以培养应用型人才为导向的应用化学专业实践教学模式改革——以东华理工大学应用化学系为例

马建国， 李芳清， 谢宗波， 周跃明， 刘云海

(东华理工大学 化学生物与材料科学学院，江西 南昌 330013)

随着我国社会经济发展的不断深入和完善，教育部制定颁布了《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高[2012]4号文件)及《关于地方本科高校转型发展的指导意见》(教发[2015]7号文件)等有关文件，使我国高等教育人才培养模式的发展逐渐趋向于培养应用型人才[1]。目前，许多高校深切认识到适应时代需要，培养高素质应用型人才已成为现阶段我国高等教育面临的新任务、新挑战。教学中相应的课程体系和教学模式，应围绕以能力为中心，以培养技术应用型专门人才为目标,强化学生知识与技能的应用，提高学生综合素质而展开[2]。东华理工大学化学生物与材料科学学院的应用化学专业是具有核特色的化学学科，是为了适应行业、地方经济建设以及社会发展对人才的需求而开办的一个理工结合的理科专业。为适应当前社会发展对人才的需求，在对应用化学专业学生大学四年的培养过程中，迫切需要加强和提高实践教学水平，培养学生的动手能力、实际工作应变能力和创新思维，提高学生的综合素质，使其逐步成长为创新性应用型人才[3]。目前，东华理工大学应用化学系在实践教学过程中主要采取以下几项改革措施。

1 建立科研导师制培养模式

为贯彻 “以学生为本”的教育理念，体现 “个性化培养”的要求，着力培养学生创新能力和实践能力,东华理工大学化学生物与材料科学学院于2013年制定了“化生材学院本科生科研导师职责及考核办法”、“化生材学院本科生科研导师制细则及师生互选办法”等文件，确立了“1+3”科研导师制度，即将学生的四年大学学习生涯分成两个阶段，“1阶段”即一年级，“2阶段”即2-4年级，共3年。其中“1阶段”每个自然班级配一位科研导师，由各系在新生入学教育前推荐完成，任期1年；在入学教育中即开始向学生灌输科研思想、培养科研意识。在之后的一年时间里，以召开班会、现场参观等形式让学生更多地了解、接触其他指导老师，了解各位导师的科研情况，并培养学生的科研兴趣。“2阶段”导师在第二学期末通过“师生互选”的方式进行，根据学生自愿的原则及学生在第一学年的整体表现实行“双向选择”，没有安排导师的学生可以在第四学期继续“双向选择”，安排了导师的学生也可以更换导师或导师劝退学生,当确定了授受关系后原则上将维持到本科毕业。导师着重负责学生的科研实践训练，同时还要承担相应的德育、就业指导等职责。该制度旨在充分发挥教师在本科生成才过程中的主导作用，倡导专业教师更多地参与本科生指导工作，特别是科研方面的指导工作，以提高本科生的综合素质和培养质量。2014年应用化学系在全系本科专业中开始全面推行本科生导师制。由本科生导师与班主任、辅导员相互配合，共同负责本科生的思想、学习、就业、考研、科技创新等环节。由于学院有着良好的科研基础和科研氛围，具备了实行科研导师制的条件，而且实施范围较小，针对性更强，考核及激励措施到位，且该制度建立在师生自愿的基础之上，所以初步的实施效果十分明显，学生参与科研的积极性更加高涨，学业规划更加清晰。尤其是本科生科研导师偏重于学生科研能力的培养，对提高本科生的科研能力和创新能力，创建教学科研型大学具有重要意义。

2 构建以培养应用型人才为导向的综合性专业实验课程培养方案

能力是对知识和技术掌握程度的综合反映，应用型人才需要具备对所学基础知识与基本技能的灵活运用能力。调整应用化学实验课程结构时，应注重应用型人才能力的培养。实验课程教学必须力求将素质、知识、能力的培养有机结合，使设置的专业实验课程具有前瞻性与可持续性，为学生提供较多的独立思考的空间[4]。为了培养应用型人才，改革现行的实验方法，扩大实验教学课程中的综合性和设计性实验项目比例，探索如何开设综合性和设计性实验，让学生根据自己的兴趣和能力选择和设计有实际意义的实验项目，增加学生的学习主动性，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，进而培养学生的创新意识，是实验教学改革的紧迫任务。东华理工大学应用化学专业主要开设了无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验、生物化学实验、现代仪器分析实验、专业实验等十多门实验课程，形成了基础验证性实验、综合性实验、设计型实验及科研创新型实验等多层次实验课程设计。同时所使用的实验教学手段也更加多样化，如开设虚拟实验和仿真实验课程，推广计算机模拟技术在化学、化工及材料化学等相关专业实验课中的应用，并增强学生的自学能力和教学互动。

为培养学生的创新能力和综合实验能力，应用化学专业培养计划中专门增加了一门综合实验课程，用于开设综合应用型和设计研究型实验。综合应用型实验结合了无机、分析、有机、物化等学科中的实验技术和方法，以及本专业教师科研课题，比如开设“抗坏血酸的电化学方法测定”和“工业废水中低含量铀酰离子的测定”等实验。这些实验中包括多种实验技术和方法，操作相对复杂，学生必须认真思考、设计操作程序并规范每一步操作，才能完成实验。通过一系列的实验训练，既能培养学生分析问题、解决问题以及独立思考问题的能力，还能使学生对化学的实际应用和某些前沿领域有所了解，拓宽他们的知识面。设计研究型实验则是通过选用一些难度较大的的实验，如“铀矿石中的一些放射性核素含量分析”、“鄱阳湖水体中的重金属离子分析”、“聚丙烯酰胺的合成及测定”等一系列研究型实验，将学生分成若干小组，每组选一个实验项目，小组成员自行查阅文献、设计实验、制定实验方案。教师审阅、批准后，学生自行到实验室准备相关的实验材料和仪器，并完成实验，教师只需给予必要的指导。在实验过程中，学生根据自己的实际情况做阶段性调整或修改实验方案，逐步挖掘自身潜力，养成科学思维的习惯；同时，学生学习的积极性和创造性都得到较大的提高。

此外，应用化学专业的特色实验书籍都是教师自己编写，在教材编写上将实验分成了基础性实验、综合性实验、设计性实验、双语教学实验等，实验指导书的实验项目融入了教师在科研中遇到的实验方法、实验技术以及获得的成功经验。旨在既能培养学生创新能力，又能激发学生的实验兴趣。

3 加强实验技能培训，提高学生实验操作技能

为了进一步提高应用化学专业学生的实验操作基本技能，学院专门针对大三学生开展实验技能过关培训及考核。在化学分析实验、仪器分析实验和专业综合实验训练的基础上，通过基本操作培训，集中强化训练分析测试操作技能，使学生具备规范化操作的职业技能，提高专业素质。为生产实习、毕业实习及就业深造打好基础。为此还制定了相应的“分析测试实验室基本操作技能培训方案”、 “分析测试实验室基本操作技能培训指导书” 以及“检测和校准实验室能力认可准则”等培训手册，开展定量分析基本操作集中训练，训练内容包括玻璃量器的校正准备、分析天平称量、溶液配制和量器的相对校正、滴定分析等训练项目。集中技能训练过程主要是在实验室中学生练、老师教和检查。学生既有在实验室的练习操作，也有教室里的视频观摩和“见缝插针”的理论学习。同样，老师除了在实验室的教学和检查之外，还有课前的助手——小老师的培训、技能训练设计等。譬如技能训练要配套设计。虽然实验课教学也有操作练习和综合实验，但是操作过关培训肯定不同于实验课教学。教学内容设置从大专业出发，从教学对象出发，与科研生产实际对接，方便教学实践，这需要指导老师们不但懂专业、懂操作，还要在设计上用心思考。最后经过基本操作过关考试。对学生的训练效果进行评价，并且针对个别成绩较差的学生开展补充训练，最终使其达标，这一系列操作训练取得了良好效果。

4 以学生实践创新中心为依托，全面开展学生学术科技活动

鼓励应用化学专业学生大一、大二时下到专业课教师的研究室，利用课余时间尤其是寒暑假，积极参与教师的课题研究。学生进入实验室后，不仅可以当好教师、研究人员的科研助手，还有机会跟随教师赴矿区进行调研、实地勘察和野外采样等，可以协助教师做一些科研性质的活动，从而快速增长知识，比如查阅、下载期刊网文献资料，文献资料的整理归类，在学习积累的过程中逐步了解相关学科前沿信息，拓宽专业课的知识面。

为了建立科学的管理机制，促进大学生科技创新活动长期有效地开展，应用化学系分别建立了“大学生创新创业开放实验基地”、“核燃料化学与吸附材料开放实验室”，“高分子微纳材料制备开放实验室”等多个具有专业特色的学生科技创新基地。健全和制定特色专业本科生进入实验室的规章制度、实验室奖惩条例以及建立实验室学生责任人等保障措施，让学生通过预约在这些开放实验室开展创新实验，同时通过有效的监督使用和控制机制来监控学生在实验室工作期间的安全。

此外，组织学生积极申请校级、省级乃至国家级大学生科技创新项目。项目课题来源可以是专业课教师提供的科研项目的子项目，也可以对学生在跟随专业课导师做科研时发现或收集到的问题进行立项研究。学生在教师的指导下，从查找期刊网资料，撰写项目申报书，立项，实验方案的确认，实验平台的建立，实验操作、实验论证和研究过程，到撰写项目结题报告、发表论文、申请专利，开展答辩，最终利用研究作品参加大学生挑战杯科技作品竞赛、大学生挑战杯创业大赛、“互联网+”大学生创新创业竞赛等省级、国家级竞赛，经过一年甚至更长时间的锻炼，学生的实践能力和集体荣誉感得到了提升，团队意识得到了加强。经过几年的培养，学校应用化学专业学生2010—2016年期间参加国家级、省级大学生挑战杯科技作品竞赛以及大学生挑战杯创业大赛取得优异成绩，多次获得特等奖、一、二、三等奖。既培养了学生的创新能力，又锻炼了学生的实践动手能力。

5 重视创新创业基地建设，建立和完善校企、校校合作人才培养模式

实习教学是培养学生综合应用能力的重要环节，其独特的功能和作用是其他教育环节无法替代的。应用化学专业实习的目的就是结合专业特点，拓宽视野，了解行业特点、生产实际以及实践专业知识，锻炼实际工作能力，培养学生分析问题、解决问题能力及创新能力，提高职业素质和就业竞争力。因此，实习在应用化学专业人才培养中的作用是不容忽视的。然而，传统的应用化学专业实习模式在目前面临诸多困难，实习多以讲座和参观学习为主，往往是走马观花，蜻蜓点水，难以有效开展实践教学，学校虽然投入了大量时间和精力，却收效甚微。 学生没有真正体验在实际工作岗位中如何发现问题、解决问题，实践能力没有得到切实锻炼[5]。所以，进行应用化学专业实习模式的改革与创新，以适应形势的发展变化，真正发挥其在专业人才培养中的作用已是刻不容缓。为此，我们结合应用化学专业特点，针对实习中存在的问题，构建了创新的应用化学专业实习模式。首先，基于学校的办学特色，利用在核工业系统内的友好合作关系，选择国家石油和化学工业局、中国核工业集团总公司所属研究院所和企业等相关单位建立了创新实践教学基地，为应用化学专业学生的专业实习、企业实习及就业等提供了优越的外部条件。此外，学校还投入大量资金对生产实习基地的场地进行改造。与应用化学专业相关的院校、科研院所、企业共同开展了创新实践教学基地的指导教师队伍建设工作，聘请有丰富工作经验的研究员、高级工程师、高级实验师进行理论、实践教学讲授，并配有实习指导书。

同时，学校通过与创新实践教学基地协商共同解决了实践教学过程中的“责”、“权”、“利”问题，探索出一种符合双方实际情况和利益的解决方式，并形成了双方共同认可的书面协议。在实践的过程中，创新实践教学基地对学生工作环境安全、身体健康负责，校方对日常管理负责；校方学生严格遵守“创新实践基地”的保密和安全生产规定；研究过程中形成的成果产权属双方共有，经“基地”指导老师审查和同意，研究成果可在期刊上公开发表，校方作为第一单位，“创新实践基地”作为第二单位。此外，校方向实践教学基地指导教师支付“指导老师课时费”。此外，学校还派遣教师跟随学生到核工业总公司下属企业一起实践、学习，并参加交流，以提高教师的实践教学能力和水平。

6 加强实践教学师资队伍建设

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中指出：“加强实验室、校内外实习基地、课程教材等基本建设……支持学生参与科学研究，强化实践教学环节”，而师资队伍建设是提高实践教学水平的关键所在[6]。目前各高校均在大力实施人才强校战略，每年引进大量拥有硕士、博士学位等高学历青年教师。但这些教师大多课堂教学经验不足，更难有企业工作经历，无法胜任实践教学尤其是企业实习教学。针对此类情况，学校应用化学系尝试先安排实践教学经验丰富的老教师带领刚来校的青年教师赴相关实习单位进行顶岗和轮岗学习，预先了解和熟悉实习单位的工作流程和注意事项，掌握实习岗位的第一手资料，发现并及早解决相关问题，同时由实习单位指派经验丰富的工程技术人员对老师开展先期技术培训和指导，提高其指导和教学水平，然后来年再安排青年教师参加带队实习。这种培训时间安排可以根据青年教师实际情况缩短或延长，直至教师能够独立指导学生实习，使教师具备“双师型”人才能力。同时，实习单位的高级工程师还承担或参与毕业论文的指导，这样极大提高了企业技术人员参与实习和教学的积极性，又增强了教师和学生实践培训和实习的实效性，拓宽了师生的视野，对增加实践教学效果，提高整体师资水平起到了促进作用。

7 结语

总而言之，学校应用化学专业以培养应用型人才为导向的实践教学依然行进在改革的道路上，虽然已经取得一些成效，仍存在一些问题和需要完善的方面，如实践教学中的实验设备和装置的维修费需要增加；实践教学生均经费有待增加；实践教学人员的绩效考核机制需要逐步完善；还需要制定相关保障政策来引导更多教师从事实践教学，并通过增加培训学习时间提高教学人员的实践教学水平。此外，我们还尚未建立科学合理的实践教学的质量评估与监测体系。上述工作都还需要我们不断地改进和完善。

[1] 孙国友.我国高等教育质量政策价值取向研究——基于《关于全面提高高等教育质量的若干意见》及其配套政策文本分析[J]. 高教探索, 2015 (1): 39-42.

[2] 程丽红,杨伟峰,易萍华,等.以社会需求为导向的应用型人才培养模式研究——以东华理工大学土木工程专业为例[J]. 东华理工大学学报：社会科学版，2016, 35(2): 151-153.

[3] 刘淑娟, 李建强, 刘艳，等. 培养应用化学专业创新型人才的实践教学初探[J]. 东华理工大学学报：社会科学版，2012, 31(1): 75-79.

[4] 李学峰, 贾晓红. 工程化素质培养：应用化学专业实践教学改革[J]. 教育与教学研究, 2016, 30 (4): 55-60.

[5] 袁利萍, 胡云楚. 基于社会需求的材料化学专业实践教学体系改革[J].中南林业科技大学学报：社会科学版，2014,8(6): 253-255.

[6] 国务院.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)[J].评价与管理，2010, 8 (3): 1-17.