“五位一体”构建无机化学课程趣味教学体系

张传磊，许进，孙佳音(安庆师范大学化学化工学院，安徽 安庆 246133)

1 趣味教学体系的构建基础

在无机化学课程教学过程中，影响学生学习效果、制约学生全面发展的问题主要体现在以下方面。积极性和潜在的创造能力，在这种模式下即使采取智慧教学工具也只能获得表面的效果，对促进学生的全面发展和达到高阶培养目标无益。

1.1 课程内容抽象难懂，学生学习自信心不强

无机化学课程的内容包括化学反应原理、物质结构和元素化学三大部分。其中，化学反应原理部分抽象繁杂，理论性很强；物质结构部分涉及到微观粒子的运动状态，难度很大；元素化学部分涉及的元素知识丰富，规律性结论很多[1]。部分学生对课程的内容无法有效把握，加剧了学生对学习该门课程的恐惧，其学习自信心进一步减弱。

2 趣味教学体系的“五位一体”构建策略

针对教学中由学生自信心不强、课堂参与度过低和学习积极性不高导致的能力培养不足、价值塑造缺位和育人功能不完善等问题，应通过构建“五位一体”趣味教学体系进行应对。

2.1 运用修辞表达策略，激发学生学习热情

1.2 教学手段落后，学生学习参与度低

无机化学课程专业性强、学习内容多，传统无机化学课程教学局限于教条式的表述和地毯式的推进，信息化教学手段仅限于PPT演示[2]。落后的教学手段难以激起学生的听课兴趣，课堂抬头率低，师生目光交流少，低频的点名提问甚至会引起学生对课堂教学的抵触情绪，导致整学期的课堂教学最终沦为教师的“一言堂”，而学生往往只能靠着期末突击来通过考试。

1.3 教学模式僵化单一，学生学习积极性不高

以教师为中心的教学模式难以激发学生的学习

修辞手法在化学课堂上的合理运用不仅有助于活跃课堂氛围，帮助学生理解深奥的理论和规律[3]，更便于教师与学生之间进行有效互动。其中，比喻表达策略是指教师在教学过程中运用精巧的比喻从而提高教学艺术水平，具有化枯燥为有趣、化抽象为具体、化微观为宏观和化深奥为简明等功能。比喻表达主要分为实物比喻、体态比喻、事例比喻、图像比喻及诗词比喻[4]。在化学教学中运用比喻表达策略应遵循生活性、同构性、新颖性、针对性、审美性和科学性等基本原则。比如，在讲到原电池最大功与Gibbs函数的关系式时，为了讲清楚电功与电量和电势差的关系可以作如下比喻：一定高度瀑布下的岩石受到瀑布撞击的程度既与撞击到岩石上的水量有关，又与瀑布的高度有关，即瀑布对岩石的做功应等于瀑布的水量乘瀑布的高度。学生们因此可以很轻松地理解电流所做的电功等于电路中所通过的电荷量与电势差的乘积，再结合前面热力学部分的知识，就可以很好地掌握原电池最大功与Gibbs函数的关系式了。

如表1所示，无机化学课本有不少章节采取了修辞手法。通过采用比喻、拟人等修辞策略，结合宏观现实展现微观的化学反应，让学生有更直观的感受。这样不仅能刺激学生的视听觉，使其产生更深刻持久的记忆，还能激发学生学习化学的兴趣。

表1 无机化学课本中具体章节所采取的修辞手法

2.2 渗透化学史教育，唤起学生学习兴趣

科学赋予我们知识，历史给予我们智慧。如表2所示，无机化学课本中不少章节均加入了化学史实。在无机化学课程教学中，灵活渗透化学史教育既有利于培养大学生科学素养，又能唤起大学生的学习兴趣，如在介绍元素知识时可以适当穿插物质史和人物史的讲解以改善教学效果。

表2 无机化学课本中具体章节所采取的化学史实

2.3 引入趣味实验教学，培养学生科研好奇心

如表3所示，无机化学课本中不少章节均穿插了趣味实验教学。而在适当的章节中加入安全高效的趣味实验，不仅能对理论知识的学习起到很好的补充作用，还能让学生感受到理论与实践相结合的化学学习乐趣。

表3 无机化学课本中具体章节所采取的化学史实

在实验设计上，须做到少而精。在学生对科研的好奇心培养起来以后，可以让学有余力的同学进入到老师科研实验室接受创新创业训练以达到高素质人才定向培养的目标。

2.4 利用翻转课堂教学，增强学生学习自信心

作为趣味教学的一种模式，翻转课堂以学生为中心，可以促进学生深度参与课堂并和老师进行广泛互动，进而逐步增强学生自主学习的自信心。

围绕恰当章节中的知识专题，让学生组队完成知识检索、整理、PPT制作与课堂展示等工作，将趣味教学融入到学生学习过程中以促进学生全面发展。

2.5 采用智慧教学工具，提高学生课堂参与度

“雨课堂”是一款智慧教学工具。课前，教师通过“雨课堂”发布预习任务，将本节课的重难点内容以自制微视频或慕课视频的形式发送给学生，提高学生自主学习的能力。课上，学生通过扫描二维码或输入课堂暗号进入课堂完成签到，教学过程中通过提问与抢答环节实现师生即时互动并在投屏中实时统计学生对知识点的掌握情况。课后，教师通过雨课堂发送课后试题给学生，对学生的知识掌握程度、学习进度等进行评估，同时根据学生在课程讨论区发送的图文帖对学生进行个性化指导。

3 基于趣味教学的实践

3.1 课程内容的重构

3.1.1 紧扣培养方案，优化教学内容

无机化学课程既是衔接中学化学与大学化学的桥梁，又是贯穿物理化学、分析化学、有机化学、结构化学和量子化学等后续专业课的纽带。将无机化学课程作为化学及其相关专业的第一门主干化学课程是对本科生理论素养培养的高度重视，更是对教师教学方法和教学水平的严峻考验。本团队特别注重教学过程的衔接，希望让学生在更深入地学习理论知识时不会感到突兀，能够顺利实现从中学学习思维模式到大学学习思维模式的过渡。

目前团队成员承担着化学、材料化学和化学工程与工艺这三个专业的无机化学课程教学工作。由于专业培养目标不同，团队成员在教学中根据各专业人才培养方案的实际需要有针对性地对课程内容进行优化调整。例如，在材料化学专业的无机化学课程教学中会重点讲述物质结构的基础理论、化学反应的基本原理及其应用这些内容，元素化学的基本知识则被适当压缩。这样可以适应该专业培养方案的需求，帮助学生熟悉材料的组成、结构、合成与制备等知识，提升材料化学专业的学生在后续基础化学课程以及专业课程中的学习能力。

3.1.2 把握学科前沿，革新教学内容

科学的发展和技术的进步使得无机化学领域的研究成果不断涌现，这其中有对某些知识的再认识，有对某些知识的扩展，也有对技术手段的更新等。

因此，在讲授无机化学课程的内容时，团队成员会适时穿插学科前沿领域的新知识、新热点，使学生不仅具有扎实的基础知识，还能够了解学科前沿的发展动态。如在讲授配合物结构时，主讲人会结合自己的研究方向简单介绍在当前国际研究中备受关注的金属-有机框架材料，通过列举自己的科研成果来具体介绍该类材料的结构设计思路以及在储氢、催化、传感和医药卫生等领域的发展前景。

同时主讲人会针对一些其他研究热点和前沿问题提供相关参考文献，供学生课后阅读，以便学生更好地了解教学内容。这样可紧跟科技发展步伐，使教学内容动态化，保证教学内容的新颖性，使学生可以了解新信息、新技术，激发学习兴趣，帮助学生开阔视野、拓宽思路，培养学生的创新意识和创新能力。

3.1.3 开展实践训练，拓宽教学内容

与课堂理论教学相比，实验课更能锻炼学生的观察能力、动手能力和创新思维能力。学生在实验过程中可以灵活运用所学知识与技能来解决实际问题。本教学团队的研究课题与刺激响应型金属-有机框架材料的光电催化有关，这属于领域前沿研究内容，吸纳了不少学生参与实验。

自2016年以来，本团队指导本科生完成的毕业论文已超二十篇。在学生参与课题研究的过程中，团队通过引导学生检索、分析相关文献培养学生的学术文献阅读及分析能力。

学生会被先要求尝试设计研究方案，经教师评价和完善方案后，再参与到研究中来。这对培养学生解决实际问题的能力、协同创新能力以及团队精神起着极大作用。另外在教学过程中学生开展的相关研究的成果也会被纳入到课程内容中，使未参加科研活动的学生也能扩大知识面。

3.2 教学评价的改革

3.2.1 细化平时成绩

(1) 课堂互动，包括问卷、抢答、讨论、测验和小组任务等，由“雨课堂”直接统计数据(占比10%)；

(2) 翻转课堂，鼓励学生自由分组，针对其感兴趣的课堂知识点，检索相关前沿知识，制作PPT并向全班同学展示，老师和其他学生可以对其进行提问(占比15%)；

(3) 元素周期表背诵，学生以录制正面视频的形式背诵大部分内容，部分内容须当面背诵(占比5%)；

(4) 章节习题完成情况(占比10%)；

(5) 学期结束后，根据老师介绍的学科前沿知识，自行选题，查阅文献，撰写小论文(占比10%)。

3.2.2 调整考试题型

以教学大纲为基准，由教研室共同商定，减少试卷总题量，提高考试题中计算题、问答题的灵活度(占比50%)。

3.2.3 创设浮动成绩

针对部分善于思考、积极发问的学生，根据问题质量，鼓励学生以主讲人所在科研实验室为平台，申请大学生创新创业、“互联网+”和“挑战杯”等项目，浮动成绩最高可占总成绩的5%(总分不超过100分)。

这些灵活的考核形式不但让老师考核学生时有据可依，还可以吸引学生将主要精力放在学习上。

3.3 课程思政元素的融入

趣味教学体系的构建离不开融入课程思政元素。团队教师除关注教学方法外还应充分发挥集体智慧，形成育人合力，从学科基础、学科精神和学科情怀三个方面深度挖掘无机化学课程中的思政育人元素，将其融入到教与学的全过程。

团队正着力打造课程思政案例库，把课程思政元素融入课程教学中，初步形成了显性育人和隐性育人相结合、课内育人和课外育人相结合的无机化学课程思政教育模式。

4 结语

通过比喻和拟人等修辞手法，让难以理解的知识有趣生动起来；化学史教育让内容不只局限于现成知识的静态结论，还可追溯到它的来源和动态演变；趣味实验教学可以让学生感受理论与实践相结合的化学学习的专属乐趣；学生授课模式能够让学生主动反馈课堂教学效果，突显学生学习主体地位；智慧教学工具的充分利用，让学生全程深度参与课堂教学，增加教学手段的趣味性。融合修辞法、化学史、趣味实验、学生授课和智慧教学为一体的趣味教学体系的构建与实践将产生良好的教学效果。