辽宁大学应用化学专业省一流本科课程《创新思维训练》的教学实践与成效

单炜军 王月娇 于海彪 冯小庚 高 婧 熊 英

（辽宁大学化学院 辽宁·沈阳 110036）

国务院在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中强调指出充分发挥教育在创新人才培养中的重要作用，加强科学创新与人才培养的有机结合，鼓励本科生投入科研工作，在创新实践中培养他们的探索兴趣和科学精神[1]。

在这一背景下，“互联网+”“微瑞杯”等国家以及省级的创新创业大赛和创新设计竞赛应运而生，旨在引导大学生主动探索知识前沿，激发其创新思维[2-3]。辽宁大学作为辽宁省一流大学重点建设高校，非常重视以本科生对新知识探索为出发点的基础科学研究与改革。在国家大力推广创新创业教育贯穿大学生整个专业教育的背景下[4]，辽宁大学化学院新增一门社会实践课程《创新思维训练》，以“互联网+创新创业大赛”为窗口，将双创教育融入人才培养全过程，以社会价值为驱动，扎根祖国大地助力乡村振兴。这种既有课堂教学也有课外实训竞赛，既有模式改革也有方法创新的实践教学模式，就是要培养大二学生用所了解的前沿新知识、新理论和新方法，结合以往学习中掌握的化学基础知识、基本理论和基本技能，来提高实践能力、分析和解决问题的能力、创新能力和批判性思维能力。

1 《创新思维训练》课程教学设计案例

1.1 融合思政教育的问题意识培养

2020年6月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》中明确要求全面推进高校课程思政建设，深度挖掘高校各学科门类专业课程蕴含的思想政治教育资源，使显性教育与隐性教育形成协同效应[5-6]。

为推进课程思政建设，《创新思维训练》充分利用单炜军教授驻村工作的优势，带领学生到辽宁省岫岩县牧牛镇的香菇大棚，以及废弃蘑菇棒处置处进行调研，考察当前废弃蘑菇棒的处理过程，使学生产生情感认同，了解课程意义之所在，让学生体会到我们的研究是有价值的，符合国家绿水青山的生态发展理念。即使在2020年疫情肆虐全国，本团队仍旧采用腾讯会议的形式，带领学生感受一次线上实践（图1）。课上，单炜军教授在香菇大棚里娓娓道来与香菇有关的三个瓶颈问题，从香菇的营养价值到抗衰老的香菇多糖的高纯提取，而该技术一直被日本垄断；从种植技术到一级菌种的培养难关；从生长完六个周期的废弃蘑菇棒因燃值低、灰分大该如何处理，到本课题组的现有技术来促进其实现碳循环。整个教学环节，不但引导学生要有时代的紧迫感和责任感，又将环保意识和爱国情怀点滴融合，使学生在受到激励和鼓舞后，格外热情饱满的完成后续课程。

图1：融合思政教育的课堂教学

1.2 科教融合[7-8]掌握生物质改性的方法和关键技术

习近平总书记强调，十四五期间，要持之以恒加强基础研究。鼓励聚焦基础学科和前沿探索，重构基础研究体系，改革基础研究项目设立模式[9]。具有丰富的生物质功能材料研发经验的熊英教授，为学生讲授废弃生物质“变废为宝”的设计思路及应用价值（图2）。熊英教授先从袁隆平先生如何解决好中国饭碗问题讲起，到农林废弃物的重要科学价值，再到她破解飞机发动机所需铼材料分离中的“卡脖子”问题，以风趣的语言和贴近生活的教学内容，进行一场创新思维培养及构筑绿色功能材料的讲座，以综合治污与废弃物循环利用的“沉浸式”教育，提高学生的科学文化素养，激发科学研究热情，增强创新意识，全方位培养服务地方经济的人才。

图2：教授讲座

1.3 实验实践教学创造价值

“知之愈明，则行之愈笃；行之愈笃，则知之益明”，对于化学学科而言，实验技能的获得，观察与动手能力的培养，都需要以实验实践为先。学生通过查阅文献，写一份废弃蘑菇棒改性的《研究计划书》，并制作PPT进行演讲。实验指导教师团队对学生感兴趣的实验方案进行个性化指导的同时，需对学生进行安全教育，以避免实验安全事故的发生。之后学生通过实验验证想法可行性，并制备出成品，再用化学软件处理实验数据，书写实训报告，最后以项目路演的形式展示自己的产品。在整个实践过程，以中国菜谱式教学（盐少许、油适量、葱花若干）以及“我能解决什么问题”的导向，引导学生积极主动找到创造价值的思维和方法，扩大学生视野的同时，培养其独立的科学研究能力及创新意识（图3）。

图3：课程框架

2 教学实践成果

2.1 教育教学与科学研究并进

学生通过自己的努力，获得了一定的产品。例如，学生自行设计了“由氨基离子液体修饰的3D蘑菇棒气凝胶，用于对水环境中放射性核元素锝的选择性分离和富集”（图4）。该产品不仅能够快速高效的选择性吸附金属锝离子，并且产品具有块状易携带、易回收的优点。该技术不仅是对废弃蘑菇棒资源的高价值利用，而且在使用过程不会产生二次污染。通过这种创新思维训练的方式，提高了学生的科研兴趣，培养了学生的科研创新能力，激发了学生对应用化学专业的认同感与自豪感。通过科研进课堂，形成了教学科研相互促进、相互滋养和相互支撑的良好关系，充分发挥了科研反哺教学在化学创新人才培养中的积极作用。

图4：学生成果展示

2.2 校地合作[10]，校内校外协同发展

在对这一课题的研究过程中，辽宁大学驻牧牛镇教授工作站正式揭牌成立，“辽宁大学与牧牛镇合作研究废弃蘑菇棒的处置及再利用”项目，被列入拟定开展的重点合作项目之一（图5）。该项目的进行充分体现出，发挥高校科研力量的优势，促进产学研成果在农业生产一线迅速转化，用新鲜的知识促进农业产业的良序发展，从而提高贫困地区的财政和居民收入，助力乡村振兴。

图5：校地合作揭牌仪式

2.3 以赛促教[11]，探索素质教育新途径

参与的学生们选择基于蘑菇棒改性，用于废水治理的产品，参与了“互联网+”大学生创新创业大赛，同时也符合“青年红色筑梦之旅”的主旋律，目前，这一创新创业教育成果经过激烈的竞争，已获得“建行杯”第六届辽宁省“互联网+”大学生创新创业大赛：主赛道银奖，以及辽宁大学校赛一等奖的好成绩（图6）。这些都充分证明《创新思维训练》这一课程，能够加快培养创新型人才，激发学生的创新创业热情。在课程学习的同时，让化学专业的学生形成尊重自然、爱护自然的绿色价值观念，让天蓝、地绿、水清深入人心，形成深刻的人文情怀。

图6：学生获奖情况

2.4 反哺教学，打造省一流课程[12]

基于“互联网+双创大赛”背景下，以“废弃蘑菇棒的处置及再利用”为课题，通过建设专业指导教师队伍，采用教学内容项目化、课堂学生中心化、教学目标成果化的方式探索《创新思维训练-互联网+》课程的教学形式。既符合习近平总书记所提倡的“构建全社会共同参与的环境治理体系，让生态环保思想成为社会生活中的主流文化”的理念，又有利于培养创新型可服务于地方经济的新时代人才，2020年已被评为“辽宁省社会实践一流本科课程”。

3 改进方向

3.1 坚持创新，挖掘潜能

在教育全过程中，仍旧需要不断唤醒学生的创新创业潜能，切实培养出学生的创新创业能力。“问题解决式”《创新思维训练》不光要挖掘创新创业过程中的难点痛点，也要有好的解决方案，结合科研成果优势，更新教学理念，这样才有利于引导学生面对真实问题积极主动找到创造价值的思维和方法。

3.2 以市场需求为导向，教学目标成果化

基于“互联网＋”创新创业项目而构建的《创新思维训练》课程体系，就是要为新技术、新经济、新产业服务，以支撑国家创新创业发展。因此，在创新创业教育中，要更多地请企业走入课堂，更好地了解企业需求，让学生学会用企业的语言去表达自己项目的优势和亮点，从而让市场听懂大学生的创业项目，才能将培养的成果与目标密合对接，构建服务于地方经济的“成果导向”的人才培养模式[13]。这样在课程结束，学生能够取得一定的成果，既增加学生的参与度和积极性，又提高学生参与的兴趣和成就感。

4 结语

《创新思维训练》课程正是以“互联网＋”创新创业项目为落脚点，注重培养学生创新创业的逻辑思维：当我们发现了一个真实问题，然后我们寻找解决这个问题的技术，最后我们探索将技术转化成产品。以创新为驱动，以行动为导向，强调理论与实践相结合，激发学生的潜在创新实践能力，鼓励学生将所学知识应用到实践中，提高学生的创新实践能力和行业竞争力等。

总之，以赛促教、科教融合、以赛促改的教学实践，厚植了爱国情怀与环保意识，培养了科学文化素养、增强了实验实践能力，激活了创新的思维方法，取得了较好的教学效果。