面向紡織類專業(yè)的《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)改革實(shí)踐

楊維維，王海峰，毛慶輝

（南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 南通 226019）

0 引言

《無機(jī)及分析化學(xué)》 是南通大學(xué)紡織服裝學(xué)院開設(shè)的基礎(chǔ)必修課程，是后續(xù)專業(yè)核心課程《紡織化學(xué)》和《紡織材料學(xué)》的重要支撐。課程授課對象為紡織工程專業(yè)大二學(xué)生，總學(xué)時(shí)數(shù)為48。由于《無機(jī)及分析化學(xué)》課程內(nèi)容繁雜抽象，課程存在課時(shí)少內(nèi)容多的問題[1]。此外，該專業(yè)雖面向工科招生，但國內(nèi)各個(gè)省份高中階段的課程設(shè)置不一，導(dǎo)致學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)差異性很大。隨著紡織類專業(yè)的不斷發(fā)展，課程以往采用的教學(xué)大綱為全校非化學(xué)類專業(yè)統(tǒng)一大綱，無法滿足紡織類學(xué)生的人才培養(yǎng)要求，亟需探索出一套適用于紡織類專業(yè)的《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)體系。近年來，教學(xué)團(tuán)隊(duì)依據(jù)課程教學(xué)中遇到的實(shí)際問題，圍繞紡織類專業(yè)的人才培養(yǎng)需求，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價(jià)等方面進(jìn)行了系列教學(xué)改革，在《無機(jī)及分析化學(xué)》課程教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。

1 紡織類專業(yè)的《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)的改革

1.1 契合學(xué)情優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

本課程采用由高等教育出版社出版的國家級規(guī)劃教材《無機(jī)及分析化學(xué)》，內(nèi)容主要包括重要元素及其化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)、變化規(guī)律和及其含量測定的一般方法。本著學(xué)以致用的原則，教學(xué)內(nèi)容與學(xué)院專業(yè)教師多次溝通與探討，了解學(xué)科及科研的發(fā)展趨勢，選擇合適的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講授。比如，作為無機(jī)化學(xué)中經(jīng)典的“四大平衡”理論和分析化學(xué)的“四大滴定”內(nèi)容保留，弱化分區(qū)元素、分光光度計(jì)等章節(jié)內(nèi)容，讓學(xué)有余地的學(xué)生利用課后時(shí)間查閱，將教學(xué)重點(diǎn)集中于基礎(chǔ)知識(shí)體系構(gòu)建，使學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律，使其知其然，亦知其所以然。針對部分學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱的情況，在“原子結(jié)構(gòu)”和“分子結(jié)構(gòu)”兩個(gè)章節(jié)適當(dāng)增加課時(shí)，夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心。此外，基于課堂教學(xué)平臺(tái)（課堂派等）整合教學(xué)資源，將課程前沿知識(shí)參考書籍、視頻講座等上傳至線上，構(gòu)建線上線下聯(lián)動(dòng)的立體式知識(shí)體系，豐富課程教學(xué)內(nèi)容。

1.2 結(jié)合紡織學(xué)科前沿開發(fā)教學(xué)案例

課程開課設(shè)在大二第一學(xué)期，此時(shí)學(xué)生尚未全面接觸專業(yè)課程，在學(xué)習(xí)本課程的過程中，難以明晰本課程與專業(yè)方向之間的關(guān)聯(lián)。因此，在課堂教學(xué)過程中，引入專業(yè)教師的研究方向，點(diǎn)出研究方向與課程的相關(guān)度，幫助學(xué)生更好地了解專業(yè)。在學(xué)科前沿知識(shí)引入過程中，教師主要充當(dāng)提問者與引導(dǎo)者，幫助學(xué)生深入理解教學(xué)內(nèi)容，并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入思考[2]。篩選紡織服裝學(xué)院專任教師的科研創(chuàng)新內(nèi)容，依托大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃、互聯(lián)網(wǎng)+、創(chuàng)青春等競賽項(xiàng)目，結(jié)合《無機(jī)及分析化學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)教學(xué)案例，使學(xué)生了解工程應(yīng)用和科研工作的最新動(dòng)態(tài)。比如在“膠體溶液”中，將石油廢水處理和“溶膠的穩(wěn)定性和聚沉”理論相關(guān)聯(lián)；“催化劑對反應(yīng)速率的影響”中穿插講解功能性陶瓷纖維對染料降解的催化作用；分析“分子結(jié)構(gòu)”中第八族元素中鐵氧體的吸波作用等。此外，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己所學(xué)知識(shí)嘗試去解決工程應(yīng)用或科研工作中的實(shí)際問題，并依此拓展參加課外科技競賽，明確建立本課程和專業(yè)相關(guān)度的“一條線”，提升學(xué)生的專業(yè)自豪感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.3 混合多種方式改進(jìn)教學(xué)方法

《無機(jī)及分析化學(xué)》的課程內(nèi)容中存在大量的公式，特別是在化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)和化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算過程中，抽象的公式給學(xué)生的理解帶來一定的困難。采用板書推導(dǎo)的方式，便于學(xué)生更好地理解公式的來源、參數(shù)和意義，提升對公式的理解，也能更好地理解各個(gè)章節(jié)之間的關(guān)系，明確每一章節(jié)學(xué)習(xí)目的以及各個(gè)章節(jié)中基本參數(shù)的設(shè)置及其設(shè)置原因。例如，化學(xué)熱力學(xué)的基本原理包含焓變、熵變以及吉布斯自由能等參數(shù)，這些參數(shù)直接關(guān)系到后續(xù)化學(xué)反應(yīng)的可行性（自發(fā)性）。可行性確定后，才能探討如何判斷反應(yīng)程度和反應(yīng)速率，而兩個(gè)參數(shù)會(huì)直接影響實(shí)際生產(chǎn)效率及安全。此時(shí)，采用多板書形式進(jìn)行教學(xué)，通過研究板書內(nèi)容設(shè)計(jì)、師生互動(dòng)方式設(shè)計(jì)等，吸引學(xué)生注意力，提高其課堂參與感，加深師生互信，形成良性互動(dòng)和相互促進(jìn)。

在傳統(tǒng)的授課方式中，學(xué)生課堂參與感不強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果不佳。特別針對無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)點(diǎn)繁多、學(xué)生理解困難的問題，采用小組合作學(xué)習(xí)的模式，以3 人為一組的形式，利用課后時(shí)間整理歸納知識(shí)點(diǎn)，小組內(nèi)學(xué)生分工合作，總結(jié)討論形成正式報(bào)告提交。此外，嘗試采用小組合作學(xué)習(xí)結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的模式[3]，提前將設(shè)置好的議題作為課后作業(yè)布置下去，在下次課時(shí)，利用課堂最后15min，以小組的形式組織學(xué)生進(jìn)行3.5min的表述。這種方法擺脫了教材的禁錮，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、組織性和邏輯思維能力，讓學(xué)生能主動(dòng)梳理課程中的知識(shí)點(diǎn)，更好地掌握課程所需要學(xué)習(xí)的知識(shí)。此外，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)逐步介入傳統(tǒng)課堂新興教學(xué)的模式下，鼓勵(lì)學(xué)生錄制視頻，并上傳到愛課程的平臺(tái)，既能培養(yǎng)學(xué)生的自主思維能力，又拓展課外的學(xué)習(xí)時(shí)間。

《無機(jī)及分析化學(xué)》是一門實(shí)驗(yàn)要求較高的課程[4]，在本課程的教學(xué)過程中，并未配套相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，導(dǎo)致學(xué)生理解“四大滴定”部分內(nèi)容有一定的局限性。為此，課程講解過程中引入滴定管和指示劑等實(shí)驗(yàn)教具相關(guān)的演示視頻、圖片和動(dòng)圖。課后作業(yè)、書后的習(xí)題有利于鞏固學(xué)生對基本概念和公式應(yīng)用場景的理解，此外，可適當(dāng)增加需要拓展思路的課后思考題，比如，酸堿滴定過程中試劑的選用、溶液的配制、滴定的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，增強(qiáng)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，著重夯實(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題等可遷移的再學(xué)習(xí)能力，提高課堂分析問題和解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)從知識(shí)導(dǎo)向到能力導(dǎo)向的轉(zhuǎn)化。

1.4 融合過程和結(jié)果構(gòu)建多元評價(jià)

圍繞《無機(jī)及分析化學(xué)》課程的課程大綱與人才培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生解決紡織基本工程應(yīng)用問題的能力評價(jià)是本課程考核的重要組成。為此，對原有課程的評價(jià)體系進(jìn)行改革，采用課堂表現(xiàn)、“小組合作學(xué)習(xí)+翻轉(zhuǎn)課堂”、課后作業(yè)以及期末考核四個(gè)維度展開，分別占比10%、10%、20%和60%。其中小組合作學(xué)習(xí)包括關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的梳理與講解，穿插在課程教學(xué)過程中進(jìn)行，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提升教學(xué)效果。課堂表現(xiàn)指對在課程教學(xué)過程中，學(xué)生的參與度和回答問題的準(zhǔn)確度進(jìn)行評價(jià)，重點(diǎn)反映出學(xué)生在課堂及課后應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。課程的期末考核以閉卷考試的形式開展，通過填空、判斷、簡答和計(jì)算題等題型對學(xué)生進(jìn)行最終評價(jià)。上述多維度綜合課程評價(jià)體系的改革有利于提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)的參與度，提升教學(xué)效果。

2 結(jié)語

結(jié)合紡織類專業(yè)特色和在分析學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，探討了適合紡織類專業(yè)的《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)模式，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，引入小組合作學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)模式，在課程知識(shí)體系中融合專業(yè)科學(xué)前沿進(jìn)展，構(gòu)建多維度的評價(jià)體系，切實(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果。相比采用傳統(tǒng)授課方式的教學(xué)，學(xué)生普遍反映能更好地掌握課程理論知識(shí)，此外，基于《無機(jī)及分析化學(xué)》知識(shí)背景的課外科技競賽項(xiàng)目成績明顯提升。課程教學(xué)改革實(shí)踐效果明顯，可為紡織類專業(yè)基礎(chǔ)課程的建設(shè)提供更多樣化的教學(xué)思路，亦將會(huì)為其他課程的建設(shè)提供更多可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。