成果简介及主要解决的教学问题

1成果简介

2017年我国全面启动“新工科”建设,强调以基础学科为底座培养创新型、复合型卓越人才。普通化学作为工科学生的重要基础课程,在支撑学生科学素养与工程思维培养方面具有关键作用。然而,面对新工科高标准要求,现有课程在内容前沿性、教学范式创新及评价育人一体化方面均存在不足,难以充分支撑拔尖创新人才培养。为应对这一挑战,北京科技大学于2018年启动以“科研反哺+数智赋能”为双链驱动的普通化学教学改革,历经7年探索与实践,逐步形成了系统化的“智链课堂”教学新范式。

本成果以“科研自研反哺”为核心,依托团队在多孔材料、电化学等领域的科研优势,将团队在Nature Chemistry等国际顶刊发表的研究成果和国家级项目,系统提炼为“前沿模块—核心案例—探究任务”三类标准化载体,构建“基础—前沿”融通的内容体系。以“科研任务链+数智赋能”为抓手,依托5E教学法,将真实科研问题拆解为课堂探究任务,融合AI推题与知识图谱等数智工具,驱动学生在“学—研—练—创”全过程中的自主探究与协作创新,推动课堂由“教师讲授”向“学生探究”深度转型。以“价值共评”机制为牵引,将科研精神、国家战略与职业伦理融入全过程评价,依托国家级青年拔尖人才、新世纪优秀人才及全国高校“双带头人”党支部组成的党员示范团队,发挥科研引领与价值示范作用,强化课程的价值引领与育人功能。

经过持续改革,课程建设与育人成效显著。学生创新与科研能力显著提升,近五年在“挑战杯”、全国大学生化学实验竞赛等权威赛事中获省部级以上奖励100余项,负责国家级、省部级大学生创新创业项目(SRTP)13项,以第一作者在SCI期刊发表论文19篇(最高影响因子16.7),EI论文5篇。教材与资源体系不断完善,团队出版国家“十四五”规划教材等4部(1部获省部级奖励),建成MOOC与系列微课,惠及学生超5000人。教师教学能力持续提升,负责人荣获全国高校教师教学创新大赛三等奖、全国高校混合式教学设计创新大赛二等奖。在全国教学会议上作大会邀请报告受邀赴北京师范大学、中国矿业大学、北京林业大学、中国石油大学等10所高校分享经验,辐射教师超2000人,并与日本大阪大学等建立稳定交流机制,拓展了成果的国际影响力,形成了可复制、可推广的新工科基础课程改革范式(图1)。

2)主要解决的教学问题:

课程内容与国家战略和科技前沿脱节:课程偏重经典框架,与碳中和、绿色能源、先进材料等战略需求和前沿热点衔接不足,学生难以形成面向未来的战略视野与价值认知。

② 教学模式与新工科人才培养要求不匹配:课堂仍以“教师讲授”为主,学生学习被动,探究性不强,难以满足新工科对批判性思维、跨学科整合与工程化创新的培养要求。

 评价与育人机制对学生全过程成长支撑不足:评价体系重结果、轻过程,缺乏全程的精准反馈与价值引领,未能有效促进知识、能力与素养的协同发展。

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图1 成果整体框架图


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