药学无机化学教学方法

摘要:在教学实践中致力于无机化学教学方法的改良创新，在教学中运用衔接与导入式 教学、基于科研转化教学的研究式案例教学、思维导图式教学、翻转互动教学、形象化教 学、化学哲学教学、基于小组学习模式的成绩考核方法等多种教学方法，从而构建新型的 多元化课堂教学模式。 关键词:无机化学;教学方法;改良 1 无机化学课程特点及教学中存在问题 无机化学是高校药学类专业的第一门专业基础课程，也是大学化学的入门课程。该课 程教学面临着诸多与高中化学的衔接性内容，教师在教学中需要对高中相关知识进行回顾 与调用，帮助学生从基础教育模式(知识点重复学习方式)向大学化学的学术性、探究性、 自主性学习模式转变。因此，无机化学教学在整个药学专业教育体系中具有启蒙性功能 ［1］。此外，无机化学具有内容抽象、理论深奥、体系庞杂、知识零散的特点，教学任 务繁重。73.17%的学生认为造成无机化学某些章节学习困难的最主要原因是由该课程属 性决定的(基于 2017 级本校药学院本科生调查问卷，样本量 123 人，下同)，尤其是物质 结构部分比较枯燥和晦涩，元素化学的内容多为描述，点多面广，教学模式固定，千篇一 律，且新知识、新技术介绍较少，往往导致刚脱离基础教育模式的大学新生产生畏难及厌 学情绪［2］。现代无机化学是充满活力、发展迅猛的学科，且与其他领域不断交叉融合、 互相渗透。因此，高等院校的无机化学教学对科学技术的新发展应当有所反映，无形中又 增加了无机化学的教学内容。但是当前教学改革使教学课时数大大减少，教师按照大纲要 求在有限的课时内完成教学任务，势必要在课堂向学生教授大量的书本知识，“以教师、课 堂、教材为中心”的“填鸭式”传统教学模式仍然盛行，学生被动接受知识，缺乏互动交流， 未充分考虑学生的差异性，只追求教学内容目标而忽略学生发展目标，严重挤压学生独立 思考空间，不利于学生创造性思维和实践探索能力的培养［3］。另一方面，综合性课程 教学已经成为新形势下的大学教学改革趋势，从单纯的、传统的单一学科教学为中心模式 向多学科交叉模式进行转变，这种转变也应在高等院校无机化学教学中有所体现。但是， 我国药学专业现行无机化学教材多数按学科理论体系为核心编写，过分强调该学科自身的 知识体系，忽视了学科之间、课程之间、理论知识与实践之间的联系，导致学生的思维被 限制在比较狭窄的知识框架内，很难与其他学科或课程知识融会贯通。如何保证无机化学 教学中的经典理论体系同现今的科学相融合，既让学生在有限的时间内掌握无机化学基础 知识，又能学以致用，适应现今科学的迅速发展要求，这对课堂教学提出了更高的要求， 更是任课教师需要持续研究的课题。 2 高校无机化学教学改革基本思路 无机化学课程的教学模式对学生能否适应大学专业学习以及学习主动性和科学思维方 式的培养起着至关重要的作用［4］。笔者调研发现，72.36%的学生认为提高课堂教学质 量的关键因素是教学方法。因此，教师如何采用新的教学方式，提高教学质量，激发学习 热情，培养学生自主学习能力和创新意识，化解教学学时短、教学内容多的矛盾，对大学 无机化学的教学来说是一个严峻的挑战，更是值得无机化学教师思考的问题。针对教学方 法不适、无机化学庞大的知识体系与课程教学时数的限制、无机化学教学内容与现今的科 技发展相脱节等方面的问题，笔者认为从药学专业无机化学课程特点出发，遵循建构主义 等教育学、心理学基本原理，按照教学规律，灵活运用多种教学方法与手段，是当前高校 无机化学教改的基本思路［5］。为充分调动学生的学习积极性，激发学生的内在动力， 培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的综合素质，笔者近几年在教学方法上做 了一些有益的探索，具体包括衔接与导入式教学、基于科研转化教学的研究式案例教学、 思维导图式教学、翻转互动教学、形象化教学、化学哲学教学等，探讨了基于小组学习模 式的成绩考核方法。 3 高校药学类专业无机化学教学方法改革初探 3.1 衔接与导入式教学。调查发现，71.54%的学生认为课堂讲一些与无机化学基础 知识相关的科普知识及后继课程相关内容很有必要。为了使知识点教学形象生动，提高学 生的学习兴趣，根据教学内容，在介绍新知识点时，笔者采用衔接与导入式教学［6］， 从日常生活、社会问题、热点新闻及科学前沿等视角寻找切入点，适时、适当、巧妙地引 入问题，通过层层设疑、逐步推进的启发，提高学生学习兴趣，帮助学生理解深刻、牢固 掌握所学内容。例如，在学习沉淀溶解平衡一章时，笔者以日常生活中的龋齿及含氟牙膏 的作用、痛风、结石与骨质疏松等病理现象以及大自然中溶洞、钟乳石的形成切入点;在学 习酸碱平衡时，以老百姓日常谈论的食物酸碱性与健康的话题、人正常体液均处于恒定的 pH 值范围这一现象为切入点;在学习氧化与还原一章时，以人们津津乐道的抗氧化食物为 切入点;讲授浓差电池时，从心电图的原理入手;以科技前沿石墨烯引出碳元素一节;在讲到 金元素时，笔者通过一句唐诗“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，让学生分析这句诗反 映了金的哪些属性(化学性质稳定、密度大、贵重)，可谓别开生面;再如，结合臭氧层破坏、 温室效应、水体污染、重金属中毒等环境问题引出相关章节，不仅能提高学生的兴趣，还 能培养学生的环保意识。3.2 基于科研转化教学的研究式案例教学法。案例教学法是一种 符合现代教育理念的教学方法，它具有目的性、真实性、启发性和实践性等特点，备受推 崇［7］。大学教师的教学与科研联系紧密，笔者综合案例教学法、基于问题的教学法 (Problem-basedlearning，PBL))、探究式教学、体验式教学等优点［8］，提出基于科 研转化教学的研究式案例教学法，特点在于所选用的案例取自任课教师科研实践，即围绕 课程培养目标，以教师科研实践中的问题为代表性案例，将教材内容与科技前沿相结合、 课堂知识与课题研究相结合，以学生为主体、教师为主导的教学方法，在案例讲解的过程 中将基本原理与方法融入其中，组织学生对案例进行分析讨论、归纳总结。改善传统的“概 念－定理－推导－结论”的教学模式，活跃课堂气氛，拓宽学生视野，培养学生的科研兴趣 与科学素养，激发创新欲望，提升获取知识和解决实际问题能力，且比单纯的理论灌输生 动易学，更能有效地提高课堂教学质量。另一方面，教学可使科研成果得到印证与传播， 教师通过学生活跃的讨论，碰撞思想的火花，加深他们对基础理论的理解，利于基本原理 在科研工作的运用。德国哲学家雅斯贝尔斯曾说:“最好的研究者才是最优秀的教师，只有 这样的研究者才能带领人们接触真正的求知过程，乃至科学精神，只有他才是活学问的本 身，跟他来往之后，科学的本来面目才将得以呈现。通过他的循循善诱，在学生心中才可 引发同样的动机。只有自己从事研究的人才有东西教别人，而一般教书匠只能传授僵硬的 东西。”因此，教师可将自己的科研经历渗透到与教学要求相符的知识点中。例如，在讲授 配合物时，重点讲解目前正在研究的基于金属螯合机制的抗病毒、抗肿瘤药物，将前沿的 科学问题归结到基础的配位化学知识;在讲授分子间作用力时，结合笔者承担的国家级课题 相关的药物设计内容，介绍当前热门的精准药物设计，提高学生的学习兴趣。需要强调的 是，研究式案例教学法的成功实施需注意以下几方面:首先，案例的选择要基于无机化学的 重点内容及有利于发展探究能力的内容。通过多年实践，笔者认为案例教学的难点在于与 知识点相契合的案例的收集、筛选与整理，如何将零散的科研信息整合成可供学习交流的 实例;其次，为了适应以学生为中心的教学目的，教师除了具有扎实的专业知识外，还要不 断夯实专业知识，改进教学方法，学习新的课堂教学手段，做到案例内容与表现形式的匹 配。此外，以研究式案例教学法的实施为契机，笔者鼓励学有余力的学生参与科研活动， 如大学生创新实验，挑战杯大赛，通过教师的指导，训练其科学素养，培养创新精神，为 以后学习及工作奠定基础。3.3 思维导图式教学。思维导图是一种辅助记忆和扩展思维的 工具，由英国学者东尼博赞(TonyBuzan)在 20 世纪 60 年代初创立［9］，能促进学生进 行有意义的学习，通过整合新旧知识自主构建知识网络，优化知识结构，进而从整体上把 握知识;还能启发学生通过纵向横向总结归纳知识的来龙去脉，拓展相关知识、融会贯通、 举一反三，形成能力，内化为治学方法。有利于教师高屋建瓴地把握课程全貌，提高备课 效率与质量。近年来，思维导图已成为广泛应用的教学辅助工具［10］。无机化学的物质 结构部分电子云与原子轨道、钻穿效应与屏蔽效应等概念艰深晦涩，运用思维导图进行概 括、归类、比较、区别，帮助学生构建知识网络，避免相似概念的混淆，易于理解;四大平 衡部分计算公式繁多，理解记忆容易混淆。结合思维导图，进行公式和计算的推导，有助 于知识点的理解与记忆;元素化学属于无机化学的描述性内容，内容庞大，知识点琐碎杂乱， 涉及很多化学反应与现象。鉴于此，笔者设计出无机化学每章节及重要知识点的思维导图， 如图 1 为氢键知识思维导图，并在 2017 年无机化学课堂教学中实施“思维导图教学模式”。 问卷调查显示多数学生认为使用思维导图教学模式构建知识网络后，学习效率有一定的提 高(64.6%);对记忆新知识有帮助(77.88%);利用思维导图做笔记较传统方式更方便 (59.29%);思维导图笔记形式使思路更清晰(80.53%);利用思维导图复习功课时，能清楚 自己还有哪些知识点没有掌握(66.37%);有助于对知识和问题解决方法的积累(71.68%)。 需要注意的是思维导图的制作应当根据学期授课安排，围绕教学目标，紧扣教学大纲，根 据学生实际情况，合理安排章节，突出教学的重点和难点，并充分挖掘无机化学与药学专 业的紧密联系。3.4 翻转互动教学法。雅斯贝尔斯指出:“大学是研究和传授科学的殿堂， 是教育新人成长的世界，是个体之间富有生命的交往，是学术勃发的世界”。现代教学论认 为，传统教学的单向交流模式不能反映教学的复杂性质，多向交流能最大限度地发挥相互 作用的潜能［11］。信息流双向流通的小组合作学习被认为是近年来最重要和最成功的教 学改革。笔者调研发现，95.93%的学生认为教师应该以学习的引导者的身份参与到学习 过程中，在此背景下，“翻转互动教学法”应运而生，即改变传统的单向灌输式由教师一人 主讲的教学模式，由教师积极