课程思政背景下无机化学专业的教学设计和实践.pdf

现代商贸工业2023 年第 24 期Modern Business Trade Industry No.24.2023基金项目:2022 年贵州省高等学校教学内容与课程体系改革项目“化学类专业无机化学课程教学改革”(GZJG202206)。通讯作者:赵安婷(1980-),女,硕士,副教授,主要从事无机化学相关教学和光催化材料研究。课程思政背景下无机化学专业的教学设计和实践赵安婷 张 朝 丛 航 李 青 姜 楠(贵州大学化学与化工学院/贵州省应用化学研究所大环分子化学和超分子化学重点实验室,贵州 贵阳 550025)摘 要:以化学类专业无机化学课程为例,通过修订课程教案和大纲,进一步落实课程思政的教学理念,整合专业教学内容,改进教学方法和考核评价,将德育与专业教育有机结合,推动全员全程全方位协同育人,切实推动专业建设水平持续提升和人才培养质量稳步提高。关键词:课程思政;教学改革;人才培养;教风学风中图分类号:TB 文献标识码:A doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.24.087 继续深化高等学校教育改革是人才培养、科学研究、社会服务和师资队伍建设等各方面的迫切需要,是促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措,也是大学内涵式发展的必然要求。新形势下,专业课程立德树人的要求和提高教学质量的根本任务都需要教师充分挖掘课程中蕴含的思政元素,并将其有机地融入到专业教学中,充分发挥课程育人育才的功能和实践教师教书育人的责任和使命。无机化学是贵州大学化学一流学科重点建设的专业核心课程,也是化学类学生必修的专业课。对无机化学课程持续进行改革是一流学科建设和本科教学质量提升的落实,也是关于课程、专业、教师队伍、教风学风提升工程和创新创业引领计划的实施。在课程思政的大背景下,课程以内容重塑、立德树人、专业素养提升和本科教育教学改革深化为立足点和出发点,把课程思政教育贯穿人才培养过程,使学生在学习专业知识的同时,受到思想价值的引领,构建思政与专业课程同向同行的协同育人模式。主要从以下几个方面着手。1 课程思政理念和案例融入课程思政理念要求课程不仅要传授知识和培养能力还要具备思政教育的功能。教师要与专业教育相结合,有意地、有机地和有效地对学生进行思政教育。通过课程中蕴含的文化和价值,将其具体、生动的转化为社会主义核心价值观的教学内容,充分发挥课程所承载的育人功能,围绕政治认同、家国情怀、自我认识、责任担当、专业理想信念、科学精神、文化素养等重点方面落实思政教育。因此,课程在深化课程改革和提升学生专业素养的基础上,教师在教学中教育引导学生四个正确认识(正确认识世界和中国发展大势,正确认识中国特色和国际比较,正确认识时代责任和历史使命,正确认识远大抱负和脚踏实地)。把立德树人的思政教育贯穿人才培养的过程中,实现知识传授、能力培养和价值引领的有机统一,构建思政与专业课程同行同向协同育人目标。基于课程思政建设要求。化学类专业无机化学课程从教学大纲、教案、课堂教学、评价、教学反思等方面进行了相应的调整。大纲和教案在原来基本内容、教学目的和要求、重点难点的基础上增设思政融入点、教学方法、技能训练、课前和课后设置和教学后记。教学环节通过问题导入或案例等教学方式将思政元素融入课堂教学实践中。如绪论部分通过化学发展史、化学事件与化学大家故事,给学生传递家国情怀、做人做事、科学精神,激发学生对科学和专业热爱,通过课外阅读化学简史化学家和化学史等书籍后写的读后感,并把这种情感通过文字呈现;又如元素周期律章节中通过科学家门捷列夫与元素周期表与诺贝尔奖以及稀土之父“徐光宪”的故事谈科学家的科学精神等。例如学习硫及其化合物时,通过酸雨是怎样形成、怎样解决的问题导入到教学活动的中,介绍酸雨典型案例,交流酸雨对环境的影响,讨论从化学平衡角度怎样消除酸雨产生和影响,进一步提出保护环境的措施和方法以及学生在实验和科研中怎样践行绿色化学理念等,让学生正确认识和解决人与自然之间的关系和矛盾,增强人类命运共同体意识,整个环节完成了基础知识的学习和夯实、价值引领和思维训练以及素养提高。部分章节凝练的思政内容见表 1。课程思政使化学理论学习的内容与具体的化学事例和生产生活相联系,成为学生学习专业知识的纽带和桥梁,使学生在这个过程中参与、共情、思考、感悟、唤起和激发学习的欲望和探究兴趣以及学习的自主,在思考问题和解决问题过程中得到知识的迁移和运用,现实知识的内化。提高学生缘事析理和明辨是非的能力以及科学素养。2 教学内容整合无机化学是一门综合性很强的专业基础课程,其知识涵盖面广、内容丰富。受到学时限制,必须对教学体系和内容进行精练和整合,凝练讲授内容,突出重点讲162现代商贸工业2023 年第 24 期Modern Business Trade Industry No.24.2023授,采用彩色图片文字、模型演示、动图和视频等方式多元化呈现。因此,在原有教学大纲和教案基础上,将教学重心聚焦在章节核心内容和要解决的核心问题上。教学中心内容如化学反应热力学与动力学、元素周期律、四大化学平衡和物质结构和性质等,解决化学反应进行的方向和限度、化学反应速率和机理、化学平衡和移动以及元素周期律等核心问题。内容精炼和整合上将“氢和稀有气体”“镧系元素和锕系元素”在“元素周期律”中进行整合讲解;“无机化学”新兴领域内容与学科特色以及教师从事科学研究(瓜环超分子配合物、纳米材料,催化等)结合后融入到配位化学基础、碳族和催化剂等章节的教学中,让学生了解学科前沿技术以及研究热点方向,提升学生对科学研究的浓厚兴趣。元素部分与周期律拓展内容让学生在课外通过学习通线上资源(视频、PPT、资料和书籍等)自主学习或通过课外小组学习共同完成;元素内容通过结构性质应用与原理性质反应串联起来讲,完成从“知识点知识面知识体系”的构建,引导学生掌握化学底层逻辑思维方法,增强学生对化学学科的全面认识以及树立专业思想(整合部分内容见表 1)。表 1 部分章节内容思政的融入和教学设计授课要点思政融入点预期教学成效化学热力学基础:热力学三大定律;热化学方程式的书写;化学反应的方向和相关计算。通过永动机骗局,引导学生在追求真理的路保持实事求是的精神,不违背自然规律,确立正确的科学观。运用物质宏观性质说明化学变化,学会运用盖斯定律进行反应热效应计算;掌握焓和焓变、熵和熵变以及吉布斯自由能概念、公式和计算、学会判断化学反应方向。氧化还原反应:氧化还原反应和原电池;电池反应的热力学;影响电极电势的因素;化学电源和电解;图解法讨论电极电势。从新能源,二次锂离子电池,谈可持续发展、生态意识、环境保护与绿色发展理念。激发学生的探索精神和用所学知识为社会服务的精神。掌握氧化还原实质,应用电极电势、电池电动势以及与自由能变的关系处理氧化还原反应的相关问题和计算。碱金属和碱土金属:金属单质;含氧化合物;盐类。通过索尔维氨碱法与侯德榜侯氏制碱法,了解工业制碱法为纯碱和氮肥工业技术的发展作出的贡献。学习“科学救国,工业救国”的家国情怀与责任担当。厚植爱国情怀,激发民族自豪感和时代责任感。掌握 S 区元素价电子构型及元素性质的变化规律,掌握 S 区元素氧化物、氢氧化物、盐类的基本性质。碳族元素:碳单质及其化合物;硅单质及其化合物;锗、锡、铅。通过二氧化碳引起的温室效应,全球变暖与节能减排的紧迫性。了解国家制定碳排放、碳达峰要求及碳中和目标以及手段和措施。理解绿色发展和人类命运共同体理念。掌握金属离子与可溶性碳酸盐反应的特点,硅的单质及硅酸盐的应用。氮族元素:氮族单质、氢化物、含氧化合物、卤化物和硫化物通过哈伯固氮和氨的合成。提出“绿色化学”思想,深刻理解习近平总书记提出的“绿水青山就是金山银山”理念。掌握氮、磷单质及其化合物的基本性质,了解砷、锑、铋的重要化合物。从微观和宏观相结合的角度来阐述元素及其化合物的性质,熟悉离子的分离和鉴定。铜、锌副族元素:铜和锌副族元素单质及其化合物的基本性质从三星堆青铜看铜的循环腐蚀反应和怎么保护青铜器。用专业知识解读生活中的化学。掌握铜、锌副族重要化合物性质,配合物性质与价态转化,熟悉离子的分离和鉴定。3 教学方法改进教学方法在原来讲授、交流和讨论的基础上,根据章节教学内容特点,采取多元化的教学手段(如启发式、互动式、融合式、案例式、问题导向或探索式等)结合的形式,进行课程思政与专业知识和能力素养的教学。课堂上对重点难点问题多提问、多设问、多追问,启发学生的思考和促进问题的解决,在夯实“知识传授”和“能力培养”的基础上,加强“品格塑造”。同时,运用先进的教学设施(智慧教室)、教学平台(雨课堂、超星学习)、教学工具(模型教具、微视频、动图)和小班教学以及沟通方式(平台群消息、主题讨论、微信)相结合,实现信息技术和教育教学的深度融合,师生交互性、软件可视化和小组协作的教学新法有效促进了学生的自主学习和创新思维。例如讲解碱金属时把有“白色石油”之称的锂矿这种重要的战略资源与时事联系起来,把锂矿锂(离子)电池诺贝尔化学奖新能源产业与原理性质反应串联起来讲解,增加了课程内容信息的宽度和深度,把课程思政与锂的性质、原理及其应用联系了起来,吸引和调动了学生学习和探索的兴趣和动力。例如针对化生创新班学生,在学习稀溶液的依数性时,灵活选取与学生专业对口的植保案例(植物的抗旱和抗寒)进行微专题研讨,让学生参与到解决实际问题的过程中,通过渗透压知识在植保问题上的迁移,获取了解决问题的思路和方案,巩固知识的同时培养学生认识并解决问题能力,加强了学生的专业认同和热爱及投身其专业领域实现自身价值的期盼。通过改进教学方法,课堂教学实现以“学”为中心的教学改变,同时也打破有限教学的时间和空间限制,延伸教学的深度和宽度。4 注重过程性评价课程考核是教学的重要组成部分,也是检验学生学习和教师教学效果的重要途径。我们坚持“以学生发展262现代商贸工业2023 年第 24 期Modern Business Trade Industry No.24.2023为中心,学习成果为导向,学习效果为标准”,狠抓过程教学和评价,量化思政和知识点的学习成效。依据教学目标,对教学过程及结果进行评价,由原来重视结果评价的方式转变为了过程和结果评价并重的评价方式,建立并加强了过程性考核的评价体系。教学过程通过对知识的综合运用和解决实际问题能力的考察,线上课前预习和测试、课后主题讨论与测试以及章节作业和测试等,增设课堂问答、随堂练习、主题小论文、小组任务、交流讨论等,深化知识的运用,加强过程性评价,通过任务分解和完成量化过程学习和评价建立。通过快捷的沟通方式及时把结果反馈给学生,增强学生学有所得的满足感和持续学习的信心和动力,同时能及时掌握学生薄弱的环节以及知识点掌握程度等,教师根据实际情况适时调整教学进度,保证课程各阶段的教学效果。章节学习结束后,师生一起梳理知识脉络和章节之间的联系,绘制思维导图,帮助学生理解和掌握本章重点和难点以及课程全局,进一步巩固专业知识和核心素养。上述环节计入课程过程性评价,结合期末考试共同检验学生学习和教师教学效果,通过结果及时调整教学和考核形成闭环。上述方法和措施在教学中覆盖率达到90%以上,过程学习评价的成绩占比达到 40%。5 实践情况课程方案的调整和实施已有 4 个教学周期,取得了良好效果。课程以充实的案例、整合的专业教学内容、顺应时代发展的教学理念及多样化的教学手段和重视过程性评价方式,将思政教育渗透到课程内容设置和课堂讲授实践等环节,增强了教学的思想性和理论亲和力,提高了课堂知识的有趣、有用性与思政含金量。常态化过程性教学活动夯实了“知识传授”和“能力培养”以及“品格塑造”,训练了学生逻辑思维、掌握和运用知识、持续学习与沟通、表达与写作、团队协作和创新能力,提升了学生综合素养。从学生对课程思政、课堂教学和评价方式等环节的表现和反馈,看到了学生学习和处理问题积极性在提高,解决问题的方式方法具有创新性和怀疑精神,课堂参与度和学生知识、能力和素养有了提升。通过“纯风行动”和“博学计划”延展学生成长的通道,教风、学风和考风进一步得到改善和提高。学生进入实验室、参与化学学科竞赛(如化学创新实验竞赛)和项目(SRT,创新创业等)的积极性持续增强。化学类学生近两年的化学创新实验竞赛均有获得国家一等奖,考研率和录取线率逐年提高达到了 65%和 39%。同时,促进了教师团队加强教学反思和换位思考,调整教学策略和教学内容实践的合理性等,教师专业教学水平、教学效益和教研以及科研能力得到持续提高,教师的教书育人职责也得到深化。6 结论在课程思政背景下,通过修订教学方案,融入课程思政教育、整合专业知识点教学、改进教学方法和评价机制,持续深化对无机化学课程的教学改革,开发了课程资源,强化了培养过程管理和专业人才培养,提高了教学质量,践行了教师立德树人的任务,提升学科和教学团队的建设。参考文献1 教育部.教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见J.中华人民共和国教育部公报,2018,(9):7.2 立德树人,为民族复兴提供人才支撑 学习贯彻习近平总书记在全国高校思想政治工作会议重要讲话.ht-tp:/ 韩宪洲.深化“课程思政”建设需要着力把握的几个关键问题J.北京联合大学学报(人文社会科学版),2019,17(2):1-6,15.4 朱国贤,谢木标,陈静,等.无机化学教学中“课程思政”教育的探索与实践J.大学化学,2021,36(3):6.5 张玉荣,袁耀锋.无机化学及无机化学实验中的思政元素J.大学化学,2021,36(3),2007057.6 马亚鲁,马骁飞,田昀,等.价值引领融入“无机化学与化学分析”的课程思政建设J.大学化学,2020,35(8):50-55.7 马占营,范广,高丰琴,等.无机化学“课程思政”教学设计案例研究 以绪论教学为例J.大学化学,2021,36(3):2101033(2of6).8 杨艳华,王宝玲,李艳妮,等.无机化学课程思政探索 以“配位化学基础”中部分内容的教学设计为例J.大学化学,2021,36(3):10.9 吉林大学、武汉大学、南开大学,宋天佑等编,无机化学(第三版),北京,高等教育出版社,2015.10王鸿钢,肖琰,赵兵,等.课程思政背景下无机化学教学改革初探J.高等药学教育研究,2022,(2):56-60.11杜新帅,王宇,李海秋,等.无机化学教学中以金课标准提升学生创新思维 以形状记忆合金材料教学为例J.化学教育(中英文),2022,43(02):36-39.12朱玉军.突出创新思维和科学研究方法的化学元素研究 评化学元素新论 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