導語：化工專業工程教育認證創新性思維研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

化學工程與工藝(化工)專業是傳統的本科專業之一,具有顯著的工程特色和實踐性,學生通過對“三傳一反”、物理化學、熱力學等課程的學習,能夠在化工、冶金、航空航天、醫藥等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理。河南城建學院是一所典型的應用技術型高校,早在1983年,就結合平頂山地域特性設置了煤炭深加工與利用專業,課程設置與化工專業相近,2002年設置化學工程與工藝本科專業,旨在培養高素質專業人才,尤其是能源化工方向和尼龍化工方向。近來,學校更加強調“應用技術型城建大學”的建設,化工專業注重具有國際視野和復合型人才的培養,更加符合現代化工對人才的需求和高等學校工程教育專業認證的要求。本文結合化工專業高等學校工程教育專業認證重要意義,討論了創新性思維在化工專業工程教育認證中的重要性,以及在教學實踐和課程建設中培養學生創新性思維的方法。

1工程教育專業認證背景下的創新性思維

工程教育專業認證是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價,得到國內外廣泛認可。通過工程教育認證的高校,在一定意義上表明該校工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求,國際互認。工程教育專業認證是全球化、信息化、地球村的時代產物。認證標準分為通用標準和補充標準。通用標準[1]中,畢業要求從知識、應用、溝通等方面進行了要求,其中明確提出畢業生必須具有創新意識和能力,如“能夠設計針對復雜工程問題的解決方案,設計滿足特定需求的系統、單元(部件)或工藝流程,并能夠在設計環節中體現創新意識”。同時,12條畢業要求中有8條都提到“復雜工程問題”,并明確“需要通過建立合適的抽象模型才能解決,在建模過程中需要體現出創造性”、“不是僅靠常用方法就可以完全解決”是復雜問題的基本特征。如“能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決復雜工程問題”、“能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理,識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題,以獲得有效結論”、“能夠設計針對復雜工程問題的解決方案,設計滿足特定需求的系統、單元(部件)或工藝流程,并能夠在設計環節中體現創新意識,考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素”、“能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究,包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論”。這說明,隨著我國工程教育走向國際化舞臺,工程教育專業認證對學生的實踐創新能力要求越來越高[2]。創新性思維是畢業要求的精髓和內在要求,貫穿學生培養全過程。創新思維是畢業生必須具有的知識素養,是達到畢業要求的核心指標。沒有創新能力,面對“復雜工程問題”,只能望洋興嘆,束手無策。

2多層次全方位理解“基礎原理”,誘發創新思維

化工專業的學科知識體系龐大,但是一些課程具有相通的章節,并且部分應用型課程涉及到的基本原理都是一樣的。因此,把基本原理理解透徹,對許多課程的學習能達到事半功倍的效果。同時,學生今后從事科研、設計、管理工作也常使用到這些基本原理,一切的創新工作都基于這些基本原理,只有對這些基本原理理解透徹,才有可能創新。下面以電解過程為例,說明對電解原理的多方位理解。外加電壓V很小時(滑片在a附近),電路中有微電流通過,形成曲線的AB段。外加電壓V增大,形成曲線的BC段。該曲線的理論成因,多數經典教材及資料都從電動勢角度進行了解釋[3],不再贅述。I-E曲線學生已經在《分析化學》、《物理化學》等課程學習了微電壓、極板電流、濃差電流等,可以嘗試讓學生分別利用這些理論來解釋圖2中電解曲線的成因[4]。表面上三種方法各有不同的假設前提和應用范圍,自成體系、互不相干,實質上三種方法相互補充,相互說明,是一致和統一的。這樣極大加深了學生對電解理論的認識,有利于學生在利用電化學反應機理、去極化作用、離子遷移機理優化電解條件時進行創新,提出切實可行的方案。

3深挖細化應用型課程,引導創新思維

化工專業的應用型課程較多,如《精細化工工藝學》、《煤化工工藝》和《化工工藝學》等,一些學校還開展了應用實踐課程,學生課后要自己動手設計立體工藝模型等。這些課程是基本理論在具體生產生活中的應用,工程特色顯著。授課老師引導學生思考應用背后蘊藏的理論知識,或者引導學生對某些工藝進行改進,都可以激發學生的創新思維。比如,煤化工工藝學中,經常提到煤的燃燒反應和煤的氣化反應,教師可以引導學生思考:在一個反應器內(氣化爐、熱解爐),兩個反應都存在,但目前都是單獨研究的;根據《反應工程學》、《催化原理及工程》,氣固反應發生在固相表面,那么當一個反應在表面發生后會不會占據催化活性位阻礙另一個反應,或者當一個反應在表面發生后會不會造成更加豐富的表面孔隙結構進而促進另一個反應[5]?阻礙和促進作用是單向的還是雙向?4結論工程教育專業認證注重培養學生對“復雜工程問題”的解決能力,創新性思維是工程教育專業認證的內在要求和核心。教學過程中要重視引導學生多層次全方位理解“基礎原理”,深入挖掘應用型課程涉及的原理,對已有的工藝進行優化,有意識地引導學生進行創新性思維。

參考文獻

[1]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育,2014(17):710.

[2]張華,李紅星,肖昆.工程教育專業認證背景下的大學生實踐創新能力培養———以勘查技術與工程專業為例[J].高教學刊,2018(9):2930.

[3]傅獻彩,沈文霞,姚天揚.物理化學[M].高等教育出版社,1979.

[4]程相龍,郭晉菊,江雯,等.關于電解過程I-E曲線成因的探究[J].化工時刊,2015(12):3034.

[5]程相龍,王永剛,孫加亮,等.氧化反應對勝利褐煤水蒸氣氣化反應的促進作用Ⅰ:宏觀反應特性研究[J].燃料化學學報,2017(1):1520.

作者:程相龍 郭晉菊 宋成建 張延兵 王要令 曹晨旸 單位:河南城建學院