李青，劉有勢，李廣利

（湖南工業(yè)大學生命科學與化學學院，湖南株洲 412000）

1 《工程化學》課程教學現(xiàn)狀分析

《工程化學》課程是工科《普通化學》教學改革的成果，是化學學科結(jié)合工程技術(shù)的橋梁，它是對化學進行整體的闡述和研究，是現(xiàn)代工程技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 課程開設(shè)的目的是使化學和工程技術(shù)盡可能地聯(lián)系起來，訓練學生能運用化學知識解決實際工程當中遇到的問題，是培養(yǎng)“新工科”技術(shù)人才的重要基礎(chǔ)課程[1]。

目前該課程教學現(xiàn)狀基本存在以下幾點問題：1）課程內(nèi)容多、教學任務(wù)重且課時少。 教師在教學過程中， 不得不將課程內(nèi)容知識點壓縮，縮減與學生課堂互動環(huán)節(jié)，為保證課程的正常進度將知識點全盤傳授給學生。 2）課程內(nèi)容與專業(yè)結(jié)合不緊密，教學內(nèi)容理論性偏多，與工程技術(shù)實際應用聯(lián)系不夠密切，導致學生普遍對該門課程重視不夠甚至認為沒有必要學習該門課程。 3）在教材內(nèi)容的編撰上，《工程化學》針對的是多方面工程技術(shù)人才，各工程專業(yè)解決實際工程問題所需要的化學背景知識并不一致，不同學院在授課時往往選擇的是同一本教材，尚不能體現(xiàn)出工程專業(yè)的差異性。

2 《工程化學》課程教學的改革與思考

對于本科生一年級教學，要在有限的學時內(nèi)讓學生學好這門課，同時，又要從不同工程類型出發(fā)。 為提高工程化學教學的針對性和實用性，教師在工程化學教學過程中，必須針對不同專業(yè)的特點， 對教學內(nèi)容和主要知識點進行適當調(diào)整，以提高教學質(zhì)量與實際效果。 在教學內(nèi)容上適當?shù)膬A向?qū)獙I(yè)特點的教學設(shè)計。 因此，迫切需要我們明確《工程化學》的教學目標，優(yōu)化重組教學內(nèi)容，進行教法的改革，培養(yǎng)符合新經(jīng)濟形式發(fā)展形勢下的新工科人才[2]。

2.1 優(yōu)化教學模式框架，構(gòu)建“混合式”課堂教學模式

面對新工科人才培養(yǎng)目標，必須深化課程教學模式改革，提高教學質(zhì)量，這是達成培養(yǎng)目標的關(guān)鍵。 《工程化學》課程普遍存在教學任務(wù)重且課時少、教學模式單一等問題，在傳統(tǒng)的《工程化學》教學模式下，教師為了完成教學任務(wù)，不得不采用“填鴨式”和“滿堂灌”的模式，壓縮師生間的教學互動，減少知識點的延伸拓展，以完成每節(jié)課既定的授課任務(wù)。 大一入學新生還沒有適應與高中階段完全不同的大學課程學習方式， 導致學生因課程內(nèi)容過多難以消化，普遍產(chǎn)生畏難情緒，最終可能甚至喪失對該門課程學習的積極性[3]。

采用“混合式”教學模式，將傳統(tǒng)的線下《工程化學》課程授課方式有機的與線上微課慕課等相結(jié)合，構(gòu)建和不斷完善課程體系，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。 教師的角色可以從傳統(tǒng)的單一輸出轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?、啟發(fā)、監(jiān)控，學生則從被動接受而變得更具主動性、積極性、創(chuàng)造性。 在課程體系上，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，將傳統(tǒng)的紙質(zhì)教科書改造成“碎片化”知識點內(nèi)容，學生可以自主地對知識點進行學習，可以反復學、從容的學。 輔助師生線下課內(nèi)與課外的“互動式”教學，注重打破時間和空間的局限性，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學綜合平臺各個模塊的功能，提高學生自主學習的能力，提升學生自身的綜合素質(zhì)。 在教學內(nèi)容方面，教師可以利用大數(shù)據(jù)背景下豐富海量的網(wǎng)絡(luò)教學資源，將化學與生活、化學與生產(chǎn)、化學與科技等教學素材豐富到線上教學中，通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺實現(xiàn)知識點的共享和延伸， 可以拓展化學課程的廣度和深度，提高學生對化學這門學科的認識，增加學習的趣味性，活躍學生的思維，同時也可以解決教師在傳統(tǒng)教學模式下由于課時少而無法拓展知識點的矛盾。 在教學效果反饋方面，可以結(jié)合線上的學習考試系統(tǒng)，實時了解學生掌握知識程度的動態(tài)情況。 通過設(shè)計學習習慣、活躍度、章節(jié)測試、期末考試等多個維度的檢測體系，綜合考察學生的學習成績。 以試題題庫為依托，隨機抽題，無序組卷，實現(xiàn)無紙化、無監(jiān)考的自動化考試，增加學習的趣味性和成就感，減少教師的簡單、重復勞動，支持教師將時間和精力轉(zhuǎn)向如討論、任務(wù)協(xié)作、面對面交流互動等更高價值的活動中去[4]。

2．2 結(jié)合專業(yè)內(nèi)容，融入“專業(yè)導向”教學培養(yǎng)模式

《工程化學》 課程內(nèi)容中教學理論和定量計算偏多，在專業(yè)領(lǐng)域和實際應用中偏少，學生常常會覺得課程主線不清晰， 知識點散亂無關(guān)聯(lián)，與本專業(yè)關(guān)系不大。 因此，在授課過程中，尤其是在有限的課時情況下，教師無需將教材當中的內(nèi)容全盤講授，而應該針對授課專業(yè)緊密相關(guān)的章節(jié)部分進行詳細講解，同時又不能一味的灌輸理論知識、去推導已被證明的定律和原理，而應該結(jié)合授課專業(yè)的實際情況， 對所學內(nèi)容有所側(cè)重。 例如：對于土木專業(yè)來說，電化學與金屬腐蝕的章節(jié)內(nèi)容講授時，可以不用花太多課時放在如何用符號書寫表示原電池和電解池，而應該側(cè)重于金屬腐蝕與防護，這部分內(nèi)容可以結(jié)合土木專業(yè)的橋梁工程中鋼鐵構(gòu)件和混凝土的腐蝕等工程實例，如采用“問題情境式”教學法。 例如：2001年，中國某大橋發(fā)生斷裂，引導學生找到事故發(fā)生的原因是由于在一些水體污染嚴重的地區(qū)腐蝕性物質(zhì)含量會增大，造成了橋梁鋼鐵構(gòu)件的嚴重生銹，而其根本原因就在于鋼鐵在水體中發(fā)生了電化學腐蝕，由此結(jié)合所學析氫腐蝕和吸氧腐蝕的理論基礎(chǔ)，啟發(fā)學生去尋找橋梁的電化學防護方法[5]。

對于不同的工科類型專業(yè)，可結(jié)合“新工科”的內(nèi)涵和授課專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，有針對性的對課程體系、 知識框架進行合理的優(yōu)化和調(diào)整，達到側(cè)重點不同、分層化教學的目的，實時、適當?shù)貙κ谡n內(nèi)容進行篩選、優(yōu)化，以提高教學效果。以適應不同工程人才的培養(yǎng)目標。 同樣的對于機械類專業(yè)的學生，在講授電化學與金屬腐蝕的內(nèi)容時，講授的側(cè)重點可以放在原電池電解池的設(shè)計上。 例如：為新能源電動車小模型設(shè)計原電池，在這個過程中不僅使得學生能夠?qū)⑺鶎W的理論知識解決實際的工程實例，同時能夠激發(fā)學生在探索過程中的興趣，激發(fā)學生主動將化學課程知識點融入到專業(yè)的探索熱情，引導學生如何利用所學的化學基本理論聯(lián)系專業(yè)中涉及到的實際工程問題，收到事半功倍的效果。

關(guān)注“新工科”人才培養(yǎng)對化學學科的需求，在《工程化學》課程教學中能夠突出工科特色，引入工程實例，這也對授課老師在課程設(shè)置上提出了更高的要求。 隨著不同學科之間的交叉滲透深入，教師應該結(jié)合不同專業(yè)、學科的特點，拓展自身的專業(yè)知識儲備， 把握好不同學科的講授內(nèi)容，多了解授課專業(yè)、學科的教學、科研等新動態(tài)，關(guān)注專業(yè)發(fā)展的前沿性成果，融會貫通，探討其中相關(guān)的化學內(nèi)容，并實際應用到教學中。

2．3 加強實驗環(huán)節(jié)，設(shè)計“分層次”實驗教學模式

除了理論教學外，化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的中心學科， 實驗是教學中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 通過對實驗過程觀察到的現(xiàn)象，總結(jié)出的結(jié)果， 可以對所學的理論知識進一步鞏固和延伸。同時，學生自主參與探索，使得學生的動手操作和獨立分析問題的能力得到訓練，培養(yǎng)初步科研探索的思維模式。 在開設(shè)實驗項目時，應該針對性的選擇以專業(yè)為導向，與專業(yè)特色對應、密切聯(lián)系的實驗內(nèi)容。 同時，要注重實驗項目實驗內(nèi)容的層次性，根據(jù)學生的專業(yè)特點，設(shè)定“基礎(chǔ)+綜合+創(chuàng)新”的實驗教學模式。 基礎(chǔ)實驗旨在要求學生掌握基本的化學實驗技能，綜合型實驗要求培養(yǎng)學生綜合運用理論指導實驗問題的能力，研究與創(chuàng)新實驗則可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。 采用“分層次”的實驗教學模式，可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性， 實現(xiàn)學生的對所學知識技能的鞏固—應用—延伸—創(chuàng)新的能力。

在實踐教學中，教師可以采用“提問式”“啟發(fā)式”等方式給學生更多的空間，培養(yǎng)學生的思維創(chuàng)新能力。 適當增加自選型、開放性的實驗項目內(nèi)容。 有些實驗項目存在實驗場地、設(shè)備不足的，或是實驗存在一定的安全隱患、實驗難度高且成本大等問題，可以通過開設(shè)虛擬仿真實驗充分的彌補這些不足。 在實踐教學評價方面，傳統(tǒng)的“實驗報告+實驗操作” 考核機制無法滿足對每一位學生掌握技能的綜合評價，可針對設(shè)計的“分層次”實驗項目內(nèi)容設(shè)定的培養(yǎng)目標要求，按比例對學生的表現(xiàn)進行打分。 同時，為了強調(diào)實驗原理對實驗可行性分析的指導地位，應適當?shù)脑黾永碚摽荚?，考試?nèi)容可以包括基本操作使用注意事項、實驗原理的分析以及所得結(jié)果的討論。

3 結(jié)論

“新工科”是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求，立德樹人，它更強調(diào)學科的實用性、交叉性與綜合性。化學學科的發(fā)展極大的促進了工科領(lǐng)域的拓展，發(fā)生了空前的多層次、多尺度交叉與滲透。 對于“新工科”人才來說，不僅需要有工程技術(shù)專業(yè)技能，更需要具備一定的化學素養(yǎng)。 時代在發(fā)展，作為新時代的高校老師，我們要與時俱進，改革和創(chuàng)新教學思路，優(yōu)化教學模式框架，構(gòu)建“混合式”課堂教學模式，把握好專業(yè)導向，融入“專業(yè)導向”教學培養(yǎng)模式，加強實驗環(huán)節(jié)，設(shè)計“分層次”實驗教學模式，以提高學生的學習興趣和培養(yǎng)學生的自主學習和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具備跨界融合、多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。