卓越计划背景下分析化学方向学科前言讲座课程教学改革研究

傅昕 张何

摘  要：如何激发学生的研究兴趣，为培养具有较高的工程素质和较强实践能力、创新能力的卓越工程师打好基础，已成为各高校普遍关注的课题。湖南工程学院作为全国“卓越工程师教育培养计划”首批试点高校之一，通过开设学科前沿讲座，让学生了解和熟悉学科的发展现状、研究动态及发展趋势，拓宽学生的知识面和专业面，并对课程的教学内容、教学模式、教学方法、教学队伍和考核机制提出思考和建议，使其能够适应于本校“卓越工程师”培养的要求。

关键词：学科前言讲座；教学研究；卓越工程师；教学改革；必要性

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）21-0107-04

Abstract： How to stimulate students' interest in research and training of outstanding engineers with high engineering quality， strong practical ability and innovation ability， it becomes the attention topic of the higher education. Hunan institute of engineering is the one of the first higher education of "Plan of educating and training of outstanding engineers". We set up the course of "Lectures on Frontiers of the Discipline". The course introduces the research status and research trends， which broaden the scope of knowledge and specialization of students. In the paper， we present our opinions on the modification of teaching content， teaching model， teaching method， teaching team and examination mechanism and make it meet the need of "Training of outstanding engineers".

Keywords： Lectures on Frontiers of the Discipline; teaching research; outstanding engineers; teaching reform; necessity

卓越工程師教育培养计划（以下简称“卓越计划”）是为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》实施，落实走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署的高等教育重大计划，其目标就是培养卓越的工程师，要求具有较好的工程素质和实践能力、创新能力的高素质复合型人才。卓越计划对高等教育面向社会需求培养人才，调整人才培养结构，提高人才培养质量，推动教育教学改革，增强毕业生就业能力具有十分重要的示范和引导作用[1-2]。湖南工程学院（以下简称“我校”）在2010年成功入选第一批“卓越工程师教育培养计划”实施高校。化学工程与工艺专业是我校实施教育部“卓越工程师培养计划”的重点学科之一。我校根据专业的特点，实施了“3＋1”的人才培养模式。其中，3年时间在校学习，累计有不少于1年的时间在企业开展工程实践和毕业设计。因此，卓越计划参与高校在研究、设计和构建满足卓越工程师培养目标要求的课程体系和教学内容的同时，要注重与之相适应的教学组织形式和教学方法的改革、研究和设计[3]。

一  卓越计划专业分析化学方向学科前言讲座教学改革的必要性

化学工程与工艺专业2013年被教育部批准为“卓越工程师教育培养计划”实施专业，2019年被遴选为湖南省一流本科专业建设点。专业一直遵循“以学生为中心”的发展理念，注重培养创新型、复合型、应用型人才。而学科前言讲座是化学工程与工艺专业分析化学方向学生的一门必选课，主要是讲授基本理论的专业技能方法，国内外最新的发展趋势，专业领域的热点及难度等问题。在化学工程与工艺专业分析化学方向开设学科前言讲座，既可以完善分析化学的教学内容，同时还丰富了学生们的专业知识，并且能激发学生们的科研兴趣，提高了大学生的实践能力和创新能力，为培养高素质复合型人才打好基础。作为卓越计划班的学生，时刻保持对行业发展前沿领域的关注，是十分必要的。因此，在卓越计划背景下，鉴于学科前沿讲座的重要性，该课程必须进行改革，根据教育新理念和新要求，我们将从课程内容、 教学模式、教师队伍建设和课程考核方式等各方面针对性地进行改革或创新，以满足未来国家、行业乃至学生个人发展的现实需求，适应新形势发展[3]。

二  学科前言讲座教学改革的措施

（一）  优化课程体系，改革教学内容

在分析化学方向中开展学科前沿讲座，目的就是让学生了解和熟悉学科的发展现状、研究动态及发展趋势，激发学生科研兴趣和创新意识，培养其综合素质[4]。教学内容应该以学生的知识结构背景为基础，密切联系本学科发展方向以及社会的新难题、新挑战和新机遇，介绍学科中的一些新概念、新理论、新技术及新应用等，不但能使同学们的专业知识到达“广”“博”的要求，而且还能在某领域深入研究，实现“精”。尤其是对于一些地方本科高校，选择偏重于应用领域的新技术、 新方法、 新材料的应用等。因此，以学科为依托，以应用型专业教育为基础，以社会需求为导向，通过校企联合，构建了“德技并驱”课程新体系。课程内容与时俱进，依据学科前沿与社会发展更新知识体系；应用案例涵盖了环境、医学、药学和生物等前沿交叉领域，突出跨学科的新工科意识（图1）。

我们主要设置了如下内容：①分析化学的发展与方向；②纳米技术、光谱技术等在分析化学中的研究及应用；③色谱法的应用研究；④生物芯片技术及应用；⑤核酸生物探针及生物传感技术；⑥医用材料的发展。这些讲座涉及不同领域的学科前沿知识，不但扩大同学们的知识面，丰富学生们的专业知识，而且还能够激发学生对本专业前沿领域的兴趣， 促使学生去好好学习专业知识。既可以拓宽学生的视野，又能对课堂知识起到补充作用。同时，学生们还可以从讲座中了解到本专业的最新科研动态，对解决社会的新难题、新挑战起到了指导作用。比如说重金属的检测，我们可以介绍在不同领域，比如食品检测、环境监测、化工产品中适合的方法，使学生充分了解金属离子定量分析的科学方法和理论。

另外，将德育教育贯穿教学全过程，坚持立德树人，将课程思政融入教育教学全过程，实现思政与专业的交叉融合。在讲座中还可讨论学科发展过程中所涉及的社会道德责任问题、诚信问题和人才培养问题等，专家学者们的学术精神和治学态度也对学生学术修养和创新意识的提升具有重要意义。在分析化学的发展与方向一讲时，我们可以把老一辈化学家作为代表人物加以介绍， 有助于增强学生的民族自豪感，激发学生们报效祖国的爱国热情。也可以以史育人，让同学们学习科学家善于观察、勤于思考、勇于探索和敢于创新的学术精神，实现真正的教书育人。在“核酸生物探针及生物传感技术”以及“生物芯片技术及应用”讲座中，我们可以联系具体的生活实例和近年来的热点新闻，穿插素质教育和道德教育，比如介绍分析化学在抗击新冠感染疫情中发挥的重要作用——新冠病毒的核酸检测为诊断提供直接的证据。在疫情之初，我国的研究人员最先检出了新的病原体，并很快地确定了新冠病毒的核酸序列，并迅速地研发出多种应用新冠核酸检测的试剂盒。其中，由我国科技工作者共同设计开发和生产的一次可以检测包括新冠病毒在内的六种病毒的核酸试剂盒被批准了，这是基于微流控芯片技术的核酸檢测方法，大大提高了检测的效率等。

（二）  创新教学模式，实现培养目标

学科前言讲座这门课程不需要固定的教材，也没有固定的教师，我们邀请校内外有一定科研成果的专业教师和企业导师参与教学。传统课堂教育模式采用知识为导向，教师为教学主体，多采用灌输式传授知识，重结果轻过程，因此迫切需要将“教”与“学”统一起来。所以，在本课程中，我们会采用传统课堂教学、专题讲座、学生课堂研讨等多种教学模式相结合，师生成为整门课程共同的讲授主体（图2）。传统课堂教学占比较小，其优点为知识容量和课程难度适中，但趣味性低，学生参与度不高。专题讲座占比最大，其具有教学范围广、专业知识量大、教学内容新等特点，能够激发学生的学习兴趣，但是由于范围广不能保证每位同学都能进行课堂互动。因此，我们一定会留出部分时间进行学生研讨。这种模式学生参与度最高，在参与的过程中有利于培养学生自主探索、自主学习的能力，但会导致课时的知识容量较小。因此，我们结合多种教学模式，实现“以教为中心”到“以学为中心”、“知识传授”到“能力培养”两大转变，在知识传授、能力培养和价值塑造上达成满意的教育成效。

以学生为中心，有效运用多种教学法，让学生参与教学过程，提升学习效果。教学方法也多样，比如采用“项目导向式”教学方法，结合科研项目，以学生自主学习为中心，让学生带着问题去学习，引发学生思考，同学们为了解决问题将会查阅大量相关的文献，既可以培养其查询资料的能力，又可以培养独立自学的能力，充分发挥学生的主观能力性，满足卓越计划中对高素质人才培养的需要，让学生们从只懂得数据与信息的获取，上升到能够解决实际问题这一新高度[5-6]，课程虽然看似结束了，但真正的探索研究才刚刚开始。

（三）  强化理论教学，注重层层递进

在学科前言讲座课程中，虽然涉及很多研究热点，理论性强、难度大、基础要求高，但是在介绍结论与结果的同时，我们特别重视知识背后科学道理的解答。让同学们了解技术一步一步的进阶，那么当技术碰到某一个难题时，学生就知道该如何解决，真正实现学生创新能力、创新意识的培养。当然，也要避免大量灌输性地讲授学科前沿知识，一定要注重技术进阶的递进过程。分析化学中有一些知识点内涵丰富、很难一步到位，尤其是在涉及一些复杂的工程问题时，我们一般会根据知识结构的繁简和理解程度的难易，把包含在知识内的复杂内涵层层剥离，逐级式推进和激发学生的思维[7]。同时，通过知识的层层递进，不仅了解了学科前沿知识及研究热点，还会让同学们感叹到科技的发展之快，也明白了科技的发展归功于人类不断创新的学术精神，真正做到了教书育人。

（四）  优化教师队伍，注重以研促教

大学课堂应该是有含金量的课堂，是有启发性、有挑战性的课堂，课堂应该具备专业性、前沿性、启发性和趣味性。特别是在学科前言讲座课程中，需要教师要有扎实的专业功底和深厚的学科素养，科研能力强，教师不但要熟悉本学科研究领域的最新研究成果、发展方向与趋势，还要求授课老师在本学科领域有一定的研究成果，有科研做支撑，教学才会有“灵魂”。因此，提高教师团队的科研与教学能力，实现“科教融合”，是开展学科前言讲座课程教学的前提。以学生发展为中心，鼓励我们许多相关专业的教师与我们的学生一起组成团队申请项目、发表论文，进行学术研究与创新实践，从而达到培养较高创新能力、创新意识的高素质复合型人才。此外，每年邀请校外的分析化学领域科研水平较高、科研项目多的博士或教授来进行讲座，构建“双师型”教师队伍，促进本课程的顺利进行。

同时，通过开展校企合作人才培养模式，建立起校企资源共享、互利双赢的长效机制。鼓励教师到企事业单位进行锻炼以及与企业开展联合项目攻关，使学校教师掌握专业技能，提高实践能力；并邀请企业导师作为特聘教师，将学校传授的课堂知识与企业实践有机结合，真正地做到课程体系的实践性和应用性[8-9]。

（五）  改革考核机制，优化考核模式

考核评价是教学的重要环节，评价的结果是教师改进课堂教学的重要参考依据[10]。推广“注重过程考核”的考核机制，鼓励创新，避免“高分低能”现象。传统的考试模式不能完全反映课程教学效果和学生各阶段的学习效果，因此，课程考核应采用结构评分的方法，把过程评价与总结性评价相结合。

学科前言讲座课程考核包括平时成绩（占70%）和期末考试成绩（占30%）两个部分。根据本课程多人授课的特点，各位教师根据自己授课内容以及培养目标，科学地、系统地制订各个教学阶段的考核内容，记录平时成绩，并进行阶段效果评估。其中，平时成绩包括学生平时的创新活动，特别是创新成果，如PPT的制作、分组讨论、专利申请及竞赛获奖等纳入考核范围，这样才能较全面、较科学地评定学生的学习效果（图3）。

期末考试我们采用撰写文献综述和答辩的方式进行评定。学生根据讲座某一个内容，查阅有关的文献资料，深入分析该领域的研究进展以及涉及的某些实际问题的解决，自行拟定论文题目，撰写文献综述，并且进行5分钟的答辩。这样做，既提高了学生们分析问题、解决问题的能力，又提升学生文献阅读能力、 总结能力、独立思考能力和科研写作能力。同时，通过答辩环节，检验了学生临场应变能力及表达能力，为学生们顺利完成毕业论文工作或进一步学习深造奠定基础。

三  结束语

学科前言讲座是大学课程体系不可或缺的组成部分，是对学生专业发展的拓展和有效延伸，尤其是对卓越计划专业的学生是十分必要的，提高学生综合能力和社会竞争力的有效手段。通过学科前言讲座课程的教学，强化理论知识与实际应用的结合，既激发了学生们的学习兴趣，又提高了学生的实践能力和创新能力，是培养高素质复合型人才的重要途径。

参考文献：

[1] 马廷奇.高等教育改革试点与高等教育发展[J].大学（学术版），2012（2）：15-23，14.

[2] 王少怀，刘羽，黄培明.实施“卓越工程师教育培养计划”打造“双师型”教学团队[J].中国地质教育，2010（4）：63-65.

[3] 林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011（5）：1-9.

[4] 杜甫佑，阮贵华，张云，等.分析化學前沿讲座与大学生创新能力培养的探讨[J].广东化工，2011，38（5）：278-279.

[5] 翟秋阁.浅议分析化学前沿在教学中的运用[J].科技资讯，2012（7）：200.

[6] 王丹.药学专业现代仪器分析技术“教学做一体化”模式探讨[J].中国中医药现代远程教育，2013，11（24）：75-76.

[7] 陈宏旺.运用层次教学，培养学生的思维能力[J].玉溪师范学院学报，2004（8）：38.

[8] 刘慧，雷霆，李琼，等.生物医药应用型人才校企联合培养模式与实践[J].高校生物学教学研究（电子版），2014，4（2）：18-21.

[9] 傅昕，张何.基于“卓越工程师培养”的分析化学课程教学改革研究[J].广东化工，2014，41（6）：213-214.

[10] 李旭，张印杰，关丽.应用物理专业“学科前沿讲座”的课程教学及考试模式探讨[J].物理通报，2017（12）：25-26.