南京工业大学教授汤吉海:以科研育人为笔 书写绿色化工新篇章

问题:工程教育如何更贴近产业需求、如何“双碳”背景下培养兼具创新能力与社会责任的化工人才,成为高校化工类专业改革的现实课题。一些课堂仍偏重公式推导与标准答案训练,学生面对工厂波动、环保指标收紧、工艺安全约束等复杂情境时,容易出现“会算不会用、会背不会决策”的短板。同时,公众对化工安全与环境影响的关注持续升温,行业亟需既懂技术也懂沟通、既能创新也守底线的复合型人才。 原因:化工学科与产业联系紧密,工艺设计、过程控制、反应分离耦合与能耗优化等问题本就具有强实践性与不确定性。若教学内容与科研前沿、工程现场脱节,学生难以形成系统工程观与绿色发展观。此外,绿色化工强调“源头减排、过程降耗、末端治理协同”,需要跨学科知识与持续迭代的模型与方法,这对传统以知识点切割为主的教学组织方式提出挑战。面对上述矛盾,必须以真实问题为牵引,把科研进展、工程案例与价值引领有机嵌入人才培养全过程。 影响:在此背景下,汤吉海探索形成“科研—教学—实践”贯通的育人路径:白天围绕原子经济、催化与过程强化等方向开展研究,夜间将实验数据、工艺优化思路拆解为教学案例,再回到课堂引导学生推演与论证,实现“从实验室到课堂”的双向循环。他强调学生不仅要会写反应方程式,更要理解技术选择背后的资源环境代价与安全边界,把绿色理念落实到每一个工艺参数、每一次方案比选之中。 在具体教学组织上,他将专业课程重构为“问题包”式学习单元:刻意设置条件缺失、数据矛盾、流程漏项等情境,让学生先提出问题、再查阅文献与标准、补齐计算与模型,最终形成可解释、可落地的工程方案。面对学生提出“题目没给回流比怎么办”等疑问,他以“如果你是厂长如何决策”反问,引导学生从“解题”转向“决策”,从单点计算走向系统权衡,逐步建立工程经济、能耗与排放、安全与可操作性等多目标意识。 在价值引领与社会沟通上,他将“对公众负责”写入课程要求,通过贴近生活的类比讲解安全阀、尾气回收等概念,把安全文化与规范意识融入日常教学评价,引导学生形成稳定的情绪管理与职业伦理。针对社会舆论中“谈化色变”的认知壁垒,他鼓励学生把化工故事讲清楚、把风险边界说透彻,以事实与逻辑增强公众信任,也为学生未来进入企业或国际组织沟通协作打下基础。 对策:在课堂之外,汤吉海把全国大学生化工设计竞赛作为“第二课堂”的重要抓手,以接近真实工厂的标准组织训练:多队伍同时开题、过程评审与方案迭代并行,邀请企业导师与外部专家参与把关,推动学生将论文思路落实为流程图与设备选型,再反推完善能耗、物耗与排放核算,确保“绿色”不是口号而是可量化指标。高强度训练背后强调“方向比熬夜更重要”,即以正确的技术路线和评价体系减少无效劳动,提升工程表达与团队协作效率。 科研端,他对创新提出更高要求,强调必要时“推倒重来”重建模型,避免路径依赖。其团队围绕催化与过程耦合等领域开展攻关,在降低反应温度、模块化装置集成、减少占地与能耗等形成可验证成果,并在企业基地实现装置一次性开车成功。对他而言,科研价值不在于“炫技”,而在于让工厂少冒一缕烟、少排一滴水,让数据经受车间与市场的双重检验。 前景:当前,我国制造业绿色转型与安全生产要求持续提升,化工行业正在加快高端化、智能化、绿色化步伐。面向未来,工程教育改革需要深入扩大校企协同育人深度:一是推动课程案例库与标准规范动态更新,把碳核算、清洁生产、过程安全管理等内容系统纳入培养方案;二是强化科研成果的教学转化机制,让学生在学习阶段就接触前沿方法与工程约束;三是完善以能力为导向的评价体系,重点考察问题定义、方案比选、风险识别与沟通表达等关键能力。以绿色化工为牵引的育人实践,有望为行业输送更多“能算、会做、守底线、善沟通”的工程人才,为高质量发展提供支撑。

化工的未来不仅在更高的产率和更低的成本,也在更少的排放、更可靠的安全和更强的社会责任。把科研的增量引入课堂,把课堂形成的思辨与决策能力带到工程现场,才能培养出既能解决复杂问题、又能守住安全与绿色底线的新一代化工人才。这类探索的意义在于为行业转型持续提供人才支撑与创新动力。