大学作为人类思想最活跃、最富有创造力的学术殿堂，其最本质的特性是在传承文化的基础上不断创新文化。培养具有深厚文化底蕴、求真务实科学精神并充满朝气活力和国际竞争力的创造型人才是大学创造力的重要表现。大学课程教学是高等教育进行创造型人才培养的重要环节，如何将大学精神和使命融入课程的教和学，对提升高等教育办学水平和建设世界一流大学具有重要意义^[1]。

早在1956年，美国著名教育心理学家布鲁姆(Benjamin S. Bloom)就将认知领域的教育目标由低到高分为六个不同层次，即知识(Knowledge)、理解(Comprehension)、应用(Application)、分析(Analysis)、综合(Synthesis)以及评价(Evaluation)，为“深度学习”概念的提出奠定了思想基础^[2]。20年后，1976年瑞典教育心理学家马顿(Ference Marton)和萨尔乔(Roger Saljo)针对简单记忆和表面化、浅层化学习现象，正式提出了深度学习的概念^[3]。2011年，美国卓越教育联盟进一步明确定义了深度学习。与以机械记忆和简单知识传递为特征的浅层学习现象相比，有深度的教和学是对符号知识的超越和对知识的深度追问(Beyond knowledge)，面向更高的认知水平、思维方式和情感价值，以深度理解、逻辑关联、创造型思维以及解决问题为特征，并以创新方式步步深入地向学生传递丰富层进的核心学习内容，使之融入原有的认知结构中，并最终推陈出新。

大学课程丰富的学科内容与有限的课堂教学课时数形成鲜明对比，因此学生的深度学习对教师的深度教学提出了更高的要求。深度教学以教师更高的专业素养为基础，依赖教师知识的内在结构，教师必须对知识进行有逻辑的深层处理才能引导学生逐步达到一定的学习深度，从符号知识的学习走向学科思想和意义系统的掌握理解，并导向学科素养和关键能力的提升。由此可见，在深度教学和深度学习框架下，自主学习不是“自学”，不是简单“教”和“学”的换位，也不是超越课程本身过度地扩展内容和增加复杂度。单纯自学型方式难以体现课堂教学效率，而且容易使学生停留在知识的浅层符号学习层面。什么才算懂了？懂了的标准是什么？与简单自学相反，知识的深度理解、应用、分析以及深度加工创造和评价都需要教师设计恰当的方式去引发、促进，这样才能提升学生的学习深度。不仅如此，深度教学和深度学习在促进学生高级认知和高阶思维的同时，更是指向学生情怀和价值观的全面培养。教师的每一节课不仅仅是呈现学科本身的魅力和关键知识，更是课程教学过程的反思：是否唤起学生的好奇和想象？是否让学生痴迷沉醉于知识的学习和未知领域的探索？是否让学生对未来充满期望的等待？是否让学生意识到未来肩负的责任？是否让学生拥有正直善良的品德？

分析化学是化学四大基础课程之一，它不仅是化学专业本科生的必修课程，也是环境、医药、农学等其他专业本科生的基础必修课程。分析化学的核心教学内容是误差与数据处理，以及基于四大化学平衡理论(酸碱平衡、配位平衡、氧化还原平衡和溶解平衡)的定量分析方法。分析化学课程教学旨在推进深度教学和深度学习的高度融合，以“中国学生发展核心素养”为指导，面向分析化学的学科特点和任务，在获得学科知识、发展学科能力、建立学科思想和丰富学科经验的基础上，深化分析化学课程教学内涵，指向学科核心素养和关键能力培养目标。

古希腊哲学家、教育家和思想家苏格拉底曾说“知识即美德”，教育就是播下思想和美德的种子，在学生的成长过程中与之一起生根、开花并结果。就像任何种子都是在一定的土壤和环境中发育一样，任何知识都是特定历史文化背景下的产物，积淀了人类认识世界的学科思想精华、思维逻辑特点、文化价值情感等知识的内核。这门课程的第一节课绪论，不仅仅只是分析化学一般性定义、分类等的介绍，重点是在教师的引领下，一起回顾化学的发展历史，从萌芽时期最早的化学现象，丹药时期物质间的人工相互转变，燃素时期化学变化理论研究启蒙，到近代发展时期拉瓦锡的第一个定量分析化学实验，再到广泛融合其他学科理论、技术和方法的现代时期。在这一系列历史的呈现中，教师的角色是启发学生分析每个时期的标志性成果，引导学生讨论这些标志性成果对整个化学学科发展的影响，认识分析化学二级学科在化学一级学科中的定位和学科性质，理解分析化学如何推动化学学科从宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态的深入发展，并由经验逐渐上升到理论，反过来指导开拓新领域。这种教学方式便于学生理解学科知识的意义，感受学科知识的魅力，更好地把握分析化学学科的整体知识结构，使学生在历史场景的深度沉浸中，体验学科重要理论的提出背景、人文情怀、探索历程和解决策略，掌握其中的认识和实践方法，关注化学对社会发展的影响。在此基础上，进一步导入学科未来发展方向，针对化学生物学交叉班的学科特点，引导学生思考生命科学中的分析化学问题，唤起学生的好奇、想象，并充满希望地等待即将开始的学习。

课程的文化意蕴和科学思想不是仅仅只反映在一节课，而是一直贯穿到整个教学过程，从不同角度反复渗透引导。比如在误差和数据处理一章，围绕数据的准确度、精密度、误差、偏差、显著性检验等核心内容，培育学生严谨、关注细节、求真务实的科学精神。以小组探索题目“氩气的发现”为例，师生一起讨论小数点后第三位差异所引发的重大科学发现。故事从公元1892年刊登于《自然》9月号的一封信开始，英国的一位气体研究者洛德∙瑞利(Lord Rayleigh)在测定氮气密度的实验过程中，发现从空气中得到的氮气测得密度为1.2572 g∙L⁻¹，而从氨气中得到的氮气测定密度为1.2408 g∙L⁻¹，两者相差0.0064 g∙L⁻¹。是不是实验误差造成的呢？查阅瑞利当年重复的实验数据，两组数据的标准偏差分别是0.000143和0.00138 g∙L⁻¹，数据的重现性非常好。然而，仔细观察这两组数据后，有一个重要的发现：这两组数据虽然各不相同，但是从空气得到的氮气密度总是比从氨气制得的氮气密度大。这是偶然的，还是必然的呢？差异虽小，但是不对称。由随机误差知识可知，随机误差是具有对称性的，那么这种差异不是由随机误差引起的。那会不会是氨气的问题呢？于是，又看看瑞利是否实验过其他含氮物，发现用其他含氮物制得的氮气密度也是都小于从空气制得的氮气密度。这是什么原因呢？瑞利做出了四种假设，但是通过实验证实，这四种假设都推翻了。瑞利困惑不解，就向《自然》杂志寄出了故事开头的那封信。接下来的故事里，出现了另一位科学家威廉∙拉姆塞(William Ramsay)。在英国皇家科学研究会的一次会议上，共同的兴趣使他们开始合作研究。在这个会议上瑞利还得到另外一个重要收获，有位物理学家告诉瑞利，若干年前有人做过类似实验。瑞利回家后立刻查阅古老的档案，发现了公元1785年英国科学家卡文迪许的实验，他曾把空气中的氮、氧、二氧化碳除尽后，也发现还有少量杂质，这些杂质总量不超过空气的1/120，而且即使在放电条件下也不和氧气化合。随后，瑞利重复了卡文迪许的实验。同时拉姆塞分别用炽热的铜和苛性钠除去空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气，并用炽热的镁粉吸收了氮气后，也剩下一点点气体。再后来，经过光谱实验判断这是一种新的气体元素，瑞利和拉姆塞分别获得1904年诺贝尔物理学奖和化学奖。这个教学案例通过经典的学科故事，不仅体现了误差和数据处理这一章节的核心教学内容，包括基本概念和原理的理解掌握、知识的迁移应用，以及层次清楚的逻辑推理、尊重事实和证据的实证意识等，而且还展现了不畏困难、坚持不懈、大胆尝试、勇于探究的科学精神。

教师深度教学的目标是引导学生的深度学习，学习观是教育理论和教学模式的重要基石，而学生的变化过程和变化状态直接体现了学生学习的层次和深度。因此在这个意义上，点的总结、面的综合与阶段性反思通过对自身变化的自我审视与评价，促使学生养成良好的治学习惯，培养积极的学习态度，保持浓厚的学习兴趣，推动自主学习一步步走向深入。

从知识的内在结构上看，其具有符号象征、逻辑形式和意义系统三个不可分割的组成部分。学生有深度的自主学习不在理解符号知识本身，而是挖掘这些符号知识背后的逻辑和意义。因此在对每一个知识点深度挖掘的基础上，寻找知识点之间的逻辑关系，从点的分析走向面的综合，再进行阶段性的回顾反思，便于学生把握知识的整体。这一系列认知活动以学生的内在驱动力实现，促使每一次课堂从单纯的“评教”转向学生的“品学”。为此，我们设计了“品学斋”课堂记录本，每一次课堂正反两面各一页，由学生当场完成(包括教师的启发式教学和学生的探索研讨)，内容包括课堂主题(由学生根据自己的理解来命名，训练学生的归纳能力)、思维导图(由学生总结知识点之间的逻辑关系)、质疑与改进(局限性和可能导致的错误，进行知识的深度加工)。记录本的反面为空白，留给学生去捕获课堂随想，比如根据教师的讲解、学生的研讨或自己的想法，随手画出的草图等。这个记录本帮助学生上课时集中注意力，养成良好的思维习惯和学习方法，充分利用有限的48学时课堂教学时间，提高学习效率。对教师而言，分析学生的“品学斋”记录本，可以更好地把握学生的学习心路，关注学生的课堂动态。

有深度的自主学习赋予学生终身受益的学习方法，当学生在人生发展过程中与知识相遇，最期待的意义就是获得感，就是改变和成长。期待通过学习能够正确地认识与评估自我，合理分配和使用时间，具有积极的心理品质和自制能力，不被困难所挫败。

分析化学作为一门关于物质组成、结构和含量测定的学科，为科学研究和社会生产提供公正、准确的数据，因此在学科知识之外(Beyond knowledge)，对学科知识所承载的社会责任进行深度追问也是课程教学的重要内容。

从第一章误差与数据处理，到基于四大平衡的化学分析方法等其他章节的核心教学内容，我们将国家标准和企业质量控制贯穿于整个教学过程。这样将学生置身于社会需求，通过深度理解知识背景，体验学习对个人成长和社会发展的意义，提高学生学习的意义感、使命感和社会服务能力。近代教育家杜威认为，从书本知识到个人知识在某种程度上其实具有不可教性，这是一个需要学生经历的复杂过程，而这种“经历”并不是简单意义上的“经过”，它是一种综合认知、情感和技能发展的成长经历。通过国家标准和企业质量控制的完整学习过程，旨在促使学生从面临的社会需求出发，通过技术分析、原理应用、知识加工和价值判断等，使学生的自主学习从表层的符号知识，步步推进到深层次的理解、应用、分析、综合和评价。以自来水水质和工业用烧碱的国家标准为例，引导学生学习强制性国家标准和推荐性国家标准的提出、起草、技术审查、意见征集等过程。这部分的学习以研讨方式进行，研讨内容包括为什么要制定这些标准、面向社会需求必须检测哪些成分、提出可行的检测方法、这些检测方法的局限性和适用范围、哪些因素会影响测定的准确度和精密度等。在质量控制专题，以一个生产企业为例，将随机误差的区间概率知识迁移运用到企业的质量监控。研讨内容包括误差的分类、特点、产生原因、随机误差的标准正态分布、区间概率，以及质量控制依据、“见证点”和“停止点”两个质量控制点的质量后果影响、制作质量控制图、选择质量控制技术、质量控制的7个关键步骤等。

此外，学生的实践创新能力培养不仅在课堂上，更应该延伸到日常生活，使他们善于发现生活，能够将所学的知识与实际问题进行关联，并提出解决实际问题的方案。在酸碱滴定这章，我们设计的综合性研讨题目是武汉市雨水酸度的调查，研讨内容包括正常雨水酸度、二氧化碳浓度及其与温度和压力的关系、雨水酸度的计算、酸雨的形成原因等背景知识，以及实验设计(包括样品的采集、实验技术)、数据分析、结果讨论等。

这种与社会和生活密切结合的学习方式，丰富了学生的深度学习经历，将知识的社会背景、逻辑背景以及个体的生活经验和体验相关联，旨在实现学习的过程价值和实践属性，使学生在现实的认知条件下获得对理性知识的意义增值，在实践中重新认识、发展知识，并领悟知识所承载的社会责任，这也正是学生发展核心素养所关注的实践创新的价值所在。

在深度教学和深度学习中，“深度”的基本内涵曾由加拿大学者艾根(Egan Kieran.)定义为知识学习的充分广度(Sufficient breadth)、充分深度(Sufficient depth)和充分关联度(Multi-dimensional richness and ties) ^[4]。有深度的教与学基于教师对知识的完整深刻处理，以及学生对知识充满兴趣与期待，两者的相遇使教和学一步步走向深入，实现知识意蕴的获得与核心素养的积淀。知识的充分广度由知识的背景与价值、性质与结构、逻辑与经验所决定，为知识的理解以及更深层次的应用、分析、综合、评价等提供多样性的支撑，并为知识的意义达成提供基础；知识的充分深度建立在知识的内在结构基础上，这些内在结构所蕴含的逻辑关系、认知方式和思维品质是层层推进的教与学核心目标；知识的充分关联则是指向知识的丰富多样性，以及对知识丰富内涵的多维度理解，使学生的学习从点的深入走向面的综合。

分析化学课程教学的主线是误差和数据处理，以及基于四大平衡的化学分析方法，这是其基本平面结构。其课程的广度由学科的性质所决定，在进行教案设计时，首先要明确有深度的教和学，并不是超越课程本身过度地扩展内容和增加复杂度，也不是学习方式的多样性，而是在这个平面之内，营造凸显其学科性质的学习意义多样性和学习层次多样性。如图1所示，分析化学的广度以“量”的分析和“量”的获取来进行定向延伸。在二级学科层次，针对具体分析问题，引导学生发展和利用物理化学、有机化学和无机化学基本概念、原理等，寻找解决分析化学问题的方案。比如，在酸碱滴定分析方法中，由溶液pH值随盐的种类和浓度的变化而变化这一实验现象导入，引导学生思考其中的原因。基于静电相互作用基本原理，启发学生提出电解质溶液中离子相互作用模型。学生应该可以画出一个非常简单的模型：在一个正离子(或负离子)周围，负离子(或正离子)应占优势。下一步启发学生思考，这些处于中心离子周围，携带相反电荷的离子是如何分布的呢？再下一步引导学生学习Poisson静电公式和Boltzmann统计规则(关联物理化学二级学科知识)，让学生理解这些周围离子的分布有如弥散的、很快淡化的云雾。在此基础上引入离子氛、离子强度、分析浓度、有效浓度与活度系数等分析化学基本科学概念，在这种步步推进的演绎中，学生自然会进一步深度理解电荷和浓度对溶液离子强度的影响。与此同时，启发学生分析离子所受的静电作用力与离子热运动之间的相互影响，在此基础上理解离子氛瞬息万变的特点。因为离子氛的可变性，滴定分析实验中常常通过摇动来加剧离子运动，克服静电吸引，促进滴定剂与待测离子之间的结合。又比如，对有机弱酸类指示剂，由指示剂颜色随溶液酸度发生改变这一实验现象导入，引导学生思考其中的原因。基于这些指示剂的结构特点(关联有机化学二级学科)，启发学生从化学平衡出发，建立一个模型描述两种型体浓度比与离解常数和溶液pH的关系，从而发现在一定温度下，这个比值仅与溶液pH有关。分析化学课程的广度还延伸到其他一级学科，如数学、物理和计算机。比如，在第一章误差和数据处理中，所有数据分析都要求学生利用Excel中的数据分析功能进行方差分析、F检验、T检验等。

由此可见，分析化学课程的广度是以学科内容为中心，创造性地运用其他学科的原理、方法和技术，来解决分析化学的问题，便于学生把握知识的整体结构和内在联系。

博学是为了获得对知识更加深刻的理解和认识。分析化学课程的深度是基于学科知识的内在结构进行要素和条件的分解，以此进行逐层推进，追寻学习意义的丰富性和知识的丰富性。比如酸碱滴定法这一章的核心内容是进行酸或碱的定量分析，如果仅仅只是代公式进行计算，这种平面的、表层的知识处理，必然会导致表层的知识学习，造成知识教学和知识理解的结构性缺失。如图2所示，深度的教和学首先要回答三个问题：什么是酸？如果都是酸，有无强弱之分？怎样定量表征这种强弱？只有回答了这三个问题，才能进一步解决酸度的计算、酸度的控制以及含量的测定。从第一个问题“什么是酸？”开始，引导学生一起回顾以波义耳为代表的古典酸碱理论和现代酸碱理论(包括酸碱电离理论、酸碱溶剂理论、酸碱质子理论、酸碱电子理论和软硬酸碱理论)，分析每一种理论提出的科学背景、酸碱的定义、进步性和局限性，这样使学生领悟知识背后的世界观和思维方法。在这种层层递进的分析中，自然会引出下一个问题的答案“酸碱有强弱之分”，而且还会发现这种强弱不仅与自身的性质有关(离解平衡)，还与其他外界因素有关(影响平衡移动的因素，比如溶剂、温度、离子强度等)。那怎么定量表征这些强弱呢？此时又很自然地引入物料平衡、电荷平衡、质子平衡以及各型体的分布系数等。清楚地回答了以上三个问题后，学生便可以利用这些基本概念和原理，来分析复杂酸碱体系的pH值。在这个过程中，进一步引导学生发现一些特殊体系，比如弱酸及其共轭碱所组成的体系，当加入酸或碱时，溶液的pH值不会产生显著变化，由此导入缓冲溶液、最大缓冲容量、缓冲范围等概念和原理。最后，引导学生运用这些基本概念、原理进行滴定分析，包括终点指示剂、滴定突跃、滴定的可行性判断、滴定误差等等，并以国家标准为例讨论实际样品测定过程和结果评价。在这一系列层层推进的教学过程中，教和学从单纯的知识传递，逐步走向深度理解、应用、分析、综合和评价。

有深度的教和学还体现在知识学习的充分关联度，引导学生从多维度理解知识的丰富内涵及其与文化、社会生活的内在联系。这种充分关联度首先体现在学习过程中实现知识点之间的充分关联，引导学生基于知识的理解产生丰富的想象和生动的表征，并激发出对未知领域的好奇和向往，强调学生学习的过程性经历。比如，标准正态变量定义为u = (x − μ)/σ (其中x为测定值，μ为真值，σ为标准偏差)，这种定义的目的是什么呢？引导学生去领会这个定义的内涵，原来这样定义是将测定值与真值的绝对差异转变为了一个以标准偏差为单位的相对差异，从而得到与样品无关的标准正态分布曲线，这种思想方法将不同样品用标准正态分布曲线统一起来。有了这种学习经历，在最后一章沉淀重量分析法中，沉淀的形成是均相成核还是异相成核起作用与溶液的过饱和度有关，怎样描述不同物质的过饱和度呢？引导学生联想标准正态变量，然后基于相同的思想，再造想象并定义一个新概念相对过饱和度(Relative Super Saturation) RSS = (Q − S)/S (Q为加入沉淀剂瞬间沉淀物质的实际浓度，S为沉淀平衡时沉淀物质的溶解度)，这样也可将沉淀物浓度与溶解度的绝对差异转变为一个以溶解度为单位的相对差异，从而统一不同物质的相对过饱和度，得到一个可以衡量不同沉淀形成初始速度的量化概念。标准正态变量与相对过饱和度在浅层次上是完全不相关的两个知识，但是植根于深层次相同的思想方法和认识方法。有关联的学习经历成为一种知识与经验交融的互动，使学生在已有知识和经验的基础上产生新的想象并推陈出新，形成新的思想。关联度越高，学生脑海里的联想和想象越丰富，课堂的画面感越生动。

其次，知识学习的充分关联度不仅是知识之间的关联，也是知识与知识产生的背景和意义的关联。知识具有强烈的依存性，是一定历史文化背景和特定时代人类思维逻辑以及世界观的产物。抛开这些依存条件的浅层次教学，势必使知识成为一种无根基、无意义的符号，学生难以获得知识的本质内涵和思想方法。在分析化学课程的核心知识教学中力求体现这种充分的关联，比如人类对酸和碱的认识过程、溶液浓度与有效浓度的认识过程、电极电势和标准电极电势以及条件电势的认识过程等等，引导学生沉浸在历史发展场景中，思考这些知识的认识过程，纵观人类如何在不断的反思、质疑和探索中获得越来越先进的认识，同时针对其局限性，发现问题并进行更加深入的研究，使阶段性认识一步一步地走向完善。美国后现代课程理论家多尔提出的课程内在三要素3S (Science，Story和Spirit) ^[5]与我们的课程教学理念一致，通过知识与背景和意义的关联，基于科学理性和逻辑，在故事中展开想象，激励精神，最终实现创新。

再其次，知识学习的充分关联度还体现在知识所承载的社会责任和时代使命，分析化学课程的学习意义在超越知识和能力之外，更重要的还有其蕴含的学科任务、规范，以及为社会生产和科学研究提供公正、准确数据的责任，在学习中成就严谨敬业的工作态度。分析化学课程将国家标准和企业生产质量保证与质量控制，贯穿于整个课程的全程教学，在学习中不断孕育学生崇高的职业道德和行为规范。面向保障人身健康、生命财产安全、国家安全、生态环境安全以及经济社会管理等基本需要，能够从分析化学学科的角度，思考技术解决方案，评价所提出方案的适用性和局限性，并能够分析实验数据的内涵意义。在理性与情感、知识与背景的相互交融中，使学生在学习过程中追寻、获得学习的意义，彰显教育涵养和发展性品质。

化学生物学交叉班以交叉复合型研究人才为培养目标，运用化学理论、研究方法和手段，从分子水平探索生物医学问题。分析化学在大学一年级下学期开设，此时学生还没有进入生物医学研究领域，“埋下种子的课程教学目标”旨在培养学生扎实的化学基础，激发学生对未知领域的向往和期待。在教学过程中，引导学生尝试思考生命科学中的宏观化学问题，包括大分子–大分子，大分子–小分子之间的相互作用、生命体系多层次结构与功能之间的关系、复杂生命过程的化学问题等，引导学生尝试利用分析化学的原理和技术，去探索生命体系中细小微弱、交叉重叠、动态变化的化学信号。比如，利用误差和数据处理一章的知识，探索生物个体差异所引起的测量数据差异；利用酸碱滴定一章的知识，探索巨噬细胞内pH值的测定方法；利用络合滴定一章的知识，探索神经元细胞中钙离子的测定方法等。做到既不超出分析化学学科，又丰富学习内容，增加学生课堂学习的获得感。

深度教和学的基础是教师对知识的深度处理，要求教师对知识内在结构要素进行分解处理，分解处理的层次越多，越能使学生全身心地投入层进式的知识学习，按照知识的内在逻辑结构，逐层剖析，步步推进。

按照布鲁姆的教育目标分层，知识的符号记忆(Knowledge)和简单归纳领会(Comprehension)是处于初级层次的认知水平，深度的理解是基于对知识要素的分解并能寻找各层次之间的逻辑关系，通过推理演绎将抽象的概念、原理，应用于创造新知识，发现眼睛看不见的本质。比如，在浅层次的理解中，酸的定义是很明确的，按照酸碱质子理论，能够提供质子的就是酸。平面的教学方式容易使学生对酸的理解停留在质子这个层次，而且学生会认为给出质子就是酸的全部定义。不同的是，深度教学则将酸的知识分成几个层次来逐层深入，在这种深度学习中，检验学习深度的标准不是能否提供质子，而是通过推理演绎，能够想象出超强酸的样子。很可能，没有推理演绎的学习得出的超强酸会是HCl、HNO₃等在水溶液中完全离解的酸。在深度学习中，教师会引导学生再进一步深入思考，这种完全电离的强酸，其正负离子受静电相互吸引作用，导致溶液中质子的有效浓度低于分析浓度。那么怎样才能提高质子的有效浓度呢？下一步就是要克服正负离子的静电吸引！能够想到什么办法呢？能否使电离产生的负离子与其他物质结合，从而使质子成为自由质子呢？按照这种思路，不难理解迄今为止最强的超强酸是是氟化氢(HF)与五氟化锑(SbF₅)的混合物(六氟合锑酸)，其中氟化氢提供质子(H⁺)和共轭碱氟离子(F⁻)，而氟离子与五氟化锑生成具有八面体稳定结构的六氟化锑阴离子(SbF₆^-)，由于该离子是一种非常弱的亲核试剂和非常弱的碱，于是质子就成为了“自由质子”，从而成为超强酸。到了这个层次之后，又有新问题了，这些“自由质子”的酸度怎么描述呢？不能再用常规的pH了，怎么办呢？……可见，知识的深度学习过程使学生不断发现新领域，充满了探究与乐趣。

同理，针对缓冲溶液的最大缓冲容量，引导学生从缓冲容量的定义出发，经过微分演绎，即可发现最大缓冲容量与分析浓度、分布系数之间的关系。

观察细节和发现问题是学生重要的科学素养。分析化学又称为定量分析化学，“量”的准确获取与操作流程、实验记录、数据分析、误差处理等过程密切相关，其中的细节教育可促使学生养成严谨细致的工作态度，使他们善于从细节中发现问题，善于针对问题，提出有效的解决方案。比如，在滴定分析中，一般学生都会发现滴定终点的准确观测是非常困难的。首先指示剂的变色点与化学计量点不一致；其次，指示剂终点颜色的判断难以掌握；再次，实验过程中称量、转移等步骤也会带来误差。所以，误差的存在使得终点与化学计量点不可能完全一致。在浅层次学习中，学生的学习停留在终点误差公式的机械记忆和单纯代入公式的计算。而深度学习是在教师的引导下，观察细节，挖掘误差产生的原因，提出根本解决问题的方法。有没有可能不经过滴定终点呢？以强碱NaOH滴定一元弱酸HA为例，按照常规的思路，从滴定开始到化学计量点之前，溶液中氢离子的平衡浓度[H⁺]= C(V₀ − V)/(V₀+ V) (其中C为被滴定酸的分析浓度，V₀为初始体积，V为加入的滴定剂体积)，这是一个一元一次方程。从这个表达式可知，如果拟测定C，一定需要滴定终点所消耗的滴定剂体积V_eq和终点pH，显然这种思路无法获得准确的终点体积。能不能换一个角度呢？对一元一次方程，斜率和截距是可以通过实验准确得到的，如果能建立一个包含V_eq的一元一次方程模型，则理论上可不经过终点获得化学计量点体积。怎样才能关联V_eq呢？引导学生思考后，可发现有一个等式可以实现这种关联，那就是C_HAV_HA=C_NaOH⁰V_eq。下一步，这个等式如何与[H ⁺]关联呢？没有其他已知条件，只能从离解平衡方程式切入，从而可以得到一个[H⁺]的表达式[H⁺]= K_a[HA]/[A] (K_a为一元弱酸HA的离解常数)。将[HA]和[A]的表达式代入，即可得到一个包含V_eq的全新表达式[H⁺]V_NaOH= K_aV_eq− K_aV_NaOH。此时，如果以[H⁺]V_NaOH对V_NaOH作图，即可得到斜率为−K_a，截距为V_eq的一条直线，因此无需滴定终点即可得到化学计量点时的滴定剂体积，并从斜率得到离解平衡常数。到了这个层次，再引导学生仔细观察，发现滴定不足和滴定过量的情况下，两条直线并不相交于一点，中间的差距是什么呢？深入的探究又可使学生发现二氧化碳所带来的差异。这种思路并没有引入额外的分析化学教学内容，而是基于对误差细节的观察，其创造性在于将化学计量点、滴定终点、离解平衡、一元一次方程等基本学科知识要素分解后，重新进行了深度加工处理变换，从而使无法准确测定的化学计量点滴定剂体积，以另外的方式呈现出来。这种教学方式使学生深刻体验了创新的起点来自于对细节的观察和深度思考，而不是格式作图法或简单地代入公式的计算。

如前所述，知识的层次是由知识的内在要素决定的，深度教学的有效途径是使学习者经历一个复杂的思维过程，实现从低级层次向更高层次的递进，体验连续、完整的学习过程，促使书本知识转化为个人知识。如果采用“去过程化”的浅层学习，就会简化这一过程的深刻性，而停留在公式的机械记忆层次。比如，滴定误差是贯穿整个分析化学课程教学的重要内容，其基本定义是滴定剂过量或不足量所引起的测定误差E = (CV − C₀V₀)/C₀V₀ (其中C、V分别为滴定剂的分析浓度和体积，C₀、V₀分别为被滴定物的分析浓度和体积)，Ringbom根据误差的定义，进行一系列演绎后对这个公式进行了变换，也就是教材中的林邦公式：

$E_{\mathrm{t}}=\frac{10^{\Delta \mathrm{pM}^{\prime}}-10^{-\Delta \mathrm{pM}^{\prime}}}{\sqrt{c_{\mathrm{M}, \mathrm{SP}} K_{\mathrm{MY}}^{\prime}}} \times 100 \%$

习惯了浅思维学习状态，学生会误以为看一下公式就已经“懂了”，因为都会代公式进行计算。在深度学习中，教师将林邦公式进行要素分解，引导学生进行层层递进的逻辑推理，在学生误以为已经“懂了”的16个关键环节设问，让学生对其实“不懂”而只是“符号记忆”的状态产生震撼，从而激励学生进行深层次的探究：(1)林邦公式与滴定误差的定义相比，林邦所做的变换处理其目的是什么？(2)林邦误差公式所描述的化学意义是什么？(3)从林邦公式可以看出有哪些因素影响滴定误差？(4)滴定误差实际是滴定终点与化学计量点之间的差异，有哪两个表达式可以将终点与化学计量点联系起来？(5)现在从误差的定义出发，对公式进行变换，分子、分母的体积约分，利用什么平衡方程式来求终点时滴定剂和金属离子的分析浓度？(6)按照变换后的误差公式，正误差表示滴定剂是过量还是不足？(7)进一步进行变换，引入两个新参数来表示终点和化学计量点时金属离子的平衡浓度之差以及滴定剂的平衡浓度之差。在终点和化学计量点时，金属离子的分析浓度是否可视为一致？还是相等？(8)该结论成立的条件是滴定过量还是不足？(9)在化学计量点时，金属离子与滴定剂的平衡浓度是什么关系？(10)这种关系是否受各类副反应的影响？(11)酸效应、共存离子效应、络合效应以及水解效应如何影响这种计量关系？(12)在终点和化学计量点时，金属离子络合物平衡浓度是否可视为一致？还是相等？(13)该结论成立的条件是滴定过量还是不足？(14)从林邦公式的推导过程可知，在滴定误差不可避免时，是选择滴定过量还是不足？依据是什么？(15)在进一步推导中，我们需要论证∆pM′与∆pY′，有哪个表达式反映了这种关系？(16)为什么以下等式成立？其成立的条件是什么？

$\frac{[\mathrm{MY}]_{\mathrm{sp}}}{\left[\mathrm{M}^{\prime}\right]_{\mathrm{sp}}\left[\mathrm{Y}^{\prime}\right]_{\mathrm{sp}}}=\frac{[\mathrm{MY}]_{\mathrm{ep}}}{\left[\mathrm{M}^{\prime}\right]_{\mathrm{ep}}\left[\mathrm{Y}^{\prime}\right]_{\mathrm{ep}}}$

学生在常规预习环节中，往往先知道了问题的答案，因而压缩、简化了学习过程，忽略了知识理解的条件依存性。与此相反，在深度教学中，教师对知识要素的分解并按照逻辑关系进行深入剖析是引导学生进行深度学习的重要前提。“疑是思之始”，学生没有疑问并不是“懂了”，其实是没有思考的表征。教师有针对的设问，帮助学生由浅入深地层进式学习，提高了课堂教学的丰富性和画面感，增强学生学习的获得感。

深度学习既要求教师按照知识内在结构进行要素分解，强调知识理解的条件依存性，又要求教师引导学习者对学习过程深度投入，并对知识发生过程完全沉浸，这种投入和沉浸包括认知、情感和经验等方面。比如，能斯特方程是氧化还原滴定法的核心教学内容，如果只是机械地记忆和代公式进行计算，学生很难有知识获得感和能力发展性。深度教学则让学生回到能斯特当时的环境和条件，学习能斯特如何从已有的知识推陈出新，而不是仅仅学习能斯特方程这个结果。这是一个从实验现象到理论构建、从感性到理性的认知过程，也是学生心智逐渐成熟和经验日益积淀的过程。能斯特(W. H. Walther Hermann Nernst)是热力学第三定律创始人，他把化学能和原电池电极电位联系起来，获得1920年诺贝尔化学奖。深度教学过程简要描述如下：第一，教学的切入点以带电微粒移动的驱动力(浓度梯度和电场力)开始，引入新概念电化学势。对浓度梯度和电场力，学生并不陌生，从普通物理和中学化学就已经获得相关知识和经验背景。从已有知识导入新教学内容，比直接介绍电极电势这个新概念更能使学生理解知识产生的科学背景、条件依存性。第二，针对拟解决的科学问题建立模型，也就是用一种具有逻辑的语言来描述物质状态以及这种状态的改变，并以这种语言的逻辑进行演绎，从而发现眼睛看不见的本质。首先，从无电场的热力学状态出发，进行深度推理。在热力学简单体系中，从已有的知识和经验得知，内能是熵、体积和物质的量的函数，这些量的改变所引起的内能变化以其微分形式表示。其次，进一步考虑电场电势与微粒电荷量对内能的影响，得到一个新的内能微分表达形式，反映内能变化与熵、体积、物质的量和电荷的关系，$ \sum_{j=1}^{t} \mu_{j} \mathrm{d} N_{j}$和$ \sum_{i=1}^{M} \psi \mathrm{d} q_{i}$两项分别表示物质的量的改变所引起的化学势变化，以及电荷量的改变所引起的电势改变。在此基础上，引入吉布斯自由能的微分形式，因为吉布斯自由能与系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分联系起来，并得到电化学势的表达式$\mu_{i}^{\prime}=\mu_{i}+z_{i} e $。第三，基于电化学势的表达式，代入化学势进一步演绎推理，即可推陈出新，得到能斯特方程式。第四，引导学生分析能斯特方程可知，不同电对在不同温度、浓度、大气压等条件下具有不同电极电势。在此，引入标准电极电势新概念，将处于标准态时的电极电位定义为只与电对本身性质有关、在一定温度下为常数的标准电极电位，用以反映不同物质电子转移能力的强弱。第五，进一步引导学生分析能斯特方程，发现在实际样品测定过程中，受各类副反应的影响，电极电势的表达式中除了包含标准电极电势外，还包括活度系数、副反应系数，因而受温度、离子强度、酸度、络合剂浓度等的影响。此时，引导学生关联到络合滴定一章中的绝对形成常数和条件形成常数，虽然内容没有直接关系，但是包含了相同的思想方法。在此基础上，再次引入一个新概念条件电势，这个概念的意义在于将不易计算的活度系数和副反应系数等放在条件电势之中，通过实验来直接测得。在实验条件一定时，条件电势为常数，并可从分析化学手册查阅。

深度沉浸的学习方法，使学生充分参与，提升知识学习的意义感。其中的学术思想、哲思智慧使学生终生受益。在建立能斯特方程过程中产生的这种思考方法，广泛应用于处理复杂分析化学问题，是理论和实验相结合的经典范例。

如前多次所述的理论模型，从经验到理论的飞跃基于学生对知识要素的深度加工处理，以此完成从特殊到一般的认知过程。以多元酸的pH计算为例，如果是机械记忆公式，学生思路不清，离开了教材就难以对知识进行迁移去处理新问题。无论是怎样复杂的体系，引导学生有条理、有层次地分析具体问题并构建模型是关键。针对多元酸的pH计算问题，建立一个描述体系状态的理论模型是第一步，这一步基于学生已有的基本知识要素，包括质子平衡、物料平衡和电荷平衡；第二步将平衡方程式中的不同变量转化为已知的离解平衡常数、分析浓度或[H⁺]，得到精确表达式(一元N次方程)；第三步考虑水的离解、多元酸的多级离解，引导学生得到不同条件下的简化式；第四步考虑高阶方程的计算，引导学生进行迭代计算。

同理，缓冲溶液最大缓冲容量的分析也是首先基于定义建立理论模型，然后进行微分变换；对电子转移的复杂过程，能斯特方程则是从无电场的热力学状态出发建立理论模型，然后加上电荷的影响，并进一步与吉布斯自由能联系得到电化学势的表达式。从以上的例子可以发现：从经验上升到理论、从感性上升到理性的飞跃阶段是提出科学假说并建立模型，这不是应用数学公式，没有一个现成的数学公式可以应用，而是创建一种描述物质状态和性质的语言，通过这种有逻辑的语言，再进行演绎推理，从而发现眼睛看不见的内在本质。比如，在上文有关指示剂的讨论中，通过建模定量地揭示了指示剂颜色的变化机制及影响因素，并发现单色指示剂和双色指示剂的变色范围与指示剂用量的关系。有了理性的指导，我们才可以设计更多的指示剂，实现从无到有的创新。

学生在深度学习中的投入，其驱动力一方面来自学生内在的强烈好奇心，另一方面来自学科本身的魅力，而学科的魅力是学生好奇心的源泉。所以，深度教学将认知过程与审美相结合，通过理解、想象和逻辑思维体验分析化学中集结构和形式于一体的自然美和科学美，发现大自然内在的和谐、简单、对称和新奇美，激发学生探究美、创造美的愿望。

(1)分析化学通过揭示自然界物质的基本结构、组成和含量，揭示美的物质基础，向学生呈现潜藏在感性美中的理性美。比如，在酸碱滴定和络合滴定两章结束后，播放五彩斑斓的绣球花视频，当学生沉浸在梦幻般的鲜花盛宴中，为大自然的魅力所深深吸引时，自然会发自内心地追问这些五彩斑斓的色彩来自何方？在教师的引导下，学生通过分析飞燕草色素的结构，发现这其实是一种多元弱酸，在不同酸碱性的土壤中显示不同的颜色。土壤呈碱性时，绣球花为红色；土壤呈酸性时，比如在pH 5.0–5.5之间与铝离子结合，绣球花变为蓝色；而中间过程会掺杂绿色和其他颜色。同理，用作滴定分析指示终点的物质也大多是天然色素，也是有机酸或有机碱，其酸式和碱式型体的颜色不同。又比如，在沉淀重量分析法一章，通过播放晶莹闪亮的晶体生长过程视频，学生被大自然的鬼斧神工所深深倾倒，唤醒其内心的好奇，并充满期待地去探究晶体生长的驱动力、影响因素等深层次的本质。

(2)分析化学的魅力不仅与美的形式有关，而且还与人在科学认识活动中产生的美感有关，这种美感来源于学生内心世界在学习过程中所激起的欢乐和愉悦等特殊心理感受，也就是学习的获得感。学生经过复杂的学习过程，一路波澜壮阔，峰回路转，山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村，一旦创造性地理解了其中的科学原理，发现了自然界惊人的规律，当大自然清晰的美景与学生对科学诚挚的热爱达到情景交融时，就会产生科学美感。正如科学家巴斯德所说，“当你终于确实明白了某件事物时，你所感到的快乐是人类所能感到的一种最大的快乐。”由此可见，在深度学习中教师对知识内在结构的深刻掌控是非常重要的，从设计题目到问题解答不能平铺直叙，而是山路十六弯，使学生充分领略无限风光在险峰的壮美。如前所述的滴定误差公式，从最原始的定义到最后的滴定误差表达式，其中所设计的十六个问题旨在使学生不仅沉浸于学习知识，更重要的是使学生经过坚持不懈地探索实践，不被挫折所击倒，在科学的海洋中自由驾驭并获得内心的愉悦，达到审美和求知的结合，在学习和科学研究中成就真善美的统一。

深度教学的宗旨是引导学生开展层层剖析、步步推进的沉浸式学习，强调知识学习的过程性、知识产生的科学背景、知识成立的环境条件、知识的演绎和推陈出新等。在有限的48学时课堂教学时间内，如何高效地完成拟定的教学任务需要教师根据知识结构，对其进行有效的加工处理，引导学生开启有逻辑、有想象、有创造、有活力并受益终生的科学探索之旅。

第一，制定有深度的总体教学设计和教学方案。这并非常规意义上的教学计划进度表，而是按照知识的内在结构和逻辑关系来安排各个知识点之间的承上启下、相互关联。能够恰当地处理广度和深度的T型关系，广度是为了将知识点挖得更深，而不是漫无边际的广度，或者过度的超越学科内容。而关联度是各个知识点之间的充分关联，决定学习的丰富性和画面感，也是从“点”的挖掘走向“面”的综合之重要途径。在教学设计中，强调思维方法、文化意蕴、科学精神、自主学习、人生发展、社会责任和实践创新。正如前文所述的标准正态变量和相对过饱和度，虽然内容完全不同，但是采用了同样的思维方法，有异曲同工之妙。

第二，进行有层次的知识要素分解。知识是有层次的，深度教学是引导学生按照逻辑关系进行逐层深入的学习。特别是关注学生认为的“懂了”是否停留在第一或第二层次的浅层次符号意义，或者只是机械的记忆、代公式进行计算等。

第三，开展有创新的知识要素处理。深层次的知识学习从表层的含义延伸到知识的内核，其中有两个重要的认知过程：即从特殊到一般的升华和基于已有知识的推陈出新。在分析化学中，不仅有四大平衡个性的深入学习，还要凝练四大平衡的共性原理，并在知识要素分解的基础上，进行加工整合推陈出新。如前所述，无论是格式作图法还是林邦公式，都是基于学生已有的知识要素，面向新问题，引导学生从不同角度对知识要素进行重新组合，最终推陈出新。

第四，研究学生的学习状态。深度教学是教和学的有机融合，教师须关注学生的学习状态。现在有一个非常普遍的现象，越来越少的学生上课动笔做课堂笔记。分析化学的教学对象是大一学生，因此培养良好的学习习惯是非常重要的。如前所述，针对这个问题，我们为学生准备的“品学斋”课堂记录要求学生当场完成提交，学生通过用一句话总结当天课程教学内容，寻找主要知识点与知识点之间的逻辑关系(思维导图)，大胆质疑，自由想象和随笔，不仅提高学生的学习效率，而且便于教师了解学生在课堂上的状态。

第五，综合使用多种信息化教学手段。有深度的课堂教学不仅包括知识的丰富性，也包括课堂的生动画面感和感染力。除了教材和参考书，我们有云课堂、智慧教室、微信助教，电子绘图板等现代信息技术，特别是采用了好弹幕，学生扫描课程二维码即可在不打断教师或同学的情况下随时提问，提问的内容实时显示在屏幕上，加强了课堂互动，使课堂教学充满朝气和活力，既是科学的殿堂，又是视听的艺术。

翻转式教学(Flipped class model)是调动学生学习积极性的一种有效方式^[6]。在深度教学中，翻转式教学不是简单地更换教和学的位置，也不是记忆、理解和初步应用等浅层次知识学习，而是指向更深层次的分析、综合和评价等教育目标。教师需要针对教育目标，在深入分析和研究教材的基础上，设计相应的翻转式教学内容。在这一环节，教师的角色更为重要，其间的点评是将学生的翻转式教学引向深入的重要支点。

(1)分析(Analysis)层次的翻转式教学基于基本知识要素的分解，旨在深入辨别各概念间的相互关系，能够有逻辑地组织材料对拟解决的问题进行逐层剖析，详细地阐明其中的基础理论和基本原理。比如，在理解实验误差(包括随机误差、系统误差、过失误差)的基础上，进行知识的迁移，引导学生开展生物样品实验数据分析(如血液中某成分的测定)的翻转式教学。设计的内容包括一组正常数据(这组数据各不相同)，要求学生讲授的问题是某人某天的多次测定平均值是否正常。这个问题的解答首先需要对误差相关的知识进行分解，对每一种误差的来源、特征和变化规律进行充分的辨识，从而认识由于测定中存在的随机误差和个体差异导致数据的正常波动，并进一步引入随机误差的区间概率。其次，某人某天的多次测定值也不相同，学生因此需要研究这些数据的差异是否存在系统误差和过失误差，在系统误差和过失误差都消除的前提下，学生再进一步研究，多次测定的平均值与正常值的平均值是否存在显著性差异，或者这个平均值是否包含在正常值平均值的置信区间。对得出的研究结论，最后还应从实验和个体差异两方面，分析有哪些因素会影响测定值。

(2)综合层次的翻转式教学以分析为基础，对知识要素进行加工处理，能够制定合理的计划和实施步骤，找出拟解决问题的规律。比如，武汉市雨水酸度的调查，学生的翻转式教学内容包括雨水酸度的背景知识(正常纯净水的酸度、影响雨水酸度的因素)、采样方案、酸度的测定方案、数据处理方案、数据分析方案等。在这一层次，强调创造性，考查学生在以上各个环节是否提出具有针对性、建设性，新颖而可行的解决方案。曾有学生取得雨水样品的分析结果为pH 6.8左右，比预期溶有二氧化碳的正常雨水酸度(pH 5.6)不同，于是又进一步研究雨水中二氧化碳及其他有机物的测定方案，一步一步走向深入。

(3)评价层次的翻转式教学强调从经验、感性的表面现象走向更深的内涵，要求学生能够从理论的高度对拟研究的问题做出其价值的判断，包括其先进性、局限性、适用条件等。比如，在氧化还原滴定一章，学生的翻转式教学内容是化学需氧量的测定，和常规的氧化还原滴定相比，其复杂性在于化学需氧量的测定目标不是单一物质，而是测定样品中所有的还原性物质，这是水体有机污染的一项重要指标，用以表征水体污染程度。学生的翻转式教学主要针对不同的样品处理方法和分析方法进行评价，将样品的经典回流法与快速消解法进行比较，将高锰酸钾法与重铬酸钾法进行比较，并评价不同方法的使用条件，提出未来发展方向和目标。

丰富的课程资源是进行深度学习的重要基础。从知识的内在结构可知，知识的学习不是符号知识本身，而是符号所表征的人类与客观世界的内在联系，其中的思想、思维方式和情感意识是知识的重要内涵。在科技高速发展的信息社会，思想的活跃、思维方式的创新与全球意识、国际化视野是培养具有文化底蕴，并在国际舞台具有竞争力的创新人才的重要基础。在教学过程中，除了原版分析化学教科书外，我们还使用了来自国内外世界知名大学的公开媒体资源(视频)，使课堂教学内容和教学难度与国际接轨。每节课3–5分钟的短视频用于教学案例分析，以生动的多媒体技术呈现事实，帮助学生将抽象的概念变为感性的认识；也可创设情境，激励学生开展深入研究；还可以提供示范，演示滴定分析的正确操作；更重要的是，利用现代高科技，使一些难以通过肉眼观察的细节如晶体的生长过程呈现出来，形成表象等等。

在强调独立思考的同时，善于与他人合作也是学生重要的品质素养。在这个层次，我们设计了两种形式的团队研讨和探索活动：(1)如前所述的综合和评价层次的翻转式教学，这种翻转式教学以小组为单位，既有分工又有合作，小组内部成员首先经过充分的讨论、质疑，然后再做出PPT并在课堂上报告，小组成员一起接受大家的问询，在讨论、辩论中互相提升，这部分小组研讨在学期末进行。(2)以小组为单位，开展基于教材的课外科研活动，比如从苹果、柠檬中提取有机酸，并测定离解平衡常数；从菠菜中提取草酸，测定其含量，并制备草酸钙晶体等等。这部分研究持续1学年，不计入成绩，以研究总结形式结束。

与有层次的知识学习相对应，学习评价注重学习的过程性，从多维度评价学生的学习状态。除期中、期末的书面闭卷考试外，我们设计了三个重要的知识学习评价环节。(1)“品学斋”课堂记录(10%)：强调学生的自主学习，在课堂上当场完成，训练学生归纳总结的能力，充分使学生展开想象、仔细思考、发现问题，并养成做读书笔记的习惯。(2)书面作业(15%)：在平时书面作业中考查学生对概念性定义、解释性知识以及简单应用的学习效果，主要由学生独立思考完成，通过云平台互动、微助教等手段答疑辅导。(3)星空探索(10%)：分析、综合和评价层次的知识学习以翻转式课堂教学来考查学生的学习状态，考查学生深层次的学习能力。期中考试占总成绩25%，期末考试占总成绩40%。期中、期末考试的题目从透彻掌握知识(60%)、解释性研究(20%)、未知领域的探索(20%)三个层次进行考查。其他加分项如下，计入总评成绩：

有一定深度的提问及回复(参与形式包括扫描课堂二维码、云平台互动、微信助教互动等)，入选“桂子山星星人之问”，计入2分；

为鼓励大家参与云平台和微信助教上的教学互动，每发帖或回帖一次，计入0.5分；

参加集体备课，提出有一定深度的建议或意见，计入1分；

鼓励大家积极参加一学年课外科研活动，从报名的学生中选拔若干人。由于不是每个学生都有参与的机会，该项目不计入成绩，以学年总结的形式提交。

有深度的教和学是培养创新型人才的重要途径，学生通过逐层深入的完整学习过程，超越表层符号知识，关注知识的文化意蕴和科学精神，以及知识所承载的哲思智慧、世界观、方法学、社会责任和时代使命。学生在有深度的教和学中，孕育大格局的视野，以大视角切入人生，站在科学的高度，与时俱进。同时，千里之行始于足下，从小事做起，见微知著，脚踏实地开启人生的每一段旅程。