以应用能力培养为导向化学化工实践教学改革*

高亚辉，李 娟，王 芳，张 拦，孙玉宇，苗亚磊，尹国杰

(洛阳理工学院环境工程与化学学院，河南 洛阳 471023)

2019年教育部《关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知》明确提出 “在不同类型的普通本科高校建设一流本科专业，鼓励分类发展、特色发展，鼓励支持高校在服务国家和区域经济社会发展中建设一流本科专业”[1]，这是在新时代新形势下贯彻习近平总书记重要讲话精神、落实立德树人根本任务、实现高等教育内涵式发展的重要举措和落脚点。洛阳理工学院作为一所地方型全日制普通本科地方院校，长期坚持“行业性、地方性、应用型”(即“两性一型”)的办学定位，对接行业企业需求、服务区域经济社会发展，注重“实基础、强能力、高素质”的人才培养目标导向。依据高校教学指导委员会制订的“普通高等院校本科专业类教学质量国家标准”，规定的应用化学专业毕业生的基础知识和专业技能要求，同时，结合“根据学校类型层次、办学定位和学生未来与就业发展，构建特色、多样人才培养模式”[2]。应用化学专业遵循“理” “工”相结合，以分析测试和精细化工为专业建设方向，围绕洛阳产业结构调整及“755”现代产业体系发展，制定了培养具有良好的政治理论素质和思想道德素质，德智体美劳全面发展，掌握应用化学的基础知识、基本理论，具备分析检测及精细品化工领域的专业技能，能够在相关企事业单位从事产品分析与检验、质量控制与管理、精细品合成、技术研发与工艺设计、运营管理及科学研究等工作，社会责任感强、基础理论扎实、具有较强实践能力和创新意识的应用型人才目标。其中，实践教学和专业实验能力是应用化学专业毕业生从事专业技术工作的岗位基础，具有举足轻重的作用。经过近几年的探索和实践，应用化学专业在创新实践教学改革中始终贯彻以学生为中心、产出为导向、持续改进的理念，构建以培养学生应用能力为导向的多层次实践教学体系，通过推行本科生科研助理，组织和参加专业学科竞赛、大学生挑战杯、互联网+、创新创业大赛等活动，加强校内外实习、实训基地建设，提升“双师型”师资比例等一系列创新实践教学改革举措，以适应一流专业建设的需要，实现高素质应用型人才培养的目标。

应用化学专业在培养方案制定过程中，围绕以“学生为中心，产出为导向”，充分考虑了当前经济社会和行业发展对专业人才知识、能力、素质等方面提出的新要求，主动对接产业转型高质量发展升级过程，持续优化提升，以增强所培养人才的社会适应性[3-6]。按照“反向设计、正向实施”路径，新修订的应用化学专业人才培养方案，明晰了专业知识要求和专业能力构成，构建了“基础化学实验→专业课程实验→综合性实验→校内实训→校外实习”逐步发展、层次递进的、全员参与的实践教学模式，并通过调整实验项目提高三性实验项目的比例(设计性8.26%、综合性20.54%、创新性3.57%)，不断加强学生专业实践能力的培养。在此基础上，还增加了仪器分析、工业分析及有机合成等课程的综合实验，并结合校内化工实训平台，增加了化学工程实训环节，使实践教学环节的学分比例(含课内实验学分)由27.3%(2016版培养方案)提高至32.9%(2019版培养方案)。同时，还增设了1学分的“创新实践”必修环节，引导学生参加科技创新、学科竞赛、创业实践、社会实践等活动，并取得创新成果。通过实验、工程实训和创新实践，强化学生的实验技能，培养学生的工程意识，提高学生的创新和应用能力[7]。

2.1 推行本科生科研助理制，科教融合，推进科研创新实践育人

洛阳理工学院紧紧围绕“为建材行业转型升级服务、为洛阳经济社会发展服务”的发展目标，着力提升科学研究、社会服务与创新的能力和水平，以高水平科学研究支撑高质量人才培养。应用化学专业教师积极投身科学研究，注重科教融合、相互促进。从2018年开始在大二、大三的本科生中推行科研助理活动，鼓励学生参与教师的科研项目，协助专业教师完成科研任务。科研助理采取“双向选择”方式选拔确定，即先由当年承担科研任务的教师申报计划进行岗位招募，学生自愿报名，再通过面试选拔，择优录取。学生科研助理的培养期限为1～2年，期间对学生的日常表现、能力提升、成果产出情况等进行考核。对担任科研助理期满且经考核合格的学生，学院颁发学生科研助理证书，授予创新创业教育学分。

为提升学生的科研实践能力，应用化学专业还制定计划不断加强对学生的培训，如专门邀请应用化学专业博士教师开展“如何进行实验方案的设计和制定”、“数据处理与分析问题”、《走近科研——浅谈大学生如何做科研》等一系列讲座。通过推行科研助理创新实践模式、强化实践训练，增强了学生参与老师的科研项目的积极性，开阔了学生的视野，培养了学生的独立思考能力和自学能力，提升了学生的创新创业和应用能力。3年来应用化学专业有150余名学生(占比48.5%)以科研助理的形式参与近30位教师的科研项目中，涉及国家自然科学基金、省自然科学基金、省科技攻关、省教育厅高等学校重点科研、省级高层次人才、洛阳理工学院校级科研及产学研合作等多层次科研项目，其中，有65名学生获奖16项，参与完成专业学生论文10余篇，申请发明专利12项。

2.2 组织和参加实验技能和学科竞赛，增强实践创新服务能力

在开展科研助理的基础上，2018～2019年连续两年应用化学专业积极组织学生参加了由教育部高等学校化工类专业教学指导委员会和中国化工教育协会主办的“启航——化工工程师”全国大学生化工实验大赛”，分别获得了中南赛区团体二、三等奖，这不仅促进了与兄弟院校间的相互交流和学习，而且对加强化工原理教学、提高化工实验规范性、创新实验教学改革具有十分重要的意义。2019年应用化学系承办了全国建材类专业大学生职业技能大赛，包括建材化学分析、水泥物理性能检测、水泥生产中控操作和创新创意作品四个比赛项目。应用化学专业组织8名学生参加了建材化学分析比赛项目，经过前期扎实科学训练和最终激烈的角逐，获得本科组一等奖1名、二等奖3名、三等奖2名，并使应用化学专业荣获建材分析项目“团体一等奖”。此外，应用化学专业还连续两年承办了由校团委主办的专门针对大三大四学生、覆盖面达到全部学生50%的化学实验技能竞赛。通过基础操作训练和比赛，强化了学生分析测试操作能力，使学生拥有标准化的操作技能和优秀的专业素养，为生产实习、毕业实习及就业深造打下了扎实的基础[8]。

2.3 参加挑战杯、互联网+、创新创业大赛，培养创新精神和创新实践能力

按照“兴趣驱动、自主实践、重在过程”的原则，应用化学专业鼓励学生开展创新、创业训练与实践，在项目培育的基础上每年都组织学生团队申报“大创项目”，参加中国国际“互联网+”、创青春大学生创新创业大赛等赛事和“青年红色筑梦之旅”活动，不断提升学生的创新精神、创业意识和创新创业能力。此外，还邀请专家给学生讲解“挑战杯、创青春、互联网+三大赛事的相关政策”，作题为“互联网+：创新路径及商业模式创新”和“挑战杯创业大赛——计划书撰写及相关思考”的报告；
邀请有经验的老师从“互联网+”大赛准备、项目挖掘和凝练、团队组建、材料打磨及如何进行路演等多个角度进行经验交流和分享，强化对学生的培训。3年来应用化学专业近200名学生(占全部学生的64.7%)参加了挑战杯、互联网+和创青春等大学生创新实践项目，共获得省级以上奖励28项，其中国家级奖励1项。

2.4 加强校内外实习、实训基地建设，深化产学研协同育人

实习、实训是实践教学的基本环节，是实现培养目标和毕业要求、培养学生实践动手能力和创新精神、培养应用型人才的基本途径[9-10]。为扎实推进创新实践教学改革，应用化学专业不断加大实践教学投入，以专业课程和学科为依托建设了河南省固体废弃物开发利用工程实验室、河南省太阳能转换及锂钠基储能国际联合实验室、河南省有机钼(钨)工程实验室、河南省重金属污染土壤修复工程技术研究中心。其次在原有应用化学专业实验室之外，2018年集中搭建了天然产物提取与精馏、乙酸乙酯合成、多效蒸发与结晶、化工管道拆装、天然产物提取等校内化学工程综合实训平台。学生在专业学习实践基础上，在校内就可进行实际操作，强化专业实践能力培养。在2020年“新冠疫情”期间，专业师生利用实训装置，动手制做了消毒型洗手液，解决了毕业生返校等带来的燃眉之急，节约了学校大量投入。

此外，在校外教学实习探索实施产教融合式教学形式，不断挖掘校外教育资源，先后与上虞新和成生物化工有限公司、海螺水泥股份有限公司、江苏中正生化股份有限公司、洛阳昊海工贸有限公司、洛阳晟源新材料有限公司、河南三青环境监测有限公司等签订产学研合作或就业实习基地协议，搭建多个校外产学研合作平台。实习前，带队老师要先深入实习基地，熟悉工艺技术，收集编写实习重点与技术问题，并发给每位学生，做到“带问题”实习。同时，在实习过程中，还聘请企业经验丰富的工程师担任生产实习和毕业设计环节的指导老师，实行“双导师”制，实习单位指导老师负责生产技术指导，解决实习过程遇到问题，并在学生实习总结和实习成绩单上签名。尽量克服 “只能看，不能动，走马观花”等化学化工实习常见的现实问题。毕业设计(论文)环节实行“真题实作，一人一题”，引入行业企业导师直接参与选题开题、设计(论文)指导及答辩工作。不仅为毕业生提供了大量应用性较强的选题，而且，在技术规范和实际操作中更加贴近生产实际，丰富了学生的专业实践技能。通过共管共享的实践教学模式，提升教学实验、科学实践和实习实训的质量，深化产学研协同育人。

为加强实践教学工作规范化，提升实践教学质量，依据学校相关文件精神，结合环化学院和应用化学专业的特点与实际，制订了实习、实训教学管理办法和实践教学工作质量标准等文件，以保障实践教学的目标达成和改革成效。

2.5 持续提升 “双师型”师资比例，稳步提升实践教学质量

教师参加实践锻炼是创新实践教学改革、促进产教融合和校企合作、提升人才培养质量等的良好途径。洛阳理工学院为提高教师的工程与社会实践应用能力，打造一支素质高、实践能力强 “双师型”师资队伍，依照高水平应用型大学建设要求，制定实施了《洛阳理工学院教师参加工程与社会实践、挂职锻炼基地管理办法》和《洛阳理工学院教师参加工程与社会实践、挂职锻炼实施管理办法》。应用化学专业每学期选派1～2名青年骨干教师，通过合作研发、中短期专业培训等形式，深入到企业生产一线进行半年以上的工程实践锻炼或参加校工会开展的青年教师暑期实践营活动。通过发挥专业技能优势、帮助企业解决技术难题，教师在服务企业的实践中不但熟悉了行业发展形势，积累了教学素材，同时提升了自身工程实践能力、教学实践和创新能力，并为深入开展创新实践教学改革、深化校企协作育人奠定了良好的基础。

在大学生科研助理实施的过程中，作者结合课题组研究方向招聘应用化学4名本科生参与了河南省高等学校重点科研项目“超轻石墨烯/银纳米线复合气凝胶开发及应用”研究中，协助完成了该项目中氧化石墨烯和银纳米线材料制备、石墨烯/银纳米线复合气凝胶的制备及吸附性能测试的研究内容。学生在参与研究期间，掌握了Hummers法制备氧化石墨烯、水热法制备银纳米线和复合气凝胶，傅立叶红外光谱法、扫描电子显微镜、X-射线粉末衍射法表征分析所制备样品的实验操作，极大提升了实验技能及实践应用能力，培养了学生的科研兴趣和创新思维。此外，参与科研项目期间学生申报发明专利“一种石墨烯/银纳米线复合气凝胶的制备方法”(授权号ZL 202010067762.9)1项，在《化工新型材料》发表中文核心论文“石墨烯/银纳米线复合气凝胶的制备及其吸附性能研究”1篇，2021年参加第七届中国国际互联网+大学生创新创业大赛竞赛获得省级1等奖(石墨烯气凝胶可循环净水装置)。

创新实践教学是培养学生应用能力的关键环节，洛阳理工学院应用化学专业还需要继续以“立德树人”根本任务为统领，坚持目标导向和问题导向，明确具体改革任务，不断优化人才培养方案，提高创新实践教学改革的成效，持续加强符合人才培养定位和培养要求的师资队伍、教学资源、实习实践基地和创新创业条件等硬件条件建设，适应一流人才培养的文化氛围、教学学风、管理规章制度、实验室和科研平台开放与管理、协同育人机制和国际化教学等软条件建设[3]，才能适应一流专业建设需要，实现高素质应用型人才培养的目标。