新工科理念下应用化学人才培养模式的建设研究——以湖北科技学院核技术与化学生物学院为例.pdf

广 东 化 工 2023 年 第 16 期 218 第 50 卷 总第 498 期 新工科理念下应用化学人才培养模式的建设研究新工科理念下应用化学人才培养模式的建设研究 以湖北科技学院核技术与化学生物学院为例以湖北科技学院核技术与化学生物学院为例 谢聪，朱晓明，王军涛，陈秀玲*(湖北科技学院，核技术与化学生物学院，湖北 咸宁 437100)摘 要新工科建设是当前高校深化教育改革和提高人才培养质量的新要求。湖北科技学院作为典型的地方转型发展试点高校，其学科人才培养模式的改革和探索直接关系到全国地方二本院校高生源、高就业、高效益“办学生态圈”的良性发展。湖北科技学院应用化学专业(本科)以新工科建设理念为导向，以新材料方向多学科交叉融合为切入点，以培养社会综合效益高的应用化学新材料方向工程复合人才为目的，努力探索“新工科+新材料方向+多学科交融体系+跨学科课程+跨学科团队+跨学科监控评价”的人才培养模式。通过搭建和不断完善建设平台，力争将应用化学(本科)专业建设成为特色鲜明的省级“双一流”学科。关键词新工科；应用化学；多学科交叉；校政企联合；人才培养模式 中图分类号G648.4 文献标识码A 文章编号1007-1865(2023)16-0218-03 Construction and Study on Training Mode for Applied Chemistry Talents under the Background of Emerging Engineering Education-Take School of Nuclear Technology and Chemistry&Biology in Hubei University of Science and Technology as an Example Xie Cong,Zhu Xiaoming,Wang Juntao,Chen Xiuling*(School of Nuclear Technology and Chemistry&Biology,Hubei University of Science and Technology,Xianning 437100,China)Abstract:Construction of new engineering is the new requirement for deepening education reform and improving the quality of personnel training in colleges and universities.Hubei University of Science and Technology is the typical university for local transformation and development and its reform and exploration of subject talent training mode is directly related to the benign development of“school-running ecological circle”with high enrollment,high employment and high efficiency in local secondary colleges and universities.To cultivate engineering compound talents with high social comprehensive benefits in new material direction of applied chemistry,the undergraduate applied chemistry specialty in Hubei University of Science and Technology tries to explore the talent training mode of“new engineering+new material direction+multi-disciplinary integration system+interdisciplinary course+interdisciplinary team+interdisciplinary monitoring and evaluation”,which is guided by the concept of new engineering construction and taken multidisciplinary integration in new material direction as the point of penetration.Through building and improving the construction platform constantly,we strive to construct the undergraduate applied chemistry specialty in Hubei University of Science and Technology to become a distinct feature of the Hubei province“The double-first class”disciplines.Keywords:new engineering；applied chemistry；multi-discipline integration；school-enterprise-government coalition；talent training mode 从2017年2月“复旦共识”1到2017年4月“天大行动”2再到 2017 年 6 月“北京指南”3，为新工科建设指明了方向，即必须通过改革现有高校的工程教育模式，培养具有“大工程”观的复合型人才，进而使中国高等教育满足新时代社会的发展需要。湖北科技学院作为湖北省省属转型发展试点高校之一，为响应国家新工科发展号召、加快自身内涵式发展4，需对接咸宁市经济发展和地方特色，加快提高本科教育质量。其中，核技术与化学生物学院应用化学本科专业(工科)作为湖科的特色专业之一，近年来发展迅速。该专业于 2009 年申请，2010年获批，2011 年实现招生，四年后获湖北省普通高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划项目。随着咸宁市对新材料企业的大力引进，他们对湖科新工科背景毕业生和具有企业背景教师需求的日益增长，尤其与核化生学院应用化学专业的联系变得愈加紧密。在与这些企业较长时间的接触后发现，湖北科技学院核技术与化学生物学院应用化学专业创办之初的人才培养模式已经不能很好服务于咸宁市经济发展和产业升级，主要表现在：(1)对“新工科”要求地方高校进行改革的意图体会不深，专业设置没有体现“新工科”学科交叉融合的发展理念。(2)对地方企业需求的人才培养结果把握不足，培养的学生没有紧跟新材料领域的变革方向，缺乏解决工程问题的能力和对相关企业文化的了解。(3)对应用化学专业教师的考核大多以科研、教学成果为主，他们没有企业挂职锻炼经历并且对他们工程实践的培训不够。(4)校企政互动程度不足，应用化学专业地方办学的格局没有形成，人才培养方案与咸宁市地方发展衔接不够紧密。因此，湖北科技学院核技术与化学生物学院应进一步推进新工科背景下应用化学专业的建设改革，在本科教学中坚持以解决工程问题为目的，注重多学科交叉融合，紧贴咸宁市地方企业需求，服务咸宁市及周边经济发展，最终提高自身的区域办学影响力。1 找准学科定位，发挥专业特色找准学科定位，发挥专业特色 应用化学作为中国高校最常见的本科专业之一，归属于化学大类，学制四年，主要授予工学学士学位5。由于专业设置社会面广泛，应用化学人才培养模式改革起到相当规模的引领作用。随着教育部对新工科建设指导的不断加强，已经着力将高校分为三个层面进行试点调整：(1)工科突出代表组，如浙江大学等。(2)综合类代表组，如复旦大学等。(3)地方高校代表组，如汕头大学、上海工程技术大学等。显然，湖北科技学院作为咸宁市唯一一所湖北省省属普通地方本科院校，下属核技术与化学生物学院应用化学人才培养模式在新工科理念下进行探索，必将为地方高校转型提供可参考可复制的经验。通过调研发现，“新工科”理念下国内众多双一流高校、一本高校和与湖科同类二本高校应用化学本科专业人才培养模式的重构大多都聚焦自身特色进行。湖北科技学院核技术与化学生物学院，建设有“材料辐射改性技术国地共建工程实验室”、“辐射化学与功能材料湖北省重点实验室”、“非动力核技术湖北省协同创新中心”等省部级以上教学和科研平台 5个，科研及产业化团队 5 个，主要聚焦于电子束辐射改性的新型材料研究与开发，所拥有的 1 MeV 电子加速器已成为咸宁收稿日期 2023-03-22 基金项目 湖北省高等学校省级教学研究项目(2021434)作者简介 谢聪(1984-)，男，湖南保靖人，副教授，博士，主要研究方向为高分子材料辐射改性。*为通讯作者。2023 年 第 16 期 广 东 化 工 第 50 卷 总第 498 期 219 市及周边科研团队(华中科技大学电气与电子工程学院赵龙教授科研团队等)和材料类企业(如湖北祥源新材科技股份有限公司)不可或缺的大型仪器，已逐渐发展成学校的特色之一。因此在新工科背景下，湖科核化生学院应用化学专业应突破传统化学化工领域的学科定势，打造为以电子束辐照改性为特色的人才培养模式，充分利用咸宁市及周边资源，培养出工科意识强、科学文化高、能对新材料方向多学科交叉领域工程问题进行应用性研究、技术开发和生产管理并能满足地方政府和企业需求的复合型高级技术人才，最终将本专业建设成为特色鲜明的湖北省“双一流”学科。2 新工科理念下多学科交叉融合应用化学人新工科理念下多学科交叉融合应用化学人才培养模式的路径探索才培养模式的路径探索 新工科理念下，配合湖北省战略性新兴支柱产业人才培养计划，湖北科技学院核技术与化学生物学院应用化学本科专业以“重学科交叉、强模式创新”为指导思想，以电子束辐射改性新材料开发为专业特色，探索构建“新工科+新材料方向+多学科交融体系+跨学科课程+跨学科团队+跨学科监控评价”的人才培养模式。2.1 突破学科定势，构建应用化学新材料方向多学科交叉融合跨界体系 七大新兴产业6，即新材料、新能源、生物产业、节能环保、新能源汽车、高端装备制造和新一代信息技术的强势发展，是“新工科”理念提出的重要依据。因此，为响应国家对新材料领域及咸宁市地方企业对材料类行业人才的双重需求，结合湖科核化生学院自身已有的教学科研平台优势(如“辐射化学与功能材料湖北省重点实验室”)和使用 1 MeV 电子加速器进行新材料开发，必需对应用化学基于化学化工基础的传统专业结构进行改革，突出电子束辐射特色并完成向发展新材料方向的升级改造。新工科重在不同学科的交叉融合创新，而湖科核化生学院的特点之一就是多学科(核电、化学、生物、园林)并行，因此应用化学专业进行跨界体系建设具有现成的硬件条件。近年来，对应用化学多学科交叉提供重要的融合元素有：(1)2011年，湖北科技学院获批药学专业硕士学位授予权。药学学科为省级重点特色学科和省级医药工程学科群主干学科，其中，有机化学是省级精品课程，省级视频公开课程。因此，药学学科可为应用化学专业建设提供坚实的化学理论支持。(2)2012年，湖北科技学院核技术与化学生物学院成功获批非动力核技术湖北省协同创新中心(“2011 计划”)，旨在瞄准区域基于电子束辐射的“百亿非动力核技术产业链”。因此，基于辐照化工分支的核电学科可为应用化学建设发挥专业特色。(3)2015年，湖科核化生学院获批材料辐射改性技术国家地方联合工程实验室(湖科首个获批的国家级创新平台)，填补了省内无核技术及应用国家级专门研发机构的空白，可为应用化学专业建设提供重要的产教研平台。(4)2019 年，湖科核化生学院成立了咸宁市高新桂花产业技术研究院。2022 年，进一步获批国家林业草原桂花工程技术研究中心，为咸宁建设“中国桂花城”提供重要的科技支撑。因此，园林学科可为应用化学专业建设提供重要的行业需求方向。(5)湖科生物医学工程学院分子生物工程学科借助计算机模拟算法，结合物理学和化学理论对生物大分子结构与功能之间的关系进行研究，具有良好的应用前景。因此，分子生物工程学科可为应用化学专业建设提供另一个重要的行业需求方向。综上，湖科核化生学院可将应用化学专业类结合药学类、核电类、园林类和医工类具有材料背景的学科进行集群整合，探索符合地方校政企共赢的工科人才培养顶层设计规划，即将湖科核化生学院应用化学专业打造成以新材料为发展方向，化学类为依托，园林类、药学类和医工类为拓展，核电类(电子束辐射)为特色的多学科交叉融合跨界体系。另外，湖科核化生学院应用化学专业还应在跨界体系的建设中转变人才培养观念。该专业学生应在跨界融创体系的培养中从被动式接受向主动式学习转变，在储备传统化学化工理论知识的全过程中不断加强新材料方向的企业文化熏陶，提高解决地方企业需求的工程实践能力，不断在化学类、药学类、核电类、园林类和医工类交叉融合中运用知识创新，对接行业产业最新发展，与咸宁区域经济发展的有效衔接，变成具备“大工程”观的复合型人才，实现教育部对地方高校“新工科”建设的期望。具体来说，湖科核化生学院应用化学本科生应按以下要求进行培养：(1)应用化学新材料方向基础知识和实践能力兼顾并重，了解企业文化，能快速适应新技术的变革和新环境的变化。(2)初步掌握新材料领域产品设计、开发、检验、生产等基本方法和手段，具备发现、提出、分析和解决相关工程问题和科学问题的初步能力。(3)紧贴咸宁市和周边地区对化学化工、生物园林、医药医工和民用非动力核技术行业发展需要，对新材料领域发展具有独到的个人见解，特别在基于电子束辐射材料加工领域的行业动态。2.2 改革课程体系，融合既定学科间的教学内容，开设跨学科课程 新工科理念下新材料方向多学科交叉融合跨界体系实现顶层设计后，应用化学专业亟需改革创立之初的课程体系，对原有人才培养方案和专业教学大纲进行修订和优化。湖科核化生学院应用化学专业原有课程虽然设置饱满完整、结构合理，由学科基础课程、通识教育课程、专业课程、实践课程(军事训练、公益劳动、专业见习、专业实习、毕业设计)和素质拓展课程构成，但是主要侧重传统化学化工理论知识的教育，缺乏对学生工程能力培养的教学环节，没有融入新材料领域的行业发展最新动态，更没有注重学科交叉的合理课程安排。根据应用化学新材料方向多学科交叉融合人才培养体系的新要求，对既定课程体系进行调整、优化和重新整合：(1)在“新工科”引导下，继续加强湖科思政课程建设，继续注重大学数学、大学物理等学科基础课程的支撑作用和大学语文、大学英语、大学体育、公益劳动等通识教育的基础地位。(2)以新材料方向学科交叉为导向，在保持化工原理及实验、工程制图、仪器分析、五大化学及实验等专业必修课程的基础上，在大二大三阶段增加核电类、药学类、园林类和医工类学科在新材料方向的专业选修课程，如增加辐射化学、材料辐射改性、药物合成原理、生态环境材料概述、医疗器械等，建立以解决工程问题和科学问题为目的的、能力培养和素质培养并重的、专业基础知识与问题解决能力相匹配的新材料课程群。(3)将跨界体系建立涉及交叉学科的科研成果和企业研发经验反哺教学，借助素质拓展课程等多种方式，分享核化生学院为主体的科研和产业化团队论文著作、发明专利给学生，并为应用化学高年级本科生提供创新实验等多种机会，培养他们的“大工程”观，最大效率地加强学科交叉的思维训练与知识积累。(4)以应用化学大四阶段毕业实习和毕业论文为载体，以 1 MeV 电子加速器辐射改性为特色，组织湖科核电类、药学类、园林类和医工类学科在新材料方向的教师作为指导老师，适当邀请咸宁市及周边材料类企业的工程师参与优化论证毕业条件改革，进一步提高湖科核化生学院应用化学本科毕业生在“新工科”理念下的系统思维能力和逻辑创新意识。2.3 借助校企政联合，组建跨学科教学团队，推进专业人才培养 跨学科课程良好的教学效果离不开设置合理的跨学科教学团队，因此组建具有“新工科”理念的教学团队是核化生学院应用化学人才培养课程重构体系顺利实施的载体，也是湖北科技学院提高人才培养质量、适应“新工科”建设的关键所在。湖科核化生学院应用化学专业以“外引内培、兼顾新老”为原则，以院内博士学历学位教师队伍为班底，跨学科(核电、药学、园林和医工)选配科研能力较强或教学水平较高的教师并邀请具有海外研究经历的高层次人才共同组建基于电子束辐射改性新材料方向课程模块的教学团队，在学生理论知识、创新创业、应用比赛和联合毕业设计等环节进行培养，高质量完成既定跨学科课程的理论教学和实践训练。为进一步提高应用化学教师的实践能力，借助湖北省或咸宁市“科技副总”和“博士服务团”等方式选派应用化学教学团队成员到咸宁国家高新区企业挂职，并通过推进湖北科技学院科技产业处管理的“双百工程”项目建设，增加教师队伍的工程实践能力和专业应用水平，打造一批优秀的“双师型”人才队伍。借助企校联合创新中心(如 2022 年湖北科技学院获批的咸宁市生物降解材料企校联合创新中心)的建设，引进企业技术骨干(如湖北格霖威新材料科技有限公司郭庆时博士)担任湖科兼职教师并加入应用化学教学团队，适时邀请材料类企业负责人和管理层来湖科核化生学院进行行业需求专题讲座，弥补应用化学教学团队在工程实践方面的信息缺失。另外，湖科核化生学院应用化学专业负责人要充分利用湖北省经信厅和咸宁市经信局等职能部门提供的校企共建项目，寻求壮大“双师型”教师队伍所需求广 东 化 工 2023 年 第 16 期 220 第 50 卷 总第 498 期 的经费支持，适时聘请这些职能部门领导、专家来湖科核化生学院讲授新“新工科”建设的最新政策变化，提升应用化学专业对新材料方向未来发展的预判能力和适应速度。组建跨学科教学团队后，还需从以下三个方面实施人才培养方案：(1)在校内，建立面向新型材料需求的交叉学科多导师制，给应用化学本科生提供多种研究方向(核电、药学、园林和医工)。通过提前跟随导师进入实验室做项目，解决相关科学或工程问题，让应用化学本科生选定自己最感兴趣、受益最大的新材料方向学科进行本科毕业设计。(2)在校外，在咸宁国家高新区高新企业(如湖北开晟宏交通科技有限公司)设立产教融合、协同育人的实训基地(如基于电子束辐射改性新材料研发)，进一步提升应用化学学生发现工程问题的能力和解决工程问题的动手实践能力。(3)积极引导应用化学学生参加学科竞赛、产学研项目和大学生创新创业大赛等，实现“专业引领示范”和“学生开拓创新”。最终，使湖科核化生学院应用化学本科生打破学科壁垒，走出湖科校门并在咸宁市地方发展生产实践中去激发创新意识、培养创新思维、提升创新能力，加深对专业的理解，拓展社会认知视域，提高综合素质，增强社会适应能力7。2.4 校政企互联互通，完成多学科交叉融合应用化学人才培养的监控和评价体系 湖北科技学院核技术与化学生物学院多学科交叉融合应用化学新材料方向人才培养模式的重构，是适应“新工科”发展的初步要求。为保证应用化学本科人才培养既定策略和规划计划的高效运行和动态调整，须对人才培养体系进行实时监控和评价。具体以“严进严出、精准培养”为宗旨，从校、政、企三个层面，建立“内外循环”的人才培养监控和评价体系。在湖科，建立一套支持核化生学院应用化学新材料方向多学科交叉融合跨界人才培养模式的考核制度。(1)评价体系：为发挥化学学科教师在应用化学专业建设中的主体作用，同等条件评定副教授或教授职称时应适当提高专业建设中取得成绩的工作量换算(折成项目或文章)，进一步提升他们在多学科交叉融合应用化学人才培养全过程中的参与度。为促进核电类、药学类、园林类、医工类等非化学学科教师在多学科交叉融合跨界体系建设中的积极性，适当提升他们在职称评定时参与跨学科工作量的换算待遇，保证他们在应用化学理论教学、实验教学等环节中的积极性，从而反哺应用化学新材料方向交叉融合跨界体系培养方案的持续改进。(2)监控体系：建立校、院、系三级教学管理及教学质量的应用化学专业建设监控机构，出台过程性考核指标，以提升工程实践能力为目标继续加大专家督导、领导评教、教学办评教、教师同行评教、课堂学生评教的投入力度，定期反馈教学质量评价并督促整改，实现应用化学专业教师教学质量的动态提升。在校外，向政府职能部门及时汇报应用化学专业建设中遇到的问题并与之共同协商出台促进校企联合创新、提升“双师型”教师队伍质量等加快应用化学新“工科”转型的政策，如设立地方科技副总、博士服务团、企校联合创新中心等。定期走访咸宁及周边材料类企业、其它地方高校(如湖北师范大学)，了解对新工科理念下应用化学人才培养模式建设的考核力度并及时更新监控评价机制，解决发现和解决工程问题时对企业行业发展需求的贴合度不足缺陷。除以上人才培养监控和评价体系的建设外，应用化学专业还需按照“材料产业集群发展”、“服务咸宁经济发展”、“促进学科交叉融合”、“提高工程应用能力”的“新工科”理念，凭借电子束辐射改性为特色和优势，与多个咸宁国家高新区高新企业建立联合教学指导委员会，丰富多学科交叉融合应用化学人才培养的监控和评价体系。同时，湖科核化生学院需采用多方位评价标准，形成阶段性考核，增加校企联合考核比重，注重校企人员工作绩效和学生理论知识与实践技能的共同考核，达到“协同育人”。紧跟新材料发展趋势，对接咸宁市经济发展，联合地方企业共建共管应用化学专业，成立实验班，订单班，最终通过专业竞赛、升学就业、企业评价、社会评价的育人质量“四评机制”8实现多学科交叉融合人才培养的监控和评价体系的“外循环”，建立“政府指导”、“校企发展”、“共同研发”、“高效管理”、“协同育人”的教育综合体。3 结论结论 新工科建设是当前深化教育教学改革提高人才培养质量的新要求，故湖科核化生学院进行基于多学科交叉融合应用化学本科专业人才培养模式的探究势在必行。通过构建多学科交叉融合跨界体系，开设跨学科课程，组建跨学科教学团队，建立校政企联合的监控和评价体系，探索一条解决教育教学理念观念更新问题、学科专业之间交叉融合问题、面向新型材料科学和工程解决能力提高问题的新路子，响应了省、部乃至国务院关于加快本科层次职业教育精神，推动了湖科基于应用化学理、工学科群转型的协同发展，实现了教学改革与创新，提高了湖科转型质量和区域影响力，建立了新工科理念下政府、高校、企业三方的共同“联合体”，打造应用化学高公信力、高生源、高就业、高效益的转型绿色“办学生态圈”。参考文献参考文献 1“新工科”建设复旦共识J高等工程教育研究，2017，(1)：10-11 2“新工科”建设行动路线(“天大行动”)J高等工程教育研究，2017，(2)：24-25 3“新工科”建设指南(“北京指南”)J高等工程教育研究，2017，(4)：20-21 4王清义 建好新工科开创地方高校建设新局面J 中国高等教育，2021，57(2)：7-9 5教育部高等学校教学指导委员会 普通高等学校本科专业类教学质量国家标准上M北京：高等教育出版社，2018 6流金海岸七大新兴产业J劳动保障世界，2018，(1)：68 7李俊，蔡可键，温小栋基于产教融合的应用型本科院校育人模式的研究与实践J高教学刊，2017，(13)：60-62 8燕永利，顾雪凡新工科背景下石油石化特色应用化学一流专业建设实践J大学化学，2021，36(11)：52-57 (本文文献格式：谢聪，朱晓明，王军涛，等新工科理念下应用化学人才培养模式的建设研究以湖北科技学院核技术与化学生物学院为例J 广东化工，2023，50(16)：218-220)(上接第 217 页)4 结论结论 深挖无机及分析化学课程中有用的思政元素，结合农业生产，精心撰写思政案例，科学设计教学过程，将思政元素润物细无声地融入知识传授过程中；学生参与老师的科研项目，将德育教育融入科研训练过程中，将创新创业教育融入学科竞赛和科创项目中，培养学生的高尚品德、创新精神、科学精神和合作精神，实现专业知识传授与“课程思政”的相辅相成，“教书”与“育人”的互补，最终落实立德树人根本任务。参考文献参考文献 1习近平在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面N人民日报，2016-12-09(1)2袁杰高校课程思政建设探讨J西南林业大学学报(社会科学)，2021，5(1)：14-19 3秦菲，刘彦霞，魏涛无机与分析化学课程思政建设的探索J林区教学，2021，(4)：18-21 4帅琪，胡凡，李红娟，等农林类院校无机及分析化学课程改革的几点建议J广东化工，2015，42(16)：229 5苏育志，王静，周爱菊，等化学化工专业“学、研、创”实验教学模式的研究与实践J化学教育，2016，37(8)：25-28 6宋俊玲，桑欣欣，张金方融入课程思政的大学无机及分析化学的教学探索与实践J广东化工，2021，48(17)：254-255 7郑凌玲从知识传授到育人：高职“生活中的化学”教学实践J化学教育，2022，43(10)：100-106 (本文文献格式：余瑞金，龚宁，单丽伟，等农林类高校无机及分析化学课程思政建设的策略J广东化工，2023，50(16)：216-217)