新工科时代“有机化学”教学创新改革的探索与实践

［摘 要］ 在新时代发展理念下，国家大力推行新工科建设，而高校工科类专业“有机化学”的教学缺乏应用型特色，也未体现新工科的理念和要求，出现人才培养与社会需求脱节和供不对求的局面，甚至造成学生对本专业不自信。作为工科专业基础课的“有机化学”必须改革创新，探索适应新时代发展理念的教学方式方法以顺应新工科建设要求。从教学内容的优化与教学资源的建构、教学手段多样化并智能化、教学设计“以生为本”并体现个性化、课程思政的巧妙融入、评价体系多元化等五个方面进行改革与创新。

［关键词］ 新工科；应用型；教学改革；有机化学

［基金项目］ 2022年度闽江学院课程思政示范课程“有机化学”（MJU2022KC525）；2022年度闽江学院教改项目“有机化学课程产教融合课堂教学方法改革与实践”（MJUCJJG2022009）；2023年度闽江学院产教融合背景下应用型课程建设项目“有机化学”（MJUYYKC2023025）

［作者简介］ 洪碧琼（1984—），女，福建莆田人，博士，闽江学院材料与化工学院系主任，讲师，主要从事有机功能材料研究；黄伟奇（1980—），男，福建莆田人，硕士，福建农林大学计算机与信息学院讲师（通信作者），主要从事生物化学小分子设计与研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）15-0121-04  ［收稿日期］ 2023-03-02

自2016年提出新工科概念后，教育部开始大力推进新工科建设，在新工科视域下对高等教育的要求的内涵更加丰富，落实立德树人根本任务，多途径培养多元化、创新型卓越工程人才［1-2］。新工科是在新科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教育改革的重大战略选择，是当前我国工程教育发展的新思维、新方式［3］。高校不但要主动布置和发展一批新兴的工科类专业，还要将现有的工科专业进行升级改造，其中优化现有学科布局与课程教学创新改革是高校新工科建设的重要内容之一。

在工科应用型人才培养过程中，部分地方高校不同程度的存在培养目标不明确、课程体系设置与培养目标之间契合度不够、课程实践环节相对弱化及人才培养模式缺乏特色等诸多问题。如此在一定程度上导致高校人才培养与社会需求脱节，出现供不对求、就业率低与用人单位缺人等矛盾现象。如何采用新理念、新要求、新途径进行工科专业应用型人才培养供给侧的深化改革，进一步提高应用型人才培养的产业需求力和社会适应性，为社会输送“高素质、强能力、应用型”人才，为企业应对全球生产技术日新月异竞争挑战提供得力人才保障［4］，成为亟待解决的问题。

一、课程特点及现状

“有机化学”是学科专业基础课，课程教学内容丰富、有机物结构复杂、反应机理抽象难以理解，导致学生学习积极性不高。此外，“有机化学”教学还面临课时少、学生基础参差不齐、实验实践较少等痛点问题。传统教学方法很难让学生系统掌握有机化学知识，更别说能了解企业的技术发展方向和掌握产业需求的知识与技能。要准确把握新工科的内涵，面向行业所需进行学科专业布局优化改造，为学科交叉融合创设良好环境，传统的教学方法需要升级改造。近几年来，为了适应新工科的教育理念，不少高校都在积极研究如何进行改革创新。根据我院现有的四个化学类工业专业的特点，并结合这三年来对“有机化学”课程教学改革的实践经验，拟计划在教学资源、教学手段、教学设计、教学特色及评价方式等方面展开一系列探索与实践，期望解决“有机化学”课程教学的痛点问题，深层次提高教学质量，培养满足新工科建设要求的应用型人才。

二、教学创新性改革思考与探索

（一）教学内容的优化与教学资源的建构

目前有机化学教材多数以官能团为主线，知识点相对比较分散，没有根据学生的思维特点来设置。想要在只有64课时的情况下系统讲授，帮助工科学生掌握满足产业需求的知识内容存在一定的困难。我们把“新”的理念渗透于新工科建设的学科优化之中，在保持原来按照官能团编排章节的基础上，突出与碳正离子以及羰基相关的内容，着重讲解其中的电子效应，并鼓励学生举一反三。教学过程中主要是结合应用化学、高分子材料、药物合成、轻化纺织工程等专业特色和国际发展前沿进行授课并激发学生志趣。将教学内容的基础性、先进性和应用性三者有机融合；将反应类型、反应机理、合成方法三者重点讲解；将学科发展中的前沿知识、生产中的最新应用情况及其交叉学科的知识引入课堂教学。除了将现有教材作为教学载体外，我们还多方位拓展教学资源。首先，面对新工科建设存在的教学问题，教师很有必要“走出去”，到企业生产中挂职了解产业实际的需求。同时，也需要将企业工程师“请进来”，参与课堂教学设计与讲授，将生产一线的需求创设成为教学情境融入课堂教学。其次，充分调研产教之间的关系，掌握应用型工科人才所需要的知识建构体系，根据产业需要掌握的技术能力对传统“有机化学”教学内容体系进行升级调整。最后，教师授课过程中深度结合各工科专业特点，不拘泥于所采用的教材，适当增加一些与专业发展有关联性、启迪性的知识，并注重教学实用性的相关知识；与其他相关学科相交叉，引入学科国际前沿性知识，围绕产业需要全方面提高学生的专业技能和行业服务能力；利用学习通平台建立在线“有机化学”课程，在线课程内容主要包括：教学大纲、电子教材、教学日历、教学视频、教学课件、单元习题库、线上作业、线上讨论、知识点测验、案例分析及课外拓展的参考资料等［5］。

（二）教学手段多样化并智能化

教学过程中利用现代化“互联网+”技术，充分利用学校建设的智慧教室，通过学习通平台，将线上课堂与线下教学深度融合，构建“课前自主学习+课上互动探讨+课后个性化辅导”的线上线下混合式教学模式，充分发挥线下课堂与线上教学的优势，利用智慧教学特色，教师引导和监督教学过程，突出学生在学习过程中的主体地位，培养学生独立与自主学习的能力。我们将学习平台通过App作为媒介构建线上课程，教师在上课之前发布学习任务、知识点资料卡片、课程相关的教学视频、教学PPT、学案等资料，要求学生在规定时间内完成学习，学生可以根据自身掌握的情况，有针对性地反复观看自己不懂的知识点，或者通过QQ/微信群与教师、同学交流讨论。任课教师根据平台统计结果查看学生的预习情况，分析归纳本节课的难点和易错点。在课堂上再次利用学习通App及教学课件PPT分析和解决教学的重点和难点知识。通过课堂活动中签到、选人、投票、抢答、随堂练习、主题讨论、问卷调查等功能实现师生、生生互动交流，使学生成为课堂的主体，能够积极主动参与课堂教学过程，达到提升教学质量的效果［6］。

（三）教学设计“以生为本”并体现个性化

传统课堂教学中，教师更多关注的是“教”而忽略了“学”，大部分学生对知识的接受都是比较被动的，如何激发学生的学习兴趣，培养学生学习的积极性，这就需要我们深入思考，打破传统的教学模式。现在的教育倡导“以学生为本，以学生为中心”，我们采用翻转课堂的形式，尝试互变课堂教学角色。在教师引导下，将课程中的一些内容设计成为科普性、探究性课题，照顾到不同学习层次的学生，让优秀的学生和一般的学生都能参与到课堂教学互动中来。比如在《立体异构》章节中，通过翻转课堂让学习优秀的学生分组课前收集和查阅相关资料，并采用图片和视频介绍生活中的手性物质：左旋的维生素C可治疗坏血病、右旋组氨酸有甜味、L-旋谷氨酸有鲜味、人体只能吸收右旋的葡萄糖等。再比如，讲到《偶氮化合物》章节，教师将轻化工程、纺织工程专业学习一般的学生划分为不同的小组，倡导学生在小组内对布置的题目、作业、项目进行讨论，选择代表介绍偶氮染料，让学生明白如何将偶氮染料广泛地应用在纺织品印染工艺中，理解所学知识与专业的关联性，学会学以致用，逐步构筑新工科人才所需要的知识结构体系，并培养学生善于表达观点和挖掘新视角的能力，并体会到团队协作和研究式学习带来的成就感。同时，充分利用快速发展的网络，收集各种阅读码并提供给学生，充分利用“扫码阅读”来拓宽专业视野，将学习的主动权交给学生，提高学生自主学习的能力。

（四）课程思政的巧妙融入

通过课程思政的引领，推动新工科背景下应用型本科高校人才培养的高度和深度。我们在课堂中可以采取一些措施巧妙地融入思政元素。比如在教授有机含氮杂环化合物时将震惊全国的“三聚氰胺”毒奶粉事件引入课堂，“高科技”的伪造蛋白质给人类身体带来的危害，让学生树立正确的“三观”，正确运用有机化学知识来创造生活，并结合诚信教育，培养学生高尚道德人格。例如《醇酚醚》章节，讲述麻醉药的发展历史和冠醚的发现史（“好运气”的偶然性与必然性），介绍2021年《科学》报道细胞色素p-450单加氧酶仿生催化氧化法，挑战了催化领域十大挑战性难题之一，突破前人仿生催化设计配体的认识和局限性，让学生领会到科技的发展给我们生活带来了质的飞跃。将课程思政元素巧妙处理后“进大纲、进教案、进课堂”形成完整的德育体系，进而成为一条以专业知识为载体、提升思想政治理论课说服力与实效性的有效推进途径。

（五）评价体系的多元化

针对传统考核方式存在的弊端，我们需要探索一套适合课程特点和专业特色的考评体系。“有机化学”的考核方式通常采用期中考试成绩（30%）与期末考试成绩（70%）相结合的形式，经过教学实践研究发现，当前所采用的考核方式存在很多弊端。评价过程忽略了对学生的学习态度、学习积极性、分析和解决问题能力的评价，而且仅仅由期中和期末考试成绩来定总成绩，并不能充分评价学生整体能力和学习效果。新的发展趋势要求我们转变教育观念，积极探索和实践出一种或多种适合课程特点并且具有专业特色的评价方式，以切实有利于激发学生的学习兴趣，产生良好的内驱力。经过近年来的实践，我们发现可以采用综合性评价方式即终结性考试成绩和形成性评价成绩（包括上课出勤、课后作业完成情况、教学课堂上的提问以及各个章节小测、期中考试等）各占50%。在传统教学过程中，“有机化学”实验考核主要采取实验报告成绩、实验理论考试、操作规范性等几个方面来综合评定学生的实验成绩，这就造成了学生相互抄写实验报告，机械识记实验理论知识等问题，考核成绩无法准确反映学生掌握实验实践的能力，待到就业时，就基本上忘记实验操作的规范性了，甚至有些学生对实验原理和步骤都不能理解。在应用型人才供给侧，我们需要进行改造，在考核方式中我们将保留传统的几个考核内容，并增加新的考核评价内容。推行采用综合评价来评定实验实践成绩，即实验报告成绩（包括预习报告、实验过程的完成情况、实验操作的规范性等）（占总成绩的50%）、实验理论考试（占总成绩的20%）和实验操作考试（包括合成路线的设计是否合理、实验操作的规范性程度、实验过程中遇到问题的解决能力如何）（占总成绩的30%）来全面评价学生对本课程知识的掌握程度以及解决实际问题的能力。多元化的评价体系有利于学生的全面发展，并且更能促进学生自主学习能力的提高。

结语

经过五年的改革创新与实践，取得了一些阶段性的成果。一是学生学习效果全面提升，这几年学生学习“有机化学”课程的积极性明显提高，相关专业考研上线率也从12.3%提升到35.6%。二是学生创新能力大幅提高，学生参加多项有机化学相关的比赛，获得许多国家级和省级技能竞赛的奖项，学生参加大学生创新创业训练计划项目，获批国家级2项、省级4项，学生的创新和实践能力得到了有效提高。三是教师教研水平明显提高，笔者获得了4项校级教改项目和2项课程思政教改项目、课程思政示范课程，并且获得校级教学创新大赛特等奖、教学成果奖一等奖等。

课程创新成果推广取得了初步的成效，但仍然存在进一步提高和改进的地方。针对各工科专业的培养方案有效构建出符合实际需要的“有机化学”教学体系，并推动多学科相互交叉融合的进程，期望能实现本校“不求最大、但求最优，但求适应社会需求”的办学思想和理念，培养满足产业需求的应用型工科人才。同时打造具有应用型工科专业特色的一流“有机化学”课程，并将研究成果进一步完善和推广。

参考文献

［1］冉景榆，霍嘉锐，付亮.“产教、产研、科教”三融合视域下《材料化学》课程改革的实践探索［J］.创新创业理论研究与实践，2020，3（15）：52-54.

［2］周立亚，段文贵，何熙璞，等.“新工科”背景下广西大学化学类专业创新型人才培养的研究与实践［J］.大学化学，2021，36（11）：116-119.

［3］王强.新工科背景下新能源材料与器件专业有机化学教学改革探索［J］.大学化学，2019，34（7）：42-46.

［4］洪碧琼.新工科背景下地方高校有机化学教学改革初探［J］.广州化工，2020，48（18）：130-131.

［5］张振琳，韩颖，李青松，等.新工科背景下《高分子材料研究方法》课程教学与改革的探索［J］.高分子通报，2021（11）：81-84.

［6］王希越，娄大伟，高文秀，等.“互联网+”环境下《仪器分析》教学改革探索［J］.吉林化工学院学报，2021，38（10）：16-18+22.