遼寧大學應用化學專業省一流本科課程《創新思維訓練》的教學實踐與成效

單煒軍 王月嬌 于海彪 馮小庚 高 婧 熊 英

（遼寧大學化學院 遼寧·沈陽 110036）

國務院在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》中強調指出充分發揮教育在創新人才培養中的重要作用，加強科學創新與人才培養的有機結合，鼓勵本科生投入科研工作，在創新實踐中培養他們的探索興趣和科學精神[1]。

在這一背景下，“互聯網+”“微瑞杯”等國家以及省級的創新創業大賽和創新設計競賽應運而生，旨在引導大學生主動探索知識前沿，激發其創新思維[2-3]。遼寧大學作為遼寧省一流大學重點建設高校，非常重視以本科生對新知識探索為出發點的基礎科學研究與改革。在國家大力推廣創新創業教育貫穿大學生整個專業教育的背景下[4]，遼寧大學化學院新增一門社會實踐課程《創新思維訓練》，以“互聯網+創新創業大賽”為窗口，將雙創教育融入人才培養全過程，以社會價值為驅動，扎根祖國大地助力鄉村振興。這種既有課堂教學也有課外實訓競賽，既有模式改革也有方法創新的實踐教學模式，就是要培養大二學生用所了解的前沿新知識、新理論和新方法，結合以往學習中掌握的化學基礎知識、基本理論和基本技能，來提高實踐能力、分析和解決問題的能力、創新能力和批判性思維能力。

1 《創新思維訓練》課程教學設計案例

1.1 融合思政教育的問題意識培養

2020年6月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》中明確要求全面推進高校課程思政建設，深度挖掘高校各學科門類專業課程蘊含的思想政治教育資源，使顯性教育與隱性教育形成協同效應[5-6]。

為推進課程思政建設，《創新思維訓練》充分利用單煒軍教授駐村工作的優勢，帶領學生到遼寧省岫巖縣牧牛鎮的香菇大棚，以及廢棄蘑菇棒處置處進行調研，考察當前廢棄蘑菇棒的處理過程，使學生產生情感認同，了解課程意義之所在，讓學生體會到我們的研究是有價值的，符合國家綠水青山的生態發展理念。即使在2020年疫情肆虐全國，本團隊仍舊采用騰訊會議的形式，帶領學生感受一次線上實踐（圖1）。課上，單煒軍教授在香菇大棚里娓娓道來與香菇有關的三個瓶頸問題，從香菇的營養價值到抗衰老的香菇多糖的高純提取，而該技術一直被日本壟斷；從種植技術到一級菌種的培養難關；從生長完六個周期的廢棄蘑菇棒因燃值低、灰分大該如何處理，到本課題組的現有技術來促進其實現碳循環。整個教學環節，不但引導學生要有時代的緊迫感和責任感，又將環保意識和愛國情懷點滴融合，使學生在受到激勵和鼓舞后，格外熱情飽滿的完成后續課程。

圖1：融合思政教育的課堂教學

1.2 科教融合[7-8]掌握生物質改性的方法和關鍵技術

習近平總書記強調，十四五期間，要持之以恒加強基礎研究。鼓勵聚焦基礎學科和前沿探索，重構基礎研究體系，改革基礎研究項目設立模式[9]。具有豐富的生物質功能材料研發經驗的熊英教授，為學生講授廢棄生物質“變廢為寶”的設計思路及應用價值（圖2）。熊英教授先從袁隆平先生如何解決好中國飯碗問題講起，到農林廢棄物的重要科學價值，再到她破解飛機發動機所需錸材料分離中的“卡脖子”問題，以風趣的語言和貼近生活的教學內容，進行一場創新思維培養及構筑綠色功能材料的講座，以綜合治污與廢棄物循環利用的“沉浸式”教育，提高學生的科學文化素養，激發科學研究熱情，增強創新意識，全方位培養服務地方經濟的人才。

圖2：教授講座

1.3 實驗實踐教學創造價值

“知之愈明，則行之愈篤；行之愈篤，則知之益明”，對于化學學科而言，實驗技能的獲得，觀察與動手能力的培養，都需要以實驗實踐為先。學生通過查閱文獻，寫一份廢棄蘑菇棒改性的《研究計劃書》，并制作PPT進行演講。實驗指導教師團隊對學生感興趣的實驗方案進行個性化指導的同時，需對學生進行安全教育，以避免實驗安全事故的發生。之后學生通過實驗驗證想法可行性，并制備出成品，再用化學軟件處理實驗數據，書寫實訓報告，最后以項目路演的形式展示自己的產品。在整個實踐過程，以中國菜譜式教學（鹽少許、油適量、蔥花若干）以及“我能解決什么問題”的導向，引導學生積極主動找到創造價值的思維和方法，擴大學生視野的同時，培養其獨立的科學研究能力及創新意識（圖3）。

圖3：課程框架

2 教學實踐成果

2.1 教育教學與科學研究并進

學生通過自己的努力，獲得了一定的產品。例如，學生自行設計了“由氨基離子液體修飾的3D蘑菇棒氣凝膠，用于對水環境中放射性核元素锝的選擇性分離和富集”（圖4）。該產品不僅能夠快速高效的選擇性吸附金屬锝離子，并且產品具有塊狀易攜帶、易回收的優點。該技術不僅是對廢棄蘑菇棒資源的高價值利用，而且在使用過程不會產生二次污染。通過這種創新思維訓練的方式，提高了學生的科研興趣，培養了學生的科研創新能力，激發了學生對應用化學專業的認同感與自豪感。通過科研進課堂，形成了教學科研相互促進、相互滋養和相互支撐的良好關系，充分發揮了科研反哺教學在化學創新人才培養中的積極作用。

圖4：學生成果展示

2.2 校地合作[10]，校內校外協同發展

在對這一課題的研究過程中，遼寧大學駐牧牛鎮教授工作站正式揭牌成立，“遼寧大學與牧牛鎮合作研究廢棄蘑菇棒的處置及再利用”項目，被列入擬定開展的重點合作項目之一（圖5）。該項目的進行充分體現出，發揮高?？蒲辛α康膬瀯?，促進產學研成果在農業生產一線迅速轉化，用新鮮的知識促進農業產業的良序發展，從而提高貧困地區的財政和居民收入，助力鄉村振興。

圖5：校地合作揭牌儀式

2.3 以賽促教[11]，探索素質教育新途徑

參與的學生們選擇基于蘑菇棒改性，用于廢水治理的產品，參與了“互聯網+”大學生創新創業大賽，同時也符合“青年紅色筑夢之旅”的主旋律，目前，這一創新創業教育成果經過激烈的競爭，已獲得“建行杯”第六屆遼寧省“互聯網+”大學生創新創業大賽：主賽道銀獎，以及遼寧大學校賽一等獎的好成績（圖6）。這些都充分證明《創新思維訓練》這一課程，能夠加快培養創新型人才，激發學生的創新創業熱情。在課程學習的同時，讓化學專業的學生形成尊重自然、愛護自然的綠色價值觀念，讓天藍、地綠、水清深入人心，形成深刻的人文情懷。

圖6：學生獲獎情況

2.4 反哺教學，打造省一流課程[12]

基于“互聯網+雙創大賽”背景下，以“廢棄蘑菇棒的處置及再利用”為課題，通過建設專業指導教師隊伍，采用教學內容項目化、課堂學生中心化、教學目標成果化的方式探索《創新思維訓練-互聯網+》課程的教學形式。既符合習近平總書記所提倡的“構建全社會共同參與的環境治理體系，讓生態環保思想成為社會生活中的主流文化”的理念，又有利于培養創新型可服務于地方經濟的新時代人才，2020年已被評為“遼寧省社會實踐一流本科課程”。

3 改進方向

3.1 堅持創新，挖掘潛能

在教育全過程中，仍舊需要不斷喚醒學生的創新創業潛能，切實培養出學生的創新創業能力?！皢栴}解決式”《創新思維訓練》不光要挖掘創新創業過程中的難點痛點，也要有好的解決方案，結合科研成果優勢，更新教學理念，這樣才有利于引導學生面對真實問題積極主動找到創造價值的思維和方法。

3.2 以市場需求為導向，教學目標成果化

基于“互聯網＋”創新創業項目而構建的《創新思維訓練》課程體系，就是要為新技術、新經濟、新產業服務，以支撐國家創新創業發展。因此，在創新創業教育中，要更多地請企業走入課堂，更好地了解企業需求，讓學生學會用企業的語言去表達自己項目的優勢和亮點，從而讓市場聽懂大學生的創業項目，才能將培養的成果與目標密合對接，構建服務于地方經濟的“成果導向”的人才培養模式[13]。這樣在課程結束，學生能夠取得一定的成果，既增加學生的參與度和積極性，又提高學生參與的興趣和成就感。

4 結語

《創新思維訓練》課程正是以“互聯網＋”創新創業項目為落腳點，注重培養學生創新創業的邏輯思維：當我們發現了一個真實問題，然后我們尋找解決這個問題的技術，最后我們探索將技術轉化成產品。以創新為驅動，以行動為導向，強調理論與實踐相結合，激發學生的潛在創新實踐能力，鼓勵學生將所學知識應用到實踐中，提高學生的創新實踐能力和行業競爭力等。

總之，以賽促教、科教融合、以賽促改的教學實踐，厚植了愛國情懷與環保意識，培養了科學文化素養、增強了實驗實踐能力，激活了創新的思維方法，取得了較好的教學效果。