[摘要]文章针对工科学生学习基础化学积极性不高，基于大一学生认知特点和应用型人才培养需求，结合笔者课程教学实践，以无机化学与化学分析绪论课为例，总结出基于问题设计艺术，即以解决“学什么（what）、为什么学（why）和怎么学（how）”三大问题为主线，激发学生学习兴趣和提高学生学习积极性的绪论课上课模式。
[关键词]无机化学与化学分析；课程建设；教学实践
[Abstract]article for chemical engineering students learn basic motivation is not high， based on the characteristics of freshman students" cognitive and applied talents training needs， combined with the author about the course， inorganic chemistry and chemical analysis Introduction class， for example， summed up the problem-based design Art， that is to solve the "what to learn （what）， why bother to learn （why）， and how to learn （how）" three major issues the main line， to stimulate student interest in learning and improve student learning enthusiasm introduction class to class model.
[Key words]inorganic chemistry and chemical analysis； curriculum construction； teaching practice
无机化学与化学分析是由无机化学和分析化学整合而来的一门专业平台课程，主要面向化学工程与工艺、应用化学、材料化学、环境工程和能源化学工程等多个本科专业开设。
本文主要以无机化学与化学分析绪论课教学实践为例，对以解决“what（学什么？）、why（为什么学？）和how（如何学？）”为主线，激发学生学习兴趣和提高学生学习积极性的基于问题设计艺术上课模式进行了介绍和总结。
一、了解工科大一学生化学基础，找到绪论课的切入点
现行高考模式导致高等院校录取招收的学生化学知识基础不同，甚至相差较大。不参加化学科目高考的学生，只是在高中低年级修满毕业要求的6个学分，进入大学学习，其高中阶段所学习化學知识只能算是启蒙加基础；参加化学科目高考的学生，可能具有8-10个学分的化学知识量，其高中阶段所学的化学知识基本能够支撑大学化学专业领域的主干知识框架。[1]
对于化学工程与工艺等工科类学生，主要来源于高中理科生，高中阶段化学课程内容只是定性地对大学化学部分基本核心知识的简单介绍，对于相关概念、理论还不能全面、系统地进行深入阐述，还不能从定量的视角表达、描述和应用。
二、把握工科大一学生学习心理，找到绪论课的兴趣点
大一刚入学工科专业学生对工科的理解往往局限于较模糊的“工程”概念，许多学生认为，无机化学、分析化学等四大基础化学是理科同学应该学习的，他们学好学不好无所谓。所以，当拿到课表看到“无机化学与化学分析”这门课时，很容易产生疑问：这是一门啥课程、学习哪些知识（what）？为什么学、与我们工科课程有多大关联度（why）？怎样学（how）？等问题。这些都是学生的关注点、兴趣点。设计问题、创造性地解决好这些问题，直接关系到绪论课的成败，也关系到该门课在学生心目中的地位。What、why、how恰巧是问题设计艺术的关键环节。
三、贴近学生基础，融入学科前沿，解决是什么、学什么（what）问题
关于如何讲好绪论课，专家、学者针对不同课程提出了很多有益的建议。[2-7]如何从学生的实际出发，抓住学生的心理，激发学生的学习兴趣、发挥课程在人才培养中的作用是大家共同关注的问题。在了解学生基础和心理特点的前提下，首要解决的问题就是该课程是什么、学什么（what）的问题。
上课首先抛出第一个问题，“中学化学课程中，同学们都学过合成氨反应，对该反应你们了解多少？”，第二个问题，“若在化工生产中投产，按年产100万吨计算，投资商关注什么？工程师关注什么？如何对产品的质量进行控制？如何进行清洁生产，做到节能环保？”。及时对学生的回答进行总结、提升，指出反应的产率、速率问题，学完无机化学知识即可解决，质量检测是分析化学中要学习的内容，其中，分析可分为化学分析和仪器分析，反应工艺设计、厂房布置、节能环保等是同学们后续课程关注的问题。由此，指出无机化学与化学分析是无机化学和分析化学中化学分析部分的有机结合。这样就解决了是什么的问题。同时，学生也对该门课程有了专业的认同感。
学生了解了该门课是什么后，关于学什么也有了初步了解，为了实现知识的完整性、培养学生的学习兴趣，抛出第三个问题，“大家都知道合成氨需要的反应条件较苛刻，如高温、高压、催化剂等，根据你所掌握的知识，能否通过其它途径将氮气转换成氨气？对于任意一个反应，又如何判断反应的可行性与收率问题呢？”，借机介绍人工固氮的学科前沿知识，指出化学热力学、动力学初步知识是该门课的知识模块之一。而后，基于学生已掌握的中学化学平衡初步知识，总结出四大平衡、四大滴定是该门课程的又一知识模块。接着抛出第四个问题，“世界发展日新月异，假若发现118号元素，你能确定它在元素周期表中的位置、可能具有的性质及应用价值吗？”，指出物质结构、元素化合物部分是该门课程的另外两大知识模块。这样，学生既了解了该门课是什么，又明白了该门课程的四大知识模块。
四、抓住学生兴趣点，解决为什么学（why）问题
工艺设计、工程管理是工科类学生感兴趣的话题，以此为切入点，容易激发学生的学习兴趣。为解决为什么学，设计了如下问题：某企业拟投资生产丁二烯，有人提供了如下三种方法，
（1）C4H8（g）=C4H6（g）+H2（g）
（2）C4H8（g）+1/2O2（g）=C4H6（g）+H2（g）
（3）2C2H4（g）=C4H6（g）+H2（g）
作为工程研究人员，你关注哪些问题？引导学生讨论后，总结指出，哪种方法能实现生产（反应能否发生、若能发生反应条件如温度、压力、催化剂等）、哪种方法更节能环保（需要的反应温度低等）、哪种方法能产生较大的经济效益（反应的速率和转化率等）都是首先要考虑的问题，解决以上问题所需要知识即无机化学与化学分析课程模块一所涉猎的内容。只有这些问题明确了，才能进行工艺路线设计、反应釜设计等工程设计环节。对于生产所需原料的纯度、反应过程中反应进度的监控，及最后产品的质量检测均需要通过分析化学手段来把关。由此看来，学好基础化学知识是必要的。
当然，上面列举的只是一個案例，化学知识与实际生活密不可分，同学们已深有体会，留给学生课下总结。接着抓住学生关注的航空、航天事业与化学的关系问题，选择隐形材料、形状记忆材料、超导材料及嫦娥一号着陆系统控制等学科前沿知识，和同学们分享。及时总结，一个国家航空、航海、航天发展水平的高低，也与化学的发展息息相关，如隐形材料、超导材料、形状记忆材料等都与我们即将学习的元素化合物知识紧密相连，无机化学与化学分析所学习知识是基础，是解决许多工程问题、能耗问题、质量问题、材料问题的基础。
五、授人以渔，解决怎样学（how）问题
指导学生如何学好课程、引导学生实现学习方式的转变，进而培养学生良好的化学素养，是需要从大学第一堂课开始并一以贯之的。绪论课作为第一堂课，其重要性可想而知。
六、总结与体会
在绪论课教学中，以“学什么（what）、为什么学（why）和怎么学（how）”三大问题为主线，扣紧学生关注问题，设计问题、引入案例、融入学科前沿，较好地激发了学生的学习兴趣，极大地提高了学生学习积极性。同时，将工程、环保、节能等理念融入教学，使工科学生对专业有了认同感。
实际上，具体到任意一课堂，what即该节课的教学目标、教学内容、教学重点和难点；why即学习本节内容有什么用，或与工业生产、学科发展、培养目标的实现等有何联系等；how即教法和指导学生学习的方法的选择。试想，不只是绪论课，对任意一节课，如果教师从备课开始都能抓住这三点，课堂上再逐一落实，都将是一节精彩的课。该授课模式长期坚持下去，对于学生而言，学生的自学能力、逻辑思维能力、探究学习能力都将有大的提升。
参考文献
[1]陆靖.高中化学与大学化学知识衔接的研究[J].大学化学，2014，28（1）：11-21.
[2]郑凯迪，王建光，毛孙忠，叶辉.讲好绪论调动起学生学习生物化学的兴趣[J].大学教育，2013，（7）：118-119.
[3]刘延辉，林文松，李曼萍，王慧萍，李芳.基于激发学习兴趣的绪论课实践-以航空材料为例[J].大学教育，2013，（3）：56-57.
[4]邓玉恒，李夏，王少亭，聂峰梅，金琼花，田洋.普通化学原理绪论课的一点教学体会[J].首都师范大学学报（自然科学版），2007，28（12）：6-10.
作者简介
李大枝，1971- ，女，副教授，博士，化学工程系副主任，主要研究方向：材料设计与模拟；化学分离。
资金资助
山东省高等学校精品课程建设项目（2013BK008）
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