化學與社會課程授課方式探討

車 平 李新學 閆紅亮 李文軍

(北京科技大學化學系，北京100086)

化學與社會課程授課方式探討

車 平*李新學 閆紅亮 李文軍

(北京科技大學化學系，北京100086)

重點講述了北京科技大學“化學與社會”課程課堂講授方式的改革與實踐，并與傳統授課模式的效果進行了比較，提出在教學大綱范疇內，以“教無定法”為思想宗旨，使得大學化學課堂的授課方式呈現多樣性，并在實踐中取得了很好的教學效果。

化學與社會；授課方式；專題化；分層次

從小學、中學、大學，直至研究生階段，一個學生的完整培養常有數以百計教師的參與。其中給學生留下深刻印象的教師不外乎兩類：一類是概念準確、內容特別嫻熟還有激情的；一類是形式活潑，寓教于樂的。隨著現代信息技術的飛速發展，學生獲取知識的途徑日趨多樣化，教師僅靠學識淵博，越來越難以吸引大學課堂里的學生了。我們曾嘗試在課堂上一口氣背誦元素周期表的所有元素以吸引學生，但發現學生也只是發出一聲驚訝的“哇”后，沒多久又出現思想開小差甚至玩手機的現象。于是我們不得不思考授課方式的改革，及如何將學生的注意力完全吸引到課程上，在掌握大綱要求的化學基礎知識的同時，對社會生產和生活中的化學問題進行深入思考并加以解釋。

北京科技大學的化學與社會課程歷經近20年的建設，已經形成具有自己特色的課程體系[1]。通過借鑒近年來國內各高校不斷深化的教學改革，結合我們自己的教學實踐，得到了以下幾點體會。

1 化學與社會課程的內容要求專題化的授課模式

化學與社會課程的內容較雜，涉及的面又廣，而且內容隨著社會經濟的發展不斷更新。這就要求授課教師不斷充實豐富課程內容，才能深入淺出，把每一節課都講得妙趣橫生。為了充分發揮各位教師的專長，2010年以后我們借鑒了清華大學的授課經驗，將化學與社會課程的內容分為基本理論部分和四個專題，專題部分由四位教師分別講授，每一位教師講授一個固定專題，收到了很好的效果。四個專題根據教師的研究領域，分別為能源、材料、環境和人類健康。

負責講授能源專題的教師的研究課題是“石油三采過程中表面活性劑驅油機理研究”，所講授的內容貼近世界能源現狀及發展趨勢，學生聽課的興趣很高。由石油的開采到煉制，以至于如何利用石油化工過程最大限度地獲得其中的能量及化工原料，形成了一個完整的知識鏈。這樣能源部分比較枯燥的能量轉化與計算部分，以及石油化學與煤化學的基本化學反應也迎刃而解了。

負責講授材料專題的教師多年一直從事材料方面的研究，由他主講的專題很好地融入了資源的分布、材料的冶煉，以及目前社會經濟發展對材料的需求特點等內容，使一些管理專業或經濟貿易專業的學生獲益匪淺。結合鋼鐵冶金行業的特點，著重介紹了金屬材料的結構、功能和未來發展方向。

負責主講環境專題的教師注意結合當前社會上多發的一些環境問題，如針對北京冬季多發的霧霾天氣，教師組織學生討論霧霾的形成，組成調研小組對北京地區霧霾的來源進行調研，正值兩會期間組織學生討論如果你是人大代表，如何諫言環境治理問題等。這位教師針對目前主要的環境問題，甄選了大量的視頻文件進行剪接，制成一些對比鮮明的視頻課件。通過結合視頻的方式進行討論，課堂效果較好。對于網上流傳的一些環境問題，組織學生進行實驗驗證或進行實地調研，發現了大量以訛傳訛的情況。這樣的經歷，使得學生在將來走向社會時，面對輿論的時候會有一個科學的態度。

以上實例說明在化學與社會的課程組織上要發揮每個教師獨特的優勢，結合自己的研究領域去準備課程，不但教師得心應手，學生也會受益匪淺，有些學生在教師的指導下結合大學生創新項目進行了社會調查，甚至發表了相關研究論文[2]。

2 化學與社會課程的定位要求其教學方法的靈活性

化學與社會課程的開設主要是為了滿足文管類大學生拓寬知識面和加強文理滲透的要求，全面提高學生的科學文化素質而開設的。既然是素質教育，必然要更加重視課堂上學生的主體性。高錦章[3]認為，先要考慮的不是教師想講什么，而是學生要學什么；不是向學生宣傳化學如何重要，而是向學生講明化學對他的專業學習、乃至今后的工作和生活有什么幫助，進而激發學生學習化學的興趣，自覺地學習化學、應用化學。在這里我們認為，化學與社會的課程設計不但要解決學什么的問題，還要設計好怎么學的問題。文管類學生情感豐富，對新鮮的教學模式敏感、好奇，要依據他們的特點設置教學模式。經過幾年的實踐，我們認為以下幾種教學方法在課堂上具有較好的效果。

第一，針對熱點問題，每個學期組織一到兩次的課堂辯論會。北京科技大學的化學與社會課程中有關辯論會的環節已經實踐了近十年了，現在已經成了一個傳統。辯論會的辯題每年不同，教師給出幾個選項，由學生討論最后決定。完成了抽簽和分組后，學生會有兩到三個星期去準備。在準備的過程中，學生通過查找文獻和討論，掌握了大量的化學知識，同時對一些不能理解的知識點和現象產生求知欲和好奇。那么在這兩三周的授課時間里，我們要解決的就是學生好奇的化學問題。幾年下來我們積累了很多辯題，其中很大一部分與環境及能源專題有關，比如“發展經濟與保護環境能否并行？”、“我國現階段節約能源與發展新能源哪個更重要？”等等。

第二，理論內容與實驗相結合。我校的化學與社會課程自1999年被學校確定為文管類本科生的必修課程以來，就著手設計實驗課，編寫實驗教材，并多次更新實驗內容。我?；瘜W與社會的實驗課為8學時，共兩個單元的實驗。單元一是生活中的化學及水質測定，最初幾年的內容主要包括火山爆發(重鉻酸銨固體受熱分解反應)、水中花園(金屬鹽與水玻璃的反應)、示溫涂料、指紋鑒定、酒后開車的檢測、糖尿病的檢驗、維生素C的性質、固體酒精制備、污油漬去除方法、水的總硬度測定及雜質離子檢測。設定這些實驗的目的是引起學生的興趣。經過幾年的實踐，目前我們保留了其中的火山爆發、示溫涂料、酒后開車的檢測、糖尿病的檢驗、維生素C的性質、以及水的總硬度測定及雜質離子檢測幾項，同時增加了“山重水復”和“亞硝酸鈉與食鹽的鑒別”兩項。“山重水復”是配位反應和沉淀反應交替出現，表現為不同顏色的沉淀交替出現又溶解。通過這個反應學生可以了解化學平衡的概念，并掌握化學平衡實際上是動態平衡的道理?！皝喯跛徕c與食鹽的鑒別”實驗受學生喜歡的原因是近年來各種媒體宣傳亞硝酸鹽是一種強烈致癌物質，學生知道但又沒有見過。這個實驗不僅讓學生掌握了氧化-還原反應的原理，還了解了亞硝酸鹽對人體產生毒害的機理及預防方法。

第三，文字展示與視頻動畫相結合。視頻和動畫作為現代技術手段在課堂上使用存在是否恰當的問題。如果不突出主題，不及時更新材料，上課效果當然不會好。我們將現有的視頻進行適當的剪輯，穿插到課件當中，每15分鐘左右播放一個3到5分鐘的短片，用來鞏固或舉例說明前面的理論，教學效果還是相當好的。尤其是針對課程內容自己拍攝的短片(北京科技大學化學系拍攝了大量實驗視頻)，對學生的幫助更大。動畫的使用也能起到意想不到的效果，文科生對雜化軌道的形成特別難以想象，但當我們展示了動畫以后，他們就很容易理解了。

3 化學與社會課程的授課對象要求分層次教學

化學與社會課程的授課對象具有的背景知識和化學基礎往往差異非常大，他們中既有文管類的文科生，又有非化學化工專業的理工科學生。高考制度的改革使各個省份選拔學生的自主性增大，客觀上也造成了學生的化學基礎程度各異。根據我們的調查，在大學中同一個專業就讀的學生中，既有文科生，也有理科生。在理科生中，有高考考了化學的，也有沒考的。我校經濟等專業的學生就是這樣。這給課程的設計帶來了一定的難度：在介紹化學基礎知識時，理科生尤其是高考考了化學的學生覺得太基礎，太簡單，提不起興趣；而如果直接進入“原子結構”部分，又有一半的學生聽起來非常費勁。針對這種情況，有必要采用“分層次”教學的方法[4,5]，可以把文科生與理科生分成不同的班級授課，也可以為文科生增加一些學時，補學有關基礎知識。對于一些學有余力的學生，可以為他們推薦一些化學的經典書籍以及一些有用的網絡資源[6]，以擴充他們的視野和知識面。

4 化學與社會課程適合利用慕課資源

慕課是大眾公開在線課程的簡稱，由英文詞Massive Open Online Courses(MOOCs)翻譯而來。慕課這一新型在線學習模式是2012年由美國幾所大學提出的，近幾年在世界范圍內取得了迅猛的發展[7]。目前全球比較成規模的MOOCs平臺有三個，分別是斯坦福大學發起的Udacity網絡平臺，耶魯大學、麻省理工學院、斯坦福大學一起共建、共享的全球最大在線課程聯盟Coursera和哈佛大學和麻省理工學院推出的edX在線教育平臺。短短三年時間，和三大平臺合作的高校已近200家，更有眾多教授以個人的方式與三大平臺合作。目前我國的北京大學、清華大學、復旦大學和上海交通大學等知名高校也加入其中。不同于一般的網絡公開課，MOOCs模式下的大學課程，更強調教師與學生之間、學生與學生之間的在線互動，而且方式靈活、時間不限。學習者很容易參與到名校名師高質量的在線課程中[8,9]。

在MOOCs迅猛發展的形勢下，我們高校教師，尤其是基礎課教師應當及時轉變觀念，與時俱進，鉆研新的教學方式、完善知識儲備、提升教學能力、并積極發揮教學團隊作用，在教學中充分調動學生的自主學習興趣，才能使課程具有足夠的吸引力、凝聚力，更好地完成課程的授受過程。

化學與社會課程是一門兼顧知識性和趣味性的課程，由于其知識面寬以及與社會問題緊密聯系的特點，非常適合慕課的教學模式，因此我們自2015年起開始在慕課環境下對化學與社會課程的教學模式進行改革和探索，使其適應新的教學環境，利用優質的線上資源，提高學生的學習興趣和課堂教學質量。

總之，教育應當堅持以人為本，課程效果應以對學生當前與長遠的影響及其發揮的作用為判據。教與學是對立的統一體，兩個“好”合成一個“好”才算真好，因為衡量教學質量的最終指標是學生學的如何，進而才能追溯教師教的如何。對于化學與社會這樣的素質課程來說，教學模式和教學方法更應該提倡靈活性、多樣化，除了專題化、分層次、結合慕課、辯論、視頻等方法和手段外，應結合各校的特點，積極探索更加有效的模式。

[1]李新學,路麗英,臧麗坤.化工高等教育,2007,No.2,18.

[2]臧麗坤,路麗英,李新學,車 平,閆紅亮,李 苗.化工高等教育,2010,No.4,44.

[3]高錦章.化學教育,2004,No.5,41.

[4]宋繼梅,楊 捷,吳振玉,黃方志,王海燕.高等理科教育,2011,No.6,126.

[5]周建峰,支三軍,婁鳳文,孫小軍.中國科教創新導刊,2010,No.19,38.

[6]馬宏佳,李新璐.課程·教材·教法,2011,31(6),82.

[7]潘燕桃,廖昀赟.大學圖書館學報,2014,No.4,21.

[8]鮑浩波.大學化學,2016,31(5),15.

[9]王富林,徐 昕,周偉紅,徐艷萍,胡起祥.大學化學,2014,29(6),15.

Study on the Teaching Method for Course of Chemistry and Applying Chemistry to Society

CHE Ping*LI Xin-Xue YAN Hong-Liang LI Wen-Jun
(Department of Chemistry,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100086,P.R.China)

In this paper,the reform and practice of the course of“chemistry and applying chemistry to society”at University of Science and Technology Beijing are introduced.Several new teaching methods were used in the past years in our course,and the results were studied by comparing it with that of the traditional method.We propose that teachers should try different teaching methods under the direction of syllabus,in order to make the course more interesting and promising.

Chemistry and applying chemistry to society;Teaching method;Special lectures; Teaching by different levels

G64；O61

10.3866/PKU.DXHX201607008

*通訊作者，Email:cheping@ustb.edu.cn

www.dxhx.pku.edu.cn