工科类专业一流本科课程建设的思路

四川大学化学工程学院 王 冰

一、一流本科课程建设的时代背景

《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号）指出，课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定着人才培养质量。为贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神，落实新时代全国高等学校本科教育工作会议要求，必须深化教育教学改革，把教学改革成果落实到课程建设上。

教育部原部长陈宝生提出，对大学生要有效“增负”，要提升大学生的学业挑战度，合理增加课程难度，拓展课程深度，扩大课程的可选择性，真正把“水课”转变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。教育部高教司吴岩司长用“两性一度”来诠释“金课”的主要特征，即高阶性、创新性和挑战度。“高阶性”即知识能力素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维；“创新性”即课程内容反映前沿性和时代性，教学形式体现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化；“挑战度”即课程有一定难度，需要跳一跳才能够得着。

二、一流本科课程建设措施

（一）教学理念

OBE教学理念是在1981年由William G.Spady提出的。此理论一经提出，很快受到教学学者的认可和推崇，此后经过十年左右的发展，已逐步形成了比较完整的理论体系，至今仍被认为是追求卓越教育的正确方向，在发达国家教育改革中得到广泛应用，近几年在我国的人才培养中也逐渐被重视。OBE（Outcome-based Education）教学理念即利用成果导向创新教学模式，又被称为“能力、目标或是需求导向教育”。OBE理念强调教学的投入、过程和产出，教师需要在每个教学环节中都将OBE理念融入其中。同时，教师需要关注教学过程的输出和个性化教学，关注产出的成果。成果导向是从满足需求开始的，由需求决定培养目标，再决定课程设置和课程改革，反向支撑毕业目标。

一流课程首先要具备OBE先进的教学理念，要以研究型教学和产出导向的理念为指导，将课堂讲授、实验、实习、工程案例、学科竞赛、科研训练等多方面有机结合。教师应注重培养学生具备使用理论知识解决问题的能力。教师课程设计可以将OBE理念融入整个教学过程中，依托科研训练项目、学科竞赛和实训基地，进行理论与实践的深度融合；将科研项目、企业项目与课堂教学相结合，通过竞赛拓展学生的实战能力。

（二）教学设计

教学设计要具备合理性、方向性和创新性，教学目标明确，教学方法与教学活动组织科学合理，符合教育教学的规律。可以通过现代化的线上教育资源与教育教学的融合，实施在线自主学习、线下小班化教学翻转课堂以及线上线下相结合的混合式教学模式。

我们学院获批省级线上线下混合式一流课程教学设计。近代化学基础课程设计中将混合式教学与大班授课—小班研讨相结合，学生在线上SPOC平台进行自主学习，教师根据数据反馈进行针对性备课，进而提高教学效率。教师逐渐增大在线学习的难度与强度，并教会学生绘制思维导图，培养学生自学能力，同时将课堂知识学习的内容调整为在课前平台学习，课堂教学内容可有更多前沿性、高阶性和课程思政的内容。课后组织8—10人的小班研讨，讨论前沿科学问题并组建学习共同体。课堂教学中，教师充分使用信息化教学工具提升教学效果，例如利用智慧教室和手机互动增强课堂上师生的互动，提高知识传输效率；课程通过引入混合现实技术调动学生主动学习的动力，取得了很好的教学效果。

该课程的教学过程设计中，“两性一度”贯彻其中。

第一，放眼世界有格局——高阶性。抽取学术文献中与章节知识对应的研究，训练学生分析研究的能力，拓宽学术眼界，对科学精神有所体会。通过公益问题的创新解决方案，建立并提升学生的评价和创造的能力，培养社会责任感，科普视频已在支教和云南民族中学中使用。

第二，面对难题有方案——创新性。为了解决学生对特定知识点学习的障碍，引入最新的微软混合现实工具，并制作大量的可视化图形，对于特定知识点，学生的正确率提升了50%。为了最大限度地调动学生的学习积极性，采用游戏化与竞技化的教学工具，从教师催学生做题变成学生催教师出题。

第三，自主学习有方法——挑战度。针对基础差异性，把教学资源按难度等级进行分层，大班授课与小班研讨相结合。为提升在线学习效率，先激发学生自主学习热情，再通过绘制思维导图以输入促输出的方式提升学生的自学能力，并循序渐进提升在线学习量，最后通过全过程化考核保证学生及时完成在线学习。把知识掌握精确到每个点和层级，以周为单位进行学习反馈。

在制药分离工程课程中，通常制药分离技术的相关知识一般都是很抽象枯燥的，且学生都没有工程实践体验和经验，对于制药生产工艺流程印象不是很深，所以很难调动学生的学习积极性，也很难激发学生的创造潜能。因此，教师在这门课程的教学设计中，将理论教学和实践教学两者相互结合，教学中教师注重理论课程教学知识，同时很好地融入实践环节教学工作，增强学生工程意识，鼓励学生自主设计制药分离新方法。在工程单元、分离工艺和知识理论创新中，通过实习课程，带领学生到企业进行现场学习，使学生身临其境感受制药分离工程教学模式。教师教学中也做到动画、影像和图像模拟演示，让学生能够更加全面深刻地学习制药分离工程课程，让教学气氛更加活跃和轻松。

在教学过程设计中，也可以将课程与竞赛深入融合。课程可以结合专业性很强的学科竞赛同步进行。例如，学院的化学反应工程课程就结合了全国“互联网+化学反应工程”大学生课模设计大赛，通过作品开发将化学反应工程抽象概念亲切化、具体化。竞赛和课程授课结合，促进了学生对课程的主动思考和学习，有利于通过竞赛实现对学生的创新培养。

（三）课程内容

课程教学内容的制定也要紧扣“两性一度”。还是以省级一流课程近代化学基础和制药分离工程为例，课程教学内容及组织实施情况如下。

1.激活学生的互动热情

把手机互动引入课堂教学之中，增强课堂上学生与教师之间的互动；充分利用川大智慧教室的特点，打造有效多视窗展示；专研PPT制作，打造高颜值课堂。针对教学难点，在课后开展小班研讨，了解每个学生，并鼓励学生进行合作学习。通过在线竞技化教学，促进学生主动学习，为学而疯狂。

2.帮学生理解高难度概念

很多学生不能充分理解一些难度大的概念。通过引入混合现实技术、手机App软件和三维教学素材，让理论可视化，有利于降低学生认知的难度。

3.互联网社会的自学能力

通过构建渐进—混合式体系来解决。包括习惯养成方面，在一年的学习中，学生线上学习从预习逐渐过渡到约有一半的内容在线完成。为保证在线学习质量，专门摸索了一套让学生根据自习和课程内容手绘思维导图的方法，学生每学期需要画20幅左右的思维导图。

4.培养学生的高阶思维能力

引入非标准答案大作业，设计有创新性、挑战性的题目，提升学生的能力。

5.深入探索多样化教学形式

将MOOCs、翻转课堂等理念和方法与课程改革实践相结合，让探究式教学成为常态。利用先进的教学网络平台及学校优质的智慧教室资源，构建课程立体化教学模式，普遍开展小班化教学。实现教学资源（教学课件、教学大纲、电子教案、在线测试、答疑讨论等）的线上+线下共享。通过教材、教辅资料、自制线上教学资源、网络教学资源等构成立体化教学模式，激发学生的学习兴趣与研究兴趣，提高学生的学习积极性和创造性，使课程的教学质量显著提高。

要建设一流课程，还要跟上时代的变化，做到与时俱进，更新最新的行业发展信息，实时将与专业相关的前沿性发展知识增加到课程当中，让课程建设做到因时而变。避免使用过于陈旧的教学内容，例如有些课程的教材或教案十几年都没有变化，这种情况就会使课程与现代学科发展前沿严重脱节。

（四）课程与竞赛相融合

对于工科类课程来说，学科竞赛是课程的有益补充，通过以赛促教，可以强化学生大工程意识和解决复杂工程问题的能力，从而扎实专业基础，利用多学科知识创新地解决专业问题。

首先，通过组织和参加竞赛，可以极大地提升工程实践教学水平，培养学生的全局观和创新创业意识、合作交流和工程能力，重建教学体系、改革实践课程、增加创新探索实验。以学科竞赛为抓手，改革实验、设计、生产实习等实践性课程的教学内容和方法，增加探索创新实验，引导学生利用所学知识分析和解决问题，提高学生学习积极性。

其次，竞赛反哺教学，丰富教学内容。将优秀竞赛作品及其采用的新技术或新方法反馈到课堂和实践教学中，经过推敲、修改、完善，作为理论与实践结合的经典案例进行讲解。

最后，培养学生的全局观、创新创业意识和工程实践能力，提高学习积极性和科研热情。竞赛会在学生中产生深远影响，加深学生对所学知识体系的理解与应用，通过多样化教学手段、改革教学内容、强化创新与课程实践、教赛结合等举措，多学科交叉，融会贯通，拓展思路，全局把控，激发潜能，提高学习积极性、自主学习能力、动手操作能力及科研兴趣。

（五）评价体系

学生评教能够最直观地反映教学效果和增加师生互动，在一定程度上通过“以评促教、以评促学”来促进教师发展和改善教学效果。学生评教应坚持“以学生为中心”这一立足点和落脚点，从评价“教师的教”转到评价“学生的学”。学生评教内容的设计要注重发展性，从教师的水平性评价到人的发展性评价；注重全面性，从教师“教得怎么样”到学生“学得怎么样”转变；注重过程性，从注重终局的结果性评价转到覆盖全过程的过程性评价。以此构建的学生评教内容，将能切实助推一流课程的建设。在课程评价的过程中，评教结果的实时反馈也很重要，学生评价要贯穿教学的全过程。例如，教师可以根据自己的课程安排，几节课后设置一次课程评价反馈，及时了解同学们的课程掌握情况，从而进行教学安排的适时调整，以避免学期结束后的评价反馈，导致教学改进滞后。同时，也可以建立全过程考核体系，进行实时反馈，让学生学习状态可视化。

践行全过程、非标准化考核。全面实行课程全过程考核和非标准化答案，改变一张期末试卷确定成绩的现象。通过增设小论文、课程设计、课程实验、课堂讨论、课堂测试、课件制作等多种测试方法，例如课程综合成绩由60%平时考核成绩和40%期末考查成绩组成，客观评价学生综合利用知识的能力。教学中利用课堂习题强化学生知识理解和运用能力，引入课堂研讨成绩，通过课堂测验及时把握课堂授课情况。最后通过几道综合大题，作为期末试卷题目考查学生处理综合工程问题的能力。

（六）课程思政

2019年10月教育部发布的《关于一流本科课程建设的实施意见》指出，要把立德树人的成效作为检验高校一切工作的根本标准，建设适应新时代要求的一流本科课程。

在工科类课程思政与专业课程相结合的教学过程中，要把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。作为培养工科类人才工程实践能力的课程，需注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。在课程思政教学中穿插讲述老一辈科学家（如诺贝尔奖获得者屠呦呦先生、国家最高科学技术奖获得者徐光宪先生等）取得的丰功伟绩，结合专业的相关知识点，达到陶冶情操、温润心灵、激发创造创新活力的目的。在课程教学中实施思政教育，尤其是科创精神的启发和培养，对于提高工科专业人才专业素养，树立崇高科学精神和理想具有重要意义。