生物类专业“无机及分析化学”教学方法的改革实践

生物类专业“无机及分析化学”教学方法的改革实践

王　群　杨　珂　钟锐锋　郭文宇

（绵阳师范学院　生命科学与技术学院）

摘　要：“无机与分析化学”是绵阳师范学院生命科学与技术学院生物类（生物科学、生物技术、生物教育）专业大一必修的一门专业基础课，由于课时的不断压缩带来了一系列的问题，要想在有限的时间内达到较好的教学效果，“无机及分析化学”教学方法改革势在必行，我们围绕新的教学目标从教学内容分模块的团队式教学、互动式研讨型教学、在教学中渗透化学史、环境保护、生化不分家的理念教育等几个方面进行了改革实践并取得了良好的教学效果。

关键词：无机及分析化学；教学方法；团队式教学；互动式研讨性教学；教学效果

“无机与分析化学”是我校生命科学与技术学院生物类（生物科学、生物技术、生物教育）专业大一必修的一门专业基础课，该课程既要完成无机化学及分析化学两大学科自身丰富的教学内容，又承担着为后续课程做好必要的基础知识准备的特殊任务，此外，新生学习方法和思维方式从中学到大学的过渡也将在本课程的学习过程中体现。

近年来，随着教学改革的不断深入，高校强调培养实践能力强的创新型人才。由于实践教学环节的增加，实行小学期制度后长学期的缩短，各类人才培养方案中的理论课学时数不断压缩，生物类各专业的“无机及分析化学”理论教学学时也不断减少。在以往教学中，无机化学和分析化学两门课理论学时均为64学时，实验课均为32学时，总计192学时。整合后的“无机及分析化学”课程学时数我院理论课时仅有48学时，实验课32学时，总计80学时，课时压缩后使得该课程出现学习时间紧促、内容繁多、章节独立、主次难以把握、学生学习困难等特点，所以要在有限的时间内完成这门课程的系统教学并取得良好的教学效果，用传统的教学理念和教学方法是不可能达到的，因此，生物类各专业的“无机及分析化学”教学改革势在必行。

我们围绕为相关平行课程和后续课程的衔接建立一个良好的起点，同时也为将来从事有关化学及其检测工作的学生奠定扎实的工作基础，培养创新型、全面型人才等新的教学目标，从教学内容分模块的团队式教学、互动式研讨型教学、在教学中渗透化学史、环境保护、生化不分家的理念教育等几个方面进行了改革实践并取得了良好的教学效果。

一、教学内容分模块的团队式教学

（一）教学团队内涵

所谓团队，是指有一定技能、愿意为了共同的目标而由相互协作的个体所组成的正式群体。它的本质特征在于拥有共同的目标，即团队成员的个人目标和集体目标是一致的。团队所起的作用远远大于个人能量的总和。团队存在于不同的组织之中，具有不同的形式和特征。教学团队，就是指以学生为服务对象，以一些技能互补而又相互协作、沟通的教师为主体，以教学内容和教学方法的改革为主要途径，以系列课程和专业建设为平台，以提高教师教学水平、提高教育质量为目标而组成的一种创新型的教学基本组织形式。

（二）教学团队的作用

通过团队建设推动教学内容、教学方法和手段的研究与改革，促进教学研究和教学经验交流，对提高教师的教学水平，提高育人质量具有重要意义。

（三）“无机及分析化学”教学团队的组建

绵阳师范学院生命科学与技术学院生物类专业“无机及分析化学”在长期的教学过程中，在学生基础知识、基本技能的学习，良好学习习惯、学习方法的掌握，创新意识、创新思维、创新能力的培养等不断地探索过程中形成一支队伍整齐，年龄结构合理，教师职称、学历结构合理，凝聚力强，教学经验丰富的教学团队。这个教学团队有经验丰富的教授、副教授，还有初出茅庐的讲师和助教，依据教师所学专业、技术特长及研究方向讲授各个教师最具有优势的章节，达到人尽其才，提高教学的针对性、实效性和科学性；更好的突出各教师优势，使学生从中逐步培养起实事求是的作风和精益求精的态度。

（四）教学团队授课的利弊及改进措施后的教学效果

通过与学生座谈的方式了解到教学团队授课固然存在自己本身的优势，比如：将有机化学、物理化学、仪器分析等课程相重叠的内容进行删减，以原无机化学及定量化学分析内容作为主干，把“无机及分析化学”分物质结构理论、化学反应速率和平衡、重要元素化学、定量分析及化学平衡原理与滴定分析方法五个模块教学，每个模块由一位具有专长的教师授课，各位教师都将自己最精华的知识传授给学生、把自己研究的各个领域以及该领域中最前沿的科研介绍给学生，学生也可以领略不同教师的教学风格和风采，但是对于长期接受传统式教学方式的大一学生来说团队教学也有不利的一面，比如：团队上课的教师过多，在同一门课中学生无法接受多个教师的教学方法，团队教师沟通不够，以至于上课时各个章节的衔接不强等。

在学生的座谈会结束后，教学团队成员进行了交流、探讨，提出了一些改进的方法，比如：团队上课的教师平时要多沟通，避免“单打独斗”，在上课前要多交流、注意章节之间的衔接，团队的教师要互相听课、评课，互促互进，学院的教学督导队进行定期检查指导等，改进方法后再给学生上课，学生和教学督导都反响很好，一致认为这是一种值得推荐的好的教学方法。

二、互动式研究型教学

（一）互动式研究型教学的内涵

互动式教学，就是通过营造多边互动的教学环境，在教学双方平等交流探讨的过程中，达到不同观点碰撞交融，进而激发教学双方的主动性和探索性，达成提高教学效果的一种教学方式。

互动式教学是当代教育民主化在教学方法改革方面的重要体现。传统的观念是以“教师为中心”，实行“满堂灌”式的教学。而“互动式教学”强调教师和学生是学习的共同体。互动式研究型教学要求教师在教学中不能以课本是什么就传授什么的方式教学，而是以为什么，会有什么发展前景的探讨研究型的方式教学，这样就会使教师和学生都得到不断发展，达到“教学相长”的目的。

（二）互动式研究型教学的意义

二十一世纪需要适应国家经济和社会发展需要的创新人才，作为人才培养的高校，不仅需要研究和更新教育思想和教学理念，也需要改变传统的单向灌输式的教学方式。研究型教学，在尊重教师主导作用的同时，突出学生的主体作用，这种师生互动式教学更加注重培养学生的主动精神，鼓励学生的创造性思维。因此，探索教师为主导、学生为主体的师生互动式研究型教学是当代高校教育教学改革的重要内容。

（三）互动式研究型教学在生物类专业“无机及分析化学”教学中的具体应用——以“溶液的渗透压”为例

观察多媒体课件播放的实验，教师引入问题：1号U型管左边注入10％的葡萄糖溶液，右边注入20％的葡萄糖溶液，中间隔一半透膜，仔细观察U形管哪边的液面会上升？2号U型管左边注入纯水，右边盛糖水，中间隔一半透膜，U形管哪边的液面会上升？

学生观察：1号U型管中右边液面上升，2号U型管中也是右边液面上升。

教师讲解知识点并提问：半透膜作用只许溶剂分子通过，溶质分子不能通过。那么上面试验中为什么会出现这种现象？

学生回答：1号U型管左边葡萄糖浓度低，溶剂分子浓度高一些，2号U型管中纯水中溶剂分子当然很高，所以都是左边U型管的溶剂分子渗透到了右边U型管，导致液面上升。

教师启发引入渗透压的概念：水分子总是从水多的地方到水少的地方，即从浓度低的溶液到浓度高的溶液。因此产生静水压力，如果在溶液的上方施加一个压力，其大小恰好阻止水分子的净渗入，这个压力产生的压强数值就是该溶液在该浓度下的渗透压。

学生归纳小结：渗透压产生的条件：①半透膜存在；②膜两侧溶液的浓度不相等。

探究：人洗澡之后觉得口渴，为什么？医学上输液是不是输的和人体血液浓度相等的等渗溶液？如果不是，会发生什么现象？农作物在生长过程中施肥过多，会不会导致农作物枯萎？

学生下去查找资料，在下一次上课之前以演讲的形式把知识传授给其他同学。

这种教学方式得到了同学们的一致好评，他们认为比纯粹的教师一言堂效果好很多，这种方式不仅活跃了课堂气氛，而且通过课后查找资料培养了学生创造型思维，同时上课之前的演讲不仅锻炼了同学们的胆量和勇气，也锻炼了他们的口才和逻辑思维能力。

三、在生物类专业“无机及分析化学”教学中渗透全面的素质教育

（一）渗透化学史的教育

在生物类专业“无极及分析化学”教学中我们经常会涉及一些化学史的教育，比如：在讲“物质结构简介”这一章时，我们就会提到很多获得过诺贝尔奖的化学家，像提出玻尔理论的玻尔，提出薛定谔方程的薛定谔，获得两次诺贝尔奖的鲍林，在讲述鲍林近似能级图时，我们会幽默风趣地给同学们介绍这是我们第一次见到鲍林，以后我们在价键理论里面会再见鲍林，在以后有机化学共振论中我们会重见鲍林，并给同学们介绍鲍林的生平简介，告诉同学们鲍林家境非常贫寒，但是凭着他对化学执著的热爱使他走上了研究化学的道路，并取得了举世瞩目的成就，并由此告诫同学们要不畏艰难、困苦，一定要朝着自己的理想前进。

又比如：在讲元素周期表时我们会提到各种各样的元素，还有很多现在发现的新元素，我们提到Po这个元素时，很自然的给同学们介绍了一生中曾获两次诺贝尔奖的居里夫人。居里夫人出生于华沙，当时波兰已被列强瓜分，华沙属沙俄管辖。1898 年7 月，居里夫人在沥青铀矿中发现了新的放射性元素，这时她虽然已经加入了法国国籍，但却日夜思念着祖国波兰，怀着对祖国的眷恋和热爱，她将新元素命名为Polonium（钋，波兰国名的拉丁文是Polonia）。

通过在教学过程中穿插相关化学史的内容，可以让学生以前辈化学家为榜样，努力学习、不怕困苦，也可以在潜移默化中培养他们的爱国主义情操，让同学们懂得即使自己以后在某一个行业取得了巨大的成就也一定不要忘记自己的祖国，忘记自己的母校。

在课后教师和同学们交流中得知，学生也希望教师们在平时上课时候多给他们介绍一些化学史，因为它能在抽象推导的间隙中引入形象的教材，在枯燥干涩的化学理论学习中回顾这些伟大成就都是先辈们努力钻研的结果，并萌发出向这些伟人学习的愿望。

（二）渗透环境保护的教育

化学是人类物质文明的功臣，同时又是罪人，世界公认的十大公害事件与化学化工有关的达六件之多，对人类的可持续发展化学有不可推卸的重任，大气污染、温室效应、臭氧层破坏、土地沙漠化、水资源严重污染、食品污染、核污染、白色垃圾等等，这些问题已经不是某个国家某个地区的问题，而是全球人民亟待解决的大问题。所以在化学教学中必须渗透环境保护的教育，让学生自觉地投入环境保护的行列中，并带动周围的人也树立环境保护的意识，让人人都参与环境保护，共同维护我们人类生存的家园。

在给生物类专业学生讲授 “分析化学概论”这一章时，我们提前给同学们布置预习作业“三聚氰胺事件”“奥运会食品安全检查”等小论文，让学生自己查资料，写论文，同学们不仅了解了食品污染的问题，而且也了解了化学检测的分析方法。在讲授“重要生命元素”这一章时，会引入重金属的污染问题，特别是1953年，首先在日本九州熊本县水俣镇发生的“水俣病”污染，这个污染是指人或其他动物食用了含有机水银污染的鱼贝类，使有机水银侵入脑神经细胞而引起的一种综合性疾病。从这个例子出发引入重金属的污染的特点：一是易在生物体内积累，其毒性随形态而异，且潜伏期长。二是它们不能被微生物降解。故一旦污染了水和土壤，治理就相当困难，因此更应该采取有利地措施控制污染源，保护好我们的环境。在讲到“化学反应的速率和限度”这一章时我们列举出酸雨对文物的腐蚀的例子让他们知道现在由于大气的污染，空气中酸性气体浓度越来越大，酸雨浓度越大，所以文物的腐蚀速率越来越快！这个例子不仅让同学们了解了酸雨的成分，知道了酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤和各种机动车尾气的排放而造成的，同时从这个例子也引出了化学反应物质浓度对反应速率的影响这一主题，这样的教学就能达到“一箭双雕”的目的。

在教学中教师只要全面准确地把握了环境教育与化学知识的结合点，就能保证环境教育的顺利实施。

（三）渗透生化不分家的理念

对于刚进入大学学习生物的同学们来说，他们也许觉得生物才是他们真正的专业，学不学化学都无所谓，但是由于生命科学的发展、生物技术的进步，化学在生物学科的重要性越来越突出，很多生物方面的科研都需要用到化学的研究方法，比如对于生物大分子的研究，就可以用各种各样的光谱分析化学方法进行研究，还可以用计算量子化学的方法对生物大分子体系进行分子的动态模拟，在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究等，所以要想在生命科学这个领域有大的发展，必须先掌握好化学的基本理论，掌握好化学的实验操作。这些观念在上课时候教师必须要灌输给生物类专业的学生，在平时的上课中我们也布置一些小论文让学生查资料，写出实验步骤，实验器材，让他们真切地感受到生物和化学确实是不能分离的两门基础学科，要想学好生物，必须先学好化学。学生有了这样的理念之后，做化学实验时候就特别认真负责，比如在做酸碱滴定分析实验时，一次没有成功，他们会反复地做几次，直到成功为止，所以学生的实验技能掌握的都比较好，在学校的“化学实验技能大赛”中，在获一等奖、二等奖、三等奖的名单中总是会看到生科院学生的影子，学生取得这样的成绩，这与平时教师的辛勤努力是分不开的。

总结

几年来，由于生物类各专业“无机及分析化学”课程教学方法的不断改革，学生学习化学的热情不断上升，化学实验操作能力以及创新能力都在不断加强，考化学相关专业的考研人数以及从事化学相关专业的就业人数都在不断增加。这些都说明了“无机及分析化学”的教学改革取得了令人比较满意的教学成果。

参考文献

[1] 边清泉. 发挥教学团队优势　促进精品课程建设[J]. 绵阳师范学院学报，2009（11）.

[2] 陈效兰，张岩. 师生互动式研究型教学对创新型人才培养的探索[J]. 教育探索，2008（10）.

[3] 赵晓华. 高职院校化学教学中应渗透环境教育[J]. 滨州职业学院学报，2005（2）.