面向國(guó)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(shí)踐

面向國(guó)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(shí)踐

面向國(guó)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(shí)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(guó)內(nèi)最早建立的電化學(xué)工程專業(yè)之一。1999年我國(guó)大學(xué)本科專業(yè)目錄調(diào)整，原多個(gè)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(lái)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(guò)程中，面對(duì)寬口徑的“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)，既要開(kāi)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(shí)，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(gè)專業(yè)方向進(jìn)行課程設(shè)置。對(duì)“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(duì)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(shí)要求為前提，依據(jù)專業(yè)特色的需要，通過(guò)以知識(shí)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(shí)，我們?cè)谙到y(tǒng)地分析總結(jié)前期實(shí)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(guó)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(zhǎng)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(guò)半個(gè)多世紀(jì)的深厚積累，培養(yǎng)了大批我國(guó)電化學(xué)工程領(lǐng)域的中堅(jiān)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(dòng)了我國(guó)電池行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，胡信國(guó)教授的“一步法無(wú)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(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。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(guó)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(guó)家能源、環(huán)境的重大戰(zhàn)略需求，特色專業(yè)責(zé)無(wú)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(guó)家對(duì)人才需求現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，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(shì)，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?；诖?，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(duì)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(shí)和能力：（1）具有堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文、藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及較高的科學(xué)素養(yǎng)；（2）具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)和外語(yǔ)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(shí)，了解學(xué)科前沿及最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)；（4）具有創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力；（5）具有較強(qiáng)的分析解決問(wèn)題的能力及實(shí)踐技能，具有從事與本專業(yè)有關(guān)的產(chǎn)品研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)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(guò)長(zhǎng)期辦學(xué)實(shí)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(gè)性特點(diǎn)并為社會(huì)所承認(rèn)的專業(yè)風(fēng)格。開(kāi)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(huì)需求的緊密聯(lián)系，滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過(guò)專業(yè)特色建設(shè)，探索專業(yè)建設(shè)實(shí)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(huì)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(duì)國(guó)內(nèi)同類型專業(yè)建設(shè)起到示范和帶動(dòng)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(jì)是實(shí)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(shí)、能力、素質(zhì)，明確其應(yīng)具有的知識(shí)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(shí)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(lái)可持續(xù)發(fā)展和繼續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。通識(shí)教育和專業(yè)教育課程的有機(jī)結(jié)合，拓寬學(xué)生知識(shí)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(jiān)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(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建融會(huì)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(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的課程體系，還要通過(guò)增加選修課的方式，構(gòu)建與專業(yè)規(guī)范完全對(duì)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(shí)注意設(shè)置反映行業(yè)與產(chǎn)業(yè)形成的新知識(shí)、新成果、新技術(shù)和學(xué)科發(fā)展的課程。

3.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的原則。單獨(dú)設(shè)置與實(shí)踐教學(xué)及創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)對(duì)應(yīng)的課程，注重理論課與實(shí)驗(yàn)課的銜接與相互補(bǔ)充。增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重，及時(shí)將教師的相關(guān)研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使我校的強(qiáng)勢(shì)科研力量轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。并通過(guò)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(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力及創(chuàng)新意識(shí)。

4.促進(jìn)本科教育國(guó)際化的原則。保證學(xué)生四年外語(yǔ)不斷線。在通識(shí)教育階段基礎(chǔ)上，參照國(guó)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(yǔ)課程，培養(yǎng)學(xué)生跨文化交流能力，提高學(xué)生的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(méi)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(shí)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(lái)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(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，圍繞“電化學(xué)工程”知識(shí)結(jié)構(gòu)的需要構(gòu)建課程體系。基本做法如下：1.在通識(shí)教育方面，強(qiáng)化數(shù)理基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)類課程278學(xué)時(shí)、物理課程177學(xué)時(shí)，人文與社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)課177學(xué)時(shí)，公共外語(yǔ)課200學(xué)時(shí)（前兩學(xué)年完成公共外語(yǔ)課后，大三開(kāi)設(shè)雙語(yǔ)課有“化工熱力學(xué)”、“電化學(xué)測(cè)量”等，大四開(kāi)設(shè)“表面工程”、“新型化學(xué)電源”、“電動(dòng)車能源系統(tǒng)”雙語(yǔ)課，保證四年外語(yǔ)不斷線），還設(shè)有文化素質(zhì)講座、全校任選課等；針對(duì)行業(yè)、學(xué)科發(fā)展的需求，在通識(shí)教育的基礎(chǔ)上，通過(guò)知識(shí)點(diǎn)不重復(fù)介紹來(lái)壓縮相應(yīng)課程的學(xué)時(shí)，設(shè)置與電化學(xué)工程知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)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(shí)驗(yàn)”、“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(shí)驗(yàn)”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無(wú)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(wú)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(cè)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(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)必修與限選課來(lái)滿足專業(yè)規(guī)范的基本要求?！半婂冘囬g設(shè)計(jì)”、“化學(xué)電源設(shè)計(jì)”為實(shí)踐類必修課，同時(shí)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(jì)的知識(shí)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(guò)程動(dòng)力學(xué)、催化、反應(yīng)器等內(nèi)容，滿足了反應(yīng)工程知識(shí)點(diǎn)的要求。我們?cè)黾恿诉x修課門數(shù)，并以知識(shí)點(diǎn)不重復(fù)介紹為原則壓縮每門課程的學(xué)時(shí)，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(jì)”、“化工儀表及自動(dòng)化”、“化工分離工程”等化學(xué)、化工類課程及“材料分析測(cè)試方法”課程，使學(xué)生具備專業(yè)規(guī)范要求的化工知識(shí)體系，為有志于在化工行業(yè)就業(yè)及出國(guó)、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(dòng)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(shí)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(shí)結(jié)構(gòu)體系。同時(shí)，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(shì)，設(shè)置加強(qiáng)實(shí)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(jí)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(dòng)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(guó)評(píng)估前八名。多年來(lái)面向國(guó)家、國(guó)防重大需求，形成了本學(xué)科的優(yōu)勢(shì)特色。在應(yīng)用電化學(xué)方向上，產(chǎn)學(xué)研特色突出，多項(xiàng)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(zhǎng)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(tái)，為學(xué)生的科研訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等提供良好的實(shí)踐平臺(tái)。在軟硬件方面，對(duì)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(shí)驗(yàn)室等資源向?qū)W生開(kāi)放的力度，創(chuàng)造條件讓學(xué)生能夠較早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，參與教師的科研工作，在具體的科研活動(dòng)中培養(yǎng)實(shí)踐、創(chuàng)新能力。在專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，鼓勵(lì)教師將適合于實(shí)驗(yàn)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(shí)、技能傳授給學(xué)生。

在實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面，對(duì)于基本技能、方法類實(shí)驗(yàn)，與四大化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課為132學(xué)時(shí)、與化工基礎(chǔ)相關(guān)實(shí)驗(yàn)72學(xué)時(shí)，與專業(yè)方向?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)課100學(xué)時(shí)。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(guó)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(shí)際，注重啟發(fā)科研思路。專業(yè)定期從合作企業(yè)中邀請(qǐng)高級(jí)工程技術(shù)人員來(lái)校為學(xué)生進(jìn)行課堂教學(xué)或講座，聘請(qǐng)具有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師參與本科教學(xué)活動(dòng)；在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，設(shè)置了“大一年度項(xiàng)目”、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”、“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課”、“創(chuàng)新研修課”