大学化学, 2023, 38(3): 9-21 doi: 10.3866/PKU.DXHX202207086

 

国内化学类专业“新工科”建设进展调研与改进建议

周立亚2, 张树永3, 杨屹4, 王尧宇5, 刘春明6, 王玉枝7, 万坚8, 惠新平9, 韩喜江10, 何熙璞2, 鄢红4, 朱亚先,1

1 厦门大学化学化工学院, 福建 厦门 361005

2 广西大学化学化工学院, 南宁 530004

3 山东大学化学与化工学院, 济南 250100

4 北京化工大学化学学院, 北京 100029

5 西北大学化学与材料科学学院, 西安 710127

6 长春师范大学化学学院, 长春 130032

7 湖南大学化学化工学院, 长沙 410082

8 华中师范大学化学学院, 武汉 430079

9 兰州大学化学化工学院, 兰州 730000

10 哈尔滨工业大学化工与化学学院, 哈尔滨 150001

Investigation and Improvement Suggestions on the Construction of "Emerging Engineering Education" in Domestic Chemistry Majors

Zhou Liya2, Zhang Shuyong3, Yang Yi4, Wang Yaoyu5, Liu Chunming6, Wang Yuzhi7, Wan Jian8, Hui Xinping9, Han Xijiang10, He Xipu2, Yan Hong4, Zhu Yaxian,1

1 College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian Province, China

2 School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China

3 School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China

4 College of Chemistry, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China

5 College of Chemistry & Materials Science, Northwest University, Xian 710127, China

6 College of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun 130032, China

7 College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China

8 College of Chemistry, Central China Normal University, Wuhan 430079, China

9 College of Chemistry and Chemical Engineering, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

10 School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

通讯作者: 朱亚先, Email: yaxian@xmu.edu.cn

第一联系人:

†共同第一作者,对本文工作同等贡献

收稿日期: 2022-07-19   接受日期: 2022-07-26  

基金资助: 教育部第二批新工科研究与实践项目.  SXWLHXLX20202613

Received: 2022-07-19   Accepted: 2022-07-26  

Abstract

In order to promote the second batch of the research and practice project for emerging engineering education (3E) sponsored by the Instructional Committee of Chemistry Majors, Ministry of Education set up a survey on the progress of 3E construction based on chemistry majors. This survey mainly concerns the setting of specialty direction, training of students' practical ability, providing new courses for 3E requirements, and constructing of curriculum module for 3E. The survey results are analyzed in this paper. Some problems with the present construction of 3E majors based on chemistry are found. Some suggestions for future improvement are given.

Keywords: Chemistry major ; Emerging engineering education ; Survey ; Suggestion

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本文引用格式

周立亚, 张树永, 杨屹, 王尧宇, 刘春明, 王玉枝, 万坚, 惠新平, 韩喜江, 何熙璞, 鄢红, 朱亚先. 国内化学类专业“新工科”建设进展调研与改进建议. 大学化学[J], 2023, 38(3): 9-21 doi:10.3866/PKU.DXHX202207086

Zhou Liya. Investigation and Improvement Suggestions on the Construction of "Emerging Engineering Education" in Domestic Chemistry Majors. University Chemistry[J], 2023, 38(3): 9-21 doi:10.3866/PKU.DXHX202207086

自2017年教育部启动“新工科”建设以来,为了适应指导化学支持新工科建设的需要,2018–2022年教育部高等学校化学类专业教学指导委员会(以下简称“化学教指委”)依托教育部首批新工科研究与实践项目的研究[1],明确了化学学科和专业支持新工科建设的基本思路与路径[2, 3],并通过召开研讨会、编辑《大学化学》新工科建设专刊等形式,积极推进化学学科和专业开展新工科建设。全国各高校也积极行动起来,通过升级专业培养目标、更新教育理念、创新育人模式等方式,积极开展新工科专业建设、新工科专业特色方向建设、新工科课程建设、适应新工科建设需要的教学内容更新和教学方式方法改革,积极推进新工科建设,已经取得明显成效[2]。迄今,化学支撑新工科建设在各个基础学科中走在了前列。

为落实教育部推进新工科建设“再深化、再拓展、再突破、再出发”的工作要求,化学教指委依托第二批新工科研究与实践项目,决定对当前化学学科和专业开展新工科建设的情况开展全面调研,以掌握建设进展,摸清存在的问题,以便更好地指导和推进未来的改革与建设。

1 调研情况

本次调研共收到178所高校反馈的209份问卷。其中:化学专业70份、应用化学专业(理学) 80份、应用化学专业(工学) 52份、化学生物学专业3份、分子科学与工程专业1份、能源化学专业3份。具体参与问卷调查的高校分布情况如表 1所示,各专业人才培养定位的情况如表 2所示。

表1   参与问卷调查的高校分布统计表

高校类型占比/%
教育部直属高校21.53
部省(自治区、兵团)合建地方高校5.74
省(自治区、兵团)部共建地方高校20.10
地方院校51.67
民办院校0.96

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表2   各专业人才培养定位情况统计表

人才培养定位化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
基础研究型54.2820.001.9266.67100.0033.33
应用研究型22.8653.7553.850.000.0066.67
应用型22.8626.2544.2333.330.000.00

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需要说明的是,本次调研不包括师范类化学专业。此外,由于化学生物学、分子科学与工程和能源化学专业的布点数少,参与调研的数量更少,相关结果缺乏统计学意义,仅作参考。

1.1 开展“新工科”建设的方式

本次调研了各专业开展“新工科”建设方式的情况,结果见表 3。

表3   各专业开展“新工科”建设方式统计表

开展“新工科”建设方式化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
增设新工科专业或专业方向42.8531.2539.4966.6710066.67
改革课程体系,适应新工科培养需要(如增加大数据、物联网等课程或课程模块)42.8632.5029.770.000.000.00
开设“新工科”微专业2.866.250.000.000.000.00
开设“新工科”第二学位专业(5年制或者4 + 2学制)1.431.251.920.000.000.00
包含以上2种方式7.1423.7517.3133.330.000.00
包含以上3种方式2.862.507.690.000.0033.33
包含以上4种方式0.002.503.820.000.000.00

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从表 3可以看出,在给出的4种开展“新工科”建设的方式中,单独选择增设新工科专业或专业方向、改革课程体系的占了绝大部分,说明相关专业都已关注到增设新工科专业或专业方向、改革课程体系在“新工科”建设中的重要性。

表 3显示,仅有约10%、28.75%、28.82%、33.33%和33.33%的化学、应用化学(理学)、应用化学(工学)、化学生物学和能源化学专业选择了2种及以上的建设方式。这说明各专业在进行“新工科”建设时主要还是局限于某种做法,建设思路还可以进一步开拓。例如,可以更多地尝试开设“新工科”微专业、开设“新工科”第二学位专业等。

1.2 “新工科”特色方向设置情况

化学类专业设置专业特色方向个数的情况如表 4所示。从表 4可以看出,超过一半的专业都设置了2–3个特色专业方向,体现了优势发展、特色发展的专业建设思路。

表4   各专业设置特色方向情况统计表

专业特色方向个数化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
07.141.253.8533.330.000.00
117.1412.5019.230.000.000.00
2–357.1467.5067.3166.670.0066.67
4–512.8615.007.690.00100.000.00
6个及以上5.723.751.920.000.0033.33

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为了摸清各专业设置特色方向所关联的学科或行业,本次调研设置了12个选项供多项选择。对各专业选择的某个相关的学科或行业的所有结果进行统计,结果如表 5所示。

表5   各专业设置的特色方向相关的学科或行业情况统计表(多选)

相关学科或行业化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
化学工程(含精细化学品)51.4257.5082.690.000.0066.67
生命科学30.0017.507.6966.670.000.00
环境科学40.0042.5034.6233.330.000.00
材料科学58.5762.5061.540.00100.0066.67
能源科学45.7152.5040.3833.330.00100.00
医学药学25.7130.009.62100.000.000.00
农林植保0.0011.251.9233.330.000.00
地质矿产4.292.503.850.00100.000.00
海洋船舶0.001.250.000.000.000.00
资源利用18.5718.7511.5433.330.000.00
分析监测45.7162.5055.7733.330.000.00
其他15.716.251.920.000.000.00

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从表 5可以看到,化学和应用化学专业所设置的专业特色方向的相关学科或行业比较集中,排在前3位的均为化学工程、材料科学和分析监测,说明化学、应用化学(理学)、应用化学(工学)专业与化工、材料学科的交叉融合非常紧密。而化学生物学、能源化学和分子科学与工程专业则根据专业特色,分别设置了与医学药学、能源科学、材料科学和地质矿产等相关的专业特色方向。

本次调研也统计了各专业设置特色方向的原因,设计了4个选项供多项选择。表 6统计了各专业选择的结果。

表6   各专业设置特色方向的原因统计表(多选)

设置原因化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
行业特色32.8538.7540.38100.0066.67100.00
地域特色(地方经济社会发展需要、特色资源开发)51.1466.2580.7733.3366.67100.00
学科特色(学院的学科优势)72.8665.0061.5466.67100.00100.00
其他5.715.000.000.000.000.00

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我们还对各专业设置特色方向原因的个数进行了统计,如图 1所示。

图1

图1   各专业特色方向设置原因种类统计图

电子版为彩图,下同


根据调研,各专业设置特色方向的原因一般为1–3个。其中,化学、应用化学(理学)、应用化学(工学)专业比较集中在地域特色和学科特色上。特别是应用化学(工学)专业有80.77%集中在地域特色上,说明绝大多数工学化学类专业均能结合地方经济社会发展和特色资源开发的需要开展特色方向建设,对区域经济发展和产业转型升级起到了重要的支撑作用。而化学生物学、分子科学与工程、能源化学专业则更多地结合行业特色来设置特色方向。

1.3 “新工科”课程或者课程模块建设情况

为了进一步了解各专业增加的适应新工科人才培养需要的课程或者课程模块的情况,本次调研设计了10个选项供多项选择。统计结果如表 7所示。

表7   各专业建设“新工科”课程或者课程模块的情况统计表

课程或者课程模块化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
新一代信息技术(大数据、物联网、区块链、虚拟现实)17.1417.5017.310.000.000.00
航空航天装备、航天及深空探测2.851.250.000.000.000.00
海洋工程装备及高技术船舶、深海探测和资源开发1.431.250.0033.330.000.00
先进轨道交通装备0.000.000.000.000.000.00
节能与新能源汽车、核能工程17.1421.2523.0833.33100.00100.00
新材料77.1482.5080.77100.00100.0066.67
生物医药及高性能医疗器械24.2922.5021.1566.67100.000.00
矿业资源综合利用8.5710.0019.230.000.000.00
环境保护与修复35.7138.7532.690.000.000.00
其他15.7112.509.610.000.000.00

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从表 7可以看出,各专业选择最多的课程或者课程模块为新材料,这在化学、应用化学(理学)、应用化学(工学)专业中尤为突出,也与表 5的结果相对应。

从表 7中还可以看出,化学、应用化学(理学)、应用化学(工学)专业增加的适应新工科人才培养需要的课程或者课程模块比较一致,除了新材料外,排在前几位的均为环境保护与修复、生物医药及高性能医疗器械、节能与新能源汽车、核能工程等。而化学生物学、能源化学和分子科学与工程专业则主要集中在生物医药及高性能医疗器械、节能与新能源汽车和核能工程。

此项调研说明化学类专业在进行“新工科”建设时,考虑到了面向世界科技前沿和国家重大需求,但也存在比较明显的同质化现象,在突出专业特色方面还需要进一步的探索。

各专业选择课程或者课程模块的数量情况如图 2所示。

图2

图2   各专业“新工科”课程或者课程模块建设情况统计图


从图 2可以看出,在10个选项中,只有极个别的专业同时选择了5个模块,而选择1–3个课程或者课程模块的情况最为普遍,分别为化学专业92.88%、应用化学专业(理学) 92.5%、应用化学专业(工学) 94.22%、化学生物学专业、分子科学与工程专业和能源化学专业则均为100%。这说明专业在设置新工科专业课程或课程模块时都比较理性,能够突出重点、凝练特色,而不是不分巨细、面面俱到。

1.4 各专业实习实践情况

本次还调研了各专业的创新创业和实习实践情况,具体如下:

(1) 各专业设置科研训练或者创新创业的必修学分情况,如表 8所示。结果显示,大部分专业设置的科研训练或者创新创业的必修学分为2或者4以上,说明各高校在创新创业教育与专业教育融合、提升学生的创新创业意识和能力等方面都进行了积极的探索。但值得注意的是,在各校填写的209份有效问卷中,分别有约5.71%、3.75%和3.85%的化学、应用化学专业(理学)和应用化学专业(工学)没有设置科研训练或者创新创业的必修学分,有待改进。

表8   各专业设置科研训练或者创新创业必修学分的情况统计表

科研训练或者创新创业的必修学分数化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
无必修要求5.713.753.850.000.000.00
18.578.753.8533.33100.000.00
227.1432.5030.7733.330.0033.33
312.8612.5011.5433.340.0066.67
411.4316.259.620.000.000.00
5及以上34.2926.2540.370.000.000.00

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(2) 各专业设置的到企业实地实习的周数情况如表 9所示。结果显示,有超过50%的专业安排到企业实地实习的周数在4周及以上,说明各高校能够确保实习基本需求,合理安排学时,确保实习质量。但是,有7.14%的化学专业没有安排到企业实习的环节,不符合《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准(上)》中的化学类专业教学质量国家标准(以下简称《国标》) [4]的要求。

表9   各专业安排的到企业实地实习的周数情况统计表

到企业实地实习的周数化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
07.140.000.000.000.000.00
114.296.250.000.000.000.00
220.0017.5011.5433.330.0033.33
38.5716.2519.230.000.000.00
4及以上50.0060.0069.2366.67100.0066.67

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(3) 本次还对各专业实践教学所包含的内容和学分情况进行调研,给出6个选项供多项选择。

表 10为各专业开设的实践教学内容。从表 10可以看出,各专业实践教学选择最多的前3位基本都为生产实习、认知实习和化工原理课程设计。值得注意的是,有部分专业没有安排相关教学环节,特别是个别应用化学(工科)专业没有安排认知实习或者生产实习,这与专业培养的应用型要求不相适应。

表10   各专业安排的实践教学内容的情况统计表

实践教学包含的内容化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
化工原理课程设计32.8632.5075.000.00100.0033.33
化工过程开发课程设计15.7111.2515.3833.33100.000.00
化工产品开发课程设计11.437.5013.4633.33100.000.00
金工实习(工程训练)20.0028.7569.230.000.0033.33
认知实习52.8670.0082.6933.33100.0066.67
生产实习58.5778.7598.0833.33100.00100.00
都不包含8.573.750.0033.330.000.00

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在调研中由于较多专业没有填写学分,故关于学分数据的统计缺乏意义,仅列出几个供参考:化工原理课程设计1学分的有7个专业,2学分的有12个专业,3学分的有2个专业,4学分的有2个专业;生产实习1学分的有4个专业,2学分的有8个专业,3学分的有11个专业,4学分的有6个专业,6学分的有2个专业。有的专业安排的生产实习的学分数明显偏低。

各专业实践教学内容选择的情况如图 3所示。从图 3可以看出,有71.42%的化学专业、66.67%的化学生物学专业和能源化学专业选择了1–2种实践教学内容;80.00%的应用化学(理学)专业选择了1–3种实践教学内容;82.69%的应用化学(工学)专业选择了3–5种实践教学内容,说明应用化学(工学)专业确实更注重实践教学的多样性。

图3

图3   各专业实践教学内容选择情况统计图


(4) 为进一步了解应用化学专业(工学)的理论教学内容,按照《国标》要求,给出了7个选项供多项选择。除了实验室安全与环保外,其他5种课程的教学内容都是《国标》明确要求应用化学专业(工学)应当强化的内容。各专业理论教学内容选择情况如表 11所示。

表11   应用化学专业(工科)理论教学内容情况统计表

理论教学内容传递过程基本原理化工单元操作化学反应工程原理工程制图经典化工单元设备与操作实验室安全与环保以上任意2种内容以上任意3种内容以上任意4种内容以上任意5种内容以上任意6种内容都不包含未填写
专业单一选择情况/%0.000.001.921.920.000.009.6217.3119.239.6234.621.923.84
专业多项选择情况/%46.1563.4675.0088.4663.4671.15–––––1.923.84

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从表 11可以看出,除了分别有极少数(1.92%)的专业单独选择了化学反应工程原理或工程制图之外,绝大部分专业均选择了2种及以上的教学内容。但按照《国标》要求选择5–6种教学内容的专业只有44.24%。我们将专业选择的某个理论教学内容的所有结果进行加和,结果表明,应当强化的5种理论教学内容均没有达到100%的选择率。说明应用化学专业(工学)的理科化倾向仍然比较明显。

1.5 人才培养计划情况

本次还调研了各专业的人才培养计划情况,具体如下:

(1) 用人单位专家参与本专业人才培养方案的制修订情况,如表 12所示。结果表明,2017年以来,超过50%的化学、应用化学专业(理学)和应用化学专业(工学)专业均邀请了2–3人次或4–6人次的用人单位专家参与了本专业人才培养方案的制修订。化学生物学专业和能源化学专业也均邀请了用人单位专家参与本专业的人才培养方案的制修订,在这方面分子科学与工程专业仍需加强。

表12   各专业用人单位专家参与本专业人才培养方案的制修订情况统计表

选项化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
0人次12.868.751.920.00100.000.00
1人次10.0010.003.8533.330.000.00
2–3人次34.2941.2538.4633.330.000.00
4–6人次15.7127.5025.0033.340.0066.67
6人次以上27.1412.5030.770.000.0033.33

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(2) 各专业入选应用型创新/拔尖/领军人才培养计划的情况如表 13所示。该表显示,只有18.57%、5.00%和5.76%的化学、应用化学专业(理学)和应用化学专业(工学)入选了国家级特殊人才培养计划,而有11.43%、16.25%和19.23%的化学、应用化学专业(理学)和应用化学专业(工学)入选了省级特殊人才培养计划。

表13   各专业入选应用型创新/拔尖/领军人才培养计划情况统计表

选项化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
国家级强基计划14.295.001.920.000.000.00
国家级现代产业学院1.430.001.920.000.000.00
国家级未来技术学院2.850.001.920.000.000.00
省级特殊人才培养计划11.4316.2519.230.000.000.00
无65.7173.7573.0966.67100.00100.00
包含上述2种4.293.751.9233.330.000.00
包含上述3种0.001.250.000.000.000.00

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将专业选择的某个领域的所有结果进行加和,结果如表 14所示。表 14显示,各专业的培养领域大部分集中在新材料、功能材料、特种材料方面。这说明各专业培养领域的多元化仍需提高。

表14   各专业参与强基计划、现代产业学院、未来技术学院的培养领域情况统计表

选项化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%
高端芯片制造、集成电路制造、电子化学品20.839.527.140.00
新材料、功能材料、特种材料83.3385.7171.43100.00
先进制造、智能制造、微纳制造、智慧分子工程16.6723.810.000.00
国家安全、新能源开发和高效利用、资源开发与高效利用、新药创制50.0047.6242.86100.00
其他国家战略急需12.509.5221.430.00

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1.6 就业情况

本次还调研了各专业的就业情况,具体如下:

(1) 各专业近两届(2020、2021届)学生的平均初次就业率(含升学)情况如表 15所示。从表 15可以看出,截至当年8月31日,有62.85%的化学专业、73.75%的应用化学专业(理学)、75.01%的应用化学专业(工学)的平均初次就业率超过了86%。但仍还有个别专业的初次就业率低于65%。压缩招生规模、调整培养面向、增强学生的就业竞争力是这些专业应该重点关注的问题。

表15   专业近两届(2020、2021届)学生截至当年8月31日的平均初次就业率(含升学)统计表

选项化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%能源化学/%
< 65.00%2.873.751.920.000.000.00
65.00%–75.99%10.006.257.690.00100.000.00
76.00%–85.99%24.2816.2515.3866.670.000.00
86.00%–95.99%47.1452.5044.2433.330.0066.67
> 96%15.7121.2530.770.000.0033.33

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(2) 我们将各专业填写的2021届相关学科或行业的就业去向数据进行加和,再除以相关专业数,得到各专业2021届毕业生就业去向的占比情况,如表 16所示。

表16   各专业2021届毕业生就业去向占比情况统计表

相关学科或行业化学专业/%应用化学专业(理学)/%应用化学专业(工学)/%化学生物学专业/%分子科学与工程专业/%能源化学专业/%
国有、民营、三资企业29.1136.6936.904.110.004.11
党政机关2.632.222.750.000.000.00
高等、中初等教育单位11.246.034.801.670.001.67
科研设计单位3.062.764.771.670.001.67
医疗卫生单位1.150.751.5713.550.0013.55
升学33.9034.3827.6440.6778.7540.67
自主创业2.942.613.920.000.000.00
部队0.460.590.940.000.000.00
其他11.2311.0010.945.0021.255.00
未填写4.282.975.7733.330.0033.33

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从表 16可以看出,除能源化学专业外,其他专业2021届毕业生毕业去向主要以升学深造为主,就业的学生主要集中在化学化工类相关领域的国有、民营和三资企业。

1.7 定位应用型/应用研究型人才培养的专业师资与学生实践能力培养

在参加本次调研的209个专业中,有45.72%的化学专业、80.00%的应用化学专业(理学)、98.08%的应用化学专业(工学)、33.33%的化学生物学专业、66.67%的能源化学专业的人才培养定位为应用型或应用研究型。因此,我们针对这些应用型专业的双师型教师和实践能力培养进行了调研。

(1) 各专业是否有企业和行业人员参与学生实践能力的培养,情况如表 17所示。可以看到,绝大多数专业均有企业和行业人员参与学生实践能力的培养。说明各高校都能重视校企合作,积极推进校企协同育人。

表17   企业或行业人员参与专业学生实践能力培养的情况统计表

选项化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%
是87.5090.6388.24100.00100.00
否3.126.255.880.000.00
无或未填写9.383.125.880.000.00

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(2) 各专业具有行业企业从业背景教师的占比情况,如表 18所示。可以看到,在绝大多数专业中,具有行业、企业从业背景的教师占比都不超过三分之一,特别是在31.25%的化学专业、40.63%的应用化学专业(理学)中,具有行业企业从业背景的教师占比都在10%以下;人才培养定位为应用型或应用研究型的1个化学生物学和2个能源化学专业,具有行业企业从业背景的教师占比也很低。而在25.48%的应用化学专业(工学)中,具有行业企业从业背景的教师占比超过了三分之一。这说明这些工学类专业已经初步建成行业、企业和院校深度融合的教师队伍建设机制。

表18   各专业中具有行业或企业从业背景教师占比情况统计表

选项化学/%应用化学(理学)/%应用化学(工学)/%化学生物学/%分子科学与工程/%
< 10.00%31.2540.6317.650.00100.00
10%–20%31.2534.3731.370.000.00
21%–25%9.389.3813.730.000.00
26%–33.3%6.256.255.880.000.00
33.4%–50%6.251.567.840.000.00
51%–66.7%0.001.567.840.000.00
66.8%–75%0.001.565.880.000.00
> 75%6.250.003.920.000.00
无或未填写9.374.695.89100.000.00

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1.8 定位基础研究型人才培养的专业

在参加本次调研的209个专业中,有54.28%的化学专业、20.00%的应用化学专业(理学)、1.92%的应用化学专业(工学)、66.67%的化学生物学专业、33.33%的能源化学专业和全部分子科学与工程专业定位为基础研究型人才培养。

(1) 各专业设置的高阶课程名称和学分情况。

在38个化学专业中有11个专业填写了相关调查表。应用化学专业(理学)的16个专业中有5个专业填写,能源化学专业有1个填写。表 19给出了部分填写的情况的汇总。

表19   各专业开设高阶课程(学分)的情况

专业领域主要课程(学分)
化学信息技术计算程序及数学算法在化学中的应用(4)、计算生物学(3)、计算化学(2)、应用化学中的大数据(2)
生物生化化学生物学进展(2.5)、化学生物学(2)、分子模拟与药物分子设计(2)、化学在生命科学中的应用(2)、生化分析原理与技术(2)
分析检测高等分析化学(2)、现代分析技术(1.5)、分析化学进阶(1.5)、现代仪器分析(2)、现代分离提取技术(1.5)、材料表征方法理论与实践(3)、物质结构鉴定与表征(3)
无机化学无机化学进阶(1.5)、配位化学(1.5)、无机合成化学(2)、纳米化学(2)
有机化学有机化学进阶(2)、中级有机化学(3)、金属有机化学(1.5)、有机合成化学(2.5)、现代合成原理(3)、高分子化学与物理进阶(2)、超分子化学(1.5)
物理化学物理化学进阶(2)、中级物理化学(3)、催化化学(1.5)、海洋物理化学(2)
其他化学前沿讲座(2)、科技论文写作与交流(2)、化学中的联想与设计(2)、环境化学(2)、研究型综合实验(1)、化学创新科研实践训练(2.5)、化学实验设计(2)、化学综合实验(2)
应用化学(理学)生命科学生物化学、生物活性分子设计、生物有机化学
二级学科高等有机化学(2)、中级无机化学(2)、高等无机化学、高等分析化学
特色内容功能高分子材料、无机材料合成化学、现代光谱分析、电化学分析
其他科学研究方法与论文写作(1)
能源化学能源科学锂/钠离子电池科学与技术(2)、计算能源化学(2)、核化学与放射化学(2)、能源经济(2)

调查问卷里未提供相应学分的课程在表格内未注明学分

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表 19显示,培养基础研究人才的专业开设高阶课程的主要方式,是在二级学科上进行深度拓展。开设提升学生科研素养的课程如前沿讲座、论文写作、创新训练类的课程比较普遍。此外,开设向生物、能源、材料等学科进行拓展的课程,也是比较常见的作法。

(2) 各专业设置的特色课程名称和学分情况。

在38个化学专业中有10个专业填写了该题目,16个应用化学专业(理学)中有5个专业填写,能源化学专业中有1个专业填写(表 20)。

表20   各专业开设特色课程(学分)的情况

专业领域主要课程(学分)
化学信息技术计算量子化学及应用(2)、计算化学(2.5)、化学信息与化学计量学(2)
材料科学材料化学(2)、碳纤维材料(2)、复合材料(2)、功能高分子材料(1.5)、插层化学(2)、纳米化学(2)、生物医学纳米材料(2)
分析检测复杂物质剖析(2)、环境分析与监测(2)、分离科学与技术(2)、分离纯化技术(2)、生物传感与生物分析(2)、生物分析化学(3)、卫生检疫与生化检验(2)
有机化学现代有机合成(1)、有机立体化学(2)、有机合成化学(3)、天然产物化学(2)
生命科学生物化学(2)、酶与酶工程(2)、生物无机化学(3)、药物化学(2)、化学生物学实验(3)
能源资源现代能源材料(2)、太阳能转化与利用(2)、新能源化学(3)、核能与核燃料循环化学(3)、放射化学(3)、走进核科学技术(3)、资源化学(2)
海洋科学化学海洋学(4)、海水分析化学(2)、海洋腐蚀与防护技术(2)
三级学科催化化学(3)、电化学(3)、光化学(3)、绿色化学(3)
其他高科技中的化学之美(1)、科学伦理(1)、化学与创新(1)、研究计划(2)、探索型化学实验(2)、有机开放实验(1)、综合实验拓展训练(2)、化学实验设计(2)、化学综合设计实验(2)、创新实验(2)
应用化学(理学)农药农药合成、农药制剂、农药生物化学、农药毒理学、农药药械与施药技术
其他药物化学(2)、有机合成化学(3.5)、高分子化学(2)、分离科学(2)、化学生物学(双语) (2)、生物分析(2)、General Chemistry (2)、Physical Chemistry of Surfaces and Its Application in Developing Bio-Inspired Materials (2)、环境化学(双语) (2)、污染控制化学(2)、仪器分析(3)、仪器电子技术(2)、催化化学(2.5)、能源化学(3)、化学中的数学方法(2)、专业论文阅读与写作(英语) (2)、综合科研训练与实践(2)
材料科学纳米材料化学、新型分离技术、天然有机化学、精细化学品化学、聚合物结构与性能
能源化学能源化学能源化学(3)、能源材料合成(1)、能源材料分析(3)、碳材料化学(2)、能源化学实验(2)、能源材料合成实验(1)、能源材料分析实验(1.5)

调查问卷里未提供相应学分的课程在表格内未注明学分

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表 19和表 20显示,各专业开设的高阶课程和特色课程,主要是与其他学科交叉的课程,也包含部分加深学科深度或者培养学生创新创业能力的课程。这些课程不仅可以拓展学生的学科视野,还可以引导学生的多样化特色化发展,对素质和能力的提升大有裨益。

2 当前新工科建设的问题及未来改革的建议

通过分析上述调研数据,我们认为当前化学学科和专业支撑新工科建设存在的问题主要体现在以下5个方面,需要针对性地逐一加以解决。

(1) 开展“新工科”建设的思路不够开阔。

目前,基于化学开展新工科专业建设的种类不够丰富,多数与化学紧密相关的新工科专业如能源化学工程、氢能科学与工程、可持续能源、智慧能源工程、储能科学与工程、生物质能源与材料、生物质科学与工程、碳储科学与工程、柔性电子学等[5],都是其他学科和专业提出的,化学在其中仅处于从属地位,而直接从化学衍生出来的新工科专业主要包括能源化学、化学测量学与技术等,数量偏少。此外,将具有形成新技术、新产业、新业态的化学最新进展,开发为特色新工科方向或者“新工科”微专业的比例偏低,多数专业方向的设置还比较传统,新工科的特征和服务国家未来战略发展急需的特征不明显。整体而言,化学学科和专业对社会急需人才培养的适应性还不足,响应速度还不够快。

建议今后应进一步发挥化学作为最具创造性的学科和中心学科的优势,强化与国家战略性新兴产业的对接,前瞻性地做好智慧分子工程、资源化学等基于化学的新工科专业的申报和建设,同时将分子机械、分子计算、微纳器件、柔性显示、星际化学探测、深海资源开发、机器人合成等建设为微专业,吸引更多优秀学生深入学习,推进新技术、新产业的发展。

(2) “新工科”特色方向和课程的多样化不足。

调研表明,各专业在设置“新工科”特色方向、增加符合“新工科”特征的新课程或者新课程模块时,过于集中在材料、能源、分析检测等领域,同质化现象比较严重。此外,仍有不少应用型高校将学科特色作为特色建设的方向,与行业和地方经济社会发展进行对接的意识还不强。

建议应用型化学类专业应进一步增强与国家和地方经济社会发展对接的意识,强化与地方支柱产业、特色资源的对接,通过共同建设特色课程、特色实验项目等途径,通过订单式人才培养、共建实习实践基地等方式,强化专业与地方的联系。此外,在课程和课程群建设过程中,应同步强化科研引领与技术服务,突出人才培养的前瞻性和引领性,更好地服务于产业升级和新产业、新业态的发展引导。

(3) 培养方案不够完善,实践能力培养不足。

《国标》中对应用型专业的教学内容和教学要求做出了特色安排,特别强调实验实习教学和创新创业能力培养。但从目前的调研情况看,不少应用型专业对强化实习实践、增强学生动手能力和创新创业能力的重视程度仍显不足。有的专业没有设置科研训练或者创新创业必修学分,部分应用化学专业特别是授予工学学位的专业,没有对《国标》规定应强化的教学内容做出安排,传递过程基本原理等应用性课程的选择率只有46.15%,更有极少数专业甚至没有安排认知实习等基本的实习实践环节。

建议各相关专业进一步明确应用型人才培养定位,按照《国标》要求,进一步强化应用型课程和实验实践环节建设和教学,进一步提升学生综合分析和解决复杂实际问题的能力。

(4) 师资队伍建设与专业发展定位之间存在偏差。

从调研结果看,目前定位应用型或应用研究型人才培养的专业,其师资队伍中具有行业企业从业背景的教师占比普遍偏低,这不利于学生工程意识的培养。其次,由于科学技术的快速发展和以企业为核心的创新机制的建设,行业企业研发经费的投入大幅增加,行业企业的科研条件和技术创新能力领先学校的情况已经非常普遍,也使得校企合作开展人才培养的必要性进一步增强。但目前不少高校的校企合作机制还不够健全,教学与企业实际脱节较大,学生就业竞争力和工作适应期显著延长。

建议定位应用型或应用研究型的高校加强与行业企业的深度合作,建立双师型教师引进和培养机制,强化应用型人才工程意识和工程能力的培养。此外,要不断完善行业企业专家参与高校人才培养的机制,使更多的高水平行业企业专家直接参与课程教学和实践指导、大学生创新创业和毕业论文(设计)的指导工作,提高真题实作的比例。

(5) 强化高阶课程和前沿进展课程建设。

对于定位基础研究型人才培养的专业,需要引导学生深化对学科知识的理解和掌握,更好地把握学科研究进展和学科发展的未来方向,形成创新意识,强化研究能力。但目前的调研结果表明,不少专业对高阶课程和特色课程设置不够重视,课程特色性不够鲜明,也没有通过形成特色模块的方式形成课程合力。

建议开展基础型人才培养的专业,不仅要强化理论型高阶课程的建设,更要强化前沿课程、研讨课程以及大学生创新实践课程,将更多具有战略性、前瞻性、挑战度的问题和课题纳入人才培养,提升学生学习的层次,更多地开展研究型学习。

参考文献

张树永; 朱亚先; 郑兰荪. 大学化学, 2020, 35 (10), 2.

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张树永; 朱亚先; 郑兰荪; 霍冀川; 宋丽娟; 徐华龙. 高等工程教育研究, 2021, (3), 21.

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张树永; 朱亚先; 霍冀川; 宋丽娟; 徐华龙; 郑兰荪. 大学化学, 2020, 35 (10), 6.

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教育部高等学校教学指导委员会; 等. 普通高等学校本科专业类教学质量国家标准(上), 北京: 高等教育出版社, 2018, 130

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教育部. 普通高等学校本科专业目录(2020年版). [2022-07-02]. http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-03/05/content_5487477.htm

[本文引用: 1]

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