彭紹琴+徐俊英+李越湘

摘 要：為了培養(yǎng)具有技能創(chuàng)新能力的化學(xué)人才，從理論聯(lián)系實際出發(fā)，對無機(jī)化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法進(jìn)行了改革。通過在基礎(chǔ)教學(xué)中滲透前沿知識、學(xué)生參與科學(xué)研究和研討等方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高無機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，取得良好教學(xué)效果。建立創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的良性體系，實現(xiàn)學(xué)生從知識型向?qū)嵺`型和創(chuàng)新型的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型化學(xué)人才，提高學(xué)生職場競爭能力。

關(guān)鍵詞：無機(jī)化學(xué)；教學(xué)改革；創(chuàng)新型人才

作者簡介：彭紹琴（1962-），女，江西南昌人，南昌大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為無機(jī)化學(xué)；徐俊英（1969-），女，江西豐城人，南昌大學(xué)化學(xué)學(xué)院講師，博士，研究方向為無機(jī)化學(xué)；李越湘（1962-），男，湖南寧鄉(xiāng)人，南昌大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授，博導(dǎo)，研究方向為無機(jī)化學(xué)。

基金項目：江西省高等學(xué)校省級教改課題“基于創(chuàng)新性化學(xué)人才培養(yǎng)的《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)模式探討”（編號：JXJG-14-1-39），主持人：彭紹琴。

中圖分類號：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-7518（2017）18-0070-04

技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是我國國家發(fā)展戰(zhàn)略，解決高等院校培養(yǎng)怎么樣的人和怎樣培養(yǎng)人的問題，也是從實踐層面上回答“錢學(xué)森之問”。雖然創(chuàng)新型人才培養(yǎng)關(guān)系到學(xué)校定位、教育目標(biāo)設(shè)定、教育投資及培養(yǎng)機(jī)制等一系列問題，但正如習(xí)近平總書記所言：“培養(yǎng)大批創(chuàng)新人才，是人類共同面臨的重大課題。”所以，我們具體的教育工作者有義務(wù)在課堂上展開各種探索，形成各學(xué)科創(chuàng)新型教育模式，為國家大計做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

一、創(chuàng)造者心理特征——技能創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)

據(jù)張景煥等針對34位院士調(diào)查研究，總結(jié)出科學(xué)創(chuàng)造者心理特征有：問題導(dǎo)向的知識架構(gòu)、自主牽引的性格、開發(fā)深刻的思維與研究風(fēng)格、強(qiáng)基礎(chǔ)智力和綜合性動機(jī)。并通過進(jìn)一步訪談揭示出影響創(chuàng)造者成長的十大因素：交流與合作、多樣化的經(jīng)歷、導(dǎo)師或研究指導(dǎo)者、中小學(xué)教師的作用、父母的作用、青少年時愛好廣泛、大學(xué)教師、挑戰(zhàn)性經(jīng)歷、科研環(huán)境氛圍和成長環(huán)境氛圍[1]。

從過程與結(jié)果來看，技能創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)離不開課堂教學(xué)的促進(jìn)和我們對成長氛圍的打造、離不開我們所倡導(dǎo)激勵與探究的課堂文化。我們匯集創(chuàng)造者的5種心理特征，選擇5個因素進(jìn)行組合，按照“教學(xué)變革（含內(nèi)容）”、“學(xué)習(xí)方式變革”、“評價變革”、“活動或研究小組”勾勒出創(chuàng)新型人才最佳培養(yǎng)的體系（見表1）。

按照5×5計算，最佳培養(yǎng)方式中“活動或研究小組”占84%，可見這種方式的重要性與緊迫性。為了實現(xiàn)這種教學(xué)變革，我們必需迅速建立研究小組、同時選擇性的壓縮課程給與大量研究學(xué)習(xí)的時間、改革評價方式給予支持。

二、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容及評價方法——技能創(chuàng)新型人才的必要條件

無機(jī)化學(xué)是化學(xué)、化工、材料、生物、醫(yī)學(xué)等專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課，涉及面廣，內(nèi)容豐富。扎實學(xué)好這門課程對學(xué)生將來提高職業(yè)水平素質(zhì)和職場競爭能力具有重要意義。在過去的人才培養(yǎng)模式里，往往只注重知識的傳授，采取“填鴨式”教學(xué)，以教師為中心、課堂為中心、教材為中心的“三中心”教學(xué)模式，在培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題、科研創(chuàng)新能力方面存在一些弊端。為了把學(xué)生培養(yǎng)成具有堅實的無機(jī)化學(xué)理論知識，同時又必須具有創(chuàng)新能力和職場競爭能力，教學(xué)改革勢在必行。如何在課堂教學(xué)中真正做到以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，在傳授基本理論、基本知識的同時，為社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供高素質(zhì)、創(chuàng)新型、職場適應(yīng)能力強(qiáng)的畢業(yè)生，是我們一直思考和探索的問題。我們針對目前高等院校的無機(jī)化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，從創(chuàng)新培養(yǎng)、提高能力等方面，結(jié)合教學(xué)實踐，對無機(jī)化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法進(jìn)行了改革，以滿足社會發(fā)展對高素質(zhì)職場人才的要求。我們主要從以下幾個方面進(jìn)行了改革與實踐。

（一）內(nèi)容優(yōu)化，建立問題導(dǎo)向知識結(jié)構(gòu)的教學(xué)

隨著現(xiàn)代知識的發(fā)展，學(xué)生要學(xué)的知識越來越多，各科基礎(chǔ)課時都被壓縮。無機(jī)化學(xué)從最初的每周6學(xué)時壓縮到了現(xiàn)在的每周3學(xué)時，而教學(xué)內(nèi)容卻有增無減。在這種條件下，授課教師既要讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)無機(jī)化學(xué)知識，又要讓學(xué)生了解無機(jī)化學(xué)的發(fā)展前沿，就必須對授課內(nèi)容進(jìn)行精挑細(xì)選，同時對教學(xué)方法進(jìn)行改革。我們依據(jù)少而精的原則對教材和教學(xué)內(nèi)容做出合理的取舍，我們把化學(xué)教學(xué)內(nèi)容分為3大部分和若干章節(jié)（見圖1），每一章又提煉出幾個經(jīng)典性問題，以重要概念和理論為載體，以此展開研討式教學(xué)。通過對課程知識結(jié)構(gòu)的梳理，在學(xué)生頭腦中形成一個以問題為導(dǎo)向的知識基本框架，這樣學(xué)生對這門課程的掌握就容易多了。

對課程中與中學(xué)化學(xué)重復(fù)的內(nèi)容，采取提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)的方式，并將學(xué)習(xí)效果納入平時成績。如理想氣體、堿金屬和堿土金屬、稀有氣體等章節(jié)，知識容易掌握，有部分內(nèi)容在中學(xué)化學(xué)中已學(xué)過。為此，我們把這部分章節(jié)安排給學(xué)生自學(xué)，同時布置一些習(xí)題給學(xué)生做，以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生去自學(xué)。最后，教師利用習(xí)題課對一些難點、重點進(jìn)行講解，并進(jìn)行歸納總結(jié)。通過這種教學(xué)方法，不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，同時也大大提高了課堂教學(xué)的效果。

元素教學(xué)歷來是教學(xué)的難點，內(nèi)容龐雜，學(xué)生不易記憶，教學(xué)平淡乏味。為了提高教學(xué)效果，我們安排主講教師參加實驗課教學(xué)。通過對實驗現(xiàn)象的歸納導(dǎo)出物質(zhì)的性質(zhì)；對同族、同周期和同區(qū)元素的性質(zhì)采用歸納和對比的方法進(jìn)行教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生對元素發(fā)現(xiàn)過程中的問題進(jìn)行解釋，提高歸納總結(jié)的能力。例如在講鹵素元素的性質(zhì)時，先從元素的發(fā)現(xiàn)過程入手，分析元素的價電子層結(jié)構(gòu)特征，推測其可能的物理化學(xué)性質(zhì)，再通過化學(xué)實驗驗證物質(zhì)的性質(zhì)。最后對同族元素及同周期元素性質(zhì)進(jìn)行對比，解析其獨特的化學(xué)性質(zhì)并以此類推。用理論—實踐—歸納總結(jié)的方式將P區(qū)元素一起串講，從而使學(xué)生掌握無機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律。通過分析物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀向微觀深入認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)。

多媒體室現(xiàn)代教學(xué)的重要手段，我們充分利用多媒體教學(xué)的特點，用科學(xué)史上的“著名問題”為線索，配以色彩、圖片、動畫等多種形式生動表現(xiàn)科學(xué)史解決問題的過程，串講教學(xué)中的不同內(nèi)容，幫助學(xué)生對知識點的理解。例如，對無機(jī)化學(xué)里比較抽象的分子結(jié)構(gòu)，采用Flash將化學(xué)家探索的過程、分子的成鍵過程等制作成動畫，模擬演示成鍵過程，把抽象的理論知識發(fā)現(xiàn)變成形象生動的畫面，加深了學(xué)生對知識點的理解和記憶。除此之外，我們還將自己制作的多媒體教學(xué)課件、電子教案、在線測試、練習(xí)題庫等全部掛于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，以吸引學(xué)生利用課外的時間通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（二）優(yōu)化評價體系，支持研究小組活動

化學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，化學(xué)知識已經(jīng)廣泛滲透到個人和社會生活的各個方面，化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)變化無處不在[2]。我們優(yōu)化學(xué)校的評價體系，即關(guān)注參與過程又重視結(jié)果，給予學(xué)分、評優(yōu)、保研等措施大力支持研究小組活動。

研究小組活動盡可能與現(xiàn)代的生產(chǎn)、生活相結(jié)合。在講元素部分學(xué)習(xí)時，他們學(xué)習(xí)了“汽車尾氣”實驗測量方法、“大氣和水體的污染”定性定量分析、“化學(xué)元素與人體健康”實證、“臭氧層的破壞和保護(hù)”等。在了解常見物質(zhì)毒性和可能造成污染的同時，也掌握這些物質(zhì)的解毒方法和治理污染的措施。實驗中努力踐行綠色化學(xué)的理念，在設(shè)計實驗過程中盡量避免使用有毒和有污染的原料，對無法避免產(chǎn)生的有毒和有污染的排放物必須采取有效處理措施。

日常生活中常見的化學(xué)原理活動研究小組也進(jìn)行實驗演示，如在學(xué)習(xí)重鉻酸鉀性質(zhì)時，用實驗介紹了酒駕檢測的基本原理：因為重鉻酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，能將酒精氧化，反應(yīng)后鉻的價態(tài)從+6降為+3，顏色也從橙紅色變?yōu)榫G色。據(jù)此，交警讓司機(jī)對裝置吹氣，根據(jù)顏色變化程度，就可判斷司機(jī)是否酒后駕車。

在氧化還原章節(jié)有關(guān)電池的教學(xué)中，研究活動小組在掌握基本原理的同時，查閱了有關(guān)文獻(xiàn)，對比鋅錳電池、鎳氫電池、鋰離子電池等常用電池的優(yōu)缺點，了解不同電池的應(yīng)用。在總結(jié)的過程中，研究活動小組重點介紹了鋰離子電池的研究進(jìn)展和在日常生活中的廣泛應(yīng)用。使學(xué)生在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)理論的同時，對新型能源材料和實際應(yīng)用也有了初步的了解。通過理論聯(lián)系實際的教學(xué)，使學(xué)生將所學(xué)的課堂知識與自己的實際生活以及當(dāng)前科學(xué)研究的熱點問題聯(lián)系起來，激發(fā)了活動小組的學(xué)習(xí)興趣，開拓了學(xué)生的視野，提高了同學(xué)們的創(chuàng)新意識和職業(yè)競爭能力。

教育不僅要傳道授業(yè)解惑，更重要的是培養(yǎng)具有科學(xué)精神和實踐能力的創(chuàng)新型人才[3]。學(xué)生在學(xué)好基礎(chǔ)知識的同時，可以要求他們盡早的利用業(yè)余時間參與教師的科研工作。

通過參與教師的科研過程，接觸和解決實際工作中的化學(xué)問題，了解學(xué)科的前沿和熱點，使學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識得到鞏固，同時也提高了學(xué)生分析問題、解決問題和科研創(chuàng)新能力。許多學(xué)生通過申報國家和學(xué)校的創(chuàng)新學(xué)分科研訓(xùn)練項目、參加“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、創(chuàng)新型實驗競賽等活動，學(xué)會了查閱文獻(xiàn)，合理設(shè)計實驗方案，掌握了一些大型儀器的基本原理和操作。部分學(xué)生在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了他們的研究論文，一些學(xué)生在“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲獎。這既讓學(xué)生受到了科學(xué)思維方式、研究方法和實驗技能的訓(xùn)練，也調(diào)動和挖掘了學(xué)生科技創(chuàng)新的潛力，培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊作戰(zhàn)精神，為他們在畢業(yè)后職場的競爭也奠定了良好基礎(chǔ)。

三、探索《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)模式，實現(xiàn)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新

化學(xué)是一門中心的應(yīng)用學(xué)科，也是一門創(chuàng)造性的學(xué)科，新物質(zhì)、新理論、新方法在不斷創(chuàng)立[4]。無機(jī)化學(xué)是化學(xué)的最基礎(chǔ)的學(xué)科，探索無機(jī)化學(xué)的教學(xué)模式，努力實現(xiàn)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新。

我們的教學(xué)模式是在已經(jīng)實現(xiàn)“常規(guī)課堂‘問題教學(xué)”和“研究小組活動”的基礎(chǔ)上建立起來的，本著主題研討式的形式，在學(xué)生已經(jīng)研究的基礎(chǔ)上開展起來的教學(xué)活動。內(nèi)容上主要反映出當(dāng)代化學(xué)創(chuàng)造性成果，及時引入新知識和新理論。

主要分“研究小組參與導(dǎo)師研究的過程”和“主題式沙龍研討”兩個部分。內(nèi)容包括研究后的反思過程、失敗的體驗、困境、新發(fā)現(xiàn)、新方法、問題解決、具體抉擇等等。展示每一個研究小組成員“演進(jìn)過程”。由導(dǎo)師主持，一般研究小組展示25分鐘左右，接受質(zhì)疑、評價對話30分鐘左右，導(dǎo)師點評5分鐘。流程如圖2所示。

在研討過程中，我們積極將研究小組參加的科研項目成果和學(xué)科的發(fā)展充實到課堂上來，選擇恰當(dāng)?shù)闹黝}進(jìn)行“沙龍式研討”。學(xué)生在學(xué)好基礎(chǔ)知識的同時，又能了解學(xué)科發(fā)展前沿，使得課堂教學(xué)具有先進(jìn)性和時代感，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的科研興趣。研討課中，精心組織了反映學(xué)科前沿的教學(xué)主題，如C60及其衍生物的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用；碳納米管和石墨烯的制備及神奇功能，講述了諾貝爾獎獲得者如何利用膠帶紙制備出了神奇功能的石墨烯的故事，調(diào)動專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣。

結(jié)合導(dǎo)師的科研方向，有的科研小組介紹了利用太陽能光催化制氫的研究進(jìn)展和氫氣作為未來替代能源在實際運用中目前需要解決的問題等，把綠色化學(xué)的理念引入無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中。我省稀土資源豐富，據(jù)此，研究小組在介紹稀土元素獨特的電子層結(jié)構(gòu)、豐富的能級、大范圍可變配位數(shù)等知識的基礎(chǔ)上，闡述了由于這些結(jié)構(gòu)特點所帶來的優(yōu)異的發(fā)光性能、磁學(xué)性能、生物性能和催化性能等，介紹了稀土在國防、石油化工和農(nóng)作物增產(chǎn)等方面的重要作用。通過讓學(xué)生關(guān)注無機(jī)化學(xué)的前沿和最新研究成果，既滿足了青年人的好奇心，又拓寬了他們的知識面，使學(xué)生感到化學(xué)與國家的進(jìn)步和自己的生活息息相關(guān)，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新欲望。

四、結(jié)語

總之，教學(xué)活動是師生的共同活動，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師就必須放手對學(xué)生實施創(chuàng)造性的教育，只有創(chuàng)造型的課堂才能培養(yǎng)出創(chuàng)造型的學(xué)生。隨著無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的深入，無機(jī)化學(xué)課程在培養(yǎng)高素質(zhì)、全面發(fā)展的創(chuàng)造性和有職業(yè)競爭力的人才方面將會發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]布里斯羅·R.化學(xué)的今天和明天[M].華彤文，宋心琦，張德和，等，譯.北京：科學(xué)出版社，2002.

[3]臧雙全，王建設(shè)，韋永麗，等.大學(xué)無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的探索與實踐[J].大學(xué)化學(xué)，2012（5）：33-35.

[4]王凡，陳林，周立亞.無機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)[J].化工高等教育，2013（1）：75-77.

責(zé)任編輯 蔡久評