工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下基礎(chǔ)化學(xué)課程的教學(xué)改革探索

艾立玲，楊雪鳳，隋欣，關(guān)淑霞，毛國(guó)梁，趙麗，張微

（東北石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 大慶）

基礎(chǔ)化學(xué)是高等學(xué)校工科非化學(xué)化工類專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程，旨在使學(xué)生了解近代化學(xué)的基本理論和原理，具有必要的化學(xué)基本知識(shí)和技能；培養(yǎng)學(xué)生以化學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)、分析、解決與化學(xué)有關(guān)問(wèn)題的能力。在后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中，該課程還起著由基礎(chǔ)向?qū)I(yè)過(guò)渡的橋梁作用。工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循“學(xué)生中心”“產(chǎn)出導(dǎo)向”和“持續(xù)改進(jìn)”的培養(yǎng)理念[1]。在該背景下，現(xiàn)有的基礎(chǔ)化學(xué)課程體系顯然已經(jīng)無(wú)法滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)人才培養(yǎng)的需求。于是，出現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用性不強(qiáng)、教學(xué)手段比較落后、教學(xué)方法過(guò)于單一等一系列問(wèn)題[2,3]。因此，如何更好地進(jìn)行基礎(chǔ)化學(xué)課程的教學(xué)改革，以實(shí)現(xiàn)工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，就成為了亟待解決的問(wèn)題。

筆者所在的基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了我校多個(gè)院系基礎(chǔ)化學(xué)課程的教學(xué)任務(wù)。目前，我校土木工程和石油工程等專業(yè)已經(jīng)順利通過(guò)工程教育專業(yè)認(rèn)證，而油氣儲(chǔ)運(yùn)、裝備與控制工程、資源勘查技術(shù)等專業(yè)也正在進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證。依托校級(jí)基礎(chǔ)化學(xué)重點(diǎn)課程建設(shè)，基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合我校的專業(yè)特色以及工程教育認(rèn)證的基本要求，對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)課程的教學(xué)模式進(jìn)行了初步的改革探索。

一 結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

我校使用的教材為浙江大學(xué)普通化學(xué)教研組編寫的《普通化學(xué)》（第六版），涵蓋了化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、無(wú)機(jī)及高分子化合物、生物大分子基礎(chǔ)和儀器分析基礎(chǔ)等，共9章內(nèi)容。由于學(xué)時(shí)有限，所以在計(jì)劃學(xué)時(shí)（我校共設(shè)置40、48和64三種理論學(xué)時(shí)）內(nèi)，無(wú)法講授教材的全部?jī)?nèi)容。這就需要針對(duì)不同專業(yè)的工程教育人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化和調(diào)整基礎(chǔ)化學(xué)課程的理論教學(xué)內(nèi)容；結(jié)合專業(yè)應(yīng)用、突出專業(yè)特色，重點(diǎn)深入講解與專業(yè)有關(guān)的內(nèi)容，突出化學(xué)與其所學(xué)專業(yè)之間的橫向聯(lián)系。

例如：眾所周知，世界上每年都會(huì)因?yàn)榻饘俚碾娀瘜W(xué)腐蝕而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)土木工程專業(yè)的學(xué)生，其畢業(yè)要求需具備對(duì)道路、橋梁以及建筑等的設(shè)計(jì)能力。而設(shè)計(jì)中做好對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)材料的防腐就顯得尤為重要。因此，電化學(xué)章節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，在對(duì)原電池的組成及化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)原理等知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，金屬腐蝕及防腐等知識(shí)點(diǎn)則可由學(xué)生在教師的引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)[4]。同時(shí)，學(xué)生還可以自行設(shè)計(jì)一些方案對(duì)金屬進(jìn)行防腐，如將緩蝕劑法、陰極保護(hù)法等運(yùn)用其中，并結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研，以“鋼結(jié)構(gòu)”“金屬防腐”等為關(guān)鍵詞，撰寫一篇小論文。又如：對(duì)于石油工程、海洋油氣工程和油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，在其后續(xù)專業(yè)課“油田化學(xué)”和“鉆井液工藝原理”等課程的學(xué)習(xí)中，需要用到有機(jī)化學(xué)及高分子化學(xué)等部分的基礎(chǔ)知識(shí)，而浙江大學(xué)普通化學(xué)教研組編寫的《普通化學(xué)》（第六版）中并不涵蓋有機(jī)化學(xué)部分的內(nèi)容，于是我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，改用同濟(jì)大學(xué)普通化學(xué)及無(wú)機(jī)化學(xué)教研室編寫的《普通化學(xué)》作為教材。授課內(nèi)容上，在對(duì)第二章水基分散系部分內(nèi)容進(jìn)行講解時(shí)，可引乳化原油破乳的案例，適當(dāng)?shù)亟榻B乳狀液的鑒別和一些簡(jiǎn)單常用的破乳方法；而在對(duì)第七章有機(jī)高分子化合物部分內(nèi)容進(jìn)行講解時(shí)，可以引入聚合物驅(qū)油的案例，對(duì)聚合物驅(qū)中常用的（部分水解）聚丙烯酰胺進(jìn)行詳細(xì)介紹。

這樣結(jié)合各專業(yè)的不同特色，有的放矢地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，使學(xué)生直接地找到了化學(xué)知識(shí)在自己專業(yè)中的應(yīng)用，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，拓寬了知識(shí)面，強(qiáng)化了基礎(chǔ)化學(xué)與專業(yè)課程的聯(lián)系；使學(xué)生能夠?qū)W以致用，將化學(xué)基本知識(shí)和原理應(yīng)用于分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題當(dāng)中，以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。

二 突出學(xué)生主體地位，進(jìn)行教學(xué)方法改革

在以往基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中，教師多采用“以多媒體為主、板書(shū)為輔”的講授法進(jìn)行教學(xué)。這種“教師教、學(xué)生學(xué)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式的其實(shí)質(zhì)還是“以教師為中心”，將知識(shí)體系、課程體系通過(guò)課堂講授的方式灌輸給學(xué)生。這與工程教育專業(yè)認(rèn)證“學(xué)生中心”的要求仍有一定距離?？紤]到基礎(chǔ)化學(xué)課程的授課對(duì)象為大學(xué)一年級(jí)學(xué)生，他們的自學(xué)能力不夠強(qiáng)，有些甚至還沒(méi)有完全脫離高中的學(xué)習(xí)模式。因此，基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合了工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求和授課對(duì)象的特點(diǎn)，在堅(jiān)持傳統(tǒng)教學(xué)的同時(shí)，借助MOOC（Massive Open Online Course，中文稱為大規(guī)模在線開(kāi)放課程）、精品資源共享課等非傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課資源，以及超星學(xué)習(xí)通等手機(jī)APP作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充和輔助手段，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容再選用案例教學(xué)法、研討式教學(xué)法等不同方法進(jìn)行教學(xué)。

這樣一來(lái)，傳統(tǒng)課堂也不再“傳統(tǒng)”。課前，教師有針對(duì)性地對(duì)各個(gè)章節(jié)的重點(diǎn)知識(shí)設(shè)計(jì)出一系列問(wèn)題，將這些問(wèn)題和相關(guān)的MOOC學(xué)習(xí)視頻通過(guò)超星學(xué)習(xí)通一起推送給學(xué)生，學(xué)生有目的地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教師通過(guò)學(xué)習(xí)通的后臺(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)初步掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，如哪些學(xué)生沒(méi)有看視頻，哪些視頻被反復(fù)觀看等等。課上，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對(duì)于一些相對(duì)較容易理解的知識(shí)，可以“以練代講”，并借助超星學(xué)習(xí)通對(duì)練習(xí)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；而對(duì)于一些相對(duì)不容易理解的知識(shí)，可以先分組討論，再由教師進(jìn)行詳細(xì)講解[5]。

此外，對(duì)于一些難度相對(duì)不大的內(nèi)容，可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法。下面，就以石油工程專業(yè)學(xué)生對(duì)第二章稀溶液依數(shù)性內(nèi)容的學(xué)習(xí)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。課前，教師將班級(jí)的學(xué)生分為四個(gè)學(xué)習(xí)小組（小班授課，每組5～6人），然后根據(jù)稀溶液的四個(gè)依數(shù)性設(shè)計(jì)四個(gè)與生活息息相關(guān)的問(wèn)題：P2O5等易潮解的物質(zhì)為什么常被用作干燥劑，其原理是什么？（蒸汽壓下降）；被湯鍋里的肉湯燙傷和被開(kāi)水燙傷，哪個(gè)更嚴(yán)重？（沸點(diǎn)升高）；冬天北方下雪的時(shí)候，為什么要向路面上灑“鹽”？（凝固點(diǎn)下降）；鹽堿地里莊稼為什么長(zhǎng)勢(shì)不良？（滲透壓）。再將設(shè)計(jì)好的問(wèn)題和相關(guān)的學(xué)習(xí)視頻一起推送給學(xué)生，學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、小組討論、做PPT準(zhǔn)備匯報(bào)。課上，每個(gè)學(xué)習(xí)小組對(duì)一個(gè)依數(shù)性進(jìn)行詳細(xì)講解，不同小組之間進(jìn)行討論、互評(píng)、打分；教師進(jìn)行補(bǔ)充、答疑，并為每個(gè)小組進(jìn)行評(píng)價(jià)、打分。課后，每個(gè)小組以總結(jié)報(bào)告的形式談一下翻轉(zhuǎn)課堂的體會(huì)和收獲。再通過(guò)學(xué)習(xí)通推送相關(guān)的練習(xí)題幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)。借助超星學(xué)習(xí)通，師生之間、生生之間可以隨時(shí)進(jìn)行討論、互動(dòng)。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂，教師創(chuàng)設(shè)和營(yíng)造學(xué)生主動(dòng)參與的教學(xué)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究。

這種依托現(xiàn)代化信息手段的線上線下相結(jié)合的教學(xué)方法，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，突出他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位。學(xué)生課下“忙”起來(lái)了，知道要學(xué)什么；課上“動(dòng)”起來(lái)了，“低頭族”的數(shù)量大大減少。而且，學(xué)生通過(guò)線上學(xué)習(xí)，在一定程度上也解決了基礎(chǔ)化學(xué)課程理論學(xué)時(shí)較少的問(wèn)題。此外，通過(guò)組成不同的學(xué)習(xí)小組，能較好地促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作；而組內(nèi)互評(píng)，又能很好地抑制“打醬油”的學(xué)生出現(xiàn)。

三 強(qiáng)化平時(shí)的考核力度，建立合理的考評(píng)體系

考核評(píng)價(jià)體系必須與新的教學(xué)方式相適應(yīng)[6]，為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、改善課堂的教學(xué)效果，基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從增加不同考核方式和強(qiáng)化平時(shí)考核力度兩方面入手，對(duì)考評(píng)方式進(jìn)行改革。嚴(yán)格遵循平時(shí)成績(jī)的評(píng)定程序，做到每一分都有據(jù)可依。表1為改革后的評(píng)價(jià)體系組成表。

表1 評(píng)價(jià)體系組成表

在傳統(tǒng)的考核方式（平時(shí)成績(jī)20%+期末成績(jī)80%）下，難免會(huì)有部分考生采取考前突擊、死記硬背的方法，雖然也能通過(guò)考核，但有礙于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。從表1可以看出，新的考核方式強(qiáng)化了平時(shí)的考核力度，即實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的“過(guò)程控制”，促使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程足夠重視。由于工程教育專業(yè)認(rèn)證不允許把出勤率作為考核評(píng)價(jià)的組成部分，因此通過(guò)課堂討論和練習(xí)的形式既可以考察出勤率，又可以代替部分作業(yè)，減少了課后抄作業(yè)的現(xiàn)象。而小論文和翻轉(zhuǎn)課堂不僅考察了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，更能鍛煉學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力、寫作能力、語(yǔ)言表達(dá)能力等等，能夠全面地反映出學(xué)生的綜合素質(zhì)。由此可見(jiàn)，相對(duì)于較為單一的考核方式，新的考評(píng)體系能夠更加全面、合理地對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定。

四 結(jié)語(yǔ)

基于我校的實(shí)際情況和學(xué)生的培養(yǎng)特色，基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)為了適應(yīng)工程教育認(rèn)證的需要和實(shí)現(xiàn)對(duì)才培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生畢業(yè)要求、課程目標(biāo)達(dá)成等重要支撐，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容、改革了教學(xué)方法，完善了評(píng)價(jià)體系。相信基礎(chǔ)化學(xué)課程的教學(xué)效果會(huì)在后續(xù)的運(yùn)行中逐步完善和提高，更好地適應(yīng)人才培養(yǎng)的需求。