專(zhuān)業(yè)案例匹配的“大學(xué)化學(xué)”個(gè)性化教學(xué)探索與實(shí)踐

［摘 要］ “大學(xué)化學(xué)”作為工程專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，既需要學(xué)生掌握基本的理論知識(shí)，又需要學(xué)生熟知實(shí)際應(yīng)用，理論與實(shí)踐相結(jié)合。傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也難以讓學(xué)生真正掌握化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，而案例式教學(xué)恰好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足。如何通過(guò)案例式教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力，是工程專(zhuān)業(yè)教育改革的重要方向。結(jié)合具體案例和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討在“大學(xué)化學(xué)”授課中，如何開(kāi)展面向各工程專(zhuān)業(yè)的案例式教學(xué)，促進(jìn)化學(xué)知識(shí)的運(yùn)用和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提出了一些可供參考的案例式教學(xué)策略。

［關(guān)鍵詞］ 大學(xué)化學(xué)；案例式教學(xué)；工程專(zhuān)業(yè)；個(gè)性化；創(chuàng)新能力

［基金項(xiàng)目］ 2021—2023年四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“石油行業(yè)創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)多維度課程平臺(tái)建設(shè)探索和實(shí)踐”（JG2021-583）；2022年度西南石油大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究校級(jí)一般項(xiàng)目“‘大學(xué)化學(xué)’SPOC線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式探究”（X2021JGYB024）；2021年度西南石油大學(xué)一流本科課程（大學(xué)化學(xué)）培育建設(shè)項(xiàng)目“專(zhuān)業(yè)案例匹配的‘大學(xué)化學(xué)’個(gè)性化教學(xué)探索與實(shí)踐”；2021年度西南石油大學(xué)教改重點(diǎn)項(xiàng)目“‘雙碳’背景下的油氣特色化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式升級(jí)路徑探索”（X2021JGZDI017）

［作者簡(jiǎn)介］ 薛 艷（1985—），女，江蘇揚(yáng)州人，博士，西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授，主要從事功能性高分子研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2025）02-0065-04 ［收稿日期］ 2023-10-09

在本科階段，作為非化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)工科學(xué)生學(xué)習(xí)的唯一一門(mén)化學(xué)公共基礎(chǔ)課，“大學(xué)化學(xué)”具有非常重要的意義。“大學(xué)化學(xué)”課程具有很強(qiáng)的綜合性和廣泛應(yīng)用性，是構(gòu)建工程技術(shù)人才的整體知識(shí)結(jié)構(gòu)及能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分。課程的教學(xué)目標(biāo)不僅要求學(xué)生掌握化學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)原理，訓(xùn)練基本實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)分析與報(bào)告撰寫(xiě)能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，結(jié)合專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和工程技術(shù)分析解釋相關(guān)化學(xué)問(wèn)題，提高學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。然而，“大學(xué)化學(xué)”作為公共基礎(chǔ)課，具有知識(shí)點(diǎn)廣、概念多、公式雜、計(jì)算量大的特點(diǎn)，非化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生往往對(duì)其興趣不高、重視度不夠，因此，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的課程參與度是以學(xué)生為中心教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

以學(xué)生為中心理念是工程教育認(rèn)證人才培養(yǎng)的三大基本理念之一，這一理念強(qiáng)調(diào)在教學(xué)活動(dòng)中注重體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，使其成為學(xué)習(xí)的參與者、實(shí)踐的踐行者和知識(shí)的探索者［1］。在化學(xué)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，也無(wú)法幫助學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力。因此，如何通過(guò)有效的教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力，是目前化學(xué)教育研究和工程專(zhuān)業(yè)教育的熱點(diǎn)問(wèn)題。案例教學(xué)也稱(chēng)為情景教學(xué)法，最初由美國(guó)哈佛法學(xué)院前院長(zhǎng)克里斯托弗·哥倫布·朗代爾于1870年首創(chuàng)［2］。在20世紀(jì)80年代，隨著管理學(xué)教育在我國(guó)的興起，案例教學(xué)法也隨之被引入并迅速得到推廣和普及［3］。案例式教學(xué)作為一種新型的教學(xué)方法，以真實(shí)案例為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度分析和研究。同時(shí)，在案例分析和討論中，學(xué)生需要結(jié)合實(shí)際問(wèn)題，從多個(gè)角度思考、分析和討論，最終達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的效果［4］。這種教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與性，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力的有效教學(xué)方法。

本文將通過(guò)理論分析和案例實(shí)踐，深入探討在“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)中如何面向多個(gè)不同的工程專(zhuān)業(yè)運(yùn)用個(gè)性化案例式教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力，提升工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的效果。

一、案例式教學(xué)現(xiàn)狀分析及存在問(wèn)題

隨著教育改革的深入推進(jìn)，案例式教學(xué)在大學(xué)教育中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。案例式教學(xué)以其多樣的教學(xué)環(huán)節(jié)和強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位的教學(xué)模式，逐漸成為高等教育中各類(lèi)課程，特別是專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中的重要教學(xué)方式。案例式教學(xué)引入的案例可以是真實(shí)的、虛擬的，可以是文獻(xiàn)中的、歷史上的及實(shí)驗(yàn)室中的。根據(jù)案例的不同特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)不同形式的教學(xué)環(huán)節(jié)，如小組討論、分析評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)操作等。專(zhuān)業(yè)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)和所要解決的問(wèn)題相對(duì)比較聚焦，并且容易選擇具有代表性和普遍性的真實(shí)專(zhuān)業(yè)案例。而相對(duì)于專(zhuān)業(yè)課程，“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)面臨的問(wèn)題是知識(shí)點(diǎn)多而雜，內(nèi)容較為廣泛，給教學(xué)案例的選擇和案例式教學(xué)設(shè)計(jì)帶來(lái)了一定的困難。

通過(guò)對(duì)全國(guó)開(kāi)設(shè)“大學(xué)化學(xué)”課程的各高校進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)“大學(xué)化學(xué)”課程一般設(shè)置在修完“高等數(shù)學(xué)”和“大學(xué)物理”之后的大一第二學(xué)期或大二第一學(xué)期，且尚未開(kāi)始專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的階段，根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)修讀32～64學(xué)時(shí)不等，并設(shè)置2～5個(gè)課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)，但也有高校并未設(shè)置課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。下面以西南石油大學(xué)為例，說(shuō)明在“大學(xué)化學(xué)”案例式教學(xué)中存在的主要問(wèn)題。

1.案例材料的選擇和設(shè)計(jì)不具專(zhuān)業(yè)性。如表1所示，我校“大學(xué)化學(xué)”課程針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了學(xué)時(shí)不同的三門(mén)基礎(chǔ)課，授課章節(jié)也根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)需求而有所差異。而“大學(xué)化學(xué)”教師在選擇教學(xué)案例時(shí)，往往會(huì)選擇一些生動(dòng)有趣的案例，特別是與生活現(xiàn)象相關(guān)的應(yīng)用案例。這類(lèi)案例盡管具有普適性，但與學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。目前的“大學(xué)化學(xué)”教材是面向多個(gè)專(zhuān)業(yè)編寫(xiě)的，書(shū)中的基礎(chǔ)性知識(shí)點(diǎn)涉及的應(yīng)用示例普適性強(qiáng)但缺乏與學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的工程實(shí)踐相結(jié)合。例如，以海水不易結(jié)冰和過(guò)度施肥會(huì)造成植物細(xì)胞脫水作為介紹溶液通性的生活實(shí)例；在介紹緩沖溶液的緩沖機(jī)理時(shí)，會(huì)以人體血液的緩沖系統(tǒng)為例講解其作用［5］。這些經(jīng)典案例貼近生活，能夠更好地展示理論的應(yīng)用，幫助學(xué)生更好地理解和掌握課程知識(shí)，但對(duì)于工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，部分案例缺乏一定的有效性和針對(duì)性，難以滿(mǎn)足對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的支撐。

2.案例涉及的知識(shí)點(diǎn)考查不具綜合性。教師圍繞案例設(shè)置一些計(jì)算、討論或?qū)嶒?yàn)等題目時(shí)，往往只考查一兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用拓展，并沒(méi)有充分考慮多個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。學(xué)生難以就一個(gè)案例開(kāi)展深入且廣泛的探討，缺乏對(duì)知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系的深度思考。在這種情況下，教學(xué)中的案例可能會(huì)被學(xué)生視為單純的應(yīng)用性練習(xí)，難以從實(shí)踐意義上鍛煉學(xué)生的高階思維能力，在遇到復(fù)雜的工程問(wèn)題時(shí)，學(xué)生也很難做到細(xì)致地分析并靈活應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題。

3.案例教學(xué)設(shè)計(jì)缺乏延伸性。在案例教學(xué)中，通常會(huì)給學(xué)生提供具體的情境或問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入的探究和分析。但如果只停留在這個(gè)具體的案例，而沒(méi)有推廣或者引申到更廣闊的領(lǐng)域中，沒(méi)有在更廣泛的范圍內(nèi)考慮教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生需求，讓學(xué)生參與到案例教學(xué)的設(shè)計(jì)中，就無(wú)法充分發(fā)揮案例的教學(xué)潛力，教師會(huì)錯(cuò)失對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)機(jī)會(huì)，學(xué)生會(huì)錯(cuò)失與實(shí)際應(yīng)用有關(guān)的更深入的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

二、專(zhuān)業(yè)案例匹配的個(gè)性化教學(xué)設(shè)計(jì)

在面向不同專(zhuān)業(yè)開(kāi)展個(gè)性化案例式教學(xué)時(shí)，需要貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，從案例選擇、問(wèn)題設(shè)置、合作形式及評(píng)估方式等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)和落實(shí)。具體來(lái)說(shuō)，針對(duì)在“大學(xué)化學(xué)”案例式教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該注重以下幾個(gè)方面。

1.案例選擇。應(yīng)該根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生水平選取符合實(shí)際應(yīng)用的案例，避免選取過(guò)于抽象或過(guò)于具體的案例。對(duì)于各工程專(zhuān)業(yè)而言，在學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)之上，要注意從工程相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)踐中選取具有一定代表性和普遍性的案例。將大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)與工程生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行關(guān)聯(lián)融合，讓學(xué)生了解，所學(xué)的化學(xué)知識(shí)不僅涉及教材中所介紹的生活案例，還與自己的專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)，以此更好地激發(fā)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)熱情和學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.問(wèn)題設(shè)置。“大學(xué)化學(xué)”的專(zhuān)業(yè)案例個(gè)性化教學(xué)可與多種教學(xué)方法相結(jié)合，如討論法、聯(lián)想法、對(duì)比法、實(shí)驗(yàn)法等，因此圍繞案例設(shè)置的問(wèn)題也相應(yīng)是多種形式的，如計(jì)算題、討論題、辯論題、實(shí)驗(yàn)題、設(shè)計(jì)題等。問(wèn)題的設(shè)置應(yīng)貼近實(shí)際應(yīng)用，考慮案例自身的特點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，能夠?qū)訉舆f進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生從專(zhuān)業(yè)案例出發(fā)，針對(duì)問(wèn)題聯(lián)系化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行多角度思考、深度分析、討論并解決。同時(shí)，問(wèn)題的設(shè)置應(yīng)注意新學(xué)知識(shí)點(diǎn)與既往知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系；針對(duì)討論結(jié)果設(shè)置驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目或圍繞案例進(jìn)一步設(shè)置發(fā)散性討論問(wèn)題等作為課后的案例延伸問(wèn)題。這些開(kāi)放性問(wèn)題的設(shè)置可有效地提高學(xué)生的綜合思考和創(chuàng)新能力，并有助于工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生化學(xué)思維的培養(yǎng)。

3.組織形式。個(gè)性化的案例教學(xué)應(yīng)以學(xué)生已掌握相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)，從學(xué)時(shí)安排和教學(xué)效果角度出發(fā)，此種教學(xué)方式更適合于實(shí)施線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)的課程。課前布置學(xué)生在中國(guó)大學(xué)MOOC或雨課堂平臺(tái)觀(guān)看課程視頻，結(jié)合教材自學(xué)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，完成課前自測(cè)練習(xí)，初步掌握相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。線(xiàn)下的課堂教學(xué)活動(dòng)安排如圖1所示（以三課時(shí)教學(xué)為例）。課上教師通過(guò)1～2道客觀(guān)題練習(xí)和展示優(yōu)秀思維導(dǎo)圖進(jìn)行預(yù)熱，接著對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步講解，并通過(guò)一些選擇、判斷等客觀(guān)題考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，為接下來(lái)將要實(shí)施的案例教學(xué)做鋪墊；教師引入案例并一步步提出問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，相互討論、補(bǔ)充，提出解決方案，并進(jìn)行展示和講解，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意要根據(jù)學(xué)生的掌握情況靈活調(diào)整題目設(shè)置和補(bǔ)充講解；開(kāi)放性問(wèn)題由小組相互打分，去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分后取平均分。課后學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn)，完成思維導(dǎo)圖，并自愿以個(gè)人或團(tuán)隊(duì)形式完成案例延伸性問(wèn)題，作為加分項(xiàng)并進(jìn)行課下展示。

三、大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)案例個(gè)性化教學(xué)改革成效

為了解學(xué)生對(duì)“大學(xué)化學(xué)”開(kāi)展專(zhuān)業(yè)案例個(gè)性化教學(xué)改革的接受度和滿(mǎn)意度，教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了調(diào)查問(wèn)卷，并向2021級(jí)資源勘查工程、石油工程和土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生發(fā)放，共發(fā)放問(wèn)卷186份，收回有效問(wèn)卷共182份。調(diào)查結(jié)果顯示，83%的學(xué)生對(duì)“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)中選用的專(zhuān)業(yè)案例表示滿(mǎn)意。此外，分別有94%和88%的學(xué)生認(rèn)為專(zhuān)業(yè)案例教學(xué)能夠提高自己對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和提高自身的創(chuàng)新能力，學(xué)生對(duì)“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)中案例的選擇及案例教學(xué)對(duì)自己創(chuàng)新能力的提升都表達(dá)了高度的滿(mǎn)意。86%的學(xué)生認(rèn)為開(kāi)展專(zhuān)業(yè)案例匹配的個(gè)性化教學(xué)對(duì)自己以后的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)有所幫助，這表明學(xué)生認(rèn)為專(zhuān)業(yè)案例教學(xué)能夠?yàn)槠湮磥?lái)專(zhuān)業(yè)發(fā)展提供一定的支持和幫助。另外，90%的學(xué)生認(rèn)為目前“大學(xué)化學(xué)”的教學(xué)方式能夠滿(mǎn)足自己的學(xué)習(xí)需求；學(xué)生對(duì)課程專(zhuān)業(yè)案例匹配的個(gè)性化教學(xué)改革的總體滿(mǎn)意度為95%，這表明學(xué)生普遍對(duì)這種教學(xué)改革表示肯定和支持。這些正面反饋說(shuō)明專(zhuān)業(yè)案例教學(xué)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力及為未來(lái)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)提供幫助等方面具有顯著的效果。這些結(jié)果對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)是重要的參考，可以進(jìn)一步推動(dòng)和改進(jìn)以專(zhuān)業(yè)案例為基礎(chǔ)的個(gè)性化教學(xué)。

結(jié)語(yǔ)

案例式教學(xué)為“大學(xué)化學(xué)”面向工程專(zhuān)業(yè)的個(gè)性化教學(xué)實(shí)踐帶來(lái)了新的思考和新的途徑，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力，促進(jìn)了化學(xué)教育領(lǐng)域的探索和創(chuàng)新。在“大學(xué)化學(xué)”針對(duì)不同工程專(zhuān)業(yè)的具體教學(xué)中，案例式教學(xué)能夠幫助學(xué)生將化學(xué)知識(shí)與具體的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更有效、更有啟發(fā)性的學(xué)習(xí)過(guò)程和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的增強(qiáng)。在未來(lái)的工程教育中，應(yīng)該倡導(dǎo)更多案例式教學(xué)的實(shí)踐，踐行貼近實(shí)際、開(kāi)放式探究、充分互動(dòng)的教學(xué)理念，更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)意識(shí)，從而滿(mǎn)足未來(lái)科技發(fā)展對(duì)工程專(zhuān)業(yè)人才日益增長(zhǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)

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［2］于天水.“案例-PBL-傳統(tǒng)教學(xué)法”在政法院校法醫(yī)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用探討［J］.課程教育研究，2016（20）：218-219.

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［5］吳菊珍，熊平.大學(xué)化學(xué)［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社，2016：293.

Exploration and Practice of Personalized Teaching in College Chemistry through

Matching Professional Cases

XUE Yan， ZHANG Shi-Hong， KE Qiang， FANG Shen-Wen， HU Zheng-Wen

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Southwest Petroleum University， Chengdu，Sichuan 610500， China）

Abstract： College Chemistry is an important basic course for engineering majors. The course requires students to master basic theoretical knowledge and practical applications， and integrate theory with practice. Traditional teaching methods are not able to inspire students’ interests in learning and fail to help students truly grasp the application of chemical knowledge. Case-based teaching is a good supplement to traditional teaching methods. Enhancing students’ interest in learning and practice ability through case-based teaching is an important direction for the reform of engineering education. This paper discusses how to carry out case-based teaching aimed at various engineering majors in the teaching of College Chemistry， based on specific cases and practical experience. It proposes some case-based teaching strategies that serve as reference tools for promoting the use of chemical expertise and nurturing integrated capabilities.

Key words： College Chemistry; case-based teaching; engineering major; personalization; innovation ability