基礎(chǔ)化學(xué)系列課程教學(xué)改革成果的應(yīng)用與推廣

王 兵

（天津工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，天津 300387）

天津工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)系列課程主要包括普通化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)等課程，這些課程是材料科學(xué)與工程、無(wú)機(jī)非金屬材料工程、復(fù)合材料與工程、化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程、制藥工程、輕化工程和非織造工程等9個(gè)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課?；瘜W(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)工作中有強(qiáng)烈的質(zhì)量意識(shí)和完整、有效、可持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)質(zhì)量管理措施。在基礎(chǔ)化學(xué)系列課程教學(xué)中，高度關(guān)注化學(xué)化工及相關(guān)行業(yè)發(fā)展，追蹤化學(xué)學(xué)科前沿，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法科學(xué)，教學(xué)手段先進(jìn)，教學(xué)效果得到校內(nèi)外專家和學(xué)生的充分肯定，取得了一系列優(yōu)秀教學(xué)成果。這些優(yōu)秀成果經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間教學(xué)實(shí)踐，獲得普遍認(rèn)可，在校內(nèi)外享有較高聲譽(yù)。

1 基于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生興趣和能力

團(tuán)隊(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)課程組和分析化學(xué)課程組承擔(dān)低年級(jí)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，由于學(xué)生入學(xué)成績(jī)參差不齊，一部分學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生畏難情緒，對(duì)后續(xù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程影響較大。

2012年“基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生興趣和能力的研究與實(shí)踐”獲天津工業(yè)大學(xué)校級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。2014年，團(tuán)隊(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)課程組完成市級(jí)教改課題“基于能力培養(yǎng)的工科基礎(chǔ)化學(xué)課程的教學(xué)改革與建設(shè)”。團(tuán)隊(duì)將該教改成果推廣到全部化學(xué)相關(guān)專業(yè)實(shí)施，取得良好效果，每年受益學(xué)生約960人。通過(guò)低年級(jí)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，加深課堂知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用研究的興趣。同時(shí)在已有基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論及實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的個(gè)性差異及興趣取向，專業(yè)培養(yǎng)方向，培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。

2 物理化學(xué)圖解法全程多媒體教學(xué)

2008年,“物理化學(xué)圖解法全程多媒體教學(xué)實(shí)踐研究”獲天津工業(yè)大學(xué)校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；2000年，“物理化學(xué)教學(xué)方法改革和實(shí)踐”獲天津工業(yè)大學(xué)校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)?；谝陨?項(xiàng)教學(xué)改革成果，“物理化學(xué)圖解法全程多媒體教學(xué)”得以在天津工業(yè)大學(xué)各專業(yè)本科生物理化學(xué)教學(xué)中逐漸推廣應(yīng)用，迄今為止每年受益學(xué)生約960人。

團(tuán)隊(duì)物理化學(xué)課程組對(duì)物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了認(rèn)真的系統(tǒng)的教學(xué)改革，相繼完成2個(gè)市級(jí)教改課題“物理化學(xué)教學(xué)方法的改革和實(shí)踐研究—圖解物理化學(xué)”和“材料類物理化學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和全程多媒體技術(shù)教學(xué)的實(shí)踐研究”。該教改成果緊扣2個(gè)市級(jí)教改課題，包含兩方面內(nèi)容。一是教學(xué)方法上的改革-應(yīng)用圖解法進(jìn)行物理化學(xué)教學(xué)。二是教學(xué)手段上的改革—多媒體技術(shù)和圖解法相結(jié)合,全程使用多媒體技術(shù)進(jìn)行圖解法物理化學(xué)教學(xué)。圖解法教學(xué)是一種直觀、簡(jiǎn)明、形象、生動(dòng)的教學(xué)方法。對(duì)物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的圖解過(guò)程是一個(gè)知識(shí)的再創(chuàng)造過(guò)程，是一個(gè)化難為易、化復(fù)雜為簡(jiǎn)單的過(guò)程，努力做到使圖解科學(xué)、準(zhǔn)確地表達(dá)內(nèi)容，讓學(xué)生易看易懂，一看就懂。應(yīng)用多媒體技術(shù)進(jìn)行圖解法教學(xué)，有效地提升、彰顯了圖解法教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)，并且很好地將傳統(tǒng)教學(xué)方法和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了融合。圖解法全程多媒體教學(xué)方法作為我校市級(jí)物理化學(xué)精品課的特色教學(xué)方法，經(jīng)過(guò)近10年的逐步推廣應(yīng)用，得到校內(nèi)外同行專家和學(xué)生的一致認(rèn)可。比如，在講解了開爾文公式的圖解后，有學(xué)生對(duì)老師說(shuō)：“我記不住開爾文公式，但我記住了對(duì)開爾文公式的圖解說(shuō)明”。再如，有學(xué)生說(shuō)“聽(tīng)聽(tīng)看看老師的圖解，就知道火焰的最高理論溫度怎么計(jì)算了”。物理化學(xué)圖解法全程多媒體技術(shù)教學(xué)課件已掛在物理化學(xué)教學(xué)網(wǎng)站。

3 以問(wèn)題為核心 深化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

團(tuán)隊(duì)有機(jī)化學(xué)課程組長(zhǎng)期致力于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，取得了豐碩成果。2010年，課程組完成市級(jí)教改項(xiàng)目“以問(wèn)題為核心 深化材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”，其研究成果先由我校材料專業(yè)應(yīng)用，繼而應(yīng)用推廣至全校其它專業(yè)即應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、制藥工程、輕化工程、環(huán)境工程等專業(yè)，每年受益學(xué)生約900人。

基于該教學(xué)改革成果，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，注重理論聯(lián)系實(shí)際，以問(wèn)題和課題為核心，為學(xué)生設(shè)計(jì)開設(shè)了許多高水平的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、更新和調(diào)整了沿用多年的實(shí)驗(yàn)課體系。例如，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)把內(nèi)容調(diào)整為基本訓(xùn)練單元和設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)兩部分。在基本訓(xùn)練單元部分，引進(jìn)了教師開發(fā)的不用溴的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)-對(duì)溴乙酰苯胺的合成。在設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)部分創(chuàng)新地開設(shè)了綠色氧化實(shí)驗(yàn)-過(guò)氧化氫氧化苯甲醇制備苯甲醛設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；在有機(jī)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為學(xué)生開設(shè)了由過(guò)氧化氫氧化環(huán)己醇制備環(huán)己酮、由過(guò)氧化氫氧化環(huán)己烯制備己二酸的綜合實(shí)驗(yàn)等。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“用過(guò)氧化氫催化氧化環(huán)己醇制備環(huán)己酮”，革除了傳統(tǒng)上使用重鉻酸鹽的方法，引入了綠色環(huán)保的概念，很好地解決了污水排放問(wèn)題，培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。為基礎(chǔ)性和經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容賦予了新的內(nèi)涵，使其具有了先進(jìn)性和現(xiàn)代的氣息，使基礎(chǔ)教學(xué)和科學(xué)研究相結(jié)合，不僅避免了實(shí)驗(yàn)室的污水發(fā)生，而且把學(xué)生的眼界從此引領(lǐng)到科學(xué)研究的前沿。該實(shí)驗(yàn)已被南開大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心采納，作為綜合實(shí)驗(yàn)為學(xué)生開放，取得了很好的教學(xué)效果?！耙詥?wèn)題為核心在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的研究和創(chuàng)新能力”獲天津工業(yè)大學(xué)校級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)；“過(guò)氧化氫氧化法制苯甲醛”實(shí)驗(yàn)獲校級(jí)優(yōu)秀設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)一等獎(jiǎng)；“多氧鉬酸鹽催化過(guò)氧化氫氧化苯甲醇制備苯甲醛”，獲第十屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，“利用工業(yè)副產(chǎn)品多甘醇制備新型增塑劑”獲得第十一屆挑戰(zhàn)杯天津市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。

4 全面推廣深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成果

實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式按“兩階段、三層次”進(jìn)行?！皟呻A段”是指基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)階段和綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)階段；“三層次”是指按基礎(chǔ)性、綜合性和研究設(shè)計(jì)性三個(gè)層次來(lái)設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)注重各層次實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系與銜接。通過(guò)采取由易到難、由簡(jiǎn)單到綜合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，滿足了學(xué)生基本技能的訓(xùn)練和綜合能力的培養(yǎng)。

團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程引入研究性教學(xué)理念，充分發(fā)揮師資隊(duì)伍教研相長(zhǎng)的教學(xué)模式。通過(guò)教師科研實(shí)驗(yàn)室開放，為學(xué)生開設(shè)可自由選擇的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生參與課外科研學(xué)術(shù)活動(dòng)，以學(xué)生興趣為導(dǎo)向自由選擇科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓本科生隨時(shí)可以參與到任何一個(gè)他們喜歡的科研課題當(dāng)中，進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力，使科研促進(jìn)并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性。同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)中心購(gòu)置了多種大型儀器，搭建了分析測(cè)試平臺(tái)，讓本科生在進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)，也學(xué)會(huì)了多種大型儀器的使用。多年來(lái)堅(jiān)持開設(shè)大型綜合實(shí)驗(yàn)，將教師科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，推行以問(wèn)題為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，通過(guò)“課內(nèi)課外、三層次”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，為不同層次學(xué)生提供發(fā)展舞臺(tái)，培養(yǎng)了學(xué)生扎實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和創(chuàng)新能力，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果反饋于教師科研，教研相長(zhǎng)?；瘜W(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)大力推廣課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。前期共設(shè)立了28項(xiàng)課外開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并取得了較大成功，部分優(yōu)秀項(xiàng)目被立為學(xué)校啟智夏令營(yíng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。團(tuán)隊(duì)將開放性實(shí)驗(yàn)工作繼續(xù)落實(shí)到了實(shí)處，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和范圍進(jìn)一步擴(kuò)充壯大，目前設(shè)立的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目數(shù)累計(jì)達(dá)60多項(xiàng)。