《無機(jī)及分析化學(xué)》課程綜合改革探討

徐會(huì)君，苗志超，艾 兵，張 天，董麗麗，杜慶洋

(1.山東理工大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，山東 淄博 255049；2.山東理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 淄博 255049)

《無機(jī)及分析化學(xué)》是理工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，材料、生物、制藥、食品、環(huán)境、礦物、資源循環(huán)等學(xué)科專業(yè)都開設(shè)這門課。通過學(xué)習(xí)該課程，使學(xué)生掌握扎實(shí)的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能，具備科學(xué)的思維方式，訓(xùn)練學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，并為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)提供必要支撐[1]。但在新工科背景下，該課程也存在課程內(nèi)容、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和考試方式不夠合理的問題。本文探討《無機(jī)及分析化學(xué)》課程綜合改革，建設(shè)和完善能夠?qū)崿F(xiàn)工科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的《無機(jī)及分析化學(xué)》課程內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)體系，構(gòu)建以學(xué)生為主體，能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣的多種教學(xué)方法融合的課堂授課模式和注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程和綜合能力評(píng)價(jià)的考核方式，改善《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)質(zhì)量。

1 課程現(xiàn)狀

目前，山東理工大學(xué)生物工程 、生物科學(xué)、制藥工程、食品工程 、環(huán)境工程、礦物加工、資源循環(huán)等專業(yè)都開設(shè)《無機(jī)及分析化學(xué)》這門課程。課程理論講授內(nèi)容包括前言、溶液性質(zhì)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、四大化學(xué)平衡、滴定分析法、氧化還原滴定法、配位滴定法、重量分析法、原子和分子結(jié)構(gòu)理論、及配合物理論、非金屬元素、金屬元素和過渡元素。化學(xué)分析部分包括實(shí)驗(yàn)部分為8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分別是s區(qū)元素及化合物性質(zhì)、p區(qū)元素及化合物性質(zhì)、d區(qū)元素及化合物性質(zhì)、ds區(qū)元素及化合物性質(zhì)、分析天平稱量練習(xí)、滴定分析基本操作練習(xí)、有機(jī)酸摩爾質(zhì)量的測(cè)定、自來水總硬度的測(cè)定。考核方式為閉卷考試，其中卷面成績(jī)占70%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)和平時(shí)成績(jī)占30%。授課方式為教師主講的多媒體教學(xué)。

2 存在問題分析

2.1 課時(shí)與教學(xué)內(nèi)容的矛盾

《無機(jī)及分析化學(xué)》理論課總共有64學(xué)時(shí)，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，大一新生一入學(xué)就開設(shè)這門課程。在短時(shí)間內(nèi)講授上述如此之多的理論、原理、方法，加上該課程公式、反應(yīng)方程式較多，需要記憶、理解的內(nèi)容較多，需要學(xué)生投入大量的精力和時(shí)間學(xué)習(xí)該課程，但教學(xué)計(jì)劃給予的課時(shí)相對(duì)較少。要求學(xué)生在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)掌握大量的知識(shí)，難度較大[2]。

2.2 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃

教師為了完成教學(xué)任務(wù)，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，每次上課的內(nèi)容多、布置的作業(yè)多。加之其他課程的學(xué)習(xí)壓力、課外活動(dòng)的增多和由高中轉(zhuǎn)到大學(xué)的不適應(yīng)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中壓力倍增，學(xué)習(xí)興趣會(huì)慢慢下降[3]。

2.3 授課方式不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

課程授課方式以教師為中心，輔助多媒體教學(xué)，雖然能完成教學(xué)目標(biāo)，但是從學(xué)生的角度來說是完全被動(dòng)的，主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力不足，致使長(zhǎng)期學(xué)習(xí)、深入學(xué)習(xí)的習(xí)慣不能形成，影響了學(xué)習(xí)效果[4]。

2.4 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目陳舊

學(xué)生在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)過元素性質(zhì)，這部分內(nèi)容已不再講授，相關(guān)元素的性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)高中階段已經(jīng)開展，所以目前開設(shè)的s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)元素及化合物性質(zhì)這4個(gè)無機(jī)定性實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)程度不符。

2.6 考核方式未體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考察

目前的成績(jī)?cè)u(píng)定方式為成績(jī)?cè)u(píng)定采用期末卷面成績(jī)占70%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)20%和平時(shí)成績(jī)占10%。以卷面成績(jī)?yōu)橹鳎瓷婕皩W(xué)生學(xué)習(xí)過程監(jiān)控，不能體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力。

3 課程綜合改革措施

3.1 課程內(nèi)容優(yōu)化設(shè)計(jì)

按照教學(xué)目標(biāo)的要求，經(jīng)過對(duì)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和能力的調(diào)研和深入討論，優(yōu)化整合《無機(jī)及分析化學(xué)》授課內(nèi)容，將原來的知識(shí)模塊化學(xué)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)、原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)、定量分析化學(xué)概論與分析數(shù)據(jù)處理、四大化學(xué)平衡及相應(yīng)滴定分析、光度分析法 、分離方法和試樣的前處理調(diào)整為化學(xué)熱動(dòng)基礎(chǔ)理論、原子、分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、化學(xué)平衡理論及滴定分析方法。

為實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)和大學(xué)化學(xué)知識(shí)的有效銜接，講授時(shí)避開復(fù)雜難懂的與數(shù)學(xué)相關(guān)的公式演算和計(jì)算，先從基本的化學(xué)概念入手，輔助一些具體的應(yīng)用實(shí)例和生活常識(shí)，使學(xué)生逐漸形成化學(xué)思維，然后再慢慢加大教學(xué)難度。教學(xué)內(nèi)容以化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、四大平衡為重點(diǎn)，適當(dāng)簡(jiǎn)化四大滴分析法，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)應(yīng)用與理論的聯(lián)系，使學(xué)生加深對(duì)滴定相關(guān)理論的理解。為了與后續(xù)《有機(jī)化學(xué)》等課程銜接，要適當(dāng)介紹分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)價(jià)鍵相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。精煉第二章的化學(xué)動(dòng)力學(xué)內(nèi)容，第六章氧化還原反應(yīng)有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。四大滴定分析法以酸堿滴定分析法為基礎(chǔ)，重點(diǎn)講解酸堿滴定的相關(guān)原理及應(yīng)用。氧化還原滴定法、配位滴定法和沉淀滴定法可采取學(xué)生課下自學(xué)，教師重點(diǎn)答疑的方式。

3.2 課堂教學(xué)模式改革

改變以教師為中心、以課堂講授為主的傳統(tǒng)的教學(xué)模式，探索學(xué)生積極主動(dòng)參與的，能夠激發(fā)學(xué)生求知欲，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)態(tài)度，養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)、深入思考學(xué)習(xí)習(xí)慣的多元教學(xué)方法。

充分利用線上教學(xué)資源，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生假期和課余時(shí)間的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生通過共享教學(xué)資源在假期就提前預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)內(nèi)容，課后及時(shí)復(fù)習(xí)；通過線上小測(cè)試督促學(xué)生學(xué)習(xí)；利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)答疑，及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)存在的各種問題。倡導(dǎo)在學(xué)習(xí)過程中引人“思維導(dǎo)圖法”，學(xué)生可以自主梳理學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)效果。通過學(xué)生自己總結(jié)思維導(dǎo)圖，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性和求知欲，改變了課下被動(dòng)做作業(yè)的局面，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到發(fā)揮，使學(xué)生能夠自主完成對(duì)章節(jié)或模塊學(xué)習(xí)的梳理，弄懂了章節(jié)之間的關(guān)系，掌握知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，提高了學(xué)習(xí)的整體性和系統(tǒng)性。

針對(duì)授課的內(nèi)容特點(diǎn)，采用不同的教學(xué)方法。對(duì)于教材中單純文字?jǐn)⑹龅膬?nèi)容或概念，采用線上教學(xué)模式。在假期前要精心設(shè)計(jì)好自學(xué)內(nèi)容和檢查方式，要求學(xué)生在假期自學(xué)，教師要分階段了解學(xué)生自學(xué)情況，學(xué)習(xí)效果，定期安排線上答疑，并將學(xué)習(xí)效果計(jì)入期末考核成績(jī)。知識(shí)或原理類似的部分，只選擇代表性的內(nèi)容進(jìn)行講授，詳細(xì)講解第一個(gè)內(nèi)容，然后指出后面一系內(nèi)容的類似之處，使比較復(fù)雜的知識(shí)變得條理清晰，學(xué)生學(xué)起來輕松，也增加了學(xué)生的歸納和總結(jié)能力，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

3.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目更新

根據(jù)調(diào)研和分析，針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，精選和編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。將4個(gè)元素性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)替換成氣體常數(shù)的測(cè)定、醋酸電離常數(shù)的測(cè)定-pH法、氧化還原反應(yīng)與氧化還原平衡、磺基水揚(yáng)酸合鐵(III)配合物的組成及其穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定。最大化地利用有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)達(dá)到最好的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)概念和思維，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和基本操作能力。

3.4 考核方式改革

考核方式改變?yōu)轶w現(xiàn)過程考核的方式，包括期末考試成績(jī)、學(xué)習(xí)過程考核成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)。其中期末考試注重考核課程的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念，學(xué)習(xí)過程考核包括考勤、平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、線上測(cè)驗(yàn)和以總結(jié)或論文形式體現(xiàn)學(xué)生綜合能力的成績(jī)。綜合能力的考核，需要學(xué)期初就提前布置，學(xué)生根據(jù)自己興趣自選課題，內(nèi)容可以是對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)或理論的探討，具體方法的應(yīng)用設(shè)計(jì)與改進(jìn)，也可以是對(duì)全部課程內(nèi)容的總結(jié)或?qū)W科發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)等內(nèi)容。為了強(qiáng)化學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能，在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過程中同時(shí)考察學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、器皿的使用方法、熟練程度等方面，并單獨(dú)給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

4 結(jié)束語(yǔ)

高等教育的課堂革命時(shí)代已經(jīng)到來，教育部已經(jīng)發(fā)出了打造“金課”，消滅“水課”的號(hào)召，以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的授課模式是必然的發(fā)展趨勢(shì)。廣大《無機(jī)及分析化學(xué)》教師應(yīng)該主動(dòng)求變，從課程內(nèi)容、課堂教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，考核方式等方面進(jìn)行改革，從而構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，提高《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)質(zhì)量。