南开化学百年贡献:理工复合型人才培养的改革与实践

随着21世纪知识经济的发展和我国加入世界贸易组织（WTO），在分子水平上研究物质的化学及其相关的产业面临许多新的机遇和挑战。高新技术的发展对新型功能性化学材料和产品提出了更高的要求。可持续发展战略的实施对环境、能源、资源等也提出了许多亟待解决的课题。在日益激烈的市场竞争中，从分子水平设计和制造新物质、新型功能材料的研制和开发、传统工业过程的改造等课题对人才的知识和能力结构提出了新的需求。主要表现在：（1）需要大量德才兼备、具备扎实专业基础知识和较强动手实践能力的理工结合的专业技术人才。（2）化学化工专业范围的扩大和跨学科发展愈来愈明显，而且成为高新科技不可缺少的技术。化工学科的内容已从过去的宏观层次逐步发展到介观、亚微观、微观及大宏观的多层次学科，化学学科的内容已从过去的原子、分子层次逐步发展到超分子、介观的多层次学科，化学化工的逐步融合已成为国际的趋势。因此，化学化工本科教育视野的深度也要相应扩大，如一些大学已将“化学工程系”改称“化学及分子工程系”。（3）就业观念和就业形势发生变化使得化学化工专业毕业生参与到愈来愈广泛的各类技术工作中，导致化学化工专业界限更加淡化，化学化工专业需要进行新的融合与优化。（4）加入WTO后，为加速我国教育全球化与国际交流，必须推行与国际本科教育接轨的培养方案，以适应国际市场经济下的人才需求，本科教育应逐步走向国际化。

为了培养适应新形势的理工复合型专业人才，南开大学化学学院和天津大学化工学院从2001年开始，在教育部的支持下，充分利用各自的办学优势和特点，按照“独立办学，紧密合作”的原则，通过开放校园、互开课程等方式，实现了优势互补，资源共享，构建了与高校合并办学不同的合作模式，本着“高起点、高标准、创特色、建一流”的原则，合作创办了“分子科学与工程”新专业，成为两校合作办学的一个突出亮点，得到了教育部的高度认可，并专门设立了全新专业代码“070304T”。该专业从2003年开始招生，南开大学和天津大学各招收30人，统一管理，共同培养。

南开大学和天津大学是教育部直属的重点大学。南开大学化学学院和天津大学化工学院是两校最具优势和影响力的学院，拥有两院院士10名，国家级教学名师3人，国家杰出青年基金获得者17人，教育部长江学者特聘教授14人，长江学者讲座教授1人，教育部跨世纪人才和天津市特聘教授20人，教授和博士生导师159人，具有博士学位的高层次青年教师224人。拥有国家级基础科学人才培养（化学）基地1个、国家级化学实验教学中心2个，国家级重点学科8个（有机化学、农药学、高分子化学与物理、无机化学、分析化学、化学工程、生物化工、工业催化）。在2006年教育部最新的学科评估中，南开大学化学学科与天津大学化学工程与技术学科均被评为全国第一名（以上均为2008年数据）。

依托强大的学科优势，分子科学与工程专业从开始建立便有了充分的发展空间，为培养理工复合型人才打下了坚实的基础。为了充分利用两校各自在基础理论和工程技术领域的优势，两校对合办专业的学生实行两年轮换制的培养方式，即一、二年级在南开大学学习基础理论知识，三、四年级在天津大学学习工程技术领域的知识内容，毕业实习以及毕业论文（设计）指导工作由两校共同承担。该专业实施双学位制，即如果学生正常完成最低学分（当时是214学分）的教学计划，则由两校为其颁发两个学位证书，即南开大学颁发的理学学士和天津大学颁发的工学学士证书。两校共同制定了该专业的培养方案，培养方案的特色是既体现理工结合，又体现两校在各自学科方面的特色，两个专业的任课教师，由两校共同择优聘请。

“分子科学与工程”专业的办学思路是：（1）发挥优势：结合南开大学化学学科的优势和天津大学化工学科的强大优势。（2）突出创新：该专业既不同于传统的化学、化工类专业，更非化学与化工专业的简单加和，它注重用分子层次的理论和知识解决化学以及相关的环境、材料和生命科学的问题，同时立足于国家亟待发展的功能性化学新产品研究、开发与产业化的需求，优化化学与化工教学内容，增添新的交叉学科知识。（3）培养复合型人才：培养适应国家发展需要的，具有良好人文素质和宽广深厚的化学、化工基础，具有较强的创新意识、基础科学研究能力和功能性化学新产品研发与产业化能力，德、智、体、美全面发展的复合型人才。

分子科学与工程专业的培养目标是：培养适应社会主义现代化建设需要的，德智体美全面发展的，具备分子科学与工程方面的知识、设计与研究能力和一定的国际交流能力的宽基础、高素质、具有创新精神与实践能力的复合型科学技术和管理人才。学生毕业后具有广泛的适应性，可到化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金或相关行业及部门从事科学研究、技术开发、工程设计、技术管理工作和教学工作。同时，本专业学生将以较高比例进入研究生阶段深造，主要从事科学研究与新技术开发工作。

分子科学与工程专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力：（1）掌握马克思主义基本原理、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想，品德高尚，身心素质好。（2）掌握分子科学与工程、化学工程等学科的基本理论、基本知识。（3）掌握分子设计方法、化工过程模拟优化方法，以及化工工艺与设备的设计方法。（4）具有对化工新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力。（5）了解国家对于化工生产、设计、环保等方面的方针、政策和法规。（6）了解化学、化学工程学科的理论前沿和发展动态。（7）掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。（8）具有创新意识和独立获取新知识的能力。（9）具有一定的国际交流能力。

自2003年两校合作开办“分子科学与工程”专业以来，两校共同努力，探索化学化工类复合型人才培养的方案和经验。主要取得了以下成果：

1.经过广泛调研，首先确定了“分子科学与工程”专业的建设目标：以素质教育为指针，全面实施高等教育质量工程；以国际一流大学为参照，大胆借鉴世界先进国家高等教育改革的有益经验；以化学化工学科21世纪发展趋势与基本特征为出发点，剖析21世纪科技与社会发展对化学化工复合型创新人才综合素质的基本要求，注重学生创新精神和实践能力的培养，注意学生的个性发展，因材施教。

2.构建并完善了一整套化学化工类交叉学科复合型人才培养体系与培养方案：（1）将课程划分为人文与社会科学、训练与健康、数学与自然科学、学科基础与专业、创新与研修等五个课程体系，调整知识结构，使之适合培养理工结合复合型创新人才。（2）优化教学内容，突出创新能力的培养。（i）与主修单一学位比较，不过多增加四年学习的总学时（学分），毕业最低学分设定为214，使学生有充分的时间自学与思考问题以及广泛阅读参考资料。（ii）增加了具有分子科学特点的课程，减少两校所开的重复课程。（iii）调整了各学年课程的学时分配，使之更加合理。（iv）增加选修课的数量，注重增加专业覆盖面；将选修课程设为理（主要由南开大学教师授课）、工（主要由天津大学教师授课）、理工结合（两校课程结合）三大模块，引导学生根据自己的兴趣和发展需要选择相应的模块。（v）增加双语教学课程比例，如将过程分析与合成、绿色化学工艺学、分子催化等改为双语课程。（vi）开设化学和化工综合型实验，实验包括产品设计、合成、分离、表征等多个层次和多个方面的内容。（vii）开设了深受学生欢迎的“分子科学与工程前沿”课，请在各自研究领域作出突出成绩的教授们结合自己的研究方向将最新的学科前沿研究成果介绍给学生们，使学生们对国际上学科发展的最新动态有了充分的了解，激发了学生们对科学研究的兴趣。(www.xing528.com)

3.改革教学方法，重视实践类教学，培养学生创新精神，提高创新能力：（1）推行启发式教学，引导思维；鼓励一门课程多本教材或参考书；推行人文素质教育与专业教育的有机结合。（2）高度重视实践类教学环节，增加综合型、设计型、自主型实验；增加计算机辅助设计和分子模拟相关设计内容。（3）为了提高学生写作水平和表达能力，开设“调研及学术报告”课程，要求学生作科研和社会调查报告。科研报告要求学生自己选题、查资料、针对主题进行分析综述并提出自己的观点，并鼓励学生用英语表达。该报告对于培养学生的科研能力及写作、表达能力具有重要的作用。社会调查报告要求学生充分接触社会，针对某个社会问题进行调查并形成报告，该报告有利于督促学生深入社会，认识社会，并提高学生与人交往的能力。

4.建立学生参加创新活动的机制：（1）在评审各级创新基金等课外科技活动中向分子科学与工程专业的学生倾斜，为学生们努力争取更多的机会参与科研创新活动。（2）确定在分子科学与工程专业设立学术导师的制度，为所有学生配备专业指导教师，一般一名指导教师指导一至两名学生。从一年级开始直到毕业，指导教师负责指导学生专业学习，参加课外创新实践活动等，以提高学生从事创新活动的机会和兴趣。

5.建立学生学习的激励机制和淘汰机制：（1）在推荐保送研究生时充分考虑分子科学与工程专业的课程特点，在保送政策上有所宽松，增加了本专业的保送生人数。（2）对学习成绩下降、明显跟不上课程进度的学生允许在院内自由转专业，不受全院转专业人数的限制，而且在毕业时不受原专业特定课程成绩的影响。

6.改进教学管理机制，创造利于创新人才培养的学习环境：（1）为充分利用两校各自在基础理论和工程技术领域的优势，对学生实行两年轮换制的培养方式，即一、二年级在南开大学学习，教学和管理主要由南开大学负责；三、四年级在天津大学学习，教学和管理主要由天津大学负责。（2）学生户口、身份证、学籍由录取学校统一办理，为便于管理实行“一正式，一临时”的学生证管理方法，即学生学籍所在学校发放正式学生证，对方学校发放临时学生证。（3）为学生同时发放两校图书证、银行卡及饭卡，以满足学生的学习及生活需求。（4）学生奖惩按属地原则进行，即各类奖学金评定、优秀学生干部、三好生、优秀学生的评选工作以及学生违纪处罚按学生学习所在学校的标准进行。当学生违纪处罚涉及毕业及学位问题时按照出口一致的原则，即按两校处罚措施中较低一方的标准进行处理。（5）学生可在学习学校参加各种党、团活动，两年后学生的组织关系将调转到对方学校。（6）学生毕业实习、毕业论文（设计）的指导工作及毕业资格审查工作由两校共同承担。学生可不受所属学校限制，互选导师进行毕业论文工作。（7）实施双学位制，颁发两个证书，即一个南开大学颁发的理学学士证书，一个天津大学颁发的工学学士证书。同时制定一个学位的学分要求，当学生不能获得双学位时，即按一个学位学分要求审核，颁发原学籍所在学校的学位证书。（8）定期召开两校联席会议，由两校教务处领导、学院领导和教学管理人员参加，对本专业的办学情况进行认真的分析，及时总结经验，制订了相应的办法，保证了教学计划的正常运行。（9）两校针对该专业各配备一个班导师，两个班导师紧密合作，不论学生属于哪个学校，都进行统一管理。（10）在每个学期开始，召开一次座谈会，座谈会主要对上一学期的学习进行总结，并介绍新学期的主要课程，明确各门课程之间的关系，课程的学习目的并结合专业特点进行学习。每届毕业生毕业前夕，召开毕业生座谈会，听取学生的意见，以便真实了解学生的情况。

合作办学的成功经验为教育部高度重视，为培养高水平复合型人才开辟了一条新路。该成果建立了一整套适于培养复合型创新人才的培养模式，包括课程体系、教学计划、课外创新活动机制、奖励与淘汰机制、管理机制等。通过几年的实践证明，这种培养模式对复合型创新人才的培养起到了重要作用，为同类学校交叉学科人才的培养提供了经验与借鉴。“化学化工类交叉学科人才培养改革与实践”被列为2006年教育部高等理工教育教学改革与实践重点项目并在验收时评为优秀。

该项目培养了学生理科和工科的不同思维方式，学生创新意识和创新能力显著提升。分子科学与工程专业培养的学生凭借理论基础扎实、实践创新能力强得到业界的普遍赞誉。他们与传统的工科专业出身的学生相比明显表现出较强的思考问题的能力和探索问题的精神，具有很大的发展潜质。

培养了一批基础扎实、从事交叉科学研究和适应国家重大需求、具备较强创新意识和产品研发与产业化能力的理工复合型高素质人才。在前两届毕业生中，约21%的学生选择去国外著名大学如美国麻省理工学院、密西根州立大学、加利福尼亚大学等继续深造，约52%的学生在国内重点大学如北京大学、清华大学、南开大学、天津大学等攻读硕士学位，大约26%的学生选择了进入国际知名化学或化工企业和国家事业单位工作。如分子科学与工程专业首届毕业生李嫣然2016年在加州大学河滨分校获得正式教职，朱剑回到南开大学材料科学与工程学院任教授（2017年获得国家级青年人才荣誉），邹瑞阳2016年回国创业，创立觅瑞（杭州）生物科技有限公司，开发癌症临床诊断试剂盒。第三届毕业生张育淼回到天津大学化工学院任教授（2017年获得国家级青年人才荣誉）。

建立了与人才培养方案相配套的一系列课程体系和学生跨校管理新模式。通过精选课程、优化教学内容和开设新课程，在没有大幅增加学时的前提下，建立了全新的有鲜明特色的课程体系，并通过共享优质教学资源，保证了教学计划的实施。同时，两校采取了以学生为本、相互协作、统一管理的新模式，顺利解决了因两校在管理模式上的不同而带来的种种问题，充分保障了教学计划的正常运行。

成果完成人：程鹏、贾绍义、李一峻、夏淑倩、吴世华、张凤宝、杨光明、姜忠义、郑健禺