提高《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)效果的探析*

劉冬梅，陳 磊，李峰泉

(南京師范大學(xué)中北學(xué)院，江蘇 丹陽 212300)

《無機(jī)及分析化學(xué)》是南京師范大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握氣體、溶液和膠體、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)速率、物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介、酸堿平衡、沉淀溶解平衡、配位化學(xué)、氧化還原反應(yīng)等無機(jī)化學(xué)的基本概念和基本理論；掌握酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法等分析化學(xué)的基本原理和方法；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力, 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的作風(fēng)，為后續(xù)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程學(xué)習(xí)和畢業(yè)后工作實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。

該課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，在大一上學(xué)期開設(shè)。對(duì)于剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)生，特別是化學(xué)基礎(chǔ)薄弱學(xué)生而言，該課程整合了無機(jī)化學(xué)及分析化學(xué)兩門學(xué)科的內(nèi)容，所涉及的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)范圍較廣，概念抽象、公式復(fù)雜、計(jì)算量大，且各章節(jié)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，在學(xué)習(xí)的過程中會(huì)產(chǎn)生畏懼的心理，學(xué)習(xí)的積極性較低。本文主要從教學(xué)方式上對(duì)這門課程的教學(xué)提出了改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)“學(xué)生的主體地位”，以期進(jìn)一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。本文就目前《無機(jī)及分析化學(xué)》課程教學(xué)中存在的主要問題，針對(duì)課程不同章節(jié)展開了多種教學(xué)方式的探究。

1 教學(xué)中存在的問題

1.1 學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)相差較大

首先，學(xué)生地區(qū)差異。高中化學(xué)教材由于地區(qū)差異，版本各有不同，學(xué)生學(xué)習(xí)的化學(xué)課程內(nèi)容也存在差異。其次，高考成績的差距。有相當(dāng)一部分學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)薄弱，有的甚至高中沒有選修過化學(xué)課程，還有部分學(xué)生是被調(diào)劑到現(xiàn)有專業(yè)，他們對(duì)該課程和自己專業(yè)都沒有明確的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致課程的學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，短時(shí)間內(nèi)很難適應(yīng)課堂節(jié)奏，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣和自信心都不高，學(xué)習(xí)意志力相對(duì)薄弱。

1.2 學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)較差

許多剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)生還沒有適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，大部分學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力較差。大學(xué)教師講課主要講授課程重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，而且課容量較大，與高中重點(diǎn)講授題目的課堂不同，這必將對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。然而，大部分學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)意識(shí)，只有少數(shù)學(xué)生能做到課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)。

2 提高《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)效果的探析

2.1 數(shù)學(xué)函數(shù)導(dǎo)入式教學(xué)探析

因高考改革，部分省份的化學(xué)課程課時(shí)較少，部分學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)薄弱，在課程講解過程中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容難以消化和理解。基于此，在課程講解時(shí)，我們引入數(shù)學(xué)函數(shù)導(dǎo)入式教學(xué)探析，將復(fù)雜的化學(xué)問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生所能接納的簡單的數(shù)學(xué)問題，將問題簡化，便于學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。如在講解化學(xué)熱力學(xué)有關(guān)化學(xué)平衡移動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，在講述壓力對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響時(shí)，通過對(duì)氣相反應(yīng)的推導(dǎo)，我們得出反應(yīng)熵與平衡常數(shù)的關(guān)系：Q=x∑vBKθ。通過討論指數(shù)函數(shù)x∑vB在不同區(qū)間的值的大小，來判斷反應(yīng)方向。采用類似的數(shù)學(xué)處理手法，在討論濃度和溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響時(shí)，將吉布斯自由能判據(jù)的比較轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)函數(shù)和一次函數(shù)的比較，從而得出有效的結(jié)論，便于學(xué)生的理解，更有利于知識(shí)的傳播。

2.2 生活情景式的教學(xué)探析

化學(xué)教材的內(nèi)容既源于生活，又高于生活。要用教材的內(nèi)容指導(dǎo)生活，必要先將其還原于生活，要將其與生活實(shí)際緊密相接，讓學(xué)生感受身邊的化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)變化。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，需要尋找新的視角，找準(zhǔn)與學(xué)生生活實(shí)際緊密聯(lián)系切入點(diǎn)，使學(xué)生形成新的認(rèn)識(shí)。如在溶液相關(guān)章節(jié)，先復(fù)習(xí)和總結(jié)已學(xué)過溶液的第一類性質(zhì)，即顏色、導(dǎo)電性、酸堿性等，這些性質(zhì)由溶質(zhì)的本性決定，溶質(zhì)不同，則性質(zhì)各異。再通過提出與生活中息息相關(guān)的問題，例如，植物在高溫下為何會(huì)有一定抗旱性？冬天，汽車的水箱易因結(jié)冰而脹裂，為什么加入甘油等物質(zhì)就可以有效防止脹裂；等等。讓學(xué)生對(duì)所學(xué)新知識(shí)產(chǎn)生一定的學(xué)習(xí)興趣，再引出溶液的第二類性質(zhì)，即溶液的依數(shù)性。通過學(xué)習(xí)理論知識(shí)，解決與實(shí)際生活相關(guān)問題，真正做到理論與實(shí)際相結(jié)合。

2.3 穿插化學(xué)史的教學(xué)探析

我國著名化學(xué)家、教育家傅鷹教授曾提出：“化學(xué)教育給學(xué)生以知識(shí)，化學(xué)史教育給學(xué)生以智慧”[1]。因此，非常有必要在化學(xué)教學(xué)中滲透化學(xué)史。例如，物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介章節(jié)，可以課程中的科學(xué)家為主線來講解量子力學(xué)的發(fā)展，從盧瑟福提出的原子核型結(jié)構(gòu)到玻爾理論，再到海森堡的測不準(zhǔn)原理以及薛定諤方程。課程中呈現(xiàn)的科學(xué)家群星璀璨，隨著科學(xué)的發(fā)展，學(xué)生能清晰的看到量子力學(xué)的演變與發(fā)展歷程，有利于概念的深入掌握與理解。教學(xué)中滲透化學(xué)發(fā)展歷史，不但可以讓學(xué)生深刻地理解知識(shí)點(diǎn)，而且可以讓學(xué)生知道知識(shí)是一個(gè)不斷探索的過程、不斷發(fā)展完善的過程，從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。同時(shí)學(xué)生也從歷代科學(xué)家的成功中獲得啟發(fā)，不斷提高自身的科學(xué)思維能力。

2.4 問題串導(dǎo)入式的教學(xué)探析

以設(shè)置問題串的形式，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，以一系列結(jié)構(gòu)化的引導(dǎo)問題為學(xué)生提供探究和思考的“腳手架”，幫助他們更好地理解教材內(nèi)容。如在對(duì)量子數(shù)進(jìn)行講解時(shí)，學(xué)生看到教材中復(fù)雜的薛定諤方程及通過薛定諤方程求解的部分氫原子的波函數(shù)和能量的表格時(shí)，就產(chǎn)生焦慮和畏懼的心理，認(rèn)為物質(zhì)結(jié)構(gòu)章節(jié)就是復(fù)雜的計(jì)算，將自己迷失在復(fù)雜的方程中。對(duì)此，我們對(duì)教材進(jìn)行二次開發(fā)，通過設(shè)置問題串，讓學(xué)生明確自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)。就氫原子的波函數(shù)和能量的部分知識(shí)點(diǎn)而言，設(shè)置問題如下：①n=1時(shí)，為什么只解出1個(gè)波函數(shù);②n=2時(shí)，為什么會(huì)解出4個(gè)波函數(shù);③為什么n=2的4個(gè)波函數(shù)對(duì)應(yīng)的能量均相等，且E1

2.5 口訣記憶式的教學(xué)探析

化學(xué)是在分子、原子層次上研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化規(guī)律的學(xué)科。無論是物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，還是物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律，都會(huì)涉及到較多基本概念的記憶和基本理論的運(yùn)用。使用口訣教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣有較大幫助，可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂積極性。一定程度上幫助學(xué)生進(jìn)行課上聽講、課后鞏固、考試測驗(yàn)等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。需要在盡量簡潔的基礎(chǔ)上確保通俗易懂，這樣的口訣才能在實(shí)際的教學(xué)過程中發(fā)揮較好的作用。如在化學(xué)熱力學(xué)的化學(xué)平衡的移動(dòng)部分，我們總結(jié)了“增少減多，高吸低放”的口訣對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)進(jìn)行記憶，方便學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向進(jìn)行有效的判定[2]。此外，氧化還原部分亦可結(jié)合“升失氧、降得還，若問劑，正相反[3]”口訣進(jìn)行記憶。如此可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績，同時(shí)也可以減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

2.6 觸類旁通式的教學(xué)探析

觸類旁通在心理學(xué)上稱為“遷移”。美國心理學(xué)家布魯納曾把“為遷移而教”作為教育、教學(xué)的原則。可見舉一反三,觸類旁通在教學(xué)中是非常重要的。我們所說的舉一反三,觸類旁通是正遷移。學(xué)習(xí)的正遷移越大,就學(xué)生而言，說明學(xué)生的適應(yīng)力越強(qiáng)，解決問題的能力也越強(qiáng)。就教師而言，課堂的教學(xué)效果也相對(duì)較好。在課程的講解過程中，需重點(diǎn)關(guān)注課本前后不同章節(jié)間知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，對(duì)于一些相似的內(nèi)容或易混淆的內(nèi)容，需及時(shí)進(jìn)行梳理和對(duì)比。同時(shí)，還要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)男〗Y(jié)，便于學(xué)生記憶。如講到化學(xué)熱力學(xué)中有關(guān)濃度影響化學(xué)平衡移動(dòng)時(shí)，注意與后續(xù)酸堿平衡、沉淀溶解平衡及配位平衡相聯(lián)系。講平衡常數(shù)的多重平衡規(guī)則時(shí)，需與熱力學(xué)中蓋斯定律相對(duì)比，指導(dǎo)學(xué)生做表格對(duì)兩者進(jìn)行比較。如此引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，掌握學(xué)習(xí)方法，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.7 模型引入式教學(xué)探析

模型是研究對(duì)象的替代物，通過對(duì)模型進(jìn)行分析和研究，可以獲得更加直觀的認(rèn)識(shí)。通過模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，對(duì)于化學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)較弱的學(xué)生而言，更易接受[4]。在物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介章節(jié)的雜化軌道理論部分，通過球棍模型，用鈹原子、硼原子、氯原子、碳原子、氫原子和一定的σ鍵搭建了sp 、sp2、sp3雜化軌道結(jié)構(gòu)，通過模型，學(xué)生能夠直觀觀察這3種雜化軌道在空間的排布；選用氮原子、氫原子、氧原子和一定的電子云片及σ鍵搭建了不等性的sp3雜化軌道結(jié)構(gòu)模型；選用碳原子、氧原子、氫原子和一定的σ鍵、π鍵搭建直線型的二氧化碳和乙炔的分子模型。同時(shí)，要求學(xué)生課后參與雜化分子模型設(shè)計(jì)和制作，在設(shè)計(jì)和制作的過程中，學(xué)生既對(duì)課堂講解的知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的消化吸收，又可在動(dòng)手的過程中發(fā)展自身的創(chuàng)新思維能力。

2.8 小組合作式的教學(xué)探析

小組合作學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，最重要的是自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，學(xué)生不但學(xué)到了知識(shí)，更學(xué)到掌握知識(shí)的技能。在無機(jī)及分析化學(xué)課程中，針對(duì)不同章節(jié)，設(shè)置的小論文作業(yè)，需要學(xué)生以小組合作形成完成。如溶液依數(shù)性在生活中應(yīng)用、緩沖溶液在生命科學(xué)中的應(yīng)用等，學(xué)生課堂理論的學(xué)習(xí)后，以小組為單位查閱相關(guān)資料，對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行梳理擴(kuò)充并聯(lián)系實(shí)際生活，小組成員進(jìn)行討論并對(duì)相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋[5]。在小組合作的過程中，成員之間可以進(jìn)行有效的溝通，取長補(bǔ)短、相互幫助、團(tuán)結(jié)合作，互利共贏。同時(shí)，小組合作式學(xué)習(xí)方式，也會(huì)讓學(xué)生感受到在學(xué)習(xí)的過程中，不僅自己要刻苦鉆研，團(tuán)結(jié)合作也是學(xué)習(xí)的重要組成部分。

2.9 線上線下混合式教學(xué)探析

信息技術(shù)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)教學(xué)課堂得到了進(jìn)一步的優(yōu)化和提升。充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，建立無機(jī)及分析化學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí) QQ 群，課前將課件上傳至群，學(xué)生可以結(jié)合課件提前預(yù)習(xí)。通過預(yù)習(xí)，學(xué)生可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的知識(shí)盲點(diǎn)，聽課更專注，上課效率也有了明顯的提高。如若課上存在一些疑惑的問題，學(xué)生可以通過班級(jí)群第一時(shí)間將問題反饋給老師，教師也可以及時(shí)地進(jìn)行一對(duì)一的解答。同時(shí)，也可以收集到學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，對(duì)學(xué)習(xí)的難度和作業(yè)的數(shù)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。通過學(xué)習(xí)通和慕課堂的教學(xué)平臺(tái)，建立專業(yè)班級(jí)并創(chuàng)建題庫，發(fā)布章節(jié)測試題。同時(shí)增設(shè)線上平時(shí)成績，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。通過借助網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)字化信息的引導(dǎo)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使枯燥的課堂教學(xué)變得生動(dòng)活潑，從而提高學(xué)生的綜合思維能力和創(chuàng)造能力[6]。

3 結(jié)語

《無機(jī)及分析化學(xué)》是一門非常重要的基礎(chǔ)課程，在知識(shí)的傳授和能力培養(yǎng)兩方面起著承上啟下的作用。該課程的施教對(duì)象是大一新生，該課程的學(xué)習(xí)對(duì)大學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、培育學(xué)習(xí)興趣、提升創(chuàng)新能力等起到至關(guān)重要的作用。通過無機(jī)及分析化學(xué)課程教學(xué)探析，建立以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式，既能有效發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又能充分突出學(xué)生的主體地位。在高校課堂教學(xué)課時(shí)不斷減少的背景下，根據(jù)學(xué)生的能力水平和課程專業(yè)特點(diǎn)，精煉教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)難點(diǎn)，在課程中實(shí)施數(shù)學(xué)函數(shù)導(dǎo)入式、生活情景式、穿插化學(xué)史式、問題串導(dǎo)入式等教學(xué)方式，生動(dòng)有趣地講解課堂知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。