應(yīng)用化學(xué)特色專題實驗群建設(shè)的探索與實踐

李永峰 余林 羅繼業(yè) 何軍 陽香華

[摘 要] 在推進新工科建設(shè)背景下，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合型、研究型和開放創(chuàng)新型實驗教學(xué)逐漸成為培養(yǎng)和提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生創(chuàng)新能力和實踐能力的重要環(huán)節(jié)。以廣東工業(yè)大學(xué)為例，面向化工行業(yè)清潔化和綠色環(huán)保發(fā)展的重大需求，結(jié)合學(xué)校在催化技術(shù)方面的學(xué)術(shù)優(yōu)勢，重點探討了學(xué)校在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)建設(shè)“先進催化技術(shù)在環(huán)境污染防治領(lǐng)域應(yīng)用”特色專題實驗群的背景、思路、實施措施和功能拓展，以期在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革方面提供有益探索經(jīng)驗。

[關(guān)鍵詞] 應(yīng)用化學(xué);特色專題實驗群;廣東工業(yè)大學(xué)

[基金項目] 2019年度廣東省高等教育教學(xué)研究與改革項目“新工科建設(shè)背景下應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一體化課程體系的改革與設(shè)計”（SJJG20191216）;2019年度廣東工業(yè)大學(xué)“本科教學(xué)工程”項目“新工科建設(shè)背景下應(yīng)用化學(xué)一體化課程體系的改革與設(shè)計”（廣工大教字〔2019〕70號）;2020年度廣東工業(yè)大學(xué)“本科教學(xué)工程”項目“應(yīng)用化學(xué)特色專業(yè)建設(shè)”（廣工大教字〔2020〕22號）

[作者簡介] 李永峰（1976—），男，河南許昌人，博士，廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院教授，主要從事應(yīng)用化學(xué)教學(xué)改革研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）38-0091-04? ?[收稿日期] 2021-03-08

應(yīng)用化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，以重視基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)口徑、加強學(xué)科間的交叉及較強的實踐能力為原則，旨在培養(yǎng)具有扎實化學(xué)理論基礎(chǔ)、熟練實驗操作技能和扎實工程實踐經(jīng)驗，可在化工、材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域進行相關(guān)研發(fā)工作且富有發(fā)展?jié)摿Φ膭?chuàng)新人才[1-6]。實驗教學(xué)是學(xué)生理解與運用所學(xué)理論知識分析和解決實際問題的訓(xùn)練平臺。實驗課教學(xué)的質(zhì)量直接和長遠地影響著學(xué)生的動手能力與基本素質(zhì)培養(yǎng)，所以實驗教學(xué)環(huán)節(jié)在整個應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的實驗實訓(xùn)教學(xué)體系中占有特殊地位，是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型、技能型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段[1，7-9]。隨著新工科的推進、就業(yè)形勢的變化、素質(zhì)及能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)理念確定，社會對大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的要求越來越高，深化實驗教學(xué)改革迫在眉睫。綜合型實驗項目、研究型實驗項目和開放創(chuàng)新型實驗等是在基礎(chǔ)化學(xué)理論、實驗技能和實驗方法教學(xué)中的融會貫通，對培養(yǎng)和提高學(xué)生思考問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力起著重要作用[ 10 ]。

廣東工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)始建于1988年，是利用學(xué)校工科優(yōu)勢建立的工科型應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。近幾年，在推進新工科建設(shè)背景下，本專業(yè)面向化工行業(yè)清潔化和綠色環(huán)保發(fā)展的重大需求，結(jié)合學(xué)校在催化技術(shù)方面的學(xué)術(shù)優(yōu)勢，在建設(shè)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)“先進催化技術(shù)在環(huán)境污染防治領(lǐng)域應(yīng)用”特色專題實驗群方面率先進行了有益探索和實踐。

一、學(xué)校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的發(fā)展歷程和特色優(yōu)勢

2003年獲得應(yīng)用化學(xué)博士學(xué)位授予權(quán)，是我校最早具備本科、碩士、博士一體化的完備人才培養(yǎng)體系的專業(yè)之一。2007年，應(yīng)用化學(xué)還被評為廣東省重點學(xué)科。2014年，中國研究生教育分學(xué)科排名中，應(yīng)用化學(xué)學(xué)科全國排名第16位。2015年，應(yīng)用化學(xué)學(xué)科進入廣東省高水平大學(xué)一期建設(shè)重點學(xué)科序列。2019年，促進化學(xué)ESI排名進入全球前1%。2020年1月，入選第一批國家級“一流本科專業(yè)”建設(shè)點。目前，我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在校本科生總數(shù)675名，每屆學(xué)生在160～170人之間。本專業(yè)的專任教師有42名，全部具有博士學(xué)位，且90%以上有海外留學(xué)經(jīng)歷;兼職教師中，包括長江學(xué)者1名、國家杰出青年1名和企業(yè)專家8名。專任教師中，正高職稱18名，副高職稱16名;其中，南粵優(yōu)秀教育工作者1人、廣東省丁穎科技獎獲得者1人、廣東省杰出青年1人和優(yōu)秀青年1人、廣東省“千百十”工程省級重點培養(yǎng)對象3人、青年珠江1人、珠江科技新星3人和校青年百人A類12人，另有法國科學(xué)院院士1名。同時，我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有1個國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心（大型分析儀器仿真）、1個廣東省教育廳重點實驗室“清潔化學(xué)技術(shù)重點實驗室”、2個廣東省工程中心（廣東省通用高分子材料穩(wěn)定性改性工程技術(shù)研究中心和廣東省科研及生化檢測用試劑工程技術(shù)研究中心）、8個校企聯(lián)合技術(shù)研發(fā)中心和8個大學(xué)生校外實習(xí)基地[6]。這些為本專業(yè)學(xué)生開展綜合型、研究型和開發(fā)創(chuàng)新型實驗，以及培養(yǎng)工程實踐能力都提供了良好的硬件平臺。

本校應(yīng)用化學(xué)在專業(yè)定位方面，要求學(xué)生必須系統(tǒng)掌握化學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)理論知識及實驗技能，熟悉項目技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新的過程與方法，具備團隊協(xié)作、勇于創(chuàng)新和科學(xué)研究的能力，能夠在應(yīng)用化學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、新產(chǎn)品開發(fā)、分析檢測、工藝和設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面的工作，成為適應(yīng)我國化學(xué)工業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)應(yīng)用型專業(yè)人才。因此，本專業(yè)以行業(yè)需求為導(dǎo)向，目前已經(jīng)形成以印制電路板用電子化學(xué)品、環(huán)保和新能源用催化新材料以及表面處理技術(shù)相關(guān)的日用化學(xué)品的特色專業(yè)方向，設(shè)計并構(gòu)建了“三層次、四模塊、三結(jié)合”的實踐教學(xué)體系。這些為本專業(yè)注重學(xué)生解決問題能力的培養(yǎng)及科研開發(fā)能力的訓(xùn)練，提供了良好的軟件平臺。

二、應(yīng)用化學(xué)特色專題實驗群建設(shè)的背景

環(huán)境問題是人類不能回避的現(xiàn)實問題，如何消除、減輕或根除由于人類的生產(chǎn)活動而產(chǎn)生的一系列有害污染物質(zhì)，是人類面臨的一個重要課題。以環(huán)境污染防治為目的的催化化學(xué)在解決此類問題中起著核心作用。由此衍生的環(huán)保催化是指利用催化劑控制環(huán)境不能接受的化合物排放的化學(xué)過程，創(chuàng)造舒適環(huán)境所用的催化劑。習(xí)近平總書記提出綠水青山就是金山銀山，解決環(huán)境問題就是推進生態(tài)文明建設(shè)。所以，環(huán)境污染防治作為生態(tài)文明建設(shè)的重要一環(huán)顯得尤為重要。

同時，廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系的專業(yè)實驗室面積約150平方米，擁有專職實驗員1名，負責實驗室的日常管理與維護。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗室目前向全系約600名本科生提供實驗課程教學(xué)服務(wù)，主要包括應(yīng)用化學(xué)系本科生5門專業(yè)實驗課程（共計336學(xué)時/年），包括“綜合與創(chuàng)新實驗”（64學(xué)時）、“化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)”（80學(xué)時）、“新能源與催化材料及應(yīng)用方向?qū)I(yè)實驗”（64學(xué)時）、“功能材料及應(yīng)用方向?qū)I(yè)實驗（64學(xué)時）和“電子化學(xué)品及應(yīng)用方向?qū)I(yè)實驗”（64學(xué)時）。建設(shè)的“先進催化技術(shù)在環(huán)境污染防治領(lǐng)域應(yīng)用”的特色專題實驗群涉及應(yīng)化系本科生5門專業(yè)實驗課程中的3門，為其提供部分或全部的實驗項目。所以，特色專題實驗群的建設(shè)與實施，不但可以惠及應(yīng)用化學(xué)系所有本科生，還可以有效提升系專業(yè)實驗室和相關(guān)儀器設(shè)備的利用率。