以学生为中心践行无机及分析化学课程思政改革

马 岚，贾 瑛，姚俊萍，吴婉娥，崔 虎

(火箭军工程大学，陕西 西安 710025)

近年来，为践行《高等学校课程思政建设指导纲要》，无机及分析化学教学组深入开展课堂教学创新，突出“以学生为中心”的教学理念，进行了一系列课程思政建设实践，逐步明确课程思政建设的目标要求和内容重点。

一、课程思政建设总体设计

无机及分析化学课程是火箭军工程大学特种能源技术与工程专业的首门专业基础课程，在专业建设中一贯起着构建专业平台的基础性支撑作用，不仅承担着“无机、分析、物理、有机”四大化学的奠基作用，更是对本专业学科体系中推进剂贮运材料基础、液体推进剂分析等课程群起重要的基础衔接作用。课程教学本着以专业定位及毕业学员任职岗位需求为前提，以能力培养为主线，实现提升学员军事化学素养和专业性思维的核心教学目标。

课程思政建设的总体目标为，在价值塑造上，以师德为先，以育人为本，树立化学史观，改变以往对基础化学“散、繁、多”的固有印象，引领学生建立“站在历史看今天，站在今天看未来”的系统、宏观学科思想；同时渗透“工匠精神”，培养学员运用化学语言精确表达客观规律的职业道德，在运用化学理论、观点和方法解决部队作业实际问题的过程中，培养敬业、精益、专注、创新的职业能力和品质。

在知识传授中，抓住“培养什么人”“怎样培养人”“为谁培养人”三个根本问题，突出以学生为中心，以服务部队为导向。教学过程遵照成果导向(OBE)理念，根据每章每节的具体内容进行课前学情调查，并以学情分析为依据设定具有针对性、层次性、可操作性的学习目标。同时，引入费曼学习法、PBL 教学法等技巧，通过线上线下混合式教学模式，体现参与式的课堂学习活动，提升学员思维层次。最终，由知识目标聚焦专业素养，能力目标瞄准人才培养，情感目标体现价值塑造，以逐层递进的学习目标切实保障“立德树人”的实现。

二、课程思政建设主要内容

与思想政治课的价值学习和综合素质课的价值引领相比，专业课程的课程思政，其内涵突出体现价值渗透功能，不能简单强加思政内容，而是润物无声地融入专业教学的全过程。

本课程的教学实践中，课程思政内涵建设具体表现为以下几个方面：

(一)立足学科内涵和传承脉络，围绕社会主义核心价值观提取思政元素

以古文、诗词等丰富的形式渗透民族自信，以社会、历史事件渗透文化自信，以建立科学、客观的化学史观和化学哲学思想为抓手，让道理有血肉，让知识有风骨，春风化雨、润物无声地引领学生建立“站在历史看今天，站在今天看未来”的学科思想，并在此指引下实现知识水平和能力素质的全面发展。

(二)突出以学生为中心，让学生“有所获”

把握教学内容“一条线”、教学形式“控节奏”、教学层次“提高度”的原则，针对“培养什么人”，在课前进行学情调查，基于学生的背景知识、已具备的能力水平，分析学生在知识素养、专业能力和学习习惯上的问题及预期，解决好“为谁培养人”，并以此为导向设定学习目标。实现过程中，强调教学活动与内容目标的高度一致性，并视情况引入课程思政，体现“如何培养人”。

(三)内容设计体现基础性和时代性

基础性注重专业素养，着眼于未来发展，夯实专业基础平台，对教学目标和教学内容做出顶层设计。时代性注重思维能力和创新能力，兼顾学生志趣和潜能的差异，以课内课外相结合推动教学内容的更新，反映部队装备科研及作业过程的发展方向，使学生收获可为部队管理所用、为部队装备操作所用、为备战打仗所用的能力素质与理论支撑。

在框架设计上，突出教学内容结构化的亮点，着眼“活”和“深”。以“史料再现”“从哪里来”“到哪里去”等课程思政模块为核心，以“能力目标”“问题驱动”“知识框架”等专业素养模块为支点，构建知识体系。课程思政模块突出全局化，注重化学史观的建立与化学哲学的应用；专业素养模块则更加系统化，注重理论知识的关联性和实际应用的实效性。二者相辅相成，在传承“传道授业”的同时，将教学活动发展为师生共同参与的研究型活动，打造高层次的互动，引导学员主动探索知识。

(四)教师要以德立身、以德执教、以德上岗。教学组勤钻研、奔提升，严谨治学、民主教学

教师是课程思政教学质量决定性要素，既要有深厚的学术功底，又要通过自我育德意识和能力的增强，做到“以理施教”和“以情优教”的深度交融，不仅要打牢教学基本功，把内容规律讲清楚，更要创新方法，提升教学质量，打造精品课堂。

三、课程思政实践特色与创新

(一)教学设计

以BOPPPS 模型为核心，强调以“目标”为起点和终点；同时融入费曼学习法，以学情调查为先导，通过“自主式输出-纠错式输入-升华再输出”的循环式学习技巧，把握住“以学生为中心”，将“教学有效性”的载体，从传统的基于教材内容的教学目标，翻转为基于特定情境的学习目标，逐层实现知识目标、能力目标和情感目标。

典型案例：

“液体的表面张力”一节中，为体现“培养什么人”，针对本节内容，“学情调查”设置5 个问题，分别涉及高中已掌握的液体的表面张力的知识点、微课预习后所获得的解决表面张力问题的能力或方法；综合高中知识和微课视频，能否阐明表面张力的产生过程和其大小的影响因素；目前对表面张力存在的问题以及课堂预期；猜测将细玻璃管插入液体中的现象；对课程思政的认识。

经总结，高中时，重点内容在于表面张力的基本现象，学生能够联系生活实际，清晰地叙述身边诸如昆虫停留在水面上、露珠呈现球状、泡泡机的工作过程等等现象或原理，都与表面张力有关；通过微课预习之后，除了了解到“玩蹦床的水滴”“昆虫背氧气罐”等更有意思的现象，同学们还学会了利用铺展形状判断固体润湿性能、利用表面张力分析肥皂泡不破的原因等等，提升了对表面张力现象的分析能力。

但学生对于其产生过程、原理本质以及更深层意义、应用的系统性认知明显不足，学习预期集中在如何产生、如何定量、如何利用等基本问题上。有些战士学生还结合自己工作中混合两种溶液时的实际情况，提出“能否将表面张力从固液接触面拓展到液液接触面上”的问题；有同学针对微课，提出了“对润湿性能理解不透”“荷叶表面的微观纳米结构在实际中如何加以利用？”等问题。

于是，将学情分析中学生提出的问题组织成链，并以“无法阐述表面张力的产生过程”-“表面张力是否为力”-“表面张力大小的定量过程”的问题链为牵引，基于表面张力与界面分子作用力这一宏观与微观的辩证统一关系，掌握表面张力的本质，完成知识目标。

进一步针对学情分析中“表面张力在实际中如何体现和应用”的问题，通过受力和能量两种角度，培养学生打破章节壁垒进行横向辩析的思维习惯和能力；并以“手套上的火焰”和“酒精灯中的棉芯”两个问题，结合“彩虹牛奶”参与实验以及刘谦的魔术，配合爱课堂下发主观题，在加强感官体验的同时，引导学生透过表象看本质，联系表面活性物质在尖端科技以及液体推进剂中的应用，提升专业素养，实现能力目标。

综上，学生仅通过自主预习无法从根本上认识液体的表面张力这一概念。依此，遵照成果导向(OBE)理念，设定本节的总体学习目标为“认识表面张力”；以其产生、本质、意义三层问题为导向，逐层设定分步学习目标。最终，将学习成果应用于悬念揭示和现象解释，达到依据学习内容形成综合性评价的认知层次，提升专业任职岗位能力，掌握更有效的学习方法，为形成创造性思维打下基础。

对于情感目标，无论是价键理论与分子轨道理论成键原则的高相似度、离子极化与离子键的对立统一、毛细现象的过去和未来、“酸性体质致癌”的骗局等物质世界的客观规律，还是西方化学家与中国历史名人的时间轴比对等等，无一不体现了对立统一、普遍性与特殊性、螺旋式上升波浪式前进等唯物主义辩证法和认识论观点。以“中国稀土之父”徐光宪院士的传奇故事、超疏水功能材料的研制过程等，反映出的我国科研人员在危机处理、军事发展、科研创新等领域表现出的爱岗敬业、追求卓越的“工匠精神”，更是激励和培养了学员的使命担当意识。

(二)组织形式

采用线上线下相结合，通过教师多角度的引导(验证法、类比法、设疑设陷、问题归零等)和学员多层次的参与(自主预习、雨课堂、爱课堂、现场实验、小组讨论)，引导学生体验“讲解/纠错”的交替式学习过程，形成“实践-理论-实践”的闭环，帮助学生建立科学系统的知识框架和学科观念，形成高阶思想。

“液体的表面张力”课程实施中，首先以魔术视频设置悬念，提出“水中分沙与液体表面张力间关系”的问题。课堂互动过程中，设置教师活动11 项：(1)引导学生回忆高中或实际工作中已有的零散认知，下发主观题“谈谈你认识的表面张力”。(2)设疑设陷，为回答“表面张力是否为力”的核心问题，下发爱课堂客观题。(3)提问并点评总结，以解决学生无法确定“表面张力大小的定量过程”的问题。(4)针对学生提出的“微课中对润湿性能理解不透”的问题，总结实质后，提问是否有疑义，承上启下。(5)提问-理论应用，请同学上台画出量筒中相界面上的接触角θ 和表面张力γ。(6)演示实验+小组讨论，液体在毛细管中的上升过程。(7)提问，请同学针对性地解释“酒精灯中的棉芯为何不会烧尽”的问题。(8)请同学演示“手套上的火焰”实验，调动学生好奇心。(9)爱课堂主观题下发“生活中的毛细现象”。同时针对“天旱少雨时”个别提问。(10)针对“能否将表面张力从固液接触面拓展到液液接触面上”的问题，设计现场实验“彩虹牛奶”。(11)爱课堂客观题下发及讲解分析，培养学员专业任职岗位能力。

而学生回应活动形式为：(1)个性化的爱课堂主观题展示(上传文字答案)和自主预习视频分享。(2)线上答题。回答正确的同学为大家讲解。(3)个别回答/同学纠正，并讨论辨析。强调表面张力的方向。(4)弹幕作答。(5)对于θ 为锐角和钝角两种情况，分别画出HO 和Hg中玻璃管相界面上的θ 和γ 的方向。(6)组内讨论，自己动手实验探究液面爬升的高低。(7)个别回答。结合毛细现象的原理。(8)参与实验。将棉质手套吸满水，倒上乙醇并点燃。(9)个性化的爱课堂主观题展示(上传搜索图片)。个别回答。(10)合作完成实验，观察马拉高尼流动现象。(11)线上作答。

课程组织中，参与式课堂学习活动累积超过20 个，线上作答问题包括客观题、主观题、文字、图片等多种形式，所有教学活动都有一一对应的学习目标：(1)对应情感目标1，培养良好的自主学习习惯和系统性概括能力，顺畅实现角色转换。合情合理的课程思政切入点，帮助学生顺利实现大学专业课学习模式和角色角度的转换，切实体现“立德树人”。(2)对应知识目标1，阐述表面张力φ 的产生过程。(3)对应知识目标2，加强思辨能力，在表面张力与微观作用力的辩证关系，掌握表面张力的本质。(4)对应知识目标3，理解三相交汇的含义。(5)对应知识目标3，掌握表面张力的本质和θ 的意义。(6)对应能力目标2，将表面张力本质和意义的理论知识应用于实践分析。加强表达交流和批判性思维的能力。(7)对应能力目标2，理解“液体的表面张力在实际中如何体现”的问题。(8)对应能力目标2，加强沟通合作能力。(9)对应能力目标2，提升对表面张力意义的实现过程的理解和分析能力。(10)对应能力目标4，掌握表面活性剂的作用原理。(11)与(10)相同。

(三)实施过程与途径

根据学缘层次存在的差别，针对课程内容组织课前学情调查，并利用网络、微课的自主预习结果进行学情分析，重点在于结合学生对液体表面张力概念的理解，以及学生联系生活实际、对其现象的分析能力，以学生对表面张力产生的过程、本质以及意义在实际中的体现等问题的预期为导向，设定“认识表面张力”为总体学习目标。

课堂引入阶段，切实找到学员感兴趣的、与教学内容密切相关的问题，本节课以“魔术水中分沙与表面张力关系如何”的问题设置悬念，调动学员学习积极性。

内容展开阶段，学生首先通过搜索、整理、分享、讲解的个性化主观题自主回答环节，梳理并输出已有的零散知识。进而以输出/输入(讲解/纠错)交替式过程以及主观题过程性评价等形式，通过对表面张力产生、本质意义的逐层剖析，将高中时对表面张力的表象认知上升为科学严谨的概念体系，展现知识内容的前沿性与时代性的同时，高效完成学习目标的再次输出。并视情况引入课程思政，保证了教学活动与内容目标的高度一致性。同时，以线上客观题形式完成对学习过程的阶段性评价，并及时讲解反馈，保证教学有效性。

创新提升阶段，应用学习成果，揭秘魔术，引导学员达到对学习目标形成综合性评价的认知层次和能力。并融合使命担当的“工匠精神”，以课后延伸形式体现专业任职岗位能力培养和专业发展需求，为形成创造性思维打下基础。同时，帮助学生转变传统被动式学习习惯，在实践中掌握“费曼学习法”的核心思维过程。

整个教学过程中，通过教员以验证法、微观宏观、设疑设陷等多样化的引导，学生以自主预习、个性化主观题、小组讨论、补充讲解、参与实验等多种互动形式，围绕“液体的表面张力”这一概念，师生共同实现“从实践中来，到实践中去”的闭环认识过程，改变以往对基础化学“散、繁、多”的固有印象，引导学员建立科学系统的知识框架和学科观念；合情合理地切入课程思政，提升思维层次、掌握更有效的学习方法，帮助学生顺利实现大学专业学习模式和角色的转换，切实体现“立德树人”的根本任务。

四、课程思政教学理论研究

教学组兼顾理论研究和专业特色，申报多项教育教学研究项目，课程负责人先后主持或参与的项目按时间顺序如下：

1.参与2020 年陕西省教学改革项目“新工科背景下火箭军特色特种能源技术与工程专业改造升级探索与实践”，负责无机及分析化学课程教学改革实践及课程思政建设等工作。

2.带领教学组年轻教员申报2 项2020 年学院教育教学研究项目：“基于课程思政理念下《无机及分析化学实验》课程体系创新及优化”和“微信平台辅助的化学基础实验教学探索与实践”，主要负责课题总体设计。

3.参与2020 年学校教育教学研究项目“《系统安全工程》课程教学改革创新与实践”，负责BOPPPS 教学模型设计及课程思政建设任务。

4.主持2019 年校教育教学理论研究项目“课程思政理念下《无机及分析化学》课程的结构化教学改革研究”，承担课程思政建设与实践、课程结构化教学改革实践等任务。

5.参与2019 年学院教学方法与教学手段改革试点课程《物理化学》项目，负责教学模型设计及课程思政建设任务。

6.参与完成2016 年学校教育教学研究项目“《环境评价》课程教学方法手段改革研究”项目；负责研讨式教学与环境评价方案相结合的设计与实施。

7.参与完成2016 年学校教育教学研究项目“Seminar 教学法在《特种污染监测与治理》课程中的应用研究”，负责Seminar 研讨式教学与废气污染监测相结合的设计与实施。

五、课程思政教学评价及成效

近年来，教学组不断吸收学员反馈和专家督导意见，持续总结和改进教学过程，取得了较为显著的成效：

(一)人才培养质量有所提高

课程教学组辐射本科、高工班、任职培训、士兵职业技能鉴定等多个层次，充分体现了本专业“服务部队”的显著作用。先后培养多名“优秀学员”“高级技师”等。多名学生在“砺剑杯”学员科技竞赛中立项，连续两年年度课程考核及格率＞95%，优良率＞50%。

(二)教学能力水平全面提升

教学组年龄层次分布均匀，学缘结构合理，多年来，坚持以老带新，积极参加教学比赛，先后获得2020 年度陕西省高校课堂创新大赛获优秀奖1 项、火箭军“育才奖”银奖1 项、校级微课比赛一等奖1 项、校级教学质量优秀奖2 项、院系级教学质量优秀奖2 项，教学整体水平全面提升。

(三)课程建设体系更加完善

近年来，教学组紧扣课程思政理念，紧抓教材建设，完善课程体系。编著相关教材、教辅资料，获得入选高校“十三五”规划教材1 部，校优秀自编教材1 部。课程先后入选“火箭军三百工程优质课程”和陕西省优秀资源共享课程，获得火箭军优秀教学成果奖1 项、校级教学成果奖2 项。