大学化学, 2021, 36(2): 2002015-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202002015

教学研究与改革

从量变到质变——“拔尖计划2.0”阶段化学拔尖人才国际化培养模式探索与改革

马晓爽, 郑成斌,

The Transition from Quantity to Quality: The Exploration and Reform on the International Training Scheme for Top Chemistry Undergraduate Students at the Stage of "Top-notch Undergraduate Training Program 2.0"

Ma Xiaoshuang, Zheng Chengbin,

通讯作者: 郑成斌,Email: abinscu@scu.edu.cn

收稿日期: 2020-02-8   接受日期: 2020-03-3  

Received: 2020-02-8   Accepted: 2020-03-3  

Abstract

Since 2009 when Sichuan University started to implement the Top-notch Undergraduate Training Program (Top-notch Program for short) in Chemistry, a relatively comprehensive scheme of international training has been established and progress has been made. As the Ministry of Education starts the "Top-notch Undergraduate Training Program 2.0" in 2019, we are obliged to review the current international training model for chemistry undergraduates by learning from other universities both domestic and overseas to explore better ways of deepening international cooperation and improving the quality of international training for top chemistry students.

Keywords: Top-notch Undergraduate Training Program 2.0 ; Top-notch chemistry undergraduates ; Internationalized training ; Reform

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马晓爽, 郑成斌. 从量变到质变——“拔尖计划2.0”阶段化学拔尖人才国际化培养模式探索与改革. 大学化学[J], 2021, 36(2): 2002015-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202002015

Ma Xiaoshuang. The Transition from Quantity to Quality: The Exploration and Reform on the International Training Scheme for Top Chemistry Undergraduate Students at the Stage of "Top-notch Undergraduate Training Program 2.0". University Chemistry[J], 2021, 36(2): 2002015-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202002015

四川大学化学学院作为首批实施“基础学科拔尖学生培养试验计划”的19所高校之一,在2009年启动了拔尖人才培养相关工作。经过十余年的努力和探索,学院在培养化学学科国际一流人才方面已取得初步成效,也总结了很多学生选拔、教学改革、国际化建设等方面的经验和问题。基础学科拔尖学生培养计划2.0的启动对于拔尖人才的选拔机制、培养模式提出更高的要求,同时鼓励高校深化国际合作,为拔尖学生接触世界科学文化研究最前沿、融入国际一流学术群体创造条件[1]。基于此,学院将继续完善和深化现有国际化培养模式,在总结经验的基础上对拔尖班学生的国际化培养成效进行调研,继续拓宽国际交流渠道,有针对性地增加拔尖学生国际化培养平台数量,提升拔尖学生国际化培养质量。

1 “拔尖计划”十年以来国际化培养模式初见成效

学院自2009年实施“拔尖计划”以来,充分依托校院两级资源,积极为拔尖班学生的国际化培养创造条件,目前已初步建成一个较为完善的国际化培养框架[2]

在国际化师资队伍建设方面,学院具有海外经历的专任教师比例达64%,担任拔尖班学业导师和科研导师的专任教师100%具有海外经历,实施推进以院士、长江学者、国家杰出青年基金获得者为代表的优秀科研工作者为拔尖班学生授课或开设讲座,让这些优秀科研工作者发挥榜样力量,从专业、科研、未来规划等方面为拔尖班学生带来潜移默化的影响,助力拔尖学生成长为化学领域国际一流专家。此外,学院积极引进高端外籍教师,目前在岗一名全职美籍教授为拔尖学生讲授有机化学课程,学院每年平均邀请50余名外籍教师来院进行短期授课或开设讲座,始终坚持“请进来”的国际化培养策略,让拔尖班学生在四川大学学习期间就能体验世界一流大学的课堂教学模式。

在国际化课程体系建设方面,学院坚持“高层次、国际化”的标准,选用国际认可的原版英文教材,采取“小班化-探究式”教学模式,由外籍教师及国际交流经验丰富的中国教师授课。注重过程考核方式,提倡以撰写小论文、小组讨论和口头报告等非标准答案为主的多种考核方式,切实提升学生的专业能力和综合素质。目前已开设包括绿色化学、有机化学、有机化学(Ⅱ)、无机化学、大学化学五门全英文课程,开设包括化学信息学、高分子科学导论、生物化学、化学与生物传感器等八门双语授课课程。全英文及双语授课的教学模式与国际化学高等教育接轨,极大提升了学生的专业英语水平,为将来出国深造提前攻破语言壁垒,创造有利的语言条件。

在拔尖学生出国(境)交流平台建设方面,学院每年统一组织拔尖班学生赴国(境)外高校访学,让每名拔尖班学生都有机会进入国(境)外高校化学课堂、实验室交流学习,而出国(境)交流亦能增强拔尖班学生的文化体验,提高学生的全球胜任力。2016年学院组织拔尖学生赴美国西北大学访学交流期间恰逢该校詹姆斯·弗雷泽·司徒塔特教授获得当年化学诺奖,拔尖班学生有幸与诺奖得主进行交流讨论,获益匪浅。司徒塔特教授还在2017年专程回访四川大学,为学院师生带来专场学术报告和交流环节。此外,学院依托四川大学与200余所国(境)外高校的合作平台及若干院级合作项目,选送拔尖班学生赴美国乔治亚州立大学、弗吉尼亚大学及英国诺丁汉大学等国外知名高校参加3 + 1毕设联培、3 + 2本硕联培及短期交流项目,这些有针对性的项目与学院批量组织的拔尖学生访学项目互为补充,实现了拔尖班学生国际交流全覆盖。

经过十余年的探索和实践,化学拔尖人才国际化培养初见成效,学院拔尖班毕业生中有96%以上去往国内一流高校或科研院所深造,29%选择赴国(境)外一流高校深造,一批优秀拔尖班学生代表已崭露头角,逐渐成长为化学领域国际领军人才。

2 基于目前化学拔尖学生国际化培养模式的思考

拔尖计划2.0的启动是对上一阶段拔尖人才培养的总结,亦是将接下来拔尖人才培养工作推进至一个新的高度,从而提出更高的人才培养目标。充分开拓并利用国际资源是培养拔尖人才的重要手段之一[3],因此我们通过回顾之前化学拔尖学生国际化培养的具体策略及成效,对目前的化学拔尖人才国际化培养模式进行思考,总结出目前拔尖人才国际化培养实践的问题和局限性。同时,我们针对在读及已毕业的化学拔尖班学生设计了一份调查问卷,以了解拔尖学生对现有国际化培养模式的切身感受及反馈,为接下来国际化培养方式的探索和改革提供可行性指导。问卷从拔尖学生的国际交流意向、国际化培养目标、对学院现有国际化培养方式的满意度、提出相关建议等多个层面进行调研,有效参与62人,其中毕业班学生8人,在读学生54人。结合学院目前的拔尖人才国际化培养成效及学生反馈,我们对现有拔尖学生国际化培养模式做出以下几点思考。

2.1 “国际化”依然是培养化学拔尖人才的重要手段之一

通过对拔尖学生出国(境)交流意向进行调研,结果显示87%的拔尖学生在本科期间有意愿出国(境)参加交流项目。在有意愿参加国际交流的学生中,以“接触国际一流大学化学教育、了解化学学科国际前沿研究”为首要目标的学生人数最多(图 1),这充分说明最初对拔尖学生的选拔机制与对其国际化的培养目标做到了基本统一,大多数学生希望通过参加国际交流项目了解国际领先的化学教学模式及科研前沿知识。因此我们将继续坚持以国际化作为拔尖人才培养的重要途径,以培养世界级化学领域的精英作为拔尖人才的培养目标,在坚持国际化培养的大前提下,针对具体的模式进行适时的优化和调整。

图1

图1   化学拔尖学生国际交流目的调研


2.2 现有出国(境)访学模式难以满足学生的个性化需求

学院通过与海外大学的合作关系,每年统一组织拔尖班学生赴国(境外)高校进行访学交流,从数量上实现了拔尖班学生国际交流经历的全覆盖,总体而言拓展了拔尖班学生的国际视野,提升了学生的跨文化交流能力。学院在决定访学项目类型及交流形式方面起到主导作用,也免去了学生自己申请国际交流项目耗费的时间精力以及可能申请失败的挫败感,因此在对已参与过此类国际交流项目的学生进行调研,结果显示学生的满意度较高(图 2)。但随着“拔尖计划”的推进,学院层面统一组织的访学交流逐渐难以满足学生日益丰富的个性化需求。很多化学拔尖学生通过本科一至两年的学习,对化学学科的不同专业方向产生兴趣,也对未来的深造方向和目的地有了初步的计划,更希望能够在本科期间参与和个人兴趣匹配度更高的国际交流项目。通过对尚未参加过学院统一组织访学项目的学生进行调研,结果显示半数以上的学生希望能够自主选择更适合个人发展的国际化项目(图 3)。此外,也有拔尖班毕业生通过问卷反馈,以个人目前发展情况作为参考,以过来人的身份鼓励学弟学妹们自主联系如暑期科研这类的国际交流形式,学院配套经费资助,认为这种国际化培养形式可以为拔尖班学生带来更大的收获。拔尖人才的培养要求支持学生的个性化发展,学生根据自身需求寻找合适的国际交流项目能够让国际化培养模式发挥最大的功效。

图2

图2   参加过学院统一访学项目拔尖学生对其评价


图3

图3   未参加过学院统一访学项目拔尖学生对其评价


2.3 化学专业本科生国际交流平台数量亟待增加

作为集中组织拔尖学生出国访学项目的补充,学院充分依托四川大学与世界一流大学建立的联系,鼓励拔尖学生参与校级长短期交流项目。随着学校与越来越多的国(境)外高校建立合作,出国(境)交流的学生人数也在逐年上升,以学校2018年启动“大川视界”大学生海外访学计划为例,随着“大川视界”校级短期项目数的增加,学院本科生参加国(境)外暑期学校或短期科研训练的人数也在逐年增加:2017年参加短期项目21人,2019年人数达到38人,这说明可供选择项目的数量是影响学生出国(境)交流的一个重要因素。但是校级项目面对全校所有专业的学生,难以兼顾各专业特定的国际化培养需求,由于涉及到化学类专业的项目有限,有拔尖学生只能选择参加语言文化类的短期项目,相比参加针对化学专业设计的访学项目,收获十分有限。化学是一门以实验数据作为基础的学科,能够进入国际一流化学实验室接受科研训练能够最大程度提升拔尖学生的科研创新能力[4],通过对学院拔尖学生国际化培养模式收效调研的结果也充分印证了这一点(图 4)。学院现有的学生国际交流项目包括与澳大利亚联邦科学研究院(CSIRO)及美国乔治亚州立大学建立的3 + 1本科生科研训练项目,与美国弗吉尼亚大学及英国诺丁汉大学建立的4 + 1、3 + 2本硕联培项目,与英国卡迪夫大学建立的短期暑期学校项目。而这些项目无论从数量还是广度上已经不能满足拔尖本科生国际化培养的需求,这促使我们充分利用学科优势及教师资源,搭建更多高水平的化学类学生交流平台。

图4

图4   拔尖学生对不同国际化培养模式收获程度的态度


2.4 全英文课程专业方向需要多元化

目前学院已从美国弗吉尼亚大学聘任一名全职美籍教授为拔尖班学生开设有机化学全英文课程,培养计划里其余的全英文或双语化学类课程均由具有国际交流经历的专任教师授课,相对于外籍教师直接讲授原版教材仍然存在一定差距,这种差距主要不是源于专业水平的高低,而是因为中西方语言和思维模式存在天然的差异。对于实现培养化学领域国际领军人才这一目标而言,如果拔尖学生能够在国内提前进入外籍教师的专业课堂,这将极大缩短拔尖学生未来出国深造需要适应国外教学模式和语言的时间,让拔尖学生更快进入科研状态。每年四川大学“国际课程周”邀请外籍教师来校集中开设为期两周的化学全英文课程,虽然在一定程度上弥补了全职外籍教师授课类别的不足,但回顾近三年“国际课程周”开设的化学类课程,专业方向主要集中在有机化学、绿色化学及化学生物学领域(表 1),分析化学、无机化学、物理化学等领域较少或没有涉及到。学院提倡大类培养的本科教学理念,鼓励学生在本科阶段打下坚实的专业基础,同时广泛接触化学学科各个领域,从而发掘感兴趣的方向今后开展深造和研究。对于拔尖学生的培养更是如此,开设多个化学方向的全英文课程有利于拔尖学生在确立研究兴趣之后有能力去往相应领域的世界名校深造。

表1   近三年学院开设“国际课程周”全英文化学课程及简介

年度课程名称课程简述
2017The Chemistry and Biology of Natural ProductsThis class will provide students with historical background on the role that natural products have played in the development of new chemical reactions, synthetic strategy, and the development of pharmaceuticals.
2017Molecular and Supramolecular PhotochemistryThe course will discuss the basics of photochemistry in solution and in confined systems. This course will also include a brief introduction to various supramolecular assemblies that are commonly used in photochemistry.
2017Supramolecular ChemistryBased on General Chem., Organic Chem. and Inorganic Chem., students will learn a broad spectrum about supramolecular chemistry where host-guest interactions of crown ethers, criptands, calixarenes etc with metal ions, anions and biospecimen are covered in this course.
2017Organic Chemistry of BiomoleculesThe major objective of this course is to give students an understanding and appreciation of the role of organic chemistry in biology and biochemistry.
2017Green and Sustainable Chemistry: Drivers and PracticesGreen chemistry can be considered as the design and application of processes and products that do not harm the environment. Green chemistry principles and tools are available to aid environmentally friendly process and product design.
2018An Introduction into Preclinical and Clinical Research and Drug DevelopmentThe main objective of this course is to provide an overview of biomedical research strategies and clinical development programs in the drug/biotech industry.
2018Transition Metal Complexes and Their Use in Organic SynthesisThis course introduces concepts of ligand-metal bonding and the influence on transition metal properties.
2018Green and Sustainable Chemistry: Drivers and PracticesGreen chemistry can be considered as the design and application of processes and products that do not harm the environment. Green chemistry principles and tools are available to aid environmentally friendly process and product design.
2018Powerful Methods for C―C Bond FormationIn this course, students will have the opportunity to expand their basic skill set in organic chemistry, as well as their understanding of organic chemistry terminology in English, through lectures presenting some of the most powerful methods available to generate C―C bonds.
2018Analytical Optical SpectroscopyPrinciples and applications of UV-Vis, Fluorescence, IR, Raman, Surface enhanced Raman, Polarized resonanance synchrouns spectroscopic (PRS2) techniques will be presented.
2019Molecular and Supramolecular PhotochemistryThis course will discuss the basics of photochemistry in solution and in confined systems. A comprehensive model that helps understand the behavior of molecules in solution and in supramolecular assemblies will be presented.
2019Green and Sustainable Chemistry: Drivers and PracticesGreen chemistry can be considered as the design and application of processes and products that do not harm the environment. Green chemistry principles and tools are available to aid environmentally friendly process and product design.
2019Supramolecular ChemistryThe design and synthesis of molecules to mimic biological events can no longer be considered a new field. Indeed, increasing numbers of chemists and biochemists are studying simple synthetic molecules as models of enzymes.
2019Analytical Optical SpectroscopyPrinciples and applications of UV-Vis, Fluorescence, IR, Raman, Surface enhanced Raman, Polarized resonance synchrouns spectroscopic (PRS2) techniques will be presented.

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3 化学拔尖人才国际化培养模式的探索实践

通过对目前化学拔尖学生国际化培养具体举措的审视和分析,我们总结出若干可供改进的方面,计划逐步从改革出国(境)交流模式、开拓化学类学生国际交流项目、增加外籍教师全英文授课的专业方向及完善拔尖学生国际交流政策等方面做出一系列尝试。

3.1 逐步实现访学交流模式多样化

由学院统一安排的拔尖学生访学活动既然不能满足学生的个性化需求,必然要求创造多种形式的访学模式。学院由以往项目的主导方转变为幕后支持者,将项目选择的自主权更多交给学生,鼓励学生在导师及班主任的协助下,从化学排名前列的世界高校及科研院所寻找适合自己专业兴趣的国际交流项目,由业内专家对学生选择的项目给予评估,提供个性化的建议。虽然以拔尖学生自主选择为主的访学交流模式在初始执行阶段会遇到一些困难,如可能会有学生因查找信息不得要领从而难以找到合适自己的项目,但是从长远来看,这有利于培养拔尖学生自主学习和独立科研的能力,学院也会针对个别学生的困难提供及时的帮助和建议,最终让每名拔尖学生在本科阶段都能够有一次适合自己的出国(境)访学经历,为以后的深造提供实际的指导。

3.2 建立更多化学专业学生国际交流项目

与世界一流化学专业的高校建立国际合作平台对提升拔尖学生国际化培养水平有直接促进作用。通过对2019年QS (World University Rankings)化学学科排名前列高校进行调研[5],我们在全球化学专业排名前50名高校初步定位到一些适合化学专业本科生的国际交流项目:学分项目如美国麻省理工大学(MIT)的Advanced Study Program,这个以学期学年交流为主的项目让专业水平拔尖的本科生直接进入世界一流化学课堂,与当地本科生一起上课、参加研讨会;加州大学伯利分校(UC Berkeley)的暑期学校体系较为完备,每年7–8月都会提供多个不同时长的暑期课程供国际学生选择,只是以往年安排来看,化学类课程时间与我校的教学时间有重叠,若建立项目合作并选送学生参加,学院需通过与学校教务处沟通调整拔尖班学生教学计划、申请提前考试或与伯克利沟通定制项目等方式来克服这一问题。加州伯克利大学除暑期学校之外,其化学系也与学院达成初步合作意向,计划就选送拔尖学生赴化学实验室进行暑期科研训练签订协议;加州大学洛杉矶分校(UCLA)的暑期项目时长为6至10周,按照往年课程安排,多数化学类课程集中在8月份,时间上非常适合我院拔尖学生参加。短期科研项目如加州理工大学(Caltech)的Summer Undergraduate Research Fellowships (SURF) Program,该项目对大二以上的国际学生开放,成功申请到项目的学生可享受对方资助,与合作导师沟通确定具体的科研项目,开展时长10周左右的实验室科研工作;美国圣母大学(University of Notre Dame)的International Summer Undergraduate Research Experience (iSURE)提供包括化学在内的多领域短期科研项目,该项目让学生在圣母大学进行8周左右的科研训练,表现突出的学生还有机会直接获得该校Ph.D.的录取。除以上项目之外,其他化学专业世界顶尖高校如美国哈佛大学、斯坦福大学,英国剑桥大学、牛津大学等都有类似适合拔尖本科生的国际交流项目,我们下一步计划是搭建更多平台,将重点放在与化学类国际一流高校或科研院所实验室建立联系,选送拔尖本科生赴对方高校进行短期课程学习或科研训练。

3.3 开设多专业方向的化学类全英文课程

在拔尖学生的国际化培养途径中,“请进来”与“送出去”同等重要,聘请海外知名高校不同专业方向的化学教授在国内课堂为本科生授课不仅受众更广,而且能让本科生更为系统地适应海外大学的化学课堂。因此,在邀请外籍教师夏季小学期来校开设短期全英文课程方面,学院将更多的考虑放在专业方向的多元化上,争取在接下来的两三年内建立一个专业方向较为平衡的国际化课程体系,给拔尖本科生带来更多的选择和启发;在外籍教师常规授课方面,我们也将依托学校人事处“海外专场推介会”积极引进化学专业全职外籍教师,在考虑外籍专家的专业实力的同时,将无机化学、分析化学、物理化学等作为着重考虑的专业背景,着力为拔尖学生提供全方位与国际接轨的全英文课程;平时持续邀请高端外籍专家来院开设讲座,为拔尖班学生带来多领域研究的前沿成果。

3.4 制定提升拔尖学生国际交流积极性的政策

完善的制度和政策是各项工作有序开展的重要保证。“拔尖计划”开展之初,拔尖班学生国际交流形式以学院统一组织为主,形式较为单一,因而在制度上未将国内外区分开,形成“化学学院关于‘基础学科化学拔尖人才培养试验计划’学生学术交流、暑期学校学习资助办法”。随着“拔尖计划”近十年的成长,各项条件逐渐完备,学生的个性化培养需求凸显,情况变得更为复杂,这就要求与之相匹配的政策办法支撑。于是我们对之前的资助办法进行修订完善,形成了“化学学院关于‘基础学科化学拔尖人才培养计划’学生参加国(境)外学术活动资助办法”,鼓励拔尖学生根据个人情况申请参加国际会议、暑期学校、科研训练或学术竞赛等多种形式的国际交流形式,同时对高校排名及项目完成考核做出要求。学院将根据每个项目具体情况结合学生考核结果予以不同程度的资助和奖励。四川大学也制定了很多支持本科生国际化培养的政策,包括“本科学生出国(境)学习交流资助管理办法”[6]规定了本科生参加包括在校级国际交流项目的资助政策;“关于激励提升本科生国际交流语言能力办法”[7]鼓励本科生参加雅思或托福等国际语言考试,对于成绩优秀的学生资助全部或部分考试费用。学院和学校两级资助政策互为补充,充分鼓励拔尖学生到世界一流高校或科研院所提升专业能力、拓宽国际视野。学院也随时通过调研倾听学生的意见,根据学生的反馈适时调整政策办法,发挥理论对实践的指导作用,同时通过实践不断优化理论。

4 结语

随着四川大学化学学院化学专业入选教育部第一批“双万计划”国家级一流本科专业建设名单,我们对于培养化学学科拔尖人才更有信心,也更坚定地把加强拔尖人才的国际化培养作为“拔尖计划2.0”阶段的重要工作之一。通过参照“拔尖计划”其他兄弟院校的国际化工作和调研国(境)外一流化学专业高校适合本科生的国际化培养项目,我们对现有拔尖人才国际化培养体系进行了重新审视,在肯定成果的同时反思不足,对之前的国际化培养模式进行局部改革,以更好适应拔尖计划2.0的人才培养目标,匹配学生的个性化需求,争取在这一个十年将化学拔尖人才培养提升到一个新的高度。

参考文献

教育部等六部门关于实施基础学科拔尖学生培养计划2.0的意见.[2020-01-06]. http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201810/t20181017_351895.html

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马晓爽; 苏燕; 姜林; 张赟; 钟欣芮; 余孝其; 李梦龙; 郑成斌. 大学化学, 2019, 34 (10), 74.

DOI:10.3866/PKU.DXHX201906001      [本文引用: 1]

王娟; 杨森; 赵婧方. 中国大学教学, 2019, (3), 22.

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魏朔; 李运超; 范楼珍. 大学化学, 2019, 34 (5), 72.

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2019年QS全球大学化学专业排名.[2020-01-06]. https://www.topuniversities.com/universities/level/undergrad/subject/chemistry7

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四川大学本科学生出国(境)学习交流资助管理办法.[2020-01-06]. http://jwc.scu.edu.cn//detail/88/6958.htm

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四川大学关于激励提升本科生国际交流语言能力的通知.[2020-01-06]. http://jwc.scu.edu.cn//detail/88/4036.htm

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