张晓凡 吴文剑

摘  要：针对无机化学课程尤其是元素化学部分目前存在的问题，以卤素章节为例，分别从教学模式、教学方法和课程思政设计等三个方面进行无机化学中元素化学的教学设计与改革。通过上述教学设计与改革，有利于增强学生的专业认同感，提高学生的积极性和课程参与度，培养学生的高阶思维，以期满足新工科背景下对复合型创新人才的需求。

关键词：元素化学;教学模式;教学方式;课程思政

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）20-0092-04

Abstract： Aiming at the existing problems of inorganic chemistry course， especially element chemistry， taking halogen as an example， the teaching design and reform of element chemistry in inorganic chemistry was carried out from three aspects： teaching mode， teaching method and ideological and political design of the course. Through the above teaching design and reform， it is beneficial to enhance students' professional identity， improve students' enthusiasm and curriculum participation， and cultivate students' higher-order thinking， so as to meet the needs of compound innovative talents under the new engineering background.

Keywords： chemical element; teaching mode; teaching method; curriculum ideology and politics

一、無机化学课程现状分析

无机化学是化学、高分子材料及其他相关专业的学生进入大学后的第一门专业必修课，是其他专业课程的基础。无机化学分为上篇化学原理，中篇元素化学和下篇继往开来的无机化学等三大部分内容。其中，上篇化学原理是基础，为中篇元素化学的学习和理解服务，最终为下篇继往开来的无机化学的学习奠定基础。因此，该课程中的元素化学部分是无机化学的核心组成部分，但是由于其内容丰富、体系繁杂、知识点多且分散，具有需要记忆的知识点多等特点。在实际教学多采用罗列、举例，叙述性或重复性地对其存在、制备、性质和用途等进行介绍，课堂沉闷，学生感觉枯燥难学，使得学生学习兴趣不高[1]。学生普遍觉得所学的知识无用，甚至产生想转专业的念头。此外，目前大学生普遍存在懒惰，课前不预习的情况，结果学生听讲跟不上老师的节奏，有的学生甚至都不知道知识点在课本什么位置。而为元素学习服务的无机化学理论教学在前，因此学生不能及时地将理论与元素结构、性质相互联系，增加了学生的学习困难[2]。

作为步入高校的第一门化学相关专业课，如何提高学生的学习兴趣和课程参与度，引导学生建立一套属于自己的学习方法，增加学生的专业认同感，培养学生的创新意识和高阶思维能力是教学改革的方向之一。结合基础性、前沿性和实用性等多角度分析，以元素化学中的卤素为例，从教学模式、教学方法和课程思政设计等三个方面优化了元素化学的教学设计。

二、无机化学课程的教学改革与实践——以卤素为例

基于无机化学课程现状和学情分析情况，具体的教学改革内容主要从教学模式、教学方法、课程思政设计三个方面开展，具体改革与实践方案如下。

（一）教学模式

传统的教学模式以教师讲授为主，学生的积极性和主动性差，学生上课容易走神，学习兴趣不高。此外，经过调研发现，由于学生的懒惰，亦或是参与团学活动太多，导致大多数学生都没有时间进行课前准备和课后复习，大多都是临到考试进行突击复习备考，最终导致学生的学习效果很差，甚至有部分学生挂科。

针对上述情况笔者进行了相应的教学改革，主要采用以学生为中心的讲授与小组讨论相结合的教学模式[3]。

具体的改革实施方式为：在课前将章节的知识点框架做成思维导图发给学生，学生可以利用10分钟左右时间进行简单的课前预习，通过思维导图让学生对即将讲授的课程内容进行基本了解。然后，教师设计不同的课堂教学模块，对各个章节中的知识点进行详细讲解或展开学生讨论等方式，重点讲解或讨论章节中的重点和难点，引导学生充分利用课堂上的时间翻书学习、做笔记并随堂总结。

具体流程如下：课前给每位学生发一张白纸，要求学生随堂同步实时做笔记，让学生自己总结讨论，从中探索知识点的内在联系与规律，做好记录。课程结束后，学生上交笔记（如图1所示）。由教师查阅批注后再还返给学生复习。在查阅学生笔记的同时对学生随堂笔记上标记的问题进行线上一对一答疑。

（二）教学方法

在教学方法上的改革主要有以下几个方面。

1. 知识分类讲解

将知识点按照“学生自查用途→由应用引发思考，提出问题→找出关联知识点→理论与元素化学知识点讲解与内容拓展→学生总结规律→反思应用与注意事项”的知识架构进行知识点分类讲解，不仅提高学生的参与度，而且增加内容的实用性、生动性，有利于激发学生的学习兴趣，增强学生的专业认同感。比如，在学习卤素时，先由学生自查“你认识的卤素？卤素的应用”。根据学生自查内容，随堂提出问题，如“生活中的漂白粉可以广泛用于酒店、学校、家庭、医院、衣物玩具等，它的作用原理是什么？与我们学习的卤素有什么关联？”引发学生思考与讨论，继而导入学习内容——卤素的化学性质。结合课程知识点与学生专业背景，将卤素与高分子专业连接在一起，增加学生的学科认同感。

2. 巧设小组讨论话题

设置生活化、实用化和场景化的小组讨论话题，让学生根据所学知识点分组进行讨论或辩论，最后进行知识点和规律总结。比如，在讲解氢卤酸的性质时，设置讨论话题“84消毒液与洁厕灵可以混用吗？”将学生分成不同小组，由各个小组组长组织组员进行讨论和总结发言，差错或遗漏之处先由其他小组补充说明，必要时教师补充，最后学生按小组自我总结并写成案例上交。

3. 根据学生需求进行分析，适当增加随堂练习

整个教学改革后的方案都采取以学生为中心的模式，因此课前对学生的需求和兴趣点分析显得尤为重要。

学生需求的调研方法有很多种，比如：（1）通过课前发布调查问卷，对学生的需求和兴趣点进行调研分析（如图2所示）。根据调研结果在进行课堂教学设计时充分考虑学生的兴趣点和需求，做到因人而异，因材施教。（2）召开学生代表交流座谈会，精准把握学生对教师的教学反馈信息，了解学生们的实际想法和困难。学生就任课老师的教学方法等方面给出良好的建议、意见与期待。例如，根据学生反馈，了解到学生的学习困难是学习到知识点却不知怎么理解和应用，几乎和没有学效果一样。因此，在讲解含氧酸的性质时，笔者在课堂上适当增加了一些随堂练习，让学生学有所用。同时可以促进师生和生生互动交流的机会。再如，在讲解化学反应方程式时，引入讨论话题“84消毒液与洁厕灵可以混用吗？”及其他生活小贴士，加深学生对知识的理解。

（三）课程思政设计

课程思政的内涵注重的是教育方法和教育体系，蕴含着一种教育理念和责任。2016年，习近平总书记强调“把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”，继而开启了高校课程思政改革的热潮。课程思政的提出，丰富了思想政治教育的内涵，要求高校教师要实现全员、全程和全方位育人（即“三全育人”）。在此背景下，专业课程思政融于教育教学全过程成为了当下教学改革的热点之一。

基于“三全育人”理念，笔者将其渗透到整个教学过程中，有效地挖掘了元素化学中的思政元素，将课程思政润物无声地贯穿于全员学习过程[4-6]。

1. 引入生活化场景小故事，激发学生的学习兴趣，培养学生的发散思维

根据上述无机化学课程现状分析可知，元素化学部分具有内容繁杂、知识点多且分散等特点，在教学实践过程中，如何调动学生的学习兴趣和主观能动性，增强学科认同感是本课程亟待解决的问题之一。因此，在进行课程教学设计时，笔者引入了不同的生活小故事，一方面，采用情景式教学方法吸引学生的注意力和学习兴趣;另一方面，通过生活案例与教材知识的融合有助于培养学生的发散思维。比如：在讲解F元素时，基于“what-why-how”黄金圈法则，引出“我们身边的F元素”生活小故事。一方面引导学生积极参与思考身边的F元素物品有哪些，另一方面根据学生回答抛出更深层次的问题“为什么要含F，有哪些功效，如何实现这些功效”。这既有利于学生掌握知识点，又促进培养学生遇到问题时采用多元思维模型去思考问题、剖析问题和解决问题的能力，从而培养学生的发散思维能力。

2. 挖掘科学研究的前沿热点，培养学生的科研和创新意识

比如在讲解卤素的通性时，涉及很多变化规律。但是学生理解不了，更不知道这个规律有什么用，容易遗忘。为此，结合目前的研究热点“有机卤化铅钙钛矿太阳能电池”，讲解有机卤化铅ABX3中卤素X对光谱吸收的影响。讲解知识点的同时，提醒各位大学生在进入大学初期要给自己找准定位和合理安排大学四年生活，做好职业规划，并积极鼓励有兴趣的学生考研，从事科学研究工作，同时还要培养学生的创新意识。

3. 结合名人事迹，培养学生的家国情怀

“知责任者，大丈夫之始也;行责任者，大丈夫之终也。”责任和担当，是家国情怀的精髓所在。在元素化学的教学过程中，笔者通过融入名人事迹引导学生要敢于担当，培养学生的责任感和爱国主义精神。比如，在讲解卤素单质的制备时，通过讲述“氟的悲壮史”，引导学生要敢于承担责任，勇于担当。又如在讲解卤素的氧化物时，引入“ClO2龙头企业——山大华特科技股份有限公司”，讲述了该公司用于麦草浆漂白的二氧化氯制备装置是自主研发的，实现了国产二氧化氯制备装置在纸浆漂白领域的重大突破，填补了国际空白。这样做是在培养学生的爱国精神，增强民族自信，引导学生要敢于担当，为社会主义事业贡献一份力量。

4. 结合生活与现实案例，培养学生的高阶思维

在安德森的《学习、教学和评估的分类学》中，认知目标分为两个维度，即“知识”和“认知过程”。其中“认知过程”这个维度包括了记忆、理解、应用、分析、评价和创造。在教学设计和实践时，要将低级思维和高阶思维活动共同构成多样化，设置由低到高的递进式的课程活动，帮助学生发展低阶思维的同时，推动学生的高阶思维发展，提高课堂教学的有效性。而高阶思维的培养靠的是学生自主学，因此在课程教学设计时，采取“以学生为中心”的教学模式[7]，设计不同难度系数的生活案例调研与解析，让学生通过自我知识构建，深度学习，进而有助于学生高阶思维的养成。比如，“你认识的卤素及应用”的课前导入与课后反馈总结。在讲解卤素时，通过课前导入“你认识的卤素及应用”，学生结合自己调研情况回答，提高学生的参与度。在对课程知识点进行系统学习后，课后学生再结合自己的调研内容和课程知识点，根据知识点与调研自我构建知识体系，培养学生高阶思维能力，实现对知识的创造与再加工[8]。

三、教学改革的效果

对授课班级使用“问卷星”进行问卷调查（如图3所示），结果显示65.22%的学生喜欢“教师知识点讲解+学生随堂翻书标记+随堂练习+小组讨论和总结”这种授课方式。学生普遍认为改革后的授课方式，有助于提高学习注意力和积极性，激发了他们的学习兴趣。

四、教学改革总结与反思

通过学生交流座谈会，学生反馈了几点：（1）教师自身的人格魅力，积极努力勤勉的工作和学习态度在无形中影响着他们。（2）增加随堂测验后的学习效果明显提高，如果建立线上题库就更完美。（3）课前导入的丰富内容，比如视频，可以有效提高学生的参与度和学习热情。（4）教师引入的生活案例，通过增加与师生/生生互动，增进师生感情。（5）希望增加学生的平时成绩比重，课堂表现和互动可以积分。（6）希望老师可以在课前发PPT和思维导图等学习文件，提前公布课程的活动安排与要求，包括知识的重难点。

结合上述问卷调研、学生座谈会和实际教学效果来看，通过教学模式、教学方法和课程思政设计的改革后，取得了一些好的成效，但仍需要進一步完善和改进。在以后的教学过程中，还需要更细致地进行学情分析，更深一步地挖掘学生的需求与课程知识点之间的联系，关注问题学生，完善教学评价体系，更大程度地让学生受益，着力培养全面发展的高素质人才。

参考文献：

[1]奚宝娟，熊胜林.如何提高学生学习无机化学的兴趣[J].大学化学，2021，36（7）：58-62.

[2]梁爱琴，宋祖伟，曲宝涵.性构相依理论在元素化学教学中的应用[J].化学教育，2014（20）：13-16.

[3]周映华，承勇.浅谈PBL教学法在化工类的元素化学教学中的应用[J].教育教学论坛，2019（33）：170-171.

[4]耿延玲，高洪涛.基础化学原理中元素化学的教学改革与探索[J].广州化工，2019，47（11）：163-164.

[5]李襄宏，张丙广，黄涛，等.关于元素化学教学的体会和几点建议[J].广州化工，2020，48（1）：127-128+157.

[6]展鹏，刘新泳.药学专业元素化学教学方法探究[J].大学化学，2020，35（2）：14-20.

[7]李灵芝.凸显以学生为主体的元素化学教学模式探索[J].科技信息，2013（9）：150+157.

[8]李玲，王娟，张弛，等.基于任务驱动的“进阶式动态教学”在无机化学混合式教学中的应用初探[J].大学化学，2021，36（7）：17-22