江繼軍，楊立群，蘇成勇，阮文紅，朱芳

中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院，廣州 510275

當(dāng)今世界，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，其主要表現(xiàn)為科技、教育和人才競(jìng)爭(zhēng)?？萍际顷P(guān)鍵，教育是基礎(chǔ)，人才是根本。因此，我們必須為人才培養(yǎng)創(chuàng)造高質(zhì)量的條件和環(huán)境。高等教育是人才培養(yǎng)的一個(gè)重要前沿陣地。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)高校應(yīng)將形成“高水平人才培養(yǎng)體系”作為高校三項(xiàng)基礎(chǔ)性工作之一，以辦出具有中國(guó)特色的世界一流大學(xué)。培養(yǎng)一流人才是世界一流大學(xué)的重要標(biāo)志，因此，“雙一流”高校建設(shè)的重點(diǎn)在于一流人才的培養(yǎng)[1]。黨的二十大報(bào)告也強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持為黨育人、為國(guó)育才，全面提高人才自主培養(yǎng)質(zhì)量，著力造就拔尖創(chuàng)新人才。因此，我們要貫徹落實(shí)好中央決策部署，加快構(gòu)建高質(zhì)量教育體系，培養(yǎng)造就大批德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才。研究生教育肩負(fù)著為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次創(chuàng)新型人才的重任[2]。國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010–2020年)明確指出：促進(jìn)科研與教學(xué)互動(dòng)、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合[3]。2020年7月29日，習(xí)近平總書記在全國(guó)研究生教育會(huì)議上對(duì)研究生教育工作做出重要指示，“研究生教育在培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高創(chuàng)新能力、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、推進(jìn)國(guó)家治理體系和治理能力現(xiàn)代化方面具有重要作用?！庇纱丝梢姡h和國(guó)家對(duì)研究生的培養(yǎng)提出了更高要求。

中山大學(xué)作為“雙一流建設(shè)”大學(xué)，肩負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新人才的歷史使命。我們將以高度的歷史自覺和強(qiáng)烈的使命意識(shí)，大力構(gòu)建高質(zhì)量教育體系，努力培養(yǎng)創(chuàng)新人才。面對(duì)百年未有之大變局，學(xué)院頂層設(shè)計(jì)，積極創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)機(jī)制，大力推動(dòng)教育教學(xué)改革。在改革過程中，高質(zhì)量的人才培養(yǎng)，有賴于高水平的教師隊(duì)伍建設(shè)。因此，學(xué)院鼓勵(lì)廣大教師樹標(biāo)桿、作示范，克服重科研輕教學(xué)的不良現(xiàn)象，將育人育才滲透到教學(xué)科研各個(gè)環(huán)節(jié)和點(diǎn)滴之中。基于此，我們探索建設(shè)高質(zhì)量研究生研究方法與技術(shù)訓(xùn)練的課程體系的路線，提出并開設(shè)一門現(xiàn)代化學(xué)研究方法與技術(shù)訓(xùn)練實(shí)踐課程，包括理論教學(xué)和科研訓(xùn)練兩大教學(xué)環(huán)節(jié)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)融合，并將課程開放給本科生，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，打造一門本碩博貫通式現(xiàn)代化學(xué)研究方法與技術(shù)訓(xùn)練實(shí)踐課程體系。經(jīng)過兩年的初步實(shí)踐，我們?cè)趦?nèi)容創(chuàng)新、訓(xùn)練平臺(tái)、師資隊(duì)伍、科教轉(zhuǎn)化等方面取得了良好的成效。

1 建設(shè)背景

首先，傳統(tǒng)的研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念和研究技能訓(xùn)練方面仍存在不足。當(dāng)前的教學(xué)模式仍以教師為中心，注重知識(shí)傳授和傳輸，忽視學(xué)生創(chuàng)新思維和科研技能的培養(yǎng)，這已成為制約研究生創(chuàng)新能力發(fā)展的主要因素之一。其次，由于我國(guó)研究生招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，每一級(jí)研究生數(shù)量較多，導(dǎo)致生均資源稀少，培養(yǎng)模式采用集中培養(yǎng)的方式。這種模式下，研究生課程逐漸趨同于本科化，內(nèi)容更新不夠及時(shí)，缺乏理論系統(tǒng)性。再者，由于現(xiàn)階段研究生的招生生源分布廣泛，大學(xué)生的層次分布不均，以及非化學(xué)背景的本科生比例上升。這種情況下，需要對(duì)新生進(jìn)行統(tǒng)一的科研技能訓(xùn)練，為課題研究階段打下基礎(chǔ)，并且在碩士一年級(jí)期間對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代化學(xué)研究技術(shù)和技能訓(xùn)練，以彌補(bǔ)學(xué)生在專業(yè)技能方面的不足。此外，學(xué)科交叉程度的提高也要求學(xué)生掌握高水平的技能。隨著科研水平的提高和課題研究的深入，學(xué)科交叉頻繁且層次較深，學(xué)生僅掌握化學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)技能不夠，有必要在碩士一年級(jí)期間對(duì)他們進(jìn)行現(xiàn)代化學(xué)研究技術(shù)和技能訓(xùn)練，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。最后，傳統(tǒng)的碩士研究生科研訓(xùn)練主要集中在后期的學(xué)位論文研究，而忽視了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)全過程。完成學(xué)位論文研究只是研究生科研訓(xùn)練的一個(gè)重要部分，在此之前，科學(xué)合理的研究方法與技術(shù)訓(xùn)練還應(yīng)包括科研方法、科研思維訓(xùn)練、報(bào)告撰寫訓(xùn)練等。這些訓(xùn)練應(yīng)該始終貫穿于研究生的整個(gè)培養(yǎng)過程，而不是只單單集中在學(xué)位論文研究階段。因此，作為培養(yǎng)單位，有必要從平臺(tái)方面整體提升研究生的相關(guān)技能，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量人才培養(yǎng)。居沈貴等[4]提出基于“問題導(dǎo)向”的科研能力訓(xùn)練，在探索實(shí)踐中，通過不斷自我革新，形成了較高質(zhì)量的課程群，體現(xiàn)了內(nèi)涵建設(shè)和特色發(fā)展。高武奇等[5]在近期的研究中，對(duì)研究生科研能力培養(yǎng)目前存在的主要問題進(jìn)行了總結(jié)，并提出了以科研訓(xùn)練為抓手的研究生科研能力培養(yǎng)措施，取得了良好的實(shí)踐效果，并在200多個(gè)高校及研究院得到了應(yīng)用。

2 建設(shè)內(nèi)容

基于上述背景，在學(xué)校和學(xué)院的大力支持下，我們利用學(xué)院現(xiàn)有的硬件設(shè)備資源，通過一系列措施，有針對(duì)性地從技能訓(xùn)練平臺(tái)整合、教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)、科研成果轉(zhuǎn)化以及課程體系建構(gòu)等方面進(jìn)行改進(jìn)。自提出課程建設(shè)的設(shè)想以來，我們開展該課程的模塊化建設(shè)，其中模塊1(表1)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)開展了近10年，模塊2(表2)改革進(jìn)行了近3年，我們分以下四個(gè)方面進(jìn)行介紹。

表1 模塊一開課實(shí)驗(yàn)教項(xiàng)目一覽表

2.1 訓(xùn)練平臺(tái)拓展

中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院在早年通過“985工程”和近期通過“雙一流高?！钡慕ㄔO(shè)中，購(gòu)置了一批大中型現(xiàn)代測(cè)試儀器。這些儀器分別屬于化學(xué)學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室、生物無機(jī)與合成化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱無機(jī)平臺(tái))、聚合物復(fù)合材料及功能材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱聚合物平臺(tái))、廣東省國(guó)際聯(lián)合研究基地Lehn功能材料研究所(簡(jiǎn)稱LIFM)。這些儀器主要為院內(nèi)及院外各科研小組提供服務(wù)，為學(xué)院的學(xué)科建設(shè)和科研水平的提高提供了強(qiáng)有力的保障。為了更加有效地管理和整合設(shè)備資源，化學(xué)學(xué)院成立了公共儀器中心，并設(shè)立了四個(gè)子平臺(tái)。在公共服務(wù)方面，公共儀器中心充分發(fā)揮儀器的公共屬性，實(shí)現(xiàn)了資源的統(tǒng)一優(yōu)化配置。具體而言，將一些日常科研服務(wù)機(jī)時(shí)較少的儀器用于教學(xué)，并將一些到報(bào)廢年限的儀器利用學(xué)校報(bào)廢留用的機(jī)制進(jìn)行儀器改裝實(shí)驗(yàn)，從而有效地利用了資源。

2.2 教學(xué)隊(duì)伍凝聚

教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)是提高教育教學(xué)質(zhì)量的重要保障。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)和改革中，高水平的教學(xué)隊(duì)伍不可或缺。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，學(xué)校和學(xué)院需要采取一系列措施，包括提供良好的工作條件和待遇、鼓勵(lì)教師發(fā)展專業(yè)、培養(yǎng)教學(xué)骨干、加強(qiáng)教師培訓(xùn)等。我們鼓勵(lì)學(xué)院有意愿的教師樹標(biāo)桿、作示范，克服重科研輕教學(xué)的思想困境，打破傳統(tǒng)研究生技能訓(xùn)練的舊思想，積極參與研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)。第一批參與此次建設(shè)的教師隊(duì)伍共16名教師，12名儀器管理技術(shù)人員。在實(shí)踐過程中，教學(xué)隊(duì)伍密切配合，圓滿完成了課程籌備及開課工作。16名教師分別來自有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)及高分子化學(xué)二級(jí)學(xué)科，年齡跨度從33至53歲，中青年骨干教師居多且活躍在科研和教學(xué)的第一線。其中，珠江學(xué)者1名，青年長(zhǎng)江學(xué)者1名，中山大學(xué)百人計(jì)劃引進(jìn)人才3名，國(guó)家優(yōu)秀青年獲得者1名。

2.3 科教融合轉(zhuǎn)化

科教融合是當(dāng)前高等教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。科教融合旨在將科學(xué)研究與教育教學(xué)相結(jié)合，提高研究生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，為國(guó)家培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。研究生教育要積極推進(jìn)科教融合，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，引入實(shí)踐教學(xué)、課題研究等環(huán)節(jié)，提高研究生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，教師也要不斷更新教育理念，加強(qiáng)自身專業(yè)素養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量，為研究生提供更好的教育服務(wù)?？平倘诤鲜翘岣哐芯可逃|(zhì)量的必由之路，將為我國(guó)科技創(chuàng)新和高素質(zhì)人才培養(yǎng)作出積極貢獻(xiàn)。

科教融合是高質(zhì)量培養(yǎng)創(chuàng)新人才重要的手段之一，它對(duì)于提高學(xué)生科研素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才起著十分重要的作用。在課程建設(shè)過程中，我們鼓勵(lì)教師根據(jù)自身課題的研究，成功地將一些科研成果轉(zhuǎn)化到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，更好地實(shí)現(xiàn)了科學(xué)和教育的融合，為學(xué)生提供更有意義和有益的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使學(xué)生得到較為系統(tǒng)的科研技術(shù)思維能力訓(xùn)練，提升相關(guān)技能，提升課題自主創(chuàng)新能力。

例如，潘梅教授課題組[6]成功地合成制備了一例氟取代的ESIPT(激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移)有機(jī)小分子化合物H2hpi2cf(5-(2-(5-氟-2-羥基苯基)-4,5-雙(4-氟苯基)-1H-咪唑-1-基)間苯二甲酸)。該分子中苯環(huán)上的羥基氧和相鄰咪唑基上的氮可作為激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移位點(diǎn)，從而產(chǎn)生特征的四能級(jí)結(jié)構(gòu)和醇式(E)-酮式(K)互變帶來的雙發(fā)射特性。由于在不同極性的溶劑體系中，該分子能夠產(chǎn)生具有不同強(qiáng)度和發(fā)光色域的醇式和/或酮式發(fā)光，因此，可以基于這一特點(diǎn)將該分子制備成熒光探針薄膜，并應(yīng)用于可視熒光檢測(cè)醇類分子的研究。該分子在不同的溶劑以及結(jié)晶條件下可以得到5種不同的晶型，這些不同晶型在365 nm光源激發(fā)下，最大發(fā)射峰分別位于463、486、500、485、490 nm，發(fā)光壽命為納秒級(jí)，表明均為熒光。該實(shí)驗(yàn)的一些現(xiàn)象和結(jié)果非常有趣，有利于學(xué)生透過現(xiàn)象按照科學(xué)合理的研究方法去研究其本質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)過程中收獲樂趣并學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法和技能。通過合理的設(shè)計(jì)，利用上述結(jié)果設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是X射線單晶衍射法測(cè)定分子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)和X射線粉末衍射法監(jiān)測(cè)化合物結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化過程。

再如，陳國(guó)勝副教授課題組[7,8]通過利用不同等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)(牛血清白蛋白，BSA，pI=5.8；細(xì)胞色素c，Cyt c，pI=10.5)作為模板(成核位點(diǎn))，初步探索MAF-4(2-甲基咪唑鋅鹽)的生物礦化過程，并研究蛋白質(zhì)對(duì)MAF-4結(jié)晶的影響規(guī)律；通過Bradford蛋白質(zhì)試驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)前后上清液中蛋白質(zhì)的含量，評(píng)估蛋白質(zhì)的封裝效率；通過粉末X射線衍射儀研究制備的MAF-4生物復(fù)合材料的結(jié)晶性，設(shè)計(jì)了仿生礦化制備蛋白質(zhì)-金屬有機(jī)框架復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)。

2.4 課程內(nèi)容建構(gòu)

我們提出建設(shè)現(xiàn)代化學(xué)研究方法與技術(shù)訓(xùn)練這門課程，計(jì)劃將該課程面向本科生、碩士和博士研究生開放，并將其打造成一門貫穿本碩博的核心科研訓(xùn)練示范課程。我們希望通過該課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，使每學(xué)年20名強(qiáng)基班本科生和150名研究生獲得高水平的科研訓(xùn)練，從而豐富“創(chuàng)新型人才”的培養(yǎng)模式，并助力于“雙一流”高校的建設(shè)。

該課程的主要建設(shè)內(nèi)容是利用中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院的優(yōu)質(zhì)儀器設(shè)備資源，凝聚一支高質(zhì)量的骨干教學(xué)隊(duì)伍，改進(jìn)研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，建設(shè)一門高質(zhì)量的現(xiàn)代化學(xué)研究方法與技術(shù)訓(xùn)練課程。研究生通過該課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，將得到較為系統(tǒng)的科研技術(shù)思維方法及實(shí)操能力訓(xùn)練，并提升課題自主創(chuàng)新能力。

我們將通過科教融合方式來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。首先，我們整理一些科研成果并將其轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合化學(xué)學(xué)院已有的儀器資源，設(shè)計(jì)和改造若干具有針對(duì)性的研究生實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容覆蓋無機(jī)、有機(jī)、物化、高分子和分析等二級(jí)學(xué)科。其次，我們將編寫實(shí)驗(yàn)講義并進(jìn)行反復(fù)實(shí)踐，最后將這些講義整合并編寫成實(shí)驗(yàn)教材。在這一過程中，我們將進(jìn)一步修正教學(xué)講義，并最終開設(shè)該課程，為研究生提供系統(tǒng)的科研技術(shù)思維方法及實(shí)操能力訓(xùn)練。我們還將初步探討編寫優(yōu)化教材，并著手整理編寫更新教材，形成初稿，經(jīng)過反復(fù)修改和實(shí)踐驗(yàn)證后最終定稿，并準(zhǔn)備出版事宜，同時(shí)撰寫教學(xué)相關(guān)論文以總結(jié)改革成效。

3 實(shí)踐及成效

3.1 教學(xué)實(shí)踐

在開課初期階段，為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高質(zhì)量，我們?cè)O(shè)置了理論講授環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，分別用時(shí)3周和6周以上(根據(jù)實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)情況增減)。課程內(nèi)容共分為四個(gè)模塊，初期計(jì)劃開放兩個(gè)模塊，第一個(gè)模塊開放8個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容聚焦高分子結(jié)構(gòu)與性能的現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的訓(xùn)練。第二個(gè)模塊開放9–12個(gè)實(shí)驗(yàn)。研究生根據(jù)個(gè)人的興趣愛好、專業(yè)研究方向等均衡選擇，每個(gè)實(shí)驗(yàn)限選60人，設(shè)1課時(shí)用于理論講解，并以集中授課方式完成；設(shè)4–6個(gè)學(xué)時(shí)用于實(shí)踐訓(xùn)練；設(shè)1–2個(gè)學(xué)時(shí)用于課后數(shù)據(jù)分析和總結(jié)報(bào)告。在訓(xùn)練課中，教師講解演示30分鐘，之后研究生逐個(gè)開始獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。期間組織學(xué)生討論，分析處理數(shù)據(jù)，穿插講解研究方法及其運(yùn)用。對(duì)于個(gè)別基礎(chǔ)較差的學(xué)生，將針對(duì)性地指導(dǎo)，最后由其獨(dú)立完成分析報(bào)告。我們的目標(biāo)是通過技能訓(xùn)練，培養(yǎng)研究生在今后課題研究過程中自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、熟練操作相關(guān)化學(xué)儀器、科學(xué)合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析科學(xué)問題等的能力。在化學(xué)學(xué)院的大力支持下，此次教學(xué)實(shí)踐順利開展。

3.2 初步成效

我們通過調(diào)查問卷(問卷星)對(duì)2021級(jí)80名碩士研究生進(jìn)行回訪，了解他們對(duì)現(xiàn)代化學(xué)研究方法與技術(shù)訓(xùn)練課程的接受或認(rèn)同程度以及初步成效，從而來評(píng)判實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革應(yīng)用效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?；卦L共收回73份問卷。調(diào)研的主要內(nèi)容及結(jié)果如表3所示。數(shù)據(jù)結(jié)果表明，由于生源差異，82%的研究生無課程所涉及的儀器實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，大多數(shù)研究生(占比90%以上)對(duì)該門課程的開設(shè)持肯定態(tài)度，并認(rèn)為通過技能訓(xùn)練，可以提高科研素質(zhì)、促進(jìn)課題研究等。這給予了我們持續(xù)建設(shè)該課程極大的鼓勵(lì)。

表3 2021級(jí)研究生對(duì)現(xiàn)代化學(xué)研究方法與技術(shù)訓(xùn)練課程的反饋意見

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化學(xué)研究方法與技術(shù)訓(xùn)練是一門有很高實(shí)用價(jià)值的實(shí)踐教學(xué)課程，其特色在于采用了先進(jìn)的大中型分析儀器，為學(xué)生提供全方位的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。這種教學(xué)方式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)單一教學(xué)模式的不足，能夠有效提升研究生實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量。通過課程內(nèi)容創(chuàng)新、訓(xùn)練平臺(tái)拓展、師資隊(duì)伍凝聚、科教融合轉(zhuǎn)化、教材編寫出版等方面的改革，我們?nèi)〉昧孙@著的成效。這門課程的成功實(shí)踐，不僅為培養(yǎng)高水平的創(chuàng)新型人才提供了有力保障，還為高校探索新的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式做出了積極貢獻(xiàn)。此外，該課程的實(shí)施還完善了高質(zhì)量的人才培養(yǎng)課程體系，為學(xué)生提供了極具價(jià)值的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。