无机与分析化学课程教学改革初探*

李秉正，杨颖超，雷 涛，郑 伟，张 珂，王五洲，张 婵

(太原科技大学环境科学与工程学院，山西 太原 030024)

无机与分析化学是为生物、化学(或化工)、环境、材料等专业开设的一门重要的基础课程[1]，也是高校学生科学素质教育的主要课程之一。我院也为环境类专业开设了此课程，其由原来的无机化学和分析化学两门基础课程整合而来。在课程教学环节中，教师发现传统的教学效果不甚理想。为提高教学效果，在调研基础上，结合新时代(尤其是00后)学生乐于使用智能移动工具进行学习的新特点[2-3]，尝试探索无机与分析化学课程线上线下混合教学模式和考核方式改革，有机地融合课程知识、思政元素以及社会热点，并细化、拆分和重构教学内容，依托互联网在线学习平台和开发全新的互动主题模块化教学模式，培养学生自主学习和创新能力，引导他们树立正确的学习观和价值观。这些课程改革在学科知识及创新前沿自然融合、让学生成为教学“主体”、实现课堂内容的拓展具有较为重要的意义。

1 课程与考核中存在的问题

1.1 课程教学存在的问题

为优化本科专业人才培养方案，从2017级开始，我院为环境工程专业一年级学生分别开设《无机化学》和《分析化学》两门课程(32学时/门，总计64学时)，在教学中发现《无机化学》课程学时不足，且两门课程内容在酸碱反应、沉淀反应、络合反应、氧化还原反应基础方面出现较大重复。因此，在借鉴开设《无机化学》和《分析化学》两门课程的经验及不足基础上，我院生态类专业人才培养方案将该部分内容整合、缩减为48学时，也是一种尝试。然而，在课程教学出现如下问题： (1)学生学习方式、模式陈旧；由于本课程开设在本科第一学期，授课对象为刚从高中步入大学的大一学生，其思维活跃、求知欲强、但是学习方式仍停留在传统的督促式且重复式教学模式中，学习依赖性强，自主学习意识薄弱，且习惯于课堂内容少，练习多的学习模式。(2)课时不足与授课内容多的矛盾突出。该课程内容庞杂(包括：化学平衡、四大滴定原理与滴定分析方法、物质结构基础与元素化学等)、难度高，故课时不足与授课内容多的矛盾尤为凸显，对教师教学和学生学习都成为一项挑战。(3)教学“量”与“质”不协调。受课时量限制，教师在教学过程中，忽视教学的“质”，片面完成教学的“量”，即课堂上教师借助多媒体授课(以讲解PPT为主)，教学节奏快，课程知识点多，最终变成“满堂灌”的教学模式；其次，教学过程中师生互动少，辅导答疑少，方法传授少，容易使学生感受到课堂枯燥乏味，缺乏学习该课程的兴趣，导致课堂学习效果不佳，同时任课教师亦感到授课压力大，教学整体效果不甚理想。

1.2 考核存在的问题

由于线下期末闭卷笔试与平时成绩结合的方式具有操作简便的特点，所以本科课程常考核采用这种考核方式。需要注意的是，随着我国高等教育的改革和快速发展，该考核方式日益暴露一些弊端：(1)线下期末闭卷考试在整个考核中占70%～80%，且考试内容基本源于课本的内容，较为简单，导致在备考中学生常突击学习课本内容，所以这种考核方式仅测试了学生的瞬间记忆力，没有充分考核所学知识实际掌握力和知识面的拓展力；(2)平时成绩(以作业或出勤为标准)在整个考核中占20%～30%，且作业可以求助于现成的网络资源，起不到巩固学习效果的功能，这些情况都会直接伤害学生的学习积极性，出现浮躁、急功近利的不良学习风气，进而降低课堂学习效率，阻碍了学生掌握课程内容及其应用能力的培养，最终无法达成课程目标。

2 改革的措施

2.1 教学改革

2.1.1 教学目标

教学目标是教师教学和学生学习的目的物，其具体分为课程目标、单元目标及课次目标[4]。在制定某一教学目标时，应从知识、能力、思维和思政多维度通盘考虑。知识目标(包括低阶目标和高阶目标)是教学目标的基础，其是指能够说明、解释无机与分析化学的基本概念、基本原理及基本方法；高阶知识目标则为关注学科前沿，能够将无机与分析化学知识应用于生产、生活实践，用于分析、识别、评价生活及环境中出现的复杂问题，并提出解决方案。能力目标和思维目标旨在提高学生的自主学习能力、沟通能力、逻辑思维能力、分析问题解决问题能力、批判性思维能力、团队协作能力及创新能力。思政目标是促使学生形成正确的世界观、人生观和价值观，形成良好的职业素养、严谨求实的科学作风、方法论和行为，树立生态环境及人类社会可持续发展理念。

2.1.2 教学方式

据统计[5]，《无机及分析化学》理论知识点多，内容相对枯燥，约50%的学生在其学习中的注意力集中时间低，学生听课过程中很容易疲乏。通过其他高校在无机及分析化学教学改革实践[5]来看，通过趣味故事和生活中的案例分析引出化学概念。例如，在讲解化学平衡移动时时，先引入“室内装修后，人们常使用活性炭吸附去除室内挥发性有机物(VOCs)来防止VOCS威胁人的健康”事实，并描述活性炭使用一段时间后VOCs浓度不变时，需要采用高温再生活性炭以恢复其VOCs去除能力，为什么必需采用再生处理，这是因为化学平衡的存在，再生处理可以降低活性炭表面的VOCs浓度或含量，进而降低反应商，推动吸附反应继续进行，这些(处理)操作可以通过平衡理论来解释。通过上述事例分析，学生不仅了解理论知识对生活的重要性，而且增加其对课程的认同感，因此显著激发学生的学习兴趣和提高注意力，从而显著提高学习的主动性，并可以逐步培养学生解决实际问题的能力。同时，结合线上教学手段进行辅助教学，即通过线上平台补充一些课堂中未讲授的知识点(如，热力学基本概念(如焓变、熵变、吉布斯自由能变)及热力学定律(Hess定律等)；再如讲解元素化学时，引入使用氰化钠(NaCN)参与的络合反应提炼黄金过程及其原理等)的视频或图片资料(补缺不足学时)，每次课后线上布置适量习题。习题包括测试题和讨论题。每次习题中测试题数量及难易程度适中，帮助学生自主学习及自我检验，讨论题可以增加难度，允许学生自由发挥和拓展，提高其分析、判断、解决问题能力。任课教师可以通过平台其监管任教班级同学的学习状态，分析和整理不同时段学生的学习数据及行为[5]来提高教学效果。

2.2 考核方式

教师不仅是学生学习的引导者，更是激活者，当学生的学习主动性被激活后，学习行为将变得积极起来，整个学习过程更能培养学生各种能力、素养和充分体现学习效果。然而，传统终结性(注重期末考试成绩)的课程考核方式已不再有效，因此，重学习过程评估考核方式[6]的转变势在必行，后者中学习过程占比60%，期末考试成绩占比40%。过程考核方式具体有：(1)线下课堂考核，占20%，即通过测试、互动讨论手段，活跃课堂气氛、提高学习注意力，提高学生的分析、解决问题能力、沟通能力及团队协作能力；(2)线下课后作业考核，占20%，即通过完成作业手段，增强学生的逻辑思维能力；(3)线上自学、互动讨论、小测试可以促进学生养成自主学习能力，占比20%。这种过程考核法，既可以克服终结性考核的弊端，有利于教师全面客观、公正评价学生的学习效果，又可以使学生增强学习的主动性和提升自身能力。

3 结 语

《无机及分析化学》是为环境类本科一年级学生开设的一门专业基础课程。为提高短学时教学模式的教学效果，任课教师在分析传统线下教学的存在问题后，尝试采用线下线上混合教学模式安排教学内容(线上内容作为线下的补充和拓展)和过程考核方式，力求全面掌握学习状态，并应用互动方式激发、调动学生的学习自主性和开拓学生视野，提高学生的知识应用能力。