化学基础学科拔尖人才全过程培养模式探索与实践

熊英，姜毅，葛春华，崔俊硕，于海彪，单炜军，王珊，冯小庚，张冬岩

（辽宁大学，辽宁沈阳 110036）

培养基础学科拔尖人才既是我国高等教育强国建设的重大战略任务，也是培养拔尖创新人才的重要举措。随着“钱学森之问”的提出，提升学生的综合素质和创新能力成为“拔尖计划”2.0的重要任务之一，是未来五年需要重点解决的问题。拔尖人才培养的核心目标是学术志趣的养成，是基于内在的学术兴趣，有持久的学术研究的热情以及从事学术研究工作的期望，有努力攀登创新高峰的精神，从而实现对挑战性知识的改造、转向与创新。近年来，高校加大了基础学科本科专业建设力度和拔尖人才培养中的化学、物理、高数等基础课程设置[1-4]。另一方面，加强化学等基础学科拔尖学生的思想政治教育也是亟待解决的问题。因而，针对基础学科拔尖学生培养，各高校提出了一系列建议和改进措施，包括拔尖学生的动态遴选、价值观和情感等素质提升、教学培养模式改革、师资队伍强化以及质量监控机制持续改进等方式[5-6]。目前，从我国“基础学科拔尖学生培养试验计划”的实施和效果分析，各高校已经意识到加强和完善对拔尖学生的思想政治教育工作十分关键[7]。一些高校教师也对卓越人才、卓越工程师的培养模式进行了一些有益的探索与实践，为其他高校培养拔尖人才提供了借鉴[8-10]。本文针对化学基础学科拔尖学生，在培养目标、教学和评价体系等方面进行优化，提出了改革路径，为基础学科拔尖学生培养提供借鉴。

1 优化化学基础学科拔尖人才全过程培养模式

1.1 探索书院制和导师组制，协同推进德智体美劳五育并举

根据书院制的学习特点，采用拔尖本科生与研究生统一管理，发挥教授的学术引领作用、青年教师的引导作用、优秀干部和学生的示范作用。通过加强通识教育课程和环境熏陶，拓展学术及文化活动，促进化学、环境、生命等多专业学生互相学习交流，在传授专业知识的同时融汇人文素养和自然科学。探索导师组制，实施“一班多策略、一人多方案、一生多导师”举措。建立由教授领衔，由学术导师、创新创业导师、企业导师、辅导员、研究生组成的导师组，解决学生在学术、学业、创业、心理方面遇到的问题。导师根据学生的兴趣和性格能力等，进行个性化培养和科研训练。此外，在高年级开展5-6人的专业课学科前沿讨论班和大师讨论班，积极探索以学生为中心的启发式、联合式、研究型教学模式。

1.2 深化多元协同育人，构建开放型多学科交叉培养平台

构建以项目为链条的课程教学模式和多样的项目式学习，打造开放型多学科交叉培养平台，深化多元协同育人培养模式[11-12]。以通识课程、学科基础课程、多学科交叉核心课程为课程体系，从课程中引出学习项目、各类研究型实验项目以及竞赛项目，保证课程与项目密切配合。实施“化学好导师，引航科研路”的培养方案。同时，围绕辽宁“一带五基地”建设，与沈阳帕卡濑精有限总公司等建立协同育人模式，实施以企业真实问题为导向的教学。依托重点实验室、实验教学示范中心、大学生实践实训基地，由多学科背景的拔尖学生组成科研团队，开展相关科研训练和课题研究，培养其创新能力、多学科综合能力和团队协作精神。以课程中的真实问题研究为链条，学生将不同课程群知识整合，以解决实际问题，从而培养科学研究和产品开发的能力，以及将知识进行改造、转向与创新的能力和团队合作、项目管理及领导力。

1.3 建立科学的师资聘任机制，强化教师队伍建设

探索组建跨学科教学团队和评聘制度，同时聘任企业人员共同建设专业课程。按照培养方案的需求，从国内外、校内外聘任教学名师、著名教授、知名学者、杰出人士等主讲本科课程，深化国际合作和校际合作。另外，实施中青年教师教学能力提升计划、优秀青年教师赴一流大学研修计划，着重开展课程设计、教学大纲设计、思政融入模式、教考分离改进与学生学习效果评估等；强化教师师德教育，弘扬敬业精神，不断提升教师的教学和科研水平。

1.4 优化质量保障体系，注重教学和人才质量

依据质量管理的“PDCA”循环，加强质量管理工作各环节设计，加强过程性评价，开展毕业生教学质量调查与跟踪毕业生成长，通过不断完善教学质量评价机制，拔尖人才培养工作的持续改进更加有效。结合OBE理念、以学为本、全面推进课程思政等要求，研制用于理论课、实验课的学生评教和督导听课评价标准。加强教学质量文化建设，持续推进追求卓越，自觉、自省、自律、自查、自纠的教学质量文化建设，塑造学生积极上进、严格自律、勇于攀登的人生态度，为拔尖人才培养厚植质量文化土壤。

2 化学基础学科拔尖人才全过程培养模式具体实施和效果

（1）建立协同育人机制，优化化学拔尖人才培养基地，按考核细则对学生进行考核管理；为拔尖学生配备专业导师，保持化学学科发展和特色，学生从大二开始进入实验室，持续科研至完成毕业论文，并持续加强课题研究的难度；提供全方位科研训练平台，构建包括创新思维训练、实验方案设计、科研能力训练、论文撰写和专利申请、学术交流表达的递进式科研训练平台，不断提升拔尖学生的科研能力和素养。开设学科特色的实验实践课程，实行科研引领实验教学。实施问题导向的实验教学方法，同时与其他学科交叉融合，更新化学实验教学内容，例如进行拉曼光谱、紫外、太阳能检测等仪器设备研制和开发等。化学基地精心设计“创新思维训练”“现代科技活动”等系列课程，建设微纳材料化学、精细化学品、清洁能源、高分子加工等实验室，开设逐渐递进的研究型和创新性实验课程。撰写教改论文、参加大赛，不断提升学生的创新能力。

（2）加强专业思政和课程思政建设，同时建立拓展课程体系，提升拔尖人才综合素质，构建德智体美劳全面培养的教育体系。培养方案中融入高校“大思政”教育创新体系，将课程内容与思政教育紧密联系，为协同育人的实现提供基本保障。充分利用“传统与传承”“乡村振兴”等红色实践教育，进行爱国、爱家、爱党、敬业、奉献教育，将科技是发展的第一动力植入学生心中，激发学生勇于攀登的精神和学术兴趣。

（3）根据化学专业的特点，拔尖班针对环境、能源等领域的问题开展了系列的探索和研究工作。以生物废弃物为原料，制备了成本低、污染小的金属吸附材料，实现水环境中重金属选择性分离和富集。以环境净化为出发点开展工作，探索构建具有超高电荷分离效率的可见光响应的半导体异质结催化剂，并应用于催化还原污水中高毒性的Cr(VI)为低毒的Cr(III)，以达到水体净化的目的。设计制备了新型的超疏水聚合物，并将其通过简单浸渍的方法，将其负载于涤纶织物表面，所得的超疏水涤纶织物可用于油水混合物的有效分离与吸附。针对金属空气电池中水系电池的漏液以及不易携带问题，使用水凝胶电解质代替了传统的液体电解液，设计制备了基于三明治结构的小型化锌、铁空气电池原型器件，解决了电池的漏液问题，并利用廉价金属铁大幅降低空气电池的应用成本。设计制备了基于廉价金属的MOF材料，用于生物质分子糠醛的电催化氧化，制备了高附加值的化学品。例如，2020级实践班16名学生参与发表论文和专利。在整个学习和实验过程中，学生了解到生物质废弃物的回收利用以及能源的重要性，符合“十四五”规划中碳循环项目的研究方向，符合绿水青山的生态发展理念，将环保意识和爱国情怀渗透在实践中，从而培养了学生的人文情操、科研潜力、创新思维和科学道德素质，为化学化工事业发展提供人才支撑。上述计划实施以来，培养的学生共在SCI检索刊物发表论文40篇，专利25项，超过90%的学生参与大学生创新创业训练项目，超200人次参加各类学科竞赛并获奖，获国家级、省级奖项的有150多人次，起到了示范和引领作用。

3 结语

综上所述，通过建立德智体美劳五育并举育人模式、多维度考核评价体系、提升拔尖人才综合素质的人才培养体系，努力构筑培养适应“新理科”理念的化学拔尖人才新高地[13-14]。在强调宽广国际视野和浓郁本土情怀的基础上，科学选才精心育才，培养怀疑批判精神、挑战精神以及独立思考能力，锻炼多角度的思维和开阔的视野，不断提高学生创新实践能力和综合素质，着力打造既具有坚实化学基础又有交叉学科知识的学科领袖型人才培养模式，推进拔尖人才培养模式改革。