随着高等教育的普及化、信息资源的共享化和网络技术的服务化，传统的“满堂灌”教学模式已经无法激发学生学习兴趣和提高内生动力，不利于国家5C核心素养的人才培养[1]。近年来，雨课堂、对分易、云课堂等教育技术的开发；中国大学MOOC、学堂在线、智慧树等专业课程平台的涌现；抖音，小红书以及哔哩哔哩等视频博主对教育模式和知识的冲击，对当前课堂教学提出新的挑战和要求，也为教学改革提供新的思路和方向。目前已经出现了对分课堂、翻转课堂、混合课堂[2,3,4,5,6,7]等课堂教学模式以及多种模式的组合方式，其目的是发挥学生的主观能动性，让其参与到教学过程中，学习理论知识的同时培养专业能力和创新思维。

1、无机及分析化学课程地位和教学现状

无机及分析化学是我校生物系生物科学和生物技术专业学生大一第一学期的必修课，是有机化学和物理化学的基础，也是植物、动物、微生物等专业课程的基础，所以它是基础中的基础。该课程知识的学习和能力思维的培养对学生大学学习有很大的借鉴作用。

当前无机及分析化学课程教学中普遍存在如下问题：

首先是教材与课时方面。无机及分析化学是由无机化学和分析化学两门专业课融合而来的，理论性强，涉及到的知识点多和散，而教材内容编写逻辑关系零散，知识的广度和深度不够，理论与实际联系不强。另外理论56个课时，实验42课时相对较少。而化学专业学生，无机化学(理论108课时，实验108课时)，分析化学(理论72课时，实验72课时)，还有后续仪器分析(含实验)、高等无机化学和高等分析化学对知识的补充和升华。

其次是学生与环境方面。学生从高中集体学习、节奏紧凑的环境进入大学独立学习、相对宽松的学习环境，心理上一时难以适应。进入大学，学生刚刚脱离高中教师“填鸭式”的教学模式，不适应大学自主学习的模式；父母和老师对于学习关注的减少，也让学生思想松懈，无形中将学习重心转入社交娱乐或者其他方面；另外由于高考改革，学生化学基础参差不齐。

然后是教师与教学方面。教师教学方式和考核方式单一，教学过程不注重学生的参与和理论知识的应用启迪，没有对学生的阶段性学习效果评价反馈，学生无法及时发现自身学习的薄弱环节。考核方式以70%期末卷面成绩+30%平时成绩来判定学习效果，简单而粗暴。

2、对分课堂教学模式概述

2014年张学新提出了“对分课堂”这一概念[8]。当年设置课程尝试该模式，以学年为单位汇集调查问卷结果表明学生和教师对对分课堂教学方式接受度都较高。对分课堂就此拉开了帷幕，紧接着各大高校教师也以此为新的突破口，将其结合到具体的学科教学中，不断的补充完善，开始了一种新的教学模式探究[9,10,11]。

“对分课堂”教学模式主要分为讲授(presentation)、内化与吸收(assimilation)、讨论(discussion)三个阶段，所以也称为PAD课堂[12]。该模式将课堂时间分为两部分，一部分时间分配给教师，梳理知识结构框架、明确重点难点；一部分时间交给学生，独立学习思考并集体讨论交流。对分课堂囊括了传统课堂与讨论式课堂，以学生为中心教学，强调学生自主性学习，促进师生互动。

图1展示对分课堂教学模式各阶段注解与设计意图。

3、无机及分析化学对分课堂教学模式的设计与实施

3.1 无机及分析化学对分课堂整体教学模式设计

我校生物科学和生物技术专业选用的是南京大学编写的《无机及分析化学》第五版，该课程安排56学时。鉴于无机及分析化学课程的教学内容多，课时紧张，笔者1个学时用在课程开设前的准备阶段，处理班级分组、课堂模式和大纲解读等问题。1个学时安排在课程结束后，教师与学生交流彼此在整学期运用课堂对分教学模式的体会或者提出其中有待整改的方面。54课时用于正常教学安排。

3.1.1 课程准备阶段

课程开设第一周用1学时向学生介绍对分课堂教学模式，让学生对新的教学方式有初步的认识及一定的心理准备，为接下来教学的顺利进行奠定基础。

本课程根据班级划分小组，学生之间自由组合为主，每个小组人数限定在10人以内，组内讨论选出自己的小组长。分组结束后，教师对无机及分析化学这门课程的教学大纲进行解读。学生了解学习章节的重难点，并明白每章新课学习前需要准备的微课主题，学生视角了解课程，增加学生的参与度和认知力。

3.1.2 实施阶段

教学正式开始，教师借助多媒体平台、PPT演示、实物模型等方式尽可能详细完整的讲解基本概念，然后将需要练习和查询的部分分配给学生课下自行完成。例如在开设第五章氧化还原反应这一课时，5组代表先进行“新型电池发展”的微课汇报，教师根据学生介绍，结合2019年诺贝尔化学奖，阐述锂电池的发展史、贡献、目前存在的问题以及未来发展方向，从电池发展到新型电池的应用来引入课程，提高学生的学习兴趣。然后通过学生中学电化学知识的考察，确定教学深度和进度，对氧化还原反应的概念及本质，原电池基本组成及能斯特方程式概念等内容讲解。课后学生查找相关资料完成作业，内化吸收课堂教师讲授的知识，自学填充自身知识框架并完成本节课的留下的问题，例如琢磨元素电势图的应用和查找原电池应用实例等。

第二次课带着自己的学习成果或发现的问题来参与小组间的交流讨论，组内成员汇集整理出一致的成果，在班级中展示交流。教师对学生讨论的结果进行引导和补充，教会学生自我探知和独立思考的能力。

3.1.3 课堂评价

课堂对分教学模式与传统教学的区别在于减弱了唯分数论的考试，学生平时成绩在整个课程考核中的比重有所提升，突出学生课堂参与水平的高低，也就是说过程性评价方式更符合对分课堂教学体系。平时成绩评价主体不仅限于教师，还包括个人和组内成员。评价方式加入了对学生日常学习情况、学习态度、课堂发言、作业，出勤等的评价。该评价体系对学习自制力较差的学生起到了督促作用，对学生的评价更为全面客观。下表1呈现了对分课堂教学模式的教学评价体系，较为全面涵盖了学生平时学习过程，有利于提升学生学习积极性，进而增加师生的互动交流。

教学评价是根据一些人为规定的标准对那些收集的信息是否实现教学目标的评判活动。一种教学模式得以更好的作用得益于相应的教学评价反馈体系。在构建对分课堂教学评价考核体系时应使其具有全面性原则、发展性原则、客观性原则及可行性原则。考核评价体系要涉及到教师教学的课堂效果，学生的学习收获，以形成性方式评价学生的同时也要关注到教师，即采取多元化的评价标准、内容、主体、方式，只有评价全面客观才能真实有效的反映教学改革是否有效。教师在整个教学过程中对学生具有监督引导作用，所以需要结合各个环节对学生的表现进行打分。小组内的每位成员的行为都影响着小组评分，组内也就形成了相互监督、共同进步的良好学习状态。

3.2 一节对分课堂教学设计应用实施的具体示例

对分课堂案例：第八章《配位化合物》新授课(隔堂对分)

配位化学在人们对于配位聚合物和多核配合物的深入了解中逐步发展起来，与分析化学、有机化学、工业化学、药物化学等学科相互渗透，成为许多学科的连接点，当前配位化学已顺着深度、广度及应用领域发展[13]。本节我们将要学到的配位化合物在无机化学中占据重要位置，主要研究配位化学物的组成、定义、表示方法、价键理论要点；配位平衡中平衡常数的物理意义及相关组分平衡浓度计算等。

教学设计过程：

3.2.1 教师讲授阶段

3.2.1. 1 导入环节

【教学内容】引入配合物这一全新概念，并指出它的价值和广泛用途。

【微课展示】2组同学进行“配合物的产生”的微课展示，引入配合物。

【教师讲述】法医借助四甲基联苯胺显现法提取到潜血指纹为案件侦破提供了最直接的证据。四甲基联苯胺显现法的原理为利用溶解有过氧化氢和四甲基联苯胺的溶液与人血液中的过氧化氢酶发生酶催化进而氧化四甲基联苯胺为蓝绿色的四甲基联苯胺蓝，以显现出血手印[14]。这其中的四甲基联苯胺蓝就属于我们将要学习的配位化合物。配位化合物组成复杂但是用途广泛。接下来我们就来详细学习这类化合物。

3.2.1. 2 新课讲授

【教学内容】配位化合物定义、组成、命名；配位解离平衡

【教师演示】视频演示：将逐滴氨水加入硫酸铜溶液中产生蓝色沉淀，继续滴加氨水后沉淀消失而溶液的颜色加深。原因是其中产生复杂离子[Cu(NH3)4]2+，借助动画演示介绍配位键，进而引出配合物定义。

【教师讲述】以普鲁士蓝Fe4[Fe(CN)6]3为例详细介绍配合物的组成，依次讲解中心原子、外界、内界、配体、配位原子及配位数，然后区别配位数和配体数。对配合物进行命名，并给出配合物命名原则。以文稿中的例子与学生一起在命名中了解命名方法。

【过渡】对配合物有初步了解后，我们又会思考为什么不同的配合物具有不同的空间构型呢？不同配体结合同一中心原子形成的配离子稳定性为何有所不同呢？由此引出接下来着重学习的配合物的价键理论。

【教师演示】在黑板上以[Zn(NH3)4]2+为例进行板书推导，Zn2+的外层电子层结构为3s23p63d10，其中的4s和4p是空轨道，配体NH3中氮原子上有孤对电子，中心原子和配体以配位键方式结合。进一步通过多媒体展示具体杂化过程。杂化轨道理论是配位化合物价键理论生成基础，学习过程中可对比学过的分子杂化轨道进行理解。学习价键理论后通过举例[FeF6)]3-与[Fe(CN)6]3-形成过程解答前面提到的问题。[FeF6)]3-中的配位原子氟的电负性较大，中心原子核外电子云受到其核外电子云的排挤较小使得中心离子价电子层结构不变。由此定义通过最外层空轨道杂化成键的配合物为外轨型配合物。而[Fe(CN)6]3-中的氰离子的配位原子电负性较小，核外电子云对中心体的核外电子云排挤很大，加上原子核对核外电子束缚能力弱导致中心原子的核外电子结构改变。于是规定中心原子电子排布改变并参与外层空轨道杂化成键的配合物为内轨型配合物。由此定性判断外轨型配合物不如内轨型配合物稳定。

【过渡】在化合物学习过程中，除去学习物质本身的结构组成还涉及到反应过程中化学平衡问题。那么针对配位解离平衡问题，我们又从何着手呢？

【教师讲述】类比我们学过的平衡反应，这里给出了配位平衡的定义：即配离子的解离与生成同时发生且存在动态平衡。从学过的平衡反应中我们归纳出用于解决平衡问题的基本思路：首先找到配平的化学方程式，然后求出平衡常数，最后根据离子间的平衡浓度代入表达式求解。我们就以例题进一步学习。

【教师演示】在1.0 m L 0.040 mol·L-1 AgNO3溶液中加入1.0 mL 2.0 moL·L-1氨水溶液，计算平衡后溶液中的Ag+浓度。

由题可得化学反应式

因溶液体积增大一倍，浓度减少一半，AgNO3溶液为0.020 mol·L-1，氨水溶液为1.0 mol·L-1,NH3大大过量，可认为所有Ag+都生成[Ag(NH3)2]+。假设平衡后银离子浓度列式计算解得银离子浓度为1.9×10-9 mol·L-1。

类比学习配位平衡问题时我们同要需要考虑平衡移动的影响因素。那么针对配位平衡移动影响因素有哪些这一问题我们就留给同学们自行总结归纳。下面给同学们留了几个题目以便大家课后回顾。

3.2.1. 3 巩固提升

(1)给下面配合物命名。

(2)试用价键理论说明下列配离子的键型、几何构型和磁性。

(3)配位平衡移动影响因素。

3.2.1. 4 小结作业

回顾本节课所学内容，首先讲了配合物的定义、组成及命名方式，然后说明了配合物的价键理论要点，最后是配位解离平衡及平衡移动。熟练掌握本节课知识点需要同学们完成课本后对应的习题，并总结知识系统，课后搜集资料整理有关于配合物在生产生活的应用。

3.2.2 学生内化吸收阶段

该章节内容采用隔堂对分，学生在课后自行回顾整理出配合物基本概念框架，涵盖配合物基本概念、配合物价键理论、配位平衡，解决课堂留下的问题。

查找资料了解配合物发展起源和前沿拓展知识。配位化学这一概念由瑞士科学家维尔纳首先提出，紧随其后的是德国两位研究员发现配合物叶绿素与血红素，借此美国的鲍林于1954年提出了配合物价键理论，针对配合物的研究学习一步步发展起来[15]。随着配合物研究范围的扩大，当前配合物研究类型有一定划分，例如多核配合物和原子簇合物，在药物医学广泛应用的多金属含氧簇合物，在新型功能性材料有潜在利用价值的多面体簇合物与树状大分子，以环糊精为构筑单元衍生出的超分子化合物，碳簇合物等[16]。配合物依托于材料化学、催化科学及生命科学的发展，应用前景更加广泛。就资料显示用于治疗缺铁性贫血的柠檬酸铁铵、应对血吸虫病的酒石酸锑钾及控制糖尿病的胰岛素等部分药物其本身就属于配合物。一些配合物有抗菌抗病毒作用，甚至研发出作抗癌药物的配合物[17]。

3.2.3 交流讨论阶段

在交流讨论课堂中小组成员间监督查看彼此间作业完成情况，并核对作业正确率，针对个人困惑部分首先是小组内部互助解答交换观点，组内都无法攻克的难题在统一在课堂中提出由师生共同解决。针对配位化合物这一章，教师布置的作业相对容易完成，就配合物的书写命名这一部分的内容虽然是基础性知识，但能够完全掌握并写对需要大量的练习总结。教师整体把控解决课堂遗留问题的时间，然后引导学生重心转移到课下搜集整理的有关配合物在生产生活中应用这个讨论主题上来。借助抽签选出在班级里展示的三个组，其余小组补充，教师对共性问题进行讲解强调。最后教师带领学生回顾上节课内容，梳理知识点为之后学习构筑支架。

教学结束后，教师先根据课堂呈现的作业与学习情况、任务完成程度对小组点评给分，小组内成员间互相评分。

4、小结与展望

本文在无机及分析化学课程教学中进行对分课堂教学模式的探索。对分课堂教学模式中线上课程、学生微课、教师讲授与课堂讨论相结合，教学更灵活多元化，教师和学生的角色伴随着教学环节的改变而变化。学生真正意义上成为学习的主体，从被动的接受学习转变为主动的发现学习，教师在这一过程中对学生学习的辅助构建、引导及督促必不可少。

无机及分析化学这门课程在学习中涵盖大量概念性知识及计算，此类理解类内容必须依靠学生自身领悟，而引入对分课堂教学模式，借由学生学习态度的转变使得学习效果得到提升。学生通过自身内化吸收知识然后彼此交流讨论对知识的理解就更深入；通过自我探索知识的过程，学习效率提高的同时也强化了学生学习兴趣。

这一教学模式的顺利展开有赖于教师对教学环节的把控，教师要提前进行教学设计，辅助学生明确学习重点难点，发现学生中共同存在的问题，及时给学生学习反馈，根据学生接受程度有效调控整体教学进度，在促进学生知识增长的同时也让学生个体品德，专业素质得到发展。看似教师课堂教学负担减轻，实则教师需要更加过硬的专业知识及教学能力，同时还要不断的学习累积教学经验、科研经验，丰富自己知识结构的同时，让教师科研更多的辅助理论教学，对教师而言是一个极大挑战。

参考文献:

[1]北京师范大学中国教育创新研究院.5C:面向未来的核心素养——《21世纪核心素养5C模型研究报告(中文版)》发布.中国教师报,2018-04-11.

[2]杨淑萍,王德伟,张丽杰.对分课堂教学模式及其师生角色分析[J].辽宁师范大学学报(社会科学版),2015,38(05):653-658.

[3]高琼芝,刘英菊,张声森,等.“翻转课堂”教学法在无机及分析化学课程教学中的实践与效果分析[J].大学化学,2021,36(07):101-108.

[4]梁爱萍,王月,丁晶,等.“五位一体”混合式教学模式研究与实践——以无机与分析化学课程为例[J].化学教育(中英文),2021,42(06):33-37.

[5]冯雪花.翻转课堂在高校课堂教学中的应用分析[J].大学教育,2019(4):43-45.

[6]黄海风,刘培国,唐波,等.SPOC:高校混合教学新模式[J].高等教育研究学报,2016,39(02):43-48.

[7]陈通,刘纯友,程谦伟.对分课堂模式在“仪器分析”课程教学中的应用研究[J].教育教学论坛,2021,27:145-148.

[8]张学新.对分课堂:大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛,2014,12(05):5-10.

[9]宋益善,盛洁,王朝瑾,等.对分课堂在农业大学“有机化学”教学中的应用探讨[J].教育教学论坛,2016,49:159-160.

[10]张霞,韩义德,王锦霞,等.结合PBL课例的无机化学线下对分课堂教学设计与实践[J].化学教育(中英文),2022,43(02):40-44.

[11]庞榕,信建豪,王聪颖.“对分课堂”教学模式在《分析化学实验》中的应用研究[J].广州化工,2022,50(14):256-258.

[12]张学新.对分课堂:中国教育的新智慧(对分课堂教学手册丛书)[M].北京:科学出版社,2016.

[13]李燕.配位化学教学方法初探[D].兰州大学,2010.

[14]王忱,沈幼凤.配位化合物在法庭科学中的应用[J].微量元素与健康研究,2014,31(01):70-71.

[15]刘大鹏,李汝奕.配位化合物教学研究[J].化学教育,2015,36(14):9-12.

[16]丁彦滨,彭丽.配位化合物的进展[J].化学工程师,2003(06):42-43.

[17]吕海珍.配位化合物及其在医学上的意义[J].大同医学专科学校学报,2003(02):31-32.

文章来源:任晶,左玉,曹津津等.“对分课堂”在《无机及分析化学》课程教学中的改革探索[J].广东化工,2023,50(20):231-234.