化學類專業(yè)一流課程建設的思路與重點
——以山東大學物理化學一流課程建設為例

張樹永，戚明穎，宋愛新，李英，牛林，苑世領，郝京誠

1山東大學化學與化工學院，濟南 250100

2山東大學海洋學院，山東 威海 264209

1 引言

課程是專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎和依托，課程建設水平和教學效果決定著專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)與否，決定著一流專業(yè)和一流本科建設的質量和水平，因此，課程建設在高校教學能力建設中具有舉足輕重的地位和影響[1]。

我國高校的課程建設可以追溯到20世紀90年代的國家“基礎科學研究與教學人才培養(yǎng)基地”的優(yōu)質課程建設。進入21世紀以來，教育部先后推出精品課、精品視頻公開課、精品資源共享課等課程建設計劃，帶動形成國家級–省級–校級精品課程建設體系，極大地推動了高校課程教學改革與建設。2017年，教育部啟動新一輪課程建設計劃——國家精品在線開放課程建設，2018年啟動國家虛擬仿真實驗教學項目建設，2019年正式推出“一流課程”(亦稱“金課”)、“雙萬計劃”，提出建設五類“金課”并明確了“兩性一度”標準[2]。之后，各省級教育主管部門和各級各類高校紛紛行動起來，大力推進“金課”建設。2017、2018年，教育部共認定國家精品在線開放課程1291門；2018年首批認定國家虛擬仿真實驗教學項目105個；2019年，又啟動線下、線下線上混合式和社會實踐三類“金課”的申報認定工作。

2 對“一流課程”建設標準的認識

要建設一流課程，必須首先正確理解“兩性一度”標準，正確把握課程教學的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的內涵[2]。

2.1 對“高階性”的理解

布魯姆將學習層次分為記憶(remembering)、理解(understanding)、應用(applying)、分析(analyzing)、評價(evaluating)、創(chuàng)新(creating) 6個階次，所謂“高階性”是指達到后3個層次，這是對“高階性”的最基礎理解[3]。實際上，能力和素質的培養(yǎng)往往具有復雜性，很難用一個簡單的動詞進行概括，張樹永[4]綜合布魯姆、科涅分類并結合技能型、應用型、研究型人才的能力和素質培養(yǎng)要求，提出了與人才培養(yǎng)類型相適應的教學層次分類，可以幫助更好地理解“高階性”(見表1)。

表1 對應于人才培養(yǎng)類型的學習層次分類

其中，高職和職業(yè)中專培養(yǎng)的技能型人才主要符合第二層次特征，著眼于熟練完成具體的技術性工作；本科應用型人才主要符合第三層次特征，能夠綜合分析和解決復雜問題，這是專業(yè)認證的合格標準；研究型大學致力培養(yǎng)的研究型人才主要符合第四層次特征，突出學科視野、思維方式和創(chuàng)新精神培養(yǎng)[5,6]。顯然，高階層次必然涵蓋低階層次要求，否則“高階”就會成為空中樓閣。

2.2 對“創(chuàng)新性”的理解

一流課程的創(chuàng)新性通常從3個方面理解：課程內容的時代性和前沿性、教學形式的先進性和互動性、學習結果的探究性和個性化[2,7,8]。筆者認為一流課程的“創(chuàng)新性”應該從目標、理念、方法、技術和內容5個方面理解(見表2)。

表2 一流課程“創(chuàng)新性”的主要體現(xiàn)

“目標新”是引領，也可以理解為產出要求新，即一流課程建設必須與專業(yè)人才培養(yǎng)定位和培養(yǎng)目標相適應，必須達到表1所列第三或第四層次[4,9]；“理念新”是關鍵，即必須堅持學生中心、目標導向、產出導向理念，根據(jù)課程教學目標進行系統(tǒng)設計，使學生成為學習的主體，采用多種舉措保證課程教學目標的全面達成[2,4]；“方法新”就是要打破“單聲道”“滿堂灌”，采用高效的教育教學方法，針對不同專業(yè)學生采用基于問題/案例/項目的教學，引入課堂展示、思維導圖、課程論文、方案設計等教學環(huán)節(jié)，致力于培養(yǎng)學生綜合分析和解決復雜問題的能力[2,10]；“技術新”就是采用課程平臺和教學軟件，推進課程信息化建設、混合式教學、翻轉學習[2,11,12]和智慧教學建設[9]，強化自主學習能力培養(yǎng)和過程監(jiān)測；“內容新”就是要不斷更新教學內容，拓展已有原理的創(chuàng)新應用，適時引入適合本科教學的新概念、新原理和新方法，使課程教學與科研和應用前沿對接[2,13]。

可見，一流課程建設是一個全面創(chuàng)新，目的是支撐人才培養(yǎng)新目標的全面達成。將一流課程建設簡單理解為教學方法的提升、現(xiàn)代教育技術的運用或者線上課程的建設是偏頗的，容易流于形式[14]。

2.3 對“挑戰(zhàn)度”的理解

課程的挑戰(zhàn)度主要體現(xiàn)在課程內容、學習投入和學習產出3個方面(見表3)。

表3 課程“挑戰(zhàn)度”的主要體現(xiàn)

需要說明的是，課程的挑戰(zhàn)度建設涉及教材和學習資料的選用、課程內容建設、教學過程設計和學生學習策略改變等諸多方面，更多地關注學生綜合能力、學科思維能力和創(chuàng)新能力的養(yǎng)成以及情感和價值觀的發(fā)展，是高階能力培養(yǎng)導向的教學，將增加課程的挑戰(zhàn)度簡單理解為增加知識的難度和作業(yè)的負擔是錯誤和有害的[7]。

應當指出，在大多數(shù)情況下也只有通過實際應用我們才能很好地理解相關的理論，并使之真正“內化”為自身內在知識體系的有機成分；這也是對理論進行檢驗，包括促進其發(fā)展的必要過程．在此還應清楚地看到理論的多元性——從而，在實踐中就必須做出恰當選擇，包括不同理論的適當整合．顯然，這也就更清楚地表明了相關實踐活動的創(chuàng)造性質．

3 一流課程建設要素分析

綜上所述，一流課程實際上是建立在“目標導向”“學生中心”“產出導向”等現(xiàn)代教育教學理念基礎上，實現(xiàn)高階能力培養(yǎng)的課程。一流課程建設是一項系統(tǒng)工程，必須堅持一流導向，與學校和專業(yè)的人才培養(yǎng)目標相契合，全面落實課程教學目標，打好教學基礎、更新教學理念、改進教學方法、改革考試模式、突出育人成效，實現(xiàn)先進理念指導下的內容、技術、方法的綜合改革[1,2,10,15]。一流課程的本質特征可以概括為：定位準確、目標清晰、基礎良好、理念先進、建設一流、效果顯著、示范引領等7個方面。教育部線下一流課程申報書準確地涵蓋了全部方面(見表4)。

表4 一流課程建設要素和申報書內容的對應分析

需要說明的是，理念先進、建設一流2個建設要素融合在“表四、課程建設及應用情況”中，難以嚴格分開。

4 一流課程建設的思路與重點

下面以山東大學物理化學一流課程建設為例，對一流課程建設的思路和重點進行說明。

4.1 定位準確、目標清晰

需要根據(jù)學校和專業(yè)的辦學定位和人才培養(yǎng)目標，正確確定課程教學目標。

山東大學定位建設世界一流大學、培養(yǎng)一流本科生。高考招收學生成績居全國前2%左右；化學專業(yè)本科畢業(yè)生入選兩院院士達到9人，入選高層次人才計劃的50余人；基本科學指標數(shù)據(jù)庫(ESI)世界排名70位，入選國家一流學科建設；化學專業(yè)2008年入選“國家基礎科學研究與教學人才培養(yǎng)基地”，2010年開展“基礎學科拔尖學生培養(yǎng)試驗計劃”，2019年入選首批國家一流專業(yè)建設點，是我國化學基礎科學研究與教學人才培養(yǎng)的重要基地。專業(yè)定位培養(yǎng)基礎研究拔尖學生，具體培養(yǎng)目標：“培養(yǎng)熱愛祖國，具有健全人格、正確世界觀、人生觀和價值觀，具有高度的社會責任感和良好的科學文化素養(yǎng)，具備寬厚的數(shù)學、物理學、生物學等學科的基礎，扎實掌握化學基礎理論和技能，了解化學發(fā)展前沿，具備良好的科學思維能力、批判思維能力、創(chuàng)新能力和實踐能力，具有跨文化溝通交流能力、領導力和協(xié)調合作能力，畢業(yè)后能夠進入國際一流高?；蚩蒲袡C構繼續(xù)深造，未來成為化學及相關科學領域的一流科學家和領軍人才。”

相應地，物理化學課程教學目標定位為：形成系統(tǒng)的理論框架，能夠發(fā)現(xiàn)和提出問題，對問題進行綜合分析，提出解決問題的方案并對方案進行評價，形成批判精神、創(chuàng)新意識和應用能力。具體要求：(1) 從微觀和統(tǒng)計角度解釋宏觀過程及其性質，對化學過程進行研究和分析；(2) 發(fā)現(xiàn)和提出科學問題，運用研究的思路和方法進行分析和判斷，提出解決問題的方案并對其可行性和局限性進行評價；(3) 對現(xiàn)有概念、原理和方法進行批判性思考，提出自己的觀點；(4) 運用信息技術開展拓展性學習，形成自主學習、自我發(fā)展能力。

4.2 課程教學目標的系統(tǒng)分解和落實

針對上述教學目標，我們設計了具體的環(huán)節(jié)和做法進行落實(見表5)。

表5 物理化學課程教學目標落實舉措設計

表5顯示，要落實課程教學目標，單純的課堂教學和課內互動是不夠的，需要對教學過程進行系統(tǒng)設計，將教學拓展到課外，更多地賦予學生參與思考、討論、拓展和小組活動的機會，這是課程挑戰(zhàn)度的最重要體現(xiàn)。為了考核課程教學目標的達成情況，我們按照產出導向評價(outcome-based evaluation，OBE)理念對課程考核進行了系統(tǒng)設計：設計了基于“雨課堂”的課堂提問、隨堂測試以及小組作業(yè)(占10%)、課外作業(yè)(占10%)、小組展示(占10%)、章節(jié)考試(占10%–15%)、思維導圖(占5%)、課程論文(占 10%)、期末考試(占 40%–45%)等考試環(huán)節(jié)，全面考查學生的知識整合能力(思維導圖)、信息技術應用能力(計算機做圖、小組展示)、團隊合作能力(小組作業(yè)、小組展示)、自主學習能力(課程論文、小組展示)、解決復雜問題的能力(小組作業(yè)、案例分析、方案設計)和創(chuàng)新能力(課程論文)，起到了良好的引導和督促作用，促成和檢驗了課程教學目標的達成。

4.3 一流建設的具體內容

課程一流建設可以概括為：一流基礎、一流師資、一流資源、一流理念和一流成效(見表6)。

表6 課程一流建設的工作重點

一流基礎：山東大學的物理化學教學迄今已有90余年的歷史，劉遵憲、張懷樸、印永嘉先后擔任課程主講。1965年，印永嘉編著的《物理化學簡明教程》出版，成為國內最早自主編寫的物理化學教材之一，迄今已修訂四版，發(fā)行量超百萬，年印數(shù)超三萬，曾獲國家優(yōu)秀教材二等獎(1987)，入選國家“十一五”(2006)、“十二五”規(guī)劃教材(2012)和普通高等教育精品教材(2008)；入選省級精品課程(2012)。課程主講教師印永嘉、張樹永先后入選教育部教材編審委員會和教學指導委員會委員，參與起草專業(yè)標準、專業(yè)規(guī)范和專業(yè)教學質量國家標準，編制《化學類專業(yè)物理化學教學內容與教學要求的建議》[16]等指導性文件，為物理化學建設一流課程奠定了堅實基礎。

一流師資：課程負責人張樹永承擔國家級和省級教研項目14項，擔任物理化學教學研究會召集人，牽頭起草物理化學教學建議[16]，參與中國高等教育學會重點攻關項目，參與起草專業(yè)教學質量國家標準，牽頭制訂教育部專業(yè)認證標準，發(fā)表教學研究論文62篇，主持“物理化學”省級精品課程，榮獲國家級教學成果二等獎1項，省級教學成果一等獎2項。物理化學教學團隊共有20人，其中參與化學基地教學的5人，全部具有教授職稱，其中4人為博士生指導教師，教學研究和教學建設成效顯著。

一流理念：在課程與教學改革方面，從2004年開始推進研究型教學[17]，逐步建立“學生中心”“產出導向”教學模式。16年來，教學團隊按照表5所列舉措對課程教學進行了系統(tǒng)設計、綜合改革，顯著提升了課程的挑戰(zhàn)度，實現(xiàn)了課程學習的高階性和創(chuàng)新性[18,19]。在課程內容與資源建設及應用方面，在滿足國家規(guī)定的教學內容的基礎上，采用多種途徑拓展教學內容，實現(xiàn)教學與科研的有效銜接[20]。《物理化學簡明教程》先后修訂4版，不斷引入學科和教學新進展；2003年啟動課程網站和網絡資源建設，2004年啟動雙語課程建設，2012年4月在“山東大學課程中心”建設課程網站并對外開放，每年對網站內容進行更新。截止2020年7月，該網站登錄人次超過156萬，在支撐學生自主學習、翻轉教學、課程論文改革的同時，還對國內物理化學教學改革和課程建設起到了良好的示范帶動作用。在課程教學內容組織實施方面，按照“高于《國標》、不斷更新、嚴格精選、突出應用、強化自主學習和創(chuàng)新思維培養(yǎng)”的要求設計和組織教學，通過引入基本原理的前沿應用案例并組織學生自主學習和團隊討論，發(fā)展學生的知識拓展能力和應用意識，提高其分析和解決復雜問題的能力；采用“聽故事學物化”微課方式，以系列化知識為載體，使學生通過學習和思考科學發(fā)展過程感悟科學真諦，提升科研素養(yǎng)和批判思維能力；通過安排小組作業(yè)、小組展示，實施問題導向和基于案例的教學，培養(yǎng)學生解決復雜性、挑戰(zhàn)性問題的能力；通過課程論文引導和督促學生增強發(fā)現(xiàn)問題的敏銳性、思考問題的系統(tǒng)性，突出創(chuàng)新性考核，引導創(chuàng)新能力培養(yǎng)[18]。

一流成效：山東大學物理化學課程教學改革系統(tǒng)深入、持續(xù)時間長、成效顯著，形成了一系列成功經驗。先后在《中國大學教學》《大學化學》等期刊發(fā)表論文十余篇[4–6,13,16–20]，受邀在全國和省區(qū)教學會議上做課程改革和建設報告47場。學生撰寫的課程論文已有16篇正式發(fā)表，體現(xiàn)出良好的提出問題、分析問題、解決問題的能力和批判精神、創(chuàng)新意識[18]。化學基地班學生的學習能力、創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展能力強，課程教學目標的達成度均接近或者超過80%，深造率保持在85%以上。學生對教學改革給予了充分肯定和高度評價，學生的綜合素質得到兄弟院校的普遍好評。山東大學物理化學教學改革和建設達到國內一流水平，形成了開設歷史長、建設基礎好；師資水平高、發(fā)揮引領作用；改革成果系統(tǒng)，示范效果好等特色和優(yōu)勢。

5 結語

一流課程建設是一流專業(yè)、一流本科建設的基礎和前提。一流課程具有定位準確、目標清晰、基礎良好、理念先進、建設一流、效果顯著、示范引領的顯著特征。在一流課程建設中必須避免單純技術的觀點和簡單化思維，全面貫徹“以學生為中心”的理念，以“目標導向”“問題導向”理念進行系統(tǒng)設計與建設，注重“產出導向”的效果評價，必須從一流基礎、一流師資、一流資源、一流理念、一流成效等方面全面實施一流建設。