以培養(yǎng)創(chuàng)新型學(xué)生為目的的《無機化學(xué)》教學(xué)探討

陳　陽，　 邱江華，　 余高奇

（武漢科技大學(xué) 化工學(xué)院，湖北 武漢 430081）

以培養(yǎng)創(chuàng)新型學(xué)生為目的的《無機化學(xué)》教學(xué)探討

陳陽， 邱江華， 余高奇

（武漢科技大學(xué) 化工學(xué)院，湖北 武漢 430081）

《無機化學(xué)》是面向理工類化工、無材、冶金等專業(yè)的大一新生開設(shè)的一門重要基礎(chǔ)課。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量，本文從構(gòu)建合理的科研滲透型教學(xué)體系、在講述基本知識中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、給學(xué)生提出創(chuàng)新的要求三個方面探討了在教學(xué)過程中進行的一些探索和體會。事實證明從這三個方面入手，教學(xué)效果的確讓人滿意。

無機化學(xué)；教學(xué)探索；創(chuàng)新型學(xué)生

創(chuàng)新是民族的靈魂，是國家興旺發(fā)達的動力，高校必須以培養(yǎng)創(chuàng)新型學(xué)生為目的。在某門課程的授課過程中，與傳統(tǒng)的單純知識傳授相對比，新時代的教師應(yīng)有意識地注重學(xué)生創(chuàng)新潛力的培養(yǎng)。無機化學(xué)是我?；?、應(yīng)化、冶金、材料等專業(yè)及各特色試點班的一門重要基礎(chǔ)課，是學(xué)生剛進入大學(xué)后第一學(xué)年開設(shè)的，對大學(xué)四年的學(xué)習(xí)模式有著深遠的影響。而我們的教學(xué)對象是大一新生，他們要獨立完成從高中到大學(xué)的過渡。在生活上要實現(xiàn)有人管理到自我安排時間的轉(zhuǎn)變；在思維方法上要實現(xiàn)形象思維方法向邏輯思維和抽象思維方法的轉(zhuǎn)變；從學(xué)習(xí)方法上要實現(xiàn)從以教師講授為主向以學(xué)生自學(xué)為主的轉(zhuǎn)變，而且不同地域的學(xué)生存在高中選修化學(xué)內(nèi)容的差異。因此，教師在無機化學(xué)教學(xué)中必須付出很多努力，不僅要引導(dǎo)學(xué)生順利完成過渡，還要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

筆者多年講授無機化學(xué)課程，在教學(xué)實踐中關(guān)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力作了一些探索和積累，取得了較好的效果，和讀者一起分享。

1　構(gòu)建合理的科研滲透型教學(xué)體系

我?！稛o機化學(xué)》課程教學(xué)中使用的教材是面向21世紀(jì)和“十五”國家級規(guī)劃教材[1-2]，內(nèi)容安排合理，脈絡(luò)清楚。但仍然存在著局限性：更新周期有限難以反映化學(xué)、材料學(xué)科的最新成就，適用專業(yè)較多學(xué)生閱讀書本時難以有更開闊的眼界。無機化學(xué)書里有很多基礎(chǔ)理論和概念，雖然沒有錯誤且廣泛應(yīng)用，但很少涉及化學(xué)發(fā)展的前沿。《無機化學(xué)》的主要內(nèi)容是基礎(chǔ)理論和概念以及大量的公式計算，如果簡單照本宣科地講授，不僅教師和學(xué)生都覺得枯燥乏味，學(xué)生也會覺得這門課遠離科研，毫無用處，只求拿到學(xué)分，更不提學(xué)生興趣的激發(fā)和能力的培養(yǎng)了。因此，在課堂教學(xué)中對紙質(zhì)教材里的內(nèi)容進行規(guī)劃和擴展，在確保學(xué)生掌握基本知識的基礎(chǔ)上增加近年來學(xué)術(shù)發(fā)展前沿以及多學(xué)科交叉滲透內(nèi)容，更好的貼近科研和現(xiàn)實，也為學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)打下了基礎(chǔ)。

第一次課的緒論部分不是傳統(tǒng)的回顧“四大發(fā)明”等化學(xué)發(fā)展史而是出其不備地講述學(xué)科前沿知識，放眼于整個化學(xué)以及與化學(xué)交叉滲透的眾多學(xué)科。以實例列舉化學(xué)對社會發(fā)展的影響，無機化學(xué)不僅是一門經(jīng)典的自然科學(xué)，也是一門充滿活力、持續(xù)創(chuàng)新的學(xué)科，講述不斷改變著人類生活的化學(xué)創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生大膽進行創(chuàng)新；介紹最新的諾貝爾化學(xué)獎得主的背景以及他們的研究領(lǐng)域和研究成果。與《無機化學(xué)》親密接觸的第一次課使學(xué)生在接觸本學(xué)科開始就對課程有極大興趣，對創(chuàng)新有直觀理解，愿意認(rèn)真去學(xué)習(xí)這門課程。

學(xué)術(shù)前沿的介紹并不只在電子教案每章的固定處出現(xiàn)，而是隨時可見。例如，在講授配合物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)后，給學(xué)生介紹了血紅蛋白酶并拓展到仿酶配合物的催化作用[3]，學(xué)生可以利用剛剛學(xué)到的內(nèi)、外軌配合物知識判斷此化合物的空間構(gòu)型、催化機理，并從分子結(jié)構(gòu)方面分析其在反應(yīng)中具有化學(xué)穩(wěn)定性的原因。在講授分子結(jié)構(gòu)時，可以介紹分子軌道理論，并拓展到其創(chuàng)始者獲過諾貝爾獎。學(xué)生們會知道，創(chuàng)新與基礎(chǔ)理論相互滲透依存，要想有所創(chuàng)新，必須遵循基本的化學(xué)原理；要想學(xué)好課程，必須在學(xué)好基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新。

科學(xué)史上的重大創(chuàng)新不僅需要許多基礎(chǔ)學(xué)科知識的有力支撐，更需要找準(zhǔn)學(xué)科的交叉點。因此，課程講授中讓學(xué)生及時領(lǐng)略相關(guān)學(xué)科的發(fā)展也是增強學(xué)生創(chuàng)新能力的有效手段。例如，在講授化學(xué)熱力學(xué)是如果光講授公式計算，學(xué)生的眼神里會告訴我們這部分內(nèi)容很無趣，這時，適時引進期刊《Journal of Energy Chemistry》的介紹，鼓勵學(xué)生自行閱讀期刊內(nèi)容，開拓眼界，了解發(fā)展動向，也促進他們對英語的學(xué)習(xí)，為高年級的文獻閱讀打基礎(chǔ)；在氮族元素氧化物的學(xué)習(xí)中，除了講授NO的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，也告訴學(xué)生1998年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予了發(fā)現(xiàn)一氧化氮是心血管調(diào)節(jié)血壓和血流的信號分子的伊格納羅博士等三名美國科學(xué)家提出一個細(xì)胞產(chǎn)生的氣體信號可透過細(xì)胞膜調(diào)節(jié)另一個細(xì)胞的功能[4]，創(chuàng)造了一個全新概念的生物系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)原理。學(xué)生聽課的時候饒有興趣。

2　在講述基本知識中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

化學(xué)中的每一個知識點都是著名科學(xué)家的心血凝聚。上課過程中經(jīng)常會遇到一個個響亮的名字例如阿倫尼烏斯、路易斯、鮑林、玻爾、薛定諤、門捷列夫等。例如：關(guān)于酸堿理論阿倫尼烏斯、布朗斯臺德及路易斯都提出了不同的理論和判定方法，相關(guān)文獻里也分別標(biāo)注為A酸、B酸和L酸，以后在科研過程中學(xué)生可能會與他們不期而遇。波爾在不到30歲的時候在理論物理方面獲得很大成就，聽到這里，學(xué)生會在心里種下創(chuàng)新的想法，力爭到自己的30歲也能收獲到成果。基礎(chǔ)理論知識與科學(xué)史的適當(dāng)結(jié)合講授后，理論就不再是書本上枯燥的理論，而是閃現(xiàn)著著名科學(xué)家創(chuàng)新的經(jīng)歷和成果，“納米”的概念學(xué)生們都熟知，可提到介紹清華大學(xué)李亞棟院士研究組的研究絕大部分學(xué)生都很陌生，該課題組實現(xiàn)了金屬Bi、鈦酸鹽、SiO32-鹽、稀土化合物等納米線、納米管的制備，揭示了液相條件下納米晶的取向生長規(guī)律性[5]，為無機納米管的形成機理和應(yīng)用研究開拓了新的征程，而這些化合物在書本上都可以尋覓得到基礎(chǔ)性質(zhì)。

3　給學(xué)生提出創(chuàng)新的要求

課堂是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主戰(zhàn)場，教師必須做好主導(dǎo)和引導(dǎo)作用。

1）部分元素內(nèi)容要求學(xué)生課下自學(xué)，鼓勵學(xué)生自己制作教案當(dāng)“小老師”。在元素部分中，先由教師選取周期表中某主族元素講述通性和特例以使學(xué)生掌握元素化學(xué)的學(xué)習(xí)和思維方法，高中學(xué)過的性質(zhì)較簡單的鹵族由學(xué)生自學(xué)，自學(xué)后開展討論完成練習(xí)；同為主族的碳族和氮族由學(xué)生報名上臺講課，授課內(nèi)容的選擇和電子教案的準(zhǔn)備都由學(xué)生完成，每一級的學(xué)生都對此有很高的熱情，踴躍報名。臺上主講學(xué)生的講授內(nèi)容全面、豐富，配合適當(dāng)?shù)膱D片和動畫，ppt制作水平也得到了展示，有的學(xué)生還現(xiàn)場做起了性質(zhì)演示實驗；臺下學(xué)生聽課饒有興趣，臺上的學(xué)生也很有成就感。

2）給學(xué)生布置特殊作業(yè)-就元素周期表里的某一種元素講解它的性質(zhì)及化合物的應(yīng)用，字?jǐn)?shù)大于2000字。學(xué)期結(jié)束前上交作為平時成績。完成這項作業(yè)可不能僅用百度神器，更多的需要查閱大量文獻資料，同時要有創(chuàng)新的思維和總結(jié)能力，選擇合適的文章主題，這是高年級參加科研必備的技能。

我們的教學(xué)探索有效地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。每一級都有學(xué)生積極參與教師的科研項目；2012年，化工學(xué)院幾名學(xué)生參加國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目，采用復(fù)分解法制備了仿酶配合物納米材料，并研究了其催化性能，研究成果在中文核心期刊上發(fā)表了文章并參加湖北省報告會榮獲一等獎；主講教師每年學(xué)生評教得分都在全校2000余名教師中排名前5%，學(xué)期末考試優(yōu)秀率也在20%以上，充分說明學(xué)生對創(chuàng)新教學(xué)的肯定和支持。

[1] 天津大學(xué)無機化學(xué)教研室. 無機化學(xué)[M]. 第四版. 北京: 高等教育出版社, 2010.

[2] 大連理工大學(xué)無機化學(xué)教研室. 無機化學(xué)[M]. 第五版. 北京: 高等教育出版社, 2006.

[3] 劉陽, 陳陽, 邱江華, 等. 仿酶配合物四苯基卟啉鐵的制備及模型油催化脫硫特性的研究[J]. 工業(yè)安全與環(huán)保, 2015, 41(07): 46-48.

[4] 吳巍, 姚欣欣, 史宏偉, 等. NO供體藥物的研究進展[J]. 吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報, 2015, 36(01): 42-44.

[5] 彭卿, 李亞棟. 功能納米材料的化學(xué)控制合成、組裝、結(jié)構(gòu)與性能[J]. 中國科學(xué), 2009, 39(10): 1028-1052.

Teaching Discuss of 《Inorganic Chemistry》Aiming at Training Innovative Students

CHEN Yang,QIU Jiang-hua,YUgao-qi
（Institute of Chemical Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China）

《Inorganic Chemistry》is an important fundamental lesson for freshmen of speciality of science and engineering such as chemical engineering, metallurgy and inorganic non-metallic materials etc. How to cultivate students’ innovative ability effectively and improving teaching quality is an important task for teachers. This article discussed several teaching exploration and experience from three aspects.

Inorganic Chemistry; teaching exploration; innovative students

G424.21

A

1009-220X(2016)02-0089-03 DOI: 10.16560/j.cnki.gzhx.20160209

2016-01-11

陳 陽（1976～），女，講師，博士生；主要從事清潔能源與環(huán)保及無機化學(xué)理論教學(xué)的研究。chenyang507@sohu.com