无机及分析化学理论和实验课程分别是非化学专业本科生入学之后的第一门化学类专业基础课。作为首门化学理论和实验课程，无机及分析化学的教学质量对后续化学基础、专业课程以及相应实验课程的学习效果将产生深远的影响^[1-5]。无机及分析化学是一门以实验为基础的科学，笔者一直承担着非化学专业无机及分析化学理论课和实验课的教学工作。在教学中发现，目前非化学专业无机及分析化学基础课教学中明显存在着理论教学与实验教学不同步的情况。通常学生开始做实验时，理论课讲授还在入门阶段，相差比较大。而等到理论课上要讲这部分内容时，学生的实验又到了另一个阶段的内容。理论课教学与实验课教学始终无法契合。针对教学过程中存在的这些问题进行了一些积极的尝试，开展研究，并在实践中予以应用，在“讲一练二考三”新型教学理念的指导下，努力推动本科教学从侧重“传授知识”向“提升素质”转变、从“以教为主”向“以学为主、教学相长”转变，切实提高本科教学质量，促进学生全面发展。

为达到理论课教学与实验课教学相结合的目的，无机及分析化学理论课的任课教师应尽量同时承担无机化学和分析化学实验课教学^[6-9]。学习无机及分析化学的学生都是一年级新生，由于高考制度的改革，很多学生在高中阶段很少学习化学，那么就造成学生对化学学科理解的差别以及实验操作上的差距。为了保证实验课内容与理论课知识学习同步，实验课内容第一、第二次均安排实验操作练习，让学生熟悉环境，认识仪器。随着理论课知识的深入，实验课程进入合成与测试实验阶段，这时指导教师在讲授实验课时除了继续强调操作上的注意事项外，跟随着实验步骤，应该启发学生与理论知识相结合，边操作边思考，真正意识到自己的每步操作都是有依据的，而不是照本宣科，看着书变成操作工，从头几次的不熟练变为熟练的操作工，一旦离开了书本，自己一片空白。强调在实验之前要预习，预习的程度应该掌握在确实明确实验目的，实验的原理，依据是什么，为什么可以这样操作，简单的操作步骤能叙述下来。这样带着这些内容进行实验课学习，教师就可以以此为主线引导学生，不仅明白了要做什么，怎样做，还知道了做的意义，以及与理论课知识相通之处。两者互相促进，互相学习，达到融会贯通。在基础无机实验中^[10]，氯化钠的提纯是最基本的实验内容。实验中在最后一步，在滤液中逐滴加入6 mol∙L⁻¹ HCl溶液，中和过量的Na₂CO₃至溶液呈微酸性(pH = 2−3)。将溶液倒入蒸发皿中，蒸发浓缩至稠液状，切不可蒸干。冷却后减压过滤，将结晶干燥、称重。在这步实验操作中，除给学生讲清操作外，结合理论课知识，向学生提出问题“为什么在中和这一步，加入HCl溶液后要使溶液的pH在2−3之间？我们就认为溶液中的CO₃²⁻中和完全了。”实验不仅要注重操作，还要明白操作过程涉及的理论基础。通过课前的预习，应该会有一部分学生想到酸碱溶液中H⁺浓度的计算，但如果事先没有让学生按实验与理论结合预习，多年教学经验得知学生一时不会想到这些，即使他们对酸碱理论H⁺浓度计算很明白。所以教师通过引导，结合酸碱溶液一章，我们一般认定的溶液中CO₃²⁻浓度达到10⁻⁶就认为中和完全了，这时通过二元弱酸H⁺浓度的计算公式，就可近似得出pH在3左右。实际实验操作中pH在3−4之间，这些在操作前都与学生有交流讨论，同时还有部分学生可以将H⁺浓度增加到pH在1左右，从实验结果比较，确认前面加入的HCl溶液量。这样学生不仅从理论上明白，从实际操作角度也掌握理论指导下的实验。使他们更加理解理论与实验之间的联系，互相促进，互为基础。

那么在下次实验前一节课时应告知学生应该预习的内容，比如化学性质实验，要求学生做预习时将理论上的反应式和实验现象都写清楚，遇到没有学到的内容，通过查阅资料掌握。这样在具体操作时就有可比性，通过实验现象来验证理论点，从理论角度出发解释现象，尤其是理论现象与实际现象不符时，如何进行探究。我们常见到的现象就是棕色环的形成，在这个实验中从理论上解释非常顺畅，不会涉及到太多计算，但在实际操作中许多学生都看不到此现象。

$\begin{array}{l}3{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }} + {\rm{NO}}_3^ - + 4{{\rm{H}}^ + } = 3{\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }} + {\rm{NO}} + 2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}\\{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }} + {\rm{SO}}_4^{2 - } + {\rm{NO}} = \left[ {{\rm{Fe}}\left( {{\rm{NO}}} \right)} \right]{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}\left( {棕色的硫酸亚硝酰铁\left( {\rm{I}} \right)} \right)\end{array}$

这与操作技巧很有关系，溶液的滴加程度、快慢、位置都决定了实验的成败。让大多数学生看着其他学生亲自做出来的实验结果，有了自己操作的信心，在操作上反复实践，争取达到实验要求。这样会让学生明白理论上如此简单的氧化、配位反应，在实际操作中如此不易，慢慢培养他们的动手实践能力。理论联系实践，实践不能脱离理论。

教师同时讲授理论课和实验课，这样在备课过程中，教师结合理论知识，在充分查阅资料的基础上深刻理解实验内容，并事先对每个教学实验进行操作。那么在理论课上涉及到这方面内容时，就可以适度地结合相关实验内容，编制为本次知识点的例题，这样不仅有利于加深对理论知识的理解，更感受到理论知识的实际应用，容易掌握知识点，激发求知欲望。例如在讲到氧化还原滴定分析及应用时，就可以利用相关实验内容作为例题。氧化还原滴定分析中常用的重铬酸钾法，那它在实际操作中是如何测定铁的呢？

图1所显示的过程就是采用传统重铬酸钾法对铁含量(有汞法)进行测定时的步骤，讲到氧化还原法除了介绍几种滴定方法的区别之外，重铬酸钾法滴定最重要的有汞法和无汞法的过程，利弊要讲清楚。通过这个测定增强环保意识，使学生对试剂的危害有了直观的认识。结合氧化还原的经典计算，教师提出为什么在这里要用硫磷混酸，目的是什么？加S-P(硫-磷)混酸的目的：一是控制酸度，K₂Cr₂O₇在H₂SO₄中呈氧化性；二是络合Fe³⁺，消除Fe³⁺黄色。Fe³⁺逐渐增多时，黄色加深，干扰滴定。而

${\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }} + {{\rm{H}}_3}{\rm{P}}{{\rm{O}}_4} = {\rm{Fe}}({\rm{HP}}{{\rm{O}}_4})_2^ - \left( {无色} \right)$

具体为在1 mol∙L⁻¹ H₂SO₄中， $\varphi _{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}/{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}}^{\ominus'}$ = 0.68 V，那么滴定的突跃起点 $\varphi $ = $\varphi _{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}/{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}}^{\ominus'}$ + 3 × 0.059 = 0.86 V(起点)，比 $\varphi _{{\rm{In}}}^{\ominus'}$ = 0.85 V大，这样造成终点提前，误差为−0.2%。而在1 mol∙L⁻¹ H₂SO₄和0.5 mol∙L⁻¹ H₃PO₄中，由于Fe(HPO₄)₂⁻的生成， $\varphi _{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}/{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}}^{\ominus'}$ = 0.44 V，滴定的突跃起点变为 $\varphi $ = $\varphi _{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{3 + }}/{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}}^{\ominus'}$ + 3 × 0.059 = 0.62 V(起点)， $\varphi _{{\rm{In}}}^{\ominus'}$ = 0.85 V在突跃范围内，减小了误差。通过这个例题的讲解，不仅让学生练习了氧化还原的计算，更明白实际应用中是如何与理论相结合的。实践证明教学效果很好。

学生通过亲手操作，亲力亲为，进行实验后的问题讨论，逐步掌握理论与实践的交叉性，应用在实验过程及结果中得到的知识解决一些问题，在整个过程中完善知识的构建。例如，在考查学生对反应方程式掌握的程度时，结合实验内容，我们给出题目：写出用硫酸亚铁铵制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾时的反应方程式，要求分步书写。这样的题目内容不仅考查了学生对反应方程式书写的掌握，更能切实了解学生对所做实验内容的掌握程度。如果在实验中学生理论联系实际，对操作中的每一步都明白，看到现象一——黄色沉淀，知道是草酸亚铁(式(1))；看到现象二——深棕色絮状沉淀，知道是氧化产物氢氧化铁(式(2))；看到现象三——翠绿色透明溶液，知道是最终产物——三草酸合铁(Ⅲ)酸钾(式(3))生成了，然后通过结晶操作，得到产品。如果这些操作过程和反应式相结合，学生自然就记忆深刻，而且容易理解。

(1)${{{\left( {{\rm{N}}{{\rm{H}}_4}} \right)}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4} \cdot {\rm{FeS}}{{\rm{O}}_4} \cdot 6{{\rm{H}}_2}{\rm{O}} + {{\rm{H}}_2}{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4} = {\rm{Fe}}{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4} \cdot 2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}} \downarrow + {{\left( {{\rm{N}}{{\rm{H}}_4}} \right)}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4} + {{\rm{H}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4} + 4{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}$

(2)${6{\rm{Fe}}{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4} \cdot 2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}} + 3{{\rm{H}}_2}{{\rm{O}}_2} + 6{{\rm{K}}_2}{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4} = 4{{\rm{K}}_3}\left[ {{\rm{Fe}}{{\left( {{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4}} \right)}_3}} \right] + 2{\rm{Fe}}{{\left( {{\rm{OH}}} \right)}_3} \downarrow + 12{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}$

(3)${2{\rm{Fe}}{{\left( {{\rm{OH}}} \right)}_3} + 3{{\rm{H}}_2}{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4} + 3{{\rm{K}}_2}{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4} = 2{{\rm{K}}_3}\left[ {{\rm{Fe}}{{\left( {{{\rm{C}}_2}{{\rm{O}}_4}} \right)}_3}} \right] \cdot 3{{\rm{H}}_2}{\rm{O}} + 3{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}$

又如实验天然水总硬度的测定由于与实际生活联系紧密，操作不复杂，是许多社团学生进行社会活动时选用的项目。那么就实验本身，我们拟出如下题目：天然水总硬度的测定中，从200 mL水样中分别移取25.00 mL此溶液于锥形瓶中，共移取4份，加入其他所需试剂后，用EDTA标准溶液(0.02000 mol∙L⁻¹)进行滴定，溶液由紫色变为纯蓝色即达到终点。此时分别消耗EDTA标准溶液18.59、18.76、18.66、18.68 mL。试分析此结果中是否有可疑值，并计算CaO% (mg∙L⁻¹)及相对平均偏差。这个题目结合学生实际操作过程，有移取、正确记录数据、滴定到终点的颜色观察，整个实验过程浮现眼前。从最后的问题考查了常用的Q检验法，通过简单计算判断最后数值是否有可疑值，这对学生滴定时数据的可靠性进行了检测，是滴定分析中必须掌握的内容。接着钙含量的计算，既有络合滴定的原理做基础，又考查了有效数字的运算，结果中有效数字位数的保留是真实值的体现。最后相对平均偏差的计算考查了学生对偏差的理解与认识，同时再次强调了有效数字位数保留的概念。这样的题目学生不会陌生，但实验及理论的知识点全包含在内，如果实验不用心，理论知识没有及时连贯，完成这样的题目并不轻松。所以事先与学生说明考试的形式，一入学就将“讲一练二考三”的新模式灌输给学生，让他们在学习过程中逐步养成好习惯。

在课堂教学讲授之余，教师可以随着各章节的进度，有意识地介绍相关学科的最新研究进展，将无机及分析化学基础知识与学科的前沿研究领域相结合，让学生明白前沿科学也是建立在基础的理论之上，高科技的实验也是从最基本的实验操作规范学起的。既让学生有向上的信念又有足够的信心。课堂上根据实际情况适当地对学生一段时间基础与应用知识进行检测，督促学生及时掌握现阶段的内容，然后通过互相讨论加深理解与认识。对实验感兴趣的学生，或想对实验课程内容进一步熟悉、学习的学生，都可以给他们提供方便，在课余时间进入教师的科研实验室，重复基本的实验操作，让基础差的学生在短时间内增强自信心，逐步树立动手动脑的意识，进而做下一步的实践。无论是在实验课堂上还是在科研组里都要重视对学生科学素养的培养，实验结果固然重要，但对影响实验结果的原因，包括操作、数据处理等进行分析，并利用所学知识加以解决、处理才是现阶段学生最应该掌握的。这种让学生真正接触科学研究的措施，不但加深了学生对无机及分析化学知识的理解，更有利于教师与学生面对面地直接沟通与交流，设身处地站在学生角度考虑，如何教授，如何引入，激发学生学习兴趣，使他们能更好地进入专业知识的学习和探究中，提高学生的整体素质。

在无机及分析化学理论课与实验课的教学中，尽量做到理论知识与实验内容相同步，使得两者内容衔接连贯，对学生来说能更好地理解授课内容，同时也能达到理论联系实际的目的，实践证明效果很好。通过无机及分析化学基础课程的学习，培养学生的化学思维能力，为有机化学、生物化学等后续课程学习奠定基础，为利用化学原理发展专业奠定基础。通过无机及分析化学基础实验课的学习，培养学生实验室安全技术、规范的实验技能和良好的实验习惯，提高分析与解决问题的能力，激发学生的主观求知欲，增强学生自主创新意识。在“讲一练二考三”新型教学理念的指导下，非化学专业无机及分析化学理论与实验教学的一致性也促进了教师教学能力的提高，教学相长，教师把实验内容设计成例题、考题，把知识点设计成实践性实验的同时，自己对知识点的理解也在加深，无形中教学技巧也得到了提升。

那么我们通过通识教育、专业课程和自主选择，向学生进行知识传授、品格培养的同时使他们具有跨学科解决问题和创新的能力。