能源化學工程專業導論精選(九篇)
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第1篇：能源化學工程專業導論范文
武漢科技大學化學工程與工藝專業始建于1958年,原名為“煉焦化學專業”,1985年改為“煤化工專業”。1992年,按“煤化工”“、城市燃氣”和“炭素材料”三個專業分別招收新生。1996年,隨著教育部大學本科專業目錄的調整,“煤化工”“、城市燃氣”和“炭素材料”三個專業歸并為“化學工程與工藝”專業。盡管名稱幾經變化,但始終堅持煤化工培養方向和煤焦化的特色。其原因主要是由于武漢科技大學的前身“武漢鋼鐵學院”和“武漢冶金科技大學”原來隸屬于冶金工業部,畢業生主要面向鋼鐵冶金系統;培養目標針對性、學生的工程意識和實踐能力較強,受到鋼鐵冶金行業焦化企業、科研院所的認可。目前,武漢科技大學化學工程與工藝專業為國家級特色專業,擁有化學工程與技術一級博士點和化學工程與技術博士后科研流動站。經過幾代人的辛勤努力,學校化學工程與工藝專業的教學和科學研究規模及水平均有了顯著的提高。在化工專業“寬口徑”培養模式下,堅持煤化工方向特色有著重要的現實意義。首先,中國是以煤為主要能源的國家,在一次能源中,煤炭占70%左右,在較長的時期內這一能源結構不會改變[4]。大力發展煤化工產業,推廣潔凈煤技術,保證國家的能源安全,是中國的一項基本能源政策。其次,煤焦化是煤化工中技術最成熟、應用最廣泛的一種煤炭綜合利用方法。至少在50年內,采用高爐,利用焦炭作為煉鐵的主要燃料、還原劑和料柱支撐體的技術仍將是鋼鐵冶金的主流技術。再次,“節能減排”是中國的重要戰略任務,也是全世界面對的主要挑戰。面對以煤煙型污染為主和焦化行業普遍污染嚴重的現實,從煤炭利用源頭減少污染是實現“節能減排”的必由之路。最后,煤化工(包括焦化)行業涉及到中國能源供應和安全、鋼鐵行業的生存和發展以及節能減排的實現,當前以致今后相當長的時期仍是中國國民經濟的主戰場。因此,武漢科技大學的“化學工程與工藝”專業堅持煤化工方向特色是非常必要的;理順兩者的關系,既具有理論意義,也具有實際價值。
二、特色專業建設的基本原則
進行具有煤化工特色的化學工程與工藝專業建設,是優化專業學科結構,推進教學改革,加強內涵建設,提高人才培養質量,提升專業競爭力的重要舉措。這不但有利于促進學校教學基本建設,進一步改善辦學條件,鞏固辦學特色,而且有利于提高辦學實力,更好地適應以煤化工為主的經濟社會發展的需要[5-6]。
(一)市場導向
目前,中國大學生就業已完全走向市場,學生和用人單位之間進行“雙向選擇”,大學畢業生的一次就業率已經成為評價一所大學教學質量和綜合競爭力的主要指標之一。要提高就業率,就必須瞄準市場對人才的需求,特色專業建設也必須以市場為導向,培養市場需要的專業人才。
(二)自主創新
特色專業建設是中國高等教育教學改革的一項新內容,本身具有探索性、創新性,加之各校各專業都要根據內外部條件形成自己的特色,更無先例可循。因此,特色專業建設要在教育觀念、人才培養目標、人才培養模式、課程體系改革和評價標準等方面堅持創新。
(三)錯位發展
特色專業建設要在市場導向的基礎上,根據現有的辦學條件、科研成果和發展潛能,集中力量,凸現特色;堅持有所為有所不為,采取“人無我有,人有我優,人優我新”的差異化策略,實現“錯位發展”,避免正面競爭。
(四)相對穩定
特色專業建設是一項系統工程,是一個不斷建設、不斷積累、不斷完善的過程,其特色的形成應該具有相對的穩定性。同時,要適應內外部環境的變化,具有一定的前瞻性,能夠體現現代科學技術發展的趨勢和未來社會和市場的需求變化。
三、主要措施
(一)更新教育觀念
辦學理念和專業建設觀念是特色專業建設的指導思想,決定著特色專業建設的方向、進程和績效。特色專業建設是一項涉及專業建設多方面創新和變革的教學改革活動,必須首先在專業建設和教學理念上實現突破,更新傳統的教學觀念以適應時代和社會發展的需要。為此,化學工程與技術學院針對“寬口徑”的教育觀念進行了多次研討,并邀請、走訪用人單位,進行深入地調研,逐步樹立了化學工程與工藝專業在“寬口徑”培養模式下堅持煤化工特色教學的觀念。
(二)加強師資隊伍建設
師資隊伍建設是特色專業建設的根本保證。特色專業需要配備有學科特色的師資隊伍,其教學和科研方向專長必須和專業特色的培育相匹配。化學工程與工藝專業的專業課教師多數既是理論知識的傳播者和研究者,又是專業工程的實踐者。他們多數在武漢科技大學設計研究院從事煤焦化設計研究工作,有著豐富的實踐經驗。近年來,隨著學校跨越式發展,新引進了一批優秀的青年教師。這些青年教師多數沒有煤焦化專業的知識背景,為此,安排新教師隨班學習煤焦化方面的課程,而后安排到焦化廠進行3個月現場學習,并在學校設計院教師指導下完成焦化的工程設計,經教研室組織考核合 格后方可上崗。
(三)創新課程體系
特色專業建設必須目標明確,在保持專業目標的基礎上突出體現特色目標;在人才培養規格上要有明顯特色,同時制定科學合理的人才培養方案。課程體系是高等院校實現人才培養目標和基本規格要求的總體設計藍圖,設置合理、科學、超前、前后呼應的課程體系是特色專業建設的基礎和關鍵。應廣泛吸收國內外先進的教育理念和教學經驗,整合教學改革成果,優化課程教學內容,不斷豐富課程內涵,努力構建適應經濟社會發展需要、反映時代特征、具有學校特色的化學工程與工藝本科專業課程體系。依據學校的學科特點,在培養“通才”的基礎上,構建了“焦化特色模塊”、“精細化工模塊”等專業方向課程。同時,將煤化學課程列入專業基礎必修課,從而保證學生具備煤化工的知識背景。新的課程體系充分體現了“提升內涵、強化特色”的教學指導思想。
(四)改革實踐教學環節
特色專業建設過程中,要高度重視校內外實習、實驗、實訓基地建設,為培養學生創新能力、實踐能力提供良好的實踐教學條件。近年來,化學工程與工藝專業建立了一批相對穩定的教學實習基地。考慮到專業培養方向的要求,實習基地以武漢平煤武鋼聯合焦化有限公司為主體。該公司在國內具有技術力量雄厚,生產工藝先進的特點,并具有較高的管理水平。同時,該公司可以說是焦化的一部“百科全書”,建有4.3m、6m、7.63m焦爐,所采用的配套工藝也有多種,是一個相當理想的本科專業特色教學實習基地[7]。在實驗教學方面,依托湖北省煤轉化與新型炭材料重點實驗室,通過開設本科生創新性實驗與創新性研究等課外實踐活動,為培養學生的動手能力、創新能力、提高人才培養質量和專業特色教學提供了保障。
(五)強化課程、教材建設
課程建設是專業培養目標實現的基本途徑,專業特色必定要在課程建設中得以體現。在進行課程體系改革的同時,學校十分重視課程內涵建設,重新整理了傳統課程的教學內容,加強不同學科之間的交叉和融合。如在煤化學課程的基礎上,將其它一些主要能源也引進來,從而形成了能源化學課程。在化工設備及材料中融入了力學、材料等知識;化工設計基礎與技術經濟分析課程在原來技術經濟分析的基礎上,增加了化工設計內容,以加強學生動手能力的培訓;根據企業用人需求,增設了化工CAD繪圖與識圖。教材的質量體現高等教育和科學研究的發展水平,也直接影響本科教學的質量。為提高教學效果,主要專業課程都選用省部級以上優秀教材、“面向21世紀課程教材”、“十五”、“十一五”國家重點教材和教學指導委員會推薦的教材。同時,鼓勵教學經驗豐富、學術水平較高的教師編寫與出版具有學校化學工程與工藝專業特色的教材,以進一步優化教學內容和深化課程體系改革。目前,本專業自編公開出版的教材主要有:《煤化學》《燃氣工程》《化工技術經濟學》《化工設計概論》《化學工程與工藝專業實驗》以及《環境工程導論》等,其中《煤化學》為國家“十一五”規劃教材。
(六)建立健全質量保障和監控機制
建立健全質量保障和監控機制是創建特色、保持特色的關鍵。只有特色鮮明,才能優勢突出;只有集中力量重點建設,才能使學校加強對某一專業重點投入,創造良好的教學、科研條件,取得預計的成果。特色專業更強調精干高效,它是學校具有標志性作用的專業。要做到這一點離不開質量監控。為進一步保證教學質量,實行課程、專業帶頭人負責制,并建立了科學、合理的教學質量監控體系,包括學生評教制,干部同行評議制,教學檢查員聽課指導制,教學信息員信息反饋制,監督電話、信箱信息收集制,等。此外,還加大了對青年教師的培養力度,為青年教師配備指導教師,制定青年教師“過教學關”計劃。上述措施有力地保障了教學質量的穩步提升,為培養高質量的煤焦化特色化工專業人才提供了制度保障。
第2篇：能源化學工程專業導論范文
本科教學是高等學校人才培養的重要環節，肩負傳授知識和技能的重要職能。課程體系構建是本科教學的基礎和核心。世界一流研究型大學的課程體系構成具有一些共性，比如：從課程模塊來看，都包括通識課和專業課;從課程結構層次來看，都有必修課和選修課;從教學方法來看，都有講座課程和研討課程。對于研究型大學來講，專業課程的設置和教學是構建學生專業知識體系、訓練專業認知能力和養成專業思維方式的關鍵要素，蘊含和體現了高等學校的人才培養理念和特色。
高校人才培養目標和教育思想決定了課程體系設置。近年來，南京大學以“為社會各行各業培養具有創新精神、實踐能力和國際視野的未來領軍人物和拔尖創新人才”為目標，通過深入探索和實踐，提出了“三三制”人才培養模式。南京大學化學化工學院在人才培養思路上一直秉承戴安邦院士的全面化學教育思想，即“全面的科學教育要求教學既傳授知識和技術，更訓練科學方法和思維，還培養科學精神和品德”。在新的時代背景下，南京大學化學化工學院圍繞多元化創新型人才培養，在分析借鑒美國加州大學伯克利分校和英國劍橋大學等世界著名研究型大學化學專業課程設置模式和特點的基礎上，對傳統的化學專業課程體系進行了一系列調整和改革，構建了“激發興趣、注重能力、多元培養、個性發展”的專業課程體系。
一、美國加州大學伯克利分校化學專業課程體系
美國加州大學伯克利分校(以下簡稱“伯克利”)是世界著名研究型大學，在學術界享有盛譽，也是美國最自由、最激進的大學之一。化學是伯克利的傳統優勢學科，在OS世界大學最新排名中，伯克利的化學學科排名第二。
伯克利學制為4年，每學年有3個學期，分別是秋季學期(一般17周)，春季學期(一般17周)以及暑期學校。本科生學位要求的最低學分數為120。
伯克利的化學學院有兩個系：化學與生物分子工程系和化學系。化學系的專業課程主要是按知識模塊進行構建，由基礎課和大量的專業課兩大模塊組成。根據修讀課程的不同，化學系的學生可申請化學理學或者藝術學學士學位，或者化學生物學理學學士學位。本文僅介紹化學理學學士學位要求的專業課程。
上圖是典型的化學專業本科生培養方案示意圖。可以看出，化學系本科生在第一年主要修讀大學化學和定量分析這門課(含實驗)，或者根據需要修讀與高中課程相銜接的化學課程。二年級主要修讀有機化學(含實驗)。三年級需修讀高等無機化學和物理化學兩門課。四年級的專業課較多，包括物理化學實驗、儀器分析、無機合成及反應、有機化學.高級實驗方法或者原子核技術中的化學方法，這幾門課均包含理論課和實驗。以上課程構成了化學專業本科生的必修課，這些課程一般為3～5個學分。
伯克利認為本科畢業生應該“熟悉藝術、文學、數學、自然科學和社會科學;能夠收集、篩選、綜合、評價來自不同領域并以不同形式呈現的信息;理解研究過程和如何創造新的知識;能夠與人合作共事;能夠創造性地轉換其環境;具有解決問題和作出決定所必須的技能，并能考慮決定的廣泛的社會和倫理意義;能夠處理模糊性，能夠靈活思考并具有在職業生涯中不斷發展智識的技能”。因此，化學系本科新生需要參加新生導學課。一、二年級必修的課程還包括數學、物理以及15學分的BreadthElective課程(如閱讀寫作、外語、人文社科類課程)，類似于國內的通識課。除此之外，化學系還開設了培養團隊合作(如SupervisedGroup Study和Directed Group Study)和獨立工作能力(如Individual Studv forAdvancedUndergraduates)的課程。
對于高年級本科生，除了專業必修課外，還要求完成15學分的專業選修課和跨專業選修課。
伯克利化學系開設的高年級專業選修課有30多門，一般3學分，包括信息化學、生命體系中的無機化學、高等無機化學、無機合成與反應、普通生物化學和分子生物實驗、高等有機化學機理、高等有機合成、有機化學一高級實驗方法、量子力學和譜學、生物物理化學;物理學原理和生命分子、生物物理化學、化學生物學、伯克利能源講座;生物質能、原子核化學、原子核技術中的化學方法、材料化學導論、生物化學工程實驗、高分子科學與技術、大氣化學和物理實驗以及量子信息科技等課程。
化學專業建議選修的跨專業課程涉及大氣、生物、土木和環境工程、計算機、地球和行星科學、經濟、教育、電子工程、政策和管理、力學工程、分子和細胞生物學、營養學和毒理學，物理、植物和微生物學、公共衛生、統計等多個學科分支，多達200余門課程。另外，本科生還可以選修多達50門的研究生專業課。因篇幅有限，本文不一一列出這些課程的名稱。
二、英國劍橋大學化學專業課程體系
英國劍橋大學是歷史最悠久的世界著名研究型大學之一，素有“諾貝爾獎搖籃”的美譽。劍橋大學崇尚自由、創造性、人文和科技相結合的教育理念，是將傳統和現代教育有機結合的典范。劍橋大學化學專業具有很高的學術聲譽，在2016 TIMES英國大學優勢專業中排名第一，QS世界大學最新排名中名列化學專業第三。
劍橋大學對學生的培養與管理是經典的學院制。該校有31個學院，負責學生的生活和本科生的業余輔導。教學由大學的科系負責，主要科系包括藝術和人文、生物科學、臨床醫學、人文和社會科學、自然科學、技術等。劍橋大學每學年的授課時間分為三個學期，包括Michaelmas學期(8周)、Lent學期(8周)、Easter學期(5周)。
化學系負責化學專業課程的設置與講授，修讀不同的化學課程前，要求修讀相應的數學、物理課程。另外，學生也要學習計算機、語言以及其他人文學科。化學專業課分為三個模塊。
第一學年課程為模塊IA，主要是介紹化學的基本原理，與預科課程相銜接，課程包括分子形狀與結構、有機化學反應與機理、熱力學與平衡、化學反應動力學、元素化學。另外，要求學生參加兩周一次的實驗課程，實驗內容安排與理論課程基本同步，實驗課程沒有單獨學分，實驗成績計入相應課程最終成績。
第二學年課程為模塊IB，課程更深入地講解化學原理。學生有兩種化學課程類型可選擇，即A類理論與物理化學類課程和B類有機與無機化學類課程。繼續修讀化學專業的學生要全部完成兩個方向的課程。其他專業的學生根據自己以后的專業方向分別修讀A或B類課程。
A類課程包括量子力學導論、分子譜學、對稱與成鍵、分子能級與熱力學、電子結構與固體性質，B類課程包括重要有機反應、結構解析、配位化學、金屬有機化學、無機環化學、形狀與有機活性、化學生物學導論。對應于A類與B類課程，學生要求每周參加一次或兩次實驗，實驗成績計入相應課程最終成績。
第三學年開始時，化學系開設學生化學生涯指導講座。大三學年學習模塊II課程，是在模塊I學習的基礎上，擴展與深化對化學知識的認知。模塊II課程又分為三個層次。第一層次包括5門課程，每門課程1學分。其中，4門為必修課，包括無機化學I：結構與成鍵、有機合成基礎、高分辨分子光譜、理論技術，另外一門課程物理化學中的概念為選修課。第二層次有8門課程，包括無機化學II：過渡金屬與金屬有機催化、結構與性能、化學生物學I：生物催化、化學中的衍射方法、材料化學、統計力學、對稱與微擾理論、有機機理研究。第三層次有7門課程，包括：無機化學III：表征方法、有機化學中的控制、大氣化學、高分子導論、電子結構、化學生物學III：核酸、核磁共振中的物理基礎。
大三的實驗課程包括兩個部分：一是現代合成化學中的技術，主要是無機及有機化合物的制備與合成;二是與物理及理論化學有關的實驗與計算。兩部分實驗均為必修。
在大三結束時，學校篩選能進入第四學年學習的學生。第四學年主要包括課程模塊III的學習和課題研究。在學期開始時，學生接受實驗安全教育及生涯規劃指導。模塊III課程包括18門化學課程以及3門其他院系課程(篇幅關系，文中不再列出這些課程名稱)，要求學生根據興趣選修8門以上課程。
三、對兩校化學專業課程體系共性和差異性分析
從以上對伯克利和劍橋大學這兩所具有代表性的研究型大學化學專業課程體系的分析，可以看出以下共性：
(1)課程內容層次和梯度明顯。伯克利化學系對本科生實行分階段培養。課程設置分低年級課程和高年級課程。針對專業基礎不同的學生，部分課程設置了引導性或難度較低的課程。如大一年級學生可以先修讀層次較低的大學化學、大學化學實驗這兩門課程，再修讀必修的大學化學和定量分析這門課。而劍橋大學的化學專業課程則更多地從學科認知規律來體現課程內容的層次性，學生根據自身發展，也可以選擇不同的課程模塊。
(2)課程設置具有廣泛性和多樣性。伯克利基本采用化學四大基礎課的模式，但本專業和跨專業選修課程非常豐富，涉及很多相關學科分支，這與化學系對專業人才的培養定位有關，即“化學專業畢業生可從事石油、化工、食品、農業、攝影、制藥、生物科技及礦業等相關行業的研發，或者化工貿易、質量控制以及行政管理等工作”。伯克利化學專業學生還可以選修本專業研究生課程。劍橋大學的專業課程體系中，前沿性選修課程多，能讓學生充分了解學科前沿。比如大四課程模塊III的蛋白質折疊、錯誤折疊與疾病、磁性材料、化學生物學與藥物發現、固體電極等課程，本身已經具有研究生課程的專業性和深度。
(3)設置導學課程。伯克利和劍橋大學都有針對本專業的引導性課程，如伯克利大一新生需要修讀的導學課，主要包括面向新生講解化學系各個課題組的研究工作、學院的圖書館、計算機設備、校友和高年級學生的經驗交流，以及學校和學院的資源介紹等。而劍橋大學在大三和大四學期初均設置了生涯指導講座以及安全教育。這類課程的設置能夠更好地幫助學生學習與成長。
(4)重視實驗教學。伯克利和劍橋大學除了專門的實驗課外，很多課程都有相應的實驗內容，并且內容與理論課程基本同步。
兩校課程的主要差別在于：
(1)授課時段安排不同。劍橋大學化學專業基礎課程不采用平行授課方式，不是從學期的第一周持續到最后一周，而是采取集中連續授課。比如用3周時間集中把A課程講完，然后再講授B課程。這種模式的優點是，能夠使學生在短時間內集中在1～2個知識模塊上學習，課后查閱大量的參考書與文獻，對知識的理解更深入。而伯克利則采用的是比較常用的模式，即一門課程貫穿整個學期。
(2)課程內容構建思路有區別。伯克利的化學課程，特別是專業必修課和國內大多數研究型高校的化學專業設置基本相同，是基于二級學科內容劃分的傳統模式。而劍橋大學的課程設置拋棄了傳統的四大化學課程模式，改為按照知識結構和學科認知規律來設置課程，避免了知識點的重復講授。
四、南京大學化學專業課程體系改革的知與行
對照伯克利和劍橋大學等國外著名研究型大學的化學專業課程體系，我國高校傳統的化學專業課程體系存在明顯的不足，無法滿足科學發展、國家戰略以及社會產業對多元化創新型化學人才的需求，具體問題包括：(1)現有課程體系缺少導學與銜接課程，缺少對專業的興趣培養與認知，造成新生存在較長時間的迷茫期。(2)按傳統四大化學設置專業核心課程，部分知識點講授重復較多，學科前沿內容體現不均衡。(3)在傳統課程體系中，交叉課程少，對學生交叉類學科的培養措施不到位。(4)對化學產業人才培養不重視，有關產業素養培養的課程缺失。
針對以上問題，我們對專業課程體系進行了補充和優化。為大一新生設置了銜接課程，開設新生導學課，以解答學生關于化學“學什么，怎么學，去哪兒”等疑惑。為了激發學生對化學的興趣，開闊學生知識視野，我們圍繞不同主題開設了7門新生研討課：化學與生命、化學與材料、能源與化學、化學與環境、大分子：從材料到生命、原子與分子的量子世界、高分子材料與社會發展等。
專業核心課程涵蓋化學科學的基本及核心的理論內容和技能訓練，是化學專業學生準出課程的主要組成部分。南京大學化學專業學生通過自主招生及高考兩種模式選拔錄取，這兩類學生的化學知識基礎差異明顯。對此，我們構建并實施了因材施教的兩種核心課程體系。
一是普通核心課程體系。主要針對無化學競賽經歷和專業基礎的學生。我們按照從微觀到宏觀的思路進行了優化，并對課程內容進行調整與更新。主要是：合并無機化學與化學分析內容，設立大學化學課程;結構化學由大三調整到大二開設;增設高分子導論核心課程，形成以大學化學、結構化學、有機化學、物理化學、儀器分析、高分子導論為骨架的核心理論課程體系。
二是針對學科特長生的課程體系。自主招生選拔的學科特長生通常具有較好的無機及有機化學基礎。針對這一特點，我們對核心課程進行了調整：融合無機化學與基礎物理化學知識，構建了一門全新的化學原理課程;壓縮了有機化學授課學時;將結構化學、結晶化學、高階物理化學內容整合為高等物理化學。通過數理課程學習內容的強化、化學核心專業課程的整合與提升，使學生具有寬厚的數、理、化、生等理科基礎，學科視野開闊，專業知識扎實，為在化學以及相關交叉學科領域的發展打下良好的基礎。
同時，我們構建并實施了“基礎一綜合一研究”一體化、多層次、開放式的實驗教學新體系，并對相應實驗教學內容進行了改革。主要是合并“無機化學實驗”和“定量分析化學實驗”為“大學化學實驗”;取消無機化學、分析化學、有機化學、物理化學和高分子專門化實驗，在化學一級學科層面上開設綜合化學實驗課程，將科研成果及時轉化為教學實驗，形成了大學化學實驗、有機化學實驗、儀器分析實驗、物理化學實驗、綜合化學實驗這一新的實驗教學課程體系：
為滿足多元化人才培養需求，我們構建了多元選修課程體系：
(1)專業選修課。我們按科學知識單元組織課程，構建了知識體系完整、前沿性強的專業選修課體系，包括高等無機化學、有機合成、譜學基礎、近代儀器分析法、高分子化學、化工原理、計算機與化學、化學文獻、結晶化學、配位化學、催化化學、現代材料化學基礎、分離科學、波譜分析、等離子化學、高分子物理及物化、膠體與界面化學、高分子材料制備等。另外，我們委托生命科學學院開設了生物化學、分子生物學等課程;選擇環境化學、材料加工、藥物化學、能源化學、地球化學等相關院系課程為跨院系選修課。
(2)高年級研討課和研究生課程。高年級研討課包括化學與納米材料、先進高分子材料、分子識別與分析、無機交叉領域的前沿發展、有機化學現代進展。另外，我們對本科生開放了部分研究生課程，包括配位磁化學、高分子結構研究法、電分析化學基礎、高等有機化學、計算量子化學等。這些課程使本科生能系統了解學科前沿領域，讓學生了解并思考科學問題的發掘與解決過程，培養學生的創新意識與能力。
(3)化學產業類課程。針對化學行業對人才培養的需求，我們開設了化學化工行業就業創業指導、化學安全與防護、精細化學品開發與商業化、現代實驗測試技術等與企業管理、市場需求、安全生產、環境保護、質量認證等課程。我們聘請企業專家、政府管理人員以及外校師資為學生授課，以體現行業要素，培養學生產業素養和創業能力。
