田丽芳,张延华
(南京工业大学化学与分子工程学院,江苏 南京 211816)
基于国家战略发展新需求、国际竞争新形式、立德树人等新要求,教育部对我国教育教学改革提出了新的方向,把思想政治教育贯穿于人才培养体系,全面推进高校课程思政建设,要发挥好每门课程的育人作用,以提高高校人才培养质量。传统的《工程化学》课堂教学模式已经不能满足新形势下综合型人才培养的要求。因此,探索和实践课程思政融入化学课程的创新教学模式,以培养符合国家战略的新工科人才至关重要。
工程化学是我校多个工程学科的基础课,面向多个非化学化工类专业的大一学生开设。此课程比较系统地阐述化学基本理论和基本知识,它是化学学科和工程技术理论之间的桥梁。目前存在的主要问题是:(1)当前主要采用传统既定教学模式,通过课程预设与控制,严格执行教案,完成教学大纲规定的所有教学内容。部分学生习惯以应试为目的,消极接受,学习积极性不高。(2)大学一年级新生入学伊始,对自己的专业方向还没有太多深刻的认识和理解,部分学生没有意识到工程化学基础课程的重要性。待到大学三年级以后专业课需要用到化学相关知识时,不能很好地将化学理论知识用于其专业知识的学习,可能会影响到学生后续专业方向的发展以及专业创新能力的激发。(3)由于生源地的差异,学生的化学背景深浅不一,某些专业的学生在学完工程化学以后不再学习化学相关的课程。(4)学生在课堂上学习到理论知识后,不能及时有效地将其与实际生活、专业方向结合在一起,导致在后续的专业课程学习中不能很好地运用这些基础的化学理论和知识。
基于此研究现状,我们探索和实践了课程思政融入工程化学的教学模式,把马克思主义立场观点方法的教育(学习理论与结合实际)与科学精神的培养结合起来,可以深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵,科学合理拓展专业课程的广度、深度和温度,以提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。通过课程思政融入工程化学的教学,引导学生正确认识化学化工行业和自己的专业方向,培养学生的责任意识、职业道德和工程素养,引导学生明辨是非曲直、明确道路方向以及如何作为,用以帮助学生树立正确的世界观、价值观和人生观。
从课程设置的角度而言,工程化学是我校多个工程学科的基础课,面向受众广,范围大。此课程比较系统地阐述化学基本理论和基本知识,它是化学学科和工程技术理论之间的桥梁。工程化学这一课程蕴含着许多有价值的思政元素,不仅有利于培养学生的辩证思维和科学作风,还能增强学生的家国情怀和社会责任感,可以满足不同专业学生的兴趣和专业关联点。
从授课学生的角度而言,大一新生还处于青少年向成年的转变期,他们刚刚跨过了高考这个门槛后,将面对更加广阔、复杂的学习和生活环境,接触到新旧观念的碰撞和对多元价值观的趋向。初入大学课堂,他们常常会对大学课堂和专业方向充满了好奇和兴趣,此时急需树立正确的世界观、人生观、价值观,培养学生的责任意识、职业道德和工程素养,引导学生明辨是非曲直、明确道路方向。
另外,工程化学课程不仅为学生的专业能力培养打下化学基础,与学生的专业方向有密切的关系,而且还与实际的生活息息相关。将化学的基本理论知识与日常生活、学生所属专业联系起来,通过生活/专业调研等实践活动,使学生了解如何将理论灵活地运用到实际生活/所属专业方向,培养学生分析和解决化学实际问题的能力,为今后学习后继课程及新理论、新技术打下比较巩固的化学基础。
总之,工程化学融入课程思政教育元素,在价值观上更能让同学们接受和认同,一方面可以提高教学效果,促进学生对化学专业知识的学习,为专业能力培养打下化学基础,另一方面还能让学生了解专业发展方向,从国情出发,为以后更好地服务于社会打下思想基础。
调研与实践教学法可以培养学生将课堂理论知识用于实践的能力,是解决教学与实践脱节问题的重要手段之一。调研与实践等类似的教学方法目前主要用于实践要求比较强的专业学科。近年来国内高校也逐渐将实践教学法用于基础学科,并相继发表了多篇教学改革论文,比如《以小组调研为核心的多元教学模式在医学遗传学课程的应用探索》[1]《实践性教学在设计调研策略与方法课程中的应用》[2]《开放式实时调查法在课程教学改革中应用的研究》[3]《工程流体力学“微课-参与式”教学模式探索及实践》[4]等。在教改论文《实践性教学在设计调研策略与方法课程中的应用》中提到,传统的调研设计教学中更注重理论知识的学习与掌握,不能从调研的实际层面获得多学科领域的交叉与融合,因此论文中提出将实践性教学应用于设计调研的课程中,理论学习与实践探索相结合,能够有效提高学生的专业技能,更好地满足设计专业发展对学生的能力要求。
我校的工程化学是多个工程学科的基础课,很多工科专业方向或现代科技是以基本化学理论为基础,如安全环保、能源利用、大气污染、水污染处理、电解的应用、材料腐蚀与防护等。所以,本课程的教学改革主要是通过生活/专业调研课题,将课程思政融入其中,即在各章教学中引入思政教育元素,并探索建设课程思政案例库。通过生活/专业调研课题,学生可以将化学的基础理论知识与生活、所属专业方向联系起来,实践内容应与理论讲授紧密结合,注重知识体系的内在逻辑性,并配合相应的保障措施,以保证教学效果的实现。
在工程化学的教学中,将课程分为“课堂上”和“课堂下”两部分学习环节。在课堂上,同学们将系统地学习化学基本理论和基本知识,并且教师在相应章节中注意思政元素的引导和切入。在课堂下,学生根据自己专业方向或者职业兴趣,选择特定的章节或者化学知识点开展与所属专业相关的调研与实践,并完成课程报告。
比如,以电化学基础知识(第四章)为例,感兴趣的学生们以小组为单位开展相关的调研与实践,完成课程报告,最终实现课程的教学目标。
在课堂上,通过多媒体、网络互动、课堂翻转等教学方式,重点培养学生学习与掌握化学基础理论知识。课堂上加深熟悉电化学的基础知识的学习。包括熟悉原电池的组成、半反应式以及电极电势的概念;能用能斯特方程计算电极电势和原电池电动势;能用电极电势比较氧化剂/还原剂的相对强弱,判断氧化还原反应进行的方向和程度;了解分解电压和超电势的概念;了解电解产物判断依据。
这是学生课堂下的学习环节,与实际生活密切相关。通过生活调研与实践,了解电池的种类、分类、原理和应用。并重视充电电池的正确使用方法、废旧电池处置与管理,不乱扔废旧电池,了解环境污染的问题严重性,关注垃圾分类。可以提高工科学生的人文素质、科学精神、安全意识。
这是学生课堂下的学习环节,可以调研自己的专业领域相关的课题或者感兴趣的方向。通过专业调研与实践,深入理解所学专业与电池、电解应用、材料及材料防护等的关系,了解金属腐蚀的种类及防止。把马克思主义立场观点方法的教育(学习理论与结合实际)与科学精神的培养结合起来,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力,为今后学习后继课程及新理论、新技术打下比较宽广而巩固的化学基础。
经过一学期的学习,同学们在系统学习化学理论和基本知识的基础上,了解了化学学科和工程技术理论之间的关系。在工程化学课程后期,学生以小组为单位完成了对感兴趣的生活/专业与化学相关的调研报告,并进行了口头汇报和展示。
在四个平行班中,共计收集到20份完成度很高的调研报告,其中18份制作了PPT文档,2份整理成word文档。这些报告涉及化学史的发展、生活小实验、垃圾分类、光污染与环境保护、水体污染与环境保护、大气污染与环境保护、材料腐蚀与防护、燃料电池、电池原理与分类、电池合理使用与存在的隐患、新能源的发展、实验室安全等12个具体的方向。
通过查找资料、整理文献总结和小组汇报,可以锻炼学生的组织能力、逻辑思维能力和演讲能力,使得学生对所学知识有更深刻的理解和认识。在展示报告时,学生能够认真聆听其他人的报告,给同学以尊重和感谢。汇报结束后很多同学反馈,在书本和课堂上学习到理论知识,在总结报告里认识到跟生活和专业相关的案例,知识理解得更加深刻。这些课程报告都有助于培养学生的责任意识、职业道德和工程素养,引导学生明辨是非曲直、明确道路方向和如何作为,用以帮助学生树立正确的世界观、价值观和人生观。
工程化学的教改模式中,探索通过引导以及与学生们一起开展与化学相关的生活/专业调研与实践,将调研与实践融入化学课堂中来。学生根据自己专业方向或者职业兴趣,选择特定的章节或者化学知识点开展与所属专业相关的调研与实践,并完成课程报告。将课程思政融入工程化学的教学中,探索与实践新的教改模式,可以提高学生的学习热情,加深对理论知识点的理解。更重要的是,这种教改模式能够引导学生主动参与,主动了解相关领域的前沿动态,增长学生见识,同时也能潜移默化地对学生实施思政教育,增强学生的社会责任感,提高学生的综合素质。
工程化学是一门与实际生产、生活紧密联系的学科基础课程,教师在教学过程中不仅要讲好理论知识,还要引导学生将其与自己的专业领域和实际生活中可能相关的化学知识联系起来。在课程教学中,教师注意结合我国的国情和专业发展趋势,将思政元素融入工程化学的学习中,另外通过引导可以充分调动学生的学习兴趣,学生能够积极主动参与到化学相关的课程思政调研与实践中。由此,学生能够充分学习到课程上的理论知识,而且与日常生活和他们的专业息息相关。每一位老师都有责任引导学生树立远大的理想和正确的科学观和价值观,培养学生的爱国情怀和服务社会的意识。