華東理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)一流專業(yè)建設(shè)的思考與實踐

張文清，徐首紅，徐志珍，胡坪，羅千福，王成云

華東理工大學(xué)化學(xué)系，上海 200237

華東理工大學(xué)(簡稱“華理”)是新中國第一所以化工特色聞名的高等學(xué)府，1960年起被中共中央確定為教育部直屬的全國重點大學(xué)，1996年進入國家“211工程”重點建設(shè)行列，2008年獲準建設(shè)“985優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺”，2017年入選國家“雙一流”世界一流學(xué)科建設(shè)高校，化學(xué)學(xué)科在ESI全球排名中進入前萬分之三行列。68年來，為國家輸送了一大批優(yōu)秀人才。培養(yǎng)一流人才是中國高等教育新時代內(nèi)涵式發(fā)展的最核心的標準[1]。華理應(yīng)用化學(xué)專業(yè)2019年獲評首批國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點，基于OBE理念，以提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量為目標，以社會經(jīng)濟發(fā)展需求及學(xué)校定位為出發(fā)點，做好統(tǒng)籌規(guī)劃與頂層設(shè)計，優(yōu)化專業(yè)建設(shè)，培養(yǎng)一流人才[2]。本文總結(jié)了華理應(yīng)用化學(xué)專業(yè)建設(shè)的思路和實踐經(jīng)驗，希望能夠為相關(guān)專業(yè)建設(shè)提供一些借鑒。

1 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標定位

華理應(yīng)用化學(xué)專業(yè)傳承于1952年的有機染料及中間體專業(yè)，1985年獲批應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，先后經(jīng)過特色專業(yè)建設(shè)、專業(yè)綜合改革，逐漸形成了精細化學(xué)品、先進材料設(shè)計和制備的專業(yè)學(xué)科特色方向。學(xué)科是專業(yè)的基礎(chǔ)，專業(yè)是學(xué)科的拓展延伸。近年來，通過化學(xué)、化工一流學(xué)科建設(shè)，對標國際學(xué)科前沿，對接國家戰(zhàn)略，助力上?？苿?chuàng)中心建設(shè)，形成了精準化學(xué)與分子工程基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的學(xué)科特色。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)依托化工、化學(xué)等學(xué)科背景，堅持“以人為本，價值塑造、能力培養(yǎng)、復(fù)合創(chuàng)新”的辦學(xué)理念，進一步深化精細化工的專業(yè)學(xué)科特色，強化分子工程、功能材料、工程基礎(chǔ)等多學(xué)科交叉融合，培養(yǎng)掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識和理論及其他自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，具備一定的應(yīng)用研究、產(chǎn)品開發(fā)和工程實踐能力，擁有良好的國際視野、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的高素質(zhì)復(fù)合型人才。根據(jù)上述人才定位，開展一流專業(yè)建設(shè)，培養(yǎng)一流人才。

2 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合改革措施

2.1 以人才培養(yǎng)為核心的課程體系重構(gòu)和專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)

專業(yè)是人才培養(yǎng)的基本單元，課程是人才培養(yǎng)的核心要素。具體措施包括：(1) 開展學(xué)科、專業(yè)、課程的協(xié)同建設(shè)，依托化學(xué)、化工兩個一流學(xué)科，圍繞精準化學(xué)與分子工程，形成結(jié)構(gòu)可控精準合成化學(xué)、精準診療分子工程、催化與光電界面化學(xué)等化學(xué)學(xué)科群特色，突出結(jié)構(gòu)與性能、制備與分析研究能力培養(yǎng)的專業(yè)教學(xué)特色。(2) 重構(gòu)課程體系。以專業(yè)培養(yǎng)目標為依據(jù)，以“立德樹人、加強通識、夯實基礎(chǔ)、強化實踐、激勵創(chuàng)新”為總體原則，并反向優(yōu)化設(shè)計能夠支撐畢業(yè)要求達成的課程體系，構(gòu)建了通識課程、基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和個性化課程的“協(xié)同型”課程體系。比如分析化學(xué)系列課程設(shè)置，構(gòu)建了化學(xué)分析、儀器分析、分離分析、譜學(xué)分析、分析化學(xué)前沿進展組成的循序漸進的理論模塊課程，梳理各門課程的教學(xué)目標，重塑課程教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程教案以體現(xiàn)知識點在課程教學(xué)中的地位，完善課程教學(xué)大綱及知識圖譜，解決課程建設(shè)重復(fù)化、課程體系不平衡性、課程教學(xué)方法手段老化和僵化等問題；比如分析實驗的改革要點是保留部分常用容量器皿和稱量器具的認知和規(guī)范使用，圍繞分析化學(xué)理論體系(容量分析、電位分析、光譜分析、色譜分析、分離分析)，提高實驗教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性，實驗涵蓋了食品工業(yè)、日用工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等，如分子熒光分光光度法測定滴眼液中的氧氟沙星、電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定礦泉水中的鈣鎂含量等；同時注重實驗的綜合性，如銅系列化合物的綜合實驗，包含了元素及其化合物的性質(zhì)，五水硫酸銅的制備、純度分析，熱重法測定硫酸銅中的結(jié)晶水等內(nèi)容；也注重實驗的先進性，如酸堿滴定改用自動電位滴定儀，引入毛細管氣相色譜儀和UPLC-MS的實驗等。有機化學(xué)實驗除了重視實驗與科學(xué)前沿相結(jié)合，更注重實驗綠色化；物理化學(xué)實驗在增加實驗內(nèi)容綜合性、系統(tǒng)性、探索性的基礎(chǔ)上，依托上海市思政項目，從實際案例出發(fā)，首次嘗試實驗課程融入思政元素。(3) 深化課堂教學(xué)改革，優(yōu)化教材建設(shè)，強化網(wǎng)絡(luò)與信息化應(yīng)用，推動MOOC和線上、線下課程建設(shè)。專業(yè)課程有5門國家精品資源共享課程，其余專業(yè)課為上海市精品課程，2020年獲批了4門教育部一流本科課程。近10年來主編或參編教材30余部，10余本教材獲得上海市、行業(yè)等優(yōu)秀教材獎，6門獲國家“十二五”規(guī)劃教材，參編了“綠色中國”系列思政課教材，2019年獲批了上海市課程思政領(lǐng)航學(xué)院。

2.2 以兩校區(qū)格局和學(xué)科為支撐的多樣平臺搭建

針對華理徐匯校區(qū)、奉賢校區(qū)科研教學(xué)不均衡的兩校區(qū)格局造成的創(chuàng)新活動開展不暢問題，通過循序漸進的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程體系建設(shè)，實現(xiàn)了所有學(xué)生四年一貫的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動的全覆蓋。以國家工科化學(xué)實驗教學(xué)中心、國家化學(xué)化工虛擬仿真實驗教學(xué)中心為基地，全方位構(gòu)建基于兩校區(qū)辦學(xué)的由創(chuàng)新實踐平臺、競賽平臺、大型儀器培訓(xùn)平臺、虛擬仿真實驗教學(xué)平臺、國際交流平臺組成的“五位二體”“三階遞進”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系[3]，形成思政、教學(xué)和科研的一體化育人模式，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)研究和應(yīng)用復(fù)合型高素質(zhì)人才。實踐課程體系和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程安排和目的如圖1、圖2所示。

圖1 實踐課程體系

圖2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系

搭建了多個平臺：(1) 全開放實踐和大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動平臺，充分利用國家級化學(xué)實驗教學(xué)中心資源和奉賢校區(qū)的科研團隊；(2) 舉辦和組織學(xué)生參加不同類型的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽的競賽平臺，舉辦了化學(xué)趣味實驗大獎賽、化學(xué)競賽、化學(xué)改變生活小論文大賽等。成立了專門的科普團隊，2019年獲批上海市分子工程與材料科學(xué)青少年創(chuàng)新實踐工作站，開發(fā)了“水中花園”“水精靈的制作”“水中寫字”等20余個科普實驗，學(xué)生既是參與者又是志愿者；(3) 舉辦大型儀器培訓(xùn)和使用的儀器開放平臺，每年對本博連讀的拔尖人才提供大型儀器培訓(xùn)，如核磁共振波譜儀、液質(zhì)聯(lián)用儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、逆流色譜儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀等多種儀器，幫助學(xué)生更好地完成創(chuàng)新實踐工作，為他們繼續(xù)深造打下扎實的大型儀器使用基礎(chǔ)；(4) 依托國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心，由基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗和工程實踐三大類組成的虛擬仿真實驗平臺，采用虛擬現(xiàn)實與多媒體技術(shù)，融合多種互動硬件設(shè)置，節(jié)約教學(xué)資源，共享教學(xué)設(shè)施，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生實踐操作能力。實驗課程錄制了40余個基本操作視頻和5個原理及安全教育錄屏課，實現(xiàn)實驗安全教育及原理課全線上教學(xué)。虛擬仿真實驗結(jié)合實驗視頻教學(xué)成為2020年疫情期間實驗的主要教學(xué)手段。特別是以裝置復(fù)雜、危險、有毒等實驗為重點，通過虛擬仿真實驗可以規(guī)避試劑的危險性和毒性、緩解線下儀器數(shù)量限制，提高實驗安全性。如2020年獲批教育部一流本科課程的“極端條件下可控制備多維石墨烯虛擬仿真實驗”，2018年獲批國家級虛擬仿真實驗教學(xué)項目的“無水無氧綜合化學(xué)實驗——二氯二茂鈦的合成與表征”，物理化學(xué)實驗“可燃氣體爆炸現(xiàn)象與爆炸極限研究”VR實驗課程等，學(xué)生認為VR實驗教學(xué)提升了他們對基礎(chǔ)化學(xué)實驗的興趣，這種沉浸式的虛擬實驗教學(xué)使學(xué)生體驗感強。以“互聯(lián)網(wǎng)+實驗教學(xué)”為主要手段，建成了虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，持續(xù)推進分層次多平臺的虛擬仿真實驗教學(xué)模式。

2.3 以名師領(lǐng)銜與基層研討為主線的師資隊伍建設(shè)

習(xí)近平寄語“百年大計，教育為本。教育大計，教師為本?！睉?yīng)化專業(yè)開展了從“國際化”轉(zhuǎn)向“全球化”的師資隊伍建設(shè)，具體包括：(1) 打造高水平師資，鼓勵全球化的流動，建立了國內(nèi)外的雙向良性互動。如雙聘引進諾貝爾獎得主、歐洲科學(xué)院外籍院士等，100%師資具有國外經(jīng)歷，專業(yè)教師年出國訪問和交流10余人。從“一味趨同”轉(zhuǎn)向“和而不同”，立足本土實際和辦學(xué)特色，引入發(fā)展性的綜合評價體系，教師評價采用計量評估的業(yè)績考核與同行評價相結(jié)合的方式，提供相對寬松的發(fā)展環(huán)境。(2) 以名師領(lǐng)銜開展教學(xué)團隊建設(shè)。有全國高校黃大年式教師團隊——化學(xué)系列課程教學(xué)團隊，上海市科技功臣、上海市教育功臣、國家教學(xué)名師、寶鋼優(yōu)秀教師等10余人。院士領(lǐng)銜化學(xué)拔尖學(xué)生培養(yǎng)基地建設(shè)，杰青領(lǐng)銜專業(yè)實驗課程建設(shè)等。(3) 加強青年教師的培養(yǎng)。自2014年獲批上海市青年教師教學(xué)能力培訓(xùn)基地后，每一位新進教師須經(jīng)過基地一年的培訓(xùn)合格后才能走上講臺，在資深指導(dǎo)教師的傳幫帶下，一起完成備課、授課、批改作業(yè)、考試、教改等教學(xué)環(huán)節(jié)，通過教學(xué)名師的身體力行，以模范的言行舉止樹立榜樣；通過開展教學(xué)研討、示范授課、教學(xué)沙龍、授課比賽、思政理論學(xué)習(xí)等活動，加快青年教師的成長。在2018年青年教師還獲得上海市教學(xué)比賽一等獎；以教研組為單位開展教學(xué)活動。設(shè)立無機、有機、分析、物化、實驗化學(xué)等教研組開展課程建設(shè)，并成立黨支部，采取由支部牽頭開展以師德師風(fēng)建設(shè)為龍頭的教師思想教育，提高政治站位、深化思想認識，把立德樹人的根本任務(wù)落到實處。通過這些舉措，應(yīng)化專業(yè)形成了一支50余人的由科研、教學(xué)和工程技術(shù)人才組成的專業(yè)師資隊伍，其中院士3名、杰青4人，各類教學(xué)名師10余人，工程開發(fā)人才5人。

2.4 以成果導(dǎo)向教育(OBE)的專業(yè)教學(xué)質(zhì)量保障體系建設(shè)

(1) 建立基于產(chǎn)出的人才培養(yǎng)體系。根據(jù)OBE的教育理念，從改革教學(xué)教育模式、完善教學(xué)教育內(nèi)容到學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出成果的監(jiān)督和反饋，形成了如圖3所示閉環(huán)型的人才培養(yǎng)體系，確保各教學(xué)環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控和持續(xù)改進。(2) 設(shè)立院校雙重教學(xué)質(zhì)量保障體系。發(fā)揮校級督導(dǎo)組對教學(xué)改革與建設(shè)的督促作用，監(jiān)督教學(xué)質(zhì)量，檢查教師的教學(xué)效果，并與主管院長溝通，開展教學(xué)研討和信息交流等工作，形成雙重質(zhì)量保障體系。(3) 建立學(xué)風(fēng)-教風(fēng)聯(lián)動機制提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。通過建立學(xué)風(fēng)-教風(fēng)聯(lián)動機制，形成質(zhì)量監(jiān)控體系，包括院領(lǐng)導(dǎo)、本科教學(xué)指導(dǎo)委員會、責(zé)任教授、教研室主任、輔導(dǎo)員、任課教師、學(xué)生干部等，保障了師生間信息傳導(dǎo)的暢通，學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)氣得以改善。(4) 制定系列獎懲制度和多管齊下的評價方式。通過學(xué)生評教、自我評價、領(lǐng)導(dǎo)和同行聽課、督導(dǎo)評價、年度考核等動態(tài)的檢查，來促進教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控；通過與績效分配、職稱晉升掛鉤等制度進行激勵監(jiān)督，提升了教師對教學(xué)的重視和投入。

圖3 基于產(chǎn)出的人才培養(yǎng)體系

3 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)建設(shè)的不足和持續(xù)改進的方向

教育部在《關(guān)于做好國家級一流本科專業(yè)建設(shè)有關(guān)工作的通知》中提出，一流專業(yè)要“定位明確、管理規(guī)范、師資力量雄厚、改革成效突出、培養(yǎng)質(zhì)量一流”[4]。國家一流專業(yè)要求立足世界、力爭一流[5]，因此，我們必須在分析過去成效與不足的基礎(chǔ)上，明確具體改革目標。

3.1 拔尖人才培養(yǎng)體系不夠完善

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)自建立之初就設(shè)立了理工優(yōu)秀生班，開展優(yōu)秀學(xué)生的培養(yǎng)，但是多年來，除了實現(xiàn)小班教學(xué)、松散的導(dǎo)師制，開設(shè)部分科學(xué)研究課程以外，沒有形成系統(tǒng)化的化學(xué)拔尖學(xué)生培養(yǎng)體系。

2021年1月獲批了教育部基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)計劃2.0基地——化學(xué)拔尖學(xué)生培養(yǎng)基地，在后續(xù)建設(shè)中，進一步健全拔尖人才培養(yǎng)機制，營造“學(xué)習(xí)+學(xué)術(shù)”育人氛圍。(1) 創(chuàng)新學(xué)習(xí)方法。課堂內(nèi)，通過以學(xué)生為主角的小班討論課、專業(yè)研討課、學(xué)子講壇等課程；課堂外，搭建多元化學(xué)術(shù)活動平臺，包括大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動、微演講比賽、與大師面對面、學(xué)子沙龍、化學(xué)大獎賽等探究式學(xué)習(xí)和長效性學(xué)術(shù)熏陶，有效鍛煉學(xué)生觀察、思辨及表達能力。(2) 提升學(xué)生國際化視野。開設(shè)全英文專業(yè)課程和多個國際聯(lián)合培養(yǎng)模式，構(gòu)建和完善本科生科研國際化教學(xué)體系，如國外的短期訪學(xué)，長期的合作科研項目等；(3) 實現(xiàn)學(xué)科知識交叉融合。以能力培養(yǎng)、個性化培養(yǎng)為目標，優(yōu)化主修、輔修、微專業(yè)和個性化任選課程管理制度，全面實現(xiàn)跨學(xué)科、跨學(xué)院選課，按學(xué)生能力、興趣開展多層次教學(xué)。

3.2 教科融合的課程建設(shè)有待深化

有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的金課不足，混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等模式運用較少；實踐教學(xué)內(nèi)容還有待更新完善。對標一流本科建設(shè)，構(gòu)建了以學(xué)生為中心的化學(xué)實驗教學(xué)體系和特色，但是部分實驗內(nèi)容仍然比較陳舊、缺乏新進展，教學(xué)手段循規(guī)蹈矩。

依托國家工科化學(xué)實驗教學(xué)中心、國家工科基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)基地，推進教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容的綜合改革，實現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實踐教育的融合。(1) 關(guān)注學(xué)科研究熱點，及時更新課程案例，提升專業(yè)核心課程的難度和深度，力爭建設(shè)省部級以上金課群。(2) 加強課程思政建設(shè)，將價值引領(lǐng)、素質(zhì)教育和知識傳授有機融合，推進情懷和使命感教育。(3) 推廣混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等模式，加強師生互動，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。開發(fā)化學(xué)實驗電子報告系統(tǒng)，解放學(xué)生枯燥地抄寫一些定式內(nèi)容的時間，潛心于實驗討論和分析。(4) 科教融合，力求實現(xiàn)創(chuàng)新、交叉、融合、探索?？蒲谐晒M教材、進實驗，圍繞生物醫(yī)藥、環(huán)境、智能材料、新能源化學(xué)等領(lǐng)域，建設(shè)學(xué)科前沿實驗，如pH敏感型膠束制備及其載藥釋藥行為評價，光控分子開關(guān)的制備和性能測試，基于嘌呤的巰基二齒鈣鈦礦鈍化劑的合成及光伏應(yīng)用，天然植物中抗腫瘤活性物質(zhì)的分離、結(jié)構(gòu)分析和活性表征，光致變色有機玻璃的研制和測試等新實驗，涵蓋分子設(shè)計、分子自組裝、功能設(shè)計、構(gòu)效關(guān)系分析等。

3.3 教學(xué)名師培養(yǎng)有待提高

專業(yè)建設(shè)了涵蓋院士、杰青等高水平的教學(xué)科研隊伍，也有寶鋼優(yōu)秀教師、張江樹教學(xué)名師等，但是國家級教學(xué)名師只有一名，大師級教學(xué)名師的培養(yǎng)需要加強。

持續(xù)加強教學(xué)激勵、保障措施，促成名師培養(yǎng)。(1) 加強科教協(xié)同育人機制建設(shè)，打造教學(xué)名師的“蓄水池”。依托黃大年式教師團隊，通過人才引進和培養(yǎng)，提高專任教師業(yè)務(wù)水平，建設(shè)多元化高水平師資隊伍。(2) 優(yōu)化教師評價體系，完善績效獎勵機制，合理提高教學(xué)工作量和教學(xué)質(zhì)量在考評、職稱評定中的比重，調(diào)動教師教學(xué)積極性。

在后續(xù)專業(yè)建設(shè)中，將以一流本科專業(yè)建設(shè)為契機，以立德樹人為根本目標，進一步整合辦學(xué)資源，對照一流專業(yè)建設(shè)要求，按照問題導(dǎo)向的方式進行改進，充分利用多學(xué)科資源，構(gòu)建多學(xué)科人才培養(yǎng)的體制機制。