厦门大学“中心科学”实验班:“王牌学科”培养拔尖人才的新模式

一百多年前,陈嘉庚先生在“国势危如累卵”之际,有感“以四万万之民族,决无甘居人下之理”,倾资兴办教育,于1921年创办厦门大学。“学海何洋洋!谁与操钥发其藏?”“人生何茫茫!谁与普渡驾慈航?”悠扬深邃的校歌穿过历史一路至今,其所发之问依然是我们这个时代亟须面对且需长期探索的育人课题。如果说“操钥发其藏”侧重于育人的“怎么办”,那么“普渡驾慈航”则侧重于育人的“为了谁”?百年之后的今天,当我们回过头再看,豁然发现,这与钱学森之问“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才”的精神实质是何其相似!二者蕴含着共通的教育使命感、社会责任感。

厦门大学化学学科是与厦门大学同龄的传统优势学科,也是厦门大学百年育人文化的一面鲜明旗帜。一百年来,大师云集的厦门大学化学学科一直践行着陈嘉庚先生“研究高深学问,养成专门人才,阐扬世界文化”的办学宗旨,春风化雨、润物无声,向社会培养输送了一大批高质量优秀创新人才。从1935年中国化学会对厦门大学化学系首任系主任刘树杞先生的赞语“当今化学名辈,多出其门下”就足以窥见厦门大学化学学科的人才培养质量之高。再到后来,以卢嘉锡先生、蔡启瑞先生为代表的老一辈教育家、科学家塑造了厦门大学化学学科的“根”与“魂”,深深地影响着一代又一代的厦大化院人教书育人、潜心科研、竭诚报国、胸怀世界。

溯百年历史,长道长驱;立时代潮头,常变常新。厦门大学化学化工学院主导的“中心科学”实验班正是在厚重的历史土壤中长期蓄力,在时代的前沿舞台上拉开帷幕,在博大的家国情怀中积极求索。实验班所求之索,是创新人才培养之索,是回答校歌之问之索,也是回答钱学森之问之索。

创新人才培养,需要一个抓手。实验班锁定的这个抓手,就是课程。课程,是实验班一直以来实践的中心和主线。在坚持“重视数理化”传统内核下对课程的创新求变,带来的是教学、评价等环节一系列的化学反应。

实验班全新构建的课程体系由“核心知识、基础能力、综合素质”所统领。看似寻常的用语,实则蕴含着深刻的内在逻辑。不管是从核心、到基础、再到综合,还是从知识、到能力、再到素质,均呈现一种由点线到平面、再到立体的递进步骤、渐进路线、前进方向。与此同时,实验班还依托“化学专业虚拟教研室”,不吝将这套全新课程体系进行更多时段、更大范围的共享,发挥强大的辐射效应,去影响、帮助更多年龄段、更多地域的人们。

了解了厦门大学“中心科学”实验班的实践,我们发现:化雨春风,学正其时,或可为“化学”之别意;化行有道,工于育人,或可为“化工”之另解。

东海之滨,南方之强,迎沐朝阳,目光向前,脚步向前。是为记。

2020年,华为创始人任正非在C9高校校长座谈会上表示,我们国家要重视装备制造业、化学产业。化学就是材料产业,材料就是分子、原子层面的科学……所以现在我们国家的高校要把化学看成重要的学科……但国家需要出来更多的尖子人才和交叉创新人才,才会有突破的可能。而交叉创新在我们的高校里还有些障碍,因为专业系科分得太细太多,学生就慢慢成为各学院、各系私有的,缺乏更广阔的交流机会……而我们国家现在的学科系划分,学生很难跨学科学习。面对百年未有之大变局,化学及相关学科要如何避免“盲人摸象”,培养基础扎实、视野开阔、跨界融通的交叉创新人才?厦门大学用“中心科学”实验班给出了自己的答案。

实验班之所以取名“中心科学”,一方面源于化学人对化学作为中心科学的文化自信,另一方面也蕴含着兄弟学科皆可作为“中心科学”赋能其他学科发展的全新格局。事实上,“中心科学”实验班的定位正是立足化学“中心科学”地位,超越传统学科界限,以现代化学“Make(合成制备)—Model(理性思维)—Measure(测量分析)”三个核心功能为主线,以“初学者视角”构建“重原理、强逻辑、以理服人”的大学化学课程体系。

“得大一者得天下!”

大学生活的成功取决于新生能否顺利完成从高中到大学的过渡。每年暑假,厦门大学化学化工学院的准大学生们都会收到“行前课”和准备入学摸底考试的通知,接受前置的新生入学教育。大一是学生从被动学习到主动学习转变的关键时期,能否成功建立起兴趣和自信心、养成强大的自学能力至关重要。相关数据显示,学生大一的成绩跟大学四年的整体成绩呈高度正相关,因此在资源有限的情况下,要重点关注大一。鉴于此,“中心科学”大一课程超越传统数理化课程按二级学科编排的特点,将其模块化地整合为《自然科学中的数学I/II》《力学》《电磁学》《基础化学I/II》等理论课程和配套实验课程《中心科学实验I/II》,其目的就在于强调学科核心内容,帮助学生快速形成对数学、物理和化学的整体认识和系统思维。

大二阶段强调“尊重选择、因材施教”。实验班将用丰富的专业课程设置和灵活的修读方式帮助学生确定专业方向。改变提前分专业现状,以最终修读课程数和学分进行专业方向的最终认定。继续配套与理论课程高度协同的实验课程《中心科学实验III/IV》,开设多系列不同方向的实验项目群供学生自由选择,并对部分专业课程进行分层次教学,实现个性化培养。

大三大四讲求“促进交叉、分流培养”。课程以拓宽视野、提升能力、确定发展方向为主要目标,从两个方面实现分流培养:在课程设计上,分为“术有专攻”和“交叉融通”两类课程,为不同学科兴趣和发展方向的学生提供自由的学习规划——“术有专攻”为本院本研打通课程和其他较高难度的挑战性课程,“交叉融通”为外院系专业核心课程或跨院系联合开设的交叉学科课程,促进学科交叉思维培养;在培养路径上,以“强基计划”身份为界定标准进行分流培养:“强基计划”学生在大三暑假完成转段考核,大四不组织毕业设计直接进入研究生培养阶段,最高可缩短2年学制。

课程的“模块之变”带来教学的“模式之变”。实验班采用“Lecture(大班授课)—Practical(探究实践)—Supervision(小组助学)”构成的三位一体教学模式。Lecture意为引导式大班式授课,以跨学科、跨学院联合课程组制度为根基,引入“AB角”主讲,配套同步录制视频供温故知新。Practical意为与理论课程高度协同的探究实践,依托《中心科学实验》系列课程,强调实验理念前沿性、实验项目交叉性、修读方式灵活性。Supervision意为助学导师与三至五名学生形成的助学辅导,按学业水平和知识接受程度分组保证“精准扶贫”和学生充分参与。学生在任课老师和助学导师的引领下(人助),“大鱼前导,小鱼尾随”,学会自主学习(自助),学有所获后,在互帮互助精神感召下成长为新一代助学导师(助人),形成“人助、自助、助人”的学习共同体良性循环。

课程的“整合性”构建:纵贯线—横贯线的“生态系统”。实验班致力打造招生—培养一体化的良性生态系统:首先是“前移”,通过“中心科学”先修课认定的中学生,如果考入厦门大学可以直接进入中心科学实验班并免修部分课程。其次是“后移”,来自兄弟院校的准研究生们可以通过“中心科学”课程体系弥补知识缺漏,夯实学科基础。最后是“平移”,依托“化学专业虚拟教研室”共享优质教学资源,缩短传统教研模式因地域和师资力量差异导致的教学资源鸿沟,实现优质教育资源分配的均衡化,促进教育公平。目前,实验班已同国内20所高校(其中中西部高校5所)签署虚拟教研室合作协议,且队伍还在不断壮大中。

“三维一体”与“三位一体”

总结“中心科学”实验班的实践,可以发现,其对教育规律之所求,正是其实验探索之所循;其磨砺特色之路,正是其走向成功之道。

以“三个打通”在课程建构上实现“三维一体”。首先,在学科维度上,打破壁垒,打通联系。将化学内部的各二级学科串联起来,把化学作为中心学科与其上下游学科衔接起来。其次,在时间维度上,打破阶段,打通全程。在实现大一到大四贯通的基础上,再实现高中与本科、本科与研究生的贯通,构建从高中到研究生的化学及相关专业人才贯通培养生态系统。最后,在空间维度上,打破局限,打通局面。立足厦门大学化学化工学院,招揽全球名师,走向兄弟院校,走向中西部地区,打造融通互联的交流平台,实现优质资源的开放共享。

以“三个促学”在学习方式上实现“三位一体”。首先,以教促学,教学相长。高年级学生为低年级学生的小组助学,教他人的过程也是自己深化学习的过程。每个学生都可沿着“人助,自助,助人”的轨迹,形成个人成长的“闭环体系”。其次,以赛促学,赛学共进。通过组织各类学科竞赛,实施文献检索与分析、实验设计、展示与交流等举措,全面提升实验综合能力、学科交叉能力、沟通交流能力等“关键能力”。最后,以研促学,研学互补。中心科学实验作为学生们的科研启蒙,周五全天做,周末可复盘。部分新创实验,例如郑兰荪院士团队设计、开发、完善并由郑院士主讲的《质谱仪的搭建、调试和应用》也在中心科学实验班先行试点。鼓励学生进行“课题组轮转”科研训练,给予师生双向选择空间,激发学生学术兴趣,从而培养其独立思考精神和创新精神。

观来路而识去途

一百年来,厦门大学化学学科历经刘树杞、卢嘉锡、蔡启瑞等几代名师大家的开拓耕耘,形成了以“越是名教授越要上讲台”为代表的优良育人传统。学科坚持以教书育人为己任,始终走在教育改革最前沿,目前已培养了包括21位中外院士在内的两万余名社会栋梁。时至今日,学科对于创新育人的探索仍未止步,“中心科学”实验班正是融汇中西方优秀育人经验的又一次崭新尝试。事实证明,在“敢为先、重细节、合为贵”的学科文化熏陶下,实验班将立足点放在打破传统学科界限上,将切入点放在知识点重构的每次实验、每次课程上,将着力点放在“学工—教学联席会、跨学科联合课程组、班主任—本科生导师—助学导师”等多方力量参与的协同育人生态系统上,切实收获了喜人成效。苟日新,日日新,又日新。百年未有之大变局下,打造一个“跟得上时代的化学课程体系”,不是一件容易的事,厦大化院人将在“中心科学”实验班的建设路上自强不息,止于至善。

— END —

来源 | 本文刊于《教育家》2022年3月刊第4期,原标题《跟得上时代的化学课程体系——厦门大学“中心科学”实验班拔尖创新人才培养实践探索》

文 | 张忠涛

设计 | 朱强

统筹 | 周彩丽

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《教育家》发起的第二届“寻找大国良师”公益活动近日启幕。活动分为三部曲:

1.征集“大国良师的成长故事”

2.出版《大国良师的样子》丛书

3.推选“大国良师”

活动截止至2022年底。依据评选标准及参与要求,推选出10位“2022大国良师”,授予“大国良师”称号,每位“大国良师”将获得主办方提供的成长奖励基金10万元(税前)。

2021年11月—2022年6月,开展“大国良师的成长故事”征集活动。

征集要求:参与活动的教师,撰文讲述在教育教学过程中感触最深的成长故事。以第一人称撰文,体裁为叙事散文,字数在1000字左右。要求故事真实感人。文章择优刊发《教育家》杂志、《教育家》杂志新媒体、学习强国等平台。

参与方式:在“光明教育家”App“寻找大国良师”专题页面提交申报表及教师自述的“大国良师的成长故事”(申报表及“大国良师的成长故事”需同步提交)。如仅参与“大国良师的成长故事”征集活动(不参与“寻找大国良师”活动),将文章发送至邮箱[email protected],文章中注明学校、姓名、联系方式。

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