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农业教育

基础化学课程群建设与教学改革研究

  • 曲楠 ,
  • 王大鹏 ,
  • 吕晓丽
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  • 吉林农业大学资源与环境学院,吉林 长春 130118

曲 楠(1980—),女,吉林长春人,博士,副教授,从事化学教育与科学研究。

收稿日期: 2025-03-12

  网络出版日期: 2026-02-09

基金资助

吉林省教育科学“十四五”规划一般课题“新农科背景下地方农业院校基础化学课程群建设研究与实践”(GH23181)

Research on the construction and teaching reform of basic chemistry course group

  • Qu Nan ,
  • Wang Dapeng ,
  • Lyu Xiaoli
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  • College of Resources and Environment, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China

Received date: 2025-03-12

  Online published: 2026-02-09

摘要

为培养创新型人才,本文将无机与分析化学、有机化学、物理化学及对应实验课程整合为基础化学课程群,开展系统性建设与改革研究。针对基础化学教学在学生学习主动性、教学模式适配性、课程协同联动性等有待提升的方面,从教学内容、课程思政、教学设计与教学团队4大维度推进改革,并对其成效进行评估。其中,教学内容方面优化整合课程群教学内容,强化课程间及理论与实验的有机衔接;课程思政方面融入涉农特色课程思政元素;教学设计方面构建基于FD-QM标准、依托学习通平台的线上线下混合式教学模式,以无机与分析化学课程教学单元为例,明确学习目标、设计多元学习活动并建立多维度测评体系;教学团队方面加强多学科背景教师团队建设,提升教师教研能力、跨课程教学能力及涉农专业化素养。以2021级(常规教学对照组)与2022级(课程群新模式实验组)农药化肥专业共147名学生为对象开展教学对比实践,结果显示,实验组学生学习积极性、自主学习能力明显提升,出勤率在97%以上、教学满意度在90%以上,各化学课程平均成绩提升2.5~8.3分,及格率提升6.4%~12.1%,各项指标均优于对照组。本文为类似课程教学改革提供参考。

本文引用格式

曲楠 , 王大鹏 , 吕晓丽 . 基础化学课程群建设与教学改革研究[J]. 安徽农学通报, 2026 , 32(3) : 120 -123 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2026.03.028

Abstract

To cultivate innovative talents, this study integrated Inorganic and Analytical Chemistry, Organic Chemistry, Physical Chemistry and their corresponding experimental courses into a basic chemistry course group, and carried out systematic construction and reform research. Aiming at the aspects to be improved in basic chemistry teaching, such as students’ learning initiative, teaching mode adaptability and inter-course coordination, the reform was promoted from 4 dimensions, namely teaching content, curriculum ideological and political education, teaching design and teaching team, and the effectiveness was evaluated. In terms of teaching content, the teaching content of the course group was optimized and integrated, and the organic connection between courses and between theory and experiment was strengthened. In the aspect of curriculum ideological and political education, the ideological and political elements with agriculture-related characteristics were incorporated into the courses. In terms of teaching design, a blended online and offline teaching model based on the FD-QM standards and the xuexitong platform was constructed. Taking the teaching unit of Inorganic and Analytical Chemistry as an example, the learning objectives were clarified, diverse learning activities were designed, and a multi-dimensional evaluation system was established. For the teaching team, the construction of a teacher team with multidisciplinary backgrounds was strengthened, and teachers’ research and teaching capabilities, cross-course teaching capabilities and agriculture-related professional literacy were improved. A comparative teaching practice was conducted among 147 students majoring in Pesticides and Chemical Fertilizers from the 2021 grade (the control group with conventional teaching) and the 2022 grade (the experimental group with the new course group model). The results showed that the students in the experimental group had a significant improvement in learning enthusiasm and autonomous learning ability, with the attendance rate reaching over 97% and the teaching satisfaction rate exceeding 90%. The average scores of all chemistry courses increased by 2.5 to 8.3 points, and the passing rate rose by 6.4% to 12.1%. All indicators of the experimental group were better than those of the control group. This study provided a reference for the teaching reform of similar courses.

基础化学是农业院校农科类、理科类、生物医学类等专业的基础必修课与通识教育课程,对后续专业课程的学习具有重要支撑作用。目前,关于该课程的教学改革研究与实践成果较为丰富。汪快兵等[1]探究了农业高校无机及分析化学课程的教学现状、改革路径与实施成效,旨在提升学生解决农业生产实际问题的能力;洪波等[2]构建了以自主学习、翻转课堂与实践能力提升为核心,覆盖课前—课堂—课后全环节的有机化学立体教学模式,有效提升了课程教学水平;秦鹂等[3]在物理化学课程中开展项目式教学实践,采用线上线下混合式教学模式,引导学生在真实问题情境与探究性学习中掌握解决复杂问题的科学方法;武鑫等[4]通过强化思政教育、创新实验教学模式与方法、构建多元化考核体系等途径,提升了无机与分析化学实验课程的教学效果;赵咪娜等[5]将MOOC融入有机化学实验教学,提高了学生的实验操作能力与科学文化素养。目前,研究大多聚焦于单门课程的改革创新,忽视了相近课程之间知识与能力的横向关联及纵向交叉作用。
课程群是整合相近教学资源、提升课程教学科学性与系统性的重要路径[6]。本文将无机与分析化学、有机化学、物理化学及对应实验课程整合为基础化学课程群,依托该课程群建设,突破单一课程建设与改革的局限,通过剖析基础化学课程教学的现存问题,厘清各课程定位与职能,优化课程内容与结构体系,融入涉农特色课程思政元素,构建基于FD-QM标准的线上线下混合式教学新模式,打造兼具高阶性、创新性与挑战性的基础化学课程,旨在充分发挥基础化学课程群的作用,助力化学学科教育高质量发展,为地方农业院校培养知农爱农、强农兴农的卓越农林人才。

1 基础化学课程教学现状分析

基础化学课程教学仍存在部分待优化之处,具体如下。(1)作为非化学专业基础课,该课程易出现学生重视程度不足的情况。受学时限制、大班授课及教学任务繁重等因素影响,加之学生化学基础存在差异,导致其学习主动性与兴趣未被充分激发,自主学习及问题解决能力有待提升。为此,需优化教学内容与设计,凸显学生主体定位,强化其自主学习与分析解决问题能力的培养。(2)“互联网+”“人工智能+”技术的快速发展,为课堂教学改革提供了契机。推动传统线下课堂与现代信息技术赋能的线上教学深度融合,有助于精准掌握学生学习状态,动态优化教学设计,增强学生学习内驱力。(3)通识教育阶段的基础化学知识与专业教育阶段的应用衔接不够紧密,且基础化学的专业教师多承担单门理论课及对应实验课教学,导致课程教学缺乏有效协同与联动。需加强教师跨课程培养与专业化建设,打通课程间教学壁垒,实现通识教育与专业教育的无缝衔接。

2 基础化学课程群建设研究与改革措施

为突破单一课程教学局限,解决基础化学课程间的衔接难题,本文立足课程教学实际,深入探索基础化学课程群建设路径。

2.1 优化整合课程群教学内容

结合基础化学各课程特性及各专业人才培养目标,需强化理论课之间、实验课之间及理论与实验课之间的有机衔接,持续优化、整合与更新教学内容。在理论课衔接方面,无机与分析化学和物理化学均涉及化学热力学、动力学、电化学及胶体等内容,无机与分析化学和有机化学也存在杂化、共价键及分子间作用力等物质结构类重叠知识点。为此,课程群内理论课教学安排需规避内容重复讲授,同时注重对重叠知识点的应用延伸与深度拓展。
在实验课衔接方面,无机与分析化学实验的粗盐提纯与有机化学实验的乙酰苯胺重结晶同属物质提纯实验,均涵盖称量、溶解、过滤及结晶等基础操作。依托课程群建设,优化整合实验内容,删减粗盐提纯实验。在理论与实验课融合方面,推动实验内容与理论教学深度结合,强化理论联系实际。例如,讲解无机与分析化学中氧化还原滴定法时,可将重铬酸钾法测定亚铁盐实验录制成微视频并嵌入理论课堂,通过实验观摩设问,引导学生运用理论知识解决问题,深化理解。此外,结合不同农科专业后续学习需求,针对性设计教学内容,聚焦农科相关知识点,同步拓展教学广度与深度。例如,讲解缓冲溶液知识点时,针对农学、园艺及植物保护专业学生,可探讨土壤维持pH 6.5~7.5的机制——土壤中H2CO3--及其他有机弱酸与其共轭碱构成复合缓冲体系,可抵抗少量酸碱扰动以稳定pH,保障植物正常生长;针对生物专业学生,分析人体血液pH维持在7.35~7.45的原因,即血液中HHb-KHb、HHbO2-KHbO2、HPr-NaPr等缓冲对的调控作用;针对环境科学专业学生,讲解水质硬度检测时,明确EDTA测定钙镁总量,以铬黑T为指示剂,反应需在pH为10的NH3-NH4Cl缓冲溶液中进行。通过此类专业适配设计,引导学生认识化学在农业科学领域的应用价值,培养其从化学视角解决农业领域实际问题的能力[7]。最后,依据优化整合后的教学内容修订教学大纲,构建基础化学系列课程交叉互补、有机融合的教学体系。

2.2 课程思政融入课程群教学

基础化学系列课程的思政建设兼具可复制性、连续性与递进性,以知农爱农、强农兴农为核心,从哲学思辨、科学家精神、协作精神及环保意识等维度开展课程思政实践。例如,讲解缓冲溶液时,关联其在食用菌栽培中的应用价值,介绍科研工作者深耕食药用菌科学与工程产业化研究,将科研成果转化应用于农业现代化与乡村全面振兴实践,为食用菌产业及菌物学科发展作出杰出贡献。​讲解醇、酚、醚时,介绍科研团队合成首款香草醛衍生农药香草硫缩病醚的历程,该农药对马铃薯Y病毒、黄瓜花叶病毒等具有优异抗病毒活性。依托基础化学系列课程的涉农特色思政教学,深挖化学与农业领域的思政案例,结合地方农业院校的农学优势,持续激发学生学农爱农的自豪感、强农兴农的使命感及百折不挠的拼搏精神。

2.3 更新群内各课程教学设计

在基础化学课程群建设中,依托学习通平台构建基于FD-QM标准的线上线下混合式教学模式。通过该模式优化课前预习、课堂实施及课后巩固全环节,强化师生与生生互动,激发学生学习兴趣、提升学习内驱力,结合多维度考评机制,对学生学习过程与成效进行综合评价[8]。本文以无机与分析化学课程的一个教学单元为例展开说明。

2.3.1 学习目标

本单元结束后,学生需达成以下目标。(1)知识目标。准确界定分散系、分压、蒸气压、沸点、凝固点、渗透压等核心概念;系统阐述分压定律、稀溶液依数性及胶体的制备与性质;正确书写Fe(OH)3胶体的胶团结构,明确胶体带电机理及聚沉途径。(2)能力目标。具备归纳总结能力,能结合理想气体状态方程与分压定律,梳理分压求解思路;强化科学素养,运用化学知识分析并解决农科领域实际问题,例如,借助稀溶液依数性解释植物耐寒抗旱性、农作物施肥过量“烧苗”等现象的化学本质及规律,通过拉乌尔定律、沸点升高与凝固点下降规律、范托夫定律开展定量计算,解决溶质相对分子质量求解等问题,结合表面活性剂应用场景剖析其作用机理,阐释农药中有机硅润湿增效剂促使药液在蜡质叶片表面快速扩散的原理。(3)情感价值目标。树立严谨求实的科学态度,激发学习主动性,在小组协作中培养团队合作意识;深刻认识化学与农科专业的内在关联,厚植爱农情怀,筑牢科技兴农信念。

2.3.2 学习活动

(1)课前资料查阅(对应知识目标)。依托学习通平台开展线上预习,完成课前调研问卷。(2)讲授—暂停—练习—反思—总结(对应知识与能力目标)。胶体知识讲授完毕后,引导学生自主思考并阐述明矾净水原理,再由教师梳理总结。(3)随堂小结报告(对应知识目标)。每节课结束前5 min,由学生梳理本节重点、提出疑问,教师针对性答疑解惑。(4)小组讨论与同伴互助(对应能力与情感价值目标)。围绕难挥发非电解质稀溶液依数性的适用条件、植物在盐碱地生长受限的原因等问题,组织学生开展小组讨论与成果汇报,教师总结后引入科研工作者攻克盐碱地种植难题的典型事迹。(5)思维导图构建(对应全部目标)。本章教学结束后,引导学生反思梳理知识点及内在关联,总结学习收获,形成思维导图。

2.3.3 学习测评

(1)诊断性测评(对应知识目标)。依托课前线上问卷调查,精准把控学习情况。(2)形成性测评(占比40%,对应全部目标)。线上测评(10%),依托学习通平台设置选择、判断、简答等题型,检验学生对基础知识的理解与掌握程度;线下测评(30%),结合学生自评、同伴互评与教师评定,对随堂小报告(5%)、小组讨论(5%)、课后作业(10%)开展评价,同时针对思维导图所归纳知识点的完整性、系统性及关联性,由教师进行专项评定(10%)。(3)总结性测评(占比60%,对应知识与能力目标)。以期末测试形式实施,设置选择、判断、简答、计算等题型,检验学生对本章教学目标的达成情况。

2.4 加强课程群教师团队建设

组建涵盖无机化学、分析化学、有机化学、物理化学等多学科背景的基础化学教师团队,持续强化团队建设以赋能课程群教学。具体措施如下:一是提升团队教研能力。定期组织教学培训与教研活动,推动教师更新教学理念,同步提升教学实施能力与课程思政融入水平,为基础化学课程群建设稳步推进筑牢根基。二是强化跨课程教学能力培养。为突破单一课程教学局限,针对青年教师与骨干教师开展多门化学课程教学能力培养,使其具备承担含实验课在内三门及以上化学课程的能力,有效打通基础化学课程间的教学壁垒。三是推进教师专业化建设。结合各农科专业的化学知识需求及教师个人科研优势与研究领域,进行科学分工;引导教师围绕授课专业开展农科知识研习与学科交叉研究,夯实涉农专业化背景,为教学中精准融入农科相关化学知识与技能提供支撑。​

3 教学成效

以2021级、2022级农药化肥专业147名学生为对象开展教学成效对比,其中2021级采用常规教学模式作为对照组,2022级采用基础化学课程群建设新模式作为实验组。教学实践结果显示,课程群建设模式应用后,学生学习积极性、自主学习能力及学习效率与质量均明显提升。2022级学生基础化学课程出勤率、教学满意度分别在97%以上、90%以上;各化学课程平均成绩提升2.5~8.3分,及格率提升6.4%~12.1%,各项指标均优于2021级对照组。

4 结语

本文将无机与分析化学、有机化学、物理化学及对应实验课程整合为基础化学课程群,针对基础化学教学现存的协同不足等问题,从优化教学内容、融入涉农思政、更新教学设计及建设教师团队4大维度推进改革实践,构建了基于FD-QM标准的线上线下混合式教学模式,实现了课程间的有机衔接与深度融合。教学实践表明,该课程群建设模式提升了教学质量与学生综合素养,学生学习主动性、知识应用能力均得到强化,各项教学指标较常规模式均有明显优化。同时,课程群建设推动了化学学科与农科专业的交叉融合,夯实了通识教育与专业教育的衔接基础。未来,可结合人工智能等新技术持续优化教学模式与评价体系,深化课程群与农科专业的适配性研究,为农业院校基础课程教学改革提供参考。
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汪快兵,吕波. 新农科背景下“无机及分析化学”基础课程教学与教法改革[J]. 中国农业教育202324(3):73-81.

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洪波,陈元晖,赵淑杰,等. 高等农业院校有机化学立体教学模式的构建:以吉林农业大学为例[J]. 大学化学202237(8):50-56.

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秦鹂,李慧,李燕,等. 物理化学“胶体分散系统”的项目式教学实践[J]. 化学教育(中英文)202445(22):15-21.

[4]
武鑫,段云青,芦晓芳,等. 新农科背景下无机与分析化学实验课程教学改革与实践[J]. 化工管理2024(32):19-24.

[5]
赵咪娜,徐玺茹,刘佳仪. MOOC融入有机化学实验课程教学模式的创新研究[J]. 江西化工202541(1):121-124.

[6]
王继芬. 构建化学课程群强化大学生科学精神培养[J]. 当代化工研究2022(10):122-124.

[7]
张元红,姜林,王艳芳,等. 新农科背景下无机化学课程教学改革探索与实践[J]. 大学化学202439(8):72-77.

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曲楠. 大类招生视角下线上线下混合式无机与分析化学课程建设与实践[J]. 化工设计通讯202349(11):145-147.

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