新農科背景下無機及分析化學課程教學改革實踐

摘要" 在新農科建設背景下，基于農科專業人才培養需求，對農林高校農科專業無機及分析化學課程教學現狀進行分析。基于OBE理念，以學生為中心，對該課程教學改革路徑進行研究，包括優化教學內容，采用混合式教學模式，挖掘思政元素，優化考核評價體系。結果表明，該教學改革有效提升了學生解決農業生活與生產中實際問題的能力。為新農科背景下同類課程的教學改革、培養復合應用型人才提供參考。

關鍵詞" 新農科；OBE理念；無機及分析化學；無土栽培；土壤肥料

中圖分類號" G642.0；S132" " " "文獻標識碼" A" " " "文章編號" 1007-7731（2024）23-0132-03

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.23.027

Practice of teaching reform in Inorganic and Analytical Chemistry course based on talent cultivation under the background of new agricultural science

GAO Bo" " QU Nan" " WU Caixia

（College of Resources and Environment， Jilin Agriculture University， Changchun 130118， China）

Abstract" Under the background of the construction of new agricultural science， based on the demand for talent cultivation in agricultural science majors in agricultural and forestry universities， the current teaching status of Inorganic and Analytical Chemistry course was analyzed. Based on the OBE concept and student-centered approach， research was conducted on the teaching reform path of this course， including optimizing teaching content， adopting blended learning model， exploring ideological and political elements， and optimizing the assessment and evaluation system. The results indicated that the teaching reform effectively enhanced students’ ability to solve practical problems in agricultural life and production. This provided a reference for the teaching reform of similar courses and the cultivation of compound applied talents under the background of new agricultural science.

Keywords" new agricultural science; OBE concept; Inorganic and Analytical Chemistry; soilless cultivation; soil fertilizer

新農科強調科學技術與農業實際需求的深度融合，對農林高校化學基礎課的教師教學和學生學習提出了新要求。無機及分析化學是農林高校涉農專業一門重要的基礎課程，兼具理論和實驗教學，在人才培養方面發揮舉足輕重的作用。為提高該課程教學質量，部分院校進行了教學改革探索。汪快兵等[1]在理論課上采用小班化教學；王薇等[2]以創新型人才培養為導向進行實驗課程教學體系改革實踐；張蕾等[3]研究融入思政教育的教學改革并加以實踐。李莎等[4]分析比較了線上線下教學方法，提出加強教學內容設計、交叉融合化學課程及專業課，滿足學生個性化學習需求，以及加強課程思政建設等措施。

本文基于OBE理念，以學生為主體，重視培養學生的主動學習和自主探索能力，對無機及分析化學課程理論和實驗教學進行改革實踐。引導學生逐步轉變學習習慣和思維方式，有效提升其自主學習能力和增強其創新意識。

1 無機及分析化學課程教學現狀分析

該課程是農林類高校應用化學、農學、植物保護、環境工程、動物科學、醫藥工程和藥學等專業的一門基礎課。實踐中，該課程教學目標及內容對專業的針對性有待進一步提升。課程學時較少，教學任務繁重，學生對知識的理解有待進一步深入。呂新等[5]研究認為，部分教學以課堂面授為主，學生學習的積極主動性有待進一步提升，對其創新精神和發散思維的培養力度有待進一步加大。同時，考核評價手段有待多元化，過程性和結果性評價有待進一步增加，以動態反映教學效果，培養學生綜合能力。

2 基于OBE理念的無機及分析化學課程教學改革路徑研究

2.1 優化教學內容

實驗教學中，需注重對學生創新意識、動手能力、自主探索能力及團隊協作等綜合能力的培養。

2.1.2 與化學課程進行交叉融合 參考李瑞寧等[6]教學改革方案，積極利用預防化學污染的新思維、新方法和新技術，不斷更新與完善實驗教學內容，通過實驗藥品的綠色化、半微量化，以及改進實驗方法等途徑來加以實踐。例如，對于磺基水楊酸法測定微量鐵的實驗，讓部分實驗小組減少50%的藥品用量，與其他小組實驗結果進行對比，以探究二者之間的區別。此外，還可講解化學在農科專業領域應用的具體案例，引導學生以化學的視角來思考和解決農科專業的科學問題。例如，講解稀溶液依數性知識時，引入植物耐寒、耐旱與植株高矮等問題；講解利用脯氨酸、糖類小分子等物質使凝固點降低、飽和蒸氣壓下降以及滲透壓調節等原理；在講解氫鍵知識時，與學生討論農業生產中利用活性水灌溉讓水果更甘甜、蔬菜更鮮嫩以及土地更健康的原理；在講解化學熱力學焓變知識時，分析細菌與土壤黏粒礦物質相互作用的熱力學原理。

2.1.1 統籌安排實驗教學內容 合理調配理論課教學內容，將與農科專業相關的章節列為重點，精簡與專業聯系較少且較難理解的內容。例如，將沉淀滴定法列為課外補充知識，將部分簡單易懂的知識（如化學平衡移動等）列為自學內容。尹帶霞等[7]研究認為，教學需突出重點，科學分配教學時間，提高教學效率。此外，通過成立興趣小組，設置與專業相關的實驗內容，讓學生查找文獻資料、設計實驗方案，教師參與指導，師生共同完成實驗，培養學生理論聯系實際、開展科學實驗的能力，以及嚴肅認真的科學態度。

2.2 采用混合式教學模式

基于超星學習通平臺，建設了該課程的線上教學，實現了自主、合作和探究型的線上線下混合式教學模式，有效激勵和引導學生主動發現、分析和解決問題。

2.2.1 課前自主預習 魏超昆等[8]研究采用問題導學的方式，讓學生帶著問題在線觀看視頻進行預習。實踐中，通過在線平臺的測試題讓學生進行自我檢驗，并通過線上討論和互動，實現知識的第一層內化。教師在超星學習通平臺及時了解學生的答題情況，把握其在預習階段對所學知識的掌握程度。

2.2.2 課中討論式教學 程曦等[9]研究采用啟發式、探討式教學方法，有效提升教學效果。教師創設學習情境，引入新課內容，強化知識點間的內在聯系；利用相關理論知識，引導學生對情境中涉及的農林問題進行討論，學以致用，實現知識的第二層內化。例如，在酸堿平衡和沉淀溶解平衡教學中，向學生展示無土栽培的相關視頻和圖片教學資源，引導學生圍繞無土栽培所用的營養液含有什么物質、溶液的酸堿性有什么要求等問題展開討論，由此引出相關理論知識。這有利于幫助學生了解無土栽培溶液的酸堿性控制范圍，并學習調節營養液中酸堿性物質的配比。另外，營養液中常見的沉淀物為硫酸鈣和金屬鹽，其可能會導致某些營養元素濃度下降，從而影響植物生長；利用沉淀溶解平衡的知識，有效避免沉淀物生成。

2.2.3 課后研究性學習 通過課后作業、調研報告等，幫助學生實現知識的第三層內化。丁同梅等[10]研究認為，教師充分利用超星學習通平臺，對學生進行線上答疑輔導；根據具體章節知識，讓學生以小組合作的形式，撰寫解決農業問題的研究報告。例如，配制無土栽培營養液，測定土壤中的磷元素含量等。通過這類高階性訓練，培養學生的自主探究和創新能力。

2.3 挖掘思政元素

實踐中，教師根據農科專業特點，向學生分析共享農業領域的重大科學研究成果和前沿技術，將科學家的創新敬業精神、工匠精神、“三農”情懷以及綠色發展等思政元素自然融入教學過程。例如，在化學鍵與分子結構部分，環保的離子液體可以實現廢棄物木質素的高值化利用，符合低碳理念，有利于為學生樹立保護環境的意識；在講解緩沖溶液知識時，講解土壤肥料專家探索提升土地肥力的典型事例，為學生樹立艱苦奮斗意識，培養其工匠精神；陽杰等[11]研究認為，在講解化學動力學催化劑知識時，引入近期有關催化劑的重要科研成果，如納米金屬催化劑、光催化劑等，有利于拓寬學生視野，激發其學習熱情，并培養其創新意識。

2.4 優化考核評價體系

基于OBE教育理念，結合該課程特點，課程組設計了切實可行的考核評價體系。利用超星學習通平臺，通過線上跟蹤功能對學生課前預習情況進行評價。曹侃[12]研究指出，教師在課堂上發起線上討論，平臺記錄學生課堂參與的詳細數據，教師據此進行評價。另外，將課后作業以及專業調研結果計入考核評價體系；合理分配各部分考核分數所占比例，對學生學習成果進行有效評價，并根據評價結果及時調整教學內容。

3 教學改革效果分析

將2023—2024學年第一學期的農學專業2個班級和種子科學與工程專業2個班級學生的成績進行比較，其中，農學1班和種子科學與工程1班作為對照班，采用常規教學方法；農學2班和種子科學與工程2班學生作為實驗班，采用基于OBE理念的教學方法與評價模式。期末考試成績占總成績的70%，平時成績占30%；對照班與實驗班的平時成績來源不同，所以將試卷成績作為教學成果的評價標準。結果表明，實驗班平均分（75.6分）、及格率（80%）和優良比例（36%）均高于對照班平均分（69.3分）、及格率（71%）和優良比例（29%），說明基于OBE理念的教學改革有效激發了學生的學習積極性，教學效果得到明顯提升，為學生后續專業課程的學習奠定堅實基礎。

綜上，本文針對該課程教學現狀，實施了基于OBE理念的教學改革，使學生的化學知識體系得到全面塑造，也培養了其創新實踐能力，教學質量得到明顯改善。為應用復合型新農科人才培養提供支撐，也為農林高校其他相近課程教學改革提供參考。

參考文獻

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[12] 曹侃. 基于OBE和人工智能的專業基礎課改革：以無機及分析化學為例[J]. 職業教育，2021，20（4）：14-17.

（責任編輯：楊歡）