創新驅動發展背景下化學工程與技術學科研究生培養模式改革與實踐

郭亞平 謝練武 盧丹青 郭 鑫

（中南林業科技大學理學院 湖南·長沙 410004）

黨的十八大明確提出了創新驅動發展戰略。“創新驅動發展”指的是：國家的長期發展要靠科技創新來驅動，而不僅僅只依靠傳統的勞動力和資源能源來驅動；創新的目的不只是發表高水平文章，而是為了驅動發展。科技創新的主體是企業，這不僅為科研人員提供了廣闊的舞臺，也對高校研究生培養提出了新的要求，要著重抓好研究生創新能力的培養。

林業院校化學工程與技術學科培養的是既要具有扎實化學、化工專業知識，又具備生物質能源化學加工工程與技術應用能力的復合型創新技術人才，不斷適應化工領域經濟建設和現代社會發展的人才需求。[1]因此，特別強調對林草等生物質的化學加工與利用技術的研究，突出林業院校化學工程與技術學科研究生培養特色。在培養過程中，除理論教學以外，實踐教學在人才培養中起著非常重要的作用。但我們發現，原來開設的研究生課程，尤其是實驗課程與林口學科融合的程度遠遠不夠，阻礙了研究生多學科融合知識體系的構建和創新能力的培養，妨礙了高素質化工人才的鍛造；很多實驗操作存在較大污染，不符合兩型社會發展需求；不同實驗課程存在大量重復內容，與其他專業課程的橫向聯系偏少，缺乏化工類綜合性設計類實驗，不便于分析問題解決問題綜合素質的養成。[2]因此，在創新驅動發展背景下，我校化學工程與技術學科注重與“林”相關學科交叉融合，經過多年努力逐步形成了基于創新驅動發展背景下的林業高校化學工程與技術學科研究生培養新模式。

1 與“林”相關學科交叉融合的四層次一體化課程體系建設

以化學工程與技術一級學科、生物化工、林產化學與化工等為平臺，以基礎化學課程與省級精品課程為依托，[3,4]打破學科傳統界限，逐步形成“四層次一體化”課程體系與教學方法，[5]不斷提高學生創新能力，實現研究生培養的創新驅動發展。

具體地，將課程體系劃分為四個層次：第一層次為基礎理論與基礎實驗課：重溫本科階段四大化學、儀器分析、化工原理實驗課程中的理論知識和基本操作。自學為主，講授重點、難點內容，使學生熟練掌握基本操作技術。第二層次為綜合設計實驗：以培養創新思維為目的，經過充分查閱文獻，學生自行設計實驗方案，并與導師討論確定可行方案，不斷培養科研方案自主設計能力。第三層次為專業基礎實驗：不斷夯實專業基礎知識，逐步拓寬創新能力。第四層次為科研創新性實驗：對接指導老師的科研項目研究，參與科研項目全流程，增強學生的就業競爭力。

“一體化”是指將化學工程與技術學科實驗內容與學校木材科學與工程、生物化工、林產化工、林業工程、材料與化工等學科或領域的課程進行比較，進行去重，充分整合，[6]按基本操作技能訓練、方案設計優化、科研創新項目、學位論文研究等進階層次進行課程內容設置，打破傳統的獨立學科教學模式，充分體現“基礎性、綜合性、實踐性、創新性”的特點，使研究生論文創新設計技能得到強化訓練。

2 加強實驗課程綠色化改革，不斷優化教學體系與方法

在注重化學與林口學科的交叉融合的同時，在熟悉學科研究前沿的基礎上，對教學內容不斷更新，綠色化改進對環境污染較重的實驗項目，增加一些創新設計類的開放實驗項目，促使學生創新思維不斷涌現。提高大型貴重精密儀器使用效率，建立實驗教學質量保障體系，[7]不斷優化教學體系與方法。

首先，優化整合實驗內容，讓學生既充分理解生物質的化學組成與結構，生物質特性對其化學加工的影響，又能熟練利用化學物質結構理論去解釋木質素、纖維素、半纖維素、淀粉等的結構與化學性質，掌握多糖糖甙鍵的特點，能夠運用共價鍵、分子間作用力、氫鍵等對物質進行合理解釋。[6]將課程交叉融合點轉化為學習興趣點，激發學習熱情、提高自主學習的積極性，打下堅實的化學基礎，為將來利用化學化工原理與實驗技能去分析解決實際問題做好充足準備。

其次，全面綠色化改進高等有機合成、木材化學、化工原理、高分子材料等的實驗項目，[8]盡可能采用綠色溶劑、減少試劑消耗，節能減排，又要能不斷激發學生實驗興趣。例如，一般水蒸氣蒸餾實驗的原料是異戊醇、硝基苯、正丁醇、丁酸甲酯等，這些有機物造成空氣污染，傷害人體健康。綠色化改進后，使用柑桔類果皮為替代原料，試驗過程中氣味芳香，不僅緊密結合了林口學科，又使學生產生濃厚實驗興趣。[9]

最后，不斷加強實驗平臺建設，開放學科所有儀器設備，充分利用省級、校級大型儀器共享平臺，讓學生有機會使用和親自操作最新的實驗儀器設備，為提高學生培養質量做好條件保障，不斷優化教學體系與方法。

3 加強科研團隊與導師隊伍建設，切實貫徹導師負責制

研究生導師的創新知識體系決定了研究生創新的廣度與深度。培養驅動發展的創新人才，必須要建立一支立德樹人、視野開闊、創新引領、造詣深厚的研究生導師隊伍。在引進具有國際化視野的高層次人才、優秀博士的同時，選派骨干教師出國或國內高校訪學進修，不斷充實科研團隊與導師隊伍，加強創新驅動發展的教學團隊建設。只有及時了解和把握科技前沿，并將其充分體現到研究生培養各個環節中，才能讓研究生了解和緊跟本學科研究的前沿領域。

培養研究生涵蓋課程學習、科學實驗、成果發表、論文答辯等各個環節，導師不僅要對這些環節進行悉心的業務指導，更要對研究生進行全面的思想指引，指引他們快速成長為有用之才。在研究生培養過程中，要切實落實導師負責制，導師要完全負責對研究生各方面的指導；要像班導師那樣引導和督促學生的學習和生活；要能放低姿態，經常與研究生進行談心交流，甚至建立起朋友或兄弟般的真摯感情；要鼓勵研究生參加研究生論壇、暑期學校、科研創新大賽等，在橫向比較中檢驗自我。

4 實踐效果

在構建創新驅動發展背景下化學工程與技術學科研究生培養模式的基礎上，要求研究生設計校級創新實驗項目，積極申報校級、省級科研創項目，爭創國家科研創項目，定期組織參加省級科研創新大賽，形成了研究生培養的創新體系。加強與企業的產學研合作，鼓勵企業員工擔任研究生第二導師，安排學生到企業見習、實習、科研，切實感受科技成果如何轉化為生產力。通過邀請學科著名專家來校講學，參加研究生創新論壇，舉辦或參與重要學術會議，定期赴國內外著名高校進行訪學研究，到更廣闊的學術平臺去見識，不斷開拓眼界。

經過近五年實踐，化學工程與技術學科研究生培養質量得到了顯著提高。實施后五年（2015～2019年），與實施前五年（2010～2014年）相比，培養各項指標均有提高，尤其是在發表SCI/EI 論文、獲得科研創新基金方面，分別由0.2 篇/人、17.9%提高到0.8 篇/人、30.4%。在依然保持100%就業率基礎上，國家研究生獎學金、省優學位論文、繼續深造讀博也實現零的突破。為實現創新創業高素質復合型人才的培養，不僅需要建立更為完善的培養質量保障體系與評價機制，而且要進一步加強教學與科研平臺的建設，更好地為區域經濟與兩型社會發展服務。