从知识传授到创新能力培养

摘要：“无机及分析化学”是化工、应化、高分子、制药等专业的基础课程之一，在诸多领域发挥着重要作用。文章针对当前课程教学方法单一和大学生自主创新能力低下的现状，以强化创新创业能力培养为目标，提出“无机及分析化学”课程教学方法和教学模式优化的新思路，旨在通过课程改革的进一步深化，解决当前课程教学中的突出问题，提高教学质量，增强学生主动思考能力，创新创业意识，培养具有科学思维方法和创新能力的高素质人才。关键词：无机及分析化学；教学方法；探索；实践一、引言党的十八大提出了国家创新驱动发展战略，习近平总书记指出：“创新是社会进步的灵魂，创业是推动经济社会发展、改善民生的重要途径。青年学生富有想象力和创造力，是创新创业的有生力量。”[1]为适应新时代人才培养需求，不但要注重专业基础知识和基本技能的训练，还要启发和锻炼学生的创新思维，提高创新创业能力。“无机及分析化学”是工科化学相关专业在大学一年级必修的第一门基础课程[2]。它既是化学相关后续课程学习的基础，又是其他专业课程学习的“敲门砖”。创新创业教育需要从基础做起，在让学生掌握专业基础知识的同时，拓展思维，主动地学习，创造性地学习，才能为将来成为专业知识过硬、创新创业能力强的综合性人才夯实基础[3]。首先，从课程特点上来看，“无机及分析化学”是一门注重理论和实验相结合的课程[4]。让学生在对化学基本理论、概念和定律等知识全面消化理解的同时，重视理论与实践相结合，引导学生主动思考，独立解决问题，促进其在实践探究能力和综合创新素质方面的协调发展，为学生今后就业和创业打下坚实的基础。其次，在“无机及分析化学”课程内容中可充分挖掘创新创业教育素材，以知识点为载体，植入创新创业元素，让创新创业教育潜入学生心灵深处，潜移默化，铸魂育人，能够真正落实立德树人的根本任务[5-6]。最后，科学的教学方式方法对“无机及分析化学”课程中创新创业能力培养起到至关重要的作用[7-8]。要充分发挥教师的课堂组织作用，引导、鼓励学生主动回答问题，参与问题讨论，拓展研究训练，提升协作、创新能力，在课程中营造良好的创新创业教育氛围。综上所述，如何做好专业基础课的创新创业教育是一个值得我们探索的课题。根据多年的“无机及分析化学”课程教学经验，“无机及分析化学”课程组教师深入剖析当前教学中存在的问题，从教学方法和模式的改進、教学内容的优化以及教学手段和教学平台的构筑等方面提出了在“创新创业”背景下“无机及分析化学”课程教学方法改革的新策略，并将其付诸于实践。以立德树人根本任务为核心，以培养具有突出创新创业能力人才为目的，充分发挥化学基础课程在创新创业教育中的作用，全面提高学生的综合素质。二、基于创新创业教育的“无机及分析化学”课程改革方案（一）优化教学内容，利用教材启发拓展，激发学生的学习兴趣和创新意识“无机及分析化学”是工科化学专业的第一门专业基础理论课，既是学生后续其他专业课程学习的重要基础，也是培养学生创新应用能力的奠基石。为实现“无机及分析化学”课程与创新创业教育的有效融合，首先要对教学内容进行优化整合。从学科综合化的发展趋势来看，化学学科与其他学科交叉、渗透，实用化和综合化的趋势日益明显。“无机及分析化学”要将“无机化学”和“分析化学”两门课的基本理论、基本知识进行优化、重组，以原理说明应用，以应用支持原理，延伸概念，合理精简，改变内容繁琐、枯燥的现状。在课程内容的整合中，重点解决现代无机内容和实用内容几乎空白，分析内容、分析手段和实用性脱节等问题。将四大平衡和滴定融为一体，平衡部分作为原理讨论，滴定部分作为平衡原理的应用讨论。把分析化学中的定性分析在无机化学的元素部分穿插讲述，融入各个章节，使各个章节的内容生动活泼，一扫过去讲述理论枯燥无味、教师讲得吃力、学生听得无趣的局面。激发学生的学习兴趣和认知欲，培养学生从事理论研究和实际工作的能力，把学生引入丰富多彩、功能神奇的化学世界。其次，创新创业训练的核心内容之一是培养学生的创新创业思维。充分利用教材内容进行拓展启发是锻炼学生创新思维的重要手段。教师需要改变教育教学理念，重视教学与科研相结合，依托学科学术背景，保证课程内容的先进性与实践性。不断更新教学课件的内容，改变以往课件千篇一律、一成不变的弊端。在教学过程中积极以先进的科学技术、最新的科研成果作为引入点，在授课讲义中合理恰当地安插“案例教学”内容和“问题教学”内容，结合生活中的热点问题进行分享和讨论。教师授课不再是枯燥、呆板的灌输式交代知识点，而是巧妙地利用情境、问题或者案例生动地引入和衔接授课内容，让学生带着问题听课，在思考中学习，从本质上掌握相关知识，提高听课效率。在此基础上，重视教学与实践应用相结合，引导学生主动将理论联系实际，发现和解决工程实践中的实际问题。鼓励学生展开讨论，提出解决问题的方法和实施方案，调动学生独立思考的积极性，培养学生理论联系实践、学以致用的能力。经过实践我们发现，充分发掘“无机及分析化学”课程中的创新创业元素能够很好地激发学生的学习兴趣，提高学生课堂讨论的参与度。在课堂中学生积极表达，互相讨论，有效提升了思维层次，培养了其推理、判断能力及对化学概念、规律的处理、运用和迁移能力。（二）改进教学方法和教学模式，培养学生的创新性和创造性多年以来，“无机及分析化学”课程教学一直采用的是常规的教学模式，即教师根据教学大纲，按部就班讲授各个章节内容，更注重知识点的传授，讲授方式颇为单一，同时受授课学时数的局限，为完成教学任务，经常出现满堂灌的现象，导致学生被动听课，参与度较低，教学效果不理想，忽视学生学习的主观能动性。这既不利于学生积极思考，更限制了学生的创新思维。针对这一问题，我们提出转变教学方法和模式，改变教师的角色和学生的地位，采取课外自主学习、线上线下互动和翻转课堂的教学新模式，让学生化被动为主动，从被动的接受者变为学习的主导者。在教学过程中，我们采用三步教学法。第一步是课前预习环节，要求教师将课程的教学资料，包括教学视频、课件、教学周历、习题库等上传至学习通等自主学习平台，提前布置学习任务，组织学生课前预习。学生通过预习提炼存在的问题和疑惑，以备课上提出和讨论。第二步是课内探究环节，采用系统教学与拓展教学相结合的方法，适当使用翻转课堂的授课模式。秉承“课前学习，课上探究”的理念，在课堂上，教师分清主次，精讲课程内容，针对重点知识内容精讲多练，组织分组讨论，让学生对知识融会贯通，举一反三。在此过程中，学生充分加入课堂互动环节，发现问题，提出问题，通过与同学、老师之间的讨论和交流，找到解决问题的方法。教师可以根据课程内容进一步拓展学习目标，设置理论联系实际的思考题，让学生学以致用，活学活用。这一环节不但极大地调动了学生主动思考的积极性，还锻炼了他们的知识应用能力。第三步是课后跟进环节，教师了解学习效果与为学生答疑解惑。教师要充分利用现代化的教学手段，增强线上线下互动，营造良好的学习氛围。近年来，现代化的技术和手段为教学活动提供了丰富的平台，增强了教师与学生之间沟通的纽带。在课后，教师利用习题课作为辅助，根据课前和课内涉及的难点、重点内容进行梳理，有针对性地讲解并增加有关知识运用的习题练习。利用学习通等教学平台，对学生的作业进行批改并对各章节学习安排定期测验，精准掌握学生的学习效果。同时，采取线上线下结合的方式为学生答疑解惑，与学生互动交流，针对不同学生的知识结构差异，分类指导，辅导基础较差的学生尽快掌握学习方法，提高学习效率，增强自信心，培养拼搏精神。总之，新时代人才培养需求要求教师必须改变传统的教学模式，课程改革应着眼于传授专业知识和创新能力的培养双重并举。不仅要让学生牢固掌握所学知识，更重要的是能使学生掌握正确的学习方法，懂得应该如何去学，为学生以后的学习打下基础，受益终身。（三）立足于学科优势，为学生创新创业能力的培养构建丰富的第二课堂如果说理论学习是学生接收知识、掌握知识、培养创新思维和创新意识的第一课堂，那么以实验、实践为主的实操训练、项目活动就是实现知识向创新能力转化的第二课堂。在课程的建设中，除了培养方案中配套的基础实验课之外，需要开发丰富多样的第二课堂资源，为学生提供科技创新训练的机会和平台，激发学生的潜能，培养学生的创新精神和实践能力。近年来，在新时代教育改革和发展的需求下，笔者所在的黑龙江大学化学化工与材料学院逐渐转变育人机制，与时俱进，多策并举，协调知识传授与实践育人的辩证关系，旨在提高人才培养质量。化学基础课教研组也有目的地加强学生创新创业意识培养，让学生在掌握专业课程知识的同时，通过实践学习获得更有价值的学科内容。首先，依据培养方案中的学年科研课题制度，依托于课程组的任课教师承担或参与的国家级和省部级的科研项目，结合授课知识点，为学生提供一些设计性、综合性的实验素材，指导学生完成学年科研论文。学生需要学会查阅文献，结合自己的专业知识，独立设计研究方案和技术路线，大胆地提出构思和想法。在与指导教师进行充分研讨后，实施计划方案，完成学年科研课题。整个研究过程中，学生不仅要动脑思考还要动手实践，在指导教师的引领下，充分了解科技前沿，切实体会培养创新精神和创新能力的氛围、环境和机会。在撰写研究论文的过程中，可以培养学生严谨求实的科学态度和积极探索的科学精神。其次，进一步加大实验室开放力度，为学生提供认识生产工艺、仪器设备的平台。化学的灵魂是实验，实验是创新的源泉。学生在配套基础实验课程中接触到的主要是常规的实验和分析测试仪器，比如天平、滴定管、酸度计、电导率仪等，对专业设备、工艺设备认识得较少，缺少对新技术、新设备、新工艺的了解。创新精神和实践能力的培养离不开实验设备的支持与配合，目前笔者所在的黑龙江大学化学化工与材料学院专业实验平台的仪器已经在无教学任务的情况下对学生开放。在此基础上，教研组教师所在实验室也允许不同专业的学生进入，帮助其了解各种专业仪器和设备，为创造自主学习提供平台和保障，最大化地拓展学生的知识结构，激发学生的创新精神。最后，教研组教师积极鼓励和指导学生参加“大學生创新创业计划项目”、科技竞赛和社会实践活动，充分发挥教师引领作用，更大限度地利用实验室资源，推动学生更早参与项目研究，提高创新创业素质。随着教育改革的不断深化，创新活动越来越受到重视，学校也开展了“大学生创新创业计划项目”立项和各种科技竞赛活动。作为专业课教师，我们积极鼓励学生参与这些科技实践与科技创新活动。在实践过程中，提倡跨专业、跨年级组建团队，以加强学生对基础理论知识的掌握，促进其实践能力的提高，鼓励学生发挥创新思维，培养学生独立、协作等综合素质。总之，丰富多样第二课堂模式与课内教学的第一课堂相辅相成，互相促进，可以帮助学生养成严谨求实的科学态度和团结协作的精神，提升学生创新精神和实践能力。（四）制定灵活的考核体制，激发学生的创新主动性和积极性在以往的“无机及分析化学”教学过程中，期末考试模式单一，理论课只看试卷，实验课只看报告，而对学生的学习过程评价缺失严重。这不利于学生学习能动性的调动和创新能力的发挥，建立科学、灵活的考核机制势在必行。因此，在课改中“无机及分析化学”课程考试不再单纯以期末试卷成绩为评定标准，而是科学地制定总评成绩的组成，适当提高平时成绩，建立多元化考核机制。其中，期末笔试成绩占总成绩的60—70%，平时成绩占30—40%。笔试过程重点考核学生对专业知识的掌握情况，平时成绩重在考核学生的学习态度、学习状态和综合能力。在平时成绩的构成中，除了常规的考勤和作业之外，还要加大课堂参与和创新思维表现的分值比例，注重在学习过程中让学生掌握学习方法和调动思维。具体实施方案是采取学习效果奖励措施，设置平时成绩加分项，将学生的创新意识和思辨能力纳入平时成绩，激励学生勤于思考，发挥创新能动性。尤其是在课堂中，注重学生的课堂表现，鼓励学生融入课堂互动，踊跃回答问题，随时开展课堂小测、命题竞赛，调动学生积极参与课堂知识运用的过程。在每一个章节完结时，指导学生学会“结构学习法”，在其现有的知识架构基础上，对每一个学习章节或单元按照自己的思维逻辑绘制思维导图或以小论文的方式进行总结并阐释相关知识的应用，在此环节中不但体现了学生对课程知识的理解和掌握程度，同时还反映了学生的知识运用情况。通过将学习过程与创新能力纳入考核机制，极大地调动