化工专业学生实践能力培养质量提升的探索

韩凯 王强 杨鹰 卢红梅

[摘 要] 在国家研究生招生类别调整中，专业学位研究生招生规模不断扩大，专业型研究生人数占比已超过学术型研究生。面对这一庞大的专业学位研究生队伍，如何搭建高效的实践能力培养体系，有效提高学生的实践能力，满足化工类新兴产业和国家供给侧结构性改革和高质量发展的需求，为国家化工产业发展源源不断输送高质量高水平人才，成为化工类专业型研究生培养亟须解决的重点问题。以中南大学化学化工学院为例，对新时代化学工程专业学位研究生课程体系、专业实践和学位论文环节学生实践能力培养质量提升的研究与探索进行介绍。

[关键词] 化工专业;专业学位研究生;实践能力;培养质量

[基金项目] 2021年度湖南省学位与研究生教学改革研究项目“以提高研究生教育质量为核心的高层次人才培养内涵式发展研究”（2021JGYB018）;2020年度中南大学教育教学改革研究项目“工程教育专业认证背景下基于PBL教学模式的化工设计课程教学改革”（2020jy080）

[作者简介] 韩 凯（1986—），男，山西霍州人，博士，中南大学化学化工学院副教授，硕士生导师，主要从事功能粉体与膜材料研究;卢红梅（1976—），女（苗族），湖南溆浦人，博士，中南大学化学化工学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事化学信息学及大数据智能挖掘研究。

[中图分类号] G643.2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）22-0109-04 [收稿日期] 2022-01-03

研究生教育是国家转向高质量发展阶段培养高质量人才的重要举措。现阶段，化工类研究生类型主要分为学术型和专业型。化工类专业型研究生的培养目标是培养适应我国社会主义现代化建设要求，掌握现代化学、化学工程的基础理论和现代实验技能，知识面宽，具有较强创新意识和实践能力，以及德智体美劳全面发展的理工结合型高层次专门人才。与学术型研究生教育不同的是，专业型研究生教育更侧重于培养学生的实践能力和解决问题能力，旨在为面向产学研结合和各个行业发展需求培养高质量人才。2009年，教育部发布的《关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》（以下简称《意见》）指出：“近年来，随着我国经济社会的快速发展，迫切需要大批具有创新能力、创业能力和实践能力的高层次专门人才。研究生教育必须要增强服务于国家和社会发展的能力，加快结构调整的步伐，加大应用型人才培养的力度，促进人才培养与经济社会发展实际需求的紧密联系。”[1]因此，如何在化工类研究生教育中培养专业型研究生的实践能力成为研究生教育所面临的一个重要问题。

一、课程教学是提高实践能力的基础

从2009年教育部决定扩招专业型硕士人数开始，专业型硕士人数迅速增多，2019年专业型硕士招生人数达到47.4万人，占比58.5%，专业型硕士在校学生达到147.4万人，占比60.4%。教育部在《专业学位研究生教育发展方案（2020—2025）》中指出，到2025年，将硕士专业学位研究生招生规模扩大到硕士研究生招生总规模的三分之二左右。教育部新闻发布会中提到，2022届高校毕业生规模预计1076万人，较去年增加167万，应届毕业生就业压力逐年增大。近两年来，从毕业发展的角度出发，部分高校专业取消了学术型硕士的招生。比如，2021年，北京大学国家发展研究院取消学术型硕士招生，复旦大学软件学院不再招收学术学位硕士研究生;2022年，复旦大学经济学院不再招收学术学位硕士研究生。从教育部和各个高校的系列举措中不难看出，专业型硕士的重要性与日俱增。

化工类专业型硕士的培养目标是培养面向化工产业的应用型人才。随着国家经济从高速发展阶段转向高质量发展阶段，传统化工产业也在向化工新材料、化工新能源、微型化工厂等新兴产业转型。2021年1月15日，中国石油和化学工业联合会线上发布《石油和化学工业“十四五”发展指南》（以下简称《指南》）。《指南》指出：要尤其加快化工新材料产业发展。重点突破高端聚烯烃、工程塑料、高性能氟硅材料、高性能膜材料、电子化学品、生物基及可降解材料以及己二腈、高碳α-烯烃共聚单体、茂金属催化剂等关键原料。不断完善以企业为主体的“产、学、研、用、金”协同创新体系……推动我国由石化大国向石化强国迈进。随着化工产业转型和国家需求转变，社会对相关人才的需求也大幅增加。因此，专业型硕士研究生教育应当面向需求，培养应用型人才，提高专业型硕士的实践能力。

课程教学是提高化工类专业学位研究生实践能力的基础，如何为庞大的专业型硕士队伍量身打造合适的课程体系是高校面临的新考验和新挑战[2]。目前，较多高校化工类专业还对学术型硕士和专业型硕士采用相同培养方案和课程体系，在专业型硕士的课程体系中缺少与新兴产业衔接的课程设置。教育部指出，课程设置要以实际应用为导向，以职业需求为目标，以综合素养和应用知识与能力的提高为核心[3]。因此，要注重课程的专业性，只有精益求精才能帮助专业型研究生往高精深纵向发展;要注重課程的时效性，只有与时俱进才能永葆课程的青春活力，保证课程与应用前沿接轨，培养专业型研究生解决实际问题的实践能力;要注重课程的实用性，只有脚踏实地才能持续不断地提供货真价实的干货，让专业型研究生所学内容在实际工作中用得上、用得好，为国民经济的高质量发展和石化强国的迈进提供坚实的人才支持。

以笔者所在的化学工程专业为例，部分专业学位课程仅开设传统化工课程，比如“传递过程原理”“化工原理”等。虽然这些课程是化工专业的基础课程，但是仅学习这些课程已经不能满足专业学位研究生的培养需要，难以满足课程的时效性要求[4]。笔者所在学院就专业学位学生的主要就业方向、就业行业和就业岗位进行调研，充分了解目前国家和社会的重大需求和行业状况，根植于“十四五”规划，预测行业未来的发展方向，为学生毕业后得到更好的发展，以及针对国家的重大需求和学生的就业方向开设相应课程。为了保证课程的专业性，所有授课教师的研究方向均与所授课程相关，保证教师对授课内容具有独到见解，对课程方向前沿有足够的了解。针对前沿化工和新兴化工产业，开设了“高等分离工程（英）”“高等反应工程”等课程，针对新能源产业的需求，开设了“电化学原理与应用”“新型电池材料”等课程，针对新材料行业的快速发展，开设“膜材料设计与应用”“材料化学”等课程，通过增加具有时效性的课程，为提升专业学位研究生的实践能力打下夯实基础。为了提高课程的实用性，进行授课方式改革，由传统的教师讲学生听，逐步过渡为教师传授基础知识，学生根据专业和兴趣组队，自主选择面向实际的应用课题，了解所面临的问题，提出解决思路和方法，在课程上汇报，再由教师进行指导，在提高课程实用性的同时也培养学生解决问题的能力和实践能力。同时，除了基本的课程教学以外，还增设了社会实践和科研训练培养环节，让专业学位学生在实践中出真知，在实践中真正得到能力培养。

课程教学是培养学生实践能力的基础盘，只有坐稳基础盘，保证课程专业性、时效性和实用性，才能为提高专业学位研究生实践能力提供保障。

二、专业实践是提高实践能力的重要环节

教育部在《意见》中指出，专业实践是重要的教学环节，充分的、高质量的专业实践是专业学位教育质量的重要保证。文件要求每个专业学位研究生需要保证不少于半年的专业实践，并要加大实践环节的学时数和学分比例。专业实践对化工类研究生的重要性不言而喻。工业放大生產会带来很多实验室条件下实验暴露不出来的问题，工程思维和科研思维也有一定差异[5]。比如，在电池制备过程中的搅拌工艺，在实验室阶段由于材料大部分都是克级，在制备过程中不需考虑均一性，但是在实际生产中，如何提高浆料的均一性往往需要企业重点突破。专业实践是培养专业学位学生工程思维的重要途径。然而，前期初步调研发现，专业实践仍存在形式化的问题，学生并未真正进入实践基地或者相关企业进行学习，仅在实验室中完成相关实验，撰写专业实践报告[6]。为了保质保量完成专业实践，学校应该打造专业实践平台，依托校企合作项目，营造专业实践氛围，打破学术型硕士和专业型硕士同等培养的传统僵化模式[7]。

以笔者所在学院为例，学院拥有中南大学矿冶工程化学国家级虚拟仿真实验教学中心，吸引了众多学生团队，依托虚拟仿真中心，面向实际有毒甚至剧毒的风险较多的实验过程，对其进行实验模拟，通过准确地模拟实验环境、实验条件、实验操作等，得出可靠的实验结果。中心打造了基础实验、公共实验和专业实验等多个模块，比如氯化氢催化氧化及反应动力学、燃烧热的测定、柱层析的制备及应用等。值得一提的是，由于高校实验室安全事故频发，高校实验室安全问题日益受到重视，面向这一新问题，学院学生依托虚拟仿真中心，研发设计了化学实验室安全仿真系统并已投入试用。该化学实验室安全仿真系统包括走进化学实验室、化学实验室安全隐患查找和三维互动消防虚拟实训三大模块，通过三维情景式设计，以真实、规范的高校化学实验室为模拟对象，让操作者沉浸体验各种规范操作、安全隐患和安全事故，从而提高学生的实验室安全意识和实验室规范操作能力。该中心以赛促学，每年都举办虚拟仿真大赛，由学生自主组队，面向实际应用需求，进行模拟和设计，从而得到实验结果，解决实际问题。此外，学院还和多个企业达成合作，比如湖南桑顿新能源公司、中国轻工业长沙工程有限公司等，对专业型硕士实行校企联合培养模式，保证专业实践环节的质量。比如笔者所在课题组硕士在湖南桑顿新能源公司开展为期半年，主题为埃洛石基高安全性隔膜制备及其性能研究的专业实践，通过该专业实践，学生在专业知识上学习了解到锂电池的制备工艺和方法，提高了学生的专业实践能力，在生活中也学到为人处世的道理，为学生未来进入企业打下良好基础。为了增加专业学位学生接触实际工程项目的机会，提高学生的专业实践能力，学院多位教授与企业达成合作，开展企业横向项目。通过校企合作项目，立足于实际问题，培养学生的工程思维和创新能力。

三、学位论文是提高实践能力的保证

教育部在《意见》中指出，学位论文选题应来源于应用课题或现实问题，必须要有明确的职业背景和应用价值;学位论文评阅人和答辩委员会成员中，应有相关行业实践领域具有高级专业技术职务的专家[8]。专业实践是培养专业学位研究生工程思维，提高学生实践能力，解决较小问题的短期训练，而学位论文是对学生整个硕士期间实践能力培养的检验，是学生从学校迈进社会发展的关键环节。为了不断提升学位论文质量，以此提高专业学位学生的实践能力，学校应该储备足够的专业师资力量，聘请企业导师，提供专业指导;严格把关学位论文选题，选取具有实际意义的课题;全程把关学位论文的全过程，保证专业学位学生高质量完成学术论文研究[9]。

以笔者所在学院为例，首先，为了保证专业学位研究生在学位论文准备过程中得到更有工程思维的指导，学院聘请了多位高级工程师作为校外导师，对学位论文全过程进行指导，同时邀请企业行业专家担任学位论文评阅人和答辩委员会成员，对专业学位研究生的学位论文进行科学的评判和指导。其次，在实验室和企业条件允许的情况下，将部分专业学位研究生送到企业联合培养，学位论文选题来源于具有现实意义的企业实际课题;在学院完成学位论文的学生，课题大多来源于现实问题。以笔者所在课题组的已毕业专业硕士为例，该学生基于锂储量低、地理位置上分布不均匀及锂金属大规模应用带来的价格昂贵等问题无法满足日益增长的电化学储能需求，急需寻求可替代性的新型电池体系等问题，在企业高工的指导下，将学位论文课题确定为《石墨烯基薄膜负极微结构调控及其电化学储钾性能研究》，研究发展可替代锂电的钾离子电池。最后，为了保证专业型研究生独立完成学位论文实验过程，学校形成“学校—学院—学生”三级监督系统，通过检查原始实验记录，导师实时了解学生实验动态，以及开展学位论文答辩等方式，对学生完成学位论文的全过程进行监督。

从总体上讲，为紧跟时代发展需求，国家层面在不断增加专业学位硕士研究生的占比，部分面向应用的专业甚至取消了学术型研究生招生。高校应调整专业硕士研究生培养方案，更加侧重于专业学位研究生实践能力的培养[10]。第一，从课程教学出发，侧重于课程的专业性、时效性和实用性，坐稳实践能力提高的基础盘;第二，从专业实践出发，注重营造实践氛围，保质保量完成专业实践，让专业实践常态化，牵好专业实践这个提高实践能力的“牛鼻子”;第三，从学位论文出发，提供专业指导，严格把关学位论文选题，全过程把握学位论文质量。通过层层把关，层层拔高，全面提高专业学位研究生的实践能力，为国民经济发展培养化工类应用型和实践型高层次高质量人才。

参考文献

[1]教育部关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见：教研〔2009〕1号[A/OL].（2009-03-19）[2021-11-14].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/moe_826/200903/t20090319_82629.html.

[2]罗翠萍，杨罗.地方院校化学专业研究生创新能力培养的研究与实践[J].教育教学论坛，2018（25）：139-140.

[3]水恒福，姚文锐，吕民.化工类学生实践能力和创新能力培养的研究与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2006（3）：19-21.

[4]钟秦，王娟，陈迁乔，等.化工类专业三层次实践教学体系的研究与实践[J].实验技术与管理，2012，29（2）：4-7.

[5]林雪美，李斌.基于產学研结合的全日制专业学位研究生创新实践能力培养的研究与实践[J].工业和信息化教育，2014（1）：79-82.

[6]王俊山，乔建芬.轻工化工类专业机械基础素质和实践能力培养的研究与实践[J].高等职业教育（天津职业大学学报），2009，18（4）：28-31.

[7]李晴虹.全日制硕士专业学位研究生实践能力结构的研究[D].广州：华南理工大学，2016.

[8]张明，牟海维，刘祥楼.全日制专业学位硕士研究生实践创新能力培养的研究与实践[J].赤峰学院学报（自然科学版），2016，32（3）：264-265.

[9]李晓帆，李珊珊，邓云桂，等.新工科专业创新能力培养的研究与实践[J].怀化学院学报，2019，38（5）：94-96.

[10]刘静欣，姚文锐，王知彩.应用化学专业硕士研究生创新能力培养的研究与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2010，27（4）：108-109.

Exploration on the Improvement of Students’ Practical Ability Training Quality for

Chemical Engineering

HAN Kai， WANG Qiang， YANG Ying， LU Hong-mei

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Central South University， Changsha，

Hunan 410083， China）

Abstract： In the adjustment of national graduate students’ enrollment majors， the enrollment scale of professional degree graduate students has been expanding， and the proportion of professional graduate students has exceeded that of academic graduate students. In the face of a large number of professional degree graduate students， how to build an effective practical ability training system， effectively improve students’ practical ability， meet the needs of emerging chemical industries and national supply side structural reform and high-quality development， and continuously transport high-quality and high-level talents for the development of national chemical industry has become a key problem to be solved urgently in the cultivation of chemical engineering professional graduate students. Taking College of Chemistry and Chemical Engineering of Central South University as an example， we discuss and introduce the research and exploration on the improvement of the quality of graduate students’ practical ability training in the curriculum system， professional practice and dissertation of graduate students majoring in chemical engineering in the new era.

Key words： chemical engineering; professional degree graduate students; practical ability; training quality