基于课程思政的“无机化学”教学创新论文

2023-08-29 15:17:49 来源: 作者:hemenglin
摘要:文章首先阐述了“无机化学”课程概况,然后分析了“无机化学”教学存在的问题,接着论述了基于课 程思政的“无机化学”教学创新,最后说明了基于课程思政的“无机化学”教学创新
摘要:文章首先阐述了“无机化学”课程概况,然后分析了“无机化学”教学存在的问题,接着论述了基于课 程思政的“无机化学”教学创新,最后说明了基于课程思政的“无机化学”教学创新效果。
关键词:课程思政,无机化学,课程,教学创新
“无机化学”是化学化工、材料、环境等专业的基础课,不仅在生产生活中有重要作用,而且对于高年 级学生学习专业课程和考研具有十分重要的作用。传 统的“无机化学”教学以课堂讲授为主,学生学习积极 性不高,课堂气氛不活跃,且对学生价值观引领不足。 “无机化学”授课对象为大一新生,此阶段是其学习方式的重要转折点, 也是专业兴趣和人格培养的关键 期。而“无机化学”课程内容多,知识面广,与社会生活 密切相关,蕴含着十分丰富的课程思政资源。因此,基 于课程思政开展“无机化学”教学改革具有十分重要 的意义。本文通过开展“无机化学”课程教学创新与实 践,使课程思政有机融入专业知识,改进教学内容,创 新教学手段和模式,完善评价体系,促使学生在掌握 专业知识的同时提高整体素质和创新思维。
一、“无机化学”课程概况
“无机化学”是研究物质的组成、结构、性质及其 应用的一门学科,它是化学化工、冶金、材料、环境等 专业的必修基础课程,在专业课学习中起着承前启后 的作用。师范院校的“无机化学”还是和中学化学教学 内容关系最为密切的课程,将对化学专业学生知识结 构的搭建起到十分重要的奠基作用[1]。“无机化学”课 程内容包含物质结构基础、化学反应原理(上册) 和元 素化学(下册),它们之间互相渗透、紧密联系,旨在培 养学生对物质世界的辩证思维、抽象思维、创造性思 维能力和动手能力。
本课程于 2009 年获批青海师范大学校级精品课 程,2011 年获批省级精品课程,2017 年获批校级网络 建设课程,2021 年被立项为校级一流建设课程 。经过 几轮建设与实践, 课程组培养了一支优秀的教学团 队,多名教师在国家级、省级和校级青年教师教学竞 赛中获奖,并获得“省级骨干教师”“技术状元”“校级文明教师”“青年岗位能手”等荣誉称号,同时指导多 名本科生在“师范生教学技能竞赛”和“创新创业大 赛”中获奖。
二、“无机化学”教学存在的问题
“无机化学”课程的授课对象为化学、应用化学和 环境科学专业一年级学生, 学生人数为 180 人/届,分 4 个教学班讲授 。笔者经过多年的教学实践发现,“无 机化学”在教学过程和成效方面存在以下问题。
第一,教学内容多,知识面广,教师很难在有限学 时内教授完。“无机化学”课程内容包含物质结构基础 (原子结构、分子结构、晶体结构、配合物结构) 、化学 反应原理(化学热力学基础、化学平衡常数、化学动力 学基础、水溶液、酸碱平衡、沉淀平衡、电化学基础、配 位平衡) 和元素化学(氢和稀有气体、卤素、氧族元素、 氮族元素、碳族元素、硼族元素、p 区元素小结、金属通 论、s 曲元素、ds 区元素、d 区元素、f 区元素), 共 25 章,学习内容多,知识面广,且与社会生活密切相关, 而当前安排的课时(师范专业 90 学时/非师范专业 60 学时) 很难让教师将所有章节内容教授完。
第二,课程思政资源挖掘不深,导致育人功能发 挥不足。“无机化学”授课对象为大一新生,课程内容 丰富,与实际生活联系紧密,且蕴含丰富的思政资源。 但传统授课中教师往往注重知识目标,轻视能力目标 和素质目标,再加上课时紧张,教学过程中未能做到 充分挖掘思政元素,导致对学生的价值观引领不足。
第三,传统教学导致学生课堂参与度不高。“无机 化学”教学主要采用“多媒体+板书”模式,尽管教师在 授课过程中也积极采用启发式、探究式等方式鼓励学 生参与课堂,但由于教学环节设计不完善、教学方式 和手段不新颖等,导致教学成效欠佳 。造成此现象的 原因之一是学生已经习惯了这种陈旧的“灌输式”模式,原因之二是主讲教师未采用先进的教学理念和便 利的教学辅助工具。
第四,教学评价体系不完善,学生学习积极性不 高。“无机化学”教学评价手段较为单一,学生成绩评 价主要采取“平时考勤(10%) +期中成绩(30%) +期末 成绩(60%) ”的方式进行,忽略了过程性考核和多元化 评价 。该评价体系导致学生学习的积极性不高,学习 动力不足,部分学生临考前“突击式”复习也能过关。
三、基于课程思政的“无机化学”教学创新
针对上述存在的问题,课程组认真分析造成当前 结果的深层次原因并启动了教学改革。根据教育部推进进一步落实立德树人和“以学生为中心”的教学改 革精神,“无机化学”在课程目标、教学内容、教学手段 和模式及教学评价四个方面进行了创新改革与实践, 结果不仅促进了课程建设和青年教师成长,还提高了人才培养质量。
(一)课程目标改革
依据习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的讲话精神[2],课程组在原课程目标的基础上更加重视学生的能力目标和情感态度价值观目标。通过 课程教学模式改革,学生在知识目标、能力目标、情感 态度价值观目标三个层次上的能力均有所提升,从而 达到了培养全面发展的人才的目标[3]。
1.知识目标。使学生掌握物质结构、化学反应原理及元素化学等知识,并了解化学前沿和社会生产生活中与无机化学密切相关的知识元素。
2.能力目标 。培养学生自主学习、信息整合、团队协作、科技创新等方面的行为习惯,切实提高其分析和解决问题的能力。
3.情感态度和价值观目标 。将思政教育深度融入 专业知识教学,培养具有爱国情怀、生态环保意识、文化艺术修养且道德品质高尚、心灵美好的人;使学生 在掌握专业知识的同时, 提高整体素质和创新思维, 进而促使其全面发展。
(二)教学内容改革
1.教学内容与时俱进,紧密结合实际案例和前沿 成果。“无机化学”是化学类专业的一门基础课程 。教 师在教学设计中能否处理好教材中的经典内容与飞 速发展的无机化学新理论、新进展、新成果、新方法之 间的关系,已经成为“无机化学”课程教学内容是否与 时俱进的重要评判标准 。同时“无机化学”课堂教学能 否紧密联系生产生活、科学研究、社会发展等也成为衡量课堂教学质量高低的关键指标。“科研反哺教学” 一直是高等教育教学过程中提倡和追求的重要思想 , 对学生的培养和发展具有至关重要的作用 。 因此,为 了进一步丰富“无机化学”教学内容,培养学生对化学 专业的热爱及用化学知识解决生产生活中实际问题 的思维,课程组在教学设计中不断更新教学内容,与时 俱进,做到了紧密联系生产生活和科学研究,并在课 堂教学中积极融入典型生活案例和最新科研成果[4] 。 例如,在讲解卤素含氧酸及盐的性质时,教师可引入 突发公共卫生事件中使用的消毒液 NaClO,启发学生 思考“消毒原理是什么? 生活中为什么不能将 84 消毒 液和洁厕灵混合使用? ”等问题,这样的教学设计既有 助于学生对知识的理解和记忆,还能培养其对专业的 热爱。又如,讲解碱金属元素时,教师可引入盐湖提锂 前沿课题,锂资源主要赋存于锂辉石、透锂长石、锂云 母等固体矿藏及盐湖卤水中[5],我国已探明锂资源量 为 450 万吨,其中超过 71%的锂资源就蕴藏在盐湖卤 水中[6] 。由于固体锂矿藏化学成分及性质相对复杂,导 致锂资源提取过程烦琐、成本较大,且存在较大的地 域局限性 。而相比固体锂矿藏提取锂工艺,盐湖卤水 中锂资源丰富,且提取优化途径多样,是当前工业获 得锂资源的重要来源之一 。基于此,教师可让学生思 考“盐湖提锂的方法有哪些? 它们都有哪些优势和缺 点? 盐湖科学家在盐湖资源的开发利用中有哪些故 事? ”等问题,这样的教学内容改革不仅可以培养学生 对化学专业的热爱, 增强专业的认同感和自豪感,还 可以培养实事求是、一丝不苟、科学严谨的思维品质, 为学生的后续发展打下坚实的基础。
2.深度融入课程思政,强化学生整体素质和创新 思维 。课程思政不是一门或一类特定课程,而是在新 的时代教育改革背景下提出的一种创新教育教学理 念 。每一门课程包括“无机化学”都具有“传道授业解 惑”及思想政治教育的双重功能,承载着引导大学生 树立正确理想信念、价值取向、政治信仰和承担社会 责任的重要作用,即要通过教学环节让学生成为德才 兼备、全面发展的人才。而在此过程中,教师承担着十 分重要的责任并扮演着关键角色, 除了传授知识,其 还需在教学过程中注重培养学生思想道德 、思维品 质、核心价值等各方面的素质。“无机化学”课程内容 点多面广,具有十分丰富的课程思政资源,而课程组 在教学设计过程中深入挖掘和梳理了这些课程思政 资源[7-9],做到了专业知识与思政教育的有机融合,如通过宣讲身边科学家事例 、我国化学工程前沿知识、 三江源自然生态环境保护等, 培养了学生的家国情 怀、民族自豪、生态环保、科学精神和拼搏奋斗精神 等, 这对学生在掌握专业知识的同时提高整体素质 和创新思维具有十分重要的意义 。例如,在讲解基态 原子核外电子排布时,教师可引入徐光宪院士的“n+ 0.7l”排布原则,通过徐光宪先生的事例激发学生的 国家荣誉感和专业认同感, 激励莘莘学子通过自身 努力在教育事业和科技强国建设中贡献 自 己的力 量 。在讲解碳族元素时,教师可介绍“碳达峰、碳中 和”相关知识,使学生在了解“碳达峰、碳中和”的同 时,树立低碳思维和生态环境保护的重要思想,从而 促使学生奋发努力, 为国家环境保护和资源高值开 发做出贡献 。在介绍勒夏特列原理过程中,教师可讲 述化学家勒夏特列的生平和贡献, 鼓励学生爱国爱 集体,珍惜青春年华,努力奋斗,报效祖国。
(三)教学手段与模式改革
1.利用信息技术加强教学全过程管理。随着科学 技术的进步, 信息技术在教育教学中扮演着越来越 重要的角色, 在课堂实践中的应用也越来越灵活多 样 。基于课程思政的“无机化学”课堂教学在传统多 媒体投影的基础上应充分挖掘移动教学工具的作 用,积极运用“雨课堂”“学习通”和微信群等平台, 通过直播、通知、签到、讨论、弹幕、投稿、作业、测验、 成绩等功能设计教学全过程, 从而实现课程的全过 程管理[10] 。其中,签到功能可以使教师快速准确掌握 学生的出勤情况;弹幕功能可以使教师随时了解学 生听课过程中的疑惑,从而及时改变教学策略,帮助 学生加深对知识的理解和掌握;微信群则可以进一 步加强师生课后沟通交流,使教师和学生可以“一对 一 ”讨论问题,以便教师为学生答疑解惑 。上述这些 功能的应用不仅会深化学生对“无机化学”知识的认 知和理解,还会让课程思政效果变得更佳 。另外,教 师在课后可以通过教学平台后台中的统计数据分析 教学设计和实施过程中存在的问题, 以便改进下一 次课堂教学,还可以更深入地了解学生的学习状况, 进而采取针对性措施提高学生的学习成效 。信息技 术融入基于课程思政的“无机化学”课堂教学结果表 明,不仅学生的学习参与度大大提高了,学习积极性 也有了显著提升 。许多学生在课堂上开始积极交流、 提问、讨论和分享,形成了较好的学习氛围。
2.通过“线上线下+ 课内课外”混合式教学提升学
生的创新与应用能力。“无机化学”课程内容章节多 、 知识点琐碎,很难在有限课时内教授完毕 。为了克服此困难,在基于课程思政的“无机化学”课程教学中, 课程组采取了“线上线下+课内课外”混合式教学模式 进行教学,具体而言,涉及以下三个环节。课前线上环 节,教师将基于课程思政的“无机化学”教学中部分较 易理解的内容上传至网络平台, 供学生自学和自测 , 以完成预习 。课中线下环节,教师先对学生在预习过 程中存在疑惑较多的内容进行集中讲授和答疑解惑 , 同时对于较难理解的内容,根据学生特点,组织分组讨论,使学生通过自主思考、合作探究等一系列过程 实现准确理解,并深化认知,以提升教学成效。课后线 上环节,教师结合创建的基于课程思政的“无机化学” 网络课程和大学生慕课网、无机化学公众号等资源 , 为学生布置测试题或作业,帮助学生复习巩固所学内容,从而满足其个性化需求。如此,通过“线上线下+课 内课外”混合式教学模式在基于课程思政的“无机化 学”课程教学中的应用,学生信息整合和科技创新的 能力大幅提升,各种自主学习能力也有了明显提升[11]。
(四)教学评价改革
针对教学评价单一,不能客观反映学生学习过程 和效果的问题,基于课程思政的“无机化学”课程教学 中, 课程组采取了过程性和多样化的学习评价模式, 旨在激发学生的学习兴趣和动力,全方位考核学生的 学习效果,此改革形成了一套科学合理的教学评价体 系,并取得了较好的改革成效。其中,考虑到基于课程 思政的“无机化学”课程教学的实际情况,过程性评价 改革措施主要包括课堂签到、课前预习、课前课后测 验、参与课堂交流、课堂展示、课后作业等 。多样化评 价措施主要包括线上线下混合、课堂课外互补、思维 导图总结、参与创新实践等。通过评价手段的多样化, 有效实现了课程的全过程管理,提升了学生主动参与 课堂、信息整合和知识总结的能力。另外,结合基于课 程思政的“无机化学”实践课程需求,教师应鼓励学生 积极参与教师科研项目、参加创新创业竞赛,从整体 上提高学生分析和解决问题的综合能力。学生在过程 性评价中找到了学习的方法和乐趣,积极投身紧张的 学习,还参与了教师的科研项目和大学生创新创业训 练,使科研思维得到了初步培养。
四、基于课程思政的“无机化学”教学创新效果
“无机化学”课程教学创新实践为青年教师成长 和学生发展搭建了良好的平台,教师、学生和课程本身都在“无机化学”创新实践中受益,具体成效如下。
(一)学生的学业成绩进步明显,保研/考研率稳步提升
通过在“无机化学”课程教学过程中融入科技前 沿领域的化学知识, 使学生对专业产生更强烈的热 爱,同时也激发了学生考研深造的兴趣,让越来越多 的本科生在职业发展规划中确定了考研的 目标,并 为之持续努力,进而有助于实现高质量就业的目标。 如 2017 级化学专业陈同学保送至天津大学理学院 攻读硕士学位, 王同学考取南京师范大学化学与材 料科学学院攻读硕士学位,2016 级资源循环科学与 工程专业陈同学考取东北石油大学化学化工学院攻 读硕士学位。
(二)学生在国家级教学技能竞赛和“创新创业大 赛”中多次获奖
通过基于课程思政的“无机化学”课程教学创 新实践,学生在各项大赛中均有获奖 。如 2017 级化 学专业史同学获第五届西北地区高等院校师范生 教学技能大赛化学组二等奖;2017 级化学专业沈同 学获“第十届东芝杯·中国师范大学理科师范生教 学技能创新大赛”化学组优胜奖;2018 级化学专业王 同学参加的 “氨气的制备及性质实验一 体化设计” 项 目获 “第二届全国大学生化学实验创新设计大 赛”西北赛区二等奖;2017 级应用化学专业胡同学 主持的“端邻位羟基超支化 PU 对盐湖卤水中硼的 提取”项 目获第四届中国“互联网+”大学生创新创 业大赛铜奖。
(三)课程组成员在人才培养、教学竞赛获奖和教 研项目立项等方面有质的突破
“无机化学”课程主讲教师中有 2 人入选青海 省“高端创新人才千人计划”,有 1 人入选青海省省 级骨干教师和中国科学院西部之光 “青年学者培 养计划”;且有多名教师获国家级 、省级和校 级青 年教师教学竞赛及省级高校教师教学创新大赛奖 项;团队成员主持完成了“对分课堂在无机化学实 验教学中的应用研究”“构建特色化工人才培养模 式”等校级教学改革研究项 目 。课程组成员在课程 建设中取得了优异成绩,与课程共同进步和发展 。
(四)“无机化学”课程建设取得好成绩
在已成为省级精品课程的基础上,通过改革、创 新与实践,“无机化学”被立项为校级网络建设课程 (2017—2020) 和校级一流建设课程(2021—2023) 。其中,“无机化学”校级网络课程在青海师范大学 Black board 网络教学平台已经建设完成,主要模块包括课 程介绍、教学大纲、课程通知、在线学习、习题测试、 作业布置 、科技论文 、考研专区 、化学软件 、视频学 习、小组讨论等 。学生可在此网络教学平台随时随地 进行自主学习、测验和拓展,有助于提升学习能力和 开阔视野。“无机化学”校级一流课程正在建设中,主 要建设方案包括课程内容、教学团队 、课程思政、创 新教学模式、课程管理与评价及科研能力 。该课程通 过系统建设后力争达到省内一流课程。
五、结语
“无机化学”课程是大一新生入校后接触的第一 门专业基础课,课程组教师根据教学存在的问题和大 一新生特点,对课程的教学目标、教学内容 、教学手 段、教学模式、课程思政和教学评价进行了创新改革 与实践。这对学生提升学业成绩、激发专业兴趣、培养 主动学习能力、加强学习管理、提升素质和综合实践 能力有重要作用。“深度融入课程思政的无机化学教 学创新与实践”项目获第二届青海省高校教师教学创 新大赛二等奖, 课程组教师将以此次创新实践为契 机,继续深化教育教学改革,加大力度建设“无机化 学”一流课程,从而更好地为学生服务。
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