面向纺织类专业的《无机及分析化学》教学改革实践

杨维维，王海峰，毛庆辉

（南通大学 纺织服装学院，江苏 南通 226019）

0 引言

《无机及分析化学》 是南通大学纺织服装学院开设的基础必修课程，是后续专业核心课程《纺织化学》和《纺织材料学》的重要支撑。课程授课对象为纺织工程专业大二学生，总学时数为48。由于《无机及分析化学》课程内容繁杂抽象，课程存在课时少内容多的问题[1]。此外，该专业虽面向工科招生，但国内各个省份高中阶段的课程设置不一，导致学生化学基础差异性很大。随着纺织类专业的不断发展，课程以往采用的教学大纲为全校非化学类专业统一大纲，无法满足纺织类学生的人才培养要求，亟需探索出一套适用于纺织类专业的《无机及分析化学》教学体系。近年来，教学团队依据课程教学中遇到的实际问题，围绕纺织类专业的人才培养需求，分别从教学内容、教学方法和教学评价等方面进行了系列教学改革，在《无机及分析化学》课程教学中取得了良好的教学效果。

1 纺织类专业的《无机及分析化学》教学的改革

1.1 契合学情优化教学内容

本课程采用由高等教育出版社出版的国家级规划教材《无机及分析化学》，内容主要包括重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律和及其含量测定的一般方法。本着学以致用的原则，教学内容与学院专业教师多次沟通与探讨，了解学科及科研的发展趋势，选择合适的教学内容进行讲授。比如，作为无机化学中经典的“四大平衡”理论和分析化学的“四大滴定”内容保留，弱化分区元素、分光光度计等章节内容，让学有余地的学生利用课后时间查阅，将教学重点集中于基础知识体系构建，使学生掌握化学反应的规律，使其知其然，亦知其所以然。针对部分学生化学基础相对薄弱的情况，在“原子结构”和“分子结构”两个章节适当增加课时，夯实学生的基础，加强学习自信心。此外，基于课堂教学平台（课堂派等）整合教学资源，将课程前沿知识参考书籍、视频讲座等上传至线上，构建线上线下联动的立体式知识体系，丰富课程教学内容。

1.2 结合纺织学科前沿开发教学案例

课程开课设在大二第一学期，此时学生尚未全面接触专业课程，在学习本课程的过程中，难以明晰本课程与专业方向之间的关联。因此，在课堂教学过程中，引入专业教师的研究方向，点出研究方向与课程的相关度，帮助学生更好地了解专业。在学科前沿知识引入过程中，教师主要充当提问者与引导者，帮助学生深入理解教学内容，并鼓励学生进行深入思考[2]。筛选纺织服装学院专任教师的科研创新内容，依托大学生创新创业计划、互联网+、创青春等竞赛项目，结合《无机及分析化学》的教学内容，开发教学案例，使学生了解工程应用和科研工作的最新动态。比如在“胶体溶液”中，将石油废水处理和“溶胶的稳定性和聚沉”理论相关联；“催化剂对反应速率的影响”中穿插讲解功能性陶瓷纤维对染料降解的催化作用；分析“分子结构”中第八族元素中铁氧体的吸波作用等。此外，鼓励学生结合自己所学知识尝试去解决工程应用或科研工作中的实际问题，并依此拓展参加课外科技竞赛，明确建立本课程和专业相关度的“一条线”，提升学生的专业自豪感，激发学生学习兴趣。

1.3 混合多种方式改进教学方法

《无机及分析化学》的课程内容中存在大量的公式，特别是在化学反应热力学和化学平衡、氧化还原反应的计算过程中，抽象的公式给学生的理解带来一定的困难。采用板书推导的方式，便于学生更好地理解公式的来源、参数和意义，提升对公式的理解，也能更好地理解各个章节之间的关系，明确每一章节学习目的以及各个章节中基本参数的设置及其设置原因。例如，化学热力学的基本原理包含焓变、熵变以及吉布斯自由能等参数，这些参数直接关系到后续化学反应的可行性（自发性）。可行性确定后，才能探讨如何判断反应程度和反应速率，而两个参数会直接影响实际生产效率及安全。此时，采用多板书形式进行教学，通过研究板书内容设计、师生互动方式设计等，吸引学生注意力，提高其课堂参与感，加深师生互信，形成良性互动和相互促进。

在传统的授课方式中，学生课堂参与感不强，学习效果不佳。特别针对无机化学基础理论知识点繁多、学生理解困难的问题，采用小组合作学习的模式，以3 人为一组的形式，利用课后时间整理归纳知识点，小组内学生分工合作，总结讨论形成正式报告提交。此外，尝试采用小组合作学习结合翻转课堂的模式[3]，提前将设置好的议题作为课后作业布置下去，在下次课时，利用课堂最后15min，以小组的形式组织学生进行3.5min的表述。这种方法摆脱了教材的禁锢，可以充分调动学生学习积极性、组织性和逻辑思维能力，让学生能主动梳理课程中的知识点，更好地掌握课程所需要学习的知识。此外，在网络教学逐步介入传统课堂新兴教学的模式下，鼓励学生录制视频，并上传到爱课程的平台，既能培养学生的自主思维能力，又拓展课外的学习时间。

《无机及分析化学》是一门实验要求较高的课程[4]，在本课程的教学过程中，并未配套相应的实验课程，导致学生理解“四大滴定”部分内容有一定的局限性。为此，课程讲解过程中引入滴定管和指示剂等实验教具相关的演示视频、图片和动图。课后作业、书后的习题有利于巩固学生对基本概念和公式应用场景的理解，此外，可适当增加需要拓展思路的课后思考题，比如，酸碱滴定过程中试剂的选用、溶液的配制、滴定的实验现象等，增强学生对教学内容的理解，着重夯实基础，培养学生发现问题和分析问题等可迁移的再学习能力，提高课堂分析问题和解决问题的能力，实现从知识导向到能力导向的转化。

1.4 融合过程和结果构建多元评价

围绕《无机及分析化学》课程的课程大纲与人才培养目标，学生解决纺织基本工程应用问题的能力评价是本课程考核的重要组成。为此，对原有课程的评价体系进行改革，采用课堂表现、“小组合作学习+翻转课堂”、课后作业以及期末考核四个维度展开，分别占比10%、10%、20%和60%。其中小组合作学习包括关键知识点的梳理与讲解，穿插在课程教学过程中进行，可以激发学生的学习主动性，提升教学效果。课堂表现指对在课程教学过程中，学生的参与度和回答问题的准确度进行评价，重点反映出学生在课堂及课后应用理论知识解决实际问题的能力。课程的期末考核以闭卷考试的形式开展，通过填空、判断、简答和计算题等题型对学生进行最终评价。上述多维度综合课程评价体系的改革有利于提高学生课程学习的参与度，提升教学效果。

2 结语

结合纺织类专业特色和在分析学生化学基础的基础上，探讨了适合纺织类专业的《无机及分析化学》教学模式，对教学内容和教学方法进行改进，引入小组合作学习、翻转课堂等多种教学模式，在课程知识体系中融合专业科学前沿进展，构建多维度的评价体系，切实提升学生的学习热情和学习效果。相比采用传统授课方式的教学，学生普遍反映能更好地掌握课程理论知识，此外，基于《无机及分析化学》知识背景的课外科技竞赛项目成绩明显提升。课程教学改革实践效果明显，可为纺织类专业基础课程的建设提供更多样化的教学思路，亦将会为其他课程的建设提供更多可借鉴的经验。