以培养创新型学生为目的的《无机化学》教学探讨

陈　阳，　 邱江华，　 余高奇

（武汉科技大学 化工学院，湖北 武汉 430081）

以培养创新型学生为目的的《无机化学》教学探讨

陈阳， 邱江华， 余高奇

（武汉科技大学 化工学院，湖北 武汉 430081）

《无机化学》是面向理工类化工、无材、冶金等专业的大一新生开设的一门重要基础课。如何培养学生的创新能力、提高教学质量，本文从构建合理的科研渗透型教学体系、在讲述基本知识中培养学生的创新意识、给学生提出创新的要求三个方面探讨了在教学过程中进行的一些探索和体会。事实证明从这三个方面入手，教学效果的确让人满意。

无机化学；教学探索；创新型学生

创新是民族的灵魂，是国家兴旺发达的动力，高校必须以培养创新型学生为目的。在某门课程的授课过程中，与传统的单纯知识传授相对比，新时代的教师应有意识地注重学生创新潜力的培养。无机化学是我校化工、应化、冶金、材料等专业及各特色试点班的一门重要基础课，是学生刚进入大学后第一学年开设的，对大学四年的学习模式有着深远的影响。而我们的教学对象是大一新生，他们要独立完成从高中到大学的过渡。在生活上要实现有人管理到自我安排时间的转变；在思维方法上要实现形象思维方法向逻辑思维和抽象思维方法的转变；从学习方法上要实现从以教师讲授为主向以学生自学为主的转变，而且不同地域的学生存在高中选修化学内容的差异。因此，教师在无机化学教学中必须付出很多努力，不仅要引导学生顺利完成过渡，还要激发学生的学习兴趣，培养学生的自学能力和创新能力。

笔者多年讲授无机化学课程，在教学实践中关于培养学生的创新意识和创新能力作了一些探索和积累，取得了较好的效果，和读者一起分享。

1　构建合理的科研渗透型教学体系

我校《无机化学》课程教学中使用的教材是面向21世纪和“十五”国家级规划教材[1-2]，内容安排合理，脉络清楚。但仍然存在着局限性：更新周期有限难以反映化学、材料学科的最新成就，适用专业较多学生阅读书本时难以有更开阔的眼界。无机化学书里有很多基础理论和概念，虽然没有错误且广泛应用，但很少涉及化学发展的前沿。《无机化学》的主要内容是基础理论和概念以及大量的公式计算，如果简单照本宣科地讲授，不仅教师和学生都觉得枯燥乏味，学生也会觉得这门课远离科研，毫无用处，只求拿到学分，更不提学生兴趣的激发和能力的培养了。因此，在课堂教学中对纸质教材里的内容进行规划和扩展，在确保学生掌握基本知识的基础上增加近年来学术发展前沿以及多学科交叉渗透内容，更好的贴近科研和现实，也为学生的创新能力培养打下了基础。

第一次课的绪论部分不是传统的回顾“四大发明”等化学发展史而是出其不备地讲述学科前沿知识，放眼于整个化学以及与化学交叉渗透的众多学科。以实例列举化学对社会发展的影响，无机化学不仅是一门经典的自然科学，也是一门充满活力、持续创新的学科，讲述不断改变着人类生活的化学创新，鼓励学生大胆进行创新；介绍最新的诺贝尔化学奖得主的背景以及他们的研究领域和研究成果。与《无机化学》亲密接触的第一次课使学生在接触本学科开始就对课程有极大兴趣，对创新有直观理解，愿意认真去学习这门课程。

学术前沿的介绍并不只在电子教案每章的固定处出现，而是随时可见。例如，在讲授配合物结构及性质后，给学生介绍了血红蛋白酶并拓展到仿酶配合物的催化作用[3]，学生可以利用刚刚学到的内、外轨配合物知识判断此化合物的空间构型、催化机理，并从分子结构方面分析其在反应中具有化学稳定性的原因。在讲授分子结构时，可以介绍分子轨道理论，并拓展到其创始者获过诺贝尔奖。学生们会知道，创新与基础理论相互渗透依存，要想有所创新，必须遵循基本的化学原理；要想学好课程，必须在学好基础知识的基础上大胆创新。

科学史上的重大创新不仅需要许多基础学科知识的有力支撑，更需要找准学科的交叉点。因此，课程讲授中让学生及时领略相关学科的发展也是增强学生创新能力的有效手段。例如，在讲授化学热力学是如果光讲授公式计算，学生的眼神里会告诉我们这部分内容很无趣，这时，适时引进期刊《Journal of Energy Chemistry》的介绍，鼓励学生自行阅读期刊内容，开拓眼界，了解发展动向，也促进他们对英语的学习，为高年级的文献阅读打基础；在氮族元素氧化物的学习中，除了讲授NO的基本结构和性质，也告诉学生1998年度诺贝尔生理学或医学奖授予了发现一氧化氮是心血管调节血压和血流的信号分子的伊格纳罗博士等三名美国科学家提出一个细胞产生的气体信号可透过细胞膜调节另一个细胞的功能[4]，创造了一个全新概念的生物系统信号转导原理。学生听课的时候饶有兴趣。

2　在讲述基本知识中培养学生的创新意识

化学中的每一个知识点都是著名科学家的心血凝聚。上课过程中经常会遇到一个个响亮的名字例如阿伦尼乌斯、路易斯、鲍林、玻尔、薛定谔、门捷列夫等。例如：关于酸碱理论阿伦尼乌斯、布朗斯台德及路易斯都提出了不同的理论和判定方法，相关文献里也分别标注为A酸、B酸和L酸，以后在科研过程中学生可能会与他们不期而遇。波尔在不到30岁的时候在理论物理方面获得很大成就，听到这里，学生会在心里种下创新的想法，力争到自己的30岁也能收获到成果。基础理论知识与科学史的适当结合讲授后，理论就不再是书本上枯燥的理论，而是闪现着著名科学家创新的经历和成果，“纳米”的概念学生们都熟知，可提到介绍清华大学李亚栋院士研究组的研究绝大部分学生都很陌生，该课题组实现了金属Bi、钛酸盐、SiO32-盐、稀土化合物等纳米线、纳米管的制备，揭示了液相条件下纳米晶的取向生长规律性[5]，为无机纳米管的形成机理和应用研究开拓了新的征程，而这些化合物在书本上都可以寻觅得到基础性质。

3　给学生提出创新的要求

课堂是培养学生创新能力的主战场，教师必须做好主导和引导作用。

1）部分元素内容要求学生课下自学，鼓励学生自己制作教案当“小老师”。在元素部分中，先由教师选取周期表中某主族元素讲述通性和特例以使学生掌握元素化学的学习和思维方法，高中学过的性质较简单的卤族由学生自学，自学后开展讨论完成练习；同为主族的碳族和氮族由学生报名上台讲课，授课内容的选择和电子教案的准备都由学生完成，每一级的学生都对此有很高的热情，踊跃报名。台上主讲学生的讲授内容全面、丰富，配合适当的图片和动画，ppt制作水平也得到了展示，有的学生还现场做起了性质演示实验；台下学生听课饶有兴趣，台上的学生也很有成就感。

2）给学生布置特殊作业-就元素周期表里的某一种元素讲解它的性质及化合物的应用，字数大于2000字。学期结束前上交作为平时成绩。完成这项作业可不能仅用百度神器，更多的需要查阅大量文献资料，同时要有创新的思维和总结能力，选择合适的文章主题，这是高年级参加科研必备的技能。

我们的教学探索有效地激发了学生的创新思维。每一级都有学生积极参与教师的科研项目；2012年，化工学院几名学生参加国家大学生创新性实验计划项目，采用复分解法制备了仿酶配合物纳米材料，并研究了其催化性能，研究成果在中文核心期刊上发表了文章并参加湖北省报告会荣获一等奖；主讲教师每年学生评教得分都在全校2000余名教师中排名前5%，学期末考试优秀率也在20%以上，充分说明学生对创新教学的肯定和支持。

[1] 天津大学无机化学教研室. 无机化学[M]. 第四版. 北京: 高等教育出版社, 2010.

[2] 大连理工大学无机化学教研室. 无机化学[M]. 第五版. 北京: 高等教育出版社, 2006.

[3] 刘阳, 陈阳, 邱江华, 等. 仿酶配合物四苯基卟啉铁的制备及模型油催化脱硫特性的研究[J]. 工业安全与环保, 2015, 41(07): 46-48.

[4] 吴巍, 姚欣欣, 史宏伟, 等. NO供体药物的研究进展[J]. 吉林医药学院学报, 2015, 36(01): 42-44.

[5] 彭卿, 李亚栋. 功能纳米材料的化学控制合成、组装、结构与性能[J]. 中国科学, 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

陈 阳（1976～），女，讲师，博士生；主要从事清洁能源与环保及无机化学理论教学的研究。chenyang507@sohu.com