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从一定意义上讲，科学论文的发表是科学成果被人们承认的唯一形式。一定频次的引用反映了某篇论文重要性的程度，超高频次的引用，常可认为其研究成果引发了科学研究的热点或在科学研究中取得突破。因此，近期化学科研论文的引用情况也体现了化学学科前沿的科学研究成果，以及当前国际化学前沿的特点和变化趋势和研究方向。据中科院文献情报中心的报道，90年代的化学研究前沿领域有：
（1）富勒烯C60的研究导致发现了自然界一类新的物质――碳的另一种存在形式，并对宇宙内碳循环和经典芳香性的关系这一理论化学的关键问题有了全新的认识，开辟了新的化学研究领域。
（2）模拟程序和密度泛函理论的发展引起整个化学领域的革命，使量子化学成为成千上万化学家手中的工具，可用以预测和阐明物质的化学性质。
（3）对不同管径和缠绕角的单壁碳纳米管的结构和导电性质的研究展示了单壁碳纳米管在纳米分子电子学领域的应用前景。
（4）人工合成新药的发展：天然抗癌药物的人工合成以及用以开发新药的组合化学方法。
（5）组合化学新研究领域的发展打破了传统药物开发的模式，可同时合成和筛选大批生物活性物质，大大缩短了新药开发的时间。组合化学技术还被广泛应用于催化剂的筛选、手性化合物合成等材料科学领域。
（6）仿生聚合物是一种先进材料，它的人工合成向模仿机体功能的“目标”迈进了一步。
（7）分析化学在这一阶段已不再仅仅是化学家手中的工具，它已发展为一门分析科学。它一方面为人们提供关于物质，特别是构成生命的基本物质的组成和结构甚至生命过程的信息；另一方面，在精密分析仪器本身的研制上不断获得进展。
（8）计算机技术的飞速发展使化学家的研究手段产生巨大变革。有关生物大分子（如蛋白质、核酸）多维结构图像实现和精细结构表达的程序及软件包的研究受到化学界的极大关注。
（9）有机反应、不对称合成及催化是90年代以来的持续热点。这是一个有工业应用前景和巨大市场潜力的、一直很活跃的研究领域。
在经历了20世纪的空前繁荣发展后，进入21世纪，化学学科面临着四大难题。第一，合成化学难题――化学反应理论；第二，功能结构化学难题――结构和性能的定量关系；第三，生命现象的化学机制――生命化学难题；第四，纳米尺度难题。徐光宪院士等科学家认为21世纪是信息科学、合成化学和生命科学共同繁荣的世纪，化学的微观方法和宏观方法相互结合，相互渗透这一潮流将进一步向前发展，并提出了新世纪的化学科学包含了对下列八个层次的物质对象的研究：
（1）原子层次的化学：其中包括核化学、放射化学、同位素化学、sp区元素化学、d区元素化学、4p区元素化学、5f区元素化学、超5f区元素化学、单原子操纵和检测化学等。
（2）分子层次的化学：现已合成的2000余万种分子和化合物，通常分为无机、有机和高分子化合物。但近30余年来合成的众多化合物，如金属有机化合物、元素有机化合物、原子簇化合物、金属酶、金属硫蛋白、富勒烯、团簇、配位高分子等很难适应老的分类法。21世纪将研究分子的多元分类法，如按照分子片结合方式和生成的分子结构类型分类，可分为0维、1维、2维、3维分子等。
（3）分子片层次的化学：原子只有110余种，但分子数目已超过2000万种，因此有必要在原子和分子之间引入一个“分子片”的新层次，在21世纪应该开展分子片化学的研究。
（4）超分子层次的化学：其中包括受体和给体的化学、锁和钥匙的化学、分子间的非共价作用力、范德华引力、各种不同类型的氢键、疏水-疏水基团相互作用、疏水-亲水基团相互作用、亲水-亲水基团相互作用、分子的堆积组装、位阻和各种空间效应等。
（5）宏观聚集态化学：其中包括固体化学、晶体化学、非晶态化学、流体和溶液化学、等离子体化学、胶体化学和界面化学等。
（6）介观聚集态化学：包括纳米化学、微乳化学、溶胶-凝胶化学、软物质化学、胶团-胶束化学和气溶胶化学等。
（7）生物分子层次的化学：包括生物化学、分子生物学、化学生物学、酶化学、脑化学、神经化学、基团化学、生命调控化学、药物化学、手性化学、环境化学、生命起源、认知化学和从生物分子到分子生物的飞跃等。
（8）复杂分子体系的化学。从以上分类可以看出，新世纪化学别值得关注的有化学信息学、分子片化学、超分子化学、生命化学、纳米化学、理论化学和复杂分子体系的化学等。
随着化学分支学科的重组及其它学科的交叉、融合和不断渗透，21世纪初化学学科的前沿方向与优先领域有：绿色化学与环境化学中的基本化学问题、材料科学中的基本化学问题、合成化学、化学反应动态学、分子聚集体化学、理论化学、分析化学测试原理和检测技术新方法建立、生命体系中的化学过程、能源中的基本化学问题、化学工程的发展与化学基础等。
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作者简介:许驭,中国原国防科工委新能源试验开发基地科研副总工程师,研究方向:“共生矿的形成机理与生命起源”等自然科学整体化原始创新探索。
附录:
国内外多学科专家高度评价许驭科研组的原创科研成果
肯定许驭原创的多学科汇聚理论创新成果不是他个人的事,而是国家大事,目的是宣传新能源技术革命起源于中国的真实性,以及美国后来居上、中国没有重视的紧迫性。
2009年10月31日,北京相对论研究联谊会、美国《格物》杂志编辑部联合在北京召开第99届卢鹤绂学术论坛,邀请原国防科工委新能源基地副总工、上海恒变新能源研究所所长许驭总工做《低能、中能与高能超分子微腔光子学》主题报告。此次评议会上,以及会前会后,国内外多学科专家高度评价许驭的《低能、中能与高能超分子微腔光子学》原创科研成果。
中国气象科学研究院著名学者任振球教授评介:“科学界主流学派不相信水基燃料(水变油)的真实性,主要原因是理论上讲不通;现在这个重大理论难题被原国防科工委新能源基地许驭总工创立的《高能超分子微腔光子学》基本解决了。许驭教授长期刻苦从事的叫做‘自然科学整体化原创研究’,他以强大的科技资讯全面综合能力,几乎把所有的交叉学科、前沿学科都统起来了,就是把宇观、宏观、微观都统一起来了。”“许驭教授历经18年的艰辛探索研究,在王洪成的技术情报启发下,破解了地球与土卫六油气藏的真实形成过程,创立了“古海洋水中链式‘氧核冷裂变’形成大型油气藏共生矿”理论,实现了“氧核冷裂变”原始创新理论的整体性重大突破。从宏观到微观,许驭已经打破了多学科交叉研究的学术障碍,将天、地、矿、生、数、理、化、医有关多学科前沿知识与实验成果连成一体,做到了融会贯通。一旦获得支持,许驭此项新发现的整体性基础理论原创成果,必将引发一系列新科技革命、新产业革命,其引发的新科技革命和世界经济转型的革命性意义必将载入科学史册。”
北京航空航天大学的高歌教授认为:许驭总工原创的“氧核冷裂变”基础研究不但有广度,而且有深度;从宏观到微观已经连成一条线,做到了融会贯通;这项重大原始创新理论的方向是正确的,其会聚技术的工艺是新型的。清华大学校友、旅美学者王怀安教授认为:许驭提出的“氧核冷裂变”原始创新理论的整体性重大突破以及与“氧核冷裂变”有关的十大新兴战略产业,应该列为比美国“曼哈顿计划”更重大的超“曼哈顿计划”。北京大学楮德萤教授等认为:肯定宣传许驭原创的多学科汇聚理论成果不是他个人的事,而是强调、宣传新能源技术革命起源于中国的真实性,以及美国后来居上、中国没有重视的紧迫性。
北京大学生物工程专家褚德莹教授,中国中医人体科学研究专业委员会主任林中鹏教授,北京总装备部航天医学研究所宋孔智教授等专家,认真听取后认为,许驭提出的发现生物有机半导体与揭示经络本质的新定义,能够自圆其说,比较完美,富有创意性,有助于引发、促进以中医药现代化为主、中西医高层次紧密结合的21世纪新医学的诞生,有利于利及亿万民众、推动低成本整体医疗新技术的组合集成与蓬勃发展。
国际著名的《特勒肖―伽利略科学院》顾问委员会顾问、国际著名物理学家迪耶戈写信给他的中国朋友、英籍华人陈一文先生,对许驭的原创科研成果表达发自内心的赞叹。物理学家迪耶戈教授认为:“许驭教授的原创科研成果是了不得的成就,能学习许驭的科研成果令我激动。我可以想象,许驭教授历经17年的艰辛工作、耐心创立有关自然科学全面理论的背景、汇聚更多新学科的意义以及他所承受的孤独与牺牲。这是了不得的成就!我很想知道许驭的科研工作最终是否能够得到(中国)官方的支持。我已经将许教授的科研成果报告这个消息发给了俄罗斯院士彼得・伽利耶夫(Gariaev)教授,我们计划与伽利耶夫教授一道,继续关注许驭教授此项重大科研成果事态发展。希望邀请许驭教授合作研究科学整体化原创课题。”
国家发改委原副司长严谷良高工,在帮助撰写此课题立项报告时评议:许驭总工历经17年的艰辛探索研究,在吸取国内外多学科相关子课题研究成果的基础上,已经实现了链式“氧核冷裂变”原始创新理论的整体性重大突破。
2009年1月4日至5日召开的量子信息与健康上海论坛上,上海市科委原副主任、上海市针灸经络研究中心创始人、经络专家魏瑚教授、上海市“经络物质基础”课题论证“领军人物、著名经络专家、复旦大学费伦教授,对许驭总工首先把超分子有机半导体量子微腔概念引入经络本质研究领域,从超分子微腔量子光学的新方向提出了经络的新定义,予以高度评价。魏瑚教授认为:从许驭的研究成果看,许驭甘坐十多年冷板凳,潜心学习的自然科学多学科基础扎实,汇聚交叉的新学科多,并且做到了举一反三,融会贯通。能取得这样的原创成果很不容易。
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整体和局部性科学是一个复杂的知识体系，好比一块蛋糕。为了便于研究，要把它切成大、中、小块。首先切成自然科学、技术科学和社会科学三大块。在自然科学中，又有许多切法。一种传统的切法是分为物理学、化学、生物学、天文学、地理学等一级学科。近年来又有切成物质科学、生命科学、地球科学、信息科学、材料科学、能源科学、生态环境科学、纳米科学、认知科学、系统科学等的分类方法。化学是从科学整体中分割开来的一个局部，它和整体必然有千丝万缕的联系。这是它的第一个属性。
学科之间的关联和交叉如果把科学整体看成一条大河，那么按照各门科学研究的对象由简单到复杂，可以分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游科学，化学是中游科学，生命科学、社会科学等是下游科学。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很大。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科学之花，可以接下游科学之木”。具有上游科学的深厚基础的科学家，如果把上游科学的花，移植到下游科学，往往能取得突破性的成就。例如1994年诺贝尔经济奖授予纳什，他在1950年得数学博士学位，1951-1958年任美国麻省理工学院数学讲师、副教授，后转而研究经济学，把数学中概率论之花，移到经济学中来，提出预测经济发展趋势的博弈论，因而获得诺贝尔经济奖。
发展性化学的内涵随时代前进而改变。在19世纪，恩格斯认为化学是原子的科学(参见《自然辩证法》)，因为化学是研究化学变化，即改变原子的组合和排布，而原子本身不变的科学。到了20世纪，人们认为化学是研究分子的科学，因为在这100年中，在《美国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目已从1900年的55万种，增加到1999年12月31日的2340万种。没有别的科学能像化学那样制造出如此众多的新分子、新物质。现在世纪之交，我们大家深深感受到化学的研究对象和研究内容大大扩充了，研究方法大大深化和延伸了，所以21世纪的化学是研究泛分子的科学。
定义的多维性一门科学的定义，按照从简单到详细的程度可以分为：(1)一维定义或X-定义，X是指研究对象。(2)二维定义或XY-定义。Y是指研究的内容。(3)三维定义或XYZ-定义。Z是指研究方法。(4)四维定义或WXYZ定义，W是指研究的目的。(5)多维定义或全息定义。一门科学的全息定义还要说明它的发展趋势、与其他科学的交叉、世纪难题和突破口等等。这样才能对这门科学有全面的了解。下面以化学为例加以说明。
化学的一维定义
21世纪的化学是研究泛分子的科学。泛分子的名词是仿照泛太平洋会议等提出的。泛分子是泛指21世纪化学的研究对象。它可以分为以下十个层次：(1)原子层次，(2)分子片层次，(3)结构单元层次，(4)分子层次，(5)超分子层次，(6)高分子层次，(7)生物分子和活分子层次，(8)纳米分子和纳米聚集体层次，(9)原子和分子的宏观聚集体层次，(10)复杂分子体系及其组装体的层次。
化学的二维定义化学是研究X对象的Y内容的科学。具体地说，就是：化学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态，直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应，制备、剪裁和组装，分离和分析，结构和构象，粒度和形貌，物理和化学性能，生理和生物活性及其输运和调控的作用机制，以及上述各方面的规律，相互关系和应用的自然科学。
化学的三维定义化学是用Z方法研究X对象的Y内容的科学。化学的研究方法和它的研究对象及研究内容一样，也是随时代的前进而发展的。在19世纪，化学主要是实验的科学，它的研究方法主要是实验方法。到了20世纪下半叶，随着量子化学在化学中的应用，化学不再是纯粹的实验科学了，它的研究方法有实验和理论。现在21世纪又将增加第三种方法，即模型和计算机虚拟的方法。化学的四维定义化学是用Z方法研究X对象的Y内容以达到W目的的科学。化学的目的和其他科学技术一样是认识世界和改造世界，但现在应该增加一个“保护世界”。化学和化学工业在保护世界而不是破坏地球这一伟大任务中要发挥特别重要的作用。造成污染的传统化学向绿色化学的转变是必然的趋势。21世纪的化工企业的信条是五个“为了”和五个“关心”：为了社会而关心环保;为了职工而关心安全、健康和福利;为了顾客而关心质量、声誉和商标;为了发展而关心创新;为了股东而关心效益。
化学的多维定义———21世纪化学研究的五大趋势
1、更加重视国家目标，更加重视不同学科之间的交叉和融合在世纪之交，中国和世界各国政府都更加重视国家目标，在加强基础研究的同时，要求化学更多地来改造世界，更多地渗透到与下述十个科学郡的交叉和融合：1数理科学，2生命科学，3材料科学，4能源科学，5地球和生态环境科学，6信息科学，7纳米科学技术，8工程技术科学，9系统科学，10哲学和社会科学。这是化学发展成为研究泛分子的大化学的根本原因。所以培养21世纪的化学家要有宽广的知识面，多学科的基础。
2、理论和实验更加密切结合
1998年，诺贝尔化学奖授予W.Kohn和J.A.Plple。颁奖公告说：“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具，将化学带入一个新时代，在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了。”所以在21世纪，理论和计算方法的应用将大大加强，理论和实验更加密切结合。
3、在研究方法和手段上，更加重视尺度效应
20世纪的化学已重视宏观和微观的结合，21世纪将更加重视介乎两者之间的纳米尺度，并注意到从小的原子、分子组装成大的纳米分子，以至微型分子机器。
4、合成化学的新方法层出不穷合成化学始终是化学的根本任务，21世纪的合成化学将从化合物的经典合成方法扩展到包含组装等在内的广义合成，目的在于得到能实际应用的分子器件和组装体。合成方法的十化：芯片化，组合化，模板化，定向化，设计化，基因工程化，自组装化，手性化，原子经济化，绿色化。化学实验室的微型化和超微型化：节能、节材料、节时间、减少污染。从单个化合物的合成、分离、分析及性能测试的手工操作方法，发展到成千上万个化合物的同时合成，在未分离的条件下，进行性能测试，从而筛选出我们需要的化合物(例如药物)的组合化学方法。
5、分析化学已发展成为分析科学分析化学已吸收了大量物理方法、生物学方法、电子学和信息科学的方法，发展成为分析科学，应用范围也大大拓宽了。分析方法的十化：微型化芯片化、仿生化、在线化、实时化、原位化、在体化、智能化信息化、高灵敏化、高选择性化、单原子化和单分子化。单分子光谱、单分子检测，搬运和调控的技术受到重视。分离和分析方法的连用，合成和分离方法的连用，合成、分离和分析方法的三连用。
篇4
1.1 新颖性原则
螺芴类分子砌块具有共轭打断效应、刚性十字交叉构象和空间位阻效应，被广泛用于有机电致发光二极管、场效应晶体管以及太阳能染料敏化电池等领域[6]，成为一类重要的有机半导体材料。氮杂芴螺环芳烃由芴基螺环芳烃发展而来在继承螺芴的各类优势的基础上增加了氮杂芴基团的功能特性包括电子受体、金属配位、质子化以及超分子弱作用等。因此，具有广阔的发展前景[7-9]。
1.2 可行性原?t
所选的科研成果的反应类型是最经典的傅克反应，与学生所学的有机化学课本紧密联系。通过实验预习、讲解、操作以及总结，进一步巩固与加深对傅克反应的理解和运用。另外，该反应原料易得，合成步骤简单易行，无毒安全性高，可以在本科实验室开展。
1.3 综合性原则
氮杂螺芴氧杂蒽的合成操作涉及反应装置的搭建、TLC点样、柱层析等各类操作。在整个操作过程中，重点学习TLC点样和柱层析。产品表征利用核磁共振。
1.4 环保性原则
目前氮杂螺芴氧杂蒽大部分合成方法具有如下缺点：（1）底物范围拓展的限制和前体合成的困难；（2）合成步骤的冗长。我们课题组发展了一锅法合成氮杂螺芴氧杂蒽有机半导体材料。反应过程中依次构建了C-C， C-O和 C-C三支化学键，并高效合成了氮杂芴螺环芳烃，符合绿色化学的理念。
2 实验内容
实验名称：一锅法合成氮杂螺芴氧杂蒽有机半导体材料
实验仪器：磁力搅拌器，圆底烧瓶，回流冷凝管、电子天平、分液漏斗、锥形瓶、层析柱、核磁共振波谱仪。
药品：氮杂芴酮，对甲基苯酚，三氟甲磺酸，1，2-二氯苯，碳酸钾，二氯甲烷，无水硫酸镁，乙酸乙酯。
2.1 实验原理
该反应是典型的傅里德-克拉夫茨反应，简称傅-克反应，英文Friedel?CCrafts reaction，是一类芳香族亲电取代反应，1877年由法国化学家查尔斯?傅里德和美国化学家詹姆斯?克拉夫茨共同发现。本实验在酸性条件下反应，首先通过氮杂芴酮与苯酚的傅克反应生成中间体I，紧接着脱水形成三正电型超亲电体II，由于电荷间的排斥作用，导致氮杂芴9 号位的正电荷会通过共振方式迁移至酚羟基上，活化酚羟基的反应活性。随后另一苯酚分子以亲核进攻的方式与中间体III 发生反应，形成醚键。紧接着分子内的质子转移与脱水过程在苯环上再次生成碳正离子V。最后碳正离子重新迁移到氮杂芴的9 号位发生分子内的傅克合环反应，得到最终的目标产物氮杂螺芴氧杂蒽。
2.2 实验步骤
2.2.1 氮杂螺芴氧杂蒽的合成
先向圆底烧瓶中加入0.18克的氮杂芴酮，再分别加入2ml 1，2-二氯苯与0.8ml三氟甲磺酸。在室温下搅拌大约半小时后，向其中加入0.54克的对甲基苯酚。随后升高温度至 85度。通过TLC 板监控反应至氮杂芴酮反应完全。将反应降温至室温，用碳酸钾溶液淬灭此反应，之后用二氯甲烷萃取，收集有机相并用无水硫酸镁干燥，抽滤。最后柱层析分离提纯得到氮杂螺芴氧杂蒽。
2.2.2 螺环氧杂蒽的结构表征
使用核磁共振（NMR）对所得到的产物进行结构表征。通过与标准的氮杂螺芴氧杂蒽的氢谱和碳谱进行对比确认结构
2.2.3 实验报告
实验报告要全面总结实验，特别强调实验结果的分析，并对实验结果提出自己的观点。
3 教学效果
3.1 理论联系实际，深化理论知识
体现有机化学基础知识的综合性，在所设计的实验中涉及《有机化学》中典型的傅克反应。通过TLC板监测反应进度，有助于理解反应现象以及反应过程。通过核磁共振表征产物，可以了解核磁测试过程以及核磁共振表征原理。通过对氢谱的解析，理解化学位移、耦合常数以及自旋裂分等理论知识。
3.2 科研和教学结合，强化创新思维
将科研和教学相结合，促进了教学方法的改革和教学方式的创新，也培养了适应社会发展需要的高素质人才。实践证明，从事科学研究的教师能更准确地把握教学内容，更好地把科?W研究的方法贯穿到教学实践之中，是培养学生的创新思维和创新能力的重要途径。同时高水平、高层次的科研项目和平台也为本科生的培养创造了优越的条件。
3.3 实验与生活相结合，激发学习兴致
将制备的氮杂螺芴氧杂蒽作为电致发光材料，应用于有机电致发光二极管、存储器以及太阳能电池中。在整个实验过程中，详细说明每个操作与所学专业的内在联系，
让学生深刻体会到所学专业知识的重要性和必要性，激发学生的学习兴趣以及求知欲望和积极探索精神。在实验操作过程中，锻炼了学生的动手能力以及实践操作能力。通过科学实验报告的撰写，锻炼并加强了学生的写作能力。
篇5
培养学生创新思维是教育的关键，而创新源于兴趣、起于自主、发于尝试。传统“教师中心论”的教学模式，教师处于完全的主导地位，在课堂上只向学生灌输知识，而不注意把握学生的心理，这与创新格格不入。因此要改革教学方法，贯彻启发式学习理念，充分调动学生学习的积极性。
(一)理论讲授要精心设计，遵循学生认知思路，突出以学生为中心的教学模式教学活动是学生在教师的指导下进行的有目的、有计划的学习活动。化学基本原理中大量公式的教学，应当是在教师引导下训练学生有意识地进行抽象逻辑思维活动。教师要设计一系列问题，并留出学生积极思考的时间，通过师生间的讨论和交流，使学生主动得出结论。如在讲授化学热力学中化学反应方向的判断时，教师可以设计下列的教学程序。首先，在压力为标准态和温度为298．15K时，判断标准是ΔrGθm(298．15K)，它可以由参与反应的各个物质的ΔfGθm(298．15K)而计算出来，这一点学生都清楚。其次，教师引导学生思考“若压力仍是标准态，但温度不是298．15K，该怎么办?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)与温度无关，提醒学生可以用吉—亥公式求解。然后，进一步发问:“若压力不是标准态，温度也不是298．15K，该怎么办?”此时提示学生利用热力学等温方程式中的ΔrGm与ΔrGθm的关系，将非标准状态化为标准状态，从而求解。通过学生和教师间的这种互动、提问、设疑、解答，学生在自觉、主动、多层次的参与过程中不但学会了复杂的化学反应原理，而且也掌握了分析问题、解决问题的科学方法。
(二)应用部分要勇于放手，让学生走向讲台教育的关键是使学生具备将所学知识应用于实际的能力。化学应用部分的目的正是培养学生利用所学的化学原理分析、解决工程实际问题的能力。在学生课后自学和相互讨论的基础上，学生和教师换位，由学生讲解该部分内容，对专业中遇到的实际问题，如金属腐蚀的防护与利用上升到化学原理加以分析，论述自己的观点。学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习，做好充分的准备。因此，他们在主动获取知识的同时，无形中提高了对这门课程的学习积极性。
(三)改革考试方法，以课程论文、实验设计代替闭卷考试学生学学化学的基本原理和方法的目的不是为了成为化学家，而是具备基本的化学素养的化学思维，能以化学的眼光、角度、世界观分析和解决工程实际中遇到的化学问题。若通过做习题来检测学生的学习效果，不管是开卷或闭卷的考核形式都没有意义。相反，布置课程论文，让学生在查阅资料的基础上，对一些典型案例抽象化，建立理论模型，再用课堂上所用的原理进行分析，提出自己的见解;或者要求学生运用化学基本原理，结合专业特点，对自己感兴趣的内容自行构思、自拟方案，完成一个综合实验设计，并通过实验验证。这两种方式表面上不直接考察学生理论知识，实际上考察他们运用理论知识解决实际问题的能力是更深层次的要求［4］。实践证明，布置论文或综合实验设计的考核方式行之有效，很多学生写出了较高质量的论文，大学化学实验设计也深受学生欢迎，真正达到了培养学生创新能力的目的。
(四)开设专题讲座，配合课堂教学抽出一定时间讲授绿色化学、新型化学电源、膜分离、纳米材料、超分子、生物芯片等体现科技发展前沿的内容［5］。专题讲座可以拓展学生的视野，加大教学信息量，把枯燥的理论知识变得生动、鲜明而易于理解和掌握，同时使学生体验到化学与人类的美好生活、科技的繁荣、生产的进步息息相关，感受到化学无比广阔的应用前景，认识到化学是一门满足人类、社会需要的具有实用型、创造性的中心科学，从而激发学生学习化学、学好化学、用好化学的热情，启迪学生的创新思维和创新意识。
实行本科生导师制、以科研促进教学
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文章编号：0367-6358（2015）03-0184-03
MnO2纳米晶是重要的Ⅱ～Ⅵ族宽禁带直接带隙的半导体材料，在催化、吸附、超级电容器、纳米反应器、燃料电池、传感器和生物技术等领域都展现出了巨大的潜力，受到国内外许多研究者的广泛关注。近年来，形貌及尺寸规整可控的MnO2纳米晶的合成是目前十分引人注目的研究领域，制备合成中的形貌调控及其功能化是这些纳米材料能够得到应用的关键问题。目前已能采用多种方法，通过调控合成条件，制备出不同形貌维数的MnO2纳米微粒。本文归纳为四个主要大类：零维MnO2纳米晶；一维MnO2纳米晶；二维MnO2纳米晶；三维MnO2纳米晶。并提出了MnO2纳米晶形貌维数控制的发展方向。
1 MnO2纳米晶的不同形貌
1.1 零维MnO2纳米晶
MnO2纳米晶在空间三维尺度均受约束，如颗粒、团簇（指由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体）、立方体、多面体等。
张学萍等利用超分子蛋白纳米空腔结构作为反应模板矿化组装纳米材料，马脾脱铁蛋白作为限制性反应器控制金属离子水解、氧化还原等反应，碱性条件下原位合成出直径3～8nm左右，均一的球形颗粒状MnO2纳米晶，而超分子蛋白是合成纳米无机材料限制性反应的一种理想生物模板。
中国科学院电工研究所将过硫酸钾，硫酸锰，硝酸铝加入到水热反应釜中，加人去离子水充分搅拌后，在110～140℃水热反应1～12h后自然冷却至室温，得到的产物是α-MnO2星型纳米团簇，硝酸铝的加入是改变MnO2纳米形貌的主要影响因素。
选用Mn（CH3COO）2・4H2O为前驱体，以十八烯为溶剂，在表面活性剂油酸和油胺存在时，在高温条件下通过“一锅法”制得50～100nm左右类四角星形状的MnO纳米粒子，利用高锰酸钾可将此纳米粒子表面氧化为MnO2，并保持类四角星形状，反应过程中表面活性剂的种类及浓度对产物的形貌和粒径分布有重要的影响。
1.2 一维MnO2纳米晶
MnO2纳米晶在空间有两维处于纳米尺度并受到约束，例如线、带、棒、管等。
王译莹以高锰酸钾为锰源，在离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐水溶液中通过微波加热法制备了平均直径为15nm、平均长度为2μm的α-MnO2纳米线，发现反应时间和离子液体对产物的形貌和尺寸起着关键作用。
文献在150℃水热条件下，以CTAB作为模板导向剂，用HMnO4氧化Mn（CH3COO）2，制备出厚度约几个纳米，长约1μm左右的β-MnO2纳米带，模板剂CTAB是纳米带形成的决定因素。
以锯屑为模板，结合溶胶一凝胶法成功地合成出形态规整、平均直径约8nm、平均长度120nm左右的β-MnO2纳米棒，天然多孔材料一锯屑为MnO2纳米棒的成型提供了骨架。
文献分别以反应温度100℃和150℃，用水热法合成出两种不同纳米结构γ-MnOOH为前驱物，采用单模式微波加热法在170℃下、反应20min分别制备了直径在5～20nm之间，长度约几微米的α-MnO2纳米纤维及直径在100～250nm之间、长度达数十微米β-MnO2纳米棒，且γ-MnOOH纳米棒前驱物起着模板作用。
采用化学沉积和500℃热处理的方法在多孔氧化铝（AAO）模板中成功地合成了超级电容器电极材料γ-MnO2纳米管，管直径约200nm，壁厚约40nm，孔径约120nm，可以通过调节AAO模板孔径大小来实现γ-MnO2纳米管的可控生长。
1.3 二维MnO2纳米晶
MnO2纳米晶在三维空间中有一维在纳米尺度，超薄膜状、盘状、片状，这些纳米结构与体材料相区别，统称为低维纳米结构。
危光明的硕士学位论文以金属钛片为金属基底，以酸性高锰酸钾为前驱体，采用水热法在金属Ti片表面制备出生长很均匀的MnO2纳米片阵列材料，其片厚度10～20nm左右，纳米片之间还有大量的空间。
目前，某团队以硫酸锰和高锰酸钾/聚乙烯吡咯烷酮为基本水热研究体系，在水热温度150℃，水热时间14h，控制pH为14时，得到层状结构的δ-MnO2纳米片，pH的变化是形貌主要影响因素，会改变了溶液中钾离子和水分子的结合状态，从而引起结构之间的转变。
1.4 三维MnO2纳米晶
MnO2纳米晶由多个次级几何单体结构通过设计、组装构筑成更为复杂的建筑体，如四角体、花状、核壳结构等。
通过在微酸性环境中高锰酸钾自身分解反应，采用低温水热反应成功制得花状层状氧化锰，温度对花状形貌的影响较大，120℃为较均匀的花球形貌，140℃花球形貌聚集为花簇状结构，当温度升到160℃时，层状结构发生坍塌，形成隐钾锰矿型的纳米线结构形貌。
刘延雨等采用操作简单、经济可行的界面合成法在H2O/CH2Cl2界面上成功制得平均孔径为5.9nm、比表面积为322.5m2/g，孔容为0.451cm3/g，由中空的亚微米级的MnO2刺球堆积排列而成介孔MnO2材料。
文献采用水热法，调节原料高锰酸钾和硫酸锰的物质的量配比为6：1时，制备出由纳米片构成，形似海胆，直径约为0.5～1μm的球形δ-MnO2，K+可被认为是形成MnO2隧道结构和层状结构的模板。
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一、引言
面对世界范围的新技术革命和人才竞争，把自己的研究生培养成为“勤奋、严谨、求实、协作、创新”的高水平专业人才，是每一位导师追求的目标[1]。多年来，本文作者在硕士研究生培养方面做了些探讨工作，并取得了一点成效。在指导学生过程中，准确把握研究内容，科学判定实验方案和技术路线，合理确定研究目标，严格督促检查。由于严格要求，方法得当，使得研究生取得了较好成绩。每人发表SCI英文学术论文两篇以上，获校级优秀硕士学位论文7篇、获省级优秀硕士学位论文4篇、省级研究生优秀科技创新成果二等奖两项三等奖两项，近三年学生发表学术论文60%以上被SCI收录，单篇最高影响因子为6.1，培养的研究生毕业时考取博士研究生达42%，并获2009年度山东省优秀硕士研究生指导教师。
清华大学的尤驭球先生在一次指导博士生座谈会上幽默地说：“我的主要体会就是：带博士生比带硕士生省事儿”，这句话道出了硕士生培养的难度和重要性。硕士研究生培养工作是培养科研型人才的基础教育工作，要做好这项工作，有许多问题需要深入探讨[2]。本文在培养硕士研究生工作中也深有体会，并积累了一些经验。
二、明确培养目标，全方位正确引导
硕士研究生年轻活跃，容易接受新生事物，但缺少社会磨炼，比较看重个人价值，思想容易波动，自觉性和自制力不强，所以，在培养过程中需要使其明确培养目标，并进行全方位引导。首先，引导学生树立正确的人生观和价值观，使学生懂得要学会做学问，先要学会做人，不受功利与名利思想影响，甘于短期寂寞，树立远大理想和献身科学的精神，养成实事求是、一丝不苟和勤奋苦学的学风。其次，引导学生明确学习与研究目标。为学生制定学术研究指导计划，让学生第一学期就有明确的学习计划和目标，不但知道自己在三年里要做什么，还要知道具体怎样做，达到什么要求。在这个指导计划中强调引导学生学会自学和独立开展研究工作，打好基础，掌握专业英语、信息收集、实验设计和数据处理分析四项基本技能，并通过要求发表英文学术论文培养学生运用外语能力和综合素质。第三，引导学生善于观察。由于硕士研究生的专业知识面和实验经验有很大局限性，易判断失误而漏掉一些很重要的实验现象，所以，导师要经常亲临第一线指导，亲自动手，亲自观察实验过程中出现的各种现象，帮助学生抓住一些重要的现象，提高科研工作效率，锻炼学生进行科学实验的能力，培养善于观察的科学作风和方法，提高科研水平。第四，引导学生善于协作与协调。协作协调能力是学生必备的一种素质[3]。平时有意让学生去联系处理校内外有关科研的一些事情，锻炼培养他们的协作与协调能力，并鼓励学生之间相互帮助，相互合作，相互学习启发，共同提高。
三、关心鼓励，做学生的良师益友
“一日为师，终身为父”这句话强调了导师对学生的影响和导师的责任。导师的人品、学问以及如何对待学生都将对学生有直接的影响，导师应该始终把关爱学生、培养学生放在第一位，尊重学生人格，充分调动学生的学习科研兴趣。由于硕士研究生正处在谈婚论嫁的时期，经常会遇到一些恋爱、婚姻、家庭以及其他个人生活方面的问题。作为导师应该细心全面了解学生，及时给予他们正确的引导，帮助他们正确处理生活学习上的困难，做他们的良师益友。例如，一位研究生性格内向，不善于与人交流，入学学历较低，年龄较大，学习成效不佳。通过主动与他谈话，和他探讨学习、生活和就业相关问题，才知道是恋爱出现问题才造成他情绪低落。通过耐心开导，想法帮助他解决问题，鼓励他要勇于攀登科学高峰。之后该生不但更加勤奋刻苦地学习，而且变得善于与他人交流，学习成绩优良，学习期间6篇，其中第一作者英文论文4篇，单篇最高SCI影响因子为3.05，并荣获2007年省级优秀硕士学位论文，毕业后考入中国石油大学博士生，博士后出站后在河南理工大学工作，现已经是优秀的硕士研究生导师，主持国家自然科学基金项目。有些研究生来自农村，家庭条件比较困难，在生活上要尽力去帮助他们，例如，有一名学生的母亲住院急需住院费，导师知道后设法帮助他解决困难，使他非常感动，也激发了他的学习和科研热情，使他取得了可喜的成绩，在学习期间发表SCI英文论文4篇，荣获省级研究生优秀科技创新成果二等奖、并获2009年省优秀硕士学位论文，毕业后考入山东大学博士生，博士毕业获德国洪堡奖学金，现在德国读博士后。
四、言传身教，形成良好学风
为人师表，诲人不倦。学高为师，身正为范。导师的一言一行对树立良好的学风有潜移默化的影响[4]。以严谨认真的工作态度对待学生，从小事做起，从点点滴滴不断感染学生，真正起到表率作用。遵守时间能反映一个人的作风和精神面貌。在参加任何活动中，导师自己要提前到，对无故迟到的学生会毫不客气地批评，让学生养成遵守时间的好习惯。与学生约好的事情导师一定要认真的去做，从不违约。平时经常与学生一起做实验，并在实验过程中认真讲解一些有关的知识，探讨实验方法，分析实验结果，启发学生思考问题，通过实验培养他们实事求是和严谨的作风。有时约好与学生一起作实验，甚至需要晚上继续做，我们也会一直坚持到最后。在科研工作中引导学生树立良好的学风。良好的学风使学生研究成绩突出，例如，2009届周伟家同学发表SCI英文论文8篇，获2010年省优秀硕士学位论文，并荣获省级研究生优秀科技创新成果三等奖，毕业后考入山东大学博士生，博士毕业后进华南理工大学工作。另外，2012年毕业的硕士研究生发表SCI英文论文的影响因子有很大提高，分别达5.985（Journal of Materials Chemistry）和6.1（Chemical Communications）。研二的学生现在都已经做了大量的实验，积累了很多的实验数据，已经发表出了中文综述论文，并都至少撰写出了两篇英文论文进行投稿实践。
五、把握学科前沿，提高学生创新能力
引导学生提高科研能力，多出高水平科研成果，写出高质量学位论文的具体做法有如下几点。
1.引导学生要选新的、有一定难度的、属于学科前沿的课题，把握好研究方向，使学生进入学科的前沿阵地，这是培养创新型专业人才的前提。要想引导学生进入学科的前沿阵地，首先就要求导师自己要紧紧跟上最新理论的发展，并要特别注意一些新兴学科的成果和不同学科的交叉结合。只有在学科的前沿阵地上，才能充分发挥学生的创造性，培养学生的创新能力[5]。
2.近三年来，本实验室根据本学科前沿的研究动态，以纳米功能材料的仿生合成为研究方向，提出微生物催化绿色仿生合成新技术，利用这个新技术在常温常压下合成了一系列复杂结构的介孔磷酸盐材料，解决了传统化学法合成的非氧化硅介孔材料稳定性差、难以合成、无法调变其结构的关键技术问题，并实现了介孔磷酸盐材料的批量合成，合成的介孔材料在化工环保、医药、能源等领域显示出重要应用价值与应用前景，并已经形成了自己的研究特色，在国内外引起了同行专家的重视。由于本研究方向属于新兴交叉学科，要求学生要掌握一些有关微生物发酵原理、生物无机化学、超分子化学、配位化学、纳米化学，结构生物学、分子生物学等跨学科方面的知识。所以，鼓励引导学生针对实际问题扩大专业知识面，深入理论分析，才能提高学生的科研能力。
3.经常组织学生讨论学科研究领域的发展和研究中遇到的疑难问题，师生共同研究讨论，充分发扬学术民主，互相取长补短，创造学术探讨式的气氛，激发学生创新性工作。
4.引导和帮助学生不但能正确分析实验结果，包括与同样方法制备出来的空白样品的对比分析、与不同方法制备出来的同种样品的对比分析和参考文献中的结果的对比分析等。还要引导学生善于总结实验结果，找出其创新点，并引导学生进行高水平的学术写作，把自己的实验成果发表出去，让同行专家们认可。要引导学生在论文写作上一丝不苟，从实验方法的严格性、结论的可靠性以及句法、标点符号、专业名词、格式、结构布局、参考文献等都要严格要求，尤其对论文的每一个结论都要非常慎重，不确定的结论不要急于发表。投稿前至少要修改五遍。
六、结语
实践证明，上述做法行之有效，在加强专业基础知识和基本技能的培养训练基础上，努力提高学术水平，才能使硕士研究生在学术研究中早日成才。
参考文献：
[1]徐匡迪.学师风范做名副其实的科技工作者[J].学位与研究生教育，2013，（1）：1-5.
[2]吴孟超.用一生为理想去奋斗[J].学位与研究生教育，2013，（1）：6-8.
[3]陈学飞.质量是研究生教育的生命线――北京大学高等教育学科研究生培养的工作报告[J].现代大学教育，2002，（4）：7-10.
[4]李连.浅谈当好硕士生导师的几点体会[J].学位与研究生教育，2012，（4）：11-14.
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仰望北大百余年历史星空，名师荟萃，星光灿烂，包罗万象。而作为我国化学研究的重地，100多年来，北大化学学科在教学与科研上取得了辉煌成就，先后吸纳和涌现出许多在学界领衔的著名学者。
与这些著名的学者相比，郭海清更愿意将自己称为科海中的一“粟”，普通化学科技工作者中的一员。虽然渺小，但一直努力以科研先辈为榜样，在专业科教领域发挥着自己的一份光，一份热。“站在巨人的肩膀上”，他一直践行北大“勤奋、严谨、求实、创新”的学风，快乐埋首于奇妙的化学分子研究世界之中，立志创新，力戒浮躁，一步一步走出了特色，展现了一名身在燕园的普通化学教研工作者应有的风采。
扎实创新演绎化学之美
人类识吾路漫漫，前仆后继恒向前。金石三黄仙丹炼，未成神仙寿命完。原子分子本质现，崭新世界换人间。能源材料环生命，我为基础竞争妍。
――引自郭海清《化学咏・化学总论》后半段
一首诗，一生情。对于自己将从事一生的化学事业，郭海清总是投以极大的热情。在他看来，这一学科正如诗中所诠释的，虽“历尽沧桑”，但其地位和作用终会显现：“自从人类认识了化学的本质即原子分子论建立以来，人类避害兴利，合成得到了原来世界上没有的很多新物质，改变了世界的面貌，真像是‘换了人间’”。
那么，化学的奇妙作用在哪里？从古时候的炼丹炉，到四大发明之一的火药；从蒸馏水的应用到香水的制作……在中华民族五千年的历史里，化学就像是一剂“催化剂”，催化着人类社会文明的不断进步。当历史的车轮驶向现代文明社会，如今的化学学科已经建立起日益精细而齐备的研究体系。
在郭海清的高分子及复合材料化学研究世界里，即包含有用来作生物医学荧光标记，用于肿瘤等疾病和食品农药残留等检测、开发平板显示技术、制作太阳能电池等应用的发光半导体纳米材料研究；也可以包含有用作表面修饰剂和香料原料等应用的新型巯基酸有机分子研究……随着研究日益深入，新型显示和照明技术――有机电致发光器件（OLED）用发光材料、新型高分子材料及其合成技术等研究逐渐成为相关领域的研究热点，而郭海清置身于学科发展的“风口浪尖”，带领着他的团队实实在在地“翱翔”、探索其中，收获了陶醉科研带来的成就感，多年致力创新，换来了硕果满园。
在水溶性发光量子点的研究中，他和他的团队水相直接合成的CdTe等水溶性量子点，其发光量子效率达80%以上，在同类方法产品中处于世界领先水平。目前相关产品正在进行市场化推广中，具有良好的市场前景。单从各种现有试剂盒来说，如果能用量子点代替现有的有机染料技术，市值在亿元以上。值得一提的是，在合成CdTe等水溶性量子点的关键试剂研究中，郭海清及其团队的新型巯基酸有机分子研究技术也走在了世界前列；
在OLED用发光材料研究中，郭海清及其团队设计合成的二嗪类（6元芳环中含有两个N原子）配体Ir（III）配合物，突破了现有国内外此类材料的专利限制，其发光性质优异，可望用于OLED市场；
在高分子合成方面，他们探索了新的高分子合成方法，提出了用超分子组装体为结构单元的“高分子板块构筑法”，合成了“分子型”可溶无机/有机复合发光材料；另一方面，发展了“自由基/正离子转化聚合”方法，用该方法合成了一系列新型嵌段、接枝和星型共聚物……
就这样，靠着扎实从研，创新以求突破的精神，郭海清及其团队攻克了一座又一座“高山”，为推动我国高分子及复合材料化学研究走在国际前沿贡献了一己之力。其中，他们历尽10余年潜心研究发展的高分子可控合成方法-自由基/正离子转化法在科学和应用方面均具有重要意义。上述结果发表在国内外核心期刊上的论文有48篇，取得中国发明专利（授权）3项。
科学探索永无止境。虽然在创新方面有所收获，但郭海清和他的研究同伴们心里很清楚，这是一条漫长的科研道路，中国要想在这条道路上不至落于人后，就必须时刻保持追赶的姿态。以半导体芯片集成电路用光刻胶研究为例，目前我国在光刻胶生产方面较国际上落后很多，北京大学北京分子科学国家实验室（筹）高分子及复合材料化学研究团队近来发展了一种高分子合成的新方法-CTCR聚合，采用CTCR聚合合成了新型的248nm光刻胶中的成膜树脂。这一自主创新的突破为打开我国光刻胶市场奠定了坚实基础。在此基础上，郭海清及其团队意图寻求更大的突破，他有一个并不遥远的“梦”：欲寻高分子树脂合成企业或光刻胶生产企业，进一步研发、中试、直至生产。
“能源材料环生命，我为基础竞争妍。”正如郭海清诗中所说，化学作为一门中心学科在医学、生命科学、材料、能源与环境等诸多领域绽放了绚丽的风采。为将化学之魅力发挥得更加淋漓尽致，郭海清和他的科研同伴还将会继续追索。
薪火相承期盼桃李芬芳
桃随绿叶风中舞，李伴青枝雨里吟。芬自心间袭肺腑，芳飘万里醉鬼神。
――郭海清《化学咏・总结――愿》
一首“桃李芬芳”的藏头诗，将郭海清对于“园丁育人”这份职业的深厚感情展露无疑。他用这首诗鼓励学生要能历尽风雨，做到真诚豁达，期待他们有朝一日能成为对社会有用之材。
薪火相承是北大历来重视的传统，而郭海清正是这一传承的受益者。三十多年前，他突破千军万马，成为北大燕园化学系莘莘学子中的一员，沐浴在浓厚的学术氛围中，聆听恩师教诲，吸取深厚积韵精华；三十多年后，昔日学子摇身一变成为反哺学校的“园丁”，力求以恩师为榜样，同样以严谨从研，平和做人的态度“撒播阳光”“孕育桃李”。
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1培养学科交叉复合型人才的必要性
染整作为纺织产业链中的重要环节之一，对提升纺织产品质量和附加值有重要影响，但近年来在发展中也暴露出不少问题，并日益成为制约本行业发展的瓶颈［2］。这主要包括：（1）染整企业生产中水、电、汽能耗高，导致能源紧张和生产成本不断上升，企业净利润下降，影响了可持续发展；（2）染整废水排放量大（占纺织行业污水排放量的60％），且废水处理成本较高；（3）部分企业仍以粗放型和低水平方式生产，产品多为常规中低档产品，附加值不高。因此尽管国内染整行业产能水平不低，但从纤维制品前处理到染整废水处理各环节成本不断上升，导致多数染整企业利润走低。为解决上述问题，有必要将相关学科的新技术与传统染整生产技术相融合，借助于信息技术、数字技术、应用化学技术、生物技术等来改造和提升传统的染整生产，通过新技术、新工艺、新设备和新助剂的应用，促使染整行业向着高效率、低能耗、少污染的方向发展［3］。近年来江南大学发挥学科门类较齐全的优势，在轻化工程专业硕士教学中推行了基于学科交叉互融的教改研究。目前通过与机械工程、颜色技术、应用化学、生物技术等学科交叉，培育出了包括新型染整装备、纳米印染技术、纺织生物技术等多个轻化工程专业硕士的教学和研究方向。其共同点在于培养具有复合技能的应用型专业硕士人才，立足于从纺织纤维制品前处理、染色、印花及功能化整理环节，最大程度地减少生产过程中水、电、汽等资源的消耗，降低生产排放，实现纺织品的清洁化生产。
2轻化工程与生物技术交叉复合型专业硕士的培养策略
生物技术是利用生物体制，以生物工程技术加工底物为原料来提供所需的各种产品或达到某种目的的新型跨学科技术。生物技术与纺织纤维制品的染整加工具有相关性，尤其在最近30年得到了快速发展。轻化工程与生物技术交叉研究的思路是借助于生物酶进行纤维前处理、染色后处理和功能整理。与传统纺织品化学加工相比，生物技术与轻化工程相结合后能降低染整生产排放，实现温和条件下高效节能加工。江南大学在生物工程、生物技术学科方面具有教学与科研优势，其中生物工程为国家级一类特色专业、江苏省首批品牌专业。为顺应生态染整的发展要求，我校结合这一优势将轻化工程与生物技术相交叉，形成了纺织生物技术研究方向，并构建了应用型轻化工程专业硕士人才培养体系。具体包括下述四个方面。
2．1导师队伍建设
由于生物技术在染整中的应用以酶技术为主，因此对导师队伍组成也提出了较高要求。一方面要求导师熟悉纤维的原料特点，染整加工原理，工艺和设备，纤维制品质量评价；另一方面也要求导师对生物技术的相关专业知识（如生物酶种类、酶学特性、应用效果评价方法等）有相当的了解，力求同时拥有两个学科的知识结构。通过近10年的建设，我校纺织生物技术研究方向已建成了符合上述要求的导师队伍。目前纺织生物技术方向的导师队伍由10人组成，其中教授4人，副教授6人，具有轻化工程专业背景的博士4人、具有生物技术相关发酵工程专业的博士3人。在与生物技术交叉的纤维制品染整加工研究中，能从生物酶的菌种筛选、酶作用机理与酶学特性等方面，与纤维制品酶法加工很好地结合起来。在专业硕士培养过程中为提高人才培养质量和企业课题实施效果，鼓励专业硕士导师走进染整企业，与学生一起分析和解决企业遇到的现场技术难题。另一方面依托企业设立的省企业研究生工作站、博士后流动站，聘请企业内硕士生导师共同参与到课题实施中，以充实师资队伍。
2．2课程体系和平台建设
培养与生物技术交叉的轻化工程专业硕士，课程体系和研究平台建设是基础工作。为体现专业硕士课程的实用性和学科交叉性，教学改革中对原有课程组成、学时分配、课程考核方式进行了优化。除了与纺织化学相关的专业课程外，增加了纤维素与蛋白质化学、纺织生物技术基础、仪器分析等，其中纤维素与蛋白质化学区别于一般的纺织材料学，更多从分子和超分子结构层面分析其结构组成与其化学加工、生物酶处理的相关性；纺织生物技术基础是专业知识交叉的主要课程，阐述生物酶种类、酶学特性、酶对纤维的作用机制、纤维结构与酶整理效率相关性、纺织品生物酶应用等内容；仪器分析课程除介绍常见的高分子及纤维材料分析方法外，还补充介绍了与生物技术相关的测试手段如凝胶电泳、氨基酸分析等。通过上述理论课程学习，为后续纤维制品化学和生物酶加工研究奠定了理论基础。在平台建设方面，依托我校生态纺织教育部重点实验室，建立了纺织生物技术研究室，为基于生物技术交叉的轻化工程专业硕士培养提供了保证。纺织生物技术研究室不仅拥有常规的纤维材料相关实验设备与仪器，还建立了与生物技术相关的检测与评价手段，满足了常规从菌种筛选到纤维制品酶处理应用研究的大部分实验需求。以纺织生物技术研究室为基础，我校还联合葡萄牙米尼奥大学成立了生态染整国际联合实验室，通过定期召开纤维生物加工技术学术会议，拓展了轻化工程专业硕士生的研究视野。
2．3构建以染整企业需求为导向的论文选题策略
由于轻化工程专业硕士不同于学术型硕士，论文选题应强化理论与应用实践技能的结合，优先考虑源于工程实际且对节能、减排和降耗有促进和引领作用的课题。我校论文选题立足于企业需求的酶法纤维制品染整加工研究，确立了纺织生物技术研究三个子方向：生物酶前处理；生物酶染色后处理；酶促功能化改性加工。（1）生物酶前处理包括纤维制品的酶退浆、酶煮练和漂白脱氧加工等。其中酶退浆是指采用商品淀粉酶和自主菌种筛选得到的PVA降解酶，取代烧碱法或氧化法进行棉型织物退浆，通过酶制剂水解布面淀粉或PVA浆料来降低前处理废水的COD值。酶煮练应用于棉麻织物和彩棉织物，不仅可达到用碱法精炼的果胶去除效果，而且还避免了传统碱煮练易造成的纤维损伤，对彩棉织物还可减少碱法易造成的色素流失和布面色变现象。在真丝织物加工中，生物酶前处理主要是借助于蛋白酶去除桑蚕丝表面的丝胶。（2）生物酶染色后处理旨在去除深色织物表明的浮色，提高织物的湿处理牢度。与传统高温皂煮相比，采用漆酶与较少用量的净洗剂复配，不仅能有效去除织物表明未固色或结合力较弱的浮色染料，而且生物酶能有效对水洗液进行脱色，在一定程度上降低了染色水洗残液的色度值，降低了染色废水处理的负担。（3）生物酶功能化改性是借助生物酶进行纤维制品的功能化加工，以提高产品的附加值。酶法纤维制品功能化改性的内容较广泛，包括以纤维素酶改善棉麻织物外观光洁度和织物仿旧整理；以蛋白酶提高羊毛纤维制品的防毡缩性能，以谷氨酰胺转移酶催化接枝氨基整理剂进行羊毛抗菌阻燃整理加工；以酪氨酸酶进行真丝织物抗菌防皱整理等。相较纤维制品的化学法功能化加工如高温焙烘（如阻燃整理）、含氯整理剂（如羊毛防缩）、含醛树脂（如防皱整理），尽管酶法加工成本略高，但在赋予纤维功能性的同时，能减轻化学法整理易造成的纤维损伤和环境不友好性。在上述子方向论文选题和实施前，专业硕士要先制定课题初步实施方案，探究酶法纤维制品染整加工工艺的可行性并开展预研工作。在此基础上再制定详细的工作计划，并定期汇报课题进展情况。在研究中既要考虑纤维制品酶法加工的效果，同时也要兼顾在企业应用中工艺设备、生产成本和加工效率的匹配性。
2．4构建学科交叉复合型轻化专业硕士质量评价体系
传统上对硕士质量与水平高低的评价主要是参照论文，包括完成的硕士论文、发表的期刊论文（SCI、EI、CSCD）的数量与等级。而轻化工程专业硕士是要培养掌握染整专业坚实的理论基础和宽阔专业知识、拥有较强解决实际问题的能力，满足实际工作需要的应用型高层次专门人才。因此专业硕士在培养质量评价方面要与学术型硕士有所不同，不能简单照搬其评价体系［4］。参照既有部分高校实践经验［5－6］，结合本专业实际情况，我校主要从专业知识能力、实践动手能力、学术研究能力和创新应用能力四方面进行综合评价。专业知识能力是指在研究生阶段专业理论课程的学习成绩，在实验工作中表现出的对染整、生物技术知识的掌握与运用能力；实践动手能力是指在实验室或生产现场，对纤维制品酶处理加工过程合理安排和现场操作的技能，此方面企业导师的评价也是重要组成部分。学术研究能力评价侧重于两个方面：一方面评价学位论文阶段性进展和完成情况，从开题报告、中期检查结果、预答辩和答辩情况四阶段，结合平时例会课题汇报来综合评判课题工作量与论文水平；另一方面考察是否有与课题相关的学术或发明专利申请。由于多数论文课题与染整生产的相关度较高，因此专业硕士是否可公开或专利需与课题合作企业商榷确定。创新应用能力是指专业硕士在课题研究、实验实践中表现出来的个人综合拓展能力。在纤维酶处理研究和实践中，对能提出新方法、新工艺并有突出业绩表现的创新型专业硕士，纺织生物技术研究室会给予适当的激励与表彰。
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2创建适应创新型人才培养和专业发展需要的课程内容体系
无机化学与化学分析是我校化学与材料科学学院的核心课程。针对国内高校应用化学专业数量的迅速增长与其课程和教材建设相对滞后的矛盾，课题组强调应用化学专业人才既要具有基础化学人才的一般特点，又应具有鲜明的知识、技术创新特色。因此，如何凸显基础扎实、知识面宽和科学思维活跃就成为本课程创新改革的指导思想:(1)将基础无机化学和化学分析内容有机结合组成新的课程，既较好解决了原有课程知识点相互交叉、重复多的问题，又便于在无机元素教学中渗入定性分析，在实验中引入“量”的概念，扩展了对学生科学精神的培养。(2)在个性化理念指导下，将教学内容划分为主篇和副篇。主篇包括以下3个知识模块:①基本化学原理部分，②化学分析部分，③元素化学部分。(3)副篇内容大量吸收了国外一流教材的精彩内容，写法上则顾及中国学生的阅读习惯，条目精短，文字活泼。大部分条目反映化学在现代科技和国民经济中的重要应用实例，一部分则介绍化学发展中的标志性事件，以凸显化学新概念、新知识、新发现和新技术。(4)用英文编写词汇和习题，使之成为学生必读的英文阅读材料，以培养学生适应双语教学的能力。新的课程内容体系以及相应的正、副篇内容层次具有如下教学特点和人才培养特色:(1)正篇是基础，是纲，也是核心。原理部分要做到内容选择必要、能深度满足后续课程要求;讲授时要力求科学而简明，不越俎代庖，真正起到导论的作用。(2)正篇将无机化学原理和化学分析有机结合，强化了化学理论的统一性。同时将化学分析技术单列章节，合并但不弱化。(3)元素化学是无机化学的本体，既要重视周期律和反应规律，同时又要特别注意对新反应和新化合物的介绍。(4)副篇是国内同类课程的一项首创，目的是让学生洞察无机化学新发展，体会无机化学研究的兴趣，延伸正篇的深度和广度。
3致力于有特色的立体化教材体系建设
教材建设是提高教育质量和实施素质教育的基础，要求具有创新性、个性化，与国际接轨［3］。书不在厚而在精，在框架、内涵、内容上要给讲课教师留有余地。印永嘉教授等编写的《物理化学简明教程》［4］就由于简明扼要而精彩。史启祯教授主编的《无机化学与化学分析》［5］先后入选2001年国家“面向21世纪课程教材”，2004年国家高等教育“百门精品课程教材建设计划”选题研究项目，2006年国家“十一五”教材规划项目，2006年国家自然科学基金委“国家基础科学人才培养基金教材建设项目”;它是第一届化学学科教学指导委员会于1991年为应化专业立项编写的第一本也是唯一的一本专业基础课教材，当年就被列入国家“八五”规划重点教材。近些年来，课程组在教学实践的基础上对该书进行了几次修订，出版了3个新版本［6-8］。2005年出版的《无机化学与化学分析》(第2版)已经发展成为包括纸质辅助教材《无机化学与化学分析:学习指导》［9］、工具书《化学元素周期表》［10］和电子辅助教材《无机化学与化学分析:电子教案》［11］在内的立体化教材，完成了应用化学专业首个基础课课程建设的硬件工程，成为专业发展的支柱。上述的立体化教材现已成为国内应化专业的主流教材之一，受到郑兰荪院士的撰文好评［12］:“教材不仅给学生带来知识，而且带来科学的思维方式，使教师和学生双方受益，不愧为一部精品教材。”新编《化学元素周期表》被徐光宪院士认为“是我见到的最新、最好的周期表”。该立体化教材还曾被评为2007年陕西普通高等学校优秀教材一等奖，并于2011年由高等教育出版社出版了第3版;工具书《化学元素周期表》于2007年由科学出版社出版了第2版。
4努力改革教学方法教学工作的主要任务就是课堂教学与实践教学［13］，学生最初的创新意识应该从课堂开始［14］。由于教学计划中的大部分学分和学生的大部分学习任务都需要通过课堂教学去实现，因此，提高课堂教学质量是提高教育质量、培养学生创新能力的关键。在第一届大学化学化工课程报告论坛上，中国高等教育学会会长周远清教授说道:“如果教学方法不来一次大的改革，我觉得中国的高等教育想培养出高素质的人才、创新思维的人才是比较困难的。”因此，我们将改革教学方法放在首位来抓。
4．1提倡大纲式教学方法我们认为，讲基础课的教师授课要有自己的观点、见解，并事先写成提纲发给学生，让学生课前预先了解讲授的内容，知道怎么预习，要听什么，要问什么，将来准备研究什么。这样学生就能掌握学习的主动权。这是一种易于学生自学的方法，可以激发学生学习的积极性，增强学习的自觉性，多读书、多思考、多提问，使学生获得较高的学习兴趣，营造出和谐宽松的教学气氛。同时，把大纲交给学生，也能督促教师从备课开始就不能敷衍，要以一种搞科研的态度去讲课，讲思路、讲方法、讲体会，介绍本学科的前沿趣闻。这种方法已获得了良好的教学效果［15］。
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北京化工大学应用化学专业始建于1986年，是多科性大学中的理科专业。经过二十多年的探索与实践，找到一条理工融合的应用化学专业办学之路，逐步形成了显著的理工融合专业特色，分别于2008年和2009年成为北京市、教育部特色专业建设点。
一、明确人才培养目标及专业定位，以理工同强的优势学科推进专业建设
高等学校承担着培养人才、发展科学和服务社会的三大职能，专业定位及人才培养目标的确定要同时考虑学术培养和社会需求。国家中长期科技发展规划纲要提出“企业要成为技术创新的主体”，而目前国内企业少有正规的研发机构，科技创新人员缺乏，人才缺口较大。北京化工大学是一所以“大化工”为特色的多科性大学，支撑应用化学专业的主干学科化学工程与技术是国家一级重点学科，应用化学是国家二级重点学科，化学学科是北京市一级重点学科。根据学科发展前沿、国家发展重大需要和企业创新对应用化学专业高素质创新人才的需求，确立了为学科发展及“企业成为创新主体”培养理工融合的创新人才的培养目标及定位。
培养理工融合的人才需要理工融合的“土壤”和条件。我校具有理工同校、化学化工同强的优势，拥有“化工资源有效利用”国家重点实验室、“新危险化学品评估及事故鉴定”国家发改委基础研究实验室、“环境有害化学物质分析”北京市重点实验室。应用化学本科专业依托强势的工科和迅速崛起的理科进行建设，以国家、北京市和学校教学改革项目和“十一五”期间各级质量工程建设项目为抓手，调整专业方向、规划课程设置、改革教学内容，依托国家精品课程群、高等学校教学名师奖获得者、国家级教学团队、国家级实验教学示范中心、大化工类创新人才培养基地以及校外实习基地等优质教学资源，实现高素质创新人才的培养目标。
二、造就一支教学水平高、科研能力强、理工兼备并具有国际视野的师资队伍
1.建设亦理亦工的师资队伍。结构合理的高素质师资队伍是育人的保障。我们坚持“引进与培养相结合、校内与校外相结合”的方针，建设一支理工融合、学缘结构合理的师资队伍。本专业教师的毕业院校既有北京大学、吉林大学、南开大学等综合性较强的院校，也有清华大学、北京化工大学、天津大学等工科背景较强的学校，具有工学硕士或博士学位的教师约占1/3。同时，注重从国内外企业和研究院所引进具有工程技术经验的高层次人才进入教师队伍。采用引进海外知名学者和输送优秀在职青年教师出国进修等多种方式，加强师资队伍的国际化视野，目前应用化学专业教师队伍中具有海外留学经历的占28%。
2.在理工融合的科学研究和技术开发实践中培养师资队伍。应用化学专业教师以国家重大项目为引导，遵循“基于国际学术前沿和国家实际需求凝练科学问题-基础和应用基础研究-工程化及产业化研究”模式开展科研工作，承担了多个国家级项目以及企业委托项目。充分发挥学科专业优势，在发表高水平学术论文的同时，加速科技成果向产业化发展，服务国家经济建设。理工融合的研究思想不仅造就了一支理工融合的师资队伍，也融入教学过程，为学生创新意识的养成创造良好氛围。
3.多种方式增强师资队伍的工程能力。通过聘请企业高层次专家为我校兼职教授、邀请高级技术人员来校授课和讲学交流等方式，充实师资队伍力量。通过定期组织青年教师去大庆石化、辽化、吉化等企业参加工程实践培训和暑期科技服务及社会实践学习团，为青年教师提供深入企业、走进基层的实践机会。这些措施的实施，使教师能够了解企业的实际需求，从而找到与企业结合的科研方向和课题。教师将生产实践中的实际问题、示例引入课堂教学中，学生受益匪浅。
师资队伍在教学和科研工作中不断发展壮大。目前，应用化学专业拥有中科院院士1人，高等学校教学名师奖获得者2人，国家杰出青年基金获得者3人，教育部新（跨）世纪人才6人。“超分子结构功能材料的插层组装”团队被列入教育部长江学者和创新团队发展计划，“工科化学系列课程教学团队”被批准为首批国家级教学团队。
三、构建理工融合的应用化学人才培养方案
基于理工融合、理论与技术结合、知识和能力并重的人才培养理念，构建了以学习知识、培养能力为核心的应用化学专业人才培养方案以及与之相适应的课程体系。应用化学专业课程体系包括：强化理论基础的化学课程群，强化工程意识和培养工程能力的课程群，体现特色的专业方向课程群，拓展性的第二课堂。如图所示。
其中有机化学、物理化学、仪器分析、计算化学、大学化学实验、化工原理等被评为国家精品课程，无机化学、分析化学等被评为校级精品课程；无机化学、有机化学、仪器分析等被评为国家双语示范课程，物理化学等被评为校级双语示范课程。
依据专业发展历史和学科发展趋势，凝练出具有鲜明理工融合特色的分析科学与技术、功能材料科学与技术、有机合成化学和精细化学品化学四个专业方向。其中，分析科学与技术方向是我校应用化学专业的传统特色专业，教师队伍具有优秀的教学实践能力和浓厚的学术研究氛围，在国内外具有良好声誉。该专业方向特色专业课程有分离科学与技术、复杂物质剖析、分析测试质量保证、商品检验基础等，教学内容既包含分析科学领域的基础知识、基础理论，也包含专业技术、技能，还有最新研究成果介绍和技术进展报告等。功能材料科学与技术方向骨干教师主要来源于“化工资源有效利用”国家重点实验室研究人员，这些教师着眼于满足社会需求的无机功能材料设计与开发，已形成了无铅热稳定剂、耐老化沥青紫外阻隔剂、焦化脱硫废液资源化技术等工业化生产技术。产学研一体化的平台成为具有理工融合创新意识的人才培养沃土。
四、构建多方位、立体化人才培养平台
1.构建理科化学基础精品课程平台，强化理科基础。依托首批国家级化学基础课程教学团队和多名教学名师，建设化学基础理论必修课群和选修课群，加强化学基础理论。在教学内容中融入工业实例，强化理论对实践的指导作用。
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靶向给药系统（targeting drug delivery system，TDDS）是现代药剂学研究的重点和要点，如何通过各种给药系统实现靶向给药，已成为广泛关注的问题[1]。本文就包合物脂质体组合新技术及其在改善药物功效中的优势作简要总结。
1 包合物和脂质体
包合物系指一种特殊类型的、由一种分子被全部或部分以范德华力及所谓的Allinger构型能量缔合而成[2]并被包合于另一种分子的空穴结构内而形成的一种络合物，最常见的就是以环糊精为包合主体来容纳包合客体的环糊精包合物，通常以物质的量的比为1∶1的比例[3]，使用微胶囊化技术尤其是喷雾干燥技术制得包合物[4]，又称“分子胶囊”[5]。近年来，许多药物通过与环糊精包合后其理化性质及生物学性质都得到了极大的改善。严春临等[6]将吴茱萸次碱制备成吴茱萸次碱环糊精包合物，以提高吴茱萸次碱的水溶性和生物利用度。娄杰等[7]将羟丙基环糊精包合物与凝胶制剂结合，制得了既具有高生物利用度又具有原位凝胶的温度敏感性能的温敏凝胶材料，进入眼部后，由于温度的变化，制剂发生相转变形成黏度较大的半固体凝胶，有效提高了药物的生物利用度以及在制剂中的溶出度，具有良好的应用前景，也可通过制备包合物制剂来改变其毒性，如用超声方法合成的具有叶酸受体靶向性的γ-环糊精――叶酸包合物修饰的CdSe/ZnS量子点纳米粒，不但具有好的单分散性、较小的尺寸，还有较高的量子产率和较长的荧光寿命，还具有较低的细胞毒性，可选择性进入FR高表达的癌细胞内[8]。宋哲[9]将天然结构的β-CD引入1，4-丁烷磺内酯，再与尼美舒利制成包合物，大大减小了肾毒性和刺激性。
脂质体是由磷脂和胆固醇分散在水中形成的类球状并具有类似生物膜的双分子结构的闭合囊泡。它由英国学者Bangham博士等人提出，于1968年化学家Sessa和Weissmann等人正式命名为脂质体并做出明确的定义，指出脂质体是由一层或多层类脂质双层膜构成的微型囊泡，具有自行密合的特点，其结构如图1所示，结构中含有疏水基团和亲水基团，而胆固醇则镶嵌在磷脂形成的双分子层中。这样的结构既适合作为难溶性药物的载体，也适合作为水溶性药物的载体。另外，脂质体还具有组织相容性、缓释性和靶向性等特点，并且易于在生物体内降解，能有效降低药物毒性、无免疫原性[10]。李素珍[11]采用周疗法紫杉醇脂质体联合方案和普通紫杉醇联合方案在治疗胃癌方面的临床疗效研究中显示，紫杉醇脂质体较普通紫杉醇而言，在制作过程中去除了有毒性的的聚氧乙基代蓖麻油 ，减少了对患者神经和肾功能的损害，因此能够明显降低由此引起的各类毒副作用。Berginc等[12]将姜黄素制备成具有生物黏性的脂质体作为新的制剂通过外阴道靶向给药，得到良好的包封效果，并发挥了其药物的潜在优势。曹玉桃等[13]通过优化脂质体与质粒载体的比例浓度，从而获得在形态学水平与分子学水平表达目的基因TLR4的细胞克隆。
图1 脂质体结构示意图
2 包合物脂质体
2.1 包合物脂质体及其制备
包合物脂质体（图2）即将脂质体技术和环糊精包合技术结合起来[14]，首先将环糊精技术应用在脂质体中是英国学者McCormack等[15]于1994年提出来的，但当时环糊精如何修饰并局部给药的机制尚未完全明确[16]，与包合物相比较，它在肝中的分布增多，滞留时间延长[17]。
图2 包合物脂质体结构示意图
目前已有的报道中，包合物脂质体的制备方法归纳起来有两种，一种是直接制备药物环糊精包合物脂质体，常见方法为喷雾干燥法[18]，Skalko-Basnet等[18]曾使用喷雾干燥法将甲硝唑和盐酸维拉帕米直接与包合材料混匀后加工成包合物脂质体，并得到了很好的包封率。另一种是两步法，即先制备包合物部分，再制备药物包合物脂质体。郭秋实[10]首先将穿心莲内酯制备成超分子包合物，改善其溶解性，再使其进入脂质体的亲水结构区，使形成包合物脂质体系统来达到预期的效果。其优点在于包裹于脂质体内水相的药物是以包合物的形式存在，而直接将药物制备于脂质体中，部分疏水性药物可能会对脂质双分子层产生干扰，影响脂质体稳定性，容易发生泄漏，避免了药物的重新分配过程[19]。
2.2 包合物脂质体给药系统的优势
肿瘤目前已成为严重威胁人们生命健康的多发病，其发病率仅次于位居首位的心血管疾病，对肿瘤药物的研究也变得更加迫切，而抗肿瘤药物多为脂质体或脂质体衍生物，但目前应用的抗肿瘤药物因为存在诸多的问题（水溶性差、易产生毒副作用和耐药性等），不能满足临床的应用。包合物脂质体给药系统将环糊精作为包封材料的优点和脂质体作为优良载体的缓释靶向优点结合起来，使其各取所长，改善脂质体给药系统存在着的诸多问题。
包合物脂质体解决了很多药物溶解性差的这一缺点，某些亲脂性药物会与脂质双分子层产生干扰，限制了很多有价值药物的应用。通过使其形成水溶性的络合物，脂质体将允许其镶嵌于囊泡的内水相[20]，减少了化学降解，增加了微粒系统的稳定性、溶解性、包封率和载药量，增加了兼容性[21]，同时防止了包合物的解离和肾排泄[22]，改变了体内分布和药代动力学行为。Loukas等[23]研究表明，抗炎药物吲哚美辛由于在碱性介质中会迅速水解，当用羟丙基-β-环糊精制成包合物脂质体，其稳定性提高了75倍，而加工成包合物、脂质体，则只分别提高了3.5倍和22倍[24]。
包合物脂质体给药系统还可以改善药物在体内的释放，目前已有研究证实包合物脂质体给药系统对红细胞也没有溶血现象，可安全地用于注射。包合物脂质体不仅保留了脂质体载药系统靶向和长效的优势，加之其特定的优点，还可作为新型的难溶性药物的给药载体。
包合物脂质体给药系统由于其良好的靶向递送性质，还可将其运用到其他的疾病领域，例如局部麻醉，通过改善后，可增加透皮给药量，而且起效快，可有效延长药理作用[25]，在癌症及接种方面也有研究。还可将相应的配体修饰在脂质体的表面，陈永鹏等[26]将携带半乳糖基的乳糖白蛋白修饰脂质体，而修饰的物质能够引导脂质体找到肝细胞靶点，使体内的IFN增多而发挥更好的抗病毒效应。
3 小结
本文综合介绍了包合物脂质体给药系统在改善药物递送方面的优势及应用，脂质体作为药物分子载体方面的研究也日益升温，由于囊泡技术的可调控性，使其可以用作多种药物的载体（从常见的抗肿瘤药物到分子多肽类），还可以用于治疗多种疾病。在众多研究领域中，人们对细胞区域传递的兴趣日益浓厚，相信在不久的将来，将会涌现更多更安全、有效的包合物脂质体，该技术将会继续推动抗肿瘤研究的进展，带来一场全新的革命。
[参考文献]
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一 引言
交叉学科知识体系的系统性和创新性，有利于解决人类发展面临的重大社会与科学问题，一些复杂的全球性重大难题，仅靠一门学科不足以有效地解决，惟有借助多学科交叉互融。国家的发展战略和总方针政策的制定，以及政治、军事和经济等关键领域部门的重大决策，都需要多个学科的综合性知识，单纯依靠既有经验和局部知识盲目决策，可能产生重大失误，后果不堪设想。我国目前尚处于社会主义初级阶段，在经济、科技等方面与发达国家相比尚存在差距，为应对经济全球化、工业信息化和竞争国际化等态势，急需促进各学科的交叉融合，为国家科技发展和经济腾飞提供理论与知识基础，促进我国在世界舞台上发挥更大的作用。
高等学校是现代社会的科学研究与人才培养中心，拥有众多高水平的学科专业，因此有基础也有必要开展学科交叉研究，加强其核心竞争力。从20世纪70年代开始，美国的哈佛大学、康奈尔大学、宾夕法尼亚大学、斯坦福大学、麻省理工学院等世界顶尖高校，就陆续建立了“科学、技术与社会”的研究与教学单位。在我国，一流院校也已把交叉学科教育视为教学改革的重要组成部分。中国科学技术大学依托“极端条件下的凝聚态物理研究”和“化学反应的人工控制”这两个项目建成了“理化科学中心”，营造了能有效开展多学科交叉研究与合作的氛围和环境。北京大学元培学院为了培养具有系统思维、国际视野、领导素质的通用拔尖创新人才，给予学生较大的专业选择自由，依托于北大优秀的教学与科研力量，相继组织建设了“古生物学”、“政治学、经济学与哲学”、“外国语言与外国历史”、“科学技术史”和“生物信息学”等跨学科专业。浙江大学立足学校学科门类齐全、教育资源丰富等优势，重点从课程教学体系、实践教学体系、学生国际视野与自主管理以及制度与保障体系等方面进行了较为系统的研究和实践，积极探索研究型大学培养多学科复合型创新人才的新思路、新体系和新举措。北京化工大学实施了“学科交叉人才培养计划”，在2013年成立了生物制造、超分子科学、可控聚合与大分子工程、高分子材料先进制造、药物先进制造、能源化工、聚合物多层次结构与结构调控、金融工程与金融数学八个学科交叉班，在课程体系、学分认定方式和师生互动模式等方面进行了改革。我校北京理工大学也十分重视交叉学科的发展，立足学校办学定位和优势特色设立了“徐特立英才班”，为学科交叉奠定了人才基础。为了进一步促进博士研究生拔尖创新人才培养，探索“理工交叉、国际化培养”的培养模式，北京理工大学在2014年博士研究生招生中率先实施“校内联合交叉培养博士生项目”，由同时跨学院、跨学科大类（工、理、大文科）的导师自由组成导师团队，联合招收指导博士研究生。
学科交叉有助于促进高校传统学科的进步与发展，完善学科整体结构，加强高校对学科内涵的改造和建设，促进新兴学科的形成，加速高新技术的开发和利用。学科交叉研究是高校获得原创性科研成果的重要途径，多学科的合作、交流与互补可促进高校教师完善知识结构、提高研究能力，加强创新性，使得高校教师队伍的智能结构在多学科潜移默化的作用下趋于优化。学科交叉有利于提高研究生的综合素质，拓宽学科领域的知识面，强化研究生的创新思维，增强毕业研究生的社会竞争力，培养出具有跨学科教育背景的复合型创新人才。
因此，系统深入地总结学科交叉研究与教育的理论方法与实践经验，提出切实可行的跨学科研究生培养方
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* 北京理工大学学位与研究生教育发展研究课题（编号：YJYJG2014-C-45），课题组成员：祁瑞、张景瑞、赵红、黄彪
式，对于完善我国高等院校研究生培养方式，提升高校科研人员的成果质量，更进一步促进我国科技与经济发展，实现社会主义现代化和中华民族的伟大复兴，具有非常重要的意义和价值。
二 交叉学科研究生培养与激励方案设计
建立交叉学科培养模式面临着诸多的困难。首先，交叉学科办学过程中涉及多个专业的交叉互融，涉及不同院系间的协同合作，存在一定的门户之见和学科壁垒;其次，若在不同的学科聘请导师，实行双导师制，那么对研究生的培养指导工作，如培养计划的制定、课程及学术活动安排、教研室工位分配、学位论文的开题和答辩工作等应当如何合理分工，特别是研究生在导师团队下取得的学术成果和知识产权的署名排序和确权难题，也是阻碍交叉学科研究生培养的一大障碍;另外，各专业教师除了按要求完成教学任务外，还承担着科研项目，如何能够激励教师自愿分出时间和精力投入交叉学科的科研和研究生的培养，还需要设计相关的激励制度。
本文作者基于理工科高等院校办学特点，提出了“跨学科双导师拟题+双研究生选题”的学科交叉项目研究激励和研究生培养方案，主要步骤如下：
1.不同学科专业的两位教师联合提出学科交叉研究题目和任务书
跨学科研究题目应由不同专业的教师在深入交流或者已有合作研究的基础之上联合提出，必要时可邀请吸收校外甚至国外专家的参与。导师团队应出具项目任务书，明确指出该项研究所需的专业知识，参考书目，研究进度月度计划，经费预算，以及预期成果。通过联合不同学科专业的指导教师，改变传统培养模式的专业单一性，发挥各个导师的自身优势，增进创新思想的交流，培养出具有跨学科知识的综合型创新人才。为了促进各专业教师的学术交流，为学科交叉创新思想的迸发创造机会，学校或学院应经常组织跨专业教师交流茶话会。
2.研究生与“双导师”双向选择组成跨学科研究课题组
在学校教务处网站上公布各学科交叉研究题目和任务书，供研究生浏览并根据自身兴趣和知识结构选择合适的题目进行申报。双导师依据研究生的知识储备和创新研究能力禀赋等对申报其跨学科课题的研究生择优选择，在每位导师所在学科选出一名研究生，与双导师一起组成四人课题组。如此选择课题组成员的构成，不仅有利于各学科知识的交叉互融，而且有助于从不同的学科视角切入对提出的交叉研究点进行全方位审视，为以各自学科为侧重点产出创新性成果奠定了基础，在一定程度上解决了跨学科研究中的知识产权归属难题。
3.学校组织专家评测研究计划的创新性，并审核经费预算
由学校组织，在学校学科建设专家库中聘请相关领域的专家学者组成评审委员会，主持召开项目答辩论证会，就项目的研究目标、关键问题、研究方案、技术路线、可行性、预期成果等方面，进行答辩和评审，确定拟资助的项目数量及额度。对于很有可能产生原创性成果的学科交叉研究计划，应予以积极支持，特别要重点资助通过学科交叉能使传统学科形成新的学科生长点的项目。对于创新性不明显的研究计划，可减少研究经费资助或者不资助。在经费总额有限的条件下，可对每项研究予以小额资助，尽量扩大资助面，后期可根据每项研究的进度和成果择优追加资助。
4.研究生在双导师的指导下进行跨学科研究，并发表科研成果
课题组在双导师的指导之下，严格按照月度进度计划进行交叉学科课题的研究。在资助期内，学校应当对获资助项目实施动态跟踪管理，要求项目组定期提交研究进展报告，了解、掌握项目进展情况，协助解决研究中遇到的问题。研究产生的成果应尽快申请发明专利和发表高水平学术论文，并撰写总结报告。在经费资助允许的范围内，鼓励双导师和研究生参加高水平国际学术会议，与各学科领域国际知名学者交流跨学科研究成果和经验。
5.对研究课题进展情况和学术成果进行考核评估
项目周期结束后，项目组需提供研究报告和经费使用明细，并进行结题答辩。学校组织专家对课题完成情况、研究成果的创新性、学术成果和人才培养的数量和质量、经费使用明细等予以考核评估。对于跨学科创新成果显著的项目，对双导师和研究生依据成果质量和数量给予一次性奖金奖励，并保留连续申请后续经费资助的资格。对于研究成果创新性不高甚至未严格履行研究计划的项目，应审计已发生的研究经费，部分或全额退回研究经费，同时取消其后续的跨学科研究经费资助，并追究有关责任人。
三 方案实施预期成果
本方案是在理工科高校科研项目的成熟管理模式的基础上设计提出的，有大量可供参考借鉴的项目管理经验，其中“导师拟题+学生选题”的模式又可参考本科生毕业设计的管理经验，因此该方案是可行的。为了体现出跨学科特点并促进学科互融，该方案引入了不同学科的参与者，不仅包括身处教学科研岗位的教师，也包括学术思维活跃的学生，通过设置项目启动经费和结题成果奖励能够调动这些参与者的科研积极性，因此该方案具备合理性和针对性。本方案的顺利实施，将取得如下几方面的成果：
1.打破学科壁垒，增进学科互融
在该方案的激励下，各学科教师为拟定项目题目和任务书所进行的前期交流突破了各自学科壁垒，促进了各学科新思想的融合。申报跨学科项目、来自不同学科的研究生，在教师团队的指引之下全身心地投入跨学科科研与学术交流，使得学科融合向更深层次发展，推动了创新成果的产生。
2.学术成果的知识产权更明晰
学术成果知识产权的合理确权是制约跨学科研究发展的一大障碍。本方案所设计的“双导师+双研究生”科研团队在开展科研时是一个整体，而在撰写学术论文时则可采取“单导师+单研究生”的分组形式，研究取得的任何跨学科成果都是不同学科融合的结果，从不同的学科角度对学术成果的审视和阐述不仅能更全面地挖掘成果的科研价值，明确后续跟进研究路径，也能更客观地评价成果的创新性，同时也解决了学术成果在两个教师或者两个学生之间的确权难题。
3.提高教师和学生的积极性
教师不仅要合理分配时间进行教学和科研，还需要在学科内科研和跨学科科研之间做权衡。通过划拨科研项目经费和发放研究成果奖金，将显著提高教师和学生的积极性，使教师愿意付出更多的时间去交流跨学科思想，培养跨学科的研究生，使学生在教师引路人的指导之下，付出更多的时间精力投入到具体的科研工作中，获取创新研究成果。
4.有利于硕士研究和博士研究的对接
成功完成该项目的硕士研究生可以考虑继续在该导师团队引导下进行博士研究，以所在学科导师为主导师，以另一学科导师为副导师，遵循相应学科的培养计划、课程及学术活动安排、教研室工位分配、学位论文的开题和答辩工作等。针对我校北京理工大学的具体政策，两位导师可以申请“校内联合交叉培养博士生项目”，将团队内的硕士研究生招收为博士生，由两位导师继续指导其进行跨学科研究。
四 结束语
我国高等院校在研究生创新能力培养方面已取得了一定的成效，但在研究生学科交叉创新能力培养方面，还存在一些不足。特别是交叉学科研究与教育起步较晚，不仅缺乏理论的储备，实践经验也不足。因此，我国研究生跨学科创新能力的培养方式还需要不断探索、不断认识、不断实践。
参考文献
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[2]中国科学技术大学学位办公室.加强学科交叉 实现资源共享 促进学科建设[J].学位与研究生教育，2001（12）：9