基于新工科人才培養的無機與分析化學課程改革

陳豐

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對無機與分析化學課程培養學生過程中缺失工程實踐、創新能力和價值引領等問題，圍繞新工科建設提出的人才培養需求，提出在教學內容、教學方法、實踐方式和課程思政等方面進行改革，在介紹化學領域必備的專業基礎知識的同時分享其在工程方面的應用，引入專業課程的育人導向，提高課程的實用性，引導學生參與科研實踐，培養學生的創新實踐能力和家國情懷，為培養德才兼備的工程師奠定基礎。

[關? ? 鍵? ?詞]? 新工科;無機與分析化學;課程改革;課程思政

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）01-0102-02

伴隨著世界范圍內科技革命和產業變革的加速進行，人才的價值越來越重要，中國的工業體系快速發展，對工程技術人才提出了更高的能力要求，而高級工程技術人才的能力提升離不開高等教育的支撐[1]。2017年2月，在復旦大學召開的“綜合性高校工程教育發展戰略研討會”提出“新工科建設復旦共識”，提出開展新工科建設，又先后形成“天大行動”和“北京指南”，推動開展圍繞“新工科”建設與發展的教學研究實踐活動，深化工程教育改革[2]。教育部與各大高校共同努力、積極推進專業向“新工科”轉型，建設滿足“新工科”培養目標的專業課程。

新工科旨在培養工程實踐能力強、創新能力強、具備競爭力的高素質應用型人才[3]，在培養目標上更加注重培養學生掌握知識的應用性、實踐性，要求學生在畢業之后能夠運用所學的知識解決生產和社會生活中的實際問題[4，5]。蘇州科技大學天平學院作為獨立院校，主要任務是培養應用型人才，新工科建設既是機遇也是挑戰。

無機與分析化學是我校應用化學專業和工程類專業大一新生的重要專業基礎課之一，涵蓋無機化學和分析化學兩門基礎化學內容，是大部分工科生學習后續課程的重要基礎[6]。總結近年來在無機及分析化學課程教學過程中的經驗與教訓，我仔細地思索了該門課程在“新工科”建設要求下所存在的問題并進行改革，使課程能夠更好地幫助學生適應新時代“新工科”要求，具備更強的綜合性應用能力，為以后從事實際的生產工作奠定扎實的基礎。

一、無機與分析化學課程所存在的問題

1.由于在高中階段學生所接受化學教育的程度不同，除了應用化學專業之外，環境及土木等工程學科的學生在高中階段可能只學了1年化學，高考前2年內再沒有接觸過化學課程，很多學生進入大學接觸到化學課，第一想法就是這門課的知識都忘光了，沒法學，據統計我校的工科專業大約有三分之一甚至更多的學生高中只學過1年化學，而且已經基本都忘記了。而目前使用的教材是把無機化學與分析化學的相關內容相整合，有部分內容和高中化學重復，對高考中選考化學的學生學習沒有進一步加深，不能滿足學生的好奇心，激發不了學生的學習興趣。最后導致部分學生可能處于“跟不上”的狀態，部分學生可能處于“吃不飽”的狀態。

2.前沿性應用示例很少引入課堂，由于無機和分析化學都是基礎化學，很多任課教師由于個人精力的問題，對這些基礎學科的認識過于片面，認為基礎科學近年發展慢，沒有新知識產生，且并沒認識到學科交叉帶動了無機和分析化學與其他學科形成很多新的二級和三級學科，如生物無機化學、無機固體化學、環境分析和監測技術等產物，這些學科涉及目前很多正在開展的熱點研究。現階段的教材和教學過程中涉及的前沿性內容較少，以致學生缺少學習無機和分析化學專業基礎知識的動力。

3.教學中缺少與工業實踐應用相關的內容。無機與分析化學課程主要開展在實驗室中進行的驗證性實驗教學，培養學生各種操作技能，也有涉及多個化學原理的綜合實驗，雖然這些實驗有助于學生理解和掌握化學知識，培養實驗動手能力，但是僅僅屬于掌握知識，缺乏探究性、創新性實驗，更缺少與工程應用相關聯的實踐活動。學校教師的教學能力強，但實踐能力弱，學校的師資多數是從學校博士畢業到學校當老師，對企業的流程不熟悉，對學生無法進行全面指導，不能引導學生主動地理論聯系實際，導致學生發現和解決工程中實際問題的能力缺失。

4.對化學基礎的課程思政認識不足。隨著近年來的“野蠻”擴張，“爆炸”“污染”等一系列觸目驚心的化工事故頻發，到了今天成為很多人避之不及的問題，很大一部分原因是專業人才資源整體不足，化工專業學生愛崗敬業、為國為化工奮斗的精神不足，對化學安全知識的學習和認識不到位。如何使工科學生充分認識到化學的“天使”與“惡魔”兩面，如何讓化工專業學生能夠愛崗敬業，在將來的工作中幫助行業良性發展？這對課程的思政教育提出了新的難題。

二、無機與分析化學課程改革

為了培養學生的應用能力，推動應用化學等專業的新工科建設，對無機與分析化學的教學內容、教學方法、實踐方式和課程思政等方面進行改革探索。

1.在教學內容上精簡課本內容，出版了江蘇省“十二五”重點教材《無機及分析化學》，在課堂教學時深入淺出，每次課程特別強調涉及內容的重難點，將很多簡單的或者記憶性的知識做成網上微課，安排學生在課后通過網絡自學。編寫了新培養方案和大綱，按專業培養學生的要求，將課程分為A、B、C三類，對應不同的專業，滿足不同基礎、應用背景學生的培養要求，對化學知識要求高的應用化學專業采用難度最大、7個理論學分的A課程，對相對要求低的土木專業采用難度較低、5個理論學分的B課程，對要求最低的生物、環境等專業采用包括實驗共計5個學分的C課程，充分地調動學生學習無機與分析化學這門課程的興趣與主動性[7]。

2.改變傳統的教學模式，采用“翻轉課堂”模式。傳統教學模式是“先教后學”，翻轉課堂的核心思想是“先學后教”，教師適當地在課前布置促使學生提前主動學習，正式上課時學生在課堂教學中顯現出主體地位，教師課上引導學生學習，解答學生疑問[8]。設置分組討論環節，在課堂上向學生提出：如“我所認識的化學課題”，引導學生討論其所理解的在日常生活中涉及的化學知識，總結后以海報的形式進行展示，并積極分析化學課程相關的知識點進行解說，曾評選部分優秀作品在學院統一展出，激發學生的積極性，培養學生自主思考與創新的能力。課后布置調查性小論文，學生根據自選內容完成，在完成調查報告期間，教師通過微信、QQ、郵件等形式與學生進行互動，加強師生的情感交流，實現教學相長。

3.實踐方式注重教學和科研的相互融合，“寓研于教，以研促學”。課堂教學是培養學生的主戰場，教師了解化學學科的前沿學術領域及發展動態與趨勢，在適當的章節補充傳授學科發展的最新知識，在教學中廣征博引，揮灑自如，使課堂教學生動活潑，使學生得到比較厚實的知識、開放性的想象力與創造性思維的空間，激發學生的學習興趣。采取課堂教學—課堂實驗—科研項目體驗的循序漸進方式，使學生一步步掌握知識—技能—技巧，最終實現實踐—創新的良性循環。通過近兩年的實踐，取得一定成效，學生獲批省級以上本科生科技創新項目2項，以第一作者發表科研論文多篇（其中SCI論文1篇），獲中國專利授權3項，獲得2019年“挑戰杯”江蘇省大學生課外學術科技作品競賽三等獎和“鄭和杯”創新創業大賽的一等獎等。

4.專業于品德兼修，充分發揮“課程思政”的育人作用。《新工科建設指南（北京指南）》提出更加注重理念引領，堅持立德樹人、德學兼修，培養德學兼修、德才兼備的高素質工程人才，強調把思想政治工作貫穿教育教學全過程[9]。在教學過程中結合知識點，選擇性地介紹我國科學家在該領域的貢獻和成就，培養學生的“家國情懷”。如在學習酸堿理論的時候，介紹侯氏制堿法，這是一個以中國人的姓名命名的發明，這是在我國深受帝國主義侵略時產生的發明，這一發明將世界制堿科學推向一個新階段。這樣的學習讓學生在獲取科學知識的同時，真切感受到科學家的魅力和愛國情懷，培養學生的工程倫理意識。

三、總結

無機與分析化學是工程專業的重要專業基礎課程，起著承上啟下的作用。新工科建設把培養學生工程實踐能力和創新能力作為課程的核心目標，在教學內容上，突出無機與分析化學領域必備的專業基礎知識，并介紹其在工程方面的應用;在教學方法上采用“翻轉課堂”，增加學生自主調研環節，讓學生主動了解當前化學領域的熱點;在實踐方式上，注意引導學生參與教師科研，面向實際需求，解決實際工程問題，培養學生的綜合能力。將家國情懷、生態意識和工程倫理意識等培養融入教學中，為新工科源源不斷地輸出滿足新興產業競爭的人才。

參考文獻：

[1]張鳳寶.新工科建設的路徑與方法芻論：以天津大學為例[J].中國大學教學，2017（7）：97-99.

[2]劉鑫橋.新常態下新工科建設形式趨同的制度邏輯[J].黑龍江高教研究，2019（4）：1-4.

[3]崔大賓，彭敬康，雷鵬程.基于新工科背景下的本科教育模式思考[J].科教導刊，2019（27）：3-4.

[4]王獻忠，龍柏華，楊麗.新工科背景下應用型地方本科院校應用化學專業建設存在的問題與對策[J].萍鄉學院學報，2018，35（6）：107-109.

[5]吳濤，吳福培，包能勝，等.新工科內涵式發展理念的本質溯源[J].高等工程教育研究，2018（6）：16-22.

[6]景明俊，蔣桂芳，許文瑾.工程認證背景下無機及分析化學課程的教學改革探索[J].山東化工，2018（17）：175，177.

[7]毛淑芳，翁德會，吳春姍，等.“新工科”背景下民辦高校化工與制藥類專業實踐教學體系建設研究[J].化工高等教育，2019（5）：55-60.

[8]祝德義，鹿文慧.新工科背景下翻轉課堂教學模式的有效運用[J].科教論壇，2019（9）：53.

[9]余江濤，王文起，徐晏清.專業教師實踐“課程思政”的邏輯及其要領：以理工科課程為例[J].學校黨建與思想教育，2018（1）.

編輯 馮永霞