創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量
——以青島科技大學(xué)為例

高洪濤，李東祥，孫雪梅

青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 266042

1 引言

目前我國高等教育進(jìn)入了普及化的新階段，2018年教育部發(fā)布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》為各專業(yè)人才培養(yǎng)提出了具體的基本要求[1]，全國高校本科教育工作會議開啟了高水平人才培養(yǎng)體系建設(shè)的新征程。高等教育在國家發(fā)展中的作用，正從“基礎(chǔ)支撐服務(wù)”向“創(chuàng)新引領(lǐng)動力”轉(zhuǎn)變，對人才培養(yǎng)的要求也從“規(guī)?；毕颉案哔|(zhì)量”轉(zhuǎn)變。教育部下發(fā)的《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》為新時代中國高等教育的發(fā)展指明了方向，專業(yè)發(fā)展必須提升內(nèi)涵建設(shè)，以學(xué)生為中心，以人才培養(yǎng)為本；在互聯(lián)網(wǎng)時代，教育改革和專業(yè)建設(shè)要充分考慮到新時代的“教”與“學(xué)”的特點(diǎn)，特別是近年來地方政府實(shí)施產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)換重大工程對人才培養(yǎng)提出了新需求和新要求。因此，教育工作者必須轉(zhuǎn)變教育觀念、更新人才培養(yǎng)體系，拓展教學(xué)資源，改變教學(xué)模式和管理方式，不斷提升本科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)建設(shè)與改革實(shí)踐舉措

我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)始建于1995年，2006年獲批為山東省首批品牌專業(yè)，2009年獲批國家級特色專業(yè)，2007年獲批為山東省泰山學(xué)者設(shè)崗學(xué)科，為學(xué)士、碩士、博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。2017年成為山東省高水平應(yīng)用型立項(xiàng)建設(shè)的核心專業(yè)，2018年成為山東省新舊動能轉(zhuǎn)換教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)對接專業(yè)，2019年獲批為山東省一流本科專業(yè)。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)依托山東省化學(xué)一流學(xué)科和學(xué)?；?yōu)勢，適應(yīng)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)國家發(fā)展戰(zhàn)略人才需求，著力培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域尤其是高端化工、新能源材料等相關(guān)領(lǐng)域從事生產(chǎn)、研發(fā)的理工融合實(shí)踐型人才。

多年來，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)工作中堅持厚基礎(chǔ)、重交叉、突創(chuàng)新等理念，不斷優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)資源，多方式拓展教學(xué)新模式，積極探索人才培養(yǎng)新思路，使應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高。

2.1 以化學(xué)學(xué)科知識為核心，建立理工融合的人才培養(yǎng)理論課程體系

國內(nèi)外高等學(xué)校均十分注重專業(yè)基礎(chǔ)課程，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面設(shè)置了較多的學(xué)分和學(xué)時，并且在專業(yè)課程的設(shè)置方面體現(xiàn)出了各個高校不同的特點(diǎn)[2]。因此，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在人才培養(yǎng)方案修訂過程中不斷借鑒國內(nèi)外高水平學(xué)校的經(jīng)驗(yàn)和做法，堅持學(xué)科交叉融合[3]，按照化學(xué)學(xué)科思維進(jìn)行專業(yè)課程體系設(shè)計[4]，突出以化學(xué)學(xué)科核心知識為主，交融數(shù)理基礎(chǔ)知識和化工原理為輔的指導(dǎo)思想，在專業(yè)課程設(shè)置上按照基礎(chǔ)課-核心課-延伸課三個層次進(jìn)行劃分，建立了經(jīng)典理論化學(xué)課程-化學(xué)核心課程-交叉學(xué)科課程構(gòu)成的理論課程體系。圖1為新修訂的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中理工基礎(chǔ)課和專業(yè)課的課程地圖。

圖1 青島科技大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案理工基礎(chǔ)課和專業(yè)課的課程地圖

除基礎(chǔ)化學(xué)原理(無機(jī)及分析化學(xué))、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課之外，該方案還把儀器分析、化工原理、高分子材料化學(xué)、工業(yè)分析與分離、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、催化化學(xué)等作為核心課程。同時依據(jù)教師隊(duì)伍的研究特長和區(qū)域經(jīng)濟(jì)對專業(yè)人才的需求，設(shè)置了工業(yè)分析與檢驗(yàn)、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)和催化與綠色化學(xué)三個模塊化培養(yǎng)方向，每個培養(yǎng)方向均設(shè)置5–6門選修課程(含必選課程3–4門)。因此，在理論教學(xué)方面形成了專業(yè)基礎(chǔ)課程–專業(yè)核心課程–專業(yè)模塊方向課程三個層次的理論課程教學(xué)體系。

2.2 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式，建立四層次的實(shí)踐教學(xué)體系

以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為目標(biāo)[5]，突出應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，建立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)–綜合實(shí)驗(yàn)–專業(yè)實(shí)驗(yàn)–創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)(學(xué)科競賽)四層次的實(shí)踐教學(xué)體系。基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)涵蓋四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)，著重培養(yǎng)學(xué)生的“雙基”；綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)融合物理、生命、環(huán)境和材料與化學(xué)交叉學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生廣闊的學(xué)術(shù)視野和素養(yǎng)，以綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)為主；而專業(yè)實(shí)驗(yàn)以綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為主，并按照三個模塊化培養(yǎng)方向分別開設(shè)，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。例如，專業(yè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合行業(yè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在工業(yè)分析與檢驗(yàn)方向設(shè)置了奶粉中蛋白質(zhì)/鐵/糖等成分的測定、硅酸鹽水泥中Fe的測定、果蔬中抗壞血酸含量測定與方法比較、阿斯匹林的鑒別雜質(zhì)檢查及含量測定等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)新工藝和新技術(shù)，在精細(xì)化學(xué)品化學(xué)方向設(shè)置了3-乙?；?7-二乙氨基香豆素的合成與檢測、微通道反應(yīng)器中連續(xù)流合成間二硝基苯、微通道反應(yīng)器中乙酸乙酯的連續(xù)流水解、對硝基芐醇的合成及結(jié)構(gòu)鑒定等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)新要求和核心催化工藝，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)新要求和核心催化工藝，在綠色化學(xué)與催化方向設(shè)置了固體酸催化的清潔芐基化反應(yīng)、銀納米粒子制備及其催化反應(yīng)動力學(xué)測量、貴金屬納米催化劑制備與電催化氧化活性、溶致液晶模板法制備介孔二氧化硅等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

此外，將創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)與學(xué)業(yè)導(dǎo)師制、學(xué)科競賽以及專業(yè)實(shí)習(xí)相融合。一是全面實(shí)行學(xué)業(yè)導(dǎo)師制，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)業(yè)導(dǎo)師目前有76人，每位教師每屆指導(dǎo)2–4名學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)成長和開展創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)研究，參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)青春等學(xué)科競賽。學(xué)生從第三學(xué)期開始進(jìn)入學(xué)業(yè)導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)室，在創(chuàng)新實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和研究創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。二是將學(xué)生創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)與專業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合，推動畢業(yè)實(shí)習(xí)-畢業(yè)論文-就業(yè)一體化。創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)的成果以及創(chuàng)新研究類型的學(xué)科競賽的獲獎成績經(jīng)認(rèn)定后可以補(bǔ)充實(shí)習(xí)學(xué)分，以提高學(xué)生開展創(chuàng)新研究的積極性；同時，鼓勵本科生到企業(yè)連續(xù)從事畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文的研究工作，畢業(yè)論文環(huán)節(jié)實(shí)行“雙導(dǎo)師”制度[6]。

2.3 不斷探索人才培養(yǎng)新思路，建立三個層次的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)思路不斷創(chuàng)新，除了開展專業(yè)模塊方向化培養(yǎng)之外，還積極探索國際合作辦學(xué)和和拔尖人才培養(yǎng)模式。2003年，學(xué)校與美國特洛伊大學(xué)聯(lián)合創(chuàng)辦“王子學(xué)院”，在國外培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生，授予美方學(xué)位；2007年聯(lián)合辦學(xué)納入國家統(tǒng)招，與美國特洛伊大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)工業(yè)分析與檢驗(yàn)專科生；2011年，聯(lián)合辦學(xué)再度升級為國家統(tǒng)招本科生教育，采取國內(nèi)加國外分階段學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式。針對中美合作班的人才培養(yǎng)要求和特點(diǎn)，抓住專業(yè)基礎(chǔ)課程和核心課程不放松，同時設(shè)置了ESL語法、閱讀、聽力、口語和寫作類英語課程，加強(qiáng)了英語語言能力培養(yǎng)，以適應(yīng)國外學(xué)習(xí)需要。此外，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)于2017年設(shè)立了“英才”實(shí)驗(yàn)班計劃，通過創(chuàng)新培養(yǎng)模式、改革教學(xué)方式、建立助教體系、改革學(xué)生管理模式等多方面的舉措，創(chuàng)新教學(xué)管理制度，突出人才專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)，構(gòu)筑杰出人才培養(yǎng)專門渠道。

2.4 建設(shè)在線開放課程，出版立體化教材，豐富教學(xué)資源

基于建構(gòu)主義和學(xué)生認(rèn)知過程，凝練課程知識點(diǎn)，構(gòu)建了化學(xué)課程教學(xué)新體系。將思政元素融入化學(xué)系列課程，秉承立德樹人、以學(xué)生為本的教育理念，發(fā)揮化學(xué)課程的“育德功能”?；赟POC的理念，建設(shè)在線開放課程，基礎(chǔ)化學(xué)系列課程實(shí)現(xiàn)信息化，三年來建設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)原理(無機(jī)及分析化學(xué))、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析、精細(xì)化學(xué)品、工業(yè)分析與分離、高等有機(jī)化學(xué)、有機(jī)合成化學(xué)和化學(xué)與健康等12門山東省在線開放課程，建設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)原理、有機(jī)化學(xué)、化學(xué)與健康、海洋中的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)等4門山東省一流課程。以化學(xué)系列在線開放課程建設(shè)為契機(jī)，將慕課資源和教師教科研成果引入教材，在新形態(tài)教材中增加科學(xué)史話、體現(xiàn)科學(xué)思維方法的閱讀材料，更新教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程與教材的融合?！段锢砘瘜W(xué)》(第4版) (孟阿蘭等編著)、《精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》《基礎(chǔ)化學(xué)教程》(第3版)、《物理化學(xué)》(夏少武等編著)、《有機(jī)化學(xué)》(第2版)、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》《有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》(第2版)、《化學(xué)與健康》《膠體與界面化學(xué)》等9部教材近兩年分別在化學(xué)工業(yè)出版社、科學(xué)出版社和高等教育出版社出版。

2.5 突出以學(xué)生為中心的課程教學(xué)設(shè)計，推動建立適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的混合式教學(xué)模式

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的形勢下，容易實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)的個性化設(shè)計，線上傳授知識、線上交互答疑與線下研討相互配合、互為補(bǔ)充，推動了以學(xué)生為中心的課程設(shè)計和教學(xué)模式改革，學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，推動學(xué)生的學(xué)習(xí)革命，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與探究能力，同時促進(jìn)教師理論知識學(xué)習(xí)與信息化教學(xué)水平的提高，實(shí)現(xiàn)在線開放課程與教師的融合[7]。

(1) 以學(xué)生為中心進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計。學(xué)生課前線上學(xué)習(xí)，教師線上答疑，線下課堂教師梳理理論知識、對疑難問題答疑、對復(fù)雜問題研討，推動課堂教學(xué)革命，促進(jìn)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)成效。

(2) 推進(jìn)專業(yè)課程的小班化教學(xué)。采取講座與課外學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方式，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)，成立課外學(xué)習(xí)小組或研究小組，相互激發(fā)求知欲和創(chuàng)新潛能，提高學(xué)習(xí)能力和效率。小班制授課課程采用基于問題導(dǎo)向的課程設(shè)計，注重“生成式”課堂教學(xué)，采用問題提問、個人或小組作答、小組討論匯報以及翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方式，推動學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變。圖2為教師設(shè)計的引導(dǎo)性問題、學(xué)生課程專題研討、翻轉(zhuǎn)課堂以及學(xué)生課后反思情況。

圖2 教師設(shè)計的引導(dǎo)性問題(a)、翻轉(zhuǎn)課堂(b)、學(xué)生課程專題研討(c)及學(xué)生課后反思結(jié)果(d)

(3) 實(shí)行學(xué)生學(xué)習(xí)過程性評價。改變一紙考試定成績的傳統(tǒng)評價方式，根據(jù)教師的課程設(shè)計，依托在線課程平臺的大數(shù)據(jù)，結(jié)合線下課堂學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行全程性的客觀評價。如2019–2020學(xué)年第二學(xué)期的“基礎(chǔ)化學(xué)原理”的課程考核方式為：平時成績占60%，期末考試占40%。其中，平時成績包括課堂出勤(5%)、課堂與網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)情況(5%)、作業(yè)(15%)、單元測驗(yàn)(15%)和期中考試(20%)。

(4) 創(chuàng)新基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的理論學(xué)習(xí)與考核方式。目前投入使用兩年的基于移動端的“化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng)(http://www.obrsimlab.com/qdkj/index.jsp)”涵蓋實(shí)驗(yàn)室安全、四大化學(xué)和儀器分析實(shí)驗(yàn)理論知識，具備在線學(xué)習(xí)和考試功能，實(shí)現(xiàn)了工科基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試的無紙化、智慧化和信息化，節(jié)約了社會資源，促進(jìn)了智慧校園建設(shè)。其中，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)手機(jī)在線考試系統(tǒng)界面、考試后系統(tǒng)給出的教學(xué)班考試成績和成績分析情況如圖3所示。

圖3 基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng)界面(a)、教學(xué)班考試成績單(b)以及試卷分析圖表(c)

3 結(jié)語與展望

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)依托化學(xué)一流學(xué)科和學(xué)?；?yōu)勢，以厚基礎(chǔ)、重交叉、模塊化、多層次、國際化等理念為指導(dǎo)，建立了專業(yè)基礎(chǔ)課–專業(yè)核心課–專業(yè)模塊方向課三個層次的理論課程教學(xué)體系和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)–綜合實(shí)驗(yàn)–專業(yè)實(shí)驗(yàn)–創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)四個層次的實(shí)踐教學(xué)體系，形成了英才培養(yǎng)、國際化、模塊化的創(chuàng)新實(shí)踐型人才培養(yǎng)模式。堅持立德樹人、全面實(shí)行學(xué)業(yè)導(dǎo)師制，引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)；形成了培養(yǎng)理工融合、實(shí)踐創(chuàng)新型應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才的“3-4-3-1”培養(yǎng)模式。

近三年來，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生在全國大學(xué)生單科競賽和實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)業(yè)大賽等活動中獲得榮譽(yù)84項(xiàng)，其中國家級21項(xiàng)，省級32項(xiàng)。全國大學(xué)生英語競賽獲獎15人，全國大學(xué)生數(shù)學(xué)類競賽獲獎6人，全國大學(xué)生物理競賽獲獎2人，山東省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽獲獎5項(xiàng)，挑戰(zhàn)杯省級競賽獲獎2項(xiàng)，省級創(chuàng)業(yè)大賽銅獎3項(xiàng)。近三年研究生升學(xué)率分別為35%、36.3%和48.1%，其中被中國科學(xué)院、雙一流學(xué)校等更高水平院校錄取比例占50%–60%，實(shí)際就業(yè)率長期保持在98%以上。

今后，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)將繼續(xù)探索人才培養(yǎng)的新思路。例如：(1) 繼續(xù)推動與科研單位、高新技術(shù)企業(yè)等技術(shù)力量聯(lián)合開展畢業(yè)論文(設(shè)計)的指導(dǎo)工作，探索建立合作共贏的新模式；(2) 進(jìn)一步推動創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)與專業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合，探索學(xué)科競賽成績、創(chuàng)新研究的成果與專業(yè)實(shí)習(xí)學(xué)分相關(guān)聯(lián)的方法；(3) 對接高端分析測量儀器的制造領(lǐng)域的人才需求，積極響應(yīng)化學(xué)新工科專業(yè)-化學(xué)測量學(xué)與技術(shù)專業(yè)的設(shè)立[8]，整合學(xué)校教學(xué)力量，在工業(yè)分析與檢驗(yàn)?zāi)K方向增設(shè)光學(xué)原理與器件、分析儀器結(jié)構(gòu)與部件、智能控制等方面的化學(xué)測量學(xué)專業(yè)核心課程，擇機(jī)開辦化學(xué)測量學(xué)與技術(shù)專業(yè)。