以應用能力培養為導向化學化工實踐教學改革*

高亞輝，李 娟，王 芳，張 攔，孫玉宇，苗亞磊，尹國杰

(洛陽理工學院環境工程與化學學院，河南 洛陽 471023)

2019年教育部《關于實施一流本科專業建設“雙萬計劃”的通知》明確提出 “在不同類型的普通本科高校建設一流本科專業，鼓勵分類發展、特色發展，鼓勵支持高校在服務國家和區域經濟社會發展中建設一流本科專業”[1]，這是在新時代新形勢下貫徹習近平總書記重要講話精神、落實立德樹人根本任務、實現高等教育內涵式發展的重要舉措和落腳點。洛陽理工學院作為一所地方型全日制普通本科地方院校，長期堅持“行業性、地方性、應用型”(即“兩性一型”)的辦學定位，對接行業企業需求、服務區域經濟社會發展，注重“實基礎、強能力、高素質”的人才培養目標導向。依據高校教學指導委員會制訂的“普通高等院校本科專業類教學質量國家標準”，規定的應用化學專業畢業生的基礎知識和專業技能要求，同時，結合“根據學校類型層次、辦學定位和學生未來與就業發展，構建特色、多樣人才培養模式”[2]。應用化學專業遵循“理” “工”相結合，以分析測試和精細化工為專業建設方向，圍繞洛陽產業結構調整及“755”現代產業體系發展，制定了培養具有良好的政治理論素質和思想道德素質，德智體美勞全面發展，掌握應用化學的基礎知識、基本理論，具備分析檢測及精細品化工領域的專業技能，能夠在相關企事業單位從事產品分析與檢驗、質量控制與管理、精細品合成、技術研發與工藝設計、運營管理及科學研究等工作，社會責任感強、基礎理論扎實、具有較強實踐能力和創新意識的應用型人才目標。其中，實踐教學和專業實驗能力是應用化學專業畢業生從事專業技術工作的崗位基礎，具有舉足輕重的作用。經過近幾年的探索和實踐，應用化學專業在創新實踐教學改革中始終貫徹以學生為中心、產出為導向、持續改進的理念，構建以培養學生應用能力為導向的多層次實踐教學體系，通過推行本科生科研助理，組織和參加專業學科競賽、大學生挑戰杯、互聯網+、創新創業大賽等活動，加強校內外實習、實訓基地建設，提升“雙師型”師資比例等一系列創新實踐教學改革舉措，以適應一流專業建設的需要，實現高素質應用型人才培養的目標。

1 以學生為中心，構建以應用能力培養為導向的多層次的實踐教學體系

應用化學專業在培養方案制定過程中，圍繞以“學生為中心，產出為導向”，充分考慮了當前經濟社會和行業發展對專業人才知識、能力、素質等方面提出的新要求，主動對接產業轉型高質量發展升級過程，持續優化提升，以增強所培養人才的社會適應性[3-6]。按照“反向設計、正向實施”路徑，新修訂的應用化學專業人才培養方案，明晰了專業知識要求和專業能力構成，構建了“基礎化學實驗→專業課程實驗→綜合性實驗→校內實訓→校外實習”逐步發展、層次遞進的、全員參與的實踐教學模式，并通過調整實驗項目提高三性實驗項目的比例(設計性8.26%、綜合性20.54%、創新性3.57%)，不斷加強學生專業實踐能力的培養。在此基礎上，還增加了儀器分析、工業分析及有機合成等課程的綜合實驗，并結合校內化工實訓平臺，增加了化學工程實訓環節，使實踐教學環節的學分比例(含課內實驗學分)由27.3%(2016版培養方案)提高至32.9%(2019版培養方案)。同時，還增設了1學分的“創新實踐”必修環節，引導學生參加科技創新、學科競賽、創業實踐、社會實踐等活動，并取得創新成果。通過實驗、工程實訓和創新實踐，強化學生的實驗技能，培養學生的工程意識，提高學生的創新和應用能力[7]。

2 以應用能力培養為導向的創新實踐教學改革舉措及成效

2.1 推行本科生科研助理制，科教融合，推進科研創新實踐育人

洛陽理工學院緊緊圍繞“為建材行業轉型升級服務、為洛陽經濟社會發展服務”的發展目標，著力提升科學研究、社會服務與創新的能力和水平，以高水平科學研究支撐高質量人才培養。應用化學專業教師積極投身科學研究，注重科教融合、相互促進。從2018年開始在大二、大三的本科生中推行科研助理活動，鼓勵學生參與教師的科研項目，協助專業教師完成科研任務。科研助理采取“雙向選擇”方式選拔確定，即先由當年承擔科研任務的教師申報計劃進行崗位招募，學生自愿報名，再通過面試選拔，擇優錄取。學生科研助理的培養期限為1～2年，期間對學生的日常表現、能力提升、成果產出情況等進行考核。對擔任科研助理期滿且經考核合格的學生，學院頒發學生科研助理證書，授予創新創業教育學分。

為提升學生的科研實踐能力，應用化學專業還制定計劃不斷加強對學生的培訓，如專門邀請應用化學專業博士教師開展“如何進行實驗方案的設計和制定”、“數據處理與分析問題”、《走近科研——淺談大學生如何做科研》等一系列講座。通過推行科研助理創新實踐模式、強化實踐訓練，增強了學生參與老師的科研項目的積極性，開闊了學生的視野，培養了學生的獨立思考能力和自學能力，提升了學生的創新創業和應用能力。3年來應用化學專業有150余名學生(占比48.5%)以科研助理的形式參與近30位教師的科研項目中，涉及國家自然科學基金、省自然科學基金、省科技攻關、省教育廳高等學校重點科研、省級高層次人才、洛陽理工學院校級科研及產學研合作等多層次科研項目，其中，有65名學生獲獎16項，參與完成專業學生論文10余篇，申請發明專利12項。

2.2 組織和參加實驗技能和學科競賽，增強實踐創新服務能力

在開展科研助理的基礎上，2018～2019年連續兩年應用化學專業積極組織學生參加了由教育部高等學校化工類專業教學指導委員會和中國化工教育協會主辦的“啟航——化工工程師”全國大學生化工實驗大賽”，分別獲得了中南賽區團體二、三等獎，這不僅促進了與兄弟院校間的相互交流和學習，而且對加強化工原理教學、提高化工實驗規范性、創新實驗教學改革具有十分重要的意義。2019年應用化學系承辦了全國建材類專業大學生職業技能大賽，包括建材化學分析、水泥物理性能檢測、水泥生產中控操作和創新創意作品四個比賽項目。應用化學專業組織8名學生參加了建材化學分析比賽項目，經過前期扎實科學訓練和最終激烈的角逐，獲得本科組一等獎1名、二等獎3名、三等獎2名，并使應用化學專業榮獲建材分析項目“團體一等獎”。此外，應用化學專業還連續兩年承辦了由校團委主辦的專門針對大三大四學生、覆蓋面達到全部學生50%的化學實驗技能競賽。通過基礎操作訓練和比賽，強化了學生分析測試操作能力，使學生擁有標準化的操作技能和優秀的專業素養，為生產實習、畢業實習及就業深造打下了扎實的基礎[8]。

2.3 參加挑戰杯、互聯網+、創新創業大賽，培養創新精神和創新實踐能力

按照“興趣驅動、自主實踐、重在過程”的原則，應用化學專業鼓勵學生開展創新、創業訓練與實踐，在項目培育的基礎上每年都組織學生團隊申報“大創項目”，參加中國國際“互聯網+”、創青春大學生創新創業大賽等賽事和“青年紅色筑夢之旅”活動，不斷提升學生的創新精神、創業意識和創新創業能力。此外，還邀請專家給學生講解“挑戰杯、創青春、互聯網+三大賽事的相關政策”，作題為“互聯網+：創新路徑及商業模式創新”和“挑戰杯創業大賽——計劃書撰寫及相關思考”的報告；邀請有經驗的老師從“互聯網+”大賽準備、項目挖掘和凝練、團隊組建、材料打磨及如何進行路演等多個角度進行經驗交流和分享，強化對學生的培訓。3年來應用化學專業近200名學生(占全部學生的64.7%)參加了挑戰杯、互聯網+和創青春等大學生創新實踐項目，共獲得省級以上獎勵28項，其中國家級獎勵1項。

2.4 加強校內外實習、實訓基地建設，深化產學研協同育人

實習、實訓是實踐教學的基本環節，是實現培養目標和畢業要求、培養學生實踐動手能力和創新精神、培養應用型人才的基本途徑[9-10]。為扎實推進創新實踐教學改革，應用化學專業不斷加大實踐教學投入，以專業課程和學科為依托建設了河南省固體廢棄物開發利用工程實驗室、河南省太陽能轉換及鋰鈉基儲能國際聯合實驗室、河南省有機鉬(鎢)工程實驗室、河南省重金屬污染土壤修復工程技術研究中心。其次在原有應用化學專業實驗室之外，2018年集中搭建了天然產物提取與精餾、乙酸乙酯合成、多效蒸發與結晶、化工管道拆裝、天然產物提取等校內化學工程綜合實訓平臺。學生在專業學習實踐基礎上，在校內就可進行實際操作，強化專業實踐能力培養。在2020年“新冠疫情”期間，專業師生利用實訓裝置，動手制做了消毒型洗手液，解決了畢業生返校等帶來的燃眉之急，節約了學校大量投入。

此外，在校外教學實習探索實施產教融合式教學形式，不斷挖掘校外教育資源，先后與上虞新和成生物化工有限公司、海螺水泥股份有限公司、江蘇中正生化股份有限公司、洛陽昊海工貿有限公司、洛陽晟源新材料有限公司、河南三青環境監測有限公司等簽訂產學研合作或就業實習基地協議，搭建多個校外產學研合作平臺。實習前，帶隊老師要先深入實習基地，熟悉工藝技術，收集編寫實習重點與技術問題，并發給每位學生，做到“帶問題”實習。同時，在實習過程中，還聘請企業經驗豐富的工程師擔任生產實習和畢業設計環節的指導老師，實行“雙導師”制，實習單位指導老師負責生產技術指導，解決實習過程遇到問題，并在學生實習總結和實習成績單上簽名。盡量克服 “只能看，不能動，走馬觀花”等化學化工實習常見的現實問題。畢業設計(論文)環節實行“真題實作，一人一題”，引入行業企業導師直接參與選題開題、設計(論文)指導及答辯工作。不僅為畢業生提供了大量應用性較強的選題，而且，在技術規范和實際操作中更加貼近生產實際，豐富了學生的專業實踐技能。通過共管共享的實踐教學模式，提升教學實驗、科學實踐和實習實訓的質量，深化產學研協同育人。

為加強實踐教學工作規范化，提升實踐教學質量，依據學校相關文件精神，結合環化學院和應用化學專業的特點與實際，制訂了實習、實訓教學管理辦法和實踐教學工作質量標準等文件，以保障實踐教學的目標達成和改革成效。

2.5 持續提升 “雙師型”師資比例，穩步提升實踐教學質量

教師參加實踐鍛煉是創新實踐教學改革、促進產教融合和校企合作、提升人才培養質量等的良好途徑。洛陽理工學院為提高教師的工程與社會實踐應用能力，打造一支素質高、實踐能力強 “雙師型”師資隊伍，依照高水平應用型大學建設要求，制定實施了《洛陽理工學院教師參加工程與社會實踐、掛職鍛煉基地管理辦法》和《洛陽理工學院教師參加工程與社會實踐、掛職鍛煉實施管理辦法》。應用化學專業每學期選派1～2名青年骨干教師，通過合作研發、中短期專業培訓等形式，深入到企業生產一線進行半年以上的工程實踐鍛煉或參加校工會開展的青年教師暑期實踐營活動。通過發揮專業技能優勢、幫助企業解決技術難題，教師在服務企業的實踐中不但熟悉了行業發展形勢，積累了教學素材，同時提升了自身工程實踐能力、教學實踐和創新能力，并為深入開展創新實踐教學改革、深化校企協作育人奠定了良好的基礎。

3 綜合創新實踐教學改革案例

在大學生科研助理實施的過程中，作者結合課題組研究方向招聘應用化學4名本科生參與了河南省高等學校重點科研項目“超輕石墨烯/銀納米線復合氣凝膠開發及應用”研究中，協助完成了該項目中氧化石墨烯和銀納米線材料制備、石墨烯/銀納米線復合氣凝膠的制備及吸附性能測試的研究內容。學生在參與研究期間，掌握了Hummers法制備氧化石墨烯、水熱法制備銀納米線和復合氣凝膠，傅立葉紅外光譜法、掃描電子顯微鏡、X-射線粉末衍射法表征分析所制備樣品的實驗操作，極大提升了實驗技能及實踐應用能力，培養了學生的科研興趣和創新思維。此外，參與科研項目期間學生申報發明專利“一種石墨烯/銀納米線復合氣凝膠的制備方法”(授權號ZL 202010067762.9)1項，在《化工新型材料》發表中文核心論文“石墨烯/銀納米線復合氣凝膠的制備及其吸附性能研究”1篇，2021年參加第七屆中國國際互聯網+大學生創新創業大賽競賽獲得省級1等獎(石墨烯氣凝膠可循環凈水裝置)。

4 結 語

創新實踐教學是培養學生應用能力的關鍵環節，洛陽理工學院應用化學專業還需要繼續以“立德樹人”根本任務為統領，堅持目標導向和問題導向，明確具體改革任務，不斷優化人才培養方案，提高創新實踐教學改革的成效，持續加強符合人才培養定位和培養要求的師資隊伍、教學資源、實習實踐基地和創新創業條件等硬件條件建設，適應一流人才培養的文化氛圍、教學學風、管理規章制度、實驗室和科研平臺開放與管理、協同育人機制和國際化教學等軟條件建設[3]，才能適應一流專業建設需要，實現高素質應用型人才培養的目標。