材料專業(yè)《無機化學》課程教學模式的改革探索

李芹　董麗敏　湯卉

摘 要：《無機化學》課程是無機非金屬材料專業(yè)本科生的一門通識必修課。文章針對目前無機化學的教學現(xiàn)狀，從材料科學與工程專業(yè)角度，闡述了該課程在教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面改革的實踐經(jīng)驗。旨在貫徹以生為本的理念，提高教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無機化學；課程；本科教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）03-0104-03

引言

《無機化學》是無機非金屬材料專業(yè)本科生的一門通識必修課。該課程涉及無機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及化學反應(yīng)過程，主要包括基礎(chǔ)理論和元素理論兩大部分，主要介紹原子結(jié)構(gòu)、元素周期性、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、化學熱力學、化學動力學、電化學等概念、原理及元素化學知識。

該課程與高中化學課程相銜接，但在廣度與深度上較之中學化學都有較大的提高和擴展，具有較強的理論性和實用性，課程通常開設(shè)在第一學期，對于幫助學生進入大學角色，了解大學課堂，轉(zhuǎn)變學習觀念，鞏固專業(yè)學習思想具有重要的影響。無機化學的教學質(zhì)量和教學效果不僅直接影響學生對后續(xù)專業(yè)課程的學習，同時，對培養(yǎng)人才的思維模式及知識體系的構(gòu)建起著非常重要的作用。[1]

為了激發(fā)學生的學習興趣，提高該課程的教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析、解決一般無機化學問題的能力，我們對《無機化學》課程教學中存在的問題進行了分析，從教學內(nèi)容、教學方法及考核方式等方面進行了積極的探索。

一、《無機化學》課程的教學現(xiàn)狀

目前在高等院校《無機化學》的教學過程中，存在著不利于學生提高科學素質(zhì)的一些問題，主要包括以下幾方面：

（一）教學內(nèi)容缺乏針對性

傳統(tǒng)的無機化學教學存在著內(nèi)容多、課時少、教學內(nèi)容脫離生活等問題，導(dǎo)致學生考試前突擊背筆記，專業(yè)技術(shù)知識與解決實際問題嚴重脫節(jié)。同時，對于剛從高中考入大學的大一新生來說，突然在有限學時內(nèi)掌握內(nèi)容龐雜且理論性較強的無機化學課程，很容易產(chǎn)生畏難情緒而喪失學習興趣。

（二）教學方法相對枯燥

無機化學知識點較多，內(nèi)容抽象，學生理解起來較為困難，按照傳統(tǒng)的授課方式，花費大量時間在板書上，尤其是一些板書難以表示的內(nèi)容，比如原子、分子的結(jié)構(gòu)及固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)幾個章節(jié)的內(nèi)容，會涉及到原子軌道、電子云、分子的空間結(jié)構(gòu)、晶體的結(jié)構(gòu)等，由于缺少形象生動的描述，會使學生難以理解而失去學習的興趣。

（三）考核方法單一

傳統(tǒng)的考核方式強調(diào)結(jié)果考核，造成學生平時學習不積極，期末考試前突擊復(fù)習，很難全面、公正、真實地反映學生平時的學習狀況。

針對無機化學課程存在的一些問題，有必要對課程的教學內(nèi)容和教學方法進行改革。因此，為了適應(yīng)形勢發(fā)展的要求，我們提出對現(xiàn)有無機化學教學內(nèi)容及教學方法進行改革，根據(jù)無機非金屬材料專業(yè)特點，研究符合無機非金屬材料專業(yè)的新的無機化學課程教學模式并更新教學內(nèi)容，使之適應(yīng)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。這對于學生綜合素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對于提高本科教學水平具有十分重要的意義。[2]

二、教學內(nèi)容的改革措施

針對哈爾濱理工大學無機非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)特點和培養(yǎng)計劃，《無機化學》課程選用天津大學顏秀茹編寫的《無機化學》作為教材。

（一）教學內(nèi)容更注重方向性

在保持課程整體性、系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合無機非金屬材料專業(yè)的特點，選取教學內(nèi)容，在突出知識主線的前提下，把教學內(nèi)容與專業(yè)知識緊密結(jié)合起來。在內(nèi)容的講授上，結(jié)合本專業(yè)老師在無機非金屬材料方面的研究成果，積極引入與推介前沿學科的新思想、新觀點，使學生開闊眼界，使教學內(nèi)容更加豐富，同時培養(yǎng)學生主動探索知識的能力。例如，在講授化學反應(yīng)速率時，結(jié)合實驗室溶液中進行的多相反應(yīng)，強調(diào)攪拌、或者超聲等方法等的意義。

（二）教學內(nèi)容適當精簡

無機化學課程內(nèi)容多，但理論課時只有48學時，因此，根據(jù)學生的具體情況，專業(yè)特點及后續(xù)課程需要，從宏觀上對教學內(nèi)容進行把握，在講授該課程時對教材中的內(nèi)容進行了適當?shù)膭h減，使教學內(nèi)容詳略得當。

化學反應(yīng)的方向、速率及限度（10學時）：主要講授熱力學基本概念、吉布斯自由能及其計算、化學反應(yīng)的自發(fā)性、吉布斯自由能和平衡常數(shù)的關(guān)系、化學平衡及其移動；反應(yīng)速率的基本概念及其影響因素。酸堿反應(yīng)和沉淀反應(yīng)（8學時）：主要講授酸堿理論、解離平衡及解離常數(shù)、稀釋定律、離子濃度計算、解離平衡移動、同離子效應(yīng)、緩沖溶液、鹽類水解、難溶電解質(zhì)的溶度積規(guī)則、沉淀溶解與轉(zhuǎn)化。氧化還原反應(yīng)（6學時）：主要講授氧化還原反應(yīng)配平、原電池、能斯特方程、電極電位的應(yīng)用。物質(zhì)結(jié)構(gòu)（18學時）：主要講授原子光譜及能級、核外電子運動狀態(tài)、核外電子排布及元素周期律、元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系、價健理論、雜化軌道理論、分子軌道理論、分子間力和氫鍵、晶體及其基本類型、離子晶體、非離子晶體、離子極化、配位化合物、配位化合物的價健理論、配位化合物在水溶液中的穩(wěn)定性。元素概論（6學時）：主要講授鹵素、氧族元素、氮族元素、過渡元素通性及鐵鈷鎳。[3]

從教學內(nèi)容可以看出，本課程的基本概念、基本定律較多，公式較多，計算量較大，而且章節(jié)之間的銜接性較大，比如化學反應(yīng)的方向、速率和限度引入了吉布斯自由能和平衡常數(shù)，而緊接著酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)等部分的內(nèi)容都需要這部分的知識作為基礎(chǔ)。一旦學生掌握不好前面的知識點，對后續(xù)知識點的理解就有困難，以至于失去對本課程的學習興趣。因此，針對相應(yīng)的教學內(nèi)容，在教學過程中選擇合適的教學方法和手段調(diào)動學生學習的積極性是非常重要的。[4]

三、教學方法的改革實施

在教學過程中，針對不同的內(nèi)容選用不同的教學方法。做到精講、略講和自學相結(jié)合。對于重點內(nèi)容采用精講多練的方式，對基本知識體系講深講透。對于與中學化學內(nèi)容重復(fù)的部分（如化學反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系、部分化學反應(yīng)原理）采用學生自學和教師略講的形式。對于有的知識點，后續(xù)課程（如物理化學、結(jié)晶學等）會深入學習的，做到“點到為止”。對于內(nèi)容龐雜、易于理解難于記憶的元素化學部分，采用學生自學教師概括總結(jié)，打破原有元素化學的知識結(jié)構(gòu)編排，把眾多化學元素按性質(zhì)分為幾個元素群，對每一元素群重點講述元素及化合物的通性和變化規(guī)律，提高授課效率，使學生知識系統(tǒng)化。

由于課程中知識點繁雜、概念及公式多，為了幫助學生記憶和理解，我們及時對相應(yīng)的知識點進行歸納總結(jié)，及時提升教學效果。

（一）板書教學結(jié)合多媒體教學

制作無機化學課程的課件，采用現(xiàn)代化教學手段，利用多媒體結(jié)合板書進行該課程的教學，實現(xiàn)現(xiàn)代教學手段和傳統(tǒng)優(yōu)良教學方法的結(jié)合，突出了教學的重點和難點。對于課程的重點和難點，要放慢上課的節(jié)奏，主要采用板書的形式，讓學生跟著老師的思路聽課。而對于板書難以實現(xiàn)的內(nèi)容，如原子、分子的結(jié)構(gòu)及固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)幾個章節(jié)中涉及到的原子軌道、電子云、分子的空間結(jié)構(gòu)、晶體的結(jié)構(gòu)等采用多媒體的形式，利用多媒體課件中的動畫、圖片、視頻的形式展現(xiàn)出來，使學生更好的理解知識點，充分調(diào)動學生的學習興趣。同時，在使用多媒體課件時也注意與板書寫結(jié)合，避免單純使用多媒體課件而造成學生記不下筆記，所學知識來不及消化吸收等問題。

（二）啟發(fā)式教學，注重師生互動

在教學過程中提出問題，采用學生分組分析討論的形式，提高學生解決問題的能力，活躍課堂氣氛，增加師生的課堂互動，激發(fā)學生學習興趣。根據(jù)課程內(nèi)容，組織和引導(dǎo)學生，對比、歸納，揭示無機化學的內(nèi)在規(guī)律。就學習中發(fā)現(xiàn)的問題，組織課上分析討論，培養(yǎng)學生的分析、理解和歸納能力。[5，6]

將簡單易學的章節(jié)，布置為自學內(nèi)容，對于難以理解的知識點重點講述。同時，考慮到學生為大一新生，由于習慣了高中期間老師主導(dǎo)學習，大一新生往往在學習上存在很大的惰性，很大程度上依賴教師，因此，為了增強學生學習的主動性和自學能力，鼓勵學生自己做簡短課件，將自己學習的知識點總結(jié)，然后自己作老師以授課方式進行學習，其他同學可以對其提問和討論。逐步培養(yǎng)學生學習的積極性和主動性。

注重師生互動，課堂上提出問題，引導(dǎo)學生回答，通過提問讓學生參與到課堂中。比如，氧化還原反應(yīng)中關(guān)于氧化還原方程式的配平，教師先舉例講解，強調(diào)步驟及注意事項。再由學生進行課堂練習，可選擇由一至兩名學生在黑板上練習，其他學生在作業(yè)紙上完成。通過學生的完成情況，檢查學生的掌握程度，發(fā)現(xiàn)容易出現(xiàn)錯誤的地方，并及時強調(diào)和指正。

（三）課后作業(yè)及答疑

《無機化學》課程涉及到的基本概念、公式較多，需要大量的計算，因此，布置一定量的課后習題，并就學生普遍難以理解的習題進行課上講解，使學生能夠及時鞏固和提高對課上所學基本概念、基本定律的理解和應(yīng)用能力。同時，隨機抽取學生對已做作業(yè)進行講解，根據(jù)學生作業(yè)完成情況和講解情況評定作業(yè)成績。這樣，在一定程度上可以減少作業(yè)的抄襲，提高作業(yè)完成質(zhì)量。另外，根據(jù)學生的學習情況適當設(shè)置注重能力考核、綜合程度高的作業(yè)，以引導(dǎo)學生自主學習。使教學中教師的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生主動的“學”。通過無機化學涉及的基本原理，結(jié)合國家相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)濟政策、環(huán)保要求和市場需求等，讓學生通過查閱相關(guān)文獻資料，理解無機化學的具體應(yīng)用及其改進策略，在這個過程中強調(diào)協(xié)作意識、文獻檢索能力以及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

四、考核方法的改革實施

實行多形式多階段的考核方式?？荚嚪绞綇慕Y(jié)果考核向過程考核轉(zhuǎn)變，采取學習過程的階段性考核和和期末閉卷考試相結(jié)合的方式，鼓勵學生注重學習的效果和課程學習中能力的培養(yǎng)，為學生的學習提供目標指向，有利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。[7]

成績包括期末考試成績、平時成績（包括作業(yè)、課堂表現(xiàn)），不再以一張試卷定成績。平時布置注重能力考核、綜合程度高的課后作業(yè)，來引導(dǎo)學生自主學習；隨堂作業(yè)能加強和督促學生及時認真復(fù)習所講授知識點，以督促學生學習，檢查其學習效果。課堂表現(xiàn)包括學生的出勤、回答問題情況、討論情況及課堂筆記記錄情況。為了營造良好的學習氛圍，提高學生的自主學習能力，要求學生記課堂筆記，并將課堂筆記記錄情況作為平時成績的一部分進行記載；通過多種方式在課上課下督促和檢查學生記筆記。課程的基本原理及基本知識的考察主要是通過期末考試閉卷方式進行考核。期末考試成績所占總成績比例為70%，平時成績（包括作業(yè)、課堂表現(xiàn)）占總成績的比例為30%。這樣有利于學生在平時對知識點的掌握。

五、結(jié)束語

總之，根據(jù)哈爾濱理工大學無機非金屬材料專業(yè)的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標，并結(jié)合無機化學課程的特點以及材料專業(yè)的科研優(yōu)勢，我們對無機化學課程的教學內(nèi)容、教學方法及考核方式進行了改革與創(chuàng)新，取得了良好的效果。在教學過程中，我們深切的認識到要上好一門課，不僅需要教師有認真的教學態(tài)度、深厚的專業(yè)知識，還需要科學的教學方法。

參考文獻

[1]徐志珍，張敏，田振芬.無機化學課程教學的思考[J].化工高等教育，2012（2）：102-104.

[2]韓世蓮.做好創(chuàng)新課堂教學培養(yǎng)新時期創(chuàng)新人才[J].教育教學論壇，2016，37：118.

[3]楊宏孝，顏秀茹.無機化學（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[4]張澤會，劉冰，黃濤，等.元素無機化學教學中“歸納總結(jié)法”[J].廣東化工，2012，39：153.

[5]彭芬，劉李豫.基于問題的啟發(fā)式教學方法與實踐——以“組織行為學”本科教學為例[J].中國大學教學，2013，3：65.

[6]張金學，張寶歌.構(gòu)建探究討論式教學課堂教學質(zhì)量[J].中國高等教育，2011，23：32.

[7]盧聲，姜鍵，楊梅，等.無機化學課程考試改革研究初探[J].高教學刊，2016，6：155.