新工科背景下高校专业选修课程教学改革探究

张艺，秦苗，王红艳，张克营，李发骏，史洪伟，卓馨，徐基贵，王聪

（宿州学院 化学化工学院，安徽宿州 234000）

2017 年，我国高等教育启动了新工科建设，新工科建设以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才[1-2]。我国高等学校普遍实行学分制，专业选修课是学分制教学模式下专业知识获取的重要方式之一，学生在专业学习过程中更具有自主性，使得人才培养模式更加完善，因此，专业选修课是高等学校课程体系中的重要组成部分，是人才培养中不可缺少的学习环节。开设专业选修课，可以完善学生的知识结构,促进学生个性化、全面化发展，提升学生实践创新能力，使学生增强对社会的适应能力。

新时代的教育，将新的教学模式、教学技术引入高校课堂。线上线下混合教学模式是当今高校开展课堂教学改革的热点之一，主要是通过互联网技术，将传统教学和网络教学有机结合[3-4]。与传统的线下课堂教学模式相比，线上线下混合教学可以更好地利用生动丰富的网络教学资源，来活跃课堂教学，保证学生更好地参与课堂教学过程，有助于提高学生学习的主动性和积极性，因此，线上线下混合式教学模式成为一种现代大学生乐于接受的教学方式。

宿州学院应用化学专业及化学工程与工艺专业开设现代分离方法与技术课程，分析课程的特点，总结了课程实践教学的优缺点，保证在完成正常教学任务的同时开展专业课课程思政教育，提高学生对选修课学习的兴趣和主动性，可为课前师生准备、教学实施过程、后期课程考核等环节提供经验。

1 专业选修课程教学现状

现代分离方法与技术课程为宿州学院应用化学专业、化学工程与工艺专业本科生选修课程，课程不仅包含色谱分离、电化学分离等传统分离方法和技术，还包含比较前沿的分离分析技术及应用内容。课程旨在加强本科学生对现代分离方法和技术的理解、认知和掌握，扩展本科生视野，提高本科生技能，使他们为后续的科研工作和研究生阶段做好必要的知识储备。

通过多年教学实践发现，现代分离方法与技术课程教学需要考虑以下几个问题并进行相应的教学改革：第一，该课程的性质为专业选修课程，相较于学科专业基础课程和专业核心课程，学生普遍对选修课程重视程度不够，导致学生在选修课程的学习中所花费的时间和精力很少，学习效果不理想；第二，由于分离科学技术领域发展速度较快，分离方法和技术不断更新换代，授课教师不仅需要具备丰富的教学经验，更要熟悉分离学科的前沿技术，授课内容和方式都要与时俱进；第三，学校开设的现代分离方法与技术课程含实验部分，要将理论和实验部分兼顾，提高学生对理论部分学习的兴趣，调动学生对配套实验的兴趣，实现理论知识和实践能力双向培养的目标；第四，开展多元化现代分离方法与技术课程的教学方式，将线上线下混合教学模式引入现代分离方法与技术课程教学中，有利于提升教学效率，激发学生自主学习；第五，确立专业课程思政育人的目标，思想政治教育不应仅依托于思想政治类课程，而是应该融入一切形式的课程中，实现“全员育人、全程育人、全方位育人”的“三全育人”协同效应体系，挖掘专业选修课思政元素，将思政内容与专业知识有机融合。基于对以上问题的考虑，本教学团队从优化教学内容、筛选课程教学模式、专业课程思政教育和课程考核方式等方面对现代分离方法与技术课程教学进行了初步的教学改革和探索。

2 现代分离方法与技术课程改革思路及措施

2.1 教学内容改革

宿州学院现代分离方法与技术课程选用化学工业出版社出版、丁明玉主编的《现代分离方法与技术》（第三版）作为教材，教材共10 章，包括绪论、分离原理知识和分离技术3 个部分（见图1）。随着教学模式由线下转为线上，教学内容要相应进行调整，从教材中选取比较适合线上教学的章节进行授课，保证教学效果不因形式的改变而降低。现代分离方法与技术是面向应用化学专业大三学生开设的专业选修课程，由图1 可知，第六章色谱分离法和第九章电化学分离法与本专业大二时（第四学期）开设的仪器分析课程知识点部分重合，可以选取这两章作为线上教学的内容，对于教学方式的转变，选用熟悉、具有衔接性的知识点进行讲解，有利于大学生夯实分离的基础知识，深化对色谱分离基本概念和技术应用的理解。依据课程的教学大纲和培养方案，教师重点讲授色谱、电化学的分离技术，介绍色谱、电化学分离学科发展的前沿知识，以区别于仪器分析课程知识点，做到衔接知识点的递进教学。

图1 现代分离方法与技术课程的知识结构

2.2 将科研成果引入课堂

结合科研成果有效提升线上课堂教学的质量，引导大学生了解分离学科发展的前沿。分离学科的前沿内容是分离领域相关论文期刊发表的分离技术和方法，图2 给出了讲授溶剂萃取和膜分离章节时列出的典型分离科研案例[5-6]。教师可以采用直播课堂的线上教学方式（腾讯会议）讲解分离科研案例的实验设计思路、实验过程、实验条件、实验结果图谱分析等知识点，重点讲解科研案例的实验结果（谱图分析），使学生加深对色谱、电化学分离方法、理论知识的理解及掌握，提升学生学习兴趣，拓宽学生视野。当开展线下教学时，教师同步调整教学内容，讲解新的分离技术理论和知识，从而同时保证了线下和线上教学质量。

图2 溶剂萃取、膜分离技术线上教学科研案例

2.3 改革教学模式

目前，线上教学主要采用录播课程和直播课程两种形式，录播课程是提前录制好课程内容，将录制好的视频上传至平台，供学生自行学习，但是录课方式缺失师生课堂互动，教师无法及时监控学生的学习情况。相比于录课，直播课程方式可以较好地完成课堂互动、保证线上教学效果。其优点如下。第一，教师可以确定学生到课人数，及时掌握学生到课率，可以根据学生课堂表现调整上课语速，并且根据学生本节课堂表现适当增减下节课的教学内容。为了获得更好的直播课程教学效果，教师要控制屏幕共享的每一张PPT 的文字数量，适当增加图片或视频。第二，要求每一位学生打开视屏，防止学生形式上参加线上课程。第三，课堂中适当提问前面有联系的知识点或本堂知识点，及时了解学生是否认真听课及对知识点掌握的情况。第四，为了提高学生对线上课程的学习兴趣，教师可以引入化学热点问题。如讲解第八章膜分离时，膜分离技术是利用具有一定选择透过特性的过滤介质进行物质分离纯化的技术，医用外科口罩[7]的中间层是由聚丙烯制造的熔喷无纺布，是一种超细静电纤维材料，使用过程中利用静电吸附作用吸附含病毒的飞沫，使空气正常通过，可以有效地杜绝病毒感染，由此分析，口罩的防护采用了膜分离技术，并鉴于日常防护，叮嘱学生正确使用医用外科口罩。

基于现代分离方法与技术课程设置有配套的实验部分，对理论部分开展教学改革的同时，也应对实验教学进行完善。改变实验课授课方式，以往实验课一般过程为：讲解实验理论部分、学生动手操作、观察实验现象、记录实验数据、提交实验报告册。现代分离方法与技术实验课采取理论课先行，再开展实验课，因此，每次实验课前教师安排预习任务，学生预习实验课，上课时由教师讲解转变为抽查小组进行讲解，学生在预习实验课的同时，主动地将分离理论知识和每个实验依托的分离技术联系起来，既巩固了理论课知识，又培养了思考问题的好习惯，线上预习、考核，线下动手做实验，实现了线上、线下教学无缝衔接。为了巩固线上教学效果，按小组给学生留作业：自行查找其他膜分离技术的科学实例，各小组在下节课进行分享，由此培养学生自主查阅文献资料的习惯，引导学生自主学习，培养学生良好的学习习惯。

2.4 夯实专业选修课课程思政育人功能

授课教师除了完成专业知识的讲解，更应该通过教学过程了解学生的学习情况[8-15]。学生良好的情绪是学习的重要前提之一，教师应及时与班级辅导员沟通，反馈学生的近期思想情况。

讲解第五章萃取分离法时，教师可引入我国科学家屠呦呦采用低沸点的乙醚作为萃取溶剂，成功发现了青蒿素的事迹。青蒿素的发现之路体现了我国科研工作者锲而不舍的科研精神，屠呦呦获奖的感言展现了我国科研工作者的爱国精神，增强了新时代大学生的文化自信和民族自豪感。

2.5 完善专业选修课程考核方式

教学过程中的课程考核和评价是促进学生发展的重要手段之一，采用新教学模式的同时，相应的考核和评价也应该变革和创新[16-18]。传统的考核评价只注重学生的最终成绩，而忽略了教学质量和学生创新、实践及解决复杂问题能力的提高。现代分离方法与技术作为大三学生的一门选修课程，与后面的毕业实践实习和考研都有关联。标准化的考核评价反映的是学生对理论知识的记忆情况。现代分离方法与技术课程共32 学时（理论课占16 学时），其中配套的实验课程占16 学时（见表1），课程采用过程性考核与期末考核相结合的评价方式，并增大过程考核比重（期末考试占总成绩的50 %，过程考核占总成绩的50 %）（见表2）。

表1 现代分离方法与技术实验分配表

表2 现代分离方法与技术课程过程考核

3 结束语

本文基于新工科背景的课程建设要求，以宿州学院专业选修课现代分离方法与技术为例，从授课内容、教学方式、课程思政育人、课程考核方式4 个方面探索了专业选修课程教学过程中存在的问题，经过实践提出了针对性的教学改革措施，进行专业选修课程创新和改革，激发了学生的学习兴趣，提升了学生的创新和实践能力，获得了良好的教学效果。