化學(xué)大類招生下的無機(jī)化學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐

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(浙江理工大學(xué)理學(xué)院，杭州 310018)

著名科學(xué)家錢學(xué)森在20世紀(jì)90年代初提議“大化工”概念，即將化工與冶金、能源、材料工業(yè)(包括建材)、制藥業(yè)、生物化工等工業(yè)聯(lián)合起來，形成高度節(jié)能環(huán)保的21世紀(jì)產(chǎn)業(yè)[1]。同時(shí)，近年來我國(guó)高等教育界經(jīng)過教育思想的大討論，確定了“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)口徑、重視綜合素質(zhì)、增強(qiáng)適應(yīng)能力”的新的人才培養(yǎng)原則。由此，自1998年教育部第二次調(diào)整專業(yè)目錄后，許多高校為滿足科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展及培養(yǎng)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)型人才對(duì)學(xué)科交叉的要求，在本科階段紛紛實(shí)施專業(yè)大類招生培養(yǎng)模式[2-3]。大類招生和培養(yǎng)是一種新型的本科人才培育模式，較好的滿足了知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)期人對(duì)知識(shí)的追求，有利于改進(jìn)學(xué)科與專業(yè)結(jié)構(gòu)，解決了知識(shí)交叉及創(chuàng)新精神培養(yǎng)問題；有利于提高學(xué)生素養(yǎng)，增加就業(yè)機(jī)會(huì)；有利于學(xué)生結(jié)合自身興趣愛好更廣泛的選擇專業(yè)，滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對(duì)不同人才的需求，促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步[4-7]。

為適應(yīng)國(guó)家對(duì)高等教育的新要求，浙江理工大學(xué)制訂了2016級(jí)人才培養(yǎng)方案原則(意見)及2016級(jí)專業(yè)(類)招生方案，明確要求理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)、材料化學(xué)專業(yè)，材料與紡織學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)，生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)、生物制藥專業(yè)共五個(gè)專業(yè)自2016年起實(shí)施化學(xué)類(基地班)大類招生。大類招收的學(xué)生進(jìn)校后在啟新學(xué)院進(jìn)行大類培養(yǎng)，大一第一學(xué)期結(jié)束前進(jìn)行學(xué)科分流。作為各專業(yè)都必須學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，《無機(jī)化學(xué)》(48學(xué)時(shí))被選為化學(xué)類(基地班)大類平臺(tái)的專業(yè)必修課，該課程也是大類平臺(tái)所涉及學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課程。

《無機(jī)化學(xué)》是當(dāng)前化學(xué)、材料、生物等近化學(xué)專業(yè)課程體系中的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。從專業(yè)要求看，《無機(jī)化學(xué)》對(duì)學(xué)生化學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)和提高具有至關(guān)重要的作用?！稛o機(jī)化學(xué)》的本科教學(xué)大綱不僅要求學(xué)生掌握基本概念、基本原理及基本技能，掌握重要的元素及其化合物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制備和用途，了解學(xué)科發(fā)展的新領(lǐng)域、新動(dòng)態(tài)和新成果，而且要求學(xué)生學(xué)會(huì)獲取知識(shí)的方法和能力,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、表述和應(yīng)用知識(shí)的能力、分析和處理問題的能力、發(fā)展和創(chuàng)造知識(shí)的能力、等等，同時(shí)要求學(xué)生結(jié)合前沿領(lǐng)域培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。從開課時(shí)間看，開設(shè)在大一第一學(xué)期的《無機(jī)化學(xué)》課程,具有承前啟后的作用。學(xué)習(xí)內(nèi)容上，是對(duì)中學(xué)化學(xué)知識(shí)的深化、擴(kuò)展和提高；學(xué)習(xí)模式上，是從高中應(yīng)試式學(xué)習(xí)到大學(xué)探究式學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，《無機(jī)化學(xué)》為后續(xù)本科化學(xué)教學(xué)中的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)。

無機(jī)化學(xué)教學(xué)對(duì)象均為大一新生，生源各異，浙江理工大學(xué)生源以浙江省及周邊臨近省份江蘇、福建、廣東等為主，少部分學(xué)生來自河北、陜西、貴州等地。在高考制度大改革的背景下，各省對(duì)考生的要求千差萬別，對(duì)化學(xué)知識(shí)教授的難易程度和范圍不盡相同，加劇了學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)掌握程度上的差異。另外，大一新生從高中到大學(xué)學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變直接影響教學(xué)效果。高中普遍是應(yīng)試式教學(xué)模式，主要通過大量習(xí)題來掌握和消化所學(xué)知識(shí)；而大學(xué)是啟發(fā)式教學(xué)，需要學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主總結(jié)和歸納知識(shí)，學(xué)會(huì)舉一反三。本科化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)涉及面較廣，無機(jī)化學(xué)作為學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的第一門化學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)課程，不僅僅是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課，生物工程、制藥、材料等類化學(xué)專業(yè)學(xué)生都要修這門課，但由于對(duì)專業(yè)要求的側(cè)重點(diǎn)不同，導(dǎo)致不同專業(yè)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)千差萬別。同時(shí)，無機(jī)化學(xué)學(xué)科教學(xué)地位明顯，是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣，鍛煉學(xué)生的分析能力和實(shí)踐能力的入門課。此外,隨著相關(guān)各學(xué)科的不斷發(fā)展、學(xué)科交叉的不斷加深,對(duì)《無機(jī)化學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容也提出了更高的要求。因此，關(guān)于無機(jī)化學(xué)課程講授什么，如何講授，才能使教學(xué)內(nèi)容更符合社會(huì)需求和社會(huì)發(fā)展，使學(xué)生更容易接受，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，是化學(xué)大類招生下無機(jī)化學(xué)任課教師需要高度關(guān)注的問題[8-13]。為此，本文結(jié)合專業(yè)實(shí)際，針對(duì)以往教學(xué)中存在的問題，重點(diǎn)在課程內(nèi)容優(yōu)化，教學(xué)方法改革及開放式實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)等方面開展了有益的理論研究與實(shí)踐探索，取得了具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值及實(shí)踐意義的教學(xué)研究成果。

一、重修教學(xué)大綱，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

自2016年實(shí)施化學(xué)類(基地班)大類招生以來，經(jīng)過了一年的教學(xué)實(shí)踐，筆者所在的無機(jī)化學(xué)教研團(tuán)隊(duì)帶著問題和不足，在2017級(jí)新生入學(xué)后不久召開了部分學(xué)生的座談會(huì)，座談會(huì)對(duì)象為基地班九個(gè)行政班的班長(zhǎng)、學(xué)習(xí)委員，以及自愿報(bào)名參加的同學(xué)，參會(huì)人數(shù)共計(jì)27人，約占總?cè)藬?shù)的9%。基地班即為高考考生填報(bào)志愿為化學(xué)的錄取生組成的行政班，2017級(jí)共計(jì)285名。統(tǒng)計(jì)表明，3名同學(xué)(11.1%)高中化學(xué)知識(shí)學(xué)的相當(dāng)深入，基本上覆蓋了大學(xué)無機(jī)化學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)；22名同學(xué)(81.5%)對(duì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)和元素部分等知識(shí)學(xué)習(xí)比較透徹，但物質(zhì)結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)部分知識(shí)僅為選學(xué)；1名同學(xué)(3.7%)化學(xué)專業(yè)為選考；1名同學(xué)(3.7%)為文科專業(yè)，化學(xué)只參加了會(huì)考。由此筆者發(fā)現(xiàn)，大部分同學(xué)在高中階段已經(jīng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及元素部分有了較為深入的學(xué)習(xí)，理論性和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高的知識(shí)少有涉及?；谝陨险{(diào)查背景，針對(duì)大類平臺(tái)的教學(xué)要求以及各專業(yè)的特點(diǎn),無機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)召開“教學(xué)大綱制定專題研討會(huì)”，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合與重組。

(一)制定相互獨(dú)立又相互滲透的教學(xué)大綱和教學(xué)方案

浙江理工大學(xué)在大類招生之前，化學(xué)系的無機(jī)化學(xué)課時(shí)為80個(gè)學(xué)時(shí)，全部安排在大一第一個(gè)學(xué)期，相對(duì)應(yīng)的教學(xué)大綱即為按課本章節(jié)順序編寫，如圖1所示，包括化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)，酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)，原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、固體結(jié)構(gòu)，配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，主族元素、副族元素、零族元素、等等。經(jīng)過多年教學(xué)，學(xué)生與教師普遍反映教學(xué)任務(wù)繁重，重點(diǎn)不突出，教師只能采取填鴨式教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果不佳。自2016年起以化學(xué)類(基地班)大類招生后，新的培養(yǎng)方案要求壓縮無機(jī)化學(xué)課時(shí)到48學(xué)時(shí)，這就要求對(duì)教學(xué)大綱有較大的調(diào)整和變動(dòng)。經(jīng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員討論，新制定的教學(xué)大綱如圖1所示，具體包括：a)核心教學(xué)內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量和能量關(guān)系，化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和限度(即化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué))，酸堿反應(yīng)與沉淀反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)(應(yīng)用電化學(xué)可列入討論主題)、原子結(jié)構(gòu)和元素周期表、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、固體及配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、主要的主族元素與副族元素性質(zhì)。該部分內(nèi)容即為48學(xué)時(shí)的無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容主體；b)輔助教學(xué)內(nèi)容：引入與無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的學(xué)科前沿知識(shí)理論,尤其是與社會(huì)、環(huán)境、日常生活等的聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。該部分內(nèi)容由助教在課余時(shí)間以討論課、實(shí)踐課等形式完成。教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員中，課題組選擇來自不同高校和不同專業(yè)的教師，年齡層次覆蓋老中青，由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師擔(dān)任課堂教學(xué)，同時(shí)每個(gè)班各自配備一名青年教師作為助教。有經(jīng)驗(yàn)的老教師有效掌控教學(xué)進(jìn)度，對(duì)理論知識(shí)的重難點(diǎn)把握適度，青年教師容易接觸新鮮事物，結(jié)合自身科研為學(xué)生提供最新最前沿的知識(shí)理論。眾所周知，課時(shí)數(shù)的減少會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)總體掌握程度差距拉大，針對(duì)在高中階段對(duì)化學(xué)知識(shí)掌握比較淺甚至沒有學(xué)過化學(xué)的同學(xué)，在輔助教學(xué)模塊中，授課教師會(huì)安排助教重點(diǎn)關(guān)注，根據(jù)作業(yè)情況對(duì)他們進(jìn)行隨時(shí)答疑，也可以讓學(xué)生去助教辦公室單獨(dú)討論問題。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)習(xí)進(jìn)度快的同學(xué)幫助進(jìn)度慢的同學(xué)，在寢室或小組范圍內(nèi)組織幫學(xué)活動(dòng)，給他們創(chuàng)造盡可能方便和寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。

圖1 新舊大綱結(jié)構(gòu)對(duì)比

同時(shí)，為了在有限的課時(shí)中盡量使教學(xué)內(nèi)容最大化，既避免與高中課程簡(jiǎn)單重復(fù)，又能把重難點(diǎn)突出，課題組抽取了三個(gè)自然班共79名同學(xué)以調(diào)查問卷的形式具體調(diào)查了在高中階段對(duì)重要無機(jī)化學(xué)知

識(shí)點(diǎn)的掌握情況。具體有以下七個(gè)問題：a)對(duì)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量和能量關(guān)系，以及化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和限度等知識(shí)點(diǎn)的了解程度；b)對(duì)酸堿反應(yīng)如酸堿性判定、弱電解質(zhì)解離和鹽類水解等知識(shí)點(diǎn)，以及沉淀反應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的了解程度；c)對(duì)氧化還原反應(yīng)與應(yīng)用電化學(xué)章節(jié)中氧化還原方程式的配平、電極電勢(shì)及電勢(shì)圖、和氧化還原反應(yīng)的方向和限度等知識(shí)點(diǎn)的了解程度；d)對(duì)原子結(jié)構(gòu)與元素周期性，尤其是原子軌道能級(jí)和原子中的電子分布等知識(shí)點(diǎn)的了解程度；e)對(duì)分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，尤其是價(jià)鍵理論、分子軌道、不同類型晶體的判定與性質(zhì)以及離子極化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響等知識(shí)點(diǎn)的了解程度；f)對(duì)配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，如配合物的化學(xué)鍵理論、穩(wěn)定性判定及配合物的分類等知識(shí)點(diǎn)的了解程度；g)對(duì)鹵族、氮族和氧族元素的了解程度。這七個(gè)問題包含了大類招生培養(yǎng)方案中所有需要掌握的知識(shí)點(diǎn)，以單項(xiàng)選擇的形式，分為(A)熟悉、(B)比較熟悉、(C)一般三種程度。學(xué)生反饋回的情況如表1所示：

從表1中可以明顯發(fā)現(xiàn)，分子結(jié)構(gòu)及配合物等相關(guān)知識(shí)學(xué)生了解的最少，僅有1.3%和3.8%的學(xué)生表示熟悉，80.0%以上學(xué)生都只是一般了解。其次是氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)、原子結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容，有超過一半的學(xué)生表示只是一般了解；在高中階段學(xué)的最多的是化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、酸堿平衡和元素部分知識(shí)，熟悉和比較熟悉的同學(xué)占到80.0%左右。通過這份調(diào)查問卷，教師就能在上課過程中有的放矢，相對(duì)需要花費(fèi)較多的時(shí)間和精力去教授物質(zhì)結(jié)構(gòu)、電化學(xué)和配合物等知識(shí)，對(duì)動(dòng)力學(xué)、酸堿平衡及元素部分可以根據(jù)課時(shí)情況稍作減少，最終達(dá)到教學(xué)內(nèi)容的最大化。同時(shí)，將高中化學(xué)和大學(xué)化學(xué)的新課串聯(lián)起來，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知程度，由易到難一步一步地分析、推敲，啟發(fā)學(xué)生思考，以使學(xué)生更容易理解和接受新的教學(xué)內(nèi)容。

表1 問卷選擇情況統(tǒng)計(jì)比例 %

(二)注重教輔用書，精選教學(xué)參考書

目前浙江理工大學(xué)使用的無機(jī)化學(xué)教材為教育部推薦的面向21世紀(jì)課程教材，天津大學(xué)主編的《無機(jī)化學(xué)》(第四版)。該教材符合大綱要求，難度適當(dāng)，系統(tǒng)性強(qiáng)。但由于課時(shí)的減少，學(xué)生勢(shì)必會(huì)感覺教學(xué)進(jìn)度加快。因此學(xué)校選用大連理工大學(xué)主編的《無機(jī)化學(xué)》、武漢大學(xué)主編的《無機(jī)化學(xué)》和南京大學(xué)主編的《大學(xué)化學(xué)》等為輔助教材，每本參考書的知識(shí)側(cè)重點(diǎn)不同，供教師課堂例題的補(bǔ)充及學(xué)生課后自行鞏固。另外，對(duì)于學(xué)有余力的和準(zhǔn)備繼續(xù)深造的學(xué)生，課題組推薦相應(yīng)的考研習(xí)題書籍，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打基礎(chǔ)。

二、改革教學(xué)方法，探索多種教學(xué)模式

教學(xué)方法是教學(xué)的核心，直接關(guān)系到教學(xué)效果的好壞。一個(gè)好的教學(xué)方法在于尋找學(xué)生的興奮點(diǎn)，以喜聞樂見的教學(xué)形式，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們的注意力。課題組根據(jù)大類平臺(tái)下無機(jī)化學(xué)的課程內(nèi)容與特點(diǎn)，探索了以下三種教學(xué)方法：

(一)模塊化教學(xué)，多種教學(xué)手段相結(jié)合

針對(duì)無機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)較多，相比高中化學(xué)更強(qiáng)調(diào)理論分析，內(nèi)容深度較大，一些概念較抽象難以掌握等問題，大類招生后結(jié)合新制定的教學(xué)大綱，摒棄了傳統(tǒng)按章節(jié)的教學(xué)模式，對(duì)課程實(shí)行模塊化教學(xué)，如圖2所示，即把無機(jī)化學(xué)分成三個(gè)模塊：一是化學(xué)基礎(chǔ)部分，包括化學(xué)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡等，這部分內(nèi)容大部分學(xué)生在中學(xué)都有了較為深入的學(xué)習(xí)；二是物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分，包括原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、固體結(jié)構(gòu)和配合物結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容通常是高年級(jí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，要求學(xué)生在螺旋式上升的模式下由淺入深地學(xué)習(xí)，再加上對(duì)學(xué)生來說普遍是新的和理論性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，因此需要著重講授；三是元素化學(xué)部分，該部分知識(shí)內(nèi)容較雜，涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式較多，學(xué)生在中學(xué)階段大多有初步認(rèn)知。如此，把厚厚一本無機(jī)化學(xué)教材分成相對(duì)獨(dú)立又互相滲透的三個(gè)模塊，這種系統(tǒng)化的教學(xué)模式，由點(diǎn)—面—體系，使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和掌握。

不同的教學(xué)手段合理應(yīng)用在不同的教學(xué)模塊上，才能做到教學(xué)質(zhì)量最大化。對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)模塊，由于涉及到原子軌道和電子云、各種雜化軌道的空間形狀和取向、共價(jià)鍵、離子鍵的形成過程等微觀知識(shí)理論，用手寫的板書就不能很好的體現(xiàn)出來,多媒體教學(xué)則能以動(dòng)態(tài)和三維立體結(jié)構(gòu)直觀，簡(jiǎn)潔的表達(dá)出來；而針對(duì)四大化學(xué)平衡和熱力學(xué)等化學(xué)基礎(chǔ)理論部分，多媒體教學(xué)節(jié)奏不容易把握，不能很好的突出重點(diǎn)，傳統(tǒng)的板書教學(xué)通過對(duì)基礎(chǔ)理論和計(jì)算公式推導(dǎo)的書寫，帶領(lǐng)學(xué)生逐步接受新知識(shí)。元素化學(xué)則采用多媒體視頻的形式，把各種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象通過實(shí)驗(yàn)演示的方法呈現(xiàn)給學(xué)生，有助于學(xué)生記憶。此外，教師引導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)查閱相關(guān)化學(xué)前沿知識(shí)，比如科學(xué)網(wǎng)、中國(guó)科普網(wǎng)和中國(guó)科普博覽網(wǎng)等，把網(wǎng)絡(luò)介紹的最新理論與課本中學(xué)到的經(jīng)典理論相結(jié)合，融會(huì)貫通，舉一反三。

圖2 大類招生前后教學(xué)模式對(duì)比

(二)學(xué)生“參與式”教學(xué)

“參與式”教學(xué)方法的本質(zhì)就是讓學(xué)生充分地參加到教師的教學(xué)活動(dòng)中，以學(xué)習(xí)者為中心，使學(xué)生成為教學(xué)過程中的積極成分，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性的一種教學(xué)方式[14]。在核心知識(shí)教學(xué)過程中，教師可適當(dāng)要求學(xué)生課前自學(xué)部分知識(shí)點(diǎn)，帶著素材和問題參與課堂討論。比如鹵素知識(shí)的學(xué)習(xí)中，單純的教師講授化學(xué)反應(yīng)學(xué)生的掌握程度普遍不高，采取教師引導(dǎo)學(xué)生參與的方式，首先帶領(lǐng)學(xué)生回顧元素周期率，總體對(duì)鹵素的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行歸納。對(duì)于該族代表性元素Cl元素性質(zhì)的教學(xué)，課前布置學(xué)生查閱相關(guān)酸和鹽類物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用的視頻、圖片等，比如次氯酸鈉的氧化性在游泳池水質(zhì)的漂白凈化中的應(yīng)用，濃鹽酸的揮發(fā)性等，結(jié)合課堂講授的理論，增強(qiáng)學(xué)生記憶。另外，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)作用，建立微信、QQ交流群，方便教師和學(xué)生在課堂之外的教學(xué)交流，達(dá)到便捷、及時(shí)、高效的解決學(xué)生在知識(shí)點(diǎn)上的疑問或答疑習(xí)題。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，推薦《無機(jī)化學(xué)》精品課程，獲得部分課本以外的知識(shí),對(duì)課堂教學(xué)形成有益補(bǔ)充。學(xué)有余力的學(xué)生可以引入撰寫課程小論文的訓(xùn)練。教師可在某些章節(jié)提出一些討論主題，讓學(xué)生使用圖書館數(shù)據(jù)庫(kù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合課堂教學(xué)進(jìn)行討論，根據(jù)討論結(jié)果撰寫小論文。通過這種小論文的訓(xùn)練，使學(xué)生不但學(xué)到知識(shí)，而且提高了學(xué)生自學(xué)能力、查閱相關(guān)知識(shí)或文獻(xiàn)能力等各種能力。

在輔助教學(xué)中，青年教師結(jié)合自身的最新科研成果，指導(dǎo)學(xué)生通過查閱相關(guān)中英文文獻(xiàn)，將教學(xué)與科研二者相結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，更加具有感染力。更有條件者，可以在院系層面鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入科研課題組，通過科研訓(xùn)練發(fā)展個(gè)性、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、提高綜合素質(zhì)[15]。比如學(xué)界的“納米熱”，關(guān)于納米材料的研究不管是文獻(xiàn)報(bào)道上還是實(shí)際生產(chǎn)生活中層出不窮。作為非常熱門的納米材料TiO2，教師首先介紹納米材料的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)TiO2具有吸收紫外光的特性，可以作為防曬霜的有效成份。要求學(xué)生課外查閱相關(guān)中文文獻(xiàn)，真正理解防曬霜的原理，讓理論在實(shí)際生活中得到充分運(yùn)用。更有學(xué)習(xí)能力的學(xué)生可以查閱相關(guān)英文文獻(xiàn)，了解TiO2納米材料在光、電、信息傳導(dǎo)等方面的前沿應(yīng)用，提前培養(yǎng)科研素養(yǎng)，提高創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力。

(三)有效引導(dǎo)學(xué)生課后自行總結(jié)歸納

與學(xué)生座談后了解到，進(jìn)入大學(xué)后，許多新生很難從高中“題海戰(zhàn)術(shù)”的教學(xué)模式中脫離出來，沒有了習(xí)題作后盾，學(xué)生往往對(duì)所學(xué)知識(shí)難以掌握和應(yīng)用。大學(xué)的知識(shí)點(diǎn)多而雜，沒有時(shí)間和精力通過做大量習(xí)題來鞏固，這就要求學(xué)生具備對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解和歸納提升的能力。教師在講授過程中有意識(shí)的結(jié)合前面學(xué)過的內(nèi)容，以舊知識(shí)點(diǎn)引出新知識(shí)點(diǎn)，舉一反三。比如在講到四大平衡的時(shí)候，教材的講授順序是酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡和配位平衡，在講后一個(gè)平衡的時(shí)候，都可以回顧前一個(gè)化學(xué)平衡的定義及表示方法，再結(jié)合新的平衡概念，這樣既幫助學(xué)生回顧舊知識(shí)，又更容易接受新知識(shí)。最后教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)每一個(gè)模塊知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。同時(shí)配合適量的隨堂練習(xí)，要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。最后，安排4～6學(xué)時(shí)的習(xí)題課，對(duì)重難點(diǎn)再鞏固強(qiáng)調(diào)，把書讀“薄”，有針對(duì)性的解析一些習(xí)題。這樣，在教師的帶領(lǐng)下，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自我總結(jié)和歸納，有效脫離“題海戰(zhàn)術(shù)”。

三、增強(qiáng)和改革實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)

化學(xué)是一門應(yīng)用型學(xué)科，不僅有豐富的理論研究，在日常生活中，與化學(xué)相關(guān)的日用品處處可見，生活中的很多現(xiàn)象也可以通過化學(xué)知識(shí)來解釋[16,17]。同時(shí)，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，理論知識(shí)可以通過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)還可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，創(chuàng)新精神等等，對(duì)大學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到重要作用。因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)學(xué)科中重要和不可或缺的一部分。故教師在講授無機(jī)化學(xué)課程的時(shí)候，要注意教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)要重視無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

(一)教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合

教師在講授理論知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，要有意識(shí)的結(jié)合日常生活或工業(yè)生產(chǎn)中常見的化學(xué)產(chǎn)品的應(yīng)用或化學(xué)現(xiàn)象的解讀。理論與實(shí)踐相結(jié)合，既能加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)以致用。比如電池，廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品、航空航天等領(lǐng)域，在向?qū)W生講授原電池原理時(shí)，列舉鋅錳干電池、鎳氫電池、鋰離子電池等日常生活中常見電池的電化學(xué)反應(yīng)，向?qū)W生介紹各種電池的正負(fù)極材料，簡(jiǎn)要了解其優(yōu)缺點(diǎn)及配置，使學(xué)生在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)理論的同時(shí)，對(duì)市面上常見的新型電極材料也有了初步的認(rèn)識(shí)。又比如在配合物這一章中，介紹不同配體跟金屬的配位能力，結(jié)合日常生活中容易一氧化碳中毒的案例，中毒原理即是配體配位能力不同導(dǎo)致。引入社會(huì)中的典型事件，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析、解決問題的能力。將鉑類金屬抗癌藥物研究進(jìn)展與配合物結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，結(jié)構(gòu)決定性能，學(xué)生通過對(duì)性能的了解加深了對(duì)配合物結(jié)構(gòu)的掌握。

(二)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)

化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是對(duì)理論教學(xué)的有效補(bǔ)充，又能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。目前，國(guó)內(nèi)的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多選擇一些重復(fù)性好，操作簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，驗(yàn)證性和有成熟合成制備路線的實(shí)驗(yàn)多，綜合性和探索性的實(shí)驗(yàn)少。同時(shí)，大一新生普遍對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的重視程度不夠，經(jīng)座談會(huì)得知，大部分學(xué)生在中學(xué)階段對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)很薄弱，大多只是觀看過教師的課堂演示實(shí)驗(yàn)，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室自己動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)只有屈指可數(shù)的幾次。因而導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課是混學(xué)分的“水課”，所以沒有引人入勝的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，很難讓學(xué)生感興趣，自然教學(xué)質(zhì)量不高。因此，嘗試由教師在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，以學(xué)生的興趣或社會(huì)熱點(diǎn)研究為導(dǎo)向重新編排教學(xué)內(nèi)容。具體來說，可分為以下三種思路：第一、改進(jìn)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，在保持基本實(shí)驗(yàn)操作技能不變的前提下，加入生活或前沿知識(shí)，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性；第二、設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)，只給學(xué)生一個(gè)考察的范圍，學(xué)生通過查文獻(xiàn)或其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)教材，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作，再在教師的指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)。第三、鼓勵(lì)有繼續(xù)深造的學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室，接觸最新的科研研究領(lǐng)域，從科研實(shí)驗(yàn)室學(xué)到的知識(shí)靈活應(yīng)用于本科無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。具體舉例如下：

a)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“膽礬精制五水硫酸銅”，原教材是按部就班的先膽礬提純，再通過加熱蒸發(fā)濃縮的方式得到五水硫酸銅，最后重結(jié)晶精制硫酸銅。實(shí)驗(yàn)步驟清晰明了，但中間蒸發(fā)濃縮過程時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生會(huì)感覺比較無趣。課題組靈活改進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，在蒸發(fā)過程中可以向?qū)W生介紹生活中常見的有晶型的物質(zhì)，比如雪花、味精、冰糖等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知晶體的生成過程和生長(zhǎng)條件。對(duì)于呈亮藍(lán)色晶體的膽礬，最后步驟五水硫酸銅的重結(jié)晶，由學(xué)生自帶模具，將其結(jié)晶在形狀各異的模具里，做成漂亮的蝴蝶、手鏈、樹葉等工藝品。通過這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，給學(xué)生提供廣闊的創(chuàng)造思維空間，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

b)設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)從廢棄易拉罐中提取明礬。廢棄易拉罐隨處可見，環(huán)保意識(shí)不能忽略，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)由廢棄鋁制品制備明礬，了解廢棄鋁制品的回收利用和鋁元素的兩性性質(zhì)，了解明礬的制備方法，考察溶解、過濾、結(jié)晶以及沉淀的轉(zhuǎn)移和洗滌等基本操作。教師提前布置任務(wù)，讓學(xué)生組隊(duì)去公園等場(chǎng)所收集不同品牌的酒水飲料易拉罐，再回實(shí)驗(yàn)室通過切割、溶解、等步驟，得到四羥基合鋁(Ш)酸鈉(Na[Al(OH)4])；再通過稀酸調(diào)節(jié)溶液的pH值，將其轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁，氫氧化鋁溶于硫酸生成硫酸鋁。硫酸鋁能同堿金屬硫酸鹽如硫酸鉀在水溶液中結(jié)合成一類在水中溶解度較小的復(fù)鹽，即為明礬[KAl(SO4)2·12H2O]。最后冷卻溶液，析出晶體明礬。該開放性實(shí)驗(yàn)鍛煉了學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，寓教于樂，快樂學(xué)習(xí)。

c)熱門科研課題ZnO基異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體光催化材料用于太陽光照射下降解有機(jī)污染物，通過不同半導(dǎo)體材料的選取、各種合成納米材料方法的調(diào)控、異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的修飾等各種途徑，對(duì)ZnO基異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的光催化性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，最終篩選出形貌新穎，催化功能良好的納米復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)過程催化性能表征中的有機(jī)物降解的測(cè)試，使用72型分光光度計(jì)，在無機(jī)實(shí)驗(yàn)“碘酸銅溶度積的測(cè)定”中同樣涉及到。如果學(xué)生提前在科研實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)該儀器的原理和使用方法，將非常有利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。

另一方面，課題組要注意理論與實(shí)驗(yàn)在教學(xué)時(shí)間上的盡可能同步，最好的時(shí)間安排為理論教學(xué)過后的1～2周內(nèi)安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度最佳。為了保證達(dá)到最佳教學(xué)效果，化學(xué)系準(zhǔn)備了兩個(gè)大的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室和若干個(gè)儀器室，配備了全職實(shí)驗(yàn)員老師全天輪流開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，盡可能保證所有的學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

四、結(jié) 語

大類招生的人才培養(yǎng)模式是我國(guó)高等教育在新形勢(shì)下發(fā)展的成果，化學(xué)類(基地班)大類招生是浙江理工大學(xué)為適應(yīng)新的高考制度而進(jìn)行的教學(xué)改革嘗試，目前還處于邊實(shí)踐邊探索和改進(jìn)的階段。本文根據(jù)化學(xué)類(基地班)的培養(yǎng)目標(biāo)、無機(jī)化學(xué)課程教學(xué)特點(diǎn)和無機(jī)化學(xué)專業(yè)自身的基礎(chǔ)地位優(yōu)勢(shì)，結(jié)合教學(xué)課時(shí)和教學(xué)對(duì)象，通過對(duì)無機(jī)化學(xué)教學(xué)課程內(nèi)容優(yōu)化，教學(xué)模式探索及改革實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)等方面的研究，形成較為完整優(yōu)化的教學(xué)結(jié)構(gòu)體系，為大類平臺(tái)課程改革與完善進(jìn)行了前期的探索和經(jīng)驗(yàn)積累。本文對(duì)發(fā)展大類平臺(tái)課程建設(shè)，探索該類課程的教學(xué)規(guī)律，研究符合大類學(xué)生培養(yǎng)的教學(xué)模式具有一定的教學(xué)示范意義，為其他大類平臺(tái)基礎(chǔ)課程的建設(shè)與改革起引導(dǎo)和示范作用。

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