OBE理念下課程思政在物理化學教學中的探索

張瑤瑤，庫宗軍，李博解，朱磊

(湖北工程學院 化學與材料科學學院，湖北 孝感 432000)

0 引言

隨著我國國際地位的不斷提高，為應對新的科技革命，國家提出了很多戰略性決定。2017年2月提出了建設“新工科”的工程教育改革方向。“新工科”要求人才既具有過硬的專業知識，又具有創新意識和工程實踐能力，從而引領新技術、新產業的發展[1]。基于傳統理念的高校培養模式缺乏創新性和探索性，其培養出的專業人才無法滿足當前社會和企業的需求。要切實解決這些問題，必須真正樹立以學生為中心，以社會和企業需求為導向的教育理念。美國知名教育學者Spady在其《基于產出的教育模式：爭議與答案》著作中指出，教學應清晰地聚焦和組織教學系統，使之圍繞并確保學生獲得在未來生活中實質性成功的經驗，教育的重點不在于學生的成績，而在于學習過程結束后學生真正擁有的能力，這就是成果導向教育OBE(outcome based education)理論。不同于傳統的“以教師為中心、以教材為中心”的教學模式，OBE強調學生的內化能力，以學習成果為出發點，圍繞“預期產出目標、教學實施過程、成果評估”，逆向設計教學過程，倡導學生“自主學習、合作學習、探究學習”，已成為美國、加拿大、英國等國家教育改革的主流教育理念之一[2]。

2020年，《高等學校課程思政建設指導綱要》闡明“思政課程的建設要以提升人才綜合素質培養為中心點，在全國所有高校中的所有專業學科中全面推進”[3]。截至今日，高校教學已經開展了大量的“課程思政”研究，教師既要為學生傳授知識，也要以德育人，引導學生樹立正確的人生觀和價值觀，因此思政課程顯得尤為重要。

物理化學課程作為化工專業學生的必修課程，在生產生活中應用非常廣泛。但因其過于理論化、公式繁多、理論抽象、推理繁瑣，學生在學習過程中，容易出現重難點難以把握、面對實際問題無從下手等難點，很容易產生厭煩情緒，從而失去學習興趣[4-5]。因此，如何基于OBE理念，在新工科背景下，利用課程思政的要素，提高化工專業學生自主學習物理化學課程的積極性，進而培養出具有創新意識和工程實踐能力的愛國主義人才。

1 OBE理念下，物理化學課程思政實踐

1.1 OBE理念下課程思政的思路

OBE理念是成果導向型教學，以物理化學課程為例，在新工科背景下，積極探討課程思政的改革。因此，以成果為導向，對照學校工程認證標準，將物理化學課程教學大綱與教學指標點細化，融入課程思政要素。在教學過程中，基于OBE成果導向理念，將日?！八颊苯逃臒o聲息貫穿到教學過程中，引導學生樹立正確的人生觀和價值觀，增強學生愛國主義情懷，敢于擔當的責任感。在此教育理念下，不僅可以促使學生積極學習專業課知識，增強專業課深度和廣度，同時能夠在精神層面上提高學生對專業的認同感，讓學習充滿源動力。因此，以成果為導向，結合物理化學課程目標考核點以及必要要求，確定課程中每一章節所對應的思政要素。以熱力學為例，從思政的角度來說，很容易聯想到國家高鐵的發展歷程，中國從沒有鐵路發展到現在高鐵運行里程世界第一，以此激發學生強烈的愛國主義情感。高鐵的發展也代表著熱力學知識中熱機效率問題，因此，如何提高熱機效率，是本章教學中很重要的一個導向，結合課程思政，讓學生思考如何解決這一工程問題。

1.2 OBE理念下課程思政的教學目標點

物理化學課程的工程認證課程目標分為三個：

(1)學生能系統地掌握物理化學中基本知識和基本原理，學會理解和表達工程領域復雜工程問題。

(2)使學生學會物理化學的科學思維方法，培養學生提出問題、分析問題、研究問題的能力。

(3)能夠基于物理化學專業知識，將理論知識應用于生活和生產實際。

針對以上三個課程目標要求，教師在授課過程中，可以將物理化學的十章內容分別設定好思政專題，教研團隊在授課過程中，積極根據提前設定好的思政要素進行授課?；贠BE理念，倡導探究學習、自主學習和合作學習的方式，不僅有利于激發學生學習物理化學課程知識的興趣、調動學生學習的主動性、解決學習“邊緣人”問題、促進學生綜合素質的提升、提高課堂的教學效果，而且有助于培養具有工程實踐能力，勝任化工行業發展需求的應用型和技術技能型人才。在每節課程授課結束后，教師應該及時進行課程效果評價以及課程反思，這樣才能切實做到成果導向，并從真正意義上實現新工科背景下，工程認證所需要達到的課程目標指數。思政課堂不應停留在形式上，更應該從成果導向的角度出發，經過反復教學以及課程評價，最終實現物理化學課程目標以及工程認證的畢業要求。

1.3 OBE理念下課程思政元素的挖掘

物理化學教研團隊結合自身多年的物理化學授課經驗以及教學感悟，將每一章節所對應的思政要素與課程相結合，挖掘并總結出如下課程思政元素，具體內容如下所述：

(1)在物理化學第一章節中，主要學習熱力學第一定律，其內涵是能量守恒定律，即能量不能憑空產生，也不會無故消失。因此，學生要想獲得知識必須自力更生、艱苦奮斗，結合祖國在抗日戰爭時期所經受的磨難，讓學生切實認識到現如今的美好生活都是奮斗而來的。在課堂過程中，可以讓同學們回顧下自己從小到大，父母是如何一步步走過來的，如今20年了，父母的艱辛大家是否能夠真正體會到。在課堂中，讓學生更加理解父母、感恩父母，也讓同學們更加勤奮努力，為未來的美好生活而奮斗。

(2)在講熱力學第二定律的時候，由自發過程和自發過程的逆過程開始，抽水機可以實現水往高處流，冷凍機能夠實現熱量從低溫物體傳入高溫物體過程，例如冰箱就是一個制冷機。正是因為有了冰箱，才減緩了食物的腐爛，同學們才可以在夏天吃到美味的冰淇淋。壓縮機可以實現低壓氣體向高壓氣體的擴散過程，溶質自低濃度向高濃度的擴散過程可以通過萃取實現。由此可以得到，自發過程逆向進行必須消耗功。從古至今，科學家們研發了很多實用的機器讓生活變得更美好。但是，人類在享用這些機器的同時，地球卻在慢慢遭到破壞。夏天的時候，室內開著空調，空調耗費電能給室內制冷，室內的溫度是降下來了，但是空調外掛機會發熱，且將這個熱量散發到空氣中，導致室外溫度繼續升高。由此可預見，如果地球上每家每戶都一直這樣使用空調，那么溫室效應會持續增強。因此，作為地球的一份子，應該力所能及地節約能源，保護地球。我國高鐵如何提高速度且保證機械效率的穩步提高呢？中國人一直都具有不畏艱難，迎難而上的堅強品質。從一個沒有火車的國家，發展到現在高鐵世界第一，足以證明我們國家發展之迅速。但是，目前熱機的效率依然很低，努力的空間還很大。在尊重科學事實的基礎上，打破熱機效率低的現狀，實現高效熱機的開創。國家主席習近平在2020年9月22日召開的聯合國大會上表示：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，爭取在2060年前實現碳中和。”因此，同學們要盡自己所能，為祖國的綠水青山作出自己的貢獻。

(3)表面化學知識中，從表面活性劑效果出發，樹立學生節約用水的理念，杜絕浪費。學生作為化學工作者，一定要評估化學產品的開發對環境的影響，生態環境始終要放到發展的第一位，減少水污染，保護環境。

1.4 OBE理念下課程思政教學的實踐

按照物理化學課程培養計劃和應用型人才培養目標，選定授課對象，開展OBE理念下，物理化學課堂思政教學研究，采用靈活多樣的教學模式，提高教學效果，確保學生將理論知識、應用研究、工程實踐、思政教育四個方面相結合，讓學生在學習期間，既能做到理論學習，又能進行工程實踐，還能進行思想素質提升。同時，由于本校具有企校合作平臺，借助企業技術支持(例如：湖北宇電學院、湖北大洋塑膠有限公司、湖北富思特材料科技集團有限公司和應城市恒天藥業包裝有限公司等)，共建專業教學基地，老師將課堂搬到企業中，通過現場講解，使學生更直觀地了解企業生產技術，從而促進理論知識、工程實踐的掌握，實現預期產出目標以及成果評估。

2 OBE理念下課程思政教學效果評價

傳統的物理化學課程教學是以理論為主導的，在考核過程中，沒有明確的達成度方向。此次OBE理念下，課程思政元素在物理化學課程教學中引入后，學生的學習積極性普遍提高了，工程認證中課程目標的考核主要分為三個方面，如表1所示。因此，選擇2019級和2020級學生期末成績作為分析對象，重點探討教師在進行課程思政前后，學生整體達成度的變化情況，切實分析OBE理念下，課程思政對學生學習主觀能動性的提高是否有幫助，為后期學生學習提供指導和改進措施。

表1 OBE模式下物理化學工程認證課程目標

由表2的成績對比結果可得，教師在授課過程中，從2019年開始便進行課程工程認證改革，授課過程中多結合工程案例進行分析，同時積極提高課程思政在課堂中的實際效果教學。因此，2019級學生在期末考試過程評價和結果評價中，均沒有60分以下的成績，學生在學習中能做到積極根據工程實踐進行理論知識的貫通。2020年后，教師基于OBE理念，積極在授課過程中，引入課程思政元素，激發學生學習積極性?？己艘苍黾恿诉^程評價的多樣性以及難度，在思政的過程中讓學生能積極思考，過程評價和結果評價成績均有所提高。由此可得，基于OBE理念下，課程思政元素引入后，可以顯著調動學生學習的積極性，提高其學習的內在驅動力，課程目標達成度也有明顯提高。

表2 2019級與2020級學生物理化學課程達成度考試成績對比

3 結語

在“新工科”背景下，基于OBE理念，主要針對物理化學公式繁多、理論抽象等難題，將“課程思政”要素融入物理化學課程教學目標中，建立課程體系與本科生畢業要求細化指標點之間的對應關系。將思政教育與專業教育進行高效融合，不僅能夠幫助學生積極學習專業知識，還能塑造出學生正確的人生觀和世界觀。文章基于OBE理念，將課程思政融入物理化學教學目標中，深挖課程思政元素、積極進行課程思政教學實踐、在準確進行課程思政教學效果評價。研究結果表明，基于OBE理念下，課程思政元素引入后，可以顯著調動學生學習的積極性，提高其學習的內在驅動力，實現課程專業知識價值引領。