新工科背景下基础化学课程群建设与实践

肖旺钏，张建汉，林福星，苏志忠

（三明学院 资源与化工学院，福建三明 365004）

自2017年2月以来，我国高等教育正式进入了新工科建设时期，尤其在《关于开展新工科研究与实践的通知》等政策指导下，为新工科建设提供了重要的指导理论。而基础化学课程是诸多专业的基础课程，是其专业框架构建的重要基石，因此围绕基础化学课程，通过各个专业方向的结合，可以建成特色显著、结构合理、层次清晰的课程群系统。

1 新工科背景下基础化学课程群建设的意义

在新工科背景下，基础化学课程群建设是对资源化工专业群的推动与发展。在资源化工专业群中，随着基础化学课程群的形成，可以实现工程基础平台、师资资源、教学科研平台的共享共有，进而推动了工程技术人才的有效培育。在此基础上，课程群建设还能加快地方特色与优势产业的融合发展，以学校自身的特色专业为引领，通过转型发展，实现应用型人才培养的升级与转化，将传统人才培育体系逐步升华为卓越工程师培养计划。

在化学工程相关的核心专业中，都要以基础化学课程群作为关键，通过与材料化学、生物技术、环境工程、资源环境科学等专业的融合发展，可以实现优势互补、协同共享的发展目标，进而推动了产教融合的发展新高度，为校企共赢建立了良好的环境与土壤，从而真正以基础化学课程群服务地方产业的建设发展。

2 新工科背景下基础化学课程群建设的思路

2.1 扩大师资力量，落实以老带新

教师是影响教学成效的直接因素之一，因此在基础化学课程群建设过程中，首先要扩大师资力量，通过建立以老带新机制，实现教师资源的更新接替。我院为保证师资力量的延续发展，引进八名刚毕业的化学材料类专业博士生。这些青年教师善于科研，但教学水平缺乏经验，因此在基础化学课程群建设项目下，我院开展了以老带新的课程建设活动，由老教授带领青年博士共同进行课程建设，同时也能发挥他们的创新思维，充分借鉴国外的先进经验，为课程群建设提供必要的科研理论支持。

2.2 优化课程设置，促进兴趣建设

我院对学生开展了调研活动，发现大多数学生对基础化学课程的重视程度不足，尤其在生物技术、环境工程等专业中，多数学生认为化学与其专业方向联系性不强，进而失去了学习化学的兴趣。针对该问题，在基础化学课程群建设中，就要采取针对性地设置方案，根据专业区分制定不同的教学大纲，划分为通识课程与独立课程，通识课程为必修课，各专业学生都要学习，独立课程为选修课，针对不同专业方向设置不同的课程内容，比如生物、无机、有机、材料等，深化专业方向的难度。

2.3 整合课程内容，推动知识复合

在新工科背景下，专业融合与知识复合是重点发展方向。在传统基础化学课程中，其对于各个专业方向内容的融合不足，仅仅将其按照不同的角度进行分析，并未建立整体化、系统性的联系与框架。而在课程群建设中，必须建立系统化的融合脉络，通过建立完整的项目案例，引导学生结合化学、物理、生物等不同专业方向的知识，从而有效解决项目案例中的实际问题，以此培育具有复合知识体系的新工科人才。

3 新工科背景下基础化学课程群建设的实践路径

我校资源与化工学院有着丰富的发展历史，在历经工科理科专业划分、教育类型转型之后，改制为当前的工科材料化学专业。基础化学作为本专业重要的基础课程，多年来课程教材与实验项目未能进行优化与完善，因此在课程群建设过程中，必须通过对教材内容的调整，进一步对接本地区内的产业发展。

3.1 理论课程的优化与完善

基础化学理论课程需要从两个方面进行优化与完善。首先，要根据专业方向整合基础化学的理论内容，通过对课程内容的顺序整理、内容归纳与精炼，分别设立为不同方向的理论课程。

在该过程中，一方面要避免各个方向的理论课程之间出现大量重复或相似的内容，更要调节不同理论课程开课的顺序。比如物理化学课程作为基础化学课程中的系统性理论课程，应当是最先学习的理论内容，但是却往往在无机、有机、分析化学等课程后开设，这就导致学生的学习顺序出现了偏差，在内容理解上存在障碍。又比如热力学第一定律、化学反应动力学等内容在物理化学与无机化学、分析化学等课程中重复出现，导致学生需要多次学习，既浪费了课时，又引起学生的反感。因此在课程群建设过程中，必须根据学生的学习流程合理安排各个理论课的开展顺序，同时根据顺序调整各个课程中相同或类似的课程内容，避免出现重复的理论知识。

另一方面，则要进一步精简理论课程中的内容，按照理论框架建设系统化的课程体系。比如在无机与分析化学课程中，化学平衡是重要的学习内容，但是在教学时将其融入四个章节之中展开，导致学生需要通过长期的学习进程中自行总结相关知识。在课程群新建环节中，则要进一步优化和调整内容的呈现框架，将原有的四个章节内容凝练为一个章节，将其原理、平衡方程、平衡移动、实践应用融于一个章节中，既缩短了课时，又可以提高学生知识建构的水平。

要根据专业行业的发展历程对陈旧的理论内容进行删减，同时也要对新内容进行增补。化学科学的发展极其迅速，随着研究内容的不断细化，化学与其他专业学科的交叉发展进入了新的研究层面，甚至滋生出很多新的前沿学科，比如化学与现代生物科学、环保、农业、医疗等领域的融合，成为新工科背景下的重要基础学科。因此在基础化学的专业群建设中，必须突破传统的内容体系，一方面要删除部分内容，比如理论过于繁杂、推导过程过于复杂、概念老化落后、与其他专业方向没有直接联系以及缺乏实际应用价值的内容，都可以删去，以此避免对学生理论系统建设造成误导，同时也能提升学生的科学素养。另一方面则要增添当前基础化学的前沿理论，比如基础化学最新的研究成果、化学与其他学科的交叉研究理论等，融入基础化学与其他专业的融合理论课程之中，形成新的教学专题。由此可以通过课程体系展现基础化学学科发展的新动向与新趋势，对于拓展学生知识面、了解行业前沿发展有着重要的作用。

3.2 实验课程的升级与拓展

依据不同专业的需求，基础化学实验课程可以统筹安排，通过模块化与层次化的设计满足不同专业学生的发展需求，由此形成基础性实验、综合性实验以及设计类实验三种课程形式。这三种课程形式的实验难度依次增高，复杂程度呈上升态势，学生在学习时可以按照自身能力的发展顺序，从基础操作到复杂操作及设计实验，让学生从实验操作发展到思维创新。

在课程群建设过程中，基础化学实验课程的升级同样要从两个方向展开。建立基础化学网络课程平台。高校可以依靠“超星”“泛雅”“MOOC”等平台进行建设，一方面可以由教师录制实验课程的教学视频，其中包括实验项目原理介绍、实验所用的仪器介绍、操作流程步骤及实际操作演示等，通过课程视频可以为学生提供更加便捷的实验学习途径，尤其可以帮助基础薄弱的学生在预习环节中熟悉操作，掌握注意事项与操作技能。另一方面教师还可以录制拓展实验的教学视频。教师可以选择与当前课程相关但具有拓展意义的实验项目，或者选择学校化学实验室中科研项目的子项目，将其设计思路、实际问题、实验目标、操作方法等进行展示，由此同样可以拓展学生的实验视野，甚至还可以邀请优秀学生加入学校的科研项目。

围绕专业特色与岗位需求，建立开放性的实验教学体系，针对学生的创新能力进行培育。首先，要为学生提供可自主选择参与的基础化学科研项目，一般教师可以以自己的科研课题为基础，通过内容简化或选择子课题的方式，引导学生建立研究小组，通过提前预约的方式利用学校的开放实验室进行科研活动。在课题设计方面，教师要选择当前的行业热点，并与学生的专业方向紧密相关，通过多学科知识的交叉融合，考察学生的合作意识与协同科研能力。其次，要引导学生自主建立科研课题，学生同样可以组建科研小组，提出科学可行的科研项目，由教师审核通过后，即可申请在开放实验室进行实验研究，学生可以采用灵活的实验时间参与科研活动，通过实验室预约机制而自由调控实验时间。通过这样的开放实验，不仅可以为优秀学生提供更好的实验环境，而且还能提高学生自主设计与创新实验的能力，为学生的科研水平发展奠定基础。

3.3 德育课程的融入与结合

在立德树人大背景下，基础化学课程群的建设离不开德育与思政内容的融合。因此在基础化学课程内容中，还需要融入更多的展现正确科学观、价值观的素材，在教学活动中引导学生建立正确的思想观念与科研品格，提升学生的科研素养。比如在无机与分析化学课程中，在学习元素板块的内容时，教师就可以结合我国“稀土之父”徐光宪先生的事迹进行教学，一方面可以讲述他在关键时期完成稀土元素分离提纯科研任务的重要表现，另一方面可以引导学生了解他的化学科研成就，以此提高学生对我国科研水平信心，从而实现爱国主义与文化自信的培育目标，进一步提升学生的科学素养与人文品格。

4 结束语

在新工科背景下，基础化学作为一门基础性学科，在诸多专业与方向的研究发展中具有重要的基础价值，因此可以通过课程群建设的方式，不断优化基础化学理论与实验课程的内容与结构体系，既能够为不同专业学生提供学科交叉学习的系统化服务，又能推动化学学科教育水平的高度发展，还要在其中渗透德育与思政内容，真正建成复合型高素质人才培育体系。