創(chuàng)新能力培養(yǎng)與化學(xué)課程教學(xué)改革探索

方德宇 張林 吳品昌 孫艷秋 張柯欣

摘? 要? 基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)研究，借助共詞分析和共現(xiàn)分析等文獻(xiàn)計(jì)量手段等方法，通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外權(quán)威數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)研究文獻(xiàn)，研究化學(xué)相關(guān)課程和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的前沿與趨勢(shì)，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)化學(xué)相關(guān)課程進(jìn)行教學(xué)改革，以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高創(chuàng)新意識(shí)，提高分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，為醫(yī)藥領(lǐng)域培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

關(guān)鍵詞? 創(chuàng)新能力；化學(xué)課程；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）13-0104-04

0? 引言

黨的十八大報(bào)告指出，“科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置”；黨的十九大報(bào)告指出，“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐”；黨的二十大報(bào)告指出，“完善科技創(chuàng)新體系。堅(jiān)持創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位”[1-2]。因此，在當(dāng)前的形勢(shì)下，培養(yǎng)具有科研精神和創(chuàng)新能力的人才成為各高校教育教學(xué)的戰(zhàn)略目標(biāo)[3-4]，各高校越來(lái)越注重創(chuàng)新教育和實(shí)踐活動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的提升，并逐漸意識(shí)到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該貫穿整個(gè)大學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程，可以通過(guò)改變課程設(shè)置、教學(xué)方式、教學(xué)方法、考核方式等形式增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1? 醫(yī)藥院校中的化學(xué)課程

化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化規(guī)律的科學(xué)，是人類用來(lái)認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，它是一門歷史悠久而又富有魅力的學(xué)科，與人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展之間的關(guān)系非常密切?；瘜W(xué)相關(guān)課程是醫(yī)藥院校的一類專業(yè)基礎(chǔ)課程，包含無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、醫(yī)用化學(xué)、生物化學(xué)等多門課程。無(wú)機(jī)化學(xué)課程講授了無(wú)機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)等內(nèi)容；有機(jī)化學(xué)課程則重點(diǎn)介紹了有機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、有機(jī)合成和反應(yīng)等方面的知識(shí)[5]；分析化學(xué)課程涉及用化學(xué)分析和儀器分析等不同的測(cè)定方法定性定量地測(cè)定物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和含量等；醫(yī)用化學(xué)課程主要講授與醫(yī)學(xué)有關(guān)的化學(xué)知識(shí)，例如，藥物的合成、藥物代謝、藥物作用等，學(xué)生可以了解藥物的合成原理，從而為制藥和開(kāi)發(fā)新藥等提供基礎(chǔ)知識(shí)；生物化學(xué)課程則關(guān)注生物體內(nèi)物質(zhì)代謝、代謝路徑、生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能等方面的知識(shí)，學(xué)生可以深入了解生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝，為從事與生物體內(nèi)物質(zhì)代謝有關(guān)的工作提供基礎(chǔ)知識(shí)。

近年來(lái)，化學(xué)對(duì)醫(yī)藥領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響和推動(dòng)，通過(guò)合成新藥物、優(yōu)化藥物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等，推動(dòng)了新藥研發(fā)和舊藥的優(yōu)化；通過(guò)化學(xué)合成技

術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高精度合成藥物；通過(guò)生物技術(shù)和生物化學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了制備生物藥物的目標(biāo)；通過(guò)發(fā)展化學(xué)診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了疾病的早期診斷和治療監(jiān)測(cè)?；瘜W(xué)是醫(yī)藥領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，作為醫(yī)藥院校中重要的基礎(chǔ)課程，化學(xué)是醫(yī)藥教育的基礎(chǔ)，對(duì)于從事醫(yī)藥學(xué)相關(guān)工作具有重要的意義。

化學(xué)相關(guān)課程作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通常面向大一大二的學(xué)生，除了講授化學(xué)相關(guān)知識(shí)，也是高校培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的基礎(chǔ)課，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)學(xué)科，可以為學(xué)生今后從事科學(xué)研究、醫(yī)藥學(xué)相關(guān)工作等提供良好的基礎(chǔ)。

2? 化學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析

為全面地了解有關(guān)化學(xué)課程培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的研究情況，以及該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿，本研究使用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，對(duì)國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)進(jìn)行采集和分析，以化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的研究文獻(xiàn)為對(duì)象，通過(guò)共詞分析、共現(xiàn)分析等文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)收集到的研究文獻(xiàn)進(jìn)行剖析，并結(jié)合可視化技術(shù)進(jìn)行分析。

本研究選取的數(shù)據(jù)來(lái)自兩個(gè)方面：第一個(gè)是Web of Science（WoS）核心合集，包括Science Citation Index、Social Science Citation Index和Arts ＆ Humanities Citation Index等，文獻(xiàn)類型為論文；第二個(gè)是中國(guó)知網(wǎng)（CNKI），包含的所有期刊論文。在中國(guó)知網(wǎng)上使用高級(jí)檢索方式進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，檢索式為SU=化學(xué)and教學(xué)改革+人才培養(yǎng)and創(chuàng)新，共檢索到475篇中文文獻(xiàn)；采用同樣的檢索詞拓展方法，在Web of Science上，檢索式為“TS=（Organic or inorganic chemistry or analytical chemistry） AND TS=（Education Research or Teaching Research）”，獲得336篇文獻(xiàn)記錄。

通過(guò)LinLog modularity算法進(jìn)行聚類分析，CNKI關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類分析得到6個(gè)聚類，其中排名第一的聚類的群組項(xiàng)目主要圍繞教學(xué)改革研究（出現(xiàn)頻次293，關(guān)聯(lián)強(qiáng)度586），WoS關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類分析得到5個(gè)聚類，并與創(chuàng)新人才培養(yǎng)、創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等研究密切相關(guān)，見(jiàn)圖1、圖2，可見(jiàn)將化學(xué)相關(guān)課程進(jìn)行教學(xué)改革，改變教學(xué)模式，重視實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，為社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才打下基礎(chǔ)。通過(guò)近五年主題分布年度交叉分析發(fā)現(xiàn)，化學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)注度較高，見(jiàn)圖3（此圖為彩色，見(jiàn)知網(wǎng)）。由此可知，通過(guò)對(duì)化學(xué)相關(guān)課程進(jìn)行教學(xué)改革來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力十分必要。

3? 化學(xué)課程改革

化學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)改革對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新培養(yǎng)有著重要作用，總結(jié)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提高實(shí)踐應(yīng)用能力、增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作能力等多個(gè)方面具有一定成效，因此，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.1? 改變理論課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式

化學(xué)是對(duì)物質(zhì)世界進(jìn)行系統(tǒng)研究的科學(xué)，化學(xué)課程能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，包括對(duì)科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)知識(shí)等的認(rèn)識(shí)。在授課過(guò)程中，傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師講授為主，學(xué)生參與度不高，學(xué)習(xí)興趣較低，很少會(huì)主動(dòng)思考。因此，可以將教學(xué)方式變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主體”，教師在課堂上提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索與討論，鼓勵(lì)他們提出自己的想法和見(jiàn)解，從而加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高科學(xué)素養(yǎng)，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。還可以在課堂上結(jié)合理論知識(shí)，通過(guò)分享相關(guān)科學(xué)家的科研故事，科學(xué)前沿實(shí)例、聯(lián)系生活實(shí)際等，鼓勵(lì)學(xué)生不僅學(xué)習(xí)理論知識(shí)，更重要的是學(xué)習(xí)科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。在教學(xué)過(guò)程中，可以突破學(xué)科之間的限制，通過(guò)跨學(xué)科聯(lián)合指導(dǎo)，結(jié)合其他學(xué)科的技術(shù)理論進(jìn)行創(chuàng)新，例如，臨床檢驗(yàn)通常是分析化學(xué)與免疫生理等學(xué)科的結(jié)合，可以聯(lián)合生物化學(xué)、免疫學(xué)、生理學(xué)等課程進(jìn)行聯(lián)合教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度思考解決問(wèn)題，以全面地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.2? 增加課程的課時(shí)，改變實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程的授課形式

化學(xué)課程涉及的內(nèi)容廣泛，涵蓋了從基礎(chǔ)科學(xué)到生命科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力有著很大的幫助。在化學(xué)課程中，增加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作課時(shí)比例，讓學(xué)生熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)操作技能的同時(shí)，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)理解化學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，并鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果，督促學(xué)生獨(dú)立探究科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)[6-7]，增強(qiáng)其理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力[8]。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程除了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以外，還可適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生在理解基本原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行推理分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等創(chuàng)新性實(shí)踐活動(dòng)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，例如，在無(wú)機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，酸堿反應(yīng)的滴定實(shí)驗(yàn)可以安排兩個(gè)：醋酸電離度和電離平衡常數(shù)的測(cè)定、碳酸鈉溶液的配制和濃度標(biāo)定的訓(xùn)練，將碳酸鈉溶液的配制和濃度標(biāo)定的訓(xùn)練設(shè)定為創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)醋酸電離度和電離平衡常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇合適的滴定劑和滴定方法，而不是刻板地按照實(shí)驗(yàn)書(shū)中給定的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，鼓勵(lì)學(xué)生探討創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、勇于質(zhì)疑和創(chuàng)新的思維。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程教學(xué)可以不局限于實(shí)驗(yàn)室，而是與相關(guān)醫(yī)藥行業(yè)合作，讓學(xué)生接觸實(shí)際工作環(huán)境，增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力；利用線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式，通過(guò)線上虛擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握更多的實(shí)驗(yàn)操作技巧，練習(xí)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決更多的實(shí)際問(wèn)題[9]，進(jìn)而培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

3.3? 鼓勵(lì)學(xué)生參加科學(xué)研究和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力

創(chuàng)新實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵途徑[10]。在講授課程相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，積極參與科研項(xiàng)目和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，既可以增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，也可以激發(fā)他們的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實(shí)踐中鍛煉自己的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。本課題組指導(dǎo)學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽十余項(xiàng)，其中多項(xiàng)獲得省級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)，通過(guò)參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了很大的提高。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上，在化學(xué)課程的教學(xué)中，進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)改革，增加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，將科研精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入醫(yī)藥院校的化學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)中，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高其創(chuàng)新意識(shí)及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，為醫(yī)藥領(lǐng)域培養(yǎng)高素質(zhì)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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