新工科视域下高校化工类课程“专创融合”教学改革探索
张晓康
石河子大学 新疆维吾尔自治区石河子市 832000
新工科建设推动高等工程教育向创新驱动转型,化工类课程作为培养化工领域人才的核心载体,其“专创融合”改革尤为关键。当前,化工行业在绿色转型、智能制造等领域的技术革新加速,传统教学中专业知识与创新能力培养割裂的问题日益凸显,导致学生难以应对产业实际需求。为此,需将创新基因深度融入化工类课程教学,通过重构课程体系、创新教学模式、搭建实践平台,打破专业壁垒与创新隔阂,培养既懂专业又善创新的复合型人才,为化工行业高质量发展提供智力支撑。
一、化工类课程“专创融合”教学的现状与问题
(一)课程体系缺乏协同性
当前化工类课程仍以传统知识传授为主,创新创业教育多以独立选修课形式存在,与专业课程脱节。例如,“化工热力学”课程专注于相平衡计算,未引导学生思考如何通过热力学分析优化新能源材料的合成工艺;“化工设计”课程侧重流程模拟,忽视了技术经济性分析与商业模式设计,导致学生难以将专业知识转化为创新成果。
(二)教学方法创新不足
课堂教学仍以“教师讲授 + 案例分析”为主,缺乏激发创新思维的互动环节。虽然部分课程引入了项目式教学,但项目设计多局限于验证性实验,未涉及真实产业中的创新挑战。例如,“化学反应工程”课程的项目多为“固定床反应器的参数计算”,而非“如何改进反应器结构以提高催化效率”的开放性课题,限制了学生创新潜能的发挥 [1]。
(三)实践创新平台薄弱
校内实验平台以基础验证性设备为主,缺乏支持跨学科创新的综合性平台;校企合作多停留在参观实习层面,学生难以深度参与企业的技术研发项目。这种“重理论、轻实践”的现状,导致学生的创新设计难以落地,如某高校学生提出的“新型膜分离技术”因缺乏中试设备支持,仅停留在理论方案阶段。
二、“专创融合”教学改革的实施路径
(一)重构课程体系,实现专业与创新知识的深度融合
重构课程体系需实现专业与创新知识深度融合,核心课程融入创新要素,在专业课程中增设“创新模块”,如“化工原理”讲解蒸馏技术时引入“新型填料结构设计”案例,引导学生思考设备改进方向,“化工安全工程”结合“风险评估”知识点训练学生识别创新机会;开设跨学科创新课程,联合多专业开设相关课程培养跨界整合能力,如“化工过程模拟与优化”课程要求学生结合经济学知识分析工艺创新成本效益;建立“专业学分 + 创新学分”制度,将学生参与竞赛、申请专利等成果纳入学分体系,如“高分子化学”课程中设计的环保塑料配方通过专利申请可兑换学分。
(二)创新教学模式,培养工程创新思维
创新教学模式以培养工程创新思维为目标,采用问题导向式教学,以行业实际难题为切入点组织探究式学习,如“工业催化”课程围绕催化剂活性问题引导学生形成创新报告;将案例教学与创新工具训练结合,选取化工领域创新案例分析技术路径与逻辑,同时教授 TRIZ 方法等工具,如通过“分割原理”引导学生设计模块化反应装置;推行“师生共创”项目驱动,教师将科研项目转化为教学课题,学生团队参与子课题研究,如“新能源化工”课程中学生参与氢能材料研发项目优化合成工艺,成果可申请专利或参与竞赛 [2]。
(三)搭建实践平台,促进创新成果转化
搭建实践平台旨在促进创新成果转化,建设校内创新实验室,整合资源建立“化工创新工坊”,配备各类设备支持全流程创新实践,如学生可在工坊内完成微型反应装置的设计组装;共建校企联合创新中心,企业提供技术难题与中试设备,高校提供支持,如某高校与石化企业合作开展废水处理项目,学生团队开发的新型材料已应用于生产;构建创新创业竞赛体系,以各类赛事为载体引导学生结合课程学习参与项目,如“化工设计”课程以竞赛主题为任务,学生团队完成完整方案,优秀作品可直接参赛提升实战性。
结语
以新工科视野为导向的化工类课程“专创融合”革新实践,成为应对产业变革、培养创新型人才的必要手段,借助课程体系协同再造、教学模式创新攻坚、实践平台深度搭建,把创新要素注入专业教学全时段,才会造就既熟悉化工技术又擅长创新应用转化的复合型人才。需进一步深化校企协同的机制,优化“专创融合”评估体系,使教学改革与产业发展节奏契合,为化工领域高品质进步输送人才力量。
参考文献:
[1] 杨威 , 张瀚文 , 孙钟 , 等 . 浅谈“课程思政”背景下高校有机化学教学改革 [J]. 黑龙江造纸 ,2021,49(02):44-46.
[2] 洪碧琼 . 新工科背景下地方高校有机化学教学改革初探 [J]. 广州化工 ,2020(48):130-131
作者简介:张晓康(1990.10-)男,汉,山东省泰安市,博士研究生,副教授化学工程与技术