非化學專業《大學化學》課程教學的幾點思考和感受*

張曉燦，劉愛賢，葉海木

(中國石油大學(北京)理學院，北京　102249)

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非化學專業《大學化學》課程教學的幾點思考和感受*

張曉燦，劉愛賢，葉海木

(中國石油大學(北京)理學院，北京102249)

化學是自然科學的基礎，面向非化學專業理工本科生開設的《大學化學》，其目的不是為了培養專業的化學工作者，而要把培養學生的科學素養和創新精神放在首位。針對該課程的教學特點，筆者從教學內容的甄選、教師的角色、實驗的作用、學生的參與和考核機制等方面進行探討。結合高校一線教師的教學經驗，提出應該注重學科之間的滲透及與生活的聯系，調動學生的積極性，培養學生獨立獲取知識的能力，培養學生的科學素養和創新精神。

非化學專業；大學化學；思考

世界是由物質組成的。化學是在原子、分子或離子水平上研究物質的組成、結構、性質和相互關系以及變化規律的科學。化學是自然科學的基礎[1]，它無處不在，其知識體系、思維方式和研究方法貫穿于人們認識世界、改造世界的始終，被稱為“中心科學”[2]。面向非化學專業理工本科生開設的《大學化學》，其目的不是為了培養專業的化學工作者，而要把培養學生的科學素養和創新精神放在首位。從高中化學到大學化學，研究方法從現象到本質，從特殊到一般，從定性到定量；采用的數學方法也由相對簡單到比較復雜，從簡單的數學運算到微積分的運用。因此，教師要讓學生了解化學問題的核心內容，避免迷失在細枝末節，這對非化學專業的學生來講尤為重要。本文將分別針對教學內容的甄選、教師的角色、實驗的作用、學生的參與和考核機制進行探討，結合高校一線教師的授課經驗，淺談幾點思考和感受。

1　教學內容的甄選

1.1緒論

萬事開頭難,學生在上一門新的課程時，往往充滿好奇與渴望。因此，能否將學生的熱忱自然的引入到后續的教學活動中，讓學生感受到大學化學的魅力，緒論課尤為重要。大學化學緒論課的目的是讓學生愉快的接受大學化學，明確本課程的學習對自己專業、生活的影響和作用。

一方面，大學化學作為公共基礎課，應該盡量與學生的具體專業相結合。比如，20世紀初，量子論的發展有機的結合了化學和物理，解決了化學上許多懸而未決的問題；同時，化學又向生物、地質等學科滲透，解決了蛋白質、酶的結構問題，并開辟了環境保護、地震預報、海洋開發、農業開發、生命起源、地球深部和球外空間等領域的研究。筆者面對是資源勘查工程，石油工程，海洋油氣工程，能源與動力工程，油氣儲運工程等專業的學生，教師在課堂中要盡量融入與上述專業相關的知識，尤其是化學在其中的應用。例如，在熱力學基礎章節中介紹低碳能源可燃冰；在氧化還原反應與電化學的講解中介紹金屬的腐蝕與防護及其在油氣運輸的應用。

另一方面，化學與社會發展，人們的衣食住行、生老病死都密切相關。教師在首次課貼合實際講一些化學在實際生活中的應用分析，讓學生覺得化學有用、有趣，聽得懂、學得會，自然就會產生興趣。當今社會，化學信息滲透在生活的方方面面且難辨真偽，一定的大學化學知識能夠幫助學生去偽存真，理性分析。另外，可以向學生列出有關化學與生活相關的書單，豐富學生的課余閱讀。比如《人體中的化學》，《五光十色的化學》，《化學-點石成金從這里開始》，《消費者化學》，《身邊的化學》，《化學與健康》，《化學合成的邏輯學》,《攝影化學》，《化學魔術》等。讓學生切實體會到化學于你我仿若空氣，無處不在。

1.2化學史的介紹

以史為鏡，可以知興替；以人為鏡，可以明得失。化學史在化學教育中的重要價值越來越受到人們的關注和青睞。適當引入化學史的知識和化學家的事跡，讓學生充分感受到化學的生動、實用。正如山岡望在《化學史傳》所言“了解一項重大發現的意義及其正在起著的作用，當然是一項既重要而又愉快的事情。然而還有比這更為重要和愉快的，那就是要了解那項重大發現是怎樣成功的，發現者做了怎樣的努力，是在什么樣的計劃之下取得的，并在什么動機下制訂出這樣計劃的……我認為，只有通過這種學習和修養的過程，即通過學習化學發展史的過程，才能體驗到其中蘊藏著的真正科學興趣，才有助于對學生進行科學的訓練，從而才能夠開拓出正確的科學道路[3]。” 我國化學家傅鷹也曾說過“化學給人知識，化學史給人智慧。”知識是短暫的，是易被忘卻的；而智慧卻可以長期的影響我們的言行舉止。避免造成學生只是簡單記住了某些知識，而不能形成相關能力。

Stinner[4]提出了六種有效的將化學史融入化學課程的教學策略與模式，分別是：沖突、對話、戲劇、縮略圖、案例研究和專題敘述。其中，沖突是指不同理論之間的異同，比如阿倫尼烏斯電離理論和酸堿質子理論的比較。對話可以是不同人物之間的關系及其對某化學事件的影響，比如講授理想氣體狀態方程，可以簡單介紹英國化學家波義耳、法國物理學家查理，法國化學家、物理學家蓋-呂薩克，意大利物理學家、化學家阿伏伽德羅的生平，趣事和貢獻。一方面使學生認識到科學發展的坎坷，另一方面能有助于學生對思想方法的領悟和把握，邏輯思維能力的提高，分析解決實際問題能力的提高。

1.3教學的趣味性、系統性與邏輯性

在定義、定理的講解過程中適當插入化學趣事。比如講酸堿指示劑的時候介紹其最初因波義耳看到紫羅蘭花瓣濺上酸沫變紅而被發現的例子，讓學生體驗到化學工作者的科學思維方法和科學情感態度。還要注意概念定律與前沿知識、社會熱點的結合。依據自己的科研實際，將大學化學中的基礎知識、原理、方法與材料合成、結構與性能的關系緊密結合，豐富課堂教學、開闊學生視野。

教學過程注意知識點前后貫通與對比總結。例如類比阿侖尼烏斯方程速率常數隨溫度變化式、化學反應等壓方程積分式和克勞修斯-克拉貝龍方程定積分式的異同等；使學生養成在知識上融會貫通、舉一反三的科學習慣。

與中學不同，大學化學不再限定教科書，一般用參考書。讓學生盡早意識到兩者的不同，以批判的態度辯證的學習與思考，從而激發其積極性，增強其主動性。注重對學生思維方式的訓練，比如從理想氣體的狀態方程到實際氣體狀態方程的推導過程，強調由理想到實際的變化思路。總之，教師要明確教學對象和目的，合理進行課程安排。精選并優化教學內容，使其更加系統化、科學化。

2　教師的角色

作為教學活動管理者的教師，首先要提高自身的科學文化素養。一方面，大學化學任課教師可以通過與學生所在專業的老師交流和溝通，了解其學科對化學知識的要求，在教學中進行重點講解；另一方面，大化教師要學習了解一些學生所在專業的基本知識，從而領悟化學與之的內在關系，提高自己的知識水平，提高教學質量。另外，教師還要廣泛涉獵化學史知識，了解化學中的趣事，避免使用一成不變的課件進行慣性教學，積極引入新內容新思路新方法，定期更新課件。

教師團隊要注重交流。在教學活動進行的學期中，積極參與團隊討論、教學會議，在教學內容、教學模式以及教學細節等方面進行探討和交流，并與國內外的同行交流學習。可以通過錄音、錄像，同行聽課等手段，找出問題、改進不足。充分考慮自己的個性和特征，逐步形成能與教學水乳交融、相得益彰的教學風格。

作為管理者的教師，要引導學生樹立自主學習、終生學習的概念。打破傳統的教育模式，抓住學生的學習心理，最大程度激發學生學習的積極性；建立平等、互助、互長的師生關系。學生作為學習的主體，在教學活動中要充分發揮其主觀能動性，實現其自主學習，自我發展的教育目標。科學技術的迅猛發展，廣泛的影響著人們的生活方式，也深刻的改變著人們的思維方式。因此，科學教育不能只停留在傳統的知識性傳授階段，而應該突出科學思維方式和創新能力的培養；能夠揭開偽科學的面紗，能夠批判謬論，追求真理。

3　實驗環節

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。化學是什么？化學工作者在面對這樣的問題時，常常把化學的英文單詞(chemistry)拆開來講：chem is try(化學就是動手試)。化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學的發展，正是依賴人們的不斷實驗，從而揭開隱藏其中的奧秘。因此，在非化學專業的大學化學教學中，為了加深學生對化學概念和規律的理解和掌握，必然需要學生參與到大學化學實驗這一領域。

實驗教學是封閉式教學向開放式教學轉變，單項式教學向雙向式教學轉變的很好媒介。比如普通蒸餾及沸點測定的實驗，學生能夠學習到普通蒸餾儀器的安裝，常量法和微量法沸點的測定方法。在實驗過程中，教師可以引導學生思考沸點的影響因素，如實記錄實驗室的大氣壓；引導學生思考蒸餾與微量法測沸點具體操作的差異，比如溫度計橡皮塞的狀態。蒸餾過程要使液體氣化后再冷凝，需要形成密閉系統，因此套溫度計的橡皮塞要塞緊蒸餾頭；而微量法測沸點要測量液體的飽和蒸氣壓等于外界壓強時的溫度，因此要在套溫度計的橡皮塞上開槽后再插入提勒管，以使兩者壓強相等。另外，教師還要啟發學生在實驗過程中加深對沸程、沸點、毛細管現象等概念的理解。總之，學生親自動手，能夠加深對基本理論、基本知識的理解。實驗能夠訓練學生的基本操作，培養其獨立觀察、分析能力，再進行邏輯推理的能力，最終得出結論并撰寫實驗報告。這是培養科學研究工作的方法。

4　積極引導學生參與

大學化學作為面向非化學專業的課程，大班授課普遍存在[5]。要改變以教師為中心的教學模式，讓學生真正成為教學的主體，充分發揮學生在教學中的主體地位，調動學生的學習積極性；采取開放的教學方式，設置互動環節，增加學生興趣，引入大班授課小班討論、助教討論課等模式。習題課和討論課啟迪學生思維，培養學生提出、分析和解決問題的能力，以學生交流和討論為主。鼓勵學生參與講座，探索性實驗和小課題研究等第二課堂活動，最大限度的激發學生的智力和潛能，使學生充分感受蘊藏于這種教學活動中的快樂和愉悅，以達到促進學生自主發展的目的，真正起到教學相長的作用。

積極引入啟發式教學。在講授時故意引入錯誤觀點，樹立對立面，引發學生獨立思維的習慣與興趣，增強學生對某個知識點的印象。比如電極電勢的能斯特方程的寫法。對配平的化學反應負極半反應，因其發生氧化反應，故意寫成還原型物質失電子被氧化的形式。這樣，書寫能斯特方程就極易寫反正負號。啟發學生思考原因，做到知其然并知其所以然；引導學生由被動到主動、由依賴到自主、由接受性到創造性的學習。

對于授課媒介，傳統的板書教學方式要與現代化教學手段有機結合以達成更好的教學效果。筆者在實際教學中發現，放一張有趣的圖片，播一段科普短片，或者打開一個動畫會大大激發學生的學習興趣。比如討論等溫過程理想氣體經不同膨脹途徑的體積功的變化，通過動畫描述恒溫可逆過程體系對環境所做的功能更好的幫助學生理解；進而推廣至壓縮過程的講解。注重網絡資源的有效運用，通過網絡查閱文獻、資料；積極借助化學教育資源和軟件，包括課程材料，在線課程等。充分利用各種資源，擴大信息量，增強教學效果，提高學習效率，同時加強課外交流。鼓勵學生進行泛在學習，即在任何地方，任何時間，任何可取得的科技工具學習，培養學生的樂趣。

注重與學生的情感交流。例如積極與輔導員溝通，以獲取學生綜合情況。對于貪玩、偷懶的學生及時教育、激勵。多與學生進行交流和溝通，多給學生一些鼓勵和肯定，使學生明白學習的過程是培養自己思維能力，提高自身素質的過程，更是學好專業課和進行研究的基礎。擇選較為優秀的同學進行某一專題的報告，培養和鍛煉學生的交流能力；邀請興趣高、愛動手的學生參觀及參與到教師的科研課題組，通過科技創新等環節，使學生了解科研的一般途徑。這樣不僅培養了學生的科研意識和素質，也促使學生在大學化學的課堂學習中思考、分辨和吸收。

5　考核機制

對于非化學專業的學生來講，大學化學的目的是為了提高其觀察，分析和解決問題的能力。也應該據此建立合理的考評機制，而不以考試作為唯一的考評依據。

對于閉卷的期末考試，除了考察基本理論知識的掌握，還要注重綜合分析能力的考察。比如通過單位分析，數量級估算，極端情況和特例討論等，進行定性思考或定量計算以判斷結果的合理性。

教師還可以讓學生提交課程論文，尤其是關于大學化學和本專業的關系論文。這樣既可以考核學生對化學思想和化學方法的理解和應用能力，加深學生對專業知識的理解，又能使其體會到學科交叉的重要性。

另外，還可以通過提交作業，課堂討論，回答問題，實驗操作等環節綜合考察學生的學習效果。總之，盡量完善考核機制，使考核機制多元化，能真正切實的監督、評價、考核學生的學習狀況和學習績效

6　結　語

化學，顧名思義，是變化的科學。面向非化學專業開設的大學化學，要注重變化；注重學科之間的滲透及其與生活的聯系。通過化學名人，化學發展簡史的介紹喚起學生體驗的欲望和學習的興趣，達到知識、能力、情感和人文素養的和諧發展。教師在講授過程中結合實例，弱化化學的抽象性，使學生感受到學習化學的作用；積極幫助學生明確學習目的、端正學習態度、提高學習興趣，使學生樹立學好、用好化學的信心。現代化學基礎實驗課是不可缺少的一個環節，它是動手能力的鍛煉，也是理論知識的直接應用。教師要引導學生的科學思維能力，由基本化學現象和規律發展到解決問題的能力。對較為簡單的實際問題，能根據問題的特性和實際需要，結合自己具有的化學知識并通過查閱相關資料進行解答。使大學化學教育進一步規范化、科學化；重視知識和能力的關系，把學生培養成為高素質復合型的人才，這也正是目前社會對人才的要求。

[1](法)安托萬·洛朗·拉瓦錫.化學基礎論[M].北京:北京大學出版社,2008:2-5.

[2](美)Theodore L.Brown,H.Eugene LeMay,Jr,Bruce E.Bursten,Catherine J.Murphy.Chemistry:The Central Science[M].北京:機械工業出版社,2012:4-5.

[3](日)山岡望.化學史傳[M].北京:商務印書館,1995:306-307.

[4]Stinner A,McMillan B A,Metz D,et al.The renewal of case studies in science education[J].Science & Education,2003,12(7):617-643.

[5]黃紫陽,吳華婷,林深.現代教育技術在大學化學教學中的作用[J].大學化學,2011,26(2):8-12.

Thoughts on College Chemistry Course Teaching for Non-chemistry Specialty*

ZHANG Xiao-can,LIU Ai-xian，YE Hai-mu

(College of Science,China University of Petroleum (Beijing),Beijing 102249,China)

In view of the teaching models for the course of College Chemistry for non-chemistry majors,the selection of teaching contents,the role of instructors,the employment of experiments,the role of students and the evaluation system were discussed.Combined with the first hand teaching experience from university teaching,it was suggested that we should emphasize the infiltration of subjects and the relationship between chemistry and daily life,mobilize students’ enthusiasm,cultivate students’ ability to acquire knowledge independently,and cultivate students’ scientific literacy and innovative spirit.

non-chemistry specialty; College Chemistry course; thoughts

中國石油大學(北京)科研基金資助(No.YJRC-2013-34)。

張曉燦(1982-)，女，博士，講師，主要從事高分子材料的研究。

G420

A

1001-9677(2016)011-0211-03