李海云,王永壘,方紅霞,王溪溪,亓昭鵬
(黃山學院 化學化工學院,安徽 黃山 245041)
應用化學是化學工程和技術的二級學科, 它是一門專注于培養實驗技能、化學基礎理論和基礎知識的學科,它培養的人才可以在科研機構,高等院校和企業從事科學研究,教學工作和專業管理工作[1]。
《無機化學》理論課程[2]是高等學校化學化工、制藥、材料、生物技術、環境科學等有關專業的第一門基礎課,是培養化學化工、制藥、材料等類高級專門人才的整體知識結構及能力結構的重要組成部分,也是后續化學課及專業課的基礎。《無機化學》課程的學習要學會應用熱力學、動力學基本原理的一些主要結論和概念,解決化學反應中伴隨的能量轉化問題;研究問題的一些特殊方法及其中包括的一般科學方法,使學生具備和掌握針對問題建并結合具體問題分析、解決的能力。為化學相關專業的后續課程學習和進一步掌握新的科技成果打下必要的基礎。同時,使學生對化學熱力學、化學反應速率理論及電化學等有個初步的了解,為物理化學課程的學習打下良好的基礎;通過《無機化學》課程的學習[3],使學生初步掌握元素周期律、近代物質結構、配位化學等基礎知識,進一步的學習有待結構化學、高等無機化學課程去學習;通過化學平衡、水溶液中的酸堿反應、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡及配位離解平衡,為分析化學的學習做理論準備。
《無機化學實驗》[4-5]也是應用化學、環境工程、化學工程與技術、生物工程、制藥工程、材料工程與技術專業的學生進入大學開始的第一個化學基礎實驗課程。作為一門獨立的課程,它對培養學生觀察、解決問題的能力以及全面應用知識,培養創新能力具有啟蒙作用,可以為后續課程奠定基礎。通過無機化學實驗課程的教學,學生可以掌握無機化學實驗的基本操作技能; 學會正確使用一些常用實驗設備; 逐步學會觀察、記錄實驗現象和整理實驗記錄及數據的方法,學習制備、分離、提純無機物的一般方法;通過實驗,學生獲得感性知識,鞏固和拓展課堂上獲得的知識,從而深刻理解無機化學的基本理論和基礎知識。
然而,目前《無機化學》及《無機化學實驗》的課程內容相關松散,銜接性及對專業認知引領等方面的欠缺,從理論教學內容的梳理及實驗內容的搭配篩選,獲得可以協同提升學生基礎實驗技能,加強學生的實驗規范操作等基礎能力培養,有利于學生后續學生能力的提高和學習規劃。
主要是針對大一新生在入校后接觸到的第一門專業課程《無機化學》及相關實驗課程,針對相關課程內容的銜接、知識點的講述梳理,實驗項目選擇及技能鍛環節,使學生在校內學習的《無機化學》內容時注重基礎實踐能力的培養,而且通過專業方向進行引領,及早建立學生的專業認知。用框架圖1示如下。

圖1 《無機化學》及相關實驗課框架圖
為了達到這方面的要求,從以下三個方面構建全新的《無機化學》課程教學體系:
(1)興趣教學:改革理論教學及實驗教學方法,采用理論與實踐相結合的教學方法,用現場實驗演示法進行理論和實踐相結合的教學,提升學生的學習興趣。
(2)知識銜接:對《無機化學》及《無機化學實驗》相關內容進行銜接重組,加強對基礎技能知識及專業方向引導內容的學習,從而提高學生的基礎技能及專業認知。
(3)改革實驗方面:一是改革實驗內容及實驗方法,加強學生基礎實驗技能的培養,鍛煉學生的操作技能和能力,為學生后續實驗教學、實訓、見習等實踐環節打下基礎。
在化學相關的教學系統中,實驗課程的教學是理論與實踐的紐帶。實驗教學不僅可以驗證基礎理論知識,還可以培養學生掌握一定的實驗基本方法,進一步培養學生的觀察力,判斷能力,抽象思維能力,總結表達能力,運用知識解決實際問題,培養學生掌握科研方法。化學實驗是整合知識,能力和素質教學,培養應用能力和創新意識的最有效手段。
為了加強實驗教學,我們將實驗內容分為三個層次:基礎培訓,綜合實驗和研究性實驗。重點是促進和實現全面性,先進性和開放性。努力開展全面的設計實驗,減少規格實驗和純粹的驗證實驗。對于基本技能訓練實驗,要求學生重復,達到嚴格按照操作標準,靈活運用的目的;對于一些經典的理論和驗證實驗,學生需要仔細研究,認真操作,以達到準確的結果,明顯的現象;實驗的綜合要求打破了傳統的兩級學科障礙,將基礎實驗教學整合到一級學科層面,幫助學生采用新的科學原理,新的實驗技術。綜合性也體現在不同實驗技術的整合上,如合成制備,分離分析和性能表征。對于研究型實驗,實驗結果不要求一致,重點強調研究過程。學生自由選擇實驗主題,設計實驗步驟,探索實驗條件,并在完成實驗后進行分析和討論實驗結果。對于所有實驗,基本采取六步實驗教學方法,即課前準備、課前檢查、教師提問、學生解釋、教師指導和實驗總結。同時,在應用性綜合實驗教學方面,聘請企業技術人員指導教學,突出實驗的實際應用。
為了加強應用化學專業學生的基礎技能及專業認知能力,采用銜接理論及實踐內容、知識點的講述梳理,實驗項目選擇及技能鍛煉環節,針對應用化學專業《無機化學》理論及實踐課程,我們將及時總結和探索新的課程教學模式,使學生在這個過程中充分鍛煉,成為具有扎實知識基礎,出色實驗技能、專業認知能力強的學生群體。