|
河北工业大学
河北工业大学 河北省
  • 0 高校采购信息
  • 229 科技成果项目
  • 0 创新创业项目
  • 0 高校项目需求

产业新需求导向的地方高校化工类创新人才培养模式探索与实践

2023-03-14 12:41:06
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn

一、项目类别

产教融合项目

二、应用类别

解决方案

三、知识产权类型

教学成果奖励

四、项目简介

化工产业是国家支柱产业,在国家实现高质量发展的进程中具有不可替代的作用。面对化工产业“精细化、智能化、绿色化、安全化”的要求,亟需一批“勤实践、会创新”并能解决生产实际问题的化工类创新人才。目前,已有的化工类创新人才的培养模式,难以满足产业日益发展所需的人才要求。

本教学团队依托河北省化学工程与工艺专业综合改革试点项目、河北省高等教育教学改革研究与实践项目,聚焦化工类创新人才培养,围绕学生工程实践能力和创新能力的提升,形成了“强实践、重创新、提素质”的人才培养理念,构建了“面向产业、突出实践、强化创新、持续改进”的化工类创新人才培养模式,有效解决了“人才培养课程体系创新不够,难以满足产业发展新需求”、“教学模式较为单一,不能满足学生创新实践能力培养的个性化学习需求”、“协同育人机制不完善,无法实现人才供给侧与产业需求侧的良性互动”等问题。

教学团队在校内外广泛调研和充分研讨的基础上,开展地方高校化工类创新人才培养的新探索。本项目构建了以立德树人为核心、以创新能力培养为先导,形成“基础层、专业层、创新层”三个培养层次、“学校、企业、社会”三方共建的育人模式。基础层强调理论知识学习,专业层培养行业通用性技能,创新层关注学生个性化创新发展,提升道德修养,培养科学态度,强化创新能力,引领化工人才培养的深层次改革(图1)。

以育人为核心,创新能力培养为先导,构建层次进阶的化工类创新人才培养课程体系。教学团队通过对行业人才的需求调研,掌握产业发展最新的人才需求和未来发展方向,建立了基于OBE理念的“双流程创新、四过程保障、六环节持续改进”的质保体系,实现对人才培养的全过程、全方位、全员参与的常态监测、评价、反馈与提升。(图2)。

为保证本科教学的顺利进行和全面质量监控,在教学过程监督检查管理上实行了校、院、系三级教学监督机制,从教学质量监控、教学运行管理、学籍管理、教材管理、考试管理、实践与改革、奖惩管理和师资引进与培养八个方面制定了完善的教学管理制度、持续改进过程和教学过程全追踪(图3、4)。

同时对接行业发展实际,重构课程体系,从人才的知识能力结构上支持化工产业转型升级,将专业内容增设绿色化、安全、智能三个方向。强调学科交叉,合理重构课程内容,新设《绿色化学与环境保护》、《化工设计智能控制》等12门跨学科融合课程。结合地方经济产业转型升级和创新驱动发展的战略需求,加大实践环节比重至25%,强化学生创新实践能力培养,突出价值引领,实现人才全面发展(图5)。我校化工学院将两个国家级科研创新平台面向本科生开放,为本科生实践创新训练提供良好条件(图6)。

立足学科竞赛,将创新竞赛内容融入课堂实践教学中,创建“课程实验、实习实践、学科竞赛、科学研究”四融合的实践模式。(图7)。

建立校、省、国家三级提升式竞赛体系,鼓励学生参加高水平学科竞赛。近十年参与化工类专业竞赛的学生人数呈逐年上升趋势,提高了学生的工程创新能力(图8)。学生参加学科竞赛获得国家级奖励687人次,连续九年获大学生化工设计竞赛全国一等奖,蝉联河北省大学生化工设计竞赛金奖,获“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖等6人次、“挑战杯”全国大学生科技作品竞赛三等奖等17人次,授权发明专利20余项,发表科技论文145篇。

项目成果通过“先进科学技术进教材、进课堂”活动,促进研究成果转化为教学资源,将一流课程建设融入一流本科建设整体方案,实现教学内容的与时俱进。《化工原理》、《有机化学》、《高分子材料基础》、合成氨工艺及事故应急演练3D虚拟仿真实验、氨合成工艺3D虚拟仿真教学实验等5门课程获批河北省、天津市一流本科课程(图9),6门课入选省级课程思政示范课程(图10)。

近年来,我院在黄大年式教师团队的带领下,开展了“讲好中国故事”、“传统文化教育”等活动。与西柏坡、狼牙山、塞罕坝等红色教育基地开展了二十多年的实践活动,建立了一系列思政课实践教学基地。先后有三个班级被评为河北省省级先进班集体,“黄土坎暑期实践队”连续24年获评河北省社会实践优秀服务队。2014级本硕博连读生胡楠被评为“全国高校百名研究生党员标兵”,2017级学生王昊获得“中国大学生自强之星”(图11)。

以数字化创新实践平台为基础,构建了全流程项目式教学模式。教学团队面向产业发展实际,以项目内容驱动教学内容和教学方法改革,利用现代信息技术开发教学资源,构建全流程项目式教学模式。按典型化工项目“甲醇生产”、“合成氨工业”、“邻苯二甲酸酐生产”建立了三个全流程项目学习组,用工程案例替代虚拟命题,教学空间拓展至实验室、实训基地、虚拟工厂,用企业项目标准取代作业评分(图12)。

学院从产业需求出发,在SHE(安全、健康、环保)理念指导下,以“工程引领”人才培养为目的,完善了化工类实验室、实践中心和实践平台(图13),强化了学生工程实践,加大了综合型、设计型实验的比例。

学校加强校企协同,搭建校企联盟,建有并投入使用多个校内外实习实训基地,开展实习、实训教学工作,培养学生的实践能力。目前已经建立了由中国天辰、天士力控股集团有限公司、石药控股集团有限公司等为代表的校外实习基地构成的工程实践教育平台,为学生完成基础性实践提供了良好工程实践教育平台(图14)。

基于CDIO理念,本教学成果提出了“技术提取—一维培养—人才考核—二维培养”的循环圈式教学模式,即技术提取—一维培养—人才考核—二维培养的培养循环圈。该方法总结成教学论文发表于《Journal of Chemical Education》,并在科学网进行了报道,获得国内外专家的一致认可(图15)。

同时项目团队积极进行教学研究及课程改革,更新教学内容,将大量科技创新思想和成果案例引入课堂教学中,创新工程教育方法。近十年,学院教师承担或完成教研教改项目75项(表1)。

坚持共享共建,强化校企合作,构建校企协同育人的长效运行机制。教学团队坚持“四个面向”,建立校企协同育人长效运行机制,促进专业教育与产业需求的有机结合,建立“产业→专业→学业→职业”校企合作人才培养系统,实现学校企业共同制定培养方案、共同参与培养过程、共同评价培养质量(图16)。

为加强教师工程能力的培养,团队定期选派教师到企业和设计院所进行生产、设计和工程等培训,并且制定了教师的工程经验与实践能力培养计划,中青年教师要有不少于6个月的实践培训。如生物工程专业28名教师中,有23名老师具有半年以上相关企业工作经历或项目合作经历,占比82.14%(图17)。

多年的建设经验形成如下创新与特色:课程体系创新。调整课程体系和内容,构建“强化化工基本理论,突出化工实践能力,拓展创新创业能力,全程融入课程思政”的化工类创新人才培养课程体系,充分结合“绿色、智能、安全”三方面的内容,升级为“基础层、专业层、创新层”三个层次。课程体系突出“专业跨界、学科交叉、科教融合、德才共铸”,促进学生全面发展。育人路径创新。采用全过程项目式教学模式,以工业项目贯穿理论学习全过程,强化创新人才培养的针对性与实用性;以案例式课堂、工程化课程、针对性实践为载体,建立起从学习到生产、从技术到能力、从知识到素养的多维度、立体式的学习环境;以工厂实践、实验室科研、创新竞赛为载体,建立了学生综合性创新实践能力提升路径。运行机制创新。建立了合作共赢的校企合作长效机制,即“产业→专业→学业→职业”校企合作的人才培养链,实现校企师资、设备、项目、场地等的共享,校企文化融合,提高学生对专业、企业、行业认同度,进一步树牢学生“热爱化工、干好化工”的情怀。

本成果在学校应用以来,学生的创新实践能力和综合素质普遍增强。近五年学生参与“新工科”相关各类创新竞赛高达5000余人次。先后获得全国大学生化工设计竞赛一等奖45人次(图18)、“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖6人次、“挑战杯”全国大学生科技作品竞赛三等奖17人次。学生100%参加河北省大学生化工设计竞赛,连续4年获得金奖;承担省部级以上大学生创新创业项目40余项。

学生面向“新工科”的能力全面发展,毕业生60%就职于京津冀化工企业,华药集团、开滦集团、北京燕化等企业对我校毕业生均高度评价。同时本项目的教育教学成果、经验也受到了兄弟院校的一致好评(图19)

根据京津冀化工相关产业需求,以OBE理念为导向,构建了工学并举引领的化工类工程创新人才培养模式,显著增强了创新人才的综合素质,设置了“化工”相关的8个专业,其中6个专业入选国家一流专业建设点,2个专业入选河北省一流专业建设点;4个专业通过工程教育认证(图20),在京津冀乃至全国同类院校优势明显。

教师的能力得到了提升,教师团队的教育教学水平全省领先。教师团队获“首批全国黄大年式教师团队”、“全国先进基层党组织”、“全国石油和化工教育优秀教学团队”、“河北省优秀教学团队”、“全国模范教师”、“天津市师德先进个人”、“河北省教学名师”等荣誉称号,并荣获天津市青年教师教学基本功竞赛一等奖2项。与华北制药、中信国安、开滦集团和鑫海集团等大中型企业建立了战略合作关系,创建了“四位一体”创新实践平台,每年为企业进行卓越工程师培训超过1000人次(图21)。多名教师具备注册化工工程师资质、锅炉压力容器特种设备专业人员资格(图22),多人次获得产学研合作促进会奖励(图23)。

建设成果交流分享,得到普遍认可。组织并发起了“河北省大学生化工设计竞赛”,带动全省26所院校的数千名学生参与,推动了河北省面向“新工科”的高水平化工类创新人才培养。发表教学研究论文91篇。主编工程应用型教材14部(图24),建成省级一流课程4门、河北省课程思政示范课2门,获全国高等学校本科化工类专业优秀课程思政案例二等奖2项。化工学院分别获得全国优秀基层党组织、天津市高校党建工作示范单位和天津市教育系统先进基层党组织(图25)。

专业建设成效显著,发挥引领示范作用。形成了面向“新工科”的校企协同工程化育人机制,企业深度参与人才培养,成为京津冀化工行业面向“新工科”的高水平人才培养基地。华药集团、开滦集团、燕山石化等大型企业对我院毕业生均给出高度评价。相关的教学成果在新华网、人民网、《中国青年报》和《中国教育报》进行了报道(图26)。

综上所述,本教学成果聚焦化工类创新人才培养,围绕学生工程实践能力和创新能力的提升,进行了系统的研究与实践,形成了“强实践、重创新、提素质”的人才培养理念,构建了“面向产业、突出实践、强化创新、持续改进”的化工类创新人才培养模式,取得了显著成效。