分子科學與工程本科專業建設的探索與實踐
——以青島科技大學為例

詹天榮，溫永紅，曹 瑋，高洪濤

(青島科技大學 化學與分子工程學院,山東 青島 266042)

化學與社會發展的各個方面密切相關，與生命、環境、能源、信息、地球等朝陽科學緊密相連，是交叉和滲透的中心學科。分子科學與工程專業是利用分子水平的理論和知識解決化學及相關的化工、能源、環境、材料等學科的問題，涉及國家亟待持續發展的綠色化學化工新產品、化學新能源轉換與儲存器件、節能環保材料與技術等諸多領域，注重闡明現象背后的本質機理，是一門重要的交叉學科。目前在全球面臨資源、能源、環境等嚴重問題的背景下，國家正經歷經濟轉型和工業結構調整，傳統工業面臨改造和轉型，基于分子水平的化學知識的中心地位更加突出。因此通過分子科學與工程本科專業培養新時代的復合型高科技人才，是解決資源和能源短缺、環境污染等問題的有效途徑和迫切需要。

2009年，教育部首次批準天津大學和南開大學聯合作為目錄外專業在全國率先設立分子科學與工程本科專業；2016年中北大學獲批開設該專業；2017年經教育部批準青島科技大學開設了分子科學與工程本科專業。多年來，青島科技大學借鑒國內外相關經驗，在化學相關本科專業建設上積累了豐富經驗，但結合現有專業建設的基礎和經驗，如何開展新開設的分子科學與工程專業仍需要縝密思考、不懈探索和反復實踐。

1 專業特色及培養目標的凝練和優化

“專業特色指某一專業所具有的獨特的、與眾不同的特點，尤指高等學校在專業建設過程中，在辦學理念、培養規格、人才培養質量、課程體系建設等方面凸顯的特色”[1]。為適應社會需要，高校新增本科專業必須具有一定的前瞻性，在知識和技能結構的設計上采取寬口徑、厚基礎、一專多能，并能適應市場對人才規格要求的變化，培養出能為企業、為社會和其他用人單位所接納的、具有發展能力的高成長性復合型人才。綜合以上兩點，我校的分子科學與工程專業具有以下。

(1) 依托優勢，特色發展。我校在多年辦學過程中形成了以化學、材料科學與工程、化學工程與技術等為代表的多個優勢特色學科群，其中化學、材料科學、工程學等三個學科進入了全球ESI學科排名前1%，入選山東省重點建設的“一流學科”行列。分子科學與工程專業是化學、化工、材料、能源科學與工程等領域的前沿交叉學科，它的開展可結合我校化學化工等特色優勢學科群，在我校應用化學國家級特色專業的優勢課程基礎上，利用現有教師資源與教學資源對分子科學與工程專業的培養計劃進行修訂，將化學化工、能源、環境的技術與機理并重，將本專業定位為培養能基于分子水平解決化學化工、能源、環境等領域問題的全方位人才，辦出專業特色。

(2) 課程體系設置創新，淡化應用化學專業的影響。將分子科學與工程專業方向細分為精細化學化工、能源化學兩個大模塊，在選課時引導學生進行分模塊課程選擇，讓學生在畢業時就可以成為具備基礎知識且精通一個方向(化學化工或能源化學) 的專業人才。

①學科專業基礎平臺課程：參考教育部分子科學與工程專業教學新規范，適度增加了專業基礎課總量，新增了綠色化學、催化化學、固態化學、化工安全與環保等課程，從而為后續課程開設奠定理論基礎。

②專業方向課程：參考國內外高校的專業設置和就業方向，將本專業方向細分為化學化工和能源化學兩個大模塊，在選課時引導學生進行分模塊課程選擇。

通過新大綱的改革，形成以下幾大模塊。

分子科學與工程基礎類：無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、結構化學、固態化學、催化化學。

化學化工類課程：綠色化學、綠色化學工藝學、化工原理、精細化學品化學、工業分析與分離。

能源化學類課程：能源化學、新能源材料與應用、儲能原理與技術、納米催化技術、可再生能源利用與技術。

基于以上特色，分子科學與工程專業的建設目標是培養適應國家和人力資源強國建設需要，滿足社會對復合型、創新型人才的需求，按照“突出優勢、強化特色、鼓勵交叉、適應需求”的思路，基于我校化學“雙一流”學科的平臺基礎，突出從分子水平解決在綠色化學化工、新能源、環境保護等領域的化學基本問題，遵循厚基礎、重交叉、強前沿的原則制定專業人才培養方案，采用研討式教學，注重創新實踐能力，培養能從事化學化工、能源及環境相關領域精英型專業人才[2]。

2 專業建設平臺完善和教學課程體系優化

本專業建設平臺分為通識教育平臺、學科專業基礎平臺課程、專業(方向) 模塊課程和實踐環節四大模塊。學生主要學習化學化工、化學工藝學、材料學、能源化學、能源工程、環境保護與安全工程的基本知識，受到化學化工、能源化學、環境保護研究等方面的基本訓練，要求學生具有從事化學化工、能源及環境相關領域教學、科研、管理工作的基本能力。

課程體系的基本框架如下:

(1) 專業基礎必修課程

無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、綠色化學、催化化學、無機材料化學、固態化學、能源化學、化工安全與環保。

(2) 專業方向必修課程

結構化學、材料化學測試方法、化工原理B、綠色化學工藝學、有機合成化學A、環境化學、新能源材料與應用、儲能原理與技術、納米催化技術。

(3) 專業方向選修課程

電工電子學C、概率論與數理統計、現代電化學、化學信息學、工業催化、現代功能材料化學、精細化學品化學、波譜分析B、工業分析與分離、可再生能源利用與技術。

在以上專業建設平臺和課程體系基礎上，按照校內開放、校外共享的思路，逐步建成基本覆蓋學科核心課程、專業核心課程和專業特色課程的網絡數字資源，發揮其在學生學習中的導學、助學和促學作用。由于教育質量的動態性特征，專業建設過程中，在保持學科優勢的前提下，及時對專業建設平臺和課程體系、專業發展目標與定位、人才培養規格進行調整，以提高本專業對社會發展和高等教育發展規律的適應能力[3]。

3 加強師資隊伍和教學團隊建設

教師是人才培養過程中的實踐者和執行者，對學生有著言傳身教的影響作用。高水平的師資隊伍是提升教學質量和加強專業建設的重要保障。因此，師資隊伍建設是專業建設的重要內容和根本任務，也是專業長期健康發展的有力保證。對于新上本科專業，雖然有相關專業作為支撐，但辦學基礎相對薄弱，特別是師資隊伍的年齡結構、學歷結構、職稱結構、專業結構、學員結構等都有待調整優化。

(1) 引進。制定系列引進高層次人才的優惠政策，引進省級乃至國家級的學科帶頭人或者返聘退休的高層次人才，優化教師隊伍的結構，增強師資力量。

(2) 培養。建立系列獎勵激勵制度，充分挖掘現有教師隊伍的潛力，加強“雙師雙能型”教師的培養。采取“一對一”幫扶培養，聽課、評課、觀摩課，選派優秀中青年教師訪學交流、到企業掛職鍛煉等措施，著力培養一批具有開拓精神和創新能力的學科帶頭人、教學名師和教學團隊。逐步完善教師的“準入、晉升與退出”機制，培養高水平師資隊伍。

(3) 聘請。通過“聘請”的方式，增強師資力量，與相關科研院所及地方企業單位合作，聯合打造能力強、技術過硬、專兼職相結合的師資隊伍。

(4) 加強專業負責人、課程負責人及骨干教師隊伍建設，建立完善的獎懲制度，進一步明確其權利和義務，以激發教師積極向上的熱情。

5 加強教學方法和手段創新，深化教學改革

要牢固樹立本科教學過程中以學生的學為中心的理念。改變以教師為主、理論教學為主的傳統課堂授課方式，嘗試創新型的行動導向教學模式，逐步實現以教引導、以學為主；課內課外相結合、過程與結果并重的教學新模式。

依托校內外教學資源，利用基于實際應用的項目教學、案例教學和虛擬現實技術，采取多媒體網絡教學與企業現場教學結合的教學手段，積極推動傳統教學方法和手段的改革。教學方法上，采取小班授課，以啟發式、引導式、互動式等教學按“英才班”模式培養。上課時教師要結合基本知識深入分析問題的提出、解決和結論的關聯性，逐漸培養學生提出問題、分析問題、解決問題和科學歸納的能力。引導學生樹立“能提問題提好問題”的信心，加深知識的掌握，培養學生利用所學知識解決實際問題的能力。在教學手段上，將多媒體動畫教學與傳統理論板書相結合，仿真教學與實物教學相結合，增加了師生互動；同時要加強網絡課程開發和建設(如精品課程和網絡在線課程)，真正實現線上線下的組合式教學模式，提高教學效率和教學效果[4]。

4 結語

為了培養適應新時代要求的專業人才，我們從專業特色凝練及培養目標的定位、專業教學平臺及課程體系建設、師資隊伍和教學方法改革等方面進行了分子科學與工程專業建設的探索和實踐，通過建設質量保證體系和優化人才培養模式，保證人才培養的質量。