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無機化學重點范文1
關鍵詞：濃差電池；電極電勢；半透膜；離子選擇性
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0164-03
化學電源是將化學能轉變為電能的實用裝置，是高等學校本科生《物理化學》課程電化學一章重要的內容之一。由于化學電源已經進入人們的日常生活，因此學生能夠從親身的體會感受到化學電源的重要性。化學電源主要包括一次電池和二次電池。一次電池是指電池中的電化學反應只能進行一次放電反應，而不能進行充電。二次電池即蓄電池，指的是電池中的電化學反應能夠進行可逆的充放電反應，而且充放電過程可以進行多次，即電池具有較長的壽命。一些新型的二次電池，如燃料電池、鋰離子電池和太陽能電池越來越受到人們的重視。因為這些新型的二次電池具有較高的化學能到電能的轉換效率，而且還具有環境友好、電池壽命長以及能量密度高等優點，在民用、軍事以及航空航天等領域得到廣泛的應用[1]。
濃差電池在《物理化學》課程我們每年都會講述，但這類電池由于沒有使用化的器件，沒有受到同學們的足夠重視。往往在課程結束之后，同學們對其他的化學電源有很深的印象，但是對濃差電池一無所知。假若一個電池中總的反應是一化學反應，我們稱這類電池為化學電池。若電池中，總的過程僅僅是一種物質（包括單質或離子）從高濃度狀態向低濃度狀態轉移，這類電池我們稱之為濃差電池。簡而言之，濃差電池之所以能夠對外輸出電能是由于電池體系中存在物質的濃度梯度。濃差電池可以分為兩類，即電極濃差電池和電解質濃差電池。電極濃差電池指的是由于電極本身活性物質濃度的差別而引起的電勢差。這種濃差電池中只包含一種電解質溶液。電解質濃差電池指的是由于電池中電解質濃度的差異所引起的電極電勢的差異。這種濃差電池中包含至少兩種不同濃度的電解質溶液，而且電極電勢的大小與電解質溶液的濃度有關。實際上，濃度梯度是自然界生物體中的一個普遍存在現象。細胞膜內外的電解濃度存在差異。因此，細胞內外保持一個固定的膜電位，這個膜電位是生命的特征，失去膜電位意味著生命的結束。
能源是關系到人類社會發展的最主要問題之一。目前全球大部分的能量需求來源于化石燃料。由于化石燃料具有不可再生性，最終必將導致其枯竭。而且化石燃料的大量使用也將會導致嚴重的環境污染。因此，有關于新型化學電源的研究越來越受到人們的重視。濃差電池這一古老的原型器件也被推向了研究前沿。普遍的觀點認為自然界中存在大量的濃度梯度。如在黃河、長江及其他河流的入?？诰痛嬖诤Ｋc淡水之間的鹽（如氯化鈉、氯化鉀等）的濃度梯度。如果能夠將這些儲存在濃度梯度里的化學能轉換為電能，就能夠為我們的社會提供大量能源。美國和以色列等國家非常重視濃差電池的研究。中國、瑞典和日本等也開展了一些研究?？傮w上，有關于濃差電池的研究仍還處于實驗室實驗水平，離大規模應用還有漫長的路程。因此，本論文主要回顧物理化學中濃差電池的基本概念以及近期國內外在濃差電池領域的研究進展。希望同學們能夠對濃差電池的未來堅定信心，如果將來有可能，積極投身到濃差電池的研究中去。
一、《物理化學》中濃差電池的概念與實例
從電動勢的表達式我們可以看出，當Pt電極所負載的氫氣壓力相等時（即p1=p2），電池輸出的電動勢為0。當p1≠p2時，形成濃差電池。當p1>p2時，E>0，說明氫氣壓力大的Pt電極為電池的負極，壓力小的Pt電極為電池的正極。當上述濃差電池被短路時，我們來理解一下電池中電子以及氫離子的運動方向。氫氣在負極上發生氧化反應產生氫離子，電子從負極轉移到正極上。負極上產生的氫離子在溶液中擴散到正極表面，被從負極上轉移來的電子還原，產生氫氣。因此上述濃差電池在工作的時候，負極氫氣的壓力會逐漸降低，正極氫氣的壓力會逐漸升高。當兩側氫氣壓力相等的時候，電池無法輸出電能。
2.電解質濃差電池。電解質濃差電池的電勢差是由于電池中電解質濃度的差異所引起的。這種濃差電池中包含至少兩種不同濃度的電解質溶液，而且電極電勢的大小與電解質溶液的濃度有關。從電動勢的表達式我們同樣能夠看出，當兩個KCl溶液的濃度相等時（即c1=c2），電池輸出的電動勢為0。當c1≠c2時，形成濃差電池。當c1>c2時，E>0，說明氯離子濃度大的一側為電池的負極，氯離子濃度小的一側為電池的正極。當上述電解質濃差電池被短路時，我們來理解一下電池中電子和氯離子的運動方向以及電極上物質的變化。首先，我們看負極上的反應。在負極上，溶液中的氯離子和電極上的銀發生反應生成氯化銀，同時產生電子。電子經外電路轉移到正極上。在正極上，電子將氯化銀還原成銀和氯離子。因此，在電池開始工作時，負極消耗溶液中的氯離子，氯離子濃度降低。正極上的氯化銀分解產生氯離子，氯離子的濃度升高。為了達到電中性平衡，負極區氯化鉀溶液中的鉀離子需要通過半透膜進入正極區。在電池工作過程中，理想狀態時負極區的氯離子濃度降低，正極區的氯離子濃度升高，直到兩側氯離子的濃度達到平衡，電池將濃度梯度所儲存的化學能全部轉換為電能。在電解質濃差電池中，我們需要強調半透膜的重要性。從濃差電池的工作原理我們可知，在上述Ag/AgCl/KCl濃差電池中，理想的半透膜應該具有陽離子選擇性，即陽離子的遷移數等于1，陰離子的遷移數等于零。半透膜主要起到了兩方面作用。第一，半透膜能夠阻止不同KCl溶液之間氯離子的濃度擴散，從而減少了由于濃度擴散所引起的能量損失；第二，由于鉀離子能夠通過半透膜，因此在電池工作過程中，鉀離子能夠通過濃度擴散從負極區擴散到正極區，從而保持體系的電中性平衡。通過討論物理化學中濃差電池的概念我們可以發現電解質濃差電池能夠將溶液濃度梯度轉化成電能。由于自然界中存在濃度梯度，如海水與淡水之間的鹽濃度梯度都屬于溶液濃度梯度。因此發展濃差電池，大家最感興趣的是如何發展電解質濃差電池。而在電解質濃差電池中最核心的部分是具有離子選擇性的半透膜。因此，在電解質濃差電池研究領域，大家主要的研究目標就是發展新型的、高通量的、具有離子選擇性的薄膜。大家期望盡可能把這種半透膜的工藝簡單化、成本低廉化以及工藝簡單化。下面主要介紹新型的具有離子選擇性的半透膜的研究進展及其在電解質濃差電池上的應用。
二、電解質濃差電池的器件化
如前所述，發展具有離子選擇性半透膜是構筑電解質濃差電池的關鍵。自然界中，最具有代表性的離子選擇性半透膜是細胞膜。我們知道細胞是生物體中基本的結構和功能單位，細胞中的新陳代謝活動需要不斷地與周圍環境進行物質交換。物質選擇性地進出細胞是通過細胞膜來實現的。細胞膜上的通道是由鑲嵌在細胞膜上的特殊蛋白構成。其獨特的非對稱結構（錐形結構）能夠實現對特定離子的選擇性。對于生物體而言，細胞膜對無機離子（如Na+、K+、Ca2+以及H+）的選擇性控制，涉及到生命的根基以及某些疾病的機制，比如神經沖動的產生、心臟的節律性跳動、肌肉細胞的收縮以及能量的生成等。
通過學習細胞膜的結構，我們就能開發出新型的離子選擇性半透膜。例如Apel等在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面通過粒子軌跡優先化學刻蝕的技術構筑了結構非對稱的納米通道。通過在納米通道表面形成負電荷，實現了陽離子從納米通道的小孔端向大孔端方向的定向傳輸，得到了具有陽離子選擇性的半透膜[2]。半透膜的離子選擇性取決于納米通道表面電荷的性質。我們以具有規整孔結構的多孔陽極氧化鋁（AAO）為模板，在其一側制備一層TiO2多孔薄膜，通過煅燒使其結晶得到TiO2/AAO異質膜。然后用化學氣相沉積的方法將十八烷基三甲氧基硅烷分子修飾在TiO2/AAO異質膜上得到疏水納米孔道。通過紫外光照射在納米通道表面引入負電荷，得到了具有陽離子選擇的半透膜[3]。我們還通過采用電化學聚合的方法，在多孔陽極氧化鋁（AAO）一側沉積聚吡咯（PPy）層得到有機―無機雜化的非對稱納米通道。由于AAO和PPy的等電點不同，調節電解質的pH值可以調控雜化納米通道中的電荷分布，從而使膜表現出不同的離子選擇性。另一方面，PPy是一種光敏分子，光照能夠調控膜中通道的表面電荷分布，從而調控膜的離子選擇性[4]。
很多研究者把新型的離子選擇性半透膜應用到電解質。如Gao等人在多孔陽極氧化鋁（AAO）一側沉積介孔的碳層。AAO的孔徑為～80 nm，表面帶有正電荷。介孔碳的孔徑為～7 nm，表面帶有負電荷。這種復合膜表現出高的離子選擇性。他們以人工海水和河水來提供溶液濃度梯度，得到3.46 W/m2的能量輸出。這一值超過了其他商業可得到的離子選擇性膜[5]。
我們利用二氧化鈦（TiO2）膜制備了一種光誘導的濃差電池。TiO2作為一種被廣泛研究的無機光響應材料，具有光催化分解水的能力，光解水過程導致質子和電子的產生和轉移。受能夠產生跨膜電化學勢梯度的質子泵啟發，我們構筑了一個基于多功能光響應納米通道的光捕獲體系。在本體系中，鉑納米顆粒修飾的TiO2納米通道被作為紫外光的捕獲天線，利用TiO2與Pt的功函，非對稱性驅動納米通道兩側發生光化學反應產生跨膜電化學勢梯度，從而在納米通道兩側形成了電勢差，導致外電路中光電流的產生[6]。
三、結論
濃差電池作為物理化學里的一個古老的、容易被忽視的化學電源，在新能源領域越來越受到人們的重視。在課堂上通過對濃差電池原理及研究前沿的介紹使同學們認識到物理化學在研究前沿中的角色和作用，增強同學們對物理化學的學習興趣，從而使一門枯燥的課程變得更加生動。而且，濃差電池普遍存在于自然界中，通過課程的學習，同學們會對自然產生濃厚的興趣，培養他們學習自然、探索自然以及創造新材料的與器件的能力。
參考文獻：
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無機化學重點范文2
關鍵詞：研究型教學；生物化學；典型案例
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）50-0277-02
研究性教學作為一種有效引導學生主動探究、培養學生實踐能力和創新精神的教學方式，已成為21世紀中國高等教育改革的熱點。所謂研究性教學，就是將課內講授與課外實踐、教師引導與學生自學、教材與閱讀有機結合并達到完整、和諧、統一的教學。研究性教學的本質在于“教”和“學”的全過程都貫穿著研究性的特征，包括教師研究型的“教”和學生研究型的“學”[1]。
生物化學是一門理論性和實驗性完美結合的科學。在其發展過程中，科學家們通過對未知領域內的問題的不斷探索，對生命現象化學本質的揭示，逐步積累形成系統的學科知識體系，這個過程是發現問題與解決問題的高度統一的過程。生物化學課程的教學也就是科學問題探索實踐過程的再現。結合我們十余年教學與科研工作中積累的經驗，就生物化學中的幾個案例談一些研究性教學的體會。
一、“科學實驗再現”型研究型課堂設計
作為一門探究性、實踐性強的學科，在設計研究性教學時，可以循著“提出問題、科學實驗再現、解決問題和自主探究”的模式。如教學案例“DNA是主要的遺傳物質”：
1.提出問題：“如何證明DNA是遺傳物質？”
2.科學實驗再現。重點講述經典的三個實驗。
①1928年，Frederick Griffith利用肺炎雙球菌和老鼠進行的體內轉化實驗，結果證明細菌的遺傳訊息會因為轉化作用而發生改變。②1944年，Avery等人肺炎雙球菌轉化實驗，首次證明DNA是細菌遺傳性狀的轉化因子。③1952年，Hershey和Chase用35S和32P標記的噬菌體T2感染大腸桿菌實驗，證明噬菌體DNA攜帶了噬菌體的全部遺傳信息。
3.解決問題和自主探究。在這一階段，一方面可以讓學生思考和討論，并引導學生了解，自20世紀上半葉三個經典實驗的證明，繼而1953年Wtson和Crick提出了DNA雙螺旋結構，解析了DNA作為遺傳物質的分子機制，自然轉接到后續DNA結構的相關內容的講述。另一方面讓學生自主探究，如：Avery轉化實驗的不足之處是什么；自主設計實驗證明DNA是遺傳物質；DNA是主要的遺傳物質的證明對現代科學技術革命有哪些深遠的影響。
類似的案例如：三聯體遺傳密碼的證明；脂肪酸β氧化途徑的發現等。
二、“物質結構與功能的關系”研究型教學設計
這一類型的典型案例是“蛋白質結構與功能的關系”。在學習了蛋白質的基本結構單位氨基酸、蛋白質的共價結構以及蛋白質的空間結構后，教師通過有效的研究性教學指導，促使學生探索蛋白質的結構與功能的緊密聯系，自主地提出、解釋、解決一些相關的問題。“蛋白質結構與功能的關系”研究性主題承上啟下、知識容量大、開放性強，每個學生都可以通過自主學習有所研究和收獲。
1.教師布置任務，啟動研究。蛋白質多肽鏈上氨基酸的排列方式，即蛋白質的一級結構與功能的關系：包括同源蛋白質的特種差異與生物進化的關系（以細胞色素c為例）、分子?。ㄒ早牭稜钬氀槔坏鞍踪|的一級結構改變引起空間構象的變化進而導致功能改變：包括血液凝固的機制、酶原激活的實質以及核糖核酸酶變性與復性實驗；蛋白質空間構象改變引起功能改變：變構現象（以血紅蛋白與氧結合的關系為例）[2]。以上提出的問題不僅僅局限于書本上該章節的內容，它們涵蓋了蛋白質、酶、核酸的相關知識。通過這些問題的探究，不僅可以讓學生深入掌握蛋白質的結構與功能，還可以使學生認識生物體內大分子物質的相互聯系，為后續的物質代謝相互聯系的知識作鋪墊。
2.組織協調，跟蹤指導。教師深入班級，巡回檢查或召開分組會議，聽取匯報，掌握學生的研究過程，督促學生的研究正常開展，及時發現并研究解決存在的問題，答疑解惑，保證研究進度和質量。
3.研究成果展示與交流。學生匯報研究成果，“蛋白質結構與功能的關系”這一章節內容是生物化學教學內容中的重點和難點。蛋白質種類繁多，功能多樣，結構復雜。這部分內容所涉及的知識背景豐富，在課堂上教師要盡可能鼓勵每位同學從不同的視角提出問題，組織同學們進行討論，深化對教材知識的理解，并應用知識解釋身邊的生命現象，學會探索性學習，探索性工作。類似的案例如：DNA的結構與功能的關系；糖鏈的結構與糖生物學等。
三、“例證型”研究型教學案例設計
生物化學是解釋生命現象的化學本質的科學，因而其理論內容與實際緊密聯系，在理論教學時教師常常列舉日常生活中的生命現象以解釋抽象的理論知識，增強學生的理解，同時激發學生濃厚的研究興趣。如：禽流感病毒，其案例應用主要有以下章節[3]。
1.蛋白質的分類。禽流感病毒表面有兩種蛋白質都屬于糖蛋白，一種稱為紅血球凝集素（Hemagglutinin），另一種稱為神經氨酸酶（neuraminidase）。高致病性禽流感病毒H7N9中的“H”指代前者，“N”指代后者。而就目前而言，紅血球凝聚素有18（H1-H18）種形態，神經氨酸酶則有11（N1-N11）種形態。
2.酶的競爭性抑制作用。在酶的競爭性抑制劑中典型的例子是琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑丙二酸。禽流感防治藥物的開發是酶競爭性抑制機理的完美應用。目前市場上有效的抗流感藥物是羅氏公司獨家生產的達菲，通用名稱為磷酸奧司他韋（Oseltamivirphosphate），化學名稱為（3R，4R，5S）-4-乙酰胺-5-氨基-3（1-乙基丙氧基）-1-環己烯-1-羧酸乙酯。奧司他韋口服后經肝臟和腸道酯酶迅速催化轉化為其活性代謝物奧司他韋羧酸，奧司他韋羧酸的構型與神經氨酸的過渡態相似，能夠競爭性地與流感病毒神經氨酸酶的活位點結合，因而是一種強效的高選擇性的流感病毒NA抑制劑，它主要通過干擾病毒從被感染的宿主細胞中釋放，從而減少流感病毒的傳播。
3.酶的作用機制?！傲鞲忻福‵ludase）”是美國NexBio生物制藥公司研發的最新抗流感藥物。與達菲等神經氨酸酶抑制劑類藥物不同，“流感酶”的主要成分是唾液酸酶融合蛋白。它作用的對象是細胞本身，使宿主細胞表面的唾液酸受體失去活性，流感病毒就無法與受體結合，也就無法附著細胞。而達菲等藥物的原理是抑制流感病毒表面的神經氨酸酶，使其無法感染細胞，因此病毒容易發生變異產生耐藥性。流感酶的作用機理可以用來說明酶的誘導契合學說，該學說認為當酶與底物分子結合時，底物分子誘導酶分子構象發生改變，酶的催化基因與底物的反應基因正確結合，形成酶與底物復合物，以利于催化。流感酶能切斷唾液酸的糖鏈，使神經氨酸酶與無法與底物結合發揮催化，則流感病毒無法脫離宿主細胞去感染新的細胞，從而達到預防流感的目的。
4.基因重組。核酸作為遺傳物質有三個功能：一是通過復制將遺傳信息由親代傳遞給子代；二是通過轉錄使遺傳信息在子代得以表達；三是通過變異在自然選擇過程中獲得新的遺傳信息。變異是核酸的核苷酸序列改變的結果，它包括由于核酸損傷和錯配得不到修復而引起的突變，以及由于不同核酸分子之間的交換而引起的遺傳重組。流感病毒的抗原性變異包括抗原漂移和抗原轉變?；螯c突變正是造成病毒抗原漂移的主要因素?？乖D變的主要原因則是基因重組。如果兩種不同病毒同時感染同一細胞，則可發生基因重組形成新亞型。中國杭州疾控中心和WHO中國流感中心共采集，分析了4個新H7N9甲型禽流感的基因組，并在GISAID數據庫上公布。2013年，南方科技大學生物系賀建奎副教授用這4個基因組以及1193個已知的流感各亞型的基因組，做了一個全面的系統生成樹和進化分析。結果表明，在新H7N9甲型禽流感的8個基因中，表面血凝素蛋白基因來自于H7亞型病毒，神經氨酸酶基因來自H11N9，其余6個內核基因都來自H9N2。也就是說新H7N9甲型禽流感是由這三個病毒的基因重組產生的一個全新的基因。禽流感在近幾年幾乎成為家喻戶曉的名詞，禽流感病毒中也蘊含著豐富的生物化學知識，在教學中充分引導學生發掘，一方面可以取得良好的課堂教學收獲，另一方面讓學生從不同側面了解禽流感，消除對流感病毒的神秘感，建立科學防控流感的信心。類似的案例如反式脂肪酸、各種激素等。
生物化學是生命科學專業學生必須學習的一門重要的學科基礎課。它涉及的內容多、范圍廣、難度大。許多同學在學習時缺乏自信，怯而止步[4]。我們通過以上典型案例的教學實踐證明：生物化學研究型課堂教學改革有效促進了學生探究性學習能力和創新意識。針對不同的內容采取不同的研究型教學模式，不但可以幫助學生更好地理解和掌握生物化學知識，還有助于培養學生的綜合素質，取得教學相長的良好效果。
參考文獻：
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無機化學重點范文3
文章來源
學生學習興趣淡,自學時間少。本校的無機化學教學仍然采取中學階段“填鴨式”的講解,這樣講課進度快,信息量大,卻沒有給予學生大量的練習時間,特別是對于大一學生,一時很難適應大學的這種教學模式,導致出現“教師忙于講解,學生難以理解”的局面。其根本原因是忽視了對學生學習積極性和自學能力的培養,不能突出學生的主導地位。因此,在無機化學的教學中,需要逐步提高自學內容的比例,加大自學要求和難度,結合社會發展需要和科技發展水平,引導學生開展自主性學習,使學生由“不想學、不會學”轉變為“我要學、我會學”,這對于培養學生終生的學習習慣、促進學生學習能力的發展,具有重要的意義;同時,也有利于教師建立先進的教學理念,鉆研教學內容,探索教學模式,實現教與學的結合。無機化學教學的發展趨勢應該是準確定位為“導學式的無機化學”,即無機化學的學習必須在教師引導下,以學生為主體,培養學生自主學習的能力。
無機化學教學改革實施方案
無機化學教學改革實施方案是:理清知識體系,整合教學內容,壓縮教學時數,實行模塊化分層次推進教學,提高教學效率。無機化學教學的模塊化分解和教學時數分配的框架(表略)。無機化學教學整合原則如下:(1)刪掉部分內容(稀有氣體、鑭系、錒系、核化學、金屬晶體和無機化學發展前沿),不再講解,讓學生自學。(2)壓縮部分內容(溶液、熱力學、動力學和晶體學),在后續課程中精講。(3)合并部分內容(化學平衡、解離平衡和溶解平衡)。(4)補充部分內容(教學研究成果)。
無機化學教學改革方案的特色
(1)“三學二素一論”的兩部分六模塊改革。兩部分為理論部分(48學時)和元素部分(42學時)。六模塊為“三學二素一論”:“三學”為微觀學、熱力學和動力學;“二素”為主族元素和副族元素;“一論”為元素通論。(2)“三位一體”的教學模式。微觀學Ⅰ為無機化學一,熱力學Ⅱ和動力學Ⅲ為無機化學二,元素部分為無機化學三,由3個主講教師完成不同模塊,學完就考,學分加和。(3)根據“學生學習認知過程”設計教學順序如下: ①由抽象到具體,先理論部分后元素部分;②由簡單到復雜,微觀學為“原子—分子—離子”;③由理論到應用,熱力學為“熱力學能—化學平衡和電化學—氧化還原反應”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素; s區元素和ds區元素進行對比教學。(4)利用規律性的“教學研究成果”促進教學。六模塊中有關規律的教學內容詳見表1。在這部分教學中展示教師教學研究成果,既可以理清學生思路,解決疑點難點;又可以指導學生進行教學研究,以研助教,以教促研。(5)明確重點。溶液的有關理論重點在分析化學課程中講解,而在無機化學課程中只學簡單應用;熱力學和動力學的有關理論重點在物理化學課程中講解,而在無機化學課程中只學簡單應用。
無機化學教學改革方案的效果
無機化學重點范文4
關鍵詞：無機化學；教學內容；銜接；教學方法
中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A ？搖文章編號：1674-9324（2013）19-0212-03
無機化學是化學、化工、材料、生物、制藥等化學相關專業的主干基礎課，一般于第一學期開設，無機化學對化學相關專業大學教學計劃的順利實施及培養目標的實現有著重要影響。無機化學既是銜接大學與中學化學教育的橋梁，又是橫貫分析化學、物理化學、有機化學及諸多專業課的紐帶，良好的無機化學知識是進一步學習后續課程和分析解決一般化學問題的重要理論基礎。無機化學的內容繁多，既有化學基本理論知識，又有抽象的物質結構，還有知識點分散、內容繁雜的元素化學，對于不熟悉大學高信息量教學方式的大一新生，如何保證在較短的教學時間內，讓學生能理清無機化學的知識脈絡，掌握重點知識內容，對無機化學教學來說無疑是一個挑戰。
我國中學均開設有化學課程，大一新生已具備一定的化學基礎，在無機化學教學中，如何實現與中學知識及大學后續課程的銜接，以及無機化學自身基礎化學反應理論、物質結構、元素化學各部分內部及相互間的有機銜接，對于無機化學教學效果將有著非常重要的影響，本文將從無機化學教學特點、教學內容銜接及教學方法上提出幾點拙見，與同行們探討交流。
一、無機化學教學特點
1.學時及教學內容差異大。由于近年教學學時的大量縮減，目前不同學校針對不同專業開設的無機化學課程學時差異明顯，大部分學校針對化學、應用化學等專業開設的無機化學在100學時左右，也有部分約70學時；對化工及制藥專業學時一般50～80學時；對于非化學化工專業，學時普遍較短，多為32～60學時。對于100學時的專業，一般具有較充足的時間對理論知識、物質結構、元素化學均進行較深入的講解，學生可以掌握全面的無機化學知識；對70學時左右的專業，一般大約45學時用于理論及物質結構講解，元素部分約25學時，元素部分教學內容不能完全覆蓋；對于50學時以下的專業，許多專業只講解理論知識和物質結構，元素部分基本不涉及。從目前現狀看，對于短學時的無機化學課程，往往以犧牲元素化學教學為代價，把在分析、物化等課程中還會涉及的理論內容講得較深入，這導致許多學生缺乏元素化學知識、化學知識整體結構不完整、學習內容不健全。
2.教材種類多，內容編排結構多樣。目前出版的無機化學教材種類繁多，每年都不斷有新出或修訂版無機化學教材出版。為了無機化學書有更廣的應用范圍，大部分教材都完全包含了傳統無機化學的基本化學反應原理、物質結構及元素化學三大模塊，針對短學時的無機化學教材目前相對較為缺乏。無機化學教材內容編排不同教材差異較大，有的按化學原理、物質結構及元素化學排版，有的按物質結構、化學反應原理、元素化學介紹，教材中各模塊間基本相互獨立、銜接較少。在有限的教學時間里，要達到良好教學效果，教學內容的合理取舍與組織對教師無疑是一個挑戰。
3.與其他課程存在交叉與銜接。無機化學是大學化學第一課，其教學內容與后續分析化學、物理化學、有機化學及諸多專業課都有內容的交叉與銜接。無機化學的酸堿平衡、配位解離平衡、沉淀溶解平衡和氧化還原反應是分析化學的理論基礎。無機化學基本化學原理與物理化學中的動力學熱力學存在明顯的遞進。原子結構、分子結構理論對解釋有機化學結構依然實用。應用化學、材料等專業的多門課程都涉及無機化學知識，有的甚至就是元素化學的內容，如無機材料的制備等課程。良好的無機化學基礎是后續化學及專業課程學習的重要基礎，也是提高學生大學學習興趣和自信心的有力保障。
4.學生個體差異顯著。我們知道，按照中國現行高考制度，許多化學及相關專業的學生所就讀的專業并非其自愿選擇，而是通過調劑錄取，對化學的學習興趣各有不同。按照中學化學“必修2+選修6”模塊式教學，不同省份及不同學校對中學化學教學的深度及廣度不同，導致不同學生的化學基礎存在一定差異。而且，隨著高等教育大擴招，高考錄取率達70%，學生個體生理差異也較大。由于學生學習興趣、主觀能動性、中學化學知識基礎等多種原因，在無機化學教學中，能明顯感受到一個班的學生在學習自覺性、領悟力等方面分為幾個不同層次。要保證絕大部分同學都能達到教學要求，學生個體差異也是大學教學必須充分考慮的因素，教學內容和教學方法的設置上應盡可能做到因材施教。
二、無機化學教學內容的銜接
鑒于無機化學在教學時間、課程內容、教學對象等方面的特點，在教學過程中有效組織編排教學內容，注重中學教育與大學教育的良好銜接，引導學生順利過渡到大學學習，融會貫通前后知識，對達到理想教學效果可起到重要促進作用。
1.與中學化學教學的銜接。目前高中化學三個版本教材均采用模塊式教學，將化學教學內容分為兩個必修模塊（《化學1》和《化學2》）和六個選修模塊（《物質結構與性質》、《化學反應原理》和《有機化學基礎》、《化學與生活》、《化學與技術》、《實驗化學》）。必修模塊涉及了化學物質分類及離子反應、氧化還原反應；元素周期表、化學鍵；化學能與熱能、電能、化學反應的速率和限度；重要的金屬及其化合物；硫、氮、氧及其化合物?！段镔|結構與性質》模塊涉及了原子結構及性質、分子結構及性質、共價鍵、晶體結構及性質；《化學反應原理》涉及了化學反應與能量、化學反應速率與化學平衡、水溶液中的離子平衡等內容。從中學教學內容看，無機化學中的基本化學反應原理、物質結構及元素化學都有涉及，但是其教學程度較淺，多處于對概念的了解，且不同省區學習內容可能存在很大差異，無機化學中對各部分內容均有很大程度的提升，如化學平衡中引入了標準平衡常數、焓、熵、Gibbs函數等熱力學函數。在無機化學教學內容的設置上，應根據中學化學教學內容，在對全班同學進行充分調研的基礎上，為學生設計構建科學的教學大綱，安排合適的教學內容，幫助學生在現有基礎上循序漸進，不斷深入。
2.前后章節內容的銜接。無機化學教學一般都會涉及化學反應基本原理、物質結構與元素化學三部分內容，化學反應基本原理和物質結構通常安排在元素化學之前，各教材在化學反應基本原理和物質結構間有的將物質結構先行講解，有的則先介紹化學反應基本原理。物質結構決定其化學性質，作者認為先介紹分子結構、化學鍵等物質結構知識有利于學生理解化學反應原理部分的知識（如熱學函數、鍵能、碰撞理論、反應機理等），而且高中物理以及化學中均涉及有原子結構、化學鍵等相關內容，學生也容易理解接受。原子結構、分子結構、化學熱力學及動力學、氧化還原、配位化學等無機化學基本理論知識很多在元素化學中將得到具體體現，并指導著元素化學的教學與研究，因此，元素化學放在最后講解比較科學。化學反應基本原理、物質結構與元素化學三大模塊除了相互存在銜接外，各模塊內部各章節也存在很密切的關聯，如化學反應原理部分中化學反應熱力學、化學平衡知識、四大平衡反應是一脈相承的關系；物質結構部分里，原子結構、分子結構、晶體結構、配合物結構則是物質結構的逐漸深入；元素化學同區內各族之間有相似結構和相似性能但又存在變化規律。因此，注意前后章節內容的有機銜接將有助幫助學生理解掌握。
3.必修與選修內容的銜接。由于教學學時的壓縮，無機化學教材涵蓋的內容通常無法完全在課堂上給學生進行詳細講解，一般教材通常將教學內容分為必修和選修兩部分，選修內容采用不同排版方式標注出來。延伸基礎知識、難度較深的內容，如化學動力學中對化學反應機理的講解，一般無機化學教材都設為選修內容。另外，為了擴寬學生視野，無機化學教材中也對該章節內容涉及的學科前沿知識進行補充介紹，如大連理工大學版無機化學分別在化學反應動力學和氧化還原章節補充介紹了化學動力學在考古中的應用、化學電源實例等知識，幫助學生了解理論知識的實際應用，提高學生學習興趣和應用知識的能力。在為某些學科專門編寫的、針對性較強的教材中，學科背景知識以及無機化學在該學科的應用等內容常設為選修。除了書本中明確建議的選修內容，教師也可根據學時、學生學習情況，靈活調節教學內容，將學生基礎好、容易自學完成的內容設定為自學或選修內容，以節約出更多時間用于重點難點知識的講解和實踐教學。
4.理論教學與實驗教學的銜接。化學是一門實驗科學，讓學生學習掌握基本化學實驗技術，提高學生發現問題與解決問題的能力，培養學生科學嚴謹的工作態度和良好的實驗習慣，是化學教學的一項重要任務。許多同學在中學沒有條件進行化學實驗教學，無機化學是他們接觸的第一門化學實驗課，第一門實驗課的教學效果對提高學生實驗課程學習興趣、端正學習態度、養成良好實驗習慣意義重大。實驗教學是對理論教學的一種宏觀展示，可以讓學生更直觀了解化學反應本質。我們需要注意的是，實驗教學是建立在理論教學基礎上的，因此在無機化學中必須注重理論教學與實驗教學的銜接，實驗教學需要將時間安排在相應理論教學之后，切不可將理論與實驗教學完全獨立開來。一些簡單的驗證性實驗可以考慮以視頻的方式在理論教學中直接演示給學生，節約部分實驗教學時間以開設更多的實驗內容。在實驗教學內容設置中，需要考慮每個實驗對學生實驗技能的培養目的，應盡可能在不同實驗中培養學生不同實驗技能，讓學生在有限的時間掌握更多實驗技術，提高其實踐動手能力。
三、無機化學教學實現銜接的教學方法
無機化學在較多層面存在教學內容的銜接，為了實現相關知識間的有效銜接，教師在授課過程中除了在教學內容的安排上要合理設置外，在教學過程中教師還需在不同環節采用不同教學方法，以達到理想的教學效果。
1.課前預習作業。無機化學教學內容多，課程任務重，每節課的信息量大，適當的課前預習有助于學生在課堂教學中集中注意力，跟隨主講老師的教學思路。老師可以為學生提供適當的預習作業幫助學生有重點的預習，預習作業最好能注重將學內容與中學知識、前面章節內容間的聯系與差異，讓學生覺得熟悉而新鮮，激發學生好奇心和探索熱情，為課堂教學奠定良好基礎。對課堂中可一帶而過的教學內容，亦可在預習中引導學生自學，節約課堂時間。
2.課堂設問式教學。課堂教學是無機化學理論課最重要的環節，在課堂教學中教師更需要采用巧妙的教學方法，將各種內容有機銜接起來。在課堂中向學生提出相關問題，是調動學生思維、促使學生主動將相關知識銜接起來的好方法。例如，涉及到中學知識的，可以請學生回答中學學習內容是什么，老師再順勢介紹中學與大學知識的異同。再次出現的前面章節的內容，老師可以通過提問學生來幫助學生復習鞏固，并找出前后知識的關聯。
3.課后作業知識點的兼顧。課后作業也是將各種知識有效銜接的好辦法，除了前后緊密相聯的知識外，老師也可故意設計一些復合習題，在同一個題目中涉及前后章節知識以及多個知識點，訓練學生綜合分析問題的思維，教會學生解決綜合問題的方法，提高其對綜合知識的掌握與應用能力。如在氧化還原反應里可以將化學平衡常數、熱力學函數、Hess定律、電動勢、能斯特方程式等知識點關聯在一起，根據具體情況可進一步計算求解酸堿平衡常數、溶解度、配合物穩定常數等物理量。
4.復習理清脈絡結構。無機化學教學內容間存在不同的銜接方式，按不同章節或模塊進行知識疏理，理清知識脈絡結構，將有助于學生對無機化學知識整體內容有全面的了解。因此，在每章以及化學原理、物質結構、元素化學不同模塊授課完畢，教師應和學生一起來疏理所學知識的脈絡框架，將所學內容精簡成若干標題，再讓學生將標題里的內容豐滿還原，鞏固學習知識。能將書本中的知識濃縮為框架圖、并再充實成“大樓”的學生應該是達到了本門課程的教學要求。
無機化學是大學化學最重要的課程之一，其學習效果不僅對無機化學知識的掌握程度是一種考量，更會對后續化學課程甚至整個大學期間學習方法、學習態度產生潛在重要影響，因此教師在教學過程中，充分利用無機化學承前啟后的特點，結合課程特色，在教學內容設計、教學方法上注重知識的銜接與遞進，不但可望得到理想的無機化學教學效果，對大一新生順利完成中學到大學的蛻變，開啟愉快輕松的大學學習生活也具有極其重要的意義。
參考文獻：
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無機化學重點范文5
【關鍵詞】改革思路；課件制作；教學效果
我?！陡叩葻o機化學》課程是化學工程與技術碩士研究生的一門重要學科學位基礎課，該課程對培養學生的創造能力，提高學生素質具有極其重要的作用，對“承前啟后”，幫助學生鞏固專業學習思想有重要影響。但《高等無機化學》課程是理論性很強的課程，如何運用現代化教學手段，探討新的教學模式，調動學生自主學習的積極性，實現優秀教學資源的共享，切實提高高等無機化學課程的教學質量和教學效果，是廣大高等無機化學教育工作者急需研究的課題。本課題廣泛吸收國內外高等無機化學優秀教材的精華和全國高等無機化學課程建設的經驗，并結合我?；瘜W工程與技術碩士研究生的特點，開發研制具有我校特色的高等無機化學課件，對提高高等無機化學課程教學質量具有重要作用。
一、高等無機化學教學改革思路
我院高等無機化學課程改革的總體思路為：整合教學內容，強化對學生創新能力的培養，著重提高學生的科研能力以及科學素質。根據上述的總體思路和教學的基本要求， 著重介紹高等無機化學各分支具有開創性的新成果。 介紹當前高等無機化學的研究前沿和研究熱點，以使學生能了解當前無機化學研究的發展方向，同時優化教學內容，研制高等無機化學多媒體課件，探討高等無機化學多媒體教學效果。
二、高等無機化學多媒體課件的研制
根據化學工程與技術研究生專業的需要，以研制高等無機化學多媒體課件，其內容包括元素周期系和相對論效應、酸堿理論和非水溶液、熱力學函數和無機物性質、分子對稱和群論、過渡元素化學、原子簇化合物等章內容。采用理論與實踐相結合的方法，邊研究邊實踐。開發多媒體課件要求以內容豐富、特色鮮明，符合21世紀高等教育改革和發展的大趨勢。課件開發力求①內容精練、重點突出；②界面美觀、布局合理；③易于操作；④圖文并茂、形象生動。探討如何發揮多媒體、網絡技術的優勢，探討信息化教學的新模式，切實提高高等無機化學課程的教學質量和教學效果。我們制作的高等無機化學多媒體課件共包括5章內容，第1章元素周期系和相對論效應；主要講多電子原子的軌道能量；原子結構次級周期性及周期系中的相對論效應；第2章酸堿理論和非水溶液；主要介紹質子酸堿理論、Lewis酸堿理論、軟硬酸堿理論、非水溶劑酸堿理論；第3章熱力學函數和無機物性質；晶格能與離子化合物的穩定性，鍵能與共價物質的穩定性及熱力學性質和鹽類的溶解性；第4章分子對稱和群論；簡單介紹一些分子的對稱元素、對稱操作和群論的基礎知識；第5章過渡元素化學；主要介紹過渡化合物的電子光譜及磁性，八面體場配合物、平面正方形場配合物與四面體場配合物取代反應的理論區別；第6章原子簇化合物。主要主要介紹硼烷、碳硼烷的基本結構和成鍵方式；增補了高等無機化學實驗16學時，以增強學生的綜合創新動手能力。高等無機化學課程用傳統的教學手段很難使學生理解掌握，采用多媒體教學手段，使內容更加形象化、具體化，有助于學生的理解，使學生有更加直觀的感覺，調動了學生的主觀能動性、學習興趣。
三、高等無機化學教學方法和教學手段的改革
高等無機化學教學方法和教學手段的改進是提高教學質量的措施之一，采用先進的教學方法和教學手段，拓展課堂的時間和空間，會極大地提高教學效率和教學質量。多媒體教學能改變傳統的“粉筆加黑板”的教學模式和教學方法，另外，多媒體教學的信息量比較大，能增加課堂教學的生動性和直觀性，大大地改善傳統教學中存在的一些問題，提高教學效果。根據專業的特點，我們對高等無機化學課程內容進行了調整，調整后的課程突出了高等無機化學與其他學科的交叉，有利于學生能力的培養。
我們開發了一套高等無機化學電子課件作為學生上課使用，逐步實現高等無機化學教學與管理的網絡化，有利于教與學，是提高教學效果的良好途徑之一。
四、高等無機化學課件在教學中的應用
為了學生能很方便地進行自主學習，教師也能很方便地更新教學內容。為今后的學習和工作打下良好的基礎。采用高等無機多媒體教學時應該注意以下環節：
1、采用靈活機動的教學方式，嘗試了多種教學方法，如： 采取探索、研究型教學和學習模式啟發式、討論式、互動式、交流式、充分調動學生學習的積極性； 在組織課堂教學時，對部分教學內容鼓勵學生自學，如對稱操作和群論的基礎知識，原子簇化合物，金屬有機化合物等。引導學生如何閱讀參考資料，怎樣吸取知識的精華，促進學生學習的積極性和主動性，獲得良好的教學效果。
2、將多媒體技術與優秀教學資源有機結合，黑板與課件有機結合，滿足教學體系、教學方法和學生學習的要求，激發學生學習高等無機化學課程的興趣，提高研究生教學的質量，建立立體化、現代化的教學的新體系，有利于創新人才的培養。
3、在教學過程中，在講解時教師有時難以把握授課進度和重點。學生不需要在課堂上忙于抄筆記，課后利用拷貝的多媒體課件可以自由復習，提高了高等無機化學教學效果和學生的學習興趣。，使多媒體課件的制作更加完善，授課內容更加豐富靈活。隨時在課件制作中增加最新最前沿的進展內容。經過對教師授課思路的整理，更可能給研究生教育帶來新的活力和學習的主動性。任課教師備課時，可以根據教學內容和教學目標需要，利用教學資源庫中多媒體資源中的原始素材，如文字、動畫或是錄像等形成具有鮮明個性特點的教案和課件。
4、采用多媒體課件備課時間要比傳統的備課花費時間更長，只要充分修改電子教案，充分認真備課，在講上下大功夫，一定會獲得滿意的教學效果。
5、使用多媒體授課時，教學進度與傳統的黑板授課教學進度要保持一致，多媒體授課節省時間，把剩余的時間放在內容分析上，舉一反三，化難為易，這需要教師有淵博的知識面，有豐富的教學經驗，才能適應教學要求。
6、課件必須授課教師親自制作，親自修改，用自己制作的課件上課才能發揮最佳效果，否則，采用別人的課件上課，自己又沒有很好的修改，這樣教學效果打折扣。如果使用他人課件上課，教師必須在認真修改課件的基礎上進行教學，才能獲得較好的教學效果。
7、采用課件授課，翻頁要慢，給學生留有思考時間，發揚傳統教學的優點和多媒體教學的優點二者有機結合，是提高多媒體教學效果的成功關鍵。
8、每講完一次課，課后及時修改課件，課后備課，效果更好。
五、總結
高等無機化學作為我校化學工程與技術碩士研究生的一門重要學科學位基礎課，教學難度確實很大，我們經過幾年來的教學實際經驗，通過采用靈活多樣的教學方法，研制好多媒體課件，用好多媒體課件上課、科研與教學相互滲透， 全面提升教學效果和教學質量。
致謝
本論文得到江蘇省教育科學研究所課題（2010-R-17272）資助，特此致謝！
參考文獻：
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無機化學重點范文6
關鍵詞：高職院校；無機化學；教學改革
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.002
無機化學是高職院?；I的基礎課程與必修課程，由于無機化學課程內容繁多，因此基于社會應用型人才培養的要求，高職院校要改變存在的以知識傳授為主，忽視學生實踐能力培養的教材模式，積極探索具有創新性的無機化學教學體系，體現職業教育的特色，為社會培養高素質的應用型人才。
多媒體能以圖文并茂的形式刺激和調動學生多種感官，使抽象性的化學符號和化學圖式更加乍動和形象化，能并客現地演示錯綜復雜的化學變化，使學生對整個化學變化過程有一個上感官的認識，從湎增強學生學習的積極性。同時多媒體教學也同時改變了過去教師講，學生聽的灌輸式教學方法，并能夠實現課堂教學手段的多樣化，因此高職教師在教學中要結合教學需要盡可能的多選擇多媒體教學。比如化學計算部分，酸堿曲線的形成等需要進行分析和推演的過程最好采用板書形式。教師在黑板上一步一步板演，并引導學生跟隨老師的節奏進行思考，既能培養學生思維的方法，又能提高學生分析問題和解決問題的能力。
1 明確教學目標，構建合理的課程體系
（1）按照“必需、夠用”的原則設置無機化學課程。無機化學是化工類專業學生學習的基礎課程，由于無機化學課程繁多，而高職院校有不同普通本科院校，其主要是以培養社會實用型專業人才為主的，因此在無機化學課程設置過程中要體現出職業動手能力、職業素養的特點，圍繞社會實際崗位要求對課程進行設置：首先課程的理論知識體系要完整性，將無機化學的基礎知識融入到教學中，讓學生系統的掌握基礎理論知識，從而為實踐能力培養奠定基礎。例如可以按照模塊化模式，對課程知識進行優化設計，以此實現課程基礎知識的系統性；其次將社會應用融入到課程理論知識教學設計中。在理論知識教學過程中要將社會生活應用技能等融入到理論教學中，以此提高學生對理論知識的掌握。
（2）課程內容要與職業崗位相符合。高職院校是以培養學生實踐能力為主的，因此在無機化學課程設計中要保證課程內容與職業崗位的相符：首先高職院校要將社會中最新的技術引入到教學中，將最新的學術成果等傳遞給學生，讓學生不斷地接觸新知識，以此提高理論與實踐的結合性。例如在化學反應平衡知識點設計上，可以將人工模擬固氮等融入到課本中；其次優化實踐教學，增加實踐教學內容的時效性。及時跟新實踐教學的內容，體現出職業素質教育的特點。
2 創新教學手段，激發學生學習積極性
（1）創新教學手段，構建“互聯網+教學”模式?！敖虒W有法、但無定法，貴在得法”，在無機化學教學中高職院校要改變以往的以“粉筆+黑板”的教學手段，基于以學生為本的教學理念不斷創新教學手段：首先教師要樹立先進的教學理念，充分認識到教學手段對教學效果的重要促進作用，及時根據時代的發展不斷創新教學理念；其次遵循互聯網+戰略，積極構建“互聯網+教學”模式。例如基于當前高職學生的特點，根據他們喜歡上網的特點，無機化學教師可以通過互聯網平臺開展教學活動。例如高職院校學生存在不愿學、不想學的特點，對此利用網絡學習平臺，可以發揮學生的網絡情感因素，吸引學生的學習注意力。
（2）以學生為中心，激發學生學習積極性。無機化學學習是非常枯燥的，尤其是高職院校的學生更不愿意學習無機化學，因此如何調動學生的學習積極性是無機化學教學改革重點與難點：首先要了解學生的學習需求，只有清晰的認識到學生的學習目的才能調動學生的學習積極性。例如針對化學元素較多學生學習積極性不高的問題，筆者通過實踐調查，找到了問題的根源，為此筆者選擇改進教學方法，加強了趣聞性和新舊內容的聯系性，以此提高學生的學習性；其次圍繞學生的興趣點開展教學。高職院校普遍存在職業意識，因此教師可以從學生認為自己未來從事崗位的技能要求入手，開展教學。例如學生會對自己未來崗位要求的知識學習比較感興趣，所以教師可以從此方面入手，提高學生的學習積極性。
3 緊扣教學大綱，設計合理的教學過程
（1）根據教學大綱的要求，明確教學目標。
（2）授課過程中及時歸納總結課堂內容，做到線索清楚，重點突出，難點突破。對于高職院校的學生而言非常重要，尤其是對剛進入高職院校的一年級學生更為重要，因為高職院校的學習、上課方式完全不同子高中，高中上一節課往往圍繞某個知識點反復評講，而高職課程的信息量非常大，知識博而廣，不像高中的課精而深。因此，給高職一年級的學生授課要特別注意觀察學生能否跟上教師的思路，掌握情況如何，切忌只顧自己上課，不管學生能否聽懂、能否消化。
（3）教學過程中要融入多種學科知識。例如在無機化學的教學過程中適當引入一些化學史，可以使教學不只局限于現成知識的靜態結論，還可以追溯到它的來源和動態演變。
4 改革教學評價體系
評價是促進教學的重要手段，也是檢驗學生知識儲備的重要依據，基于高職院校所存在的“一張試卷看成績”的弊端，高職院校必須要清晰的認識到應試教育對職業教育的負面影響，為此高職院校要深化教學評價體系：一是構建多元化的教學評價體系，尤其在“校企合作”背景下，要增加合作企業在教學評價主體中的比重，重視企業的意見，圍繞企業要求調整人才培養策略；二是側重學生學習過程的考核。改變傳統的以筆試成績為主的模式，將學生的學習過程納入到教學評價過程中。例如我院校就實現了試卷成績+實驗技能的考核評價模式，側重對學生實踐技能的考核評價；三是將職業大賽等社會實踐融入到評價過程中，突出職業教育的特點。
總之，隨著社會應用型人才需求的不斷增加，高職院校必須要緊緊圍繞化工類職業崗位技能的要求，通過多方面的教學改革，遵循高職無機化學教學目的，實現知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等職業素養的綜合提升和協調發展。
參考文獻：
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