教学创新大赛16丨师范类院校无机化学教学创新的 探索与实践

师范类院校无机化学教学创新的 探索与实践

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（以上为部分课件）

教师简介

     魏灵灵，博士（后），陕西师范大学化学化工学院，教授。主要开展无机非金属电子功能陶瓷材料、无机非金属发光材料及新型器件开发等方面的研究工作。多年来一直致力于研究结合组成结构设计和制备技术优化提高压铁电性能以期替代传统含铅材料，同时通过深入研究结构与电性能之间的关联性以探究宏观性能的物理机制，在无铅钙钛矿结构与钨青铜结构碱土碱金属铌酸盐材料体系都获得了一些重要的研究结果，具有很好的理论意义及应用价值。此外，还开展了压铁电材料在储能、光电与发光等方面的功能特性，以期在同一种材料中实现多个功能响应使其成为电子信息技术智能化和功能集成化的新型关键材料。目前，以第一作者或者通讯作者形式已发表SCI收录学术论文30余篇，研究成果得到国内外同行的广泛认可；以第一作者身份申请授权专利3项；作为项目负责人主持国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后基金、陕西省自然科学基金等多项项目；博士论文获2015年陕西省优秀博士学位论文，以参与人身份获两次陕西省科学技术奖二等奖。

     多年来一直承担无机化学和无机化学实验的教学任务，以第一作者的身份已撰写发表与教学改革相关的教学论文5篇；主持承担校级教学改革项目2项；2018年获学校第十一届青年教师教学基本功大赛理科组一等奖；2019年10月指导三位本科生在第一届全国大学生化学实验创新设计大赛中获一等奖；2020年12月获第三届陕西高校课堂教学创新大赛（本科）一等奖。

无机化学课程改革创新理念

      无机化学是化学相关专业学生进入大学后的第一门基础专业必修课，是基础中的基础，是衔接中学与大学的桥梁，既是分析化学、物理化学和结构化学等其他化学课程的基础，又是中级无机、无机材料、无机合成化学等课程群的基础。学生通过大一一年课程学习所获取的知识、能力和思维会直接影响到大学期间的所有学习和成长历程。无机化学肩负着培养学生对化学教育和研究的兴趣、转变学生的学习方式、强化科学思维、着重锻炼学生基本科学素养和培养创新能力的重任。因此，在教学改革过程中始终坚持以学生为中心的教学理念，以知识、能力、素养三大目标为牵引，提出了“知识能力——科研思维——教育情怀”一体化的课程理念，所采取的创新思路包含四个方面：以教学研究为手段，通过学术引导，系统研究教材，教学内容与时俱进、将传统知识、学术研究与发展应用有机融合。

无机化学课程改革创新策略与实践

落实课程思政，立德树人，全面育人

01

      2016年12月8日，习总书记在全国高校思想政治工作会议上强调指出：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”高校阶段是青少年学生思维模式升华的重要时期，因此思想政治与价值取向培养尤为重要。

      课程思政是高校完善全员全程全方位育人的重要抓手，它以科学有效的教育教学原则指导育人实践，提升育人效果。课程团队响应《高等学校课程思政建设指导纲要》中的教育教学政策导向，修订了教学大纲，对每章节的思政结合点进行了深入分析。在尊重课程内容科学性、逻辑性、完整性的基础上，课程团队教师充分运用互联网等新一代信息技术，挖掘、共享丰富的课程思政素材。将授课内容与思政相结合，将德育与智育相结合。无机化学课程核心内容的思政元素主要从家国情怀、社会责任、人文教育、文化传承等多个方面展开，通过学习老一辈科学家事迹为例，增强民族自信心；以我国化学工业前沿领域为例，增强民族自豪感；根据身边科学家事例，弘扬社会主义核心价值观，加强环保意识；以化学实验为载体，激发学生科技报国使命担当，结合生活生产实例；以大作业为载体，锻炼学生查找、整合信息能力。

建设梯度型教学团队，提升教师素养

02

      中国高等教育学会会长周远清说过：有了高水平的师资队伍就会有改革的动力，就会有高水平的改革。有了高水平的师资队伍就会有高的办学质量和办学水平。有了高水平的教师队伍，就有了高水平的科研，就有了高质量的保证。所以，我们组建了以学术为引导的无机化学教学团队；提倡教学科研两条腿走路。通过组织教学研讨、参加教学会议、鼓励教学研究来提升教师的素养。

      2015年，我们在科研团队的基础上组建了无机化学教研室，经过传承和发展，现在已形成包含16人的、退休教师做督导、老中青、传帮带的ABC无机化学课程教学梯队。并将博导、教授和人才作为每一梯队的教学核心力量。我们教学团队的所有教师都要有丰富的科研资源作为教学的重要支撑和底蕴。教学团队年龄和学缘结构合理、退休教师做督导，引领和坐镇课程改革创新实践，起到“把稳舵、定方向”的作用；教学经验丰富的资深教师们，起到“传承与创新重要桥梁”的支撑作用；中年骨干教师们起到“创新与实践的核心实施者”作用；青年力量由于对信息技术“学得快”“用得好”，起到课程建设的助推作用。

构建教学资源，推动课程建设

03

     近年来，由于互联网技术的深入发展，以MOOC 和翻转课堂为代表的创新型教学模式不断涌现，世界高等教育的面貌正在发生深刻的变革。同时，由于化学学科自身的发展，化学与社会生产实际的联系前所未有地紧密起来。这些新的变化为高等化学教育带来了新的课题和挑战。另一方面，在信息和网络时代成长起来的新一代学习者对高等教育提出了更高的要求，他们要求有新的教育形式、新的学科综合和新的课堂实例，并能获得实践的能力。

      一流的课程资源是课程具有持续吸引力和旺盛生命力的重要条件。课程团队需要充分使用各种信息技术手段，开发、建设一流课程资源，顺应时代发展，满足学生学习需求。以无机化学课程为例，2016年建设了无机化学BB教学平台，着手实施过程化考核评价。2017年，将吉林大学、武汉大学、南开大学联合编著的无机化学教材全面应用于师范和非师范专业。2018年，在教学过程引入了与教材配套的国家精品课程优质MOOC资源作为重要借鉴。2019年，启动了可用于教学与教师参考的无机化学丛书的编写工作。2020年，我们将团队成员参与开发的国家级虚拟仿真实验和我们开发的系列手机端虚拟仿真实验，通过现代信息技术灵活高效融合到了我们的无机化学课程教学中，进一步巩固与促进了教学模式改革和创新。以上这些高标准、高质量的课程资源，既保证了线上课程内容的持续更新，让学生保持新鲜感，也确保了线下实体课堂教学改革的顺利进行。

改革教学内容，强化科学思维

04

      课堂教学重视化学基础理论知识在生产实践及科学研究中的具体应用，围绕无机化学基本理论的发展历程、现代表征技术对化学知识的推进与更新、无机合成制备方法的进展与应用、科学前沿研究等，组织学生以小组形式开展合作学习、讲解展示、讨论探究及分组竞赛等教学活动。采用案例教学法、任务驱动法、问题导向法等教学方法，引导学生团结合作、发现问题、归纳总结、积极分享各自的观点，增进师生之间的交流互动，营造主动热烈的学习氛围，充分提高学生学习主动性。

     在教学内容组织过程中，通过将化学基础知识和无机材料发展应用有机融合，更加关注基本原理与实际应用之间的联系，重点引用近年来对学科发展有促进意义的科学研究成果或者学科交叉内容作为案例，并使之系统化、模块化，教学内容上包含相当多的无机化学前沿课题，并且涉及生命科学、环境科学、材料科学等交叉学科内容，具有更为广泛的知识宽度。适当增加教学内容的难度，培养学生应用理论知识进行材料组成设计、制备技术和生产应用创新的意识很能力，增强学生对学科发展前沿和行业动态的把握。

创新教学方法，促进教学研究

05

      与中学教学主要“照本宣科”不同，大学教学具有较大的灵活性。教师授课在保证学生掌握基本知识点的前提下，可以而且应当让学生了解国际学科发展与前沿、了解国家相关领域和行业的发展与知识需求、了解中国科学工作者对此所作的贡献，启发学生的创新思维与批判性思维，促进学生的科学素养发展。

      打破教师单向灌输的课堂结构，通过多元化的教学方法和灵活的教学手段精心开展教学设计，使学生“动起来”，基于OBE的理念，授课过程从注重“知识传授”转变为关注“能力培养”，打造线上线下混合教学模式：根据学情分析，将学生容易理解、能够通过自学掌握的基本概念及理论等知识点设计为线上学习内容。教师提前一周线上发布自学任务，推送相应线上资源，培养学生自主学习能力以及积极的科学探索精神。布置小组合作任务，学生通过团队协作完成方案设计、PPT制作和发言提纲，激发学生团结合作的意识。教师课前在线指导，答疑解惑。通过BB平台线上统计数据及时了解学生课前自学情况，为提高课堂教学的有效性奠定基础。

      课堂上采取半翻转课堂模式和问题探究式教学方法，注重学生科学思维的培养。组织学生以小组形式开展合作学习、讲解展示、讨论探究及分组竞赛等教学活动。采用案例教学法、任务驱动法、问题导向法等教学方法，引导学生团结合作、发现问题、归纳总结、积极分享各自的观点，增进师生之间的交流互动，营造主动热烈的学习氛围，充分提高学生学习主动性。同时，注重实践与理论的高效融合，将重要的科研实验以短小精悍的Mlabs移动端虚拟仿真实验引入课堂教学活动中，强调了知识原理的重要性，培养了学生的应用思维，让学生通过手机端虚拟仿真实验体会了科研实验的过程，感受了现代技术表征手段的强大，锻炼了学生的科研素养和探究意识。

      以上这些过程激发了学生学习热情、增强了学生学习动力、提高了成就感，促进学生的学习习惯逐步从传统 “被动学习”转变为“主动学习”模式。课堂上的高效互动促进了合作探究和个性化学习、实现了引导性施教。真正实现“以学生为中心”的教学模式的转变，从而有利于落实培养学生的化学教育与科学研究素养。

无机化学课程改革创新成效

     无机化学课程改革与创新历程已实施推动多年，无机化学教学团队经历了课程内容设置的反复打磨、教学资源开发的绞尽脑汁和课堂教学改革的艰难推进，可以说，课程建设的过程就是砂砾成长为珍珠的过程，是长期的逐步建设、发展和完善的过程。在这一过程中，无机化学教学团队的教学理念发生了转变，教学能力得到了提升，课程建设成效初显。课程建设理念已经由满足教学需求的“资源型建设”转变为了以学生为中心的“育人型建设”，但教学改革仍然存在很多的问题和很大的提升空间。在后期的教学过程中，教学团队会进一步充分利用信息技术，拓展课程建设形式，以更好地实现“以学生为中心”的教育宗旨，将“立德树人”作为职业理想，不断为培养国家需要的人才而努力，为建设高等教育强国而奋斗。

来源丨陕西省高等教育MOOC中心

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