新时期我国高校化学类专业建设的挑战与对策

2018-09-17张树永朱亚先

中国大学教学 2018年3期

关键词：国家标准专业建设人才培养

张树永朱亚先

摘要：针对我国高校化学类专业人才培养的现状和面临的挑战，从战略和战术两个层面对我国高校化学类专业未来的建设重点进行了分析，对需要开展的重点工作提出了一些建议和对策，对我国高校化学类专业今后一段时间的教学改革和教学建设具有参考作用。

关键词：化学类专业；人才培养；专业建设；教学改革；国家标准

一、推进人才培养的战略性重构是化学类专业的重大课题

1.化学学科和教学建设基础

自改革开放以来，我国化学学科的学科建设和教学建设扎实推进。自1991年以来，国家先后分5批设立了19个化学“国家基础科学研究与教学人才培养基地”；从2003年开始，化学化工学科先后有65个中心入选“国家级实验教学示范中心”，27个中心入选“国家级虚拟仿真实验教学中心”；在2009年启动的“基础学科拔尖学生培养试验计划”中，20所入选高校中有16所开展了化学拔尖人才培养试点。2017年国家启动“双一流”建设，全国共有23个化学学科入选“一流学科”建设计划，入选数量位居诸学科前列。

在过去的40年，化学一直走在国内学科建设、专业建设和人才培养改革的前列，取得了跨越式发展，在我国科学发展、技术进步中发挥了基础性和引领性作用。我国已有18所高校化学学科的顶尖论文（top papers）排名进入世界前100名，更有8所高校进入世界前50名。这表明我国化学学科的科学研究已经从“跟跑”阶段进入“并跑”阶段，在部分领域已经开始“领跑”，中国化学科学研究和人才培养的相关做法和经验已经开始引起国际同行的重视和借鉴[1]。

2.进行战略性重构是适应国家发展战略的需要

改革开放以来，我国的高等教育取得了骄人的进步，现有普通高等学校超过2 600所，年招生人数超800万，在校生数超3 000万，已成为名副其实的世界高等教育大国。近年来，中国高校在世界高等教育各大排名中均有不俗表现，进入排名的高校数量和位次大幅提升，这标志着我国高等教育正在经历由大到强的转变。

当今世界，新一轮科技革命和产业变革正在蓬勃兴起，科学探索正在深度和广度上快速发展，学科交叉融合的趋势愈加明显[2]，生命、能源、环境、材料、医药等事关人类生存和发展的重要科技领域亟待重大突破。近十年，以“和谐号”和“复兴号”高铁、“蛟龙号”深潜器、C919大飞机、“天宫二号”空间实验室、“墨子号”量子科学卫星、“悟空”暗物质粒子探测卫星、FAST射电望远镜、超导托卡马克核聚变装置、“神威-太湖之光”和“天河二号”超级计算机等为代表的我国尖端科技呈现井喷式发展并开始领先世界。时代呼唤高校培养一大批学科领军人才，开展重大原创性研究，在人才和科技领域抢占制高点，引领新产业、新业态发展，已成为化学人才培养的当务之急。这就要求我们的人才培养必须从以往的注重知识传授、模仿借鉴，注重记忆模式、按规操作的教学，向拓展视野、增强能力、强化创新的教学转变，对我们现有的化学教学进行战略性重构。

二、化学类人才培养与专业建设的挑战与对策

1.重构人才培养目标和毕业要求

国家对化学类人才的需求呈现多样性特征，体现在类型、层次、特长等方面的差异。为了适应国家发展需要，化学类专业需要着力培养四类人才，即化学基础研究拔尖人才、创新应用型化学人才、交叉复合型化学人才和应用服务型化学人才。

化学基础研究拔尖人才未来主要从事化学基础研究，目标是成为学科领军人才，能够参与国际竞争，争取国际话语权，打造创新原动力，引领化学基础科学科研和人才培养，支撑化学教育高水平长远发展。该类人才需要宽阔的学科和国际视野、宽深的数理基础、系统的学科思维，并受到良好的科学研究训练[3]。该类人才主要依托“双一流”建设高校和学科进行培养，包括但不局限于当前开展拔尖人才培养试点的高校。从目前情况看，部分试点高校并没有对该类学生的知识、素质和能力的特殊需求进行系统思考和设计，而是习惯性地沿用基于学科（Curriculum-Based Education， CBE）的专业人才培养理念、模式和要求，与培养战略科学家和学科领军人才的要求不相适应。今后需要进一步加强对化学基础研究拔尖人才培养规律的研究，在明确目标的基础上，按照产出导向（Outcome-Based Education，OBE）理念进行系统设计和落实[4]。

创新应用型化学人才能够将化学的新理念、新方法、新成果及时转化为新技术和新动能，以推动科技进步、产業变革，引领新产业、新业态的发展，抢占技术制高点。化学是最活跃、最具创造力的学科之一，创新应用型化学人才能够在掌握化学高阶素质和能力的基础上，将化学的创新活力及时向下游的生命、材料、能源、环境、工程、医药等领域拓展转化，带动相关领域的创新发展。该类人才需要较宽阔的学科视野，了解其他学科的重大需求，并通过参与科研了解化学的最新进展。该类人才主要依托特色发展的应用化学专业培养。从当前看，不少高校的应用化学专业特色并不明显，向下游学科的特色延伸还显不足，且培养时过于偏重理论，对工程意识、综合素质和解决复杂问题的能力强调不够[4]。今后需要重新规划人才培养定位，对人才培养体系进行大的调整，使之能够适应创新应用型化学人才培养的需要。

化学是一个中心科学（central science），是学科的重要生长点，与众多学科领域存在交叉，化学学科的发展在某种意义上决定了这些学科和领域的产生和发展[5-7]。交叉复合型化学人才能够从其他学科发展中提炼出带有根本性的、决定人类生存发展的关键性问题，并利用化学的思维和方法加以解决，从而促进相关学科取得原理性突破，构筑先发优势，占据技术制高点。如能源化学、深空化学、深海化学、超高温和超低温化学等领域，就是重大战略领域与化学交叉形成的新前沿。交叉复合型化学人才的培养与这些新技术、新业态、新产业、新模式紧密联系[8]，这就使得基于化学的新工科专业建设和人才培养具有战略意义。根据国家发展战略的需要，布局基于化学的新工科专业，开展前瞻性培养，造就能够满足重大战略领域发展需要的高精尖化学人才，借此催生新技术，孕育新产业，是支撑这些学科和领域快速、超前发展的前提。化学类专业目录下新设立的化学生物学、能源化学等专业就是适应这一需要的产物。但从目前看，该类专业设计的前瞻性还不够，种类也不多，还无法满足产业发

展、人才先行的需要，急需在理念和模式上再行突破。

应用服务型化学人才主要指面向行业和产业培养的高级专业技术人才，主要从事化学教育、技术服务、生产指导等各类技术工作。当今社会对应用服务型化学人才的需求日益广泛和多样化。随着“一带一路”倡议的推进和“走出去”战略的实施，我国的尖端技术装备、生产服务的输出呈现快速增长的趋势，正在从原来引進国外技术和技术人才的时代向大量输出技术和人员的时代过渡。随着石油化工、矿物采冶等行业和企业国际化步伐的加快，对兼通外语、文化、法律的化学类人才的需求也将大幅增长。与此同时，供给侧改革和产业结构调整对化学类应用人才培养也提出了新要求。通过与行业、企业加强合作，开展协同育人、订单式培养，通过设置双学位和主辅修，培养一大批特色鲜明、“一专多能”的应用服务型化学人才是支持我国战略发展的当务之急[9]。

综上所述，未来的化学类人才培养已经呈现出多样化、高端化、综合化、国际化等时代特征，需要高校根据这一变化及时调整人才培养定位和培养要求，发扬化学类专业人才学科视野开阔、行业适应面宽、工作能力强等优势[6]，

更好地服务于我国建设世界科技中心、产业中心和人才中心的需要。

2.人才培养的标准化和国际化

随着我国化学科学研究和人才培养实力的增强，开展化学类人才的国际化培养的需求日益迫切。未来的国际化越来越多地呈现出双向特征：一方面，要使我们的毕业生能够更好地参与国际合作、国际交流和国际竞争，并最终引领国际化学发展，就必须推进我国化学类专业人才培养的国际化；另一方面，我们需要打开国门，吸引国际优秀学者和学生到中国开展化学研究和接受化学教育，这是我国成为国际化学研究和人才培养中心的必然要求，也是实现“双一流”建设目标、全面提升我国化学学科水平和影响力的必然要求。

没有标准就没有质量。要实现化学类人才培养的双向国际化，首先必须建立我们自己的标准体系并使之得到国际认可。如果我们的质量标准得不到国际认可，开展大规模、高水平的国际招生和人才培养也就无从谈起。人才培养的标准化和标准的国际化需要经历四个阶段：完善国内专业建设和专业认证标准，实现国内标准与国际标准的实质等效，在国际标准中融入中国元素，形成国际认可的中国标准[10]。

过去20年，我国化学类人才培养的标准化取得长足发展，经历了专业评估标准、指导性专业规范和专业教学质量国家标准3个阶段[10]。在此基础上，2013—2017年教育部高等学校化学类专业教学指导委员会制定了《化学类专业本科教学质量国家标准》，还起草了《化学类专业化学理论教学建议内容》和《化学类专业化学实验教学建议内容》等一系列配套文件[11-13]，

对我国化学类专业教学改革和教学建设具有一定的指导意义。

就目前而言，我国的工程教育专业认证已经开展了十年并于2016年正式加入华盛顿协议，完成了上述四个阶段中的前两个。但由于该认证由西方国家发起和主导，要推进后两个阶段则具有相当难度。在国际上，除了美国化学会开展3C认证之外[14]，尚无国际化公认的化学类专业认证标准和认证机制。由于师范类、人文社科类、理学类、农林类专业都没有成形的国际认证标准和认证机制，我国开展的相关工作属世界首创，从某种意义上说中国标准也就是世界标准。如人文社科类专业，我国从2016年开始与俄罗斯开展联合认证试点，初步完成了向第三、四两个阶段的转变；2016年12月，教育部高等教育教学评估中心对武汉大学化学专业开展了专业认证试点[10]，就整体而言，我国化学类专业认证尚处于起步的第一阶段。近期教育部明确提出要从2018年开始全面启动三个级别的专业认证。提前做好认证准备，力争早日完成专业认证标准和认证机制的国际化建设，为建立国际一流学科、培养一流人才奠定基础，是化学类专业必须面对的挑战。

3.加快化学类专业的专业建设和教学改革

专业建设涉及战略和战术两个层面，其中战略层面主要涉及培养什么人（培养目标）、培养什么样的人（毕业要求）和如何培养人（培养模式）三个问题；战术层面则包括培养过程

（培养方案、课程体系、实验实践等）、支撑条件（包括师资、教室、实验室、经费、教风、学风等）和质量保障（标准体系、监测机制和持续改进机制）[4]。

首先，化学类专业需要根据国家战略发展需要和自身的能力特色确定办学定位和人才培养目标，并考查办学定位和人才培养目标的适应度，根据调研、分析和预测，确定毕业要求，打破基于课程设计人才培养方案的旧有CBE模式，依据OBE理念对培养方案和培养模式进行整体设计，克服之前人才培养定位不明确不准确，从根本上解决培养方案和培养模式无法有效支撑培养目标达成的问题[4]。

其次，要大力开展专业建设，为人才培养目标的达成提供切实保障。主要应开展以下几个方面的工作。

（1）加强师资队伍建设。师资队伍的数量、结构、水平和教学投入是保障人才培养质量的关键。当前我国化学类专业的师资队伍存在规模偏大、科研训练不足、教学理念和方法落后等突出问题[15]，需要各专业结合自身办学定位和人才培养目标，认真做好师资队伍建设和发展规划，建立有效的教学管理机制，通过正确的政策导向引导教师的专业发展和教学发展，引导教师将主要精力投入教学和人才培养。

（2）加强教学保障条件建设。通过加强互动教室、团队学习教室、信息化教室等现代教育教学条件建设，为开展互动式教学奠定技术基础；要基于课程平台大力开展大规模课程信息化建设，满足翻转学习和混合式教学的需要，并通过教育教学技术的创新和应用带动教学理念和教学方式方法的改革[16]。

（3）推进教学理念和方法改革。通过教师教学发展，使教师能够合理设置教学环节，增强教学的互动性和挑战性，使我们的课堂从静默（silence）和提问（questioning）等低效状态，尽快提升到讨论（discussion）和辩论（debate）的高效状态，切实提高教学的综合性和挑战性，提高教学的层次和效果。

（4）推进考核方式改革。使我们的课程考核从重点考查知识记忆的数量和准确性，转变为考核学生分析、综合、判断和创新的能力[17]，使考核目标和人才培养目标一致，保证考核的信度和效度，引导和督促学生养成批判意识、思考习惯和创新能力。

（5）加强实验教学改革。在过去15年实验教学条件得到极大改善的基础上，大力改革实验教学体系和教学内容，着力解决开放实验难开放、综合实验不综合、创新实验无创新的痼疾，从根本上解决形式多于内容、内容多于效果的问题，提升学生综合思考、系统设计、全面评价等实验能力，切实发挥好实验实践教学在培养研究能力、创新精神中的关键作用[18，19]。

（6）加强科研对教学的反哺。促进科研成果向教学资源转化，促进学生参与教师的科研，提升创新实验和毕业论文与实际问题对接的比例，提高选题的综合性和挑战性，以此带动学生科研能力与素养、社会责任感和实际应用能力的培养。

（7）加强中国特色教材建设。尽快摒弃照搬、模仿等旧有教材编写模式，根据我国化学类人才培养的需要编写中国特色的化学类教材，在教材编写中体现中国特色的理论指导[4，20]，突出中国问题、中国思考、中国案例，强化人文素养和社会责任。

通过上述专业建设举措，不断提高学生的自主学习能力，培养终身学习习惯，增强其不断适应我国经济社会和科技发展的能力，培养其在科学技术领域开疆拓土的勇气和能力。

最后，应尽快完善专业建设标准和质量评价与反馈机制。当前，我国高校在学生学习过程和学习成效监控、毕业生和用人单位跟踪调查机制建设等方面还存在短板，满意度调查和反馈改进机制都不够及时和有效，特别是基于专业的质量监控和反馈机制尚属空白或者相对薄弱，很难保障人才培养目标的有效达成。今后应当建立专业教学质量常态监控机制，建立学生学习效果和毕业生、用人单位满意度调查和反馈的长效机制，结合定期开展的国家专业认证，形成专业教学质量的日常监测、定期校内评价和国家认证相结合的高效监控体制，促进质量闭环的形成，切实保障专业建设水平和人才培养质量。

三、结论

一流本科最重要的特征就是能够打造一流专业、造就一流人才。为了适应国家发展的需要，化学类专业要以敢为天下先的勇气，充分发挥化学学科的活力和创造力，充分利用化学类人才培养的良好基础，重新规划人才培养定位，明确人才培养目标，大力开展专业建设，将人才培养要素落实到教学的每一个环节，建立高效的质量监控和反馈机制，致力于为国家培养各类优秀化学类人才。与此同时，不断拓展化学类专业科学研究和人才培养的国际地位和国际影响，为建设科技强国和高教强国做出不懈努力。

参考文献：

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