新工科背景下探索應用化學人才培養模式*

毛 莉，王偉佳，游瑞云，林清強，李敏玲，盧玉棟**

(1.福建師范大學 化學與材料學院，福建 福州 350007；2.福建師范大學 生命科學學院，福建 福州 350007)

前言

教育部為主動應對新一輪科技革命和產業變革，更好的支撐服務創新驅動發展，以及實現“中國制造2025”“一帶一路”等一系列國家戰略，于2017年2月以來，積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識” “天大行動”和“北京指南”，并發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》文件，全力探索可領跑全球工程教育的中國模式和中國經驗。以此助力中國的高等教育強國建設，加快工程教育改革，培養創新工程人才，主動承擔起新機遇和新挑戰，從而不斷提高我國的國際地位[1-2]。這一系列舉措的背后彰顯了我國當前的現代化進程中所面臨的應用人才不足、技術型人才缺乏等中國制造2025面臨的重大挑戰。

“應用化學”作為化學(理)和化工(工)之間的橋梁，是一門理論與實踐結合緊密的應用性學科[1]，它的專業涉足廣泛，面向新材料、食品安全、環境保護、儀器分析等多個行業。“新工科”主要指新興產業，首先針對的是新興產業的專業，如人工智能、機器人、云計算等，也包括傳統工科專業的升級改造。相較于傳統的工科培養，其更注重培養實踐和創新人才以及在生產技術上，可引領未來技術發展和推進國家建設的人才。目前，我國高端化學品制造、環境保護、食品安全、藥品研制等領域的產業鏈亟待升級，迫切需要擁有化學、化工等學科綜合知識的高素質應用型人才。為了在未來實現我國產業大規模轉型升級，打開“中國創造”的新局面，在國際標準領域中掌握話語權等戰略目標，培養化學分析、儀器分析、檢驗檢測等應用化學專業相關的人才將是高等教育的重中之重。

在當前的新工科建設中，地方高校都存在培養人才與企業人才需求差異較大、教學內容與前沿技術發展存在差距、理論與實踐的教學模式不靈活、學生的創新與實踐能力拓展不足等共性問題[3]。因此，積極探索高校應用化學人才培養的新模式具有重要意義。

1 四位一體實施人才培養探索與實踐

福建師范大學積極響應國家的號召，主動采取一系列措施來應對新一輪工科改革浪潮。學校通過以產業需求建設專業，構建應用化學專業新結構；以技術發展定內容，更新應用化學專業知識；以校內外資源創條件，打造應用化學教學新環境；以學生志趣變方法，創新應用化學教育方式，四位一體來探索新的應用化學人才培養模式，并取得了相應的教學成果。

1.1 以產業需求構建專業結構

專業作為高等教育的根本和載體，在新工科背景下該如何構建專業結構，如何實施專業建設，進而重構人才培養模式，這關乎新工科改革的成效。在當今大數據時代，科技日新月異，時代在飛速進步發展，傳統工科專業的高校教學需緊跟時代的腳步做出調整。應用化學專業是一門理論與實踐結合緊密的學科，主要研究如何將化學最新的科研成果迅速轉化為實用產品，可以說深刻影響著社會生活的方方面面，與人類生活有著密切的聯系。高校應用化學專業建設應積極響應國家的號召，全面調整構建專業新結構，根據產業需求建立應用化學專業人才培養方案。目前產教融合的問題主要體現在在高校與企業之間的合作通常以高校為主導，企業除提供資金和實踐場所外，參與度不高，校企合作不夠深入，產學研脫節[4-5]。雙方要明確產教融合不是口號，不應走形式，應當踏實落實。

首先，從產業實際需求出發。高校應著眼于企業發展，主動適應新技術、新產業、新經濟的發展，根據產業需求來多方面全方位的構建專業新結構，利用專業人才優勢切實為企業解難，為企業解決實際生產研發和技術問題，提升產業經濟效益。其次，企業參與指導專業構建。企業除資金投入外，還應利用自身發展的經驗和對應用型人才的需求，參與指導專業構建，不斷推進專業培養目標與企業人才需求的深度融合。企業需明白產業之爭也是人才之爭，企業應從自身定位和對人才的需求，積極參與到項目建設中來，提出建設性意見，加快創新型與應用型人才的培養[6]。以產業發展需求和深化應用化學學科建設為出發點，校企共同培育應用化學創新人才，既為產業發展提供知識技術型人才又推動了高校學科建設，最終實現企業、高校、教師、學生共同發展。

學校于2015年與福建勝華農科技發展公司簽約，雙方合力建設了校企合作實踐教學基地，合作項目主要為油茶的研究和其成分的利用，雙方分別成立了工作小組，建立了有效的溝通機制。在項目合作的過程中，企業出于自身對于應用化學人才的需求，對人才培養提出新的建設性意見，不斷完善應用化學人才培養方案；教師基于項目對學生開展實踐教學，師生共同努力克服技術難題，雙方實現共贏。根據項目成果，師生申請了23件國家專利，創建了“福師美”“思璞本草”等化妝品牌，學生申請大學生創新創業項目13項。

1.2 以技術發展更新專業知識

應用化學專業的內容涉及醫藥、農藥、表面活性劑等精細化學品的合成工藝和工程技術、食品藥品安全檢測技術、表征及其應用技術、納米技術等現代高新技術。新工科背景下，國家、社會和企業對應用化學專業提出了新要求：食品、藥品和化學品要走向高端走向精細、化工產業要更加注重綠色環保。當前，部分地方高校應用化學專業的教學不管是理論基礎課，還是實驗課內容，都出現與生產實際脫鉤的現象，陳舊落后的知識體系無法支撐現有的技術創新，實驗教學內容也落后于該領域發展的最新成果，高校應用化學專業的教學內容應當緊跟時代發展做出修改。

企業除提供資金、場地支持外，應該主動參與課堂建設中，與高校合力培養應用化學人才(如圖1)。首先，高校將教學和企業實踐有機結合，充分利用二者資源來構建課程教學內容，利于學生將理論與最新研究成果做到有機結合；其次，企業深度參與人才培養的全過程。企業將行業當前發展的最新成果引入課堂教學內容中，使教學內容更加貼合實際發展，更加具體形象，利于培養應用型化學人才。此舉不僅解決企業內部優質人才緊缺問題，也實現了以產帶教、以教促產的發展目標；最后，以解決實際問題為主構建課程內容。高校立足于行業需求和生產實際所涉及的技術和應用來優化應用化學專業結構，以解決化工產業生產實際問題為目標，構建應用化學專業課程新內容，不斷更新學生的知識體系，同時鼓勵教師將自己的科研項目及科研成果引入教學內容，引導學生參與其中，主動探索新知識，走在學科發展的前沿。

福建勝華農業科技發展有限公司是專門從事油茶種植、加工以及山茶油生態循環綜合利用的科技型企業，學校的21位專家在此成立了專家工作站，公司也為學校提供了教學實踐基地。高校教師立足于公司的發展需求，提供新的技術指導，為公司爭取更高的收益；公司也為學校教學提供實踐基地，讓學生更直觀感受到技術創新帶來的優勢。同時，教師將創新的技術內容引入課堂教學，與所教知識有效結合，不斷更新完善學生的知識體系。2006年該公司與學校、福建省林業科學研究院等高校合作共同研發“冷制取不含反式脂肪酸食用山茶油”核心技術，該技術目前屬國內首創，科技含量高，在國際上屬于領先地位。公司與學校建立了產學研示范基地，同時申報了包括“一種油脂精煉生產裝置”在內的6項實用新型專利(已授權4項)、2項發明專利，并成功注冊“三狀元”山茶油商標。

圖1 企業、高校合力構建課程體系

1.3 校內外資源結合構建教學環境

隨著現代社會發展的不斷變革，社會發展呈現出復雜化與多元化特征，逐漸形成了由多層創新體系縱向交互、多個組織或部門橫向協同所構建的創新生態環境。產教融合不僅要深度對接化工產業需求和高校應用化學專業設置，同時也要充分利用企業平臺和高校教學條件，內外結合，構建應用化學教學創新教學的新環境。目前，高校創新教學現狀是教師雖能把握好創新創業的新方向，但缺乏一定的創新研發能力和行業經歷；學生僅能通過一些創新大賽項目來提升自己的水平，但缺乏一定的平臺進一步去拓展專業能力，實驗平臺欠缺和師資力量薄弱是當前阻礙高校學生創新能力發展的關鍵問題[7]。

首先，教師應走進企業學習，擴充教學經驗。高校要支持教師走進企業，去了解新工藝、新技術、新標準，參與到產品研發和項目推廣中，最終學會整合優勢資源并將其融入到創新課堂教學中，使教學內容更貼合生產實際，利于學生創新能力的發展[8]；其次，校企協作搭建多層次學生實踐平臺。企業提供給教師解決產業難題所需的人力、物力、財力等，完善科研教學條件，與學校合力搭建多層次學生實踐平臺，校內校外實訓基地相結合，引導應化專業的學生利用所學基礎化學實驗知識和技能，學以致用去解決企業實際生產環節中可能會遇見的問題，此舉可增強學生畢業后在相關工作領域的核心競爭力。佳木斯大學2012年開始招收“環境科學”本科生，依托產學研協同創新的人才培養模式，在實踐中取得了一定成果，提升了學生進入社會后解決實際問題的能力，學生就業率每年均在80%以上[9]；最后，促進形成學術交流圈，開展多層次交流。以地區高校為輻射圈，立足于當地化工產業發展進行學術交流，形成高校應用化學學術交流圈。校企共同體通過資源共享、師資互聘、產學研統籌等方式，不斷交流融合最新發展成果，實現科技研發、人才培養、學術交流、學生實習與就業等方面的廣泛合作，實現學校和企業之間的師資、設備、技術、市場等要素資源的充分共享和優勢互補。

學校與福州仁量生物制品有限公司、福州漢佰康生物科技有限公司、福州英荷日用化學品有限公司等多家公司建立良好的合作關系。公司為學校的本科生提供了見習機會，見習內容涉及保健品、化妝品、人體體液醫療診斷等多個方面。校內外資源相互融合，為學生提供了新的學習環境，極大的拓寬學生的視野，橫跨化學領域的多個行業給予學生多樣的未來發展方向指導。

1.4 以學生志趣為主創新教育方式

在新工科和產教融合的雙重背景下，不僅需要知識技術型人才還需要創新型技術人才。目前，我國已制定了建設創新型國家的戰略目標和總體部署，為了實現這一宏偉目標，迫切需要大量創新型人才。新工科背景下要求高校、企業、教師、學生四者之間融合協調才能培養出創新型人才。應用化學專業作為一門實用型的學科，以教師為主導的教育模式顯然已不符合學科發展的需求。高校作為社會培養創新人才的第一陣地，對應用化學人才的培養模式，應勇于摸索，大膽實踐，努力將創新教育和培養創新型人才有機結合。

1)以學生興趣為主，引導學生參與創新過程

高校以學生為主，以學生志趣為導向，形成課程—學生—教師雙向選擇的選課模式。應用化學是一門多學科交叉融合、實踐性強的學科，教師除教授學科知識外還應引導學生基于應用化學專業進行多學科匯融，引導學生以興趣為主多方位了解本專業的內涵，引導學生用長遠發展的眼光看待本專業的發展。產教融合創新不只是企業與教師間的協調融合，更是企業所需的技術創新與教師學生合作創新的協調融合，其中最為關鍵的是讓學生參與到創新過程，從而提高學生的創新能力。在今后的教學中，教師要積極引導學生參與課題研究，以產業的發展需求為導向，以解決產業實際問題為目標，形成濃厚的應用化學專業創新氛圍，激發學生專業創新意識，培養學生對專業的濃厚興趣，養成嚴謹的科學研究態度。

2)變公共創新教育課為相關專業的創新教育課

目前高校開設的創新教育課程沒有針對性，課堂內容空泛不夠具體，學生無法將其與自身所學的專業知識相結合，因而對學生的吸引力不強，而且教學通常是以教師為主導，未能很好的激發學生自身的創新精神[10]。應轉變公共創新課為應用化學專業創新課，開設內容可選用近年來與應用化學專業相關的創新創業教育知識，由專業導師授課并融入實驗教學。基于專業導師的產學研項目，產業可為學生提供實驗平臺和參觀點，產學研深度融合來最大程度的拓寬學生的知識面，引導學生利用所學知識去創新解決企業難題，不斷提高其立足于應用化學專業的創新能力。

3)聘請企業專業人員，參與教學活動

高校企業資源共享，校企協同育人。高校可聘請企業工程師為學生開創設計思維課程，與學校教師傳授的基礎理論課程二者相互配合，協同授課。企業工程師也可參與學生學科競賽以及畢業設計指導，以培養創新人才去解決產業研發瓶頸以及技術障礙為創新突破口，引導學生用所學知識去解決實際問題，加強其對本專業的認可度，提升其專業創新實踐能力，產教深度融合共同培育新工科背景下創新型應用化學人才[11]。

4)構建多元化評價方式，保障人才培養質量

產教融合項目得以持續開展進行，合理的評價是重要的保障和環節，但卻得不到應有的重視。對103個產教融合典型案例展開研究的結果表明，僅44.7%的項目開展了評價環節[12]。開展以學生學習效果為中心的教學實證性研究，分析教學行為、活動與學生能力之間的關聯，從而形成學生實踐能力評價新體系，既保障創新型人才培養質量，又保障了產學研合作項目得以順利推進和深度融合。

興趣是最好的老師，學校安排學生去日用品制備的公司見習，觀看日用品的制備流程，例如牙膏、香水、沐浴露等，教師將學生所學所見結合講解，將企業面臨的創新問題和技術瓶頸與學生一起探討，引導學生運用所學知識去解決企業難題。公司安排企業工程師參與見習活動中來，為學生全面講解流程細節，與學生探討職業感受，讓學生對自己未來發展方向更加明確。有的學生一畢業就參加工作，現在已擔任公司高管；有的學生選擇繼續深造來提升自身能力，不少學生被廈門大學、福州大學等高等院校錄取。

2 近年來應用化學專業的培養成果

在項目成果上，學校重視產學研合作項目的發展，支持教師創新項目開展，進而不斷帶動學生參與其中，提升學生的綜合能力。學校產教融合的典型案例《基于油茶循環產業鏈構建的應用化學專業人才培養》(該案例認定為2019年教育部“校企合作雙百計劃”典型案例，1100多項中只有74項入選，為我校唯一入選案例)。該項目解決了高純度茶皂素生產、水溶性茶油等企業技術難題3項，并利用相關成果參加“挑戰杯”等競賽，獲國家級銅獎、省級金獎等優異成績，申請國家專利20多項，創建公司3家；創立了“福師美” “思璞本草”等品牌；《油茶籽綜合利用關鍵技術及高附加值產品產業化》成果還獲得了2017年福建省科技進步三等獎。

在學生畢業情況上，學生無論是擇業還是繼續深造，選擇的空間都很廣闊。學校2018～2020三年來，應用化學專業學生的升學率和就業率如表1所示。選擇繼續深造，有不少學生被廈門大學、南開大學、北京理工大學、 華南理工大學、 武漢大學、 美國韋恩州立大學、 上海科技大學以及中國科學院物質結構研究所錄取；選擇就業，主要從事精細化學品、 應用電化學與應用催化以及與應用化學相關的如消防、 環保、 環境和食品藥品檢測等行業的技術與管理工作，就業單位有中化泉州石化有限公司、福建南平南孚電池有限公司、嘉興市卓越交通建設檢測有限公司等。學院在過往已有的成就上繼續穩扎穩打，2022年學院整體就業率為95.4%，各專業就業情況如表2所示，其中應用化學專業的就業率達到了100%，位居學院第一。學校大力促進產學研項目發展的做法受到社會、家長的充分認可和學生的廣泛好評。

表1 2018～2020年應用化學專業學生升學率和就業率

表2 各專業就業率

3 結語

應用化學專業人才是掌握化學、化學工程等基礎理論，具有化學分析、儀器分析、檢驗檢測等能力的專業人才。在新工科背景下，高校對應用化學專業人才的培養應多層次，多方面的做出與時代接軌的改變，結合專業特點，凝練專業方向，有的放矢的調整教學內容，通過一系列教學改革，不斷拓展專業知識面，積極探索專業發展新方向，從而提升學生的專業素養和創新能力。依托產教融合與協調創新，校企協同育人，努力把應用化學專業建設成適應社會發展、彰顯“新工科”理念、體現學科交叉融合、突出創新人才培養特色的專業。