无机化学是高等院校化学类相关专业的一门非常重要的必修课程。像化学、化工、材料以及生物医药等专业都离不开无机化学^[1]。在我院，化学、科学教育、生物技术、园艺、葡萄与葡萄酒工程专业均开设无机化学相关知识。其中，化学专业的无机化学(I)的主要内容就是无机化学原理；科学教育专业的基础化学及实验(上)的主要内容也是无机化学原理；生物技术专业和园艺专业的大学化学(I)有一半内容也是无机化学原理；葡萄与葡萄酒工程专业的无机及分析化学也涉及无机化学原理的内容，且都开设在大一第一学期。

但是，理论部分比较抽象、难度较大，学生在学习中存在着较多的困难。关于无机化学的教学改革创新，目前报道的相关文献也比较多，大家从不同的角度阐述了自己的看法^[1–10]。本人曾从教师、学生、教学内容三个方面分析了教学面临的困难，然后从做好学生思想工作、改进教法、课程思政、传授学习经验四个方面进行了改进概述^[2]。然而，作为地方高等师范院校，我们的学生绝大部分都是来自于云南省内(表 1是2021年我院5个专业生源地统计表，可见86%的学生都来自于省内)，且家庭背景大部分都是农民(表 2是我院5个专业学生户口统计表)，城镇户口所占比例极少。对于来自云南农村的学生，大学一年级的他们，中学的学习方法根深蒂固，他们习惯了同一知识点教师反复讲，全程学习有教师监控督促的方式，不具备自学能力^[2]。另外，超过本省二本分数线45–65分的学生为我院主要生源(具体情况见表 3)，他们的知识基础较薄弱^[2]。为了提高教学效果和课程的育人功能^[3]，本文结合自己学校和学生的实际，从目前面临的最棘手的三个问题入手，详细提出了我们的看法和做法，并进一步分析了课堂创新的实施效果。

关于课堂沉闷，笔者在科学教育专业基础化学教学的改革探索与成效中^[2]已做过说明，这里不再赘述。然而，新型的课堂教学关系应该是师生之间的共同参与、互动交流。只有这样，才能让学生真正学懂弄通。

无机化学原理以中学化学为基础，是后续课程学习的奠基石，但是对于我们的学生来说，难度非常大。尤其是物质结构部分，因为比较抽象，也没有相应的实验项目来支撑^[5]。据了解，云南县级及以下中学绝大部分学校化学选修不选择选修三(物质结构与性质)，加之我们的学生高考成绩较低，因此，他们物质结构方面的知识基础非常薄弱。用学生们的话来说，学起来简直像在听天书，任凭教师讲得再细，他们也很难理解，因此考试时失分最多的就是这一部分知识。然而，这一部分内容在考试中占比还不小，因此也是导致部分学生考试不及格的重要原因。

由于课堂时数少、课程时间紧，教师在课堂上不能很好地把课程思政融入教学内容当中。尤其是关于“化学史话”相关的介绍^[8]，相对比较耗时。比如：原子结构部分要介绍我国化学家徐光宪院士的事迹，要想让学生充分了解院士，并进一步对他们有所启发，利用课堂来讲解是不可能的。因此，必须寻找解决的办法。

基于以上问题，本团队在12年的教学中，逐步总结出了解决的办法，并以此为特色亮点，2021年7月获得了省级一流课程认定。下面针对以上三个问题依次提出解决的办法。

针对课堂沉闷、学生参与度低的问题，教师根据课程内容特点和教学目标，将每一章的重点和难点设计成若干个课堂讨论题，学生参与互动讨论，从而启发了学生的思维，增强了他们分析问题、解决问题的能力。表 4列举了教学设计的比较有代表的课堂讨论题。

针对理论知识枯燥乏味、难理解的问题，教师结合教学内容，联系生活实际，精心挖掘趣味元素，把抽象的东西变得具体、枯燥的理论变得有趣，不仅活跃了课堂气氛，也提高了教学效果。表 5是经过12年的教学总结出的比较具有代表意义的趣味教学点汇集。

下面摘选几个案例做详细说明，不妥之处还请批评指正。

案例1  量子数取值

在讲解量子数取值的时候，很多学生不能很好地掌握，因此，巧妙地应用趣味教学方式，学生便能很好地记住。我们把主量子数比喻成大树的树干，角量子数比喻成树干上长出来的枝干，磁量子数比喻成枝干上的一些小枝。最后用“世界上没有完全相同的两片树叶”来说明“同一个原子中没有4个量子数完全相同的两个电子”，再相似的两个电子也有自旋方向不同的两种状态。

案例2  核外电子排布规则

对于核外电子排布的三原则，李玲和段淑雅^[5]曾以案例的形式提出自己的趣味教学做法，而我们则是巧妙地应用“坐特殊沙发”的情形来讲解：就好比同学们上完一节训练强度很大的体育课，很累了想找个地方休息，他们来到了一幢楼，这幢楼比较特殊，不同楼层高度不一样(以此说明不同能级组之间能量差不同)，且一楼只有一个球形的“双人沙发”(其构造是一个座位面朝北，一个座位面朝南)，只能坐两个人——对应1s能级；二楼有一个错层，首先是一个球形的“双人沙发”，同样只能坐两个人——对应2s能级，上几节台阶后来到了第二层，这里有三个哑铃型的“双人沙发”，对应2p能级；到达三楼，跟二楼一样也有一个错层，分别是3s、3p能级；而四楼的情况是有两个错层，但第二、第三层的台阶节数不一样(以此说明不同能级之间能量差不同)，分别是一个球形的“双人沙发”，对应4s能级，五个花瓣形的“双人沙发”，对应3d能级，三个哑铃型的“双人沙发”，对应4p能级……另外，以C原子的电子填充1s²2s²2p²为例，说明2p轨道上的两个电子是分占在两条2p轨道上(因为此时是三个沙发只有两个人)，且自旋方向相同(大家朝着一个方向坐方便聊天)，接着以N原子的电子填充1s²2s²2p³进一步说明洪德规则的体现。

案例3  共价键与离子键区别

由于学生基础很薄弱，中学阶段对共价键与离子键的掌握不好，为了更好地区分二者，我们巧妙地应用新时代婚姻状态来形象描述，让学生更容易理解：离子键好比旧时代的婚姻，女方嫁给男方(电子是完全给予的)；而共价键则是双方都不愿意给出电子，那么一个最好的办法就是双方各出一个电子配成一对两人共享，这就好比目前的独生子女婚姻状态。

案例4  普通共价键与配位共价键区别

在讲解共价键的价键理论时，巧妙地应用目前生活当中大家都经历过的“AA制”：普通共价键好比吃饭“AA制”，谁也不吃亏；而配位共价键则反映了微观世界的大公无私精神，某个人刚好生活费用完了，他周围则刚好有人还比较宽裕，那么宽裕的同学出钱请这个人吃饭。

案例5  杂化轨道理论

为了说明原子轨道为什么要杂化，杂化前后轨道数目不变、形状改变等问题，在讲解杂化类型时，把原子轨道的杂化比喻成体育项目团体赛，单人赛和团体赛要求是不一样的，团体赛讲求的是团队合作。为了获得更好的成绩，团体中的每一个成员都要改变自己个人赛时的技巧，这就好比原子轨道为什么要杂化(为了更好地成键，形成稳定的分子)。但这个改变只是每个人的比赛技巧有所变化，人数不会变(对应杂化前后轨道形状改变，数目不变)。

案例6  氢键

以H₂O分子中的氢键为例，其中一个H₂O分子中的H原子因为与电负性较大的O原子相连，共用电子对强烈偏向O，H原子核外几乎没有电子(带正电)，在此比喻成它很穷，那么当它周围有另一个H₂O分子靠近的时候，它看到对方的O原子上有孤电子对(很富有，带负电)，这时，它试图想从这个O原子上得到电子(正负相吸)，从而在H原子与O原子之间形成了一个特殊的键型——氢键。

一方面，教师精心挖掘“思政元素”，课前认真准备，课堂穿插“生活中的化学”“化学史话”等话题，关于无机化学课程思政的设计，刘永红等^[3]罗列了无机化学课程内容与思政元素表，而本文是专门针对无机化学原理部分，经过12年的教学，总结出比较具有代表意义的思政元素汇集(表 6)。

下面列举一个课程思政典型案例的教学设计(格式按照云南省教师教学大赛的要求来做)。

案例7  共价键的价键理论

(1) 课程教学目标：理解价键理论基本要点、共价键的形成，掌握共价键的成键原则、特性和类型。

(2) 思政育人目标：在讲解共价键的形成时，融入思政要素，增强学生的团结合作意识、遵守社会规章制度的意识；在讲解共价键的类型时，鼓励学生发扬互助互爱、“一方有难、八方支援”的精神，进一步结合中国此次应对新冠疫情的举措，增强青年学生的爱党、爱国情怀，培养他们立志献身祖国的远大理想。

(3) 思政育人案例设计见表 7。

(4) 实施过程：“化学键与分子结构”一章，是无机化学课程中很重要的内容，因为涉及的是物质的微观结构，比较抽象，学生学起来比较难，因此授课教师想方设法挖掘每一个知识点的趣味性，增强课堂气氛，让枯燥、静止的东西变得生活化，从而提高学习兴趣和学习效果。本节讲述共价键的价键理论，在讲解共价键的形成时，适时融入思政元素。比如讲解共价键的形成条件：需要双方原子具有单电子；两原子轨道在相互重叠成键时，尽可能是最大重叠。由此联系到我们实际的学习、生活、工作中，也需要团结合作的精神，并且各自要尽自己所能，把工作做好，从而激发青年学生的团队合作精神。在讲解共价键的成键原则时，形象地讲解微观世界同样有规则要遵守，引出共价键成键的三原则依次讲解。进而联系我们的社会，作为中国公民，应当遵守相应的社会公德、各项规章制度、法律法规。尤其是共产党员，更应该模范遵守，起到先锋模范带头作用。在讲解共价键的类型时，说明配位键这种特殊键型(单方原子提供对电子，双方共享)，它体现了微观世界的互帮互助、大公无私的精神。结合中国此次应对新冠疫情的举措，增强青年学生的爱党、爱国情怀，培养他们立志献身祖国的远大理想。

另一方面，由于课堂时间紧，教师没有充足的时间在课堂上更好地开展思政教育。比如，巩固专业思想、学习方法的讲授、一些化学史话(鲍林、徐光宪等事迹)很难在课堂上详细讲解，因此，笔者利用自己作为学生支部书记一职，引导支部党员也加入本门课程思政元素的挖掘中，然后利用课余时间请他们到授课班级宣讲，一方面锻炼了党员学生的查阅资料、学习、演讲能力，另一方面也增加了学生的知识面，弥补了课堂教学的时间紧问题。

通过精心的教学设计和认真的课堂组织，再加上创新特色，目前取得了较好的效果。对比最近三届学生的学习情况，发现改进了教学方法后学生学习满意度及整体学习效果都有了较大的提高。接下来从教务系统学生对教师的评价、评语和期末学习成绩三方面进行效果分析。

图 1是最近一期学生对教师课堂教学的评价情况，从评价结果来看，学生对教师乃至这门课的整体评价较高。比如评价指标中的第8条：老师的教学方式灵活多样，切合教学内容，能激发我的学习兴趣，84.4%的学生选了优秀。由此可见，他们是认同教师的课堂创新方式的。总体来看，学生对教师的评价较高，总评分达到了96.68分。

图 2是最近一期教务系统导出学生对课程及教师的评语。一般来说，学生评课都只打分，很少会有评语，然而，这一次全班38名学生，有32名参评，有24名学生写了评语。从评语的内容来看，他们很认同老师的授课方式，尤其是趣味教学法的应用，得到了学生的广泛认可。

对比了近三届学生期末考试卷面成绩，发现教学方法改革创新后学生的学习成绩提高比较明显(其中，2019级未采用创新教学法，而2020级和2021级采用了教学创新)。

本课程期末考试采用教考分离、闭卷考试、集体流水作业阅卷形式。从学生期末考试卷面成绩来看，2021级、2020级与2019级相比，卷面平均分从54.69分别提高到64.89 (2020级)、65.68 (2021级) (具体情况见图 3)。

为了更好地说明教学创新的效果，结合教学创新涉及的内容，查阅近三届学生的考试试卷，统计相似考题的得分，并计算了平均得分率(具体情况见图 4)。由图看出平均得分率从2019级的49.05%分别提高到63.25% (2020级)、69.45% (2021级)。

本门课程的三个教学创新方法，经完整实施两届后，效果不错。尤其是自创的趣味性教学和“师生共参”的思政育人方式，对于其他地方高等院校，也具有一定的推广价值。

一方面，趣味教学点适用于相似课程的相同知识点的讲授，让枯燥的理论变得具体而生动，能够增强学生的理解能力，活跃课堂气氛，让更多的学生体会到学习的乐趣；另一方面，本门课程的思政可以成为我院化学类课程的一个特色，也可以为化学类课程提供借鉴参考，有利于相关课程的改革建设。