應用型本科院校《無機與分析化學》課程教學改革的探索與實踐

張 倩，趙龍濤，劉 建

(河南工程學院 材料與化學工程學院，河南 鄭州 450007)

無機與分析化學課程是本學資源環(huán)境科學、環(huán)境工程等環(huán)境類專業(yè)學生所學習的第一門專業(yè)基礎課，也是在大學階段所學習的第一門與化學相關的課程。這門課程的內(nèi)容主要是由無機化學和分析化學的主要內(nèi)容融合而來的，其學習效果的好壞直接關系到以后的化學類課程及相關專業(yè)課程的學習[1]。這門課程內(nèi)容多，但是課時比較少，尤其是本校環(huán)境類專業(yè)無機與分析化學課程只有48個課時。如何在有限的課時里，取得比較好的教學效果，是每位授課教師需要考慮的重要問題[2]。作者結合近年的教學經(jīng)驗，對環(huán)境類專業(yè)的無機與分析化學課程的教學內(nèi)容、教學手段、實驗過程和考試考核等方面的改革和實踐，談一下心得體會。

1 無機與分析化學課程教學的主要問題

第一，由于部分學生在高中階段的化學基礎薄弱，而且是調(diào)劑到環(huán)境類專業(yè)，對本課程的學習的動力不足。這門課程是進入大學以來的第一門專業(yè)基礎課，學生心理上普遍存在畏難情緒。學生延續(xù)了高中時過分依賴教師的機械記憶+大量做題的學習方式，沒有養(yǎng)成主動學習的習慣，給教師的教學帶來一定的挑戰(zhàn)。

第二，教材中有些理論比較抽象，一些公式推導過程比較復雜，學科前沿內(nèi)容比較少[3-4]。

2 主要的改革方法

2.1 教學內(nèi)容的改革

在無機與分析化學課程中，主要內(nèi)容包括化學基本理論和化學分析兩大部分。其中化學基本理論介紹了溶液的基本性質(zhì)、物質(zhì)結構方面的基本知識、化學動力學和化學熱力學的基本知識。化學分析部分包括4大化學平衡理論，即酸堿平衡、沉淀-溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡，以及相應的滴定方法[5]。在環(huán)境類專業(yè)無機與分析化學教學中，要針對所學專業(yè)的特點，對與專業(yè)相關的教學內(nèi)容進行重點講解，與專業(yè)內(nèi)容關系不大的教學內(nèi)容進行次要講解。由于環(huán)境類專業(yè)偏重于應用，所以化學分析部分是重點內(nèi)容，化學基本理論是次要內(nèi)容。例如在化學熱力學部分，如焓、熵、自由能等相關內(nèi)容，由于和以后的物理化學課程中的內(nèi)容重復，可以讓學生大致了解其內(nèi)容即可；在物質(zhì)結構方面，可以將描述電子運動狀態(tài)的量子數(shù)、多電子原子軌道的能級、基態(tài)原子的核外電子排布、元素周期系等相關知識作為重點內(nèi)容講解，而將原子參數(shù)、波粒二象性等內(nèi)容作一般介紹。

2.2 教學手段的改革

無機與分析化學是學生進入大學后接觸的第一門化學課程，教師應當激發(fā)學生學習的意識和主動性，增強學生對所學知識的興趣，幫助學生掌握正確的學習方法，為學生在以后大學課程的學習和工作中打下堅實的基礎，使學生一生受益。在教學過程中，可以采取一些能使學生積極參與和主動探索的方法來促進教學效果，如采用啟發(fā)式教學、討論式教學、比較式教學、翻轉課堂等教學手段[6-7]。在具體的教學過程中，由于大一新生剛開始學習高等數(shù)學，所以要力求深入淺出，盡量避免復雜的數(shù)學推導過程，只要求掌握基本概念和公式及其使用條件，為以后相關專業(yè)課學習奠定基礎。在教學中，還可以采用現(xiàn)代化的多媒體教學手段與傳統(tǒng)教學相結合的方法，充分利用多媒體技術的聽覺、視覺效果，將教學內(nèi)容中一些抽象的概念，通過課件、微課、視頻等方式將抽象的教學內(nèi)容展現(xiàn)給學生，可以讓學生對這些概念有更加直觀的理解，還能有效地激發(fā)學生的學習興趣。但是要注意，多媒體手段只能作為一種輔助的手段而不能完全代替整個課堂教學，教學的主體還是在教師和學生的傳授-反饋互動過程中。

2.3 實驗教學的改革

實驗教學是驗證所學理論知識、培養(yǎng)嚴謹習慣和創(chuàng)新意識的有效手段[8]。但是，目前無機與分析化學實驗中驗證型實驗的比重比較大，而探索型實驗比較少，不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。因此減少驗證型實驗、增加探索型實驗，在實驗教學改革中非常重要。例如增加探索性實驗“水體富營養(yǎng)化評價”，學生通過小組合作的方法，根據(jù)所學理論知識自行查閱資料，設計實驗方案，在教師論證其方案可行性后進行實驗，得到結果，最后寫出總結報告。

2.4 考試模式的改革

考試是教學中重要的組成部分，是檢驗學生知識掌握情況、評價課程的教學效果、反映教學中存在問題的重要手段[9]。隨著時代的發(fā)展，教學內(nèi)容、教學手段和實驗方法日新月異，考試模式也應該與時俱進，不僅要考查學生對理論知識的掌握情況，還要考查他們的思考能力、歸納總結能力和新知識的自學能力。因此我們采取了“開卷+閉卷結合”和“研究報告”結合的考試方法改革，取得了比較良好的效果。其中“開卷+閉卷結合”指的是2個小時的考試時間分成兩部分：前面的一個小時是開卷考試，試題大多是比較靈活多變的主觀題，內(nèi)容與資源類專業(yè)的實際問題相關，學生有較大的發(fā)揮空間，主要考查學生對所學知識的應用情況；后面一個小時是閉卷考試，試題大多是客觀題，主要考查學生對知識點的掌握情況。“研究報告”指的是布置幾個與所學理論密切相關的小課題，學生通過課下查閱資料，運用所學知識來論述這項課題，并形成比較正式的報告。"研究報告"的成績作為學生期末成績的組成部分。在撰寫研究報告過程中，可以讓學生養(yǎng)成良好的研究性學習和創(chuàng)新性學習習慣。

3 結語

通過這些教學改革措施，學生的學習興趣明顯提高，不但對理論知識的掌握程度有了很大增加，而且自學能力、創(chuàng)新能力、團隊合作能力也有了長足的進步。很多學生積極主動地參與教師的科研項目，解決問題能力有了很大的提高。可以看出，要培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新性應用型人才，就必須深化教學改革，以培養(yǎng)真正適應社會發(fā)展的高水平人才。