平总书记在中央人才会议上明确指出：“要培养大批卓越工程师，努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍。”进一步为工科人才的培养指明了方向。因此，新工科视域下应用型人才培养模式的改革与实践成为重中之重[3]。人才培养的主阵地在高校，尤其是服务地方经济社会发展的地方高校，更要在国家对转型发展和应用技术型人才培养的高要求下，积极响应“中国制造2025”“科教兴国”等系列国家战略，披荆斩棘，深化产教融合、校企合作，改革和创新应用型人才培养模式，从而培养高素质劳动者和技能型人才。

EIP是指道德(Ethics)、诚信(Integrity)和职业(Professionalism)，强调在学生的培养过程中有道德情操，讲诚信，注重职业素养。CDIO是指构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，它是以工程设计到工程运行管理的生命周期为载体，以设计为导向，让学生按构思、设计、建造和运作的周期主动的、实践的和将相关课程有机联系的工程教育理念[4]。2016年，在成都举办的CDIO全球会议上，研讨形成了CDIO工程教育标准2.0，对照这一标准，基于EIP-CDIO工程教育理念的人才培养模式可以细化为4个层次[5]：第一是注重学生的基本的专业知识、通识技能和推理能力的培养；第二是注重学生的个性化培养和职业素养的提升；第三是注重学生人际交往和团队合作能力的培养；第四是注重学生创新能力、科研能力和综合工程能力的培养。EIP-CDIO工程教育培养模式强调在培养过程中注重职业素养的提升，使毕业生具备良好的职业素养、扎实的专业技能和创新实践能力。

近年来，地方高校为了进一步强化应用技术人才培养，服务地方经济社会发展，实现应用型大学的快速转型，也积极努力探索改革实践育人新模式。以西部某地方高校为例，对新工科背景下基于EIP-CDIO工程教育理念的化工人才分层分类培养模式改革进行研究探讨，期望能够为地方高校建构新化工人才培养模式提供参考。

一、地方高校化工人才培养现状

(一)高校的人才培养与企业和社会需求脱节，供需之间存在矛盾

地方高校相对于双一流大学而言，竞争实力较弱，所获得的各类资源较少，这种马太效应在近年尤为明显，而且现在高校“内卷”现象严重，导致地方高校的软硬件实力与社会及化工产业发展速度不匹配，人才培养质量和数量均不能满足新兴化工产业的需求。另一方面，社会、化工企业以及利益相关者的目光很少聚焦到地方高校，高校与地方化工企业联系不够紧密，使得地方化工产业的发展与高校化工人才的教育培养没有有效衔接，产学研结合的协同育人机制无法达成。因而导致化工人才资源供需矛盾十分突出。

(二)重理论、轻实践，教学体系单一，无法满足新工科的要求

近年来，新能源产业和技术的发展迅猛，虽然地方高校化工专业的课程教学体系经过了一系列改革，但由于积淀不够，缺乏系统有效的顶层设计，仅仅是在部分基础理论教学环节适应化工企业和社会的要求，实践教学环节与化工产业脱节，新化工人才培养缺乏目标导向。在新工科建设的背景之下，基于产出的能力教育是人才培养的核心，重理论、轻实践无法达成新工科背景下人才培养的目标。另一方面，由于地方高校实践教学资源建设滞后，课程和教学模式单一，实践性教学课程的比重较小，所能营造的实践实训环境较差，导致学生所能参与的实践实训机会有限，使得学生很少能与新兴化工产业和化工技术接触，工程实践训练不足，从而导致培养的学生缺乏厚实的化工工程能力素质。

(三)创新创业教育不足，学生综合素质偏低

目前在地方高校化工人才的培养环节中，以学生为主体、教师为主导的教学模式尚未开发成熟，教学过程中“一堂灌”的现象依然存在，学生只是一味地被动接受，没有创新思考的空间，忽略了学生个性化的培养，这在极大程度上阻碍学生创新能力和发散思维的培养。另一方面，由于学校对大学生创新创业的支持力度还不够，与创新创业相关的职业生涯规划教育也是参差不齐，极少部分的本科生能积极主动参与科研项目，导致各种创新创业的资源没有有效利用，学生创新创业能力、团队协作能力、工程管理能力和创新创业意识等也很难得到提升。此外，由于现在新兴的化工相关产业迅猛发展和市场人才需求的多样化，地方高校的实习实训多以化工车间参观和检验化验为主，没有紧跟新时代化工产业变化，毕业生也难以快速胜任岗位。

(四)人才培养质量保障体系不完善，人才考核和评价方式不科学

化工人才培养质量离不开优秀的师资队伍和良好的培养环境。在新工科背景下，化工专业的教师队伍除具备专业的基础理论知识以外，还应该具有丰富的工程实践经验，具备一定化工产业或产品的构思、设计、实施和运行的能力。而目前地方高校化工专业“科班”出身的教师较少，具有良好工程实践能力和丰富工程实践经验能力者就更少，“双师型”教师缺乏，使得人才培养的质量无法得到有效保障。另一方面，化工人才培养的考核评价体系缺乏科学性，闭卷考试的成绩占考核总评中较大比例，使得学生只重视成绩，而忽略对自身实践能力的提高，也无法通过考核反馈人才培养过程的问题。因此，应建立更加合理、客观、全面的化工人才考核体系，多维度地考察学生综合能力。

二、基于EIP-CDIO工程教育理念的化工人才分层培养模式的改革与实践

为了促进西部地方高校的转型发展，提高应用技术型人才培养的水平，满足创新工科背景人才的培养要求，通过深入分析西部地方高校的化工专业人才培养的现状，依据EIP-CDIO工程教育理念进行如下四个方面的改革与实践。

(一)紧跟经济社会发展的需求，明确化工人才培养目标定位

在全球新一轮科技革命与产业变革的大环境下，智能化与传统的化工制造业逐步高度融合，催生出一大批包括新能源、新材料、新医药等新兴化工产业，今后我国将长期处于“泛化工产业”发展的时代。地方本科院校应积极应对“泛化工产业”时代的新挑战，立足学校转型发展的办学目标与办学特色及地方经济社会发展需求，通过深入分析研究EIP-CDIO工程教育理念对工程人才培养目标的设计原则，借鉴吸收同类地方本科院校的人才培养模式改革经验。化工人才培养目标是：掌握扎实的化工专业基础理论，具备宽厚的新材料、新能源、新医药等前沿工业领域的知识，具有良好的实习实践、人际交往、团队协作、创新创业、工程管理和继续学习的能力，具有深厚的职业素养、良好的社会责任感、宽阔视野和工匠精神的化工技术人才。

(二)融合EIP-CDIO理念的分层次的化工人才课程教学体系构建

在新工科背景下，地方高校应该重新审视化工人才在课程教学体系中的主体地位和作用，更加注重学生的个性化培养，加强学生创新能力和职业素养的提升。首先，构建分层次、模块化的课程体系[6]。基于EIP-CDIO工程教育模式的基本框架，化工专业人才的课程体系主要由以下课程群构成：公共基础课程群、学科基础课程群、专业课程群、人文社科课程群、实践教学课程群、素质拓展课程群、创新创业课程群[7]。以此增大学生个性化发展的空间，突出学生综合素质的培养，并逐渐建立符合化工专业认证的课程体系。其次，实施项目化的课程教学模式。教师在教学过程中主要起引导和监督的作用，学生进行最大限度的自我实践。教师可以利用各种线上线下教学资源设计基于工程项目的教学内容。项目化的教学内容主要分为三个层次：基础型项目、提高型项目和创新型项目，如各种泵工作原理、精馏塔的设计、年产万吨级异丙醇项目设计等，在项目实施过程中体现CDIO工程教育理念的构思、设计、实施和改进的全过程。通过这种阶梯式项目化的教学的实施，达到对化工人才理论知识水平、实践能力、创新能力、职业素养等综合能力的培养。最后，实施多样化的教学评价。新经济、新产业和新市场对化工人才的需求是多样化的，地方高校对化工人才培养的质量评价也应该是多角度、多层次的。地方高校要合理地对学生进行动态调整的分层次教学和分层次的考核，多采用开放式的考核，过程考核和期末考核相结合，理论考核与实践考核结合，线上与线下相结合。考核过程和结果既要达到督促学生学习的目的，也不能使学生骄傲自满，更要有助于培养学生的批判性思维和职业素养，要做到科学性、目标性和高效性的统一。

(三)融合EIP-CDIO理念的分层递升式实践教学体系构建

地方高校化工人才的培养重点在于提升学生的化工实践能力和创新思维的培养。首先，实施分层一体化项目式的实践教学。基于EIP-CDIO的标准设计原则，化工人才的实践教学模式可以分为四个层次[8-9]。一是认知层，所对应的是基础实践项目，主要是验证、认知、设计的实验项目，包括大学物理实验、无机化学实验、有机化学实验等，目的是培养学生的认知能力和基本的实验技能。二是理解层，所对应的是专业实践项目，主要是设计类和专业实验类的项目，包括化工原理实验、化学反应工程实验、化工仿真实验等，旨在学生的工程技术能力和专业素养的提升。三是应用层，所对应的是工程实践项目，主要是以专业实习、毕业论文、校企合作项目的形式开展，使学生能够系统运用化工知识和技能达到化工项目“构建—设计—实施—运作”的整个过程，旨在强化学生的工程实践能力、工程管理能力和产业意识，初步达到实践实训内容与化工产业行业需求的紧密对接。四是创新层，所对应的是创新实践项目，主要是综合设计类实验项目、创新创业训练项目、教师科研项目及化工设计竞赛等，旨在强化学生的自主实践的能力，培养学生的创新创业能力，挖掘职业发展的潜能。

其次，产学研结合的多元化的实践教学平台的搭建。一是校内实验实践平台的建设。校内实验实践平台包括基于省级一流专业、重点学科及实验教学示范中心建设的基础实验平台，基于省级重点实验室和工程技术中心建设的专业实验平台，基于虚拟仿真实验室建设的能力提升实验平台，以及部分用于创新创业、第二课堂建设的开放式实验平台，通过合理优化各种实验平台资源，尽可能地使学生在具有现实化工环境氛围的实验实践中得到锻炼，增强学生的工程实践能力。二是校外实践实训平台的建设。校外实践实训基地能够让学生真正零距离接触化工产业，了解化工行业特点，体会化工专业人才的就业形势，从而明确自己的职业目标。地方院校应在政府支持和市场的引导下，积极突破壁垒，实现校企、院企的快速交流和合作，充分发挥企业资源在人才培养过程中的作用，构建实践与就业的一体化平台，切实地提升学生的工程实践能力、化工设计能力、创新创业能力和职业素养。

(四)融合EIP-CDIO理念的卓越工程教育师资队伍建设

地方高校化工人才的课程教学和实践教学能够良好实施的前提是要有一批优秀的工程教育师资队伍，卓越的化工人才培养是通过优秀的专任教师实现的。因此建设一支结构合理、素质优良、理论基础扎实、实践能力较强的实践教学教师队伍是化工人才培养质量关键的保障条件[10]。基于EIP-CDIO工程教育的标准，地方高校要秉持“外引内培”方针，切实加强师资队伍建设：一是加强产学研交流，鼓励专任教师以多种形式参与实际的企业生产工作，参与企业实际项目实施、技术开发、产品研制等，强化教师的工程实践能力；二是学校和学院提供多层面的新技术、新技能和实践指导能力提升的培训，鼓励教师和学生一起参与企业实训或直接选派专任教师挂职锻炼，让教师学习新知识和新技能，丰富实践经验，提升实践教学能力；三是学校在“双师型”教师队伍的学历提升、职称申报、岗位聘任和项目申请方面给予政策支持，激励教师提升自己的工程实践能力；四是可以聘请或柔性引进来自企业、设计院、科研院所和校外实践基地的有丰富化工背景和设计经验的行业专家或业务能手，作为兼职的实践教学指导和就业指导教师，到学校为师生举办专题讲座，让师生了解化工产业发展前沿，拓展师生的化工专业知识面，或者到校外指导学生实践，培养学生的职业精神，提升工程能力；五是构建工程教育教师学术共同体。在深化新工科建设背景下，地方本科院校要围绕着提升教师的教学水平、理论水平、实践能力以及科研水平等为主的目标，加强教师之间的联系与合作和培养诚信的同行科研氛围，构建多层次工程教育教师学术平台，完善教师培养体系。

三、结语

在当前国际社会转型发展的严峻形势下，“新工科”为地方高校向应用型大学的转型发展带来了更多的机遇与挑战。在这样的背景下，地方高校立足学校办学定位，围绕地方经济发展和化工产业需求，通过融合EIP-CDIO工程教育理念，对化工人才培养模式在课程教学体系、实践教学体系及师资队伍等方面进行了系统的构建。经过不断地探索、改革和完善，地方高校化工等应用型人才的培养必将进入一个良性快速发展的轨道。