天津大学 余国琮
一、化工类专业教学改革的背景
首先,大家都意识到培养创新人才和推行素质教育已经成为我国的教育方针,大学本科教育是培养创新人才的基础,是终身教育的重要阶段。然而,大学本科教育不仅仅是终身教育的一个重要阶段,因为现在科学不断发展,每一个人都要不断学习,学习靠什么呢?就是靠大学学的一些基础知识。因此,大学本科教育应该着重基础。
第二,化工学科范围不断扩大,并且在跨学科发展。首先是由于与高新科技的交叉,形成若干新的化工分支,如生物化工、材料化工、环境化工、能源化工、微电子化工、生物医学化工、核化工等。这里为什么用化工,而不用化学工程?在我们国家,这个名词还是需要再研究的。因为在国外,化工就是化学工程,但是中国把化学工程局限于所谓的“三传一反”,化学工艺好像跟它是平行的,生物化工好像是另外一个新的学科,所以我还是用化工这个词,而不是化学工程。第二是与相邻基础学科的融合,化工学科的内容已经从过去的宏观范围发展到微观、介观,以及大宏观的多层次。比如现在“分子化学工程”这个名词已经确立了,在美国已经有高校设置了分子化学工程系。另外是“化工产品工程”,这牵扯到微观层次和宏观层次的结合。还有“计算化学工程”,现在还没有完全建立这个名词,但是计算化学已经建立了,计算物理也有了,计算力学也有了,计算化学工程实际已经做了很多工作,不过这个名词还没有完全确立起来。目前,所谓化学工程与工艺专业主要是针对化工过程,也就是宏观的层次。另外一个层次是化工系统工程,大家都很熟悉,如化工大系统的优化等等。可以看到,由于与相邻学科的融合,化工已经摆脱了过去宏观层次的内容,已经从微观进入大宏观层次。因此,化工专业教育也要扩大到多层次、多尺度这样一个视野。
目前,化工本科只有一个化学工程与工艺专业,包括两方面,一个是化学工艺,以产品和生产过程为对象;另外一个是化学工程,以生产过程和设备为对象,也就是我们一般所说的“三传一反”,当然跟生产过程有联系。当今化学工艺、化学工程是密切结合的,同时也有适当分工。由于化工学科的范围扩大了,因此专业范围也应该扩大,化工专业本科也应该适度扩大视野,本专业教学内容也应适当进行修改。但要注意,对于扩展的内容与深浅,我们必须掌握适当。
第三是市场的需要。化工专业本科毕业生已经参加越来越广泛的各类技术工作,就业非常分散,专业界限更加淡化。因此,专业需要在更广泛的范围内拓宽,以适应未来的就业和个性发展。从美国近年统计的化工专业本科毕业生的就业情况可以看到,毕业后在化工和石化工业领域就业的只占23%,连四分之一都不到,而在高科技与新兴工业领域里就业的,比如电子、能源、生物、环境等占到42.8%。同时还有一个特点是,就业情况很分散。可以认为,化工专业已经成为通用的过程工程专业,甚至认为是与高新科技最密切相关的一个工程专业,因为不管哪个高新科技必须要牵扯到生产和制造问题。因此,化工专业本科生需要适应未来就业发展的情况,要扩大知识面。
第四是经济与科技趋向全球化,促使加速我国教育与国际交流接轨。这就要推行与国际化工本科教育接轨的培养方案,同时还要适应国际市场经济下的人才需要。因此,化工本科教育应该逐步走向国际化,需要与国际化接轨。我们这里所谓的接轨就是跟国际上的共识接轨,并不是要抄袭外国。举例来说,国际上通用的是学分制,我们的老办法是学时制,现在我们实行学分制也是跟国际上从宏观原则上的一个接轨。
又如在教学计划中人文与社会学科的学时所占比例的问题,过去我们这个比例是比较低的,经过讨论认为比例应该提高,提高多少呢?大概提高到四分之一左右。当然这还是一个存在争论的问题,需要达成共识。不同国家所占比例一般在20%左右。比如美国,差不多占到约1/4。根据我国的情况,提出占1/4左右是合适的。所以在这方面,我们在国际上还是能够接上轨的。
再举一个例子,例如化工专业基础课,在国外叫专业核心课,一般包括化工热力学、化工原理、化学反应工程。为了体现多层次教学,我们增加了一门专业基础课,即化工过程分析与合成,这门新课程我们早就提出来了。2003年,美国10多所高校化工系主任开会研究教改时也提出要开设这一课程。增设这门课程不是我们抄美国的,也不是美国抄我们的,而是彼此独立达成这样的一个共识。所以我觉得对于国际接轨和国际化,应该理解为是国际上的共识、国际上一般采用的原则性方案,当然也要与我国国情相结合,而不是要抄袭外国的。
因此基于上述四个背景,化工本科教育必须进行全面改革,这包括人才培养方案、教学内容、教学方法、教学环境等方面。
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