分子科學(xué)與工程本科專業(yè)建設(shè)的探索與實踐
——以青島科技大學(xué)為例

詹天榮，溫永紅，曹 瑋，高洪濤

(青島科技大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院,山東 青島 266042)

化學(xué)與社會發(fā)展的各個方面密切相關(guān)，與生命、環(huán)境、能源、信息、地球等朝陽科學(xué)緊密相連，是交叉和滲透的中心學(xué)科。分子科學(xué)與工程專業(yè)是利用分子水平的理論和知識解決化學(xué)及相關(guān)的化工、能源、環(huán)境、材料等學(xué)科的問題，涉及國家亟待持續(xù)發(fā)展的綠色化學(xué)化工新產(chǎn)品、化學(xué)新能源轉(zhuǎn)換與儲存器件、節(jié)能環(huán)保材料與技術(shù)等諸多領(lǐng)域，注重闡明現(xiàn)象背后的本質(zhì)機(jī)理，是一門重要的交叉學(xué)科。目前在全球面臨資源、能源、環(huán)境等嚴(yán)重問題的背景下，國家正經(jīng)歷經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，傳統(tǒng)工業(yè)面臨改造和轉(zhuǎn)型，基于分子水平的化學(xué)知識的中心地位更加突出。因此通過分子科學(xué)與工程本科專業(yè)培養(yǎng)新時代的復(fù)合型高科技人才，是解決資源和能源短缺、環(huán)境污染等問題的有效途徑和迫切需要。

2009年，教育部首次批準(zhǔn)天津大學(xué)和南開大學(xué)聯(lián)合作為目錄外專業(yè)在全國率先設(shè)立分子科學(xué)與工程本科專業(yè)；2016年中北大學(xué)獲批開設(shè)該專業(yè)；2017年經(jīng)教育部批準(zhǔn)青島科技大學(xué)開設(shè)了分子科學(xué)與工程本科專業(yè)。多年來，青島科技大學(xué)借鑒國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗，在化學(xué)相關(guān)本科專業(yè)建設(shè)上積累了豐富經(jīng)驗，但結(jié)合現(xiàn)有專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)和經(jīng)驗，如何開展新開設(shè)的分子科學(xué)與工程專業(yè)仍需要縝密思考、不懈探索和反復(fù)實踐。

1 專業(yè)特色及培養(yǎng)目標(biāo)的凝練和優(yōu)化

“專業(yè)特色指某一專業(yè)所具有的獨(dú)特的、與眾不同的特點(diǎn)，尤指高等學(xué)校在專業(yè)建設(shè)過程中，在辦學(xué)理念、培養(yǎng)規(guī)格、人才培養(yǎng)質(zhì)量、課程體系建設(shè)等方面凸顯的特色”[1]。為適應(yīng)社會需要，高校新增本科專業(yè)必須具有一定的前瞻性，在知識和技能結(jié)構(gòu)的設(shè)計上采取寬口徑、厚基礎(chǔ)、一專多能，并能適應(yīng)市場對人才規(guī)格要求的變化，培養(yǎng)出能為企業(yè)、為社會和其他用人單位所接納的、具有發(fā)展能力的高成長性復(fù)合型人才。綜合以上兩點(diǎn)，我校的分子科學(xué)與工程專業(yè)具有以下。

(1) 依托優(yōu)勢，特色發(fā)展。我校在多年辦學(xué)過程中形成了以化學(xué)、材料科學(xué)與工程、化學(xué)工程與技術(shù)等為代表的多個優(yōu)勢特色學(xué)科群，其中化學(xué)、材料科學(xué)、工程學(xué)等三個學(xué)科進(jìn)入了全球ESI學(xué)科排名前1%，入選山東省重點(diǎn)建設(shè)的“一流學(xué)科”行列。分子科學(xué)與工程專業(yè)是化學(xué)、化工、材料、能源科學(xué)與工程等領(lǐng)域的前沿交叉學(xué)科，它的開展可結(jié)合我?；瘜W(xué)化工等特色優(yōu)勢學(xué)科群，在我校應(yīng)用化學(xué)國家級特色專業(yè)的優(yōu)勢課程基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有教師資源與教學(xué)資源對分子科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃進(jìn)行修訂，將化學(xué)化工、能源、環(huán)境的技術(shù)與機(jī)理并重，將本專業(yè)定位為培養(yǎng)能基于分子水平解決化學(xué)化工、能源、環(huán)境等領(lǐng)域問題的全方位人才，辦出專業(yè)特色。

(2) 課程體系設(shè)置創(chuàng)新，淡化應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的影響。將分子科學(xué)與工程專業(yè)方向細(xì)分為精細(xì)化學(xué)化工、能源化學(xué)兩個大模塊，在選課時引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分模塊課程選擇，讓學(xué)生在畢業(yè)時就可以成為具備基礎(chǔ)知識且精通一個方向(化學(xué)化工或能源化學(xué)) 的專業(yè)人才。

①學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)平臺課程：參考教育部分子科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)新規(guī)范，適度增加了專業(yè)基礎(chǔ)課總量，新增了綠色化學(xué)、催化化學(xué)、固態(tài)化學(xué)、化工安全與環(huán)保等課程，從而為后續(xù)課程開設(shè)奠定理論基礎(chǔ)。

②專業(yè)方向課程：參考國內(nèi)外高校的專業(yè)設(shè)置和就業(yè)方向，將本專業(yè)方向細(xì)分為化學(xué)化工和能源化學(xué)兩個大模塊，在選課時引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分模塊課程選擇。

通過新大綱的改革，形成以下幾大模塊。

分子科學(xué)與工程基礎(chǔ)類：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、固態(tài)化學(xué)、催化化學(xué)。

化學(xué)化工類課程：綠色化學(xué)、綠色化學(xué)工藝學(xué)、化工原理、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、工業(yè)分析與分離。

能源化學(xué)類課程：能源化學(xué)、新能源材料與應(yīng)用、儲能原理與技術(shù)、納米催化技術(shù)、可再生能源利用與技術(shù)。

基于以上特色，分子科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)國家和人力資源強(qiáng)國建設(shè)需要，滿足社會對復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的需求，按照“突出優(yōu)勢、強(qiáng)化特色、鼓勵交叉、適應(yīng)需求”的思路，基于我?；瘜W(xué)“雙一流”學(xué)科的平臺基礎(chǔ)，突出從分子水平解決在綠色化學(xué)化工、新能源、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的化學(xué)基本問題，遵循厚基礎(chǔ)、重交叉、強(qiáng)前沿的原則制定專業(yè)人才培養(yǎng)方案，采用研討式教學(xué)，注重創(chuàng)新實踐能力，培養(yǎng)能從事化學(xué)化工、能源及環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域精英型專業(yè)人才[2]。

2 專業(yè)建設(shè)平臺完善和教學(xué)課程體系優(yōu)化

本專業(yè)建設(shè)平臺分為通識教育平臺、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)平臺課程、專業(yè)(方向) 模塊課程和實踐環(huán)節(jié)四大模塊。學(xué)生主要學(xué)習(xí)化學(xué)化工、化學(xué)工藝學(xué)、材料學(xué)、能源化學(xué)、能源工程、環(huán)境保護(hù)與安全工程的基本知識，受到化學(xué)化工、能源化學(xué)、環(huán)境保護(hù)研究等方面的基本訓(xùn)練，要求學(xué)生具有從事化學(xué)化工、能源及環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域教學(xué)、科研、管理工作的基本能力。

課程體系的基本框架如下:

(1) 專業(yè)基礎(chǔ)必修課程

無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、綠色化學(xué)、催化化學(xué)、無機(jī)材料化學(xué)、固態(tài)化學(xué)、能源化學(xué)、化工安全與環(huán)保。

(2) 專業(yè)方向必修課程

結(jié)構(gòu)化學(xué)、材料化學(xué)測試方法、化工原理B、綠色化學(xué)工藝學(xué)、有機(jī)合成化學(xué)A、環(huán)境化學(xué)、新能源材料與應(yīng)用、儲能原理與技術(shù)、納米催化技術(shù)。

(3) 專業(yè)方向選修課程

電工電子學(xué)C、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、現(xiàn)代電化學(xué)、化學(xué)信息學(xué)、工業(yè)催化、現(xiàn)代功能材料化學(xué)、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、波譜分析B、工業(yè)分析與分離、可再生能源利用與技術(shù)。

在以上專業(yè)建設(shè)平臺和課程體系基礎(chǔ)上，按照校內(nèi)開放、校外共享的思路，逐步建成基本覆蓋學(xué)科核心課程、專業(yè)核心課程和專業(yè)特色課程的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字資源，發(fā)揮其在學(xué)生學(xué)習(xí)中的導(dǎo)學(xué)、助學(xué)和促學(xué)作用。由于教育質(zhì)量的動態(tài)性特征，專業(yè)建設(shè)過程中，在保持學(xué)科優(yōu)勢的前提下，及時對專業(yè)建設(shè)平臺和課程體系、專業(yè)發(fā)展目標(biāo)與定位、人才培養(yǎng)規(guī)格進(jìn)行調(diào)整，以提高本專業(yè)對社會發(fā)展和高等教育發(fā)展規(guī)律的適應(yīng)能力[3]。

3 加強(qiáng)師資隊伍和教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

教師是人才培養(yǎng)過程中的實踐者和執(zhí)行者，對學(xué)生有著言傳身教的影響作用。高水平的師資隊伍是提升教學(xué)質(zhì)量和加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)的重要保障。因此，師資隊伍建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容和根本任務(wù)，也是專業(yè)長期健康發(fā)展的有力保證。對于新上本科專業(yè)，雖然有相關(guān)專業(yè)作為支撐，但辦學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱，特別是師資隊伍的年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、專業(yè)結(jié)構(gòu)、學(xué)員結(jié)構(gòu)等都有待調(diào)整優(yōu)化。

(1) 引進(jìn)。制定系列引進(jìn)高層次人才的優(yōu)惠政策，引進(jìn)省級乃至國家級的學(xué)科帶頭人或者返聘退休的高層次人才，優(yōu)化教師隊伍的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)師資力量。

(2) 培養(yǎng)。建立系列獎勵激勵制度，充分挖掘現(xiàn)有教師隊伍的潛力，加強(qiáng)“雙師雙能型”教師的培養(yǎng)。采取“一對一”幫扶培養(yǎng)，聽課、評課、觀摩課，選派優(yōu)秀中青年教師訪學(xué)交流、到企業(yè)掛職鍛煉等措施，著力培養(yǎng)一批具有開拓精神和創(chuàng)新能力的學(xué)科帶頭人、教學(xué)名師和教學(xué)團(tuán)隊。逐步完善教師的“準(zhǔn)入、晉升與退出”機(jī)制，培養(yǎng)高水平師資隊伍。

(3) 聘請。通過“聘請”的方式，增強(qiáng)師資力量，與相關(guān)科研院所及地方企業(yè)單位合作，聯(lián)合打造能力強(qiáng)、技術(shù)過硬、專兼職相結(jié)合的師資隊伍。

(4) 加強(qiáng)專業(yè)負(fù)責(zé)人、課程負(fù)責(zé)人及骨干教師隊伍建設(shè)，建立完善的獎懲制度，進(jìn)一步明確其權(quán)利和義務(wù)，以激發(fā)教師積極向上的熱情。

5 加強(qiáng)教學(xué)方法和手段創(chuàng)新，深化教學(xué)改革

要牢固樹立本科教學(xué)過程中以學(xué)生的學(xué)為中心的理念。改變以教師為主、理論教學(xué)為主的傳統(tǒng)課堂授課方式，嘗試創(chuàng)新型的行動導(dǎo)向教學(xué)模式，逐步實現(xiàn)以教引導(dǎo)、以學(xué)為主；課內(nèi)課外相結(jié)合、過程與結(jié)果并重的教學(xué)新模式。

依托校內(nèi)外教學(xué)資源，利用基于實際應(yīng)用的項目教學(xué)、案例教學(xué)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，采取多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與企業(yè)現(xiàn)場教學(xué)結(jié)合的教學(xué)手段，積極推動傳統(tǒng)教學(xué)方法和手段的改革。教學(xué)方法上，采取小班授課，以啟發(fā)式、引導(dǎo)式、互動式等教學(xué)按“英才班”模式培養(yǎng)。上課時教師要結(jié)合基本知識深入分析問題的提出、解決和結(jié)論的關(guān)聯(lián)性，逐漸培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題和科學(xué)歸納的能力。引導(dǎo)學(xué)生樹立“能提問題提好問題”的信心，加深知識的掌握，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。在教學(xué)手段上，將多媒體動畫教學(xué)與傳統(tǒng)理論板書相結(jié)合，仿真教學(xué)與實物教學(xué)相結(jié)合，增加了師生互動；同時要加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)和建設(shè)(如精品課程和網(wǎng)絡(luò)在線課程)，真正實現(xiàn)線上線下的組合式教學(xué)模式，提高教學(xué)效率和教學(xué)效果[4]。

4 結(jié)語

為了培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的專業(yè)人才，我們從專業(yè)特色凝練及培養(yǎng)目標(biāo)的定位、專業(yè)教學(xué)平臺及課程體系建設(shè)、師資隊伍和教學(xué)方法改革等方面進(jìn)行了分子科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)的探索和實踐，通過建設(shè)質(zhì)量保證體系和優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，保證人才培養(yǎng)的質(zhì)量。