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成果主要内容
《冶金物理化学》课程已经建设成为适应“新工科”发展要求的特色基础核心课程。
课程秉承与时俱进的理念,将“新工科”、信息化、智能化、思政课堂的课程建设要求高效链接,指导课程改革方向。通过教材更新迭代、教学内容改革、教学手段革新、教师队伍培养手段,解决了原有课程体系“重基础、轻应用”的结构问题,实现从学科导向转向产业需求导向、从专业分割转向跨界交叉融合、从适应服务转向支撑引领,切实提升新时代冶金人才的培养高度。
成果主要解决了以下教学问题:
(1)先修课程中基础理论的深化教学
《物理化学》是冶金工程学生学习《冶金物理化学》的先修课程,但其中与冶金过程密切相关的活度、相图、多相反应等理论的讲解深度和案例分析不够,影响《冶金物理化学》的学习效果。因此,通过课程建设,有效解决了这两门课的衔接,实现其顺畅过渡,帮助学生夯实基础补断层。
(2)工程思维方式的培养
物理化学的原理和理论既抽象又复杂,“重基础知识讲授、轻知识实际应用”是早期教学中普遍存在的问题。通过课程体系革新建设、教材中冶金案例与时俱进的深化、延伸,帮助学生灵活应用基础知识解决实际问题的能力,建立学生的工程思维,切实培养得到冶金行业亟需的应用型创新人才。
(3)“拔高”培养环节的科学设置
冶金物理化学课程本身的学习难度大,如何设置“拔高”环节、进行科学“增负”是早期教学中考虑不够的方面。基于课程建设需求和学科前沿发展,在课程和教材中融入资源高效利用、环境治理过程的物理化学、低碳物理化学、科技热点中的物理化学案例,对学生进行科学“拔高”培养,以适应新工科背景下对工程师高水平的要求。
(4)课程思政的有机融入
课程以《高等学校课程思政建设指导纲要》为指导,全面开展思政课程建设。课程组引导教师深入挖掘冶金物理化学课程中的思政元素,如科学家精神、工程伦理、家国情怀等,并将其有机融入教学过程中。让学生在学习专业知识的同时,受到思想启迪和价 值塑造,培养学生的综合素质和社会责任感。
(5)课程组的传承与发展
课程组建立了一整套新教师准入资格培养体系。该体系注重思想教育,为新教师注入严谨治学、甘为人梯的精神内核。同时,培养体系囊括了一系列教研、教学制度,通过“传帮带”、学研项目、课程建设等活动,逐步提升新教师专业素养和教学能力,激发新教师的创新思维,为课程的持续创新发展提供了强大动力。
《冶金物理化学》课程的建设从根本上来说是时刻适应时代和冶金工业发展需求的课程建设。依据“新工科”的建设要求,课程组探索形成了以教材顺应时代不断更新为基础、教学模式不断创新为核心、教学手段不断拓宽为途径的“三位一体”的教学新方法。
(1)匹配技术前沿,理论为基改革教材新方向
教材是学生掌握知识的基本,其内容的经历了多次迭代跟新,倡导“以案促学”,适应不同时代的教学需求。首先,以1964年3月魏寿昆先生编著的《活度在冶金物理化学中的应用》和1980年魏寿昆先生编著的《冶金过程热力学》为标志,《冶金物理化学》教材的编撰奠定了以钢铁行业发展需求为依据、于是俱进的基因。在本成果建设伊始(2001年),在周国治院士的带领下,张家芸教授主编出版了《冶金物理化学》。之后,针对先修课程衔接不足的问题,在融入近20年冶金科技前沿知识的基础上,郭汉杰教授主编出版了《冶金物理化学教程》(2021年)。教材的更新迭代,是《冶金物理化学》课程与先修课程的科学过渡、培养学生工程思维合理制定教学过程“拔高”环节的基础。
(2)创新教学模式,建设思政教育协同发展
《冶金物理化学》作为重要的专业基础课,教学手段的扎实有效是保障教学质量,实现人才培养的关键。课程在教学中实现了在统一教学大纲、统一作业、统一考试的多课堂小班授课。同时,每个班配备一名青年教师,负责答疑、批改作业、习题课、月度考试等,在进行新教师准入资格培养的过程中,动态追踪学生的掌握情况并适时调整授课,保证授课效果。最后,深入发掘思政元素,“以史为师”,弘扬老一辈科学家的家国情怀,培养学生的使命担当,激发学生爱国情怀和学习热情。
(3)契合时代发展,推动线上线下多平台教学
信息化、智能化教学是提升教学质量、提高学生学习效率的关键手段。《冶金物理化学》课程以拓宽学习渠道、创新教学平台为目标,于2016年围绕国家级精品资源共享课建设,建设了网络学习、试题库、相图动画演示系统,实现课程学习资源开放、在线讨论与答疑、在线知识测试等。此后,于2019年,课程组充分利用新媒体等学习手段,完成了MOOC课堂建设。
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