大学化学, 2022, 37(11): 2208119-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202208119

教学研究与改革

突出“专业-能力-素质融合”是升华无机化学课程设计的核心——重构“基础无机化学”教学设计

翟全国,, 薛东, 魏灵灵, 胡满成, 高胜利,

Highlighting "Professional-Ability-Quality Integration" is the Core to Promote Inorganic Chemistry Curriculum Design: Reconstructing "Basic Inorganic Chemistry" Teaching Design

Zhai Quanguo,, Xue Dong, Wei Lingling, Hu Mancheng, Gao Shengli,

通讯作者: Email: zhaiqg@snnu.edu.cn (翟全国)Email: gaoshengli729@126.com (高胜利)

收稿日期: 2022-08-26   接受日期: 2022-09-23  

基金资助: 陕西省一流本科课程“无机化学”(2021年)
陕西师范大学“课程思政示范课”和“课程思政育人优秀教学团队”(无机化学)

Received: 2022-08-26   Accepted: 2022-09-23  

Abstract

According to "the quality and effect of talent cultivation as the fundamental standard to test all work" proposed by the Ministry of Education, the principle and practice to reconstruct the teaching design of "basic inorganic chemistry" is put forward in this work. We try to guide the reconstructing content of each chapter to highlight innovative thinking and scientific research from the professional aspect and thus implement "solid, deep and thick" for knowledge. In terms of capability, we highlight the China's practice, reflect China's national conditions and people's conditions, keep pace with the times, serve the country's needs, and strengthen "learning to put into practice". In terms of quality, we embody "profession and ideology go together", and strengthen the educational function of the curriculum and the value system of the Chinese nation. Overall, we try to pave the way for the formation of the "basic inorganic chemistry syllabus" with Chinese characteristics and the world level.

Keywords： Basic inorganic chemistry ; Teaching design ; Principle ; Practice ; Courses for ideological and political education

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翟全国, 薛东, 魏灵灵, 胡满成, 高胜利. 突出“专业-能力-素质融合”是升华无机化学课程设计的核心——重构“基础无机化学”教学设计. 大学化学[J], 2022, 37(11): 2208119-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202208119

Zhai Quanguo. Highlighting "Professional-Ability-Quality Integration" is the Core to Promote Inorganic Chemistry Curriculum Design: Reconstructing "Basic Inorganic Chemistry" Teaching Design. University Chemistry[J], 2022, 37(11): 2208119-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202208119

《课程论》[1, 2]告诉我们课程大体应该研究以下问题：学校应该教什么？为什么教？怎样选教材？怎样安排和组织教材。教学实践告诉我们，课程应包括教材编写、课程设计、授课及其效果三个部分。新时代，这些都是应该与时俱进具有创新性的。2021年4月全国教务处长会议上吴岩司长又一次地强调[3]：“教学改革改到深处是课程”“课程是教育最微观问题，但解决的是教育最根本问题”。这无疑对全国高等学校教学改革具有指导意义。

前文[4]，我们以“突出创新思维和科学研究是加强无机化学教材建设的前提”为题，汇报了编写《无机化学探究式教学丛书》的设想和做法。力图在探索中突出创新思维和科学研究，体现出强化教材育人功能和中华民族的价值观体系，形成中国特色、世界水平的教师教学、学生学习的重要工具，从而推进无机化学课程思政建设。本文将汇报课程建设的第二个问题的探讨和做法，即重构“基础无机化学”教学设计。我们认为，这一环节中最重要的认识是：必须依据教育部提出“要把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准”为宗旨[5]，突出“专业-能力-素质融合”是升华无机化学课程设计的核心，为形成中国特色、世界水平的“基础无机化学教学大纲”做出探索和铺垫。

1 过往基础无机化学教学设计的问题在哪里

虽然诸多专家与一线教师围绕无机化学课程的教学设计、教学方法、教学手段等方面展开了创新与科学论述，在如何突出理论重点、优化教学内容和提高课程教学效果等方面积累了大量宝贵经验[6–14]。但尚未见到就“课程设计”的专门讨论。

1.1 课程设计内容体系主线不明

1.1.1 无机化学课程内容体系的形成

无机化学课程内容体系常常由无机化学教材决定。基础无机化学的内容体系原本是以元素为主体的。简言之，伴随着门捷列夫(Менделее́ев Д. И.，1834–1907)元素周期律的发明[15]而诞生的《化学原理》[16–18]才真正形成了无机化学内容体系。这部教材在19世纪后期和20世纪初，被国际化学界公认为标准著作，前后共出了8版，影响了一代又一代的化学家[19]。早先的无机化学课程是完全按元素周期系设计的[20, 21]。国内也是以此为蓝本[22]。一直到1977年恢复高考，1978年出版了有历史价值的统编教材《无机化学》(上下册) [23]，才逐渐形成了现在的无机化学独特的知识体系，但元素化学的教学仍然是无机化学的重点与核心内容。2019年，这套经典的《无机化学》出版了第4版[24]，已成为我国高校的主流无机化学教材。虽然后来的《无机化学》教材出版呈现百花争艳的局面，但实质上是万变不离其宗。鲍浩波等[25, 26]曾详细总结了我国无机化学教材的发展历史，展示了我国高校无机化学教材建设工作从无到有，再进入快速发展期，教材质量和数量都有了明显提高，保证了我国基础无机化学教学和高等教育的正常发展。这里不再赘述。

1.1.2 无机化学课程内容体系的严重缺失

最近，教育部高等学校化学类教学指导委员会主任郑兰荪院士，在给即将由科学出版社出版的《非金属元素同素异形体综论》[27]一书的序中写道：在我国的化学分类中，无机化学的学科分类一直偏窄，影响了无机化学学科的发展。在本科教学中，各高校开设的无机化学的基础课程及所教授的无机化学基础知识也相应偏少。尽管“无机化学”课程是一年的课程，但是“无机化学(上)”(又称普通化学、化学概论等)所教授的内容主要是物理化学(包括结构化学)及分析化学的基础知识，为了实现与中学学习的化学知识的衔接。“无机化学(下)”(又称元素化学)才实际教授无机化学的专业知识，在各院校大都为3个学分，内容仅限于各种化学元素的介绍(包括配位化学的一些基础知识)，这些内容显然不足以涵盖化学类专业学生所必须掌握的无机化学相关知识。近二十多年来，我国纳米化学和配位化学的发展，带动了无机化学学科的快速发展，大多数高校所教授的无机化学专业知识与学科发展的差距更显突出。

同样的观点，已故中国科学院资深院士申泮文教授也在2009年指出[28]：在大一化学课程中要讲授的元素化学，只是一部分“启蒙化学知识”，不能代表无机化学。而大多数学生以后却再无机会专门学习元素化学了。

这是多么严重的缺失啊！也就是说，基础无机化学课程体系本身缺陷严重影响了课程设计的科学性、合理性和先进性。这也是化学类专业教学指导委员会之所以按照教育部要求制定《高等学校化学类专业指导性专业规范》(后文简称《专业规范》) [29]和《化学类专业化学理论教学建议内容》[30]的初衷、要求和意图。其后，在由教育部颁发的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》(后文简称《教学质量标准》) [31]中，简明地列出了这些知识点。

严重的后果是，化学类专业学生所必须掌握的无机化学相关知识被引导到常常是注重上册内容，而忽视了本身元素化学主线的学习，不能体现专业特点。一个明显的事实是，无论是《教学质量标准》或是《专业规范》，都是所有化学类专业的最低标准。遗憾的是，许多高校连这个都未达到！

1.2 课程设计框架落后
1.2.1 课程设计内容完全依教材而定

由于教材的主线不明，使得一般的课程设计采用紧扣教材的方法，造成条块死板、体系保守，没有对教材内容进行升华。主要表现在：①基础理论部分平铺直叙，不敢苟同物理化学和分析化学的深度，不讲来龙去脉地讲解概念和规定，没有充分结合无机化合物微观结构和反应机理进行分析，没有数学推导。结果是搞得四不像，学生云里雾里，不得要领。有时几乎失去概念的严谨性。②不涉及概念和定理的背景，不涉及前沿和发展，使得知识结构不严密发生断层。例如，原子结构部分，不讲原子核结构、量子化学原理发展简史，不讲科学家的科学思维和方法，易使知识模块僵化而没有活力。把一个原子结构理论简单地落在核外电子排布的四个量子数的记忆上。③元素化学部分则更是简单地设计在元素及重要化合物的一般性质、结构、制备和应用。内容是能少则少，千篇一律，毫无逾越。使得教师备课简单，学生学无信念。课程设计完全达不到“实、深、厚”，质量完全达不到《专业规范》和《质量国家标准》的要求。

1.2.2 课程设计专业知识有漏洞

无机化学知识模块常显单调、不完整、有欠科学性。略举几例：①原子结构是大一无机化学教材的基础理论知识之一，它抽象、理论性强，学生理解难度大。在国内外大多数主流教材中，章节处理常常单列为一章“原子结构”，或设计为章题“原子结构与元素性质”或“原子结构与元素周期律(系)”。内容包括元素的起源、原子结构的玻尔模型和波动力学模型、核外电子的运动状态、元素周期系和元素基本性质的周期性。显然在课程设计上如此设计就有失概念的科学性和认识论层面的准确性[32]。我们在设计中从另一个角度处理，把框架分为两章：一章为“原子与原子结构”，包括原子结构、原子结构理论的发展简史、核外电子的运动状态和原子核结构；一章为“元素与周期律”，包括元素的起源、周期律的建立、元素基本性质规律和周期律的应用。经过实践，效果良好[32]。②溶液中的四大平衡独立成模块，互不牵连，没有突出共性和多重平衡处理机制与技巧，特别是缺乏平衡理论在生产和功能材料制备中的应用。③热力学初步和动力学初步也是独立的模块，缺乏两者之间的关联[33]；更无唯一能够关联两者的测定技术——量热法的介绍(所得热动力学常数可从本质上解释化学反应实质) [34–37]。

元素部分更是缺失较多，依着教材照葫芦画瓢。例如，以“氢”为例。无元素的发现、同位素及同位素效应、同素异形体的发展、元素的生理作用等模块，严重的是缺失“氢经济和氢能源模块”。我们将章题定为“氢化学与氢能源”，一下子丰富多了。又例如，从研究元素的电子结构与元素性质角度出发[38]，“ds区元素”应独立成章，这些元素与d区元素的性质规律确有不同，又与今天的环境污染和治理息息相关。再例如，f区元素，没有科学处置“镧系元素”和“锕系元素”的异同，它们并非“双胞胎”；注重“镧系元素”资源和生产是我国特色行业不够；结合核工业的发展保证“锕系元素”内容的完整性不够。凡此种种，多不胜举。

1.3 课程设计框架缺少对学生能力的培养

明显的，过往课程设计关注基本原理与实际应用之间的联系不够，知识专业性强但触类旁通者少，应用性介绍相对较弱，知识内容融合性略显欠缺，鲜见科研实践内容或者学科交叉栏目设计，可行性差强人意。

(1) 元素及化合物新知识少，突出构效关系不明显；矿物介绍、冶炼和提取工艺等鲜见，以至于化学专业毕业生到工厂、研究所看不懂无机合成以及制备设备和工艺，不了解如何从稀土矿物提取和分离稀土元素的原理和工艺，即达不到“学以致用”。

(2) 无机化学的内涵与外延相互依存、相互制约。科学界定学科的内涵与外延，是促进学科建设和保证学科持续发展的基础。学科内涵是学科知识体系中最本质的内容，学科外延则是学科内涵的拓展[39]。基础无机化学的内涵应是涉及物理化学(原子、分子、晶体结构，热力学和动力学初步，溶液理论)和分析化学(四大平衡)基础、元素化学(包括无机合成和制备)，外延涉及材料、精细化学品、能源、环境、制药、生物、农学和医学等相关学科的基础[40]。显然，过往课程设计模块和指导学科交叉不够全面和灵活。

1.4 课程设计内容严重缺少教育功能

课程设计是课程的主要内容，起着承上(教材使用)启下(授课及其效果)的作用。

(1) 过往课程设计由于过度依赖现有教材，严重缺失无机化学内容，特别是无机化学热点、前沿内容，使得本科生所获无机化学专业知识偏少，与学科发展的差距相距甚远。这就削弱了它充当“其他后续专业基础课的基础”的角色。

(2) 过往课程设计过多注重提高学生的认知能力、注意力和记忆力，而达不到培养学生的理解力、思考力和判断力，以及激发创造能力的目的[41]。根源在于常常着眼于“宏观辨识与微观探析”和“证据推理与模型认知”两个维度[42]，未从“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标出发[43–45]。

(3) 过往课程设计过分强调专业知识的内在逻辑系统性，往往忽视了学生的心智发展、情感陶冶、创造性表现、个性发展和师生互动；往往把课程设计视为外在学习者的静态的东西，忽视了学习者的活动、思考和想象。既违背了“学生是学习的主体”原则[46, 47]，同时也降低了教师的主导作用[48]。

(4) 科学的最高境界应该是哲学思想的体现。哲学为自然科学家提供了研究的思维和准则。门捷列夫正是接受了哲学智慧的滋养，才有了运用辩证唯物论的世界观和方法论。门捷列夫曾在《化学原理》一书第5版的序言中写道：“……这本著作的主题，是我们所研究的这门科学的哲学原理[49]。”另外，有人[50]简明地把门捷列夫的科学方法叙述为：无意间发现同族元素的原子量差是常数(偶然事件)→敏锐的直觉+丰富的想象→元素周期律→周期理论的几种预言→被发现所证实[51]。所以，凯德洛夫说：元素周期律的发现者，如果没有高度的哲学素养，没有科学研究方法的创造，而要在一天之内如高屋建瓴，势如破竹，一气呵成，这是绝对不可能的。一天之内实现伟大发现的奇迹，乃是瓜熟蒂落，水到渠成[52]。研究化学的“哲学原理”就有可能超越传统和大科学权威所划定的范围而从事创新性的研究。然而，这些“教育功能”却在过往课程设计中未给予重视。

(5) 特别是课程思政建设在过往课程设计中存在严重不足。没有体现出教育部“专业与思政同向同行”的格局，没有体现出习近平高校思想政治教育重要论述[53, 54]，没有在对学生的“坚定理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长知识见识、培养奋斗精神和增强综合素质教育”上下功夫。须知，课程思政甚至影响国家长治久安、民族复兴和国家崛起[55]！

2 重构“基础无机化学”教学设计的原则

从上面的分析可以得到的思考和启示是，随着课程改革的深入，我们必须对“基础无机化学”的课程设计进行深度整改，就内容和框架进行重构，不能再只是一部分“启蒙化学知识”。其中，有一些原则是必须遵守的。

(1) 课程设计质量是人才培养的核心。认真学习教育部、教指委的相关指导意见，以“要把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准”为宗旨[5]，明白一切改革的目的是为了提高本科生的教育教学质量，时刻牢记初心、不忘使命，担起培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的重担。认识到课程设计是课程改革的最核心问题，是能否体现“以学生发展为中心”理念的最重要策划和指导，是落实“立德树人成效”根本标准的具体化、操作化蓝图。把这一宗旨融入到课程设计的细微之处。

(2) 课程设计突出四化和五个面向。重构和完善要在“以学生发展为中心”理念下突出高标准的“学习化、个性化、多样化、现代化”。力求转移到处处以学生健康学习为主的先进设计；在构建“世界水平、中国特色”课程设计框架目标下，面向世界科技前沿、面向经济主戓场、面向国家重大需求、面向人民生命健康和面向文化大繁荣。力求使设计充满活气、灵气、真气，具有中华民族之特色。

(3) 课程设计突出两性一度。“高阶性、创新性和挑战度”最早出现在吴岩司长题为“建设中国金课”的报告中[56]。所谓“高阶性”，就是设计思路和框架要显示出“知识-能力-素质的有机融合”，能起到引导培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维的作用。所谓“创新性”，从设计内容上讲，要求一改过去条块僵硬、内容陈旧的模式，将学术研究、科技发展前沿成果、课程思政理念等引入课程，反映前沿性和时代性，指导教学形式呈现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化。所谓“挑战度”，是指课程设计模块要有一定专业难度，推进学生剔除碎、浅、薄的知识追求，追求实、深、厚的知识层。

(4) 课程设计突出“专业-能力-素质融合”。针对过往课程设计的不足，在专业上力求使内容饱满，适当增加宽度和深度，及时将最新理论、最新研究成果、最新前沿、实践成果纳入设计模块，有利于给课程注入活力，有利于激发学生的创造能力。这里包含着知识层次的提高，即可体现设计的高阶性和挑战度。能力提高体现在让学生在学习中知其然又知其所以然，学以致用；强调启智，培养学生各方面的能力，如解决复杂问题的能力、查阅化学文献的能力、实验室安全方面的技能、交流沟通的能力、团队协作的能力等。素质包括人才素质养成、科学素质养成、道德素质增长，具有哲学思想和批判性思维、懂得并会建立科学研究方法；具有科学家的献身精神，树立起社会主义的世界观、价值观、人生观。课程设计同样和教材一样，要体现国家意志、民族精神、科学发展内容和水平。

(5) 课程设计突出“专业与思政同向同行”。避免专业与思政“两张皮”、贴标签[57]，高阶性地以完整的课程体系和知识体系全面落实思政育人要求，力求达到两者互溶。首先，教师是实施课程思政建设的主体与实施的关键[58]。教师要深度认识到课程思政不光是育人，也是提高自己从业精神、自觉提高立德树人意识、深化对专业知识认识、提升科学思维能力的过程。其次，课程设计中要不断正确理解课程思政内涵，提升设计能力。我们认为几个围绕内涵主题的设计思想是：①爱国情怀第一。突出为什么学习的问题。②要明确意识到肩负的国家使命和社会责任。③讲马克思主义的辩证法，讲唯物主义，讲哲学，培养学生尊重科学、实事求是的科学作风。④讲科学研究方法、思路，启发学生的创新意识。这就要在专业体系设计的细微之处，精准选择绝美历史事件、科学背景，特别是中国过去和当今的突出贡献。

3 重构“基础无机化学”教学设计的做法

在以上原则指导下，充分学习相关研究报告[59–65]和厦门大学长期对无机化学教学改革的宝贵经验，以及我们在无机化学教材编写中取得的经验[4]，确定了科学性严谨、可行性强、创新性做足的探索研究方案。

3.1 注重重构需要解决中心问题的科学性

(1) 重视内容的完整性。理论部分：结构要合理，包括内容的确定，宽度和深度的拿捏；重视概念和定义的准确性，理论的历史渊源和发展，适当的数学推导引入，学术研究、科技发展前沿成果、课程思政理念等引入。元素部分：增加元素的发现、同位素及同位素效应、同素异形体的发展、元素的成键规律、元素的生理作用等模块；加重元素和化合物的资源介绍、矿物冶炼和提取工艺、工业应用；涉及与材料、精细化学品、能源、环境、制药、生物、农学和医学等相关学科的基础。

(2) 重视思维训练。突出专业内容的辩证思维、逻辑思维、分析思维、判断思维训练；突出创新思维和科学研究方法为导向，引导视角转变；针对不同专业问题推荐采用多种思维方式理解：逆向思维、抽象思维、线性思维、形象思维、执教思维、定向思维、态度价值观、社会责任感、社会心理、社会规范、心理特征、道德品质和横向思维等；凸显哲学对科学研究的推进作用。

3.2 注重重构框架的可行性

(1) 符合基础无机化学的规范。内容取舍应恰当，立足于本科一年级基础无机化学教学使用，注意与高中化学与大学后续课程的衔接；拿捏好知识宽度和深度的扩展，主要充实元素化学知识和应用化学知识。

(2) 以适应本科一年级基础无机化学教学课时安排为准，大胆突破已有的固化框架，与现有常态课时相结合。设计中拟采取“线上线下相结合、专题讲座、研究讨论课沙龙、课程论文”等方法，处理好课时少、内容多的矛盾。

(3) 张树永等[66]认为：所有的创新都是在兴趣驱动下进行积极思维和创造性活动的结果，兴趣是创新的前提和基础。他们在教学中发现，学生对化学史、化学领域的新进展和新成就，对化学在高新技术领域的重大应用、重要贡献都表现出极大的兴趣和感知能力。因此，在本科教学阶段重视激发学生的求知欲、好奇心和学习兴趣是首要的。设计中捋顺案例、事例和讲法，才能真正做到“坚持学生中心、产出导向”，实现教师和学生都喜欢的课程设计。

3.3 重构框架的探索

依据上面的分析，我们以编写的《无机化学探究式教学丛书》作为基础无机化学课程设计的蓝本，即以22个分册[4]为22章，每章提出研讨主题并写出教学论文，公之于众，广泛征纳同行的批评建议。表 1为几章已完成的部分新课程设计研讨主体问题及论文。其余的正在提炼撰写陆续完成。

表1   已完成的部分新课程设计主体及论文

章序章名研讨主题文献序号
第1章物质的聚集状态及晶体结构基础“物质状态”内容既是大学与高中课程的衔接，又是基础无机化学的基础知识，还要兼顾课程内容“高阶性、创新性和挑战度”，我们认为本章定名为“物质的聚集状态及晶体结构”有利于矛盾的解决。课程设计力求达到“知识-能力-素质有机融合”就可体现“高阶性、创新性和挑战度”[67]
第2章原子与原子结构认为章节定名为“原子与原子结构”较为合理；通过提前举办量子力学基本概念专题讲座有利于量子化的原子结构模型这一教学难点的突破；针对每一难点提出了具体的方法措施，提议讲授采用发散思维为主、收敛思维为辅以及有所为有所不为、张弛有度的哲学方法68]
第3章元素与原素周期表以元素周期律为主体，以元素起源、原子量测定、周期表的形成三条发展背景为线，以周期律在材料、地质、矿物浮选的应用，生物元素、氢化物、碳化物、超导元素在周期表中的分布为两面，构成一主两面三线的逻辑和结构框架，促进知识的系统性和完整性[69]
第4章化学键与分子结构详讲化学键与化学作用是本章的基本内容，强调化学键概念对分子形成的重要性；将“高阶性”作为重点突破方向，与时俱进地贯通高阶性的课程内容，培养信息时代下学生的思考、理解以及解决复杂问题的综合能力；从氢键定义的延伸、键能大小及其共价性质的表现提出氢键内容的发展已经可以将之称为“原子间的另一种作用力”的观点，有利于促进学生创新思维的激发[70]
第16章氮族元素认为“氮族元素”课程设计应以“利于人才培养”为出发点，把最新研究成果引入教学内容和重构、完善教学课程体系为核心，加强课程系统化、防止碎片化和增强“高阶性、创新性和挑战度”为重点突破方向较为合理。核心要素重在进行内容结构重组、发展学科融合和充分发挥教育功能三方面下功夫，质量提高重在有效实施“知识-能力-素质有机融合”
第17章氧族元素“氧族元素”教学内容应体现出“高阶性、创新性和挑战度”。教学内容的重构应在保证基本面知识结构的前提下，凸显“氧族元素”发展中的最新理论、最新研究成果、最新前沿、实践成果，凸显“专业与思政同向同行”，充分发挥课程育人功能，从专业、能力、素质全方位促进学生发展[71]
第18章卤族元素认为“卤族元素”课程设计的改革应将“如何切实体现两性一度”作为重点突破方向；应在注重核心内容主线突出、进行内容结构重组发展学科融合作用和充分发挥教育功能等方面下功夫；以利于促进学生科学素养发展的视角为出发点，突出创新思维和科学研究方法，以教师好使用、学生好自学为努力方向，以提高教学质量促进人才培养为目标；使学生在获得基础知识的同时，能学到些许科学的思想方法学习方法和研究方法[72]
第21章ds区元素基于对“抓课程质量是人才培养核心要素”观点的理解，认为“ds区元素”课堂教学设计做到微观上“知识-能力-素质有机融合”就可体现“高阶性、创新性和挑战度”。应在注重基本面知识的厚实性、进行内容模块的完整性重组、发展学科融合的先进性、充分发挥课堂的教育功能四方面进行改革。新的课堂教学设计应以凸显最新理论、最新研究成果、最新前沿、实践成果为特点，以利于促进学生科学素养发展的视角为出发点，突出创新思维和科学研究方法，实施“知识-能力-素质有机融合”为目标
第22章f区元素探索课程设计的重新构建，认为应进行较大更新：(1) 重构和完善的教学课程新体系应在知识、能力、素质三个模块进行充实，并最终做到三者之间的有机融合；(2) 客观处置“镧系元素”和“锕系元素”的异同，它们并非“双胞胎”，注重“锕系元素”内容的完整性；(3) 注重设计中“专业与思政同向同行”理念的体现挖掘思政教育元素，充分展现教材的教育功能，着重突出中国科学家对世界科学进步的贡献[73]

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3.4 重构框架举例

到这里，我们就开始逐章进行探索式课程设计实践，并用于指导授课及教学效果测评(这将是继此之后的第三次汇报)。这里仅举两例，以供读者讨论，并希望起到抛砖引玉的效果。

(1) 例1：第1章“物质的聚集状态及晶体结构基础”[67]。聚焦于凸显概念的准确性和延伸、凸显易混淆之处的明晰、凸显学科发展前沿合理渗透于内容讲述中、凸显相图的引用、凸显原始文献的引用、凸显中国科学家的研究成果、凸显学生为主体的几个方面进行特点设计，突出创新性。

(2) 例2：第22章“f区元素”[73]。聚焦于①凸显f区元素的重要性，包含两个系列：镧系元素与锕系元素共30个元素，独立地构成了两大水平系列[74]。电子结构既有相似性又有区别，并非“双胞胎”；②凸显镧系元素的内容完整性；③凸显两系列元素的矿物提取、元素分离等技术；④凸显两系列元素在先进功能材料中的应用[75, 76]；⑤凸显中国科学家对国际稀土界的“中国冲击”及对中国核工业发展做出的杰出贡献；⑥凸显两系列元素的生理作用；⑦凸显学生为主体的几个方面进行特点设计，突出创新性。

4 结语

4.1 始终坚持“要把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准”的宗旨

想要做好与过往课程设计完全不同的具有中国特色、世界水平的“基础无机化学课程设计”不是一件容易的事。理解了几十年都没有明确的“要把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准”宗旨，才会有“突出专业-能力-素质融合是升华无机化学课程设计的核心”的体会和做法。我们的信心来源于教育部和教指委的指导意见，来源于“不忘初心，牢记使命”的担当，来源于诸多专家的交流和指导，来源于科学出版社，《化学教育》《大学化学》期刊的大力支持，来源于编写《无机化学探究式教学丛书》取得的经验，来源于陕西师范大学无机化学教研室全员默默耕耘于一线的教师。我们的目的是为探索建立一套因不同而精彩的《基础无机化学教学大纲》做铺垫。

4.2 探索来源于深入的教学研究

荀子在《劝学》中说：不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。我们的探索也不是一蹴而成。对每章的重构都是下了功夫，做足了功课的。那就是对比分析过往课程设计的不足，明确重构要解决的问题，查阅大量文献(历史的、前沿的)，锚定增加内容，确定构架和内容。角度要新，立意要高，才会提高设计质量。其实质就是实践把教学研究和科学研究相结合的理念。

(1) 例1化学键与分子结构。应在如下问题上深入研究：①从“走向统一的自然力讨论”到如何看待“化学键理论扩散到一切电子体系”？提高对化学键的认识，再构筑就会有高度。②从化学键与计算化学的水乳交融科学实践，确定本章有必要进行“量子化学计算简介”。③从看到氢键的照片[77, 78]，引申到重新审视氢键100年的历史(1920年美国化学家拉提麦尔(W. M. Latimer)和罗德布什(W. H. Rodebush)第一次明确地提出了氢键的概念) [79]，深探氢键的本质，考究其定义，并简介先进的“快谱技术”。

这样，重构中撰写了6个专题：①走向统一的自然力讨论；②鲍林及其《化学键的本质》；③杂化材料简介；④金属材料简介；⑤氢键与DNA的故事；⑥氢键的应用。撰写了2个相关研究无机化学的物理方法介绍：①计算化学简介；②快谱技术简介。发表了两篇教学论文：①原子间的另一种作用力——氢键[80]。②无机化学中体现“高阶性”的化学键教学设计[70]。

(2) 例2碱金属。碱金属化合物的历史一直是阳离子的历史，人们一直认为，除了金属和合金，只有+1的氧化态可以存在。而+1的氧化态的性质规律又很简单直白，因此，许多教师认为碱金属这章没有什么可设计的，甚或有些学校流于自学为主。然而现在得到碱金属阴离子已不是新闻[81, 82]。应在如下问题上深入研究：①碱金属阴离子化合物是最强的还原剂；②我国盐湖资源丰富，特别是锂的提取；③碱金属配合物的重要性；④碱金属元素的生理作用；⑤碱金属在先进功能材料中的应用。

这样，重构中撰写了5个专题：①碱金属阴离子简介；②盐湖提锂研究简介；③爱国科学家侯德榜及其氨碱法；④锂的抗发炎及免疫调节作用；⑤碱金属电池简介。撰写相关研究无机化学的物理方法介绍：火焰光度法简介。撰写了两篇教学论文：①碱金属阴离子简介；②锂的生理作用和医疗用途——小粒子大作用。

总之，我们将必须的原则落实在“重构基础无机化学教学设计”这一课题上，按照郑兰荪院士给《无机化学探究式教学丛书》写的序那样，“教师授课在保证学生掌握基本知识点的前提下，可以而且应当让学生了解国际学科发展与前沿、了解国家相关领域和行业的发展与知识需求、了解中国科学工作者对此所作的贡献，启发学生的创新思维与批判性思维，促进学生的科学素养发展”，科学地挖掘了各章精彩的议题，发表和完成了近30篇教学研究论文，使得“重构”不是一个幻影，而是一个大破大立、具有鲜明中国特色的示范性作品。

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