摘要：在新工科背景下，化工專業(yè)的無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的教學(xué)模式側(cè)重于知識傳遞，在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力方面存在不足。隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)對復(fù)合型創(chuàng)新人才的需求日益迫切，這對高等教育提出了新的挑戰(zhàn)和要求。而改革教學(xué)內(nèi)容和方法，不但能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，還滿足了社會及用人單位對人才的要求?；诖耍紫确治隽藷o機(jī)化學(xué)教學(xué)的主要特點(diǎn)，然后探討了無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的主要方向，最后重點(diǎn)討論了無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的具體措施。旨在進(jìn)一步提升學(xué)生對無機(jī)化學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力，促進(jìn)其創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無機(jī)化學(xué);創(chuàng)新能力;教學(xué)改革;學(xué)生

隨著新工科背景下教育理念的革新，化工專業(yè)無機(jī)化學(xué)教學(xué)的改革顯得尤為迫切。傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)教學(xué)模式側(cè)重于理論知識的灌輸，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易出現(xiàn)理解淺顯、實踐能力不足的問題，這不僅限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維發(fā)展，也難以滿足現(xiàn)代化工行業(yè)對創(chuàng)新型人才的需求［1］?；ば袠I(yè)進(jìn)步快速且面臨日益復(fù)雜的實際問題，要求高校培養(yǎng)出具備綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才。因此，對無機(jī)化學(xué)教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)性改革，探索新的教學(xué)方法和模式，已成為提升學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵路徑。而且，通過進(jìn)行無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的研究、探析其改革路徑與方法，能夠為高?；I(yè)人才培養(yǎng)模式提供新思路，促進(jìn)教育質(zhì)量的提升。

1無機(jī)化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)

1.1綜合性和交叉性

無機(jī)化學(xué)作為一門基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)科，其綜合性和交叉性特點(diǎn)在新工科背景下尤為突出，特別是在化工專業(yè)中發(fā)揮著重要作用。無機(jī)化學(xué)的研究對象廣泛，包括元素及其化合物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)制，這使得無機(jī)化學(xué)與材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)等多個學(xué)科緊密相關(guān)［2］。例如，在材料科學(xué)中，無機(jī)化學(xué)知識對于理解和開發(fā)新型材料如催化劑、半導(dǎo)體、納米材料等至關(guān)重要。此外，無機(jī)化學(xué)的交叉性體現(xiàn)在與其他學(xué)科的相互滲透和融合上。例如，化工專業(yè)學(xué)生需要掌握無機(jī)化學(xué)中配位化學(xué)的基本概念，應(yīng)用于工業(yè)催化劑的設(shè)計與合成等。

1.2強(qiáng)調(diào)實驗探究

在新工科背景下，無機(jī)化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)之一是強(qiáng)調(diào)實驗探究，這對于化工專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要意義。無機(jī)化學(xué)通過實驗研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)規(guī)律，這種實踐性特點(diǎn)要求學(xué)生在實驗中親自動手，觀察現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，并通過實驗現(xiàn)象理解和驗證理論知識。而且在無機(jī)化學(xué)的實驗探究中，學(xué)生需要進(jìn)行各種復(fù)雜的實驗操作，如合成新型無機(jī)化合物、測定其物理和化學(xué)性質(zhì)、分析反應(yīng)產(chǎn)物等。這些實驗不僅涉及基本的化學(xué)實驗技術(shù)，還需學(xué)生掌握如光譜分析、晶體結(jié)構(gòu)解析、電化學(xué)測量等先進(jìn)的實驗方法。此外，無機(jī)化學(xué)實驗探究注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊合作精神。許多實驗課題具備探索性和開放性，要求學(xué)生設(shè)計實驗方案、解決實驗過程中遇到的問題，并科學(xué)地解釋實驗結(jié)果。

1.3知識容量大

在新工科背景下，無機(jī)化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)之一是知識容量大，這對化工專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要影響。無機(jī)化學(xué)涵蓋周期表中所有元素及其化合物的化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征、反應(yīng)機(jī)制等內(nèi)容，知識范圍非常廣泛。學(xué)生不僅需要掌握基本元素和化合物的性質(zhì)，還需深入了解復(fù)雜的配位化學(xué)、固體化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)等多個分支領(lǐng)域。這種龐大的知識體系要求學(xué)生具備強(qiáng)大的記憶能力和系統(tǒng)的知識整合能力。此外，無機(jī)化學(xué)涉及大量的化學(xué)反應(yīng)和機(jī)制，需要學(xué)生通過反復(fù)學(xué)習(xí)和實踐才能掌握。無機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型豐富，包括酸堿反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、配位反應(yīng)等，每種反應(yīng)類型都有其獨(dú)特的反應(yīng)機(jī)理和規(guī)律。例如，理解復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)機(jī)理和掌握不同配位化合物的合成方法，都是對學(xué)生知識容量和應(yīng)用能力的挑戰(zhàn)。這不僅要求學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識，還需要他們能夠?qū)⒗碚撝R靈活地應(yīng)用于實際問題。

2無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的主要方向

2.1強(qiáng)化實驗教學(xué)與實踐應(yīng)用

在新工科背景下，強(qiáng)化實驗教學(xué)與實踐應(yīng)用是無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的核心方向，對化工專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)影響。無機(jī)化學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，其教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過實際操作來理解和掌握化學(xué)原理與現(xiàn)象。通過實驗教學(xué)，學(xué)生能夠?qū)⒄n堂上的理論知識轉(zhuǎn)化為實踐技能，增強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的直觀理解。此外，實驗教學(xué)還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、動手能力和解決問題的能力，這些都是創(chuàng)新能力的重要組成部分［3］。實踐應(yīng)用不僅限于實驗室，還包括模擬工業(yè)生產(chǎn)過程、參與實際工程項目等，這使學(xué)生在真實環(huán)境中鍛煉和應(yīng)用所學(xué)知識，進(jìn)行理論與實踐的結(jié)合。同時，通過實驗與實踐，學(xué)生能夠自主發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)并進(jìn)行驗證，從而培養(yǎng)科學(xué)探究精神和創(chuàng)新思維能力。在化工專業(yè)中，實驗教學(xué)與實踐應(yīng)用尤為重要。學(xué)生通過具體的化學(xué)反應(yīng)實驗、工藝流程模擬等實踐活動，能夠深刻理解化工過程的原理和技術(shù)要求，為將來在實際工作中進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和解決問題打下堅實基礎(chǔ)。

2.2推動跨學(xué)科融合與綜合教育

無機(jī)化學(xué)與材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)等多學(xué)科緊密相關(guān)，其研究對象和方法具有顯著的交叉性和綜合性。通過跨學(xué)科融合，無機(jī)化學(xué)教學(xué)能夠幫助學(xué)生建立更全面的知識體系，培養(yǎng)其綜合運(yùn)用多學(xué)科知識解決復(fù)雜問題的能力。例如，化工專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)時，可以結(jié)合材料科學(xué)中的新型材料研發(fā)，環(huán)境科學(xué)中的污染控制技術(shù)，以及生物化學(xué)中的生物催化過程，從而拓展其知識廣度和應(yīng)用深度。這種綜合教育模式不僅提高了學(xué)生的理論素養(yǎng)，還增強(qiáng)了他們的實際應(yīng)用能力，促進(jìn)了創(chuàng)新思維的發(fā)展。此外，跨學(xué)科融合的教學(xué)模式鼓勵學(xué)生在不同學(xué)科的交叉點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)新的研究課題和創(chuàng)新點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的跨界思維和創(chuàng)新意識。在具體的教學(xué)過程中，綜合性的課程設(shè)計、跨學(xué)科項目研究和多學(xué)科團(tuán)隊合作，可以使學(xué)生在多元視角下思考問題，提升其創(chuàng)新能力和實踐水平。

2.3引入現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)與方法

現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，如虛擬實驗室、在線學(xué)習(xí)平臺和多媒體教學(xué)資源，為無機(jī)化學(xué)的教學(xué)提供了豐富的工具和手段。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅拓寬了教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，還增強(qiáng)了教學(xué)的互動性和靈活性，使學(xué)生能夠更加直觀地理解復(fù)雜的化學(xué)概念和反應(yīng)過程。而現(xiàn)代教學(xué)方法，如翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和團(tuán)隊合作。通過課堂討論、項目研究和實際應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生在知識獲取和問題解決中的創(chuàng)新能力［4］。從整體上來說，引入現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)與方法，不僅提升了無機(jī)化學(xué)的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，更為化工專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了有力支持，助力學(xué)生在未來的科研和工程實踐中取得創(chuàng)新突破。

3無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的具體措施與路徑

3.1增強(qiáng)實驗教學(xué)的靈活性和多樣性

在新工科背景下，增強(qiáng)實驗教學(xué)的靈活性和多樣性是無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的關(guān)鍵策略，對化工專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)影響。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)通常以預(yù)設(shè)的實驗步驟為主，學(xué)生的探索和創(chuàng)新空間受到限制。為了改變這一現(xiàn)狀，可引入開放性實驗項目，讓學(xué)生自主選擇研究課題并設(shè)計實驗方案。例如，化工專業(yè)課程中可以設(shè)置關(guān)于新型催化劑合成與性能評價的開放性實驗項目。學(xué)生們首先進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，選擇一種具有潛在應(yīng)用價值的催化劑，并設(shè)計出合理的合成路線和性能測試方法。實驗過程中，學(xué)生需要根據(jù)實際情況調(diào)整實驗條件，解決出現(xiàn)的問題，并通過多種分析手段對催化劑的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行全面表征。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和實驗技能，還激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和科學(xué)探究精神。此外，結(jié)合虛擬實驗室和先進(jìn)模擬軟件，可以讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行復(fù)雜實驗操作，提高實驗效率和安全性。例如，通過模擬軟件，學(xué)生可以預(yù)先設(shè)計并優(yōu)化實驗方案，預(yù)測可能的實驗結(jié)果，從而在實際操作中更加有的放矢。

3.2推動跨學(xué)科項目和合作研究

在新工科背景下，推動跨學(xué)科項目和合作研究是無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的重要策略，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要思路。通過跨學(xué)科項目，學(xué)生可以將無機(jī)化學(xué)知識與其他學(xué)科知識相結(jié)合，培養(yǎng)綜合分析和解決復(fù)雜問題的能力。例如，化工專業(yè)課程中，設(shè)立了一個關(guān)于“環(huán)境污染物催化降解”的跨學(xué)科研究項目。該項目聯(lián)合了無機(jī)化學(xué)、環(huán)境科學(xué)和材料科學(xué)的專家和學(xué)生，共同探討新型催化劑在污染物降解中的應(yīng)用。化工專業(yè)的學(xué)生負(fù)責(zé)催化劑的合成與表征，環(huán)境科學(xué)的學(xué)生進(jìn)行污染物的檢測和降解效率評估，材料科學(xué)的學(xué)生則研究催化劑的微觀結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。通過這種跨學(xué)科合作，學(xué)生們不僅能夠?qū)W到其他學(xué)科的知識和方法，還能在實際項目中鍛煉團(tuán)隊協(xié)作和創(chuàng)新能力。

3.3強(qiáng)化與工業(yè)實踐的緊密結(jié)合

在新工科背景下，強(qiáng)化無機(jī)化學(xué)教學(xué)與工業(yè)實踐的緊密結(jié)合，是培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要策略。這一策略通過將課堂理論與實際工業(yè)應(yīng)用結(jié)合，使學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識。例如，在化工專業(yè)課程中，學(xué)校與一家知名化工企業(yè)合作，開展一項關(guān)于新型催化劑在工業(yè)廢氣處理中的應(yīng)用研究項目。學(xué)生在企業(yè)專家的指導(dǎo)下，參與到實際生產(chǎn)流程中，觀察并學(xué)習(xí)催化劑的工業(yè)合成與應(yīng)用過程。具體案例中，學(xué)生在企業(yè)的實驗室和生產(chǎn)線上，通過實地操作，了解催化劑在高溫高壓條件下的性能表現(xiàn)，并根據(jù)生產(chǎn)需求優(yōu)化了催化劑配方，提高了其催化效率和穩(wěn)定性。通過這種實踐，學(xué)生不僅掌握了無機(jī)化學(xué)的核心知識，還獲得了寶貴的實際操作經(jīng)驗并鍛煉了問題解決能力。學(xué)生在項目中提出的創(chuàng)新改進(jìn)方案，不僅在企業(yè)生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，還被作為優(yōu)秀案例在課堂上進(jìn)行分享和討論。這種教學(xué)模式不僅強(qiáng)化了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維，還培養(yǎng)了學(xué)生與行業(yè)需求接軌的能力，顯著提升了學(xué)生在未來職業(yè)中的競爭力。

4結(jié)語

無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革通過強(qiáng)化實驗教學(xué)、推動跨學(xué)科項目、引入現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)與互動模式，以及與工業(yè)實踐緊密結(jié)合，全面提升了化工專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)。教學(xué)改革策略的研究不僅促進(jìn)了學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，還為培養(yǎng)未來的新工科人才奠定了堅實基礎(chǔ)。未來，還需持續(xù)優(yōu)化無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革，進(jìn)一步加強(qiáng)與先進(jìn)科技和行業(yè)需求的對接，為化工專業(yè)學(xué)生提供更多創(chuàng)新實踐機(jī)會和成長空間。

參考文獻(xiàn)：

［1］梁永鋒，楊楠楠，李振亮，等.知識、能力、素養(yǎng)有機(jī)融合的“無機(jī)化學(xué)”教學(xué)改革實踐——以自治區(qū)一流課程“無機(jī)化學(xué)”建設(shè)為例［J］.安徽化工，2022，48（6）：149153.

［2］石峰，丁琳.新工科背景下的無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革探索［J］.廣東化工，2021，48（7）：198199.

［3］劉海燕，代小平，張瑛，等.壓縮學(xué)時背景下無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革［J］.大學(xué)化學(xué)，2021，36（7）：3945.

［4］劉學(xué)文，唐裕才，胡霞，等.新課程背景下師范專業(yè)無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革探討［J］.廣州化工，2019，47（10）：160161，192.

［5］臧雙全，王建設(shè)，韋永麗，等.大學(xué)無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的探索與實踐［J］.大學(xué)化學(xué)，2019，27（5）：3335.

基金項目：山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新立項項目（J20221585）;山西科技學(xué)院2024年度一流本科課程（Ylkc2024009）

作者簡介：李嬌，女，山西萬榮人，講師，碩士，研究方向：大學(xué)化學(xué)教學(xué)改革及光電催化材料。