無機及分析化學省級精品資源共享課的建設與實踐

鐘國清，蔣琪英，楊定明

(西南科技大學　材料科學與工程學院，四川　綿陽　621010)

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無機及分析化學省級精品資源共享課的建設與實踐

鐘國清，蔣琪英，楊定明

(西南科技大學材料科學與工程學院，四川綿陽621010)

建設無機及分析化學精品資源共享課對優化教學資源和提高教育質量具有重要意義。結合西南科技大學無機及分析化學省級精品資源共享課，從教學理念和教學目標、教學內容和教學方法、師資隊伍建設、立體化教材建設、課程網絡平臺建設等方面，闡釋了課程的建設與實踐過程，多種教學資源的融合有效提高了教學質量和激發了學生的學習興趣。

無機及分析化學；精品資源共享課；教學改革；立體化教材建設

全方位、立體化精品資源共享課的建設對優化課程教學資源、提高教育質量、推動教學改革有著重要意義，建設精品資源共享課已成為在線課程建設的趨勢，為實現終身教育和提高國民整體文化素質提供有效途徑[1]。教育部關于加強高等學校在線開放課程建設應用與管理的意見中指出，“整合優質教育資源和技術資源，實現課程和平臺的多種形式應用與共享，促進教育教學改革和教育制度創新，提高教育教學質量”。精品資源共享課不僅起到課程的示范作用，更重要的是發揮其輻射作用，服務主體包括高校教師、學生以及社會學習者，服務于終身學習體系[2]。無機及分析化學課程是我校材料科學與工程、環境工程、生物工程等近20個專業的基礎課，是一門科學、系統、簡明地闡述無機化學和分析化學基礎知識、基本理論、基本操作技能的綜合性基礎課，是四川省精品課程、四川省精品開放課程和四川省精品資源共享課。教師隊伍水平是教育質量和學術水平的決定性因素，因此師資隊伍建設是課程建設的保障，在長期的課程建設中逐步構建了由22位教師組成的理論和實驗課程教學團隊，是一支老中青相結合、學歷及學緣結構合理的教學團隊，包括5位教授和11位副教授，隊伍中有11位教師具有博士學位，有教育部化學類專業教學指導委員會委員1人，四川省學術和技術帶頭人及后備人選各1人，有四川省有突出貢獻的優秀專家、四川省教學名師、西南科技大學教學名師和教學良師各1人。在精品課程建設的基礎上，如何進一步優化和完善精品課程教學資源，開發出適合教學使用的、有益于提高教學效果和提升學生綜合素質的無機及分析化學精品資源共享課，本課程教學團隊進行了有關研究、建設與應用實踐，并取得了良好的效果。

一、課程體系與教學內容

對傳統的無機化學和分析化學課程體系與教學內容進行有機整合與融合改革，不斷優化課程體系與教學內容，補充教育教學研究和科學研究領域中的新成果，建立和完善了適合材料、環境、生物等學科有關專業的無機及分析化學理論和實驗課的既相對獨立又相互聯系的課程體系和教學內容。根據無機化學和分析化學課程聯系緊密的特點，將兩門課程進行有機融合，既繼承了無機化學理論知識的系統性，又突出了分析化學實際操作的應用性，減少教學中的重復與脫節現象。本課程涵蓋無機化學和分析化學的主要內容，用熱力學、動力學的知識揭示無機反應的方向和歷程；把物質結構知識作為闡述元素和化合物性質的理論基礎，從而拓展到重要元素及其化合物的組成、結構、性質和變化規律；運用溶液中四大平衡原理進行滴定分析，確定物質中各組分的含量。

通過無機及分析化學課程學習，使學生掌握無機化學、定量分析化學的基本內容、基本理論和基本技能，建立準確的“量”的概念，培養學生嚴謹的科學態度和分析問題、解決問題的能力，培養自我更新知識、獲取知識的能力以及科技創新的能力，讓學生了解無機化學和分析化學在工業生產、醫療衛生、國防建設、能源開發、環境保護、生命科學、食品科學等領域中的應用和發展，培養學生的創新思維和提高創新能力。理論課以講授為主，結合課堂討論、課堂練習、課外作業等方式，使學生打下扎實的理論基礎。實驗課開設基本技能實驗、綜合性實驗和設計性實驗，讓學生在掌握定量分析化學實驗基本操作的基礎上，運用所學理論和實驗知識，解決實際問題。綜合性實驗注重學習對實際樣品的分析處理、測定和結果分析；設計性實驗讓學生初步學習文獻調研、方案設計及實施、數據處理等科研過程，為開展畢業論文工作及今后的科研工作打下堅實基礎。

高質量立體化教材是精品資源共享課建設的基礎。圍繞課程體系和教學內容，先后編寫出版了《無機及分析化學》《無機及分析化學實驗》《無機及分析化學學習指導》第一版和第二版系列教材，其中第二版系列教材為科學出版社普通高等教育“十二五”規劃教材和四川省“十二五”普通高等教育本科規劃教材。該教材注重處理傳統學科與新興交叉學科知識的關系，在闡述基本原理和知識的基礎上注重內容的更新，體現了材料、環境及生物類學科與化學學科的交叉與融合。將化學熱力學知識融入全書有關章節，并將四大平衡和四大滴定分析法有機結合。理論教學以化學熱力學基礎、物質結構及四大平衡為重點，適當簡化四大滴定分析法，而使其在實驗教學中加強，簡化分子軌道理論、晶體場理論等過于難深的內容，同時編寫了綠色化學概論、材料與化學、生命與化學、環境與化學等作為培養學生興趣和擴大知識面的閱讀材料。教材把知識傳授、能力培養和素質提高融為一體，體現了教育思想和教學觀念的轉變。

在傳授知識的同時，注重對學生科學思維方法和科學研究能力的培養。課堂教學中，根據不同章節教學內容及特點，采用問題式、討論式、案例教學、多媒體教學和網絡教學等多種方法與手段并存進行教學。課堂講授方面，分層次合理安排講課內容，注重難點和重點引導，精講與對比分析討論，同時注意引入學科前沿知識，主要講重點、講難點、講思路、講方法、講應用，形成了“課內講授+課外講座+輔導答疑+考核評估”教與學一體化的互動教學模式，既注重培養學生的邏輯思維能力，又注重培養學生的創新精神和自主學習能力。為更好地建設與應用好精品資源共享課，提高人才培養質量，對某些課程內容嘗試了傳統課堂教育與在線教育相結合的混合式教學模式，即學生課下觀看教學視頻，而在課上教師進行選擇性講解，總結重點、難點及應用問題，對知識點做適當的延伸，開展提問、答疑、作業等環節，學生帶著各自的難點問題開展教學討論[3]。

二、實驗教學內容的綠色化改革

尋找替代品、推行微型實驗、發展封閉實驗和串聯實驗、開發模擬實驗以及回收利用實驗產物是實現無機及分析化學實驗綠色化的重要途徑。例如，硫酸亞鐵銨制備實驗的產物可用作三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀制備實驗的原料，從含碘廢液中提取回收單質碘并用于碘量法中配制碘的標準溶液。再如，對硫酸亞鐵銨制備實驗內容進行減量化與綠色化改造，改進后試劑用量比傳統實驗減少50%以上，把整個實驗裝置封閉起來，因鐵屑不純而產生的H2S、SO2有毒氣體用去油污用過的堿液吸收，改進裝置后不在通風櫥內進行制備實驗，也聞不到臭味，實驗時間縮短約三分之一[4]。對滴定分析實驗內容，在原理、方法和操作與常量滴定相同的情況下，用10 mL移液管、150 mL錐形瓶、25 mL滴定管等常規小容量儀器，并將標準溶液濃度降低至0.01-0.05 mol·L-1，可以保證測定結果的精密度和準確度要求。例如，對葡萄糖含量的測定實驗，在小容量儀器基礎上進行減量化實驗改造，把樣品溶液用量降低5倍，Na2S2O3標準溶液濃度降至0.02 mol·L-1，改進前后其相對均差和相對標準偏差無顯著差異，而減量法3次平行實驗消耗I2低于0.1 g和KI低于0.2 g，比傳統實驗方法節約經費80%以上[5]。由于小量化實驗所用儀器較傳統儀器小，所以操作起來更輕松，可減輕實驗強度、縮短實驗時間、降低儀器破損率和大幅度節省實驗經費。在化學實驗綠色化理念的驅使下，經過20余年的研究與探索，對無機及分析化學實驗從合理設置、減量、取代和回收利用等方面進行了一系列的改革，并將改革成果固化到綠色化的《無機及分析化學實驗》教材中[6]，使更多師生受益，從實驗源頭控制“三廢”對環境造成的污染和對師生身體健康造成的傷害。

用綠色化學理念對傳統化學實驗內容進行改造，建立了“制備實驗小量化、滴定實驗減量化、實驗內容綠色化”的實驗教學體系，在常規小容量儀器中完成無機及分析化學實驗教學，不僅大量減少化學試劑和藥品的消耗及玻璃儀器的破損率，降低實驗消耗費用，而且可加強學生的環保意識、降低環境污染，從而提高教學質量和效益。建立和完善無機及分析化學實驗課的教學內容，按照“基礎實驗”—“綜合實驗”—“設計實驗”3個層次逐步推進教學進程，實踐了“一體化、多層次、開放式”實驗課程教學模式。目前，我校的無機及分析化學實驗已形成了多層次的實驗教學體系、多模塊的實驗教學內容和預約開放式教學模式。

三、課程網絡在線資源建設

精品資源共享課的基本目標是為高校師生和社會學習者提供優質的課程教學資源，而優質教學資源是提高教學質量和學生學習效果的有效手段。隨著精品課程資源規模不斷擴大，高水平課程資源共享顯得越來越重要，從傳統的課程資源建設，到建設與共享應用并重已成為當務之急。立體化精品資源共享課建設對優化教學資源、提高教育教學質量和推動教學改革具有重要意義，建設精品資源共享課已成為課程建設的趨勢[7]。近年來，課程團隊加大了無機及分析化學課程改革與建設力度，并取得了可喜的成績，2003年被批準為西南科技大學校級品牌課程，2008年被評為四川省精品課程，2011年入選為四川省精品開放課程，2015年建設為四川省精品資源共享課。建立由教學團隊、課程內容、基本資源和拓展資源等為一體的無機及分析化學精品資源共享課，實現教學資源的共享和信息的即時溝通，從而解決課程內容多、學時少的矛盾，解決學習者學習的個性化差異的矛盾，解決師生交互和生生交互不便的矛盾。教學團隊包括課程負責人及主講教師的個人資料、辦公地址及聯系方式、教學成果、科研成果、教改課題及教學論文等。課程內容包括本課程教學大綱要求的基本知識、基本概念、基本原理、基本方法、基本技能、典型案例、綜合應用以及前沿專題、熱點問題等。基本資源是指能反映課程教學思想、教學內容、教學方法和教學過程的核心資源，包括課程介紹、教學大綱、教學日歷、電子教案或多媒體課件、全程教學錄像、實驗指導、學習指導、作業習題和參考文獻目錄等教學必需的資源。學習指導以章為單位設置，涵蓋學習要求、重點知識導航、重點難點剖析和典型例題解析等。電子課件應運用動畫技術使教學課件的設置符合學生的認識規律和思維過程，易于教學互動，設計有效的師生互動環節，在教材的基礎上重新設計教學過程和制作教學動畫，以直觀方式揭示教學的思想本質，加深學生對基本概念、原理和方法的理解與應用。拓展資源或素材資源是理論教學和實驗教學在網絡環境中的延伸，是課堂教學的重要補充[8]。應編寫、搜集整理有助于課程教與學的大量教學資源和備課元素，供教師備課和學生學習時選用，充分展現不同教師和學生的個性化授課及學習的特點。

建設精品資源共享課的目的之一是促進教學方式和學習方式的轉變，惟有教學方式方法敢于創新，才有可能成為轉變高等教育教學方式的典范，成為真正的精品資源[9]。通過多年的建設與實踐，西南科技大學無機及分析化學已建立了較為豐富的課程在線網絡資源(課程網址http://wjfxhxjpk.swust.edu.cn/)，網上資源包括課程介紹(課程簡介、歷史沿革、課程定位與目標、課程內容、教材建設、教學方法、課程特色和教學效果等)，教學隊伍(包括課程負責人、教學團隊、師資培養、教學改革與研究等)，教學文件(包括管理規章、教學大綱和教學日程等)，教案講稿，多媒體課件，全程課堂錄像，實驗教學(包括實驗規章、實驗考核、安全知識、實驗操作、實驗指導、實驗課件、實驗錄像、實驗測試和閱讀材料等)，教學互動(包括各章學習指導、習題解答、自測試題和單元作業等)，考試導航(包括課程試卷、模擬試題、考研試題及其答案)，知識拓展(包括化學與材料、化學與環境、化學與生命、化學與生活和綠色化學等專題講座，案例資源)，在線交流，在線考試(含章節試題、綜合試題及實驗試題)，素材資源(包括化學用表、參考文獻、本科生負責的創新創業項目與成果等)，通知公告，友情鏈接等欄目。精品資源共享課的建設，有助對傳統的課堂教學方式進行改革，學生課下觀看的教學視頻，而課上進行提問、討論、答疑等環節，即傳統課堂教學與在線教育相結合的混合式教學[10]。

加強在線互動及學習支持服務建設，建立在線交流平臺和在線考試中心。在線考試平臺中，按章、課程綜合及實驗內容分別編寫建立了內容豐富的在線考試題，題目包括單選、多選、填空和判斷等類型，讓學習者在學習過程中能夠對學習進展、學習方法進行自我監控、自我反饋和自我調整。在線測試可及時了解學生的學習動態，并將網上學習的參與度作為學生平時成績的考核內容之一。另外，還建設了課程考試題庫。建立了課程在線交流平臺，通過在線網上論壇與答疑系統等多種形式，實現學生與平臺、學生與教師、學生之間的無障礙交流，其中有任課教師的留言板、郵件互通、BBS、QQ群等方式，老師與學生友好平等，相互討論、相互促進。精品課程資源建設只有不斷滿足學習者的學習需求才會存在生命力，只有學習者不斷參與才會得到不斷發展[11]。

四、結束語

總之，精品資源共享課是集立體化教材、錄像、多媒體課件和網絡教學資源等于一體，集各種教學手段之所長，將聲音、圖像和視頻等信息輸入方式相結合，多角度、多方位和多層次配合教學過程，使教與學在時間和空間上得到極大延展，是對教學資源、技術資源和教學實施過程的整合與優化，是提高教學質量的有效方法。精品資源共享課有助于教育的公平，也促進了思想的碰撞和交流，有助于促進教育教學改革不斷深入。現在我校無機及分析化學理論教材、實驗教材、學習指導書、電子教案、多媒體課件、全程課堂教學錄像、實驗基本操作及重要實驗錄像和精品課程網站等學習資源已經形成了全方位、立體化的課程教學體系。學生的學習幾乎不受時間和空間的限制，何時何地都有一個無形的老師，學生完全可以掌握自己的學習過程。

目前精品資源共享課建設還存在一些問題，學校更多地是把資源共享課作為一種榮譽，經費投入不多，報酬更少，付出與回報不成比例而導致動力不足，也缺乏相應的技術支持，影響了課程負責人及教學團隊不斷建設與改進、更新課程資源的積極性。精品資源共享課的建設是一項長期而艱巨的工作，需要長期的資源儲備，需要在日常的教育教學中積累優質的教學資源，需要維護和不斷更新基本資源，豐富和創新擴展資源，學校應該提供相應的建設維護經費以及勞務費，以提高課程團隊的積極性。同時，也要加強在社會上的宣傳，吸引更多的學習者使用課程資源。

(責任編輯：夏璐)

[1]施建華，馬浩統，江文杰，等. “理論-實踐-創新”三位一體網絡課程改革探索[J]. 高等教育研究學報，2014, 37(4)：84-88.

[2]李建春. 精品課程轉型升級為精品資源共享課的探索與實踐[J]. 高教論壇，2013(8)：58-60.

[3]李文旭，張立珠，肖鑫禮，等. 大學化學課程的混合式教學實施與探索[J]. 大學化學，2015，30(3)：18-21.

[4]鐘國清，周齊文，夏安. 硫酸亞鐵銨的制備反應條件與綠色化減量化研究[J]. 實驗技術與管理，2013，30(5)：14-16，25.

[5]鐘國清，夏安. 碘量法測定葡萄糖含量的小量化與綠色化研究與實踐[J]. 化學教育，2014，35(22)：19-22.

[6]鐘國清. 無機及分析化學實驗[M].2版.北京：科學出版社，2015.

[7]徐海濤，胡國欽，曹娟. 《高分子化學》精品資源共享課建設的研究與實踐[J]. 江西化工，2014(4)：155-156.

[8]劉崢，孔翔飛. “普通化學”精品資源共享課的建設實踐與體會[J]. 中國大學教學，2014(10)：20-23.

[9]鄭旭東，陳琳，陳耀華，等. MOOCs對我國精品資源共享課建設的啟示研究[J]. 中國電化教育，2014(1)：76-81.

[10]李文旭，張立珠，肖鑫禮，等. 大學化學課程的混合式教學實施與探索[J]. 大學化學，2015，30(3)：18-21.

[11]王鷹，劉中宇. 基于網絡學習行為的精品課程建設研究[J]. 高教論壇，2011(3)：100-102.

Construction and Practice of Provincial Excellent Resources-Sharing Course for Inorganic and Analytical Chemistry

ZHONG Guo-qing, JIANG Qi-ying, YANG Ding-ming

(School of Material Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China)

That building the inorganic and analytical chemistry excellent resources-sharing course is of great significance to optimize the teaching resources and improve the quality of education. Based on the provincial excellent resources-sharing course of inorganic and analytical chemistry for Southwest University of Science and Technology, the contents of the course construction, such as the teaching concept and teaching goal, teaching content and teaching method, teaching team construction, construction of tridimensional textbooks, and construction of network platform and so on, are described. The practice shows that it can effectively improve the teaching quality and stimulate students’ interest in learning.

inorganic and analytical chemistry;excellent resources-sharing course;teaching reform;construction of tridimensional textbook

G642.0

A

1671-9719(2016)9-0018-04

鐘國清(1965-)，男，四川內江人，教授，碩士生導師，研究方向為基礎化學、功能配位化學。

2016-05-20

2016-06-13

四川省精品資源共享課建設項目“無機及分析化學”(川教函〔2015〕734號)。