基础化学系列课程教学改革成果的应用与推广

王 兵

（天津工业大学 化学与化工学院，天津 300387）

天津工业大学基础化学系列课程主要包括普通化学、无机化学、分析化学、有机化学和物理化学等课程，这些课程是材料科学与工程、无机非金属材料工程、复合材料与工程、化学工程与工艺、应用化学、环境工程、制药工程、轻化工程和非织造工程等9个专业的重要专业基础课。化学教学团队在教学工作中有强烈的质量意识和完整、有效、可持续改进的教学质量管理措施。在基础化学系列课程教学中，高度关注化学化工及相关行业发展，追踪化学学科前沿，及时更新教学内容，教学方法科学，教学手段先进，教学效果得到校内外专家和学生的充分肯定，取得了一系列优秀教学成果。这些优秀成果经过长时间教学实践，获得普遍认可，在校内外享有较高声誉。

1 基于基础化学实验教学，培养学生兴趣和能力

团队无机化学课程组和分析化学课程组承担低年级基础化学实验教学任务，由于学生入学成绩参差不齐，一部分学生对化学实验产生畏难情绪，对后续化学实验课程影响较大。

2012年“基础化学实验教学培养学生兴趣和能力的研究与实践”获天津工业大学校级教学成果一等奖。2014年，团队无机化学课程组完成市级教改课题“基于能力培养的工科基础化学课程的教学改革与建设”。团队将该教改成果推广到全部化学相关专业实施，取得良好效果，每年受益学生约960人。通过低年级基础化学实验，培养学生的实际动手能力，加深课堂知识的理解，培养学生实际应用研究的兴趣。同时在已有基本知识、基础理论及实验技能的基础上，根据学生的个性差异及兴趣取向，专业培养方向，培养自主实验的意识，提升学生创新能力。

2 物理化学图解法全程多媒体教学

2008年,“物理化学图解法全程多媒体教学实践研究”获天津工业大学校级教学成果奖二等奖；2000年，“物理化学教学方法改革和实践”获天津工业大学校级教学成果奖二等奖。基于以上2项教学改革成果，“物理化学图解法全程多媒体教学”得以在天津工业大学各专业本科生物理化学教学中逐渐推广应用，迄今为止每年受益学生约960人。

团队物理化学课程组对物理化学的教学内容和教学方法进行了认真的系统的教学改革，相继完成2个市级教改课题“物理化学教学方法的改革和实践研究—图解物理化学”和“材料类物理化学内容的优化和全程多媒体技术教学的实践研究”。该教改成果紧扣2个市级教改课题，包含两方面内容。一是教学方法上的改革-应用图解法进行物理化学教学。二是教学手段上的改革—多媒体技术和图解法相结合,全程使用多媒体技术进行图解法物理化学教学。图解法教学是一种直观、简明、形象、生动的教学方法。对物理化学教学内容的图解过程是一个知识的再创造过程，是一个化难为易、化复杂为简单的过程，努力做到使图解科学、准确地表达内容，让学生易看易懂，一看就懂。应用多媒体技术进行图解法教学，有效地提升、彰显了图解法教学方法的优点，并且很好地将传统教学方法和现代教学技术手段实现了融合。图解法全程多媒体教学方法作为我校市级物理化学精品课的特色教学方法，经过近10年的逐步推广应用，得到校内外同行专家和学生的一致认可。比如，在讲解了开尔文公式的图解后，有学生对老师说：“我记不住开尔文公式，但我记住了对开尔文公式的图解说明”。再如，有学生说“听听看看老师的图解，就知道火焰的最高理论温度怎么计算了”。物理化学图解法全程多媒体技术教学课件已挂在物理化学教学网站。

3 以问题为核心 深化有机化学实验教学

团队有机化学课程组长期致力于有机化学实验教学改革，取得了丰硕成果。2010年，课程组完成市级教改项目“以问题为核心 深化材料学科实验教学改革”，其研究成果先由我校材料专业应用，继而应用推广至全校其它专业即应用化学、化学工程与工艺、制药工程、轻化工程、环境工程等专业，每年受益学生约900人。

基于该教学改革成果，在有机化学实验课教学中，注重理论联系实际，以问题和课题为核心，为学生设计开设了许多高水平的设计性和综合性实验项目、更新和调整了沿用多年的实验课体系。例如，有机化学实验把内容调整为基本训练单元和设计性、综合性实验两部分。在基本训练单元部分，引进了教师开发的不用溴的绿色化学实验-对溴乙酰苯胺的合成。在设计性、综合性实验部分创新地开设了绿色氧化实验-过氧化氢氧化苯甲醇制备苯甲醛设计实验；在有机化学综合实验教学中，为学生开设了由过氧化氢氧化环己醇制备环己酮、由过氧化氢氧化环己烯制备己二酸的综合实验等。学生设计实验“用过氧化氢催化氧化环己醇制备环己酮”，革除了传统上使用重铬酸盐的方法，引入了绿色环保的概念，很好地解决了污水排放问题，培养了学生的环保意识。为基础性和经典的教学内容赋予了新的内涵，使其具有了先进性和现代的气息，使基础教学和科学研究相结合，不仅避免了实验室的污水发生，而且把学生的眼界从此引领到科学研究的前沿。该实验已被南开大学化学实验中心采纳，作为综合实验为学生开放，取得了很好的教学效果。“以问题为核心在实验中培养学生的研究和创新能力”获天津工业大学校级教学成果二等奖；“过氧化氢氧化法制苯甲醛”实验获校级优秀设计性综合性实验一等奖；“多氧钼酸盐催化过氧化氢氧化苯甲醇制备苯甲醛”，获第十届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖，“利用工业副产品多甘醇制备新型增塑剂”获得第十一届挑战杯天津市大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。

4 全面推广深化实验教学改革成果

实验教学模式按“两阶段、三层次”进行。“两阶段”是指基础化学实验阶段和综合化学实验阶段；“三层次”是指按基础性、综合性和研究设计性三个层次来设置实验项目，同时注重各层次实验之间的联系与衔接。通过采取由易到难、由简单到综合的实验教学模式，满足了学生基本技能的训练和综合能力的培养。

团队在实验教学过程引入研究性教学理念，充分发挥师资队伍教研相长的教学模式。通过教师科研实验室开放，为学生开设可自由选择的开放性实验项目，鼓励学生参与课外科研学术活动，以学生兴趣为导向自由选择科研实验项目，让本科生随时可以参与到任何一个他们喜欢的科研课题当中，进行创新性实验研究，培养了学生的创新能力及实践能力，使科研促进并激发学生的学习自主性和创造性。同时，该实验中心购置了多种大型仪器，搭建了分析测试平台，让本科生在进行创新性实验研究的同时，也学会了多种大型仪器的使用。多年来坚持开设大型综合实验，将教师科研成果引入实验教学课程，推行以问题为核心的实验教学方法，通过“课内课外、三层次”实验教学模式，为不同层次学生提供发展舞台，培养了学生扎实的化学实验操作技能和创新能力，同时将实验教学结果反馈于教师科研，教研相长。化学教学团队大力推广课外实验教学工作。前期共设立了28项课外开放性实验项目，并取得了较大成功，部分优秀项目被立为学校启智夏令营实验项目。团队将开放性实验工作继续落实到了实处，实验的内容和范围进一步扩充壮大，目前设立的创新实验室项目数累计达60多项。