1、Creative Education Studies 创 新教 育研究,2023,11(5),1012-1017 Published Online May 2023 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/ces https:/doi.org/10.12677/ces.2023.115157 文 章引用:吴芳辉,叶明富,张莉 艳,吴孔林,孙文起,康延赏.工程化学基础 课程教学创新模式的开发与实施J.创新教育研究,2023,11(5):1012-1017.DOI:10.12677/ces.2023.115157 工程化学基础课程教学创新模式的 开发与实施 吴
2、芳辉*，叶明富，张莉艳，吴孔林，孙文起，康延赏 安徽工业 大学化 学与化 工学 院，安徽 马 鞍山 收稿日期：2023 年3 月25日；录用日 期：2023 年5 月5 日；发布日 期：2023 年5 月15 日 摘 要 通过借鉴美 国“微 软大帝”比尔 盖兹 的成功 成长经 验，融汇贯穿 并迁移 运用于 工 程化学基础 课程教 学之中，灵活 采纳丰 富的资 源 和现代化信 息手段，同时 努 力营造思政 教育情 境，构 建 全新的教学 模式，使学生加深 对课程 内容的 理解，激发学 生的潜 能和 实际 应用 能力，最终培 养出高 素质 创新人才。关 键词 工程化学 基础，课程，教学 模式，开发
3、，实施 The Development and Implementation of the Teaching Innovation Model in Course of Basic of Engineering Chemistry Fanghui Wu*,Mingfu Ye,Liyan Zhang,Konglin Wu,Wenqi Sun,Yanshang Kang School of Chemistry and Chemical Engineering,Anhui University of Technology,Maanshan Anhui Received:Mar.25th,2023;a
4、ccepted:May 5th,2023;published:May 15th,2023 Abstract In this paper,the successful growth experience of Bill Gates,the“Great Microsoft”of the United States was integrated and applied into the teaching of basic of engineering chemistry.Then a new teaching model was constructed by adopting flexibly ri
5、ch resources and modern information means,and striving to create ideological and political education situation at the same time.In this*通讯作者。吴芳辉 等 DOI:10.12677/ces.2023.115157 1013 创新教育研究 way,students can deepen their understanding of the course content and stimulate their potential and practical ap
6、plication ability.Ultimately,high-quality innovative talents can be cultivated.Keywords Basic of Engineering Chemistry,Course,Model of Teaching,Development,Implementation Copyright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International Lic
7、ense(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.工 程化 学基 础课程教 学模 式变革 的原 因 工程化 学基础 课程 是很 多高等院 校开设 的一门 工科 非专业基 础课程1 2，受 众 面不仅 涵盖无 机材料、冶金 与资源 专业，还包 括有建筑 工程、机械工程、电气信息 以及自动 化 等 众多 专业。为 了充分 发挥 出该课程 在工科 院校高层次、创新性 复合人 才培养计划 中的成效，授课 教师通 过认 真研读顶 尖英才 之一 美国“微软 大帝”比 尔盖 兹的生 平经历3，细 心体会 他的知 识结 构、性 格 品质、思
8、维素 养、经营 策略和创 新智慧 所形成的环 境，采用“录取 精华置糟粕”的方式，吸收 先进的 教学 理念，“折 射”至 工程化学 基础 课程教学过 程当中，挖掘异 化为全新的 课程教学 模式，构建出 类型 丰富、层 次递进、相互支撑 的课程 新体系，以 期与该课程 教授 同行们 共享。2.工 程化 学基 础课程教 学模 式变革 的内 容 2.1.课程整体框架的革新 为 了适应化 学学科的 不断更 新，充分体 现出 先进 高等教育 的思想和 理念，需 要再次定位 学生的 培养目标，调整 课程大 纲，即在原 有的教学 大纲中 补充各项实 践环节并 与化学 领域的 最新 进展联系 起来，将学 生需
9、要支 撑的毕 业要求与课 程目标有 机结合，同时重新 规划课程 整体的 框架、模块 及实施细 节，突 出重难点(如图 1 所示)，分角 度、多层 次改革 和完善 各项 教学模式，充分 体现出 该课 程培养的 前瞻性 和创新性，争取把学 生 培养 成为能适 应经济社 会发展，具备知识 获取技 能和 良好 思维习 惯并且 积极向 上、敢于创新的综 合人才。2.2.遵循课程工科特色，注重课内外专业领域新知识的有机结合 解 读比尔盖兹走向 成功的奋 斗“密码”可知，对知识的 综合运用 能力是成 才的关键 因素之一，因此 必须强调 知识的 综合以及各 学科之间 的交叉 与渗透。目 前工程化 学基础 课程
10、已 经建 立和健全 了适应 于工 科非化工 各专业 并值得推广 的绪论内 容，充 分彰显出该 课程的工 科特色 并推动 教学 内容与非 化学化工专 业领域密 切结合。例如针对 冶金与资 源专业 的学生，开 篇详细介 绍化学 的发展 简史 并理清课 程的脉 络之 余，辅助 介绍能 源的合理利 用以及冶 金行业 中金属材料 的腐蚀和 防治等 相关内 容，使他们了 解掌握 现代 化学的基 本理论 和基础知识 后就可以 运用于 认识、分析 和解决实 际问题，真正 使学 生明白学 以致用 的道理。2.3.采用灵活多样、科学先进的教学方法，有效激发学生的学习兴趣 在 教学方法 上，坚持 从学生中 来，到学
11、 生中去的 思想路线，以多媒 体为主，配合板书、教学模 型、Open Access吴芳辉 等 DOI:10.12677/ces.2023.115157 1014 创新教育研究 图片、演示 以及肢 体语言，实现图、文、声、像、视 听 一体化教学，同时 充分运 用 网络课程、网络论 坛、视频等现 代化教 学手段 展示 那些教学 难点和 需要丰 富空 间想象力 的内容，引导学 生 主动、创造性 地学 习，营 造出以学 生为中 心，教师为 主导的学 习环境。课程第五 章物质结 构基础 内容相 当抽 象，在介 绍原子 结构 研究的发 展史时，直接利用 了动态图 片资料，使学生充 分理解了 波函数 和四个
12、 量子 数的概念 及物理 意义。而关于 价键理 论中的杂化 轨道理论 内容，则通过近距 离面向学 生展示 真实的 结构 模型，轻 而易举 地加深了他 们的直 观印象。Figure 1.Distribution of modules,key and difficult points of course of basic engineering chemistry 图 1.工程化学基础课程的模块及重难点分布图 2.4.构建气氛活跃的教学情境，倡导学生主动参与，乐于探究 比尔 盖兹 的性格张 扬，富有 表现力，这一性格 的形成与 他所处的 环境密不 可分，工 程化学基 础 课程 也可以从 点滴做 起
13、，为广大 非化学化 工学生 提供展示自 我的机会 和平台，在课 程教 学环节中，富 有激情的语言，层 次 分明 的框架结 构，重点 突出的 内容，搭配 从问题设 计入手、以问 题为 中心的启 发、研 究式情境 体验式 课堂 教学4，都 可以 培养学 生获 得新知 识 的能力 以及交流 与合 作 的能力。例 如为了 更好地引领学生 理解前 两章热 力学 范畴的内 容，精 心设计 了系 统化案例 来展示 课程的 内容，如下图 2 所 示，在衔 接或转折 部分特 意预留了颇 有深意的 问题或 经典例题交 由学生归 纳、总 结或练 习，从而将热 力学内 容自 然而然地 串成逻 辑性强的一 个整体，方便
14、学 生消化吸收。此外每 一节单 元课程 结束 之前，还 设计系 列科学性、专业 性、先 进性和 可操作性 强的专 题讨论 环节，并实施必 要的激 励机制，让学生在 积极“参 与”中 开发出创 新潜能，提升教学 效果。具 体到面 向建筑工程 学院相关 专业的 学生时，在 学习完水 溶液化 学课程内容 之后，简 要介绍 水 污染及其 危害性，就水的 净 化和废水 处理内 容督促 学生 通过查阅 资料和 文献，当堂提出 自己的 见解或 在课 余时间总 结成文 字资料 上交。2.5.强化实践，增强学生感性认识，培养创新动手能力 可 以说比尔 盖兹 在中小学乃 至大学阶 段从事 的创新实践 为其日后 成
15、为杰 出人才奠定 了坚实的 基础。工程化 学基础 课程 亦是一门实践性 较强的 课程5，针 对 必要的 实验环 节，除了严 格 要求学 生提前 预习实吴芳辉 等 DOI:10.12677/ces.2023.115157 1015 创新教育研究 验内 容，课堂 上 手 把手指导学 生并认真 考核其 是否达到实 验完成标 准之外，随着 课程 教学改革 的深入，不 断地探索 和总结 经验与 教训，改善原 有的工 程化学基础 实验教学 环节中 存在的 弊病 和不足之 处，及 时将化学界最 新科研 成果甚至是 自身学术 研究造 诣补充编入 实验讲义，增设 实验内 容，变通实验 步骤，提倡新型实验 方法，
16、促进科研成 果向教学 资源的 转化，不仅 可以指导 学生通 过实践 教学 来强化记 忆并理 解工 程化学基础 的 理论 内容，有 效提高了 教学效 果，而且可 督促学生 额外学 习新方 法和 新技巧，间接培养了学生的 科研创 新能力(如 表 1 所示)。Figure 2.Case study of implemented course content 图 2.课程内容实施案例分析 Table 1.Comparison before and after the reform of experiment of basic of engineering chemistry 表 1.工程化学基础实验内
17、容改革前后对比 序号 举措 改革前 改革后 备注 1 学时 16 16 持平 2 项目数 4 5 增加 1 项综合性实验 3 试剂用量 较高 较低 修改并严控试剂用量，可以做到实验现象明 显并显著节约了实验经费支出 4 使用教材 黑白字体的教参 正规彩色教材 正在修订中 预计 2023 年底正式出版 5 数据处理 简单 较复杂 增强学生的数据处理能力 6 综合性 较低 提升 修改实验的各项步骤，使之衔接得更紧密 合理，体现出学生的综合技能 7 创新性 较低 较强 实验内容中添加了需要学生思考并设计的 环节，巧妙融入了化学界最新研究进展以 及授课团队老师们的研究成果 吴芳辉 等 DOI:10.1
18、2677/ces.2023.115157 1016 创新教育研究 2.6.深入挖掘网络资源，加强数字化资源建设，拓展学生的知识面和视野 微软公司 创始人 比尔 盖茨 参与设计 的电脑 应用软 件系 统Windows 的诞 生伴随 信息化的 大力发展，引起了 整个教 育界的“震荡”，工 程化学 基础课程概 莫能外。目前，课程教 师们 正努力抓 住信息 化革 命的契机，积极 探索混合式 教学方法，实现 线上线下相 互融合，并尝试 翻转课 堂，打造真正 意义上 的智慧课堂。例如 我校工 程化 学基础教 学团队 精心打 造的 大规模在 线开放 课程(MOOC)于 2018 年 9 月 1 日在 安徽省
19、网 络课程 学习中心平 台正式上 线，该 平台囊括了 课程介绍、课程 教学大 纲、课程授课 教案、网络 电子课件、课程 试卷、新版 电子教材、课程 试题库、参 考资料电 子资源、实验 操作 手册、课 程讲课 全程 录像、网 上答疑 系统、作业 提交功能、网络 在线讨论、在线练习 和测试 等功能 等。学生可以 通过 进入中国科技 大学研 发的 e 会学 链接或 APP 自由自主线 上 线下配合 学习，并充分 共享 一些优秀 教师的 教学资源 和教学案 例。事 实证明，该 慕课资源 不但实 现了资源共 享，而且 增设的 网络交 流体 系可以及 时处理 教学 同行和学 生对教 学效果的反 馈，实现
20、了教学 相长，为非 化学化工 各个专 业学生 提供 开拓思维、自主 学习的环境 且不受 学校和 地域 的限制。2.7.积极探索知识传授和价值引领的融合方式，指导学生树立正确的人生观和价值观 比尔 盖兹 的成功历 程反映出 他有着远 大的抱负 和志向，进取心极 强，因此 为了全面 塑造学生 的 人格 和品质，在他们 持续不断地 学习化学 反应基 本原理的过 程中，充 分借助 课程内容 这个“主 渠道”，凝练出一系 列社会 主义核 心价 值观、职业 操守、环 境安全、科学习惯 等为重 点内容 的代 表性课程 思政案 例，发挥出 隐性教 育的 功效6。例如通 过介绍 习近 平总书 记“绿水 青山，就
21、是 金山银 山”的环 保理念，增强同 学们爱护 环境、保护环境的 责任意识；在授 课过程中搜寻 化学领 域知名 科学家 吉布 斯、能斯 特和玻 尔等的研究事 例和光 荣传统，整理 他们的 研究细 节和研究习 惯，潜移 默化地 通过名 人的 敬业精神 和独特 的人 格魅力来 感染和 激励学生，培养学生 严谨的 科学作风；课间则见 缝插针 地进行 职业 道德和职 业素养 教育、法治 教育、心理健 康或 中华优秀 传统文 化教育7，引导学生 深刻理 解社会 主义 核心价值 观的内 涵。3.结语 综 上所述，通过借鉴 微软大师 比尔 盖 兹的成才 经验，发 掘出工程 化学基础 课程的教 学模式改 革
22、走向，即 不断 了解和 关注工科各专业及 化学 相关 领域的发展 趋势，同 时通过 采纳或 精选 教学内容，优 化课程体 系，改 革教学 方法，辅以 前瞻性和 时代性 特征的教学 案例或实 景体验，巧妙 渗透 素养和德 育教育，有效 促进化 学理论 与工程实践 相结合等 系列措 施，努力培 养出符合 新世纪 要求的 高水 平、创新 性并具 有家国情怀、文化 道德修 养的 复合型人 才。基金 项目 安徽省级教学团队(2020jxtd039)、安徽省思政示范课程(2021kcszsfkc054)、安徽省线下课程(2020kfkc091)、安徽省教 学 示范课程(2020SJJXSFK0394)、安
23、徽工 业大学 分析化 学实 验课程思 政示范 课程及安徽工 业大学 分析化 学实 验线上线 下混合 式课程 等项 目资助。参考 文献 1 浙江大学普通化学教研组编.普通化学M.第六版.北京:高等教育出版社,2011.2 陈林根,编.工程化学基础M.第二版.北京:高等教育出版 社,2005.3 张庆文,编著.破译比尔 盖兹M.北京:中国国际广播出版 社,1999.4 吴芳辉,叶明富,储昭 莲,岳彩 波.“QUILT”框架 在工 程化 学基础 中 的应 用研 究J.广州化工,2017,45(5):吴芳辉 等 DOI:10.12677/ces.2023.115157 1017 创新教育研究 51-52.5 浙江大学普通化学教研组.普 通化学实验M.第三版.北京:高等教育出版社,1996.6 王文静.基于“三全育人”理念的高校思政教育模式研究J.陕 西教育(高教),2023(1):15-17.7 刘逶迤.中 华优秀 传统文 化融 入应用型 高校思 政教育 的价值、困境和 策略J.南 京理工 大 学学报(社会科 学版),2022,35(6):70-74.
