《高等无机化学》课程建设的研究与实践

(整期优先)网络出版时间:2023-11-07
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《高等无机化学》课程建设的研究与实践

李艳坤 高慧颖 赵昆

华北电力大学环境科学与工程系,071003

摘要:《高等无机化学》课程是很多高校化学工程与技术、环境科学与工程等学科硕士研究生培养的一门基础学位课。教学团队围绕教学内容和课程体系优化、教学策略和教学方法、课程考核模式、思政育人、服务科研等方面展开了《高等无机化学》课程教学的研究和实践,为培养具有家国情怀、宽阔视野、科研创新精神、解决工程实际问题能力的研究生人才提供保障,推进了研究生课程的创新研究型教学实践改革。期望本课程建设成果与经验为兄弟院校同类课程和其它研究生课程的建设提供借鉴。

无机化学课程的核心内容是化学学科中最基础的化学知识。研究生《高等无机化学》课程在本科无机化学知识基础上,注重应用并深化结构化学、物理化学等理论知识来解决无机化学问题,使大量貌似杂乱无章的元素化学知识系统化、条理化、规律化,使得无机化学理论水平显著提高;并注意贯彻实验事实与理论原理并重及理论指导实践的原则,融会贯通其它化学课程所学的基本原理,反映现代无机化学的新领域、新知识和新成就。教学团队重点展开了以下教学/教改研究和实践:

一、教学内容和课程体系的优化

通过对国内目前通行的十余种《高等无机化学》和《中级无机化学》教材进行深入研究,发现教材有些章节存在内容繁杂且针对性不强的问题,不适合我校鲜明的电力特色下的化学工程与技术、环境科学与工程学科研究生的需求。因此,调研课程面向的各研究方向的研究生导师对课程内容的需求,结合团队老师多年相关科研实践,积极整合优秀教学/科研成果,及时反映和吸收本学科领域最新研究成果,以突出课程的基础性、前沿性、实用性。优化教学内容使之“模块化”以适应不同研究方向研究生的需求。课程内容模块如表所示。

课程模块

编号

无机化学总论(沿革与复兴、发展现状和发展趋势、研究前沿和热点)

1

酸碱化学(酸碱概念、酸碱强度、非水溶液化学)

2

结构化学(分子对称性与分子结构)

3

配位化学(晶体场与化学键理论、配合物空间构型和异构、配位物反应机理)

4

固体化学(固体的晶格构型、金属能带理论、无机新材料)

5

元素化学(元素性质周期性、过渡元素、稀土元素)

6

交叉化学(有机金属化合物(含簇合物)、生物无机化学)

7

二、灵活的教学策略和教学方法

(1)根据课程内容与学生特点,分别设计课堂详细讲授、课堂精讲与学生课下自学结合、选讲与学生完全自学结合的教学策略。

策略1—详细讲授:对于难度较大的内容采用课堂详细讲授的方法。

策略2—精讲与学生报告结合:对于学生已经具备较好的基础、内容跨度不太大、学习难度不很大的内容,采用课堂讲授与学生专题报告结合的方式进行教学。

策略3—选讲与完全自学结合:在学生通过前两个阶段的学习,已经了解近代无机化学的一些重要类型化合物的结构特征、成键特点以及重要的研究方法以后,第三阶段内容采用选讲专题与完全由学生自学结合的方式处理,具体根据各届学生的学习基础来调整。

(2)教师授课提纲挈领,鼓励独立思考、合作探究、质疑辩论、创造创新。

1)教师精心挑选并精炼“讲授模块”内容,突出重点和难点知识,减少课堂讲授时间。学生报告模块由学生课下精心准备,完成课堂专题报告展示。讲授完毕后,通过小组讨论、师生提问、学生总结、教师点评方式共同完成学习。

2)引导鼓励学生结合学科前沿和动态展开课程内容相关课题研究,或结合自身或团队科研课题展开研究;凝炼理论转化应用案例,凝练工程问题所蕴含的科学问题,将理论知识的转化及应用与理论发展相结合,打造专题讲座案例,例如《纳米材料及技术》。

三、多层次的考核模式

开展考核模式改革,考试重点从获取知识量向知识、能力、综合素质的评价转移,建立科学合理的考评体系,全面客观地反映学生的学习情况,从而引导学生自主学习,提高综合运用知识的能力和创新能力。考评成绩组成:课程论文、课堂讨论及答题、专题报告展示、课后作业、笔试考试。

四、专业知识、思政内容有机融合

“研究生教育的最终目的不仅是要使学生掌握所需的知识,而是要提高学生对于追求人类学术真理的兴趣”。教师围绕“知识传授-能力提升-价值观塑造”教学模式,引导学生掌握辩证唯物主义思想观和方法论,形成正确的人生观和价值观。着力打造“人文科学融入”的专业特色思政育人模式,以提升理科生的人文修养,水到渠成地引发理工科学生的情感共鸣和文化共振。

五、教学科研一体化

通过利用院系研究生实践基地的科学仪器设备、实验条件、数据资料,研究生在导师和课程团队老师的共同指导下开展实验研究、技术研发、计算评估等科研工作;撰写科研论文、解决工程实际问题,加深对课程理论知识点的理解和把握;通过实践对理论知识进行应用转化、深入拓展,达到理论和实践的互促互进。从而提高了研究生的综合能力,完成研究型教学实践的目的和人才培养任务。

参考文献:

[1]梁可心,李艳坤,苏金坡.无机化学实验课程的教学与管理的改革和优化[J],中国教工,2023,73(05):141.

[2]熊克才,盖艳丽.研讨式教学法在《高等无机化学》课程中的探索与应用[J].创新创业理论研究与实践,2022,5(22):53-55..

资助项目:河北省研究生示范课程项目;华北电力大学“双一流”研究生人才培养建设项目;华北电力大学教学名师培育计划项目。