分子科学与工程本科专业建设的探索与实践——以青岛科技大学为例

詹天荣，温永红，曹 玮，高洪涛

(青岛科技大学 化学与分子工程学院,山东 青岛 266042)

化学与社会发展的各个方面密切相关，与生命、环境、能源、信息、地球等朝阳科学紧密相连，是交叉和渗透的中心学科。分子科学与工程专业是利用分子水平的理论和知识解决化学及相关的化工、能源、环境、材料等学科的问题，涉及国家亟待持续发展的绿色化学化工新产品、化学新能源转换与储存器件、节能环保材料与技术等诸多领域，注重阐明现象背后的本质机理，是一门重要的交叉学科。目前在全球面临资源、能源、环境等严重问题的背景下，国家正经历经济转型和工业结构调整，传统工业面临改造和转型，基于分子水平的化学知识的中心地位更加突出。因此通过分子科学与工程本科专业培养新时代的复合型高科技人才，是解决资源和能源短缺、环境污染等问题的有效途径和迫切需要。

2009年，教育部首次批准天津大学和南开大学联合作为目录外专业在全国率先设立分子科学与工程本科专业；2016年中北大学获批开设该专业；2017年经教育部批准青岛科技大学开设了分子科学与工程本科专业。多年来，青岛科技大学借鉴国内外相关经验，在化学相关本科专业建设上积累了丰富经验，但结合现有专业建设的基础和经验，如何开展新开设的分子科学与工程专业仍需要缜密思考、不懈探索和反复实践。

1 专业特色及培养目标的凝练和优化

“专业特色指某一专业所具有的独特的、与众不同的特点，尤指高等学校在专业建设过程中，在办学理念、培养规格、人才培养质量、课程体系建设等方面凸显的特色”[1]。为适应社会需要，高校新增本科专业必须具有一定的前瞻性，在知识和技能结构的设计上采取宽口径、厚基础、一专多能，并能适应市场对人才规格要求的变化，培养出能为企业、为社会和其他用人单位所接纳的、具有发展能力的高成长性复合型人才。综合以上两点，我校的分子科学与工程专业具有以下。

(1) 依托优势，特色发展。我校在多年办学过程中形成了以化学、材料科学与工程、化学工程与技术等为代表的多个优势特色学科群，其中化学、材料科学、工程学等三个学科进入了全球ESI学科排名前1%，入选山东省重点建设的“一流学科”行列。分子科学与工程专业是化学、化工、材料、能源科学与工程等领域的前沿交叉学科，它的开展可结合我校化学化工等特色优势学科群，在我校应用化学国家级特色专业的优势课程基础上，利用现有教师资源与教学资源对分子科学与工程专业的培养计划进行修订，将化学化工、能源、环境的技术与机理并重，将本专业定位为培养能基于分子水平解决化学化工、能源、环境等领域问题的全方位人才，办出专业特色。

(2) 课程体系设置创新，淡化应用化学专业的影响。将分子科学与工程专业方向细分为精细化学化工、能源化学两个大模块，在选课时引导学生进行分模块课程选择，让学生在毕业时就可以成为具备基础知识且精通一个方向(化学化工或能源化学) 的专业人才。

①学科专业基础平台课程：参考教育部分子科学与工程专业教学新规范，适度增加了专业基础课总量，新增了绿色化学、催化化学、固态化学、化工安全与环保等课程，从而为后续课程开设奠定理论基础。

②专业方向课程：参考国内外高校的专业设置和就业方向，将本专业方向细分为化学化工和能源化学两个大模块，在选课时引导学生进行分模块课程选择。

通过新大纲的改革，形成以下几大模块。

分子科学与工程基础类：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学、固态化学、催化化学。

化学化工类课程：绿色化学、绿色化学工艺学、化工原理、精细化学品化学、工业分析与分离。

能源化学类课程：能源化学、新能源材料与应用、储能原理与技术、纳米催化技术、可再生能源利用与技术。

基于以上特色，分子科学与工程专业的建设目标是培养适应国家和人力资源强国建设需要，满足社会对复合型、创新型人才的需求，按照“突出优势、强化特色、鼓励交叉、适应需求”的思路，基于我校化学“双一流”学科的平台基础，突出从分子水平解决在绿色化学化工、新能源、环境保护等领域的化学基本问题，遵循厚基础、重交叉、强前沿的原则制定专业人才培养方案，采用研讨式教学，注重创新实践能力，培养能从事化学化工、能源及环境相关领域精英型专业人才[2]。

2 专业建设平台完善和教学课程体系优化

本专业建设平台分为通识教育平台、学科专业基础平台课程、专业(方向) 模块课程和实践环节四大模块。学生主要学习化学化工、化学工艺学、材料学、能源化学、能源工程、环境保护与安全工程的基本知识，受到化学化工、能源化学、环境保护研究等方面的基本训练，要求学生具有从事化学化工、能源及环境相关领域教学、科研、管理工作的基本能力。

课程体系的基本框架如下:

(1) 专业基础必修课程

无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、绿色化学、催化化学、无机材料化学、固态化学、能源化学、化工安全与环保。

(2) 专业方向必修课程

结构化学、材料化学测试方法、化工原理B、绿色化学工艺学、有机合成化学A、环境化学、新能源材料与应用、储能原理与技术、纳米催化技术。

(3) 专业方向选修课程

电工电子学C、概率论与数理统计、现代电化学、化学信息学、工业催化、现代功能材料化学、精细化学品化学、波谱分析B、工业分析与分离、可再生能源利用与技术。

在以上专业建设平台和课程体系基础上，按照校内开放、校外共享的思路，逐步建成基本覆盖学科核心课程、专业核心课程和专业特色课程的网络数字资源，发挥其在学生学习中的导学、助学和促学作用。由于教育质量的动态性特征，专业建设过程中，在保持学科优势的前提下，及时对专业建设平台和课程体系、专业发展目标与定位、人才培养规格进行调整，以提高本专业对社会发展和高等教育发展规律的适应能力[3]。

3 加强师资队伍和教学团队建设

教师是人才培养过程中的实践者和执行者，对学生有着言传身教的影响作用。高水平的师资队伍是提升教学质量和加强专业建设的重要保障。因此，师资队伍建设是专业建设的重要内容和根本任务，也是专业长期健康发展的有力保证。对于新上本科专业，虽然有相关专业作为支撑，但办学基础相对薄弱，特别是师资队伍的年龄结构、学历结构、职称结构、专业结构、学员结构等都有待调整优化。

(1) 引进。制定系列引进高层次人才的优惠政策，引进省级乃至国家级的学科带头人或者返聘退休的高层次人才，优化教师队伍的结构，增强师资力量。

(2) 培养。建立系列奖励激励制度，充分挖掘现有教师队伍的潜力，加强“双师双能型”教师的培养。采取“一对一”帮扶培养，听课、评课、观摩课，选派优秀中青年教师访学交流、到企业挂职锻炼等措施，着力培养一批具有开拓精神和创新能力的学科带头人、教学名师和教学团队。逐步完善教师的“准入、晋升与退出”机制，培养高水平师资队伍。

(3) 聘请。通过“聘请”的方式，增强师资力量，与相关科研院所及地方企业单位合作，联合打造能力强、技术过硬、专兼职相结合的师资队伍。

(4) 加强专业负责人、课程负责人及骨干教师队伍建设，建立完善的奖惩制度，进一步明确其权利和义务，以激发教师积极向上的热情。

5 加强教学方法和手段创新，深化教学改革

要牢固树立本科教学过程中以学生的学为中心的理念。改变以教师为主、理论教学为主的传统课堂授课方式，尝试创新型的行动导向教学模式，逐步实现以教引导、以学为主；课内课外相结合、过程与结果并重的教学新模式。

依托校内外教学资源，利用基于实际应用的项目教学、案例教学和虚拟现实技术，采取多媒体网络教学与企业现场教学结合的教学手段，积极推动传统教学方法和手段的改革。教学方法上，采取小班授课，以启发式、引导式、互动式等教学按“英才班”模式培养。上课时教师要结合基本知识深入分析问题的提出、解决和结论的关联性，逐渐培养学生提出问题、分析问题、解决问题和科学归纳的能力。引导学生树立“能提问题提好问题”的信心，加深知识的掌握，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。在教学手段上，将多媒体动画教学与传统理论板书相结合，仿真教学与实物教学相结合，增加了师生互动；同时要加强网络课程开发和建设(如精品课程和网络在线课程)，真正实现线上线下的组合式教学模式，提高教学效率和教学效果[4]。

4 结语

为了培养适应新时代要求的专业人才，我们从专业特色凝练及培养目标的定位、专业教学平台及课程体系建设、师资队伍和教学方法改革等方面进行了分子科学与工程专业建设的探索和实践，通过建设质量保证体系和优化人才培养模式，保证人才培养的质量。