一流本科课程建设背景下无机化学“金课”建设路径研究与实践
“Golden Course” Construction Path and Practice in Inorganic Chemistry under the Overall Background of First-Class Undergraduate Programs Construction
DOI: 10.12677/AE.2021.116380, PDF, HTML, XML, 下载: 121  浏览: 241  科研立项经费支持
作者: 郭 丽, 陈春霞, 韩福芹, 王丽丽, 冯 伟, 陈大树, 周志强*:东北林业大学化学化工与资源利用学院,黑龙江 哈尔滨
关键词: 一流本科课程金课无机化学First-Class Undergraduate Program Golden Course Inorganic Chemistry
摘要: 以无机化学课程为载体进行了“金课”建设实践。体现以学生为中心、以产出为导向、持续改进的理念,提升课程的高阶性,突出课程的创新性,增加课程的挑战度,切实提高课程教学质量,突出立德树人。围绕目标达成、教学内容、组织实施和多元化评价进行整体规划,突出教学策略、教学方法、教学过程、教学评价的合理设计。致力于实现“知识传授、能力培养和价值引领”同步提升。无机化学“金课”建设取得了良好的效果,具有一定的参考借鉴意义。
Abstract: “Golden Course” construction was carried out with Inorganic Chemistry as a demonstrative course. The educational philosophy of student-centered, output-oriented and continuous improvement idea was embodied. The degree of advancement, innovation and challenge of the course was enhanced. Overall planning was carried out focusing on goal achievement, teaching content, organization and implementation, and diversified evaluation. Therein, teaching strategy, teaching method, teaching process, and teaching evaluation were highlighted. The ultimate goal of “simultaneous progress of knowledge learning, ability cultivation and value guidance” was primarily realized. Good results have been achieved in the “golden course” construction in Inorganic Chemistry, suggesting that this work has certain significance of reference and promotion.
文章引用:郭丽, 陈春霞, 韩福芹, 王丽丽, 冯伟, 陈大树, 周志强. 一流本科课程建设背景下无机化学“金课”建设路径研究与实践[J]. 教育进展, 2021, 11(6): 2438-2448. https://doi.org/10.12677/AE.2021.116380

1. 引言

一流本科课程建设是贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神,落实新时代全国高等学校本科教育工作会议要求,坚持立德树人根本任务,深化高等教育教学改革,提高教育教学质量的重要举措 [1]。大力推进适应新时代高质量发展要求的一流本科课程建设,意义重大。它将营造改革创新的浓厚氛围,促进信息技术与教育教学深度融合,完善以质量为导向的课程建设激励机制,带动教材建设和专业发展,实现以“学习革命”推动高等教育人才培养的“质量革命”,助推中国高等教育跃上新台阶 [2]。一流课程也称“金课”,其评价标准为“两性一度”,即高阶性、创新性和挑战度 [3],要求坚持以学生为中心、以产出为导向、持续改进的理念,提升课程的高阶性,突出课程的创新性,增加课程的挑战度,切实提高课程教学质量。课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量。课程是专业建设的核心内容,课程的优劣直接关系到人才培养的质量,学生在校期间受益最直接、最显效的就是课程。一流课程既是建设一流学科、一流专业的重要抓手,也是培养卓越拔尖人才的重要支撑 [4]。为全面振兴本科教育、培养新时代高质量人才,在一流本科课程建设背景下探索研究“金课”建设路径,具有现实意义。

无机化学是高等院校化学化工近源专业的第一门基础化学课,向新生比较全面地介绍化学学科的全貌、化学学科的分支、化学的基本原理、元素化学的基本知识与理论、现代化学研究的前沿领域,等等。该课程是培养化学化工类专业技术人才整体知识结构及能力结构的重要组成部分,也是后续专业课程的基础。无机化学的学习能够培养学生诸多方面的能力与素质,如认知、观察、思维、实验和自学等,同时还能够培养创新精神,完善品格。无机化学蕴含着丰富的思想政治教育元素,不仅具有巨大的智力价值,还具有巨大的精神道德价值,表现出科学性、知识性和思想性的统一,可以实现“知识传授、能力培养和价值引领”同步提升。进行一流本科课程建设背景下无机化学课程“金课”建设路径研究与实践,有必要性,有可行性,有重要意义。

2. “金课”建设路径规划

坚持以学生为中心、以产出为导向、持续改进的理念,提升课程的高阶性,突出课程的创新性,增加课程的挑战度,切实提高课程教学质量,突出立德树人。围绕目标达成、教学内容、组织实施和多元化评价需求进行整体规划,突出教学策略、教学方法、教学过程、教学评价等合理设计。无机化学“金课”建设的重点与整体规划如表1所示。

Table 1. Key points and overall planning of “golden course” construction in Inorganic Chemistry

表1. 无机化学“金课”建设的重点与整体规划

3. “金课”建设实施方案

依据“金课”建设的路径规划,围绕“金课”建设的重点进行设计并实践,具体如下:

3.1. 课程内容与时俱进

保障教学资源的优质性与适用性,以提升学生综合能力为重点,重塑课程内容。课程内容体现前沿性与时代性,反映学科专业和行业先进的进展与成果;聚焦新工科建设,增加体现多学科融合、产学研融合、跨专业融合等内容;落实课程思政建设,通过专业知识教育与思想政治教育的有机融合,实现“知识传授、能力培养和价值引领”同步提升。

3.1.1. 依据大纲,立足教材,开展专题式教学

依据大纲,立足教材并适当高于教材,针对主要知识点采用专题式教学,与主题式教学相辅相成。通过专题式教学,教师能够灵活安排教学计划,充分利用各种教学手段,克服教材内容相对滞后、逻辑更新慢的固有不足,实现知识逻辑、认知逻辑、教学逻辑与学习逻辑四大系统的统一,突出体现知识的必然联系、高度整合与持续提升。从纵横两个方面将教学内容及学科知识点进行整理、归并、提炼与升华。纵向上,以教学结构中螺旋反复为指向,走“积极前进,循环上升”之路;横向上,以教学内容中知识的相互作用为指向,走知识结构与认知结构相结合的道路。举例如下。

以“化学反应自发进行的判据”为专题讲述下列知识:自发过程;影响化学反应方向与限度的因素;熵和吉布斯函数;热力学第二定律、第三定律;化学反应标准摩尔焓变、熵变和吉布斯函数变;吉布斯函数判据等。内容设计以有科学趣味性、有逻辑性、有深度和广度、有科学性和时代性、信息不过载等为原则,同时引入能源领域的前沿进展、融入思想政治教育元素,以拓展课程深度、激发学习兴趣、强化专业认同感、建设课程思政。教学设计上,引入案例呈现、设疑式导学等教学模式,充分应用现代多媒体技术与资源,以问题为导向步进式推进,引入科学前沿拓展视野;同时,结合知识点,恰当地融入思想政治教育,隐性渗透,润物无声,提高学生的思想政治素质。以“影响化学反应速率的因素”为专题讲述浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。引入实例,生动形象地说明问题:空气中即将熄灭的余烬,于纯氧中复燃;食物于低温下延长保质期;高压锅煮饭熟得更快;向灶膛内扇风火更旺;食品包装袋充入N2或抽真空,减慢氧化,延长保质期;加酶洗衣粉洗衣服更容易干净;蜂窝煤更易燃烧;碳敲成小块燃烧火更旺。要求学生结合实例思考影响反应速率的因素,引导学生思考、讨论、归纳、总结,提高学生分析问题和解决问题的能力。

3.1.2. 融入思想政治教育元素,突出课程思政

深入挖掘课程蕴含的思想政治教育元素,充分发挥课程承载的思想政治教育功能。立德树人,润物无声。加强课程规划设计,修订教学大纲,完善教学教案,创新教学方法,结合课程知识特点恰当地融入思想政治教育,提高学生思想政治素质,增强其社会责任意识,使学生坚定理想信念、增强社会主义核心价值观、发扬中华优秀文化、提高职业素养、树立生态文明思想、践行以人为本科学发展观;等等。 表2给出了无机化学“金课”课程思政建设设计。

Table 2. Ideological and political education design in Inorganic Chemistry “golden course” construction [5] [6] [7]

表2. 无机化学“金课”课程思政设计 [5] [6] [7]

3.1.3. 引入科学前沿、科研实践和社会热点

教师结合自己的科研方向和学科发展,有针对性地解读当前最新前沿动态,激发学生对科学研究的兴趣,拓宽视野,为培养科学思维能力、科学分析能力、科学研究能力和科学创新精神提供一定的基础。跟进发展前沿,不断更新授课内容,保持科学前沿对学生的吸引力、激发力。例如:讲解通过吉布斯函数变判断“水分解生成氢气”反应的自发性时,引入我国在海水分解制氢方面的前沿技术和重大进展 [8];讲解钙钛矿型(ABX3)晶体结构、离子占位规律等时,引入我国科学家在钙钛矿结构太阳能电池领域的前沿案例 [9];讲解d-d跃迁时,引入北京大学黄春辉课题组最新研究成果 [10] [11];等等。在授课过程中,随时穿插介绍本专业相关教师的科研方向,引导有兴趣、有精力的同学到相关教师的实验室进行一定的科学研究实践,理论联系实际加深对知识点的理解、拓展和应用,同时也为日后发展打下一定的科研基础。

3.2. 教学组织与实施中突出学生中心地位

始终秉持以学生为中心、以产出为导向、持续改进的理念。打破传统课堂“满堂灌”的“填鸭”模式,转变传统教学中“教师负责讲,学生负责听”的固化理念,将师生间“我讲–你听”的单向单调关系转变为“讲授与学习、探索与反馈”的双向合作关系,提高学生在学习中的主体地位,以教为中心向以学为中心转变,被动学习向主动学习转变。同时,培养学生分析问题、解决问题的能力和审辩式思维能力。合理运用数字化教学工具,线上线下相结合,学生个别化学习与合作学习相结合。强化课堂教学中师生互动、生生互动环节,加强研究型、项目式学习,运用案例式、研讨式等教学方法,建立促进价值塑造、知识更新和能力培养为主的新型课堂教学方式。教学组织与实施可以分为课前、课中和课后三个阶段,其总体规划如表3所示。

Table 3. Teaching organization and implementation

表3. 教学组织与实施

3.2.1. 课前

依据教学目标和教学大纲,教师于课前列出将要学习的知识点,合理设置启发学生思考的导向问题。导向问题应能很好地体现将要学习的知识点,应基于教材并适当高于教材,应是开放的、真实的、具有一定复杂程度的,应具有趣味性和应用背景。要求学生于课前对所设置的导向问题进行分析,梳理解决问题需要哪些科学知识,查阅资料从中提取关键信息,探寻问题与科学知识的内在联系,获得解决问题的方案,思考如何拓展知识的应用,等等。学生受到问题的激发而去积极分析、梳理其中涉及的科学知识,主动探究,拿出一定的问题解决方案。待到课堂上,学生带着问题和自己做出的方案,有目的地听教师对知识点的讲授和对问题的分析,与教师和同学合作讨论、挖掘问题背后的科学知识,举一反三,理性而透彻的理解其中蕴含的科学知识,从中培养分析问题和解决问题的能力,养成自主学习的习惯,培养构建力、想象力、批判力和创造力等辩证性能力,同时也培养团队协作的精神。无机化学课程章节、课程知识点、导向问题概括设计如表4所示。在课程实施过程中依据实际情况的动态变化,导向问题可适时调整,每章所列导向问题亦有适当增减,有全选亦有部分选,有个人选亦有分组选。

Table 4. Layout of course sections [12], knowledge points, and orienting problems

表4. 课程章节 [12]、课程知识点及导向问题概括设计

3.2.2. 课中

在充分了解学生课前学习情况的基础上进行教学内容和教学模式的设计,总体体现“金课”的高阶性、创新性和挑战度;考虑教师为主导和学生为主体的时间分配;考虑个人、小组之内、小组之间等多种组织形式及过程性评价。课堂中教师讲解重点难点,并通过数字化教学平台中的随堂练习、抢答、主题讨论、问卷、分组任务等形式调动学生的积极性、促进学生充分掌握课程内容。学生采用数字化学习终端实现课上实时答题互动,教师也可实时根据学生答题的正确率充分研判学生的学习情况,并实时进行查缺补漏。教师根据课前预习反馈,指定某些同学针对某些知识点进行讲解,穿插“翻转课堂”、“微课”等多样授课形式。通过以上形式,锻炼提高学生的自学能力,体现“教师主导、学生为主”的教学原则,促使学生理性而透彻的理解所讲课程知识,从中培养分析问题和解决问题的能力,养成自主学习的习惯,培养构建力、想象力、批判力和创造力等辩证性能力,同时也培养团队协作的精神。

3.2.3. 课后

借助数字化教学平台,以章节为单位,设置习题、知识点总结、拓展资源、典型问题解析等模块,供学生课后复习和总结凝练知识点。学生完成数字化教学平台上的线上作业、单元测试等一系列任务后,制作章节知识点的思维导图上传至分组任务区,图1为化学反应方向判断的思维导图实例。通过分析学生在数字化教学平台上任务的完成情况,教师可及时获知学生的学习情况,有针对性地进行辅导;同时,通过分析总结,可根据实际情况改进、提高、合理安排下一章节的教学。

Figure 1. Mind map for the prediction of chemical reaction direction

图1. 化学反应方向判断的思维导图

3.3. 考核评价体现过程和多元评价

科学合理的评价方式有利于引导学生正确、高效地学习,有利于提升教学质量,对于培养新时代高素质人才具有重要意义。本课程考核评价中,充分体现了过程性评价及评价的多元化,如增加章节小测试、课程小论文、专题讨论、探究性作业等过程性、多元化评价方式。对学生的学习全过程进行动态、实时评价、总结和反馈,为教师提供及时准确的信息,有利于教学方法、教学内容和教学进度等的调整、改进与提高,有利于“课程思政”建设落实和强化。同时,通过增加非标准化、尊重个体化差异、发扬正面个性的评价机制,在各个流程中多角度地考察学生的学习能力、投入程度以及学习成果,激发学生学习动力和专业志趣。本课程最终成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成。平时成绩设置如表5所示,分为随堂测试、章节作业、与知识点相关的科学小论文或思政小论文、在线抢答、在线讨论等几个方面。通过随堂测试、章节测试、在线抢答、在线讨论,教师可及时了解学生的学习状态和对课程知识的掌握情况,及时发现并处理学生学习过程中存在的问题。通过与知识点相关的科学小论文或思政小论文,教师可以了解学生分析问题、解决问题等能力,了解学生科学思维能力,了解学生发展潜力,了解学生思想动态等。只有对学生学习全过程有了充分的了解,教师才能对学生精准辅导,对教学精准改进。相对于传统单一的期末考试为主的考核评价方式,突出过程性和多元化的考核评价方式具有明显的科学性、合理性、进步性,值得探索研究。

Table 5. Usual performance assessment

表5. 平时成绩考核设计

4. “金课”建设成效

无机化学“金课”建设,充分体现以学生为中心、以产出为导向、持续改进的理念,提升课程的高阶性,突出课程的创新性,增加课程的挑战度,切实提高课程教学质量,突出立德树人;围绕目标达成、教学内容、组织实施和多元化评价需求进行整体规划,突出教学策略、教学方法、教学过程、教学评价等合理设计;努力实现“知识传授、能力培养和价值引领”同步提升。通过期末课程考核,结合任课教师整学期的观察,委托第三方教师访谈学生,开展学生问卷调查等途径,得出较一致的结论:学生学习兴趣普遍提高,主动性明显增强,主体地位得到大幅提升;学生的课程参与度、获得感、对课程的满意度有明显的提高;师生互动、生生互动得到明显加强;教师进行教学改革、学生进行创新学习的信心明显增强;思想政治教育有机融入到课程教学中,隐性教育效果显著;同步提升“知识传授、能力培养和价值引领”得到较好体现。无机化学“金课”建设取得了良好的效果,具有一定的参考借鉴意义。

5. 结语

高等教育“金课”建设大幕已全面开启,“金课”是一场以质量为核心的自我升华和变革,“金课”建设涉及从理念到实践的复杂变革,“金课”不是阶段性任务,而是高等教育的常态。教育教学改革永远在路上,课程教学需要不断改革创新、与时俱进,教育工作者需要脚踏实地、实事求是、大胆创新、科学总结、不断改进。唯有改革创新才能突破现有理念、方法上的固有问题,促进高等教育高质量、内涵式发展。

基金项目

东北林业大学教育教学研究项目(DGY2021-35,DGYZD2021-02,DGY2020-04);黑龙江省高等教育教学改革项目(SJGY20200034)。

NOTES

*通讯作者。

参考文献

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