“无机与分析化学”课程教学体系的优化与实践

曹利慧

（衡水学院应用化学系，河北 衡水 053000）

在高校教学体制改革的大背景下，我校的培养目标定位于应用型人才培养。办学理念和培养目标的转变，对基础课程教学的直接影响就是教学学时的不断减少，使得教学内容和教学学时之间的矛盾十分突出。减少学时后课程该讲什么?怎么讲?成为摆在全体教师面前的一个无法回避的严峻课题，迫切需要对课程体系加以深入研究[1]。

1 “无机与分析化学”课程现状

“无机与分析化学”是我校高分子材料与工程学科的基础课程，又是中学化学和大学后续专业课程的衔接课程，是由化学学科的四大基础课程无机化学和分析化学合并而成的一门新课程。该课程在我校高分子材料与工程专业2011级培养方案中为“无机化学”“分析化学”两门课程单独授课，无机化学在第一、第二学期开设，分别为48、32学时；分析化学在第三、第四学期开设，分别为32、32学时。在2012版人才培养方案中将两门课程整合成为“无机与分析化学”一门课程来进行讲授，在第一、第二学期开设，所占学时数为112学时。在2014版人才培养方案中将“无机与分析化学”的课程学时压缩为64学时。该课程的讲授时间和学时从两学年，144学时调整为现在的一学年64学时，压缩了一半多的课时。

“无机化学”和“分析化学”这两门课程经历长期的发展，具备了完整的知识结构体系和严密的教学逻辑，课时减少，在有限的学时里要化解这一矛盾，显然不能简单的删减教学内容，因为教学内容的简单删减会破坏课程体系的系统性和教学逻辑性，也会破坏知识结构的完整性[2]。目前，解决这一矛盾的有效方法就是对教学内容进行重新整合，构建合理的“无机与分析化学”的课程体系，并且不断优化，使之形成有机的整体。

2 “无机与分析化学”课程体系的框架构建

学时压缩后，对“无机与分析化学”教学内容进行了整合优化：无机化学中去除了热力学和动力学部分，因为该部分是后续“物理化学”课程的重点之一；“分析化学”中去除了传统的仪器分析部分；高分子材料的仪器分析方法在本专业后续课程“高分子材料研究方法”中进行学习。

整合优化后，课程体系的框架内容分为三部分：

第一部分是化学平衡有关的基础知识，主要内容是用化学平衡的基本概念讨论不同类型的化学反应，得到无机化学的四大平衡——酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡和配位平衡。然后讨论四大平衡反应在分析化学中的应用，这就是以化学平衡为基础的四大滴定分析法——酸碱滴定法、沉淀溶解滴定法、氧化还原滴定法和配位滴定法。

第二部分是以物质结构知识和元素周期系为基础，讨论元素和化合物的结构与性质的关系、性质与用途的联系。主要内容有原子结构、化学键和分子结构、晶体结构、元素和化合物。

第三部分是“无机化学”和“分析化学”基础知识和基本概念，它们中的许多内容已经在中学化学中有所涉及。“无机化学”的基础知识为化学平衡，基本概念主要有酸碱理论、pH值、溶解度、氧化和还原、元素周期律、离子键和共价键等；“分析化学”的基础知识为定量分析概论，涉及到的基本概念主要有定量分析的一般程序、分析结果的表示方法、定量分析的误差、有效数字及其运算规则、可疑数据的取舍、分析结果的计算及其评价、标准溶液及其配制方法、酸碱指示剂的作用原理及选择原则、金属指示剂的作用原理及选择、氧化还原滴定的指示剂等等。

上述三部分在内容上相互渗透，如讨论酸碱理论、氧化还原的基本概念、配位化合物的基本知识等内容是在物质结构知识的基础上进行的，而讨论化合物的性质、制备往往离不开化学平衡的基础知识。而第三部分的内容则完全穿插在前两部分内容中。

表1 “无机与分析化学”课程体系框架与学时分配

3 “无机与分析化学”课程体系的优化

3.1 教学内容组织结构的优化

将第一部分内容中无机化学的四大平衡及其在分析化学的应用合并在一起，这样处理既避免了不必要的学时浪费，又使化学平衡和分析方法之间内容的衔接更加紧密，知识之间前后遥相呼应，也符合学生学习知识的规律，更易于提高学生的学习质量。化学分析中重量分析法由于操作繁琐、费时较多，逐渐不被普遍使用，因此不再进行课堂讲解，列为学生自学内容。

第二部分结构理论内容中简化处理一些过于艰深的内容，例如：晶体结构仅作简单介绍，该专业的后续课程“材料科学与工程基础”课中会进行详细系统的讲解；原子和分子结构减少了过于深奥的理论，例如：用薛定谔方程处理原子核外电子的运动状态时，只引导学生学习量子力学的处理结果，处理的过程不再讲述。但是此部分中与后续课程“有机化学”相联系的知识点的讲解则要深化加强，例如：大π键、杂化轨道理论等，为有机化学的学习奠定良好的基础。

元素化学部分进行分区讲解，重点讲解元素化合物的通性、代表性化合物的性质，并且注重理论联系实际，体现知识的应用性。主族元素部分学生在中学化学中已经进行了一定程度的学习，可以精讲，重点在知识扩展以及P区元素化合物的周期性变化规律的讲解；对于学生不了解和以后会用到的副族元素、化合物性质，适当增加学习学时即可。

3.2 教学方法和教学环节的优化处理

教学内容及结构的优化是内容整合、调整，而课程真正能实现课时少、内容优的教学体系，更为关键的是教学内容细节化的处理，需要通过教学的中心环节——课堂教学来实现。所以，在课堂教学中，对不同的授课内容要采用不同的教学方法，处理好课堂教学的每个环节，使整个教学体系条理清楚，层次分明[3]。

（1）可以自学的内容让学生课外自学

自学方式适用于只是单纯文字叙述的内容或概念。这样的知识点不能讲得太细，通过自学可以释放一定课时，还可以避免枯燥无味的叙述引起学生乏味。例如，定量分析概论一章中，分析方法的分类、滴定分析方式、滴定分析前的预处理和各类滴定法的应用可列为自学内容。需要注意的是自学不等于可学可不学，不能让学生放任自流，教师要安排好自学参考资料，列出自学内容的思考题，并让学生进行总结。

（2）相似内容采用概括和举一反三的办法

对于处理思路相同的相似内容可以采用概括和举一反三的办法。例如，酸碱平衡和酸碱滴定法一章中，在处理弱酸碱溶液分布系数的计算和不同类型溶液pH的计算知识点时可采用此方法。分布系数计算时，以一元弱酸为例，详细推导其分布系数的关系式，分析其公式的特点，然后概括出二元、三元、多元弱酸碱的分布系数公式。而不同类型溶液pH的计算内容讲解时，都以质子平衡式（PBE）为基础，处理思路是将PBE式中各项用[H+]、Ka（Kb）和起始物型体的平衡浓度来代替，得出[H+]的准确表达式，然后根据条件进行近似处理，从而得到近似式、最简式。讲解和推导公式的重点也是一元弱酸，然后举一反三，推广至多元弱酸碱、两性溶液和缓冲溶液，学生作为主体去推导公式，老师作为主导去总结拓展。这样处理可以使本来繁琐、复杂的内容变得简明、重点突出，同时拓展了学生的思考空间，使课堂教学更加轻松。

无机与分析化学中的四大滴定法，都是在反应原理的基础上，讨论指示剂的变色原理、选用原则、滴定曲线，因此讲解的思路相似。这部分知识可以在重点讲解酸碱滴定的基础上，要求学生总结概括四类指示剂变色原理、选用原则以及四类滴定曲线的共同之处、不同点等[4]。老师再针对个性之处进行重点讲解，这样处理会使本课程教学学时更具有弹性。但是要注意的是，在章节之间选用此方法教学时，由于涉及的知识点较多，对学生的要求会较高，教学实施的全面性、细节之处需进一步完善。

（3）重点、难点和非重点关系的处理

教学大纲中对每个章节的重点、难点等知识点做出了学习要求，难点不一定是重点，教学中要处理好重点、难点和非重点的关系。例如，原子结构一章是较为抽象、深奥的理论知识，要在有限学时内达到学习目标，要围绕描述电子运动状态的四个量子数、多电子原子核外电子排布、元素周期率等内容进行重点详细讲解，波粒二象性和测不准原理仅作一般介绍。波函数、电子云的角度分布图和径向分布图的结果应用是重点。在薛定谔方程解的过程中图形函数推导是难点，但不是重点。教学中可以分别以2pz、1s轨道为例，说明原子轨道函数分布图形成的思路即可，也可作为选修内容，不做详细介绍。

3.3 教学理念的渗透

学生是学习的主体，要想达到好的教学效果，必须充分调动学生的学习热情，在老师的指导下，师生共同努力，完成课程教学内容的优化。所以，教师在教学中还应注意培养学生自觉学习、兴趣学习的理念。

（1）注意培养学生的自学能力

本课程是学生进入大学学习的第一门化学基础课程。大学与中学的学习存在着很大差异，中学每节课的教学内容比较少，学生容易掌握；大学中每节课的信息量陡然增大，因此一定要注意学生自学能力的培养。学会利用参考书籍、工具书等其他教学资源，才会达到该课程的教学要求。

（2）联系实际，激发学生兴趣

强调理论知识与生活实际的密切关系，教会学生对理论知识的灵活应用，增强学生的学习兴趣，这样的教学理念与本校应用型人才培养的定位相适应。例如，讲授重铬酸钾的性质时，可以引入其在酒后驾车检测中的运用。在酸碱滴定时，可以引入测定镇江香醋中醋酸含量的例子，除了考虑测定原理，还可以引导学生考虑如何消除香醋颜色的影响。这样的实例不但能提升学生的学习兴趣，还可以扩展学生的思路，同时体会到理论和实际的距离，从而引发学生的探究欲望。课程讲授中还要注意引用无机与分析化学学科最新的研究成果，加强知识的延伸，使学生体会到“学而有用”，进一步达到“学而会用”。

4 总结和思考

“无机与分析化学”课程通过教学内容、教学方法、教学理念等改变，从教师的主导性和学生的主体性两个角度出发，进行了课程体系的优化和实践。实践中发现还有一些问题需要进一步完善，如自学环节需要充分发挥学生的主体性，否则效果不理想；教学内容的精讲、泛讲、自学、选学、讨论等教学手段与教学内容的结合还需继续深入完善。前者需要从学生方面着手解决，后者则需要教师在教学实践中不断地探索。

[1]权新军，张亚南，金为群.少学时无机化学课程体系的创新与实践[J].高教研究与实 践，2014，33（4）：56-59.

[2]陈若愚，朱建飞.无机及分析化学[M].大连:大连理工大学出版社，2013.

[3]罗亚楠，王琨，王悦虹.无机及分析化学教学方法的研究与实践[J].吉林化工学院学报，2009，26（6）：45-47.

[4]邓安民，崔瑞元，王玉华，等.无机及分析化学课程整合的教学改革探讨与实践[J].南昌航空大学学报（社会科学版），2003，5（3）：92-94.□