真实问题情境融入无机化学B课程教学与实践

张国林，杨闻晓，白鹭，矣杰，吴秋华*

（辽宁大学化学院，辽宁 沈阳 110036）

摘 要：针对无机化学B课程理论性强、理解难度大的特点，在课堂上提出一些学生专业中常遇到的问题，融入理论的讲解中。便于学生理解本课程的理论，培养学生思考的习惯，也为后续专业课的学习打下基础。

关键词：真实问题，无机化学B，生物技术

基金项目：辽宁大学本科教学改革研究项目──真实问题情境融入无机化学B课程教学与实践——以生物技术专业为例（JG2022ZSWT023）。

作者简介：张国林（1969-），男，蒙古族，辽宁阜新人，博士研究生，辽宁大学化学院教授，研究方向为功能高分子和有机/无机复合纳米材料；通讯作者：吴秋华（1970-），女，汉族，湖北广水人，博士研究生，辽宁大学化学院教授，研究方向为功能高分子的设计合成。

引言

真实问题情境，在课堂上提出学生专业中常见的问题，一边介绍理论，一边让学生用所学的理论，提出解决问题的办法。在这个过程中，加深对理论知识的理解，培养学生理论联系实际的学习方法。问题的提出，激发了学生的好奇心和求知欲，能提高学生的学习热情。

目前，我国高等教育投入不断加大，教育综合改革持续深化，高等教育大众化水平大幅提高。随着社会的发展，高素质人才的需求急剧增加，要求高等教育要着重培养学生的综合素质，培养创新型、应用型人才。

《无机化学B》是高等学校生命学院，轻产院和药学院相关专业一年级学生必修的一门基础课。是一门理论课程，课程的理论性强，比较抽象，不易理解。课程的主要研究内容有：物质的状态、化学热力学、化学反应速度、化学平衡、沉淀溶解平衡、酸碱平衡、原子结构、分子结构、氧化还原反应、配位化合物等。通过本课程的学习，使学生理解化学反应过程的一般规律及原子分子结构，掌握足够的基础化学知识和原理，为学习后续课程及解决科研生产实践中的问题奠定良好的基础。课程研究方法，既有理论推导，又有大量实验得出的结论，对学生理性思维、逻辑推理的培养有重要的作用。

因为教授的对象是大一新生，刚刚经历了高考，尚未从高中学习习惯中转变过来，对于大学课程授课内容多，尚未完全适应。我们采用真实问题情境模式给学生教授理论，能培养学生理论联系实际的学习方法，调动实践积极性，增强实践能力，培养学生分析问题，解决问题的能力。

目前《无机化学B》教学中教与学存在的问题主要表现在以下几方面：

（1）学生处于高中向大学学习转变的适应期，尚未完全适应大学知识量大的授课方式。

（2）无机化学理论性较强，学生对知识点的理解有欠缺。

（3）大多数学生上课能认真听讲，课下完成作业，部分学生学习热情不够。

因此，结合《无机化学B》课程特点，针对教学中存在的问题，采用真实问题情境模式，能培养学生理论联系实际的学习方法，调动实践积极性，增强实践能力，培养学生分析问题、解决问题的能力，以取得更好的教学效果。

1 具体改革内容

1.1 深挖课程中与学生专业相关的问题

因为生命运动与化学息息相关，教学团队深入挖掘生物技术中与《无机化学B》课程相关的实例，将其融入到理论教学中。

1.2 将真实问题情境融入教学。

在理论课的讲授中，提出相关问题，启发学生思考；引导学生查找答案；课堂讨论，老师总结，并将实例与讲解的理论内容有机结合。改革实施方案如图1所示。 

图1 改革实施方案

（1）提出问题。在理论讲解的过程中，提出我们准备好的实际生活中或与学生专业相关的问题，启发学生思考。比如，在讲授第三章化学反应速率前，我们提出，生命体内的同化作用和异化作用，消化和分解等复杂的化学反应，为什么能够高效快速的进行呢？在讲缓冲溶液的时候，让学生思考，为什么人体的体液和血液pH值能维持在中性？在讲到晶体结构的时候，我们可以提出，自然界和生物体内中常见的碳酸钙，有很多种晶体存在形式，人体的骨骼、牙齿、自然界的贝壳，主要成分都是碳酸钙，碳酸钙有哪些晶体形态，它们是如何形成的？

（2）引导学生查阅资料。学生根据我们提出的问题，查阅相关资料，寻找答案。有些问题，可能学生根据中学的生物知识已经知道，比如生命体内的各种化学反应，能够快速高效的进行，是因为体内存在酶。有些问题学生有一些模糊的认识，需要简单查阅文献，或者百度查找就能找到答案，比如，血液体液能维持中性的原因。有些问题，则需要老师查阅文献，细致的讲解才能了解，学生可以根据自己的兴趣选择文献阅读，比如碳酸钙的形成及生物矿化。

（3）课堂讨论，提出的真实情境问题，找到答案，总结问题，与我们讲授的理论内容有机结合。生命体内存在酶，酶就是一种高效催化剂，具有专一性，比如过氧化氢酶只分解过氧化氢。酶催化剂在一定的条件下催化效果最好，当患病时，体温的改变，体内pH值的改变，可能都会导致酶的催化效果降低。这样可以加深学生对催化剂和反应速率的理解，在以后学到专业课相似内容的时候，也能举一反三。

有些问题需要学生简单查阅，血液和体液中含有许多缓冲体系，这些缓冲体系，维持人体中性的体液和血液环境，才能使生命过程中的各种过程顺利进行，人才能健康，具体的缓冲体系则需要学生去查。

有些问题则需要老师讲解。如仿生矿化属于目前科研领域的研究课题，可以让学生查阅其中一些背景知识，比如学生能够查阅：至目前为止，已经报道了三种不同形式的碳酸钙晶体：方解石、球霰石、文石，其中热力学最稳定的形态是方解石。生物体可以利用自己体内的生物大分子作为模板，调控晶体的成核、生长过程，从而调控晶体的结构和形貌，也就是生物矿化。生物矿化得到碳酸钙具有特殊的性质，比如贝壳中的碳酸钙，主要是方解石和文石，但贝壳硬度是普通文石的2倍，韧性是普通文石的1000倍；除了方解石和文石，其中还含有有机物，它是在有机物质的诱导下矿化形成的有机-无机复合材料。生物矿化引起了科学家们的关注，许多学者在研究体外诱导的仿生矿化。关于仿生矿化的新进展，包括仿生矿化的意义、实验方法、目前使用的诱导剂，以及矿化的可能机理，则需要老师讲解。既让学生深刻的理解了晶体的概念，又窥探了生物界的丰富多彩。引发学生探索科学奥秘的求知欲。

1.3 探索真实问题情境融入《无机化学B》课程实施过程的有效方法。

问题的选择。我们选择与学生专业相关的问题融入教学，但大一的新生尚未学习专业课，所以我们选择的问题不能专业性太强。如果这些真实问题的答案过于深奥，难以理解，学生就会失去兴趣，那我们想通过真实问题情境，加深学生对《无机化学B》课程理论的理解就是空谈。选择学生熟悉的生活中或与专业相关的问题，才能引起学生的兴趣，才能加深学生对专业知识的理解。同时又有利于学生在今后的专业课学习中举一反三，为今后课程的学习打下基础。

真实问题的融入，是为了增加课程的趣味性，加深学生对理论知识的理解，同时又有利于今后专业课的学习，使学生能够将基础理论和专业课程有机结合。但引入真实问题要适度。过多的介绍问题，容易将理论课变成专业问题分析；介绍过少，不能很好地发挥真实问题对专业理论的调剂作用。

所以我们尽量每章都有一个问题。比如第一章介绍气体，向学生介绍，与生命息息相关的空气就是一种气体混合物，含有氧气、氮气和二氧化碳等气体，混合物组分及含量的改变，可能会影响人类及其它生命体，比如二氧化碳含量过高会使全球变暖，对生活会有重大影响。热化学教学中，让学生理解生命中的能量来自体内化学反应放热。距离地面20-50 km有一个臭氧层，是氧气吸收紫外线生成氧原子，氧原子和氧气分子反应生成臭氧分子，臭氧分子又能够在紫外线作用下变成氧分子，臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。我们熟知的光合作用就是氧化还原反应。

2 结语

将真实问题有机融入《无机化学B》的理论教学中，在讲授理论知识的过程中，提出与学生专业相关的问题，引导学生查阅资料，参与课堂讨论，最后教师总结。这一过程，增加了课程的趣味性，提高了学生在课程中的参与度，加深了学生对理论知识的理解，培养学生思考问题的良好习惯，为学生今后理论课的学习打下基础。