【摘 要】以服務浙江及周邊地區經濟為導向，基於CDIO工程教育理念對化學工程與工藝本科專業的教學進行初步改革探索。建立了“華峰班”、請企業的專家來講學、讓學生到企業去等教學模式，使學生在工程實際環境中學習學科知識，得到了一些正面的結果，並初步嘗試建立了化學工程與工藝專業CDIO工程理念的考核制度，為CDIO工程教育理念在化學工程與工藝專業的應用型人才培養方案改革提供一些思路。
【關鍵詞】華峰班 CDIO 工程教育
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）09－0001－03
20世紀的工程教育課程主要是提高學生的動手實踐，使學生掌握相關的專業知識和解決工程實際問題的能力。然而，隨著世界經濟全球化以及科學知識的發展，工程教育課程的教育偏向了“厚基礎、寬專業”的工程科學的培養模式，從而削弱了對學生解決工程實際問題的能力培養。這種培養方式導致了學生缺乏對現實工程情況應有的認知程度。為了解決這個難題，2000年由麻省理工學院Crawley等人通過4年的探索創立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念，主張以產品研發的CDIO全過程，即構思（ConcEive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）為載體，以工程專案生命週期全過程為載體培養學生的工程能力、學生的職業道德、學術知識和運用知識解決實際問題的能力，以及具備終生學習和團隊交流能力。
化學工程與技術作為化學工業的主要學科領域，擔負著促進化學工業及相關行業發展與進步的重要使命，因此培養出具有解決實際化工過程問題能力和創新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學化學工程與工藝專業的學生作為教學改革培養物件，將CDIO工程教育理念與化學工程與工藝的專業教育有機地結合，探索適合於以服務浙江及周邊地區經濟為導向的化學工程與工藝專業教學模式的改革與實踐。
一 工科人才教育培養現狀
我國傳統的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主，以理論考試成績來評價學生的模式。當前，我國工程教育是通識教育模式和蘇聯教育模式的結合體。解放前，我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學教育。建國後，由於化學工業發展的需要，我國效仿蘇聯搞起了專業教育。這種專業教育培養模式為我國的現代化建設作出了較大的貢獻。其缺點是過於強調教材和教學大綱的統一，影響了教育工作者的思維活躍性，也阻礙了對工科學生創新能力的培養。因此，教育家們對蘇聯教育模式進行了回顧和反思，制定了通識教育和專業教育相結合的工科通識教育模式。然而，隨著我國產業的進一步升級以及高校的持續擴招，導致了大量的工科畢業生找不到適合自己的工作，這可能是因為通識教育過於強調基礎科學理論，而弱化了專業內容和工程實踐，導致了工科畢業生只瞭解一些表面的理論，缺乏工程應具備的實踐創新能力。
在辦學機制上，一方面，高校過於強調科研業績考核，許多具備豐富工程經驗的老師很少參與到實際的教學過程中，而參與教學的教師又與企業的`聯絡不緊密。負責教學的教師缺乏產業經驗，工程教學過程又缺乏與企業的有效溝通，造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節。另一方面，雖然在教學上安排了生產見習、畢業實習等環節，但是不少學校在實踐教學環節上是比較薄弱的，這是因為見習、實習的時間一般比較短，相應的考核制度也不健全。
綜上所述，我國工科教育從教學模式、辦學機制等眾多方面都存在著與產業發展脫節的問題，嚴重影響了人才培養的質量。尤其是理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節的問題直接導致了學生找不到適合自己的工作崗位以及企業有崗位找不到合適的人才。由此可見，我國的工科人才培養模式已經不能滿足產業升級的需求。為了更好地培養適合產業升級所需的人才，我們從培養模式上進行了改革探索。
二 化學工程與工藝專業CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養學生系統工程技術能力，尤其是專案的構思、設計、開發和實施能力，以及較強的自學、組織溝通和協調能力。CDIO模式以工程專案全生命週期的要求來組織教、學、做，學生需要掌握各門課程知識之間的聯絡，並用於解決綜合問題。因此，課程體系的建設要突出課程之間的關聯性，這就必須打破教師單打獨鬥的傳統教學方法，而圍繞CDIO工程專案的實施進行教學計劃和課程關聯工作。
1．化工核心課程群的組織與教師隊伍建設
核心課程群由化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程、化學工藝學、化工設計6門課程組成，構成了化學工程與工藝核心專業課的主體。化工設計以其他五門課程為基礎，對提高學生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理，是學好其他專業課程的基礎；化工熱力學則建立在分離工程的基礎之上，闡述工業條件下各種流體熱力學性質的計算；化學反應工程以傳遞過程為基礎，傳遞現象和化學反應工程利用數學的方法，從微觀角度闡述化學反應過程、裝置設計的共性科學問題；化工工藝是關於化學品生產方法的技術科學，它以自然科學和工程科學規律為基礎，使化學反應達到工業化應用水平。由此可見，核心課程群的各門專業課是相輔相成的。
在課程群建設中，涉及專業課教學的老師主要通過進修、企業實踐、參加會議三種方式提高業務水平，對化工專業工程教育模式做到整體的認識，同時要求參與指導學生的化工設計。利用校企合作的機會，與企業方面的人才進行專業知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下：
第一，教學方法改革的探索。首先，按照CDIO的教育理念，要逐步形成教師引導和以學生為主體的思想，使教師從教育者轉變為引導者，教師不再是簡單地賣知識，而是引導學生學習知識，把主要任務放到教會學生學習方法上來。在教學方面的改革要得到全校上下的支援才可能順利進行。溫州大學為課程體系建設和師資建設提供了很好的平臺，在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質基礎和政策鼓勵。在這種良好的環境下，教師也願意投入更多的時間去聽課評課，吸納好的教學手段和方法。由於化工班都屬於小班上課（30人左右），對部分課程如化工專業英語、精細化工工藝學實施角色互換教學模式，讓學生參與到化工教學的過程中。這些課程的效果反映較好，對化工原理等課程中的部分章節，我們也將逐步展開開放式的教學方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接，通過教研室教師集體備課，相互切磋，討論每門課程講授的重點，個別章節內容的捨棄和補充，做到教學的知識體系完整、重點難點突出、學時合理分配，真正做到精選、精講教學內容。摒棄了過去教學活動中的單打獨鬥，改為教學團隊授課，使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課並課後集體討論，指出教師課堂教學中存在的問題與不足，相互交流教學經驗，討論改進的方法與策略，使教師的整體教學水平迅速得到提升。
第二，教師工程素質的培養。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平，其次關注人才的企業實踐經驗。鑑於科研壓力，假期教師也不能到企業去參與實踐或者工作。此外，許多教師只對與自己科研相關的專業課非常熟悉，對其他的專業課則非常生疏。因此，利用現有的教學資源，培養教學團隊的建設是很重要的一環。溫州大學化學工程與工藝教研所以化工設計為主線，基於地方化工企事業單位為依託，派遣年輕教師每年到相關的化工企業實踐兩個月，逐步培養教師的專業水平。近幾年，利用學習、調研以及下派科技特派員的方式，
到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同型別的企業參觀學習，不斷地提高老師的業務水平。同時，為了讓教師能夠很好地參與到企業生產實踐中，溫州大學對擔任科技特派員的教師提出教學科研任務減半、考核優先等政策鼓勵。僅2010年，我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學習15天，杭州化工研究院學習3天，華峰學習7天，溫州本地化工企業實踐1個月左右，有效地提高了教師的工程素質。教師工程素質的增強也使學生收益頗豐，在2010年省化工設計大賽和全國“三井杯”化工設計大賽中多次獲獎。 2．學生工程能力和團隊合作的培養
作為地方院校，溫州大學化學工程與工藝專業的辦學宗旨是以培養創新應用型人才為主，服務地方經濟和社會的發展。經過對近兩年該專業的畢業生調查的情況來看，目前該專業存在以下問題：（1）畢業生雖然掌握較多的書本知識，但實踐能力不強，導致他們從學校到公司需要較長的“崗位過渡時間”；（2）畢業生普遍缺乏對現代企業工作流程和文化的瞭解，缺乏團隊工作經驗、溝通能力和創新能力；（3）工程職業道德、敬業精神等人文素質薄弱，責任感不強。具體體現在：工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不願承擔責任，客觀上他們的實踐能力與企業要求存在較大差距，而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學習。
從以上的調查結果來看，以目前的培養方案和評價標準來指導學生的專業教育經不起企業用人單位的考驗。為了更好地培養適應地方經濟社會發展的人才，實現對學生創新思維、創新方法和創新能力的培養，我們與溫州地區最大的化工企業華峰集團實行校企聯合培養本科生，實施“華峰特色班”戰略。目前，“華峰班”的學生採用“3＋1”模式培養方案（即學生前三年在學校集中學習理論知識並完成實踐教學，最後一年到企業，接受企業的培訓，並在企業盯班盯崗接受生產實踐活動）。同時在工程專家的指導下，根據企業的需要對培養方案進行部分修改，增設華峰提出的部分課程，使得學生在校期間所學的基本知識和專業理論更貼近於華峰實際的應用。在這種戰略方針下，學生在企業的環境中真正做到知識和能力之間的無縫連線，縮短了“崗位過渡時間”，增加了學生的工程實踐能力，有效地推進了CDIO教學改革。在2010屆的化工專業畢業生中，華峰集團招聘了7名華峰班學生。提升了學生的工程能力、團隊合作精神以及專業素養。
3．逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學有效的考核制度對本專業的健康發展起著至關重要的作用，它應當是對教學效果做出真實和客觀的評價，同時有利於提高學生學習的積極性和主動性。現行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定，它能在一定程度上反映學生掌握知識的程度以及教師上課的教學效果，但不能很好地促進學生學習的主動性。部分學生比較反感現行的考核制度，這是因為現行的考核方法存在比較單一、部分學生在學習上投機取巧也能獲得高分而影響其他學生學習的積極性、不能全面反應學生的綜合應用能力等問題。
CDIO教學模式以能力培養為目標，其主要培養的是學生的理論知識、職業技能、人際交流以及產品研發的CDIO全過程。採用CDIO教學模式，評價方法則應側重能力的考核，能力本位的教學觀貫穿課程設定和教學實踐的全過程。我們進行教改，其目的是提高學生的工程實際能力，因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現階段的具體做法是：（1）選題：在學生進入大三學習開始，從企業選出一些與本專業相關的課題以及近兩年化工設計大賽的課題，讓學生自動組成4～5人的小團隊；（2）專業學習：上專業課的老師或工程師把握好主要的授課內容，然後將大部分時間留給學生，讓他們針對自己的課題與本課程相關的知識點進行思考、提問、討論；（3）階段性測試：上完某些知識點後，老師或者企業工程師根據學生所做的課題和所學的專業知識進行評價，其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面；（4）中期成績總結：這次總結是比較重要的，一般在大三上學期結束後，包括階段性測試的成績、平時的表現、專家化工設計大賽作品的評價、企業對學生課題的反饋等進行中期總結，由學校老師和企業專家對學生現階段的學習進行方法論指導，提出下學期的目標；（5）最後專業課成績評定：最後專業課成績進行A、B、C、D四個等級進行劃分，其中階段性測試佔40%、中期成績總結10%、企業專家評價10%、課題完成情況10%、專業綜合能力20%、化工設計大賽10%。目前，整個評價體系尚在完善中。
三 結束語
化學工程與工藝專業學生的工程概念、分析和解決工程問題的培養對我國高等工科教育可持續發展以及化學工業的產業化升級起著非常重要的作用。本文就溫州大學化學工程與工藝專業的畢業生進行調研，發現學生在所學的知識和培養的能力和企業所需的人才具有一定的差距。本文以服務浙江及其周邊地區的經濟作為出發點，初步建立了溫州大學化學工程與工藝專業的CDIO工程教育理念，獲得了一些正面的成果，為將來進行深入教學改革奠定了基礎。同時，我們的改革嘗試也為CDIO工程理念在化學工程與工藝專業的教育改革提供了一些思路。
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