无机及分析化学第四版王运答案 无机及分析化学省级精品课程的建设实践

　　摘要:我们认为精品课程建设,更新教育思想和观念是前提,改革人才培养模式是关键,革新课程体系是基础,改革教学内容和建设好系列课程教材是落脚点,培养合格人才是根本目的。本文论述了本科精品课程无机及分析化学建设的措施,以教学改革实践为基础,从教材建设、教学内容、教学方法与手段等几个方面探讨了精品课程建设的途径和取得的成效。
　　关键词:精品课程;无机及分析化学;课程建设;实践
　　
　　无机及分析化学是我校首批校级精品课程,2008年被批准为四川省精品课程。该课程是材料、环境、食品、生物、生技、制药、农学、园艺、动科、安全和辐射等专业非常重要的一门基础课,它是根据无机化学与分析化学两门课程联系紧密的特点,将无机体系和分析体系进行有机融合,既继承了无机化学理论知识的系统性,又突出了分析化学实际操作的应用性,减少了教学中的重复和脱节内容,有利于教与学。该课程涵盖了无机化学与分析化学的主要内容,用热力学、动力学的知识揭示无机反应的方向和历程;把最新的量子力学成就作为阐述元素和化合物性质的理论基础,从而拓展到重要元素及其化合物的组成、结构、性质和变化规律;运用溶液中四大平衡原理进行滴定分析,确定物质中各组分的含量。
　　
　　一、无机及分析化学课程系列教材的建设实践
　　教材是教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的载体,是教学内容和课程体系改革的主要标志,是精品课程建设的重要组成部分。在深化教学改革中,实现教材建设的创新是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。根据非化学化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与现代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》。该教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体现了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强,简化分子轨道理论、晶体场理论等过于难深的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。教材把知识传授、能力培养和素质提高融为一体,体现了教育思想、教学观念的转变。编写教材力求使量和单位在体系上、名称和符号上系统化,科学、严谨地反映当代学科的发展,使基本概念更为科学、严谨、清晰,编写结构层次更加合理。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使本教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于材料、环境、生物等主要专业大类。
　　由于无机及分析化学课程的内容多,课时相对较少,教学进度快,教师在课堂上难于列举足够数量的例题,教材因篇幅限制,例题数量有限;同时该课程一般在大学一年级的第一学期开设,学生预习、复习较吃力,学习时也感到基本概念多、重点难于掌握、计算题解题困难等。为适应学生对本课程的学习、复习和练习的需要,启迪科学思维,培养学生的独立学习和创新能力,我们编写了配套的《无机及分析化学学习指导》。学习指导书主要解决学生在学习理论课程时抓不住重点的问题,对每一章知识的重难点进行了梳理和总结,精选了例题;通过对教材后的习题解答,旨在引导学生如何审题和解题,以巩固和掌握本课程的基本原理和基本知识;通过自测习题可检验学生的学习效果,提高学生的解题能力;模拟试题及研究生入学试题,力求题目典型,覆盖面广,使学生既能尽快地适应大学的学习方法,又能较好的掌握课本的内容,同时也是学生期末考试和考研生复习的好参考。
　　因学习指导书编写了教材所附习题的详细解答过程,再布置书上的习题就失去了意义。为了使学生有更多的练习机会,并了解学生对所学知识的掌握情况,我们把章节内容分板块,按试卷格式编写了8个单元练习题,包括选择题、判断题、填空题、简答题、计算题,这给学生交发作业和教师批改等带来了极大的方便,同时也有助于学生参加期末考试。另外,我们还编写了无机及分析化学实验指导书,主要内容包括:化学实验安全知识、基本操作、基本技能实验、综合应用实验和设计实验。
　　
　　二、无机及分析化学课程网站建设
　　按照国家精品课程的要求对本课程进行了全面建设,建立了无机及分析化学精品课程网站。本课程已上网的资源包括课程负责人及主讲教师(基本信息、教学情况和学术研究),教学队伍(人员构成、队伍结构、教学改革与教学研究、师资培养),课程描述(历史沿革、教学内容、教学条件、教学方法与手段、教学效果),自我评价(课程主要特色、课程地位、存在的不足),课程建设规划,学校的政策与措施,支撑材料等栏目内容。课程网站(http://www.jpkc.swust.省略/c270/Course/Index.htm)包括课程简介,教学方法,有关课程的管理规章制度(包括教师教学工作规范、师资队伍建设规划与措施等10项),各层次教学大纲与教学要求,各章的教案与讲稿,电子课件,实验教学(实验规章、实验考核、安全知识、实验操作、实验指导、实验测试、视频资料、实验环境与条件),授课录像,教学互动(各章的学习指导、习题解答、自测试题),考试导航(单元测试、课程试卷、模拟试题、考研试题),在线交流,在线考试,知识拓展,化学用表,参考文献等栏目。现在无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、精品课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生的学习几乎不受时间和空间的限制,无论何时何地都有一个无形的老师,学生完全可以掌握自己的学习过程。
　　在教学理念方面,我们把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练、强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不了无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,我们建立了材料类、环境类、生物类3个模块相关专业的课程体系和教学内容。
　　
　　三、改革教学方法,加强师生互动
　　现代化教学方法和手段是精品课程建设的重要途径。尽管传统的讲授方法在传授大量知识方面是有效的,但单靠传统的讲授方法却不能很好地调动学生的积极性,不利于鼓励学生对超越课堂知识的记忆,并以此对这些内容进行反思。学分制的改革,作为基础课的无机及分析化学的学时数也在降低,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法方面,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授+课外讲座+辅导答疑+考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。
　　精品课程的教学应为学生创造条件,让学生对所讲的内容进行反思,提出问题并思考对问题的解决方案,教师重视通过提问和课堂讨论让学生对课堂上的信息进行分析。因此,课堂讲述的主要功能不再是对书本知识的灌输,而应是理论与实际相结合地对知识进行系统化的阐释。教师首先要抓好备课一关,同时要提高讲演水平和驾驭课堂的能力,脱离讲稿以增加感染力,进行启发式教学。互动教学法是充分发挥教师和学生二者主观能动性的教学方法,其常用的方式有答问式、问答式、讨论式等多种形式。“答问式”“问答式”“讨论式”三种方式中的每一种方式都有其特点和特定的适用范围,教师必须有选择地加以灵活运用。课堂教学中注重学生自学能力和学习兴趣的培养,兴趣是学习的动力,创造的源泉。无机及分析化学的学习在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大的提高,我们要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,对有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用现代教育技术,将传统的教学方式与现代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,课程组制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表现课程教学内容,并将多种形式的课程教学资源上网。
　　不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学的知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0～10分,若能达到公开发表的水平最多可以加10分,但课程总成绩最多为100分。
　　
　　四、无机及分析化学实验课的改革
　　实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有宽的基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是现代意识、竞争意识的培养。传统的化学教学方式是所有学生做同样的实验,教师从最基本的原理讲到实验中的每一个细小点,学生完全处于一种被动接受状态,这样既限制了学生的思维、学习的积极性与主观能动性,又影响教学效果。实践“一体化、多层次、开放式”实验课程教学模式,构建了符合我校培养目标和学校特点的实验课程体系。本着“化学教育既传授知识和技术,又训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”的全面化学教育准则,自2004年起,根据我校实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验―综合实验―设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,开出了适合我校不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生提供个性发展,开发其潜能以及为优秀学生脱颖而出创造了条件。针对生源及学生的实际水平,采取分层次教学;针对专业及学时,实验内容分必做和选做,对学时太少的专业重在基本技能训练,要求获得过硬的操作能力。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行实验,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系、多模块的实验教学内容、预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施:
　　1.对无机及分析化学实验教学内容进行了删减与重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。通过对原有实验项目的整合,实现了实验教学内容体系的整体优化。在教学过程中注重对学生环境保护意识的培养,为学生灌输绿色化学思想,积极开展绿色化学实验研究,并推进化学实验教学的绿色化。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,建立了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”。如滴定分析实验,将标准溶液的浓度由0.1mol/L降至0.01～0.02mol/L,滴定管使用25ml,锥形瓶改用100ml。试剂用量大大减少,提高了实验的安全性;产生的“三废”量很少,改善了实验环境条件,极大地减少了对环境的污染。这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。
　　2.正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主体位置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导的实验教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富,技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
　　3.多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再现实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。
　　4.形成了基础―提高―扬优―介入科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发现、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来西南科技大学启动“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。
　　
　　参考文献
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　　Practice on the construction of the provincial classic course inorganic and analytical chemistry
　　Zhong Guoqing
　　Southwest university of science and technology, Mianyang, 621010, China
　　Abstract: In the classic course development, we think that the changing of educational thinking and conception is precondition, the mode reform of cultivating person with ability is key, the renovation of curricula system is foundation, the reform of teaching content and the development of series curriculum teaching material are the stay point, the training qualified personnel is the fundamental purpose. The constructive measures of the undergraduate classic course inorganic and analytical chemistry are introduced. Based on teaching reform and practice, the approaches and the achievements of the classic courses construction in teaching material construction, teaching contents, teaching methods and teaching instrument are discussed.
　　Key words: classic course; inorganic and analytical chemistry; course construction; practice
　　

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