新工科背景下基礎化學教學改革與實踐

摘 "要：新工科背景下，各類學科的教學內容與實踐均需拓展，以便培養出更具創新思維，實踐能力的優秀人才。以浙江農林大學暨陽學院為例，通過分析基礎化學課程教學存在的問題，提出基礎化學課程的新標準。該文通過新工科背景下的研究認為，基礎化學課程教學應以培養高素質復合型人才為目標，通過改變教學模式，注重學生的全面發展，加強教學實踐，激發學生學習的興趣，鍛煉學生的實踐創新能力。同時為其他課程改革提供指導，助力新工科人才的培養。

關鍵詞：新工科；基礎化學；教學內容；教學模式；實踐研究

中圖分類號：G642 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）06-0152-04

Abstract： In the context of the new engineering discipline， the teaching content and practice of various disciplines need to be expanded in order to cultivate talents with more innovative thinking and excellent practical abilities. Taking Jiyang College of Zhejiang Agricultural and Forestry University as an example， by analyzing the existing problems in the teaching of basic chemistry courses， a new standard for basic chemistry courses is proposed. Based on the research in the context of the new engineering discipline， this article believes that the teaching of basic chemistry courses should aim at cultivating high-quality and versatile talents， by changing the teaching mode， paying attention to the all-round development of students， enhancing teaching practice， promoting students' interest， and training students' practical and innovative abilities. At the same time， it provides guidance for other curriculum reforms and assists in the cultivation of new engineering talents.

Keywords： new engineering; Basic Chemistry; content of courses; teaching model; practical research

新經濟背景下，我國經濟結構，呈現為以高新科技產業發展的方向、各產業向高新信息產業靠攏的發展趨勢。我國高校的宗旨是在為社會培養輸送人才，帶動經濟發展，新經濟的背景下，誕生出新工科[1]。

在新工科背景下，我國許多大學對于基礎化學課程內容與教學模式都在不同程度上進行改革與探索，也取得了一定的成效。由于各個學校的性質與專業特點的不同，所以各地高校基礎化學教學模式的改革與實踐并未有十分成熟的經驗得以借鑒。

對于環境工程、食品科學與工程、應用化學等理工科類型的專業而言基礎化學是一類極其重要的基礎課程，因此在新工科背景下，我們更應該響應號召向新工科的標準靠齊，并結合實際進行教學改革與實踐，設計不同的教學模式和體系，注重培養學生的創新思維，不斷提升教學質量，實現將專業知識與拓展創新實踐相融合，培養出新型工程人才，為不斷涌現的新產業輸送高質量人才[2]。

浙江農林大學暨陽學院（以下簡稱“我校”）作為浙江省第二批應用型試點建設高校，工科專業是其中應用性最顯著的一類專業之一。其中，環境工程（食品科學與工程）等工科專業人才培養過程中，涉及基礎化學（以下簡稱化學，主要包括無機及分析化學、有機化學、物理化學等課程）課程教學體系，基礎化學課程與上述工科創新專業人才的培養密切關聯。因此，在新工科背景下，針對基礎化學課程，探討其教學模式的改革，優化教學策略與教學手段、拓展教學內容、進一步貼合實際、增強學生對于專業知識及專業技能的把控程度，對其他學校的基礎化學課程有著一定的借鑒作用，同時在基礎化學課程教學模式改革的過程中，也能很好地幫助我校在新經濟形勢下，培養輸送高質量人才。

一 "基礎化學課程的教學目標與作用

基礎化學課程包含的內容很豐富，也是許多其他專業的基礎課程，其占據的地位十分重要，教學目標也是十分清晰。基礎化學在專業培養目標中的定位是：讓學生將理論知識與實驗技能融會貫通，并運用于解決實際問題中。理論知識的教學目標是通過基礎化學課程的學習，使得學生掌握有機化學、無機化學、分析化學等基礎化學知識。在傳授理論知識的同時，注重培養學生的自學能力，培養其創新思維。實驗課程的教學目標是以規范操作為基礎，使學生熟練掌握化學實驗的操作技能，提高學生的動手能力，使得學生勇于探索，去發現問題解決問題。理論知識與實驗相結合使學生既能更深刻地理解理論知識，又能提升團隊協作、分析問題與解決問題的能力，為今后學習其他科學文化知識提供好的學習方法，也為今后更好地勝任相關的化學技術工作夯實基礎。

二 "基礎化學課程內容及教學要求

基礎化學課程包括無機化學、有機化學、物理化學、分析化學等。由于課程種類多，因此這里我們以無機化學為例，簡述無機化學的課程內容與教學要求。

（一） "教學內容

無機化學是化學、材料、環境工程等專業的一門必修基礎課程，其內容覆蓋面廣。學生在高中就已掌握一些基礎的無機化學知識，大學無機化學以此為基礎，深入拓展知識，實現中學與大學內容的銜接[3]。無機化學主要的教學內容有分散體系、化學速率與化學平衡、化學分析、酸堿平衡與酸堿滴定法及配位平衡等。

化學反應速率教學，重在讓學生理解概念、掌握表示方法，能用活化能和活化分子解釋溫度對反應速率的影響；化學平衡概念簡單，重點是掌握外因影響并學會相關計算。學習理論知識時，需了解學生的知識點掌握情況，把化學反應速率和化學平衡原理應用于實際。

酸堿平衡主要的教學內容是酸堿質子理論、酸堿平衡的移動、酸堿平衡中有關濃度的計算及緩沖溶液這四個部分。該部分內容包含酸堿滴定實驗。實驗是培養學生實踐能力的重要方式。在實驗中，教師監督學生操作，確保無誤，為后續課程打基礎。

（二） "教學要求

從無機化學的教學內容來看，無機化學涉及教學內容極其廣泛，其專業性和操作性都很強，對于化工、材料、環境工程等專業來說，無機化學課程，要求培養基礎扎實的化學人才，同時需要加強實踐學習，以培養學生牢固的無機化學理論知識和扎實的實驗能力。在新工科背景下，無機化學課程要側重于培養學生在工程領域具備創新、分析、動手能力的工程技術人才，不僅在于無機化學知識深入學習，更要在其他基礎化學領域拓展，進行學科交叉與創新，培養出多元型、綜合型工程技術人才。

三 "基礎化學教學與實踐存在的問題

以浙江農林大學暨陽學院為例，化學課程始終作為生物環境學院理工類學生的大類基礎課，課程包含有機化學、無機及分析化學、物理化學等。課程組圍繞化學相關的教學進行了一些改革嘗試，比如對于化學類科技活動體系及機制進行了梳理，對課堂的互動教學開展了一些有益的嘗試，對實驗教學也開展一些較深入的拓展。與此同時從中發現一些問題，由于部分學生在高中時期沒有學習過化學知識，從而導致這部分學生沒有化學基礎，需要從頭開始學習化學理論知識。因此，采用傳統的基礎化學教學方式，很難取得預期的教學效果，還會使得學生淺嘗輒止，產生畏難情緒[4]。對于這種情況，我們需要轉變思想，從教學模式入手，不斷去結合實際情況積極摸索行之有效的教學方法，吸引學生的目光及激發學生的學習興趣，從而提高教學質量。針對新工科工程教育及應用型創新人才培養的要求，基礎化學課程教學現階段存在以下問題。

（一） "理工有機融合不夠

在新工科背景下，高校的理工科教育呈現一個理工融合的世界性發展趨勢。理工融合是指在知識結構的設計中教育者要注意“理中有工”或“工中有理”的適當性，以便學生在拓展知識的同時能體會其中包含的方法論。簡而言之就是將科學精神與工程素養相結合，在某種程度上獲取科學方法與工程方法的真諦[5]。

化學屬于理學，環境工程、食品科學與工程專業是屬于工學范疇。基礎化學是我校環境工程、食品科學與工程等專業必修的重要基礎課程，因此，理工有機融合十分重要。

（二） "課程內容不全面

新工科背景下，基礎化學教學作為我校環境工程、食品科學與工程等專業的基礎課程，要求學生充分掌握基礎化學理論知識及化學實驗技能，其教學內容應覆蓋無機及分析化學、有機化學、物理化學等理論知識，以及相關化學實驗的操作技能。由于在教學內容及教材的配置上未能做到合理安排，導致學生對理論知識的掌握偏重，而對實驗內容的理解和實踐能力不足。因此，難以將理論知識充分應用于實際操作，使得課程內容顯得不夠完整。

（三） "教學模式單一

基礎化學教學在當前各高校的授課中，仍然采用了傳統的教學方法，采用課堂教授知識，以教師為主體開展教學，學生容易產生厭倦情緒。在這種教學模式下，學生雖然能很好地掌握課程所規定的理論知識，也能夠解決各類理論題型。但學生在化學實驗實際操作方面的理解和應用較為欠缺，從而導致無法培養綜合型工程人才。此外，這種教學模式難以滿足新工科背景下的教學需求，導致學生對課程要求和標準理解有偏差，專業定位不清晰，不利于學生未來從事相關工作，以及對基礎化學和前沿衍生知識的學習與探索。

（四） "師生互動交流不暢

由于教育模式的單一，大部分教師采用的是PPT展示理論知識的講解，并且更注重教學任務的完成，從而忽視了實際的教學情境。因此導致在師生交流互動中，老師處于主動傳輸知識的一方，而學生處于被動接收知識的一方，只是簡單地將知識存儲下來，導致一部分學生學習沒有目標，從而使得師生互動與交流不暢。這種情況不僅使老師難以了解自己的教學成效，也導致學生知識學習不足，缺乏創造性思維，基礎不扎實，創新能力薄弱。

（五） "課程思政融入教學不足

專業課是落實立德樹人根本任務，培養品德高尚人才的重要載體，專業課與思政內容的有機結合是打造高質量課程的重要前提[6]。思政內容的學習并不僅僅局限于思政課的知識傳授，也存在于各類課程中。思政內容對學生的影響較大，它促進學生德育的發展，使學生全面發展。然而在日常的教學過程中教師往往更專注于專業知識的傳授，從而忽視了將其與思政內容相結合，可能會下意識地覺得思政內容在思政課上學習就可以了，從而導致了課程與思政融合的不足。

四 "基礎化學教學改革與實踐研究內容

在新工科背景下，各高校形成了培養人才的新標準與新要求。化學類課程是我校環境工程、食品科學與工程等工科專業必須開設的重要基礎課程，其教學內容具有鮮明的理論性、實踐性和技能型的特征。因此，以我校基礎化學教學為例，結合我國各高校當前教學模式與教學內容提出一些教學模式改革措施。從創新理工有機融合形式和加強工程思維訓練，設計、完善立體化教學資源，建構新的學習環境，多元化的教學活動設計，建立全面的學生學習考核評價方式，課程與思政內容有機融合這六個方面著手。

（一） "創新理工有機融合形式和加強工程思維訓練

理學與工學兩者既相互關聯，又有很大差別。理學是工學的基礎，而工學是理學的延展與應用。理學屬于科學范疇，而工學屬于工程技術范疇。我校環境工程、食品科學與工程專業既包涵了理學的基本特征，又囊括了工學的基本內涵[7]。因此，我們通過創新理工有機融合，加強學生的工程思維訓練是十分必要的。

在課堂教學中開展形式多樣的理工有機融合活動，重點在于引導和啟發學生積極參與工程思維訓練活動，增強學生對工程訓練活動的興趣。改變傳統的教學觀念，重視數智化技術在教學中的應用和教學方法的改革，靈活運用多種合適的混合式教學模式，突出學生的學習主體地位，有效調動學生參與學習的積極性，培養學生的“自主、合作、探究”的學習方式，促進學生積極思考，通過研究性學習來促進他們學習能力的發展，一切改革都應該圍繞培養學生學習能力、工程素養和思維為中心，這也是本項目力圖攻克的一個難點。

（二） "設計、完善立體化教學資源

不斷開發與優化課程資源，涵蓋拓展知識的輔助材料（教輔），培養學生工程素養與思維能力的在線課件與習題，以及學生實驗、工程實訓、競賽和科技創新計劃等。建設具有個性化特色的在線教學平臺、成立課程學習興趣小組；通過微信公眾號建立課程知識拓展與傳播平臺，發布移動化、碎片化學習資源；形成基于“數智化”的教學資源，既要突出課程的“精髓”，又要兼顧課程知識的覆蓋面；既注重課程所傳達知識的專業性，又考慮知識被學生吸收與消化的廣泛性[8]。

（三） "建構新的學習環境

環境對人的影響是潛移默化的，良好的教學環境有益于學生學習知識。教學環境主要分為兩部分：硬件環境、軟環境。硬件環境就是實體環境，例如教室的陳設、座位的布局。軟環境簡單來說就是網絡環境。通過對課堂教學環境和課后學習環境的優化，建設齊備的“數智化”學習平臺，供師生互動、學習交流和管理協調，最終形成一個全新的“學生中心”“產出導向”的知識建構環境。

（四） "多元化的教學活動設計

課堂教學設計的目的是為了更好地完成既定的教學內容，獲得更好的教學效果。隨著科技的進步與發展，教學活動的形式也逐漸多元化。因此在教學活動安排上，要努力做到將傳統教學與線上教學、課外拓展相結合，教師不僅僅要采用教材實施傳統教學的方式進行知識點的講解，還需要進行師生互動，可以安排課堂案例分析、分組討論、課堂互評、在線考核和基于項目的小組合作學習等教學活動。此外，通過課外建立微信公眾號傳輸化學課程相關知識，拓展學生的知識面。通過多元的教學活動設計，提升學生學習的積極性，提高學生的學習質量。

（五） "建立全面的學生學習考核評價方式

對學習的考核評價是為了更好地檢驗學生對知識的掌握程度。任課老師通常根據學生的考核結果去判斷學生對知識點的掌握情況，以此不斷調整自己的教學方法，以便學生能夠最大程度的獲得知識。因此，建立全面的學生學習考核評價方式是極其重要的。目前的考核方式主要是學生的平時成績加上期末考試成績，兩者按照一定的比例構成課程成績。這種方式比較僵硬，并不能全面地展示學生的學習情況。因此，課程的考核評價應該合理地貫穿整個教學過程，結合課程的教學內容與教學目標，從多角度、多形式對學生進行全面的評價[9]。教師可以采用期中、期末考試，課堂討論、課程小論文，知識點競答等方式進行全面評價。在豐富考核評價的同時，也要關注學生在學習過程中的其他積極因素，例如學習態度、實驗操作能力、發散思維等方面的客觀綜合評價。綜合性的成績考核方式在一定程度上加強了學生對學習的重視，還激勵學生的學習積極性，并且更大程度上體現了公平、公正性。

（六） "課程與思政內容有機融合

課程與思政內容有機融合是一個十分重要的教學改革方向。通過查閱大量的文獻發現，在新工科背景下許多高校都在進行專業課程與思政內容相融合的教學改革。教師在挖掘基礎化學課程知識中包含的思政元素的過程中，既能引導學生樹立正確的觀念，又能豐富教師自身的思想。

在專業課中融入思政內容的方式有多種，例如在章節知識的開講前可以采用文化引入的方式，例如將中國優秀的傳統文化和中國科學家的故事作為知識的切入點，使得學生更感興趣，同時讓學生堅定文化自信，了解學習中國科學家精神。在相關知識點的講述時，教師在備課時可以追溯其知識點的來源，融入相應的諾貝爾化學獎獲獎者的研究過程，不僅能豐富教學內容，還使得學生的精神世界得到了洗禮[10]。在基礎化學教學過程中融入德育教育，不僅傳授了專業知識，還能滋養學生心靈，使得學生全面發展，培養出德才兼備有能力的高素質人才。

五 "基礎化學教學改革與實踐研究的意義

新工科背景下基礎化學教學的改革推動了我校環境工程專業、食品科學與工程專業的發展。其既能扎實學生的專業知識，又能讓學生全面發展，形成正確的價值觀，促使學校培養出素質高，技術強，具有創新意識的復合型人才[11]。

基礎化學的教學改革與實踐提高了教學質量。由于新工科背景下，傳統的教學模式已經不能滿足當下的教學，新的教學模式更加豐富，教學內容也有所改變。教學模式的更新促使學生的學習興趣得到了很好的提升，從而使教學質量得到提升。

基礎化學的教學改革與實踐提升了教師的綜合水平。基礎化學的課程教學不僅要求教師要熟練掌握專業知識，還需要教師進行自身知識面的擴展。教師掌握專業知識是基礎，學習其他相關思政知識是輔助，同時教師在教學時要注重團隊意識和教學創新，從而使得教師的綜合水平得以提高。

基礎化學的教學改革與實踐培養了學生的創新思維。學生是學習的主體。學生并不是生硬地學習知識，而是融會貫通地掌握知識。在基礎化學的教學改革實踐中教師更加注重學生學習思維、創新思維的培養與鍛煉，為社會培養出具有創新思維的優秀人才。

基礎化學的教學改革與實踐提高了學生素質。知識的學習固然很重要，但是品德的形成也是同等重要的。因此，在教學改革與實踐中我們格外注重思政內容的融入，促使學生樹立正確的價值觀，提升學生的社會責任感，提高學生素質，培養出更多德才兼備的高質量人才。

六 "結束語

新工科背景下，我國社會產業結構對于高校的工科人才培養有了更高的要求，基礎化學課程作為當前環境工程、化工、材料相關專業的基礎課，因此急需進行教學模式改革，改造傳統的教學模式，以滿足新工科背景下工程人才培養要求。根據當前我國高校該類課程的教學現狀，我校將加強實踐教學比重，提高學生動手能力，設計多元化教學活動，創新理工融合，創造新的學習環境，拓展教學內容，加強思政內容融入專業課程，注重交叉學科人才的引進，扎實學生專業知識，培養學生創新意識，促進學生全面發展，為國家和社會培養出卓越的工程人才。

參考文獻：

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