新时代化工类专业课程建设与改革

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　　摘 要：课程建设是提高人才培养质量的最基本要求，因此“金课”建设对于化工类专业落实一流本科教育建设、一流人才培养具有重要意义。根据化工类专业人才培养需求，结合我国专业建设的现状和要求，首先分析了化工类专业课程体系的构建，在此基础上分别针对化工类专业中的通识类课程、学科基础课程及核心课程、专业课程和实验课程的“金课”特点及建设关注点进行了分析和探讨，最后总结了“金课”的共同内涵和要求并提出了建议。
　　关键词：化工类专业;课程体系;金课;新时代
　　自2018年6月21日教育部召开新时代全国高等学校本科教育工作会议以来，一流本科教育、一流专业建设成为高等教育界热议的话题。而课程作为人才培养的核心要素，“金课”建设必然成为每位高校教师应该关注的事情。众所周知，化工行业在国民经济中占有举足轻重的地位。新技术飞速发展的时代对化工类专业人才培养也提出了新的要求。在这样的背景下，化工类专业课程体系该如何设置和变化？在创新性人才培养过程中，化工类专业应着重建设哪些类型的“金课”？怎么才能建好这些“金课”？需要我们深入研究与实践。
　　一、新时代背景下化工类专业课程体系建设
　　课程体系是指在一定的教育价值理念指导下，将课程的各个构成要素加以排列组合，使各个课程要素在动态过程中统一指向课程体系目标实现的系统[1]。课程体系是实现学生培养目标和毕业要求的依据和载体，是保障和提高教育教学质量的关键。
　　新时代背景下，世界范围内的技术、经济、社会正在发生翻天覆地的变化，我国化工相关行业正处在产业转型升级、新旧更替的关键时期。目前化工类专业的课程体系还存在专业口径窄、课程内容陈旧等问题[2]，化工类专业的教育需要主动布局，重构课程体系，深化教学改革，培养引领和促进产业发展的创新性人才。
　　笔者仔细研究了化工类专业本科教学质量国家标准、工程教育专业认证通用标准和化工类专业补充标准，并结合当前化工行业发展趋势和需求，对化工类专业课程体系建设提出以下几点建议。
　　（1）必须满足《化工类专业本科教学质量国家标准》的要求。2018年1月30日教育部发布了《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，标准涵盖普通高校本科专业目录中全部92个本科专业类，其中包括《化工类专业本科教学质量国家标准》（以下简称“专业标准”）。在专业标准中明确了专业基本办学要求，并列出了知识体系和核心课程体系建议[3]。专业标准是专业类人才培养的基本要求[4]，是设置专业、指导专业建设的“底线”要求，是宏观的、指导性的，给学校发展和专业特色“留有空间”。因此，化工类专业设计课程体系时，必须以满足“专业标准”为前提，并充分考虑每个专业自身的特色。
　　（2）培养卓越“化工”人才，需要满足化工类专业工程教育专业认证要求。2016年6月，中国成为《华盛顿协议》的正式会员，我国工程教育实现了历史性突破，专业认证已成为“工程教育”质量的保障制度，其核心就是要確认专业毕业生达到既定的“质量标准”要求，其中的“质量标准”包括“通用标准”和“专业补充标准”两部分[5]，在两部分“质量标准”中，对“课程体系”均有明确内容和比例要求。在专业认证过程中，能否有效“支持”专业毕业要求的达成是衡量课程体系是否满足认证标准要求的判据，因此，各专业需要明确自己的“毕业要求”，并根据毕业要求“逆向”设计本专业的课程体系。
　　（3）新时代背景下，新技术和新经济的要求。2015年7月，国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，显示了我国推动互联网与行业产业深度融合的决心。“互联网+”也深刻影响着化工行业产品设计、生产管理、技术革新、产品结构等各方面。以新能源、新材料、生物技术为代表的新技术也影响着化工行业发展。这些都需要化工类专业重塑课程体系[6]，以满足新时代背景下化工类创新人才需求。如基于分子层面的“产品设计”，需要考虑微尺度和介尺度的课程;基于学科交叉互融，需要拓宽知识领域;基于“智能”制造，需要考虑软件、自动控制等领域的课程。
　　总之，专业应坚持以“立德树人”为根本任务，以专业标准和认证等质量标准为基本要求和参考，根据专业的特色、人才培养目标、师资条件等设置专业课程体系。
　　二、化工类专业“金课”的分类和内涵
　　在化工类专业课程体系中，通常包括：数学与自然科学课、工科基础课、通识课程（含专业导论类课）、学科基础和核心课程、专业课程、实践类课程等几类。其中数学与自然科学类及工科基础类课程不属于化工类专业特有的，在这里不再深入讨论，不同类型课程有不同的特点和要求，以下将分类介绍化工类课程的“金课”建设。
　　1.通识类课程：要有高阶性
　　通识类课程通常以人文社科类为主体，涉及人文、逻辑推理、自然科学与社会科学等领域。目前在不少高校和专业将通识类课程开成了典型的“水课”，学生认为通识课就是非专业课、没有学术要求的课，上课不需要好好听、教师教得有点马虎、课后不需要投入太多时间、考试走个过场、最后却容易得高分的课。要建设通识类金课，需要注意以下几点。
　　（1）通识教育的内容要有一定的深度。通识教育的目标是要教会学生面对各领域问题，它使学生开阔眼界，认识到不同学科都是有智识尊严的，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，是对人有训练、有提升的，是对人的整个生活历程和心智发展有重要影响的。这样的训练必须要有足够的思维和智力的含量，应该是有一定挑战性，有相当一部分是“硬邦邦”的内容。
　　（2）通识教育与专业教育相结合。可以借通识教育提升专业教育水准，有助于培养学生理解和评估该领域知识的识别力、推断力。
　　（3）专业导论类通识课激发学生对专业的兴趣。对低年级的学生开设专业领域的导论课，讲清楚专业领域的历史、特点、思维方法、创新发展、行业创新等，让学生在拓宽知识视野的同时发现自己的兴趣，选定自己的专业。因此“导论类”金课的建设对于大类学生选择专业方向具有重要意义。 　　（4）化工专业特色要求。对于化工类专业，应通过通识类课程使学生能理解、掌握和运用与工程实践相关的经济、环境、法律、伦理等相关知识，应考虑从事工程设计时的安全、可持续发展等相关因素。
　　2.学科基础和专业核心课程：要有挑战度
　　一般而言，专业非常重视学科基础课程和专业核心课程的建设，这类课程在学生专业知识和专业能力培养中起着非常重要的作用，学生学习的积极性也比较高。目前这类课程有较好的建设基础，化工类专业的大部分国家精品课程、精品资源共享课程及在建的在线开放课程均属于这类课程。此外，这类课程一般有比较完善的课程大纲，知识点比较明确，不同学校的课程要求大致相同。这类课程的建设中应关注以下问题。
　　（1）线上“金课”建设[7]。建设在线开放课程时，需要注意录课方式、上线平台等，但课程建设的关注重点仍然是课程本身的设计，包括课程内容、授课方式、課程考核等，课程要内容清晰、有条理，表达逻辑严密，讲课有感染力，能吸引学生;课程呈现形式必须为课程教学目标服务，为培养学生相应的知识、能力服务。
　　（2）线上线下混合式“金课”建设。化工类课程通常专业性比较强，教学目标不仅仅是“知识”，更多的是培养学生应用知识处理复杂问题的能力，仅仅通过“线上”知识点的讲解无法达到很好的教学效果，学生也很难深度理解和掌握所学内容。经调查，目前化工类专业已经上线的课程虽然选课人数不算少，但能坚持学到最后的比例非常低。建议教师在建设“线上”MOOC课程的同时，针对本校学生开设SPOC课程，相应开展翻转课堂。可以利用自己建设的或者线上“金课”进行本地化改造，打造适合本校学生特点和培养目标的混合式教学“金课”。“线上”学习基本知识和理论，“线下”充分研讨，为学生设置有挑战度的参与模式，如学生要独立或者合作完成具体的任务，学生是主动学习者，有分析预测、设计方案、动手实践、评价、质疑、表达观点等行为，有一定的思维容量，并可以进一步发展高阶思维能力。
　　（3）作为工科类专业，化工类专业的专业基础类课程的教学内容还应能体现运用数学、自然科学和工程科学原理分析、研究专业复杂工程问题的能力培养。
　　3.专业课程：要有创新性
　　专业课程最能体现专业特色，也最能反映最新技术和科研发展，因此，对这类课程最重要的要求是：要有创新性。
　　（1）课程内容有前沿性和时代性。随着科学技术的发展，化学工业本身也产生了新的技术和研究方向，如产品的分子设计、新的加工技术、信息化学工程、组合催化技术、微化工技术、纳米技术等，因此专业课程中需要及时更新教学内容，引入最新的化工学科前沿和学科新成果，使学生能了解和跟踪学科进展，保持创新意识和好奇心。
　　（2）教学形式体现先进性和互动性。教学需要经过认真设计，设计有挑战度的学习任务，设计和教学内容相适应的学习活动，如通过探究、解释、预测、设计等，调动学生主动、深度参与课堂活动。教师要积极和学生互动，如通过连续追问、引导启发、适时给出评价等，激发学生进一步深入思考，并兼顾学生的个性差异和发展需求。
　　（3）考核内容应体现“开放性”。考核内容应该不局限于有“唯一”“标准”答案的试题，应该尽量提出“open-ended”（开放性）的问题，考查学生独立思考的能力，培养学生开放性思维。
　　4.实验课程：线上线下相结合
　　化工类专业实践课程通常包括化学基础实验、化工基础实验、化工专业实验以及实习、设计、实践等，在这里重点讨论实验课程。
　　（1）努力建设综合性实验和创新性实验。只有综合性及创新性实验才能真正调动学生“积极思考”，进行实验设计、实验系统构建、实验数据采集、模拟，并对实验结果进行综合分析和解释。
　　（2）开发虚拟仿真实验教学项目。信息技术、智能技术与实验教学的深度融合，可以解决原先“做不到、做不好、做不了、做不上”的问题。对于化工类专业，化学品性质不稳定、毒性、高温、高压操作条件等系列安全性问题造成许多实验无法开展，开发好的虚拟仿真实验项目无疑非常重要，对于解决化工专业实验、实习难的问题具有重要意义。需要注意的是：虚拟仿真实验项目只是以现代信息技术为依托，仍然要关注实验教学内容的完整性和挑战度，以培养学生创新精神和实践能力为目标;实验项目的开发能体现学校和专业的知识产权，以一定的“理论模型”为基础，不能仅是观览式、漫游式，应关注学生参与的沉浸性、交互性。
　　三、建设化工类专业“金课”的建议
　　根据课程性质不同，不同类型课程有各自的内容和特点，“金课”建设时具体的关注点有一定差异，但总体来说，“金课”具有相同的内涵，具备高阶性、创新性与挑战度，其建设的指导思想也是完全相通的。
　　（1）课程是落实当前“以学生发展为中心”最直接、最关键的核心要素，需要每位教师积极努力，贡献自己的智慧。
　　（2）把课本内容阐述清楚、富有逻辑仅仅是传统的“好课”，不是真正“金课”，金课的标准应该是学生是否学会了，是否真正理解了，是否会应用了。
　　（3）教育教学的根本任务是落实“立德树人”，具体到化工类专业教育，就是要培养学生的化工相关学科素养，是学科育人价值的体现。“金课”要求教师在传达专业知识的同时，进行精心的方法设计，将对学生必备品格、价值观念、关键能力（如批判性思维、创新能力、合作能力、沟通交流能力）的培养融于专业类课程教学中。
　　（4）“金课”要能吸引学生积极参与，能发生深度学习，对学生的成长有增值。需要教师有爱心、有责任心、有智慧，通过实践和研究，不断改进和创造。
　　参考文献：
　　[1] 董凌波. 基于“以学生为本”的高校课程改革探析[J]. 高等理科教育，2013（1）：103-107.
　　[2] 姚薇. 高校化工类专业课程体系建设的现状与对策[J]. 化学教育，2015（22）：5-8.
　　[3] 教育部高等学校化工类专业教学指导委员会. 化工类专业本科教学质量国家标准[Z]. 2018.
　　[4] 冯亚青，张凤宝，夏淑倩. 构建化工类专业教学质量国家标准 提高化工人才培养质量[J]. 中国大学教学，2018（1）：38-40.
　　[5] 中国工程教育专业认证协会秘书处. 工程教育专业认证标准[Z]. 2011.
　　[6] 张凤宝，夏淑倩，李寿生. 问“产业需求”和“技术发展”，开展化工类专业新工科建设[J]. 高等工程教育研究[J]. 2017（6）：14-17，32.
　　[7] 吴岩. 建设中国“金课”[J]. 中国大学教学，2018（12）：4-9.
　　[责任编辑：余大品]
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