薛斌

摘要：選擇近十年出版的8部各具特色的無機及分析化學教材進行了分析。對物質結構、滴定分析、儀器分析和元素及其化合物等內容的處理方式進行了比較。據此提出了針對新教材編寫和課程改革的建議和思考。

關鍵詞：近化學類專業(yè)；無機及分析化學；教材建設；課程改革

近化學類專業(yè)包括生物、材料、環(huán)境、制藥、食品、地質、紡織、農學、動物科學等多個專業(yè)，涵蓋面極其廣泛，其專業(yè)發(fā)展方向與化學學科密切相關，因此需要在本科階段夯實化學基礎。無機及分析化學是面向近化學類專業(yè)開設的第一門化學基礎課程，具有銜接中學化學舊知識和開拓大學化學新視野的紐帶作用，其重要性不言而喻。然而，當前的無機及分析化學教學普遍存在困境，主要體現在課程內容龐雜、學時壓縮嚴重、學生基礎薄弱與參差不齊、教學效果欠佳等多個方面。因此，無機及分析化學課程的教學內容和教學方式亟待改革。教材是一門課程的基本載體，是教師授課和學生課內外學習的重要依托。探索無機及分析化學課程的改革途徑，必須重視無機及分析化學教材的建設。進入21世紀以來，高等化學教材建設呈現百花齊放的狀態(tài)，大量各具特色的無機及分析化學教材不斷涌現，但是在使用過程中仍會發(fā)現存在需要改進之處。為了研究當前無機及分析化學教材的特征，為無機及分析化學課程改革以及新教材建設提供參考，筆者選擇了8部代表性的教材進行了分析。

一、教材概況

本文選擇的8部無機及分析化學教材，出版時間跨度為2005-2016年，涵蓋專業(yè)類型包括生物類、農學類、工學類和應用型，適用對象分別包括綜合性大學、農業(yè)類大學、工科類大學和應用型大學，一定程度上反映了當前國內高校無機及分析化學教材（以下簡稱“教材”）的整體風貌。表1列舉了這8部教材的基本信息及主要特點。

通過比較可以發(fā)現，從體量上來看，生物類和工學類教材較為龐大，農學類和應用型教材壓縮明顯，這在一定程度上反映了人才培養(yǎng)標準的差異，也體現出了因材施教的原則。從內容框架上來看，各教材均涵蓋了化學熱力學初步、化學反應速率、化學平衡、物質結構、四大平衡、定量分析概述、化學分析等內容，不同程度地涉及了分散系統、儀器分析、元素及其化合物等內容。各教材還出現了反映化學學科發(fā)展歷史和前沿以及與日常生活相關的知識內容，增強了教材的趣味性、可讀性和時代感。此外，不少教材還根據各專業(yè)需求，增加了反映專業(yè)特色的內容，如生物類的生命科學特色，農學類的農業(yè)特色等。

二、對幾類內容處理方式的比較

大多數教材對分散系統、化學熱力學初步、化學反應速率、化學平衡和四大平衡等內容的取材和論述大同小異，因此不再贅述。下面僅針對差異較大的四個方面展開比較。

1.物質結構

物質結構相關理論涉及了原子核物理學和量子力學等學科內容，較為抽象。在大一階段，即使是對化學類專業(yè)來說，物質結構歷來也是教師難教、學生難學的課程內容。對近化學類專業(yè)而言，對物質結構的教學要求很顯然不應簡單等同于化學類專業(yè)。目前的教材中對物質結構課程內容的取舍差異比較明顯，生物類和工學類介紹較多，包括了價層電子對互斥理論、金屬鍵理論、分子軌道理論、晶體場理論、晶體結構、軟硬酸堿理論等內容；而農學類和應用型介紹較少，如配合物價鍵理論、酸堿電子理論列為選學或者不涉及。筆者認為物質結構相關理論表面看來與近化學類專業(yè)的距離比較遙遠，而對于培養(yǎng)學生的化學思維模式和現代化學意識卻是很有必要的，對學生開闊眼界、提升學習能力也是有幫助的。因此，農學類和應用型的教材加強物質結構部分是值得考慮的。

2.滴定分析

建立在四大平衡基礎上的四大滴定法是無機化學原理在化學分析中的重要應用，歷來是無機及分析化學課程的重點內容。在處理方式上，大多數教材將四大滴定法分別列在四大平衡之后，展開分別論述，涉及內容包括指示劑、滴定曲線制作和誤差分析等。這樣處理的益處是突出了平衡和滴定的聯系，使學生易于接受。然而，不利之處是造成了滴定分析在整本教材中所占比例過大，某種程度上有“半壁江山”的感覺，使得其他部分的內容拓展受到了限制。不難發(fā)現，四大滴定在化學思維模式上具有相似之處。因此，部分教材將四大滴定整合為一章內容，一方面可以使學生對滴定分析產生系統的認識，另一方面壓縮了教材體量。

3.儀器分析

對儀器分析部分的處理分三種情況。一種是不涉及儀器分析，于是教材命名為《無機化學與化學分析》；另一種是針對某些儀器分析方法進行較為詳細的論述，如分光光度法、電勢分析法、比色法等；第三種情況是對儀器分析按照光譜法、色譜法、電分析法等類型進行簡述。其中農學類教材把針對個別方法的詳述和多種方法的簡述結合了起來。除了以上的差異外，一個較為普遍的傾向是，與無機化學和化學分析部分相比，各教材中儀器分析內容普遍較少，這可能與近化學類專業(yè)多在后續(xù)課程中開設有儀器分析有關。

4.元素及其化合物

從篇幅上來看，各教材針對元素部分的介紹具有明顯差異。有些教材對元素部分進行了簡述；有些教材的元素部分以閱讀材料形式出現，供學生自學；有些教材對元素部分介紹較多，但也有區(qū)別，如側重介紹主族元素、分區(qū)展開詳述、主副族兼顧。對學生而言，中學階段重點學習了主族元素，副族元素涉及相對較少。從這個角度來看，大學階段應該加強對副族的介紹，進一步拓寬學生視野。此外，在介紹了物質結構相應理論之后，更應該體現學以致用的精神，把元素及其化合物的性質與其結構關聯起來，讓學生進一步鞏固物質結構知識，這也是元素部分內容的另一作用。

三、對教材建設的建議

1.精簡滴定分析內容

滴定分析是經典的化學分析方法，有著150年以上的歷史。在基礎階段學習滴定分析的理論和應用對于訓練近化學類專業(yè)學生的化學思維方式具有重要作用。從實踐上來看，近年來隨著分析科學的迅速發(fā)展，滴定分析逐漸被操作更加便捷、測量精度更高的儀器分析方法所替代。然而，目前通行的大多數教材仍然用大量篇幅對滴定分析加以重點介紹，在課時有限的情況下，這種做法是值得商榷的。因此，在保留滴定分析的同時，精簡、整合其內容是大勢所趨，目前有些教材將四大滴定整合為一章是值得借鑒的。endprint

2.加強元素及其化合物介紹

區(qū)別于化學化工類專業(yè)的無機化學教學，近化學類專業(yè)在無機及分析化學課程中涉及元素及其化合物的內容普遍較少，造成的結果是近化學類專業(yè)學生對元素及其化合物知識的掌握僅限于中學水平，甚至有所弱化。然而，隨著學科交叉日益凸顯，元素及其化合物知識的缺乏會嚴重影響近化學類專業(yè)學生對化學知識的應用甚至阻礙其職業(yè)生涯向高層次發(fā)展。因此，在教材中以適當的方式介紹元素及其化合物的相關內容就顯得尤為重要。由于教材篇幅的限制，有選擇地、系統化地介紹元素部分是編者的必然選擇。此外，注重介紹重要化合物的實際應用，也可以開闊學生的視野，激發(fā)學習興趣。

3.突出概述化學基本原理和俯瞰化學學科全貌的功能

化學學科作為物質科學的中心，其輻射作用是巨大的。作為大學階段第一門化學基礎課，無機及分析化學對于近化學類專業(yè)學生產生的影響不應局限于“化學學科對其專業(yè)而言有什么用處”這樣的視角。很顯然，我們無法精準預測未來各學科的發(fā)展態(tài)勢，我們能做到的是培養(yǎng)學生具備以化學視角和宏大格局獲取知識的能力。因此，在教材中體現更多宏觀的化學基本原理和化學思維模式顯得更為重要。此外，目前教材中尚缺乏俯瞰化學學科全貌的內容，如何凝練相關內容會是編寫者面臨的一項挑戰(zhàn)。

4.壓縮教材體量，體現發(fā)散式思維和自主學習導向

減少理論課學時、加大實驗課學時、留給學生更多課外自主學習時間是大勢所趨。因此，目前的教材體量仍需進一步壓縮。我們無法在有限的教材容量中窮盡全部重要的知識，那就要果斷地放棄面面俱到的教材編寫模式，在教材中給學生發(fā)揮其想象力、激發(fā)其自主學習動力留下空間。然而，哪些內容該壓縮？哪些內容可以壓縮？如何設問來體現發(fā)散式思維？是值得我們考慮的。很顯然，按照這種思路編寫的教材將是“顛覆”式的，勢必需要經過一個長期的摸索過程。

5.重新考慮近化學類專業(yè)化學基礎課體系分工

當初將無機化學和分析化學整合為一門課程的動因是為了壓縮學時、提高效率，前提是無機化學中四大平衡與化學分析中四大滴定法密切相關。根據上述提到的精簡滴定分析內容的建議，另外考慮到近化學類專業(yè)大多在后續(xù)課程中開設有儀器分析課程，完全有理由重新考慮化學基礎課體系的分工，即將無機及分析化學課程重新拆分為無機化學和分析化學，無機化學介紹基本化學原理和元素及其化合物知識，分析化學概述分析科學全貌、簡介定性分析和定量化學分析、重點介紹儀器分析。特別是將定性分析、定量化學分析和儀器分析整合為分析化學課程將會更有利于學生建立起完整的分析科學思維模式。

四、思考

信息化時代的新技術層出不窮，在改變人類生產和生活方式的同時也深刻地影響著高等教育的教與學。經過過去十幾年的發(fā)展，大學的授課方式已經逐漸由“粉筆+課本”的形式轉變?yōu)椤岸嗝襟w+課件”，多媒體技術已經徹底改變了大學課堂教學形式?，F在，已經進入尋常百姓家的移動互聯網技術以及未來的虛擬現實技術將會如何影響大學課堂？這給我們帶來了極大的想象空間，同時也蘊含著極大的挑戰(zhàn)。面對這種情況，未來我們是否仍然有必要編寫“封閉”式的、“圣經”式的教材？是否可以在教材內容上適當“留白”，以給學生更多發(fā)揮想象力的機會？

微博、朋友圈、訂閱號充斥著網絡，成為了當前我們獲取信息的重要方式，傳統的紙質閱讀模式日漸式微。而對于近化學類專業(yè)學生的化學基礎課學習而言，紙質教材似乎還無法被完全取代，那么新的教材如何與“碎片化閱讀”和“讀圖時代”對接？如何使用生動活潑的形式使學生更容易接受略顯枯燥的教學內容？

大規(guī)模開放在線課程（MOOC）的出現很大程度上改變了當前教育的格局，拉平了不同地域、不同身份、不同基礎的學習者的差異，為每一位學習者提供了便捷靈活的學習機會，與此同時也帶來了對傳統課堂教學的沖擊。新的教材如何應對MOOC時代的到來？新的教材通過什么形式輔助MOOC學習？

以上一些思考，目前似乎無法得到確切答案，但是希望能夠對同行有所啟發(fā)。

[項目資助：上海海洋大學公共化學課程群教學團隊建設項目，“三?！比瞬庞媱澓?015年度中華農業(yè)科教基金教材建設研究項目（NKJ201503001）]

[責任編輯：余大品]endprint