新工科背景下基础化学课程的建设——以生命学院分析化学为例

曲红杰，王亚飞，孙太凡，张金艳，张成林

（黑龙江八一农垦大学理学院，黑龙江 大庆 163000）

1 研究背景

“新工科”是伴随着新一轮的科技与产业革命应运而生的，为了适应时代发展的新技术、新产业、新发展而培养一批创新型卓越工程科技人才。我国教育部与各高校形成的“复旦共识”[1]“天大行动”[2]和“北京指南”[3]，就详细的研讨了新时期工程技术人才培养、“新工科”的特征、以及专业、课程和人才的建设等相关问题，旨在形成以高校课堂为主要平台、以交叉融合为主要途径、以立德树人为引领的教学理念，培养一批适应新形势，带动新时代具有创新精神的工程科技性人才。这是一项重要的学科建设举措，高等院校作为国家未来人才培育的基地，积极主动的迎合此次变革，对培养卓越的工程技术人才有着至关重要的作用和意义。

国外多所高校推进基于设计的学习，充分调动学生积极性，使学生主动参与多种开放式的实验项目，从而建设或提升模型构建、虚拟仿真、协作及沟通的能力。发挥学生的推进作用，全方位多角度培养和提升学生的核心能力[4-6]。国内多所不同类别的高等院校也在多方面、多专业、多角度、多领域、多层面的开展“新工科”的内涵建设，以OBE 理念为导向，企业需求为目标，定向定位输送优秀的科技人才。体现课程的系统性、实践性和创新性。强调学习者在新工科背景下的课程教学中，应重视创新、融合的思维培养，以解决具体工程问题，提高工程技术教育品质，助力新时代的经济发展和升级，以应对科技产业的国际化竞争和挑战[7-12]。

新工科是我国高等教育改革的重要举措，是教育发展的重要推动力[13]。应用型本科高校的相关专业的办学定位是应用技术型，所以在应用型本科专业的教学过程中，对学生的创新思维能力和实际践行能力的培养和训练就尤为重视。以“新工科”的政策为指挥，需要横向到面，纵向到点，广度的扩展，也有高度的深化。基础化学课程是许多专业的基础必修课，是理论与实验并重的课程群，可以加深学生对基础化学理论的理解，从而提高理论与实践相结合的能力，切实做到理论指导实践，实践验证理论，有效的解决遇到的实际问题。为了适应国家工程教育教学的改革和发展，根据我国各地方高等院校性质和专业结构特点，研究符合地方高校新工科应用型人才培养的基础化学课程的建设内容与目标，使之能够满足新工科行业发展的需求。基础化学课程的建设能有效地培养学生理论联系实践的科学思维方式，是有效培养学生创新创业能力的重要环节，也是培养新工科背景下应用型人才的基础保障。基础化学课程的建设培养更多具备时代因素、符合时代需求的优秀人才，对我国新工科背景下应用型人才培养建设的发展起到推动、创新的重大战略意义[14]。

2 新工科背景下应用型本科专业基础化学课程的建设

应用型本科专业的基础化学课程由多门课程组成，本文研究以新工科背景下应用型人才培养目标为导向，以OBE 理念为引领，以知识体系和实践能力为培养方向，以普通化学、分析化学、有机化学、大学基础化学实验和参与教师科研为着力点，对基础化学课程进行多元化的建设与实践。

此次基础化学课程建设的目的如下：①通过教学内容的优化和整合，实验项目的重组，能够有效培养出一批基本功扎实、动手实践能力强、创新思维能力灵活、且具备应对国内外竞争的高素质、高标准的集合型“新工科”人才，提升学生基础化学课程的达成度。②通过灵活调整教学模式和考核方式，加强“以学生为中心”的课堂教学和多种手段的介入，督促学生学习的积极性、主动性，在学习过程中可以充分实现交互性、协作性和共享性，达到激发出学生的学习兴趣、夯实基础底蕴、扩展技术技能的目的，同时提高学生理论与实践的结合能力，为社会输送更多高质量的新工科建设应用人才。

3 我校生命学院分析化学课程的建设与实践

3.1 分析化学课程需解决的关键问题

目前分析化学课程需解决的关键问题如下：①解决分析化学课程大纲中的培养目标仅要求学生们能够掌握相关的知识，对应用实践的要求提及较少，不能灵活运用基础化学课程解决专业工程的问题。②解决分析化学各科课程知识讲解相互独立，专业与基础相互融合的较少，新工科应用能力培养较弱的问题。③解决分析化学课程教学模式大多比较单一，利用网络教学平台进行线上线下相结合的情况较少，制约学生自主性、交互性和开放性的问题。④解决分析化学课程的考核方式固化，以学生为主体的过程考核和能够反映应用实践能力的结果考核较弱，运用基础知识指导应用实践能力较弱的问题。

3.2 课程建设内容

通过查阅文献及相关资料，构建强产业发展对工程科技人才需求调研，分析现行的化学基础课程与新工科应用型人才培养目标之间的差距。分别从以下4个方面对分析化学基础课程进行建设。

（1）根据新工科应用型人才培养目标修订分析化学教学大纲。

（2）优化和整合分析化学与其他课程内容。

（3）改革分析化学课程的教学模式。

（4）改革分析化学课程的考核方式。

3.3 分析化学课程建设的实践分析

在我校2021 级生命学院学生356 人的范围内进行了新工科背景下分析化学课程建设的实践，经过一学期的教学试点，将期末课程成绩进行了总结，描绘出了生命学院2021 级学生和2020 级学生，以及2021 级未进行课程建设的其他学院学生平均分及目标达成度横纵对比图（图1），和不同教学模式下学生成绩比较饼图（图2）。

图1 不同教学模式下学生平均分及目标达成度横纵对比

图2 不同教学模式下学生成绩比较

从图1 数据可以得出，2021 级生命学院分析化学成绩平均分是最高的，分别高出了15.27 分和3.74 分，相比提升了25.90%和5.31%。课程目标1 达成度也是冲到了80%以上，横纵比较分别高出了2.21 和6.94，相比提升了2.84%和9.48%；整体来说绝大多数学生在课堂上能积极互动、讨论区及群内留言、回答问题，自主学习表现较好，在教师规定的时间内认真完成任务点的学习，课后作业也能够较好的完成，在学习过程中深刻理解和掌握知识。课程目标2 达成度已邻近60%，横纵比较分别高出了14.32 和3.20，相比提升了32.71%和5.83%；但部分学生在单项目标中没能完成要求，达成度低于60%，说明学生学习能力有偏差，需有针对性进行改进与提高，加强分析和解决化学分析中实际问题的能力培养。通过对比可以得出本次分析化学课程建设的效果是较理想的。

从图2 数据可以得出，2021 级生命学院分析化学成绩优秀率是最高的，为8%，均高出其他未进行课程建设班级4%；良好率也是最高的，达到了28%，分别高出其他未进行课程建设班级21%和9%；中等率为29%，与2021 级其他学院相近，仍明显高于2020 级生命学院的12%；及格率为29%，与2020 级生命学院一致，低于2021 级其他学院；不及格率为6%，分别低于其他未进行课程建设班级42%和5%。通过数据对比可以看出，经课程建设的2021 级生命学院学生成绩优秀率提升了，不及格率下降了，且大多数集中在良好、中等和及格区域，占比也较为平均，基本符合正态分布曲线。所以，对2021 级生命学院学生进行的分析化学课程建设的实践是成功的。

4 结语

本文以我校2021 级生命学院分析化学课程为例进行了新工科背景下应用本科专业基础课程的建设，从视角上，以倒推的方式进行课程改革，关注人才市场需求→培养专业人才→基础化学课程为专业提供基础保障，同时体现OBE 理念的引领作用；从内容上，进行了专业课程与基础课程内容的交叉融合，课程间进行相互的支撑，达到基础化学课程内容的系统性。进行了教学大纲、教学内容、教学模式和考核方式的整合优化，为能够培养出一批基础知识扎实、实践能力强、创新能力强、高素质复合型“新工科”人才，提高学生基础化学课程成绩和目标达成度水平。通过灵活调整教学模式和考核方式，加强“以学生为中心”的课堂教学和多种手段的介入，突出学生学习过程的兴趣性、自主性、交互性、共享性和开放性，达到夯实基础、扩展技能、提高学生理论与实践的结合能力，为社会输送更多高质量的新工科建设应用人才。