化学工程专业教学发展与创新人才培养的思考

　JOURNALOFGUANGXIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY　　　June12007

文章编号　1004210(2007)S120120203

化学工程专业教学发展与创新人才培养的思考

粟　晖,谢清若

(广西工学院生物与化学工程系,广西柳州　545006)

摘　要:回顾了化学工程本科教学课程体系的形成和发展,面对新形势下化学工程师培养的挑战,对深化教学改革,培养创新型人才,发展实验教学进行了讨论,提出了围绕产品工程教学进行创新型人才的几点看法。关　键　词:化学产品工程;课程体系;创新人才;实践教学中图分类号:G210　　　　文献标识码:A

　　化学工业经过多年发展趋于成熟,同时也面临了许多新的发展挑战,使得化学工程教育在招生和就业中

存在着困扰。目前国际上化学工程师的就业机会已经遍布了各个行业,油气开采、石化、生物技术、微电子、食品、医药、环境治理以及生物医学等,都为化学工程师提供了希望;国内的化学工程毕业生的就业走向也同样趋于多元化。面对越来越依靠合作、交流才能发展的新经济时代,随着经济全球化的加速和各类新工业园区的建立,化学工程师的复合型背景可以获得更多的机遇。

1　化学工程科学的发展

化学工程技术经历了百年发展,对过程工业的技术进步做出了巨大的贡献,为社会提供了丰富多彩的化学品。随着人类利用自然资源的深入,化学工业由初级加工向深度加工发展,由大批量连续化的基础化学品生产逐步向多品种小批量的专用化学品的生产发展。随着市场竞争的加剧,化学工业的发展正面临着重要变化,以产品需求为导向开发满足最终使用性能的化学品成为一个重要领域。化学工程研究开始寻求新的概念、理论和工具,以解决新形势下所面对的复杂问题。

综观全球化工产业发展的趋势,在工业化发展初期,化工产业的重心是炼油和基础化工,产品特征为燃料和大宗化学品;当工业化发展到一定阶段,市场对精细化学品的需求增加,产业重心向精细化工发展;而工业化发展到中后期的国家和市场区域,大宗化学品的需求已经饱和,化工产业向专用化工、医药健康、环境保护、生物产品发展,产品主流为提高生活素质和生命质量的专用化学品。20世纪末,发达国家许多化学化工企业缩减传统化工业务,转向专用化学品生产。例如Dow化学公司与德国Hoechest公司重组转向医药化学品;瑞士Sandoz公司与德国Hoechest公司重组转向专用化学品、与Ciba2Geigy公司重组专攻医药和农用化学品;Monsanto公司与瑞典Pharmacia合作发展医药和生命科学领域产品。化学产品市场的发展空间在于能提高人类生活素质和生命质量的新产品,这反映了工业发达社会和化工产业发展对科研和技术进展的导向。如何节约资源和能源,生产优质的化学品,响应社会的进步、人类生活水准的提高和物质需求的多样化,成为化学工业可持续发展的重要科学技术问题。

2　化学工程课程体系发展

化学工程相对于其他学科具有完整而成熟的课程体系设置,从1965年以后化学工程本科的课程就没有较大的变化。进入21世纪,高新技术产业的发展为化学工程科学工作者提供了机遇,同时促使他们重新认

收稿日期:2007205215

基金来源:广西工学院教改项目(教发2006-30文)1

作者简介:粟晖(1971-),女,广西桂林人,广西工学院生物与化学工程系高级实验师。

　增刊1　　　　　　　　　　　粟　晖等:化学工程专业教学发展与创新人才培养的思考121

识已经被认为是成熟学科的化学工程学科体系与内容,国际国内许多学者都从不同的角度尝试对上述问题进行探讨。焦点主要集中在“产品工程”“时空尺度”、和“化工过程的广义描述”等几个方面[1]。

2000年前后,一批西方化工界著名学者在探索21世纪化学工程学科发展方向时,提出了将化学产品工程作为一个重要的前沿学科领域。其中有代表性的有美国PrincetonUniversity的韦潜光教授提出的“:产品工程:化学工程发展的第三个里程碑?”。同时期,也有一批重要的化工学术期刊上一批严肃的学术评述论文,阐述了化学产品工程研究对本学科研究方向的重要意义及引导作用。目前这一理论和技术还在发展和探索之中。国内外一些大学化工学院开设“化学产品设计”的课程,将这一前沿领域对行业前景和专业导向的影响向本科生和研究生介绍。其中较有影响力的是Minnesoda大学的Cusller和Cambridge大学的Mog2gridge教授的教科书“ChemicalProductDesign”。此书已被国内外多所大学选为教科书,并已有中文版授权在国内出版。国内华南理工大学和浙江大学等开始开设“化工产品设计”的课程。

近年来随着化学工程的主要任务的变迁,国际上对化学工程课程体系改革的呼声也日渐高涨。图1为MIT(麻省理工学院)的RobertArmstrong提出的一个整体课程体系设想。这一课程系统与现有的化工课程体系比较有了较大的变化,突出了对当今化工发展的适应性,这些发展可以说是挑战性的,包括:新产品设计及加工过程,复杂系统的设计与控制,完整过程系统的管理和运作;同时突出了本科阶段“研究性”学习的重要性和可实现性。

图1　MIT的本科化工概念性课程表[2]

　　化学工程学科的发展应当面向资源、能源、环境和健康(医药)领域的广阔需求,这是学科的市场拉动力。化学工程学者将越来越多地加入多学科交叉的研究队伍,参与产品设计,负责工艺开发和过程优化,最终完成产业化。这反映出知识经济时代工业发展的基本特点———以新产品带动新产业,化学工程学科作为物质生产基本工具的作用将更加突出和重要。

3　化工专业学生就业的趋势

课程体系的稳定与行业市场的转变出现了反差,这种反差通过学生就业分布得到了反馈。国际上只有四分之一的毕业生进入到大宗化学品的生产中,越来越多的学生在毕业后进入到“化学产品”开发的行列中,还有很大一部分进入到与化工相关的领域,诸如:产品营销、产品技术服务、行业物流、行业信息产业中[3]。

从国内院校的就业来看,仅从笔者近年接触过的国内重点院校、国内专业院校和地方工科院校的化工相关专业的本科毕业生就业分布情况来看,进入大宗化学品生产企业的毕业生还达不到四分之一的比例。一

122广西工学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第18卷　

部分选择继续深造,一部分毕业生进入中小型化工和相关类型的企业中,一部分进入流通领域,还有少部分就业与化工在专业上没有太大关系。从1977年恢复高考至近年,进入与目前课程设置相符合的传统意义上的化学工程领域的学生比率逐年下降,高校扩招后这种下降尤为明显。以去年某校化工专业为例,60多名

毕业生中,只有3人进入石化、化肥等大宗化学品生产企业,就业分布情况呈现多样化趋势。今年的就业意向调查表明这种趋势将更加明显。

4　创新人才培养的探索与思考

我国高等教育正面临着一个人才培养的转型问题,学生不但需要有扎实的基础,宽广的知识面,还需具有探索研究能力和创新能力。改变单纯传授知识的教学体系,建立传授知识与探索研究相结合的教学体系,这是培养化工专业创新人才的前提。近年来,针对学科的发展,适应市场需求,基于毕业生就业压力,各个院校都或自觉或被动在课程体系调整、新研究内容的引进上进行了改革和调整。高等院校如何深化实践教学改革,培养创新型人才,提高学生的动手能力,提高解决实际问题的能力,从而有效提高在人才市场的竞争力,值得我们研究探讨。

(1)分层次设定创新教育目标

一二年级的创新教育重点定位于人才基本素质养成,学习能力和工程概念的培养,以及基本科学思维方法的临摹,任课教师重点引导学生养成科学的思维和行为规范,激发学习兴趣。三四年级则过渡到实践和组织能力,研究和创新能力的培养。考虑到现代的化工企业对于毕业生的要求可能从一开始就会加入到产品开发团队中,参加从产品构思到市场销售的全过程,有必要在现有的课程体系中加入创造学和产品开发的知识点,进化设计课的讲授方式,将“化学产品工程”从理念到课程设置逐步全面渗入化工核心课程的讲授中,全面贯彻“系统论、控制论和信息论”的思想,让学生不仅掌握知识,更重要的是掌握现代的工程实践方法。

(2)实验教学面临的角色转变实验教学则需要从以往的教学辅助,主动拓展为师生创造发展的主战场,以“制备分析,分离结构表征”为主线,重组实验内容;从目前以“演示、重现”为主的实验思想,发展到“论证,预演”的创造性思维;以综合设计实验为背景进行基本操作技能训练,并加强师生在教学中的创造意识;拉近实验和实战的距离,让实验室成为师生进入市场的最近一块跳板;这就对实验师提出新的艰巨挑战,每个实验师除了应该具备多种实验技能的综合能力外,还需具备组织创造性实验的系统协调能力。

(3)实施大学生科研训练计划,培养学生的科研创新能力

深化“因材施教、个性化教学”方针的实施,逐步使学生从按照教材依葫芦画瓢的简单临摹实验学习向创造性学习发展。建议设立大学生创新专项基金,从“立意、调研、论证、立项、实施”等多个步骤,增加向创造转变的“真实感”的学习,促进大学生科研训练计划的落实和顺利开展,让学生建立自己的研究和成长计划。创建创新活动实践基地。教师们还可以将自己的科研项目分解出适合本科生参与的课题供学生选择参加,资助创新实践课题立项、兴趣小组及各类竞赛,指导本科生进行创新实践活动。

(4)面向需求,建立创新产学研合作的人才培养模式

随着现代科学技术的学科交叉、渗透与综合发展,社会需要的是应用现代科学理论和技术手段、懂管理、会经营的高质量工程技术人才。面向需求,建立产学研合作教育基地,学生完成理论课程教学后,进入企业实践教育,再回到学校进行研讨,提出设计或论文选题后到实习单位进行研究工作,同时接受学校和单位双导师的指导。这种培养模式使学生有较长时间在实际的工程环境中工作,真正地掌握知识和技能,培养出具有分析、组织、综合能力、具有团队精神以及良好的表达能力的企业骨干、技术骨干、管理骨干。

5　结语

目前国际化工教育界的积极探索和实践是富有成效的,对于处在快速发展和急于追赶国际水平的我国化工教育而言,在产品创造及加工、复杂系统的设计与控制、完整过程系统的管理和运作和“研究性”学习等

(下转第125页)方面的探索和实践是必需和紧迫的。

　增刊1　　　　　　　　　　　刘　浩等:网络中激励机制的分析及在网络教学管理中的应用125

通就成为一种建设性的问题来解决,它把师生的精力引导到分歧的问题上而不是个人冲突上,进而有效地达成课堂秩序,而且还能激励行动。保持良好的社会心理气氛,使课堂充满互动与活力。

网络的虚拟性造成了课堂教学中师生情感交流的缺失,过多的网络资源和信息堵塞了与教师与学生情感交流的通道,不利于课堂教学中的情感激励。因此,网络教学中,教师更应注意运用情感激励策略,更注重启发学生的情感,使网络化的教学充满真实情感,使其在教师情感激励下提高自信心。

具体可以采用以下三个方面实施网络课堂教学中的情感激励策略:(1)运用肯定和鼓励的情感诱导功能,创设良好的心理情境,甚至可以通过实时的网络教学过程来进行;(2)恰当运用评价用语,有效提高学生的学习信心,而且还可利用网络上的各种资源对学生的学习行为进行表扬和鼓励(包括文字教材、音像资料、多媒体课件、软件工具上获取的各种教学信息等);(3)向学生敞开心灵,对学生的进步表示惊讶和欢喜,对学生的失败表示理解和鼓励,优化师生关系,建立互尊互爱、民主平等的师生关系。

313　网络教学奖励与惩罚激励机制

借鉴网络游戏中的惩罚激励机制,可以在网络教学内容的设置上更多地以提出问题、寻找答案、结果评价来展开,一个内容可以设几个问题,引导学生自主思考、寻找答案,回答正确给予奖励积分或增加胜率,每次学习结束都可评选当次优胜奖,给予一定的奖励,积分或胜率可以累计,并作为学生最后评价成绩的组成部分。

314　网络教学反馈与评价激励机制

网络课堂不像传统课堂那样1师生不是面对面交流的,学生在网络课堂上是否在认真学习,是否认真地参与讨论等活动,教师都无法看到。学生的学习在很大程度上靠学生的自律,因此对学生进行适当的激励和评价是很有必要的。在课堂上表现好的学生,教师要及时鼓励表扬。每个学期结束的时候,教师最好为每个学生写评语,也可鼓励小组同学之间互评。

同时要研究科学的网络课堂学生评价方案,健全网上学习评价激励机制,调动学生的学习积极性。学习是为了获取知识,以往传统的课堂学生评价方式主要是书面考试。这种单一的评价制度扼杀了许多学生的个性发展,使学生丧失了学习的兴趣。因此网络教学应该注意课堂学生评价方案的多样性设计以及实施,一方面可以促使学生认真学习,另一方面可以调动学生的学习积极性,发展他们的个性和兴趣。

4　结束语

网络教学给传统教学增加了生机和活力,同时网络教学是新型的教学方式,影响网络教学的因素是多方面的,对其进行改进的策略也是多样化的。因而,激励理论的一般原理与措施,对于调动师生的教学积极性、挖掘教学潜力具有同样的功效。教学原则的研究,要吸收这一先进理论的内涵,努力创建高效的教学激励机制,促进教学及其研究的现代化进程。参　考　文　献:

[1]冯晓江,陈彩莉1教学激励策略浅析[J]1延安教育学院学报,2006,(3):57～591

[2]王　梁,武晓伟1网络游戏对青少年的吸引力何在———基于网络游戏区别于传统游戏之特点的社会学分析[J]1中国青年

研究,2006,(6):12～151

[3]侯孟书,卢显良,王　涛,等1一种新的P2P资源共享激励机制[J]1四川大学学报(工程科学版),2005,(3):94～971

(责任编辑　李　捷)

(上接第122页)参　考　文　献:

[1]刘　铮,金　涌,魏　飞,等1化学工程科学发展的回顾与思考[J]1化工进展,2002,21(2):87～911[2]ArmstrongRobert,FrontiersinChemicalEngineeringEducation[C]1AtlantaWorkshop,June20051[3]刘铮1化学产品设计[M]1北京:清华大学出版社,20031

(责任编辑　赖君荣)