面向國家需求的化學工程與工藝特色專業課程體系構建與實踐

面向國家需求的化學工程與工藝特色專業課程體系構建與實踐哈爾濱工業大學電化學工程專業成立于1962年，是國內最早建立的電化學工程專業之一。1999年我國大學本科專業目錄調整，原多個化工類專業（含電化學工程）統一合并為“化學工程與工藝”專業，但各大學中的該專業側重方向與特色不同。我校保留了原來的“電化學工程”方向與特色，并被教育部認定為第三批高等學校特色專業建設點。在特色專業的建設過程中，面對寬口徑的“化學工程與工藝”專業，既要開設核心化工課程又要保持電化學工程專業方向的課程。2008年修訂培養方案時，我們將化學工程與工藝專業分為“化學工藝”與“電化學工程”兩個專業方向進行課程設置。對“化學工藝”專業方向的學生按“化學工程與工藝”專業規范要求構建化工課程體系進行培養；而對于“電化學工程”方向，探索以滿足專業規范中核心知識要求為前提，依據專業特色的需要，通過以知識點為標準（不拘泥于課程名稱）協調專業規范要求與專業方向的關系，構建彰顯專業特色的課程體系。2012年修訂培養方案時，我們在系統地分析總結前期實踐效果的基礎上，形成了新培養方案。本文重點介紹了我們構建與“電化學工程”專業方向對應的課程體系的一些做法，以期達到拋磚引玉之作用。

一、面向國家需求的專業特色定位與培養目標

專業特色是特色專業的靈魂，特色定位準確與否直接決定了特色專業建設的成敗。首先，專業特色的定位要以長期形成的辦學理念以及在人才培養方面的積累為基礎。哈爾濱工業大學化學工程與工藝專業的“電化學工程”方向經過半個多世紀的深厚積累，培養了大批我國電化學工程領域的中堅力量。20世紀80年代，本專業王紀三教授的“發泡鎳電極”技術，帶動了我國電池行業的技術進步，胡信國教授的“一步法無氰電鍍銅”工藝引領了電鍍行業降低污染的技術革命，因此獲得了國家發明獎。當前，傳統石化類資源的日趨緊張及環境污染壓力，已成為限制我國經濟發展的一大瓶頸，研發新型能源與電鍍清潔生產新工藝，是國家能源、環境的重大戰略需求，特色專業責無旁貸要擔當起此方面人才培養的重任。我們認為，特色定位不能脫離化工領域及化工學科，要根據國家對人才需求現狀和發展趨勢，充分發揮自己已經積累的特色基礎和教學資源優勢，有效利用外部環境中的有利因素和發展機遇進行定位。基于此，哈工大“化學工程與工藝”專業特色方向確定為化學電源和電化學表面處理，與電池及電鍍行業對應。

本專業畢業的學生應具有以下幾方面的知識和能力：（1）具有堅實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎知識及較高的科學素養；（2）具有較強的計算機和外語應用能力；（3）較系統地掌握本專業領域的理論基礎知識，了解學科前沿及最新的發展動態；（4）具有創新意識和獨立獲取知識的能力；（5）具有較強的分析解決問題的能力及實踐技能，具有從事與本專業有關的產品研究、設計、開發以及組織管理的能力；（6）熟悉本專業領域相關的發展方針、政策和法規。

二、基于專業特色的內涵和建設目標，明確課程設置的原則

專業特色是指充分體現學校辦學定位，經過長期辦學實踐逐步積淀形成，優于其他學校相關專業的獨特、穩定和具有鮮明個性特點并為社會所承認的專業風格。開展專業特色建設，旨在促進高等學校人才培養工作與社會需求的緊密聯系，滿足國家經濟社會發展對多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過專業特色建設，探索專業建設實踐，豐富專業建設理論，形成專業建設、人才培養與經濟社會發展緊密結合的專業建設思路與人才培養方案，形成該專業建設內容的相關參考規范，對國內同類型專業建設起到示范和帶動作用。

人才培養方案的制訂與優化是專業特色建設的核心內容，而課程體系的設計是實現培養目標的基礎，是完成特色型人才培養的保證。課程體系構建要根據人才培養目標要求應具備的知識、能力、素質，明確其應具有的知識結構進而設置相應課程，形成結構合理能滿足專業特色需要的課程體系。我們認為滿足專業特色的課程設置應遵循如下原則：

1.通識教育和專業教育相結合的原則。課程設置上要處理好寬基礎與專業特色的關系，注重理學基礎教育，既要滿足特色的要求，又要為學生未來可持續發展和繼續學習打好基礎。通識教育和專業教育課程的有機結合，拓寬學生知識和視野，使學生在科學基礎、人文素養、專業素質和能力等方面同步提升，促進學生的全面發展。

2.堅持在滿足“化學工程與工藝”專業規范要求前提下彰顯專業特色的原則。依據專業特色的需要，以知識點為標準，構建融會貫通、有機聯系的課程體系。應以學生為本，不但要有與專業特色要求知識結構對應的課程體系，還要通過增加選修課的方式，構建與專業規范完全對應的課程體系，以滿足本專業方向學生的自主選修。同時注意設置反映行業與產業形成的新知識、新成果、新技術和學科發展的課程。

3.加強實踐教學與創新能力培養的原則。單獨設置與實踐教學及創新意識培養對應的課程，注重理論課與實驗課的銜接與相互補充。增加實驗教學比重，及時將教師的相關研究成果轉化為實驗教學內容，使我校的強勢科研力量轉化為優質教學資源。并通過設置產學結合與創新類課程等，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力及創新意識。

4.促進本科教育國際化的原則。保證學生四年外語不斷線。在通識教育階段基礎上，參照國外同類專業課程體系，設置和建設系列化專業教育雙語課程，培養學生跨文化交流能力，提高學生的國際競爭力。

三、以滿足專業規范基本要求為前提，構建彰顯專業特色的課程體系

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，不能沒有基本的人才培養質量標準。專業規范就是專業人才培養的總體框架與規定，我們不能背離專業規范中的基本要求去追求所謂的專業特色，遵循專業規范而不拘泥于規范的專業特色才能日益彰顯。專業特色總體上呈現多樣性特征，而專業規范體現了統一性的特征，專業規范中的人才培養基本規格，核心知識領域等質量要求標準是統一的，這是專業本身具有的特征。要協調好專業規范的統一性與專業特色多樣性的關系，以滿足專業規范基本要求為前提來彰顯專業特色。我們以“化學工程與工藝”專業規范中要求的知識點為標準，圍繞“電化學工程”知識結構的需要構建課程體系。基本做法如下：1.在通識教育方面，強化數理基礎，數學類課程278學時、物理課程177學時，人文與社會科學基礎課177學時，公共外語課200學時（前兩學年完成公共外語課后，大三開設雙語課有“化工熱力學”、“電化學測量”等，大四開設“表面工程”、“新型化學電源”、“電動車能源系統”雙語課，保證四年外語不斷線），還設有文化素質講座、全校任選課等；針對行業、學科發展的需求，在通識教育的基礎上，通過知識點不重復介紹來壓縮相應課程的學時，設置與電化學工程知識結構對應的學科基礎課、專業核心課、專業選修課。為拓寬專業基礎，將“工程制圖基礎”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“化工綜合實驗”、“專業導論課”、“化工安全概論”、“理論力學”、“材料力學”、“電工與電子技術”、“電工與電子技術綜合實驗”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無機材料制備方法”等定為學科基礎課。按教學目標重組突出專業特色的主干課程體系，把“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”、“物理化學”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“電化學原理”、“電化學測量”、“化學電源工藝學”、“電鍍工藝學”10門課程作為專業主干課。

2.以知識點為標準，通過必修與限選課來滿足專業規范的基本要求。“電鍍車間設計”、“化學電源設計”為實踐類必修課，同時設有“化工機械與設備”專業選修課，以此涵蓋化工設計的知識點；“化學反應工程”與“電化學反應工程”2門課限定為至少二選一，另外在10門專業主干課程中，包含了電極過程動力學、催化、反應器等內容，滿足了反應工程知識點的要求。我們增加了選修課門數，并以知識點不重復介紹為原則壓縮每門課程的學時，具體分為三類：第一類是設置了“結構化學”、“化工設計”、“化工儀表及自動化”、“化工分離工程”等化學、化工類課程及“材料分析測試方法”課程，使學生具備專業規范要求的化工知識體系，為有志于在化工行業就業及出國、考取外校研究生的學生打好基礎；第二類是設置了“新型化學電源”、“固體電化學基礎”、“電動車能源系統”、“綠色能源”、“電極材料結構表征”等課程，供希望從事電池行業的學生選修；第三類是設置了“化工設備腐蝕與防護”、“表面工程”、“電化學加工技術”、“涂裝技術”等課程，供準備從事電鍍行業的學生選修。從知識點看，既滿足了“化學工程與工藝”專業規范的要求，又構建了適合專業特色的電化學工程知識結構體系。同時，不但滿足了學生的就業要求，還為學生職業發展和繼續學習奠定了基礎。

四、發揮學科優勢，設置加強實踐教學與創新能力培養的課程

本專業依托的哈工大化學工程與技術學科，具有一級學科博士學位授予權，并建有化學工程與技術博士后流動工作站，2012年哈工大的化學工程與技術學科排名進入全國評估前八名。多年來面向國家、國防重大需求，形成了本學科的優勢特色。在應用電化學方向上，產學研特色突出，多項原創性成果為企業創造了顯著的效益。與本專業建立長期穩定的科研、教學合作關系的企業有十幾家，為產學結合的學生培養奠定了良好的基礎。我校化工學科在“211工程”、“985工程”的支持下，形成了科研、教學硬件大平臺，為學生的科研訓練、課程設計、畢業論文（設計）等提供良好的實踐平臺。在軟硬件方面，對電化學工程的專業特色方向建設起到了保障和促進作用。另外，本專業正在逐步加大科研設備和科研實驗室等資源向學生開放的力度，創造條件讓學生能夠較早進入實驗室，參與教師的科研工作，在具體的科研活動中培養實踐、創新能力。在專業實驗內容上，鼓勵教師將適合于實驗教學的科研成果轉化、更新為課程教學內容，有利于將最新的學科知識、技能傳授給學生。

在實踐教學與創新意識培養方面，對于基本技能、方法類實驗，與四大化學相關的實驗課為132學時、與化工基礎相關實驗72學時，與專業方向對應的實驗課100學時。特色專業是面向行業培養人才，在產學結合上，設置“國內外專家講學”學科基礎課，還要求講授專業課的教師要理論聯系實際，注重啟發科研思路。專業定期從合作企業中邀請高級工程技術人員來校為學生進行課堂教學或講座，聘請具有教學經驗的高級工程師參與本科教學活動；在創新能力培養方面，設置了“大一年度項目”、“創新創業訓練計劃”、“創新實驗課”、“創新研修課”