新工科背景下大化工卓越工程人才培養探索與實踐

摘 要：新一輪科技革命和產業變革驅動工程人才培養改革面臨新要求和新挑戰，作為行業優勢高校，北京化工大學以新工科建設為抓手，深入剖析「大化工」特色工程人才成長規律和培養瓶頸，將多學科交叉的思想與創新思維融入工程人才培養的全過程，在課程體系、培養模式、創新創業、工程師資等方面進行了一系列改革，並取得了顯著成果。

關鍵詞：大化工；多學科交叉融合；創新創業

來自瑞銀中國的研究顯示：中國在製造業特別是高端裝備製造業的創新和研發能力較強，中國的人口紅利將逐步升級為「工程師紅利」，高端工程技術人才成為提升國家硬實力、軟實力，應對全球產業競爭的第一資源。

化工類行業調查顯示：當前石化企業生產人員中高技能人才的比例為21.2%，與《高技能人才隊伍建設中長期規劃（2010—2020年）》中提到的28%還有一定差距，從當前化工類行業院校畢業生供給趨勢來看，高技能勞動者每年有近5萬人缺口。[1]北京化工大學（以下簡稱學校）作為一所行業特色鮮明的大學，突出化工特色，培養具有「大工程觀」的卓越工程人才是學校的必然選擇。在新工科建設的背景下，針對化工類工程人才培養存在的「工程教育離散化、獨立化，缺乏系統性與整體性」「化工企業生產要求高，企業接受學生生產實踐壓力大」「理論教學與工程實踐逐漸脫節」等問題，學校確立了「立足需求—固本革新—回歸工程—走向高端」的工作思路，牢固樹立「大化工」工程教育理念，把真實的工程體驗和創新精神融入到工程人才培養的過程，將理論學習、科研體驗和工程實踐有機結合，著重培養學生解決複雜工程問題的能力，進行大化工卓越工程人才培養探索和實踐。

以新工科建設為抓手，構建「大化工」特色課程體系

2016年「世界經濟論壇」發布《未來職業》報告：對2020年人類關鍵的十大能力進行了預測並排名，其中解決複雜問題、批判性思維、創造力位列前三。[2]由此可見，未來社會的新工程師面臨的不再是「知道什麼」，而是「解決什麼」。[3]因此，學校牢牢把握產業需求，深入剖析「大化工」卓越工程人才的成長規律，依託學科優勢與優質課程資源，構建出螺旋遞進的「大化工」特色課程體系，通過「大工程理念課程體系」強化學生的知識儲備、創新意識與國際視野，通過「遞進式實踐課程體系」強化學生的工程實踐能力和解決複雜工程問題能力，進而支撐卓越工程人才培養。

基於多學科交叉融合，探索「大化工」新型工程人才培養模式

新工科背景下，應以多學科交叉融合為抓手，以職業能力為導向，積極探索和實踐本研貫通的工科高層次人才培養新模式，努力造就符合新時代和未來需求的卓越工程科技人才。[4]學校自2013年啟動「學科交叉人才培養計劃」，設立學科交叉班，開設學科交叉研討課程，拓展學科交叉科研項目，截至目前累計培養學科交叉人才1,285名，以學生為主體發表中英文論文34篇，在全國及省市比賽中獲獎91項。2018年學校校長獎學金獲得者栗振華同學，2013年入選首批「學科交叉班」，通過本碩博貫通培養，在「插層結構材料與電化學能源存儲/轉換」等領域取得系列具有國際影響力的研究成果，以第一/共一作者在國際權威化學材料類期刊發表論文10篇，影響因子累計達105(其中IF>10.0的SCI論文5篇，10.0>IF>8.0的3篇；ESI高被引論文3篇，單篇最高被引165次)。在「多學科交叉人才培養計劃」的施行成效與輻射下，通過整合全校優勢資源，搭建學科交叉實踐平台—「學科交叉工程創新實踐中心」，並將「交叉、創新、實踐」等卓越工程人才培養核心元素貫穿其中，涵蓋了創新實驗室、創客空間、創新創業展示大廳、實物生產線以及分析測試平台六大模塊，支撐學生的創新實踐、工程訓練、學科競賽、創業啟蒙與成果孵化等，重點培養學生跨學科的創新能力、實踐能力和創業意識。實踐證明，多學科交叉融合能夠有效激發學生的創新潛能和跨界整合能力，是拔尖創新人才培養過程中一次成功的教學改革與實踐。

依託學校「大化工」的學科背景，積極推廣「學科交叉人才培養計劃」的實踐經驗，以培養化工行業精英為抓手，建立侯德榜工程師學院，並將其作為改革試驗田，打破專業設置屏障，以多學科交叉融合為手段，以培養工程型碩士為目標，重構六個「卓越計劃」試點專業的課程體系和教學內容，通過學科交叉與專業互通，強力打造具備「大化工」特色的「卓越計劃」升級版，建設具有化工特色的專業集群。同時，新增「數據科學與大數據」專業作為新工科建設改革試點於2018年首屆大類招生。侯德榜工程師學院作為基礎教育載體，施行低年級強化基礎教育、高年級專業分流，旨在探索厚基礎、寬口徑、多融合、重實踐的「大化工」特色卓越工程人才培養模式。

同時，學校積極響應「一帶一路」倡議，推動工程教育大開放、大交流、大交融，通過引進法國精英工程師教育體系，與法國巴黎國家高等化學學校聯合成立中外合作辦學機構—巴黎居里工程師學院，培養具有國際化視野的高端工程人才。巴黎居里工程師學院依託中法兩校在化學、化工、材料及生物工程領域的教學與學科優勢，強強聯合，整合優質課程資源，構建以強化學生工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力為核心的培養方案，強化實習實踐與企業合作，打造多學科交叉與多文化融合的創新平台，實現工程教育不同層次的有效銜接，探索本研貫通的高端工程人才培養新機制，打造大化工教育國際品牌。巴黎居里工程師學院自2017年啟動第一屆招生，歷經一年多的預科教育體系的摸索與建設，通過「法語小班授課、英語不斷線」等方式強化語言教學，採用「理論—實驗—習題」多維教學模式強化數理化基礎教學，通過「課堂小測＋月考＋教學督導」強化過程考核，凸顯人才培養的中心地位，實現工程師教育的內涵式發展。

產學研深度融合，推動創新創業教育改革

以培養學生創新思維和創業動力為重要抓手，以產業需求為導向，以產學研共贏為原則，整合各方優勢資源，將多學科交叉的創新思維與創業意識融入到教育教學全過程，真正實現全員、全程、全方位育人。

整合學校創新創業教育資源，將多學科交叉的創新思維和創業意識有機融合，構建「課程體系、導師團隊、科研訓練、學科競賽、成果孵化」五位一體的雙創教學體系。邀請霍尼維爾（Honeywell）、西門子（中國）等全球500強企業資深專家開設創新創業實踐課程。同時，通過科研反哺和校企合作強化各類科技競賽與創新創業大賽的執行和孵化，建立創新創業學院，搭建科技成果轉化與創新創業的橋樑，有效推動「雙創」教育改革。

依託「大化工」辦學特色和學科優勢，將基於工程實際的全周期實踐教學理念貫穿人才培養全過程，推進遞進式實踐課程體系的開展與落實[5]，使「校內基礎實驗教學中心—校內工程實訓基地—校外工程實踐基地」三大實踐教學平台優勢互補，實現理論教學、實踐教學與企業人才需求的無縫對接，深化多主體協同育人。持續推進產學融合、校企合作的體制機制改革，與山東魯抗、西門子（中國）、中國化工裝備總公司等89家大型企業在工程人才培養、實踐教學改革、創新創業教育、教師培訓、科技成果轉化等方面進行了跨界合作，推動教育內部資源和外部資源的有效整合，實現互為依存、深度融合。一方面，廣泛發動行業協會和企業走進校園，形成高校與行業企業聯合培養人才的新機制，與中國塑料機械工業協會聯合在校內建設「中國塑機創新人才培養基地」，19家塑機行業企業捐贈價值800萬元的先進位造設備；另一方面，作為副理事長單位聯合多家高校和企業發起「智能製造新工程師校企聯盟」，首次發布「新工程師」人才培養理念。

學校注重科研反哺教學，所有科研平台和外設研究院面向本科生全面開放，將科研訓練貫穿於人才培養全過程。學校在低年級實施本科生導師制，學生可以自主選擇導師，在導師的指導下進入科研實驗室開展研究實踐；高年級學生可通過大學生創新創業計劃、學科交叉培養計划進入科研實驗室進行科學研究。學校注重將科研成果轉化為教學內容，以化工產品全生命周期實訓基地為例，基於化工產品全生命周期的理念，轉化教師科研成果建成虛實結合的智能模擬工廠，供全校20多個專業學生開展認識實習、生產實習、模擬實訓，有效解決了大化工類專業實習難的問題。化學工程學院依託自身的學科優勢，自主研發化工單元實驗裝置用於本科教學，並且被清華大學、西安交通大學、山東大學、中國科學院過程工程研究所等70餘所高校及科研院所採用。

貫徹人才強校戰略，構建多元化工程教育師資隊伍

學校將師資隊伍建設放在工程教育改革實踐的重要位置，致力於構建高水平、工程化、國際化的工程教育師資隊伍。在工程教育師資隊伍建設中堅持大師學者引領，兩院院士、長江學者、國家傑青等知名教授參與到工程人才培養一線，依託學術視野和跨學科學術背景，引導學生開展工程實踐和科學研究。

為了解決教師工程能力欠缺的問題，自2012年以來，學校實施青年教師工程能力提升計劃，在每年暑期組織選派40名左右青年教師深入吉化集團、東嶽集團、遼化集團等大化工企業一線進行為期一個月的工程實踐，學習工廠設計、生產、維護、管理的各個環節，強化青年教師的工程實踐能力和工程教育能力。同時，與中國天辰、華陸集團等企業共建5個校企教師培訓基地，與10多家企業建立了長期合作培訓關係，聘請了32位企業導師做兼職教授，豐富學校與企業的技術交流與文化交流，形成提升教師工程素養長效機制。

學校「軟物質科學與工程高精尖創新中心」的多名外籍高端教授參與本科人才培養與科教融合，致力於打造軟物質科學與跨學科高層次工程人才匯聚和培養基地。同時，基於學校國際化課程，學校每年邀請30名左右國際知名教授來學校開設課程，海外教學團隊參與工程人才培養，推進工程教育師資隊伍國際化進程。

總結與思考

新工科建設是新時期、新形勢下高等工程教育的偉大變革，作為具有鮮明行業特色的工科優勢高校，工程教育的範式轉變尤為重要，未來工程師的培養不再是「唯專業、唯知識、唯理論」，而是「懂得交叉融合、善於創新管理、具備家國情懷」的新型工程師。新工科背景下，我們面臨的挑戰是如何利用傳統優勢學科進行變革與創新，取其精華再升級發展新型工科專業，面向戰略新興產業建設一批新興工科專業，整合各方優勢資源，形成教學、科研、校企合作聯動的長效機制，以創新創業帶動人才培養，不斷探索實施新工科背景下大化工特色鮮明的高層次工程人才培養，通過發展一流本科教育、建設一流本科專業、培養一流本科人才，服務學校「強工、厚理、興文」的「雙一流」建設總體布局。（作者：蘇海佳 張婷 劉驥翔 侯虹，單位：北京化工大學教務處）

本文系教育部人文社會科學研究「基於法國工程師精英教育下我國化工行業卓越工程人才培養模式的探索」項目研究成果

參考文獻：

[1]第三次全國經濟普查主要數據公報[EB/OL].（2014-12-16）[2015-01-12].http://www.stats.gov.cn/tjsj/zxfb/201412/t20141216_653695.html.

[2]The Future of Jobs[EB/OL].[2019-06-13].http://reports.weforum.org/future-of-jobs-2016.

[3]王迎軍,李正,項聰.基於「4I」的工程人才培養模式改革[J].高等工程教育研究,2018(2):15-19.

[4]錢鋒：新時代應建立健全多學科交叉融合的工程人才

培養模式[EB/OL].(2018-03-08)[2018-03-10].http://special.

chinadevelopment.com.cn/2018zt/2018lh/lhxw/2018/03/1241229.shtml.

[5]劉驥翔,張婷,魏傑,等.化工產品全生命周期虛擬模擬實驗教學中心建設與實踐[J].實驗室研究與探索,2018,37(4):158-161.

《北京教育》雜誌

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