“新農科”背景下環境工程類專業無機及分析化學課程改革的探索與實踐

2018年11月，在“新時代雲南省本科教育工作會議”上，時任教育部高等教育司司長吳岩作專題報告，首次提出“新農科”理念。2019年9月，習近平在給全國涉農高校的書記校長和專家代表的回信中指出，新農科建設的方向應該是培養更多知農愛農的新型人才。“新農科”建設的提出，反映出當前農科類高校在人才培養上與社會對人才的需求上存在差距，在此背景下，以“新農科”發展為契機，結合涉農專業特點，探索複合型、應用型、創新型新農科人才培養模式，特色鮮明地開展創新教育，是目前涉農類大學教育改革必須直面的問題。

無機及分析化學是我校環境工程類專業的公共基礎課程，也是一門必修課程，一般在大學的第一學期開設，是學生進入大學後系統地學習自然科學知識、開拓視野、塑造世界觀和價值觀、提升綜合能力的重要課程。大一年級結束後，學生将分流進入環境科學、環境工程、農業資源與環境、環境生态工程、生态學等專業課程的學習。本課程将為後續專業課程的學習奠定堅實的化學基礎，在培養學生知識、能力、素質等方面發揮着極為重要的作用。

本人長期承擔環境工程類專業無機及分析化學課程的教學工作，對學生的學習情況比較了解。環工類學生對本專業的認同感較高，對公共基礎課程的學習興趣較濃厚，學生的化學素養也普遍較高，但每年仍有約20-30%學生中學未修化學課程，因此這部分學生的化學基礎較弱，跟不上課堂節湊，如果任其發展将導緻學生喪失學習信心，出現高挂科率的問題。由于課程教學中較少涉及環境科學領域知識，學生雖然知道化學重要，但具體哪些重要以及如何将化學知識應用于本專業的學習了解不夠，因而導緻學習目标不夠明确，感到有些迷茫。調研發現，學生大部分來自于農村，但是服務三農、知農愛農的情懷不強烈。而且，中學“滿堂灌”的教學方式導緻學生“等、靠、要”，自主學習能力較薄弱，創新意識和創新能力有待激發和培養。

針對學生實際情況，團隊本着以學生發展為中心的理念，遵照“新農科、新工科”對現代環境工程類人才培養的新要求，以“夯實基礎，提升能力，聯系專業”為教學舉措，進行了一系列的課程教學改革與探索，提出了創建“四化同步”為特色的無機及分析化學教學模式。具體而言，四化即通過課程思政精準化、教學内容前沿化、教學方式信息化及課程考核多元化等多重手段的運用，實現補齊短闆，夯實學生的理論知識，密切聯系專業實際，激發學生自主學習的興趣，通過啟迪學生的科學思維，促進學生高階思維形成的育人目标。

1. 課程思政精準化

依據習近平總書記系列講話精神及《高等學校建設課程思政指導綱要》，團隊群策群力，充分挖掘，建立了具有無機及分析化學特色的思政案例庫，包含了45 個課程思政案例。在教學過程中，将思政案例與教學内容精準融入（部分案例見表１），力求使思想政治教育與人才培養有機融合、相互促進、協調發展，把家國情懷自然滲入到課程教學的方方面面，實現潤物無聲的效果；同時培養學生科學的思維方法和辯證唯物主義的世界觀，提升分析問題和解決問題的能力；倡導并踐行社會主義核心價值觀和愛國主義精神，不斷提高學生的思想道德素養，提高學生服務國家服務人民的社會責任感。

表1 課程思政案例

2. 教學内容前沿化

将學科的前沿研究熱點引入課堂，不僅可以激發學生勇于創新的科學思維，還能增強學生對不同學科的理解和應用能力，提高解決跨學科問題的能力。如在教學過程中，将納米材料的發展及其在環境科學領域的應用、锂離子電池的開發應用及其對環境的影響、海洋環境中的微塑料污染、福島核事故對環境的影響研究等專業最新研究成果與教學内容有機融合，循序漸進地滲透前沿知識。同時在教學過程中，還将基礎化學知識與其在具體的科學研究中的應用緊密結合起來，如在講授标準溶液配制時，将最新科研論文中選用天平的精度和基準試劑讓學生進行辨别，學生既能直觀的區分直接配制法和間接配制法，對其應用也有了一定的了解。再比如，在講授分子間力和氫鍵時，将科研論文中有關反應機理的探讨部分分享給學生，讓學生判斷靜電引力是哪種分子間力，氫鍵是不是化學鍵，如何區分物理作用力和化學作用力等。教學内容前沿化不僅豐富了學科内涵，推動課堂教學的升級與創新，而且通過接觸前沿科學知識，可以激發學生的科學興趣和求知欲望，培養創新思維和解決問題的能力；同時，前沿科學知識的學習也能夠激發學生的創造力和創新能力，使他們成為适應未來社會發展需要的人才。

3. 教學方式信息化

　　基于中國大學ＭＯＯＣ平台，完成線上線下混合式學習。線上學習以自學為主，通常提前一周發布學習任務，學生在ＭＯＯＣ平台完成預習任務，線上學習包括視頻學習、随堂測試、單元測驗、線上讨論和結業考試等環節，學生通過ＭＯＯＣ平台、ＱＱ、微信與老師進行交流互動并進行指導答疑。通過線上學習，可以補齊差異，夯實化學基礎，有利于後續課堂教學進程的順利實施。線下課堂利用雨課堂直播授課，支持回放功能，方便學生随時學習，雨課堂在線測試功能可即時關注到學生把握知識點的情況，對于不懂的知識，還可通過彈幕實時反饋給老師，極大提升師生互動的效率。教學方式信息化不僅可以增強教學内容的吸引力，将理論化的知識點轉變為直觀、生動的教學内容，還能真正提高學生的學習興趣，讓學生主動參與到課程學習及思考中，從而進一步提升教學效果和教學質量。

4. 課程考核多元化

  由注重結果性考核轉變為過程考核與結果并重的考核評價模式，總評成績= 40%（過程評價）+ 20%（期中考核）+ 40%（期末考核）。過程評價40%包括線上學習+線下學習兩部分，線上學習占20%，包括線上單元測試、讨論等内容；線下學習占 20%，其中雨課堂測試占10%，課下作業和課外查閱占 10%（圖1）。考核方式多元化有效激發了學生的學習興趣，增強了學生的自主學習能力，促進了學生的全面發展，提高了學生的綜合素質。

圖1 過程評價成績組成

通過教學改革，激發了學生的學習興趣，提高了學生的自主學習能力及高階思維方式的形成，提升了學生服務三農的情懷及服務國家服務人民的社會責任感。為提高教學質量，在教學過程中經常進行教學反思，反思教學過程、教學效果和學生的收獲，目的是培養适應新時代發展和國家需要的創新型人才，更好的為新農科、新工科服務。

（撰稿：薛愛芳  修改：王運）