矿加专业无机与分析化学教学改革探讨*

王立艳，刘 骞，杨巧文

(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100083)

无机与分析化学是我国高等教育理工科院校化学类专业及近化学类专业的一门基础必修课程，是各学科方向专业类课程的先修课程之一[1]。随着我国高等教育改革的不断深入，国家对本科人才培养的要求也在逐步转型中，科学技术的飞速发展催生了社会对研究型、应用型专业人才的大力需求。为适应改革趋势和实现“十三五”规划所确定的本科教学改革任务目标，高等学校的基础课程教学改革也在稳中推进，我校的本科教学培养方案和教学大纲也将进行重新修订。在近几年的教学实践与探索中，针对矿物加工工程专业(以下简称矿加专业)的无机与分析化学教学现状与改革方向深有体会，在本科教学要求优化课程体系和精简课堂教学学时的大背景下，对无机与分析化学的教学改革进行探讨。

1 教学现状与定位

我校矿加专业的核心方向主要有煤炭洗选加工、水煤浆制备技术、洁净能源技术以及固废资源化技术与利用等，这些专业方向的教学以及后期的学术研究，无不涉及无机与分析化学课程的基础理论与相关知识，因此本专业的培养方案将其作为基础主干课程[2]，但由于学科特点以及学时的限制，在课程内容的深度与广度方面与化学核心类课程的要求又有所区别。现阶段我校执行2016版本科培养方案和教学大纲，其中无机化学和分析化学的教学分为三个层次，首先是化学化工类专业分别开设无机化学(48学时)和分析化学(40学时)课程，其次是近化学类专业如环境工程、环境科学等分别开设无机化学(40学时)和分析化学(24学时)，以上两类均分为上下两个学期进行教学；然后是非化学类专业即矿加专业将无机化学和分析化学两门课程合并教学，设置为无机与分析化学(56学时)，虽然合二为一的课程教学与前两者教学相比，理论课堂学时被严重压缩，但教学内容范围与知识面宽度并未明显减少，其教学内容设置仍然包括化学反应原理篇和物质结构基础篇两大部分，同时本课程具有基础性强、内容繁多、知识点分散等特点[3]，对刚刚步入大学阶段的学生们有一定的难度与困惑性，尤其对于非化学类专业，往往容易造成学生提出“此课程与矿加专业方向及应用有什么关系”等这样的疑问，直接影响学生课堂学习的情绪和教学效果，因此如何对矿加专业本课程的教学内容及设计准确合理定位显得尤为重要。

作为一门基础理论课，无机与分析化学首先是作为大学一年级即开设的基础课程之一，既承载着高中基础性零散性化学知识点与大学化学系统知识面的过渡与衔接，又承接着专业方向其他基础课程与专业课程之间相互渗透与协调的角色，因此，其定位为过渡性、衔接性的基础课，在教学内容设置、安排与课堂讲解方面，既要考虑高中化学进行的深度与范畴，还要考虑各地域间所学化学的区别与参差不齐的水平[4]，依据专业方向特点适度进行教学内容设置，教学过程中把握好教学进度。其次，作为为专业课程服务和奠定基础的必修课，在即将进行新一轮的培养方案修订工作之际，制定本课程教学大纲时还要考虑专业需求性和知识的结构性，与化学类及近化学类专业的教学大纲相比，课程教学内容的核心部分不变，在其他章节的内容设置方面进行改革，针对不同专业，选择性地重点讲解其中与专业方向密切相关或加强将来专业知识所需要的基础章节部分，让学生能够深切体会到本课程与专业的相关性，提高学习效率，保证学习效果，提升教学质量。

2 教学内容和方法改革

自我校2016版课程教学大纲执行以来，经过近四年的教学实践，虽总体教学效果和教学质量良好，但也发现了一些不够合理之处，因此，面向专业发展新动向对本科教学及人才培养所提出的新要求，在新一轮的教学大纲修订时对无机与分析化学的教学内容进行改革将势在必行。

2.1 教学内容的衔接性处理

在目前执行的教学大纲中，矿加专业的无机与分析化学基本框架包括化学平衡、定量分析概论、酸碱平衡和酸碱滴定法、沉淀溶解平衡和沉淀滴定法、氧化还原反应平衡和氧化还原滴定法、配位反应平衡和配位滴定法、原子结构、化学键和分子结构等章节的教学内容。在实际教学中经与学生接触、调研和探讨，逐渐发现本课程的教学内容有些部分与高中化学在一定程度上有所重复，如化学平衡基本理论以及酸碱平衡理论等部分，这些内容是高中化学的基本知识点，对于此部分内容的教学改革，需要在充分调研高中所学化学基本理论、并保证教学内容的系统性和教学的逻辑性不被破坏的基础上，对重复内容进行选择性删减，只强调必要的概念与基本理论，简明扼要地重温平衡理论的基本要点，以保证教学内容结构的前后衔接和完整性。

2.2 多功能教学手段运用

多功能教学手段的运用为现代教育教学提供了极大的益处，实际教学中发现，无机与分析化学课程教学中有些教学内容在高中化学教学模块中基本属于空白，但不是所有学生都有这种情况，仅对相当一部分学生来说一点基础也没有，如物质结构基础部分的教学内容，有些省份因为迎合高考的需要并未将原子结构和分子结构内容作为选修模块进行教学，如此造成了不同地域间学生所学此部分教学内容深浅程度的巨大差距[5]。为此，针对此部分的教学内容，需要重点强调基础性和理论性，在内容设置上不宜深入，但要将内在本质讲述清楚，如原子结构理论发展历史这部分教学内容，根据教学大纲实际教学时只是简单地一带而过，因为这部分内容属于高中与大学的衔接带，一边老师会说“这部分内容较为深入、等将来大学时会详细讲授”，另一边老师又会说“这部分内容高中已经学过和了解过，在此只是简单回顾”，两边相互推脱，使得此部分的教学成为一个“真空地带”，然而其实这才是理解原子结构理论的根源所在，这些发展历史进程的本质内容是构成原子结构基本理论的内在基础，只有理解了诸如Dalton原子论、电子的发现、Rutherford核式原子结构模型等这些发展历史产生的原因与基本内容，才能够从根本上理解原子结构模型，因为这些发展史构成了原子结构部分的“化学哲学体系”。因此，巧妙合理地安排好基础性教学内容，对学生理解电子运动规律和进一步学习电子在原子核外的排布规律大有帮助。另外，还采用一些必要的辅助教学手段如模型和动画演示让知识点简单化、通俗化，将抽象、空泛的微观结构转化成学生容易听懂、容易理解、易于接受的概念，如杂化轨道理论、分子轨道理论的教学中，合理运用动画视频和动态图可以直观、清晰地向学生展示电子配对过程，更加形象地理解共价键的两种类型σ键和π键的形成过程是怎样的，如此启发学生的立体思维能力和空间想象力，对物质结构的理解大有裨益。

2.3 区别式教学方法

还有些内容属于与高中化学有所重复但侧重点和理解方式又不尽相同的，这一部分教学则采用区别式教学手段和方法，如酸碱的概念和理论，高中化学由于知识层次和学习的阶段性原因，针对同一知识点的多种理论并未全部或完整涉及，因此高中化学对于酸碱概念的教学内容仅涉及了电离理论和质子理论，但到了大学无机与分析化学课程教学中，又在此基础上增加讲授了Lewis酸碱理论(也叫酸碱电子理论)等，才终于能够解释诸如“氨水(NH3·H2O)为什么是碱”、“AlCl3水溶液和FeCl3水溶液又为什么是酸”这类科学问题。因此，随着教育教学的深入，借助于这种区别式教学法，学生就会明白每一种理论都有其适用性和局限性，有些酸碱的性质需用质子理论解释，而有些物质的酸碱表现需用其他酸碱理论才能解释得通。因此，随着教学经验的积累和科学技术的进步以及新型物质的发现，需要在教学内容和教学方法方面逐步进行改善和改革研究，以便更好服务于教学，提高学生的学习效果，提升教学质量。

3 结 语

无机与分析化学作为一门多类学科和专业的基础必修课，其涵盖的内容广泛，是四大基础化学的先修课程，其重要性不言而喻。随着能源结构的变化，矿加专业也对科研与教学的方向和重点进行了调整，因此无机与分析化学课程的教学内容和教学方式亟待改革。为了适应我校研究型大学发展目标的定位，本论文结合多年教学经验，对无机与分析化学教学现状进行了调研和分析，对新版教学大纲本课程的定位进行了重新思考，并提出了在教学内容和教学方式方面的改革措施，有助于充分发挥其衔接高中化学、基础化学和专业教学、以及开拓大学化学新视野的纽带作用。通过改革也使教师业务水平提高，从而使矿加专业基础化学教学体系更趋完善，教学质量得以保证和提升。