新工科背景下環境工程專業有機化學“金課”建設與探索

崔節虎，杜秀紅，王澤華，王香平，姜靈彥，高軍俠

(1.鄭州航空工業管理學院 土木建筑學院，河南 鄭州 450015；2.河南醫學高等專科學校 檢驗系，河南 鄭州 451191)

為了實現新時代全國高等學校本科教育工作目標，以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才為指南[1-2]，各高校根據自身特點，新工科建設如火如荼。2018年6月，在成都召開的“新時代全國高等學校本科教育工作會議”上，提出對大學生要合理“增負”，真正把“水課”變成有深度、有難度、有挑戰度的“金課”。此后教育部相繼出臺了指導意見，明確指出：各高校要全面梳理各門課程的教學內容，淘汰“水課”、打造“金課”，合理提升學業挑戰度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質量[3]。在新工科建設背景下，全國高校又掀起了淘汰“水課”、打造“金課”行動，增加教學難度、教學內容豐富和增加實際操作等措施，培養適應未來發展的人才。

環境工程專業同樣必須要適應國家戰略發展需求，大力開展新工科建設，淘汰“水課”、打造“金課”行動，以應對新時代提出的新要求[4]。這一建設目標就意味著環境工程專業建設將更加依賴于有機化學等基礎課程的“金課”教學改革。有機化學作為環境工程專業課重要的理論支撐，可為環境有機化合物污染處理提供演化機理分析，那么如何才能使學生高效的學習掌握有機化學呢？關鍵在于深刻理解何為“金課”，如何打造“金課”教學模式提高學生綜合素質。本文主要開展結合線上和線下相結合教學模式[5-6]，努力培養符合高等院校人才培養目標與規格要求、具有創新精神和實踐能力的環境類應用型專業人才。

1 深刻理解“金課”的本質

“金課”明確課程具有高階性、創新性、挑戰度特點，既重視傳授專業知識，更注重學生創新能力和綜合素質的培養[7]；結合產業與社會發展需求，課程內容要緊貼科技前沿，要有一定深度，不能泛泛而談；授課形式要具有智慧性和互動性，目標要具有明確導向性。根據經驗，為達到既能傳授專業知識，又能提高學生創新能力和綜合素質的“金課”目標，通過單一的課堂教學模式難以實現，必須構建虛實結合和線下線上融合的創新教學方式協同解決，改變填鴨式課堂教學，轉變為學生動手和討論式教學為主；大班授課改為小班為主，實現教師和學生能有效溝通和輔導。通過“金課”內涵式建設，最終有效提高高校課程教學質量，實現培養符合高等院校人才培養目標與規格要求。

2 構建有機化學“金課”難題

實現有機化學課程“金課”內涵式建設，通過多年的教學發現，有機化學在環境工程專業面臨新的挑戰[8-10]，主要問題集中有機化學記憶點多而繁，學習時間相對較短(學校安排32理論學時)，不理解環境工程專業學生為什么學習有機化學，有什么用？學習好有機化學，對專業發展有什么幫助？并且沒有配套環境工程專業有機化學教材，只能采用教師口頭講授有機化學在專業學習的重要性，不能理論聯系實際，導致學生迷茫和厭學，掛科率相對較高。因此深刻理解“金課”的內涵建設和指導意見，采取必要有效措施構建工科有機化學知識體系，提高學生學習興趣，并積極主動參與課堂教學和線上學習。

3 構建有機化學“金課”教學體系建議

3.1 根據新工科-環境工程建設目標修訂適應教學大綱和教材內容

作為指導課程教學的綱領性文件-教學大綱是在教學活動中起著指揮棒的作用，適應社會要求、新工科和高質量課程大綱是建設構建“金課”的必要條件。新工科最終目標培養未來多元化、創新型卓越工程人才，實現這一目標，根據社會其他學科發展，社會應用新的生產方法和技術，及時更新課程體系，刪除低階的、陳舊的知識內容，這些內容教師雖然比較熟悉，但是和社會脫節必定無法吸引學生關注，相應會被學生認為是“水課”。因此，對教師也提出了新的要求，不能墨守成規，要始終關注課程教學中存在的實際問題，及時關注環境工程專業發展、環保行業發展、環境工程水處理知識更新和科技進步，并有針對性地采取相應的改革舉措，適時及時更新有機化學課程大綱以及相應授課內容，以提高課程教學的質量；讓學生了解有機化學和環境工程專業的緊密性，為什么學習有機化學及重要性，要想法設法去學好用好有機化學的知識，知其然也要知其所以然。

3.2 緊密結合環境工程專業知識，開展線上“問題”+“設計”式互動教學平臺建設

圖1 線上“問題”+“設計”式互動教學平臺建設示意圖

根據環境工程專業知識，合理挑選有機化學授課內容，制定自主學習目標，視頻知識點講解，PPT，隨堂測試，問題討論等模塊。課前教師通過學習通提前發布本章節學習的重點、難點和問題，要求學生指定時間內在學習通平臺完成自主學習和討論問題。教師總結學生教學平臺對學生難點重點的掌握，理論課堂針對性講解學生未掌握的難點，討論學習。

課堂講授是教學實施重要環節，幫助學生挖掘而理解事物背后更為深刻的要素，無法替代，且有機化學知識點多而繁，在課時逐年壓縮的情況下，不可能面面俱到，必須有所側重。基于典型化、實用化和先進性選擇有機化學內容，理解強化典型性基礎內容如不同物質命名、物理性質、化學性質(親電、親核反應等)；為了提高學生解決實際問題，創新能力，內容上加大應用有機廢水案例分析，為其他課程水分析，水污控等提供有力幫助，與專業知識更加緊密，學生也從低年級更理解專業發展和前景，為后續課程學習打下良好的基礎。

3.3 基于科研和先進行業技術，充實課堂內容

基于科研和相關行業課題，選擇典型專業背景研究問題，解決實際問題，切實提高學生收集文獻、歸納整理、分析與解決能力問題。氨基苯酚廢水具有致癌性，難處理。根據課題組多年科研研究，從氨基苯酚結構入手，讓學生了解其物理和化學性質，基于理論講授臭氧等氧化劑作用，設置氨基苯酚中苯環怎么才能斷裂這一問題，會涉及到那一部分內容，可能會怎么樣？根據問題學生課題進行補充；這樣一步一步設置問題進行引導，讓學生自己提出問題，課下查閱資料課上交答案，通過這樣問題引導法，學生查閱資料能力，問題能力和解決能力提高很快，超出預期。

3.4 課堂融入課程思政，助力綜合素質培養

打造有機化學“金課”課堂教學，不僅要保質保量完成課程知識點學習，還要指導學生形成正確的價值觀和職業能力。課堂教學中需要融入思政，適當引入愛國主義教育、民族自信、文化自信和環保教育等領域內容，對學生進行環保案例分析、有機化合物名人教育、專業先進技術等方面，多管齊下，多方面多角度提高學生綜合素質[11]。

3.5 確定成績綜合評價方式

學生學習成績的評價模式是否合理，關系到金課課堂教學改革的成敗；如果課堂探討的問題進行中不能合理的進行成績劃定，學生就會敷衍了事，不深入參與；反過來，合理的評價會獲得學生認可，激起學生自主學習興趣，金課建設也會順利進行；因此基于課堂討論教學效果和學生綜合素養提高很有難度，特別有必要對有機化學課程討論成績進行全面分析制定合理規定。

圖2 多元化動態評價模型示意圖

為了實現新工科目標、培養素質和能力培養的目標，需要建立多元化的過程性評價和終結性評價相結合的動態評價模式(圖2)，加強學生在過程性評價，提高平時成績權重(50%)：教學平臺記錄(20%)，翻轉課堂(20%)，自主學習(10%)，期末考試(50%)，利用泛雅教學平臺和學習通記錄學生真實學習和測試情況，根據分析統計數據，準確把握學生學習狀態，重點難點是否掌握，從而調整靈活多變授課方式，加大翻轉課堂比例，從而為培養學生多維度的綜合能力服務[12]。

4 結束語

基于新工科建設背景，掌握金課標準下的教學內涵，針對環境工程專業有機化學課堂教學存在知識點多和課時少等問題，開展線上“問題”+“設計”式互動教學平臺建設，探索新的人才評價體系；精簡課程內容，取舍講授內容，加強討論環節，強基礎，重應用，引入科研和課堂思政，積極引導學生思考，樹立學生正確的人生價值觀和學習態度。總之通過有機化學改革教學模式可以有效多維度地培養學生的創新能力、學習能力及獲取能力，為環境工程專業新工科應用型人才培養提供有益探索。