1材料化學工程二級學科的內涵

化學工程與材料學科相互支撐發(fā)展的這種態(tài)勢導致了新興交叉學科——“材料化學工程”的誕生。它是將傳統(tǒng)化學工程與材料學科交叉融合，以化學工程為基礎和手段，面向生物材料、高分子材料和無機材料制備及應用的一個新興學科。它既是化學工程學科內涵的拓展和應用領域的外延，也是學科間的交叉滲透，符合當今社會的需求和學科發(fā)展的必然規(guī)律。材料化學工程學科的內涵主要表現(xiàn)在兩個方面：一是應用化學工程的理論與方法對材料生產與加工過程進行系統(tǒng)的研究，其目的在于在材料高性能化的同時，最大限度地降低材料生產對于資源、能源的消耗和環(huán)境污染，實現(xiàn)材料制備的高質量、低成本、環(huán)境友好和可循環(huán)再生利用；二是利用新材料，如新型催化材料、分離材料等發(fā)展新型高效的化工技術與理論，形成新的流程工藝和集成技術。

2材料化學工程二級學科發(fā)展現(xiàn)狀

近十年來，材料化學工程學科作為化學工程和材料科學與工程領域的新增長點，發(fā)展迅速。目前，國內外一些大學的化工學院或材料學院均出現(xiàn)了材料化工的研究領域，有的大學(如大連理工大學化工學院)甚至出現(xiàn)了專門的“材料化工”系等人才培養(yǎng)和科研機構。材料化工的交叉研究已經展示出了良好的發(fā)展前景，近年來我國在該領域取得了包括國家技術發(fā)明一等獎在內的一系列重大研究成果。2005年7月，南京工業(yè)大學經國家教育部批準，成立“省部共建材料化學工程教育部重點實驗室”；2006年5月在南京召開了第一屆材料化學工程大會，大會總結了國內外材料化學工程的研究進展，明確了我國材料化學工程進一步發(fā)展的方向和重點。2007年10月國家科技部正式批準建設“材料化學工程國家重點實驗室”。基于化學工程和材料學科的交叉融合，國內多所重點院校開始在“化學工程與技術”及“材料科學與工程”一級學科下設置“材料化學工程”二級學科。2002年，南京工業(yè)大學首先在化學工程與技術一級學科下設立“材料化學工程”二級學科。隨后，天津大學、華東理工大學等知名高校開始設立“材料化學工程”二級學科。據(jù)初步調研，已經有11所重點大學設立材料化學工程，如表1所示。該學科的設置，有力地促進了“化學工程與技術”與“材料科學與工程”一級學科的交叉和融合，有利于材料化工領域交叉型人才的培養(yǎng)和學科建設。

3材料化學工程二級學科的建設對策

3.1重新定位“材料化工”學術碩士培養(yǎng)目標的定位

［摘要］化學工程與工藝專業(yè)涵蓋化學、化工相關的諸多領域。以就業(yè)為導向構建化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式必須以滿足國際經濟、社會發(fā)展對于人才的需要為目標，準確定位專業(yè)人才培養(yǎng)目標和人才規(guī)格，以平臺教育、工程教育和培養(yǎng)國際化人才為原則，運用“模塊化”理念科學構建課程體系和教學內容，建立科學的管理制度和評估方式，以保障專業(yè)培養(yǎng)目標和人才規(guī)格的實現(xiàn)。

［關鍵詞］化學工程與工藝；人才培養(yǎng)模式；研究與實踐

作為支撐“化學工程與技術”一級學科的本科專業(yè)，化學工程與工藝專業(yè)涵蓋了化學、化工相關的諸多領域。進入21世紀，國際經濟、社會和科技的發(fā)展對化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的要求，化學工程與工藝專業(yè)教育面臨新的挑戰(zhàn)。因而，在新形勢下，以就業(yè)為導向構建化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式，賦予化學工程與工藝專業(yè)教育新的內涵，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力突出的綜合型高素質人才成為化學工程與工藝專業(yè)教育新的課題。“人才培養(yǎng)模式”是指在一定的現(xiàn)代教育理論、教育思想指導下，按照特定的培養(yǎng)目標和人才規(guī)格，以相對穩(wěn)定的課程體系和教學內容，管理制度和評估方式，實施人才教育的過程的總和。[1-4]本文將圍繞“人才培養(yǎng)模式”的內涵，對新形勢下高校化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究與實踐進行分析和論述。

一、化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)目標和人才規(guī)格的確定

人才培養(yǎng)目標和人才規(guī)格是構建人才培養(yǎng)模式的核心依據(jù)，是高等院校人才培養(yǎng)質量的關鍵，也是辦學定位的基礎。人才培養(yǎng)目標是指高等院校通過人才培養(yǎng)活動，使受教育者達到的知識、能力和素質結構的預期設定，它界定了人才培養(yǎng)的方向問題，綜合反映了學校對培養(yǎng)人才的總期望和要求，是高等教育質的規(guī)定性。人才培養(yǎng)規(guī)格是培養(yǎng)目標的具體化，界定了高等院校人才培養(yǎng)的質量問題。[5-7]進入21世紀，化學工程與工藝專業(yè)教育面臨新的挑戰(zhàn)。一方面，化學、化工技術的發(fā)展層次更為深入，化學工程與工藝專業(yè)內涵更為豐富，化學工程與工藝專業(yè)高等教育必須注重培養(yǎng)適應社會需求的創(chuàng)新能力和實踐能力突出的精英人才。另一方面，化學工程與工藝專業(yè)與其他學科交叉更為深入，其作為通用工程基礎專業(yè)的特征愈發(fā)突出。專業(yè)外延的擴大導致專業(yè)界線更加淡化，進一步引起就業(yè)形勢和就業(yè)觀念的深刻變化，化學工程與工藝專業(yè)畢業(yè)生越來越廣泛地參與各類技術工作。這就對專業(yè)人才培養(yǎng)的多層次和多樣化提出了高要求。同時，經濟全球化趨勢日益明顯，世界經濟飛速發(fā)展，化學工程與工藝專業(yè)高等教育必須主動適應國際經濟、社會的發(fā)展，培養(yǎng)既懂技術、管理又了解國際市場運轉規(guī)律的復合型國際化人才。因而，化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)目標和人才規(guī)格應該定位于，掌握化學工程與工藝專業(yè)基礎知識及相關交叉學科知識；掌握扎實的工程技術基礎知識；掌握寬厚的數(shù)學與自然科學基礎知識；掌握至少一門外語知識；掌握國際行業(yè)規(guī)則；掌握必備的科學思維方法與工具性知識；掌握較豐富的經濟、管理、營銷、社會、法律、環(huán)境、人文等社會科學知識。具備綜合運用知識分析問題、解決問題的能力；具備運用科研創(chuàng)新思維進行技術創(chuàng)新和產品開發(fā)的能力；具備有效的進行溝通和社會交往的能力；具備進行組織、管理、營銷的能力；具備運用外語進行跨國交流與服務的能力；具備運用化工商貿知識進行談判的能力；具備終身學習與提高的能力；具備運用計算機及信息技術的能力。具有良好的思想道德素質、健全的人格品質和優(yōu)良的心理素質；具有良好的文化素養(yǎng)和文化藝術修養(yǎng)；具有良好的社會責任意識、團隊協(xié)作意識；具有廣闊國際視野和全球意識。培養(yǎng)能夠在化工、輕工、醫(yī)藥、煉油、冶金、能源、環(huán)保等部門從事工程設計、技術開發(fā)、生產技術管理、科學研究和產品銷售等方面工作的復合型高素質人才。

二、化學工程與工藝專業(yè)課程體系和教學內容的構建

一、能源化學工程專業(yè)定位與培養(yǎng)目標

新專業(yè)的定位決定了專業(yè)以后的發(fā)展方向，也決定了師資隊伍的配置、實驗室建設、課程體系的建立以及學生畢業(yè)后的就業(yè)等。專業(yè)人才培養(yǎng)目標的制定，首先必須在對專業(yè)深入分析和了解的基礎上，結合國情和學校的條件，考慮專業(yè)發(fā)展與社會進步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業(yè)定位應以拓寬專業(yè)面、培養(yǎng)寬口徑的掌握能源化學工程專業(yè)知識和技能，具備新產品、新工藝、新設備、新技術研究和開發(fā)的基本能力，能從事化石能源（包括石油、煤、天然氣）、新能源（包括太陽能、氫能、生物質能等）化工過程工程的研制與開發(fā)、裝置設計、生產過程的控制以及企業(yè)經營管理等方面的工作，具有創(chuàng)新精神和較強工程實踐能力的高級應用型人才。

二、能源化學工程專業(yè)課程體系的構建

課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到培養(yǎng)人才的質量。能源化學工程專業(yè)是一門內容豐富而又廣泛的科學與工程，屬交叉學科。專業(yè)按照東北石油大學“通識教育＋學科專業(yè)基礎＋專業(yè)教育＋實踐教學”四個層面設置課程，構建了厚基礎、寬口徑、重視學科交叉的課程體系。通識教育主要包括兩課、綜合基礎、外語、計算機、體育、公共藝術及跨學科門類修讀課程；學科專業(yè)基礎主要包括高等數(shù)學、大學物理、無機化學、有機化學等學科基礎課程以及物理化學、化工原理、化工熱力學、化學反應工程、線性代數(shù)、分析化學、工程制圖等等專業(yè)技術基礎課程；專業(yè)課程主要包括石油加工工程、基本有機化工工藝學、能源化工設計、能源轉化催化原理（雙語）等課程，同時開設了大量的專業(yè)選修課，注重學科交叉，拓展了學生的知識面；實踐教學包括實驗課程和實踐教學環(huán)節(jié)兩個部分，實驗含課程實驗和專業(yè)實驗，所有的化學、物理類課程均設置了配套課程實驗。實驗中增加了綜合性、設計性實驗以及創(chuàng)新性的比重。實踐教學環(huán)節(jié)除了實習、實訓、課程設計、畢業(yè)設計外，還開設了創(chuàng)新實踐和科研訓練等環(huán)節(jié)，在實踐教學活動期間，學生可靈活選擇在企業(yè)或校內完成。各教學環(huán)節(jié)學分分配情況如圖1。能源化學工程專業(yè)構建的課程體系的特點是：注重各部分之間的系統(tǒng)性與協(xié)調性，充分強調理論教學與實踐環(huán)節(jié)并重，基礎理論與專業(yè)知識并重的原則，力求體現(xiàn)德、智、體、美全面發(fā)展。培養(yǎng)的學生既有豐富的基礎理論和專業(yè)知識，又有較強的實驗技能和實驗設計能力，并了解所學專業(yè)方向的學科前沿及發(fā)展趨勢。

三、師資隊伍建設

沒有高水平的師資隊伍就無法建設高水平的專業(yè)，所以師資隊伍是專業(yè)建設的根本保障。東北石油大學制定科學合理的人才引進政策，采用各種優(yōu)惠條件吸引高層次人才來校工作，補充新專業(yè)建設所需的專業(yè)教師，重點引進高水平的學科專業(yè)帶頭人以及主干課程的專任教師，重視已有人才的培養(yǎng)提高，充分發(fā)揮老教師帶青年教師的傳幫帶作用，提高教師隊伍的整體水平和素質。目前本專業(yè)已有10名教師，全部具有博士學位，2名教授，4名副教授，同時還聘請了企事業(yè)單位、科研院所及其他高校等高水平的專業(yè)人員擔任新專業(yè)的兼職教師。已經構建了年齡、職稱、學歷等結構合理、教學與科研綜合水平高的具有發(fā)展?jié)摿處熽犖椋ＷC了新專業(yè)的建設順利完成。以上是針對戰(zhàn)略性新興產業(yè)相關的本科能源化學工程專業(yè)的學科特點和辦學定位，從培養(yǎng)目標確定到課程體系、師資隊伍等方面的建設進行了初步的探索與實踐。為適應國家經濟發(fā)展對戰(zhàn)略性新興產業(yè)相關人才的迫切需求，下一步我們將進一步創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、完善課程體系，形成科學的人才培養(yǎng)方案，建立科學的管理制度，從而有效地保證人才培養(yǎng)質量，為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的高素質能源化學工程專門人才。

本文作者：高建榮劉化彥韓亮作者單位：浙江工業(yè)大學

化工類工程教育人才培養(yǎng)體系改革的基礎

浙江工業(yè)大學化材學院，經過多年的發(fā)展，已基本建成數(shù)個高水平的學科平臺和化工、材料類國家、省級特色專業(yè)。學院設有化學工程等7個學科，其中工業(yè)催化為國家重點學科(培育)，3個浙江省重中之重學科，1個浙江省重點學科。學院建有1個一級學科博士點，下設7個二級學科博士點和1個博士后流動站，還有11個碩士學位點。學院建有綠色化學合成技術省部共建國家重點實驗室培育基地等。學院建有化學工程與工藝、應用化學等2個國家特色專業(yè)，材料科學與工程省重點專業(yè)等4個本科專業(yè)。化學工程與工藝專業(yè)是學校設立的第一批本科專業(yè)之一。該專業(yè)所依托的學科水平高，擁有一級學科博士學位授予權，并設有一級學科博士后流動站，已形成了包括學士、碩士、博士、博士后在內的完整的人才培養(yǎng)體系。建有浙江省化工實驗教學示范中心、浙江省化學實驗教學示范中心、浙江省化學工程研究生實驗室。《基礎化學實驗》國家級精品課程，《物理化學》國家級雙語示范課程，《基礎化學實驗》、《無機與分析化學》、《有機化學》、《化工原理》、《化學工藝學》和《化學反應工程》等6門省級精品課程。學院經過多年的專項建設，在化工專業(yè)建設與人才培養(yǎng)、科研教學良好互動方面擁有較為優(yōu)越的條件。由武漢大學中國科學評價研究中心和中國科教評價網共同研發(fā)，由邱均平等編著的《中國大學及學科專業(yè)評價報告》中的排名如下:2008年在所有201所建有化學工程與工藝專業(yè)的高校中排名在第16;2009年在所有201所學校中排名第18;2010年在所有224所學校中排名第18。

化工類工程教育人才培養(yǎng)體系改革的目標

工程教育人才培養(yǎng)體系改革應基于高等工程教育改革指導思想和人才培養(yǎng)素質特征定位、教育培養(yǎng)體系特征和工程實踐與工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑等開展研究、實踐和反思，明確以高素質創(chuàng)新人才培養(yǎng)三要素理論為指導的化工卓越人才培養(yǎng)體系優(yōu)化的改革實踐總目標。高素質工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)具備三個要素:意識、機會與能力。首先是意識，即學生要有成為創(chuàng)新人才的意識和動力，它包括遠大的理想抱負、寬廣的視野及對科學的熱愛;其次機會指為創(chuàng)新人才成長提供必要的平臺和載體;最后是創(chuàng)新能力，主要是指工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。高等工程教育改革的內涵在于提升大學生的工程實踐與創(chuàng)新能力，教育培養(yǎng)體系的構建必須遵循工程的實踐、集成與創(chuàng)新的特征，以強化學生的工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，將工程教育人才培養(yǎng)標準細化為知識能力大綱，重構課程體系和教學內容，將知識能力大綱落實到具體的課程和教學環(huán)節(jié)。化學工程與工藝專業(yè)建設的目標必須符合過程工業(yè)科技創(chuàng)新及化工學科發(fā)展規(guī)律、高等工程教育發(fā)展趨勢、經濟社會發(fā)展特別是地方經濟發(fā)展的需求，而這也是新形勢下化工專業(yè)的工程教育改革的基本指導思想。化學工程與工藝專業(yè)特色建設主要體現(xiàn)在人才培養(yǎng)模式、人才素質特征和質量保障體系等三方面，也是工程教育培養(yǎng)體系改革與專業(yè)建設的最終目標追求。堅持厚基礎、寬口徑、重實踐、強創(chuàng)新的理念，不斷拓展專業(yè)內涵，形成寬口徑辦學和培養(yǎng)復合型人才的多模塊模式。通過知識、能力、素質的協(xié)調發(fā)展，培養(yǎng)的學生具有較強的專業(yè)實驗技能、工程實踐與創(chuàng)新能力和國際化視野，能夠成為面向和引領未來的卓越工程師;通過公共基礎課、學科基礎課以及專業(yè)課程體系的設置、課程的講授、實驗實習等實踐環(huán)節(jié)安排、畢業(yè)設計綜合訓練、各種人文素質及科技講座、各種競賽等環(huán)節(jié)，構建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的質量保障體系。現(xiàn)代工程教育培養(yǎng)的創(chuàng)新型工程科技人才應該是在四個層面達到預定目標，即:學生能夠掌握更扎實的技術基礎知識，領導新產品、過程和系統(tǒng)的建造與運行，理解研究和技術發(fā)展對社會的重要性和戰(zhàn)略影響。因此，在培養(yǎng)計劃制訂、教學方法改革等過程中必須始終強調實現(xiàn)基礎知識厚、工程實踐能力強、創(chuàng)新意識濃和適應能力佳等全面發(fā)展的綜合素質的養(yǎng)成。

化工類工程教育人才培養(yǎng)體系改革的實踐

1材料化學工程的概述

材料化學工程是由化學工程學科和材料學科交叉滲透所形成的一門分支學科,其研究方向主要有兩個：一是以新材料為基礎，不斷發(fā)展反應過程的反應技術，比如吸附過程、膜過程、催化過程等。該方向主要是通過材料的特征將其分離并進行反應，其目的是揭示材料微觀結構中物質進行傳遞和反應機理，進而總結出適用于材料設計和反應過程優(yōu)化的理論方法和工藝技術。二是在材料制備的過程中，用化學工程的理論方法解決所遇到的關鍵問題,比如如何運用微結構的性能關系來實現(xiàn)對材料微觀結構和性能的控制,從而完成從材料制備到定向制備的轉化。新材料的開發(fā)是材料化學工程發(fā)展的關鍵和先導，直接可以衡量出國家的材料化學發(fā)達與否，因此，開發(fā)新材料對于材料化學工程的發(fā)展至關重要。材料化學包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化學傳感材料、電子材料、超硬材料、無機非金屬材料、催化和吸附材料和薄膜材料等，這些材料很大程度上豐富了材料化學工程的領域，對其發(fā)展做出重要貢獻。

2新材料的開發(fā)

我國在新材料的開發(fā)領域取得了很多亮點，這些新材料的開發(fā)成為分離和反應過程的重要基石。一些研究所和大學正在開發(fā)一種非晶態(tài)的金催化材料,這種材料很有發(fā)展前途，因為它具有非常明顯的催化特性，而且其催化活性還具有特殊的選擇性，具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對這種材料進行流程綜合和技術集成，可以有助于我國新型石油化工技術的構建。石油化工科學研究院也開發(fā)出一種新型的鈦硅分子篩催化材料，這種材料具有定向氧化催化作用，可以實現(xiàn)“原子經濟”，使“零排放”工藝成為可能，而且也具備工業(yè)化生產的可能性。而在新材料的分離技術方面,我國也取得了很大的進步，其中南京工業(yè)大學發(fā)展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術,同時加強了對集成單元技術的開發(fā),這些研究不僅使我國陶瓷技術更加趨于成熟，而且還形成了陶瓷膜新產業(yè),為我國帶來巨大的社會和經濟效益。

3材料化學工程技術的進展

材料化學主要是對產品微結構進行調控，其主要手段是在加工材料時，將化學方法引入進去，這樣我們就可以通過宏觀條件來調控產品的微觀結構，從而為材料的加工和制備提供理論和技術指導。因此，化學工程技術的改進將直接促進材料化學工程的發(fā)展。我國在化學工程技術改進方面已經取得了非常大的進展。清華大學在碳納米粉體材料的制備過程中,引入了傳統(tǒng)的流化床技術，大大降低了生產成本，從而使此生產技術可以用于工業(yè)化生產，帶來巨大的經濟效益。北京化工大學則用超重力場技術來放大納米材料生產過程中的形貌控制問題,這樣就可以通過調節(jié)超重力場的強度來調節(jié)和改變產品的粒徑,。通過這種方法，我國已經成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業(yè)化生產的技術體系，為我國帶來巨大的經濟效益。