Abstract:

在科技革新与产业转型的背景下,高端装备制造业对卓越工程人才的需求日益迫切。针对该领 域人才培养面临的挑战,北京化工大学提出并实施了“一机两翼三新”高端装备制造卓越工程人才培养 模式。该模式以机械为核心,聚焦高端装备绿色化、智能化、数字化趋势,通过建设学科交叉课程体系, 拓宽学生的视野,增强学生解决复杂工程问题与跨领域合作的能力;依托科教融汇、产教融合的实践育 人机制,促进科研成果向教学资源转化,激发教学创新活力,实现教育资源与产业需求的精准对接及资 源优化配置;通过综合素养培育平台建设,深入探索新方向和新领域,使学生深刻理解新型产业形态和 商业运营模式,为新专业的设置、新方向的探索以及新技术的应用提供切入点。实践表明,该模式在提 升高端装备制造卓越工程人才培养质量方面取得了显著成效,为行业提供了具有前瞻性、实用性与可操 作性的人才培养模式参考。

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新型高水平应用型大学应积极承担培育大批推动新质生产力发展的高素质新型应用型人才的时 代使命。文章剖析了新质生产力发展对高素质新型应用型人才的需求,总结了当前高校在培养新型应 用型人才方面的不足,并以北京石油化工学院为例,深入探讨了新质生产力背景下新型应用型人才培养 机制:一是教育理念从传统的高能耗工程教育转向绿色低碳工程教育,二是专业设置导向由学科逻辑向 产业需求转变,三是培养模式从单一专业教育升级为跨学科交叉教育。相关举措可为其他应用型大学 提供参考。

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针对当前化工行业对新质人才的迫切需求,结合新工科建设要求,文章探索了零碳素养、创新思 维、实践能力“三位一体”的新质应用型化工人才培养模式。化工专业通过重构课程体系、创新教学方 法、强化实践环节、深化产教融合等举措,形成以创新实践能力为核心、绿色工程素养为特色的人才培养 体系。实践表明,该人才培养体系能够有效提升学生的工程素养、创新能力和职业竞争力,为化工类专 业人才培养提供了可推广的范式。

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化工行业的智能化发展对化工安全工程专业的人才培养提出了更高要求,传统教学模式难以应对 安全工程知识体系日益复杂化的挑战。知识图谱因其优异的多源数据整合能力,成为破解知识呈现碎片 化与静态化问题的有效工具。本研究采用自然语言处理和本体建模技术,系统解析了2005—2024年间的 496起化工事故案例,构建了包含多维语义网络的化工事故知识图谱,涵盖事故等级、工艺类型、事故致因 链及其他关键因素,并基于此构建了“课前引入—课中深化—课后扩展”的三阶递进式教学模式。教师在 化工工艺安全课程教学过程中,以事故致因链为桥梁,将目标化工工艺的工艺流程特性、设备安全机制与 风险防控逻辑连接起来,帮助学生建立系统的化工安全知识体系,有效提升学生的知识整合和实践推理能 力。该研究可为推动化工安全教育从碎片化知识点灌输模式向动态关联认知模式转变提供解决思路。

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作为一种创新的知识管理技术,知识图谱通过结构化形式展示课程知识点之间的逻辑关系,为专 业课程教学提供新途径。文章以大连理工大学自动化专业工业过程控制系统课程为例,提出基于课程 图谱、问题图谱和能力图谱的课程知识图谱建设方案和相应的教学改革方案,涵盖教学目标优化、知识 图谱设计、教学模式创新、教学评价与反馈机制建设等。利用知识图谱的可视化和动态更新特性,教师 可以实现个性化学习资源推荐与学习路径智能调整。实践表明,基于知识图谱的教学在提升教学质量、 促进学生自主学习、推进课程思政教学等方面取得了显著效果,为专业课程教学改革提供了新的思路与 实践路径。

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利用人工智能等新兴技术推动课程数字化转型是教育发展的必然趋势。实验预习是影响实验教 学质量的关键环节,如何提高实验预习效果是高校教师在实验教学中普遍面临的难题。在化工技术基 础实验课程知识图谱平台上整合丰富的教学资源、发布教学任务引导学生完成实验预习的各项任务,并 利用知识图谱平台来检验学生实验预习效果,这样的教学设计不仅解决了学生实验预习效果检验难题, 而且突破了实验指导书内容篇幅和实验课时的限制,便于教师进行详细的、拓展性的讲解。基于知识图 谱的实验预习有利于提高学生的学习主动性和积极性,进而提高实验教学质量。

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文章以物理化学课程中的热力学定律为例,详细介绍了知识图谱在课程教学中的应用实践。知 识图谱通过定义结构化存储节点属性和量化关系,实现热力学知识节点及其关系的可视化,呈现知识点 间的逻辑关系和发展脉络,从而加强学生对复杂热力学知识的整合,提升学生对热力学定律的理解和应 用能力。教学评估结果显示,知识图谱能够激发学生兴趣,培养学生的创新思维和实践能力,提升学生 的专业素养。

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针对消防工程课程教学中存在的知识碎片化、理论与实践脱节、实验教学创新性不足等问题,文 章提出基于知识图谱的课程资源建设与实验教学模式改革方案:通过 Neo4j数据库构建课程知识图谱, 整合知识点、案例库与实验资源,形成可视化、动态更新的知识体系;设计“案例-实验-理论”联动教学模 式,将实际案例与实验任务相结合,提升学生运用专业知识识别各类建筑复杂消防风险的能力和创新思 维;通过多维度评价体系评估教学效果,并建立动态反馈机制与持续优化策略,实现课程资源与行业前 沿同步。该模式能够优化教学资源配置、强化跨学科知识融合,为消防工程课程教学改 革 提 供 实 践 参考。

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文章在充分调研的基础上,对化工制图课程现状进行总结和分析,论述了课程的重要性,从应用 的角度阐明了该课程与工程制图、机械制图课程的区别,明确了教学重点,并提出应结合现实应用场景 选择合适的绘图手段。在此基础上,文章根据新工科建设的要求和面向应用的需求,总结了化工制图课 程教学改革的关键问题,提出以培养化工工艺技术人才为目标的教学内容设置方案和化工图样选择标 准,并提出了支撑相关课程和加强课程思政建设的建议。

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利用新能源制氢并合成下游化工产品,是规模化消纳新能源、支撑石化产业绿色低碳转型发展的 重要技术途径之一。文章阐述了建设面向电力-绿氢-化工耦合的智能电网及新能源发电跨学科课程的 重要性,并从完善教学内容、实施多元化教学模式、引入启发式教学和开展多维度考核等方面介绍了该 课程的教学改革实践,以期为培养具备跨学科知识的电气工程及其自动化专业人才提供参考。

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针对石油化工工艺学课程教学中存在的问题,文章构建了“二维三段四环”人工智能应用框架,并探 索了人工智能技术在课程教学全流程中的创新应用模式。在人工智能技术的支持下,教师通过构建专业 课程知识图谱、开发虚拟仿真实验、开展智能学情分析等举措,可以实现教学内容的精准化推送、教学过程 的智能化辅助和教学评价的科学化改进。教学实践表明,人工智能技术的引入显著提升了课程教学效率 和学习效果,基于人工智能的个性化学习支持有效破解了学生基础差异带来的学习进度分化问题。文章 为相关课程教学改革提供了实践路径,为培养适应行业数字化转型的高素质化工人才提供了支撑。

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在高等教育高质量发展的背景下,以 DeepSeek为代表的国产开源大模型凭借高准确性与低训练 成本的优势,正在深刻改变着我国高等教育模式。本研究聚焦 DeepSeek在量子化学课程教学中的应 用,系统探讨了该模型如何辅助学生使用量子化学软件,以及如何助力课程考核的改革。研究成果不仅 能够为量子化学课程教学提供示范,还能够为 DeepSeek在其他课程中的推广应用提供参考。

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针对跨专业开设的化工原理课程教学中存在的学生重视程度不够、学习难度大等问题,过程装备 与控制工程专业化工原理课程教学团队基于专业课程体系,通过重构课程内容、优化教学设计、丰富考 核方式、将线上线下教学有效结合等措施,提高课程教学效果。实践表明,学生的综合计算题得分率由 77.5%提升至82.9%,综合分析题得分率由53.5%提升至60.5%,工艺计算能力、操作分析能力及解决 实际工程问题等能力得到提升。过程装备与控制工程专业化工原理课程教学改革使学生认识到课程的 重要作用,化解了知识难点,解决了教学痛点问题,可为其他跨专业课程教学提供参考。

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文章剖析了化工原理课程教学中的痛点问题,从教学内容、教学方法、教学评价体系等维度介绍 了课程教学改革实践。教学团队通过构建课程知识图谱,帮助学生构建完整的知识体系,进行个性化路 径推荐;融合课程思政,提高课程育人效果;构建五阶工程训练体系,提升学生的工程实践能力和创新能 力;建立多元化评价体系,有效激发学生的学习兴趣。化工原理课程教学改革取得了良好的成效。

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工科专业技术人才肩负着科技创新的重任,高校工科专业培养的人才不仅要具备扎实的基础、过 硬的本领,还要有理想信念,这也是《高等学校课程思政建设指导纲要》的要求。文章从家国情怀、科学 精神、人格塑造、专业伦理方面构建育人主线,设计化学反应工程课程思政育人目标,并以此为依据挖掘 思政元素、选取思政素材,进行内容选择和教学路径设计,最终通过问卷调查等方式评价育人成效。实 践表明,化学反应工程课程思政教学取得了良好成效。

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课程思政建设是落实立德树人根本任务的有效途径。文章针对化工设计基础课程,根据课程内 容特点,深入分析课程映射的思政元素和思政育人目标,探索思政元素挖掘路径以及切入点,探讨不同 思政教育主题的课程思政教学方式,以期实现思政教育与专业教育的有效融合。

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根据课程目标,结合课程特点和学情,基础化学实验课程教学团队贯彻“以学生为中心”的教学理 念,建立了“三层次教学内容、四轮驱动教学资源、三环节多举措教学设计、全过程多要素考核评价”的实 验教学模式,同时强化课程思政教学、应用案例、实验设计及赛教结合。多维度混合式教学模式有效提 高了课程目标达成度,取得了良好的教学效果。

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随着单克隆抗体药物的快速发展,单克隆抗体生产技术已成为生物工程等相关专业学生的重要 学习内容。然而,由于单克隆抗体生产具有周期长、成本高以及对环境洁净度要求高等特点,传统的实 践教学面临诸多限制,难以满足教学需求。因此,开发单克隆抗体生产工艺虚拟仿真实验教学项目具有 重要意义。文章从项目的建设思路、建设内容、特色以及推广应用等方面进行了探讨,并得出如下结论: 虚拟仿真实验教学能够突破传统实践教学在设备投入、成本控制及实操机会等方面的局限性,给学生带 来沉浸式学习体验,并培养学生的实践能力。