創新能力培養與化學課程教學改革探索

方德宇 張林 吳品昌 孫艷秋 張柯欣

摘? 要? 基于文獻計量學研究，借助共詞分析和共現分析等文獻計量手段等方法，通過梳理國內外權威數據庫中的相關研究文獻，研究化學相關課程和學生創新能力培養的前沿與趨勢，結合教學經驗，對化學相關課程進行教學改革，以培養學生的自主學習能力，提高創新意識，提高分析問題解決問題的能力，為醫藥領域培養高素質人才。

關鍵詞? 創新能力；化學課程；教學改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）13-0104-04

0? 引言

黨的十八大報告指出，“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，必須擺在國家發展全局的核心位置”；黨的十九大報告指出，“創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐”；黨的二十大報告指出，“完善科技創新體系。堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位”[1-2]。因此，在當前的形勢下，培養具有科研精神和創新能力的人才成為各高校教育教學的戰略目標[3-4]，各高校越來越注重創新教育和實踐活動，以促進學生的創新思維和創新能力的提升，并逐漸意識到創新能力的培養應該貫穿整個大學的學習過程，可以通過改變課程設置、教學方式、教學方法、考核方式等形式增強學生創新能力的培養。

1? 醫藥院校中的化學課程

化學是研究物質的組成、結構、性質及變化規律的科學，是人類用來認識和改造物質世界的主要方法和手段之一，它是一門歷史悠久而又富有魅力的學科，與人類進步和社會發展之間的關系非常密切。化學相關課程是醫藥院校的一類專業基礎課程，包含無機化學、有機化學、分析化學、醫用化學、生物化學等多門課程。無機化學課程講授了無機物質的結構與性質、化學反應等內容；有機化學課程則重點介紹了有機物質的結構與性質、有機合成和反應等方面的知識[5]；分析化學課程涉及用化學分析和儀器分析等不同的測定方法定性定量地測定物質的成分、結構和含量等；醫用化學課程主要講授與醫學有關的化學知識，例如，藥物的合成、藥物代謝、藥物作用等，學生可以了解藥物的合成原理，從而為制藥和開發新藥等提供基礎知識；生物化學課程則關注生物體內物質代謝、代謝路徑、生物大分子的結構與功能等方面的知識，學生可以深入了解生物體內的物質代謝，為從事與生物體內物質代謝有關的工作提供基礎知識。

近年來，化學對醫藥領域產生了巨大的影響和推動，通過合成新藥物、優化藥物結構和性質等，推動了新藥研發和舊藥的優化；通過化學合成技

術，實現了高精度合成藥物；通過生物技術和生物化學技術，實現了制備生物藥物的目標；通過發展化學診斷技術，實現了疾病的早期診斷和治療監測?；瘜W是醫藥領域創新發展的重要驅動力，作為醫藥院校中重要的基礎課程，化學是醫藥教育的基礎，對于從事醫藥學相關工作具有重要的意義。

化學相關課程作為重要的專業基礎課程，通常面向大一大二的學生，除了講授化學相關知識，也是高校培養學生分析問題和解決問題的能力的基礎課，同時也是培養學生的創新思維和創新能力的基礎學科，可以為學生今后從事科學研究、醫藥學相關工作等提供良好的基礎。

2? 化學與創新能力培養的文獻計量學分析

為全面地了解有關化學課程培養學生創新能力的研究情況，以及該領域的研究熱點和前沿，本研究使用文獻計量學方法，對國內外研究文獻進行采集和分析，以化學培養學生創新能力的研究文獻為對象，通過共詞分析、共現分析等文獻計量學方法對收集到的研究文獻進行剖析，并結合可視化技術進行分析。

本研究選取的數據來自兩個方面：第一個是Web of Science（WoS）核心合集，包括Science Citation Index、Social Science Citation Index和Arts ＆ Humanities Citation Index等，文獻類型為論文；第二個是中國知網（CNKI），包含的所有期刊論文。在中國知網上使用高級檢索方式進行數據檢索，檢索式為SU=化學and教學改革+人才培養and創新，共檢索到475篇中文文獻；采用同樣的檢索詞拓展方法，在Web of Science上，檢索式為“TS=（Organic or inorganic chemistry or analytical chemistry） AND TS=（Education Research or Teaching Research）”，獲得336篇文獻記錄。

通過LinLog modularity算法進行聚類分析，CNKI關鍵詞共現網絡聚類分析得到6個聚類，其中排名第一的聚類的群組項目主要圍繞教學改革研究（出現頻次293，關聯強度586），WoS關鍵詞共現網絡聚類分析得到5個聚類，并與創新人才培養、創新能力、實驗教學等研究密切相關，見圖1、圖2，可見將化學相關課程進行教學改革，改變教學模式，重視實驗實踐教學，可以更好地培養學生的創新思維和創新能力，為社會培養應用創新型人才打下基礎。通過近五年主題分布年度交叉分析發現，化學相關課程的教學改革、實驗教學以及對創新型人才培養的關注度較高，見圖3（此圖為彩色，見知網）。由此可知，通過對化學相關課程進行教學改革來培養學生的創新能力十分必要。

3? 化學課程改革

化學相關課程的教學改革對大學生創新培養有著重要作用，總結近幾年的教學經驗，發現改變傳統的教學方式，在培養學生科學素養、培養創新思維、提高實踐應用能力、增強團隊合作能力等多個方面具有一定成效，因此，有助于提高學生的創新能力。

3.1? 改變理論課程的傳統教學方式

化學是對物質世界進行系統研究的科學，化學課程能夠培養學生的科學素養，包括對科學思維、科學方法、科學知識等的認識。在授課過程中，傳統的教學方式以教師講授為主，學生參與度不高，學習興趣較低，很少會主動思考。因此，可以將教學方式變為“以學生為主體”，教師在課堂上提出問題，引導學生思考，鼓勵學生運用科學方法解決問題，引導學生進行探索與討論，鼓勵他們提出自己的想法和見解，從而加深對科學知識的理解，培養學生提出問題和解決問題的能力，提高科學素養，為培養創新能力打下基礎。還可以在課堂上結合理論知識，通過分享相關科學家的科研故事，科學前沿實例、聯系生活實際等，鼓勵學生不僅學習理論知識，更重要的是學習科學家的嚴謹科學態度和創新精神。在教學過程中，可以突破學科之間的限制，通過跨學科聯合指導，結合其他學科的技術理論進行創新，例如，臨床檢驗通常是分析化學與免疫生理等學科的結合，可以聯合生物化學、免疫學、生理學等課程進行聯合教學，鼓勵學生從不同角度思考解決問題，以全面地培養學生的創新能力。

3.2? 增加課程的課時，改變實驗實踐課程的授課形式

化學課程涉及的內容廣泛，涵蓋了從基礎科學到生命科學等多個領域，對于提高學生的實踐應用能力有著很大的幫助。在化學課程中，增加實驗實踐操作課時比例，讓學生熟悉化學實驗過程和實驗操作技能的同時，使學生通過實驗實踐活動來理解化學知識，理論聯系實際，并鼓勵學生主動思考實驗結果，督促學生獨立探究科學知識，培養他們的科學素養[6-7]，增強其理論聯系實際的能力和實踐創新能力[8]。

化學實驗課程除了基礎實驗以外，還可適當增加設計性實驗，需要學生在理解基本原理的基礎上，進行推理分析、實驗設計等創新性實踐活動，從而培養學生的創新能力，例如，在無機化學的實驗中，酸堿反應的滴定實驗可以安排兩個：醋酸電離度和電離平衡常數的測定、碳酸鈉溶液的配制和濃度標定的訓練，將碳酸鈉溶液的配制和濃度標定的訓練設定為創新設計實驗，根據醋酸電離度和電離平衡常數的測定實驗的實驗方法讓學生自己設計實驗，選擇合適的滴定劑和滴定方法，而不是刻板地按照實驗書中給定的實驗進行操作，鼓勵學生探討創新實驗方案，培養他們獨立思考、勇于質疑和創新的思維。

化學實驗實踐課程教學可以不局限于實驗室，而是與相關醫藥行業合作，讓學生接觸實際工作環境，增強實際應用能力；利用線上線下相結合的教學方式，通過線上虛擬實驗，讓學生掌握更多的實驗操作技巧，練習應用化學知識解決更多的實際問題[9]，進而培養其創新能力。

3.3? 鼓勵學生參加科學研究和創新實踐活動，增強團隊協作能力和創新能力

創新實踐是培養學生創新能力的關鍵途徑[10]。在講授課程相關知識的同時，鼓勵學生運用所學知識，積極參與科研項目和創新實踐活動，既可以增強學生的團隊協作意識，也可以激發他們的創新熱情和創新能力，讓學生在實踐中鍛煉自己的創新思維和實踐能力。本課題組指導學生參與創新創業大賽十余項，其中多項獲得省級創新創業大賽獎項，通過參加創新創業大賽，學生的創新能力得到了很大的提高。

4? 結束語

綜上，在化學課程的教學中，進行適當的教學改革，增加實驗實踐教學，將科研精神和創新能力的培養融入醫藥院校的化學相關課程的教學中，有利于培養學生的自主學習能力，提高其創新意識及分析問題解決問題的能力，為醫藥領域培養高素質人才打下堅實的基礎。

5? 參考文獻

[1] 劉歡，王曉墨，成曉北，等.大學生科研實踐與創新能力培養：能源環境類第二課堂學生體驗及成效分析[J].高等工程教育研究，2023（S1）：130-134.

[2] 魯曼霞，毛志，劉向前，等.中醫藥高校創新創業與知識產權教育體系構建[J].高教學刊，2023，9（14）：57-60.

[3] 楊黎燕，張雪嬌，余麗麗，等.大學生自主學習能力的化學教學模式改革探索[J].廣州化工，2016，44（8）：210-211.

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[6] 郭偉華，劉云海，馬建國，等.以“創新能力培養”為導向的《無機化學實驗》教學設計與實踐[J].廣東化工，2016，43（20）：193-194.

[7] 王薇，董立軍，呂東煜，等.以創新人才培養為導向的無機及分析化學實驗課程體系建設與實踐[J].大學化學，2023，38（2）：90-97.

[8] 劉彤.基于科研項目的本科生自主創新能力培養路徑研究：以貴州大學化學與化工學院為例[J].化工高等教育，2022，39（3）：126-130.

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