“數字化+課程思政”賦能工程化學課程教學改革與實踐

摘 "要：工程化學作為一門受眾面廣、服務型強的學科正在不斷發展與完善。該文結合課題組的教學研究與實踐經驗，針對目前工程化學教學中存在的數字化運用不強、課程思政融入難、評價體系不完善等主要問題，探討如何在數字化背景下，將課程思政教育與工程化學教學相結合，并從更新理念、重構內容、創新模式、改進方法和完善評價五維度進行教學創新改革與實踐，以提升工程化學課程的教學質量，提高學生的思政素養、數字素養和綜合能力。

關鍵詞：數字化；課程思政；工程化學；教學改革；人機協同評價

中圖分類號：G642 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）10-0152-05

Abstract： Engineering Chemistry as a wide audience， strong service-oriented subject is being constantly developed and improved. Combining the research status， teaching practice experience of the research group， and the main problems of the teaching of Engineering Chemistry， such as， weak application of digitization， difficult to integrate ideological and political education into Engineering Chemistry， imperfection of the evaluation system， this paper is discussed how to integrate the course ideology and politics into the teaching process of Engineering Chemistry based on digitization. In order to promote the teaching quality， and train the students' ideological and political literacy， digital literacy and comprehensive ability， it also makes a study on the teaching innovation reform and the practice in term of renovation of teaching conceptions， reconstruction of the teaching content， innovation of teaching mode， improvement of teaching method， and perfection of teaching evaluation.

Keywords： digitization; course ideology and politics; Engineering Chemistry; teaching reform; human-machine collaborative evaluation

2017年中共教育部黨組印發《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》[1]，提出十大育人體系，第一次在文件中正式提出了“課程思政”概念。它強調，大力推動以“課程思政”為目標的課堂教學改革，實現思想政治教育和知識體系教育的有機統一。2020年《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，高校要深化教育教學改革，充分挖掘各類課程思想政治教育資源，發揮好每門課程的育人作用及提高高校人才培養質量[2]。2022年，習近平總書記在黨的二十大報告中明確指出：“育人的根本在于立德。”可見，高等院校開展課程思政意義深遠且重大。

數字化是教育領域的一場深刻變革，它利用現代化信息技術手段，對教學內容等進行數字化改造，實現教育資源的優化配置和教育質量的提升，促進教育公平化。習近平總書記在黨的二十大報告中指出，辦好人民滿意的教育……推進教育數字化。2023年，全國教育工作會議提出“縱深推進教育數字化戰略行動”[3]。同年2月，世界數字教育大會指出，數字化轉型是世界范圍內教育轉型的重要載體和方向[4]。2024年國務院政府工作報告強調，加強高質量教育體系建設，大力發展數字教育。可見，發展教育數字化是大勢所趨，勢不可擋。

工程化學是一門工科院校面向非化學化工專業開設的通識必修課程。它受眾面廣，綜合性強且與其他工科學科聯系緊密[5]，主要涵蓋物質結構、化學平衡等內容。工程化學不僅傳授專業知識和技能，更承載著培養學生工匠精神、創新思維和社會責任感等重要使命。因此，在數字化和課程思政背景下，開展工程化學教學的改革與實踐具有其獨特的必要性和重要性。

一 "工程化學教學過程中存在的主要問題

（一） "數字化教育理念和模式不強，教學資源整合與創新難度大

受傳統教育理念和模式慣性的影響，教師更注重對知識的傳授和學生應試能力的培養，而相對忽視了學生的自主學習、創新能力和實踐技能等的培養。這種慣性使得數字化教育理念和模式的推廣面臨一定的阻力。部分教師對數字化教育的內涵、意義和價值認識不夠深刻全面，將其簡單地等同于“用PPT代替板書”或“將教材電子化”。信息技術的發展日新月異，教學資源的更新速度也隨之加快，數字化教學資源的整合需要借助先進的技術手段，如云計算、大數據等。然而這些技術的應用門檻較高，需要專業的技術人員進行開發和維護。教學資源的創新需要教師既具備深厚的專業知識和豐富的實踐經驗，又需要緊跟時代潮流和發展趨勢，而教師在這些方面可能存在不足，難以開發出具有創新性和實用性的教學資源。

（二） "課程思政融入教學內容難，存在“兩張皮”等現象

這一現象主要體現為課程內容與思政教育之間的割裂，導致思政教育未能正確有效地融入工程化學的教學中，形成一種形式上的結合而實質上分離的狀態[6]。教師對課程思政的本質和目的認識不足，將其簡單理解為在專業課程中增加一些思政元素，沒有理解到課程思政是落實立德樹人、實施“三全育人”的重要舉措和抓手。這種認識上的偏差導致教師在實踐中難以準確把握課程思政的精髓，從而出現“課程+思政”“在教學中插入‘思政廣告’”等現象。教師在教學技巧和方法上存在不足。教師嘗試將思政元素融入教學內容時，缺乏有效的教學設計和教學策略，導致思政內容與教學內容之間銜接不夠自然，甚至出現教學內容分化的現象。教師將思政元素融入教學內容時，未充分考慮學生的需求和特點，導致課堂氛圍生硬、枯燥，使得學生的求知欲望和學習效果降低。

（三） "教學評價體系不完善，科學性和客觀性欠佳

傳統教學評價內容不全面[7]。它更多地關注學生對書本知識的掌握程度，而忽略學生的綜合素質、創新能力及情感態度等。評價依據不全面。教育教學是一個長期動態的過程，包括課內外表現、課程作業、開放實驗等多個環節，而教師對學生學習過程的數據記錄有限，無法對教學質量進行常態化監測。教學評價結果科學性和客觀性欠佳。由于評價內容和依據不全面，以及同一門課程不同教師的主觀評價標準不一致，導致教學評價結果往往缺乏科學性和客觀性，難以確保評價結果的公正性和準確性。

二 "數字化背景下工程化學的教學改革與實踐

（一） "提升師生數字素養

學校層面，舉辦數字素養主題講座、研討會等活動，定期組織教師參加數字化教學技術培訓，開展數字素養教學研討活動，分享教學經驗和成果，促進相互學習和提高。建立數字素養教育資源庫，提供豐富多樣的學習材料和案例，供師生參考和借鑒。開設信息技術課程，將數字素養教育納入課程體系，確保每位學生都能接受到系統的數字素養教育。師生自身層面，師生要認識到在數字化時代，提升數字化素養對于個人發展、學習效率和創新能力的重要性。培養主動學習的習慣，積極尋求數字素養相關的資源和信息，不斷充實自己。同時師生也能提高網絡安全意識，保護個人隱私和信息安全，避免網絡詐騙和不良信息的侵害。社會層面，政府可以進一步加大對數字素養教育的投入和支持力度，制定相關政策措施推動數字素養教育普及。鼓勵社會力量參與數字素養教育，提供多元化的教育資源和服務。

（二） "數字化手段助力課程思政融入工程化學

開發思政元素融入教學內容的多媒體材料，并建立數字化課程思政資源庫。利用圖片、動畫、視頻等多種形式，將工程化學中的知識點與思政元素（科學精神、綠色環保等）相結合，收集或制作成生動有趣的教學資源，并建立數字化課程思政資源庫。這些案例作為教學素材，提高學生學習興趣，幫助他們更好地理解教學內容，并體會其所蘊含的情感。利用在線學習平臺、虛擬實驗室等其他資源中的思政元素進行潤物細無聲的引導，使學生在潛移默化中接受思政教育。利用在線平臺（或QQ、微信等通信工具）的互動功能，學生不受時空限制，與教師或其他同學進行深入探討交流，從而增強人文關懷等。通過在線討論、線上學習評價（感想）等，引導學生思考與課程內容相關的社會熱點、倫理問題等[8]。

（三） "更新教學理念

課程建立“以學生為中心，立德樹人”的教學理念（圖1），強調學生的主體地位和教師的主導地位。充分發揮數字化作用，以翻轉課堂、智慧課堂、第二課堂為抓手，實現價值引領與“兩性一度”。

（四） "重構教學內容

優化課程內容，知識再蒸餾。基于“兩性一度”，將校本教材、思政元素、學科前沿、專業需求和實踐創新相融合，形成“五融合內容體系”，并在教學目標的驅動下，形成基礎知識的初階篇、提升能力的中階篇和評價創造的高階篇。

圖1 "工程化學教學理念

挖掘思政元素——價值引領。深入挖掘教學內容中的思政元素，將課程內容與思政元素同向同行，形成了豐富的思政資源。專業能力塑造、課程思政鑄魂，實現價值塑造的全過程（圖2），如在講解原子結構發展史時，突出用發展的眼光看待事物，并且敢于質疑，不斷創新；注意任何質的變化都需要量的積累，體現創新精神和發展思維。課程內容與思政教育同向同行，最終達到知識傳授、能力達成、價值引領的共振。

融入生活和專業，學以致用。將案例分為通識案例和專業案例，針對不同專業提供與本專業相匹配的案例庫，讓工程化學貼近專業，增強同學們利用化學輔助解決專業工程問題的能力。如土木工程專業，關于建筑物失火，思考兩個問題：一是如何滅火？運用改變燃燒的三要素之一進行解決。二是如何預防建筑物失火？采用防火材料進行預防等。再如，車輛專業，重點講解電池發電的原理及電池性能評價等。

緊跟學科發展，融入前沿知識。圍繞電池光伏材料、生物質能源的開發與利用等熱點研究領域，將潤滑油、生物柴油等學科知識引入教學內容，使學生初步了解科學研究方法，提升教學內容的創新性。

從“內容”到“創新”，實現實踐創新。內容為基，實踐為本，創新為旨。以酸堿內容為例，掌握酸堿概念及酸堿反應實質，能夠解釋生活中蚊蟲叮咬產生甲酸，使用肥皂等堿性物質，發生酸堿中和，從而止癢。再引申至緩沖溶液的緩沖原理，能夠配制、評價其緩沖效果。通過系統學習，學生能制備適合實際需求的緩沖溶液。

其他教學資源。充分利用數字化信息技術，充實教學內容，包括在線開放課程，思辨資源庫，虛擬資源庫等。

（五） "創新教學模式

在教學模式上，將BOPPPS與現代數字化信息技術相結合，形成翻轉式BOPPPS模式。該模式包括線上驅動式學習、線下探究式學習和課外個性化學習（圖3）。教師根據學情分析收集資料、發布任務、收集問題和設計課程流程，線下課堂主要體現為引導、指導、檢測、歸納總結和課外分級輔導。課前，同學們利用網絡在線平臺進行預習，完成BOPPPS模式中導入、目標和前測。根據前測結果，課堂中進行參與式學習，包括小組討論、開放實驗、翻轉課堂和小組競答等，同時完成本節課的后測和總結。課后，學有困難的同學可在線重復學習，完成思維導圖，嘗試解決高階性問題。學有余力的同學則進入高階拓展性學習。以雜化軌道為例，課前通過觀看視頻及開放實驗完成雜化軌道類型的預習任務；課中分組討論雜化軌道的應用，同時討論雜化軌道理論能否應用于所有物質，并繪制相關分子的模擬圖；課后通過ChemDraw、高斯等軟件繪制不同分子，并探討分子結構與性質之間的關系。

（六） "改進教學方法

教的方法有引導式、啟發式和案例式等。其中引導式是教原理、教思維；啟發式是提問題、教本質；案例式重應用、做示范。教的形式有開學第一課、化學安全教育、啟發式教學和案例式教學等。學的方法有探究式、體驗式、評價式等方式。其中探究式體現思考分析、體驗式體現實驗操作、評價式體現表達自我。學的形式有分組討論、開放實驗，翻轉課堂等。具體案例：①分組實驗探究。以弱電解質解離的影響因素為例，課堂前分好組，每組同學根據本組的觀點進行分析、實驗、探討結果和得出結論。課堂上向全班同學分享探索過程，并接受其他同學的提問。教師進行點評與補充。②理論與實驗相結合式。以原電池為例，通過了解原電池的供電原理，算出普通鉛蓄電池的電壓，并評價電池性能等。③案例分析。如通過下雪天向高速公路上撒鹽的現象，更好地理解溶液凝固點低于純溶劑的凝固點的知識原理。④虛實結合。通過ChemDraw等現代信息技術，向學生展示分子空間結構及化學反應的微觀過程，使其更好地掌握理論知識及相關軟件的使用。⑤辯論賽。開展一些有趣、開放性話題，如化學的利與弊，請同學們查閱資料，發表觀點，接受質疑等。此過程既增強了學生的主觀能動性，又提高了其邏輯思維、批判思維及團隊協作能力等。⑥科研反哺，創新競賽。教師帶領學有余力的同學參加大學生各類大賽，發表論文；學生還可以進入老師的科研團隊，學習科研的方法，體驗科研過程，實現科研反哺，師生共同進步。⑦產教融合，協同育人。邀請企業專家進課堂，為學生授課和指導實踐，鼓勵學生參與創新創業活動，培養學生的創業精神和創新能力。

（七） "完善評價體系

《深化新時代教育評價改革總體方案》強調，“堅持科學有效，改進結果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價，充分利用信息技術，提高教育評價的科學性、專業性、客觀性”[9]。工程化學的評價模式以課程評價理論為指導，發揮數據的要素作用，凸顯評價的數字化診斷、反饋、改進與提升功能（圖4[10]）。

圖4 "全過程閉環式人機協同整改評價模型

在工程化學自我診改評價階段，基于課堂自評、組內互評等多維度測評方式進行人工評價，采用問卷調查等評價方法，分析學生的學情狀況、情感態度等情況，結合學生的學業成績、能力素質等證據，綜合評判學生的價值認同、道德品質和自然科學素養，作出初步人工價值判斷。通過數據表征、數據整合、關聯分析等機器數據得到多模式可視化數據報告，分析學生產生的多模態數據，為育人成效評價提供數字化依據，得到自我評價結果表征。在專業針對性整改評價階段，以工程化學服務支撐不同專業，利用工程化學解決專業復雜問題的能力進行評價，形成課程支撐的專業畢業要求達成數據，再利用數字化反饋通道將評價結果予以反饋。綜合以上評價數據，人機協同對評價數據進行分析，實現工程化學的全過程閉環式人機協同整改評價模型。

三 "工程化學教學改革實踐成效

經過理念“新”、內容“實”、過程“巧”和評價“準”等手段的教學改革實踐，形成線上與線下混合、顯性與隱形融合、理論與實踐結合的模式，使得學生能力與素質等方面得到提升。學生考核的平均成績及優良率明顯提高，相關專業教師對學生學習工程化學成效的評價明顯提高，學生的創新精神、實踐能力等也得到更好的提升，學生團隊獲2022年全國大學生化工設計競賽二等獎等。此外，學生對本課程滿意度也逐年遞增，從2019年的91.85分增長至2023年的97.44分。本課程也獲得首屆江蘇省高校教師教學創新大賽特等獎、校級課程思政示范課程、校級優秀課程等，并成功上線省級優課聯盟平臺。

四 "結束語

“數字化+課程思政”賦能工程化學課程教學改革與實踐是一項具有重要意義的工作。通過不斷探索和實踐，已經取得初步成效。在未來教學中，將進一步發揮工程化學課程思政的育人功能，豐富數字化教學資源，提供更多有趣、高效的組織形式，提高學生的學習興趣及成效，提升工程化學課程的教學質量，增強學生的思政素養、數字素養和綜合能力，為培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人貢獻力量。

參考文獻：

[1] 中共教育部黨組關于印發《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》的通知（教黨〔2017〕62號）[Z].2017.

[2] 教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知（教高〔2020〕3號）[Z].2020.

[3] 加快建設高質量教育體系 辦好人民滿意的教育 2023年全國教育工作會議召開[Z].2023

[4] 世界數字教育大會[Z].2023.

[5] 朱慶莉，顧恒，李靜，等.《工程化學》“課程思政”教學改革的初探[J].云南化工，2020，9（47）：196-198.

[6] 劉祥玲.教育數字化轉型中高校課程思政的困境與應對[J].中國電化教育，2022（8）：100-105.

[7] 王敏新.化工專業教學考核評價體系的實踐探究[J].化學工程，2024，52（2）：112-113.

[8] 馬宏，廖健.“大思政”理念下高校專業課程思政創新實踐——“計算機在化學中的應用”課程[J].化學教育，2024，2（45）：28-33.

[9] 中共中央 國務院印發《深化新時代教育評價改革總體方案》[Z].2020.

[10] 謝幼如，邱藝，章銳，等.數字化轉型賦能高校課程思政的實施進路與評價創新[J].中國電化教育，2022（9）：7-9.