基于目标导向的高分子化学课程思政实践与探索
Exploration and Practice of Course Ideology and Politics in Objective-Based Education of Polymer Chemistry
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收稿日期: 2022-04-28 接受日期: 2022-06-24
| 基金资助: |
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Received: 2022-04-28 Accepted: 2022-06-24
Course ideology and politics is a new requirement of education in which professional teachers guide students to shape correct outlooks on the world, value and life in the process of imparting knowledge and cultivating competence. In this paper, guided by the idea of "OBE (objective-based education)", we try to practice and explore the ideological and political education in terms of the curriculum objectives, teaching content, teaching methods, teaching procedures, teaching modes and assessment system. Firstly, we set the moral education objectives that engineering and technical talents should have. Secondly, we explore the ideological and political elements in the course. Thirdly, we employ a variety of teaching modes to help ideological and political teaching. Moreover, we set up a measurable and assessable assessment system. Finally, we take some effective measures to improve ideological and political education in the course. All these provide a useful reference for the reform of ideological and political education in higher education.
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马松梅, 牛余忠, 李桂英, 郭磊, 张耀, 刘希光.
Ma Songmei.
“立德树人”是高校教育的根本任务,德育不仅是思政课程的任务,更要贯穿于各种专业和综合素养课程中,把价值塑造、知识传授和能力培养融为一体,最终实现全员、全过程、全方位育人[1–6]。高分子化学属于高分子材料与工程专业的基础课程,涉及聚合反应原理、聚合反应动力学、聚合方法,以及聚合物的化学反应等内容[7]。传统的专业课堂教学往往只注重专业知识和工程能力的培养,轻视对学生价值观、社会责任感、科学品质的培养,如教学目标中往往没有体现思政目标,思政内涵和资源挖掘不足,不能有效渗透德育教育等[8, 9]。实际上,高分子材料与人们的生产生活密切相关,挖掘思政元素,延伸教学内容既是工程教育认证和一流课程建设的需要,也是立德树人的根本途径。本文以学生中心、目标导向、产出导向为指导[10],确定了课程思政教育目标,挖掘了思政元素,在各个教学环节实践了多种教学方法和教学模式(如图 1所示),构建了思政教育考核体系,为同类课程的思政建设提供了思路和参考。
图1
1 确定思政教育目标
根据工程教育认证标准,结合学校定位,我校高分子材料与工程专业的培养目标为致力于培养掌握高分子材料与工程及相关专业领域知识,具备高分子材料制备、加工及工程应用等实践能力,具有交流沟通与团队合作精神、创新意识、环保意识、职业道德素养、社会责任感和国际视野的高素质应用型工程技术人才。根据培养目标和工程教育认证标准,本专业制定了12项毕业要求,并分解为37个指标点。高分子化学对工程知识、问题分析、研究、工程与社会、环境可持续发展5项毕业目标有支撑作用。这就要求本课程教学目标不仅包括知识能力目标,更要涉及科学世界观、可持续发展和学科思维等课程思政目标。因此,本课程的目标为:能够根据聚合反应机理、动力学等知识,运用辩证唯物主义的世界观和方法论,推演和分析高分子材料制备和使用过程中的复杂工程问题,提出解决方案;并能够从健康、环境、安全等角度评价解决方案。从课程目标中可以看出本课程思政教育的目标为在运用正确的世界观和方法论推演、分析和解决问题的过程中,体现出家国情怀、社会责任感、团队精神、创新思维和科学精神。思政目标的确定为高分子化学课程思政教学内容、教学方法、教学环节和考核等方面设计和实践提供了方向。
2 挖掘思政元素,延伸教学内容
本课程的内容涉及到高分子化合物的制备和高分子材料的应用,与人们的生产、生活息息相关。根据课程思政目标,结合本课程的特点,挖掘出科学家的家国情怀、高分子材料生产和回收等环节中的环保理念、团队贡献、自主创新意识、材料研制过程中的科学精神五方面思政元素,为专业课程作为学生品格塑造的重要载体打下基础。本课程的知识点、蕴含的思政目标及相应的教学方法见表 1。
表1 高分子化学课程知识点、思政元素和思政效果
| 教学章节 | 知识点 | 思政目标 | 教学方法 |
| 第一章 | (1) 高分子科学先驱施陶丁格勇于打破“胶体说”提出“大分子概念”并被大众承认的曲折历程 | 学习坚持真理、勇于创新的科学精神,树立创新意识 | 榜样示范法 |
| (2) 国内外高分子材料的生产和销售现状 | 认识到材料的发展对社会进步的促进作用及我国材料发展面临的挑战,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当 | 团队作业 | |
| 第二章 | (1) 高性能材料——芳纶的国内外市场和技术发展状况 | 通过我国材料领域取得的成果和亟待解决的问题,增加民族自豪感和使命感,厚植家国情怀 | 团队作业 |
| (2) 家装污染的主要来源和降低污染的方法——“三醛胶”产生污染的原因及降低污染的措施 | 运用专业知识分析和解决问题的过程中体现出环保意识、社会责任感和创新思维 | 案例法 | |
| 第三章 | 判断单体可以进行何种类型连锁聚合时,需要全面考虑单体所带基团的空间位阻效应和电子效应的影响 | 加强通过综合分析解决问题的能力,进行学科思维训练 | 讨论法 |
| 第五章 | 悬浮聚合危险时期的控制 | 学会运用正确的观点和方法解决问题,增强学科思维能力 | 问题驱动法 |
| 第六章 | 离子聚合中活性中心的活性不仅受自身结构的影响,还与反应体系涉及的溶剂、反离子、反应温度等因素有关 | 锻炼严谨、科学、全面的科学思维方式 | 讨论法 |
| 第九章 | (1) “离子交换树脂之父”何炳林先生的爱国事迹 | 感受科学家的民族自豪感、爱国热情和奉献精神,增强爱国意识,厚植爱国情怀 | 榜样示范法 |
| (2) 运用高分子化学的原理设计一种智能高分子材料(如智能凝胶),设计过程需要考虑经济、法律、环境等多种因素,并具有一定的创新性 | 能够运用学科思维完成方案设计,在设计过程中能够践行工程师的职业道德规范,体现出环保意识、社会责任感和创新思维 | 项目法 |
对于绪论中高分子材料的发展状况部分,采用团队作业的形式教学,学生以小组为单位进行文献查阅、分析讨论、撰写总结报告、制作PPT,并派出代表在课堂讲解,最后教师进行总结评价。通过这次作业,学生既能感受到我们国家在高分子材料领域取得的巨大成就,产生民族自豪感和爱国热情;又能认清很多高分子制备技术来源于发达国家的现实,认识到现阶段高分子产业亟需高精尖人才和技术,从而产生强烈的社会使命感和责任感。
在第九章聚合物的化学反应教学中,我们讲述了“离子交换树脂之父”何炳林先生的爱国事迹,何先生放弃美国优越的科研和生活条件,毅然回国,经过大量实验,制备出强碱性阴离子交换树脂,该树脂成功地从贫铀矿中提取出铀,为我国成功研发原子弹做出了杰出贡献。通过何先生的事迹,可以激发学生的民族自豪感、爱国热情和奉献精神。同时,教师鼓励学生通过网络资源,查看关于离子交换树脂方面的原理及发展趋势,激发学生学习专业知识的兴趣,培养学生的自学能力。
高分子化学是与材料密切相关的一门学科,在综合复习部分,组织学生讨论纤维素的应用及挑战。通过这次讨论,学生可以认识到可再生资源的应用对社会可持续发展的意义;并能运用聚合物的化学改性等相关知识分析纤维素使用面临的问题,并提出可能的解决方案,有利于增强综合分析等学科思维能力;另外在方案的设计中,需要考虑成本、环境、安全等因素。通过这样的方式,可以让学生进一步明确促进社会可持续发展是材料工程师肩负的重要社会职责。
3 思政教学贯穿于各个教学环节
根据每节课的思政目标,选用不同的教学方法,在不同的教学环节体现思政教学。下面,我们就以“缩聚反应机理及应用”这次课为例,探讨如何把思政教育贯穿于不同教学环节中。
3.1 预习环节
本节课拟以高性能纤维——芳纶为例,引导学生了解缩聚反应的应用情况。要求学生以小组为单位,在预习过程中通过查阅视频、报道、文献等资料,分析总结国内外芳纶材料的生产、应用及发展情况,做出课件和总结报告提交给老师。通过预习,学生可以初步感受到高性能材料的研发、生产对我国科技进步和经济繁荣有着重要的推动作用。
3.2 导入环节
本节课蕴含丰富的材料发展史,承载着深刻的教育价值。首先创设情境,播放尼龙发现和应用的科学短片(https://www.iqiyi.com/v_19rro347q8.html),然后通过提出问题——第一种人造纤维尼龙主要是通过何种机理合成的,引导学生运用已有的知识回答问题,导入本节课的新授内容。这种导入方式能够让学生直观感受到材料的魅力,激发学习知识的兴趣,并引导学生认清材料在社会发展中起到的重要作用,培养学生作为材料人的自豪感和使命感。
3.3 新课讲授环节
在缩聚反应的特征和分类、线性缩聚机理的讲解过程中,都采用了提出问题、引导、得出结论的形式进行教学,有效地锻炼了学生的思维能力,并体现出“以学生为中心”的教学理念。在讲解缩聚的应用时,教师选择预习作业中比较有代表性的两个小组派出代表汇报,教师进行总结引导。通过这种方式,学生一方面了解到芳纶材料的性能和应用前景;另一方面,认识到我们国家打破国外长期的技术封锁和产品垄断的艰辛历程,从而感受到学习高分子专业课程的重要性,增强使命感、民族自豪感和家国情怀。另外,通过小组讨论的形式可以让学生正确理解个人和团队的关系,具备团队精神。
3.4 结课环节
通过本节课的学习,学生能够根据聚合物的结构判断缩聚反应类型,推演线形缩聚反应的机理,并能在实际案例中应用,加强了逻辑思维和分析归纳能力;并能端正学习态度,明确当代大学生的使命担当,引导学生树立正确的价值观。布置课后作业——写出常见芳纶合成的机理及工艺路线,并能够从产品质量和环保角度评价工艺路线。考查学生运用学科思维分析和解决问题的能力和社会可持续发展的意识。
4 多种教学模式助力课程思政
本课程采用线上线下混合教学模式,建立了开放式的线上教学平台,除了教学视频外,我们还在平台导入了相关的视频短片、前沿报道、文献资料等作为课程思政教育的素材,并设置了讨论专区。在线下教学中深入推行讨论式教学、情境式教学、案例教学、问题驱动式教学、项目教学等教学方法,把传统的“以教为中心”变成“以学为中心”,充分调动学生学习的主动性和创造性,培养学生的自主学习能力、分析和解决问题能力、团队合作能力,提高德育效果。如在线上教学平台以视频形式导入家装污染的案例,让学生课下分析家装污染的主要来源和减少污染的措施。在线下课堂组织学生讨论,最后教师进行评价和总结。这样的案例教学可以让学生意识到环保问题迫在眉睫,设计、生产和应用高分子材料的各个环节都要考虑到对环境的影响,增强可持续发展意识。
5 构建课程思政考核体系
我们教学团队自2020年开始对上述的课程思政教学模式等进行实施,为了实现思政目标的达成评价,我们针对不同的思政目标选择了不同的考核方式,制定了相应的评价标准,从而实现了思政目标的可衡量、可考核,具体内容见表 2。根据考核结果,可以看出,通过本课程的学习,学生能够在分析、解决复杂工程问题中,体现出家国情怀、环保意识、创新思维和科学素养,并能积极发挥个人在团队中的作用。
表2 思政目标的考核方式和评价标准
| 思政 目标 | 考核 方式 | 评价标准 | ||||
| 优 | 良 | 中 | 及格 | 不及格 | ||
| 家国情怀 | 课程论文 | 在分析和解决问题(如芳纶材料面临的技术关键问题)过程中,全面认识到当代大学生的使命和担当,厚植家国情怀 | 在分析和解决问题(如芳纶材料面临的技术关键问题)过程中,认识到当代大学生的使命和担当,厚植家国情怀 | 在分析和解决问题(如芳纶材料面临的技术关键问题)过程中,初步认识到当代大学生的使命和担当,具备家国情怀 | 在分析和解决问题(如芳纶材料面临的技术关键问题)过程中,初步认识到当代大学生的使命和担当,初步具备家国情怀 | 在分析和解决问题(如芳纶材料面临的技术关键问题)过程中,没有认识到当代大学生的使命和担当,不具备家国情怀 |
| 环保意识 | 方案设计 | 全面分析高分子材料(如尼龙)的原料选择、工艺路线、产品回收等过程可能出现的环保问题,并提出合理可行的解决方案 | 较全面分析高分子材料(如尼龙)的原料选择、工艺路线、产品回收等过程可能出现的环保问题,并提出较合理的解决方案 | 能够分析高分子材料(如尼龙)的原料选择、工艺路线、产品回收等过程可能出现的部分环保问题,并提出有一定合理性的解决方案 | 能够分析高分子材料(如尼龙)的原料选择、工艺路线、产品回收等过程可能出现的部分环保问题,但提出的解决方案不合理 | 不能够分析高分子材料(如尼龙)的原料选择、工艺路线、产品回收等过程可能出现的环保问题 |
| 团队精神 | 团队作业 | 能够正确理解和执行自己在团队作业中的任务,提出正确的观点,并能与其他同学一起形成全面有效的结论,代表或协助其他同学完成清晰完整的结论陈述 | 能够正确理解和执行自己在团队作业中的任务,提出正确的观点,并能与其他同学一起形成有效结论,代表或协助其他同学完成结论陈述 | 能够理解和执行自己在团队作业中的任务,提出观点,并能与其他同学一起形成结论,代表或协助其他同学基本完成结论陈述 | 基本理解和执行自己在团队作业中的任务,提出观点 | 不理解和执行自己在团队作业中的任务,不能提出观点 |
| 创新思维 | 方案设计 课程论文 | 能够全面分析高分子材料制备中的问题,打破固化思维,提出可行的解决方案,具备创新意识 | 能够全面分析高分子材料制备中的问题,提出可行的解决方案,具备一定的创新意识 | 能够分析高分子材料制备中的问题,提出解决方案,具备一定的创新性 | 能够分析高分子材料制备中的问题,提出解决方案 | 不能够分析高分子材料制备中的问题 |
| 科学素养 | 方案设计 课程论文 | 能够全面表现出实事求是、细致严谨、善于归纳、勇于探索等科学品质 | 能够较全面表现出实事求是、细致严谨、善于归纳、勇于探索等科学品质 | 能够表现出实事求是、细致严谨、善于归纳总结、勇于探索等可贵科学品质 | 能够表现出实事求是的科学品质 | 不具备科学品质 |
6 课程思政改进的途径
6.1 提高专业教师的专业水平和思想政治素养
专业教师通过查阅文献等手段跟进科学前沿,不断提高自己的专业水平,同时深入了解课程思政内涵,有意识地提高综合素养。通过深入思考把专业知识和思政教育有机融合到一起,实现贯穿全程的“大思政”教学。专业教师要以身作则,专业上有严谨、实事求是的科学态度,认真对待本职工作,关心学生的学习和生活,用自己的行为去影响学生。通过融入创新创业项目和大学生学科竞赛等实践内容,让学生深刻理解科学精神,具备自主创新意识。教师认真备课,重视课堂教学环节设计,用渊博的专业知识和良好的人格魅力让学生在接受专业知识的同时,潜移默化地接受“素质教育”。
6.2 遵从“以学生为中心”的核心理念
工程教育认证背景下,专业的培养目标是学生要具有的能力和素质。思政教育要充分考虑到学生的认知、环境和反馈。教师不仅要关注大部分能够达标的学生,更要主动了解小部分学生不能达标的原因,追踪学生学业表现和思政情况,通过网络工具、现场谈话或一对一辅导等形式实现对学生的帮扶,实现学生学业目标和思政目标的双达标。
7 结语
课程思政教育是一个持续改进的过程。教师通过提高自己的专业能力和思想政治修养,加深对专业课程的理解,完善思政目标,从广度和深度上挖掘课程思政资源,并且通过探讨和思考,创新教学方式方法,利用多种平台实现贯穿全程的课程思政教育。
参考文献
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