新工科背景下非化學專業學生化學知識教育改革與探索

王其 陸峰 沈清明

摘 要：化學是一門既重理論又重實踐的學科，能夠很好地拓寬學生的知識面、改善學生的知識結構，對培養新型工科人才具有重要的意義。本文通過結合南京郵電大學的特點及材料學院的優勢，對南京郵電大學非化學類專業學生化學知識教育進行改革與探索研究，圍繞《化學與現代生活》課程內容、教學方法與形式等方面進行改革，突出化學知識與實際生活、科學研究、社會發展及工業生產的緊密結合，培養學生的創新能力和綜合素質，最終在教學效果上取得了良好效果。

關鍵詞：新工科；化學；教學改革；南京郵電大學

一、 引言

隨著科技的發展，國與國之間的競爭愈演愈烈，當今社會迫切需要新型工科人才。化學已經成為一門實用的中心學科，它的理論和實驗方法可以大大充實其他學科的研究內容及方法，其應用領域涉及生命、材料、信息、醫藥和能源等各個方面，人類的衣、食、住、行等都與化學有關，由此可見化學對社會的發展起到了至關重要的作用。

同時化學是一門既重理論又重實踐的學科，能夠很好地拓寬學生的知識面、改善學生的知識結構，對培養新型工科人才具有重要的意義。

為了適應現代社會發展的需求，按照培養新型工科人才要求，我們需對非化學類專業學生化學知識教育進行改革與探索研究，圍繞《化學與現代生活》（非化學專業學生公選課）教學過程中存在的問題進行改革，讓非化學專業學生了解化學在現代生活中的重要作用，了解化學與社會發展的辯證關系，有利于深層次理解化學知識與實際生活、科學研究、社會發展及工業生產的緊密結合，從而培養符合現代社會發展的新型工科人才。

南京郵電大學材料科學與工程學院以江蘇省優勢學科與國家一流學科建設為契機，研究方向圍繞有機電子學、生物電子學、光電子信息材料與器件等新興交叉方向，融合了電子、信息、材料及化學等多個學科領域，在顯示、能源、信息等國民經濟領域做出了重要貢獻。

按照新工科人才發展要求，根據選課學生的相關專業，結合我院優勢學科，從化學與多學科的相互聯系、相互滲透入手，對《化學與現代生活》課程進行教學改革與探索。

二、 課程內容改革

南京郵電大學是一所以信息科技為特色，工學為主，理、工、經、管等多學科相互交融的高等院校。《化學與現代生活》是一門公共選修課，其開課對象為全校非化學類專業的本科生，因此其教學內容不易涉及太專業的化學知識，應緊密結合學校特點制定。

（一） 依據培養目標，精選教材

針對《化學與現代生活》教材選擇問題，選擇內容全面、新穎的教材供學生閱讀，如蘇州大學出版社出版的《現代生活與化學》、鄭州大學出版社出版的《化學與現代生活》，以加深化學在現代生活中應用的理解并擴大學生知識面。

教學內容以實際生活及學校特點為依據，包括化學與功能材料、化學與信息、化學與環境、化學與生物、化學與烹飪、化學與保健、化學與娛樂等，內容涉及生活的方方面面，尤其是信息領域，強化學生“生活中處處有化學”的意識。

（二） 根據專業特點，優化教學內容

化學理論知識較深且涉及面廣，與其他學科緊密聯系并相互交叉滲透，不同學科對化學知識側重不同，為了進一步拓寬學生的知識面、改善學生的知識結構，根據不同專業培養計劃的差異性，對教學內容進行優化和重組，即根據各學科側重點的不同，合理地、選擇性地安排授課內容，對一些無用的知識進行刪減，構建符合當今社會培養目標的新體系。

同時關注學生的需求，增加學生感興趣及就業生活中廣泛使用的內容，使得教學內容具有趣味性及實用性。

（三） 教學內容引入前沿科技知識

隨著科學技術的日新月異，關于化學領域新的方法及技術不斷涌現，這些新方法、技術在各個行業展現出無可替代的地位，已廣泛滲透到日常生活、科學研究及工業生產中。在講授過程中，引入國內外前沿科學知識，使學生不斷吸收現代科技進展衍生的新技術、方法及成果，不僅保證教學內容與時俱進、豐富教學內容，而且可以激發學生的學習興趣、培養學生發現問題、解決問題的能力。

例如：在教學中向學生講述納米技術在信息、醫學及環境等領域的重要性；各種新型材料在特殊功能器件等領域的應用等內容。同時利用材料院在科研過程中取得的重要研究成果，介紹化學在光電器件、腫瘤診斷及信息儲存等領域的應用。

三、 教學方法改革

《化學與現代生活》涉及知識面廣，知識點繁雜，如果采取傳統的以信息傳遞的教學方法一味地向學生灌輸知識，容易讓學生產生厭學情緒，導致教學質量不理想。由此可見，傳統教學模式已經很難適應當今社會的培養模式，因此需要對教學方法進行改革，建立合理、先進的教學理念，運用現代教育手段培養符合現代社會發展的新型工科人才。

（一） 改進教學方法，培養學生自主學習能力

目前教師采取傳統教學模式使得學生學習的主動性較差，如何提高學生自主學習能力成為改善教學效果的主要原因之一。在課程教授過程中，可以有目的地設計學生感興趣的化學問題或與現實生活密切相聯的化學內容，從而激發學生的求知欲，培養學生的自主學習能力。具體做法有：

1. 在講授化學在某個行業中的應用時，要求學生查閱參考資料，讓學生對涉及的化學原理進行理解，甚至鼓勵學生對該化學原理應用的優缺點及在其他領域應用的可能性給出自己的看法；

2. 將學生分為若干小組并安排一定的研究課題，針對課題各小組做出一份詳盡合理的研究報告，鼓勵學生之間對研究課題進行相互討論與分析，調動學生學習的積極主動性，培養學生自主學習及研究的能力。

（二） 借助化學實驗，理論聯系實際

化學作為一門具有創新創造能力的自然科學，在人類文明及社會發展中起到了重要的作用。為了達到更好的教學效果，利用材料學院在信息、生物等領域的優勢及實驗平臺，面向學生選擇性演示一些經典化學實驗，直觀地展現材料制備、性能研究及應用等情況。

例如：有機發光二極管的設計制備以滿足通信及信息類學生的需求。借助化學實驗的方式，不僅可以達到學以致用的目的，而且可以極大地提高學生學習興趣、動手能力及觀察能力。同時，鼓勵學生利用材料院實驗平臺去研究一些與化學有關的交叉性難題，有利于培養新型工科人才。

（三） 運用多媒體技術，豐富教學手段

多媒體技術作為一種現代教學手段，可以在有限的時間內向學生傳授更加豐富、多元化的信息，且可使教學內容圖文并茂、教學過程更加生動形象。在講述化學原理或化學反應時，可以利用多媒體技術將涉及的化學反應或立體結構等抽象且晦澀難懂的內容直觀而又生動地呈現出來，可以使學生在輕松愉悅的狀態下學習。

例如在講述金剛石和石墨的性能差異時，利用多媒體技術可以直接將兩者空間結構的不同展現出來，從而方便學生理解。另外，對于一些前沿科學問題，可以通過動畫或視頻的形式介紹，實現可觀性、立體化教學，加強學生的認知理解。

四、 總結

隨著當今社會的發展，對新型工科人才提出了更高的要求。本文對南京郵電大學非化學類專業《化學與現代生活》課程教學改革與探索，結合學校特點及材料學院的優勢，對課程內容、教學方法與形式等方面進行了初步探討，為培養新型工科人才打下了良好的基礎。當然，改革是一個循序漸進的過程，今后我們仍然會對培養新工科人才的方式方法進行持續深入的改革，進一步提出更加切實有效的教學方案。

參考文獻：

[1]周為群，楊文.現代生活與化學[M].蘇州：蘇州大學出版社，2014.

[2]張愛蕓.化學與現代生活[M].鄭州：鄭州大學出版社，2009.

作者簡介：王其，陸峰，沈清明，江蘇省南京市，南京郵電大學材料科學與工程學院。