专业案例匹配的“大学化学”个性化教学探索与实践

［摘 要］ “大学化学”作为工程专业的重要基础课程，既需要学生掌握基本的理论知识，又需要学生熟知实际应用，理论与实践相结合。传统的教学方式难以激发学生的学习兴趣，也难以让学生真正掌握化学知识的应用，而案例式教学恰好弥补了传统教学的不足。如何通过案例式教学提高学生的学习兴趣和实践能力，是工程专业教育改革的重要方向。结合具体案例和实践经验，探讨在“大学化学”授课中，如何开展面向各工程专业的案例式教学，促进化学知识的运用和综合素质的培养，提出了一些可供参考的案例式教学策略。

［关键词］ 大学化学；案例式教学；工程专业；个性化；创新能力

［基金项目］ 2021—2023年四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目“石油行业创新型工程人才培养多维度课程平台建设探索和实践”（JG2021-583）；2022年度西南石油大学高等教育教学改革研究校级一般项目“‘大学化学’SPOC线上线下混合教学模式探究”（X2021JGYB024）；2021年度西南石油大学一流本科课程（大学化学）培育建设项目“专业案例匹配的‘大学化学’个性化教学探索与实践”；2021年度西南石油大学教改重点项目“‘双碳’背景下的油气特色化工类专业人才培养模式升级路径探索”（X2021JGZDI017）

［作者简介］ 薛 艳（1985—），女，江苏扬州人，博士，西南石油大学化学化工学院副教授，主要从事功能性高分子研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0065-04 ［收稿日期］ 2023-10-09

在本科阶段，作为非化学化工专业工科学生学习的唯一一门化学公共基础课，“大学化学”具有非常重要的意义。“大学化学”课程具有很强的综合性和广泛应用性，是构建工程技术人才的整体知识结构及能力结构的重要组成部分。课程的教学目标不仅要求学生掌握化学的基本理论、基本知识和实验原理，训练基本实验技能和数据分析与报告撰写能力，更重要的是培养学生的化学思维，结合专业基础知识和工程技术分析解释相关化学问题，提高学生分析解决问题的能力。然而，“大学化学”作为公共基础课，具有知识点广、概念多、公式杂、计算量大的特点，非化学专业学生往往对其兴趣不高、重视度不够，因此，激发学生的学习兴趣，提高学生的课程参与度是以学生为中心教学设计的关键。

以学生为中心理念是工程教育认证人才培养的三大基本理念之一，这一理念强调在教学活动中注重体现学生的主体作用，使其成为学习的参与者、实践的践行者和知识的探索者［1］。在化学教学中，传统的教学方法难以充分激发学生的学习兴趣和主动学习意识，也无法帮助学生将理论知识转化为实践能力。因此，如何通过有效的教学方法，提高学生的学习兴趣和实践能力，是目前化学教育研究和工程专业教育的热点问题。案例教学也称为情景教学法，最初由美国哈佛法学院前院长克里斯托弗·哥伦布·朗代尔于1870年首创［2］。在20世纪80年代，随着管理学教育在我国的兴起，案例教学法也随之被引入并迅速得到推广和普及［3］。案例式教学作为一种新型的教学方法，以真实案例为基础，引导学生进行深度分析和研究。同时，在案例分析和讨论中，学生需要结合实际问题，从多个角度思考、分析和讨论，最终达到理论与实践相结合的效果［4］。这种教学方法强调学生在学习过程中的主体地位，提高学生的学习积极性和参与性，是提高学生综合素质和实践能力的有效教学方法。

本文将通过理论分析和案例实践，深入探讨在“大学化学”教学中如何面向多个不同的工程专业运用个性化案例式教学，提高学生的学习兴趣和实践能力，提升工程专业教学改革的效果。

一、案例式教学现状分析及存在问题

随着教育改革的深入推进，案例式教学在大学教育中的应用越来越广泛。案例式教学以其多样的教学环节和强调学生主体地位的教学模式，逐渐成为高等教育中各类课程，特别是专业课程教学中的重要教学方式。案例式教学引入的案例可以是真实的、虚拟的，可以是文献中的、历史上的及实验室中的。根据案例的不同特点，可设计不同形式的教学环节，如小组讨论、分析评价、实验操作等。专业课程涉及的知识点和所要解决的问题相对比较聚焦，并且容易选择具有代表性和普遍性的真实专业案例。而相对于专业课程，“大学化学”教学面临的问题是知识点多而杂，内容较为广泛，给教学案例的选择和案例式教学设计带来了一定的困难。

通过对全国开设“大学化学”课程的各高校进行调研，发现“大学化学”课程一般设置在修完“高等数学”和“大学物理”之后的大一第二学期或大二第一学期，且尚未开始专业课学习的阶段，根据不同专业修读32～64学时不等，并设置2～5个课内小实验，但也有高校并未设置课内实验。下面以西南石油大学为例，说明在“大学化学”案例式教学中存在的主要问题。

1.案例材料的选择和设计不具专业性。如表1所示，我校“大学化学”课程针对不同专业开设了学时不同的三门基础课，授课章节也根据不同专业需求而有所差异。而“大学化学”教师在选择教学案例时，往往会选择一些生动有趣的案例，特别是与生活现象相关的应用案例。这类案例尽管具有普适性，但与学生所学专业关联性不强。目前的“大学化学”教材是面向多个专业编写的，书中的基础性知识点涉及的应用示例普适性强但缺乏与学生所学专业的工程实践相结合。例如，以海水不易结冰和过度施肥会造成植物细胞脱水作为介绍溶液通性的生活实例；在介绍缓冲溶液的缓冲机理时，会以人体血液的缓冲系统为例讲解其作用［5］。这些经典案例贴近生活，能够更好地展示理论的应用，帮助学生更好地理解和掌握课程知识，但对于工程类专业的学生来说，部分案例缺乏一定的有效性和针对性，难以满足对专业培养方案的支撑。

2.案例涉及的知识点考查不具综合性。教师围绕案例设置一些计算、讨论或实验等题目时，往往只考查一两个知识点的应用拓展，并没有充分考虑多个知识点之间的逻辑关系。学生难以就一个案例开展深入且广泛的探讨，缺乏对知识点相互联系的深度思考。在这种情况下，教学中的案例可能会被学生视为单纯的应用性练习，难以从实践意义上锻炼学生的高阶思维能力，在遇到复杂的工程问题时，学生也很难做到细致地分析并灵活应用多学科知识解决问题。

3.案例教学设计缺乏延伸性。在案例教学中，通常会给学生提供具体的情境或问题，鼓励学生进行深入的探究和分析。但如果只停留在这个具体的案例，而没有推广或者引申到更广阔的领域中，没有在更广泛的范围内考虑教学目标和学生需求，让学生参与到案例教学的设计中，就无法充分发挥案例的教学潜力，教师会错失对学生创造力的培养机会，学生会错失与实际应用有关的更深入的成长机会。

二、专业案例匹配的个性化教学设计

在面向不同专业开展个性化案例式教学时，需要贯穿整个教学过程，从案例选择、问题设置、合作形式及评估方式等方面进行设计和落实。具体来说，针对在“大学化学”案例式教学中存在的主要问题，教学设计应该注重以下几个方面。

1.案例选择。应该根据教学目标和学生水平选取符合实际应用的案例，避免选取过于抽象或过于具体的案例。对于各工程专业而言，在学生已经掌握了一定的化学基础知识之上，要注意从工程相关的生产实践中选取具有一定代表性和普遍性的案例。将大学化学基础知识点与工程生产实践进行关联融合，让学生了解，所学的化学知识不仅涉及教材中所介绍的生活案例，还与自己的专业密切相关，以此更好地激发学生的专业热情和学习兴趣，提高学生的学习效果。

2.问题设置。“大学化学”的专业案例个性化教学可与多种教学方法相结合，如讨论法、联想法、对比法、实验法等，因此围绕案例设置的问题也相应是多种形式的，如计算题、讨论题、辩论题、实验题、设计题等。问题的设置应贴近实际应用，考虑案例自身的特点和学生的学习需求，能够层层递进地引导学生从专业案例出发，针对问题联系化学基础知识进行多角度思考、深度分析、讨论并解决。同时，问题的设置应注意新学知识点与既往知识点的联系；针对讨论结果设置验证性的实验设计题目或围绕案例进一步设置发散性讨论问题等作为课后的案例延伸问题。这些开放性问题的设置可有效地提高学生的综合思考和创新能力，并有助于工程专业学生化学思维的培养。

3.组织形式。个性化的案例教学应以学生已掌握相应知识点为基础，从学时安排和教学效果角度出发，此种教学方式更适合于实施线上线下混合教学的课程。课前布置学生在中国大学MOOC或雨课堂平台观看课程视频，结合教材自学相应知识点，完成课前自测练习，初步掌握相应的知识点。线下的课堂教学活动安排如图1所示（以三课时教学为例）。课上教师通过1～2道客观题练习和展示优秀思维导图进行预热，接着对难点进行进一步讲解，并通过一些选择、判断等客观题考查学生对知识点的掌握情况，为接下来将要实施的案例教学做铺垫；教师引入案例并一步步提出问题，学生通过团队合作，相互讨论、补充，提出解决方案，并进行展示和讲解，教师在教学过程中应注意要根据学生的掌握情况灵活调整题目设置和补充讲解；开放性问题由小组相互打分，去掉一个最高分和一个最低分后取平均分。课后学生梳理知识点，完成思维导图，并自愿以个人或团队形式完成案例延伸性问题，作为加分项并进行课下展示。

三、大学化学专业案例个性化教学改革成效

为了解学生对“大学化学”开展专业案例个性化教学改革的接受度和满意度，教学团队设计了调查问卷，并向2021级资源勘查工程、石油工程和土木工程专业学生发放，共发放问卷186份，收回有效问卷共182份。调查结果显示，83%的学生对“大学化学”教学中选用的专业案例表示满意。此外，分别有94%和88%的学生认为专业案例教学能够提高自己对化学的学习兴趣和提高自身的创新能力，学生对“大学化学”教学中案例的选择及案例教学对自己创新能力的提升都表达了高度的满意。86%的学生认为开展专业案例匹配的个性化教学对自己以后的专业学习有所帮助，这表明学生认为专业案例教学能够为其未来专业发展提供一定的支持和帮助。另外，90%的学生认为目前“大学化学”的教学方式能够满足自己的学习需求；学生对课程专业案例匹配的个性化教学改革的总体满意度为95%，这表明学生普遍对这种教学改革表示肯定和支持。这些正面反馈说明专业案例教学在提高学生学习兴趣、创新能力及为未来专业学习提供帮助等方面具有显著的效果。这些结果对教学团队来说是重要的参考，可以进一步推动和改进以专业案例为基础的个性化教学。

结语

案例式教学为“大学化学”面向工程专业的个性化教学实践带来了新的思考和新的途径，有助于提高学生的学习兴趣和实践能力，促进了化学教育领域的探索和创新。在“大学化学”针对不同工程专业的具体教学中，案例式教学能够帮助学生将化学知识与具体的工程设计实践有机结合，能够为学生提供更有效、更有启发性的学习过程和实践经验，促进学生实践能力和创新能力的增强。在未来的工程教育中，应该倡导更多案例式教学的实践，践行贴近实际、开放式探究、充分互动的教学理念，更好地培养学生的实践能力和自主学习意识，从而满足未来科技发展对工程专业人才日益增长的需求。

参考文献

［1］刘益江，姜忠民，阳梅，等.“以学生为中心”的高分子化学实验教学改革与探索［J］.化学教育（中英文），2023，44（10）：63-68.

［2］于天水.“案例-PBL-传统教学法”在政法院校法医学教学中应用探讨［J］.课程教育研究，2016（20）：218-219.

［3］胡波，张建鹏，刘小宇，等.案例教学法在医学《生物化学》教学中的应用［J］.生命的化学，2019，39（6）：1258-1261.

［4］刘文娟，朱承飞.面向工程应用能力的课程案例式教学创新：以“腐蚀防护技术”为例［J］.教育教学论坛，2022（51）：69-72.

［5］吴菊珍，熊平.大学化学［M］.重庆：重庆大学出版社，2016：293.

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