趙利民 王 杰 李 紅

（聊城大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 山東·聊城 252027）

工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是目前國(guó)際上通行的一種質(zhì)量保證制度，該制度能夠?qū)崿F(xiàn)工程教育和工程師資格的國(guó)際互認(rèn)的。[1]2016年6 月我國(guó)正式加入國(guó)際工程教育學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》。加入該協(xié)議意味著通過(guò)認(rèn)證的專(zhuān)業(yè)將得到國(guó)際認(rèn)可，當(dāng)然也對(duì)我國(guó)工程教育體系提出了新的要求——按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)、切實(shí)提高工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

教育部在2018年全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上首次提出“金課”概念，明確要求高校課程要體現(xiàn)出深度、難度和挑戰(zhàn)度。教育部隨后下發(fā)通知，要求高校要全面梳理課程教學(xué)內(nèi)容，淘汰“水課”、打造“金課”。[2]教育部高教司司長(zhǎng)吳巖同志在2018年11 月中國(guó)大學(xué)教學(xué)論壇（第11 屆）上作了名為“建設(shè)中國(guó)金課”講話(huà)。此后，在全國(guó)范圍內(nèi)各高校開(kāi)始金課建設(shè)的熱潮，打造金課以及金課課程建設(shè)成為高校教學(xué)理論與實(shí)踐工作者研究熱點(diǎn)之一。[3-5]然而，在金課建設(shè)的實(shí)踐過(guò)程中，關(guān)于課程的建設(shè)與改革方案方法，眾多學(xué)者各抒己見(jiàn)，存在不同觀(guān)點(diǎn)，甚至還出現(xiàn)一些比較片面的主張和做法。因此，對(duì)金課建設(shè)的實(shí)踐進(jìn)行深刻分析和研究，仍是當(dāng)下一個(gè)比較重要的課題。

我院于2019年提交工程認(rèn)證申請(qǐng)，與此同時(shí)，學(xué)校開(kāi)展金課課程建設(shè)方案。如何在工程認(rèn)證的基礎(chǔ)上建設(shè)好金課，是任課教師亟需解決的實(shí)際問(wèn)題。我們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中，對(duì)一些問(wèn)題進(jìn)行了深刻分析，希望能夠?qū)ζ渌n程有所啟發(fā)。

1 工程認(rèn)證對(duì)“物理化學(xué)”課程的要求

“物理化學(xué)”為工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程。通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解和掌握物質(zhì)變化過(guò)程中的基本規(guī)律，并將這些規(guī)律、原理和方法用于分析和解決所遇到的一些實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而不斷地提高學(xué)習(xí)和實(shí)踐的能力。根據(jù)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)解讀（2020 版），對(duì)于基礎(chǔ)課程的要求主要有以下幾點(diǎn)：

（1）體現(xiàn)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容要注重運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)原理分析、研究專(zhuān)業(yè)復(fù)雜工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)。

（2）對(duì)畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)的支撐。基礎(chǔ)課程一般支撐工程認(rèn)證中的畢業(yè)指標(biāo)1 和2。畢業(yè)指標(biāo)1 是能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題。該指標(biāo)提出了兩方面的要求：一是畢業(yè)生要具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題所需的知識(shí)，這是對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求；二是對(duì)知識(shí)運(yùn)用的要求，能夠?qū)⑦@些知識(shí)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題。畢業(yè)指標(biāo)2 是能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。該指標(biāo)提出了兩方面的要求：其一，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)基于科學(xué)原理思考問(wèn)題，這是思維能力的培養(yǎng)；其二，學(xué)生應(yīng)掌握“問(wèn)題分析”的方法，這是方法論教學(xué)。

（3）持續(xù)改進(jìn)。建立面向產(chǎn)出的課程質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，品鑒應(yīng)聚焦學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，課程內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式必須與該課程的畢業(yè)要求相匹配。

2 金課課程建設(shè)的基本要求

吳巖司長(zhǎng)在報(bào)告中對(duì)金課提出了“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)。

高階性，改變過(guò)去單一傳授知識(shí)或培養(yǎng)普通能力的目標(biāo)，而是通過(guò)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的創(chuàng)新和編排把知識(shí)、能力和素質(zhì)有機(jī)融合在一起，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力和高級(jí)思維。

創(chuàng)新性，要求課程內(nèi)容具有前沿性和時(shí)代性，教學(xué)形式呈現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化。創(chuàng)新性從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式兩個(gè)方面體現(xiàn)。教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新：即內(nèi)容要體現(xiàn)時(shí)代性和前沿性。如：將學(xué)術(shù)研究、科技發(fā)展前沿成果、課程思政理念等引入課程。教學(xué)模式創(chuàng)新：教學(xué)模式的創(chuàng)新包括采用多形式的互動(dòng)教學(xué)方法和信息技術(shù)的使用，開(kāi)展以學(xué)生為中心的個(gè)性化教學(xué)、探究式教學(xué)和翻轉(zhuǎn)式教學(xué)等。通過(guò)這樣的模式創(chuàng)新讓課堂活起來(lái)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和批判性思維。

挑戰(zhàn)度，要求課程具有一定難度，學(xué)生需要跳一跳才能夠得著。這就對(duì)教師的備課和學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)提出了較高要求。從內(nèi)容層面需要擴(kuò)大知識(shí)的深度和廣度，提升學(xué)習(xí)難度；從教學(xué)設(shè)計(jì)層面，要增加研究性、創(chuàng)新性、綜合性的內(nèi)容，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)安排，讓學(xué)生加大學(xué)習(xí)投入；從教學(xué)評(píng)價(jià)層面，需要加強(qiáng)非標(biāo)準(zhǔn)化、綜合性評(píng)價(jià)機(jī)制，在各個(gè)流程多角度的考察學(xué)生學(xué)習(xí)能力、投入程度以及學(xué)習(xí)成果，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力和專(zhuān)業(yè)志趣。

從整體來(lái)看，“兩性一度”最終體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)模式上的改革。

3 工科基礎(chǔ)課程“物理化學(xué)”目前存在的問(wèn)題

目前，在高校工科專(zhuān)業(yè)開(kāi)展“物理化學(xué)”實(shí)踐過(guò)程中，教師能夠根據(jù)本專(zhuān)業(yè)實(shí)際情況選擇教材和教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)構(gòu)建教學(xué)體系，改進(jìn)教學(xué)方法，在強(qiáng)化基本知識(shí)基礎(chǔ)上，注重基本素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，取得了一些成果，但仍然不可避免的存在一些問(wèn)題。一是課程內(nèi)容相對(duì)陳舊，創(chuàng)新性弱。物理化學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)課程，其理論經(jīng)典并且系統(tǒng)性較強(qiáng)，目前已經(jīng)形成完善的課程體系。也是因?yàn)槿绱耍滩母螺^慢，而且教材中很少涉及近年學(xué)科發(fā)展的最新成果，導(dǎo)致課程缺乏前沿性和時(shí)代性，從而創(chuàng)新性較弱。二是教學(xué)方法與教學(xué)模式對(duì)課堂教學(xué)依賴(lài)性較高。目前，大多數(shù)高校對(duì)“物理化學(xué)”等工科基礎(chǔ)課程仍采用傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式，即以“教師講，學(xué)生聽(tīng)”為主。這種模式注重知識(shí)的獲得，對(duì)教師要求低、準(zhǔn)備簡(jiǎn)單、容易實(shí)施，但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生能力作用較小。工程教育認(rèn)證的一個(gè)關(guān)鍵要求點(diǎn)是能力和思維的訓(xùn)練，就是注重畢業(yè)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維的培養(yǎng)。而傳統(tǒng)教學(xué)模式的你講我聽(tīng)，難以體現(xiàn)課程的高階性和創(chuàng)新性。三是教學(xué)評(píng)價(jià)體系相對(duì)單一，挑戰(zhàn)度較低?，F(xiàn)有的教學(xué)評(píng)價(jià)體系以考試為主，一般占比70%左右，題型以選擇、填空、問(wèn)答或計(jì)算等形式出現(xiàn)，學(xué)習(xí)結(jié)果缺乏探究性和個(gè)性化。從這方面來(lái)講，目前的評(píng)價(jià)體系和教學(xué)模式挑戰(zhàn)度較低。

4 結(jié)合工程認(rèn)證，“物理化學(xué)”金課課程建設(shè)的探索與實(shí)踐

我們?cè)陂_(kāi)展工程教育認(rèn)證的基礎(chǔ)上實(shí)施物理化學(xué)金課課程建設(shè)，通過(guò)一年的探索與實(shí)踐，取得了一定的成果。

4.1 總體思路

“金課”課程建設(shè)強(qiáng)度課程的高階性，創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)目標(biāo)與達(dá)成度問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)教育質(zhì)量三大理念，注重思維能力與應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此，基于工程認(rèn)證工科“物理化學(xué)”金課課程建設(shè)的總體思路為：

以能力培養(yǎng)和成果產(chǎn)出為導(dǎo)向進(jìn)行反向設(shè)計(jì)。根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中“物理化學(xué)”課程對(duì)畢業(yè)指標(biāo)的支撐點(diǎn)明確課程任務(wù)及目標(biāo)，制定相應(yīng)課程大綱，體現(xiàn)具有高階性和創(chuàng)新性教學(xué)內(nèi)容，在課程單元和知識(shí)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)基本素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)；根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇合適的教學(xué)模式與教學(xué)方法，建構(gòu)綜合考核評(píng)價(jià)體系，提高課程挑戰(zhàn)度。利用課程達(dá)成度等數(shù)據(jù)對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式進(jìn)行修正和改進(jìn)，完善課程并持續(xù)改進(jìn)，形成閉環(huán)。

4.2 金課建設(shè)實(shí)踐與探索

4.2.1 課程目標(biāo)與定位

根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中“物理化學(xué)”課程對(duì)工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求的支撐，從知識(shí)、能力和素質(zhì)三個(gè)方面設(shè)定課程任務(wù)及目標(biāo)，建立與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4.2.2 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

工科不同專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)不盡相同，對(duì)課程的要求也不同。我們把課程分為熱力學(xué)模塊、電化學(xué)模塊、化學(xué)動(dòng)力學(xué)模塊以及表面化學(xué)和膠體模塊幾部分，在保證課程體系完整的情況下，教學(xué)內(nèi)容各有側(cè)重。在教學(xué)內(nèi)容選擇上，除基礎(chǔ)內(nèi)容外，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)適當(dāng)選取科學(xué)前沿和高新技術(shù)內(nèi)容以專(zhuān)題形式加入課程之中。這些內(nèi)容包含物理化學(xué)的最新理論進(jìn)展以及實(shí)際應(yīng)用，還涉及一些交叉學(xué)科的問(wèn)題。如電化學(xué)模塊中加入離子電池（鋁離子、鉀離子、鎂離子電池）和氫能源電池相關(guān)內(nèi)容；表面化學(xué)和膠體化學(xué)中加入生物膜等內(nèi)容。通過(guò)這種“基礎(chǔ)知識(shí)+專(zhuān)題選講”的模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生思維能力和應(yīng)用能力，增強(qiáng)課程的高階性和創(chuàng)新性。

4.2.3 教學(xué)方法與教學(xué)模式

根據(jù)課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐點(diǎn)，以“成果導(dǎo)向”為指導(dǎo)，選擇合適的教學(xué)模式和教學(xué)方法。在實(shí)踐中，我們探索出“2+3”線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式?！?”是指集中和分散兩種線(xiàn)上教學(xué)模式。根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和教材內(nèi)容，對(duì)于難度適中，基礎(chǔ)知識(shí)較多的章節(jié)采取分散線(xiàn)上教學(xué)模式，通過(guò)學(xué)習(xí)任務(wù)單、觀(guān)看視頻、課后練習(xí)以及討論達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。對(duì)于部分內(nèi)容，在線(xiàn)下授課同時(shí)穿插集中線(xiàn)上學(xué)習(xí)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力?！?”是指根據(jù)物理化學(xué)課程特點(diǎn)采取的3 種線(xiàn)下教學(xué)模式：傳統(tǒng)課堂講授、典型案例研討和生講生評(píng)翻轉(zhuǎn)課堂。

以電化學(xué)模塊為例，對(duì)“電化學(xué)中的基本概念和電解定律”“離子的電遷移率和遷移數(shù)”部分采用分散線(xiàn)上教學(xué)模式。利用相關(guān)手機(jī)APP 首先發(fā)布自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，明確知識(shí)點(diǎn)和達(dá)成目標(biāo)，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)自主測(cè)試檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。對(duì)于“可逆電池的書(shū)寫(xiě)方法及電動(dòng)勢(shì)的取號(hào)”采用集中線(xiàn)上教學(xué)，在課堂上先要求學(xué)生觀(guān)看15 分鐘左右的微課，完成相關(guān)練習(xí)。隨后根據(jù)課前布置的任務(wù)，采取“生講生評(píng)”翻轉(zhuǎn)課堂模式開(kāi)展“新型離子電池”專(zhuān)題教學(xué)活動(dòng)。對(duì)于“可逆電池的熱力學(xué)”部分則采用傳統(tǒng)課堂講授的方式；對(duì)于“金屬的電化學(xué)腐蝕”部分則采用案例式研討方式。

多元化的教學(xué)方式均聚焦于課程對(duì)畢業(yè)要求的達(dá)成度，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生學(xué)會(huì)基于科學(xué)原理思考問(wèn)題，掌握“問(wèn)題分析”的方法，從而培養(yǎng)課程目標(biāo)支撐的指標(biāo)點(diǎn)所要求的各種能力，達(dá)到“高階性”和“創(chuàng)新性”標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.4 評(píng)價(jià)體系的建構(gòu)

由于傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)體系相對(duì)單一，挑戰(zhàn)度較低。在金課建設(shè)實(shí)踐過(guò)程中，我們遵循全面評(píng)價(jià)原則，重視過(guò)程考核和持續(xù)改進(jìn)原則，建立了一個(gè)多樣化考核評(píng)價(jià)方式：學(xué)生的最終成績(jī)包含期末考試和平時(shí)成績(jī)兩部分。平時(shí)成績(jī)包含“線(xiàn)上學(xué)習(xí)（線(xiàn)上活躍度，線(xiàn)上視頻時(shí)長(zhǎng)，線(xiàn)上習(xí)題測(cè)驗(yàn)等）+課堂表現(xiàn)（生講生評(píng)）+課后作業(yè)”。提高期末考試中能力測(cè)試題目比重，使學(xué)生夠一夠才能達(dá)到。與傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)體系相比，平時(shí)成績(jī)所占比重提高至40%，期末考試成績(jī)所占比重下降。教學(xué)任務(wù)完成后，對(duì)成績(jī)進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)課程加以改進(jìn)，完善課程本身，進(jìn)而形成閉環(huán)，達(dá)成專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中“持續(xù)改進(jìn)”的目標(biāo)。

綜上，金課課程建設(shè)和工程教育認(rèn)證是我國(guó)高等工程教育改革的新方向，也對(duì)“物理化學(xué)”等工科基礎(chǔ)課程提出了新要求。本文圍繞工程認(rèn)證和金課建設(shè)的特點(diǎn)結(jié)合自身課程建設(shè)實(shí)踐，圍繞課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)模式和課程評(píng)價(jià)等方面就工程認(rèn)證背景下工科“物理化學(xué)”金課課程建設(shè)方式方法進(jìn)行探索，為課程改革提供一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒，為工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)提供支撐。