在高等农林教育体系中,《无机及分析化学》《有机化学》《物理化学》3门公共基础化学课程,是培养学生科学素养与专业能力的重要基石。面对新时代人才培养需求,在化学学院王运教授带领下,8位教师组建教学改革团队,聚焦农林高校公共基础化学教学中的痛点问题,通过课程、教材、教学模式的系统性革新,构建起特色鲜明的育人体系,为高等农林高校公共基础课教学改革提供了鲜活样本。
课程改革:搭建多层次知识体系
“过去上课,总会有少部分学生跟不上节奏,现在有了先修课程打基础,课堂效率提高不少。”教学团队成员、化学学院胡先文老师上课的切身感受,道出了课程改革带来的直观变化。
针对学生基础参差不齐的痛点,项目组构建起覆盖 “先修课程- 在线课程 - 虚拟仿真课程”多层次课程体系,让不同基础的学生都能找到适合自己的学习路径。

化学暑期先修课程画面截图(团队供图)
王运教授介绍,先修课程如同为基础薄弱学生铺设的 “起跑线”,通过模块化知识点讲解,帮助学生补齐知识短板;而3 门国家一流课程、3 门湖北省一流课程等构成核心课程群,可以为同学们构建起知识网络;数字课程与虚拟仿真课程则借助三维动画、互动实验等形式,则能将抽象的化学原理转化为直观体验,帮助为大家深刻理解理论内涵。

王运教授指导学生开展化学实验课程学习(团队供图)
“光有课程体系还不够,必须紧扣农科特色。”这是教学改革团队达成一致的共识,也是老师们教学日常中践行的准则。“蔬菜瓜果为何不香甜了?西瓜为什么会爆炸?……这是化肥和农药的错吗?”在曹敏慧教授的《有机化学》导论课上,相关问题的引入让同学们纷纷瞪大了眼睛。不止于此,团队在课程内容中融入土壤检测、农药残留分析等农业应用案例,这种 “理农结合” 的课程设计,使抽象的化学知识与农林生产实践紧密相连,也进一步激发了同学们的学习兴趣。
教材升级:打造新形态知识载体
“扫描教材上的二维码,就能观看最新领域研究进展的梳理。” 翻开团队主编的《无机及分析化学》等新形态教材,学生们纷纷赞不绝口。
随着科技迅猛发展,知识迭代速度与日俱增,纸质教材难以及时更新的弊端也愈发凸显,课程和教材不同步的现象引发了项目组成员关注。“为了解决这一难题,我们依托信息化技术,融合多种媒体形态,以‘层次化、模块化’方法,建设新形态教材,较好地解决了这一问题。”王运教授表示,“层次化可以适应不同层次学生的需求,模块化可以为学生提供多种学习选择。”

王运教授和团队编著的教材(团队供图)
除了新形态教材,项目组主编的6部教材和3部指导书同样受到其他高校师生的热捧。截止到目前,相关教材和指导书得到了上海交通大学、厦门大学、中山大学、四川大学等在内的近300所高校选用,累计发行68万余册,并有1部教材入选中“十二五”国家级规划教材,3部入选“十一五”国家级规划教材 。
模式重构:构建混合式教学生态
“学生是学习的主体,教学设计应强调由学生自主获取和建构知识,而不是‘填鸭’。”化学学院江洪教授介绍,“我们利用SPOC 课堂小班教学的优势,大力推进课程思政教学实践,建设了‘课程思政与专业背景结合、与翻转课堂结合、与考试内容结合’的特色教学方式,形成了‘线上线下、课前课后’全方位的课程思政育人新格局。”

学生们课下讨论(团队供图)

同学们自主登台讲授(团队供图)
通过创新课堂教学组织形式,项目组创建了以“专题讲座、翻转课堂、随堂测试和作业互批”为核心的“四位一体”的混合式课堂教学新模式。专题讲座解决重难点问题,提升学生修补“间断点”的能力;翻转课堂训练学生的科学思维、表达能力和解决实际问题的能力,促使学生跃上一个个“台阶”;随堂测试检验学生线上线下学习效果;课外作业互批是促进学生再学习再提升的过程。
考核方式的革新则强化了过程评价,总评成绩包含平时成绩 70%、期中考试10%及期末考试 20%。平时成绩则包括线上和线下两个部分,各占 50%。“这种考评模式之下,学生的成绩是一点一点积累起来的,有效提升了学生的参与度和积极性。
“SPOC 教学实践先后在我校 26 个专业、191 个班级实施,通过比较试验及学生满意度调查,试验班学生成绩比平行班学生成绩平均高 10 分,学生整体满意度为 87%。”李慧慧老师介绍说。
成效彰显:改革成果辐射全国
在国际 iGEM 大赛领奖台上,华中农业大学iGEM团队依托化学、生物学等知识探索的创新成果,连续 8 届斩获金奖,这也是项目组一体化教学改革赋能学生发展的生动例证。
修读无机及分析化学 MOOC 后,我校动科1502 班彭晓同学获得优秀,在此激励下,她持续修读完17门课程MOOC,并获得全优。2018 年 1 月 ,她还作为全国唯一的学生代表就慕课学习分享了学习收获和心得体会。

李慧慧等老师在西浦全国大学教学创新大赛中摘得集体二等奖
改革成效不仅体现在学生培养上,更提升了教师教育教学能力。项目成员中,2 人获湖北省青年教师讲课竞赛二等奖,3 人获评“中国大学 MOOC 优秀教师”,李慧慧等老师在西浦全国大学教学创新大赛中摘得集体二等奖等荣誉。项目组成员在《高等农业教育》《化学教育》等期刊发表教学研究论文 17 篇。

《无机及分析化学》入选国家级首批一流本科课程(团队供图)
项目系列教学改革成果在国内产生了良好影响,全国 121 所高校利用项目组 MOOC 开设专属 SPOC 课程,项目组探索的一体化改革方案和“四位一体”教学模式则被中国农业大学等 10 多所高校采用,得到了国内高校和同行的广泛认可。相关做法被新华网、湖北日报等媒体报道,形成了全国性示范效应。
2020年,项目组建设的《有机化学》《无机及分析化学》均入选国家首批一流本科课程。2022年,凭借优良的育人成效,该项目获评湖北省教学成果二等奖。
“推进课程、教材、教学模式一体化改革,旨在夯实学生的专业核心基础,增强学生的发展后劲,是培育拔尖创新人才培养的一项筑基性工程。”展望未来,王运教授表示,我们将继续秉承守正创新的理念,为农业强国建设培养更多高素质人才。
(文字整理:匡敏 审核:王运)