大学化学, 2020, 35(9): 41-46 doi: 10.3866/PKU.DXHX201909009

教学研究与改革

化学本科教育“一轴双驱四体系”模式的构建与实践

谢钢,, 吴彪, 陈三平, 马向科, 赵志厚, 马佳妮, 谭青山, 赵晓霞

Construction and Practice on the Undergraduate Education in Chemistry: One Line, Two Wings and Four Systems

Xie Gang,, Wu Biao, Chen Sanping, Ma Xiangke, Zhao Zhihou, Ma Jiani, Tan Qinshan, Zhao Xiaoxia

通讯作者: 谢钢,Email: xiegang@nwu.edu.cn

收稿日期: 2019-09-4   接受日期: 2020-02-7  

基金资助: 陕西省一流专业建设项目
西北大学化学学科专项建设项目

Received: 2019-09-4   Accepted: 2020-02-7  

摘要

介绍了西北大学化学与材料科学学院化学本科教育改革的方法和措施,提出“一轴双驱四体系”人才培养模式。基于以学生为本的教育理念,从课堂教学和课程群建设着手破题,建立体系完备、衔接严密的本科生管理制度体系;实施“3+1”分段式人才培养,引导学生个性化发展。人才培养模式的构建和综合改革的实施,满足了专业特色发展和多样化人才培养的需要,取得了一定成效。

关键词: 化学专业 ; 本科教育 ; 培养模式

Abstract

This paper introduced the methods and characteristics of the undergraduate education in chemistry at The College of Chemistry and Materials Science, Northwest University. The college sticks to the student-oriented education concept, arises the "one line, two wings and four systems" talents education mode, and constructed a complete and tightly connected undergraduate student management system. As well, the "3 + 1" segmented talents cultivation was performed to guide the students to follow the personalized individuation development. Through the construction of the talents education mode and implement of the comprehensive education reform, the current education system has met the requirement of discipline development with characteristics and the diversified talents education, and made considerable achievements.

Keywords: Chemistry displine ; Undergraduate education ; Training model

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本文引用格式

谢钢, 吴彪, 陈三平, 马向科, 赵志厚, 马佳妮, 谭青山, 赵晓霞. 化学本科教育“一轴双驱四体系”模式的构建与实践. 大学化学[J], 2020, 35(9): 41-46 doi:10.3866/PKU.DXHX201909009

Xie Gang. Construction and Practice on the Undergraduate Education in Chemistry: One Line, Two Wings and Four Systems. University Chemistry[J], 2020, 35(9): 41-46 doi:10.3866/PKU.DXHX201909009

西北大学地处陕西西安,是一所具有悠久办学历史,深厚文化传承的地方重点综合性大学。学校西部招生占比超过55%,农村生源超过38%,为我国西部地区培养了一大批专门人才。西北大学作为百年名校、全国双一流建设院校,顺应新时期新要求,探索适应新时代的化学专业人才培养路径成为学院的育人核心任务之一。

本科教育是学科水平的根本体现,是高校内涵式发展的本质要求。西北大学化学与材料科学学院从本科生成长成才的需求出发,结合生源实际,遵循人才培养规律,围绕“培养什么人、培养什么样的人和如何培养人”这个核心问题[1],以“树立学生自信,开阔眼界思维,秉承求真务实,恪守公诚勤朴”为旨归,根据专业特点建立了体系完备、衔接严密的本科生管理制度体系,提出了“一轴双驱四体系”模式,即以“本科教学向本科教育转变”为主教轴,构建递进拓展式研学实践课堂和建设深度提升学生能力的课程群为双驱动,以“科研训练体系、国际化培养体系、评价激励体系、实践育人体系”四个体系为强支撑,以“回归常识、回归本分、回归初心、回归梦想”为源坐标,根植化学专业特点,守正创新,培养了一批具有国际化视野的创新型人才。

1 培养思路与目标

学院从理念、路径和方法、育人举措三个层面为出发点和落脚点,紧紧围绕“以学生成长成才为中心”的思路。切实贯彻2018年全国教育大会提出“新、高、实、深”的要求,即:引导学生早期介入科研走进科学前沿,支持学生参加国内外学术会议和海外研修,增强学生创新精神——着力做到“新”;汇聚一流师资和一流科教平台服务本科教育,提高人才培养的质量和水平——着力做到“高”;紧扣家长、教师和学生关注的学生管理问题,结合学生成长要求,实施“导师+班主任+辅导员”管理模式——着力做到“实”;加强教学中理论概括、学理实践和经验集成,专业基础课实行“课堂+辅导”的教学模式,提升知识掌握的深度——着力做到“深”。基于问题导向,以学生在成才过程中的需求作为牵引,尊重学生个体差异[2],注重全面提高学生综合素质,着重培养学生以下四方面能力:

(1)自主学习能力。自主学习能力是青年终身学习必备的素养。教学过程中引导学生培养自主学习的习惯,让学生会学、愿学、乐学、善学,鼓励学生主动学习,发挥自身能动性,自省、自励、自控,积极思考及解决问题。

(2)研究创新能力。学习是一个吸收知识的过程,而研究和创新是转化知识的过程。知识能否转化为解决问题的能力,这是传统课堂检验授课质量的盲区。强化实践,深度学习,将导师的实验室打造成为广大学生课后学习、汲取知识、厚植学力的乐园。学生在实验室可以得到硕博生的帮助,跨年级交流,学以致用,独立思考,提高研究创新能力,构建创新思维体系。

(3)交流及书面表达能力。深化师生、学生间交流探讨,学生和老师同学通过交流探讨,在讨论中碰撞出思维的火花。培养学生阅读外文文献的能力,学习科技论文写作规范。开设英语托福、雅思课程,着力解决“应试英语”“哑巴英语”等诸多问题,为未来深造学习奠定语言基础。

(4)实验基本操作能力。学院梳理课程与课程之间的联系,开设基础和综合创新实验课程10门。学生在熟练掌握实验基本操作技能的基础上,结合专业特点,强化大型仪器的实操应用,为从事科学研究进行知识积淀。

2 改革与实践

2.1 “课堂为本,大师引领,模式创新”的课堂教学改革

课堂为本——巩固课堂教学的根本地位,加大课堂教学投入,打造教师“爱教、善教、乐教”,学生“勤学、悦学、会学”的课堂氛围。目前,课堂是学生获取知识的根本途径,课堂如何丰满,如何有吸引力?是检验一个教师能否教授金课的试金石。扎实贯彻“课堂为本”的核心思想,发挥教学名师和教学团队的引领作用,学院成立了十门平台理论课和七门平台实验课课程组,制定了课程组组建原则、三项工作任务和十条工作规范,在此基础上组建8个课程团队,通过课程督导组评教,具体落实课程组建设。学院举办教学讲座、研讨沙龙、示范观摩课、讲课比赛、多层次教学培训等教学交流与研讨活动,努力推动教学“传帮带”,提升教师的教学能力和水平。

大师引领——邀请学术大师开设讲座,并参与一流人才的引导培养,言传身教,加强对学生的精神感召、学术和人生指导;开设专业导读课程,激发学生学习兴趣和创新潜能。2014年5月4日,习总书记在北京大学考察时指出,青年的价值取向决定了未来整个社会的价值取向,而青年又处在价值观形成和确立的时期,抓好这一时期的价值观养成十分重要。大学时期恰好和新时代青年人生成长窗口期重叠。我们不光要注重本科生学业教育,同时要做好本科生的人格塑造,正确价值观培养。通过学术大师的引领,耳濡目染之下,逐步将学生塑造成有优良学风,良好品德的青年。

模式创新——改变“灌输讲解”的课堂模式,实行“主课+辅导课”的教学模式,30人小班辅导课加强了师生互动交流。破除高中老师“保姆式”全程教育模式,帮助学生改变这种依赖教师的心理,培养学生自主学习能力,核心课程推行“主课+辅导课”的教学模式,主课一般不超过60人,辅导课30人小班单独授课。辅导课相当于一个翻转课堂,教师和学生角色反转,老师向学生提问,学生在黑板上做题解答,学生在辅导课上的表现记入平时成绩。在辅导课上,学生会主动寻找问题,主动学习交流,逐渐扭转学生对“保姆式”教学的依赖感,有利于培养学生自主探究式学习的能力。

2.2 构建“递进式、多维度”的课程群

在学校学分制的基础上,学院的教学委员会根据学科特点,理清课程之间衔接内涵,将碎片化的化学课程分模块进行协同建设、统筹规划,将之前的课程分为专业课、平台课、通修课等不同模块,使得每一学年课程体系逐步构建成一个立体、多维的课程群,层层递进,扩展学生的知识视野。该课程群集“夯实知识基础、强化实践技能、培育创新能力”为一体,发挥课程群协同育人效应,凸显学科优势。如图1所示,通过对课程的重新梳理,减少了各门课程中的交叉、重叠部分,使课程和课程之间衔接紧密,整合更新课程内容后,加入虚拟仿真、分子生物学实验等新型课程,使得整个课程群具有科学、系统、创新、延展的特点。课程群聚焦学生综合能力提升,促进了学科交叉融合和跨界整合,全面提升了学生自主创新、创造和创业能力。

图1

图1   课程群示意图


2.3 “以生为本”建立激励保障机制,实施“3 + 1”分段式培养

学院根据教师工作和拓宽本科生学习路径需要,建立了体系完备、衔接严密的本科生管理制度体系(图2),主要有:《本科生导师制实施办法》《优秀本科生导师评选办法》《本科生学年论文管理办法》《资助应届本科生赴境外交流学习办法》《本科生参加国内国际学术会议管理办法》《本科生科研训练项目管理办法》《立德树人奖实施办法》等。一系列制度的建立,为教师和学生在化学领域努力钻研、积极进取提供了保障,推动学生通过自身努力来获得荣誉和奖励,教师也能够紧紧围绕学生成长的关键特点培养指导学生。最终通过制度的设计为学生的成长保驾护航,引导鼓励学生成为有宏大视野、能力扎实、成绩优良的杰出青年。

图2

图2   学院制定的部分规章制度


实施“3 + 1”分段式培养,满足了学生个性化培养的需要。如图3所示,将4年制本科分为“3 + 1”两个培养阶段,前3年加强通识教育和专业教育,强化化学基础知识的掌握、基本技能的训练和外语运用能力的提升;最后一年根据学生自身情况自主选择培养方式,如海外交流、创新创业、实习实践或科研训练等。“3 + 1”分段式培养是在西北大学实行学分制基础上的延伸,给天才留空间,潜力生留时间,最后的“+1”,力求打通学生个性化成长的“最后一公里”。

图3

图3   “3 + 1”分段式培养


2.4 建立四体系从机制上打通育人壁垒

2.4.1 以本科生导师制为核心的科研训练体系

实行本科生导师制,建立了“导师+辅导员+班主任”的三层次立体化管理体系,注重课堂传授和课后思想水平教育的联动发展,全员育人。本科生进入课题组,学习文献查阅,开展科研训练,参加导师课题组组会,培养独立思考,自主学习的习惯,强化动手能力。同时,创新课堂授课方式,将导师的实验室作为本科生的实践课堂,与师兄师姐通力合作,大胆创新,营造化学实验室的良好氛围。在学生大四阶段,对于基础牢固、具备科研创新精神的学生,当做“准研究生”培养,允许学生独立开展课题研究,并给学生提供研究生课程,让学生多学一些,学深一点,先学一步,为未来发展方向夯实基础。

2.4.2 以拓展学术视野为核心的国际化培养体系

学院鼓励大一年级本科生通过四、六级外语考试,为大二年级开设雅思托福课程,支持大四年级参加国际交流项目,开拓国际化视野,全程育人。学院教师广开渠道为本科生国内外科研交流提供机会,每位交流学生每年最高提供5万元资助,创造多平台国际化协同育人环境。

2.4.3 以调动教师教学投入为核心的评价激励体系

创新教学工作量计算办法(图4),把出版教材、发表教学论文、制作微课慕课、指导学年论文、帮助本科生出国及就业等均折合成一定教学工作量,极大地调动了教师投入本科教育的积极性,全方位育人。开展青年教师听课计划、访学计划和培训计划等提高教师教学水平。多层次设立奖项,以教师荣誉感为牵引,充分调动教师积极性,享有成就感和荣誉感。

图4

图4   独特的教学工作量计算办法


2.4.4 以提升创新意识为核心的实践育人体系

学院开展院级创新设计大赛,鼓励本科生参加“挑战杯”“创青春”和“互联网+”等大赛,开阔思维,增强创新意识,提升综合素质。学院邀请知名专家开设创业指导培训班,从创新意识培养、创新能力提升、环境认知、实践模拟四个方面加强创新创业体系建设。除此之外,学院已开设线上创新创业课程20余门,并为本科生实习实践提供经费资助;与中科院理化技术研究所联合创办“化学菁英班”,为本科生去中科院研究所深度学习创造机会,协力打造高水平的育人平台。

3 实施成效

“一轴双驱四体系”教育模式的推行,在培养人才过程中实现了六个转变:一是从传统的本科4年“课本灌输式”“片面追求专业化”向“3 + 1”分段个性化培养方式转变;二是教师从“课堂知识传播者”到通过“课堂传授+课后解惑”激发学生创新创造性的“积极引导者”的教风转变;三是教师工作量核算从片面追求“上课数量”向以“辅导课+学年论文+创新创业+ …”综合考评其人才培养投入的多维度考核机制转变;四是从只注重知识理论传授的单一课堂教学向“导师制”的“知识+思维方式+探索实践”的理论与实践深度融合教学方式转变;五是学生从在课堂“单渠道”知识获取向参加国内国际学术会议、海外交流等“多渠道”知识获取转变;六是学生从被动学习、“考试型学霸”向主动学习、“创新创业能手”的学风转变。

通过改革,满足了学生个性化成长需要,真正实现了因材施教;解决了教师对本科教育投入精力不足、投入时间不足、积极性不高的问题;解决了西部地区学生国内外交流经历匮乏,视野不开阔的问题;解决了学生因成长环境限制,创新创业精神不足的问题。具体培养成效如下。

3.1 形成教师“乐教、善教”的教学氛围

学院在实施改革后,完善教师激励制度,组建8个教学团队,坚持青年教师听课,优秀教师示范观摩课,打造研讨乐教的教学氛围。出版修订教材7部,国家级精品资源共享课程和MOOC课程4门,发表教学论文51篇,获批省部级以上教改项目9项,学院所有本科专业均入选陕西省一流专业建设或培育项目。

3.2 本科生科研创新能力显著提高

2016年以来,本科生完成学年论文1932篇,发表论文152篇,包括在影响因子为52.613的Chemical Reviews上和影响因子为11.384的ACS Catalysis上以第一作者发表论文。本科生授权发明专利4件。

3.3 本科生国际化培养取得重要进展

学院与英国卡迪夫大学签订了“3 + 1 + 1”联合培养协议,与比利时布鲁塞尔自由大学签订了“3 + 2”联合培养协议。据统计,每年有10%的本科生赴海外一流高校进行3个月以上科研交流,25%本科生有长短期出境交流经历。2016年以来,已有2名本科生获得美国麻省理工学院和莱斯大学的全额博士奖学金,20余人本科生被京都大学、昆士兰大学、谢菲尔德大学和大阪大学等名校录取为硕士研究生。本科生赴日本大阪开展垃圾分类调研,调研报告得到西安市领导的肯定。2名本科生在澳大利亚墨尔本举办的2017年亚洲化学峰会上做口头报告,报告的内容得到了与会者的认可。

3.4 本科生创新创业工作取得重要进展

获得省部级竞赛奖励46项,其中全国大学生化学实验邀请赛获一等奖1名、二等奖2名、三等奖5名;陕西省大学生实验邀请赛获得一等奖10项,二等奖5项;连续四年获得陕西省大学生趣味化学知识邀请赛一等奖;第三届和四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛获省级金奖1项、银奖3项、铜奖4项,获陕西省“挑战杯”一等奖1项,全国微视频征集活动获三等奖2项,连续两年入围工信部首届及第二届禁止化学武器公约宣传画;日本京都大学生国际创业大赛获二等奖1项。本科生注册成立2家创业公司,其中本科生运营的化学科普实验室已辐射全省中小学,走遍30个偏远乡镇,受益人数超过9万人次。

3.5 本科生学风优良,保研考研成绩斐然

2017–2019届毕业生保研考研208人,升学率近50%,5人保送清华大学和北京大学,中国科学技术大学15人,中国科学院大学18人。2015级保研学生中,有5人导师为院士,1人导师为诺贝尔奖获得者,6人导师是“杰青”。本科生培养质量得到国内高校和科研院所的广泛好评和认可。

3.6 全面提升学生的文化素养

秉承“以美育人、以文化人”的理念,学院开展了形式多样、健康向上、格调高雅的校园文化活动和各类社会实践,提升学生的文化素养。如图5所示,师生连续创作“化材灯火”“一人化学醉”“化材英雄”系列MV,引起全国媒体关注。人民日报(微博)、团中央学校部(微信)、陕西卫视(卫视专题)、北京时间(微博)、华商网(微博)等相继报道,好评如潮,网络点击量高达1000万次。

图5

图5   化材三步曲


多次在化学教育研讨会上展示并推广教学成果,赢得同行专家、学者认可,2019年,人民论坛将西北大学化学与材料科学学院育人举措和成果作为地方典型经验进行报道。中国网、人民网等国家级主流媒体相继报道。

4 结语

“一轴双驱四体系”从育人理念层面,育人路径与方法层面,具体育人举措层面构建一个立体完备的人才培养模式。紧扣学生成长过程中的痛点,牢牢抓住课堂和课程核心要素,四个体系打通育人壁垒,拓宽育人路径。以加强本科生实践创新能力为目标,夯实基础理论为保障,优化课程体系为抓手,实践多元化为动能,分类式培养为途径,最终使学生成长为化学领域的新生代中坚力量。“秉纲而目自张,执本而末自从”,高等教育改革和探索是面向学生的革新实践过程,我们面对繁杂的任务,千头万绪,首先要有全局观,对学生、课堂、教师和制度方面的主要问题做到心中有数,同时又要找准突破口,以点带面,借此撬动其他教育问题的解决。当然,人才培养是一个长期渐进的过程,其培养受多种因素制约,如地域、师资、学生自身特点等等,但有一点是共通的,就是要切实做好教师引路人的职责,遵循人才成长规律,引导学生走向适合自身发展的道路,通过整体设计和综合改革满足专业特色发展和多样化人才培养的需要[3]

参考文献

张树永; 朱亚先. 中国大学教学, 2018, (3), 25.

DOI:10.3969/j.issn.1005-0450.2018.03.006      [本文引用: 1]

王骏飞; 许萍. 高教学刊, 2019, (17) 163.

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张树永; 朱亚先. 中国大学教学, 2018, (7), 55.

DOI:10.3969/j.issn.1005-0450.2018.07.011      [本文引用: 1]

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