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摘 要:为培养化学专业大学生创新能力,构建创新能力培养的平台,以国家级实验教学示范中心为基础,依托学科优势,开放优质科研资源,充分发挥和调动高水平师资力量,实施“一人一导师”和“一人一方案”培养学生;通过建立广泛的国际、国内合作,加强学生国内外科研实践,提高学生国际竞争力;建立和完善保障机制,形成了优质资源向本科生开放的制度保障。
关键词:化学专业;创新能力培养;优质资源;师资力量;国际合作;制度保障
创新能力是科技发展的基础,是国家强盛的不竭动力,高等教育法把培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才作为高等教育的重要任务。化学化工作为国家重要支柱产业,是推动我国建设创新型科技强国的重要学科领域之一,同时,化学作为关键基础学科,与能源、环境、健康、信息、材料等相关学科领域的发展密切相关,因此培养化学专业学生的科研创新能力具有重要的意义。
尽管对于大学生科研创新能力的培养受到越来越多的重视,但在大学生科研创新能力的培养工作中仍然存在几大突出问题。(1)注重知识的传授、忽视能力的培养,将知识传授与科创能力培养割裂开来;(2)学生创新意识薄弱,对科研创新能力提升兴趣不高;(3)学生学术视野不够宽阔,对科研训练项目选择盲目,科研实践环节不够完善;(4)对本科生创新能力培养的重视程度不足,优质资源投入不足,缺少长效机制。
针对以上问题,结合化学专业科创型人才培养的特点,我们及时更新教学观念,在注重知识传授的同时,通过实验和实践环节加强对本科生创新能力培养。依托南京大学化学化工学院科研和学科优势,以高水平科研支撑高素质科创人才培养,促进优质科研平台、高水平师资、前沿研究成果和国际化资源向人才培养开放和汇聚,建立和完善保障机制,构建大学生创新能力培养平台。
一、立足国家级实验教学示范中心,加强创新实验项目建设,培养学生创新意识
化学是一门基于实验的科学,实验教学在培养学生创新能力方面尤显重要。南京大学化学化工学院一贯以戴安邦教授所倡导的“既传授知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”的全面化学教育理念为指导思想,形成了“基础—综合—研究”三层次推进教学以及“提高—扬优—早期介入科研”三层次开放式实验教学模式,形成了鲜明的教学特色,化学实验中心也入选首批国家级实验教学示范中心[1]。
近五年来,结合创新实验课程的建设,投入经费1 500万元,新增400兆核磁、X-RD、色质联用和热质联用仪等大批中、大型仪器,为丰富研究型实验课程内容建设提供了条件保障,并由此大大减少了验证性、重复性实验,将科研方法和思维、先进实验技术手段应用于基础实验教学中[2],有效地训练了学生的创新意识和科研思维。例如:综合化学开设的“主链型超分子液晶聚合物设计合成及其性质表征”实验即来自教师科研中的成果,该实验从材料的合成开始做起,运用红外、核磁、DSC热分析和偏振光学显微镜等表征手段,既让学生了解液晶和超分子的基本概念,也让他们从多角度对材料的结构组装与功能性质有较为全面的认识,是一条培养学生将合成材料与生物功能系统集成、开发新型功能材料的有效途径。“综合化学实验”作为一门重点建设的创新实验课程,已建成了“化学与材料”“化学与生命”“化学与能源”等不同“实验模块”,学生可以根据自身兴趣和发展目标,在化学专业、化学与生命等上下游各交叉学科领域灵活地选修各“实验模块”,形成以学生为主体的个性化、开放的实验教学环境,满足学生多样化发展要求,激发学生学习兴趣,营造独立思考、自由探索、勇于创新的氛围,极大地调动了学生的主观能动性,更利于激发学生创新思维、提高创新意识。
二、依托学科优势,开放高水平研究平台,助推学生攀登科研实践高峰
南京大学化院拥有“配位化学”和“生命分析化学”2个国家重点实验室等一批高水平研究平台,承担着“973计划”“863计划”等一大批国家关键科研课题和科技开发项目,年经费达亿元。为了让学生的研究实践从一开始就踏进科学研究的高原,采取的主要措施有:
(1)以科研为导向、项目课题为媒介、导师为引领,对本科生开放所有高水平研究平台[3]。
从大二开始学生就可以根据自己的意愿,联系导师进入科研实验室,从文献查阅、参加组会、承担部分任务到全面介入老师课题研究,在科研实验室巩固习得知识、培养科研兴趣、锻炼科研思维、学习研究方法。通过实验室的开放,逐步养成大学生自觉参与实验的习惯,充分调动了学生参与科研的热情。
(2)组织学生在不同学科、不同研究方向的科研实验室进行轮转,给大学生提供一个良好的科研环境、宽松的学术氛围。通过参加组会等方式了解各课题组的科研方向,最后选择符合个人兴趣及发展意向的研究方向和导师,减少以往研究方向选择的盲目性。
(3)各平台大型仪器均共享开放。学生通过上机培训获得上机资格,通过网上预约等方式,可以亲自上机操作,锻炼动手能力,认识和操作最先进、最前沿的科研仪器和技术手段[4]。
通过上述措施,本科生从事科创活动的热情和积极性得到激发,大部分学生提前进入科研实验室,约40%的本科生作为第一作者或共同作者发表科研论文。
三、发挥师资水平高的优势,全员参与,实施“一人一方案”的个性化人才培养
南京大学化学化工学院拥有19名长江杰青、12名“青年千人”、107名博士生导师,实施名师进课堂,全员参与本科生授课及科创能力培养。
(1)对学生的培养实施导师制[5]。实行分阶段“一人一导师”制,即在新生和低年級阶段,选聘视野宽、境界高的学者作为学生的“学业导师”,主要指导新生尽快适应大学学习方式,帮助学生明确奋斗目标和职业发展规划;在高年级阶段,为学生配备“学术导师”,指导学生把握前沿动态、聚焦科学问题,开展科创实践。在“一人一导师”制下,学生们积极申报国家、省和学校各级创新训练项目,导师指导学生项目选题、申报、实施到结题,使学生逐渐形成科研的思路,学会研究课题的选择,自主开展研究工作,在提出问题、解决问题的过程中提高了实践能力,激发了创新思维。学科竞赛是课堂教学的补充和延伸,是实践能力培养的重要形式,“以赛促学”是创新能力培养的一种重要手段。鼓励学生参加各类学科竞赛和科创竞赛,在近五届全国大学生化学实验邀请赛中我院获得一等奖8项、特别奖3项,居全国高校前列。 (2)由于南京大学“三三制”人才培养模式完全开放了学生在各院系之间自由选课的通道,所以化院发挥“一人一导师”等各种机制优势,让学业导师结合本人成长经历、学生志趣和志向,指导学生制订出适合自己的“一人一方案”个性化培养方案。这个培养方案的特点:一是学生可选择高校之间互认学分的课程、南京大学各院系的课程和化院本硕贯通课程,可选课程范围广;二是学生可以方便地选择化学学科的不同专业方向以及化学与生命、化学与材料等交叉学科方向的各种选修课程模块;三是新生导学课、高年级研讨课、学业导师和学术导师等导向型教学贯穿本科教学全过程;四是本硕研究生课程贯通。
在学生不同培养阶段为学生配备学术导师或生涯导师,实施分阶段导师制,使得“一人一导师”制贯穿大学生培养全过程,帮助学生形成浓厚职业志趣,确定远大志向,制订健康成长和科学发展规划,培养科研素养、创新思维和能力,同时培养学生学术规范、学术道德、团队合作意识、沟通表达能力等综合素质。
四、广泛建立国际合作,营造学术交流氛围,拓宽学生国际化学术视野
(1)加强国际化培养,开拓国际视野。抓住与国际教育合作与交流的机会,吸收国外高校先进人才培养经验[6],拓宽国际化人才培养的渠道,为培养学生国际化视野和观念提供良好的环境氛围。学院采取“请进来、送出去”的方式,一方面邀请密西根大学等国际著名高校的高水平学者为本科生开设“生命化学”“材料化学”等交叉前沿国际暑期课程;另一方面学院鼓励学生走出去,通过校、院两级国际交流项目、学生自主联系项目,以海外交流、学术研修、短期实习等形式,赴加州大学(伯克利)、密西根大学、悉尼大学等国际知名高校进行学习,并给予经费方面的大力资助。
(2)营造崇尚学术、追求卓越的良好氛围。良好的学术氛围可以完善学生知识结构、提升专业素质和科学素质、培养科学精神,在浓郁自由的学术氛围中提高学生的创新思维和思辨能力。学院设立“戴安邦讲坛”和“名师讲座”等,邀请国内外高水平教授为学生开设高水平学术报告,通过与名师的近距离接触,学生在潜移默化中激发了研究兴趣和探索精神,并逐步养成科学思维方法。通过“师友漫谈”“校友讲坛”和“学长导学”等活动使学生深化专业认识及其社会贡献,激发学术理想和专业热情。
五、健全各项制度,提高管理水平,为创新人才的培养提供有力保障
(1)建立教师投入本科人才培养的激励、考核机制[7]。制订了《教师教学工作量及本科人才培养考核办法》等一系列的规定和办法,通过设立教学岗、优秀教师奖等措施,鼓励更多优质师资资源投入人才培养中,使本科生科创能力培养工作成为教师重要工作内涵。
(2)完善对学生的多维评价机制。出台《化学化工学院关于学生参加国内外竞赛和社会实践的奖励办法》,不唯分数论,奖励在科创实践中获得优秀成果的学生。加强学生培养的过程管理,建立动态管理的机制,根据学生发展的意愿和趋向分类进行培养[8]。重视本科毕业论文实践环节,以提高本科毕业论文质量为抓手,在科研实践过程中加强学生创新能力的培养。
(3)采取多种措施和办法,促使学院重点实验室、工程中心、科研实验室全部对本科生开放。指导教师可获得学院一定的经费支持,用于指导学生开展科创实验、参加学术会议等多种形式的科研实践活动,调动教师参与创新人才培养的积极性。
以国家级实验教学示范中心为创新人才培养的基地,依托学科优势,开放优质科研资源,充分发挥和调动高水平师资力量,实施“一人一导师”和“一人一方案”培养学生;通过建立广泛的国际、国内合作,加强学生国内外科研实践,提高学生国际竞争力;
建立和完善保障机制,形成了优质资源向本科生开放的制度保证,构建了化学专业创新人才培养平台。南京大学化学化工学院人才培养质量稳步提升,本科生出国深造和国内读研的比例保持在75%以上(其中境外深造学生数接近45%)。2011年以来,本科毕业生中有36人入选中组部“青年千人”计划,位于全国高校前列,为国家和社会培养了一大批以化学及相关行业为终身职业的高素质科创型人才。
参考文献:
[1] 张剑荣. 构建研究型实验教学平台 实施研究性实验教学[J]. 中国大学教学,2014(7):84-87.
[2] 王志林,朱成建 .化学专业多元化人才培养体系的构建与实践[J]. 中国大学教学,2013(10),19-20.
[3] 田少萍,徐家宁,宋天佑. 化学学科创新人才培养的探索与实践[J]. 化学教育,2016(14):12-16.
[4] 申烨华,李剑利,等. 化学人才实践创新能力培养平台的构筑与成效[J].实验技术与管理,2012(8):8-9.
[5] 朱成建,李育佳,陳露洪.实施多元创新措施 培养化学拔尖人才[J].中国大学教学,2014(3):27-29.
[6] 陈露洪,李育佳,朱成建.研究型大学化学专业课程体系比较与借鉴[J].中国大学教学,2016(2):89-93.
[7] 杨屹,王桂花,张常群,等. 以大学化学实验推进创新教育的探索与实践[J]. 中国大学教学,2008(1):72-75.
[8] 胡效亚,薛怀国,刁国旺. 优质教学资源协同创新 构建高素质化学人才培养平台[J]. 中国大学教学,2014(8):45-47.
[责任编辑:余大品]
关键词:化学专业;创新能力培养;优质资源;师资力量;国际合作;制度保障
创新能力是科技发展的基础,是国家强盛的不竭动力,高等教育法把培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才作为高等教育的重要任务。化学化工作为国家重要支柱产业,是推动我国建设创新型科技强国的重要学科领域之一,同时,化学作为关键基础学科,与能源、环境、健康、信息、材料等相关学科领域的发展密切相关,因此培养化学专业学生的科研创新能力具有重要的意义。
尽管对于大学生科研创新能力的培养受到越来越多的重视,但在大学生科研创新能力的培养工作中仍然存在几大突出问题。(1)注重知识的传授、忽视能力的培养,将知识传授与科创能力培养割裂开来;(2)学生创新意识薄弱,对科研创新能力提升兴趣不高;(3)学生学术视野不够宽阔,对科研训练项目选择盲目,科研实践环节不够完善;(4)对本科生创新能力培养的重视程度不足,优质资源投入不足,缺少长效机制。
针对以上问题,结合化学专业科创型人才培养的特点,我们及时更新教学观念,在注重知识传授的同时,通过实验和实践环节加强对本科生创新能力培养。依托南京大学化学化工学院科研和学科优势,以高水平科研支撑高素质科创人才培养,促进优质科研平台、高水平师资、前沿研究成果和国际化资源向人才培养开放和汇聚,建立和完善保障机制,构建大学生创新能力培养平台。
一、立足国家级实验教学示范中心,加强创新实验项目建设,培养学生创新意识
化学是一门基于实验的科学,实验教学在培养学生创新能力方面尤显重要。南京大学化学化工学院一贯以戴安邦教授所倡导的“既传授知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”的全面化学教育理念为指导思想,形成了“基础—综合—研究”三层次推进教学以及“提高—扬优—早期介入科研”三层次开放式实验教学模式,形成了鲜明的教学特色,化学实验中心也入选首批国家级实验教学示范中心[1]。
近五年来,结合创新实验课程的建设,投入经费1 500万元,新增400兆核磁、X-RD、色质联用和热质联用仪等大批中、大型仪器,为丰富研究型实验课程内容建设提供了条件保障,并由此大大减少了验证性、重复性实验,将科研方法和思维、先进实验技术手段应用于基础实验教学中[2],有效地训练了学生的创新意识和科研思维。例如:综合化学开设的“主链型超分子液晶聚合物设计合成及其性质表征”实验即来自教师科研中的成果,该实验从材料的合成开始做起,运用红外、核磁、DSC热分析和偏振光学显微镜等表征手段,既让学生了解液晶和超分子的基本概念,也让他们从多角度对材料的结构组装与功能性质有较为全面的认识,是一条培养学生将合成材料与生物功能系统集成、开发新型功能材料的有效途径。“综合化学实验”作为一门重点建设的创新实验课程,已建成了“化学与材料”“化学与生命”“化学与能源”等不同“实验模块”,学生可以根据自身兴趣和发展目标,在化学专业、化学与生命等上下游各交叉学科领域灵活地选修各“实验模块”,形成以学生为主体的个性化、开放的实验教学环境,满足学生多样化发展要求,激发学生学习兴趣,营造独立思考、自由探索、勇于创新的氛围,极大地调动了学生的主观能动性,更利于激发学生创新思维、提高创新意识。
二、依托学科优势,开放高水平研究平台,助推学生攀登科研实践高峰
南京大学化院拥有“配位化学”和“生命分析化学”2个国家重点实验室等一批高水平研究平台,承担着“973计划”“863计划”等一大批国家关键科研课题和科技开发项目,年经费达亿元。为了让学生的研究实践从一开始就踏进科学研究的高原,采取的主要措施有:
(1)以科研为导向、项目课题为媒介、导师为引领,对本科生开放所有高水平研究平台[3]。
从大二开始学生就可以根据自己的意愿,联系导师进入科研实验室,从文献查阅、参加组会、承担部分任务到全面介入老师课题研究,在科研实验室巩固习得知识、培养科研兴趣、锻炼科研思维、学习研究方法。通过实验室的开放,逐步养成大学生自觉参与实验的习惯,充分调动了学生参与科研的热情。
(2)组织学生在不同学科、不同研究方向的科研实验室进行轮转,给大学生提供一个良好的科研环境、宽松的学术氛围。通过参加组会等方式了解各课题组的科研方向,最后选择符合个人兴趣及发展意向的研究方向和导师,减少以往研究方向选择的盲目性。
(3)各平台大型仪器均共享开放。学生通过上机培训获得上机资格,通过网上预约等方式,可以亲自上机操作,锻炼动手能力,认识和操作最先进、最前沿的科研仪器和技术手段[4]。
通过上述措施,本科生从事科创活动的热情和积极性得到激发,大部分学生提前进入科研实验室,约40%的本科生作为第一作者或共同作者发表科研论文。
三、发挥师资水平高的优势,全员参与,实施“一人一方案”的个性化人才培养
南京大学化学化工学院拥有19名长江杰青、12名“青年千人”、107名博士生导师,实施名师进课堂,全员参与本科生授课及科创能力培养。
(1)对学生的培养实施导师制[5]。实行分阶段“一人一导师”制,即在新生和低年級阶段,选聘视野宽、境界高的学者作为学生的“学业导师”,主要指导新生尽快适应大学学习方式,帮助学生明确奋斗目标和职业发展规划;在高年级阶段,为学生配备“学术导师”,指导学生把握前沿动态、聚焦科学问题,开展科创实践。在“一人一导师”制下,学生们积极申报国家、省和学校各级创新训练项目,导师指导学生项目选题、申报、实施到结题,使学生逐渐形成科研的思路,学会研究课题的选择,自主开展研究工作,在提出问题、解决问题的过程中提高了实践能力,激发了创新思维。学科竞赛是课堂教学的补充和延伸,是实践能力培养的重要形式,“以赛促学”是创新能力培养的一种重要手段。鼓励学生参加各类学科竞赛和科创竞赛,在近五届全国大学生化学实验邀请赛中我院获得一等奖8项、特别奖3项,居全国高校前列。 (2)由于南京大学“三三制”人才培养模式完全开放了学生在各院系之间自由选课的通道,所以化院发挥“一人一导师”等各种机制优势,让学业导师结合本人成长经历、学生志趣和志向,指导学生制订出适合自己的“一人一方案”个性化培养方案。这个培养方案的特点:一是学生可选择高校之间互认学分的课程、南京大学各院系的课程和化院本硕贯通课程,可选课程范围广;二是学生可以方便地选择化学学科的不同专业方向以及化学与生命、化学与材料等交叉学科方向的各种选修课程模块;三是新生导学课、高年级研讨课、学业导师和学术导师等导向型教学贯穿本科教学全过程;四是本硕研究生课程贯通。
在学生不同培养阶段为学生配备学术导师或生涯导师,实施分阶段导师制,使得“一人一导师”制贯穿大学生培养全过程,帮助学生形成浓厚职业志趣,确定远大志向,制订健康成长和科学发展规划,培养科研素养、创新思维和能力,同时培养学生学术规范、学术道德、团队合作意识、沟通表达能力等综合素质。
四、广泛建立国际合作,营造学术交流氛围,拓宽学生国际化学术视野
(1)加强国际化培养,开拓国际视野。抓住与国际教育合作与交流的机会,吸收国外高校先进人才培养经验[6],拓宽国际化人才培养的渠道,为培养学生国际化视野和观念提供良好的环境氛围。学院采取“请进来、送出去”的方式,一方面邀请密西根大学等国际著名高校的高水平学者为本科生开设“生命化学”“材料化学”等交叉前沿国际暑期课程;另一方面学院鼓励学生走出去,通过校、院两级国际交流项目、学生自主联系项目,以海外交流、学术研修、短期实习等形式,赴加州大学(伯克利)、密西根大学、悉尼大学等国际知名高校进行学习,并给予经费方面的大力资助。
(2)营造崇尚学术、追求卓越的良好氛围。良好的学术氛围可以完善学生知识结构、提升专业素质和科学素质、培养科学精神,在浓郁自由的学术氛围中提高学生的创新思维和思辨能力。学院设立“戴安邦讲坛”和“名师讲座”等,邀请国内外高水平教授为学生开设高水平学术报告,通过与名师的近距离接触,学生在潜移默化中激发了研究兴趣和探索精神,并逐步养成科学思维方法。通过“师友漫谈”“校友讲坛”和“学长导学”等活动使学生深化专业认识及其社会贡献,激发学术理想和专业热情。
五、健全各项制度,提高管理水平,为创新人才的培养提供有力保障
(1)建立教师投入本科人才培养的激励、考核机制[7]。制订了《教师教学工作量及本科人才培养考核办法》等一系列的规定和办法,通过设立教学岗、优秀教师奖等措施,鼓励更多优质师资资源投入人才培养中,使本科生科创能力培养工作成为教师重要工作内涵。
(2)完善对学生的多维评价机制。出台《化学化工学院关于学生参加国内外竞赛和社会实践的奖励办法》,不唯分数论,奖励在科创实践中获得优秀成果的学生。加强学生培养的过程管理,建立动态管理的机制,根据学生发展的意愿和趋向分类进行培养[8]。重视本科毕业论文实践环节,以提高本科毕业论文质量为抓手,在科研实践过程中加强学生创新能力的培养。
(3)采取多种措施和办法,促使学院重点实验室、工程中心、科研实验室全部对本科生开放。指导教师可获得学院一定的经费支持,用于指导学生开展科创实验、参加学术会议等多种形式的科研实践活动,调动教师参与创新人才培养的积极性。
以国家级实验教学示范中心为创新人才培养的基地,依托学科优势,开放优质科研资源,充分发挥和调动高水平师资力量,实施“一人一导师”和“一人一方案”培养学生;通过建立广泛的国际、国内合作,加强学生国内外科研实践,提高学生国际竞争力;
建立和完善保障机制,形成了优质资源向本科生开放的制度保证,构建了化学专业创新人才培养平台。南京大学化学化工学院人才培养质量稳步提升,本科生出国深造和国内读研的比例保持在75%以上(其中境外深造学生数接近45%)。2011年以来,本科毕业生中有36人入选中组部“青年千人”计划,位于全国高校前列,为国家和社会培养了一大批以化学及相关行业为终身职业的高素质科创型人才。
参考文献:
[1] 张剑荣. 构建研究型实验教学平台 实施研究性实验教学[J]. 中国大学教学,2014(7):84-87.
[2] 王志林,朱成建 .化学专业多元化人才培养体系的构建与实践[J]. 中国大学教学,2013(10),19-20.
[3] 田少萍,徐家宁,宋天佑. 化学学科创新人才培养的探索与实践[J]. 化学教育,2016(14):12-16.
[4] 申烨华,李剑利,等. 化学人才实践创新能力培养平台的构筑与成效[J].实验技术与管理,2012(8):8-9.
[5] 朱成建,李育佳,陳露洪.实施多元创新措施 培养化学拔尖人才[J].中国大学教学,2014(3):27-29.
[6] 陈露洪,李育佳,朱成建.研究型大学化学专业课程体系比较与借鉴[J].中国大学教学,2016(2):89-93.
[7] 杨屹,王桂花,张常群,等. 以大学化学实验推进创新教育的探索与实践[J]. 中国大学教学,2008(1):72-75.
[8] 胡效亚,薛怀国,刁国旺. 优质教学资源协同创新 构建高素质化学人才培养平台[J]. 中国大学教学,2014(8):45-47.
[责任编辑:余大品]