談土木工程專業大學化學課程改革途徑

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談土木工程專業大學化學課程改革途徑

摘要:針對大學化學在實踐教學過程中存在理論內容與實驗項目匹配度差,學生學習興趣低、主觀能動性差,課時少等突出問題,本文提出了關于大學化學教學改革的幾點建議。首先通過模塊化教學改革,重構教學內容,促使教學內容重在凸顯“適用性”與“實用性”;其次,深入挖掘、分析、凝練相關思政元素,努力做到潤物無聲,實現知識傳授與價值引領同向同行的協同效應;最后豐富課堂教學模式,轉變固有考核方式,同時,通過建立課程教學改革評價機制,分析、討論課程改革后的教學效果,以期在大學化學的點滴教育中實現知識傳授、能力培養與價值引領相統一的教育目標。

關鍵詞:大學化學;模塊化改革;課程思政;教學評價

近20年來,隨著榆林地區能源化工基地的迅猛發展,榆林學院擁有得天獨厚的資源優勢。化學作為所有自然科學的中心學科之一,已經滲透到現代工程技術的各個領域,如能源、材料、生命和環境等相關學科。而土木工程專業作為我校建筑工程學院特色專業之一,開設大學化學這門課程的初衷在于首先讓學生熟悉現代化學的一些基本理論與基本知識,接受必備的實驗技能訓練;其次,讓學生充分認識到化學與其他學科間相互交叉、滲透與融合的特點,了解化學學科在教學、科研及社會發展中具有舉足輕重的地位;最后,期望學生能夠把化學與工程技術的觀點和方法聯合起來,正確的認識和發現工程技術中的一般化學問題,并能夠有效地解決相關問題。但在長期的實踐教學中,一方面本課程在授課過程中存在教學內容單一、針對性差;理論知識與實驗項目匹配度差,導致實驗項目教學中學生實際動手時間大大縮短,動手能力差,甚至學習興趣低等問題;另一方面,在前期教學過程中,教師更側重于專業知識的講授而輕視人文社科知識的傳播,即思政元素與相關前言科學研究成果穿插較少。因此,為了契合地方應用型人才培養目標以及理論教學與實驗教學相統一的基本目標;為了認真落實總書記關于“各門課都要守好一段渠、種好責任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協同效應”的重要指示[1];為了充分落實“以學生為中心、教師為主導”的教育理念,大學化學課程教學改革迫在眉睫、刻不容緩。

1大學化學實施教學改革的主要途徑

1.1重構教學內容,重在凸顯“適用性”與“實用性”

基于大學化學課程的教學特點,遵循土木工程專業和思政教育的教學規律,適當精簡與專業課聯系較少的教學內容,合理補充與拓寬適用性強、實用性高的基礎知識,將傳統的基礎知識進行模塊化整合,構建了專業知識教學模塊,實驗知識教學模塊與科技成果拓展三大模塊課程體系,具體思路如圖1所示,建立教與學,學與做之間雙向奔赴的良好局面,旨在讓學生不僅能對基礎知識融會貫通,還能舉一反三[2]。模塊化過程中重在凸顯基礎知識理論的“適用性”與“實用性”。例如,原教材中第二章內容屬于熱力學研究范疇,第三章內容屬于動力學研究范疇,二者相輔相成,缺一不可,且這兩部分知識是學生高中化學知識的必修內容,大多數學生具有扎實的學習基礎,不適宜以“知識輸入為導向”的傳統教學模式。通過模塊化教學改革將二者合二為一,不僅可減少以教師為中心的授課時數,還嘗試以學生為中心的授課模式,即圍繞著同一主題,融合了課堂教學、練習、研討、反思等不同的教學形式,培養學生的綜合素質。此外,第四章水溶液中的化學平衡,理論知識深度不夠,應用性較差,難以有效地指導學生開展實驗項目,學與做之間出現了嚴重脫節現象。因此,可以改革性地將其劃入到實驗知識教學模塊體系中,并重新細分為滴定分析概論和四大滴定分析法基本理論2個小模塊,以期解決理論教學和實驗教學的銜接問題。最后,在模塊化改革過程中,應有意識地增加與專業知識相關的新興科研成果,例如,通過開設專題講座或學生自主講授等形式,逐步向以“知識輸出”為主的現代的教學模式轉變,培養學生敏銳的科研思維能力,并鼓勵學生進行創新性學習。

1.2深入挖掘思政元素,做好課程育人教學設計

以模塊化大學化學教學內容為傳播載體,深入挖掘、分析、凝練其中蘊藏的思政元素。在教學過程中,教師不僅是專業知識強有力的傳播者,更應該注重學生德育的培養,開展課程思政,努力做到潤物無聲,實現知識傳授與價值引領同向同行的協同效應[3-5]。例如:在講授分散系統相關知識點時,首先可通過全民抗擊新冠肺炎過程中使用頻率較高的84消毒液,75%乙醇溶液[6]等引出分散系統的基本概念、組成、分類等,提醒學生抗疫之戰仍在持續,切不可掉以輕心,全面對學生進行思想政治教育滲透。其次,以溶膠系統為例,著重從制備方法、性質、結構和應用(聚沉)等四個方面層層遞進,設計教學內容,在此環節中,不僅可引入最新科研成果,讓科研思維潛移默化地貫穿于大學化學教學過程中,逐步培養學生嚴謹、求真務實的科研態度,還可以巧妙穿插相關思政元素,具體設計如圖2所示,將思政教育和專業知識緊密融合,多渠道、多維度拓展教學內容的深度與廣度,強化課程的知識性、實用性與創新性,同時培養具有“人文性、時代性、引領性”的創新人才,為地方、國家發展輸送大量高質量人才。

1.3豐富課堂教學模式,轉變固有考核方式

豐富的教學模式是活躍課堂氛圍的內在驅動力之一[7],而發揮學生主觀能動性的考核形式更有利于激發學生主動汲取知識的興趣,摒棄以往“重期末”,“輕過程”的考核方式,促使學生各方面能力得到快速提升。圖3為大學化學考核方式改革的多元化參考圖,平時成績除了傳統的考勤、習題訓練(作業)外,還應該注重學習過程的培養。例如,可引導學生利用思維導圖完成相關章節的總結、概括等任務,培養學生凝練知識點、自主復習及整理能力,提高學習效率并激發學生豐富的聯想力;還通過線上+線下小組討論,拉進師生關系,形成師生共同體,有效解決專業知識中的疑難雜癥;合理安排文獻檢索內容,培養學生信息檢索能力,使學生主動汲取前言科技成果,感受科技之美,領略科研精神,與科技同行,感受化學之美;此外,以專題講座或某一授課主題為載體,師生互換角色,通過小組課堂展示,將知識輸入為主的傳統授課模式逐步向知識輸出為主新模式轉變,考察學生自主學習能力,教學內容的設計能力及語言表達能力等。讓教學模式與考核方式更加靈活化、合理化、多元化,讓更多非化學化工類的學生體會到學習大學化學這門課的內涵及意義。

2大學化學課程改革之教學評價

基于教學評價具有診斷、反饋、激勵、調控等多重功能,是提升教學效果的一支能用、好用的利劍,因此,在新課程目標達成評價報告中依次將三大模塊下的教學內容劃分為3個課程目標,并結合考勤、課堂表現、大作業等多元化考核方式對課程改革后的教學效果進行初步評價與分析。如圖4所示,以學生學號為橫坐標,達成值為縱坐標,對土木工程1班42名同學進行做圖,得到了不同課程目標下的能力達成分布圖。課程目標1(圖4A)旨在考察了學生對微觀物質結構與宏觀物質性質的掌握情況,其平均達成值為0.8457,表明學生對相關知識點掌握良好,同時上課積極性與大作業完成度均較高。課程目標2(圖4B)平均達成度為0.7081,說明學生具有較強的自主整合、轉化與應用化學熱力學與化學動力學等相關知識點的能力。課程目標3(圖4C)平均達成度為0.6004,反映了學生對電化學基礎與實驗銜接部分相關知識的掌握情況??傮w來說,滿意度尚可,經模塊化教改后此部分知識與學生實踐操作能夠緊密銜接,因此,學生課堂表現積極性提高明顯,但其平均達成度仍有較大提升空間。鑒于此,一方面學生的內在學習動力仍需不斷提高;另一方面可在今后教學過程中加強此模塊下理論知識的講解,想方設法活躍課堂氛圍,線上+線下雙舉并措提升教學效果,使學生真正做到將所學內容融會貫通,達到學以致用的目的。綜上所述,大學化學課程教改實施后學生學習動機、學習積極性、學習效率均有顯著提高,但教學改革不是一朝一夕之事,因此,在今后的教學過程中仍需要不斷改進,完善并建立良好的教學評價機制。

3總結與展望

在新時代背景下,首先通過重構教學內容;深入挖掘思政元素;豐富課堂教學模式及轉變固有考核方式等三大途徑探索大學化學教學改革路線,重在凸顯教學內容的實用性與適用性,巧妙將思政教育和化學專業知識有機融合,利用多元化考核模式,積極調動學生學習的主觀能動性,多渠道、多維度拓展課程的深度和廣度,增強課程的知識性、創新性、人文性和時代性。其次,通過建立課程教學改革評價機制,分析、討論了課程改革后教學效果;最后,大學化學課程改革是一項長期而持久的工程,在今后教學中應努力做到在大學化學的點滴教育中實現知識傳授、能力培養與價值引領相統一的改革初衷。

作者:邢艷 白小慧 張亞 馬向榮 單位:榆林學院 化學與化工學院

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