應(yīng)用型本科院校技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)教學(xué)模式探討

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(shí)際出發(fā)，對(duì)無(wú)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(guò)在基礎(chǔ)教學(xué)中滲透前沿知識(shí)、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(wú)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(shí)現(xiàn)學(xué)生從知識(shí)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

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

作者簡(jiǎn)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?yàn)闊o(wú)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?yàn)闊o(wú)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?yàn)闊o(wú)機(jī)化學(xué)。

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

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

技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是我國(guó)國(guó)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(wèn)題，也是從實(shí)踐層面上回答“錢學(xué)森之問(wèn)”。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(wèn)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?！彼?，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(guó)家大計(jì)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(duì)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：?jiǎn)栴}導(dǎo)向的知識(shí)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(dòng)機(jī)。并通過(guò)進(jìn)一步訪談揭示出影響創(chuàng)造者成長(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)環(huán)境氛圍[1]。

從過(guò)程與結(jié)果來(lái)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(duì)成長(zhǎng)氛圍的打造、離不開我們所倡導(dǎo)激勵(lì)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(gè)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(píng)價(jià)變革”、“活動(dòng)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(jì)算，最佳培養(yǎng)方式中“活動(dòng)或研究小組”占84%，可見這種方式的重要性與緊迫性。為了實(shí)現(xiàn)這種教學(xué)變革，我們必需迅速建立研究小組、同時(shí)選擇性的壓縮課程給與大量研究學(xué)習(xí)的時(shí)間、改革評(píng)價(jià)方式給予支持。

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

無(wú)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(shí)學(xué)好這門課程對(duì)學(xué)生將來(lái)提高職業(yè)水平素質(zhì)和職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力具有重要意義。在過(guò)去的人才培養(yǎng)模式里，往往只注重知識(shí)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(wèn)題、解決問(wèn)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(jiān)實(shí)的無(wú)機(jī)化學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)又必須具有創(chuàng)新能力和職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，教學(xué)改革勢(shì)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(shí)的同時(shí)，為社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供高素質(zhì)、創(chuàng)新型、職場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)的畢業(yè)生，是我們一直思考和探索的問(wèn)題。我們針對(duì)目前高等院校的無(wú)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(shí)踐，對(duì)無(wú)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(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)職場(chǎng)人才的要求。我們主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐。

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

隨著現(xiàn)代知識(shí)的發(fā)展，學(xué)生要學(xué)的知識(shí)越來(lái)越多，各科基礎(chǔ)課時(shí)都被壓縮。無(wú)機(jī)化學(xué)從最初的每周6學(xué)時(shí)壓縮到了現(xiàn)在的每周3學(xué)時(shí)，而教學(xué)內(nèi)容卻有增無(wú)減。在這種條件下，授課教師既要讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)，又要讓學(xué)生了解無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展前沿，就必須對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行精挑細(xì)選，同時(shí)對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革。我們依據(jù)少而精的原則對(duì)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(gè)經(jīng)典性問(wèn)題，以重要概念和理論為載體，以此展開研討式教學(xué)。通過(guò)對(duì)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的梳理，在學(xué)生頭腦中形成一個(gè)以問(wèn)題為導(dǎo)向的知識(shí)基本框架，這樣學(xué)生對(duì)這門課程的掌握就容易多了。

對(duì)課程中與中學(xué)化學(xué)重復(fù)的內(nèi)容，采取提出問(wèn)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(shí)成績(jī)。如理想氣體、堿金屬和堿土金屬、稀有氣體等章節(jié)，知識(shí)容易掌握，有部分內(nèi)容在中學(xué)化學(xué)中已學(xué)過(guò)。為此，我們把這部分章節(jié)安排給學(xué)生自學(xué)，同時(shí)布置一些習(xí)題給學(xué)生做，以問(wèn)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(duì)一些難點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行講解，并進(jìn)行歸納總結(jié)。通過(guò)這種教學(xué)方法，不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)也大大提高了課堂教學(xué)的效果。

元素教學(xué)歷來(lái)是教學(xué)的難點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)課教學(xué)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納導(dǎo)出物質(zhì)的性質(zhì)；對(duì)同族、同周期和同區(qū)元素的性質(zhì)采用歸納和對(duì)比的方法進(jìn)行教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)元素發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的問(wèn)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(shí)，先從元素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程入手，分析元素的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)特征，推測(cè)其可能的物理化學(xué)性質(zhì)，再通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)。最后對(duì)同族元素及同周期元素性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，解析其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)并以此類推。用理論—實(shí)踐—?dú)w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(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律。通過(guò)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(shí)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(diǎn)，用科學(xué)史上的“著名問(wèn)題”為線索，配以色彩、圖片、動(dòng)畫等多種形式生動(dòng)表現(xiàn)科學(xué)史解決問(wèn)題的過(guò)程，串講教學(xué)中的不同內(nèi)容，幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。例如，對(duì)無(wú)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(guò)程、分子的成鍵過(guò)程等制作成動(dòng)畫，模擬演示成鍵過(guò)程，把抽象的理論知識(shí)發(fā)現(xiàn)變成形象生動(dòng)的畫面，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)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(cè)試、練習(xí)題庫(kù)等全部掛于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以吸引學(xué)生利用課外的時(shí)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（二）優(yōu)化評(píng)價(jià)體系，支持研究小組活動(dòng)

化學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，化學(xué)知識(shí)已經(jīng)廣泛滲透到個(gè)人和社會(huì)生活的各個(gè)方面，化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)變化無(wú)處不在[2]。我們優(yōu)化學(xué)校的評(píng)價(jià)體系，即關(guān)注參與過(guò)程又重視結(jié)果，給予學(xué)分、評(píng)優(yōu)、保研等措施大力支持研究小組活動(dòng)。

研究小組活動(dòng)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(shí)，他們學(xué)習(xí)了“汽車尾氣”實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)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(shí)，也掌握這些物質(zhì)的解毒方法和治理污染的措施。實(shí)驗(yàn)中努力踐行綠色化學(xué)的理念，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中盡量避免使用有毒和有污染的原料，對(duì)無(wú)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(dòng)研究小組也進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，如在學(xué)習(xí)重鉻酸鉀性質(zhì)時(shí)，用實(shí)驗(yàn)介紹了酒駕檢測(cè)的基本原理：因?yàn)橹劂t酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，能將酒精氧化，反應(yīng)后鉻的價(jià)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(duì)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(dòng)小組在掌握基本原理的同時(shí)，查閱了有關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)比鋅錳電池、鎳氫電池、鋰離子電池等常用電池的優(yōu)缺點(diǎn)，了解不同電池的應(yīng)用。在總結(jié)的過(guò)程中，研究活動(dòng)小組重點(diǎn)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(shí)，對(duì)新型能源材料和實(shí)際應(yīng)用也有了初步的了解。通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)，使學(xué)生將所學(xué)的課堂知識(shí)與自己的實(shí)際生活以及當(dāng)前科學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)了活動(dòng)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(shí)和職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(shí)踐能力的創(chuàng)新型人才[3]。學(xué)生在學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，可以要求他們盡早的利用業(yè)余時(shí)間參與教師的科研工作。

通過(guò)參與教師的科研過(guò)程，接觸和解決實(shí)際工作中的化學(xué)問(wèn)題，了解學(xué)科的前沿和熱點(diǎn)，使學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)得到鞏固，同時(shí)也提高了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和科研創(chuàng)新能力。許多學(xué)生通過(guò)申報(bào)國(guó)家和學(xué)校的創(chuàng)新學(xué)分科研訓(xùn)練項(xiàng)目、參加“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽等活動(dòng)，學(xué)會(huì)了查閱文獻(xiàn)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(guó)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(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。這既讓學(xué)生受到了科學(xué)思維方式、研究方法和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，也調(diào)動(dòng)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(duì)作戰(zhàn)精神，為他們?cè)诋厴I(yè)后職場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也奠定了良好基礎(chǔ)。

三、探索《無(wú)機(jī)化學(xué)》教學(xué)模式，實(shí)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(wú)機(jī)化學(xué)是化學(xué)的最基礎(chǔ)的學(xué)科，探索無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)模式，努力實(shí)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(shí)現(xiàn)“常規(guī)課堂‘問(wèn)題教學(xué)”和“研究小組活動(dòng)”的基礎(chǔ)上建立起來(lái)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(lái)的教學(xué)活動(dòng)。內(nèi)容上主要反映出當(dāng)代化學(xué)創(chuàng)造性成果，及時(shí)引入新知識(shí)和新理論。

主要分“研究小組參與導(dǎo)師研究的過(guò)程”和“主題式沙龍研討”兩個(gè)部分。內(nèi)容包括研究后的反思過(guò)程、失敗的體驗(yàn)、困境、新發(fā)現(xiàn)、新方法、問(wèn)題解決、具體抉擇等等。展示每一個(gè)研究小組成員“演進(jìn)過(guò)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(píng)價(jià)對(duì)話30分鐘左右，導(dǎo)師點(diǎn)評(píng)5分鐘。流程如圖2所示。

在研討過(guò)程中，我們積極將研究小組參加的科研項(xiàng)目成果和學(xué)科的發(fā)展充實(shí)到課堂上來(lái)，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(shí)的同時(shí)，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(shí)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(jiǎng)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(dòng)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(yáng)能光催化制氫的研究進(jìn)展和氫氣作為未來(lái)替代能源在實(shí)際運(yùn)用中目前需要解決的問(wèn)題等，把綠色化學(xué)的理念引入無(wú)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(dú)特的電子層結(jié)構(gòu)、豐富的能級(jí)、大范圍可變配位數(shù)等知識(shí)的基礎(chǔ)上，闡述了由于這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所帶來(lái)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(guó)防、石油化工和農(nóng)作物增產(chǎn)等方面的重要作用。通過(guò)讓學(xué)生關(guān)注無(wú)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(shí)面，使學(xué)生感到化學(xué)與國(guó)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(yǔ)

總之，教學(xué)活動(dòng)是師生的共同活動(dòng)，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師就必須放手對(duì)學(xué)生實(shí)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(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的深入，無(wú)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(jìng)爭(zhēng)力的人才方面將會(huì)發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張景煥，金盛華.具有創(chuàng)造成就的科學(xué)家關(guān)于創(chuàng)造的概念結(jié)果[J].心理學(xué)報(bào)，2007（1）：135-145.

[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(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué)，2012（5）：33-35.

[4]王凡，陳林，周立亞.無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)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(píng)