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“新工科”背景下应用型本科高校化学实验教学模式的探索与创新

2024-04-17 82 上传者：管理员

摘要：在高校大力推进“新工科”建设的环境下，应用型本科高校以创新型、技术型人才培养为目标，加快本科院校的转型发展。文章以化学实验课程为开展对象，从教学大纲的修订、教学模式的更新、实验考核的细化、师资队伍的培养、产学研的融合五个方面探索和创新化学实验教学模式，进而构建五位一体的创新人才培养模式，提升高校化学实验教学效果，培养具有创新能力与实践能力的复合应用型人才。

关键词：
人才培养
化学实验
教学模式
新工科
立德树人
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2017年教育部提出了“新工科”的教育理念，开启了高等教育人才培养模式改革的序幕。新工科的内涵是以立德树人为引领，以产业需求为导向，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，多方协同育人，培养多元化、创新型卓越工程人才[1,2]。在新的改革形势下，新工科教育更加注重工程教育理念，复合、创新、应用是新工科培养的人才的关键词[3,4,5]。新工科的提出为应用型高校教育改革提供了一个全新的视角，是今后我国深化高校教育改革发展的新思路、新方式。应用型本科高校作为复合应用型人才培养的主力军，应顺应新工科建设的时代要求，加快复合应用型人才培养方案的改革，为未来产业和行业发展培养更多应用型高素质人才，以满足我国在新形势下对人才的需求。

高校实验室是培养复合应用型人才的重要载体，是开展科学研究的主要阵地，是促进科技成果转化的重要平台，也是应用型本科院校办学实力的标志之一[6,7]。实验教学作为教学理论与实践应用的纽带，是培养复合应用型人才的重要着力点，在应用型本科高校转型发展中发挥着重要的作用。化学实验课程作为高校化学化工类人才培养中的核心实践类课程，在当前新工科教学理念下，必须对复合应用型人才培养的要求做出反应，改革和创新教学模式，达到课程改革与新工科理念高度契合[8,10]。本文以创新型、应用型人才培养为主线，结合工程教育理念，围绕“复合、创新、工程”为中心的育人体系，构建“大纲修订—模式更新—考核细化—师资培养—产学研融合”五位一体的人才培养模式，为应用型本科高校化学实验教学的改革与发展提供依据和借鉴。

1、化学实验教学现状及问题

当前，我国高校化学实验教学中存在以下不足之处[11,12,13]:

⑴课程体系传统，教材更新不及时。传统的实验课程内容以教材为主，实验设计相对简单，缺乏综合性、创新性实验，教材内容与地方产业衔接不紧密，更新速度落后于地方产业的发展，导致与市场需求脱节。

⑵教学模式陈旧，教学手段较单一。传统教学模式以“教师演示操作—学生按步操作”的模式，由于课堂时长有限，学生对课堂知识难以充分地理解和吸收，对教师指导产生依赖性，缺乏主动学习、独立思考的机会。

⑶考核方式简单，考核评估较局限。传统的实验教学考核以学生实验报告为主，考核评价体系相对较为单一，这种考核评估具有较大局限性，不能真实反映学生的综合素质。

⑷师资力量不足，实践经验较薄弱。高校教师理论基础知识扎实，擅长对基础理论知识的解析，但缺乏指导学生掌握实际操作的能力，很大程度上制约了创新型技术人才的培养。

⑸实践教学缺乏，产学融合不深入。学生实验课只局限于校内课堂，受实验场地和仪器设备的限制，现有的教学条件满足不了创新实践需求，理论教学与实习实践教学存在代差，学生缺乏实践机会，不利于应用创新能力的培养和提升。

从总体情况来看，传统的化学实验教学的方式已经不能很好地适应新工科背景下的发展要求，新工科实验教学模式的改革任重道远。

2、化学实验教学改革探讨

在新工科背景下，化学实验课程的建设和发展需顺应时代的进步和未来社会对人才的要求，提升学生的创新实践能力，紧密结合中国特色社会主义经济发展的步伐，改革教学模式与结构，培养高素质复合型创新技术人才[14,15]。本研究将从教学大纲的修订、教学模式的更新、实验考核的细化、师资队伍的培养、产学研的融合五个方面探索和创新化学实验教学模式，构建“五位一体”的实验教学模式(图1)。

图1“五位一体”的实验教学模式

2.1 重新修订教学大纲，优化教学内容

实验教学大纲是实施教育思想和教育计划的重要性文件，是实现人才培养目标的重要载体[16,17]。目前，实验教学大纲通常由任课老师负责制订，课程内容具有较大的局限性。为加强教学大纲的宏观指导，成立由实验教学经验丰富、科研水平较高的专任教授，实验教学管理的高级实验师，企业、研究所、高校等高端技术型人才等组成的化学实验教学指导委员会，重新编写实验教学大纲。新编实验教学大纲围绕工程教育新理念，对实验内容进行前瞻布局和动态调整，拓宽教学内涵和建设重点，注重工程教育课程体系建设。实验教学大纲作为实验教学模式的顶层设计，应面向产业需求深化教学内容与课程体系改革，将学科前沿、科研成果、地方行业需求等教学元素融入课程教学体系，加强新兴技术与工程教育的深入融合，加大教学资源的开发和整合，融合地方产业发展开设相关设计实验，缩短人才培养和企业需求之间的距离，培养既具有工程实践能力又有行业领域背景知识的复合应用型人才。

通常实验内容由“基础实验”“综合实验”和“设计实验”构成，“基础实验”“综合实验”的占比较高，并且较少涉及“创新实验”的设计。为进一步优化教学内容，应分层次设计实验项目，由“基础实验”“综合实验”逐步过渡到“设计实验”“创新实验”。基础型和综合型实验项目是培养学生基本操作技能的基石，设计型和创新型实验项目是培养学生创新意识、实践技能的着力点，将基础型、综合型、设计型和创新型实验有机组合，通过阶梯式的实验技能训练，达到扎实掌握实验技能，提升创新能力，实现应用创新的教学目标。“基础实验”“综合实验”以校内课堂为主体，锻炼学生基本实践技能，“设计实验”“创新实验”可融合科研资源和产学研新技术，为学生创新理念的培养创造有利条件，将教学、科研与工程应用有机结合起来，为工程教育改革提供新动力。

2.2 融合现代教学手段，丰富教学模式

在现代高校教育生态体系中，学习场景不单局限于实验课堂，微课、翻转课堂、慕课、虚拟仿真平台等新兴教学模式逐渐引入课堂，成为不可或缺的理论学习和实践训练的方式[18,19]。发展线上线下、虚实结合的混合式实验教学模式，将信息技术与教育教学的深度融合，渗透到实验课前、课中、课后环节（表1），不仅可以满足学生的个性化、碎片化的学习要求，还可以弥补实验教学线下教学时间的不足，使信息反馈更加高效，互动教学氛围更加浓厚。教师可以根据每个实验环节进行质量控制，不断优化教学过程，注重学生能力的训练和思维的拓展，激发学生自主学习能力。混合式实验教学模式改变原有的以教师为主导的教学模式，促进角色转变，教师由操控者变为促进者，发挥主导作用，学生由被动者变为主动者，强化学生主体地位，充分锻炼学生的自主学习能力、语言表达能力、团队协作能力，增强学生的积极主动性和创新内驱力，落实“学生中心、成果导向、持续改革”的工程教育理念。

表1 混合式实验教学模式

2.3 细化实验考核标准，注重过程考核

实验考核是全面考察学生对课程知识掌握和运用程度的综合评判。新工科背景下应改变传统实验课程的考核机制，不应当简单地把实验报告和期末成绩作为考核标准，而更应关注学生课前预习、课堂表现和实际操作等环节的表现，更多地把实验过程中学生的积极性和主观能动性纳入最终考查范围。实验考核配合混合式教学模式实施，成绩评定按不同考核模块进行权重分配(图2)，过程考核包括课前预习(线上模拟实验、线上学习时长、线上习题测试、预习报告)、课中实践(课堂考勤、课堂表现、操作技能、实验成果)、课后延伸(实验报告、小组讨论、线上考核)。把考核贯穿到整个教学过程中，将课堂内考核与课堂外考核相结合，不同程度、不同方位地全过程评定学生的最终成绩，全面评价学生的学习能力。考核主体除了指导教师，也让学生参与评价，如学生讲台、小组讨论环节可设置自评分和组间互评分，激发学生参与课堂的主动性，活跃实验课堂互动氛围。考核模块的细化，强化了学习过程的重要性，可以真实地反映出学生的学习状况，使考核结果更加合理，教师可以全方位地了解学生的综合素质，学生也可以参与学业评价模式，有利于学生的自主学习能力、团队协作能力、探索研究能力的训练。

图2 成绩评定权重分配

2.4 深化校企协同合作，强化师资队伍

新工科建设背景下，师资队伍是建设高质量课程的创造者，也是影响应用创新人才培养的关键。按照内培、外引、聘用的方式，扩充和提升教师队伍质量，不仅要重视新教育理念、职业素养、行业认知等方面的理论指导，还要提升教师的实践应用能力，不断完善队伍建设持续发展体系，形成一支理论水平扎实、工程实践经验丰富、能培养应用创新型人才的“双师双能型”师资队伍。

——内培：依托现有校外实习实训基地和相关企业工程技术中心，建立专业实验教师到相关企业一线学习交流的常规机制，加强教师“实战”的培训力度，完善教师培训体系，同时鼓励教师参与工程实践，积极考取执业工程师证书。

——外引：引进与专业需求相匹配且具有工程技术背景的高层次人才，提高应用型教师比例，实现应用型本科高校办学定位和高层次人才的深度融合。

——聘用：完善外聘企业、研究所、高校等高端技术型人才兼职授课的制度，拓宽师资来源，补充师资力量，高层次企业技术人才可以将新思想、新技术、新成果辐射到实验教师群体，形成团队合力，增强教学活力。

2.5 借力第二课堂建设，促进产学融合

新工科背景下的应用型高校要把校企合作落到实处，让学生真正地走进地方企业，应加强高校与地方经济建设相互合作，提升对地方企业的支持和服务能力，培养满足企业需求的复合型应用人才。同时，打通学校课堂和企业课堂，将企业的新技术融入实验课程体系，构建相关知识模块，提前与企业合作接轨，让学生尽快学习、参与到企业项目中，加深学生对实验课程的理解和延伸，更快适应社会发展要求，进一步促进校企合作的互动、持久。

立足于产学研用、校企合作模式，依托地方特色行业，探索“课堂教学+生产现场教学”教学模式的运行机制，推进学校与企业、科研机构深度合作，汇聚多方资源，将人才培养与企业发展紧密结合起来，引导学生由封闭课堂走进开放课堂。将实验课程设置一定比例的校外教学学时，实验课程内容融入企业新技术、新成果，把高校人才培养要求与地方经济发展需要、企业技术创新需求紧密融合，将课堂内与课堂外有效衔接，整合利用不同教学环境、教学资源以及在复合应用人才培养方面的各方优势，通过现场教学、工程训练、生产现场应用实践等形式，让学生亲身体验项目环境，达到理论解析与实践运用的相互促成、互为补充，加深专业理论知识的理解，提高人才培养适应性，为教学形式注入新活力。以工程实际为契合点，发展多样化的工程教育培养模式，持续推进产学创新实践，共同探索多样化、个性化的人才培养模式，打造工程教育开放融合的生态圈，达到协同育人的教育合力。

3、结语

新工科教育是高等教育发展新形势下的重要产物之一，对于应用型地方本科院校，培养实用型、综合型、创新型的复合应用型人才是其发展的重心。随着新课程改革的全面深入，“大纲修订—模式更新—考核细化—师资培养—产学研融合”五位一体教学模式的构建是顺应时代发展的要求，是强化化学实验教学中师生创新能力培养和提高高校自身创新水平的总要求，为培养高水平复合应用型人才提供新思路。

参考文献:

[1]孙英浩,谢慧.新工科理念基本内涵及其特征[J].黑龙江教育(理论与实践),2019(Z2):11-15.

[2]张海生.“新工科”的内涵､主要特征与发展思路[J].山东高等教育,2018(1):36-42.

[3]夏建国,赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究,2017,6(3):233-236.

[4]肖赛金,黄海清,徐丽,等.“新工科”背景下化学工程与工艺实验教学改革[J].西南师范大学学报(自然科学版),2022,46(7):191-196.

[5]郭慧,杨少川,张松炜,等.面向“新工科”建设的嵌入式系统实验教学改革[J].西部素质教育,2019,5(18):164-165.

[6]乔艳辉,滕俊江,安哲,等.工程教育认证背景下应用化学专业实验教学改革探索[J].广东化工,2019,46(1):201-202.

[7]张宏玉.地方高校实验室建设管理的探索与实践[J].实验技术与管理,2016(7):4-7.

[8]李春梅,何洪,李元,等.“新工科”背景下材料类专业“虚实互补”实验教学体系深化研究[J].西南师范大学学报(自然科学版),2020,45(4):143-148.

[9]詹亚力,王赫名,陈春茂.信息技术背景下的课程建设思考与实践:以“环境监测”课程为例[J].中国大学教学,2021(1-2):54-58.

[10]许树辉,游细斌.就业导向下地方本科院校应用型人才培养研究[J].赣南师范大学学报,2018,39(4):124-127.

[11]徐克明.地方应用型本科院校人才培养路径探析[J].国家教育行政学院学报,2011(11):7-10.

[12]国海,钟德仁,王培章.“产教”深度融合视域下应用型人才培养方案设计与实践[J].长春大学学报,2017(2):49-52.

基金资助:福建省自然科学基金(项目编号:2021J01327和2021J011243);福建省高等教育学会2022年度高等教育科学研究实验室研究专项课题(项目编号:22FJSYYB022);福建省职业技术教育中心2023年福建省职业教育研究课题(项目编号:GB2023042);福建省2021年省级一流本科课程(闽教高[2021]52号);

文章来源:陈芳,胡军,杨文卿,等.“新工科”背景下应用型本科高校化学实验教学模式的探索与创新[J].福建轻纺,2024(04):79-83.