面向紡織類專業的《無機及分析化學》教學改革實踐

楊維維，王海峰，毛慶輝

（南通大學 紡織服裝學院，江蘇 南通 226019）

0 引言

《無機及分析化學》 是南通大學紡織服裝學院開設的基礎必修課程，是后續專業核心課程《紡織化學》和《紡織材料學》的重要支撐。課程授課對象為紡織工程專業大二學生，總學時數為48。由于《無機及分析化學》課程內容繁雜抽象，課程存在課時少內容多的問題[1]。此外，該專業雖面向工科招生，但國內各個省份高中階段的課程設置不一，導致學生化學基礎差異性很大。隨著紡織類專業的不斷發展，課程以往采用的教學大綱為全校非化學類專業統一大綱，無法滿足紡織類學生的人才培養要求，亟需探索出一套適用于紡織類專業的《無機及分析化學》教學體系。近年來，教學團隊依據課程教學中遇到的實際問題，圍繞紡織類專業的人才培養需求，分別從教學內容、教學方法和教學評價等方面進行了系列教學改革，在《無機及分析化學》課程教學中取得了良好的教學效果。

1 紡織類專業的《無機及分析化學》教學的改革

1.1 契合學情優化教學內容

本課程采用由高等教育出版社出版的國家級規劃教材《無機及分析化學》，內容主要包括重要元素及其化合物的結構、組成、性質、變化規律和及其含量測定的一般方法。本著學以致用的原則，教學內容與學院專業教師多次溝通與探討，了解學科及科研的發展趨勢，選擇合適的教學內容進行講授。比如，作為無機化學中經典的“四大平衡”理論和分析化學的“四大滴定”內容保留，弱化分區元素、分光光度計等章節內容，讓學有余地的學生利用課后時間查閱，將教學重點集中于基礎知識體系構建，使學生掌握化學反應的規律，使其知其然，亦知其所以然。針對部分學生化學基礎相對薄弱的情況，在“原子結構”和“分子結構”兩個章節適當增加課時，夯實學生的基礎，加強學習自信心。此外，基于課堂教學平臺（課堂派等）整合教學資源，將課程前沿知識參考書籍、視頻講座等上傳至線上，構建線上線下聯動的立體式知識體系，豐富課程教學內容。

1.2 結合紡織學科前沿開發教學案例

課程開課設在大二第一學期，此時學生尚未全面接觸專業課程，在學習本課程的過程中，難以明晰本課程與專業方向之間的關聯。因此，在課堂教學過程中，引入專業教師的研究方向，點出研究方向與課程的相關度，幫助學生更好地了解專業。在學科前沿知識引入過程中，教師主要充當提問者與引導者，幫助學生深入理解教學內容，并鼓勵學生進行深入思考[2]。篩選紡織服裝學院專任教師的科研創新內容，依托大學生創新創業計劃、互聯網+、創青春等競賽項目，結合《無機及分析化學》的教學內容，開發教學案例，使學生了解工程應用和科研工作的最新動態。比如在“膠體溶液”中，將石油廢水處理和“溶膠的穩定性和聚沉”理論相關聯；“催化劑對反應速率的影響”中穿插講解功能性陶瓷纖維對染料降解的催化作用；分析“分子結構”中第八族元素中鐵氧體的吸波作用等。此外，鼓勵學生結合自己所學知識嘗試去解決工程應用或科研工作中的實際問題，并依此拓展參加課外科技競賽，明確建立本課程和專業相關度的“一條線”，提升學生的專業自豪感，激發學生學習興趣。

1.3 混合多種方式改進教學方法

《無機及分析化學》的課程內容中存在大量的公式，特別是在化學反應熱力學和化學平衡、氧化還原反應的計算過程中，抽象的公式給學生的理解帶來一定的困難。采用板書推導的方式，便于學生更好地理解公式的來源、參數和意義，提升對公式的理解，也能更好地理解各個章節之間的關系，明確每一章節學習目的以及各個章節中基本參數的設置及其設置原因。例如，化學熱力學的基本原理包含焓變、熵變以及吉布斯自由能等參數，這些參數直接關系到后續化學反應的可行性（自發性）。可行性確定后，才能探討如何判斷反應程度和反應速率，而兩個參數會直接影響實際生產效率及安全。此時，采用多板書形式進行教學，通過研究板書內容設計、師生互動方式設計等，吸引學生注意力，提高其課堂參與感，加深師生互信，形成良性互動和相互促進。

在傳統的授課方式中，學生課堂參與感不強，學習效果不佳。特別針對無機化學基礎理論知識點繁多、學生理解困難的問題，采用小組合作學習的模式，以3 人為一組的形式，利用課后時間整理歸納知識點，小組內學生分工合作，總結討論形成正式報告提交。此外，嘗試采用小組合作學習結合翻轉課堂的模式[3]，提前將設置好的議題作為課后作業布置下去，在下次課時，利用課堂最后15min，以小組的形式組織學生進行3.5min的表述。這種方法擺脫了教材的禁錮，可以充分調動學生學習積極性、組織性和邏輯思維能力，讓學生能主動梳理課程中的知識點，更好地掌握課程所需要學習的知識。此外，在網絡教學逐步介入傳統課堂新興教學的模式下，鼓勵學生錄制視頻，并上傳到愛課程的平臺，既能培養學生的自主思維能力，又拓展課外的學習時間。

《無機及分析化學》是一門實驗要求較高的課程[4]，在本課程的教學過程中，并未配套相應的實驗課程，導致學生理解“四大滴定”部分內容有一定的局限性。為此，課程講解過程中引入滴定管和指示劑等實驗教具相關的演示視頻、圖片和動圖。課后作業、書后的習題有利于鞏固學生對基本概念和公式應用場景的理解，此外，可適當增加需要拓展思路的課后思考題，比如，酸堿滴定過程中試劑的選用、溶液的配制、滴定的實驗現象等，增強學生對教學內容的理解，著重夯實基礎，培養學生發現問題和分析問題等可遷移的再學習能力，提高課堂分析問題和解決問題的能力，實現從知識導向到能力導向的轉化。

1.4 融合過程和結果構建多元評價

圍繞《無機及分析化學》課程的課程大綱與人才培養目標，學生解決紡織基本工程應用問題的能力評價是本課程考核的重要組成。為此，對原有課程的評價體系進行改革，采用課堂表現、“小組合作學習+翻轉課堂”、課后作業以及期末考核四個維度展開，分別占比10%、10%、20%和60%。其中小組合作學習包括關鍵知識點的梳理與講解，穿插在課程教學過程中進行，可以激發學生的學習主動性，提升教學效果。課堂表現指對在課程教學過程中，學生的參與度和回答問題的準確度進行評價，重點反映出學生在課堂及課后應用理論知識解決實際問題的能力。課程的期末考核以閉卷考試的形式開展，通過填空、判斷、簡答和計算題等題型對學生進行最終評價。上述多維度綜合課程評價體系的改革有利于提高學生課程學習的參與度，提升教學效果。

2 結語

結合紡織類專業特色和在分析學生化學基礎的基礎上，探討了適合紡織類專業的《無機及分析化學》教學模式，對教學內容和教學方法進行改進，引入小組合作學習、翻轉課堂等多種教學模式，在課程知識體系中融合專業科學前沿進展，構建多維度的評價體系，切實提升學生的學習熱情和學習效果。相比采用傳統授課方式的教學，學生普遍反映能更好地掌握課程理論知識，此外，基于《無機及分析化學》知識背景的課外科技競賽項目成績明顯提升。課程教學改革實踐效果明顯，可為紡織類專業基礎課程的建設提供更多樣化的教學思路，亦將會為其他課程的建設提供更多可借鑒的經驗。