无机化学(1)是大学化学专业学生入学学习的第一门专业基础必修课，是四大化学(无机化学、物理化学、有机化学、分析化学)的基础，对后续的专业学习有重要的支撑作用，也是树立化学学科思维最重要的时期^{[1, 2]}。通过课程学习，学生能够掌握无机化学的科学思维方法，树立科学的研究观、正确的世界观和价值观，理解化学核心素养的内涵，具备运用化学核心素养观念对无机化学知识进行整理和归纳的能力^{[3, 4]}。

无机化学(1)课程针对大一新生开设^[5]，在笔者多年的授课过程中发现存在以下问题：学生通过高考选拔，能较好地掌握无机化学基础知识、理论，但由于生源地不同，学生化学基础存在显著差异；在中学多年“标准答案”的训练下，学生缺乏批判性思维，创新意识和实践能力需要提高；学生对化学专业素养、职业发展规划概念模糊；所学理论与生活生产实践脱节，无法培养学生社会责任感以及科学、文化素养。这些都是在授课过程中需着重注意及解决的问题。

阶梯任务驱动包括：教师布置目标导向或迁移应用导向的具体路径任务；学生对布置的任务深入思考撰写提交策划案，教师给予及时修改和反馈；学生修改之后参照策划案分步分工执行并提交成果。在完成一系列阶梯任务之后，教师可及时针对学生反馈结果进行反思及后期改进。

多维度输出则以学生为主体，以活动为载体，利用翻转课堂、混合式教学等方式达到知识层面、能力层面、素养层面的输出。输出方式的载体可以是思维导图、调查报告、主题海报、PPT及演讲、视频微课、情景短剧等(如图 1)。

分子间作用力是无机化学(1)第七章晶体结构第一节的内容，是原子结构、分子结构的后续章节；分子间作用力内容的学习对于学生了解化学反应微观结构和反应原理有重要作用，但由于内容抽象，学生在理解和应用时会有一定的困难。

知识维度：识别极性分子和非极性分子，知道偶极矩类型，说出分子间作用力的类型；

能力维度：归纳极性分子的判断方法、偶极矩类型，初步学会分享、交流能力；

素养维度：体会宏观辨识与微观探析的关系，尝试理论联系生活中的实际问题；

思政维度：树立踏实刻苦、严谨求实的科学探索精神。

分子极性的判断方法、分子间作用力的种类(取向力、诱导力、色散力)是授课重点。分子极性的判断方法和分子间作用力是本节内容的基础知识，重点是学生对知识的深度掌握。

极性分子的判断方法首先要看是否含极性键，其次要看空间构型能不能抵消键的极性。空间构型是否能抵消键的极性，这是学生普遍反馈的难点。因此，我们会通过不同分子实例分析对比，帮助学生加深理解。

课前学生通过中国大学慕课-“无机化学原理”课程第七章第一节分子晶体和分子间作用力视频内容进行预习，并进行随机分组，包括海报组、PPT组、视频组以及评分组，并对阶梯任务进行清晰的说明(如图 2)。

分子间作用力教学设计如表 1。

教学流程如图 3所示。

教学模式依托于阶梯任务驱动以及多维度的输出。分子间作用力内容的学习对于学生了解微观结构和化学反应原理有重要作用，但由于知识内容抽象，对学生的理解和应用产生了一定的困难，所以在教学的设计过程中，教师主要引导学生建立宏观辨识和微观探析的联系，从而让学生能够掌握学科的思维，能够运用微观的分子间作用力的知识点来解决现实生活中宏观的问题。

在中国大学慕课预习和小组课前任务完成的基础上，按照教学设计流程进行教学。教师首先通过干冰升华这样一个问题来引入课程知识点，引入分子间作用力的概念，让学生能够尽快进入课堂教学的状态；随后我们给出多维度的课程目标，让学生在清晰目标导向的基础上进行学习。

“小组合作任务驱动+多维度输出”模式在课堂实施过程中的作用：通过洗洁精清洁油污的视频来让学生进行讨论、归纳、讲出“分子极性”的概念，利用学生课前小组完成的微课视频，通过团队代表来讲述知识点，进而让学生完成“分子极性”概念的巩固。学生归纳总结了概念之后，用BCl₃、SO₂、CHCl₃三个实例让学生检验学习成果，再通过指纹检测，学以致用，完成从理论知识到学科思维到解决生活问题的闭环，达到知识、能力、思维、解决实际问题的闭环。在如何判断极性分子的教学难点中，必须强调空间构型与分子构型的区别(即孤对电子的影响)，所以选取了NH₃和H₂O两个实例来加深学生对极性分子判断的理解。

做到定性地判断极性分子和非极性分子之后，如何定量地判断极性分子的大小？想要定量地判断，就必须要引入“偶极距”的概念，学生看图说话，用很简单的图示来表示偶极矩的概念，让学生自行地归纳总结，同时借助学生阶梯任务当中的PPT任务，请团队的代表对偶极矩的概念进行讲解，巩固知识点。随后采用电影片段、借助壁虎能够飞檐走壁这一宏观生活中的现象让学生探究背后的原因是什么，希望学生能够建立宏观辨识与微观探析之间的联系，培养探究能力。最后一个部分是课程的小结，借助学生阶梯任务当中的海报任务，来为这节课进行课外拓展。在展示过程中有学生的知识点输出、资料查找、归纳能力输出，也加强学生的表达能力和小组间的信息交流。课堂实施过程如图 4。

课后拓展：通过“壁虎为什么能够飞檐走壁？”引导学生由宏观辨识与微观探析之间的关系，学会分析问题、解决问题。再拓展到现实生活中有很多的材料都是仿照生物界的一些现象来研制的，如壁虎的飞檐走壁、蜘蛛结网、荷叶疏水现象……，让学生能够通过查阅文献，探究感兴趣的仿生材料背后的化学原理，培养学科思维。

信息化技术的使用：从课前的预习、课程实施、到课后资料拓展，整个过程都借助中国大学慕课平台和学习通APP。学生预习的成绩由中国大学慕课平台导出，学生讨论的数据、发表的观点、提交的作业以及相应的分数可从学习通APP直接导出，对于教师收集教学数据、评价教学效果起到了非常重要的作用。

课程始终坚持以学生为中心的教学理念，结合“阶梯任务驱动+多维度输出”模式进行教学实施。给出具体的路径来布置任务，学生清晰知道自己要做什么，大大提高了学生的预习效率；课上的时间主要由学生进行多种形式输出，培养了学生归纳总结的能力；通过学生的小组任务进行课堂的展示，提高学生交流沟通能力；通过生活当中的实例以及知识点的应用拓展，逐步提升学生的知识、能力、素养；通过课后调查报告的布置，锻炼学生掌握查阅文献分析资料的能力，提出观点，进一步建立学生的学科探究思维。

阶梯任务驱动+多维度输出模式的评价为过程性评价与结果性评价相结合，采用教师评价、个人评价、组内互评的多元交互式，形成性评价关注学生发展的三个维度：参与度、内容输出、增长量。同时引入Rubrics评价量规，对布置任务评分和生生互评制定清晰评价量规，学生直接参与评分并使学生明确任务达成情况和上升改进目标。通过数据结果掌握学生学习状态和进步情况(如图 5)。

本节课内容为分子间作用力，通过课前预习和小组活动使学生掌握基础知识，分组完成阶梯任务。课上会有大量的时间让学生自己讲解归纳知识点，老师进行点拨引导，使课堂气氛轻松活跃，学生自主学习的积极性提高。课上通过知识点归纳、讨论交流、理论联系实际，强化学生知识结构的巩固，培养学科思维强调宏观辨识与微观探析的关系，树立踏实刻苦、严谨求实的科学探索精神。小组活动中有具体分工，从作品呈现效果可以看到学生的个体差异性，进行有针对性的建议和辅导，从而支持学生的个性化发展。通过Rubrics评价量规对活动内容评分、课后查阅资料完成拓展，在教学过程中注重学生多维度输出和学科思维的培养，同时通过化学与日常生活、化学与生态平衡等加强学生应用化学思维解决实际问题的能力(如图 6、图 7)。

以无机化学(1)——分子间作用力为例，探索“阶梯任务驱动+多维度输出”模式进行以学生为中心的无机化学课程教学改革创新。通过课前课中课后多任务联动和多形式、多种维度的输出模式完成了分子间作用力由知识重难点向学科思维的过渡。借助中国大学慕课和学习通网络教学平台，线上线下混合式教学进行学习数据的收集和整理，通过Rubricks评价量规进行教学评价，真正体现了以学生为中心，因材施教，全面育人的教学理念。