新工科背景下基礎化學課程群建設與實踐

肖旺釧，張建漢，林福星，蘇志忠

（三明學院 資源與化工學院，福建三明 365004）

自2017年2月以來，我國高等教育正式進入了新工科建設時期，尤其在《關于開展新工科研究與實踐的通知》等政策指導下，為新工科建設提供了重要的指導理論。而基礎化學課程是諸多專業的基礎課程，是其專業框架構建的重要基石，因此圍繞基礎化學課程，通過各個專業方向的結合，可以建成特色顯著、結構合理、層次清晰的課程群系統。

1 新工科背景下基礎化學課程群建設的意義

在新工科背景下，基礎化學課程群建設是對資源化工專業群的推動與發展。在資源化工專業群中，隨著基礎化學課程群的形成，可以實現工程基礎平臺、師資資源、教學科研平臺的共享共有，進而推動了工程技術人才的有效培育。在此基礎上，課程群建設還能加快地方特色與優勢產業的融合發展，以學校自身的特色專業為引領，通過轉型發展，實現應用型人才培養的升級與轉化，將傳統人才培育體系逐步升華為卓越工程師培養計劃。

在化學工程相關的核心專業中，都要以基礎化學課程群作為關鍵，通過與材料化學、生物技術、環境工程、資源環境科學等專業的融合發展，可以實現優勢互補、協同共享的發展目標，進而推動了產教融合的發展新高度，為校企共贏建立了良好的環境與土壤，從而真正以基礎化學課程群服務地方產業的建設發展。

2 新工科背景下基礎化學課程群建設的思路

2.1 擴大師資力量，落實以老帶新

教師是影響教學成效的直接因素之一，因此在基礎化學課程群建設過程中，首先要擴大師資力量，通過建立以老帶新機制，實現教師資源的更新接替。我院為保證師資力量的延續發展，引進八名剛畢業的化學材料類專業博士生。這些青年教師善于科研，但教學水平缺乏經驗，因此在基礎化學課程群建設項目下，我院開展了以老帶新的課程建設活動，由老教授帶領青年博士共同進行課程建設，同時也能發揮他們的創新思維，充分借鑒國外的先進經驗，為課程群建設提供必要的科研理論支持。

2.2 優化課程設置，促進興趣建設

我院對學生開展了調研活動，發現大多數學生對基礎化學課程的重視程度不足，尤其在生物技術、環境工程等專業中，多數學生認為化學與其專業方向聯系性不強，進而失去了學習化學的興趣。針對該問題，在基礎化學課程群建設中，就要采取針對性地設置方案，根據專業區分制定不同的教學大綱，劃分為通識課程與獨立課程，通識課程為必修課，各專業學生都要學習，獨立課程為選修課，針對不同專業方向設置不同的課程內容，比如生物、無機、有機、材料等，深化專業方向的難度。

2.3 整合課程內容，推動知識復合

在新工科背景下，專業融合與知識復合是重點發展方向。在傳統基礎化學課程中，其對于各個專業方向內容的融合不足，僅僅將其按照不同的角度進行分析，并未建立整體化、系統性的聯系與框架。而在課程群建設中，必須建立系統化的融合脈絡，通過建立完整的項目案例，引導學生結合化學、物理、生物等不同專業方向的知識，從而有效解決項目案例中的實際問題，以此培育具有復合知識體系的新工科人才。

3 新工科背景下基礎化學課程群建設的實踐路徑

我校資源與化工學院有著豐富的發展歷史，在歷經工科理科專業劃分、教育類型轉型之后，改制為當前的工科材料化學專業。基礎化學作為本專業重要的基礎課程，多年來課程教材與實驗項目未能進行優化與完善，因此在課程群建設過程中，必須通過對教材內容的調整，進一步對接本地區內的產業發展。

3.1 理論課程的優化與完善

基礎化學理論課程需要從兩個方面進行優化與完善。首先，要根據專業方向整合基礎化學的理論內容，通過對課程內容的順序整理、內容歸納與精煉，分別設立為不同方向的理論課程。

在該過程中，一方面要避免各個方向的理論課程之間出現大量重復或相似的內容，更要調節不同理論課程開課的順序。比如物理化學課程作為基礎化學課程中的系統性理論課程，應當是最先學習的理論內容，但是卻往往在無機、有機、分析化學等課程后開設，這就導致學生的學習順序出現了偏差，在內容理解上存在障礙。又比如熱力學第一定律、化學反應動力學等內容在物理化學與無機化學、分析化學等課程中重復出現，導致學生需要多次學習，既浪費了課時，又引起學生的反感。因此在課程群建設過程中，必須根據學生的學習流程合理安排各個理論課的開展順序，同時根據順序調整各個課程中相同或類似的課程內容，避免出現重復的理論知識。

另一方面，則要進一步精簡理論課程中的內容，按照理論框架建設系統化的課程體系。比如在無機與分析化學課程中，化學平衡是重要的學習內容，但是在教學時將其融入四個章節之中展開，導致學生需要通過長期的學習進程中自行總結相關知識。在課程群新建環節中，則要進一步優化和調整內容的呈現框架，將原有的四個章節內容凝練為一個章節，將其原理、平衡方程、平衡移動、實踐應用融于一個章節中，既縮短了課時，又可以提高學生知識建構的水平。

要根據專業行業的發展歷程對陳舊的理論內容進行刪減，同時也要對新內容進行增補。化學科學的發展極其迅速，隨著研究內容的不斷細化，化學與其他專業學科的交叉發展進入了新的研究層面，甚至滋生出很多新的前沿學科，比如化學與現代生物科學、環保、農業、醫療等領域的融合，成為新工科背景下的重要基礎學科。因此在基礎化學的專業群建設中，必須突破傳統的內容體系，一方面要刪除部分內容，比如理論過于繁雜、推導過程過于復雜、概念老化落后、與其他專業方向沒有直接聯系以及缺乏實際應用價值的內容，都可以刪去，以此避免對學生理論系統建設造成誤導，同時也能提升學生的科學素養。另一方面則要增添當前基礎化學的前沿理論，比如基礎化學最新的研究成果、化學與其他學科的交叉研究理論等，融入基礎化學與其他專業的融合理論課程之中，形成新的教學專題。由此可以通過課程體系展現基礎化學學科發展的新動向與新趨勢，對于拓展學生知識面、了解行業前沿發展有著重要的作用。

3.2 實驗課程的升級與拓展

依據不同專業的需求，基礎化學實驗課程可以統籌安排，通過模塊化與層次化的設計滿足不同專業學生的發展需求，由此形成基礎性實驗、綜合性實驗以及設計類實驗三種課程形式。這三種課程形式的實驗難度依次增高，復雜程度呈上升態勢，學生在學習時可以按照自身能力的發展順序，從基礎操作到復雜操作及設計實驗，讓學生從實驗操作發展到思維創新。

在課程群建設過程中，基礎化學實驗課程的升級同樣要從兩個方向展開。建立基礎化學網絡課程平臺。高校可以依靠“超星”“泛雅”“MOOC”等平臺進行建設，一方面可以由教師錄制實驗課程的教學視頻，其中包括實驗項目原理介紹、實驗所用的儀器介紹、操作流程步驟及實際操作演示等，通過課程視頻可以為學生提供更加便捷的實驗學習途徑，尤其可以幫助基礎薄弱的學生在預習環節中熟悉操作，掌握注意事項與操作技能。另一方面教師還可以錄制拓展實驗的教學視頻。教師可以選擇與當前課程相關但具有拓展意義的實驗項目，或者選擇學校化學實驗室中科研項目的子項目，將其設計思路、實際問題、實驗目標、操作方法等進行展示，由此同樣可以拓展學生的實驗視野，甚至還可以邀請優秀學生加入學校的科研項目。

圍繞專業特色與崗位需求，建立開放性的實驗教學體系，針對學生的創新能力進行培育。首先，要為學生提供可自主選擇參與的基礎化學科研項目，一般教師可以以自己的科研課題為基礎，通過內容簡化或選擇子課題的方式，引導學生建立研究小組，通過提前預約的方式利用學校的開放實驗室進行科研活動。在課題設計方面，教師要選擇當前的行業熱點，并與學生的專業方向緊密相關，通過多學科知識的交叉融合，考察學生的合作意識與協同科研能力。其次，要引導學生自主建立科研課題，學生同樣可以組建科研小組，提出科學可行的科研項目，由教師審核通過后，即可申請在開放實驗室進行實驗研究，學生可以采用靈活的實驗時間參與科研活動，通過實驗室預約機制而自由調控實驗時間。通過這樣的開放實驗，不僅可以為優秀學生提供更好的實驗環境，而且還能提高學生自主設計與創新實驗的能力，為學生的科研水平發展奠定基礎。

3.3 德育課程的融入與結合

在立德樹人大背景下，基礎化學課程群的建設離不開德育與思政內容的融合。因此在基礎化學課程內容中，還需要融入更多的展現正確科學觀、價值觀的素材，在教學活動中引導學生建立正確的思想觀念與科研品格，提升學生的科研素養。比如在無機與分析化學課程中，在學習元素板塊的內容時，教師就可以結合我國“稀土之父”徐光憲先生的事跡進行教學，一方面可以講述他在關鍵時期完成稀土元素分離提純科研任務的重要表現，另一方面可以引導學生了解他的化學科研成就，以此提高學生對我國科研水平信心，從而實現愛國主義與文化自信的培育目標，進一步提升學生的科學素養與人文品格。

4 結束語

在新工科背景下，基礎化學作為一門基礎性學科，在諸多專業與方向的研究發展中具有重要的基礎價值，因此可以通過課程群建設的方式，不斷優化基礎化學理論與實驗課程的內容與結構體系，既能夠為不同專業學生提供學科交叉學習的系統化服務，又能推動化學學科教育水平的高度發展，還要在其中滲透德育與思政內容，真正建成復合型高素質人才培育體系。