摘要：文章首先分析了“工程化学”课程教学存在的问题，然后从教学内容更新和模块化、教学方法与手段创新、新的考核方式与评估方法建立三个方面论述了基于专业差异的“工程化学”课程教学改革措施，最后阐述了基于专业差异的“工程化学”课程教学改革效果。

　　关键词：“工程化学”课程；专业差异；模块化

　　“工程化学”课程是高校工科专业培养方案中十分重要的一门基础课[1]。“工程化学”课程通过教授学生基本化学原理及其实际应用，培养学生的基本化学素养及综合运用化学知识分析和解决问题的能力[2]。西北农林科技大学（以下简称“我校”）面向全校的工科专业开设了“工程化学”课程，但在教学过程中存在一些问题，影响了课程教学质量，因此有必要针对课程教学存在的问题，进行教学改革，以提高教学效果。

　　一工程化学”课程教学存在的问题

　　（一）教学内容安排不合理

　　目前，我校采用徐甲强主编的《工程化学》一书作为“工程化学”课程教材。《工程化学》前五章内容包括基本的化学基础理论，如化学热力学、动力学、化学平衡、电化学基础、物质结构、物质的聚集与分散、元素与化合物的性质，后五章内容则主要介绍能源、机械建筑、信息工程、环境工程中涉及的化学问题及危险化学品相关知识，教材内容十分丰富且全面。我校“工程化学”课程设置了32个课时，即使只讲授前五章的基本化学理论部分，时间也非常紧张，同时有限的课时不能让学生深入理解教材中涉及的内容，学生在学习过程中容易感受到挫败感。另外，由于授课课时紧张，与实际相结合的后五章内容只能是泛泛而谈或采用学生自学的方式，教师很难利用课堂时间进行讲授。这样教学内容不能被讲精讲透，容易导致学生难以将知识点学懂学通，从而对本门课程的重要性认识不足，丧失学习兴趣；教学内容讲授缺乏理论与实践的联系，不能切实有效地培养学生解决实际问题的能力，提升学生综合素质。此外，化学是一门以实验为基础的自然科学，实验在化学中起到了桥梁作用，能够很好地激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力和分析、解决问题能力。笔者认为，化学实验能够帮助学生理解理论概念，是对理论课程很好的补充，其在化学类课程教学中是必不可少的一环，但由于课时紧张，我校“工程化学”课程教学并未配备相应的实验内容，这也在一定程度上影响了课程教学效果。

　　（二）学生学习基础和专业需求差异较大

　　高考模式的不断改革，使各省份学生在化学基础方面和学习需求方面存在较大的差异。经调研，大部分专业班级都存在个别高中未选考化学科目的学生，其高中化学基础与高中选考化学的学生存在较大差距。化学基础好的学生在高中阶段已初步掌握动力学、热力学和物质结构相关的基础知识，在大学阶段再次接触这部分内容时，只需查漏补缺，完善知识体系即可，而部分高考未选考化学的学生连化学方程式的书写和基础概念的理解都存在困难。由于授课课时比较紧张，我校“工程化学”课程教师在授课进度上难以兼顾所有学生，因此学生的感受容易出现两极分化的情况，基础差的学生感觉课程枯燥难学，知识点过于密集和庞大，而基础好的学生觉得课程难度较低，学生的这两种极端感受都容易导致其对课程学习失去兴趣。在授课专业方面，“工程化学”课程授课对象包括水利类、机械类、电气类、土木类专业学生，专业培养目标和学生的兴趣点都存在较大差异，故为了提高学生的学习兴趣，教师有针对性地设计与其专业对应的切入点和课程内容尤为重要[3-5]。如果教师只注重基础化学原理的无差异化教学，容易让学生感到枯燥，不利于培养学生分析和解决实际生产问题的能力。

　　（三）教学手段和考核方式单一

　　我校传统的“工程化学”课程教学主要采用线下教学，知识点的传授基本依靠课堂上教师的讲授。由于学生对课程的重视程度不够，单一的讲授式教学容易出现“教师在台上讲，学生在下面做其他事情”的状况。如果教师能采用多元化的教学手段，并将线下教学与网络教学有效结合，则可以在一定程度上缓解目前课时紧张的状况，并能提高学生的学习兴趣和教学效果[6-7]。另外，以往课程考核方式一般由平时考核和期末考试两部分构成。平时考核以出勤和作业为主，出勤以课堂点名的方式进行考核，但点名占用了大量的课堂时间；由于作业内容以课后题为主，学生作业不可避免地存在抄袭现象，且学生很难通过做作业达到课后巩固的目的。期末考试一般采用全校统一的试卷，未针对各专业的需求进行差异化区分，且试卷内容主要为基本的化学原理和知识，很难深入考查学生思考和解决问题的能力。

　　综合以上分析可以看出，我校现有的“工程化学”课程教学内容过多且设置不够全面、未针对学生基础和专业进行差异化教学、教学手段和考核方式单一且传统，迫切需要进行改革。

　　二、基于专业差异的“工程化学”课程教学改革措施

　　（一）教学内容更新和模块化

　　针对上述问题，基于专业差异，我校“工程化学”课程教师首先要优化教学内容，做到“少而精”。第一，删减现有教学内容，并调整教学的侧重点，即在保证学生理解和掌握基本知识点的基础上，使现有教学内容更偏向对知识点的理解和实际应用。教师可删减与高中阶段重复、与工科专业关系较小的物质结构方面的内容，如删减配合物的命名和价键理论，侧重配合物的组成、解离平衡及配合物在工程中的应用实例；删减部分公式对应的计算，侧重对原理和公式的理解和应用，如弱化稀溶液依数性相应的计算，侧重对四大依数性原理的理解及其在实际生产生活中的应用；删减部分专业性强的识记性内容，如弱化原电池符号、胶团结构书写等内容的识记，侧重对原电池符号、胶团结构的认知和理解。第二，在现有教材的基础上，根据实际需要，添加适合水利类、机械类、电气类、土木类专业的与生产实践密切相关的内容，以提高学生的学习兴趣，进而培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。第三，针对本课未配备实验课程的问题，在教学内容中增加基础实验和趣味实验的视频。

　　在对课程教学内容进行重新梳理后，笔者所在课程组发现虽已删减部分内容，但因增加了与生产实践相关的内容和实验视频，教学内容总体上并未减少太多，课时紧张的问题依然存在。因此，为了在满足不同专业、不同基础学生的实际需求的基础上，更高效地利用课堂时间，提高教学效果，课程组在教学过程中采取了差异化教学理念。课程组将教学内容整理和分割成五大模块：前置基础知识模块、基本化学理论模块、实验模块、课程思政模块和生产应用模块[8]。前置基础知识模块包括必须掌握的中学化学基础知识，基本化学理论模块包括教材前四章的主要知识点，实验模块主要包括基础实验和趣味性实验的视频，课程思政模块包括课程涉及的典型思政案例，生产应用模块包括化学原理在生产生活中的应用。其中，前置基础知识模块为选修模块，学生可根据自身化学基础，选修部分或全部前置基础知识，查漏补缺；基本化学理论模块包含课程必须掌握的基本化学概念和原理，为必修模块；实验、课程思政和生产应用三个模块同时包含了必修与选修内容，教师在授课过程中可根据课时的紧张程度及所带专业的特色，有针对性地分配课堂授课内容和课后自学内容，学生也可根据兴趣和需求自学其他未在课堂上讲授的内容，由此就能实现差异化教学。

　　需要进一步说明的是，为了适应不同工科专业的人才培养需求，课程组精心设计了课程思政模块和生产应用模块。课程思政模块的内容贯穿所有授课章节，如表1所示，且每个思政点均有完整的教学设计，思政内容、思政元素和预期成效明确，包含科学思维、环保意识、科学家精神、爱国情怀和实验安全意识等方面内容[9-10]。生产应用模块除包括化学前沿进展、化学能源、化学防腐、化学品安全等适合所有专业的内容，还包括针对各专业特色的教学素材，如表2所示。其中，化石燃料的有效利用、新能源利用、人工钻石的合成、可燃冰的结构与开采、等渗高渗生理盐水、气溶胶和化学品安全等教学素材适合所有专业。针对各专业特色，增添的教学内容如下：在土木类和水利类专业教学中，添加工程材料发展前沿信息；在电气类专业教学中，增加电池的工作原理和最新前沿进展信息；在水利类专业教学中，针对专业特色，在氧化还原部分添加作物生长过程中的氮循环过程内容；在机械类专业教学中，添加配合物对机械加工的重要性及新型金属材料等内容。

　　课程组将教学内容进行重新整理和模块化优化后，教师可灵活选取和组合教学模块中的教学内容，一方面有利于教师更合理地安排课堂时间，兼顾不同专业和不同学生的学习需求，另一方面与生产实际结合，能让学生更好地理解教学内容，极大化增强学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，也能更好地回答学生心中的最大疑问—“学习工程化学有什么用？”。

　　（二）教学方法与手段创新

　　基于专业差异，我校“工程化学”课程教师应采用多元化的教学方法，如启发式教学法、比较教学法、讨论式教学法、问题教学法等，且在授课过程中注重引导学生主动思考，着重培养学生分析和解决问题的能力。同时，在传统教学手段的基础上，教师充分借助现代化网络平台，利用QQ班级群、多媒体软件、PPT课件、学习通平台等，丰富课程资源，提高教学效果。课程组在学习通平台上建立了完整的课程资源库和题库，不但可实现教师间多媒体课件和课程资源的共享，还为学生的预习、复习和课后练习提供了更丰富的手段。同时，在课前倡导和鼓励学生充分利用学习通平台进行预习，并且可将不理解的内容通过学习通平台或QQ班级群反馈给教师；学生可在学习通平台上下载和浏览课程涵盖的所有课件、资源和视频，完成复习及课后扩展资料的观看和学习；学习通平台上不同章节的题库能够给学生提供丰富的课后练习题。由于学习通平台上包含了所有教学模块的授课内容和视频，学生可以根据自己的学习基础和教师的授课内容查漏补缺，完成其余未讲授部分的自学；教师可在学习通平台上发布学习任务，系统统计学生自学的内容和观看时长，以便了解学生的自学情况。

　　（三）新的考核方式与评估方法建立

　　针对我校传统“工程化学”课程考核方式占用课堂时间多、纸质作业抄袭情况严重等问题，基于专业差异，课程组通过教学实践，对考核方式进行了一些改变，拟采用新的考核方式，包括出勤（占10%）、随堂测验（占10%）、作业测评（占10%）、期末考试（占70%）。出勤和随堂测验均可通过学习通平台实现。学习通平台提供的定位签到、手势签到等功能可以让传统课堂点名在一两分钟内完成。在32个课时中，利用学习通平台进行6次左右的随堂测验，每次5分钟左右即可完成。随堂测验可督促学生及时复习、巩固所学知识，因为具有扎实的基础才能为后续章节的学习做好准备。作业测评主要包括线下和线上两个部分，线下作业以计算题为主，着重锻炼学生的计算能力；线上作业主要以客观题为主，学生可反复练习后进行提交。线上和线下作业结合的方式，增强了作业的灵活程度，教师可以随机为每个学生设置不同的作业，以避免抄袭，且学生亦可在课后反复练习题库中的题目，以巩固课堂所学。同时，学习通平台可自动对学生的作业进行打分，且随堂测验和作业测评成绩能在期末时统一导出，也能方便教师统计学生平时成绩。在以往的期末考试中，课程组在考核基础教学内容的基础上，以简答题的形式对自学内容进行考查。学生普遍反映自学范围太广，给期末复习造成一定的困难，导致学习时针对性不强，重点不突出，最终学习成绩不理想。而在2022年秋季学期的期末考试中，课程组将试卷上的考试范围限定为基础教学内容，其他自学内容和扩展内容均在平时以随堂测验和作业测评形式进行。此外，为了让学生更好地掌握教学内容，提高期末复习效率，从2022年秋季学期开始，课程组印发了统一的复习资料《工程化学复习纲要》，其中包括重难点知识、重点例题和往年试卷及答案，让学生复习时有资料可看、有题可练，丰富了学生的学习资料。

　　三、基于专业差异的“工程化学”课程教学改革效果

　　基于专业差异，课程组将以上措施应用在我校2022级水利专业本科生（60名）学习中，在学期结束后发放调查问卷，通过问卷方式收集学生反馈，评价“工程化学”课程教学改革效果。按时提交问卷且问卷有效的有57人，占比95.0%，具体反馈如表3所示。

　　调查结果显示，大部分学生认为课程有一定难度，59.7%以上的学生认为自己对课程所学内容掌握较好，但仍有少部分学生认为自己掌握得不太好；98.2%的学生认为QQ班级群的建立有助于学习，91.2%的学生认为学习通平台有助于学习，96.5%的学生认为《工程化学复习纲要》对学习有帮助；大部分学生希望授课内容理论和实际相结合，并愿意在学习通平台上完成自学内容，但只有一半的学生愿意参加自讲环节。从建议反馈来看，针对高中未选考化学学生的授课仍然存在一定的问题。综合问卷调查结果，96.5%的学生满意教学过程，且教学改革取得了较为理想的效果，但教学中仍存在可以改进的空间，如怎样将课程难度控制在合理的范围内，提高学生对课程内容的掌握程度；在有限课时内，理论与实践如何才能更好地结合，又该以哪些形式展开；对于愿意自讲自学内容的学生应如何予以鼓励，最终考评中又如何体现其贡献程度；如何在保证授课效果的基础上，更好地照顾高中未选考化学或化学基础差的学生；等等。因此，未来还需继续调整教学方案，不断完善整个教学过程。

　　四、结语

　　近年来，基于专业差异，课程组对我校“工程化学”课程的教学内容进行了更新和模块化处理，使教学内容更完整和全面；针对课时紧张和学生需求差异大的问题，进行了差异化教学，增强了学生的学习兴趣和学习动力；将网络教学平台充分地用于教学全过程，在节约课堂时间的同时增强了教学效果；建立了新的考核方式和评估方法，使学生对基础知识的掌握更加牢固，学以致用的能力也得到了增强。在未来，还需不断努力完善教学过程中的每个环节，提高教学效果，以便培养全面发展的工程技术人才。

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