“無機與分析化學”課程教學體系的優(yōu)化與實踐

曹利慧

（衡水學院應用化學系，河北 衡水 053000）

在高校教學體制改革的大背景下，我校的培養(yǎng)目標定位于應用型人才培養(yǎng)。辦學理念和培養(yǎng)目標的轉變，對基礎課程教學的直接影響就是教學學時的不斷減少，使得教學內容和教學學時之間的矛盾十分突出。減少學時后課程該講什么?怎么講?成為擺在全體教師面前的一個無法回避的嚴峻課題，迫切需要對課程體系加以深入研究[1]。

1 “無機與分析化學”課程現狀

“無機與分析化學”是我校高分子材料與工程學科的基礎課程，又是中學化學和大學后續(xù)專業(yè)課程的銜接課程，是由化學學科的四大基礎課程無機化學和分析化學合并而成的一門新課程。該課程在我校高分子材料與工程專業(yè)2011級培養(yǎng)方案中為“無機化學”“分析化學”兩門課程單獨授課，無機化學在第一、第二學期開設，分別為48、32學時；分析化學在第三、第四學期開設，分別為32、32學時。在2012版人才培養(yǎng)方案中將兩門課程整合成為“無機與分析化學”一門課程來進行講授，在第一、第二學期開設，所占學時數為112學時。在2014版人才培養(yǎng)方案中將“無機與分析化學”的課程學時壓縮為64學時。該課程的講授時間和學時從兩學年，144學時調整為現在的一學年64學時，壓縮了一半多的課時。

“無機化學”和“分析化學”這兩門課程經歷長期的發(fā)展，具備了完整的知識結構體系和嚴密的教學邏輯，課時減少，在有限的學時里要化解這一矛盾，顯然不能簡單的刪減教學內容，因為教學內容的簡單刪減會破壞課程體系的系統(tǒng)性和教學邏輯性，也會破壞知識結構的完整性[2]。目前，解決這一矛盾的有效方法就是對教學內容進行重新整合，構建合理的“無機與分析化學”的課程體系，并且不斷優(yōu)化，使之形成有機的整體。

2 “無機與分析化學”課程體系的框架構建

學時壓縮后，對“無機與分析化學”教學內容進行了整合優(yōu)化：無機化學中去除了熱力學和動力學部分，因為該部分是后續(xù)“物理化學”課程的重點之一；“分析化學”中去除了傳統(tǒng)的儀器分析部分；高分子材料的儀器分析方法在本專業(yè)后續(xù)課程“高分子材料研究方法”中進行學習。

整合優(yōu)化后，課程體系的框架內容分為三部分：

第一部分是化學平衡有關的基礎知識，主要內容是用化學平衡的基本概念討論不同類型的化學反應，得到無機化學的四大平衡——酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡和配位平衡。然后討論四大平衡反應在分析化學中的應用，這就是以化學平衡為基礎的四大滴定分析法——酸堿滴定法、沉淀溶解滴定法、氧化還原滴定法和配位滴定法。

第二部分是以物質結構知識和元素周期系為基礎，討論元素和化合物的結構與性質的關系、性質與用途的聯(lián)系。主要內容有原子結構、化學鍵和分子結構、晶體結構、元素和化合物。

第三部分是“無機化學”和“分析化學”基礎知識和基本概念，它們中的許多內容已經在中學化學中有所涉及?！盁o機化學”的基礎知識為化學平衡，基本概念主要有酸堿理論、pH值、溶解度、氧化和還原、元素周期律、離子鍵和共價鍵等；“分析化學”的基礎知識為定量分析概論，涉及到的基本概念主要有定量分析的一般程序、分析結果的表示方法、定量分析的誤差、有效數字及其運算規(guī)則、可疑數據的取舍、分析結果的計算及其評價、標準溶液及其配制方法、酸堿指示劑的作用原理及選擇原則、金屬指示劑的作用原理及選擇、氧化還原滴定的指示劑等等。

上述三部分在內容上相互滲透，如討論酸堿理論、氧化還原的基本概念、配位化合物的基本知識等內容是在物質結構知識的基礎上進行的，而討論化合物的性質、制備往往離不開化學平衡的基礎知識。而第三部分的內容則完全穿插在前兩部分內容中。

表1 “無機與分析化學”課程體系框架與學時分配

3 “無機與分析化學”課程體系的優(yōu)化

3.1 教學內容組織結構的優(yōu)化

將第一部分內容中無機化學的四大平衡及其在分析化學的應用合并在一起，這樣處理既避免了不必要的學時浪費，又使化學平衡和分析方法之間內容的銜接更加緊密，知識之間前后遙相呼應，也符合學生學習知識的規(guī)律，更易于提高學生的學習質量?；瘜W分析中重量分析法由于操作繁瑣、費時較多，逐漸不被普遍使用，因此不再進行課堂講解，列為學生自學內容。

第二部分結構理論內容中簡化處理一些過于艱深的內容，例如：晶體結構僅作簡單介紹，該專業(yè)的后續(xù)課程“材料科學與工程基礎”課中會進行詳細系統(tǒng)的講解；原子和分子結構減少了過于深奧的理論，例如：用薛定諤方程處理原子核外電子的運動狀態(tài)時，只引導學生學習量子力學的處理結果，處理的過程不再講述。但是此部分中與后續(xù)課程“有機化學”相聯(lián)系的知識點的講解則要深化加強，例如：大π鍵、雜化軌道理論等，為有機化學的學習奠定良好的基礎。

元素化學部分進行分區(qū)講解，重點講解元素化合物的通性、代表性化合物的性質，并且注重理論聯(lián)系實際，體現知識的應用性。主族元素部分學生在中學化學中已經進行了一定程度的學習，可以精講，重點在知識擴展以及P區(qū)元素化合物的周期性變化規(guī)律的講解；對于學生不了解和以后會用到的副族元素、化合物性質，適當增加學習學時即可。

3.2 教學方法和教學環(huán)節(jié)的優(yōu)化處理

教學內容及結構的優(yōu)化是內容整合、調整，而課程真正能實現課時少、內容優(yōu)的教學體系，更為關鍵的是教學內容細節(jié)化的處理，需要通過教學的中心環(huán)節(jié)——課堂教學來實現。所以，在課堂教學中，對不同的授課內容要采用不同的教學方法，處理好課堂教學的每個環(huán)節(jié)，使整個教學體系條理清楚，層次分明[3]。

（1）可以自學的內容讓學生課外自學

自學方式適用于只是單純文字敘述的內容或概念。這樣的知識點不能講得太細，通過自學可以釋放一定課時，還可以避免枯燥無味的敘述引起學生乏味。例如，定量分析概論一章中，分析方法的分類、滴定分析方式、滴定分析前的預處理和各類滴定法的應用可列為自學內容。需要注意的是自學不等于可學可不學，不能讓學生放任自流，教師要安排好自學參考資料，列出自學內容的思考題，并讓學生進行總結。

（2）相似內容采用概括和舉一反三的辦法

對于處理思路相同的相似內容可以采用概括和舉一反三的辦法。例如，酸堿平衡和酸堿滴定法一章中，在處理弱酸堿溶液分布系數的計算和不同類型溶液pH的計算知識點時可采用此方法。分布系數計算時，以一元弱酸為例，詳細推導其分布系數的關系式，分析其公式的特點，然后概括出二元、三元、多元弱酸堿的分布系數公式。而不同類型溶液pH的計算內容講解時，都以質子平衡式（PBE）為基礎，處理思路是將PBE式中各項用[H+]、Ka（Kb）和起始物型體的平衡濃度來代替，得出[H+]的準確表達式，然后根據條件進行近似處理，從而得到近似式、最簡式。講解和推導公式的重點也是一元弱酸，然后舉一反三，推廣至多元弱酸堿、兩性溶液和緩沖溶液，學生作為主體去推導公式，老師作為主導去總結拓展。這樣處理可以使本來繁瑣、復雜的內容變得簡明、重點突出，同時拓展了學生的思考空間，使課堂教學更加輕松。

無機與分析化學中的四大滴定法，都是在反應原理的基礎上，討論指示劑的變色原理、選用原則、滴定曲線，因此講解的思路相似。這部分知識可以在重點講解酸堿滴定的基礎上，要求學生總結概括四類指示劑變色原理、選用原則以及四類滴定曲線的共同之處、不同點等[4]。老師再針對個性之處進行重點講解，這樣處理會使本課程教學學時更具有彈性。但是要注意的是，在章節(jié)之間選用此方法教學時，由于涉及的知識點較多，對學生的要求會較高，教學實施的全面性、細節(jié)之處需進一步完善。

（3）重點、難點和非重點關系的處理

教學大綱中對每個章節(jié)的重點、難點等知識點做出了學習要求，難點不一定是重點，教學中要處理好重點、難點和非重點的關系。例如，原子結構一章是較為抽象、深奧的理論知識，要在有限學時內達到學習目標，要圍繞描述電子運動狀態(tài)的四個量子數、多電子原子核外電子排布、元素周期率等內容進行重點詳細講解，波粒二象性和測不準原理僅作一般介紹。波函數、電子云的角度分布圖和徑向分布圖的結果應用是重點。在薛定諤方程解的過程中圖形函數推導是難點，但不是重點。教學中可以分別以2pz、1s軌道為例，說明原子軌道函數分布圖形成的思路即可，也可作為選修內容，不做詳細介紹。

3.3 教學理念的滲透

學生是學習的主體，要想達到好的教學效果，必須充分調動學生的學習熱情，在老師的指導下，師生共同努力，完成課程教學內容的優(yōu)化。所以，教師在教學中還應注意培養(yǎng)學生自覺學習、興趣學習的理念。

（1）注意培養(yǎng)學生的自學能力

本課程是學生進入大學學習的第一門化學基礎課程。大學與中學的學習存在著很大差異，中學每節(jié)課的教學內容比較少，學生容易掌握；大學中每節(jié)課的信息量陡然增大，因此一定要注意學生自學能力的培養(yǎng)。學會利用參考書籍、工具書等其他教學資源，才會達到該課程的教學要求。

（2）聯(lián)系實際，激發(fā)學生興趣

強調理論知識與生活實際的密切關系，教會學生對理論知識的靈活應用，增強學生的學習興趣，這樣的教學理念與本校應用型人才培養(yǎng)的定位相適應。例如，講授重鉻酸鉀的性質時，可以引入其在酒后駕車檢測中的運用。在酸堿滴定時，可以引入測定鎮(zhèn)江香醋中醋酸含量的例子，除了考慮測定原理，還可以引導學生考慮如何消除香醋顏色的影響。這樣的實例不但能提升學生的學習興趣，還可以擴展學生的思路，同時體會到理論和實際的距離，從而引發(fā)學生的探究欲望。課程講授中還要注意引用無機與分析化學學科最新的研究成果，加強知識的延伸，使學生體會到“學而有用”，進一步達到“學而會用”。

4 總結和思考

“無機與分析化學”課程通過教學內容、教學方法、教學理念等改變，從教師的主導性和學生的主體性兩個角度出發(fā)，進行了課程體系的優(yōu)化和實踐。實踐中發(fā)現還有一些問題需要進一步完善，如自學環(huán)節(jié)需要充分發(fā)揮學生的主體性，否則效果不理想；教學內容的精講、泛講、自學、選學、討論等教學手段與教學內容的結合還需繼續(xù)深入完善。前者需要從學生方面著手解決，后者則需要教師在教學實踐中不斷地探索。

[1]權新軍，張亞南，金為群.少學時無機化學課程體系的創(chuàng)新與實踐[J].高教研究與實 踐，2014，33（4）：56-59.

[2]陳若愚，朱建飛.無機及分析化學[M].大連:大連理工大學出版社，2013.

[3]羅亞楠，王琨，王悅虹.無機及分析化學教學方法的研究與實踐[J].吉林化工學院學報，2009，26（6）：45-47.

[4]鄧安民，崔瑞元，王玉華，等.無機及分析化學課程整合的教學改革探討與實踐[J].南昌航空大學學報（社會科學版），2003，5（3）：92-94.□