構(gòu)建“1421模式”提升課程育人實效
——以物理化學課程群建設為例

郭暢，方暉，白國梁，趙英國，黃榮誼，吳臘霞

安慶師范大學化學化工學院，安徽 安慶 246010

物理化學課程是用物理手段和數(shù)學方法研究化學變化普遍規(guī)律的學科，是理工類的專業(yè)核心課程，被譽為“化學的靈魂”和“化學中的哲學”[1]。近年來，安慶師范大學物理化學省級教學團隊依托國家級一流專業(yè)(化學)建設點，以“課程育人，立德樹人”為目標，積極構(gòu)建“一個教研室黨支部核心引領、四個育人課堂融合支撐、兩個方面課程資源供給優(yōu)化、一個課程群建設持續(xù)改進”的“1421”理工類專業(yè)課程建設模式(圖1)，提升課程育人實效。

圖1 理工類專業(yè)課程育人的“1421”模式

1 建強一個教研室基層黨支部核心

圍繞發(fā)揮黨組織領導核心作用，通過物理化學課程團隊為載體推動課程思政建設，提升組織凝聚力，建設建強物理化學教研室基層黨支部，2021年我支部獲評校級“先進基層黨組織”。目前物理化學教研室共計六名正式黨員，有一名學院黨委委員，有兩位教師曾經(jīng)或正在擔任教工支部書記，兩名教師榮獲校級“優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”稱號，一名教師為校級“先進個人”。

在物理化學教研室黨支部的核心領導和思想引領下[2]，全體團隊成員深入學習習近平總書記關(guān)于教育的重要論述，在理論學習、集體備課和教學研討中，取長補短、相互激勵、資源共享、共同提高，以物理化學課程群建設為抓手，踐行三全育人，融通四個課堂，堅持五育并舉，提升課程育人實效。

2020年，團隊成員獲得安徽省首屆“課程思政教學名師”稱號。2021年，物理化學課程作為我校普通本科教育類別中的唯一理科課程，被學校推薦參選教育部課程思政示范項目。

2 做實四個課堂育人路徑

課程組堅持以立德樹人為主線，做實“四個課堂”育人路徑。以課堂教學為第一課堂，拓展活動為第二課堂，創(chuàng)新實踐為第三課堂，網(wǎng)絡新媒體為第四課堂[3]，實施四個課堂的融合教學。

堅守第一課堂主渠道，緊抓教學質(zhì)量，把握課程思政內(nèi)核，深挖思政元素，優(yōu)化思政資源供給，科技向善；開拓第二課堂主陣地，立足專業(yè)，創(chuàng)意活動形式，推廣公益科普，浸潤報國情懷，崇德養(yǎng)正；創(chuàng)新第三課堂主載體，從頂崗支教到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，實踐求真；打造第四課堂主平臺，占領社交媒體網(wǎng)絡陣地，從指尖達心間，引領正確導向，善學樂思。

通過四個課堂同心同向，共建共融，用物理化學原理釋科技新知，論學科發(fā)展，探實驗實訓，行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，融綠色化工，以春風化雨展課程思政，啟智鑄魂，從學生發(fā)展需要、學科發(fā)展需要和未來社會發(fā)展需要三者融合出發(fā)，力爭成為學生成人成才的引路人。

2.1 實施第一課堂混合式教學

在第一課堂建設中，以學生為中心，產(chǎn)出為導向，積極對標國家級一流課程要求，充分依托各種教學手段，全方位開展線上線下混合式教學。結(jié)合學科動態(tài)、最新進展、社會熱點和典型案例，在課程內(nèi)容中糅合家國情懷、科技創(chuàng)新、文化傳承、社會主義核心價值觀[4,5]，將課程思政融入課程建設，落實到課程目標設計、教案課件編寫、線上MOOC建設、案例庫資源庫完善等各個方面，貫穿于課程拓展、課堂授課、教學研討、實驗實訓、作業(yè)論文等各個環(huán)節(jié)。

物理化學是化學中的哲學，從熱力學、動力學、電化學到表面和膠體中，處處知識點都天然蘊含辯證唯物主義世界觀、思維模式和方法論等馬克思主義哲學要素，渾然天成。例如在熵函數(shù)引出中，以卡諾熱機為理想模型分析處理復雜事物，從卡諾循環(huán)歸納為一般循環(huán)，從一般循環(huán)演繹到某個過程，以熱機效率極限引入辯證唯物主義認識論，從熵增原理理解相對真理和絕對真理的辯證統(tǒng)一等等，通過嚴密的數(shù)理邏輯推演，確定了熵的概念，并分別從熱力學、分子運動論和概率論等方面探討熵的物理意義，體會共性與個性的和諧統(tǒng)一。

物理化學教學嚴格遵循混合式教學實施方案(圖2)，學生在大一上的化學導論課程中已經(jīng)充分熟悉了翻轉(zhuǎn)課堂，所以大二開設的物理化學課程，從小組任務分解的邏輯性、小組成員翻轉(zhuǎn)完成度，到課堂匯報的積極性、課堂評分互動的參與度等，都能達到比較滿意的效果。同時，及時發(fā)布線上課堂實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計、思維導圖任務、課前小測、課后作業(yè)、章節(jié)測試、知識拓展等，督促激勵，幫扶后進，利用各種手段實現(xiàn)過程性評價，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整授課重點。

圖2 物理化學第一課堂混合式教學實施流程

第一課堂中以物理化學方法培哲學素養(yǎng)、分組合作養(yǎng)團隊意識、翻轉(zhuǎn)課堂練協(xié)作能力、生講生評小組PK提競爭興趣、小組互助育共享奉獻、全過程評價促迭代優(yōu)化，持續(xù)改進。因為教學效果優(yōu)異，2021年，物理化學課程作為教育部在線教育研究中心第一批“拓金示范課程”，在雨課堂平臺開展了克隆班在線教學，全國共計120余名教師觀看互動，反響熱烈。2019和2021年，課程組成員兩次應學校教務處邀請，面向全校教師進行了本科示范課教學，示范引領效果顯著。

2.2 打造第二課堂特色品牌

積極創(chuàng)新第二課堂形式，從學生個性出發(fā)，依托大學生科技化學協(xié)會、“砹鋅”志愿者服務中心、化學師范生頂崗支教、“趣味化學科普浩然工作室”等各個團體平臺，開展豐富的課外活動，激發(fā)學生主觀能動性、職業(yè)榮譽感和社會責任感。在團隊教師指導下，學生積極主動參與各類賽事，在第一、第二屆安徽省普通高等學校大學生化學競賽中，均斬獲一等獎。為充分發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，分享化學之美，傳播科學知識，2020年，在課程組教師指導下，19級李浩然同學成立了“趣味化學科普浩然工作室”。工作室成員涵蓋化學、美術(shù)、傳媒、經(jīng)管等專業(yè)，以傳播科學、播種希望、立足公益為已任，堅持“守望夢想，為愛而行”的理念，面向安慶師范大學化學愛好者以及大別山地區(qū)中小學生，積極開展趣味化學科普活動，以星火力量積極助力大別山化工產(chǎn)業(yè)振興，打造化學科普品牌[6]。目前工作室已創(chuàng)新拓展出68個趣味實驗，10余種手工藝品和科學實驗擺件，并聯(lián)合安慶師范大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院、化學化工學院以及安慶團市委累計開展線下“情暖童心——趣味科普公益課堂”活動20余次，同時依托互聯(lián)網(wǎng)平臺，采用抖音、B站直播等方式開展云端課堂，受益學生3000余人，深受安慶師大化學愛好者和中小學生的喜愛，激發(fā)了青少年學習化學的興趣和熱情，在他們心中種下化學科學的種子。工作室成員也在課題組教師指導下多次獲獎，實現(xiàn)了課外興趣與課本知識的雙贏互融，充分展示了化學創(chuàng)意、青年擔當、科學追求和團隊協(xié)作。

2.3 激發(fā)第三課堂創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

課程團隊以功能配合物和電化學兩個方向為主導，以計算化學為延伸，近5年來先后主持獲批2項國家自然科學基金、9項省部級基金和5項橫向課題。團隊堅持依托1個安徽省工程研究中心，2個安徽省重點實驗室，1個省級協(xié)同創(chuàng)新中心，與安慶市共建的化工新材料產(chǎn)業(yè)學院(研究院)，與企業(yè)共建的4個省級工程技術(shù)研究中心，致力于將知識成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，將科研項目和橫向課題引入第三課堂，鍛煉學生分析、研究和解決問題的能力，提升學生的邏輯思維、批判性思維、科研創(chuàng)新和團隊協(xié)作能力；使學生能將物理化學原理應用到生產(chǎn)實際中，形成個性化認知，增加對環(huán)境問題、社會問題及科技前沿的敏銳度，提升信息素養(yǎng)、自我管理和可持續(xù)發(fā)展能力，培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新能力及科技興邦的家國情懷。團隊先后指導學生獲得2018年“創(chuàng)青春·中國聯(lián)通”安徽省大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎，2018年安徽省職業(yè)規(guī)劃設計暨大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎，2019年安徽省“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽二等獎，2020年安徽省互聯(lián)網(wǎng)+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎，2021年安徽省第十五屆大學生職業(yè)生涯規(guī)劃大賽一等獎，2021年安徽省互聯(lián)網(wǎng)+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎，成果累累。

2.4 建設第四課堂新媒體資源

當代大學生是互聯(lián)網(wǎng)原住民[7]，在日常生活中離不開各類社交媒體，進一步推進社交媒體與課堂教學的深度融合，是提升課程育人效果的必要手段和必然路徑。為此，課程組在大學第一學期開設的化學導論課程上，就積極為學生推薦各種優(yōu)秀公眾號，如：如思政老師“南航徐川”、全面時事“新聞哥”、科技知識“科普中國”、科學大家“賽先生”、化學動態(tài)“XMOL”等，搶占思想陣地，拓展學生視野，堅定“四個自信”，增強“四個意識”。同時以學生為群管，針對不同年級不同專業(yè)需求，動態(tài)化管理三個QQ學習群(目前在線人數(shù)超過1500人，群文件2.5 G)，積極聯(lián)系優(yōu)秀畢業(yè)生分享感悟和學習心得，激勵學生奮發(fā)向上。課程組成員受邀擔任學院學生交流群(在線1276人)的唯一一位教師管理員，利用各種機會走進學生，傾聽訴求，解疑答惑，深受學生愛戴和歡迎。2021年12月30日，課程組創(chuàng)立了“安慶物理化學”微信公眾號，從學生需求出發(fā)，針對課程重點難點、知識體系建立、學習經(jīng)驗交流等多個方面，錄制剪輯發(fā)布視頻推文，堅持問題導向和學生指向相統(tǒng)一，打造開放性、交互性的融媒體課程平臺。

3 優(yōu)化線上線下課程資源供給

打造課程育人體系，有效推動習近平新時代中國特色社會主義思想進教材、進課堂，進頭腦[8]，必須從線下和線上兩個方面優(yōu)化課程思政資源供給。在保證理工類專業(yè)課程自有屬性的基礎上，充分發(fā)揮課程的德育功能，提煉專業(yè)課程中蘊含的文化基因和價值范式，將其轉(zhuǎn)化為社會主義核心價值觀具體化、生動化的有效教學載體，在“潤物細無聲”的知識學習中融入理想信念層面的精神指引[9]。

在多年建設中，我們形成了豐富的立體化教學資源，例如自編習題課教材《物理化學思考題1100例》(中國科技大學出版社，2019年第2版)[10]和《物理化學分章練習題》(安徽大學出版社)、自有試題庫《物理化學試題庫》(安徽大學出版社)、自建網(wǎng)站“物理化學教學輔導網(wǎng)站”、自有省級MOOC“安慶物理化學(1)”[11]，不斷更新迭代的各類資源庫案例庫以及混合式教學中動態(tài)生成的課程論文、思維導圖、翻轉(zhuǎn)PPT等，致力于以生為本，以本為本，保障學生的各項需求。

3.1 線上資源融合

自2018年省級MOOC“物理化學(1)”立項以來，線上資源一直持續(xù)建設更新，課程在安徽省網(wǎng)絡課程中心學習平臺——e會學上已進行第六次開課，2022年1月入駐學堂在線平臺，2022年4月成為國家高等教育智慧教育平臺的首批上線課程。課程先后多次被e會學平臺首頁推薦，2022年2-4月間一直首頁置頂。2021年課程負責人應平臺教師工坊邀請，面向全省高校教師進行了線上匯報。目前，MOOC已有課件超200個，視頻資源超600分鐘。依托MOOC教學平臺，結(jié)合QQ群文件和公眾號推文，融合思政元素，在線上案例庫、資源庫建設中，有意識增加學科發(fā)展史、優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、發(fā)展與反思、優(yōu)秀畢業(yè)生感悟等內(nèi)容，有效引發(fā)學生情感共鳴，傳遞正確導向。同時，動態(tài)結(jié)合教師教科研課題和橫向研究成果，將產(chǎn)業(yè)升級和工業(yè)實際融入學科基礎知識，培家國情懷，養(yǎng)社會責任感，促進學生自我發(fā)展、自我完善。

3.2 線下資源拓展

為了全面推進課程思政教學改革，遵循學生認知發(fā)展規(guī)律，充分反映新時代經(jīng)濟社會發(fā)展對國民素質(zhì)、創(chuàng)新人才的新要求，必須加強配套的教材體系建設。為此，課程組編寫了《高等物理化學》[12]教材，2022年由化學工業(yè)出版社出版，并入選高等學校規(guī)劃教材。后期，將繼續(xù)為《物理化學》教材的編寫工作而積極準備，切實體現(xiàn)我國科學家的學科成果，有機融入社會主義價值觀，激發(fā)學生愛國報國的使命擔當。同時，積極收集整理各類形成性資源，如橫向化工課題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、科普實驗案例、課程論文、思維導圖、翻轉(zhuǎn)課堂等，為新生示范引領，激發(fā)內(nèi)生動力。

線上依托MOOC、案例庫、資源庫、公眾號、QQ群有效拓展，線下依托教材、研討、翻轉(zhuǎn)、課程論文、課外活動、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等有機融入，進行課程思政的內(nèi)容供給改革，成效顯著。

4 打造物理化學課程群

為深入學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想，以教研室黨支部為核心引領，融合四個課堂，優(yōu)化線上線下資源供給，深化建設一個理工專業(yè)課程群。安慶物理化學教學團隊堅持結(jié)合馬克思主義立場觀點方法的教育來進行科學精神培養(yǎng)，圍繞物理化學課程的核心地位，按照課程內(nèi)容相關(guān)性和邏輯性，構(gòu)建了一個從大一到大三的物理化學課程群(圖3)，既保證了課程內(nèi)容的完整性和延續(xù)性，又能對學生形成有效正向引領，持續(xù)輸出社會主義核心價值觀和職業(yè)理想。

圖3 安慶師范大學物理化學課程群建設

物理化學課程群以大一第一學期開設的專業(yè)必修課化學導論為基礎，引導學生了解世情國情黨情民情，培養(yǎng)學生的科學理念和學科素養(yǎng)；以大二到大三開設的專業(yè)基礎課物理化學、物理化學實驗和結(jié)構(gòu)化學為重心，傳遞科學倫理，訓練科學思維方法和實踐能力；以大三選修課高等物理化學為拓展，激發(fā)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。物理化學課程作為四大化學之一的基礎課，也是學生們最常選擇的考研專業(yè)課程，這保證了學生的學習投入度。以物理化學課程為核心的課程群，時空維度上覆蓋大一到大三，邏輯順序上從易到難，從必修課到基礎課再到選修課，既能讓學生提前適應翻轉(zhuǎn)課堂，提升學習興趣，拓展學科視野，同時又為課程思政的持續(xù)深入開展提供了堅實基礎。在實際教學中，高等物理化學選修課相對艱澀，部分同學有一定畏難情緒，在授課中嘗試結(jié)合物理化學基礎知識的歸納演繹，幫助學生樹立信心，通過榜樣引領和同儕競爭進一步激發(fā)內(nèi)生動力，強化課堂互動和反饋，利用雨課堂紅包、電子獎狀和動態(tài)排行榜等多種形式，增強課程吸引力，效果良好。

2018年，課程組主持的安徽省重大教學改革研究項目“物理化學立體化課程體系建設”以優(yōu)秀結(jié)題。2019年，“物理化學立體化課程體系的構(gòu)建與實踐”榮獲安徽省教學成果一等獎。課程負責人2020年榮獲安徽省首屆“課程思政教學名師”稱號；2021年作為兩名候選人之一被學校推薦參選省委教育工委優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，并獲安慶師范大學“優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”稱號。2020年，課程組先后獲評省級教學團隊和省級示范基層教學組織。物理化學(含物理化學實驗)課程2020年獲批省級教學示范課程，2021年入選教育部在線教育研究中心首批“拓金計劃”示范課程。

5 “1421”模式的特色與發(fā)展方向

如何挖掘理工類專業(yè)基礎課的思政元素，推廣課程育人，這仍然是讓廣大一線教師比較困惑的問題?！?421”模式，即“一個核心，四個課堂，兩方面資源融合打造一個課程群”，適用性廣，操作性強，為理工類專業(yè)課程開展課程思政、提升育人實效提供了很好的借鑒。與此同時，安慶物理化學的“1421”模式又具有自身特色。

5.1 地方特色

安慶是長三角區(qū)域重點城市，是安徽省三大新型化工基地之一，擁有安徽省首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展基地，以化工新材料為首要產(chǎn)業(yè)，聚焦石油化工產(chǎn)業(yè)鏈和高端精細化工領域。安慶師范大學作為皖西南和大別山區(qū)域唯一冠名“大學”的高校，踐行“地方性、應用型、有特色、高水平”的辦學定位。化學化工學院是我校實力最為雄厚的老牌學院，學院的化學專業(yè)是2008年國家級特色專業(yè)建設點，2019年國家級一流專業(yè)建設點，2018年省級一流品牌專業(yè)和2019年省級博士點立項建設點。安慶物理化學課程組依托學院積淀，按照學校發(fā)展定位，立足學生發(fā)展和地方經(jīng)濟需求，構(gòu)建“1421”模式，培育和踐行社會主義核心價值觀，構(gòu)建高水平人才培養(yǎng)體系，提高學生自學能力和獨立工作能力，培養(yǎng)學生化學學科素養(yǎng)、邏輯思維能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)開放型創(chuàng)新型人才，服務“五大發(fā)展”美好安徽建設。

5.2 實踐特色

2022年，以化學化工學院為主體的“安徽省超高分子量聚乙烯纖維工程研究中心”獲批立項建設，這是安慶師范大學首個獲批的省級工程研究中心。依托中心建設，課程組結(jié)合承擔的科研項目與橫向課題，積極指導開展第三課堂創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，為拓展學科視野，體會產(chǎn)業(yè)融合，踐行綠色化工，服務地方經(jīng)濟，為“1421”模式的課程群建設注入了強烈的實踐特色。例如安徽聯(lián)化新材料有限公司委托的橫向課題——“生產(chǎn)(甲)丙烯酸羥烷基酯過程中殘渣回收工藝的研究”，致力于分離回收生產(chǎn)過程中的危險廢物殘渣，不僅有利于環(huán)境保護，而且可產(chǎn)生高達700萬元/年的直接經(jīng)濟效益，填補行業(yè)空白，具有巨大的推廣價值。課程組指導吸納本科生參與，以物理化學基本知識進行物性參數(shù)測定和估算，確定相應分離工藝流程。這極大開拓了學生視野，實現(xiàn)了基礎知識的實際轉(zhuǎn)化。

5.3 發(fā)展方向

“1421”模式的實現(xiàn)，需要教研室基層黨支部引領帶動授課教師加強政治理論學習，強化四個意識，提高政治素養(yǎng)。同時，四個課堂的教學融合、線上線下的資源優(yōu)化、課程群建設持續(xù)改進，都對教師投入度和項目基金支持提出了更高的要求。

為此，應繼續(xù)強化基層黨支部的核心作用，加強團隊合作，利用各種教研活動，集體研討，厘清課程群思政內(nèi)核和發(fā)展思路，強化課程思政系統(tǒng)設計[13]，加強對案例庫資源庫的更新迭代，組織新教材編寫，規(guī)范混合式教學實施方案，緊抓第一課堂教學質(zhì)量，組織創(chuàng)意第二課堂，指導實踐第三課堂，運營維護第四課堂。支部應根據(jù)團隊教師具體情況，征求意見，集體謀劃，分工合作，各有側(cè)重。例如部分老教師教學經(jīng)驗豐富，主要負責第一課堂教學；年輕教師和學生交流充分，對第二課堂更有興趣；中青年教師科研開展順暢，側(cè)重第三課堂；而對新媒體和網(wǎng)絡技術(shù)感興趣的老師，就可以更多投入第四課堂。團隊成員共克難題，和諧互動，共同發(fā)展，積極尋求項目支持，才能為“1421”模式的實施提供強勁動力。

第一課堂教學育人，保障質(zhì)量。首先是覆蓋課程群全部課程。根據(jù)人才培養(yǎng)方案，統(tǒng)籌規(guī)劃課程大綱修訂，優(yōu)化課程思政內(nèi)核、元素和資源，實現(xiàn)教書與育人同向同行、共融共長。二是融入教育教學全要素。將大綱修訂、內(nèi)容優(yōu)化、混合教學、教材建設、教學評價等方面納入課程思政建設范疇，根據(jù)《高等學校課程思政建設指導綱要》建設目標要求和內(nèi)容重點，推動課程思政建設在整個教學要素中“落地生根”。三是貫穿教學評價全過程。優(yōu)化改進學業(yè)評價和教學評價機制，以形成性評價和過程評價代替終結(jié)性評價，堅持將課程育人作為教學評價的重要組成部分。

第二課堂文化育人，創(chuàng)新形式[14]?；诨瘜W化工學院本科生導師制的推行，鼓勵課程組教師和學生面對面，創(chuàng)設不同情境和任務，激發(fā)學生學科興趣和學習投入度，提升文化素養(yǎng)，促進自我完善。打造科普工作室特色品牌，立足公益，助力地方，傳播科學。

第三課堂實踐育人，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)[15]。激勵教研室成員依托科研立項和橫向課題，走進地方，走進企業(yè)，產(chǎn)學合作，引領學生利用化學基本規(guī)律進行技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，領略自我價值實現(xiàn)的魅力。

第四課堂媒體育人，直達心尖[16]。動態(tài)吸納本碩兩個層次的學生成員進入新媒體建設團隊，為素材收集、視頻制作、推文撰寫引入新鮮血液，實現(xiàn)主題、內(nèi)容和形式的及時更新，吸引學生，留住學生，提高學生群體對第四課堂的悅納度。

安慶物理化學“1421”課程群模式的進一步推廣，不僅實現(xiàn)三全育人，協(xié)同育人，培養(yǎng)知行并舉的創(chuàng)新型人才，打造安慶物理化學課程群特色品牌，服務地方，擴大專業(yè)、學科和學校的影響力，更能激發(fā)高校理工類專業(yè)課教師參與課程思政的積極性和創(chuàng)造性，發(fā)揮課程育人的最大效益。