構建“1421模式”提升課程育人實效
——以物理化學課程群建設為例

郭暢，方暉，白國梁，趙英國，黃榮誼，吳臘霞

安慶師范大學化學化工學院，安徽 安慶 246010

物理化學課程是用物理手段和數學方法研究化學變化普遍規(guī)律的學科，是理工類的專業(yè)核心課程，被譽為“化學的靈魂”和“化學中的哲學”[1]。近年來，安慶師范大學物理化學省級教學團隊依托國家級一流專業(yè)(化學)建設點，以“課程育人，立德樹人”為目標，積極構建“一個教研室黨支部核心引領、四個育人課堂融合支撐、兩個方面課程資源供給優(yōu)化、一個課程群建設持續(xù)改進”的“1421”理工類專業(yè)課程建設模式(圖1)，提升課程育人實效。

圖1 理工類專業(yè)課程育人的“1421”模式

1 建強一個教研室基層黨支部核心

圍繞發(fā)揮黨組織領導核心作用，通過物理化學課程團隊為載體推動課程思政建設，提升組織凝聚力，建設建強物理化學教研室基層黨支部，2021年我支部獲評校級“先進基層黨組織”。目前物理化學教研室共計六名正式黨員，有一名學院黨委委員，有兩位教師曾經或正在擔任教工支部書記，兩名教師榮獲校級“優(yōu)秀共產黨員”稱號，一名教師為校級“先進個人”。

在物理化學教研室黨支部的核心領導和思想引領下[2]，全體團隊成員深入學習習近平總書記關于教育的重要論述，在理論學習、集體備課和教學研討中，取長補短、相互激勵、資源共享、共同提高，以物理化學課程群建設為抓手，踐行三全育人，融通四個課堂，堅持五育并舉，提升課程育人實效。

2020年，團隊成員獲得安徽省首屆“課程思政教學名師”稱號。2021年，物理化學課程作為我校普通本科教育類別中的唯一理科課程，被學校推薦參選教育部課程思政示范項目。

2 做實四個課堂育人路徑

課程組堅持以立德樹人為主線，做實“四個課堂”育人路徑。以課堂教學為第一課堂，拓展活動為第二課堂，創(chuàng)新實踐為第三課堂，網絡新媒體為第四課堂[3]，實施四個課堂的融合教學。

堅守第一課堂主渠道，緊抓教學質量，把握課程思政內核，深挖思政元素，優(yōu)化思政資源供給，科技向善；開拓第二課堂主陣地，立足專業(yè)，創(chuàng)意活動形式，推廣公益科普，浸潤報國情懷，崇德養(yǎng)正；創(chuàng)新第三課堂主載體，從頂崗支教到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，實踐求真；打造第四課堂主平臺，占領社交媒體網絡陣地，從指尖達心間，引領正確導向，善學樂思。

通過四個課堂同心同向，共建共融，用物理化學原理釋科技新知，論學科發(fā)展，探實驗實訓，行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，融綠色化工，以春風化雨展課程思政，啟智鑄魂，從學生發(fā)展需要、學科發(fā)展需要和未來社會發(fā)展需要三者融合出發(fā)，力爭成為學生成人成才的引路人。

2.1 實施第一課堂混合式教學

在第一課堂建設中，以學生為中心，產出為導向，積極對標國家級一流課程要求，充分依托各種教學手段，全方位開展線上線下混合式教學。結合學科動態(tài)、最新進展、社會熱點和典型案例，在課程內容中糅合家國情懷、科技創(chuàng)新、文化傳承、社會主義核心價值觀[4,5]，將課程思政融入課程建設，落實到課程目標設計、教案課件編寫、線上MOOC建設、案例庫資源庫完善等各個方面，貫穿于課程拓展、課堂授課、教學研討、實驗實訓、作業(yè)論文等各個環(huán)節(jié)。

物理化學是化學中的哲學，從熱力學、動力學、電化學到表面和膠體中，處處知識點都天然蘊含辯證唯物主義世界觀、思維模式和方法論等馬克思主義哲學要素，渾然天成。例如在熵函數引出中，以卡諾熱機為理想模型分析處理復雜事物，從卡諾循環(huán)歸納為一般循環(huán)，從一般循環(huán)演繹到某個過程，以熱機效率極限引入辯證唯物主義認識論，從熵增原理理解相對真理和絕對真理的辯證統一等等，通過嚴密的數理邏輯推演，確定了熵的概念，并分別從熱力學、分子運動論和概率論等方面探討熵的物理意義，體會共性與個性的和諧統一。

物理化學教學嚴格遵循混合式教學實施方案(圖2)，學生在大一上的化學導論課程中已經充分熟悉了翻轉課堂，所以大二開設的物理化學課程，從小組任務分解的邏輯性、小組成員翻轉完成度，到課堂匯報的積極性、課堂評分互動的參與度等，都能達到比較滿意的效果。同時，及時發(fā)布線上課堂實時數據統計、思維導圖任務、課前小測、課后作業(yè)、章節(jié)測試、知識拓展等，督促激勵，幫扶后進，利用各種手段實現過程性評價，根據反饋數據動態(tài)調整授課重點。

圖2 物理化學第一課堂混合式教學實施流程

第一課堂中以物理化學方法培哲學素養(yǎng)、分組合作養(yǎng)團隊意識、翻轉課堂練協作能力、生講生評小組PK提競爭興趣、小組互助育共享奉獻、全過程評價促迭代優(yōu)化，持續(xù)改進。因為教學效果優(yōu)異，2021年，物理化學課程作為教育部在線教育研究中心第一批“拓金示范課程”，在雨課堂平臺開展了克隆班在線教學，全國共計120余名教師觀看互動，反響熱烈。2019和2021年，課程組成員兩次應學校教務處邀請，面向全校教師進行了本科示范課教學，示范引領效果顯著。

2.2 打造第二課堂特色品牌

積極創(chuàng)新第二課堂形式，從學生個性出發(fā)，依托大學生科技化學協會、“砹鋅”志愿者服務中心、化學師范生頂崗支教、“趣味化學科普浩然工作室”等各個團體平臺，開展豐富的課外活動，激發(fā)學生主觀能動性、職業(yè)榮譽感和社會責任感。在團隊教師指導下，學生積極主動參與各類賽事，在第一、第二屆安徽省普通高等學校大學生化學競賽中，均斬獲一等獎。為充分發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，分享化學之美，傳播科學知識，2020年，在課程組教師指導下，19級李浩然同學成立了“趣味化學科普浩然工作室”。工作室成員涵蓋化學、美術、傳媒、經管等專業(yè)，以傳播科學、播種希望、立足公益為已任，堅持“守望夢想，為愛而行”的理念，面向安慶師范大學化學愛好者以及大別山地區(qū)中小學生，積極開展趣味化學科普活動，以星火力量積極助力大別山化工產業(yè)振興，打造化學科普品牌[6]。目前工作室已創(chuàng)新拓展出68個趣味實驗，10余種手工藝品和科學實驗擺件，并聯合安慶師范大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院、化學化工學院以及安慶團市委累計開展線下“情暖童心——趣味科普公益課堂”活動20余次，同時依托互聯網平臺，采用抖音、B站直播等方式開展云端課堂，受益學生3000余人，深受安慶師大化學愛好者和中小學生的喜愛，激發(fā)了青少年學習化學的興趣和熱情，在他們心中種下化學科學的種子。工作室成員也在課題組教師指導下多次獲獎，實現了課外興趣與課本知識的雙贏互融，充分展示了化學創(chuàng)意、青年擔當、科學追求和團隊協作。

2.3 激發(fā)第三課堂創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

課程團隊以功能配合物和電化學兩個方向為主導，以計算化學為延伸，近5年來先后主持獲批2項國家自然科學基金、9項省部級基金和5項橫向課題。團隊堅持依托1個安徽省工程研究中心，2個安徽省重點實驗室，1個省級協同創(chuàng)新中心，與安慶市共建的化工新材料產業(yè)學院(研究院)，與企業(yè)共建的4個省級工程技術研究中心，致力于將知識成果轉化為生產力，將科研項目和橫向課題引入第三課堂，鍛煉學生分析、研究和解決問題的能力，提升學生的邏輯思維、批判性思維、科研創(chuàng)新和團隊協作能力；使學生能將物理化學原理應用到生產實際中，形成個性化認知，增加對環(huán)境問題、社會問題及科技前沿的敏銳度，提升信息素養(yǎng)、自我管理和可持續(xù)發(fā)展能力，培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新能力及科技興邦的家國情懷。團隊先后指導學生獲得2018年“創(chuàng)青春·中國聯通”安徽省大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎，2018年安徽省職業(yè)規(guī)劃設計暨大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎，2019年安徽省“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽二等獎，2020年安徽省互聯網+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎，2021年安徽省第十五屆大學生職業(yè)生涯規(guī)劃大賽一等獎，2021年安徽省互聯網+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎，成果累累。

2.4 建設第四課堂新媒體資源

當代大學生是互聯網原住民[7]，在日常生活中離不開各類社交媒體，進一步推進社交媒體與課堂教學的深度融合，是提升課程育人效果的必要手段和必然路徑。為此，課程組在大學第一學期開設的化學導論課程上，就積極為學生推薦各種優(yōu)秀公眾號，如：如思政老師“南航徐川”、全面時事“新聞哥”、科技知識“科普中國”、科學大家“賽先生”、化學動態(tài)“XMOL”等，搶占思想陣地，拓展學生視野，堅定“四個自信”，增強“四個意識”。同時以學生為群管，針對不同年級不同專業(yè)需求，動態(tài)化管理三個QQ學習群(目前在線人數超過1500人，群文件2.5 G)，積極聯系優(yōu)秀畢業(yè)生分享感悟和學習心得，激勵學生奮發(fā)向上。課程組成員受邀擔任學院學生交流群(在線1276人)的唯一一位教師管理員，利用各種機會走進學生，傾聽訴求，解疑答惑，深受學生愛戴和歡迎。2021年12月30日，課程組創(chuàng)立了“安慶物理化學”微信公眾號，從學生需求出發(fā)，針對課程重點難點、知識體系建立、學習經驗交流等多個方面，錄制剪輯發(fā)布視頻推文，堅持問題導向和學生指向相統一，打造開放性、交互性的融媒體課程平臺。

3 優(yōu)化線上線下課程資源供給

打造課程育人體系，有效推動習近平新時代中國特色社會主義思想進教材、進課堂，進頭腦[8]，必須從線下和線上兩個方面優(yōu)化課程思政資源供給。在保證理工類專業(yè)課程自有屬性的基礎上，充分發(fā)揮課程的德育功能，提煉專業(yè)課程中蘊含的文化基因和價值范式，將其轉化為社會主義核心價值觀具體化、生動化的有效教學載體，在“潤物細無聲”的知識學習中融入理想信念層面的精神指引[9]。

在多年建設中，我們形成了豐富的立體化教學資源，例如自編習題課教材《物理化學思考題1100例》(中國科技大學出版社，2019年第2版)[10]和《物理化學分章練習題》(安徽大學出版社)、自有試題庫《物理化學試題庫》(安徽大學出版社)、自建網站“物理化學教學輔導網站”、自有省級MOOC“安慶物理化學(1)”[11]，不斷更新迭代的各類資源庫案例庫以及混合式教學中動態(tài)生成的課程論文、思維導圖、翻轉PPT等，致力于以生為本，以本為本，保障學生的各項需求。

3.1 線上資源融合

自2018年省級MOOC“物理化學(1)”立項以來，線上資源一直持續(xù)建設更新，課程在安徽省網絡課程中心學習平臺——e會學上已進行第六次開課，2022年1月入駐學堂在線平臺，2022年4月成為國家高等教育智慧教育平臺的首批上線課程。課程先后多次被e會學平臺首頁推薦，2022年2-4月間一直首頁置頂。2021年課程負責人應平臺教師工坊邀請，面向全省高校教師進行了線上匯報。目前，MOOC已有課件超200個，視頻資源超600分鐘。依托MOOC教學平臺，結合QQ群文件和公眾號推文，融合思政元素，在線上案例庫、資源庫建設中，有意識增加學科發(fā)展史、優(yōu)秀傳統文化、發(fā)展與反思、優(yōu)秀畢業(yè)生感悟等內容，有效引發(fā)學生情感共鳴，傳遞正確導向。同時，動態(tài)結合教師教科研課題和橫向研究成果，將產業(yè)升級和工業(yè)實際融入學科基礎知識，培家國情懷，養(yǎng)社會責任感，促進學生自我發(fā)展、自我完善。

3.2 線下資源拓展

為了全面推進課程思政教學改革，遵循學生認知發(fā)展規(guī)律，充分反映新時代經濟社會發(fā)展對國民素質、創(chuàng)新人才的新要求，必須加強配套的教材體系建設。為此，課程組編寫了《高等物理化學》[12]教材，2022年由化學工業(yè)出版社出版，并入選高等學校規(guī)劃教材。后期，將繼續(xù)為《物理化學》教材的編寫工作而積極準備，切實體現我國科學家的學科成果，有機融入社會主義價值觀，激發(fā)學生愛國報國的使命擔當。同時，積極收集整理各類形成性資源，如橫向化工課題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、科普實驗案例、課程論文、思維導圖、翻轉課堂等，為新生示范引領，激發(fā)內生動力。

線上依托MOOC、案例庫、資源庫、公眾號、QQ群有效拓展，線下依托教材、研討、翻轉、課程論文、課外活動、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等有機融入，進行課程思政的內容供給改革，成效顯著。

4 打造物理化學課程群

為深入學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想，以教研室黨支部為核心引領，融合四個課堂，優(yōu)化線上線下資源供給，深化建設一個理工專業(yè)課程群。安慶物理化學教學團隊堅持結合馬克思主義立場觀點方法的教育來進行科學精神培養(yǎng)，圍繞物理化學課程的核心地位，按照課程內容相關性和邏輯性，構建了一個從大一到大三的物理化學課程群(圖3)，既保證了課程內容的完整性和延續(xù)性，又能對學生形成有效正向引領，持續(xù)輸出社會主義核心價值觀和職業(yè)理想。

圖3 安慶師范大學物理化學課程群建設

物理化學課程群以大一第一學期開設的專業(yè)必修課化學導論為基礎，引導學生了解世情國情黨情民情，培養(yǎng)學生的科學理念和學科素養(yǎng)；以大二到大三開設的專業(yè)基礎課物理化學、物理化學實驗和結構化學為重心，傳遞科學倫理，訓練科學思維方法和實踐能力；以大三選修課高等物理化學為拓展，激發(fā)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。物理化學課程作為四大化學之一的基礎課，也是學生們最常選擇的考研專業(yè)課程，這保證了學生的學習投入度。以物理化學課程為核心的課程群，時空維度上覆蓋大一到大三，邏輯順序上從易到難，從必修課到基礎課再到選修課，既能讓學生提前適應翻轉課堂，提升學習興趣，拓展學科視野，同時又為課程思政的持續(xù)深入開展提供了堅實基礎。在實際教學中，高等物理化學選修課相對艱澀，部分同學有一定畏難情緒，在授課中嘗試結合物理化學基礎知識的歸納演繹，幫助學生樹立信心，通過榜樣引領和同儕競爭進一步激發(fā)內生動力，強化課堂互動和反饋，利用雨課堂紅包、電子獎狀和動態(tài)排行榜等多種形式，增強課程吸引力，效果良好。

2018年，課程組主持的安徽省重大教學改革研究項目“物理化學立體化課程體系建設”以優(yōu)秀結題。2019年，“物理化學立體化課程體系的構建與實踐”榮獲安徽省教學成果一等獎。課程負責人2020年榮獲安徽省首屆“課程思政教學名師”稱號；2021年作為兩名候選人之一被學校推薦參選省委教育工委優(yōu)秀共產黨員，并獲安慶師范大學“優(yōu)秀共產黨員”稱號。2020年，課程組先后獲評省級教學團隊和省級示范基層教學組織。物理化學(含物理化學實驗)課程2020年獲批省級教學示范課程，2021年入選教育部在線教育研究中心首批“拓金計劃”示范課程。

5 “1421”模式的特色與發(fā)展方向

如何挖掘理工類專業(yè)基礎課的思政元素，推廣課程育人，這仍然是讓廣大一線教師比較困惑的問題。“1421”模式，即“一個核心，四個課堂，兩方面資源融合打造一個課程群”，適用性廣，操作性強，為理工類專業(yè)課程開展課程思政、提升育人實效提供了很好的借鑒。與此同時，安慶物理化學的“1421”模式又具有自身特色。

5.1 地方特色

安慶是長三角區(qū)域重點城市，是安徽省三大新型化工基地之一，擁有安徽省首批戰(zhàn)略性新興產業(yè)集聚發(fā)展基地，以化工新材料為首要產業(yè)，聚焦石油化工產業(yè)鏈和高端精細化工領域。安慶師范大學作為皖西南和大別山區(qū)域唯一冠名“大學”的高校，踐行“地方性、應用型、有特色、高水平”的辦學定位。化學化工學院是我校實力最為雄厚的老牌學院，學院的化學專業(yè)是2008年國家級特色專業(yè)建設點，2019年國家級一流專業(yè)建設點，2018年省級一流品牌專業(yè)和2019年省級博士點立項建設點。安慶物理化學課程組依托學院積淀，按照學校發(fā)展定位，立足學生發(fā)展和地方經濟需求，構建“1421”模式，培育和踐行社會主義核心價值觀，構建高水平人才培養(yǎng)體系，提高學生自學能力和獨立工作能力，培養(yǎng)學生化學學科素養(yǎng)、邏輯思維能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)開放型創(chuàng)新型人才，服務“五大發(fā)展”美好安徽建設。

5.2 實踐特色

2022年，以化學化工學院為主體的“安徽省超高分子量聚乙烯纖維工程研究中心”獲批立項建設，這是安慶師范大學首個獲批的省級工程研究中心。依托中心建設，課程組結合承擔的科研項目與橫向課題，積極指導開展第三課堂創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，為拓展學科視野，體會產業(yè)融合，踐行綠色化工，服務地方經濟，為“1421”模式的課程群建設注入了強烈的實踐特色。例如安徽聯化新材料有限公司委托的橫向課題——“生產(甲)丙烯酸羥烷基酯過程中殘渣回收工藝的研究”，致力于分離回收生產過程中的危險廢物殘渣，不僅有利于環(huán)境保護，而且可產生高達700萬元/年的直接經濟效益，填補行業(yè)空白，具有巨大的推廣價值。課程組指導吸納本科生參與，以物理化學基本知識進行物性參數測定和估算，確定相應分離工藝流程。這極大開拓了學生視野，實現了基礎知識的實際轉化。

5.3 發(fā)展方向

“1421”模式的實現，需要教研室基層黨支部引領帶動授課教師加強政治理論學習，強化四個意識，提高政治素養(yǎng)。同時，四個課堂的教學融合、線上線下的資源優(yōu)化、課程群建設持續(xù)改進，都對教師投入度和項目基金支持提出了更高的要求。

為此，應繼續(xù)強化基層黨支部的核心作用，加強團隊合作，利用各種教研活動，集體研討，厘清課程群思政內核和發(fā)展思路，強化課程思政系統設計[13]，加強對案例庫資源庫的更新迭代，組織新教材編寫，規(guī)范混合式教學實施方案，緊抓第一課堂教學質量，組織創(chuàng)意第二課堂，指導實踐第三課堂，運營維護第四課堂。支部應根據團隊教師具體情況，征求意見，集體謀劃，分工合作，各有側重。例如部分老教師教學經驗豐富，主要負責第一課堂教學；年輕教師和學生交流充分，對第二課堂更有興趣；中青年教師科研開展順暢，側重第三課堂；而對新媒體和網絡技術感興趣的老師，就可以更多投入第四課堂。團隊成員共克難題，和諧互動，共同發(fā)展，積極尋求項目支持，才能為“1421”模式的實施提供強勁動力。

第一課堂教學育人，保障質量。首先是覆蓋課程群全部課程。根據人才培養(yǎng)方案，統籌規(guī)劃課程大綱修訂，優(yōu)化課程思政內核、元素和資源，實現教書與育人同向同行、共融共長。二是融入教育教學全要素。將大綱修訂、內容優(yōu)化、混合教學、教材建設、教學評價等方面納入課程思政建設范疇，根據《高等學校課程思政建設指導綱要》建設目標要求和內容重點，推動課程思政建設在整個教學要素中“落地生根”。三是貫穿教學評價全過程。優(yōu)化改進學業(yè)評價和教學評價機制，以形成性評價和過程評價代替終結性評價，堅持將課程育人作為教學評價的重要組成部分。

第二課堂文化育人，創(chuàng)新形式[14]。基于化學化工學院本科生導師制的推行，鼓勵課程組教師和學生面對面，創(chuàng)設不同情境和任務，激發(fā)學生學科興趣和學習投入度，提升文化素養(yǎng)，促進自我完善。打造科普工作室特色品牌，立足公益，助力地方，傳播科學。

第三課堂實踐育人，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)[15]。激勵教研室成員依托科研立項和橫向課題，走進地方，走進企業(yè)，產學合作，引領學生利用化學基本規(guī)律進行技術創(chuàng)新、產品創(chuàng)新，領略自我價值實現的魅力。

第四課堂媒體育人，直達心尖[16]。動態(tài)吸納本碩兩個層次的學生成員進入新媒體建設團隊，為素材收集、視頻制作、推文撰寫引入新鮮血液，實現主題、內容和形式的及時更新，吸引學生，留住學生，提高學生群體對第四課堂的悅納度。

安慶物理化學“1421”課程群模式的進一步推廣，不僅實現三全育人，協同育人，培養(yǎng)知行并舉的創(chuàng)新型人才，打造安慶物理化學課程群特色品牌，服務地方，擴大專業(yè)、學科和學校的影響力，更能激發(fā)高校理工類專業(yè)課教師參與課程思政的積極性和創(chuàng)造性，發(fā)揮課程育人的最大效益。