基于新工科人才培養(yǎng)的無機(jī)與分析化學(xué)課程改革

陳豐

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對(duì)無機(jī)與分析化學(xué)課程培養(yǎng)學(xué)生過程中缺失工程實(shí)踐、創(chuàng)新能力和價(jià)值引領(lǐng)等問題，圍繞新工科建設(shè)提出的人才培養(yǎng)需求，提出在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐方式和課程思政等方面進(jìn)行改革，在介紹化學(xué)領(lǐng)域必備的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)分享其在工程方面的應(yīng)用，引入專業(yè)課程的育人導(dǎo)向，提高課程的實(shí)用性，引導(dǎo)學(xué)生參與科研實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和家國情懷，為培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞墓こ處煹於ɑA(chǔ)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 新工科;無機(jī)與分析化學(xué);課程改革;課程思政

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）01-0102-02

伴隨著世界范圍內(nèi)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速進(jìn)行，人才的價(jià)值越來越重要，中國的工業(yè)體系快速發(fā)展，對(duì)工程技術(shù)人才提出了更高的能力要求，而高級(jí)工程技術(shù)人才的能力提升離不開高等教育的支撐[1]。2017年2月，在復(fù)旦大學(xué)召開的“綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)”提出“新工科建設(shè)復(fù)旦共識(shí)”，提出開展新工科建設(shè)，又先后形成“天大行動(dòng)”和“北京指南”，推動(dòng)開展圍繞“新工科”建設(shè)與發(fā)展的教學(xué)研究實(shí)踐活動(dòng)，深化工程教育改革[2]。教育部與各大高校共同努力、積極推進(jìn)專業(yè)向“新工科”轉(zhuǎn)型，建設(shè)滿足“新工科”培養(yǎng)目標(biāo)的專業(yè)課程。

新工科旨在培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備競爭力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[3]，在培養(yǎng)目標(biāo)上更加注重培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)的應(yīng)用性、實(shí)踐性，要求學(xué)生在畢業(yè)之后能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決生產(chǎn)和社會(huì)生活中的實(shí)際問題[4，5]。蘇州科技大學(xué)天平學(xué)院作為獨(dú)立院校，主要任務(wù)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，新工科建設(shè)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

無機(jī)與分析化學(xué)是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)和工程類專業(yè)大一新生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，涵蓋無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)兩門基礎(chǔ)化學(xué)內(nèi)容，是大部分工科生學(xué)習(xí)后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)[6]?？偨Y(jié)近年來在無機(jī)及分析化學(xué)課程教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，我仔細(xì)地思索了該門課程在“新工科”建設(shè)要求下所存在的問題并進(jìn)行改革，使課程能夠更好地幫助學(xué)生適應(yīng)新時(shí)代“新工科”要求，具備更強(qiáng)的綜合性應(yīng)用能力，為以后從事實(shí)際的生產(chǎn)工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

一、無機(jī)與分析化學(xué)課程所存在的問題

1.由于在高中階段學(xué)生所接受化學(xué)教育的程度不同，除了應(yīng)用化學(xué)專業(yè)之外，環(huán)境及土木等工程學(xué)科的學(xué)生在高中階段可能只學(xué)了1年化學(xué)，高考前2年內(nèi)再?zèng)]有接觸過化學(xué)課程，很多學(xué)生進(jìn)入大學(xué)接觸到化學(xué)課，第一想法就是這門課的知識(shí)都忘光了，沒法學(xué)，據(jù)統(tǒng)計(jì)我校的工科專業(yè)大約有三分之一甚至更多的學(xué)生高中只學(xué)過1年化學(xué)，而且已經(jīng)基本都忘記了。而目前使用的教材是把無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容相整合，有部分內(nèi)容和高中化學(xué)重復(fù)，對(duì)高考中選考化學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)沒有進(jìn)一步加深，不能滿足學(xué)生的好奇心，激發(fā)不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后導(dǎo)致部分學(xué)生可能處于“跟不上”的狀態(tài)，部分學(xué)生可能處于“吃不飽”的狀態(tài)。

2.前沿性應(yīng)用示例很少引入課堂，由于無機(jī)和分析化學(xué)都是基礎(chǔ)化學(xué)，很多任課教師由于個(gè)人精力的問題，對(duì)這些基礎(chǔ)學(xué)科的認(rèn)識(shí)過于片面，認(rèn)為基礎(chǔ)科學(xué)近年發(fā)展慢，沒有新知識(shí)產(chǎn)生，且并沒認(rèn)識(shí)到學(xué)科交叉帶動(dòng)了無機(jī)和分析化學(xué)與其他學(xué)科形成很多新的二級(jí)和三級(jí)學(xué)科，如生物無機(jī)化學(xué)、無機(jī)固體化學(xué)、環(huán)境分析和監(jiān)測技術(shù)等產(chǎn)物，這些學(xué)科涉及目前很多正在開展的熱點(diǎn)研究?，F(xiàn)階段的教材和教學(xué)過程中涉及的前沿性內(nèi)容較少，以致學(xué)生缺少學(xué)習(xí)無機(jī)和分析化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的動(dòng)力。

3.教學(xué)中缺少與工業(yè)實(shí)踐應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容。無機(jī)與分析化學(xué)課程主要開展在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生各種操作技能，也有涉及多個(gè)化學(xué)原理的綜合實(shí)驗(yàn)，雖然這些實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，但是僅僅屬于掌握知識(shí)，缺乏探究性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，更缺少與工程應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)校教師的教學(xué)能力強(qiáng)，但實(shí)踐能力弱，學(xué)校的師資多數(shù)是從學(xué)校博士畢業(yè)到學(xué)校當(dāng)老師，對(duì)企業(yè)的流程不熟悉，對(duì)學(xué)生無法進(jìn)行全面指導(dǎo)，不能引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地理論聯(lián)系實(shí)際，導(dǎo)致學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決工程中實(shí)際問題的能力缺失。

4.對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)的課程思政認(rèn)識(shí)不足。隨著近年來的“野蠻”擴(kuò)張，“爆炸”“污染”等一系列觸目驚心的化工事故頻發(fā)，到了今天成為很多人避之不及的問題，很大一部分原因是專業(yè)人才資源整體不足，化工專業(yè)學(xué)生愛崗敬業(yè)、為國為化工奮斗的精神不足，對(duì)化學(xué)安全知識(shí)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)不到位。如何使工科學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到化學(xué)的“天使”與“惡魔”兩面，如何讓化工專業(yè)學(xué)生能夠愛崗敬業(yè)，在將來的工作中幫助行業(yè)良性發(fā)展？這對(duì)課程的思政教育提出了新的難題。

二、無機(jī)與分析化學(xué)課程改革

為了培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，推動(dòng)應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)的新工科建設(shè)，對(duì)無機(jī)與分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐方式和課程思政等方面進(jìn)行改革探索。

1.在教學(xué)內(nèi)容上精簡課本內(nèi)容，出版了江蘇省“十二五”重點(diǎn)教材《無機(jī)及分析化學(xué)》，在課堂教學(xué)時(shí)深入淺出，每次課程特別強(qiáng)調(diào)涉及內(nèi)容的重難點(diǎn)，將很多簡單的或者記憶性的知識(shí)做成網(wǎng)上微課，安排學(xué)生在課后通過網(wǎng)絡(luò)自學(xué)。編寫了新培養(yǎng)方案和大綱，按專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的要求，將課程分為A、B、C三類，對(duì)應(yīng)不同的專業(yè)，滿足不同基礎(chǔ)、應(yīng)用背景學(xué)生的培養(yǎng)要求，對(duì)化學(xué)知識(shí)要求高的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)采用難度最大、7個(gè)理論學(xué)分的A課程，對(duì)相對(duì)要求低的土木專業(yè)采用難度較低、5個(gè)理論學(xué)分的B課程，對(duì)要求最低的生物、環(huán)境等專業(yè)采用包括實(shí)驗(yàn)共計(jì)5個(gè)學(xué)分的C課程，充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)無機(jī)與分析化學(xué)這門課程的興趣與主動(dòng)性[7]。

2.改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式是“先教后學(xué)”，翻轉(zhuǎn)課堂的核心思想是“先學(xué)后教”，教師適當(dāng)?shù)卦谡n前布置促使學(xué)生提前主動(dòng)學(xué)習(xí)，正式上課時(shí)學(xué)生在課堂教學(xué)中顯現(xiàn)出主體地位，教師課上引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，解答學(xué)生疑問[8]。設(shè)置分組討論環(huán)節(jié)，在課堂上向?qū)W生提出：如“我所認(rèn)識(shí)的化學(xué)課題”，引導(dǎo)學(xué)生討論其所理解的在日常生活中涉及的化學(xué)知識(shí)，總結(jié)后以海報(bào)的形式進(jìn)行展示，并積極分析化學(xué)課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解說，曾評(píng)選部分優(yōu)秀作品在學(xué)院統(tǒng)一展出，激發(fā)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主思考與創(chuàng)新的能力。課后布置調(diào)查性小論文，學(xué)生根據(jù)自選內(nèi)容完成，在完成調(diào)查報(bào)告期間，教師通過微信、QQ、郵件等形式與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，加強(qiáng)師生的情感交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

3.實(shí)踐方式注重教學(xué)和科研的相互融合，“寓研于教，以研促學(xué)”。課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的主戰(zhàn)場，教師了解化學(xué)學(xué)科的前沿學(xué)術(shù)領(lǐng)域及發(fā)展動(dòng)態(tài)與趨勢，在適當(dāng)?shù)恼鹿?jié)補(bǔ)充傳授學(xué)科發(fā)展的最新知識(shí)，在教學(xué)中廣征博引，揮灑自如，使課堂教學(xué)生動(dòng)活潑，使學(xué)生得到比較厚實(shí)的知識(shí)、開放性的想象力與創(chuàng)造性思維的空間，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。采取課堂教學(xué)—課堂實(shí)驗(yàn)—科研項(xiàng)目體驗(yàn)的循序漸進(jìn)方式，使學(xué)生一步步掌握知識(shí)—技能—技巧，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新的良性循環(huán)。通過近兩年的實(shí)踐，取得一定成效，學(xué)生獲批省級(jí)以上本科生科技創(chuàng)新項(xiàng)目2項(xiàng)，以第一作者發(fā)表科研論文多篇（其中SCI論文1篇），獲中國專利授權(quán)3項(xiàng)，獲得2019年“挑戰(zhàn)杯”江蘇省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎(jiǎng)和“鄭和杯”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的一等獎(jiǎng)等。

4.專業(yè)于品德兼修，充分發(fā)揮“課程思政”的育人作用?！缎鹿た平ㄔO(shè)指南（北京指南）》提出更加注重理念引領(lǐng)，堅(jiān)持立德樹人、德學(xué)兼修，培養(yǎng)德學(xué)兼修、德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)工程人才，強(qiáng)調(diào)把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程[9]。在教學(xué)過程中結(jié)合知識(shí)點(diǎn)，選擇性地介紹我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)和成就，培養(yǎng)學(xué)生的“家國情懷”。如在學(xué)習(xí)酸堿理論的時(shí)候，介紹侯氏制堿法，這是一個(gè)以中國人的姓名命名的發(fā)明，這是在我國深受帝國主義侵略時(shí)產(chǎn)生的發(fā)明，這一發(fā)明將世界制堿科學(xué)推向一個(gè)新階段。這樣的學(xué)習(xí)讓學(xué)生在獲取科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，真切感受到科學(xué)家的魅力和愛國情懷，培養(yǎng)學(xué)生的工程倫理意識(shí)。

三、總結(jié)

無機(jī)與分析化學(xué)是工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，起著承上啟下的作用。新工科建設(shè)把培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力作為課程的核心目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容上，突出無機(jī)與分析化學(xué)領(lǐng)域必備的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并介紹其在工程方面的應(yīng)用;在教學(xué)方法上采用“翻轉(zhuǎn)課堂”，增加學(xué)生自主調(diào)研環(huán)節(jié)，讓學(xué)生主動(dòng)了解當(dāng)前化學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn);在實(shí)踐方式上，注意引導(dǎo)學(xué)生參與教師科研，面向?qū)嶋H需求，解決實(shí)際工程問題，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。將家國情懷、生態(tài)意識(shí)和工程倫理意識(shí)等培養(yǎng)融入教學(xué)中，為新工科源源不斷地輸出滿足新興產(chǎn)業(yè)競爭的人才。

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編輯 馮永霞