生物类专业化学课程教学的改革与探索

左婷婷

摘 要：針对生物类专业学生在化学课程学习中存在的问题，以“无机及分析化学”课程为例，开展对地方高校生物类专业化学基础课程教学的研究与探讨，期望通过对“无机及分析化学”这门课程的教学改革，秉承因材施教的思想，对化学课程进行有针对性的教学优化，找到一条打破学科隔膜、将化学与生物紧密结合的道路，培养具有扎实的化学基础以及科学素养的生物专业人才。

关键词：生物类专业；改革与探索；“无机及分析化学”

近年来，化学与其他学科尤其是生命科学交叉发展，“有机化学”“物理化学”“无机化学”“分析化学”等成为生物类专业学生的必修基础课程。然而，生物类专业学生在这些化学课程的学习中普遍存在知识掌握程度不高、学习效果不佳等问题，这一情况无疑会给学生对本专业的深入学习和个人发展造成一定的困难[1]。当然，造成这一现象的原因是多方面的，例如面向生物类专业的化学课程未紧扣本专业特点、学生原有基础不均衡以及对课程的重视度不够等。本研究以“无机及分析化学”课程为例，研究与探讨地方高校的生物类专业化学基础课程教学，旨在通过合适的教学改革措施，使生物类专业学生系统学习本门课程后可以初步掌握无机与分析化学的基础知识以及规范化实验操作，同时认识到专业知识的综合性和跨学科性，尤其是化学学科知识在生物领域研究中的重要性，激发学生对本专业学习和从业的兴趣。对生物类专业化学课程教学的改革与探索能为学生后续发展奠定坚实的基础，有助于培养高水平的生物专业人才。

1 问题分析

1.1  与本专业的联系不够，学生的学习积极性不高

生物类专业的“无机及分析化学”课程教学通常是统一授课，教师在根据生物类专业学生的需求合理删减或补充教学内容方面存在困难。这种授课内容与本专业联系不够的情况往往容易导致生物类专业学生对化学课程的学习热情和动力不足，在以往的课堂中，通常表现出学生参与度不高、课后提问少等问题，学生缺乏对重难点的钻研，导致作业正确率不高、考试结果不理想。

1.2  课堂教学形式单一，内容不能凸显学科前沿动态

在化学学科以及生物技术高速发展的背景下，许多任课教师制作的PPT及教案仍然主要参照《无机及分析化学》教材，按部就班地完成对教材知识点、现象及结论的讲授。一方面，授课内容不能充分反映该学科的新知识、新技术以及研究热点，学生也无法充分了解现阶段该领域的研究进展，难以真正理解这门课程的重要性。另一方面，本课程的理论性较强，课程知识点繁多。根据以往的授课经验，采取单一的教学形式，即全程沿用传统授课模式并不能有效吸引学生参与课堂学习。

1.3  学生原有知识基础不均衡，教师授课难度增大

生物类专业学生的知识基础参差不齐，部分学生在中学时未能深入研修化学学科，知识基础薄弱，因此，在大学阶段学习化学课程时力不从心。授课教师面临如何兼顾不同学习进度和基础的学生、把握授课进度和难度的难题，这无疑对教师的授课提出了挑战。

2 课程教学目标

2.1  夯实理论根基，延伸学科前沿

“无机及分析化学”课程涵盖了无机化学和分析化学的基本内容，主要是对基本概念和应用性知识进行综合教学。授课教师在规划生物类专业“无机及分析化学”课程教学大纲和授课内容时，需要立足于本专业学生对化学基础知识的需求，结合《生物无机化学》和《生物分析化学》等教材，精选和编排授课内容，有效利用有限的教学课时将知识传授给学生，培养生物专业人才。授课内容不应局限于书本，教师在讲授时应融入学科前沿、国内外发展动态，拓展学生的专业视野。此外，教师还可以在课堂中融入课程思政元素，讲好科学家故事，提升学生的学习热情，积极引导学生树立为国效力的伟大人生目标。

2.2  规范实验操作，培养科学素养

生物类专业学生的实习需要运用“无机及分析化学”实验技能，例如标准溶液的配制、化学仪器和设备的使用和操作等。“无机及分析化学”实验技能水平直接关系到学生的发展，规范化的实验操作有助于为生物类专业学生的实际操作奠定坚实的基础。因此，在学生进入实验室时，教师要强调实验室各项规定，包括实验室安全、卫生等。学生实验报告主要包括实验过程的如实记录与实验结果总结分析，可以培养学生对科学的严谨、求真态度，提高学生的观察能力、分析能力和问题解决能力[2-3]。

3 教学改革建议措施

3.1  授课内容与专业衔接

生物类专业学生往往对非生物课程学习的积极性不够，这是因为他们未能看到课程对个人发展高度和走向的重要性。21世纪的生物学研究各种生物分子的化学反应和物理效应等更加微观的科学，因此，生物类专业课程涉及化学、物理、数学、计算机等学科。为了充分激发学生的求知欲，建议教师在授课内容安排中加强知识的综合性和跨学科性，结合近期生物化学领域的研究成果，甚至将自身的科研成果及时补充到教学内容中，充分体现所学知识对生物类专业的实用性。

（1）在“无机及分析化学”课程初期即绪论部分教学过程中，需要对其与生物学的相互关系进行初步阐述。教师要利用化学合成药物或对现有药物进行改性等案例，让学生充分了解化学在生物等学科中的渗透，意识到生物科学领域研究人员必须掌握基础的化学理论知识和相关实验技能。

（2）在“化学热力学基础—熵”的教学中，教师可以引入熵驱动的脱氧核糖核酸（Deoxyribo Nucleic Acid，DNA）链置换反应。从化学的角度解释与生命密切相关的链置换反应，DNA分子在杂交系统中的熵不断增加、自由能趋于稳定的状态，实现长互补链置换出短互补链，甚至可以延伸到最新研究方向，如DNA分子计算以及DNA自组装。

（3）在“配位化合物”教学中，教师要注意展示配位化合物在生物、医药等方面的应用，例如配体作为解毒剂治疗机体的重金属中毒，含有铁、铂等金属元素的配位化合物用于缺铁性贫血、癌症等疾病的治疗。

3.2  課堂教学多样化

传统的“无机及分析化学”教学过于强调基础理论，学生通过记忆的方式掌握现成的知识和答案而不重视知识的产生和应用过程。这一进程中缺乏学习者对学科问题的探索和批判性思考，长期承受式学习导致学生丧失对专业学习的动力与兴趣。教师可以根据实际教学内容丰富教学手段，比如探索-讨论、翻转课堂等形式，有效改变传统化学课堂教学形式单一化的现状。

3.2.1  用“思维导图”开展基础理论教学

思维导图是一种有效的认知辅助工具，通过对所思、所想、所见进行图文形象化的层级结构梳理[4-5]。面对“无机及分析化学”课程存在的内容多、信息量大等难点，这种简明清晰的知识梳理方式能训练学生的逻辑思维、帮助学生构建完整的知识框架，便于学生对知识点的理解和记忆。在这一创造性过程中，学生自主学“薄”教材、学“精”教材，后续依托思维导图也方便开展复习。

3.2.2  选择部分内容让学生以小组形式展开自学以及汇报

在汇报准备过程中，学生需要自主学习相关知识、查找资料，提升学习主动性，锻炼资料查询能力以及汇报表达能力。教师再针对学生的汇报情况进行系统点评，对章节的重点、难点进行梳理、概括与补充，展开更深刻的研讨与回顾。这种研讨式学习可以使学生对本章节的内容形成更深刻的认知与理解。

3.2.3  在课程中充分融入课程思政元素

教师要在课程的第一节课—“绪论”章节“化学发展史”的授课中讲好中国故事，增强学生的中华文化自信心和民族自豪感。教师可以青铜器、瓷器和火药的制造为例，讲解中华优秀传统文化并介绍其对化学发展乃至社会发展的影响。此外，要讲好科学家故事，不仅要讲外国科学家的故事，还要讲好中国科学家的故事，让学生感受到当代科学家浓烈而深厚的爱国之情，帮助学生树立学好专业理论知识并投身相关行业、为祖国建设贡献力量的爱国理想，例如从事陶瓷基复合材料和高温结构陶瓷材料研究的郭景坤院士以及毕生致力于配位化合物的合成、结构、成键、性质和光电功能分子材料研究并在我国开拓光电功能配合物领域的游效曾院士。

3.2.4  现代信息技术应用于实验课教学

教师可以在“无机及分析化学”的实验教学中利用微课，提前演示实验注意事项以及实验步骤等实验操作并录制视频上传，打破实验教学的时间性和地域性约束。课前，学生通过线上平台自主学习，了解操作步骤与具体细节。此外，师生要利用班级微信群、QQ群、钉钉群等网络交流工具讨论实验中遇到的问题，学生开展实验时按照规范流程，充分利用实验课程时间。

3.3  构建多元化考核评价体系

3.3.1  平时考核

平时考核主要由出勤情况和作业完成情况的评价组成。出勤情况是完整课堂教学的基础，而作业完成情况直接反映了学生对课堂知识的掌握情况，合理布置作业有利于督促学生巩固所学知识。此外，教师可以尝试在部分“无机及分析化学”的作业中应用思维导图，要求学生在章节学习结束后根据课堂内容所涉主旨和知识点绘制完整的思维导图作为作业。作业评分采用投票打分的方式，让每位学生都能了解到其他同学的学习状态和效果，从而充分激发个人的学习动力。

3.3.2  考试

期末考试是对教师教学成果和学生学习成果最直接的检测，所以课程结束后仍需要进行传统的笔试。此外，还要以课程论文为中期考核进行补充，学生选取本门课程与生物科学交叉的某个研究主题，通过查阅相关文献资料撰写一篇小论文。通过这种形式打破教学的地域性和时间性约束，使学生主动了解课程内容相关发展动态和热门话题，及时了解学科领域的前沿知识，这也有利于学生查阅资料、论文撰写和分析总结等能力的锻炼。

3.3.3  实验技能考核

规范化的“无机及分析化学”实验技能为生物类专业学生的实际操作奠定了良好的基础，实验技能的考核是成绩评定的重要组成部分。除了评定学生操作的规范性、结果的准确性，还要结合实验结果记录规范程度和分析总结表现进行综合评定。

4 结语

近年来，化学与生命科学交叉发展，生物类专业学生需要进行化学课程的学习，教师要秉承因材施教的思想有针对性地优化化学课程教学，培养具有高学科素养的生物类专业人才。面对生物类专业化学课程学习中存在的问题，通过对“无机及分析化学”课程内容体系和教学方法的改革，以培养应用型人才为目标，在课程教学中将知识点重新整合、优化，打破了原有知识体系，使其更利于学生对知识的理解和掌握，同时在教学上应用了一些现代技术手段使教学过程更完整。这一系列举措取得了一定的效果，但是教学改革是一个长期且艰难的过程，必须在实践中不断摸索和完善。地方本科院校要真正立足于服务地方经济，培养出具有较高生物专业素质和技能、满足地方经济发展需要的应用型人才。

[参考文献]

[1]周国庆.《无机及分析化学》课程教学与改革的探讨[J].广东化工，2018（17）：199．

[2]邱晓航，任红霞.非化学专业无机及分析化学理论与实验教学的一致性[J].大学化学，2017（10）：7-11．

[3]张倩，高琳，赵龙涛.环境专业无机与分析化学实验教学的改革与实践[J].山东化工，2018（20）：148-150

[4]张正伟，王杰.思维导图在“药物分析”教学中的应用探讨[J].教育教学论坛，2022（31）：85-88

[5]马妍，王周福，刘浩，等.学科交叉背景下无机非金属材料工程专业课程教学改革刍议—以“无机材料科学基础”为例[J].科教导刊，2022（14）：132-134.

Reform and exploration of chemistry course for biology majors： taking “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course as an example

Zuo Tingting

（1.Colloge of Biology and Geography Sciences， Yili Normal University， Yili 835000， China；

2.Institute of Resources and Ecology， Yili Normal University， Yining 835000， China）

Abstract：In view of the problems existing in the learning of chemistry courses for students majoring in biology， the “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course is taken as an example to carry out research and discussion on the teaching of basic chemistry courses for biology majors in local colleges and universities. It is expected that through the teaching reform of the “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course， adhering to the idea of teaching students in accordance with their aptitude， targeted teaching optimization of chemistry courses will be carried out to find a way to break the disciplinary barrier and combine chemistry and biology closely to cultivate biological professionals with solid chemical foundation and scientific literacy.

Key words： biology majors; reform and exploration; “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry”