“新农科”背景下环境工程类专业无机及分析化学课程改革的探索与实践

2018年11月，在“新时代云南省本科教育工作会议”上，时任教育部高等教育司司长吴岩作专题报告，首次提出“新农科”理念。2019年9月，习近平在给全国涉农高校的书记校长和专家代表的回信中指出，新农科建设的方向应该是培养更多知农爱农的新型人才。“新农科”建设的提出，反映出当前农科类高校在人才培养上与社会对人才的需求上存在差距，在此背景下，以“新农科”发展为契机，结合涉农专业特点，探索复合型、应用型、创新型新农科人才培养模式，特色鲜明地开展创新教育，是目前涉农类大学教育改革必须直面的问题。

无机及分析化学是我校环境工程类专业的公共基础课程，也是一门必修课程，一般在大学的第一学期开设，是学生进入大学后系统地学习自然科学知识、开拓视野、塑造世界观和价值观、提升综合能力的重要课程。大一年级结束后，学生将分流进入环境科学、环境工程、农业资源与环境、环境生态工程、生态学等专业课程的学习。本课程将为后续专业课程的学习奠定坚实的化学基础，在培养学生知识、能力、素质等方面发挥着极为重要的作用。

本人长期承担环境工程类专业无机及分析化学课程的教学工作，对学生的学习情况比较了解。环工类学生对本专业的认同感较高，对公共基础课程的学习兴趣较浓厚，学生的化学素养也普遍较高，但每年仍有约20-30%学生中学未修化学课程，因此这部分学生的化学基础较弱，跟不上课堂节凑，如果任其发展将导致学生丧失学习信心，出现高挂科率的问题。由于课程教学中较少涉及环境科学领域知识，学生虽然知道化学重要，但具体哪些重要以及如何将化学知识应用于本专业的学习了解不够，因而导致学习目标不够明确，感到有些迷茫。调研发现，学生大部分来自于农村，但是服务三农、知农爱农的情怀不强烈。而且，中学“满堂灌”的教学方式导致学生“等、靠、要”，自主学习能力较薄弱，创新意识和创新能力有待激发和培养。

针对学生实际情况，团队本着以学生发展为中心的理念，遵照“新农科、新工科”对现代环境工程类人才培养的新要求，以“夯实基础，提升能力，联系专业”为教学举措，进行了一系列的课程教学改革与探索，提出了创建“四化同步”为特色的无机及分析化学教学模式。具体而言，四化即通过课程思政精准化、教学内容前沿化、教学方式信息化及课程考核多元化等多重手段的运用，实现补齐短板，夯实学生的理论知识，密切联系专业实际，激发学生自主学习的兴趣，通过启迪学生的科学思维，促进学生高阶思维形成的育人目标。

1. 课程思政精准化

依据习近平总书记系列讲话精神及《高等学校建设课程思政指导纲要》，团队群策群力，充分挖掘，建立了具有无机及分析化学特色的思政案例库，包含了45 个课程思政案例。在教学过程中，将思政案例与教学内容精准融入（部分案例见表１），力求使思想政治教育与人才培养有机融合、相互促进、协调发展，把家国情怀自然渗入到课程教学的方方面面，实现润物无声的效果；同时培养学生科学的思维方法和辩证唯物主义的世界观，提升分析问题和解决问题的能力；倡导并践行社会主义核心价值观和爱国主义精神，不断提高学生的思想道德素养，提高学生服务国家服务人民的社会责任感。

表1 课程思政案例

2. 教学内容前沿化

将学科的前沿研究热点引入课堂，不仅可以激发学生勇于创新的科学思维，还能增强学生对不同学科的理解和应用能力，提高解决跨学科问题的能力。如在教学过程中，将纳米材料的发展及其在环境科学领域的应用、锂离子电池的开发应用及其对环境的影响、海洋环境中的微塑料污染、福岛核事故对环境的影响研究等专业最新研究成果与教学内容有机融合，循序渐进地渗透前沿知识。同时在教学过程中，还将基础化学知识与其在具体的科学研究中的应用紧密结合起来，如在讲授标准溶液配制时，将最新科研论文中选用天平的精度和基准试剂让学生进行辨别，学生既能直观的区分直接配制法和间接配制法，对其应用也有了一定的了解。再比如，在讲授分子间力和氢键时，将科研论文中有关反应机理的探讨部分分享给学生，让学生判断静电引力是哪种分子间力，氢键是不是化学键，如何区分物理作用力和化学作用力等。教学内容前沿化不仅丰富了学科内涵，推动课堂教学的升级与创新，而且通过接触前沿科学知识，可以激发学生的科学兴趣和求知欲望，培养创新思维和解决问题的能力；同时，前沿科学知识的学习也能够激发学生的创造力和创新能力，使他们成为适应未来社会发展需要的人才。

3. 教学方式信息化

　　基于中国大学ＭＯＯＣ平台，完成线上线下混合式学习。线上学习以自学为主，通常提前一周发布学习任务，学生在ＭＯＯＣ平台完成预习任务，线上学习包括视频学习、随堂测试、单元测验、线上讨论和结业考试等环节，学生通过ＭＯＯＣ平台、ＱＱ、微信与老师进行交流互动并进行指导答疑。通过线上学习，可以补齐差异，夯实化学基础，有利于后续课堂教学进程的顺利实施。线下课堂利用雨课堂直播授课，支持回放功能，方便学生随时学习，雨课堂在线测试功能可即时关注到学生把握知识点的情况，对于不懂的知识，还可通过弹幕实时反馈给老师，极大提升师生互动的效率。教学方式信息化不仅可以增强教学内容的吸引力，将理论化的知识点转变为直观、生动的教学内容，还能真正提高学生的学习兴趣，让学生主动参与到课程学习及思考中，从而进一步提升教学效果和教学质量。

4. 课程考核多元化

  由注重结果性考核转变为过程考核与结果并重的考核评价模式，总评成绩= 40%（过程评价）+ 20%（期中考核）+ 40%（期末考核）。过程评价40%包括线上学习+线下学习两部分，线上学习占20%，包括线上单元测试、讨论等内容；线下学习占 20%，其中雨课堂测试占10%，课下作业和课外查阅占 10%（图1）。考核方式多元化有效激发了学生的学习兴趣，增强了学生的自主学习能力，促进了学生的全面发展，提高了学生的综合素质。

图1 过程评价成绩组成

通过教学改革，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的自主学习能力及高阶思维方式的形成，提升了学生服务三农的情怀及服务国家服务人民的社会责任感。为提高教学质量，在教学过程中经常进行教学反思，反思教学过程、教学效果和学生的收获，目的是培养适应新时代发展和国家需要的创新型人才，更好的为新农科、新工科服务。

（撰稿：薛爱芳  修改：王运）