朱禹,宋娟,刘静,储皓(泰州学院 医药与化学化工学院,江苏 泰州 225300)
习近平总书记在北京师范大学和清华大学考察时说过,党和国家事业发展对高等教育的需要,对科学知识和优秀人才的需要,比以往任何时候都要更为迫切[1-2]。高等教育发展至今,为了实现其强国的根本任务,教育质量的提升成为现阶段的重要任务,而其中课程则时体现教学质量的落脚点[3]。课程不仅承载了知识的传播,更加培养学生正确的世界观、人生观、价值观,是落实立德树人的核心[4]。当前,不少高校课程存在着内容旧、水平低、方式单一等缺点,难以激发学生学习兴趣,在此背景下,一流本科课程“双万计划”,不同类型高校根据自身特点建设适应创新型、复合型、应用型人才培养需要的一流本科课程[5]。
高水平大学课程建设和改革时间久、创新意识强、教学手段丰富和科学的评价体系,在一流课程建设上具有绝对的先发优势,也具有深厚的建设基础。地方普通本科院校,尤其对于专科院校升本的高校而言,存在课程底子薄、创新意识弱的缺点,这类高校更多的以模仿高水平大学的课程建设为主。因此,如何根据自身特色建设高质量的一流课程,是地方本科院校面对的一个值得研究和探讨的问题。
无机化学是一门传统的课程,是化学、药学、材料、环境学等专业学生的第一门专业基础课程,是一门打基础的课程,主要让学生掌握和了解化学学科的重要性、化学的主要分支、微观结构、化学反应基本原理、元素化学等基本理论和知识点,其学习效果直接影响到后续课程的学习[6]。我校是地方普通本科院校,定位于应用型复合人才的培养,重点培养学生分析和解决问题的能力专业技术能力,对知识点的深度要求明显低于研究性高校,因此对于课程的建设、也应因地制宜,设计符合应用型人才培养目标的合理方案。
综上,本文以落实立德树人根本任务出发,面向地方普通本科高校的无机化学一流课程建设为例,从课程定位、课程教学内容及组织实施情况以及课程评价等方面初步讨论同类型高校对一流课程的探索和实践。
本课程以立德树人为根本任务,同时要适应我校培养高素质应用型的人才培养目标[7]。最终从四个方向确定了课程的教学目标。
培养学生求真理念、奉献精神、爱国情怀、责任意识、创新思想以及唯物主义辩证观,激发建设社会主义祖国的热情。
系统地掌握无机化学的基础理论和基本原理,掌握无机化学反应的基本计算,加深对自然现象本质的认识[8]。
掌握物理化学的科学思维方法,对我国工业生产和社会发展中的问题进行独立而深刻的思考,具备一定的解决问题的综合能力。
培养学生应用本课程知识改善社会和生活的意识和习惯,具备在相关领域发展新理论、新技术的能力。
本课程学分为4 学分,开设64 学时,其中线下48 课时,线上16 课时,主要讲授原子和分子结构、化学热力学、化学反应速率、化学平衡和四大平衡等基础理论知识。无机化学课程在中国大学MOOC 在线开放课程无机化学基本原理课程的基础上,以学习者为中心,重构课程体系,将知识点碎片化处理,覆盖课程关键知识点,引导学生掌握结构方面的基础知识和平衡的基本原理,为之后的化学及专业课程的学习打好扎实的基础。无机化学基本原理是江苏省在线开放课程,目前建设并目前建设并上传9 个教学单元,包括:核外电子运动状态的描述、多电子原子核外电子排布、元素性质的周期性、杂化轨道理论、分子轨道理论、分子间作用力、热力学第一定律、吉布斯自由能与化学反应的方向、化学反应速率、化学反应速率的影响因素、可逆反应和化学平衡、平衡常数、化学平衡的移动、弱酸、弱碱的解离平衡、同离子效应、盐效应、缓冲溶液、盐溶液的酸碱平衡、溶解度和溶度积、沉淀的生成和溶解、原电池、Nerst 方程、电极电势的应用、配合物的价键理论、配位平衡等36 个知识点,上传了视频资源36 个,总时长超过400 分钟,完全可以满足学生的线上学习需要。同时,根据教育部要求,一流课程建设要探索课程和教学中的思政元素,构建立体的课程育人体系,促进学生在德智体美劳各方面全面发展,因此思政元素的构建也是建设一流课程的重要一环。深入专题研究无机化学课程中那些科学家的求真理念、奉献精神、爱国情怀、责任意识、创新思想以及唯物主义辩证观。
本课程的教学设计理念可以概括为九个字“悟原理、求真理、明事理”。在无机化学授课中,注重利用形象比喻解释化学现象的本质,引导学生运用唯物主义观点进行思考、深入感悟,将课本上的原理转变成自己的“领悟”,此为“悟原理”;教师让学生体会到推理过程的逻辑性,注重培养学生的质疑精神与批判精神,以展望学科前沿为契机,培养学生的创新能力与求真精神,此为“求真理”;带领学生在探索化学学科的科学思维中明了学科理论在自然科学领域的普适性,明了自然科学和社会科学的相通之处,此为“明事理”。
课程的实施过程贯彻“少而精”和“博而通”的教学思想[9]。“少而精”是指课程突出重点、突破难点,对重难点问题进行深入地挖掘和充分地拓展,在少学时情况下实现教学内容的高阶性,学生学透后便能够举一反三。然后,教师进一步给出综合性较强的应用问题,将泰州地区产业技术上的问题与学科原理相融合,引导学生进行讨论和探究,以提升课程的创新性和挑战度。所谓“博而通”,则是指学生具有广博的知识面,在应用无机化学的知识思考和解决化学前沿领域的科学问题时能够融会贯通。
教学二字由“教”与“学”构成,教的主体是老师,学的主体是学生,如何实现二者的双向融合至关重要。首先是通过线上资源建设,丰富教学内容,课程知识点全部配套“微课视频”,引导学生完成预习测试。课堂教学时根据预习测试的情况,及时调整授课方案,讲解共性问题帮助学生加强理解,引导学生思考和讨论以实现重难点的有效突破。借助思维导图引导学生对知识点进行归纳和总结,帮助学生理解知识点间的关联。布置课后任务及推荐拓展资源,作业注重锻炼学生分析和解决实际问题的能力,通过网络资源推荐,拓展学习范围和教学边界,提高学习的挑战度。
课程评价是教学过程的重要组成部分,基于学生学习的全过程做出客观评价,帮助学生了解自身的学习情况,提供调整学习状态的机会,让学生体会学习的成就感,增强其自信心。因此,合理的教学评价可以改善沉闷的课堂气氛,有效提升学生的学习兴趣,促进学生的学习积极性,实现以学生为本的教学观念,落实立德树人根本任务。
(1) 本课程采用过程考核与期末考试相结合的方式。
(2)过程考核由课堂表现、作业和实验等考核项目构成:①课堂表现通过听课认真程度、课堂互动积极性来评定;②作业通过对每次作业成绩进行平均来评定。
(3)期末考试由理论考核构成。
(4)成绩构成。
(1)课程中注重落实立德树人的根本任务。无机化学是一门专业基础课程,要以课程思政为指引,充分挖掘课程的思政元素并在教学中融入,在专业知识的讲授过程中将积极的人生态度、正确的世界观、人生观和价值观传递给学生,培养学生正确的价值观,帮助学生形成科学文化素养,培养学生的家国情怀和坚韧不拔、勇攀科学高峰的精神[10]。比如在讲授无机化学发展历程时,通过古人制陶器、铜器、铁器、火药等案例增强学生的民族自豪感,激发学生学习化学、探索世界的热情。而在四大平衡的学习过程中,通过条件的改变引发平衡的移动,则可以灌输唯物主义辨证的世界观和方法论。
(2)课程注重提升学习挑战度和创新性。尽管课程建设面向地方普通高校,但是适当的提升学习挑战度和创新性可以提升学生的学习兴趣。学习的挑战度主要从两方面来提升,一是课程教学中对重难点问题的深入挖掘和拓展,力求讲透讲深,让学生深刻领悟;二是通过对综合性的应用问题的探索解决,注重引导学生探索化学前沿性问题,培养其创新意识。考虑到学生的实际情况,课程建设过程中要侧重于重要知识点的挖掘以及运用其分析和解决问题的能力培养,不可过度地在知识点的深度和广度上做文章。
(3)课程注重产业技术与学科理论融合。对标“高素质应用型”人才培养目标,本课程立足地方,教学过程中注意以应用为中心开展无机化学化学课程教学,将产业技术与学科理论融合,使学生能够将化学基础理论、基本知识与相关工业应用领域相结合,使其具有较高综合素质和职业能力。比如说讲配位化学的应用时,讲述以铂类、钌类配合物的结构与抗肿瘤活性的应用,以我国科学家的一些重要发现“靶向能量代谢的抗肿瘤金属配合物”为重点论述。
(4)运用在线课程以及数字化教学工具提升教学效果。以我校为例,应用化学专业培养计划中本课程原理部分只有64 课时,但知识点多且杂,因此如何在有限时间教学效果的最大化是亟需解决的重要课题。强化在线开放课程和教学平台建设,构建线上线下结合的混合式教学模式解决这一问题的重要方式。程团队通过优化课程设计,利用在线开放课程资源打造课前、课堂和课后三位一体的教学模式。学生首先自学课前发布课程视频资源和知识点,课堂教学则可根据教学内容设计提问互动、分组讨论、案例分析等多种教学方式,课后发布课堂练习资源,帮助学生巩固知识点。课程教学不再局限于课堂,丰富课前和课后的教学活动,加强师生互动,构建更加客观合理的评价体系,给予学生课前课后合作学习、相互评价的机会,促进学生深入参与教学,提高学习积极性,提升课程的整体教学效果[11]。
我国正经历一场深刻的社会转型,对高校提出了更高的要求,因此,一流课程必须依据各高校自身特点,建设面向不同知识水平、不同就业面向的人才培养需求的课程体系。本文以地方普通高校无机化学课程的建设为研究主体,从课程的定位、课程教学组织实施、课堂评价和特色等方面提出相应的建设思路和方案。今后的课程建设将从以下几个方面继续改善:(1) 基于现代科技和社会发展,进一步探索和研究课程体系、教学方法的创新;(2) 基于课程建设,开发与人才培养相一致的无机化学课程体系;(3)持续研究和挖掘无机化学课程的思政元素,构建特色课程育人体系;(4)强化过程考核,建立适合地方普通本科院校的人才培养和评价体系。