創(chuàng)新實(shí)踐導(dǎo)向的基礎(chǔ)化學(xué)課程群教學(xué)改革與實(shí)踐

劉 利，姚思童，張 進(jìn)，呂 丹

(沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110870)

《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》指出，要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神，培養(yǎng)德、智、體等全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)的建設(shè)者和接班人。從人類歷史的發(fā)展進(jìn)程看，創(chuàng)新決定著一個(gè)民族和國(guó)家的綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[1]。教育的終極素質(zhì)訴求既達(dá)成包含實(shí)踐創(chuàng)新的“全人素養(yǎng)”教育。積極開(kāi)展切實(shí)有效的創(chuàng)新實(shí)踐教育，是新時(shí)代我國(guó)高等教育教學(xué)改革面臨的重要任務(wù)之一，也是高等教育順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)和世界競(jìng)爭(zhēng)要求的必然選擇[2]。

基礎(chǔ)化學(xué)課程群包括無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、儀器分析等課程，是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，這些課程主要為大學(xué)一、二年級(jí)的本科生開(kāi)設(shè)。大一年級(jí)，學(xué)生處于從高中到大學(xué)的轉(zhuǎn)型期；大二年級(jí)，學(xué)生處于從普通大學(xué)生到具有一定化學(xué)專業(yè)素養(yǎng)工作者的轉(zhuǎn)型期。這些課程的理論基礎(chǔ)厚重，實(shí)踐性強(qiáng)，在培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)專業(yè)素養(yǎng)、分析及解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新及實(shí)踐能力過(guò)程中起著極為重要的作用?；A(chǔ)化學(xué)系列課程的教育已不能滿足社會(huì)的需要，突出表現(xiàn)為畢業(yè)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力不足。創(chuàng)新能力不足是因?yàn)椤疤铠喪健苯虒W(xué)過(guò)多，學(xué)生參與知識(shí)的形成過(guò)程少，“學(xué)生成了動(dòng)物園的老虎—只會(huì)吃現(xiàn)成的，失去自己捕獵的能力”，這就需要加強(qiáng)教學(xué)方法的改革；實(shí)踐能力不足是因?yàn)槔碚撆c實(shí)踐結(jié)合得不緊密，學(xué)生受到的實(shí)踐鍛煉不夠，這就需要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。創(chuàng)新實(shí)踐導(dǎo)向的基礎(chǔ)化學(xué)系列課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行，改革的出發(fā)點(diǎn)就是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)，以滿足學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展為需要，在夯實(shí)化學(xué)基礎(chǔ)的同時(shí)融入創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的教育元素，提高育人質(zhì)量，為創(chuàng)新應(yīng)用型化學(xué)人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

1 優(yōu)化整合基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容，重新修訂教學(xué)大綱

基礎(chǔ)化學(xué)系列課程教學(xué)的根本目的就是在“基礎(chǔ)理論”和“基本技能”的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)立體思維模式及綜合能力的培養(yǎng)。承擔(dān)基礎(chǔ)化學(xué)系列課程的教師在統(tǒng)一思想的前提下，按創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，突破單一課程建設(shè)與改革的局限。根據(jù)各門(mén)課程的特點(diǎn)，結(jié)合各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)化課程間的合理銜接，優(yōu)化整合系列課程的教學(xué)內(nèi)容，重新修訂完成不同專業(yè)17門(mén)理論課和10門(mén)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)大綱，搭建了基礎(chǔ)化學(xué)系列課程間的交叉、互補(bǔ)、有機(jī)融合的教學(xué)體系。避免重復(fù)內(nèi)容的教學(xué)，注重系列課程中重復(fù)內(nèi)容的應(yīng)用與拓展，在學(xué)時(shí)不變甚至壓縮的情況下，按照符合工業(yè)實(shí)際發(fā)展趨勢(shì)的原則，刪除大綱中陳舊內(nèi)容、增添符合發(fā)展趨勢(shì)的新內(nèi)容，內(nèi)容增加更新20%。作為教學(xué)內(nèi)容載體的教材是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。現(xiàn)行教材內(nèi)容陳舊，為了適應(yīng)學(xué)科發(fā)展及創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需要，編寫(xiě)了七部與時(shí)俱進(jìn)的教材以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的改革和更新，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2 構(gòu)建“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教學(xué)方法多樣化，教學(xué)手段合理化”的基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)模式

2.1 教師為主導(dǎo)

教師是教學(xué)的主導(dǎo)，只有富有創(chuàng)新精神的教師，才能引導(dǎo)培養(yǎng)出具有創(chuàng)新興趣的學(xué)生。因此，一方面教師要結(jié)合教學(xué)研究課題，通過(guò)在教學(xué)研究與改革過(guò)程中不斷探索與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)教師創(chuàng)新教育能力的自我培養(yǎng)和完善。另一方面低年級(jí)的大學(xué)生雖然意識(shí)到創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要性，但面對(duì)如何選擇適合自身的實(shí)踐活動(dòng)來(lái)有效地鍛煉、提高自己的創(chuàng)新實(shí)踐能力并沒(méi)有明確清晰的規(guī)劃，這就需要教師為其創(chuàng)設(shè)出有益于培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的教學(xué)活動(dòng)，并積極引導(dǎo)學(xué)生參與到教師的教學(xué)環(huán)節(jié)中，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，這對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力是非常有利。

2.2 學(xué)生為主體

學(xué)生是創(chuàng)新實(shí)踐能力形成和發(fā)展的真正主體，對(duì)學(xué)生任何外部的培養(yǎng)和塑造終將通過(guò)自身的努力實(shí)現(xiàn)“內(nèi)化”，因此在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的過(guò)程中要特別關(guān)注學(xué)生發(fā)展的“內(nèi)發(fā)性”[3]。為了改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)的狀態(tài)，調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性，鞭策學(xué)生參與到教學(xué)中來(lái)，在理論講授與生活密切聯(lián)系的內(nèi)容時(shí)，大膽放手給學(xué)生參與講授和討論的機(jī)會(huì)，教師和其他學(xué)生共同質(zhì)疑、討論和解惑。通過(guò)這種互動(dòng)式學(xué)習(xí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。學(xué)生親身體驗(yàn)到知識(shí)的形成過(guò)程，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和興趣；學(xué)生對(duì)知識(shí)理解更加深入，能更好地將理論和實(shí)踐融會(huì)貫通，對(duì)理論性很強(qiáng)的課程的學(xué)習(xí)不會(huì)再產(chǎn)生為難情緒[4]。實(shí)踐教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生自主選題，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行試驗(yàn)，無(wú)論成功還是失敗，學(xué)生都切身體驗(yàn)了科學(xué)研究的全過(guò)程，并從中汲取教訓(xùn)，收獲成長(zhǎng)。

2.3 教學(xué)方法多樣化

教學(xué)方法是制約學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。在課堂教學(xué)中，摒棄傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，根據(jù)內(nèi)容特點(diǎn)，將師生間互動(dòng)強(qiáng)的啟發(fā)式、設(shè)問(wèn)式、討論式等開(kāi)放式教學(xué)方法靈活穿插應(yīng)用，將呆板的“一言堂”式的封閉型教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放型教學(xué)。課堂上充分發(fā)揮教師“問(wèn)題-引導(dǎo)-解惑”三位一體的功能，教師引導(dǎo)學(xué)生參于教學(xué)活動(dòng)，鞭策學(xué)生積極思考，學(xué)生通過(guò)“聽(tīng)-想-說(shuō)”融入教學(xué)過(guò)程中，在師生互動(dòng)交流中，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)，形成創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)了“聆聽(tīng)-思考-交流”的立體思維模式及綜合能力的培養(yǎng)。實(shí)踐證明參與型學(xué)習(xí)方式比單純接受型的學(xué)習(xí)方式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。

2.4 教學(xué)手段合理化

利用信息時(shí)代的教育技術(shù)，以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，將知識(shí)點(diǎn)制作成融文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、聲音為一體的多媒體課件。并且為了使理論教學(xué)與實(shí)踐密切結(jié)合，又將企業(yè)生產(chǎn)中的典型實(shí)例、相關(guān)的科技前沿精選制作到課件中，將課堂變現(xiàn)場(chǎng)。教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容恰當(dāng)、合理的使用教學(xué)手段，在應(yīng)用多媒體輔助教學(xué)時(shí)，更加注重師生間的情感交流，創(chuàng)設(shè)出有利于學(xué)生積極參與討論的問(wèn)題情境，注重給學(xué)生思考的內(nèi)容、機(jī)會(huì)和方法。課堂教學(xué)時(shí)間畢竟是有限的，教給學(xué)生獲取知識(shí)的途徑與方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外學(xué)習(xí)是非常重要的。憑借互聯(lián)網(wǎng)的信息技術(shù)，推進(jìn)“有限課內(nèi)，無(wú)限課外”是基礎(chǔ)化學(xué)系列課程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革的重要舉措。以超星爾雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)為依托，以實(shí)現(xiàn)教育效益最大化為目標(biāo)，構(gòu)建了豐富的基礎(chǔ)化學(xué)系列課程教學(xué)資源，僅物理化學(xué)一門(mén)課程的線上資源就包括多媒體課件1008頁(yè)，知識(shí)點(diǎn)模塊視頻100個(gè)，實(shí)踐能力培養(yǎng)資源118個(gè)，效果檢驗(yàn)資源20個(gè)。學(xué)生在課前課后都可以利用平臺(tái)資源開(kāi)展個(gè)性化的自主學(xué)習(xí)，學(xué)生將學(xué)習(xí)進(jìn)行到“無(wú)限課外”，解決了“有限課內(nèi)”所不能完全達(dá)到的教學(xué)目的，使課堂教學(xué)得以延續(xù)和補(bǔ)充[5]。

3 構(gòu)建“基礎(chǔ)—綜合—設(shè)計(jì)”以及“創(chuàng)新”的層次化、遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新實(shí)踐能力的化學(xué)化工人才的重要環(huán)節(jié)。依據(jù)“實(shí)踐-理論-再實(shí)踐”的認(rèn)識(shí)規(guī)律及循序漸進(jìn)的原則，將基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新教育融為一體，建立了“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)-綜合性實(shí)驗(yàn)-設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”以及“創(chuàng)新性研究”層次化、遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系。做“實(shí)”做“全”基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，旨在加強(qiáng)基礎(chǔ)理論、知識(shí)、技能、思維、能力的教育與培養(yǎng)，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法和技能。做“深”做“強(qiáng)”綜合性實(shí)驗(yàn)，旨在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和采用多種實(shí)驗(yàn)手段和方法分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。做“活”做“新”設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)選題，在“查閱文獻(xiàn)-方案設(shè)計(jì)-實(shí)際操作-結(jié)果分析”等各個(gè)科研環(huán)節(jié)得到鍛煉，旨在讓學(xué)生熟悉科學(xué)研究的全過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及對(duì)科學(xué)研究探索的向往[6]。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)向課外創(chuàng)新實(shí)踐延伸，學(xué)生借助學(xué)科優(yōu)勢(shì)，擔(dān)任教師的科研助手參與科研項(xiàng)目研究，并在教師的指導(dǎo)下申報(bào)大學(xué)生課外科技活動(dòng)項(xiàng)目及學(xué)校、省、國(guó)家級(jí)創(chuàng)新性計(jì)劃項(xiàng)目，從而提高自身的實(shí)際創(chuàng)新能力。集傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)于一體的“基本操作技能-綜合應(yīng)用技能-創(chuàng)新研究技能”階梯攀升式的訓(xùn)練過(guò)程，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)和手段。學(xué)生穩(wěn)固掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能，學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法，不斷獲取知識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的內(nèi)化。

4 構(gòu)建“教師科研-課堂教學(xué)-科技創(chuàng)新競(jìng)賽”三位一體的互動(dòng)模式

教師依托自己在研的科研項(xiàng)目，以科研帶動(dòng)教學(xué)，課堂教學(xué)中以理論教學(xué)為依托，融入反映各學(xué)科領(lǐng)域的新成果、新技術(shù)、新方法以及教師科研成果內(nèi)容，既保證了教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性，又能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究欲望，形成了科研與教學(xué)的良性互動(dòng)。教師為學(xué)生提供進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的課題和場(chǎng)所，給學(xué)生提供了創(chuàng)新能力形成的機(jī)會(huì)和經(jīng)歷，學(xué)生依托教師的科研項(xiàng)目，通過(guò)完成項(xiàng)目任務(wù)訓(xùn)練創(chuàng)新思維能力，強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐技能，學(xué)生的創(chuàng)新能力得以有效鍛煉。每年的大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生系列科技競(jìng)賽，學(xué)生都會(huì)在教師指導(dǎo)下進(jìn)行，學(xué)生參賽作品的質(zhì)量大幅度提高，形成了科研活動(dòng)與科技創(chuàng)新競(jìng)賽的良性互動(dòng)。一些基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)的學(xué)生通過(guò)參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽等創(chuàng)新活動(dòng)，使課堂之內(nèi)習(xí)得的知識(shí)在課堂之外得到了進(jìn)一步強(qiáng)化的好機(jī)會(huì)，學(xué)生在進(jìn)行科研活動(dòng)的同時(shí)，自身的創(chuàng)新能力也得到了提升，其今后的學(xué)習(xí)也將更具有針對(duì)性。理論-實(shí)踐-創(chuàng)新競(jìng)賽使教學(xué)內(nèi)容得以鞏固、拓展和延伸，形成了課堂教學(xué)與科技創(chuàng)新競(jìng)賽良性互動(dòng)[7]。

5 實(shí)施效果

本課題自2011年初正式啟動(dòng)，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)課程的整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，把基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)與創(chuàng)新教育融為一體，給學(xué)生提供了創(chuàng)新能力形成的機(jī)會(huì)和經(jīng)歷，學(xué)生的創(chuàng)新能力得以有效鍛煉，創(chuàng)新水平得以大幅提升，創(chuàng)新研究碩果累累。2013年-2018年，學(xué)生參與各級(jí)各類“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目”共計(jì)61項(xiàng)，其中省級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目26項(xiàng)，國(guó)家級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目15項(xiàng)，參與各級(jí)各類“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽獲獎(jiǎng)40項(xiàng)。創(chuàng)新實(shí)踐導(dǎo)向的基礎(chǔ)化學(xué)課程群教學(xué)改革與實(shí)踐，增強(qiáng)了課程教學(xué)的針對(duì)性，使學(xué)生樂(lè)于學(xué)、學(xué)得到、善于用，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，使學(xué)生擁有了創(chuàng)新思維并掌握了一定創(chuàng)新方法，學(xué)生在大學(xué)一、二年級(jí)收到了很好的創(chuàng)新實(shí)踐的啟蒙式教育，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；同時(shí)也促進(jìn)了課程與教材建設(shè)，促進(jìn)了教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的提升，促進(jìn)了教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量的提高，創(chuàng)新實(shí)踐導(dǎo)向的基礎(chǔ)化學(xué)群課程教學(xué)改革研究的深入化必將為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提高進(jìn)一步創(chuàng)造條件。