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摘要:無(wú)機(jī)化學(xué)是理工科類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)必修課之一。本文介紹了在環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中，根據(jù)課程所具有的銜接性突出、內(nèi)容繁多和理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，以面向?qū)I(yè)需求、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面進(jìn)行積極的教學(xué)思考和有益的探索，從而達(dá)到使無(wú)機(jī)化學(xué)成為專(zhuān)業(yè)課程和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用紐帶的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:無(wú)機(jī)化學(xué);環(huán)境工程;教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐

無(wú)機(jī)化學(xué)是研究無(wú)機(jī)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的科學(xué)，其研究對(duì)象包括了除有機(jī)化合物以外的所有元素及其化合物，是化學(xué)學(xué)科中發(fā)展最早的一個(gè)分支學(xué)科，因此各個(gè)方向的理工科專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域均將無(wú)機(jī)化學(xué)作為基礎(chǔ)課程之一列入教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案中［1］。隨著行業(yè)戰(zhàn)略方針的調(diào)整和學(xué)科發(fā)展的推進(jìn)，無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)也在面臨不斷的改革與新發(fā)展，尤其是現(xiàn)代物理方法和各種波譜技術(shù)在無(wú)機(jī)物結(jié)構(gòu)研究中的廣泛應(yīng)用，使無(wú)機(jī)化學(xué)的研究范圍打破了原有的界限，其研究?jī)?nèi)容和研究領(lǐng)域無(wú)論在深度還是在廣度上都發(fā)生了前所未有的變化。面向本科生一年級(jí)的無(wú)機(jī)化學(xué)是我校化學(xué)工程、礦物加工工程和環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的必修課和基礎(chǔ)課，也是學(xué)生從高中進(jìn)入大學(xué)階段深入拓展化學(xué)知識(shí)的首要系列課程之一，對(duì)于環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，大氣、水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中物質(zhì)的特性、存在狀態(tài)及其變化規(guī)律等等，均離不開(kāi)無(wú)機(jī)化學(xué)的核心知識(shí)體系。與此同時(shí)，我國(guó)高等院校的無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)也在不斷地發(fā)展與更新中，既要配合與時(shí)俱進(jìn)的科技發(fā)展，又要滿(mǎn)足現(xiàn)代大學(xué)生對(duì)于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求與任務(wù)，因此，這就對(duì)我們現(xiàn)在大學(xué)課堂的無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等提出了更加明確更加高標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)然，鑒于現(xiàn)代大學(xué)生的特點(diǎn)與需求，在教學(xué)實(shí)踐中自然而然地出現(xiàn)一些新問(wèn)題，比如，學(xué)生獲取信息、收獲知識(shí)及交流溝通的方式等都發(fā)生了翻天覆地的變化，不再單純地依靠教師的講解和課堂上手抄筆記，相反地，甚至很少有學(xué)生上課記筆記，這必然影響到現(xiàn)在大學(xué)生聽(tīng)課的認(rèn)真與投入程度［2］;再比如越來(lái)越多的學(xué)生因家庭條件的允許其目標(biāo)是出國(guó)，這些學(xué)生則把更多的精力用于外語(yǔ)的學(xué)習(xí)，以及還有一部分學(xué)生急功近利的思想意識(shí)，總是想依賴(lài)于教師的課件及希望教師所劃出的考試重點(diǎn)，只求考試通過(guò)，而對(duì)于真正知識(shí)的渴求與自身知識(shí)水平的提高并不是特別地強(qiáng)烈，甚至對(duì)于課堂講授的基本原理不去理解透徹甚至不理解，等等這些系列問(wèn)題值得深入研究探索與研究，并找出改革方法與措施并進(jìn)行實(shí)踐。本文結(jié)合環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)體系的要求，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等方面對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)進(jìn)行了初步的改革、探索與實(shí)踐，建立了一套適合于工科特別是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)模式，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

1對(duì)教學(xué)目標(biāo)的定位與強(qiáng)化

大學(xué)古今中外的教育歷史中承擔(dān)著鏈接校園與社會(huì)的職能，而隨著現(xiàn)代社會(huì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展和異常激烈的競(jìng)爭(zhēng)，社會(huì)對(duì)人才的需求越來(lái)越趨向于國(guó)際化、綜合型、創(chuàng)新型人才［3］，其中學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)與訓(xùn)練已經(jīng)作為基礎(chǔ)課程教學(xué)中最為突出的教學(xué)目標(biāo)呈現(xiàn)出來(lái)。在大學(xué)教書(shū)育人“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、求創(chuàng)新”的大背景下，特別是結(jié)合我校建設(shè)研究型大學(xué)目標(biāo)的確立，我們?cè)跓o(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)中將如何引導(dǎo)學(xué)生課本知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合、如何從基礎(chǔ)知識(shí)中尋求突破與科技創(chuàng)新相結(jié)合作為教學(xué)目標(biāo)的重中之重。為此，我們?cè)谥贫ń虒W(xué)計(jì)劃和制作教案的過(guò)程中，特別強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)內(nèi)容與環(huán)境工程學(xué)科的相關(guān)聯(lián)課題或現(xiàn)象，以與學(xué)生切身緊密相關(guān)的生活問(wèn)題或生產(chǎn)實(shí)際作為課堂教學(xué)的切入點(diǎn)和學(xué)生的興趣點(diǎn)，即將基礎(chǔ)知識(shí)、理論與原理，在教師的講解下與生產(chǎn)或生活實(shí)際相結(jié)合，才能引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，并為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供素材與源泉，這是研究型大學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)和要求，也是為培養(yǎng)多層次人才所必備的教書(shū)育人模式。如此，將環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)定位明確，學(xué)生能夠很清楚地理解和正確把握學(xué)習(xí)此課程的目的和意義所在，同時(shí)強(qiáng)化了無(wú)機(jī)化學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域方面的教學(xué)目標(biāo)，以本課程的第一部分“化學(xué)反應(yīng)原理”篇為例，每一章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容均與環(huán)境工程學(xué)科中的某一方面或某個(gè)應(yīng)用相聯(lián)系，并設(shè)立了明確的教學(xué)目標(biāo)，如表1所示。因此，在現(xiàn)有的高等教育體制與教學(xué)模式下，學(xué)生的創(chuàng)新能力是在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)教師在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行理論結(jié)合實(shí)踐的引導(dǎo)與啟發(fā)而培養(yǎng)起來(lái)的。

2對(duì)教學(xué)內(nèi)容的精選與擴(kuò)展

無(wú)機(jī)化學(xué)是我校環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)重要基礎(chǔ)課，雖然幾十年來(lái)其教學(xué)內(nèi)容框架基本沒(méi)變，但由于學(xué)科間的相互滲透形成了許多跨學(xué)科的新研究領(lǐng)域，因此無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)科的面貌也發(fā)生了很大的改觀(guān)，出現(xiàn)了許多新概念、新理論、新反應(yīng)、新方法和新型結(jié)構(gòu)的化合物，同理要求我們的無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)也要與時(shí)俱進(jìn)，推陳出新［4］。目前，我校環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)無(wú)機(jī)化學(xué)課程采用的是大連理工大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室主編、高等教育出版社的《無(wú)機(jī)化學(xué)》作為本科生教材，并且將前十一章即從第一章“氣體”到第十一章"配合物結(jié)構(gòu)"作為第一期無(wú)機(jī)部分的教學(xué)內(nèi)容。為滿(mǎn)足現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)緊跟學(xué)科發(fā)展進(jìn)度的要求，同時(shí)由于新教學(xué)大綱對(duì)于課時(shí)的壓縮，我們?cè)趯?shí)際教學(xué)過(guò)程中采取精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容、適當(dāng)刪減部分過(guò)時(shí)內(nèi)容和適量補(bǔ)充最新發(fā)展動(dòng)態(tài)中無(wú)機(jī)化學(xué)相關(guān)知識(shí)的措施，既保障了教學(xué)基本思路和框架結(jié)構(gòu)完整，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)教學(xué)目標(biāo)的定位與強(qiáng)化，同時(shí)達(dá)到了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性的目的，提高了教學(xué)質(zhì)量。從我校研究型工科大學(xué)的本質(zhì)要求出發(fā)，要做到“研究與教學(xué)相結(jié)合”，就要在基礎(chǔ)課程教學(xué)中特別強(qiáng)調(diào)“寬基礎(chǔ)”，尤其是針對(duì)剛剛進(jìn)入大學(xué)校門(mén)的一年級(jí)學(xué)生，專(zhuān)業(yè)方向的概念尚未形成，所謂“萬(wàn)丈高樓平地起”，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)才剛剛是打地基的階段，因此對(duì)于無(wú)機(jī)化學(xué)這種基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容的精選與擴(kuò)展方面，除了講授基本原理外，適當(dāng)引入或擴(kuò)展一些與專(zhuān)業(yè)方向相結(jié)合的實(shí)例與學(xué)科研究進(jìn)展，將會(huì)讓提前對(duì)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的研究范疇和學(xué)科動(dòng)態(tài)有一定的認(rèn)識(shí)與感悟，對(duì)于學(xué)生的學(xué)業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)將會(huì)是受益匪淺。為此，我們將無(wú)機(jī)化學(xué)教材課后化學(xué)視野的部分內(nèi)容作為引例或本章內(nèi)容的切入點(diǎn)，即是對(duì)教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容的補(bǔ)充，又是基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容在應(yīng)用方面的擴(kuò)展。如第二篇“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”部分，目前世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)環(huán)保材料需求的急速增長(zhǎng)，而新型環(huán)保材料的開(kāi)發(fā)、合成與結(jié)構(gòu)鑒定分析等相關(guān)知識(shí)與理論均與本章內(nèi)容息息相關(guān)，以新型環(huán)保材料有研究動(dòng)態(tài)及最新研究成果為本章講解的切入點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生理解和掌握較為抽象的化學(xué)鍵類(lèi)型與價(jià)鍵理論將大有幫助和啟發(fā);再如將前兩章“氣體”與“熱化學(xué)”串聯(lián)到一起，先提出當(dāng)前的能源過(guò)剩、綠色能源市場(chǎng)不足與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展相矛盾的現(xiàn)狀，從能源的合理利用、解決能源危機(jī)和快速發(fā)展綠色能源的必要性與緊迫性講起，以此來(lái)理解本章教學(xué)內(nèi)容中的反應(yīng)熱、焓變與熱力學(xué)第一定律等系列基礎(chǔ)理論，進(jìn)一步深入把握不同形式能源之間熱值的對(duì)比問(wèn)題，并讓學(xué)生從中思考能源發(fā)展的新動(dòng)向與新思路。從學(xué)生的反饋來(lái)看，通過(guò)這些與基礎(chǔ)理論相結(jié)合的具體實(shí)例的引入，學(xué)生們對(duì)課堂上教師提出的精選與擴(kuò)展內(nèi)容相當(dāng)感興趣，作為連接理論知識(shí)的橋梁，它使得理論知識(shí)變得通俗易懂而且生動(dòng)，讓學(xué)生們覺(jué)得無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)體系在未來(lái)學(xué)有所用，自己也具備廣闊的用武之地和發(fā)展空間，同時(shí)也為學(xué)生將來(lái)從事創(chuàng)新訓(xùn)練活動(dòng)提供了素材和思考空間，學(xué)生們表示非常歡迎，因此保證和提高了教學(xué)效果。

3對(duì)教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變與探索

如前所述，無(wú)機(jī)化學(xué)是一門(mén)學(xué)科大類(lèi)基礎(chǔ)課程，其在整個(gè)大學(xué)培養(yǎng)體系中的基礎(chǔ)性、銜接性與過(guò)渡性的地位，授課對(duì)象則是剛剛從高中畢業(yè)初入大學(xué)課堂的新生，這就決定了無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)模式中需要增加課堂教學(xué)的機(jī)動(dòng)性、靈活性與趣味性，讓學(xué)生們有一個(gè)適應(yīng)期和過(guò)渡期，教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)重點(diǎn)等方面也是循序漸進(jìn)地展開(kāi)，以幫助學(xué)生們完成從高中時(shí)期的偏固定化思維方式向大學(xué)時(shí)代開(kāi)放型思維方式的轉(zhuǎn)變［5］。在此過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生們從全方位、多視角去看待問(wèn)題，而不再僅僅局限于課本上固有的知識(shí)點(diǎn)，并逐漸確立專(zhuān)業(yè)概念與對(duì)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的感悟，讓學(xué)生意識(shí)到甚至是某些科學(xué)問(wèn)題也還是有很多地方或存在諸多疑惑的，是需要探討和爭(zhēng)論的，并不完全是真理似的存在，還需要學(xué)生們用一點(diǎn)點(diǎn)積累的知識(shí)去解決和探索，比如無(wú)機(jī)化學(xué)便是其中之一。因此，我們?cè)跓o(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)中采用了問(wèn)題探究式教學(xué)法，即:圍繞教學(xué)目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分類(lèi)、歸類(lèi)和總結(jié)之后，從每一章的切入點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容中提出一到兩個(gè)問(wèn)題，當(dāng)然問(wèn)題是與本章內(nèi)容相關(guān)且緊密聯(lián)系科學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)和生產(chǎn)生活實(shí)際的，讓學(xué)生頭腦中帶著這些極為實(shí)用和感興趣的問(wèn)題，層層講解基礎(chǔ)理論，逐步提出解決這些問(wèn)題的途徑、方法與相關(guān)理論。比如:講解第三章“化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”和第四章“化學(xué)平衡”時(shí)，兩章之間有相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)理論原理，即化學(xué)反應(yīng)的兩方面穩(wěn)定性問(wèn)題，一個(gè)是熱力學(xué)穩(wěn)定性理論，一個(gè)是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性理論;如果單純枯燥地講解純理論內(nèi)容，盡管教師講解得已經(jīng)很透徹，但學(xué)生對(duì)此仍然是懵懵懂懂、模棱兩可的狀態(tài)，這說(shuō)明對(duì)學(xué)生們來(lái)說(shuō)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)缺乏具體實(shí)例的輔助，缺乏將理論應(yīng)用于實(shí)際中的理解。為此，我們改變了教學(xué)方法，從一開(kāi)始便拋出問(wèn)題，讓學(xué)生們?cè)诼?tīng)課過(guò)程中隨時(shí)從中找到答案，帶著問(wèn)題去探究基礎(chǔ)理論原理。如以汽車(chē)尾氣無(wú)害化處理的化學(xué)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)為例，分別用到化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)穩(wěn)定性原理與動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性原理，熱力學(xué)原理上這個(gè)反應(yīng)是客觀(guān)存在、完全可行的，也就是說(shuō)汽車(chē)尾氣是可以實(shí)現(xiàn)自然狀態(tài)下無(wú)害化轉(zhuǎn)化的，但現(xiàn)實(shí)卻為何并非如此呢?同時(shí)安排適當(dāng)?shù)恼n時(shí)供學(xué)生相互交流，帶著興趣性問(wèn)題的分析與探究，逐層次展開(kāi)課堂教學(xué)內(nèi)容，也讓學(xué)生在聽(tīng)課過(guò)程中參與和進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的討論、推論與拓展，加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用推廣。通過(guò)這種帶著問(wèn)題探究理論知識(shí)基本原理和機(jī)理的教學(xué)模式，使得教學(xué)目標(biāo)更加明確，教學(xué)內(nèi)容脈絡(luò)清晰、主次分明，能讓學(xué)生對(duì)每一部分知識(shí)點(diǎn)都一目了然，有助于學(xué)生快速地從切入點(diǎn)處入手逐級(jí)掌握各層次知識(shí)點(diǎn)，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，做到了課堂上有效學(xué)習(xí)，又培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)拓展知識(shí)的能力，完全有助于實(shí)現(xiàn)我校研究型大學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)目標(biāo)。

4結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代物理方法在無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用與擴(kuò)展，使得無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)在各個(gè)學(xué)科中的基礎(chǔ)性和重要性都不言而喻。通過(guò)多年的無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，我們?cè)诮虒W(xué)目標(biāo)方面進(jìn)行專(zhuān)業(yè)方向定位與強(qiáng)化、在教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行精選與適當(dāng)擴(kuò)展、在教學(xué)方法方面采用問(wèn)題探究式方法的改革、探索與實(shí)踐中，很好地結(jié)合了我校研究型大學(xué)培養(yǎng)工科技術(shù)型、創(chuàng)新型人才的需求，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，改善了課堂教學(xué)效果，提高了無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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作者：王立艷；馮利利；劉騫 單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院