凸顯特色與優(yōu)勢，建設(shè)應(yīng)用化學(xué)國家一流本科專業(yè)

黃健涵，陳立妙，李亞娟，王海燕，唐俊濤，桑商斌，潘春躍，宋相志，羅一鳴，劉又年

中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，長沙 410083

結(jié)合國家需求及學(xué)校特色，建設(shè)一流專業(yè)，培養(yǎng)一流人才，是高校持續(xù)探索的時代命題[1]。教育部發(fā)出了“做強一流本科、建設(shè)一流專業(yè)、培養(yǎng)一流人才”的號召，并于2019年4月啟動實施了一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”[2,3]。一流專業(yè)培養(yǎng)一流人才，一流人才支撐一流專業(yè)。特色與優(yōu)勢是一流專業(yè)建設(shè)的重要組成部分。教育部在關(guān)于“雙萬計劃”建設(shè)的通知中明確指出要積極推進新工科建設(shè)，包括發(fā)展新興專業(yè)，改造提升傳統(tǒng)專業(yè)，打造特色優(yōu)勢專業(yè)。對標(biāo)一流本科專業(yè)的建設(shè)要求[4]，中南大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)立足自身定位，強化特色與優(yōu)勢，近年來在專業(yè)特色建設(shè)方面推出了諸多舉措并取得顯著成效，形成了進一步推進專業(yè)建設(shè)和改革的規(guī)劃。

1 明確專業(yè)定位，凸顯特色優(yōu)勢

本專業(yè)源于20世紀(jì)50年代陳新民院士建立的中南礦冶學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教研室，創(chuàng)辦于1984年，是全國首批應(yīng)用化學(xué)專業(yè)之一。2000年獲省重點專業(yè)，2009年獲國家特色專業(yè)，2012年獲湖南省“十二五”綜合改革試點專業(yè)，2015年獲教育部綜合改革試點專業(yè)，2020年獲國家一流本科專業(yè)建設(shè)點。擁有包括“稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室”“國家貴金屬材料工程技術(shù)研究中心”“有色金屬材料科學(xué)與工程教育部重點實驗室”“錳資源高效清潔利用湖南省重點實驗室”“化學(xué)電源湖南省重點實驗室”“水環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品安全湖南省重點實驗室”和“微納材料界面科學(xué)湖南省重點實驗室”等7個國家級省部級科研平臺，“礦冶工程化學(xué)國家級虛擬仿真實驗中心”“國家化學(xué)實驗教學(xué)示范中心”和“國家工科基礎(chǔ)課程化學(xué)教學(xué)基地”等3個國家級教學(xué)平臺，以及“能源與化工新材料學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新基地”等3個化學(xué)創(chuàng)新訓(xùn)練中心。

經(jīng)過60多年的建設(shè)和發(fā)展，中南大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)弘揚“知行合一、經(jīng)世致用”精神，秉承“寬口徑、厚基礎(chǔ)、凸特色、重創(chuàng)新”的辦學(xué)方針，逐步形成了自己的辦學(xué)優(yōu)勢和特色。一是重視思想政治教育，立德樹人，將思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，培養(yǎng)愛國敬業(yè)之才；二是注重學(xué)科交叉，依托學(xué)校冶金、材料及醫(yī)學(xué)優(yōu)勢學(xué)科群，通過多學(xué)科交叉融合，形成了以有色金屬資源化學(xué)為主要特色，以資源化學(xué)、儲能化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生物傳感等為基礎(chǔ)的多學(xué)科方向；三是重視科教融合，著力推進教學(xué)與科研深度融合，協(xié)同育人，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，通過科研反哺教學(xué)、競賽促進教學(xué)和實踐夯實教學(xué)等方式，著力推進教學(xué)與科研結(jié)合，構(gòu)建了以“思想政治引領(lǐng)、核心價值塑造和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為主線的以本為本的人才培養(yǎng)模式。

2 深化專業(yè)綜合改革的主要舉措

2.1 立德樹人，強化思政，培養(yǎng)愛國敬業(yè)之才

將思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，培養(yǎng)愛國敬業(yè)之才。按照國家一流專業(yè)要求，強化課程思政與專業(yè)思政[5]，把專業(yè)知識的傳授與價值觀的引領(lǐng)有效結(jié)合，實現(xiàn)智育與德育雙重育人，推動每一位專業(yè)課教師制定開展“課程思政”教學(xué)設(shè)計，做到課程門門有思政，教師人人講育人。立足課堂教學(xué)，結(jié)合化學(xué)發(fā)展史、化學(xué)名人、化工安全等案例，潛移默化地推進課程思政與專業(yè)思想教育。例如，在有機化學(xué)碳正離子的講解中，引用“一方有難，八方支援”等案例；在物理化學(xué)課程教學(xué)中，講授專業(yè)創(chuàng)始人陳新民院士長期致力于冶金過程物理化學(xué)；在特色課程材料化學(xué)中，講授師昌緒先生排除萬難從美國求學(xué)回來報效祖國，成為“中國材料科學(xué)之父”，體現(xiàn)了我國老一代科學(xué)家拼搏、艱苦奮斗、務(wù)實、愛國敬業(yè)的精神。

同時，有機融入工程實踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，全面落實立德樹人根本任務(wù)[6]，實現(xiàn)學(xué)校堅持的“價值塑造、知識傳授、能力培養(yǎng)、智慧啟迪”的教育理念，設(shè)立扶貧·紅旅專項資助項目，面向革命老區(qū)和學(xué)校扶貧點、對口支援地區(qū)，支持學(xué)生發(fā)揮學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢，通過研究與實踐，幫助人民群眾脫貧致富奔小康，以社會價值為導(dǎo)向，利用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

2.2 學(xué)科傳承，凸顯特色，推進新工科建設(shè)

本專業(yè)依托中南大學(xué)的冶金、材料及醫(yī)學(xué)等優(yōu)勢學(xué)科群，發(fā)揮有色金屬、醫(yī)藥衛(wèi)生等傳統(tǒng)學(xué)科特色，結(jié)合機械、信息等學(xué)科綜合優(yōu)勢，開展多學(xué)科交叉融合，形成了以有色金屬資源化學(xué)為主要特色的多學(xué)科方向：環(huán)境與生物材料化學(xué)、新能源材料與資源化學(xué)、能源與催化材料化學(xué)、分離分析與化學(xué)信息學(xué)、生物傳感與表面分析化學(xué)、功能高分子材料化學(xué)等(圖1)。同時，遵循新工科理念，探索以多學(xué)科交叉為特征的新工科專業(yè)方向，實現(xiàn)傳統(tǒng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的改造升級，在能源、材料、生物、信息、環(huán)境等領(lǐng)域占有重要地位，特別是在能源材料方向，形成了“中南特色”。

圖1 凸顯有色金屬資源化學(xué)特色的學(xué)科方向

2.3 夯實基礎(chǔ)，學(xué)科交叉，構(gòu)建創(chuàng)新實踐教學(xué)體系

以專業(yè)特色方向為導(dǎo)向，模塊化設(shè)置了專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)特色課和專業(yè)選修課，打造“金字塔”型專業(yè)課程群(圖2)。以無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、儀器分析等為專業(yè)基礎(chǔ)課，以合成化學(xué)、物質(zhì)分離原理、化合物表征方法等為專業(yè)核心課，以材料化學(xué)、應(yīng)用電化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、計算機與設(shè)計實驗、能源化學(xué)、資源與環(huán)境化學(xué)、傳感與表面分析等作為專業(yè)特色課程，專業(yè)特色課凸顯有色金屬資源化學(xué)的特色，將化學(xué)與資源、冶金、材料、生物醫(yī)藥等交叉融合。

圖2 “金字塔”型專業(yè)課程群

將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，構(gòu)建了以基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為紐帶的“多層次立體化”實踐教學(xué)體系，如圖3所示。在有色金屬資源化學(xué)專業(yè)特色背景下，設(shè)立專門資助新能源、新材料領(lǐng)域基金——業(yè)翔大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)資助項目，鼓勵學(xué)生積極申報學(xué)校課外創(chuàng)新研究基金。學(xué)生經(jīng)過查閱文獻資料、聯(lián)系導(dǎo)師與實驗室、填寫申報書等過程，進入科研室進行實驗研究，強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)特色培養(yǎng)。例如，2017級學(xué)生獲得“微瑞-歐倍爾杯”第一屆全國大學(xué)生化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計競賽一等獎；2015級學(xué)生獲得第三屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎；2016級學(xué)生獲得第三屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎等。

圖3 “多層次立體化”實踐教學(xué)體系

以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標(biāo)[7]，以“基本要求+特色”為出發(fā)點，重組了“三層次一體化”實驗教學(xué)，如表1所示。在注重基本實驗技能的基礎(chǔ)上，依托本專業(yè)的7個國家級省部級科研平臺，將教師科研項目、科研成果轉(zhuǎn)化為實驗內(nèi)容，或?qū)W生帶創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目到教師科研實驗室進行開放式教學(xué)，以項目為依托，學(xué)生直接進入教師科研實驗室參與教師科研項目，培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的學(xué)生，及新能源、新材料領(lǐng)域的人才。

表1 重組“三層次一體化”實驗教學(xué)的主要舉措

同時，積極開展校企合作，建設(shè)實習(xí)基地，搭建校企協(xié)同創(chuàng)新平臺。近年來，搭建了中南大學(xué)-南京化學(xué)工業(yè)有限公司校外實踐教育基地、中南大學(xué)-金瑞新材料科技股份有限公司工程實踐教育中心等實習(xí)基地，初步實現(xiàn)按有色金屬資源化學(xué)特色專業(yè)方向進行的“精準(zhǔn)”生產(chǎn)實習(xí)。對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、創(chuàng)新能力、團隊合作能力等綜合素質(zhì)發(fā)揮了積極作用。

2.4 科教融合，教材精品，建設(shè)優(yōu)質(zhì)課程群

通過精選教材和新編特色教材，出版教材30余部，如主編了《無機化學(xué)》《新型復(fù)合催化材料的制備與應(yīng)用》《名偵探之化學(xué)探秘系列教材》(2部)、《化工系統(tǒng)工程》等特色教材，將學(xué)科前沿知識和應(yīng)用成果融入課堂教學(xué)，整合升級教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代前言知識的有機結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

將課程教學(xué)與信息技術(shù)深度融合，建設(shè)微課、慕課和精品共享課等信息化教學(xué)資源，形成系統(tǒng)化、層次化和多元化教學(xué)資源。整合升級教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)了多元化教學(xué)資源，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了大量優(yōu)質(zhì)課程，如表2所示，建設(shè)國家工科基礎(chǔ)課教學(xué)基地1個，國家級實驗教學(xué)示范中心1個，獲國家線上線下混合式課程(國家“金課”) 1門，國家線上課程(國家“金課”) 1門，國家級精品資源共享課4門。

表2 課程資源列表

對高危、高能耗實驗環(huán)節(jié)，開發(fā)虛擬仿真實驗項目，如氯化氫催化氧化虛擬仿真實驗項目、高硫高砷金精礦的氧化焙燒-氰化浸出虛擬仿真實驗項目、火法煉銅虛擬仿真實驗、合成氨3D虛擬仿真實踐與應(yīng)用、礦冶工程化學(xué)虛擬仿真、資源化工虛擬仿真實驗教學(xué)項目的建設(shè)與應(yīng)用等有色金屬資源化學(xué)特色專業(yè)項目，獲國家級虛擬仿真實驗項目(國家“金課”) 2項，省級虛擬仿真實驗項目3項。

2.5 精心設(shè)計，強化特色，探索人才分類培養(yǎng)新模式

實施以學(xué)為中心的教學(xué)方式，采取問題驅(qū)動、任務(wù)驅(qū)動等方法，構(gòu)建開放、靈活、互動的課堂。以問題為導(dǎo)向，開展啟發(fā)式、研討式、案例式教學(xué)，課上讓學(xué)生動起來。拓展課程廣度，適當(dāng)提高課程難度，課外讓學(xué)生忙起來。以過程考核為抓手，建立多元化柔性評價體系。利用智慧教室和信息網(wǎng)絡(luò)，將課堂教學(xué)與微課、慕課有機結(jié)合，開展線上線下融合的混合式教學(xué)和“虛實互補”的實踐教學(xué)。

實施本科生導(dǎo)師制，通過思想引領(lǐng)、專業(yè)指導(dǎo)和學(xué)術(shù)引導(dǎo)，助力學(xué)生成長。與課程教學(xué)相比，科研更能鍛煉學(xué)生的思考能力、動手能力、創(chuàng)新能力與批判性思維。以“厚基礎(chǔ)、重創(chuàng)新、提升綜合素質(zhì)”為原則，引導(dǎo)、鼓勵、支持學(xué)生參與科研實踐。實驗室和科研平臺向本科生“三開放”(時間、空間和內(nèi)容上開放)，鼓勵學(xué)生低年級就參與導(dǎo)師課題、承擔(dān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、參加學(xué)科競賽。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育覆蓋全體學(xué)生、覆蓋育人全過程。近3年，學(xué)生主持國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目60余項，獲國家級學(xué)科競賽獎勵50余項，參與發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇。學(xué)生部分調(diào)研報告被“中國青年報”等權(quán)威媒體報道。

中南大學(xué)的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位，因此創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是我們的重中之重。遵循研究型人才成長規(guī)律，在已有“化學(xué)升華班”的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建“化學(xué)拔尖班”2.0版(“強基”班、“陳新民”班和“本-博”計劃)，培養(yǎng)化學(xué)拔尖人才。以學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)為總目標(biāo)，提供多樣化課程套餐，實施個性化人才培養(yǎng)。近3年，學(xué)生升學(xué)深造率年均43.0%，就業(yè)率年均98.0%。學(xué)生就業(yè)單位主要包括比亞迪、萬華化學(xué)等企業(yè)，從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和科學(xué)研究等。涌現(xiàn)了一批國家杰出人才，如比亞迪總裁王傳福；國家杰青、長江學(xué)者黎書華；建功基層、扎根南疆的金冠華；掛職“老少邊窮”地區(qū)的文瑾。

2.6 名師領(lǐng)銜，團隊協(xié)作，加強師資隊伍建設(shè)

通過大力引進高端人才、著力培養(yǎng)校內(nèi)教師、嚴(yán)格培訓(xùn)新進教師、積極引入外籍教師、長期聘用企業(yè)導(dǎo)師“五措并舉”(表3)，建設(shè)了一支具有國際視野、樂教善教的高水平師資隊伍。本專業(yè)現(xiàn)有教師61人，其中歐亞科學(xué)院院士1人，中組部高端人才計劃3人，國家杰青、青年長江、國家優(yōu)青、科技部萬人計劃各1人，“萬人計劃”教學(xué)名師和國家教學(xué)名師各1人。

表3 優(yōu)化師資隊伍結(jié)構(gòu)的主要舉措和內(nèi)容

樹牢教學(xué)為本意識，建立“師德為先、教學(xué)為本”的教師綜合考評制度，教授副教授為本科生上課率100%。通過教學(xué)會議、教學(xué)沙龍等提升教師教學(xué)能力。近年來，獲省教學(xué)奉獻獎1項，寶鋼教育獎7項，省級教學(xué)競賽一等獎5項，省教學(xué)能手4人次。

強化黨組織政治引領(lǐng)，發(fā)揮基層黨組織戰(zhàn)斗堡壘和黨員先鋒模范作用，拓展黨建工作的輻射面和影響力，實現(xiàn)黨建工作與教學(xué)工作的“同頻共振”，促成本科教學(xué)內(nèi)涵式發(fā)展。學(xué)院黨委獲首批全國黨建工作標(biāo)桿院系和首批全國高?！半p帶頭人”教師黨支部書記工作室。

3 保障教學(xué)，規(guī)劃管理，健全教學(xué)質(zhì)量機制

為保障專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，建立了學(xué)校-學(xué)院-專業(yè)系-教學(xué)團隊的“四級”教學(xué)組織，實時開展培養(yǎng)方案修訂、課程與教材建設(shè)、教學(xué)研究與改革、教學(xué)團隊建設(shè)，形成了“四級三線多維度”的教學(xué)質(zhì)量保障閉環(huán)體系(圖4)，實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量評價全覆蓋。

圖4 教學(xué)質(zhì)量保障閉環(huán)體系

強化教師教學(xué)主體責(zé)任，引導(dǎo)教師潛心教書育人。明確“教師是第一身份，教學(xué)是第一工作”，讓教師回歸本分，潛心教書育人。樹牢責(zé)任意識和質(zhì)量意識，擔(dān)當(dāng)起學(xué)生成長的指導(dǎo)者和引路人。通過改革津貼分配、職務(wù)晉升晉級和人才評價制度，引導(dǎo)教師熱愛教學(xué)、傾心教學(xué)、研究教學(xué)，提升教學(xué)藝術(shù)和信息化教學(xué)水平。

加強教學(xué)過程督導(dǎo)，提高課程教學(xué)質(zhì)量。學(xué)校和學(xué)院教學(xué)質(zhì)量督導(dǎo)組和教學(xué)委員會對課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)論文全過程進行督導(dǎo)，將評估結(jié)果運用于專業(yè)評估、教師考評和教學(xué)持續(xù)改進，并與學(xué)院年終業(yè)績掛鉤。學(xué)院實施優(yōu)課優(yōu)酬，并納入年終業(yè)績考核，與職務(wù)晉升晉級掛鉤。近3年專家聽課286次，評價優(yōu)良率94.6%，學(xué)生滿意率93.2%。

建立產(chǎn)出評價機制，促進專業(yè)辦學(xué)持續(xù)改進。根據(jù)國家戰(zhàn)略發(fā)展需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，每年組織專業(yè)教學(xué)評估和行業(yè)專家、用人單位、畢業(yè)生等外部評價，定期修訂人才培養(yǎng)方案，不斷優(yōu)化培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，持續(xù)改善師資隊伍結(jié)構(gòu)，改進教學(xué)方式，突出課程體系對人才培養(yǎng)的支撐作用，提升專業(yè)辦學(xué)水平。

4 下一步專業(yè)建設(shè)和改革的推進規(guī)劃

4.1 全面落實立德樹人根本任務(wù)，強化課程思政與專業(yè)思想教育

堅持全面發(fā)展的人才培養(yǎng)理念，把專業(yè)知識的傳授與價值觀的引領(lǐng)有效結(jié)合，實現(xiàn)智育與德育雙重育人。依托學(xué)院的課程思政教學(xué)研究中心，開展課程思政教學(xué)研討。立足課堂教學(xué)主陣地，潛移默化地推進課程思政與專業(yè)思想教育，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任、愛國情懷和批判質(zhì)疑、勇于探索的科學(xué)精神。

4.2 推進拔尖人才培養(yǎng)，深化專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵

堅持改革永遠(yuǎn)在路上的理念，以“化學(xué)拔尖班”2.0為生長點，進一步營造理科人才培養(yǎng)環(huán)境，夯實專業(yè)基礎(chǔ)、凸顯科研潛質(zhì)、注重學(xué)術(shù)創(chuàng)新，為解決國家卡脖子工程不拘一格培養(yǎng)化學(xué)拔尖人才，加快形成拔尖人才培養(yǎng)體系。同時，深化專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵[8]，以學(xué)生為本，根據(jù)學(xué)生興趣、愛好和學(xué)習(xí)能力，提供多樣化課程體系與課程內(nèi)容，弘揚學(xué)生個性發(fā)展，實現(xiàn)人才培養(yǎng)從同質(zhì)化向多樣化轉(zhuǎn)變。

4.3 遵循新工科建設(shè)理念，深入推進專業(yè)改造升級

以新工科建設(shè)為契機，主動適應(yīng)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一方面對現(xiàn)有專業(yè)改造升級，強化理科基礎(chǔ)，加強與前沿學(xué)科交叉，催生原創(chuàng)性成果，并及時轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。加強與行業(yè)企業(yè)對接，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強的應(yīng)用型人才。另一方面，依托本專業(yè)在有色金屬資源化學(xué)方向的特色，尋求化學(xué)與能源的交叉融合，結(jié)合大數(shù)據(jù)、過程控制和智能制造等新技術(shù)，創(chuàng)建新興專業(yè)，培養(yǎng)符合國家戰(zhàn)略需求的專業(yè)人才。

4.4 加強教育國際化，提升專業(yè)國際影響力

面向國家對外發(fā)展戰(zhàn)略，為“一帶一路”國家培養(yǎng)材料、資源等領(lǐng)域的國際化專業(yè)人才。引進國外優(yōu)質(zhì)教育資源，打造1–2門全英文課程。引進1–2名專業(yè)外教進行全英文教學(xué)或短期專題講座。選派3–4名教師去國外一流大學(xué)觀摩教學(xué)，提高英文授課水平。通過短期研學(xué)、學(xué)術(shù)會議等方式，支持學(xué)生赴海外學(xué)習(xí)交流、參加各類學(xué)科競賽等。同時，樹立國際權(quán)威，讓中國成為21世紀(jì)的教育中心，為一帶一路國家培養(yǎng)高水平人才，對接國際高等教育質(zhì)量認(rèn)證體系，促進專業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，提升專業(yè)國際影響力，在人才培養(yǎng)方面貢獻中國方案。