綠色船舶引領‘Chem+’復合型創新人才培養的探索與實踐

袁愛華，郭興梅，鄭紹軍，徐文睿，陳立莊，溫華兵，喻永光

江蘇科技大學環境與化學工程學院，江蘇 鎮江 212003

習近平總書記在黨的十八屆五中全會上系統論述了“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念，其中綠色發展是關系我國發展全局的一個重要理念。綠色船舶是指在船舶設計、制造和運維全生命周期內最大程度地降低能源和資源消耗，消除或大幅降低有毒有害物質排放的船舶[1,2]。作為海洋強國的關鍵領域，綠色船舶對提升我國船舶與海洋工程裝備產業的國際競爭力具有重要引領和推動作用，培養綠色船舶領域迫切需要的化學及其相關學科專業復合型創新人才，是船舶和海洋類高校的使命擔當[3]。江蘇科技大學(以下簡稱江科大)是一所以船舶與海洋工程(以下簡稱船海)為辦學特色的高校，是江蘇高水平大學建設高峰計劃建設高校。學校以服務海洋強國戰略為己任，以建設國內一流造船大學為長遠發展戰略目標，為我國船舶工業和國防事業培養了大批高素質人才，在我國從造船大國向造船強國的轉型升級中做出了積極貢獻，海洋石油“981”深水鉆井平臺、“蛟龍號”載人深潛器、“新海虎”耙吸挖泥船等大國重器背后都融入了江科大人的才智與汗水，也彰顯了江科大人走向深藍、筑夢海洋的豪邁情懷。

江科大化學學科先后隸屬于理學院(原基礎學科系)、材料科學與工程學院、生物與化學工程學院、環境與化學工程學院，化學與材料、環境、能源、船海等相關學科長期融合發展，構建了船舶特色鮮明的‘Chem+’學科專業群(圖1)。2004年開設應用化學本科專業，2005年獲批應用化學二級學科碩士點，2011、2017年分別獲批化學工程與技術、化學兩個一級學科碩士點，2020年化學學科進入ESI學科全球排名前1%，2021年化學工程位列軟科世界排名前150–200位。隨著教育部新工科建設、“雙萬計劃”等工作的推進[4,5]，江科大針對船舶特色型高校人才培養普遍存在的教學問題，進一步深化教育教學改革，‘Chem+’復合型創新人才培養取得了顯著成效。

圖1 ‘Chem+’學科專業群示意圖

1 教學問題分析

“綠色環保、節能減排、安全適居”的綠色船舶是船舶與海洋工程裝備行業的發展方向，也是實現碳達峰、碳中和“30·60”戰略目標的迫切需求。環境協調性、技術先進性、經濟性是綠色船舶的三大特征，迫切需要能夠引領行業發展，解決船舶綠色設計、綠色制造和低碳運維全生命周期內化學、環境、能源和材料等問題的復合型創新人才(圖2)。

圖2 全生命周期綠色船舶示意圖

船舶與海洋工程裝備行業是艱苦行業，具有產業關聯度大、學科交叉范圍廣、知識技術更新快和政治素養要求高等特點。船舶特色型高校人才培養主要存在以下教學問題：(1) 綠色理念不強。課程體系囿于單一學院單一學科，不利于化學與環境、能源、材料等相關學科的交叉融合和協同育人，學生跨界融合能力不強。(2) 創新能力不足。實踐體系與綠色船舶迫切需求聯系不夠緊密，行業優勢資源利用不充分，學生實踐創新能力不足。(3) 行業素養欠缺。素質教育的系統性、針對性、有效性不強，學生家國情懷、行業使命和協作精神有待加強，行業引領能力偏弱。

2 ‘Chem+’復合型創新人才培養的舉措

針對以上教學問題，基于工程教育專業認證理念(以學生為中心、產出導向、持續改進)[6]，對‘Chem+’專業群進行新工科改造，以培養綠色船舶領域迫切需要的復合型創新人才為目標，將知識傳授、能力培養、價值塑造三元結合，通過學科交叉、多元協同、船魂引領三種途徑，著力培養學生的三種觀念(綠色發展觀、和諧工程觀、核心價值觀)和三種能力(跨界融合能力、實踐創新能力、行業引領能力)。圖3為綠色船舶引領‘Chem+’專業群復合型創新人才培養示意圖。

圖3 綠色船舶引領‘Chem+’復合型創新人才培養示意圖

2.1 學科交叉，培養綠色發展觀和跨界融合能力

2.1.1 構建‘Chem+’學科專業群

基于綠色船舶對化學及其相關學科復合型創新人才的迫切需求，以化學為中心構建了‘Chem+’學科專業群，其內涵包括兩個方面：首先，化學與船海、化工、環境、材料、能源、動力等多學科融合發展，協同育人，綠色船舶背景下應用化學專業人才培養具有鮮明的船海特色和學科交叉優勢；其次，化學作為物質科學的核心和基礎，強力支撐船海、化工、環境、材料、能源、動力等相關學科專業的人才培養和科技創新。以2013本科人才培養方案重構為契機，開展教學思想大討論，跨學院構建‘Chem+’協同育人新機制，加強學生綠色理念、創新能力、行業素養的培養，統籌“專業、課程、教材、團隊和平臺”建設，實現教學資源的開放共享。制定大類招生、專業分流、跨專業選修等制度，開設新生導學課，實施全員全程導師制，指導學生自主選擇專業、課程和科研課題，根據職業愿景引導個性化發展。

2.1.2 重構‘Chem+’人才培養體系

動態優化人才培養方案，四年大修，每年微調，打破學科壁壘，按“大類培養–專業培養–個性化培養”三階段[7]、“通識教育–學科基礎–專業教育–自主選修”四模塊重構人才培養新體系(圖4)。學生入學后先進入“深藍學院”進行大類培養，然后自主選擇群內任一專業進行專業培養，再根據職業愿景，自主選擇發展路徑(考研、出國、就業、創業等)，完成個性化培養。以綠色船舶為主題，按照“兩性一度”標準建設“走向深藍”系列金課，理工交融，本研貫通，應用化學理科專業增加船海特色課程模塊(如工程導論、近現代船舶工業發展與中國崛起、應用電化學、腐蝕學、船舶涂料與涂裝技術等)，環境工程等工科專業加強基礎化學類課程模塊(如工程化學、無機與分析化學、有機化學、物理化學、化工原理等)，開設環保安全類課程模塊供全校選修(如環境保護與可持續發展、綠色化學、化工安全與環保等)，本科生高年級選修課與研究生課程貫通。工程導論、船舶綠色涂裝工藝虛擬仿真實驗項目(化學類)獲批國家級一流課程，物理化學、近現代船舶工業發展與中國崛起等獲批江蘇省首批一流課程。

圖4 ‘Chem+’復合型創新人才培養體系

2.2 多元協同，培養和諧工程觀和實踐創新能力

2.2.1 多主體構建人才培養高地

江科大發起成立江蘇船舶與海洋類高校協同發展聯盟，依托中國船舶集團公司、上海外高橋造船有限公司、江南造船有限公司、江蘇正丹化工有限公司、宜興市高塍國際環保城等行業和地方優勢資源，建成材料科學與工程和船舶與海洋工程2個國家級實驗教學示范中心、國家級大學生實踐教育基地、江蘇高校高技術船舶協同創新中心、江蘇省基礎化學實驗教學示范中心等實踐創新平臺。構建“實驗教學、實習實訓、自主科研、工程設計、研究開發、學科競賽”金字塔型實踐創新體系。以學科競賽為抓手，助推復合型創新人才培養，設立高塍科大環保雙創基金，按“創新、創業和社會實踐”三類和“萌芽計劃、成長計劃、卓越計劃”三層次資助學生開展創新創業活動。與加拿大卡爾加里大學、美國楊斯敦州立大學、俄羅斯莫爾多瓦國立大學分別開展“2 + 2”“3 + 1 + master”“1 + 1 + 0.5”中外合作辦學項目，引進國外優質教學資源和先進教育理念，優化課程體系和教學內容。設立正丹化工獎學金、魯寶獎學金等資助學生出國留學和學術交流。

2.2.2 項目式培養實踐創新能力

實施青年教師“三個一工程”(一年工程實訓、一年助教、一年海外研修經歷)，選派優秀青年骨干教師進駐江南造船有限公司、上海外高橋造船有限公司等大型船企頂崗實訓，聘請實踐經驗豐富的船舶行業專家擔任企業導師，聯合指導學生工程實踐和科研實訓。依托國家重點研發計劃、工信部高技術船舶科研課題等高水平項目，參與“981”鉆井平臺、“蛟龍號”深潛器、豪華郵輪、液化天然氣(LNG)船、海上浮式生產儲卸石油裝置(FPSO)等高技術船舶與海洋工程裝備建設，在綠色涂裝、綠色舾裝、綠色能源、雙燃料動力、海水淡化、壓載水處理、揮發性有機物(VOCs)治理、CO2捕獲、減振降噪等領域開展“卡脖子”技術聯合攻關，并將科研成果轉化為學生科研訓練項目和教學案例，開展項目式、案例式教學，構建師生成長創新共同體，實現知識傳授、技能培訓、思維啟迪、價值塑造有機統一。知行合一，專創融合，促進綠色船舶創新鏈、專業鏈深度融合。通過科研反哺教學，形成一批優質教學資源，出版《新編大學化學實驗》《無機與分析化學》《有機化學》等一批國家規劃教材和江蘇省重點教材。

2.3 船魂引領，培養核心價值觀和行業引領能力

2.3.1 育教相融厚植家國情懷

弘揚社會主義核心價值觀，開展愛國、誠信、敬業、友善等專題教育。實施課程思政聚合行動，推進思政課程與課程思政同向同行，育教相融，顯隱結合，構建“大思政”育人格局。專業學院與馬克思主義學院聯動，選樹物理化學、有機化學、儀器分析、近現代船舶工業發展與中國崛起等課程思政示范課程，充分挖掘專業課的思政元素，上出“思政味”，共挑“思政擔”。例如物理化學結合學科發展史、科學家事跡、化學原理在海洋強國和國家“卡脖子”科技領域的應用介紹，激發學生學習興趣，培養辯證唯物主義的科學觀、家國情懷和行業使命擔當。有機化學將思政元素與知識體系有機融合，結合案例教學，構建“育人”+“育才”培養體系，以有機化學專業知識為載體傳遞思政價值，以思政元素為推力促進專業知識學習，實現“潤物無聲”，如學習醚這一章，介紹中國首位諾貝爾醫學獎獲得者屠呦呦教授利用乙醚提取獲得青蒿素等案例，深化文化認同感，增強民族自信心和民族自豪感。作為思政教育重要陣地的實驗室教學，強化安全教育、環保意識、學術道德和創新意識的培養。精心打造黨建品牌“長山夜漫談”——構建“和諧式”思政育人生態場，并獲江蘇省黨建創新三等獎。

2.3.2 船魂引領培育行業精英

聚焦海洋強國和綠色船舶，開設“深藍”講壇和“國防素質教育與實踐”特色課程，傳承“江海襟懷、同舟共濟、揚帆致遠”的“船魂”精神。實施大學生核心素質報告書制度，系統化、精準化、特質化培養“吃得了苦、扎得下根、聚得齊心、干得成事”的高素質人才。創辦系列特色鮮明的素質教育教學活動，培養學生的綠色理念、協作精神和社會責任感。開展“江豚保護”社會實踐活動200多場，先后獲得“挑戰杯”大學生科技作品競賽江蘇省一等獎、“互聯網+”創新創業大賽江蘇省一等獎、生態環境部宣教中心“清潔美麗青春行”一等獎等國家和省級表彰32項，獲世界自然基金會、長江生態保護基金會等9項資助。創辦“全國大學生船舶能源與動力創新大賽”品牌賽事，吸引全國32所高校30000多名學生參賽，成為大學生實踐創新能力培養品牌活動并得到《人民日報》等中央級媒體的報道。

3 ‘Chem+’復合型創新人才培養的成效

3.1 ‘Chem+’學科專業建設成效顯著

圍繞綠色船舶需要，建成一批國內知名、國際有影響的學科專業，化學、材料科學和工程學3個學科進入ESI學科全球排名前1%，應用化學、環境工程、船舶與海洋工程、焊接技術與工程、輪機工程等5個本科專業入選國家級一流專業建設點，環境工程、輪機工程等2個專業通過工程教育專業認證，能源動力專業獲批教育部中外合作辦學項目，并入選國家留學基金委“促進與俄烏白國際合作培養項目”。建成一支高水平導師團隊，擁有江蘇省“青藍工程”科技創新團隊1個，江蘇省特聘教授、江蘇省有突出貢獻的中青年專家等各類省級人才30余人。獲批國家級一流課程2門、江蘇省一流課程和精品課程等各類省級課程11門；出版教材專著24部，其中國家規劃教材4部、江蘇省重點教材7部。“科教結合，學科交叉，構建工科院校應用化學專業創新性人才培養體系”2013年獲江蘇省教學成果二等獎，“‘Chem+’復合型創新人才培養模式的探索與實踐”2017年獲江蘇省教學成果一等獎。

3.2 復合型創新人才培養質量高

近五年，參與‘Chem+’教學改革學生3500多人，100%參與創新創業活動，平均就業率超過98%，學生參與省級及以上學科競賽獲獎率、升學率、投身船舶行業和國防事業占比大幅提升。航母、潛艇、豪華郵輪、LNG船、FPSO等大國重器都有我校畢業生的貢獻，涌現出LNG船總建造師、全國“五一”勞模等一批行業精英。獲“互聯網+”“挑戰杯”等全國性學科競賽特等獎、一等獎14項和銀獎2項，以第一作者發表SCI收錄論文106篇，參與獲授權發明專利129件，獲江蘇省優秀本科畢業論文一等獎2篇和團隊5個。

4 結語

基于綠色船舶行業需求和江科大船海辦學特色，通過化學與環境、能源、材料、船海等學科的交叉融合，建成具有鮮明船舶特色的‘Chem+’學科專業群?；诠こ探逃龑I認證理念，三階段四模塊重構‘Chem+’人才培養新體系，跨學院、多學科、多主體構建‘Chem+’專業群協同育人新機制。系統化、精準化、特質化培養大批“吃得了苦、扎得下根、聚得齊心、干得成事”的高素質人才，為行業特色型高校的教育教學改革提供了有力借鑒，具有較強的推廣應用價值。