一流化学专业建设的探索与实践

2021-06-03姜林苏燕钟欣芮马晓爽张赟郑成斌胡常伟

大学化学 2021年5期

姜林，苏燕，钟欣芮，马晓爽，张赟，郑成斌，胡常伟

四川大学化学学院，成都 610064

专业是人才培养的基本单元和基础平台，是建设一流本科、培养一流人才的“四梁八柱”[1]。四川大学化学学院以培养一流人才为目标，立德树人为根本，基于学科特色及优势[2]，结合“双一流”及“双创实验中心”建设契机，培养具有突出的化学智慧、化学感悟、化学视野和鲜明的川大烙印的高水平拔尖创新人才。

1 立德树人，建设“课程思政”榜样课程

思政课是落实立德树人根本任务的关键课程，作用不可替代[3]。课程思政建设是当前专业课程教学改革的重要内容[4]。学院围绕落实立德树人根本任务和为党育人、为国育才的初心使命，努力将社会主义核心价值观贯穿于课程建设和人才培养的各层次、各类别、全过程，引导广大师生做社会主义核心价值观的坚定信仰者、积极传播者、模范践行者，将思政元素与专业知识进行有机融合，建立以化学专业核心基础课为中心的“课程思政榜样”课程群，覆盖19门课，97门次。透过一个个生动案例活化专业课堂，其中绿色化学课堂在讲授资源有效利用时，引入习近平总书记关于能源战略“四个革命，一个合作”的重要论述，激发大学生的爱国热情和民族自尊心，把爱国主义的精神内化为一种动力。同时，充分发挥教师垂范作用，润物细无声：如原四川大学校长鄢国森先生在2012年芦山地震当天以80高龄仍然坚持为研究生上“群论”，以身作则，以实际行动感染学生，让学生真切体会到老一辈学者对学识传承的执着和热爱；冯小明院士坚持为新生开展入学教育，引导学生如何践行“绿水青山就是金山银山”的理念。

2 明确人才培养目标，打造一流课程体系

国务院印发的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》中明确指出，“培养拔尖创新人才”是双一流高校和学科建设重要任务之一[2]，培养创新人才的关键之一在于培养模式[5]。学院以化学大类招生，以拔尖班为示范，形成拔尖班-基地班-化学类(化学/应用化学)的梯队式本科创新人才培养体系。进校通识培养2年，在大二下学期根据学生兴趣爱好自愿选择化学/应用化学专业。2020年新增本硕博贯通式培养的强基计划，为国家重大战略领域输送后备人才，促进一流本科专业建设。

学院课程体系全面落实《化学类专业本科教学质量国家标准》[6]，以适应社会未来发展趋势对人才需求为导向，突出一流人才培养，刻上川大烙印。在专业必修课程体系中，除扎实四大化学基础知识外，将“绿色化学”“现代合成化学”和“高分子科学导论”确定为必修课程，以形成学生未来对人类社会可持续发展的知识体系，将“化学信息学”和“放射化学”确定为特色课程，加强“综合实验拓展训练”，同时，开设二级学科深入的选修课程、基础学科交叉融合课程，为将来的研究生阶段打下学科基础。完善了试验班-基地班-化学类(化学/应用化学)专业教学计划(表1)，充分发挥学生主观能动性、选择性，锻炼动手能力和实验技能，在夯实基础的前提下鼓励学生的个性化发展[7]。

表1 四川大学化学学院化学专业课程体系示例

加大了课程设置层次与梯度，积极推进课堂教学改革(图1)：必修课实行课程团队制，课程负责人由责任心强、潜心教学、关爱学生的教授担任，团队教师老中青结合，课程内容专业，授课形式有活力，积极开展各种教研教改活动，坚持新学期教研活动和每月两次的教学研讨制度；尝试线上、线下多种授课方式，着力打造五大“金课”：以专业特色课“绿色化学”和“放射化学”为突破口，建设学院首批MOOC课程。特别邀请柴之芳、赵宇亮两位院士和多位校内外行业内知名专家共同讲授“放射化学”，让学生在学习中初步领悟放射化学研究方法及应用，进一步巩固四川大学放射化学在国内的地位；全英文Green Chemistry课程已推送到教育部首批国际平台在线课程。高分子科学导论(双语)和大学化学(II) 2门课程入选首批国家级一流本科课程[8]。王玉忠院士参与建设的高分子科学导论(双语)，以科研和产业发展为导向，注重多重知识的结合与运用，通过研究性学习，提高学生的动手能力和创新意识。大力推进课程教学改革，推进“探究式-小班化”教学和全过程学业评价：必修课100%小班化，个别人数较多的班级，实行“大班授课，小班辅导”。重视非标答案、过程化考核，改变期末一考定成绩，在课堂中引入“讨论”“小测”“阶段自述”等，平时成绩占50%以上，解决了传统学业评价“学生死记硬背”无法有效驱动教与学的问题。

图1 课堂改革思路

学院的课程体系除了使本院学生受益外，还与西部其他高校频繁交流教学经验，并积极承担各种教学研讨会，接受访问学者和进修教师，对兄弟院校创新人才培养模式起到了良好的示范和辐射作用。

3 重视“过程培养”，拉动科研教学融合创新

钱伟长先生在20世纪80年代就提出：“你不上课，就不是老师；你不搞科研就不是好老师。教学没有科研底子，就是一个没有观点的教育，没有灵魂的教育[9]。”教师从事科学研究，有助于及时将科学技术前沿知识引入课堂，更新教学内容，提高教学质量；同时，也有助于教师用创新的思维方法引导学生，培养创新思维，提高学生的创新能力[10]。学院始终坚持科研融入教学，“过程培养”融入科研训练，促使学生由被动适应转为主动求索，在实践中思考问题、解决问题。高级职称教师上课比例100%。探索前沿融合型教学方式，切实推动五个“进课堂”，将最新科研成果融入到教学中：院士等国字号人才进课堂、教师科研成果进课堂、前沿学科动态进课堂、社会科技热点问题进课堂、顶尖在线教育进课堂。将课程中的“传授专业知识”和“引领核心价值”两者有机结合，深度分析、充分挖掘课程中所承载的前沿元素，引入科研成果，如实验教学中引入了不对称催化合成(节约资源)、苯一步氧化功能化(原子经济型新反应)、水作溶剂的有机合成和高分子聚合反应(清洁溶剂)、生物质转化(环境保护与可再生资源利用)等最新研究成果，培养学生人文关怀、环境保护、节约资源等理念，激发科研兴趣，启迪科研思维。

夯实和协同第一、第二课堂创新实践活动。本科生科研训练覆盖率达100%，在学习和重复真实科研成果的基础上有所创新，通过亲身体验前沿科学的真实研究过程，训练学生的科学思维能力、实验动手能力以及解决实际问题的能力，提高综合素质。设计基于兴趣引导和个性指导的化学创新能力提高过程的阶梯式科研引导方案(图2)：对低年级的学生，通过邀请校内外专家、教授开展各类学术报告会和学术讲座，开设新生讨论课，增强专业兴趣，提升专业自豪感，活跃学生思维，激发创新精神，帮助学生了解学科前沿，了解学院教师研究工作开展情况；大二根据科研团队提供的科研训练项目，采取双向选择、学院调配等方式安排学生进入各课题组进行科研训练；高年级本科生在课题组接受科研训练，以科研团队和责任教授形式针对学生具体情况进行个性化培养。近五年获大学生创新创业项目488项(国家级46项、省级62项)；参与发表SCI论文222篇，其中以第一作者在ACS Catal.、J. Mater. Chem. A等期刊上发表20篇。

图2 阶梯式科研引导方案

强化以“创意-创新-创业”为核心的创新创业教育，基础学科的交叉融合往往导致重大科学发现和新思想、新理念的产生，对学生的创新能力的培养尤为重要。结合化学学院与药学院共建的“绿色化学与创新药学双创平台”，学院通过打破学科壁垒、促进学科交叉、激活源头创新，培养学生“创新创业”理念。以双创软硬件平台建设为契机，重点打造i创街，构建智创化学与精准测量综合训练平台、放射化学双创训练平台，与药学院共建活性分子构建与评价训练平台，开展学科交叉培养及双创模式探索。同时，引入科技型企业、风险投资机构等社会资源，引导学生与资本和市场充分对接。学生获四川省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖3项，省银奖2项，“‘好食机’全球首创便携食品安全检测仪”入选全国“大众创业，万众创新”双创活动周，这是四川大学首个科研转化参展项目。

4 传承“化学魂”，推动川大高水平教材体系建设

人才培养需多方面条件，教材建设和课程建设相辅相成。学院制定《四川大学化学学院教材建设管理办法》，鼓励教师开展教材研究，编写出版高水平、高质量教材，推进理论创新和专业建设，促进教学质量的全面提高。建立优秀教材编写激励保障机制。将教材编写工作纳入年终工作量考核。对于各级评优和获得国家、省级规划建设教材，学院给予资助和奖励。

同时，学院积极与化工出版社、科学出版社等联系，为教师的教材出版做好铺垫。积极探索信息化、智能化发展环境下高等院校化学专业课程和教材之间的新型相互关系，以及课程建设、教材建设的新途径，与科学出版社及西南地区多所高校合作，建设“高等院校化学类数字课程”。目前已承担《分析化学》《有机化学》《无机化学》《物理化学》《有机化学实验》等化学基础课程教材的编委，参与编撰工作，培育优秀教材。近几年共出版教材10本，其中国家规划教材4本。

5 加强国际化，提升学生国际视野和国际竞争力

学院紧密围绕化学学科特色，从“课程、师资、学生、办学”四个层次加强“国际化”(图3)：以“111引智计划”“海外名师计划”“国际课程周”“大川视界”海外访学等为依托，聘请或邀请包括诺贝尔奖得主在内的高端外籍教师到校任教、开设短期课程或进行学术交流，构建多模式的国际化师资队伍；学习国内外先进的教育理念，启用英文原版教材；鼓励学生走出去和接纳外国留学生，开展多层次的学生国际化培养；积极承办各类国际会议及合作研究等。近五年学科教师参加国际高端学术会议并作报告115人次，学生出国(境)交流达220余人次，其中参加重要国际会议并做口头报告30余人次，与近10所国际知名高校或科研机构建立学生联合培养合作关系，举办各类国际高端学术会议9次，每年邀请40余人次境外专家来院举办讲座及学术交流。2020年冲破疫情封锁，定制英国剑桥大学“云端前沿课堂”，20名优秀本科生参与线上学习研讨。加强与“一带一路”国家的学术交流与合作：邀请来自印度、哈萨克斯坦的外籍专家来校学术交流，接收来自印度、巴基斯坦、尼泊尔等地的留学生来校攻读学位。

图3 国际化体系

6 彰显学科烙印，促进一流本科专业建设

学院以“双一流”学科为依托，建设“化学与绿色化工”学科群，打通基础研究与工程转化的边界，实现传统学科的交叉融合与跨越式发展。加强教学科研基地建设，2008年获国家理科基础科学研究和教学人才培养基地，2009年评为国家拔尖人才培养试点单位和国家特色专业，2011年获基金委放射化学特殊学科点，2017年在第四轮学科评估中获评A−，2019年化学专业入选首批国家一流本科专业建设点(双万计划)，2020年入选强基计划试点单位和基础学科拔尖学生培养计划2.0基地。化学学科进入ESI (Essential Science Indicators)前1‰，现为0.41‰。Nature Index[11]全球排名第8位。目前学院建有环境与火安全高分子材料省部共建协同创新中心、环保型高分子材料国家地方联合工程实验室、能源植物生物燃油制备及利用国家地方联合工程实验室、绿色化学与技术教育部重点实验室(2013年和2019年连续两次评估优秀)、环境友好高分子材料教育部工程研究中心等14个国家级及部省级科研基地。学科建设为学院的人才培养提供有力的学科支撑，国家及部省级科研基地是学生创新实践的重要基地，为专业教学提供优质资源。