工程教育專業認證背景下基礎化學課程的教學改革探索

艾立玲，楊雪鳳，隋欣，關淑霞，毛國梁，趙麗，張微

（東北石油大學 化學化工學院，黑龍江 大慶）

基礎化學是高等學校工科非化學化工類專業的公共基礎課程，旨在使學生了解近代化學的基本理論和原理，具有必要的化學基本知識和技能；培養學生以化學的觀點來認識、分析、解決與化學有關問題的能力。在后續的專業課學習中，該課程還起著由基礎向專業過渡的橋梁作用。工程教育專業認證遵循“學生中心”“產出導向”和“持續改進”的培養理念[1]。在該背景下，現有的基礎化學課程體系顯然已經無法滿足工程教育專業認證對人才培養的需求。于是，出現了教學內容應用性不強、教學手段比較落后、教學方法過于單一等一系列問題[2,3]。因此，如何更好地進行基礎化學課程的教學改革，以實現工程教育專業認證背景下各專業的人才培養目標，就成為了亟待解決的問題。

筆者所在的基礎化學課程教學團隊承擔了我校多個院系基礎化學課程的教學任務。目前，我校土木工程和石油工程等專業已經順利通過工程教育專業認證，而油氣儲運、裝備與控制工程、資源勘查技術等專業也正在進行工程教育專業認證。依托校級基礎化學重點課程建設，基礎化學課程教學團隊結合我校的專業特色以及工程教育認證的基本要求，對基礎化學課程的教學模式進行了初步的改革探索。

一 結合專業特點，優化教學內容

我校使用的教材為浙江大學普通化學教研組編寫的《普通化學》（第六版），涵蓋了化學熱力學、化學動力學、物質結構、無機及高分子化合物、生物大分子基礎和儀器分析基礎等，共9章內容。由于學時有限，所以在計劃學時（我校共設置40、48和64三種理論學時）內，無法講授教材的全部內容。這就需要針對不同專業的工程教育人才培養目標，優化和調整基礎化學課程的理論教學內容；結合專業應用、突出專業特色，重點深入講解與專業有關的內容，突出化學與其所學專業之間的橫向聯系。

例如：眾所周知，世界上每年都會因為金屬的電化學腐蝕而帶來巨大的經濟損失。針對土木工程專業的學生，其畢業要求需具備對道路、橋梁以及建筑等的設計能力。而設計中做好對于鋼結構材料的防腐就顯得尤為重要。因此，電化學章節知識的學習過程中，在對原電池的組成及化學反應的熱力學原理等知識學習的基礎上，金屬腐蝕及防腐等知識點則可由學生在教師的引導下自主學習[4]。同時，學生還可以自行設計一些方案對金屬進行防腐，如將緩蝕劑法、陰極保護法等運用其中，并結合文獻調研，以“鋼結構”“金屬防腐”等為關鍵詞，撰寫一篇小論文。又如：對于石油工程、海洋油氣工程和油氣儲運專業，在其后續專業課“油田化學”和“鉆井液工藝原理”等課程的學習中，需要用到有機化學及高分子化學等部分的基礎知識，而浙江大學普通化學教研組編寫的《普通化學》（第六版）中并不涵蓋有機化學部分的內容，于是我們根據教學內容的需要，改用同濟大學普通化學及無機化學教研室編寫的《普通化學》作為教材。授課內容上，在對第二章水基分散系部分內容進行講解時，可引乳化原油破乳的案例，適當地介紹乳狀液的鑒別和一些簡單常用的破乳方法；而在對第七章有機高分子化合物部分內容進行講解時，可以引入聚合物驅油的案例，對聚合物驅中常用的（部分水解）聚丙烯酰胺進行詳細介紹。

這樣結合各專業的不同特色，有的放矢地對教學內容進行優化，使學生直接地找到了化學知識在自己專業中的應用，增強了學習興趣，拓寬了知識面，強化了基礎化學與專業課程的聯系；使學生能夠學以致用，將化學基本知識和原理應用于分析和解決復雜工程問題當中，以滿足工程教育專業認證對人才培養目標的需求。

二 突出學生主體地位，進行教學方法改革

在以往基礎化學課程教學過程中，教師多采用“以多媒體為主、板書為輔”的講授法進行教學。這種“教師教、學生學”的傳統教學模式的其實質還是“以教師為中心”，將知識體系、課程體系通過課堂講授的方式灌輸給學生。這與工程教育專業認證“學生中心”的要求仍有一定距離。考慮到基礎化學課程的授課對象為大學一年級學生，他們的自學能力不夠強，有些甚至還沒有完全脫離高中的學習模式。因此，基礎化學課程教學團隊結合了工程教育專業認證的要求和授課對象的特點，在堅持傳統教學的同時，借助MOOC（Massive Open Online Course，中文稱為大規模在線開放課程）、精品資源共享課等非傳統的網絡公開課資源，以及超星學習通等手機APP作為課堂教學的補充和輔助手段，根據不同的教學內容再選用案例教學法、研討式教學法等不同方法進行教學。

這樣一來，傳統課堂也不再“傳統”。課前，教師有針對性地對各個章節的重點知識設計出一系列問題，將這些問題和相關的MOOC學習視頻通過超星學習通一起推送給學生，學生有目的地進行自主學習。教師通過學習通的后臺監測數據初步掌握學生的學習情況，如哪些學生沒有看視頻，哪些視頻被反復觀看等等。課上，在學生自主學習的基礎上，對于一些相對較容易理解的知識，可以“以練代講”，并借助超星學習通對練習的結果進行統計；而對于一些相對不容易理解的知識，可以先分組討論，再由教師進行詳細講解[5]。

此外，對于一些難度相對不大的內容，可以采用翻轉課堂的教學方法。下面，就以石油工程專業學生對第二章稀溶液依數性內容的學習為例來進行說明。課前，教師將班級的學生分為四個學習小組（小班授課，每組5～6人），然后根據稀溶液的四個依數性設計四個與生活息息相關的問題：P2O5等易潮解的物質為什么常被用作干燥劑，其原理是什么？（蒸汽壓下降）；被湯鍋里的肉湯燙傷和被開水燙傷，哪個更嚴重？（沸點升高）；冬天北方下雪的時候，為什么要向路面上灑“鹽”？（凝固點下降）；鹽堿地里莊稼為什么長勢不良？（滲透壓）。再將設計好的問題和相關的學習視頻一起推送給學生，學生帶著問題進行自主學習、小組討論、做PPT準備匯報。課上，每個學習小組對一個依數性進行詳細講解，不同小組之間進行討論、互評、打分；教師進行補充、答疑，并為每個小組進行評價、打分。課后，每個小組以總結報告的形式談一下翻轉課堂的體會和收獲。再通過學習通推送相關的練習題幫助學生對知識點進行鞏固復習。借助超星學習通，師生之間、生生之間可以隨時進行討論、互動。通過翻轉課堂，教師創設和營造學生主動參與的教學環境，引導學生質疑、調查、探究。

這種依托現代化信息手段的線上線下相結合的教學方法，可以充分調動學生學習的積極性，突出他們在學習過程中的主體地位。學生課下“忙”起來了，知道要學什么；課上“動”起來了，“低頭族”的數量大大減少。而且，學生通過線上學習，在一定程度上也解決了基礎化學課程理論學時較少的問題。此外，通過組成不同的學習小組，能較好地促進團隊協作；而組內互評，又能很好地抑制“打醬油”的學生出現。

三 強化平時的考核力度，建立合理的考評體系

考核評價體系必須與新的教學方式相適應[6]，為了提高學生的自主學習能力、提升學生的學習積極性、改善課堂的教學效果，基礎化學課程教學團隊從增加不同考核方式和強化平時考核力度兩方面入手，對考評方式進行改革。嚴格遵循平時成績的評定程序，做到每一分都有據可依。表1為改革后的評價體系組成表。

表1 評價體系組成表

在傳統的考核方式（平時成績20%+期末成績80%）下，難免會有部分考生采取考前突擊、死記硬背的方法，雖然也能通過考核，但有礙于對學生創新能力、獨立思考能力和自主學習能力的培養。從表1可以看出，新的考核方式強化了平時的考核力度，即實現教學質量的“過程控制”，促使學生對學習過程足夠重視。由于工程教育專業認證不允許把出勤率作為考核評價的組成部分，因此通過課堂討論和練習的形式既可以考察出勤率，又可以代替部分作業，減少了課后抄作業的現象。而小論文和翻轉課堂不僅考察了學生對知識的掌握情況，更能鍛煉學生的文獻檢索能力、寫作能力、語言表達能力等等，能夠全面地反映出學生的綜合素質。由此可見，相對于較為單一的考核方式，新的考評體系能夠更加全面、合理地對學生的知識、能力和素質進行綜合評定。

四 結語

基于我校的實際情況和學生的培養特色，基礎化學課程教學團隊為了適應工程教育認證的需要和實現對才培養目標、學生畢業要求、課程目標達成等重要支撐，優化了教學內容、改革了教學方法，完善了評價體系。相信基礎化學課程的教學效果會在后續的運行中逐步完善和提高，更好地適應人才培養的需求。