应用化学特色专题实验群建设的探索与实践

李永峰 余林 罗继业 何军 阳香华

[摘 要] 在推进新工科建设背景下，应用化学专业综合型、研究型和开放创新型实验教学逐渐成为培养和提高应用化学专业本科生创新能力和实践能力的重要环节。以广东工业大学为例，面向化工行业清洁化和绿色环保发展的重大需求，结合学校在催化技术方面的学术优势，重点探讨了学校在应用化学专业建设“先进催化技术在环境污染防治领域应用”特色专题实验群的背景、思路、实施措施和功能拓展，以期在应用化学专业实验教学改革方面提供有益探索经验。

[关键词] 应用化学;特色专题实验群;广东工业大学

[基金项目] 2019年度广东省高等教育教学研究与改革项目“新工科建设背景下应用化学专业一体化课程体系的改革与设计”（SJJG20191216）;2019年度广东工业大学“本科教学工程”项目“新工科建设背景下应用化学一体化课程体系的改革与设计”（广工大教字〔2019〕70号）;2020年度广东工业大学“本科教学工程”项目“应用化学特色专业建设”（广工大教字〔2020〕22号）

[作者简介] 李永峰（1976—），男，河南许昌人，博士，广东工业大学轻工化工学院教授，主要从事应用化学教学改革研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）38-0091-04   [收稿日期] 2021-03-08

应用化学是一门以实验为基础的学科，以重视基础、拓宽专业口径、加强学科间的交叉及较强的实践能力为原则，旨在培养具有扎实化学理论基础、熟练实验操作技能和扎实工程实践经验，可在化工、材料、能源、环境等领域进行相关研发工作且富有发展潜力的创新人才[1-6]。实验教学是学生理解与运用所学理论知识分析和解决实际问题的训练平台。实验课教学的质量直接和长远地影响着学生的动手能力与基本素质培养，所以实验教学环节在整个应用化学专业的实验实训教学体系中占有特殊地位，是应用化学专业应用型、技能型、创新型人才培养的重要手段[1，7-9]。随着新工科的推进、就业形势的变化、素质及能力培养为核心的教学理念确定，社会对大学生实践能力和创新能力的要求越来越高，深化实验教学改革迫在眉睫。综合型实验项目、研究型实验项目和开放创新型实验等是在基础化学理论、实验技能和实验方法教学中的融会贯通，对培养和提高学生思考问题、解决问题和创新思维能力起着重要作用[ 10 ]。

广东工业大学应用化学专业始建于1988年，是利用学校工科优势建立的工科型应用化学专业。近几年，在推进新工科建设背景下，本专业面向化工行业清洁化和绿色环保发展的重大需求，结合学校在催化技术方面的学术优势，在建设应用化学专业“先进催化技术在环境污染防治领域应用”特色专题实验群方面率先进行了有益探索和实践。

一、学校应用化学专业的发展历程和特色优势

2003年获得应用化学博士学位授予权，是我校最早具备本科、硕士、博士一体化的完备人才培养体系的专业之一。2007年，应用化学还被评为广东省重点学科。2014年，中国研究生教育分学科排名中，应用化学学科全国排名第16位。2015年，应用化学学科进入广东省高水平大学一期建设重点学科序列。2019年，促进化学ESI排名进入全球前1%。2020年1月，入选第一批国家级“一流本科专业”建设点。目前，我校应用化学专业在校本科生总数675名，每届学生在160～170人之间。本专业的专任教师有42名，全部具有博士学位，且90%以上有海外留学经历;兼职教师中，包括长江学者1名、国家杰出青年1名和企业专家8名。专任教师中，正高职称18名，副高职称16名;其中，南粤优秀教育工作者1人、广东省丁颖科技奖获得者1人、广东省杰出青年1人和优秀青年1人、广东省“千百十”工程省级重点培养对象3人、青年珠江1人、珠江科技新星3人和校青年百人A类12人，另有法国科学院院士1名。同时，我校应用化学专业有1个国家级虚拟仿真实验教学中心（大型分析仪器仿真）、1个广东省教育厅重点实验室“清洁化学技术重点实验室”、2个广东省工程中心（广东省通用高分子材料稳定性改性工程技术研究中心和广东省科研及生化检测用试剂工程技术研究中心）、8个校企联合技术研发中心和8个大学生校外实习基地[6]。这些为本专业学生开展综合型、研究型和开发创新型实验，以及培养工程实践能力都提供了良好的硬件平台。

本校应用化学在专业定位方面，要求学生必须系统掌握化学和工程学基础理论知识及实验技能，熟悉项目技术研发和产品创新的过程与方法，具备团队协作、勇于创新和科学研究的能力，能够在应用化学及相关领域从事科学研究、新产品开发、分析检测、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面的工作，成为适应我国化学工业发展需求的高素质应用型专业人才。因此，本专业以行业需求为导向，目前已经形成以印制电路板用电子化学品、环保和新能源用催化新材料以及表面处理技术相关的日用化学品的特色专业方向，设计并构建了“三层次、四模块、三结合”的实践教学体系。这些为本专业注重学生解决问题能力的培养及科研开发能力的训练，提供了良好的软件平台。

二、应用化学特色专题实验群建设的背景

环境问题是人类不能回避的现实问题，如何消除、减轻或根除由于人类的生产活动而产生的一系列有害污染物质，是人类面临的一个重要课题。以环境污染防治为目的的催化化学在解决此类问题中起着核心作用。由此衍生的环保催化是指利用催化剂控制环境不能接受的化合物排放的化学过程，创造舒适环境所用的催化剂。习近平总书记提出绿水青山就是金山银山，解决环境问题就是推进生态文明建设。所以，环境污染防治作为生态文明建设的重要一环显得尤为重要。

同时，广东工业大学轻工化工学院应用化学系的专业实验室面积约150平方米，拥有专职实验员1名，负责实验室的日常管理与维护。应用化学专业实验室目前向全系约600名本科生提供实验课程教学服务，主要包括应用化学系本科生5门专业实验课程（共计336学时/年），包括“综合与创新实验”（64学时）、“化学产品设计与开发”（80学时）、“新能源与催化材料及应用方向專业实验”（64学时）、“功能材料及应用方向专业实验（64学时）和“电子化学品及应用方向专业实验”（64学时）。建设的“先进催化技术在环境污染防治领域应用”的特色专题实验群涉及应化系本科生5门专业实验课程中的3门，为其提供部分或全部的实验项目。所以，特色专题实验群的建设与实施，不但可以惠及应用化学系所有本科生，还可以有效提升系专业实验室和相关仪器设备的利用率。