工科類專業(yè)一流本科課程建設的思路

四川大學化學工程學院 王 冰

一、一流本科課程建設的時代背景

《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8號）指出，課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質量直接決定著人才培養(yǎng)質量。為貫徹落實習近平總書記關于教育的重要論述和全國教育大會精神，落實新時代全國高等學校本科教育工作會議要求，必須深化教育教學改革，把教學改革成果落實到課程建設上。

教育部原部長陳寶生提出，對大學生要有效“增負”，要提升大學生的學業(yè)挑戰(zhàn)度，合理增加課程難度，拓展課程深度，擴大課程的可選擇性，真正把“水課”轉變成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。教育部高教司吳巖司長用“兩性一度”來詮釋“金課”的主要特征，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。“高階性”即知識能力素質有機融合，培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維；“創(chuàng)新性”即課程內容反映前沿性和時代性，教學形式體現先進性和互動性，學習結果具有探究性和個性化；“挑戰(zhàn)度”即課程有一定難度，需要跳一跳才能夠得著。

二、一流本科課程建設措施

（一）教學理念

OBE教學理念是在1981年由William G.Spady提出的。此理論一經提出，很快受到教學學者的認可和推崇，此后經過十年左右的發(fā)展，已逐步形成了比較完整的理論體系，至今仍被認為是追求卓越教育的正確方向，在發(fā)達國家教育改革中得到廣泛應用，近幾年在我國的人才培養(yǎng)中也逐漸被重視。OBE（Outcome-based Education）教學理念即利用成果導向創(chuàng)新教學模式，又被稱為“能力、目標或是需求導向教育”。OBE理念強調教學的投入、過程和產出，教師需要在每個教學環(huán)節(jié)中都將OBE理念融入其中。同時，教師需要關注教學過程的輸出和個性化教學，關注產出的成果。成果導向是從滿足需求開始的，由需求決定培養(yǎng)目標，再決定課程設置和課程改革，反向支撐畢業(yè)目標。

一流課程首先要具備OBE先進的教學理念，要以研究型教學和產出導向的理念為指導，將課堂講授、實驗、實習、工程案例、學科競賽、科研訓練等多方面有機結合。教師應注重培養(yǎng)學生具備使用理論知識解決問題的能力。教師課程設計可以將OBE理念融入整個教學過程中，依托科研訓練項目、學科競賽和實訓基地，進行理論與實踐的深度融合；將科研項目、企業(yè)項目與課堂教學相結合，通過競賽拓展學生的實戰(zhàn)能力。

（二）教學設計

教學設計要具備合理性、方向性和創(chuàng)新性，教學目標明確，教學方法與教學活動組織科學合理，符合教育教學的規(guī)律。可以通過現代化的線上教育資源與教育教學的融合，實施在線自主學習、線下小班化教學翻轉課堂以及線上線下相結合的混合式教學模式。

我們學院獲批省級線上線下混合式一流課程教學設計。近代化學基礎課程設計中將混合式教學與大班授課—小班研討相結合，學生在線上SPOC平臺進行自主學習，教師根據數據反饋進行針對性備課，進而提高教學效率。教師逐漸增大在線學習的難度與強度，并教會學生繪制思維導圖，培養(yǎng)學生自學能力，同時將課堂知識學習的內容調整為在課前平臺學習，課堂教學內容可有更多前沿性、高階性和課程思政的內容。課后組織8—10人的小班研討，討論前沿科學問題并組建學習共同體。課堂教學中，教師充分使用信息化教學工具提升教學效果，例如利用智慧教室和手機互動增強課堂上師生的互動，提高知識傳輸效率；課程通過引入混合現實技術調動學生主動學習的動力，取得了很好的教學效果。

該課程的教學過程設計中，“兩性一度”貫徹其中。

第一，放眼世界有格局——高階性。抽取學術文獻中與章節(jié)知識對應的研究，訓練學生分析研究的能力，拓寬學術眼界，對科學精神有所體會。通過公益問題的創(chuàng)新解決方案，建立并提升學生的評價和創(chuàng)造的能力，培養(yǎng)社會責任感，科普視頻已在支教和云南民族中學中使用。

第二，面對難題有方案——創(chuàng)新性。為了解決學生對特定知識點學習的障礙，引入最新的微軟混合現實工具，并制作大量的可視化圖形，對于特定知識點，學生的正確率提升了50%。為了最大限度地調動學生的學習積極性，采用游戲化與競技化的教學工具，從教師催學生做題變成學生催教師出題。

第三，自主學習有方法——挑戰(zhàn)度。針對基礎差異性，把教學資源按難度等級進行分層，大班授課與小班研討相結合。為提升在線學習效率，先激發(fā)學生自主學習熱情，再通過繪制思維導圖以輸入促輸出的方式提升學生的自學能力，并循序漸進提升在線學習量，最后通過全過程化考核保證學生及時完成在線學習。把知識掌握精確到每個點和層級，以周為單位進行學習反饋。

在制藥分離工程課程中，通常制藥分離技術的相關知識一般都是很抽象枯燥的，且學生都沒有工程實踐體驗和經驗，對于制藥生產工藝流程印象不是很深，所以很難調動學生的學習積極性，也很難激發(fā)學生的創(chuàng)造潛能。因此，教師在這門課程的教學設計中，將理論教學和實踐教學兩者相互結合，教學中教師注重理論課程教學知識，同時很好地融入實踐環(huán)節(jié)教學工作，增強學生工程意識，鼓勵學生自主設計制藥分離新方法。在工程單元、分離工藝和知識理論創(chuàng)新中，通過實習課程，帶領學生到企業(yè)進行現場學習，使學生身臨其境感受制藥分離工程教學模式。教師教學中也做到動畫、影像和圖像模擬演示，讓學生能夠更加全面深刻地學習制藥分離工程課程，讓教學氣氛更加活躍和輕松。

在教學過程設計中，也可以將課程與競賽深入融合。課程可以結合專業(yè)性很強的學科競賽同步進行。例如，學院的化學反應工程課程就結合了全國“互聯網+化學反應工程”大學生課模設計大賽，通過作品開發(fā)將化學反應工程抽象概念親切化、具體化。競賽和課程授課結合，促進了學生對課程的主動思考和學習，有利于通過競賽實現對學生的創(chuàng)新培養(yǎng)。

（三）課程內容

課程教學內容的制定也要緊扣“兩性一度”。還是以省級一流課程近代化學基礎和制藥分離工程為例，課程教學內容及組織實施情況如下。

1.激活學生的互動熱情

把手機互動引入課堂教學之中，增強課堂上學生與教師之間的互動；充分利用川大智慧教室的特點，打造有效多視窗展示；專研PPT制作，打造高顏值課堂。針對教學難點，在課后開展小班研討，了解每個學生，并鼓勵學生進行合作學習。通過在線競技化教學，促進學生主動學習，為學而瘋狂。

2.幫學生理解高難度概念

很多學生不能充分理解一些難度大的概念。通過引入混合現實技術、手機App軟件和三維教學素材，讓理論可視化，有利于降低學生認知的難度。

3.互聯網社會的自學能力

通過構建漸進—混合式體系來解決。包括習慣養(yǎng)成方面，在一年的學習中，學生線上學習從預習逐漸過渡到約有一半的內容在線完成。為保證在線學習質量，專門摸索了一套讓學生根據自習和課程內容手繪思維導圖的方法，學生每學期需要畫20幅左右的思維導圖。

4.培養(yǎng)學生的高階思維能力

引入非標準答案大作業(yè)，設計有創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性的題目，提升學生的能力。

5.深入探索多樣化教學形式

將MOOCs、翻轉課堂等理念和方法與課程改革實踐相結合，讓探究式教學成為常態(tài)。利用先進的教學網絡平臺及學校優(yōu)質的智慧教室資源，構建課程立體化教學模式，普遍開展小班化教學。實現教學資源（教學課件、教學大綱、電子教案、在線測試、答疑討論等）的線上+線下共享。通過教材、教輔資料、自制線上教學資源、網絡教學資源等構成立體化教學模式，激發(fā)學生的學習興趣與研究興趣，提高學生的學習積極性和創(chuàng)造性，使課程的教學質量顯著提高。

要建設一流課程，還要跟上時代的變化，做到與時俱進，更新最新的行業(yè)發(fā)展信息，實時將與專業(yè)相關的前沿性發(fā)展知識增加到課程當中，讓課程建設做到因時而變。避免使用過于陳舊的教學內容，例如有些課程的教材或教案十幾年都沒有變化，這種情況就會使課程與現代學科發(fā)展前沿嚴重脫節(jié)。

（四）課程與競賽相融合

對于工科類課程來說，學科競賽是課程的有益補充，通過以賽促教，可以強化學生大工程意識和解決復雜工程問題的能力，從而扎實專業(yè)基礎，利用多學科知識創(chuàng)新地解決專業(yè)問題。

首先，通過組織和參加競賽，可以極大地提升工程實踐教學水平，培養(yǎng)學生的全局觀和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、合作交流和工程能力，重建教學體系、改革實踐課程、增加創(chuàng)新探索實驗。以學科競賽為抓手，改革實驗、設計、生產實習等實踐性課程的教學內容和方法，增加探索創(chuàng)新實驗，引導學生利用所學知識分析和解決問題，提高學生學習積極性。

其次，競賽反哺教學，豐富教學內容。將優(yōu)秀競賽作品及其采用的新技術或新方法反饋到課堂和實踐教學中，經過推敲、修改、完善，作為理論與實踐結合的經典案例進行講解。

最后，培養(yǎng)學生的全局觀、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和工程實踐能力，提高學習積極性和科研熱情。競賽會在學生中產生深遠影響，加深學生對所學知識體系的理解與應用，通過多樣化教學手段、改革教學內容、強化創(chuàng)新與課程實踐、教賽結合等舉措，多學科交叉，融會貫通，拓展思路，全局把控，激發(fā)潛能，提高學習積極性、自主學習能力、動手操作能力及科研興趣。

（五）評價體系

學生評教能夠最直觀地反映教學效果和增加師生互動，在一定程度上通過“以評促教、以評促學”來促進教師發(fā)展和改善教學效果。學生評教應堅持“以學生為中心”這一立足點和落腳點，從評價“教師的教”轉到評價“學生的學”。學生評教內容的設計要注重發(fā)展性，從教師的水平性評價到人的發(fā)展性評價；注重全面性，從教師“教得怎么樣”到學生“學得怎么樣”轉變；注重過程性，從注重終局的結果性評價轉到覆蓋全過程的過程性評價。以此構建的學生評教內容，將能切實助推一流課程的建設。在課程評價的過程中，評教結果的實時反饋也很重要，學生評價要貫穿教學的全過程。例如，教師可以根據自己的課程安排，幾節(jié)課后設置一次課程評價反饋，及時了解同學們的課程掌握情況，從而進行教學安排的適時調整，以避免學期結束后的評價反饋，導致教學改進滯后。同時，也可以建立全過程考核體系，進行實時反饋，讓學生學習狀態(tài)可視化。

踐行全過程、非標準化考核。全面實行課程全過程考核和非標準化答案，改變一張期末試卷確定成績的現象。通過增設小論文、課程設計、課程實驗、課堂討論、課堂測試、課件制作等多種測試方法，例如課程綜合成績由60%平時考核成績和40%期末考查成績組成，客觀評價學生綜合利用知識的能力。教學中利用課堂習題強化學生知識理解和運用能力，引入課堂研討成績，通過課堂測驗及時把握課堂授課情況。最后通過幾道綜合大題，作為期末試卷題目考查學生處理綜合工程問題的能力。

（六）課程思政

2019年10月教育部發(fā)布的《關于一流本科課程建設的實施意見》指出，要把立德樹人的成效作為檢驗高校一切工作的根本標準，建設適應新時代要求的一流本科課程。

在工科類課程思政與專業(yè)課程相結合的教學過程中，要把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。作為培養(yǎng)工科類人才工程實踐能力的課程，需注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。在課程思政教學中穿插講述老一輩科學家（如諾貝爾獎獲得者屠呦呦先生、國家最高科學技術獎獲得者徐光憲先生等）取得的豐功偉績，結合專業(yè)的相關知識點，達到陶冶情操、溫潤心靈、激發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新活力的目的。在課程教學中實施思政教育，尤其是科創(chuàng)精神的啟發(fā)和培養(yǎng)，對于提高工科專業(yè)人才專業(yè)素養(yǎng)，樹立崇高科學精神和理想具有重要意義。