地方院校“無機及分析化學”教學供給側改革研究*

何自強，張惠玲

(武漢生物工程學院化學與環境工程學院，湖北 武漢 430415)

在經濟學中，“供給側改革”是指從供給、生產端入手，通過解放生產力以提升競爭力，促進經濟發展[1]。教學供給側改革，是從提高教學供給質量出發，強調以學生為本，科學規劃學科和專業設置，調整傳統課程結構，提升教師教育技能等來實現有效教學，喚醒和激發學生對知識的需求，同時滿足社會日益變化的需求結構，突顯教學的基礎性、實效性與創新性，從根本上提高人才培養質量[2]。教學中的“需求側”由學生的學習態度、學習行為、學習習慣和學習需求等要素構成，決定短期學習成效；而“供給側”則由教學單位的師資、設施、環境和創新等要素構成，制約中長期潛在學習成效[1]。

無機及分析化學是研究無機物的性質、組成、結構、反應及其含量分析的科學，是優化整合“無機化學”和“分析化學”而形成的一門綜合性、系統性較強的新型基礎學科。該課程是為生物工程、生物技術、制藥工程、中藥學、環境工程、食品科學與工程、食品與質量安全、烹飪與營養教育、園藝等非化學本科專業開設的一門必修的專業基礎課，在大一第一學期開設。我們在多年的教學過程中，發現存在以下問題：

一是，一方面，大學學習與高中存在顯著差異。大一新生的學習處于高中與大學的過渡階段，無機及分析化學與高中化學在內容上雖有相關性，但無機及分析化學知識點多、內容信息量大、課時有限、難度和深度均較大。教師已不可能通過反復講解和大量練習使學生掌握知識點；另一方面，全國各省市高考不統一。學生高中化學必修和選修內容不同、側重點不同，甚至某些地區理科生僅學習一年化學，導致大一新生的化學基礎參差不齊，接受知識的速度和理解能力均有所差異，給教師的教學帶來一定難度。

二是，各專業無機及分析化學教學內容基本一致，缺乏針對性，不能體現專業特色，學生無法認識到化學基礎課與專業課之間的相關性和對專業發展的重要性。因此，非化學專業學生普遍對該課程學習興趣不大。此外，講授該課程的教師均有多年教學經驗，雖能準確傳授知識，但對各非化學專業學生的自身特點和專業特色了解不夠，不能將無機及分析化學與各專業特色相結合以激發學生學習興趣。

三是，該課程為大班教學，多以“教師教為中心”的傳統課堂進行單向傳輸，主要以教材內容為主，因此信息量和信息維度有限，學生思維興奮度和課堂活躍度難以提高，學習深度和教學效果難以提升，導致學習的作用被弱化。

四是，該課程長期采用30%平時成績加70%期末成績的考核方式，形式單一，終結性評價方式占主體。主要考查學生對知識的記憶，考核內容缺乏技能和能力考核，導致大多數學生為應付考試，考前僅復習老師劃的重點，不僅滋生了學生投機的不良風氣，且成績評價的可操作性與學習效果真實性之間的矛盾日益凸顯。因此，無法激發學生學習的熱情和創造性。

長期以來，無機及分析化學教學的供給側與需求側失衡的現象日益突出，課堂教學改革多圍繞著需求側進行，而供給側的改革單一、僵化，缺乏個性化和吸引力，導致課堂教學質量無實質性變化。

針對以上問題，課題組已獲批湖北省教育廳教研項目《“無機及分析化學”教學供給側改革研究》，對無機及分析化學教學進行了一系列供給側改革。課堂教學供給側改革的出發點和落腳點，終歸是提高教學質量[3]。

1 修訂人才培養方案及教學大綱

課堂供給側改革，需從源頭做起。當前地方高校以培養高素質應用型人才作為轉型發展的重點，需對人才培養方案進行相應的修訂。同時根據學生專業特色和用人單位需求，修訂無機及分析化學教學大綱。在專業特色基礎上突出重難點，并適當降低對非化學專業學生的要求，更好體現以“學生為本”的教學理念。如稀溶液的依數性，之前的教學重點在蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點降低以及滲透壓的相關計算上，但繁瑣的公式推導不僅讓學生焦頭爛額，且在學生今后的專業課學習上也幾乎不涉及，反而依數性的應用在各專業的專業課學習中應用較廣，符合企業標準。因此，修訂時將重點由掌握依數性的相關計算調整為應用。授課時，教師強調依數性在各專業及生活中的應用。例如，食品工業中，常通過滲透脫水技術進行水果的蜜制、糖制品加工和蔬菜、魚肉類的腌制等，可更好保持果蔬加工后的品質；農業中，植物體內細胞中含有氨基酸、糖等多種可溶物，使細胞的蒸氣壓下降、凝固點降低，從而使植物表現出一定的抗旱性和耐寒性。

只有從“需求側”和“供給側”兩方面實現協調“共振”，才能促進學生需求、社會需求與課堂教學供給良性互動[3]。

2 精選教學內容

2.1 構建符合時代需求的教學內容

教師課前應進行學情分析，充分了解高中化學與無機及分析化學之間的異同，調查學生已掌握的知識點，結合各專業特色，實現高中化學內容與大學化學知識的有效銜接。在有限學時的基礎上，內容講授力求深入淺出，引入化學基本概念，使學生形成化學思維，能將結論能用于專業課學習中即可。如在講授物質結構基礎時，教師只需引導學生認識到電子作為微觀物體與宏觀物體的運動規律不同，不能同時準確測定電子的空間位置和運動速度，只能統計出電子在核外空間各區域內出現的概率，而四個量子數可描述核外電子運動狀態，至于薛定諤方程的復雜計算可忽略。

教學內容應具有前沿性和時代性。例如新冠肺炎爆發期間，國家衛健委發布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第六版)》，其中增加了“在相對封閉的環境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下中存在經氣溶膠傳播的可能”，因多數民眾不了解氣溶膠，曾一度引起不小恐慌。什么是氣溶膠？教師可引導學生參照所學膠體的定義作出合理解釋，最后教師進行總結：經氣溶膠途徑難以在短時間內吸入足量病毒，因此一般在空氣流通情況下而非極端高濃度時，被氣溶膠感染的可能性不大。因涉及當下全球共同關注的話題，激發了學生的求知欲和學習興趣。同時，課堂教學應不斷適應當前信息時代的發展。如質子酸堿等一些通俗易懂的基本概念和基礎知識，不需面面俱到進行精講，學生可充分利用網絡資源自主學習。

2.2 引入綠色化學知識，加強學生環保意識

目前使用的教材中反映綠色化學內容不多，無機及分析化學僅有32學時，不可能單獨介紹，可在講授基本原理、方法及應用時滲透綠色化學。課堂上可結合不同專業特點，適當穿插與其專業有關的綠色化學相關知識，培養學生綠色化學理念，加強學生環保意識。例如，講授滲透壓時，對環境工程專業學生，可進一步介紹目前已廣泛應用于人類生產、生活的反滲透技術。該技術是一種綠色工藝，能有效去除水中溶解的鹽類、膠體、微生物和有機物等，具有工藝及操作簡便、低能耗、無污染等優點，通常用于海水淡化、硬水軟化、工業廢水和生活污水的處理等方面。

2.3 培養學生創新創業能力

鼓勵學生利用所學知識，結合地方經濟特色進行創新創業。例如，湖北為產蓮大省，每年蓮子的產量占全國七成，但蓮子心因不能食用而往往丟棄，浪費嚴重。而蓮子心中富含多種生物堿，具有抗菌、抗氧化、抗高血脂、抗血小板聚集、抗HIV、降血壓以及抑制黑色素等多種藥理活性。課題組指導學生查閱大量資料，以“響應面優化超臨界CO2流體萃取蓮子心總生物堿、純化及抗氧化性研究”為課題申報了省級大學生創新創業訓練計劃項目，已獲立項。培養了學生創新思維和創新精神，激發了學生創新創業意識與熱情，同時使學生掌握創新創業的方法[2]。

2.4 教學過程引入課程思政元素，將“課程育人”落到實處

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展的新局面[4]。2019年，武漢生物工程學院入選第二批“三全育人”綜合改革試點高校，如何將“課程思政”貫穿于教學設計和實施的全過程，依托專業課程，開發專業課內涵的思政元素，達到立德樹人的效果，給我們的課堂教學帶來前所未有的機遇與挑戰。首先，充分發揮課堂教學的主渠道作用，通過先進典型事跡挖掘課程中所蘊含的愛國主義教育元素和所承載的愛國主義教育功能，將愛國主義精神融入課堂教學的各環節，實現愛國主義教育與知識體系教育的有機結合。例如，在講授元素周期表時，可介紹兩次獲得諾貝爾化學獎的居里夫人在艱苦的實驗條件下發現釙和鐳兩種放射性元素，同時突出居里夫人一生對祖國的熱愛。此外，侯德榜、黃鳴龍等老一輩化學家為新中國的建設，犧牲個人利益，奉獻出自己的一生，從而激發學生愛黨愛國的熱情。其次，課堂教學中應強調人們利用化學旨在造福人類，從而引導學生追求正確的人生觀、價值觀，成為勇于承擔社會責任的人，同時培養學生的興趣、進取心、毅力、批判性思維和學術誠信等科學精神和職業素養。

3 改革教學方法，提高課堂教學效果

從課堂教學的供給側來看，教師應結合無機及分析化學課程的特點，選擇合適的教學模式，使課堂教學能夠達到基礎性與專業性并重，同時能有效激發學生學習的主動性[5]。教學方法應靈活多變，根據教學目標和內容結合學生自身的特點、需求，課堂上可采用BOPPPS、PBL、案例及啟發式等教學法相融合的混合式教學模式。例如，教師往往直述緩沖溶液的定義，即使解釋多次，學生仍難以理解。現采用BOPPPS教學法，以演示實驗進行課堂導入：一只燒杯中加入一定體積的NaCl溶液和幾滴酚酞，另一只燒杯中加入相同體積的HAc-NaAc溶液和幾滴酚酞，兩只燒杯同時加入少量NaOH溶液后，第一只燒杯中溶液由無色變為紫紅色，而第二只燒杯仍為無色，形成鮮明對比，再引出緩沖溶液定義，能加深學生的理解和記憶。再如，催化劑種類繁多，在各行業中應用甚廣。教師可運用PBL教學法，提出問題后，不同專業學生查找與各自專業相關的資料，小組各成員分工明確，課堂上討論激烈，發言條理清晰。構建了互動型課堂，加強了學生之間合作式學習，促進了學生知識、思維與能力的綜合發展。

4 豐富教學手段

教學過程中，教師應充分發揮多媒體教學的優勢，可利用豐富的圖片、動畫、音頻和視頻資源，將抽象晦澀的理論知識通過直觀、生動的形式表現出來。例如σ鍵和π鍵的概念抽象，學生僅通過文字很難理解。教師可播放從原子軌道重疊到形成σ鍵和π鍵的動畫，通過動畫演示，學生可清楚看到σ鍵和π鍵之間軌道重疊方式及成鍵后重疊部位位置的不同。增強了學生的感性認識，提高了教學效果；

隨著互聯網的飛速發展及手機的普及，課堂“低頭族”已成為普遍現象，令老師們既頭疼又無奈。移動時代的教學，需要不斷更新教學手段。信息技術與教育教學的深度融合，已成為大勢所趨。通過微助教或學習通等課堂互動工具，進行課堂簽到、答題、討論、測驗等，根據學生的參與率和答題正確率，讓教師對學生知識點的掌握一目了然，以便及時調整教學進度。不僅提高了學生課堂參與度，培養了學生的學習習慣，又給予教師在課堂教學上更多的發揮空間，促使教師進行教學反思，提升大班教學的效率。

將課堂教學與微課、翻轉課堂和慕課相結合，開展“線上+線下”混合教學，兩者優勢互補。學生通過線上在線學習、答疑解惑及師生-生生互動等，進行個性化自主學習來完成基本知識的傳遞，教師可通過平臺記錄的學生學習數據，掌握學情教情，實施精準干預，解決學生個性化需求；教師則利用空余時間做線下內容的拓展、延伸及深化，進行高級思維的訓練，體現以“學生學為中心”的教學理念。

5 積極推動教師轉型發展，提升教學供給質量

師資是學校教育資源中最重要的人力資源，是課堂教學供給側改革的前提和基礎，是教學質量的關鍵所在[2]。學校教師發展中心每學期組織大量各類各項培訓和教師發展活動，使教師具備了扎實的專業知識和解決實際問題的能力，豐富了教師教學理論水平，促進了教師轉型發展。此外，教師的道德修養及品質，對學生的成長成才至關重要。教師在課堂上應積極傳播正能量，為時代新人的培養確立正確的思想政治方向。湖北省教學名師、學科帶頭人劉漢蘭教授，對課題組教師進行全方位“傳幫帶”，將無機及分析化學打造成具有高階性、創新性和挑戰度的信息時代金課，建設高水平教師團隊，使教師的教學技能得到有效提升。

6 強化課堂評價，促進學生發展

好的評價能促進教育教學目標的達成，提升教師教育教學水平，促進學生的健康成長。將過程性評價與結果評價相結合，形成線上線下一體化多元評價體系。過程性考核來自線上學習，包括瀏覽資源、觀看視頻、在線測驗、作業互評和PBL協作等。多元化、個性化的過程性評價讓評價在教學的全過程發生，更多體現在學生應對復雜問題的綜合能力上，避免了學生突擊學習，實現了評價的科學合理，體現了公平公正原則。達到以評促學、以評促教的效果。

7 結束語

課程教學供給側改革自實施以來，已有3000余名學生受益，取得較好的教學效果。2019年11月，湖北省生態環境廳、省人力資源和社會保障廳聯合主辦的2019年“湖北工匠杯”技能大賽-湖北省化學與環境行業職業技能大賽中，學院學子榮獲3個一等獎，其中一人總分排名第一；同年11月，由湖北省教育廳主辦，湖北省高等學校化學實驗教學示范中心聯席會協辦的“威爾杯”第七屆湖北省普通高校大學生化學實驗技能競賽中，食品科學與工程學院江麗笑獲非專業組三等獎。該項賽事是湖北省普通高校規模和影響力較大的常規教學類競賽之一，有武漢大學、華中科技大學等37所高校參賽。兩項大賽均實現了多年來獎項零的突破。