新工科背景下無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的探索

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，高等教育面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。無(wú)機(jī)化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科的重要分支，其教學(xué)內(nèi)容和方法的改革顯得尤為重要。本文旨在探討無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革路徑，通過(guò)更新教學(xué)內(nèi)容，引入現(xiàn)代科技發(fā)展成果、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)和內(nèi)容、教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新和建立完善的評(píng)價(jià)和反饋機(jī)制等手段，提升無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)化學(xué)；教學(xué)改革；改革路徑

中圖分類號(hào)：TB"""""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.08.084

0"引言

在當(dāng)今科技日新月異的背景下，無(wú)機(jī)化學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)和核心的學(xué)科，其發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出高度交叉性、前沿性和應(yīng)用導(dǎo)向性[1]。隨著納米技術(shù)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，無(wú)機(jī)化學(xué)的研究邊界不斷拓寬，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方式提出了新的挑戰(zhàn)與要求。

無(wú)機(jī)化學(xué)的高度交叉性體現(xiàn)在其與眾多學(xué)科的緊密聯(lián)系上。納米技術(shù)的飛速發(fā)展，為無(wú)機(jī)化學(xué)的研究開(kāi)辟了新的天地。納米材料作為納米技術(shù)的核心，其制備、性質(zhì)及應(yīng)用研究離不開(kāi)無(wú)機(jī)化學(xué)的深厚底蘊(yùn)。例如，通過(guò)無(wú)機(jī)化學(xué)的方法合成的納米金、納米銀等金屬納米粒子，因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，材料科學(xué)的進(jìn)步也對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。新型無(wú)機(jī)材料的研發(fā)，如高性能陶瓷、光電材料、儲(chǔ)能材料等，需要無(wú)機(jī)化學(xué)的深入研究和技術(shù)支持。無(wú)機(jī)化學(xué)的前沿性體現(xiàn)在其對(duì)未知領(lǐng)域的探索上。隨著研究手段的不斷進(jìn)步，科學(xué)家們得以在原子、分子尺度上深入探究無(wú)機(jī)物質(zhì)的本質(zhì)和規(guī)律。這些研究不僅揭示了無(wú)機(jī)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系，還為新材料的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)。例如，量子點(diǎn)、MOFs（金屬有機(jī)框架）等新型無(wú)機(jī)材料的研究，不僅豐富了無(wú)機(jī)化學(xué)的研究?jī)?nèi)容，也為未來(lái)的科技革命奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。無(wú)機(jī)化學(xué)的應(yīng)用導(dǎo)向性則體現(xiàn)在其研究成果對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)上。隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)峻，無(wú)機(jī)化學(xué)在能源科學(xué)領(lǐng)域的研究顯得尤為重要。通過(guò)無(wú)機(jī)化學(xué)的方法合成的鋰離子電池、太陽(yáng)能電池等新型能源材料，不僅提高了能源轉(zhuǎn)換效率，還降低了環(huán)境污染。此外，無(wú)機(jī)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥健康等領(lǐng)域也發(fā)揮著不可替代的作用。利用無(wú)機(jī)化學(xué)的方法制備的催化劑，可以有效降解污水中的有害物質(zhì)；而某些無(wú)機(jī)藥物則因其獨(dú)特的藥理作用，在治療某些疾病方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。因此，在無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革中，必須緊跟這一趨勢(shì)，將納米材料的相關(guān)內(nèi)容納入課程體系，通過(guò)案例分析、實(shí)驗(yàn)演示等方式，讓學(xué)生深入了解納米材料的制備、表征及應(yīng)用，培養(yǎng)其解決復(fù)雜科學(xué)問(wèn)題的能力。

傳統(tǒng)教學(xué)模式在無(wú)機(jī)化學(xué)教育中，往往側(cè)重于理論知識(shí)的傳授，忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。這種“填鴨式”的教學(xué)方式，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)探索和解決問(wèn)題的能力。此外，傳統(tǒng)教學(xué)模式還面臨著教學(xué)內(nèi)容滯后于學(xué)科發(fā)展的問(wèn)題。無(wú)機(jī)化學(xué)作為一門(mén)快速發(fā)展的學(xué)科，新的理論、技術(shù)和應(yīng)用層出不窮。然而，許多高校的無(wú)機(jī)化學(xué)課程仍然沿用多年前的教材和教學(xué)大綱，未能及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識(shí)難以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求。傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)方法和手段上也存在不足。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往以教師為中心，采用“一言堂”的教學(xué)方式，缺乏師生之間的互動(dòng)和交流。教學(xué)手段單一，主要依賴于黑板和粉筆，難以直觀展示無(wú)機(jī)化學(xué)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和反應(yīng)過(guò)程。這種教學(xué)方式不僅限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也影響了教師的教學(xué)熱情。因此，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，引入新的教學(xué)方法和手段，已成為無(wú)機(jī)化學(xué)教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1"無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革路徑

1.1"更新教學(xué)內(nèi)容，引入現(xiàn)代科技發(fā)展成果

更新教學(xué)內(nèi)容并緊跟學(xué)科前沿至關(guān)重要，隨著科技的飛速發(fā)展，新的研究成果和理論不斷涌現(xiàn)，為無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)提供了豐富的素材和視角。例如，近年來(lái)納米材料、能源材料以及生物無(wú)機(jī)化學(xué)等領(lǐng)域的突破性進(jìn)展，不僅拓寬了無(wú)機(jī)化學(xué)的研究邊界，也為教學(xué)內(nèi)容的更新提供了有力支撐。通過(guò)引入這些前沿知識(shí)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。教師應(yīng)將這些研究成果融入課堂教學(xué)，設(shè)計(jì)互動(dòng)式討論和實(shí)驗(yàn)課程，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索，增強(qiáng)其對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。

我們可以在課程中增加關(guān)于納米材料合成與應(yīng)用的案例，如介紹石墨烯、金屬有機(jī)框架（MOFs）等新型材料的制備方法、性能特點(diǎn)及其在能源存儲(chǔ)、催化、傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)案例分析，學(xué)生可以深入了解這些前沿技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的針對(duì)性和實(shí)用性。同時(shí)，我們還可以結(jié)合最新的科研成果，如利用密度泛函理論（DFT）計(jì)算預(yù)測(cè)材料的性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生掌握先進(jìn)的計(jì)算化學(xué)方法，培養(yǎng)他們的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

此外，緊跟學(xué)科前沿還意味著要及時(shí)關(guān)注國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，將最新的研究成果和學(xué)術(shù)觀點(diǎn)融入教學(xué)內(nèi)容。例如，可以邀請(qǐng)?jiān)跓o(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域具有影響力的專家學(xué)者來(lái)校講座，分享他們的研究成果和學(xué)術(shù)見(jiàn)解。這不僅可以拓寬學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，還可以激發(fā)他們的學(xué)術(shù)興趣和探索精神。我們還可以鼓勵(lì)學(xué)生積極參與學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，如參加學(xué)術(shù)會(huì)議、發(fā)表學(xué)術(shù)論文等，提升他們的學(xué)術(shù)水平和綜合素質(zhì)。

1.2"強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)和內(nèi)容

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是提升教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵舉措。我們計(jì)劃通過(guò)增設(shè)前沿實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、引入工業(yè)案例分析以及構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)等方式，全面增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。例如，我們已成功引入“納米材料合成與表征”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目不僅涵蓋了最新的科研成果，還要求學(xué)生親自動(dòng)手合成納米材料，通過(guò)多種表征手段分析其結(jié)構(gòu)與性能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，參與該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)生在后續(xù)科研活動(dòng)中表現(xiàn)出更高的創(chuàng)新能力和問(wèn)題解決能力。

我們還積極與產(chǎn)業(yè)界合作，邀請(qǐng)企業(yè)專家走進(jìn)課堂，分享實(shí)際生產(chǎn)中的無(wú)機(jī)化學(xué)應(yīng)用案例。這些案例不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，還讓學(xué)生深刻理解了理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用之間的緊密聯(lián)系。例如，某知名化工企業(yè)的技術(shù)總監(jiān)在講座中詳細(xì)介紹了無(wú)機(jī)催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，并展示了催化劑的設(shè)計(jì)與優(yōu)化過(guò)程。這一案例不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為他們未來(lái)的職業(yè)規(guī)劃提供了寶貴的參考。

為了進(jìn)一步提升實(shí)踐教學(xué)效果，還可引入了“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”模式。在該模式下，學(xué)生被分為若干小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)完成一個(gè)具體的科研項(xiàng)目。這些項(xiàng)目通常涉及無(wú)機(jī)化學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域，如材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，學(xué)生不僅掌握了無(wú)機(jī)化學(xué)的基本理論和實(shí)驗(yàn)技能，還學(xué)會(huì)了如何團(tuán)隊(duì)協(xié)作、如何分析問(wèn)題并提出解決方案。據(jù)反饋，參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的學(xué)生在綜合素質(zhì)方面得到了顯著提升。

1.3"教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新

引入翻轉(zhuǎn)課堂，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革中，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種創(chuàng)新的教學(xué)模式，被廣泛應(yīng)用于促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂通過(guò)重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。具體而言，學(xué)生在課前通過(guò)觀看教學(xué)視頻、閱讀教材等方式完成知識(shí)的傳授，而課堂時(shí)間則主要用于問(wèn)題的深入探討、實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)以及學(xué)習(xí)成果的展示與分享。這種教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，還增強(qiáng)了課堂的互動(dòng)性和針對(duì)性。此外，翻轉(zhuǎn)課堂還促進(jìn)了學(xué)生之間的合作與交流。在課堂上，學(xué)生們圍繞共同的問(wèn)題進(jìn)行討論和探究，通過(guò)相互啟發(fā)和協(xié)作，不僅解決了學(xué)習(xí)中的難題，還培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。這種合作與交流的氛圍，對(duì)于無(wú)機(jī)化學(xué)這樣需要深入理解和實(shí)踐操作的學(xué)科尤為重要。

利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)。在信息技術(shù)日新月異的今天，實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)已成為無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的重要路徑[23]?；旌鲜浇虒W(xué)，即將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)信息技術(shù)手段，如在線課程平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、智能教學(xué)系統(tǒng)等，為學(xué)生提供更加豐富、靈活的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。研究表明，混合式教學(xué)能夠顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，增強(qiáng)教學(xué)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的應(yīng)用也為無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了革命性變化。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不僅降低了實(shí)驗(yàn)成本，還提高了實(shí)驗(yàn)的安全性和可重復(fù)性。例如，在“無(wú)機(jī)化合物的合成與表征”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬不同反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的影響，從而深入地理解反應(yīng)機(jī)理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則。這種教學(xué)模式不僅激發(fā)了學(xué)生的探索興趣，還培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

2"完善的評(píng)價(jià)和反饋機(jī)制

在無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革中，建立多元化評(píng)價(jià)體系是確保教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生全面發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)體系往往側(cè)重于終結(jié)性評(píng)價(jià)，即期末考試或課程結(jié)束時(shí)的成績(jī)，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的努力與成長(zhǎng)。為此，我們倡導(dǎo)構(gòu)建一個(gè)包含多種評(píng)價(jià)維度和注重過(guò)程評(píng)價(jià)的新體系。

多元化評(píng)價(jià)體系應(yīng)涵蓋知識(shí)掌握、實(shí)驗(yàn)技能、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等多個(gè)方面。例如，通過(guò)課堂參與度（如提問(wèn)次數(shù)、小組討論貢獻(xiàn)度）來(lái)評(píng)估學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)態(tài)度，利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)跟蹤功能（如視頻觀看時(shí)長(zhǎng)、習(xí)題完成度）來(lái)量化學(xué)習(xí)過(guò)程的投入。此外，引入同伴評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生從多角度審視自己的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，增強(qiáng)自我反思能力。

注重過(guò)程評(píng)價(jià)不僅關(guān)注結(jié)果，更重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的成長(zhǎng)與變化。以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為例，我們可以設(shè)定階段性評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)，如項(xiàng)目策劃、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、報(bào)告撰寫(xiě)等，每個(gè)階段都給予詳細(xì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與反饋。這種評(píng)價(jià)方式能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的偏差，促進(jìn)其持續(xù)進(jìn)步。研究表明，采用過(guò)程評(píng)價(jià)的學(xué)生在知識(shí)掌握、技能提升及創(chuàng)新能力方面均表現(xiàn)出更高的水平。

在具體實(shí)施中，我們可以借鑒“形成性評(píng)價(jià)”的理念，即在教學(xué)過(guò)程中持續(xù)收集和分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況的信息，以調(diào)整教學(xué)策略和提供個(gè)性化指導(dǎo)。比如，通過(guò)定期的小測(cè)驗(yàn)、作業(yè)反饋、學(xué)習(xí)日志等方式，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用數(shù)據(jù)分析工具（如SPSS、Excel）進(jìn)行量化分析，以圖表形式直觀展示學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展與問(wèn)題所在。同時(shí)，結(jié)合教師的專業(yè)判斷與經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生提供針對(duì)性的改進(jìn)建議。

強(qiáng)化反饋機(jī)制是促進(jìn)持續(xù)改進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這一機(jī)制不僅要求教學(xué)過(guò)程的透明化，還強(qiáng)調(diào)對(duì)教學(xué)效果的及時(shí)、全面評(píng)估。具體而言，我們可以通過(guò)建立多維度、多層次的反饋體系來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。例如，利用在線教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析功能，我們可以收集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，如課程訪問(wèn)量、作業(yè)提交情況、討論區(qū)活躍度等，這些數(shù)據(jù)能夠直觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和興趣點(diǎn)。同時(shí)，通過(guò)定期的學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查和訪談，我們可以深入了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容、方法和效果的看法，從而獲取更為全面和深入的反饋信息。

為了進(jìn)一步提升反饋機(jī)制的有效性，我們還可以借鑒管理學(xué)中的“PDCA循環(huán)”（計(jì)劃—執(zhí)行—檢查—行動(dòng)）模型[4]，PDCA循環(huán)模式流程如圖1所示。在無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革中，我們可以將這一模型應(yīng)用于反饋機(jī)制的構(gòu)建中。首先，制定明確的教學(xué)改革目標(biāo)和計(jì)劃；然后，按照計(jì)劃執(zhí)行教學(xué)改革措施；接著，通過(guò)收集和分析反饋信息來(lái)檢查教學(xué)效果；最后，根據(jù)檢查結(jié)果調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)改革方案。這一過(guò)程是一個(gè)不斷循環(huán)、持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程，能夠確保教學(xué)改革始終沿著正確的方向前進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，我們還需注重培養(yǎng)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)與反思能力，引導(dǎo)他們主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程，自覺(jué)調(diào)整學(xué)習(xí)策略。正如古語(yǔ)有云：“知己知彼，百戰(zhàn)不殆?！蓖ㄟ^(guò)自我評(píng)價(jià)，學(xué)生能更深入地認(rèn)識(shí)自我，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，激發(fā)內(nèi)在動(dòng)力。同時(shí)，教師可定期組織同伴互評(píng)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生間的交流與合作，共同提升。在PDCA循環(huán)的指導(dǎo)下，教學(xué)相長(zhǎng)，共同推動(dòng)教育教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。

3"總結(jié)

無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革是提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要途徑。通過(guò)不斷探索和實(shí)踐，可以為無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)注入新的活力，培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的優(yōu)秀人才。但是，教學(xué)改革并非一蹴而就，需要教師團(tuán)隊(duì)的共同努力和持續(xù)的優(yōu)化。面對(duì)教學(xué)中存在的挑戰(zhàn)和學(xué)生的個(gè)性化需求，我們應(yīng)保持開(kāi)放的心態(tài)，積極吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的教育理念和教學(xué)方法，不斷完善和調(diào)整教學(xué)策略。同時(shí)，重視教師專業(yè)成長(zhǎng)，提升教學(xué)質(zhì)量，創(chuàng)新思想，拓展思路，為無(wú)機(jī)化學(xué)教育的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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