OBE理念下课程思政在物理化学教学中的探索

张瑶瑶，库宗军，李博解，朱磊

(湖北工程学院 化学与材料科学学院，湖北 孝感 432000)

0 引言

随着我国国际地位的不断提高，为应对新的科技革命，国家提出了很多战略性决定。2017年2月提出了建设“新工科”的工程教育改革方向。“新工科”要求人才既具有过硬的专业知识，又具有创新意识和工程实践能力，从而引领新技术、新产业的发展[1]。基于传统理念的高校培养模式缺乏创新性和探索性，其培养出的专业人才无法满足当前社会和企业的需求。要切实解决这些问题，必须真正树立以学生为中心，以社会和企业需求为导向的教育理念。美国知名教育学者Spady在其《基于产出的教育模式：争议与答案》著作中指出，教学应清晰地聚焦和组织教学系统，使之围绕并确保学生获得在未来生活中实质性成功的经验，教育的重点不在于学生的成绩，而在于学习过程结束后学生真正拥有的能力，这就是成果导向教育OBE(outcome based education)理论。不同于传统的“以教师为中心、以教材为中心”的教学模式，OBE强调学生的内化能力，以学习成果为出发点，围绕“预期产出目标、教学实施过程、成果评估”，逆向设计教学过程，倡导学生“自主学习、合作学习、探究学习”，已成为美国、加拿大、英国等国家教育改革的主流教育理念之一[2]。

2020年，《高等学校课程思政建设指导纲要》阐明“思政课程的建设要以提升人才综合素质培养为中心点，在全国所有高校中的所有专业学科中全面推进”[3]。截至今日，高校教学已经开展了大量的“课程思政”研究，教师既要为学生传授知识，也要以德育人，引导学生树立正确的人生观和价值观，因此思政课程显得尤为重要。

物理化学课程作为化工专业学生的必修课程，在生产生活中应用非常广泛。但因其过于理论化、公式繁多、理论抽象、推理繁琐，学生在学习过程中，容易出现重难点难以把握、面对实际问题无从下手等难点，很容易产生厌烦情绪，从而失去学习兴趣[4-5]。因此，如何基于OBE理念，在新工科背景下，利用课程思政的要素，提高化工专业学生自主学习物理化学课程的积极性，进而培养出具有创新意识和工程实践能力的爱国主义人才。

1 OBE理念下，物理化学课程思政实践

1.1 OBE理念下课程思政的思路

OBE理念是成果导向型教学，以物理化学课程为例，在新工科背景下，积极探讨课程思政的改革。因此，以成果为导向，对照学校工程认证标准，将物理化学课程教学大纲与教学指标点细化，融入课程思政要素。在教学过程中，基于OBE成果导向理念，将日常“思政”教育悄无声息贯穿到教学过程中，引导学生树立正确的人生观和价值观，增强学生爱国主义情怀，敢于担当的责任感。在此教育理念下，不仅可以促使学生积极学习专业课知识，增强专业课深度和广度，同时能够在精神层面上提高学生对专业的认同感，让学习充满源动力。因此，以成果为导向，结合物理化学课程目标考核点以及必要要求，确定课程中每一章节所对应的思政要素。以热力学为例，从思政的角度来说，很容易联想到国家高铁的发展历程，中国从没有铁路发展到现在高铁运行里程世界第一，以此激发学生强烈的爱国主义情感。高铁的发展也代表着热力学知识中热机效率问题，因此，如何提高热机效率，是本章教学中很重要的一个导向，结合课程思政，让学生思考如何解决这一工程问题。

1.2 OBE理念下课程思政的教学目标点

物理化学课程的工程认证课程目标分为三个：

(1)学生能系统地掌握物理化学中基本知识和基本原理，学会理解和表达工程领域复杂工程问题。

(2)使学生学会物理化学的科学思维方法，培养学生提出问题、分析问题、研究问题的能力。

(3)能够基于物理化学专业知识，将理论知识应用于生活和生产实际。

针对以上三个课程目标要求，教师在授课过程中，可以将物理化学的十章内容分别设定好思政专题，教研团队在授课过程中，积极根据提前设定好的思政要素进行授课。基于OBE理念，倡导探究学习、自主学习和合作学习的方式，不仅有利于激发学生学习物理化学课程知识的兴趣、调动学生学习的主动性、解决学习“边缘人”问题、促进学生综合素质的提升、提高课堂的教学效果，而且有助于培养具有工程实践能力，胜任化工行业发展需求的应用型和技术技能型人才。在每节课程授课结束后，教师应该及时进行课程效果评价以及课程反思，这样才能切实做到成果导向，并从真正意义上实现新工科背景下，工程认证所需要达到的课程目标指数。思政课堂不应停留在形式上，更应该从成果导向的角度出发，经过反复教学以及课程评价，最终实现物理化学课程目标以及工程认证的毕业要求。

1.3 OBE理念下课程思政元素的挖掘

物理化学教研团队结合自身多年的物理化学授课经验以及教学感悟，将每一章节所对应的思政要素与课程相结合，挖掘并总结出如下课程思政元素，具体内容如下所述：

(1)在物理化学第一章节中，主要学习热力学第一定律，其内涵是能量守恒定律，即能量不能凭空产生，也不会无故消失。因此，学生要想获得知识必须自力更生、艰苦奋斗，结合祖国在抗日战争时期所经受的磨难，让学生切实认识到现如今的美好生活都是奋斗而来的。在课堂过程中，可以让同学们回顾下自己从小到大，父母是如何一步步走过来的，如今20年了，父母的艰辛大家是否能够真正体会到。在课堂中，让学生更加理解父母、感恩父母，也让同学们更加勤奋努力，为未来的美好生活而奋斗。

(2)在讲热力学第二定律的时候，由自发过程和自发过程的逆过程开始，抽水机可以实现水往高处流，冷冻机能够实现热量从低温物体传入高温物体过程，例如冰箱就是一个制冷机。正是因为有了冰箱，才减缓了食物的腐烂，同学们才可以在夏天吃到美味的冰淇淋。压缩机可以实现低压气体向高压气体的扩散过程，溶质自低浓度向高浓度的扩散过程可以通过萃取实现。由此可以得到，自发过程逆向进行必须消耗功。从古至今，科学家们研发了很多实用的机器让生活变得更美好。但是，人类在享用这些机器的同时，地球却在慢慢遭到破坏。夏天的时候，室内开着空调，空调耗费电能给室内制冷，室内的温度是降下来了，但是空调外挂机会发热，且将这个热量散发到空气中，导致室外温度继续升高。由此可预见，如果地球上每家每户都一直这样使用空调，那么温室效应会持续增强。因此，作为地球的一份子，应该力所能及地节约能源，保护地球。我国高铁如何提高速度且保证机械效率的稳步提高呢？中国人一直都具有不畏艰难，迎难而上的坚强品质。从一个没有火车的国家，发展到现在高铁世界第一，足以证明我们国家发展之迅速。但是，目前热机的效率依然很低，努力的空间还很大。在尊重科学事实的基础上，打破热机效率低的现状，实现高效热机的开创。国家主席习近平在2020年9月22日召开的联合国大会上表示：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和。”因此，同学们要尽自己所能，为祖国的绿水青山作出自己的贡献。

(3)表面化学知识中，从表面活性剂效果出发，树立学生节约用水的理念，杜绝浪费。学生作为化学工作者，一定要评估化学产品的开发对环境的影响，生态环境始终要放到发展的第一位，减少水污染，保护环境。

1.4 OBE理念下课程思政教学的实践

按照物理化学课程培养计划和应用型人才培养目标，选定授课对象，开展OBE理念下，物理化学课堂思政教学研究，采用灵活多样的教学模式，提高教学效果，确保学生将理论知识、应用研究、工程实践、思政教育四个方面相结合，让学生在学习期间，既能做到理论学习，又能进行工程实践，还能进行思想素质提升。同时，由于本校具有企校合作平台，借助企业技术支持(例如：湖北宇电学院、湖北大洋塑胶有限公司、湖北富思特材料科技集团有限公司和应城市恒天药业包装有限公司等)，共建专业教学基地，老师将课堂搬到企业中，通过现场讲解，使学生更直观地了解企业生产技术，从而促进理论知识、工程实践的掌握，实现预期产出目标以及成果评估。

2 OBE理念下课程思政教学效果评价

传统的物理化学课程教学是以理论为主导的，在考核过程中，没有明确的达成度方向。此次OBE理念下，课程思政元素在物理化学课程教学中引入后，学生的学习积极性普遍提高了，工程认证中课程目标的考核主要分为三个方面，如表1所示。因此，选择2019级和2020级学生期末成绩作为分析对象，重点探讨教师在进行课程思政前后，学生整体达成度的变化情况，切实分析OBE理念下，课程思政对学生学习主观能动性的提高是否有帮助，为后期学生学习提供指导和改进措施。

表1 OBE模式下物理化学工程认证课程目标

由表2的成绩对比结果可得，教师在授课过程中，从2019年开始便进行课程工程认证改革，授课过程中多结合工程案例进行分析，同时积极提高课程思政在课堂中的实际效果教学。因此，2019级学生在期末考试过程评价和结果评价中，均没有60分以下的成绩，学生在学习中能做到积极根据工程实践进行理论知识的贯通。2020年后，教师基于OBE理念，积极在授课过程中，引入课程思政元素，激发学生学习积极性。考核也增加了过程评价的多样性以及难度，在思政的过程中让学生能积极思考，过程评价和结果评价成绩均有所提高。由此可得，基于OBE理念下，课程思政元素引入后，可以显著调动学生学习的积极性，提高其学习的内在驱动力，课程目标达成度也有明显提高。

表2 2019级与2020级学生物理化学课程达成度考试成绩对比

3 结语

在“新工科”背景下，基于OBE理念，主要针对物理化学公式繁多、理论抽象等难题，将“课程思政”要素融入物理化学课程教学目标中，建立课程体系与本科生毕业要求细化指标点之间的对应关系。将思政教育与专业教育进行高效融合，不仅能够帮助学生积极学习专业知识，还能塑造出学生正确的人生观和世界观。文章基于OBE理念，将课程思政融入物理化学教学目标中，深挖课程思政元素、积极进行课程思政教学实践、在准确进行课程思政教学效果评价。研究结果表明，基于OBE理念下，课程思政元素引入后，可以显著调动学生学习的积极性，提高其学习的内在驱动力，实现课程专业知识价值引领。