新農(nóng)科背景下無機及分析化學(xué)課程教學(xué)改革實踐

摘要" 在新農(nóng)科建設(shè)背景下，基于農(nóng)科專業(yè)人才培養(yǎng)需求，對農(nóng)林高校農(nóng)科專業(yè)無機及分析化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀進行分析。基于OBE理念，以學(xué)生為中心，對該課程教學(xué)改革路徑進行研究，包括優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，采用混合式教學(xué)模式，挖掘思政元素，優(yōu)化考核評價體系。結(jié)果表明，該教學(xué)改革有效提升了學(xué)生解決農(nóng)業(yè)生活與生產(chǎn)中實際問題的能力。為新農(nóng)科背景下同類課程的教學(xué)改革、培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才提供參考。

關(guān)鍵詞" 新農(nóng)科；OBE理念；無機及分析化學(xué)；無土栽培；土壤肥料

中圖分類號" G642.0；S132" " " "文獻標(biāo)識碼" A" " " "文章編號" 1007-7731（2024）23-0132-03

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.23.027

Practice of teaching reform in Inorganic and Analytical Chemistry course based on talent cultivation under the background of new agricultural science

GAO Bo" " QU Nan" " WU Caixia

（College of Resources and Environment， Jilin Agriculture University， Changchun 130118， China）

Abstract" Under the background of the construction of new agricultural science， based on the demand for talent cultivation in agricultural science majors in agricultural and forestry universities， the current teaching status of Inorganic and Analytical Chemistry course was analyzed. Based on the OBE concept and student-centered approach， research was conducted on the teaching reform path of this course， including optimizing teaching content， adopting blended learning model， exploring ideological and political elements， and optimizing the assessment and evaluation system. The results indicated that the teaching reform effectively enhanced students’ ability to solve practical problems in agricultural life and production. This provided a reference for the teaching reform of similar courses and the cultivation of compound applied talents under the background of new agricultural science.

Keywords" new agricultural science; OBE concept; Inorganic and Analytical Chemistry; soilless cultivation; soil fertilizer

新農(nóng)科強調(diào)科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)實際需求的深度融合，對農(nóng)林高校化學(xué)基礎(chǔ)課的教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提出了新要求。無機及分析化學(xué)是農(nóng)林高校涉農(nóng)專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，兼具理論和實驗教學(xué)，在人才培養(yǎng)方面發(fā)揮舉足輕重的作用。為提高該課程教學(xué)質(zhì)量，部分院校進行了教學(xué)改革探索。汪快兵等[1]在理論課上采用小班化教學(xué)；王薇等[2]以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向進行實驗課程教學(xué)體系改革實踐；張蕾等[3]研究融入思政教育的教學(xué)改革并加以實踐。李莎等[4]分析比較了線上線下教學(xué)方法，提出加強教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、交叉融合化學(xué)課程及專業(yè)課，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求，以及加強課程思政建設(shè)等措施。

本文基于OBE理念，以學(xué)生為主體，重視培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和自主探索能力，對無機及分析化學(xué)課程理論和實驗教學(xué)進行改革實踐。引導(dǎo)學(xué)生逐步轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維方式，有效提升其自主學(xué)習(xí)能力和增強其創(chuàng)新意識。

1 無機及分析化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

該課程是農(nóng)林類高校應(yīng)用化學(xué)、農(nóng)學(xué)、植物保護、環(huán)境工程、動物科學(xué)、醫(yī)藥工程和藥學(xué)等專業(yè)的一門基礎(chǔ)課。實踐中，該課程教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容對專業(yè)的針對性有待進一步提升。課程學(xué)時較少，教學(xué)任務(wù)繁重，學(xué)生對知識的理解有待進一步深入。呂新等[5]研究認(rèn)為，部分教學(xué)以課堂面授為主，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性有待進一步提升，對其創(chuàng)新精神和發(fā)散思維的培養(yǎng)力度有待進一步加大。同時，考核評價手段有待多元化，過程性和結(jié)果性評價有待進一步增加，以動態(tài)反映教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

2 基于OBE理念的無機及分析化學(xué)課程教學(xué)改革路徑研究

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

實驗教學(xué)中，需注重對學(xué)生創(chuàng)新意識、動手能力、自主探索能力及團隊協(xié)作等綜合能力的培養(yǎng)。

2.1.2 與化學(xué)課程進行交叉融合 參考李瑞寧等[6]教學(xué)改革方案，積極利用預(yù)防化學(xué)污染的新思維、新方法和新技術(shù)，不斷更新與完善實驗教學(xué)內(nèi)容，通過實驗藥品的綠色化、半微量化，以及改進實驗方法等途徑來加以實踐。例如，對于磺基水楊酸法測定微量鐵的實驗，讓部分實驗小組減少50%的藥品用量，與其他小組實驗結(jié)果進行對比，以探究二者之間的區(qū)別。此外，還可講解化學(xué)在農(nóng)科專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的具體案例，引導(dǎo)學(xué)生以化學(xué)的視角來思考和解決農(nóng)科專業(yè)的科學(xué)問題。例如，講解稀溶液依數(shù)性知識時，引入植物耐寒、耐旱與植株高矮等問題；講解利用脯氨酸、糖類小分子等物質(zhì)使凝固點降低、飽和蒸氣壓下降以及滲透壓調(diào)節(jié)等原理；在講解氫鍵知識時，與學(xué)生討論農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用活性水灌溉讓水果更甘甜、蔬菜更鮮嫩以及土地更健康的原理；在講解化學(xué)熱力學(xué)焓變知識時，分析細菌與土壤黏粒礦物質(zhì)相互作用的熱力學(xué)原理。

2.1.1 統(tǒng)籌安排實驗教學(xué)內(nèi)容 合理調(diào)配理論課教學(xué)內(nèi)容，將與農(nóng)科專業(yè)相關(guān)的章節(jié)列為重點，精簡與專業(yè)聯(lián)系較少且較難理解的內(nèi)容。例如，將沉淀滴定法列為課外補充知識，將部分簡單易懂的知識（如化學(xué)平衡移動等）列為自學(xué)內(nèi)容。尹帶霞等[7]研究認(rèn)為，教學(xué)需突出重點，科學(xué)分配教學(xué)時間，提高教學(xué)效率。此外，通過成立興趣小組，設(shè)置與專業(yè)相關(guān)的實驗內(nèi)容，讓學(xué)生查找文獻資料、設(shè)計實驗方案，教師參與指導(dǎo)，師生共同完成實驗，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、開展科學(xué)實驗的能力，以及嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。

2.2 采用混合式教學(xué)模式

基于超星學(xué)習(xí)通平臺，建設(shè)了該課程的線上教學(xué)，實現(xiàn)了自主、合作和探究型的線上線下混合式教學(xué)模式，有效激勵和引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。

2.2.1 課前自主預(yù)習(xí) 魏超昆等[8]研究采用問題導(dǎo)學(xué)的方式，讓學(xué)生帶著問題在線觀看視頻進行預(yù)習(xí)。實踐中，通過在線平臺的測試題讓學(xué)生進行自我檢驗，并通過線上討論和互動，實現(xiàn)知識的第一層內(nèi)化。教師在超星學(xué)習(xí)通平臺及時了解學(xué)生的答題情況，把握其在預(yù)習(xí)階段對所學(xué)知識的掌握程度。

2.2.2 課中討論式教學(xué) 程曦等[9]研究采用啟發(fā)式、探討式教學(xué)方法，有效提升教學(xué)效果。教師創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，引入新課內(nèi)容，強化知識點間的內(nèi)在聯(lián)系；利用相關(guān)理論知識，引導(dǎo)學(xué)生對情境中涉及的農(nóng)林問題進行討論，學(xué)以致用，實現(xiàn)知識的第二層內(nèi)化。例如，在酸堿平衡和沉淀溶解平衡教學(xué)中，向?qū)W生展示無土栽培的相關(guān)視頻和圖片教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生圍繞無土栽培所用的營養(yǎng)液含有什么物質(zhì)、溶液的酸堿性有什么要求等問題展開討論，由此引出相關(guān)理論知識。這有利于幫助學(xué)生了解無土栽培溶液的酸堿性控制范圍，并學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)營養(yǎng)液中酸堿性物質(zhì)的配比。另外，營養(yǎng)液中常見的沉淀物為硫酸鈣和金屬鹽，其可能會導(dǎo)致某些營養(yǎng)元素濃度下降，從而影響植物生長；利用沉淀溶解平衡的知識，有效避免沉淀物生成。

2.2.3 課后研究性學(xué)習(xí) 通過課后作業(yè)、調(diào)研報告等，幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的第三層內(nèi)化。丁同梅等[10]研究認(rèn)為，教師充分利用超星學(xué)習(xí)通平臺，對學(xué)生進行線上答疑輔導(dǎo)；根據(jù)具體章節(jié)知識，讓學(xué)生以小組合作的形式，撰寫解決農(nóng)業(yè)問題的研究報告。例如，配制無土栽培營養(yǎng)液，測定土壤中的磷元素含量等。通過這類高階性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究和創(chuàng)新能力。

2.3 挖掘思政元素

實踐中，教師根據(jù)農(nóng)科專業(yè)特點，向?qū)W生分析共享農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重大科學(xué)研究成果和前沿技術(shù)，將科學(xué)家的創(chuàng)新敬業(yè)精神、工匠精神、“三農(nóng)”情懷以及綠色發(fā)展等思政元素自然融入教學(xué)過程。例如，在化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)部分，環(huán)保的離子液體可以實現(xiàn)廢棄物木質(zhì)素的高值化利用，符合低碳理念，有利于為學(xué)生樹立保護環(huán)境的意識；在講解緩沖溶液知識時，講解土壤肥料專家探索提升土地肥力的典型事例，為學(xué)生樹立艱苦奮斗意識，培養(yǎng)其工匠精神；陽杰等[11]研究認(rèn)為，在講解化學(xué)動力學(xué)催化劑知識時，引入近期有關(guān)催化劑的重要科研成果，如納米金屬催化劑、光催化劑等，有利于拓寬學(xué)生視野，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，并培養(yǎng)其創(chuàng)新意識。

2.4 優(yōu)化考核評價體系

基于OBE教育理念，結(jié)合該課程特點，課程組設(shè)計了切實可行的考核評價體系。利用超星學(xué)習(xí)通平臺，通過線上跟蹤功能對學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況進行評價。曹侃[12]研究指出，教師在課堂上發(fā)起線上討論，平臺記錄學(xué)生課堂參與的詳細數(shù)據(jù)，教師據(jù)此進行評價。另外，將課后作業(yè)以及專業(yè)調(diào)研結(jié)果計入考核評價體系；合理分配各部分考核分?jǐn)?shù)所占比例，對學(xué)生學(xué)習(xí)成果進行有效評價，并根據(jù)評價結(jié)果及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

3 教學(xué)改革效果分析

將2023—2024學(xué)年第一學(xué)期的農(nóng)學(xué)專業(yè)2個班級和種子科學(xué)與工程專業(yè)2個班級學(xué)生的成績進行比較，其中，農(nóng)學(xué)1班和種子科學(xué)與工程1班作為對照班，采用常規(guī)教學(xué)方法；農(nóng)學(xué)2班和種子科學(xué)與工程2班學(xué)生作為實驗班，采用基于OBE理念的教學(xué)方法與評價模式。期末考試成績占總成績的70%，平時成績占30%；對照班與實驗班的平時成績來源不同，所以將試卷成績作為教學(xué)成果的評價標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明，實驗班平均分（75.6分）、及格率（80%）和優(yōu)良比例（36%）均高于對照班平均分（69.3分）、及格率（71%）和優(yōu)良比例（29%），說明基于OBE理念的教學(xué)改革有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果得到明顯提升，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅實基礎(chǔ)。

綜上，本文針對該課程教學(xué)現(xiàn)狀，實施了基于OBE理念的教學(xué)改革，使學(xué)生的化學(xué)知識體系得到全面塑造，也培養(yǎng)了其創(chuàng)新實踐能力，教學(xué)質(zhì)量得到明顯改善。為應(yīng)用復(fù)合型新農(nóng)科人才培養(yǎng)提供支撐，也為農(nóng)林高校其他相近課程教學(xué)改革提供參考。

參考文獻

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（責(zé)任編輯：楊歡）