新高考背景下高校無機(jī)及分析化學(xué)課程混合式教學(xué)活動的探索與實(shí)踐

王 力，李 濤，廖照江，熊 澤

（三峽大學(xué) 生物與制藥學(xué)院，湖北 宜昌 443002）

湖北是第三批新高考改革省份，采取3+1+2高考模式，不分文理科。應(yīng)選擇1門首選科目（物理或歷史），再選2門科目（思想政治、地理、化學(xué)、生物學(xué)）。從近幾年我院錄取的學(xué)生來看，生物工程專業(yè)每年新生約90人，高考沒有選化學(xué)的同學(xué)每年高達(dá)20多人，化學(xué)知識存在缺陷，無機(jī)及分析化學(xué)授課面臨著極大挑戰(zhàn)，同時(shí)會影響學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致大一上學(xué)期轉(zhuǎn)專業(yè)率偏高。另外，本課程涵蓋無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)兩部分，學(xué)時(shí)共計(jì)64學(xué)時(shí)，具有基本理論知識多、定律和公式繁多、章節(jié)內(nèi)容相對獨(dú)立特別是物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上參與度不高，學(xué)習(xí)效果不好，教學(xué)質(zhì)量無法提高。同時(shí)，傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式和考核評價(jià)體系已不能滿足高校“新工科”專業(yè)建設(shè)理念和人才培養(yǎng)的需求[1]。

因此我院生物工程專業(yè)的無機(jī)及分析化學(xué)課程逐步開展課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐，通過線上線下混合式教學(xué)模式、挖掘課程思政元素、行走課堂育人、多維度過程性考核評價(jià)等方法進(jìn)行探索和實(shí)踐，并持續(xù)改進(jìn)和反思。以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向，關(guān)注生物工程專業(yè)的基礎(chǔ)性和科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿性及交叉性，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，并融入課程思政，不斷提高“新工科”建設(shè)質(zhì)量[2]。

1 課程現(xiàn)狀分析

無機(jī)及分析化學(xué)是本院生物工程專業(yè)開設(shè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，開設(shè)學(xué)期在大一上學(xué)期，在知識體系方面起著承上啟下的重要作用，需要銜接高中化學(xué)和大學(xué)課程。本課程主要內(nèi)容包括：物質(zhì)的聚集狀態(tài)、化學(xué)反應(yīng)的一般原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、溶液中的化學(xué)平衡和定量分析基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生將這些化學(xué)知識用于解決生物醫(yī)藥與食品發(fā)酵等生物工程復(fù)雜領(lǐng)域所涉及的基礎(chǔ)無機(jī)和分析化學(xué)問題的能力。課程目標(biāo)為：掌握化學(xué)反應(yīng)的一般原理、化學(xué)平衡理論和重要的化學(xué)分析方法、氧化還原和電化學(xué)、近代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論等化學(xué)基礎(chǔ)理論與基本方法，能夠?qū)⑵溆糜趯κ称钒l(fā)酵與生物醫(yī)藥生產(chǎn)負(fù)責(zé)工程問題的化學(xué)本質(zhì)進(jìn)行識別和表達(dá)；能夠?qū)⑸锕こ虒I(yè)知識和無機(jī)及分析化學(xué)基礎(chǔ)知識相結(jié)合，應(yīng)用無機(jī)和分析化學(xué)的技術(shù)去研究化學(xué)與生物工程領(lǐng)域產(chǎn)品的相關(guān)關(guān)系，能夠應(yīng)用無機(jī)及分析化學(xué)的基本原理對生物醫(yī)藥與食品發(fā)酵等生物工程復(fù)雜領(lǐng)域所涉及的基礎(chǔ)無機(jī)和分析化學(xué)問題的能力進(jìn)行判斷和識別，并認(rèn)識工程問題的相關(guān)化學(xué)本質(zhì)[3]。對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：掌握解決生物醫(yī)藥與食品發(fā)酵等生物工程復(fù)雜領(lǐng)域所需的化學(xué)知識，并能夠?qū)⑵溆糜谏锕こ虇栴}的化學(xué)表達(dá)和特征識別（工程知識）；能夠應(yīng)用無機(jī)及分析化學(xué)的基本技術(shù)，對生物醫(yī)藥與食品發(fā)酵等生物工程復(fù)雜領(lǐng)域進(jìn)行化學(xué)相關(guān)問題的認(rèn)定和識別，并發(fā)現(xiàn)工程問題的化學(xué)本質(zhì)（問題分析）[4]。

因?qū)W時(shí)有限內(nèi)容繁多，以往的教學(xué)模式主要為填鴨式教學(xué)，學(xué)生感覺枯燥無味，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上獨(dú)立思考的空間和參與度有限，無法提高教學(xué)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)新工科背景下的教學(xué)目標(biāo)。

2 “課前-課中-課后”線上線下混合式教學(xué)內(nèi)容和活動的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

因新生進(jìn)校后需軍訓(xùn)兩周，第三周才正式開始上課?；诿磕暧?0多位同學(xué)高中沒有選修化學(xué)，針對這些同學(xué)，在1-2周通過線上雨課堂或?qū)W習(xí)通平臺發(fā)布高中基礎(chǔ)化學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓同學(xué)們在一定時(shí)長范圍內(nèi)先自學(xué)完成，提出難點(diǎn)問題，然后教師通過騰訊會議在線講解并答疑。通過開課之前單獨(dú)輔導(dǎo)高中沒有選修化學(xué)及基礎(chǔ)差的同學(xué)，補(bǔ)齊和其他同學(xué)化學(xué)儲備知識的差距，解決開課之前化學(xué)水平參差不齊的問題。

開課之后教學(xué)內(nèi)容分為線上和線下教學(xué)兩部分，線上部分引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)、并完成自測題，比如：物質(zhì)的聚集狀態(tài)中的分壓定律，化學(xué)熱力學(xué)中的蓋斯定律，化學(xué)平衡中的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和平衡移動的影響因素，酸堿理論，氧化還原平衡中的基本概念，配位化合物中的基本概念及命名，每部分的線上學(xué)時(shí)為0.5～1 h。線上部分的資源包括教學(xué)目標(biāo)、課件、慕課視頻、測試題等。老師先在雨課堂或?qū)W習(xí)通平臺發(fā)布教學(xué)目標(biāo)，課件，慕課視頻及測試題，學(xué)生自學(xué)視頻和課件后完成測試題，教師通過雨課堂或?qū)W習(xí)通平臺查看學(xué)生線上自學(xué)完成情況，督促學(xué)生及時(shí)完成。

在國際工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，線下課堂教學(xué)由于學(xué)時(shí)有限，不僅需要重新設(shè)計(jì)課程體系和濃縮教學(xué)內(nèi)容，還需要深入淺出地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，針對難點(diǎn)和重點(diǎn)問題加以講解，讓學(xué)生從抽象的公式和概念中形象地理解化學(xué)原理和過程，并由化學(xué)現(xiàn)象認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，充分調(diào)動學(xué)生的興趣和內(nèi)驅(qū)力。解決學(xué)時(shí)緊張、內(nèi)容繁多、枯燥乏味等問題，做到對各個(gè)章節(jié)逐一擊破難點(diǎn)內(nèi)容，鞏固學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)[5]。

具體做法為：①每堂課教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)瞄準(zhǔn)學(xué)生的興趣點(diǎn)，確定一個(gè)新穎的具有挑戰(zhàn)性的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生帶著強(qiáng)烈的目標(biāo)感去學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，提高分析問題和解決實(shí)際問題的能力。②每章課件均引入形象化圖片短視頻和動畫等，并引入章節(jié)相關(guān)的熱點(diǎn)性問題，將抽象理論變得直觀和有趣；③采用翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)現(xiàn)同學(xué)間的討論和師生間的問答，以及通過雨課堂進(jìn)行隨堂單選、多選、問答等線上測試，實(shí)時(shí)反饋教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)師生交互溝通“有生命”的教學(xué)環(huán)境。④結(jié)合最新研究熱點(diǎn)，將團(tuán)隊(duì)老師的科研成果引入課堂，激發(fā)學(xué)生的興趣點(diǎn)，讓學(xué)生看到專業(yè)未來的前景，學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時(shí)接受專業(yè)教育，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)熱愛度。

為了實(shí)現(xiàn)課前、課中和課后全方位浸入式的學(xué)習(xí)，課后的教學(xué)活動除了布置常規(guī)作業(yè)題之外，還可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)課布置以問題為導(dǎo)向，涉及生活中的化學(xué)、學(xué)科交叉等應(yīng)用型的小項(xiàng)目，或者結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽布置相關(guān)課題，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研動力，拓寬學(xué)生的化學(xué)思維，讓學(xué)生整個(gè)學(xué)期浸入在化學(xué)的海洋中，享受解決化學(xué)問題的成就感。根據(jù)學(xué)生需要可以開放線上討論模塊和線下開放日，保持與學(xué)生課前、課中和課后全方位浸入式討論與互動。

3 深度挖掘課程思政元素，巧妙融入課程思政

為避免課堂教學(xué)中思政痕跡較明顯，占用大量專業(yè)課講授時(shí)間，應(yīng)深挖工業(yè)專業(yè)無機(jī)與分析化學(xué)專業(yè)課所包含的“科學(xué)創(chuàng)新精神”“家國情懷”“職業(yè)操守”與“安全環(huán)?！钡人颊兀瑢⒘⒌聵淙四繕?biāo)明確納入教學(xué)大綱當(dāng)中。同時(shí)將思政元素巧妙融入，向?qū)W生講述敬業(yè)獻(xiàn)身的科學(xué)家和艱苦創(chuàng)新的科研故事，使思政教育融鹽于水，達(dá)到潤物細(xì)無聲的效果。在講解專業(yè)知識的同時(shí)，把知識背后的思想內(nèi)涵展現(xiàn)出來。例如：在講解物質(zhì)的聚集狀態(tài)時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的思辨精神，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的科學(xué)素養(yǎng)；在講解定量分析的過程中，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)，正確認(rèn)識科技理論和生命倫理，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)微、精益求精的治學(xué)精神；在講解酸堿平衡和酸堿滴定時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生全局意識和分析處理問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生家國情懷、使命擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生歸納演繹的辯證思維能力；在學(xué)習(xí)氧化還原平衡與氧化還原滴定時(shí)，讓學(xué)生學(xué)會在逆境中積極樂觀地解決問題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，激勵(lì)學(xué)生為建設(shè)創(chuàng)新型國家做出貢獻(xiàn)；在講授沉淀溶解平衡與沉淀滴定內(nèi)容時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生食品安全意識、職業(yè)道德和社會責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)自然環(huán)境的責(zé)任感；在學(xué)習(xí)無機(jī)與分析化學(xué)發(fā)展史過程中，介紹我國在無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)等領(lǐng)域著名的科學(xué)家，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和職業(yè)操守；在講授物質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生熱愛科學(xué)，努力奮斗，培養(yǎng)學(xué)生家國情懷，弘揚(yáng)科學(xué)報(bào)國，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識，培養(yǎng)學(xué)生追求真理、勇攀高峰的科學(xué)素養(yǎng)以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)微、務(wù)實(shí)求真的治學(xué)精神。

4 行走課堂育人

為了讓學(xué)生增加對專業(yè)的熱愛度，了解無機(jī)及分析化學(xué)相關(guān)知識在今后職業(yè)中的應(yīng)用。聯(lián)合當(dāng)?shù)貦z驗(yàn)檢測協(xié)會舉辦“檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)開放日”活動，將課堂設(shè)置在開放日，在參觀的過程中了解本課程在相關(guān)企事業(yè)單位的應(yīng)用。行走課堂中邀請安琪酵母，宜昌生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，建夷檢驗(yàn)檢測中心等檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)技術(shù)人員為同學(xué)們介紹實(shí)驗(yàn)室建立和管理情況，儀器設(shè)備的主要用途以及檢驗(yàn)檢測的開展情況，通過實(shí)地參觀實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)場觀摩實(shí)驗(yàn)，理論講解、答疑解惑、交流心得等方式，讓同學(xué)們零距離了解檢驗(yàn)檢測工作的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，切身感受到無機(jī)及分析化學(xué)相關(guān)知識將應(yīng)用于企事業(yè)的檢驗(yàn)檢測工作中。同學(xué)們感受到“學(xué)以致用”，將會大大增加對本門課程和專業(yè)的熱愛度。

5 多維度過程性考核評價(jià)

結(jié)合“新高考”“新工科”背景下大一新生的知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知能力和專業(yè)素養(yǎng)等學(xué)情以及本門課的課程特點(diǎn)，制訂了多維度過程性考核評價(jià)，把考核的重點(diǎn)放到檢驗(yàn)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的多方位考查上。總成績由卷面成績（50%）和過程性評價(jià)成績（50%）組成。多維度過程性評價(jià)包括：線上學(xué)習(xí)（10%）；課堂互動（隨堂測試、提問、課堂筆記）（20%）；小組討論（10%）；課后項(xiàng)目式習(xí)題（10%）。

最后通過期末總考試成績詳細(xì)分析學(xué)生卷面和過程性考核等綜合情況，了解學(xué)生知識和能力的欠缺，教學(xué)團(tuán)隊(duì)建立教學(xué)反饋體系，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)效果，并對學(xué)生開展問卷調(diào)查和座談會，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)模式和線上線下資源。