OBE理念下課程思政在物理化學(xué)教學(xué)中的探索

張瑤瑤，庫宗軍，李博解，朱磊

(湖北工程學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖北 孝感 432000)

0 引言

隨著我國國際地位的不斷提高，為應(yīng)對新的科技革命，國家提出了很多戰(zhàn)略性決定。2017年2月提出了建設(shè)“新工科”的工程教育改革方向。“新工科”要求人才既具有過硬的專業(yè)知識，又具有創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力，從而引領(lǐng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]?；趥鹘y(tǒng)理念的高校培養(yǎng)模式缺乏創(chuàng)新性和探索性，其培養(yǎng)出的專業(yè)人才無法滿足當(dāng)前社會和企業(yè)的需求。要切實(shí)解決這些問題，必須真正樹立以學(xué)生為中心，以社會和企業(yè)需求為導(dǎo)向的教育理念。美國知名教育學(xué)者Spady在其《基于產(chǎn)出的教育模式：爭議與答案》著作中指出，教學(xué)應(yīng)清晰地聚焦和組織教學(xué)系統(tǒng)，使之圍繞并確保學(xué)生獲得在未來生活中實(shí)質(zhì)性成功的經(jīng)驗(yàn)，教育的重點(diǎn)不在于學(xué)生的成績，而在于學(xué)習(xí)過程結(jié)束后學(xué)生真正擁有的能力，這就是成果導(dǎo)向教育OBE(outcome based education)理論。不同于傳統(tǒng)的“以教師為中心、以教材為中心”的教學(xué)模式，OBE強(qiáng)調(diào)學(xué)生的內(nèi)化能力，以學(xué)習(xí)成果為出發(fā)點(diǎn)，圍繞“預(yù)期產(chǎn)出目標(biāo)、教學(xué)實(shí)施過程、成果評估”，逆向設(shè)計(jì)教學(xué)過程，倡導(dǎo)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)”，已成為美國、加拿大、英國等國家教育改革的主流教育理念之一[2]。

2020年，《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》闡明“思政課程的建設(shè)要以提升人才綜合素質(zhì)培養(yǎng)為中心點(diǎn)，在全國所有高校中的所有專業(yè)學(xué)科中全面推進(jìn)”[3]。截至今日，高校教學(xué)已經(jīng)開展了大量的“課程思政”研究，教師既要為學(xué)生傳授知識，也要以德育人，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，因此思政課程顯得尤為重要。

物理化學(xué)課程作為化工專業(yè)學(xué)生的必修課程，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛。但因其過于理論化、公式繁多、理論抽象、推理繁瑣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，容易出現(xiàn)重難點(diǎn)難以把握、面對實(shí)際問題無從下手等難點(diǎn)，很容易產(chǎn)生厭煩情緒，從而失去學(xué)習(xí)興趣[4-5]。因此，如何基于OBE理念，在新工科背景下，利用課程思政的要素，提高化工專業(yè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程的積極性，進(jìn)而培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力的愛國主義人才。

1 OBE理念下，物理化學(xué)課程思政實(shí)踐

1.1 OBE理念下課程思政的思路

OBE理念是成果導(dǎo)向型教學(xué)，以物理化學(xué)課程為例，在新工科背景下，積極探討課程思政的改革。因此，以成果為導(dǎo)向，對照學(xué)校工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，將物理化學(xué)課程教學(xué)大綱與教學(xué)指標(biāo)點(diǎn)細(xì)化，融入課程思政要素。在教學(xué)過程中，基于OBE成果導(dǎo)向理念，將日常“思政”教育悄無聲息貫穿到教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，增強(qiáng)學(xué)生愛國主義情懷，敢于擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任感。在此教育理念下，不僅可以促使學(xué)生積極學(xué)習(xí)專業(yè)課知識，增強(qiáng)專業(yè)課深度和廣度，同時(shí)能夠在精神層面上提高學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同感，讓學(xué)習(xí)充滿源動力。因此，以成果為導(dǎo)向，結(jié)合物理化學(xué)課程目標(biāo)考核點(diǎn)以及必要要求，確定課程中每一章節(jié)所對應(yīng)的思政要素。以熱力學(xué)為例，從思政的角度來說，很容易聯(lián)想到國家高鐵的發(fā)展歷程，中國從沒有鐵路發(fā)展到現(xiàn)在高鐵運(yùn)行里程世界第一，以此激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的愛國主義情感。高鐵的發(fā)展也代表著熱力學(xué)知識中熱機(jī)效率問題，因此，如何提高熱機(jī)效率，是本章教學(xué)中很重要的一個(gè)導(dǎo)向，結(jié)合課程思政，讓學(xué)生思考如何解決這一工程問題。

1.2 OBE理念下課程思政的教學(xué)目標(biāo)點(diǎn)

物理化學(xué)課程的工程認(rèn)證課程目標(biāo)分為三個(gè)：

(1)學(xué)生能系統(tǒng)地掌握物理化學(xué)中基本知識和基本原理，學(xué)會理解和表達(dá)工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。

(2)使學(xué)生學(xué)會物理化學(xué)的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、研究問題的能力。

(3)能夠基于物理化學(xué)專業(yè)知識，將理論知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)際。

針對以上三個(gè)課程目標(biāo)要求，教師在授課過程中，可以將物理化學(xué)的十章內(nèi)容分別設(shè)定好思政專題，教研團(tuán)隊(duì)在授課過程中，積極根據(jù)提前設(shè)定好的思政要素進(jìn)行授課?；贠BE理念，倡導(dǎo)探究學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的方式，不僅有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程知識的興趣、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、解決學(xué)習(xí)“邊緣人”問題、促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升、提高課堂的教學(xué)效果，而且有助于培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力，勝任化工行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才。在每節(jié)課程授課結(jié)束后，教師應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行課程效果評價(jià)以及課程反思，這樣才能切實(shí)做到成果導(dǎo)向，并從真正意義上實(shí)現(xiàn)新工科背景下，工程認(rèn)證所需要達(dá)到的課程目標(biāo)指數(shù)。思政課堂不應(yīng)停留在形式上，更應(yīng)該從成果導(dǎo)向的角度出發(fā)，經(jīng)過反復(fù)教學(xué)以及課程評價(jià)，最終實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)課程目標(biāo)以及工程認(rèn)證的畢業(yè)要求。

1.3 OBE理念下課程思政元素的挖掘

物理化學(xué)教研團(tuán)隊(duì)結(jié)合自身多年的物理化學(xué)授課經(jīng)驗(yàn)以及教學(xué)感悟，將每一章節(jié)所對應(yīng)的思政要素與課程相結(jié)合，挖掘并總結(jié)出如下課程思政元素，具體內(nèi)容如下所述：

(1)在物理化學(xué)第一章節(jié)中，主要學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律，其內(nèi)涵是能量守恒定律，即能量不能憑空產(chǎn)生，也不會無故消失。因此，學(xué)生要想獲得知識必須自力更生、艱苦奮斗，結(jié)合祖國在抗日戰(zhàn)爭時(shí)期所經(jīng)受的磨難，讓學(xué)生切實(shí)認(rèn)識到現(xiàn)如今的美好生活都是奮斗而來的。在課堂過程中，可以讓同學(xué)們回顧下自己從小到大，父母是如何一步步走過來的，如今20年了，父母的艱辛大家是否能夠真正體會到。在課堂中，讓學(xué)生更加理解父母、感恩父母，也讓同學(xué)們更加勤奮努力，為未來的美好生活而奮斗。

(2)在講熱力學(xué)第二定律的時(shí)候，由自發(fā)過程和自發(fā)過程的逆過程開始，抽水機(jī)可以實(shí)現(xiàn)水往高處流，冷凍機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)熱量從低溫物體傳入高溫物體過程，例如冰箱就是一個(gè)制冷機(jī)。正是因?yàn)橛辛吮?，才減緩了食物的腐爛，同學(xué)們才可以在夏天吃到美味的冰淇淋。壓縮機(jī)可以實(shí)現(xiàn)低壓氣體向高壓氣體的擴(kuò)散過程，溶質(zhì)自低濃度向高濃度的擴(kuò)散過程可以通過萃取實(shí)現(xiàn)。由此可以得到，自發(fā)過程逆向進(jìn)行必須消耗功。從古至今，科學(xué)家們研發(fā)了很多實(shí)用的機(jī)器讓生活變得更美好。但是，人類在享用這些機(jī)器的同時(shí)，地球卻在慢慢遭到破壞。夏天的時(shí)候，室內(nèi)開著空調(diào)，空調(diào)耗費(fèi)電能給室內(nèi)制冷，室內(nèi)的溫度是降下來了，但是空調(diào)外掛機(jī)會發(fā)熱，且將這個(gè)熱量散發(fā)到空氣中，導(dǎo)致室外溫度繼續(xù)升高。由此可預(yù)見，如果地球上每家每戶都一直這樣使用空調(diào)，那么溫室效應(yīng)會持續(xù)增強(qiáng)。因此，作為地球的一份子，應(yīng)該力所能及地節(jié)約能源，保護(hù)地球。我國高鐵如何提高速度且保證機(jī)械效率的穩(wěn)步提高呢？中國人一直都具有不畏艱難，迎難而上的堅(jiān)強(qiáng)品質(zhì)。從一個(gè)沒有火車的國家，發(fā)展到現(xiàn)在高鐵世界第一，足以證明我們國家發(fā)展之迅速。但是，目前熱機(jī)的效率依然很低，努力的空間還很大。在尊重科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上，打破熱機(jī)效率低的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)高效熱機(jī)的開創(chuàng)。國家主席習(xí)近平在2020年9月22日召開的聯(lián)合國大會上表示：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，爭取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”因此，同學(xué)們要盡自己所能，為祖國的綠水青山作出自己的貢獻(xiàn)。

(3)表面化學(xué)知識中，從表面活性劑效果出發(fā)，樹立學(xué)生節(jié)約用水的理念，杜絕浪費(fèi)。學(xué)生作為化學(xué)工作者，一定要評估化學(xué)產(chǎn)品的開發(fā)對環(huán)境的影響，生態(tài)環(huán)境始終要放到發(fā)展的第一位，減少水污染，保護(hù)環(huán)境。

1.4 OBE理念下課程思政教學(xué)的實(shí)踐

按照物理化學(xué)課程培養(yǎng)計(jì)劃和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，選定授課對象，開展OBE理念下，物理化學(xué)課堂思政教學(xué)研究，采用靈活多樣的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，確保學(xué)生將理論知識、應(yīng)用研究、工程實(shí)踐、思政教育四個(gè)方面相結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)期間，既能做到理論學(xué)習(xí)，又能進(jìn)行工程實(shí)踐，還能進(jìn)行思想素質(zhì)提升。同時(shí)，由于本校具有企校合作平臺，借助企業(yè)技術(shù)支持(例如：湖北宇電學(xué)院、湖北大洋塑膠有限公司、湖北富思特材料科技集團(tuán)有限公司和應(yīng)城市恒天藥業(yè)包裝有限公司等)，共建專業(yè)教學(xué)基地，老師將課堂搬到企業(yè)中，通過現(xiàn)場講解，使學(xué)生更直觀地了解企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，從而促進(jìn)理論知識、工程實(shí)踐的掌握，實(shí)現(xiàn)預(yù)期產(chǎn)出目標(biāo)以及成果評估。

2 OBE理念下課程思政教學(xué)效果評價(jià)

傳統(tǒng)的物理化學(xué)課程教學(xué)是以理論為主導(dǎo)的，在考核過程中，沒有明確的達(dá)成度方向。此次OBE理念下，課程思政元素在物理化學(xué)課程教學(xué)中引入后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性普遍提高了，工程認(rèn)證中課程目標(biāo)的考核主要分為三個(gè)方面，如表1所示。因此，選擇2019級和2020級學(xué)生期末成績作為分析對象，重點(diǎn)探討教師在進(jìn)行課程思政前后，學(xué)生整體達(dá)成度的變化情況，切實(shí)分析OBE理念下，課程思政對學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性的提高是否有幫助，為后期學(xué)生學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)和改進(jìn)措施。

表1 OBE模式下物理化學(xué)工程認(rèn)證課程目標(biāo)

由表2的成績對比結(jié)果可得，教師在授課過程中，從2019年開始便進(jìn)行課程工程認(rèn)證改革，授課過程中多結(jié)合工程案例進(jìn)行分析，同時(shí)積極提高課程思政在課堂中的實(shí)際效果教學(xué)。因此，2019級學(xué)生在期末考試過程評價(jià)和結(jié)果評價(jià)中，均沒有60分以下的成績，學(xué)生在學(xué)習(xí)中能做到積極根據(jù)工程實(shí)踐進(jìn)行理論知識的貫通。2020年后，教師基于OBE理念，積極在授課過程中，引入課程思政元素，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性?？己艘苍黾恿诉^程評價(jià)的多樣性以及難度，在思政的過程中讓學(xué)生能積極思考，過程評價(jià)和結(jié)果評價(jià)成績均有所提高。由此可得，基于OBE理念下，課程思政元素引入后，可以顯著調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高其學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動力，課程目標(biāo)達(dá)成度也有明顯提高。

表2 2019級與2020級學(xué)生物理化學(xué)課程達(dá)成度考試成績對比

3 結(jié)語

在“新工科”背景下，基于OBE理念，主要針對物理化學(xué)公式繁多、理論抽象等難題，將“課程思政”要素融入物理化學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)中，建立課程體系與本科生畢業(yè)要求細(xì)化指標(biāo)點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系。將思政教育與專業(yè)教育進(jìn)行高效融合，不僅能夠幫助學(xué)生積極學(xué)習(xí)專業(yè)知識，還能塑造出學(xué)生正確的人生觀和世界觀。文章基于OBE理念，將課程思政融入物理化學(xué)教學(xué)目標(biāo)中，深挖課程思政元素、積極進(jìn)行課程思政教學(xué)實(shí)踐、在準(zhǔn)確進(jìn)行課程思政教學(xué)效果評價(jià)。研究結(jié)果表明，基于OBE理念下，課程思政元素引入后，可以顯著調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高其學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)課程專業(yè)知識價(jià)值引領(lǐng)。