应用型本科院校技能创新型人才培养教学模式探讨

彭绍琴+徐俊英+李越湘

摘 要：为了培养具有技能创新能力的化学人才，从理论联系实际出发，对无机化学课程教学内容及教学方法进行了改革。通过在基础教学中渗透前沿知识、学生参与科学研究和研讨等方式，激发学生学习兴趣，提高无机化学教学质量，取得良好教学效果。建立创新型人才培养的良性体系，实现学生从知识型向实践型和创新型的转变，培养高素质创新型化学人才，提高学生职场竞争能力。

关键词：无机化学；教学改革；创新型人才

作者简介：彭绍琴（1962-），女，江西南昌人，南昌大学化学学院教授，硕士生导师，研究方向为无機化学；徐俊英（1969-），女，江西丰城人，南昌大学化学学院讲师，博士，研究方向为无机化学；李越湘（1962-），男，湖南宁乡人，南昌大学化学学院教授，博导，研究方向为无机化学。

基金项目：江西省高等学校省级教改课题“基于创新性化学人才培养的《无机化学》教学模式探讨”（编号：JXJG-14-1-39），主持人：彭绍琴。

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1001-7518（2017）18-0070-04

技能创新型人才培养是我国国家发展战略，解决高等院校培养怎么样的人和怎样培养人的问题，也是从实践层面上回答“钱学森之问”。虽然创新型人才培养关系到学校定位、教育目标设定、教育投资及培养机制等一系列问题，但正如习近平总书记所言：“培养大批创新人才，是人类共同面临的重大课题。”所以，我们具体的教育工作者有义务在课堂上展开各种探索，形成各学科创新型教育模式，为国家大计做出应有的贡献。

一、创造者心理特征——技能创新型人才的基础

据张景焕等针对34位院士调查研究，总结出科学创造者心理特征有：问题导向的知识架构、自主牵引的性格、开发深刻的思维与研究风格、强基础智力和综合性动机。并通过进一步访谈揭示出影响创造者成长的十大因素：交流与合作、多样化的经历、导师或研究指导者、中小学教师的作用、父母的作用、青少年时爱好广泛、大学教师、挑战性经历、科研环境氛围和成长环境氛围[1]。

从过程与结果来看，技能创新型人才的培养离不开课堂教学的促进和我们对成长氛围的打造、离不开我们所倡导激励与探究的课堂文化。我们汇集创造者的5种心理特征，选择5个因素进行组合，按照“教学变革（含内容）”、“学习方式变革”、“评价变革”、“活动或研究小组”勾勒出创新型人才最佳培养的体系（见表1）。

按照5×5计算，最佳培养方式中“活动或研究小组”占84%，可见这种方式的重要性与紧迫性。为了实现这种教学变革，我们必需迅速建立研究小组、同时选择性的压缩课程给与大量研究学习的时间、改革评价方式给予支持。

二、优化教学内容及评价方法——技能创新型人才的必要条件

无机化学是化学、化工、材料、生物、医学等专业学生的必修基础课，涉及面广，内容丰富。扎实学好这门课程对学生将来提高职业水平素质和职场竞争能力具有重要意义。在过去的人才培养模式里，往往只注重知识的传授，采取“填鸭式”教学，以教师为中心、课堂为中心、教材为中心的“三中心”教学模式，在培养学生的分析问题、解决问题、科研创新能力方面存在一些弊端。为了把学生培养成具有坚实的无机化学理论知识，同时又必须具有创新能力和职场竞争能力，教学改革势在必行。如何在课堂教学中真正做到以学生为主体、教师为主导，在传授基本理论、基本知识的同时，为社会发展和经济建设提供高素质、创新型、职场适应能力强的毕业生，是我们一直思考和探索的问题。我们针对目前高等院校的无机化学教学现状，从创新培养、提高能力等方面，结合教学实践，对无机化学课程教学内容及教学方法进行了改革，以满足社会发展对高素质职场人才的要求。我们主要从以下几个方面进行了改革与实践。

（一）内容优化，建立问题导向知识结构的教学

随着现代知识的发展，学生要学的知识越来越多，各科基础课时都被压缩。无机化学从最初的每周6学时压缩到了现在的每周3学时，而教学内容却有增无减。在这种条件下，授课教师既要让学生掌握基础无机化学知识，又要让学生了解无机化学的发展前沿，就必须对授课内容进行精挑细选，同时对教学方法进行改革。我们依据少而精的原则对教材和教学内容做出合理的取舍，我们把化学教学内容分为3大部分和若干章节（见图1），每一章又提炼出几个经典性问题，以重要概念和理论为载体，以此展开研讨式教学。通过对课程知识结构的梳理，在学生头脑中形成一个以问题为导向的知识基本框架，这样学生对这门课程的掌握就容易多了。

对课程中与中学化学重复的内容，采取提出问题，引导学生自学的方式，并将学习效果纳入平时成绩。如理想气体、碱金属和碱土金属、稀有气体等章节，知识容易掌握，有部分内容在中学化学中已学过。为此，我们把这部分章节安排给学生自学，同时布置一些习题给学生做，以问题为导向，引导学生去自学。最后，教师利用习题课对一些难点、重点进行讲解，并进行归纳总结。通过这种教学方法，不但提高了学生学习的主动性和积极性，同时也大大提高了课堂教学的效果。

元素教学历来是教学的难点，内容庞杂，学生不易记忆，教学平淡乏味。为了提高教学效果，我们安排主讲教师参加实验课教学。通过对实验现象的归纳导出物质的性质；对同族、同周期和同区元素的性质采用归纳和对比的方法进行教学，以培养学生对元素发现过程中的问题进行解释，提高归纳总结的能力。例如在讲卤素元素的性质时，先从元素的发现过程入手，分析元素的价电子层结构特征，推测其可能的物理化学性质，再通过化学实验验证物质的性质。最后对同族元素及同周期元素性质进行对比，解析其独特的化学性质并以此类推。用理论—实践—归纳总结的方式将P区元素一起串讲，从而使学生掌握无机化学反应的基本规律。通过分析物质的组成、结构与性能的关系，引导学生从宏观向微观深入认识物质的性质。

多媒体室现代教学的重要手段，我们充分利用多媒体教学的特点，用科学史上的“著名问题”为线索，配以色彩、图片、动画等多种形式生动表现科学史解决问题的过程，串讲教学中的不同内容，帮助学生对知识点的理解。例如，对无机化学里比较抽象的分子结构，采用Flash将化学家探索的过程、分子的成键过程等制作成动画，模拟演示成键过程，把抽象的理论知识发现变成形象生动的画面，加深了学生对知识点的理解和记忆。除此之外，我们还将自己制作的多媒体教学课件、电子教案、在线测试、练习题库等全部挂于网络教学平台，以吸引学生利用课外的时间通过网络来进行无机化学的学习，进一步提高无机化学的学习质量。

（二）优化评价体系，支持研究小组活动

化学是一门应用性很强的学科，化学知识已经广泛渗透到个人和社会生活的各个方面，化学物质、化学现象、化学变化无处不在[2]。我们优化学校的评价体系，即关注参与过程又重视结果，给予学分、评优、保研等措施大力支持研究小组活动。

研究小组活动尽可能与现代的生产、生活相结合。在讲元素部分学习时，他们学习了“汽车尾气”实验测量方法、“大气和水体的污染”定性定量分析、“化学元素与人体健康”实证、“臭氧层的破坏和保护”等。在了解常见物质毒性和可能造成污染的同时，也掌握这些物质的解毒方法和治理污染的措施。实验中努力践行绿色化学的理念，在设计实验过程中尽量避免使用有毒和有污染的原料，对无法避免产生的有毒和有污染的排放物必须采取有效处理措施。

日常生活中常见的化学原理活动研究小组也进行实验演示，如在学习重铬酸钾性质时，用实验介绍了酒驾检测的基本原理：因为重铬酸钾是一种强氧化剂，能将酒精氧化，反应后铬的价态从+6降为+3，颜色也从橙红色变为绿色。据此，交警让司机对装置吹气，根据颜色变化程度，就可判断司机是否酒后驾车。

在氧化还原章节有关电池的教学中，研究活动小组在掌握基本原理的同时，查阅了有关文献，对比锌锰电池、镍氢电池、锂离子电池等常用电池的优缺点，了解不同电池的应用。在总结的过程中，研究活动小组重点介绍了锂离子电池的研究进展和在日常生活中的广泛应用。使学生在学习氧化还原反应理论的同时，对新型能源材料和实际应用也有了初步的了解。通过理论联系实际的教学，使学生将所学的课堂知识与自己的实际生活以及当前科学研究的热点问题联系起来，激发了活动小组的学习兴趣，开拓了学生的视野，提高了同学们的创新意识和职业竞争能力。

教育不仅要传道授业解惑，更重要的是培养具有科学精神和实践能力的创新型人才[3]。学生在学好基础知识的同时，可以要求他们尽早的利用业余时间参与教师的科研工作。

通过参与教师的科研过程，接触和解决实际工作中的化学问题，了解学科的前沿和热点，使学生的基础理论知识得到巩固，同时也提高了学生分析问题、解决问题和科研创新能力。许多学生通过申报国家和学校的创新学分科研训练项目、参加“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、创新型实验竞赛等活动，学会了查阅文献，合理设计实验方案，掌握了一些大型仪器的基本原理和操作。部分学生在国内外学术刊物上发表了他们的研究论文，一些学生在“挑战杯”课外学术科技作品竞赛中获奖。这既让学生受到了科学思维方式、研究方法和实验技能的训练，也调动和挖掘了学生科技创新的潜力，培养了他们的团队作战精神，为他們在毕业后职场的竞争也奠定了良好基础。

三、探索《无机化学》教学模式，实现人才培养的创新

化学是一门中心的应用学科，也是一门创造性的学科，新物质、新理论、新方法在不断创立[4]。无机化学是化学的最基础的学科，探索无机化学的教学模式，努力实现人才培养的创新。

我们的教学模式是在已经实现“常规课堂‘问题教学”和“研究小组活动”的基础上建立起来的，本着主题研讨式的形式，在学生已经研究的基础上开展起来的教学活动。内容上主要反映出当代化学创造性成果，及时引入新知识和新理论。

主要分“研究小组参与导师研究的过程”和“主题式沙龙研讨”两个部分。内容包括研究后的反思过程、失败的体验、困境、新发现、新方法、问题解决、具体抉择等等。展示每一个研究小组成员“演进过程”。由导师主持，一般研究小组展示25分钟左右，接受质疑、评价对话30分钟左右，导师点评5分钟。流程如图2所示。

在研讨过程中，我们积极将研究小组参加的科研项目成果和学科的发展充实到课堂上来，选择恰当的主题进行“沙龙式研讨”。学生在学好基础知识的同时，又能了解学科发展前沿，使得课堂教学具有先进性和时代感，进一步激发学生的科研兴趣。研讨课中，精心组织了反映学科前沿的教学主题，如C60及其衍生物的发现和应用；碳纳米管和石墨烯的制备及神奇功能，讲述了诺贝尔奖获得者如何利用胶带纸制备出了神奇功能的石墨烯的故事，调动专业课的学习兴趣。

结合导师的科研方向，有的科研小组介绍了利用太阳能光催化制氢的研究进展和氢气作为未来替代能源在实际运用中目前需要解决的问题等，把绿色化学的理念引入无机化学的学习中。我省稀土资源丰富，据此，研究小组在介绍稀土元素独特的电子层结构、丰富的能级、大范围可变配位数等知识的基础上，阐述了由于这些结构特点所带来的优异的发光性能、磁学性能、生物性能和催化性能等，介绍了稀土在国防、石油化工和农作物增产等方面的重要作用。通过让学生关注无机化学的前沿和最新研究成果，既满足了青年人的好奇心，又拓宽了他们的知识面，使学生感到化学与国家的进步和自己的生活息息相关，从而激发他们的学习热情和创新欲望。

四、结语

总之，教学活动是师生的共同活动，要培养学生的创新能力，教师就必须放手对学生实施创造性的教育，只有创造型的课堂才能培养出创造型的学生。随着无机化学教学改革的深入，无机化学课程在培养高素质、全面发展的创造性和有职业竞争力的人才方面将会发挥更大的作用。

参考文献：

[1]张景焕，金盛华.具有创造成就的科学家关于创造的概念结果[J].心理学报，2007（1）：135-145.

[2]布里斯罗·R.化学的今天和明天[M].华彤文，宋心琦，张德和，等，译.北京：科学出版社，2002.

[3]臧双全，王建设，韦永丽，等.大学无机化学教学改革的探索与实践[J].大学化学，2012（5）：33-35.

[4]王凡，陈林，周立亚.无机化学教学过程中学生创造性思维的培养[J].化工高等教育，2013（1）：75-77.

责任编辑 蔡久评