趙小紅,陳 政,李金芳
(賀州學院 材料與化學工程學院(碳酸鈣學院),廣西 賀州 542899)
賀州市碳酸鈣資源豐富,在國內享有“重鈣之都”的美譽,是賀州市三大千億元產業之一。但目前在賀州市的碳酸鈣企業大都以生產原料的形式對外銷售,屬于產業鏈最初級階段,資源消耗大,污染大,利潤低,碳酸鈣產業亟待升級。因此,賀州市出臺一系列招商引資政策,引進了一批企業,同時大力扶植條件成熟當地原有的碳酸鈣企業盡快完成產業升級。
賀州學院(以下簡稱“本校”)是賀州市唯一一所高校。本校堅持“立足賀州、服務區域、面向基層、突出特色”的辦學思路和堅持“發展應用型教育,培養應用型人才,建設應用型大學”為辦學宗旨[1]。因此,材料與化學工程學院(碳酸鈣學院)是在賀州學院建設特色鮮明高水平地方應用型大學的辦學定位,積極服務廣西碳酸鈣和高性能新材料等千億元產業和賀州全力東融、積極融入粵港澳大灣區等背景下,于2016 年12 月成立的。為推動學院人才培養與賀州碳酸鈣產業發展相適應,2019 年新增了高分子材料與工程本科專業,極大地豐富了賀州碳酸鈣產業的內涵。
本專業立足廣西、面向全國,致力于培養適應區域經濟和行業發展的需求,具有高度的社會責任感和職業道德,良好的人文素養、團隊合作精神和健康的身心素質,牢固掌握高分子材料與工程專業的專業理論和專業技能,具備解決高分子材料與工程專業相關復雜工程問題的能力,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等領域,特別是塑料、復合材料加工及應用等領域,從事產品和技術研發、工藝設計、分析檢測、生產和經營管理等方面的與國際工程教育標準實效接軌的國際公認的應用型人才。
在成果導向教育理念引導下[2],以高分子材料與工程行業需求為起點和導向,反過來制定符合行業需要的合理的人才培養方案。根據人才培養方案架構合理的課程結構體系,根據每門課程在該專業理論知識體系中的作用和地位制定課程目標、教學內容與方法和考核方式方法。在每門課程的課程目標、教學內容和方法及考核方式方法等教學全過程中有機融入思政教育和工程教育專業認證要求。然后通過考查學生的學習成果和就業情況,結合行業人才需求變化,對人才培養方案制定、教學和考核等整個教學內容和過程進行持續改革。在向上螺旋循環持續的教學改革過程中,以學生為中心,著重關注學生的學習成果和就業狀況。有機化學課程的持續改革是整個專業教學持續改革的一部分。
工程教育專業認證認為工科學生成長為能夠獨立組織和開展工程實踐的專業人才分2 個階段。第一階段,學生在校期間的專業理論知識體系學習階段,以達到既定的畢業條件為達成的標準。第二階段,畢業后從事本專業3~5 年工作實踐,以達到專業既定的培養目標為達成的標準。本文分析的是第一階段的內容。
有機化學課程是研究有機物的結構、命名、物化性質、制備、應用及與此相關的理論問題的科學,是一門理論性和實踐性并重的課程,是高分子材料與工程專業本科生的必修課程,可為進一步學習后繼專業課奠定基礎。
從高校立德樹人根本任務和高分子材料與工程專業培養目標可以看出,學生在畢業時不僅要在專業知識方面,而且要在思想道德素養方面達到相應指標。團隊教師結合專業培養目標和有機化學課程特點修改教學大綱,制定體現課程思政和工程認證要求,包含專業知識的學習目標和思政教育目標的課程目標,也就是學生學習完后要取得的“成果”。
1 知識技能目標
詳見表1“課程目標”一欄中的“知識技能型”,將其分解成“能將有機化學的知識用于工程問題的表述中”等共6 個板塊。主要是讓學生了解有機化學的基本概念、學習目標和方法,掌握各類有機化合物的結構、命名、物理性質、化學性質、典型化合物性質及應用,掌握蒸餾、萃取、重結晶、回流和抽濾等基本設備的操作和有機合成成套設備使用,以及有機物分離純化與分析和實驗原理,能夠將有機化學的專業基礎知識用于材料工程問題的表述,進行實驗報告的撰寫等;能夠進行實驗數據處理與討論分析,應用有機化學基本原理,有效識別和判斷復雜工程問題的關鍵環節;根據研究對象特征,選擇研究路線,設計實驗方案,構建實驗體系,安全地開展實驗,包括樣品制備、加工和測試,正確地采集實驗數據;能夠理解自己作為專業人員對公眾的安全、健康和福祉,以及環境保護的社會責任,能夠在工程實踐中自覺履行責任。
2 思想道德素養目標
詳見表1“課程目標”一欄中的“思想道德素養型”,將其分解成“具有自主學習和終身學習的意識,有不斷學習和適應發展的能力”等共4 個板塊。主要是讓學生具有社會責任感和專業責任感,具有綠色、環保、創新意識和終身學習意識,具有愛國敬業、勤學奮斗、刻苦鉆研、堅韌不拔、工匠和團隊合作精神,具有較強的家國情懷、競爭與合作能力、良好的表達和人際交往能力等。
課程目標明確化后,采用逆向化方式進行教學設計[3],探尋合適的教學內容和方法,撰寫教案。課程目標與內容和方法的改革關系見表1。表中“切入點”和“拓展內容”主要是針對教學內容,“達成途徑”涉及內容和方法。

表1 課程目標與內容和方法的改革關系
知識技能關注的指標主要是對專業知識掌握及運用知識解決工程問題的能力。內容上通過習題的拓展練習強化對知識的掌握,結合實驗和實習、實訓等課外實踐活動的相關案例中實驗報告、項目書的撰寫和相關企業生產等,培養其運用知識解決工程問題的能力。在此,基于本專業設立目標,旨在立足廣西,面向全國,適應區域經濟和行業發展的需求實際,結合賀州碳酸鈣產業實際和“互聯網+”創新創業項目,本校區級重點實驗室(廣西碳酸鈣資源綜合利用重點實驗室)、實習單位開展教學,增加有關碳酸鈣的制備和改性用有機物類型及原理、碳酸鈣作為填料的下游高分子產品等相關實例,讓學生理論聯系實際以增加其專業有用性認識和運用專業知識解決復雜工程問題的能力。方法上,通過教學方法的改革,如采用線上線下結合、翻轉課堂和混合式教學等方式,讓學生通過自學、聽講、練習和仿真實驗操作等對各類物質結構、命名、物理性質和化學性質等專業知識和實驗技能進行強化。邀請重點實驗室平臺教師和企業工程師參與到課程教學,通過聽講座或參觀企業生產等方式,讓學生更好地應用相關理論,識別和判斷復雜工程問題。
思想道德素養培養是課程思政的重點。內容上可以緒論,各類物質的物理、化學性質及實驗室安全,特別是以科學家命名的反應為切入點,結合當前時政,增加課程思政內容,如化學發展史及科學家故事,由物理化學性質引起的事故案例,引導其樹立正確的職業責任感、良好的道德情操,做一個愛國敬業、勤學奮斗、刻苦鉆研和堅韌不拔的工程人員。通過新型冠狀病毒感染疫情以來抗疫物資和人員正反實例、化工廠因操作管理不當引起的安全事故分析引導學生關愛生命,要有安全意識、敬業精神、責任意識、規矩意識、大局意識、法律意識和大愛無私精神。方法上,可將故事案例的視頻或圖片文字材料整理成資料庫,課前發給學生,布置任務讓大家觀看,課堂上引導分析;或在課堂上概括介紹并分析,再讓大家課后觀看詳情;也可以先讓學生自己查資料,然后以課堂提問的方式來引導分析;還可以把講科學家故事與演講、朗誦及表演等課外活動相結合,通過讓學生自學、課堂聽故事或談感想等方式認識正確的人生觀、價值觀和世界觀,樹立正確的人生目標,錘煉個人的品質。
在課程教學過程中應注意以下方面。
1)在課程教學的全過程中,著重強調課前自學,強化學生自學意識,養成自學習慣和形成自學能力,目的是務必形成終生學習的意識和能力。這也是工程認證的要求之一。
2)在課程教學過程中,要經常反復地提醒學生該專業的培養目標和畢業后可能的從業狀態和從業要求,可能為社會能做的貢獻和能獲得的收益,甚至可能的生活狀態。有機化學課程在專業培養目標中的作用和地位,以及本門課程學習所要求達到的程度,所要學習的全部內容有哪些,現在完成哪些,還有哪些沒有完成等。讓學生清晰地知道自己是誰,從哪里來的,現在到了哪里,將來要到哪里去,要成為怎樣的人。認知決定行為,正確的認知將促進學生制定職業規劃和樹立人生目標,激發學習內驅力,提高學習成效。
要準確、快速地了解學生對上述知識的掌握和在知識技能、思政素養上的提高,課程考核的改革也十分重要。為此,對有機化學課程的考核雖然在最終成績的評定時仍采用平時成績加期末成績的方式,但增加了平時考核的比例,由原來的30%提高到50%,且在考核內容和方式上做了較大改革。平時成績評定由課堂表現、課程作業和課堂考勤等構成,旨在了解學生對課程相關內容的掌握情況,是否具有獨立思考分析能力、解決實際問題的能力和正確的三觀等。考核方式上,理論課課堂表現主要通過課堂提問及討論反饋等形式記錄學生理解能力強弱、回答問題積極性與準確度和語言流暢度;實驗課課堂表現主要通過提問和觀察學生實驗操作等形式記錄學生實驗操作規范度,遵守實驗室安全規定的態度,實驗結果與理論結果符合度等;理論課作業關注學生解題能力強弱、回答問題正確率和條理清晰度;實驗課作業、預習報告關注學生能否根據研究對象特征,選擇研究路線,設計實驗方案;實驗報告關注內容詳實性、結構完整性、分析和討論正確性,以及格式規范與字跡工整性等。考核內容上,從以往的多關注知識轉向全面考核,課堂考勤、思政內容和動手及表達等也納入考核范圍,比如通過講科學家故事、演講或寫感想等方式對價值觀進行考核,通過專題強化和設計型實驗等對工程能力進行考核。平時考核力求全面、及時,以便任課老師根據情況及時地做好教學內容與方法的改進。期末考試對標課程目標命題,加強解決復雜工程問題能力考題,增加思政考核的內容,使考核覆蓋面更全,以提高考核的有效性。
特別強調:①務必把包含思政教育的有機化學課程目標作為考核的內容之一,強化學生學習該門課程的初心,并在課程考核結果中呈現學生思政學習的成果。②考核的范圍和要求,須要在教學全過程中反復強調,幫助學生抓住學習重點,在學習的最初階段打消學生為應對考試臨時抱佛腳的消極態度。
成果導向教育理念和工程教育專業認證標準認為教育要以學生為中心,并著重關注學生學習成果,學生學習成果包括在校期間學習考核結果和學生畢業后的職業發展狀況2 個內容。截至目前,高分子材料與工程還沒有畢業生,無法了解學生的職業發展狀況,但可通過實習單位了解2019 學生的實習過程,通過2020 級學生參加材料綠色循環再利用設計大賽等課外實踐了解學生的整體表現。
課程結束后由任課教師完成課程質量評價報告、課程調查問卷總結報告,對整個教學過程進行評價,重點評價考核結果與課程目標的達成情況,通過統計學方法分析考核數據,通過數據評估教學過程對課程目標的達成情況。同時就學生整體表現對專任教師和實習單位進行問卷調查,進而分析對畢業要求的達成情況。教研室期末組織教學質量監督委員會對任課教師的課程評價進行核實和認定,并提出具體改進意見反饋。任課教師對薄弱項進行原因分析并找出具體措施用于下一輪上課,進行持續改進。
1)取得的成績。學生學習成果分析表明:在課程教學的持續改進下,2020 級課程考核工程知識、問題分析、研究能力和職業規范達成度分別為76.88%、69.5%、73.75%和87.5%,與2019 級相比各指標點提高5%以上;60%以上的學生對基本理論知識的掌握程度在70%以上;90%以上的學生會利用網絡資料查閱,進行自主學習;80%以上學生能綜合應用所學知識,意識到實現材料性能有多種方案可供選擇,會通過文獻研究尋求可替代的解決方案;70%左右學生能應用相關知識,結合有機化學的反應方法、實驗工藝和檢測等特定需求,分析其結構與性能特征并選擇研究路線、設計實驗方案;80%以上學生積極參與“互聯網+”創新創業項目申報、“挑戰杯”中國大學生創業計劃項目、材料綠色循環再利用設計大賽、“三下鄉”和志愿服務等社會實踐活動,表現出運用所學知識解釋、解決實際問題的強烈意識并開展初級實踐,表現出合格的人文素養。
2)不足之處。學生在課外實踐中表現出有機化學領域基礎理論知識不夠扎實,應用相關知識解決復雜工程問題能力還需進一步提升;溝通、協調能力有待提高;管理意識和能力有待提高。
1)在教學過程中,強調基礎理論知識的重要性。結合學生學習的情況,改變教學方式,將教學與討論、理論與實際緊密結合,例如結合工程實踐的具體問題等讓學生積極主動參與學習和討論,開展教學活動,提高教學效果。
2)在實驗教學過程中增加學生自主性。把學生分成若干小組,以實驗目的為導向,引導學生自主組織和分工,并自主制定實驗過程,以此鍛煉學生溝通、協調能力,提高學生管理和配合管理意識與能力。
在成果導向教育理念指導下,結合工程教育專業認證和課程思政開展教學是保障工科專業教育質量的重要手段,專業教師要在學校和二級學院的指導下,深入認識和理解其意義和要求,貫徹以學生為中心、成果產出為導向和持續改進的工程認證理念,以課程為載體,做好課程和專業建設,完成立德樹人根本任務。