新高考背景下高校无机及分析化学课程混合式教学活动的探索与实践

王 力，李 涛，廖照江，熊 泽

（三峡大学 生物与制药学院，湖北 宜昌 443002）

湖北是第三批新高考改革省份，采取3+1+2高考模式，不分文理科。应选择1门首选科目（物理或历史），再选2门科目（思想政治、地理、化学、生物学）。从近几年我院录取的学生来看，生物工程专业每年新生约90人，高考没有选化学的同学每年高达20多人，化学知识存在缺陷，无机及分析化学授课面临着极大挑战，同时会影响学生对本专业的学习兴趣，导致大一上学期转专业率偏高。另外，本课程涵盖无机化学和分析化学两部分，学时共计64学时，具有基本理论知识多、定律和公式繁多、章节内容相对独立特别是物质结构基础内容抽象等特点，导致学生在课堂上参与度不高，学习效果不好，教学质量无法提高。同时，传统单一的教学模式和考核评价体系已不能满足高校“新工科”专业建设理念和人才培养的需求[1]。

因此我院生物工程专业的无机及分析化学课程逐步开展课程教学改革探索与实践，通过线上线下混合式教学模式、挖掘课程思政元素、行走课堂育人、多维度过程性考核评价等方法进行探索和实践，并持续改进和反思。以解决实际问题为导向，关注生物工程专业的基础性和科学研究领域的前沿性及交叉性，做到理论与实践相结合，并融入课程思政，不断提高“新工科”建设质量[2]。

1 课程现状分析

无机及分析化学是本院生物工程专业开设的第一门专业基础课，开设学期在大一上学期，在知识体系方面起着承上启下的重要作用，需要衔接高中化学和大学课程。本课程主要内容包括：物质的聚集状态、化学反应的一般原理、物质结构基础、溶液中的化学平衡和定量分析基础，培养学生将这些化学知识用于解决生物医药与食品发酵等生物工程复杂领域所涉及的基础无机和分析化学问题的能力。课程目标为：掌握化学反应的一般原理、化学平衡理论和重要的化学分析方法、氧化还原和电化学、近代物质结构理论等化学基础理论与基本方法，能够将其用于对食品发酵与生物医药生产负责工程问题的化学本质进行识别和表达；能够将生物工程专业知识和无机及分析化学基础知识相结合，应用无机和分析化学的技术去研究化学与生物工程领域产品的相关关系，能够应用无机及分析化学的基本原理对生物医药与食品发酵等生物工程复杂领域所涉及的基础无机和分析化学问题的能力进行判断和识别，并认识工程问题的相关化学本质[3]。对应的毕业要求指标点：掌握解决生物医药与食品发酵等生物工程复杂领域所需的化学知识，并能够将其用于生物工程问题的化学表达和特征识别（工程知识）；能够应用无机及分析化学的基本技术，对生物医药与食品发酵等生物工程复杂领域进行化学相关问题的认定和识别，并发现工程问题的化学本质（问题分析）[4]。

因学时有限内容繁多，以往的教学模式主要为填鸭式教学，学生感觉枯燥无味，导致学生在课堂上独立思考的空间和参与度有限，无法提高教学质量和实现新工科背景下的教学目标。

2 “课前-课中-课后”线上线下混合式教学内容和活动的设计与实践

因新生进校后需军训两周，第三周才正式开始上课。基于每年有20多位同学高中没有选修化学，针对这些同学，在1-2周通过线上雨课堂或学习通平台发布高中基础化学的学习内容，让同学们在一定时长范围内先自学完成，提出难点问题，然后教师通过腾讯会议在线讲解并答疑。通过开课之前单独辅导高中没有选修化学及基础差的同学，补齐和其他同学化学储备知识的差距，解决开课之前化学水平参差不齐的问题。

开课之后教学内容分为线上和线下教学两部分，线上部分引导学生自学、并完成自测题，比如：物质的聚集状态中的分压定律，化学热力学中的盖斯定律，化学平衡中的标准平衡常数和平衡移动的影响因素，酸碱理论，氧化还原平衡中的基本概念，配位化合物中的基本概念及命名，每部分的线上学时为0.5～1 h。线上部分的资源包括教学目标、课件、慕课视频、测试题等。老师先在雨课堂或学习通平台发布教学目标，课件，慕课视频及测试题，学生自学视频和课件后完成测试题，教师通过雨课堂或学习通平台查看学生线上自学完成情况，督促学生及时完成。

在国际工程教育专业认证背景下，线下课堂教学由于学时有限，不仅需要重新设计课程体系和浓缩教学内容，还需要深入浅出地设计教学内容，针对难点和重点问题加以讲解，让学生从抽象的公式和概念中形象地理解化学原理和过程，并由化学现象认识化学反应的本质，充分调动学生的兴趣和内驱力。解决学时紧张、内容繁多、枯燥乏味等问题，做到对各个章节逐一击破难点内容，巩固学生化学基础[5]。

具体做法为：①每堂课教学设计时瞄准学生的兴趣点，确定一个新颖的具有挑战性的教学目标，让学生带着强烈的目标感去学习，鼓励学生提出问题，提高分析问题和解决实际问题的能力。②每章课件均引入形象化图片短视频和动画等，并引入章节相关的热点性问题，将抽象理论变得直观和有趣；③采用翻转课堂，实现同学间的讨论和师生间的问答，以及通过雨课堂进行随堂单选、多选、问答等线上测试，实时反馈教学效果，实现师生交互沟通“有生命”的教学环境。④结合最新研究热点，将团队老师的科研成果引入课堂，激发学生的兴趣点，让学生看到专业未来的前景，学习专业知识的同时接受专业教育，激发学生对专业热爱度。

为了实现课前、课中和课后全方位浸入式的学习，课后的教学活动除了布置常规作业题之外，还可以结合实验课布置以问题为导向，涉及生活中的化学、学科交叉等应用型的小项目，或者结合创新创业竞赛布置相关课题，进一步激发学生的创新思维和科研动力，拓宽学生的化学思维，让学生整个学期浸入在化学的海洋中，享受解决化学问题的成就感。根据学生需要可以开放线上讨论模块和线下开放日，保持与学生课前、课中和课后全方位浸入式讨论与互动。

3 深度挖掘课程思政元素，巧妙融入课程思政

为避免课堂教学中思政痕迹较明显，占用大量专业课讲授时间，应深挖工业专业无机与分析化学专业课所包含的“科学创新精神”“家国情怀”“职业操守”与“安全环保”等思政元素，将立德树人目标明确纳入教学大纲当中。同时将思政元素巧妙融入，向学生讲述敬业献身的科学家和艰苦创新的科研故事，使思政教育融盐于水，达到润物细无声的效果。在讲解专业知识的同时，把知识背后的思想内涵展现出来。例如：在讲解物质的聚集状态时，培养学生透过现象看本质的能力，培养学生的思辨精神，培养学生学以致用的科学素养；在讲解定量分析的过程中，培养学生尊重科学，正确认识科技理论和生命伦理，培养学生严谨细微、精益求精的治学精神；在讲解酸碱平衡和酸碱滴定时，培养学生全局意识和分析处理问题的能力，增强学生家国情怀、使命担当，培养学生归纳演绎的辩证思维能力；在学习氧化还原平衡与氧化还原滴定时，让学生学会在逆境中积极乐观地解决问题，激发学生的创新精神，激励学生为建设创新型国家做出贡献；在讲授沉淀溶解平衡与沉淀滴定内容时，培养学生尊重科学，增强学生食品安全意识、职业道德和社会责任感，培养学生保护自然环境的责任感；在学习无机与分析化学发展史过程中，介绍我国在无机化学和分析化学等领域著名的科学家，培养学生的家国情怀和职业操守；在讲授物质结构时，鼓励学生热爱科学，努力奋斗，培养学生家国情怀，弘扬科学报国，增强学生团队意识，培养学生追求真理、勇攀高峰的科学素养以及严谨细微、务实求真的治学精神。

4 行走课堂育人

为了让学生增加对专业的热爱度，了解无机及分析化学相关知识在今后职业中的应用。联合当地检验检测协会举办“检验检测机构开放日”活动，将课堂设置在开放日，在参观的过程中了解本课程在相关企事业单位的应用。行走课堂中邀请安琪酵母，宜昌生态环境监测中心，建夷检验检测中心等检验检测机构技术人员为同学们介绍实验室建立和管理情况，仪器设备的主要用途以及检验检测的开展情况，通过实地参观实验室，现场观摩实验，理论讲解、答疑解惑、交流心得等方式，让同学们零距离了解检验检测工作的科学严谨，切身感受到无机及分析化学相关知识将应用于企事业的检验检测工作中。同学们感受到“学以致用”，将会大大增加对本门课程和专业的热爱度。

5 多维度过程性考核评价

结合“新高考”“新工科”背景下大一新生的知识结构、认知能力和专业素养等学情以及本门课的课程特点，制订了多维度过程性考核评价，把考核的重点放到检验学生知识、能力和素质的多方位考查上。总成绩由卷面成绩（50%）和过程性评价成绩（50%）组成。多维度过程性评价包括：线上学习（10%）；课堂互动（随堂测试、提问、课堂笔记）（20%）；小组讨论（10%）；课后项目式习题（10%）。

最后通过期末总考试成绩详细分析学生卷面和过程性考核等综合情况，了解学生知识和能力的欠缺，教学团队建立教学反馈体系，持续改进教学效果，并对学生开展问卷调查和座谈会，持续改进教学模式和线上线下资源。