应用无机化学课程教学实践与思考

第27卷第1期2012年2月大学化学UNIVERSITY CHEMISTRYVol．27No．1Feb．2012应用无机化学课程教学实践与思考刘金库（华东理工大学化学系上海200237）摘要介绍面向本科高年级学生开设的应用无机化学课程设置的有关背景、教学内容及形式，对课程的教学方式进行了探索，对教学效果作了分析，并简要展望了课程建设的前景。

关键词应用无机化学课程教学思考目前各高校开设的无机化学课程的内容几乎全部属于基础无机化学范畴，主要强调理论和计算，而涉及无机化学实际应用的内容很少，难以全面反映无机化学在现代科技发展中的重要地位［1］。

随着社会的不断进步，无机化学发挥着越来越重要的作用，对无机化学人才的需求不断加大。

然而，有些学生片面地认为无机化学应用面窄，选择攻读无机化学专业毕业后工作难求等等，导致无机化学这一传统而又经典的学科领域，在研究生报考时反而受到了部分学生的“冷落”，在一定程度上影响了无机化学专业人才的培养。

鉴于上述种种情况，我们于2007年春季面向本科三、四年级学生开设了应用无机化学课程。

最初有49人选修，随后各年度人数激增，2008、2009年度分别为146人和174人，90%以上的学生选修了这门课，并在授课内容安排及课堂效果等方面给予了很高的评价。

课程达到了预期的效果，使学生更多地了解了无机化学经典理论在工农业生产和日常生活中的具体应用，提高了学生学习无机化学的兴趣，并拓展了他们在应用无机化学领域的知识面。

本文就该课程设置的基本思想、授课内容及形式，以及教学效果等方面，进行一些探讨和分析。

1基本思想设置应用无机化学课程就是要将无机化学理论在工农业生产中的实际应用展示给学生。

设置授课内容的基本思想如下：（1）课程主线突出，彰显无机化学特色。

虽然无机化学的理论丰富多彩，但在内容选取上必须具有清晰明了的知识脉络，既要兼顾知识的系统性、完整性，又要有一定的深度，特别是要强调以实际应用为主线，以区别于基础无机化学课程，做到博而精。

（2）课程内容必须具有现代化特征。

课程内容的现代化就是要把现代科学、技术、文化的重要成果及时地反映在教学中，重点阐述无机化学理论在工农业生产中发挥的作用，正确处理社会需求、知识体系、学生发展三者之间的关系［2-3］。

（3）课程内容必须满足社会需要。

开设应用无机化学课程的目的是使学生学会如何运用无机化学知识解决实际问题，为社会培养优秀的科技人才。

课堂所讲述的实用技术，必须面向社会的热点领域，重点讲解一些正在采用或将来有可能采用的实用技术。

（4）注重无机化学与其他学科之间的交叉，将无机化学知识应用在材料、生物、环境、农业等领域，实现学科间的优势互补。

作为现代社会的科技人员，灵活掌握应用无机化学知识至关重要。

因此，课程构建时既要注意丰富学生应用无机化学的知识，又要通过具体实例，让学生了解无机化学在其他学科领域也同样能发挥重要作用。

（5）重在引导，激发学生创新意识。

当代大学生思维活跃，知识面广，喜欢新鲜事物。

传统无机化学基础课程的授课内容理论性强，注重原理和计算，这虽有助于学生打好理论基础，但也容易让学生感到枯燥乏味。

因此，在应用无机化学课程内容的构建中，我们通过介绍现代无机化学的前沿领域、重大发现和当前的科研热点，在让学生开阔眼界的同时，激发他们对无机化学的兴趣，让他们以全新的角度重新认识无机化学。

2主要教学内容与方法应用无机化学课程立足于无机化学的基本理论，结合现代先进技术与科研成果，着重向学生讲授无机化学在不同领域中的应用、无机材料的制备及性能、结构研究方法等，使学生较为全面地掌握应用无机化学知识。

考虑到这门课程课时有限，我们选择了无机化学在精细化工领域中的应用、无机纳米材料及其在高科技领域中的应用、无机化学在资源环境领域中的应用、无机化学与营养保健等内容进行讲解（表1）。

在授课过程中，通过具体的应用实例，探讨无机化学经典理论如何在前沿领域应用。

例如，无机化学中常见的溶度积理论，如果按照基础无机化学理论课上的理解，Ksp仅仅能用于判断沉淀溶解度的大小；而如果将该理论应用在材料制备上，利用化合物Ksp 的差异可完成沉淀的转化，实现在Ksp大的材料表面包覆一层Ksp小的功能材料，就能够获得具有光、电、磁等特殊功能的核壳结构材料［4］。

将无机盐分解温度的递变规律应用到纳米材料的制备领域，可以降低前驱体的分解温度，同时大大提高目标产物的比表面积，这一技术已经成功应用在导电金属氧化物的制备等领域。

再如，关于稀土元素的内容在基础无机化学授课中往往涉及不深，在应用无机化学课程中，我们在介绍稀土元素4f0 4f14独特亚层、大的原子磁矩、各向异性、丰富的能级跃迁、大范围可变的配位数（6 14）及有序变化的原子和离子半径等结构特点的基础上，详细阐述由于这些结构特点所带来的优异的磁性能、发光性能、催化性能、生物性能等，并介绍了稀土元素在石油化工、农作物增产等领域发挥的重要作用。

表1课程设置内容安排课时无机化学在精细化工领域中的应用10无机纳米材料及其在高科技领域中的应用6无机化学在资源环境领域中的应用4无机光、电、磁材料及其应用4神奇的稀土元素4无机化学与营养保健4我们根据该课程内容的特点，在授课方式上进行了一些尝试。

课堂上偏重工艺及生产、应用实例的讲解，而基础课上讲解的理论则成为该课程应用的依据。

另外，除了主讲教师授课外，我们还针对课程中的某些内容，邀请从事该领域研究的专家进行更为深入的讲解。

比如，课程进行到无机纳米材料中的碳化学部分时，我们邀请专门从事碳材料研究的教师来讲解；在介绍无机纳米材料表征部分时，请从事无机领域微区分析测试研究的教师进行讲解。

另外，我们在课堂上尽可能激发学生学习的积极性和主动性，毕竟兴趣才是最好的老师，只有学生愿意学、主动学，才能实现良性互动，达到教学目标。

在课程临近结束时，我们将学生分成若干个小组，这些小组针对自己感兴趣的无机化学内容查阅文献资料，在课堂上进行交流讨论。

我们规定交流的内容要与应用无机化学相关，但可以不受教师讲课内容的限制。

这种学生参与课堂教学的模式一方面增加了师生互动，体现了学生的主体性，另一方面也为调整课程内容提供了重要信息。

比如，2008年度在“无机化学与营养健康”一章补充的无机营养元素方面的知识，就是上一届学生课堂研讨时普遍感兴趣的内容。

另外，我们还尝试利用2节课的时间，进行一次应用无机化学的观摩实验，内容为浅色导电粉体的制备及其在抗静电涂料中的应用［5］。

学生从材料的制备到实际应用，切身感受到了无机化学知识所发挥的作用。

这种以任课教师讲授为主，以专家讲座、小组讨论、实验观摩为辅的教学模式，很适合21世纪对人23大学化学第27卷才综合素质的培养，深受学生的欢迎。

应用无机化学课程共计32个学时，2个学分，作为应用化学、材料化学等化学相关专业的选修课，适合于大三和大四学生选读。

3效果分析与展望通过应用无机化学课程，学生能更多地了解应用无机化学，更深刻地理解无机化学的基本理论，明白无机化学究竟能够解决哪些实际问题等等。

应用无机化学课程已开设三年，通过与学生的交流，结合授课后的研讨以及学生就业、考研等情况，我们认为该课程的开设主要起到了以下几方面作用：（1）有利于学生学科知识的均衡发展。

无机化学作为四大化学之一，具有非常重要的学科地位，是其他化学学科学习的前提和基础。

很多理论和实际问题在利用其他学科无法解决时，往往还要依赖无机化学［6］。

本课程通过讲解无机化学的基本理论在不同领域巧妙应用的实例，填补了无机化学知识在实际应用领域的空白，使学生对无机化学知识有更加深入的理解。

（2）有助于为无机化学专业寻找优秀接班人。

无机化学专业的发展，必须有好的生源，作为今后学科发展的接班人。

通过该课程，可以让学生更多地了解无机化学，吸引优秀学生投身到无机化学的学习研究中，为学科发展培育后备力量。

（3）有助于为社会培养无机化学专业技术人才。

从无机化学新材料的研发试用，到生产过程中遇到问题的解决，往往都离不开无机化学经典理论的支持。

特别是近些年来，随着我国化学工业的飞速发展，无机化工企业越来越多，对无机化学科技人才的需求也越来越大。

学生只有对无机化学感兴趣，才有可能努力成为真正的无机化学专业技术人才。

（4）有助于提高学生学以致用的本领。

本课程注重理论与实践的有机结合，让学生掌握的无机化学理论学以致用，从而提升了学生的综合素质和科研能力。

本课程通过讲解无机化学在精细化工、食品保健、电子通讯、国防科技等诸多领域的具体应用，让学生深刻感受到了无机化学知识在实际生产中发挥的作用，这将有助于学生在遇到实际问题时，利用无机化学理论寻找解决方案。

应用无机化学课程虽然取得了预期的开设效果，但也存在一些必须解决的问题。

比如，及时跟踪无机化学的最新应用研究进展，在有限的课时内展示无机化学理论应用实例，开发新的无机观摩实验，协调好授课时间与所邀请专家的空余时间的关系，等等。

在今后的教学中，我们将努力解决上述问题，并根据课程研讨的结果，结合听课学生反馈的信息，向无机化学界的专家、前辈请教，获得他们的支持和帮助，博采众家之长，以便将应用无机化学课程更充实、更生动地开展下去。

参考文献［1］陶李明，谭倪．化工高等教育，2006（6）：44［2］教育部高等学校化学类专业教学指导分委员会．中国大学教育，2005（6）：4［3］谢志刚，宋仲容．高等理科教育，2006（2）：104［4］Liu J K ，Xu Z Z ，Wu Q S．NANO ，2007（2）：97［5］罗重霄，王燕，刘金库，等．物理化学学报，2008，24（6）：1007［6］张泉鸿．化工高等教育，2005（2）：9033第1期刘金库：应用无机化学课程教学实践与思考。