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价值引领、四维融合:拔尖创新人才培养为导向的物理化学教学改革探索与实践

王丽丽 杨高靖 郝志猛 曲玉宁 余建国
  
天韵媒体号
2025年150期
天津工业大学 化学学院 天津 300387

摘要:在新时代高等教育内涵式发展要求的背景下,构建以 " 政教融合为引领,科教融合、赛教融合、产教融合协同推进 " 的物理化学教学改革模式,通过将价值塑造、知识传授、能力培养有机结合,形成了特色鲜明的拔尖创新人才培养体系。经过近年教学实践,该模式在提升学生综合素质、创新能力和家国情怀方面取得显著成效。

关键词:拔尖创新人才;教学改革;政教融合;科教融合;赛教融合;产教融合

1 改革背景

当前,我国高等教育正处于内涵式发展的关键阶段,培养拔尖创新人才成为服务国家战略需求的重要使命。物理化学作为化学学科的核心基础课程,在培养学生科学素养和创新能力的进程中具有独特地位。然而,传统教学模式存在价值引领不足、科研训练薄弱、理论与实践脱节等问题,难以适应新时代对德才兼备创新人才的要求。基于“立德树人”的根本任务,构建了“价值引领、四维融合”的教学改革模式。该模式以课程思政为灵魂,以科教融合、赛教融合、产教融合为支撑,形成有机统一的育人体系。政教融合重在价值塑造,通过挖掘课程思政元素,培养学生的家国情怀和科学精神;科教融合强调科研育人,将前沿科研成果转化为教学资源;赛教融合突出实践创新,以学科竞赛驱动能力提升;产教融合注重学以致用,促进教育链与产业链衔接。四个维度相互支撑、协同发力,共同服务于拔尖创新人才培养目标。

2 四维融合的改革实践路径

2.1 政教融合:价值引领的课程思政体系

政教融合是教学改革的灵魂所在。通过深入挖掘物理化学课程中蕴含的思政元素,构建“三个层次”的课程思政体系。在知识层面,通过介绍我国科学家在物理化学领域的重大贡献,增强学生的民族自豪感和文化自信。在理论层面,将马克思主义哲学原理与物理化学理论有机结合,如在讲授热力学第二定律时阐释量变到质变的辩证关系,培养学生科学思维方法。在实践层面,结合国家在新能源、新材料等领域的重大需求,设计具有时代特色的教学案例,引导学生树立科技报国的远大理想。

课程思政建设注重“润物细无声”,通过创新教学方法实现价值引领。采用案例教学、专题研讨、情景模拟等多种形式,将思政元素自然融入专业知识传授。例如,在表面化学教学中,通过介绍我国在石墨烯研究领域的突破性进展,激发学生的创新意识和爱国情怀,培养学生追求真理、勇攀高峰的科学精神。经过近年实践,课程思政建设成效显著,学生的社会责任感和使命意识明显增强。

2.2 科教融合:前沿引领的科研反哺机制

科教融合重在构建科研与教学相互促进的良性循环。通过构建“科研项目三层递进”机制:基础层面向全体学生,将教师科研成果转化为探究性实验项目;提高层针对学有余力的学生,组织参与大学生创新创业训练计划;创新层聚焦拔尖学生,引导其进入科研团队参与前沿课题研究。通过这种分层递进的科研训练体系,使每个学生都能在适合的平台上得到发展。

在教学内容更新方面,建立科研成果及时转化为教学资源的机制。例如,将教师在电化学领域的最新研究成果转化为“锂离子电池材料设计”综合实验,将催化研究前沿进展引入课堂教学。同时,推行“学术导师制”,为有志于科研的学生配备学术导师,指导其开展科学研究。这一机制有效激发了学生的科研兴趣,近年来学生参与发表 SCI 论文十余篇,申请专利多项,科研素养得到显著提升。

2.3 赛教融合:能力导向的竞赛驱动模式

赛教融合着力构建以赛促学、以赛促教的实践创新体系。通过建立“三级竞赛”培养机制:院级基础竞赛面向全体学生,重在激发兴趣、夯实基础;省级重点竞赛针对优秀学生,强化专业技能训练;国家级高端竞赛聚焦拔尖学生,培养创新能力和团队协作精神。通过这种分层培养模式,使不同层次的学生都能得到适当锻炼。

在实施过程中,将竞赛内容有机融入日常教学。例如,将“大学生化学竞赛”中的赛题改造为综合实验项目,将“挑战杯”竞赛作品设计纳入课程考核。同时,建立竞赛与课程学分的互通机制,鼓励学生通过参赛获得创新学分。这种以赛促学的模式极大地调动学生的学习积极性,近年来学生在各类竞赛中获得省部级以上奖励四十余人次,实践创新能力得到显著提升。

2.4 产教融合:需求导向的协同育人机制

产教融合致力于打破学校与产业的壁垒,构建协同育人新格局。通过三个途径推进产教深度融合:与行业龙头企业共建实践基地,将企业真实项目引入课程设计;聘请产业专家参与教学,共同开发课程内容;组织学生参与企业技术攻关,在真实场景中培养工程实践能力。这些举措有效促进理论教学与工程实践的紧密结合。

在课程内容设计上,引入大量产业案例,如化工过程优化、新能源材料开发等,使学生及时了解行业发展动态。同时,推行“项目式学习”,让学生以团队形式完成来自企业的实际课题,培养解决复杂工程问题的能力。这种产教融合模式显著提升了学生的工程素养和就业竞争力,近年来毕业生受到用人单位的一致好评。

3 改革成效与持续改进

经过近年探索实践,四维融合改革取得显著成效。学生培养质量显著提升,具体表现在:思想道德素质显著增强,学生对国家发展战略的认同度和使命感明显提高;创新能力突飞猛进,科研参与率极大提高,获得省部级以上竞赛奖励四十余项;综合素质全面提高,毕业生深造率提升至 50% 左右,就业质量持续向好。课程建设成果丰硕,物理化学课程入选国家级一流本科课程和市级一流本科课程。

为持续推进改革深化,建立完善的改进机制:实施动态调整机制,根据学科发展和产业需求变化及时优化教学内容;强化师资队伍建设,通过定期教研活动和企业实践提升教师教学能力;构建多元评价体系,建立涵盖知识、能力、素质的多维度考核标准;加强资源保障,积极争取政策支持,为改革提供有力支撑。

4 结语与展望

四维融合的物理化学教学改革通过系统整合各类育人资源,构建了价值引领、能力导向的拔尖创新人才培养新模式。这一改革不仅创新了教学内容和方法,更重要的是建立了全员、全过程、全方位的育人体系,实现了知识传授、能力培养和价值塑造的有机统一。未来,我们将进一步深化四维融合机制,完善协同育人体系,加强数字化教学资源建设,推动教学模式创新,为培养更多担当民族复兴大任的时代新人作出更大贡献。

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