基于核心素養的互動式工程化學教學探索

李宛飛 程 淼 胡 敬 劉倩倩

（蘇州科技大學材料與工程學院 江蘇·蘇州 215009）

核心素養主要是指學生應具備的能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。注重培養學生核心素養有助于真正落實立德樹人教育目標、適應世界教育改革發展趨勢、提升我國教育國際競爭力。不同于過去以知識傳授為核心的教育，核心素養教育理念不再是灌輸知識，而是以培養“全面發展的人”為核心，更關注育人，為學生終身發展提供核心能力。工程化學是在普通化學、物理化學、結構化學、高分子化學、材料化學和環境化學等學科基礎上發展起來的一門與工程實際結合緊密的實用科學，是土木工程專業學生的必修課程，這一課程具有較強的理論性、綜合性和實踐性，傳統的“灌輸式”工程化學教學模式缺少互動，容易造成學生學習積極性不強，學到的理論知識僵化，與工程實踐應用脫節，嚴重地影響了工程化學教學效果，不利于學生核心素養發展。注重師生、生生之間的溝通與交流的互動教學模式應用到工程化學課堂教學中，可以有效激發學生的學習興趣，充分發揮學生的課堂主體地位，使學生的主觀能動性得到最大限度的發揮，從而提高課堂教學效果，促使學生核心素養的全面提升。本文對基于核心素養的工程化學互動課堂教學策略進行實踐和探索。

1 課程思政互動式教學，培養學生家國情懷、科學家精神和正確化學認知

在新時代背景下，將思政教育與專業課教學相互融合，引領學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀，推進“三全育人”實踐，提升立德樹人實效，至關重要。根據工程化學的特點，結合本課程教學團隊以往的教學經驗，對工程化學課程進行了教學改革探索，實行課程思政互動式教學和課程教學有機融合，課程思政元素融入課堂教學內容，帶入課堂，為學生做好人生的引導的同時，增強同學們對化學的正確認識和認同，激發學生對化學的學習興趣，引導學生端正學習態度，促使學生追求完善知識結構，重視不可或缺化學知識體系，有效提升學生專業核心素養和德育素養，實現為國培養德才兼備人才的目標。例如，工程化學“緒論”教學中，通過課前觀看《我們需要化學》系列科普專題片，包括“化學的起源”“化學與人類飲食”“化學與材料科學”“化學與生命科學”“展望未來化學”，讓學生思考并體會權威化學家為化學正名，為化學發聲的化學情懷，使學生們通過了解化學的本源以及我們生活的化學本質，更能正確理解化學以及學習化學的價值，以更積極的態度更濃厚的興趣投入到化學學習，使學生的學習由被動接受成為主動探究。課堂上通過啟發式誘導引出問題“我們為什么要學化學？”，情景導入老一輩化學科學家對化學的理解和認識以及對化學的熱愛，同時展現了他們熱愛祖國、報效祖國的家國情懷和強烈的責任感以及敬業奉獻、艱苦奮斗、勇攀科學高峰的優秀品質。進一步導入由北京大學校長、著名的高分子化學家周其鳳院士作詞的化學之歌，《化學是你，化學是我》，通過學生聽、唱歌詞，真切領略其歌的神韻，引起同學們強烈的情感共鳴和對化學的重新正確認知。隨后，讓同學們針對“我們為什么要學化學？”這個問題展開分組討論并總結發言，老師點評引導學生擁有家國情懷、科學家精神，增強對化學的認同與崇尚，更主動的培養自己擁有正確的化學思維和扎實的化學能力。

2 多媒體互動式教學，培養學生獨立學習能力和綜合專業能力

傳統工程化學教學模式，不夠重視學生的主體作用，造成學生思考與探究化學知識的興趣不足，不利于培養學生形成良好獨立學習能力，并且教學形式單一且枯燥，容易造成學生注意力不集中，進而產生厭學情緒，難以有效發展學生的化學核心素養。多媒體互動式教學模式以文本、動畫、聲音等形式呈現教學內容，為學生營造一個良好的交互學習氛圍，給學生更直觀的視覺與聽覺沖擊，通過將抽象的理論知識具體化，讓學生更輕松掌握更多化學知識，并且課堂教學充滿趣味性，使學生能夠積極主動參與到學習中來，從而激發學生潛能，使其獨立學習能力以及綜合專業能力均得到顯著提升，課堂教學質量明顯提高。例如，工程化學第三章“電化學基礎”教學中，利用多媒體技術優勢，通過動畫形式展現鋰離子電池技術及其工作原理，能直觀觀察鋰離子電池在充放電過程中，鋰離子在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。借助多媒體能夠快速吸引學生注意力，激發學生學習興趣，而且將抽象的課本知識轉化為具體的、形象的畫面，學生更能夠接受，學習得更輕松，更容易，從而使學生對二次電池以及鋰離子電池被稱為“搖椅式電池”的知識點理解更加快捷有效。進一步通過利用視頻、音頻、圖畫等展示因為鋰離子電池貢獻而獲得諾貝爾化學獎的美國科學家約翰·B·古迪納夫（John B.Goodenough）以及他98歲仍然奮戰在科研一線的科學家精神，順便介紹諾貝爾獎的由來。如此，學生不但對實用技術的化學基礎知識以及化學本質能夠主動思考和掌握，同時對科學以及科學家精神有了更直接更深的領悟，激發學生內在科學探索熱情，實現從“要我學”到“我要學”的轉變，拓寬學生的視野，優化學生的知識結構，全面提高學生綜合專業素養。

3 翻轉課堂互動式教學，培養學生化學思維能力和分析解決化學問題能力

工程化學課程要求學生具備一定的化學思維能力和分析解決化學問題的能力。工程化學翻轉課堂互動式教學模式顛覆了傳統課程教學方法，以學生為主體，將學生放置于課堂主體地位，引導學生主動學習，鼓勵學生主動發現問題、分析問題、解決問題，最終培養學生形成良好的化學思維能力和分析解決化學問題，提高學生的化學課程綜合素質。主要通過課堂內外有效互動、課堂學習與線上學習結合的方式，使學生獨立思考并能夠主動地獲取工程化學知識和研究工程化學的方法，學會用化學思想通過歸納法、演繹法等方法分析問題、探索問題和解決問題，培養化學創新和實踐思維能力。例如，工程化學第五章“化學與材料科學”教學中，采用翻轉課堂互動式教學，讓學生對“化學與材料科學”材料相關化學知識點尤其土木工程材料相關化學，課前通過分工查找資料、團隊協商、成果整合后形成學習成果，課堂上小組代表上臺匯報學習成果，匯報過程中，師生、生生互動討論提問，小組成員進行答疑，課后小組針對知識難點進行進一步的吸收和內化，從而達到提升學生獨立化學學習能力的目標。通過這種形式，充分體現了互動式教學的優勢，既可以給學生充分展示自己的機會，個人表現表達能力大大提高，也培養了學生團隊合作的精神，在問答中學生對所學知識的領悟也能夠得到有效的擴展。教學實踐中，大部分同學都很喜歡這種課堂形式，能讓他們有機會充分展示自己工程化學獨立的見解與觀點。注重理論聯系實際，注重將科研成果融入教學，加強教學與科研互動，教學中將自己最新的科研成果與理論教學相結合，利于學生的科學思想、化學思維的極大提升，做到真正意義上的教學研相長。將翻轉課堂的理念嵌入工程化學課堂，結合多種互動式教學模式開展教學活動，吸引了學生的學習興趣，激發了學生的學習熱情，通過學生自己積極主動學習和分析，提高了學生的化學自學能力以及分析化學問題解決化學問題的能力；采用分組分析討論，學生代表課堂主題演講，老師關鍵點輔助互動，真正實現以學生為中心的課堂教學，利于培養學生學習主角意識以及創新思維能力和綜合化學核心素養能力。

4 結語

基于核心素養，堅持立德樹人的根本任務，通過對工程化學互動式教學的探索與實踐，形成了以學生為主體的教學模式。該模式提高了學生的學習主動性和學習興趣以及學生綜合專業素質和核心能力，工程化學教學質量和效果顯著提升。同時將課程思政融入課程內容，科研成果融入教學，實現了知識傳授與全面提高學生核心素養的有機統一。