大学化学, 2021, 36(5): 2003036-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202003036

 

创一流:应用化学专业建设的改革与实践

纪敏,1, 孟长功1,2, 姜文凤1, 吴硕1, 赵艳秋1

Striving for the First-Class: Reform and Practice of Applied Chemistry Major

Ji Min,1, Meng Changgong1,2, Jiang Wenfeng1, Wu Shuo1, Zhao Yanqiu1

通讯作者: 纪敏, Email: jimin@dlut.edu.cn

收稿日期: 2020-03-10   接受日期: 2020-04-23  

基金资助: 大连理工大学教学改革基金重点项目.  ZD2019004

Received: 2020-03-10   Accepted: 2020-04-23  

Abstract

After more than 30 years of development and construction, the applied chemistry major of Dalian University of Technology has exhibited some special features and advantages. Here, the measures and the obtained results in several aspects, such as the development of the talent training mode, reforming of the course system, promotion of professional training conditions, strengthening the teacher's ability, normalizing the management system, are introduced.

Keywords: Major construction ; Applied chemistry ; Reform and practice

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纪敏, 孟长功, 姜文凤, 吴硕, 赵艳秋. 创一流:应用化学专业建设的改革与实践. 大学化学[J], 2021, 36(5): 2003036-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202003036

Ji Min. Striving for the First-Class: Reform and Practice of Applied Chemistry Major. University Chemistry[J], 2021, 36(5): 2003036-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202003036

高等学校特色专业的建设关键在于要发挥自身特色、找准定位、科学布局、合理规划、科学管理。只有这样才能发挥好专业建设对人才培养的作用,确保人才培养质量的提升[1]。培养高素质人才是一所大学存在的唯一理由,而培养高素质化学人才是各高校化学专业存在的唯一理由。大连理工大学应用化学专业(理科)自1987年首次招生以来,围绕“面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力”一流专业的建设要求[2]历30多年的建设与发展,已形成了鲜明的专业特色和优势,为国家培养了大批优秀人才,2019年成为教育部“双万计划”首批国家级一流本科专业建设点。专业建设以国家重大战略性需求、新兴产业发展和经济建设为引领,以培养化学及相关领域科学研究和科技研发的精英人才为目标,积极创新人才培养模式、深度改革课程教学体系、大力提升专业教学条件、加强师资队伍建设、强化人才培养过程管理,并运用现代教学管理手段,使毕业生的研究创新能力和科技研发能力都有很大提高。

1 科学定位并合理布局,创新人才培养模式

专业秉承“潜心学术,志在创新、服务国家,追求卓越”的育人理念,始终把人才培养质量放在首位。依据大连理工大学建设一流研究型大学、培养精英人才的总体目标,专业定位于培养化学“科学研究”和“科技研发”的精英人才。定位于化学科学研究方向的人才培养实施“科教协同”育人计划,以与中国科学院大连化学物理研究所共同举办“张大煜化学菁英班”的方式实施(简称基础科学班),基础科学班实行滚动淘汰、100%保研的特殊人才培养政策;定位于科技研发方向的人才培养,主要依托本校明显的化工学科优势,采取理工融合的培养模式实施(简称理工融合班)。

基于上述专业定位,基础科学班以培养具有雄厚数学、物理基础,掌握化学学科的基本理论,具有较强的实验技能,受到系统的化学科学研究方法训练,具备突出的科研工作潜质,能够在化学或相关科学技术领域从事基础研究和教学工作,富有创新精神和竞争意识,有志于从事化学科学研究并成为未来化学研究领域的领军人才为目标。理工融合班的培养目标是化学与化工并重而且密切结合,具有宽厚、扎实的化学理论基础和较强的实验技能,同时受到应用研究、科技研发和科技管理方面的综合训练,能在化学或相关科学技术领域从事科技研发的理工融合型的高级人才。

2 厚基础强实践,科学制定人才培养方案

扎实的理论基础知识与熟练的实验基本技能是化学类专业本科生应该具备的基本素质[3]参照“化学专业建设指导委员会”根据教育部专业建设指导委员会制定的《化学专业质量标准》[46],并基于大连理工大学应用化学专业“科学研究”和“科技研发”的人才培养目标,夯实理论基础,强化实验技能训练,制定并不断完善切实可行的人才培养方案。应用化学专业两个方向的人才培养方案均设置有通识类、工具类和公共基础类课程,着重培养学生了解自然、适应社会、加强个人修养、终生学习和跨文化交流等能力,培养学生高尚的道德品质,同时为其在专业方向的发展奠定基础。其中,为夯实数理基础,基础科学班的数学和物理学类课程比理工融合班占有更大的权重。专业课程体系分为重点课程群、拓展课程群和实践类课程群。重点课程群主要包括无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析、结构化学、化工原理等课程;拓展课程群主要包括高等无机化学、量子化学、配位化学生物有机化学、固体物理学等24门选修课程,其中包括9门本硕贯通课程。这些课程在内容上相互贯穿、相互渗透,使学生的知识系统化、深入化,并对高年级学生增加专业联系密切的专业课程,强化学生对专业的认识。实践类课程群则涵盖“基础型–综合型–研究型”一体化、多层次的实验教学体系,由基础化学实验、高等化学实验、科研实训三个模块组成,并根据学科的发展,开设系列新型研究性实验,增强对化学研究的兴趣,培养学生理论联系实际的能力,为创新能力的提高打下良好基础。在课程内容设置方面,两个方向的化学类基础课程设置相同,不同之处在于,“科技研发”方向的人才培养方案中增加化工原理等化工类必修课程。基础科学班的化学研究训练课程比理工融合班比重大,而理工融合班的工程类课程比重则明显高于基础科学班。在科研实训中,重点突出科学研究训练和实践教学环节。“科学研究”方向培养方案中设置了化学前沿等引导类课程,邀请校内和大连化学物理研究所的院士、杰青、长江学者等为学生开办学科前沿讲座,激发学生对科学研究的兴趣和热爱;而对于“科技研发”方向,除了科学研究训练课程外,设置了认识实习和生产实习实践类课程,邀请校内知名技术开发学者和国内外具有一定影响的企业人员来校讲学和开展讲座,介绍化学化工各领域的研究前沿和热点研究问题、企业的技术难点、发展导向,让学生了解到企业就业和开展研发工作的要求。

3 创新多元化教学资源和教学模式,全面保障教学效果

大连理工大学应用化学专业在教学研究和课程建设方面具有优良传统。专业拥有国家级“基础化学实验教学示范中心”“虚拟仿真实验中心”和国家级“教学团队”,建有包括无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、物理化学及实验和普通化学及实验在内的一体化系列国家级精品开放课程,以及无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学与社会、普通化学6门国家级精品资源共享课程,实现了对培养方案中化学类基础课程的全覆盖;将开放课程资源拓展并固化为相应“数字化课程”在高等教育出版社出版,满足不同学生个性化教学需要;遴选数字化资源引入纸质教材,出版新形态纸质教材,扫二维码即可学习数字化内容,满足学生多元学习需求。在实验课程建设和实验教学方面,建有系列化学虚拟实验课程,具有动态交互、情景化参与特色的三层次虚拟仿真实验资源,实现了“实验教学大纲内容的全覆盖与超覆盖”;依托课程资源,采用先进的教学理念和教学方法开展教学活动,理论课结合“SPOC”和“雨课堂”等现代化教学手段,实施线上、线下相结合的智慧教学模式,实验课则采用“虚拟实做”结合的教学模式,开阔学生视野、提高学生实践创新能力。丰富的教学资源和灵活多样的教学模式受到学生们的喜爱。

4 依托优势学科和高水平科研,建成人才培养实施平台

专业以大连理工大学化学与化工的学科优势,以及大连化学物理研究所高水平科研条件为依托,全方位建设人才培养实施平台,保障人才培养质量。

① 教学实验平台:以四大化学专业基础课程为重点,建成了国家级精品资源共享课程平台;以国家级“基础化学实验教学示范中心”和国家级“虚拟仿真实验中心”为牵引,建成了高水平教学与实验平台。

② 科研训练平台:以我校“精细化工国家重点实验”“辽宁省高分子科学与工程重点实验室”“辽宁省能源材料化工重点实验室”“辽宁省低碳资源高值化利用重点实验室”“超分子化学与催化国际联合研究中心”,以及大连化物所的“洁净能源国家实验室(筹)”“催化基础国家重点实验”和“分子反应动力学国家重点实验”为依托,建立学生科研训练平台。实验室和研究中心承担的各类国家级重大科技攻关项目、科技研发项目,以及实验室拥有的大型科研仪器设备,多维度全方位服务于学生的实践教学及科学研究活动。

③ 创新实践平台:以我校的两个教育部高等学校学科创新引智基地(111计划),即“功能超分子与纳米材料高等学校学科创新引智基地”和“精细化工创新引智基地”为依托,建有自主开放的创新实践平台。

④ 实习实训平台:以国家500强企业恒力石化(大连)有限公司及恒力石化(大连)炼化有限公司为“实践教学基地”,建有全天候实习实训平台。

⑤ 国际交流平台:在学校政策的支持与鼓励下,积极推动学科的国际化发展进程,加强与国外著名高校、科研院所建立学术交流机制并实施联合办学,构筑国内外资源共享、优势互补的合作框架,开创国际化优质科研资源反哺教学的特色人才培养模式,培养具有国际视野的应用化学专业精英。“请进来”,邀请Nobel奖获得者德国马普所Gerhard Ertl教授、日本名城大学Akira Yoshino教授等著名术大师来校讲学并参与“化学前沿”等课堂教学,给学生创造与学术大师交流、学习与联合开展科学研究的机会;“走出去”,发展与国际知名大学和高水平科研机构的长期稳定合作伙伴关系,选拔优秀学生出国留学,进行联合培养。目前,与瑞典皇家工学院、宾州州立大学、日本理化研究所、德国马堡学会、英国爱丁堡大学、英国莱斯特大学等建立了联合研究中心或签订了人才联合培养战略合作协议。

5 加强师资队伍和基层教学组织建设,保障课堂教学效果

专业拥有首批国家级教学团队,其中国家“万人计划”教学名师1人,国家级教学名师2人,省级教学名师5人,教授24人,副教授29人,45岁以下中青年教师45人,98%以上具有博士学位和海外学习工作经历,教学科研能力强。教授、副教授100%参与专业核心课、专业选修课、研究训练以及毕业论文教学环节;在教育部和中国科学院“科教协同育人行动计划”支持下,大连化学物理研究所40余名专家为学生开设学科前沿讲座,为专业人才培养提供了一支专职、兼职结合的教学团队。近三年,团队1人获全国石油和化工行业优秀教师奖,2人获宝钢优秀教师奖,3人获校教学质量优秀奖,3人入选省百千万人才工程,教学团队获全国石油和化工行业优秀教学团队。团队对青年教师的培养有计划、有措施。以四大化学教研室为基层教学单位,以老带新,组织新教师参加“新教师研习班”“教学沙龙”“骨干教师研修班”等培训,鼓励教师到国内外知名高校进修,组织教师参加各级各类讲课竞赛。近三年,一批青年教师脱颖而出,1人获“卓越”联盟高校青年教师教学创新大赛二等奖,2人分获校教学创新大赛一/二等奖,3人分获校青年教师讲课竞赛一/二等奖。

6 健全教学管理体制和管理制度,保障人才培养质量

为实现专业人才培养的总体目标,在人才培养的各环节都制定了相应的管理制度和质量保障体系。

① 在生源质量方面:加强招生宣传,把握优质生源。建立并实施吸引优秀生源的系列政策,并以多种方式提高学生的专业兴趣,确保把热爱化学并立志为化学科学做出贡献的考生招进来。大连理工大学应用化学专业采取单独招生。除了学校政策之外,本专业在生源大省建立了优秀生源基地,制定了“基础科学班”人才招募政策,优秀学子母校行、向母校报喜等宣传政策,以及国家奖学金、励志奖学金、专业奖学金评定等奖励政策。专业在辽宁省近三年录取线超出一本分数线100多分。

② 在学生管理方面:对于基础科学班实行严格的选拔淘汰制度,即阶段性考核,动态进出。在第一学年及第二学年结束,有一门必修课一考不及格即淘汰出班,同时也吸引理工融合班和外专业部分优秀学生进入基础科学班,形成了良性的选拔淘汰机制,激励学生在学业上勤奋努力学习。全面实施导师负责制,学生入校即选择学业导师,一生一师,导师负责学生思想疏导、课业导引以及未来职业引领及规划,为学生健康发展保驾护航。

③ 在教学质量监督方面:学校和学院均设立由具有丰富教学经验的教师组成的教学咨询组。全年对课堂教学、实验教学、毕业论文等各项教学活动进行检查考核,针对各类教学活动中出现的问题提出具体的整改意见,帮助教师弥补教学缺陷、完善教学技巧,提高教学水平。制定多方位的课堂教学质量评价体系,通过领导评价、专家评价和学生评价及授课教师自评相结合方式,倡导启发式与研究式教学,注重学生创新意识与能力的培养,形成了完善的质量保证体制。

对创新实验和毕业论文的严格管理是确保实践类教学质量的重要措施,学校与学院每年鼓励教师提出研究题目,通过学生自由选择,答辩,最后择优推荐的方式确定优秀的创新项目和毕业论文题目,并通过安全教育、中期检查、论文答辩等环节保障实践性教学环节高质量地完成。

④ 在毕业生跟踪及社会评价方面:建立了较为完善的毕业生跟踪反馈机制和用人单位评价制度。以问卷、走访、校友回校和科研合作等多种方式定期收集用人单位对毕业生的意见反馈,包括每年1次的应届毕业生座谈、回访校友座谈、应届毕业生随即问卷调查;每两年1次的往届毕业生跟踪调查;不定时的用人单位、行业专家、家长代表座谈的社会评价反馈。针对用人单位的意见和建议,及时调整培养方案、教学内容和培养模式。如从2008级起在理工融合班增加高分子、电化学类课程,从2013级起在基础科学班增加物理类课程的学分等,都是根据用人单位的意见反馈对培养方案做出的调整。

7 建设成效

大连理工大学应用化学专业建设始终把人才培养质量放在首位,紧紧围绕国家经济建设和战略性新兴产业发展的要求,制定了明确的、符合国家需求和我校办学特色的毕业要求。重视学生的思想品德、专业基础、科学思想和实践创新创业能力的培养;通过科学合理的课程设置,使学生更好地了解自身、自然和社会,更好地在专业方向上得到发展,更好地为国家科技发展和经济建设服务。本专业经过30多年的建设,在培养体系、师资队伍、支撑条件、学科基础等方面取得了长足进步,具体表现在以下几个方面:

① 调动了在校学生学习、创新主动性和积极性,科研创新成果显著。近3年,在校本科生获得校级科研训练项目84项,其中,国家、省级大学生创新创业计划项目支持23项,在“卓越杯”大学生化学新实验设计和化学实验技能竞赛、全国大学生化学实验邀请赛、全国大学生Chem-E-Car竞赛等重要赛事获奖45人次。

② 提升了毕业生的独立工作和自主科研创新能力,受到国内外学术机构和企业的好评。近3年本专业毕业生就业率达到97%。其中保送至北京大学、中国科学院等国内一流大学和研究机构继续攻读博士学位的学生比例为59%,保送至本校攻读博士学位的学生比例为10%,进入美国加州大学、西北大学等国际名校攻读博士学位的比例为7%,进入中石化、中石油、烟台万华、深圳比亚迪等国内外知名企事业单位工作的比例达21%。北京大学和南京大学连续几年招收了本专业的毕业生攻读博士学位,认为他们专业基础扎实,能够很快地进入不同研究角色。中国科学院大连化学物理研究所也对本专业的毕业生一直给予高度评价,认为他们热爱科学、基础扎实、勤奋肯干、能力突出,每年均有十余名毕业生被保送到该所继续攻读研究生学位;双方决定进一步加深科教协同育人机制,于2016年通过联合办学方式成立了张大煜学院。

③ 促进了教学改革与教学基本建设,教学水平明显提升。近5年,获批1门国家视频公开课、5门国家资源共享课,6门MOOC在国家平台上线,均被认定为国家精品开放课程;6门虚拟仿真实验课在网络平台上线,计算机、手机和iPad均可访问操作,实现资源共享;虚拟实验教学软件在全国性比赛中获一等奖5项;获首批国家级虚拟仿真实验中心;在高等教育出版社出版系列化学数字化课程6门;出版新形态“十二五”课程及实验教材6部;建设了一支拥有万人计划名师1人、国家教学名师2人、辽宁省教学名师5人、宝钢优秀教师奖获得者5人的高水平教学队伍。

④ 支撑了学科建设与发展。大连理工大学应用化学专业,2015年成为首批辽宁省普通高等学校本科优势特色专业,2018年成为辽宁省普通高等学校首批一流本科教育示范专业建设专业,2019年成为教育部“双万计划”首批国家级一流本科专业建设点。所依托的化学学科是国家“双一流”建设学科,建有化学一级学科博士点和博士后科研流动站,2019年ESI全球排名位列前1‰。

参考文献

李志义. 大连理工大学学报(社会科学版), 2007, 28 (1), 35.

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