浅谈面向海洋化学专业开设的《无机化学》课程
+ I; L$ {: Y) \! u: K% M. D胡耀强9 s9 z- p e W: p5 p% X# x
【期刊名称】《《广州化工》》 O* D: F1 k. D6 Z n) W& {! q- K
【年(卷),期】2019(047)021, [# l$ v9 u. N X: d7 k) b
【总页数】2页(P151-152)
2 C4 `% A. j/ {6 m1 Z8 s【关键词】海洋化学; 授课模式; 教材优化
, d T5 W) m1 @$ {' r5 \【作者】胡耀强& o. W% p7 a: X! @. h
【作者单位】广东海洋大学海洋与气象学院广东湛江 524088
: z8 f. k- R4 r! |; o4 R" H【正文语种】中文
1 O, u9 t' y* S6 a! e【中图分类】G642.0$ m/ M* q. M1 N% ?
无机化学是化学、化工、材料、环境、生物等多个学科专业开设的一门化学基础课程。它是研究物质组成、结构、性质和变化规律的科学[1]。作为培养计划中设置的第一门化学类基础课程，它的内容衔接了高中化学与大学化学，起到承上启下的作用[2]。在发展涉海业的大潮下，海洋化学专业作为海洋科学学科的重要组成部分需得到足够重视。无机化学是海洋化学专业的专业基础课程，在如何更好的服务海洋化学专业的发展方面目前仍存在一些问题。; G v; L) g* L* o- w& c
1 面临的问题
N8 a0 v) {7 z$ _1.1 授课模式单一
# v) s' h- T. |5 u* ?/ r- `作为一门已开设数十年的专业课程，在移动互联网时代，许多高校的无机化学课程
9 l; [ C- D& x% R2 e/ B- v; o第1页进行模式依然停留在“ppt+教师讲述”模式，不能有效的结合现今获取信息的新手段。高校处在一个较为宽松的学习环境中，学生普遍自我约束力差，课程预习完成度差，处于被动学习的状态。目前高校课程设置模式使得大学课程普遍存在的一个特征是信息量大，在学时受限的情况下无法精且深的讲述相关知识[3]，更缺乏课时进行习题讲解，导致学生学习效果大打折扣。: k! B0 ?" B: N
1.2 理论课内容缺少针对性
0 r" G% e' t# w《无机化学》教材经过近几十年的编著修订，内容编排已经非常系统、成熟。但无机化学知识体系庞大，受限于学时，无法对每一章节详细讲述。一般化学专业无机化学课程学时设置为48、64学时，而非化学专业将该门课程的课时压缩至32学时，迫使任课老师针对该专业所需遴选重点章节进行讲述。但化学基础课程一般由化学学院或理学院统一安排讲授，采用统一试卷进行考核，使得学生所学内容十分缺少针对性。
, X2 o) `: n( `& N1.3 无机化学实验内容设置老化
# ~" ~. L6 o, j$ j0 n3 l作为大学第一门化学实验课，无机化学实验本着培养学生严谨的实验态度，加深对理论知识的理解而开设[4]。一般无机化学实验内容设置以基本操作练习和验证性的定性实验为主。海洋化学主要针对海水及沉积物中多种离子的浓度进行分析，与无机化学实验中验证性的定性实验的相关性较低。随着新式仪器的推广，如控温精准且更安全的新型加热装置、聚四氟乙烯活塞滴定管、移液器等玻璃器皿和小型仪器已经进入常规教学实验室，使得老式酸碱滴定管、酒精灯、酒精喷灯等装置的使用频率大幅降低，相关实验内容的设置愈加老化。1 _: X% K- Z+ b3 ^. S) ?
2 解决措施
* B1 U& o& y2 s8 E5 F8 S1 N2.1 讨论-启发式授课
( y5 T4 M. t0 G- d& Q# M) M- n无机化学作为培养计划中设置的第一门化学基础课程，学生在高中时期已经学习了其中部分章节的内容，使得完成自我预习的难度大大降低。如任课老师花费较长时- @5 |* o6 O" a5 w
第2页间重复讲述这部分知识，对于有限的课时是极大的浪费。幕课等学习网站上有许多国家级名师关于无机化学的教学视频，在移动互联网时代，信息获取便捷，学生可通过在网络上观看教学视频，辅助完成每个章节的预习任务，对难以理解之处进行标注，利用课堂有限的时间与任课老师进行讨论。在这方面值得推荐的是由大连理工大学无机化学教研室编著的《无机化学》第六版教材在书页空白处通过二维码的方式将幕课视频、ppt、重要知识点的动画模型以及延伸信息与移动互联网技术结合，十分便于学生的自我预习[5]。基于互动型教学模式的要求，如何迫使学生主动的完成预习任务是顺利开展本门课程的重要前提。而任课老师应基于自身对于专业的理解，从更高的角度对课程的重点和难点进行详细讲述。因此，在越来越被压缩课时的情况下，建立在学生良好预习基础上的“讨论-启发式”的授课模式是非常适合无机化学的一种高效可行的授课模式。1 U) X# n( O: k. u8 ]
2.2 深度优化理论课程内容
w9 B5 J! V$ C; k6 c作为第一门化学基础课，无机化学应与高中化学做好内容的衔接。但随着时间的推移，高中化学选修了越来越多的大学化学基础知识，而大学无机化学教材主体内容变化不大，并未向中等无机化学的内容靠近，使得高中化学与无机化学内容的重复程度越来越高，应对重复内容做出部分调整。例如大学无机化学中原子结构和、分子结构和晶体结构的较多知识点已经出现在人教版的高中化学教材中，再如热化学中化学反应焓变的计算，反应动力学中有效碰撞、活化能以及温度和浓度对反应速率的影响机制，浓度、压强、温度对化学平衡的影响等知识点均已出现在高中教材中。重复讲述这些知识点会极大的浪费已被大幅压缩的课时，应将中等无机化学的部分章节内容向无机化学转移。
) L! _ Q4 W2 \2 S) z无机化学内容广泛，涉及到化学反应原理中的热力学、动力学、酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的反应原理，物质结构中从原子结构到晶体结构，又包含了元素化学。海洋化学主要是从化学物质的分布变化与运移的角度研究海洋环境中相关化& X' B# g- G5 U4 F/ P
第3页学问题的学科。应以海洋化学专业发展需求为导向，深度优化课程内容，重点讲述与海洋化学结合密切的章节。下面将根据自身所了解的海洋化学学科需求来谈一下本专业无机化学课程中应详细讲述的部分重点。
7 S& W5 H# F1 E: v, v5 K" ` ~. e(1)同位素示踪技术因其独特的功能，在揭示海洋所发生的各种过程的本质及其对
0 w/ n9 f5 D6 O; Q" s, X! x" g全球变化的响应与反馈方面比其它技术手段具有难以比拟的优势，也使得同位素化学在海洋化学中占据了极其重要的地位[6]。而国内高校使用的《无机化学》教材7 N* b' B/ n) J9 @ { f' c
对同位素的介绍非常有限，以大连理工大学无机化学教研室编的第六版《无机化学》为例，其仅在最后对海洋同位素化学所需的核衰变反应进行了很少的介绍[5]，完+ C* ]' }1 `; E$ O
全不能满足海洋化学对同位素基础知识的要求。所以，在本专业无机化学课程内容设置中应大幅增加关于同位素的基础知识。) W# ]- k/ w* U& m" k* ]6 w) X- C7 o
(2)元素化学是无机化学的重要组成部分，其按照元素周期表中族的划分对常见元
0 c$ D) W; n3 n' i) u& S* {' c/ V6 m素的主要化学性质进行了介绍。受限于课程学时，元素化学只能选择部分元素的主要性质进行介绍。且由于学科侧重点的不同，海洋化学对生源要素和痕量金属离子的关注颇多，并根据元素的地学特性去分析这些元素的转化和迁移，与元素化学中介绍的主要性质不同。因此，元素化学的内容应根据海洋化学学科的需求，选取生源要素和铅、铁、锰、锌、铀、钍等微量痕量金属离子的地球化学特性展开介绍，为后续其它课程的学习打好基础。
4 j p8 v! {3 [4 l' m6 F(3)海洋化学极为关注海水中二氧化碳-碳酸盐体系中几个重要的反应平衡，而无机化学中关于碳及其化合物的性质主要从化学与化工的角度进行介绍。海水的pH直接影响着海洋生物的生存，也影响到海洋生物泵对碳的向下输送。因此，无机化学中酸碱平衡一章关于弱酸弱碱的基本性质，尤其二氧化碳、碳酸根和碳酸氢根的基本性质的介绍显得十分重要。( R+ u; {6 ^0 v
(4)高压环境下的化学反应是海洋化学讨论的重点。海洋平均水深约3800米，意; A7 j2 E" ]3 i; t
味着在海水中下部的化学及生物化学反应处于高压环境。而无机化学多从化学化工
# g; i( Y3 o5 k# _! P第4页的角度去讨论化学反应的影响因素，不能有效的契合海洋化学的需求。
: _8 T8 K, }2 |) P. o2.3 实验内容与海洋化学专业特色结合- `% Q1 o7 w3 z4 T( \2 v- N
无机化学实验内容的设置应减少验证性实验，且随着技术的进步，实验室中仪器装置的不断更新，像传统的无机化学实验中酒精喷灯的使用和玻璃管加工等内容应予以删去。在掌握常用仪器标准操作的基础上，增加实验的设计性，达到充分调动学生的主动性和创造性，培养学生良好的实验作风，提高学生实验层次和实验水平的目的。海洋化学专业可以开设例如由海盐制备试剂级氯化钠，碳酸钙质贝壳中钙离子的含量等既有趣味性，又具有专业特色的无机化学实验。此外，海洋化学分析过程多是参照国家标准严格控制实验操作过程，建议降低实验课成绩中实验报告所占成绩比重，加强对实验操作过程的监督考核，增大实验操作所占成绩比重。
7 [' _+ J: r7 W$ q4 y* U& G3 结语
' @, F# K; Y# r) W& B总之，随着时代的进步，交叉学科的迅速发展对每门传统课程提出了新的要求。课程的设置要做到与时俱进，契合专业发展需求。无机化学作为一门经典课程，仍需适应时代发展。通过改变授课模式，深度优化课程内容，开设具有海洋特色的综合性和设计性强的无机化学实验，使海洋化学专业开设的无机化学成为真正贴合专业需求的海洋无机化学。' O' ?. ?. I4 z/ v' V
参考文献
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