地方院校“无机及分析化学”教学供给侧改革研究*

何自强，张惠玲

(武汉生物工程学院化学与环境工程学院，湖北 武汉 430415)

在经济学中，“供给侧改革”是指从供给、生产端入手，通过解放生产力以提升竞争力，促进经济发展[1]。教学供给侧改革，是从提高教学供给质量出发，强调以学生为本，科学规划学科和专业设置，调整传统课程结构，提升教师教育技能等来实现有效教学，唤醒和激发学生对知识的需求，同时满足社会日益变化的需求结构，突显教学的基础性、实效性与创新性，从根本上提高人才培养质量[2]。教学中的“需求侧”由学生的学习态度、学习行为、学习习惯和学习需求等要素构成，决定短期学习成效；而“供给侧”则由教学单位的师资、设施、环境和创新等要素构成，制约中长期潜在学习成效[1]。

无机及分析化学是研究无机物的性质、组成、结构、反应及其含量分析的科学，是优化整合“无机化学”和“分析化学”而形成的一门综合性、系统性较强的新型基础学科。该课程是为生物工程、生物技术、制药工程、中药学、环境工程、食品科学与工程、食品与质量安全、烹饪与营养教育、园艺等非化学本科专业开设的一门必修的专业基础课，在大一第一学期开设。我们在多年的教学过程中，发现存在以下问题：

一是，一方面，大学学习与高中存在显著差异。大一新生的学习处于高中与大学的过渡阶段，无机及分析化学与高中化学在内容上虽有相关性，但无机及分析化学知识点多、内容信息量大、课时有限、难度和深度均较大。教师已不可能通过反复讲解和大量练习使学生掌握知识点；另一方面，全国各省市高考不统一。学生高中化学必修和选修内容不同、侧重点不同，甚至某些地区理科生仅学习一年化学，导致大一新生的化学基础参差不齐，接受知识的速度和理解能力均有所差异，给教师的教学带来一定难度。

二是，各专业无机及分析化学教学内容基本一致，缺乏针对性，不能体现专业特色，学生无法认识到化学基础课与专业课之间的相关性和对专业发展的重要性。因此，非化学专业学生普遍对该课程学习兴趣不大。此外，讲授该课程的教师均有多年教学经验，虽能准确传授知识，但对各非化学专业学生的自身特点和专业特色了解不够，不能将无机及分析化学与各专业特色相结合以激发学生学习兴趣。

三是，该课程为大班教学，多以“教师教为中心”的传统课堂进行单向传输，主要以教材内容为主，因此信息量和信息维度有限，学生思维兴奋度和课堂活跃度难以提高，学习深度和教学效果难以提升，导致学习的作用被弱化。

四是，该课程长期采用30%平时成绩加70%期末成绩的考核方式，形式单一，终结性评价方式占主体。主要考查学生对知识的记忆，考核内容缺乏技能和能力考核，导致大多数学生为应付考试，考前仅复习老师划的重点，不仅滋生了学生投机的不良风气，且成绩评价的可操作性与学习效果真实性之间的矛盾日益凸显。因此，无法激发学生学习的热情和创造性。

长期以来，无机及分析化学教学的供给侧与需求侧失衡的现象日益突出，课堂教学改革多围绕着需求侧进行，而供给侧的改革单一、僵化，缺乏个性化和吸引力，导致课堂教学质量无实质性变化。

针对以上问题，课题组已获批湖北省教育厅教研项目《“无机及分析化学”教学供给侧改革研究》，对无机及分析化学教学进行了一系列供给侧改革。课堂教学供给侧改革的出发点和落脚点，终归是提高教学质量[3]。

1 修订人才培养方案及教学大纲

课堂供给侧改革，需从源头做起。当前地方高校以培养高素质应用型人才作为转型发展的重点，需对人才培养方案进行相应的修订。同时根据学生专业特色和用人单位需求，修订无机及分析化学教学大纲。在专业特色基础上突出重难点，并适当降低对非化学专业学生的要求，更好体现以“学生为本”的教学理念。如稀溶液的依数性，之前的教学重点在蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低以及渗透压的相关计算上，但繁琐的公式推导不仅让学生焦头烂额，且在学生今后的专业课学习上也几乎不涉及，反而依数性的应用在各专业的专业课学习中应用较广，符合企业标准。因此，修订时将重点由掌握依数性的相关计算调整为应用。授课时，教师强调依数性在各专业及生活中的应用。例如，食品工业中，常通过渗透脱水技术进行水果的蜜制、糖制品加工和蔬菜、鱼肉类的腌制等，可更好保持果蔬加工后的品质；农业中，植物体内细胞中含有氨基酸、糖等多种可溶物，使细胞的蒸气压下降、凝固点降低，从而使植物表现出一定的抗旱性和耐寒性。

只有从“需求侧”和“供给侧”两方面实现协调“共振”，才能促进学生需求、社会需求与课堂教学供给良性互动[3]。

2 精选教学内容

2.1 构建符合时代需求的教学内容

教师课前应进行学情分析，充分了解高中化学与无机及分析化学之间的异同，调查学生已掌握的知识点，结合各专业特色，实现高中化学内容与大学化学知识的有效衔接。在有限学时的基础上，内容讲授力求深入浅出，引入化学基本概念，使学生形成化学思维，能将结论能用于专业课学习中即可。如在讲授物质结构基础时，教师只需引导学生认识到电子作为微观物体与宏观物体的运动规律不同，不能同时准确测定电子的空间位置和运动速度，只能统计出电子在核外空间各区域内出现的概率，而四个量子数可描述核外电子运动状态，至于薛定谔方程的复杂计算可忽略。

教学内容应具有前沿性和时代性。例如新冠肺炎爆发期间，国家卫健委发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》，其中增加了“在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下中存在经气溶胶传播的可能”，因多数民众不了解气溶胶，曾一度引起不小恐慌。什么是气溶胶？教师可引导学生参照所学胶体的定义作出合理解释，最后教师进行总结：经气溶胶途径难以在短时间内吸入足量病毒，因此一般在空气流通情况下而非极端高浓度时，被气溶胶感染的可能性不大。因涉及当下全球共同关注的话题，激发了学生的求知欲和学习兴趣。同时，课堂教学应不断适应当前信息时代的发展。如质子酸碱等一些通俗易懂的基本概念和基础知识，不需面面俱到进行精讲，学生可充分利用网络资源自主学习。

2.2 引入绿色化学知识，加强学生环保意识

目前使用的教材中反映绿色化学内容不多，无机及分析化学仅有32学时，不可能单独介绍，可在讲授基本原理、方法及应用时渗透绿色化学。课堂上可结合不同专业特点，适当穿插与其专业有关的绿色化学相关知识，培养学生绿色化学理念，加强学生环保意识。例如，讲授渗透压时，对环境工程专业学生，可进一步介绍目前已广泛应用于人类生产、生活的反渗透技术。该技术是一种绿色工艺，能有效去除水中溶解的盐类、胶体、微生物和有机物等，具有工艺及操作简便、低能耗、无污染等优点，通常用于海水淡化、硬水软化、工业废水和生活污水的处理等方面。

2.3 培养学生创新创业能力

鼓励学生利用所学知识，结合地方经济特色进行创新创业。例如，湖北为产莲大省，每年莲子的产量占全国七成，但莲子心因不能食用而往往丢弃，浪费严重。而莲子心中富含多种生物碱，具有抗菌、抗氧化、抗高血脂、抗血小板聚集、抗HIV、降血压以及抑制黑色素等多种药理活性。课题组指导学生查阅大量资料，以“响应面优化超临界CO2流体萃取莲子心总生物碱、纯化及抗氧化性研究”为课题申报了省级大学生创新创业训练计划项目，已获立项。培养了学生创新思维和创新精神，激发了学生创新创业意识与热情，同时使学生掌握创新创业的方法[2]。

2.4 教学过程引入课程思政元素，将“课程育人”落到实处

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展的新局面[4]。2019年，武汉生物工程学院入选第二批“三全育人”综合改革试点高校，如何将“课程思政”贯穿于教学设计和实施的全过程，依托专业课程，开发专业课内涵的思政元素，达到立德树人的效果，给我们的课堂教学带来前所未有的机遇与挑战。首先，充分发挥课堂教学的主渠道作用，通过先进典型事迹挖掘课程中所蕴含的爱国主义教育元素和所承载的爱国主义教育功能，将爱国主义精神融入课堂教学的各环节，实现爱国主义教育与知识体系教育的有机结合。例如，在讲授元素周期表时，可介绍两次获得诺贝尔化学奖的居里夫人在艰苦的实验条件下发现钋和镭两种放射性元素，同时突出居里夫人一生对祖国的热爱。此外，侯德榜、黄鸣龙等老一辈化学家为新中国的建设，牺牲个人利益，奉献出自己的一生，从而激发学生爱党爱国的热情。其次，课堂教学中应强调人们利用化学旨在造福人类，从而引导学生追求正确的人生观、价值观，成为勇于承担社会责任的人，同时培养学生的兴趣、进取心、毅力、批判性思维和学术诚信等科学精神和职业素养。

3 改革教学方法，提高课堂教学效果

从课堂教学的供给侧来看，教师应结合无机及分析化学课程的特点，选择合适的教学模式，使课堂教学能够达到基础性与专业性并重，同时能有效激发学生学习的主动性[5]。教学方法应灵活多变，根据教学目标和内容结合学生自身的特点、需求，课堂上可采用BOPPPS、PBL、案例及启发式等教学法相融合的混合式教学模式。例如，教师往往直述缓冲溶液的定义，即使解释多次，学生仍难以理解。现采用BOPPPS教学法，以演示实验进行课堂导入：一只烧杯中加入一定体积的NaCl溶液和几滴酚酞，另一只烧杯中加入相同体积的HAc-NaAc溶液和几滴酚酞，两只烧杯同时加入少量NaOH溶液后，第一只烧杯中溶液由无色变为紫红色，而第二只烧杯仍为无色，形成鲜明对比，再引出缓冲溶液定义，能加深学生的理解和记忆。再如，催化剂种类繁多，在各行业中应用甚广。教师可运用PBL教学法，提出问题后，不同专业学生查找与各自专业相关的资料，小组各成员分工明确，课堂上讨论激烈，发言条理清晰。构建了互动型课堂，加强了学生之间合作式学习，促进了学生知识、思维与能力的综合发展。

4 丰富教学手段

教学过程中，教师应充分发挥多媒体教学的优势，可利用丰富的图片、动画、音频和视频资源，将抽象晦涩的理论知识通过直观、生动的形式表现出来。例如σ键和π键的概念抽象，学生仅通过文字很难理解。教师可播放从原子轨道重叠到形成σ键和π键的动画，通过动画演示，学生可清楚看到σ键和π键之间轨道重叠方式及成键后重叠部位位置的不同。增强了学生的感性认识，提高了教学效果；

随着互联网的飞速发展及手机的普及，课堂“低头族”已成为普遍现象，令老师们既头疼又无奈。移动时代的教学，需要不断更新教学手段。信息技术与教育教学的深度融合，已成为大势所趋。通过微助教或学习通等课堂互动工具，进行课堂签到、答题、讨论、测验等，根据学生的参与率和答题正确率，让教师对学生知识点的掌握一目了然，以便及时调整教学进度。不仅提高了学生课堂参与度，培养了学生的学习习惯，又给予教师在课堂教学上更多的发挥空间，促使教师进行教学反思，提升大班教学的效率。

将课堂教学与微课、翻转课堂和慕课相结合，开展“线上+线下”混合教学，两者优势互补。学生通过线上在线学习、答疑解惑及师生-生生互动等，进行个性化自主学习来完成基本知识的传递，教师可通过平台记录的学生学习数据，掌握学情教情，实施精准干预，解决学生个性化需求；教师则利用空余时间做线下内容的拓展、延伸及深化，进行高级思维的训练，体现以“学生学为中心”的教学理念。

5 积极推动教师转型发展，提升教学供给质量

师资是学校教育资源中最重要的人力资源，是课堂教学供给侧改革的前提和基础，是教学质量的关键所在[2]。学校教师发展中心每学期组织大量各类各项培训和教师发展活动，使教师具备了扎实的专业知识和解决实际问题的能力，丰富了教师教学理论水平，促进了教师转型发展。此外，教师的道德修养及品质，对学生的成长成才至关重要。教师在课堂上应积极传播正能量，为时代新人的培养确立正确的思想政治方向。湖北省教学名师、学科带头人刘汉兰教授，对课题组教师进行全方位“传帮带”，将无机及分析化学打造成具有高阶性、创新性和挑战度的信息时代金课，建设高水平教师团队，使教师的教学技能得到有效提升。

6 强化课堂评价，促进学生发展

好的评价能促进教育教学目标的达成，提升教师教育教学水平，促进学生的健康成长。将过程性评价与结果评价相结合，形成线上线下一体化多元评价体系。过程性考核来自线上学习，包括浏览资源、观看视频、在线测验、作业互评和PBL协作等。多元化、个性化的过程性评价让评价在教学的全过程发生，更多体现在学生应对复杂问题的综合能力上，避免了学生突击学习，实现了评价的科学合理，体现了公平公正原则。达到以评促学、以评促教的效果。

7 结束语

课程教学供给侧改革自实施以来，已有3000余名学生受益，取得较好的教学效果。2019年11月，湖北省生态环境厅、省人力资源和社会保障厅联合主办的2019年“湖北工匠杯”技能大赛-湖北省化学与环境行业职业技能大赛中，学院学子荣获3个一等奖，其中一人总分排名第一；同年11月，由湖北省教育厅主办，湖北省高等学校化学实验教学示范中心联席会协办的“威尔杯”第七届湖北省普通高校大学生化学实验技能竞赛中，食品科学与工程学院江丽笑获非专业组三等奖。该项赛事是湖北省普通高校规模和影响力较大的常规教学类竞赛之一，有武汉大学、华中科技大学等37所高校参赛。两项大赛均实现了多年来奖项零的突破。