卓越計劃背景下分析化學方向學科前言講座課程教學改革研究

傅昕 張何

摘? 要：如何激發學生的研究興趣，為培養具有較高的工程素質和較強實踐能力、創新能力的卓越工程師打好基礎，已成為各高校普遍關注的課題。湖南工程學院作為全國“卓越工程師教育培養計劃”首批試點高校之一，通過開設學科前沿講座，讓學生了解和熟悉學科的發展現狀、研究動態及發展趨勢，拓寬學生的知識面和專業面，并對課程的教學內容、教學模式、教學方法、教學隊伍和考核機制提出思考和建議，使其能夠適應于本校“卓越工程師”培養的要求。

關鍵詞：學科前言講座；教學研究；卓越工程師；教學改革；必要性

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：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

卓越工程師教育培養計劃（以下簡稱“卓越計劃”）是為了貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》實施，落實走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署的高等教育重大計劃，其目標就是培養卓越的工程師，要求具有較好的工程素質和實踐能力、創新能力的高素質復合型人才。卓越計劃對高等教育面向社會需求培養人才，調整人才培養結構，提高人才培養質量，推動教育教學改革，增強畢業生就業能力具有十分重要的示范和引導作用[1-2]。湖南工程學院（以下簡稱“我校”）在2010年成功入選第一批“卓越工程師教育培養計劃”實施高校。化學工程與工藝專業是我校實施教育部“卓越工程師培養計劃”的重點學科之一。我校根據專業的特點，實施了“3＋1”的人才培養模式。其中，3年時間在校學習，累計有不少于1年的時間在企業開展工程實踐和畢業設計。因此，卓越計劃參與高校在研究、設計和構建滿足卓越工程師培養目標要求的課程體系和教學內容的同時，要注重與之相適應的教學組織形式和教學方法的改革、研究和設計[3]。

一? 卓越計劃專業分析化學方向學科前言講座教學改革的必要性

化學工程與工藝專業2013年被教育部批準為“卓越工程師教育培養計劃”實施專業，2019年被遴選為湖南省一流本科專業建設點。專業一直遵循“以學生為中心”的發展理念，注重培養創新型、復合型、應用型人才。而學科前言講座是化學工程與工藝專業分析化學方向學生的一門必選課，主要是講授基本理論的專業技能方法，國內外最新的發展趨勢，專業領域的熱點及難度等問題。在化學工程與工藝專業分析化學方向開設學科前言講座，既可以完善分析化學的教學內容，同時還豐富了學生們的專業知識，并且能激發學生們的科研興趣，提高了大學生的實踐能力和創新能力，為培養高素質復合型人才打好基礎。作為卓越計劃班的學生，時刻保持對行業發展前沿領域的關注，是十分必要的。因此，在卓越計劃背景下，鑒于學科前沿講座的重要性，該課程必須進行改革，根據教育新理念和新要求，我們將從課程內容、 教學模式、教師隊伍建設和課程考核方式等各方面針對性地進行改革或創新，以滿足未來國家、行業乃至學生個人發展的現實需求，適應新形勢發展[3]。

二? 學科前言講座教學改革的措施

（一）? 優化課程體系，改革教學內容

在分析化學方向中開展學科前沿講座，目的就是讓學生了解和熟悉學科的發展現狀、研究動態及發展趨勢，激發學生科研興趣和創新意識，培養其綜合素質[4]。教學內容應該以學生的知識結構背景為基礎，密切聯系本學科發展方向以及社會的新難題、新挑戰和新機遇，介紹學科中的一些新概念、新理論、新技術及新應用等，不但能使同學們的專業知識到達“廣”“博”的要求，而且還能在某領域深入研究，實現“精”。尤其是對于一些地方本科高校，選擇偏重于應用領域的新技術、 新方法、 新材料的應用等。因此，以學科為依托，以應用型專業教育為基礎，以社會需求為導向，通過校企聯合，構建了“德技并驅”課程新體系。課程內容與時俱進，依據學科前沿與社會發展更新知識體系；應用案例涵蓋了環境、醫學、藥學和生物等前沿交叉領域，突出跨學科的新工科意識（圖1）。

我們主要設置了如下內容：①分析化學的發展與方向；②納米技術、光譜技術等在分析化學中的研究及應用；③色譜法的應用研究；④生物芯片技術及應用；⑤核酸生物探針及生物傳感技術；⑥醫用材料的發展。這些講座涉及不同領域的學科前沿知識，不但擴大同學們的知識面，豐富學生們的專業知識，而且還能夠激發學生對本專業前沿領域的興趣， 促使學生去好好學習專業知識。既可以拓寬學生的視野，又能對課堂知識起到補充作用。同時，學生們還可以從講座中了解到本專業的最新科研動態，對解決社會的新難題、新挑戰起到了指導作用。比如說重金屬的檢測，我們可以介紹在不同領域，比如食品檢測、環境監測、化工產品中適合的方法，使學生充分了解金屬離子定量分析的科學方法和理論。

另外，將德育教育貫穿教學全過程，堅持立德樹人，將課程思政融入教育教學全過程，實現思政與專業的交叉融合。在講座中還可討論學科發展過程中所涉及的社會道德責任問題、誠信問題和人才培養問題等，專家學者們的學術精神和治學態度也對學生學術修養和創新意識的提升具有重要意義。在分析化學的發展與方向一講時，我們可以把老一輩化學家作為代表人物加以介紹， 有助于增強學生的民族自豪感，激發學生們報效祖國的愛國熱情。也可以以史育人，讓同學們學習科學家善于觀察、勤于思考、勇于探索和敢于創新的學術精神，實現真正的教書育人。在“核酸生物探針及生物傳感技術”以及“生物芯片技術及應用”講座中，我們可以聯系具體的生活實例和近年來的熱點新聞，穿插素質教育和道德教育，比如介紹分析化學在抗擊新冠感染疫情中發揮的重要作用——新冠病毒的核酸檢測為診斷提供直接的證據。在疫情之初，我國的研究人員最先檢出了新的病原體，并很快地確定了新冠病毒的核酸序列，并迅速地研發出多種應用新冠核酸檢測的試劑盒。其中，由我國科技工作者共同設計開發和生產的一次可以檢測包括新冠病毒在內的六種病毒的核酸試劑盒被批準了，這是基于微流控芯片技術的核酸檢測方法，大大提高了檢測的效率等。

（二）? 創新教學模式，實現培養目標

學科前言講座這門課程不需要固定的教材，也沒有固定的教師，我們邀請校內外有一定科研成果的專業教師和企業導師參與教學。傳統課堂教育模式采用知識為導向，教師為教學主體，多采用灌輸式傳授知識，重結果輕過程，因此迫切需要將“教”與“學”統一起來。所以，在本課程中，我們會采用傳統課堂教學、專題講座、學生課堂研討等多種教學模式相結合，師生成為整門課程共同的講授主體（圖2）。傳統課堂教學占比較小，其優點為知識容量和課程難度適中，但趣味性低，學生參與度不高。專題講座占比最大，其具有教學范圍廣、專業知識量大、教學內容新等特點，能夠激發學生的學習興趣，但是由于范圍廣不能保證每位同學都能進行課堂互動。因此，我們一定會留出部分時間進行學生研討。這種模式學生參與度最高，在參與的過程中有利于培養學生自主探索、自主學習的能力，但會導致課時的知識容量較小。因此，我們結合多種教學模式，實現“以教為中心”到“以學為中心”、“知識傳授”到“能力培養”兩大轉變，在知識傳授、能力培養和價值塑造上達成滿意的教育成效。

以學生為中心，有效運用多種教學法，讓學生參與教學過程，提升學習效果。教學方法也多樣，比如采用“項目導向式”教學方法，結合科研項目，以學生自主學習為中心，讓學生帶著問題去學習，引發學生思考，同學們為了解決問題將會查閱大量相關的文獻，既可以培養其查詢資料的能力，又可以培養獨立自學的能力，充分發揮學生的主觀能力性，滿足卓越計劃中對高素質人才培養的需要，讓學生們從只懂得數據與信息的獲取，上升到能夠解決實際問題這一新高度[5-6]，課程雖然看似結束了，但真正的探索研究才剛剛開始。

（三）? 強化理論教學，注重層層遞進

在學科前言講座課程中，雖然涉及很多研究熱點，理論性強、難度大、基礎要求高，但是在介紹結論與結果的同時，我們特別重視知識背后科學道理的解答。讓同學們了解技術一步一步的進階，那么當技術碰到某一個難題時，學生就知道該如何解決，真正實現學生創新能力、創新意識的培養。當然，也要避免大量灌輸性地講授學科前沿知識，一定要注重技術進階的遞進過程。分析化學中有一些知識點內涵豐富、很難一步到位，尤其是在涉及一些復雜的工程問題時，我們一般會根據知識結構的繁簡和理解程度的難易，把包含在知識內的復雜內涵層層剝離，逐級式推進和激發學生的思維[7]。同時，通過知識的層層遞進，不僅了解了學科前沿知識及研究熱點，還會讓同學們感嘆到科技的發展之快，也明白了科技的發展歸功于人類不斷創新的學術精神，真正做到了教書育人。

（四）? 優化教師隊伍，注重以研促教

大學課堂應該是有含金量的課堂，是有啟發性、有挑戰性的課堂，課堂應該具備專業性、前沿性、啟發性和趣味性。特別是在學科前言講座課程中，需要教師要有扎實的專業功底和深厚的學科素養，科研能力強，教師不但要熟悉本學科研究領域的最新研究成果、發展方向與趨勢，還要求授課老師在本學科領域有一定的研究成果，有科研做支撐，教學才會有“靈魂”。因此，提高教師團隊的科研與教學能力，實現“科教融合”，是開展學科前言講座課程教學的前提。以學生發展為中心，鼓勵我們許多相關專業的教師與我們的學生一起組成團隊申請項目、發表論文，進行學術研究與創新實踐，從而達到培養較高創新能力、創新意識的高素質復合型人才。此外，每年邀請校外的分析化學領域科研水平較高、科研項目多的博士或教授來進行講座，構建“雙師型”教師隊伍，促進本課程的順利進行。

同時，通過開展校企合作人才培養模式，建立起校企資源共享、互利雙贏的長效機制。鼓勵教師到企事業單位進行鍛煉以及與企業開展聯合項目攻關，使學校教師掌握專業技能，提高實踐能力；并邀請企業導師作為特聘教師，將學校傳授的課堂知識與企業實踐有機結合，真正地做到課程體系的實踐性和應用性[8-9]。

（五）? 改革考核機制，優化考核模式

考核評價是教學的重要環節，評價的結果是教師改進課堂教學的重要參考依據[10]。推廣“注重過程考核”的考核機制，鼓勵創新，避免“高分低能”現象。傳統的考試模式不能完全反映課程教學效果和學生各階段的學習效果，因此，課程考核應采用結構評分的方法，把過程評價與總結性評價相結合。

學科前言講座課程考核包括平時成績（占70%）和期末考試成績（占30%）兩個部分。根據本課程多人授課的特點，各位教師根據自己授課內容以及培養目標，科學地、系統地制訂各個教學階段的考核內容，記錄平時成績，并進行階段效果評估。其中，平時成績包括學生平時的創新活動，特別是創新成果，如PPT的制作、分組討論、專利申請及競賽獲獎等納入考核范圍，這樣才能較全面、較科學地評定學生的學習效果（圖3）。

期末考試我們采用撰寫文獻綜述和答辯的方式進行評定。學生根據講座某一個內容，查閱有關的文獻資料，深入分析該領域的研究進展以及涉及的某些實際問題的解決，自行擬定論文題目，撰寫文獻綜述，并且進行5分鐘的答辯。這樣做，既提高了學生們分析問題、解決問題的能力，又提升學生文獻閱讀能力、 總結能力、獨立思考能力和科研寫作能力。同時，通過答辯環節，檢驗了學生臨場應變能力及表達能力，為學生們順利完成畢業論文工作或進一步學習深造奠定基礎。

三? 結束語

學科前言講座是大學課程體系不可或缺的組成部分，是對學生專業發展的拓展和有效延伸，尤其是對卓越計劃專業的學生是十分必要的，提高學生綜合能力和社會競爭力的有效手段。通過學科前言講座課程的教學，強化理論知識與實際應用的結合，既激發了學生們的學習興趣，又提高了學生的實踐能力和創新能力，是培養高素質復合型人才的重要途徑。

參考文獻：

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