新工科背景下探索应用化学人才培养模式*

毛 莉，王伟佳，游瑞云，林清强，李敏玲，卢玉栋**

(1.福建师范大学 化学与材料学院，福建 福州 350007；2.福建师范大学 生命科学学院，福建 福州 350007)

前言

教育部为主动应对新一轮科技革命和产业变革，更好的支撑服务创新驱动发展，以及实现“中国制造2025”“一带一路”等一系列国家战略，于2017年2月以来，积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识” “天大行动”和“北京指南”，并发布《关于开展新工科研究与实践的通知》文件，全力探索可领跑全球工程教育的中国模式和中国经验。以此助力中国的高等教育强国建设，加快工程教育改革，培养创新工程人才，主动承担起新机遇和新挑战，从而不断提高我国的国际地位[1-2]。这一系列举措的背后彰显了我国当前的现代化进程中所面临的应用人才不足、技术型人才缺乏等中国制造2025面临的重大挑战。

“应用化学”作为化学(理)和化工(工)之间的桥梁，是一门理论与实践结合紧密的应用性学科[1]，它的专业涉足广泛，面向新材料、食品安全、环境保护、仪器分析等多个行业。“新工科”主要指新兴产业，首先针对的是新兴产业的专业，如人工智能、机器人、云计算等，也包括传统工科专业的升级改造。相较于传统的工科培养，其更注重培养实践和创新人才以及在生产技术上，可引领未来技术发展和推进国家建设的人才。目前，我国高端化学品制造、环境保护、食品安全、药品研制等领域的产业链亟待升级，迫切需要拥有化学、化工等学科综合知识的高素质应用型人才。为了在未来实现我国产业大规模转型升级，打开“中国创造”的新局面，在国际标准领域中掌握话语权等战略目标，培养化学分析、仪器分析、检验检测等应用化学专业相关的人才将是高等教育的重中之重。

在当前的新工科建设中，地方高校都存在培养人才与企业人才需求差异较大、教学内容与前沿技术发展存在差距、理论与实践的教学模式不灵活、学生的创新与实践能力拓展不足等共性问题[3]。因此，积极探索高校应用化学人才培养的新模式具有重要意义。

1 四位一体实施人才培养探索与实践

福建师范大学积极响应国家的号召，主动采取一系列措施来应对新一轮工科改革浪潮。学校通过以产业需求建设专业，构建应用化学专业新结构；以技术发展定内容，更新应用化学专业知识；以校内外资源创条件，打造应用化学教学新环境；以学生志趣变方法，创新应用化学教育方式，四位一体来探索新的应用化学人才培养模式，并取得了相应的教学成果。

1.1 以产业需求构建专业结构

专业作为高等教育的根本和载体，在新工科背景下该如何构建专业结构，如何实施专业建设，进而重构人才培养模式，这关乎新工科改革的成效。在当今大数据时代，科技日新月异，时代在飞速进步发展，传统工科专业的高校教学需紧跟时代的脚步做出调整。应用化学专业是一门理论与实践结合紧密的学科，主要研究如何将化学最新的科研成果迅速转化为实用产品，可以说深刻影响着社会生活的方方面面，与人类生活有着密切的联系。高校应用化学专业建设应积极响应国家的号召，全面调整构建专业新结构，根据产业需求建立应用化学专业人才培养方案。目前产教融合的问题主要体现在在高校与企业之间的合作通常以高校为主导，企业除提供资金和实践场所外，参与度不高，校企合作不够深入，产学研脱节[4-5]。双方要明确产教融合不是口号，不应走形式，应当踏实落实。

首先，从产业实际需求出发。高校应着眼于企业发展，主动适应新技术、新产业、新经济的发展，根据产业需求来多方面全方位的构建专业新结构，利用专业人才优势切实为企业解难，为企业解决实际生产研发和技术问题，提升产业经济效益。其次，企业参与指导专业构建。企业除资金投入外，还应利用自身发展的经验和对应用型人才的需求，参与指导专业构建，不断推进专业培养目标与企业人才需求的深度融合。企业需明白产业之争也是人才之争，企业应从自身定位和对人才的需求，积极参与到项目建设中来，提出建设性意见，加快创新型与应用型人才的培养[6]。以产业发展需求和深化应用化学学科建设为出发点，校企共同培育应用化学创新人才，既为产业发展提供知识技术型人才又推动了高校学科建设，最终实现企业、高校、教师、学生共同发展。

学校于2015年与福建胜华农科技发展公司签约，双方合力建设了校企合作实践教学基地，合作项目主要为油茶的研究和其成分的利用，双方分别成立了工作小组，建立了有效的沟通机制。在项目合作的过程中，企业出于自身对于应用化学人才的需求，对人才培养提出新的建设性意见，不断完善应用化学人才培养方案；教师基于项目对学生开展实践教学，师生共同努力克服技术难题，双方实现共赢。根据项目成果，师生申请了23件国家专利，创建了“福师美”“思璞本草”等化妆品牌，学生申请大学生创新创业项目13项。

1.2 以技术发展更新专业知识

应用化学专业的内容涉及医药、农药、表面活性剂等精细化学品的合成工艺和工程技术、食品药品安全检测技术、表征及其应用技术、纳米技术等现代高新技术。新工科背景下，国家、社会和企业对应用化学专业提出了新要求：食品、药品和化学品要走向高端走向精细、化工产业要更加注重绿色环保。当前，部分地方高校应用化学专业的教学不管是理论基础课，还是实验课内容，都出现与生产实际脱钩的现象，陈旧落后的知识体系无法支撑现有的技术创新，实验教学内容也落后于该领域发展的最新成果，高校应用化学专业的教学内容应当紧跟时代发展做出修改。

企业除提供资金、场地支持外，应该主动参与课堂建设中，与高校合力培养应用化学人才(如图1)。首先，高校将教学和企业实践有机结合，充分利用二者资源来构建课程教学内容，利于学生将理论与最新研究成果做到有机结合；其次，企业深度参与人才培养的全过程。企业将行业当前发展的最新成果引入课堂教学内容中，使教学内容更加贴合实际发展，更加具体形象，利于培养应用型化学人才。此举不仅解决企业内部优质人才紧缺问题，也实现了以产带教、以教促产的发展目标；最后，以解决实际问题为主构建课程内容。高校立足于行业需求和生产实际所涉及的技术和应用来优化应用化学专业结构，以解决化工产业生产实际问题为目标，构建应用化学专业课程新内容，不断更新学生的知识体系，同时鼓励教师将自己的科研项目及科研成果引入教学内容，引导学生参与其中，主动探索新知识，走在学科发展的前沿。

福建胜华农业科技发展有限公司是专门从事油茶种植、加工以及山茶油生态循环综合利用的科技型企业，学校的21位专家在此成立了专家工作站，公司也为学校提供了教学实践基地。高校教师立足于公司的发展需求，提供新的技术指导，为公司争取更高的收益；公司也为学校教学提供实践基地，让学生更直观感受到技术创新带来的优势。同时，教师将创新的技术内容引入课堂教学，与所教知识有效结合，不断更新完善学生的知识体系。2006年该公司与学校、福建省林业科学研究院等高校合作共同研发“冷制取不含反式脂肪酸食用山茶油”核心技术，该技术目前属国内首创，科技含量高，在国际上属于领先地位。公司与学校建立了产学研示范基地，同时申报了包括“一种油脂精炼生产装置”在内的6项实用新型专利(已授权4项)、2项发明专利，并成功注册“三状元”山茶油商标。

图1 企业、高校合力构建课程体系

1.3 校内外资源结合构建教学环境

随着现代社会发展的不断变革，社会发展呈现出复杂化与多元化特征，逐渐形成了由多层创新体系纵向交互、多个组织或部门横向协同所构建的创新生态环境。产教融合不仅要深度对接化工产业需求和高校应用化学专业设置，同时也要充分利用企业平台和高校教学条件，内外结合，构建应用化学教学创新教学的新环境。目前，高校创新教学现状是教师虽能把握好创新创业的新方向，但缺乏一定的创新研发能力和行业经历；学生仅能通过一些创新大赛项目来提升自己的水平，但缺乏一定的平台进一步去拓展专业能力，实验平台欠缺和师资力量薄弱是当前阻碍高校学生创新能力发展的关键问题[7]。

首先，教师应走进企业学习，扩充教学经验。高校要支持教师走进企业，去了解新工艺、新技术、新标准，参与到产品研发和项目推广中，最终学会整合优势资源并将其融入到创新课堂教学中，使教学内容更贴合生产实际，利于学生创新能力的发展[8]；其次，校企协作搭建多层次学生实践平台。企业提供给教师解决产业难题所需的人力、物力、财力等，完善科研教学条件，与学校合力搭建多层次学生实践平台，校内校外实训基地相结合，引导应化专业的学生利用所学基础化学实验知识和技能，学以致用去解决企业实际生产环节中可能会遇见的问题，此举可增强学生毕业后在相关工作领域的核心竞争力。佳木斯大学2012年开始招收“环境科学”本科生，依托产学研协同创新的人才培养模式，在实践中取得了一定成果，提升了学生进入社会后解决实际问题的能力，学生就业率每年均在80%以上[9]；最后，促进形成学术交流圈，开展多层次交流。以地区高校为辐射圈，立足于当地化工产业发展进行学术交流，形成高校应用化学学术交流圈。校企共同体通过资源共享、师资互聘、产学研统筹等方式，不断交流融合最新发展成果，实现科技研发、人才培养、学术交流、学生实习与就业等方面的广泛合作，实现学校和企业之间的师资、设备、技术、市场等要素资源的充分共享和优势互补。

学校与福州仁量生物制品有限公司、福州汉佰康生物科技有限公司、福州英荷日用化学品有限公司等多家公司建立良好的合作关系。公司为学校的本科生提供了见习机会，见习内容涉及保健品、化妆品、人体体液医疗诊断等多个方面。校内外资源相互融合，为学生提供了新的学习环境，极大的拓宽学生的视野，横跨化学领域的多个行业给予学生多样的未来发展方向指导。

1.4 以学生志趣为主创新教育方式

在新工科和产教融合的双重背景下，不仅需要知识技术型人才还需要创新型技术人才。目前，我国已制定了建设创新型国家的战略目标和总体部署，为了实现这一宏伟目标，迫切需要大量创新型人才。新工科背景下要求高校、企业、教师、学生四者之间融合协调才能培养出创新型人才。应用化学专业作为一门实用型的学科，以教师为主导的教育模式显然已不符合学科发展的需求。高校作为社会培养创新人才的第一阵地，对应用化学人才的培养模式，应勇于摸索，大胆实践，努力将创新教育和培养创新型人才有机结合。

1)以学生兴趣为主，引导学生参与创新过程

高校以学生为主，以学生志趣为导向，形成课程—学生—教师双向选择的选课模式。应用化学是一门多学科交叉融合、实践性强的学科，教师除教授学科知识外还应引导学生基于应用化学专业进行多学科汇融，引导学生以兴趣为主多方位了解本专业的内涵，引导学生用长远发展的眼光看待本专业的发展。产教融合创新不只是企业与教师间的协调融合，更是企业所需的技术创新与教师学生合作创新的协调融合，其中最为关键的是让学生参与到创新过程，从而提高学生的创新能力。在今后的教学中，教师要积极引导学生参与课题研究，以产业的发展需求为导向，以解决产业实际问题为目标，形成浓厚的应用化学专业创新氛围，激发学生专业创新意识，培养学生对专业的浓厚兴趣，养成严谨的科学研究态度。

2)变公共创新教育课为相关专业的创新教育课

目前高校开设的创新教育课程没有针对性，课堂内容空泛不够具体，学生无法将其与自身所学的专业知识相结合，因而对学生的吸引力不强，而且教学通常是以教师为主导，未能很好的激发学生自身的创新精神[10]。应转变公共创新课为应用化学专业创新课，开设内容可选用近年来与应用化学专业相关的创新创业教育知识，由专业导师授课并融入实验教学。基于专业导师的产学研项目，产业可为学生提供实验平台和参观点，产学研深度融合来最大程度的拓宽学生的知识面，引导学生利用所学知识去创新解决企业难题，不断提高其立足于应用化学专业的创新能力。

3)聘请企业专业人员，参与教学活动

高校企业资源共享，校企协同育人。高校可聘请企业工程师为学生开创设计思维课程，与学校教师传授的基础理论课程二者相互配合，协同授课。企业工程师也可参与学生学科竞赛以及毕业设计指导，以培养创新人才去解决产业研发瓶颈以及技术障碍为创新突破口，引导学生用所学知识去解决实际问题，加强其对本专业的认可度，提升其专业创新实践能力，产教深度融合共同培育新工科背景下创新型应用化学人才[11]。

4)构建多元化评价方式，保障人才培养质量

产教融合项目得以持续开展进行，合理的评价是重要的保障和环节，但却得不到应有的重视。对103个产教融合典型案例展开研究的结果表明，仅44.7%的项目开展了评价环节[12]。开展以学生学习效果为中心的教学实证性研究，分析教学行为、活动与学生能力之间的关联，从而形成学生实践能力评价新体系，既保障创新型人才培养质量，又保障了产学研合作项目得以顺利推进和深度融合。

兴趣是最好的老师，学校安排学生去日用品制备的公司见习，观看日用品的制备流程，例如牙膏、香水、沐浴露等，教师将学生所学所见结合讲解，将企业面临的创新问题和技术瓶颈与学生一起探讨，引导学生运用所学知识去解决企业难题。公司安排企业工程师参与见习活动中来，为学生全面讲解流程细节，与学生探讨职业感受，让学生对自己未来发展方向更加明确。有的学生一毕业就参加工作，现在已担任公司高管；有的学生选择继续深造来提升自身能力，不少学生被厦门大学、福州大学等高等院校录取。

2 近年来应用化学专业的培养成果

在项目成果上，学校重视产学研合作项目的发展，支持教师创新项目开展，进而不断带动学生参与其中，提升学生的综合能力。学校产教融合的典型案例《基于油茶循环产业链构建的应用化学专业人才培养》(该案例认定为2019年教育部“校企合作双百计划”典型案例，1100多项中只有74项入选，为我校唯一入选案例)。该项目解决了高纯度茶皂素生产、水溶性茶油等企业技术难题3项，并利用相关成果参加“挑战杯”等竞赛，获国家级铜奖、省级金奖等优异成绩，申请国家专利20多项，创建公司3家；创立了“福师美” “思璞本草”等品牌；《油茶籽综合利用关键技术及高附加值产品产业化》成果还获得了2017年福建省科技进步三等奖。

在学生毕业情况上，学生无论是择业还是继续深造，选择的空间都很广阔。学校2018～2020三年来，应用化学专业学生的升学率和就业率如表1所示。选择继续深造，有不少学生被厦门大学、南开大学、北京理工大学、 华南理工大学、 武汉大学、 美国韦恩州立大学、 上海科技大学以及中国科学院物质结构研究所录取；选择就业，主要从事精细化学品、 应用电化学与应用催化以及与应用化学相关的如消防、 环保、 环境和食品药品检测等行业的技术与管理工作，就业单位有中化泉州石化有限公司、福建南平南孚电池有限公司、嘉兴市卓越交通建设检测有限公司等。学院在过往已有的成就上继续稳扎稳打，2022年学院整体就业率为95.4%，各专业就业情况如表2所示，其中应用化学专业的就业率达到了100%，位居学院第一。学校大力促进产学研项目发展的做法受到社会、家长的充分认可和学生的广泛好评。

表1 2018～2020年应用化学专业学生升学率和就业率

表2 各专业就业率

3 结语

应用化学专业人才是掌握化学、化学工程等基础理论，具有化学分析、仪器分析、检验检测等能力的专业人才。在新工科背景下，高校对应用化学专业人才的培养应多层次，多方面的做出与时代接轨的改变，结合专业特点，凝练专业方向，有的放矢的调整教学内容，通过一系列教学改革，不断拓展专业知识面，积极探索专业发展新方向，从而提升学生的专业素养和创新能力。依托产教融合与协调创新，校企协同育人，努力把应用化学专业建设成适应社会发展、彰显“新工科”理念、体现学科交叉融合、突出创新人才培养特色的专业。