新工科背景下非化學(xué)專業(yè)學(xué)生化學(xué)知識(shí)教育改革與探索

王其 陸峰 沈清明

摘 要：化學(xué)是一門既重理論又重實(shí)踐的學(xué)科，能夠很好地拓寬學(xué)生的知識(shí)面、改善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，對培養(yǎng)新型工科人才具有重要的意義。本文通過結(jié)合南京郵電大學(xué)的特點(diǎn)及材料學(xué)院的優(yōu)勢，對南京郵電大學(xué)非化學(xué)類專業(yè)學(xué)生化學(xué)知識(shí)教育進(jìn)行改革與探索研究，圍繞《化學(xué)與現(xiàn)代生活》課程內(nèi)容、教學(xué)方法與形式等方面進(jìn)行改革，突出化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活、科學(xué)研究、社會(huì)發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)的緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，最終在教學(xué)效果上取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：新工科；化學(xué)；教學(xué)改革；南京郵電大學(xué)

一、 引言

隨著科技的發(fā)展，國與國之間的競爭愈演愈烈，當(dāng)今社會(huì)迫切需要新型工科人才?；瘜W(xué)已經(jīng)成為一門實(shí)用的中心學(xué)科，它的理論和實(shí)驗(yàn)方法可以大大充實(shí)其他學(xué)科的研究內(nèi)容及方法，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及生命、材料、信息、醫(yī)藥和能源等各個(gè)方面，人類的衣、食、住、行等都與化學(xué)有關(guān)，由此可見化學(xué)對社會(huì)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

同時(shí)化學(xué)是一門既重理論又重實(shí)踐的學(xué)科，能夠很好地拓寬學(xué)生的知識(shí)面、改善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，對培養(yǎng)新型工科人才具有重要的意義。

為了適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求，按照培養(yǎng)新型工科人才要求，我們需對非化學(xué)類專業(yè)學(xué)生化學(xué)知識(shí)教育進(jìn)行改革與探索研究，圍繞《化學(xué)與現(xiàn)代生活》（非化學(xué)專業(yè)學(xué)生公選課）教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行改革，讓非化學(xué)專業(yè)學(xué)生了解化學(xué)在現(xiàn)代生活中的重要作用，了解化學(xué)與社會(huì)發(fā)展的辯證關(guān)系，有利于深層次理解化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活、科學(xué)研究、社會(huì)發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)的緊密結(jié)合，從而培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的新型工科人才。

南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院以江蘇省優(yōu)勢學(xué)科與國家一流學(xué)科建設(shè)為契機(jī)，研究方向圍繞有機(jī)電子學(xué)、生物電子學(xué)、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(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，在顯示、能源、信息等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn)。

按照新工科人才發(fā)展要求，根據(jù)選課學(xué)生的相關(guān)專業(yè)，結(jié)合我院優(yōu)勢學(xué)科，從化學(xué)與多學(xué)科的相互聯(lián)系、相互滲透入手，對《化學(xué)與現(xiàn)代生活》課程進(jìn)行教學(xué)改革與探索。

二、 課程內(nèi)容改革

南京郵電大學(xué)是一所以信息科技為特色，工學(xué)為主，理、工、經(jīng)、管等多學(xué)科相互交融的高等院校?！痘瘜W(xué)與現(xiàn)代生活》是一門公共選修課，其開課對象為全校非化學(xué)類專業(yè)的本科生，因此其教學(xué)內(nèi)容不易涉及太專業(yè)的化學(xué)知識(shí)，應(yīng)緊密結(jié)合學(xué)校特點(diǎn)制定。

（一） 依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，精選教材

針對《化學(xué)與現(xiàn)代生活》教材選擇問題，選擇內(nèi)容全面、新穎的教材供學(xué)生閱讀，如蘇州大學(xué)出版社出版的《現(xiàn)代生活與化學(xué)》、鄭州大學(xué)出版社出版的《化學(xué)與現(xiàn)代生活》，以加深化學(xué)在現(xiàn)代生活中應(yīng)用的理解并擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。

教學(xué)內(nèi)容以實(shí)際生活及學(xué)校特點(diǎn)為依據(jù)，包括化學(xué)與功能材料、化學(xué)與信息、化學(xué)與環(huán)境、化學(xué)與生物、化學(xué)與烹飪、化學(xué)與保健、化學(xué)與娛樂等，內(nèi)容涉及生活的方方面面，尤其是信息領(lǐng)域，強(qiáng)化學(xué)生“生活中處處有化學(xué)”的意識(shí)。

（二） 根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

化學(xué)理論知識(shí)較深且涉及面廣，與其他學(xué)科緊密聯(lián)系并相互交叉滲透，不同學(xué)科對化學(xué)知識(shí)側(cè)重不同，為了進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面、改善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的差異性，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和重組，即根據(jù)各學(xué)科側(cè)重點(diǎn)的不同，合理地、選擇性地安排授課內(nèi)容，對一些無用的知識(shí)進(jìn)行刪減，構(gòu)建符合當(dāng)今社會(huì)培養(yǎng)目標(biāo)的新體系。

同時(shí)關(guān)注學(xué)生的需求，增加學(xué)生感興趣及就業(yè)生活中廣泛使用的內(nèi)容，使得教學(xué)內(nèi)容具有趣味性及實(shí)用性。

（三） 教學(xué)內(nèi)容引入前沿科技知識(shí)

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，關(guān)于化學(xué)領(lǐng)域新的方法及技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這些新方法、技術(shù)在各個(gè)行業(yè)展現(xiàn)出無可替代的地位，已廣泛滲透到日常生活、科學(xué)研究及工業(yè)生產(chǎn)中。在講授過程中，引入國內(nèi)外前沿科學(xué)知識(shí)，使學(xué)生不斷吸收現(xiàn)代科技進(jìn)展衍生的新技術(shù)、方法及成果，不僅保證教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)、豐富教學(xué)內(nèi)容，而且可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

例如：在教學(xué)中向?qū)W生講述納米技術(shù)在信息、醫(yī)學(xué)及環(huán)境等領(lǐng)域的重要性；各種新型材料在特殊功能器件等領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容。同時(shí)利用材料院在科研過程中取得的重要研究成果，介紹化學(xué)在光電器件、腫瘤診斷及信息儲(chǔ)存等領(lǐng)域的應(yīng)用。

三、 教學(xué)方法改革

《化學(xué)與現(xiàn)代生活》涉及知識(shí)面廣，知識(shí)點(diǎn)繁雜，如果采取傳統(tǒng)的以信息傳遞的教學(xué)方法一味地向?qū)W生灌輸知識(shí)，容易讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量不理想。由此可見，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的培養(yǎng)模式，因此需要對教學(xué)方法進(jìn)行改革，建立合理、先進(jìn)的教學(xué)理念，運(yùn)用現(xiàn)代教育手段培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的新型工科人才。

（一） 改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

目前教師采取傳統(tǒng)教學(xué)模式使得學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性較差，如何提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力成為改善教學(xué)效果的主要原因之一。在課程教授過程中，可以有目的地設(shè)計(jì)學(xué)生感興趣的化學(xué)問題或與現(xiàn)實(shí)生活密切相聯(lián)的化學(xué)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。具體做法有：

1. 在講授化學(xué)在某個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用時(shí)，要求學(xué)生查閱參考資料，讓學(xué)生對涉及的化學(xué)原理進(jìn)行理解，甚至鼓勵(lì)學(xué)生對該化學(xué)原理應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)及在其他領(lǐng)域應(yīng)用的可能性給出自己的看法；

2. 將學(xué)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(bào)告，鼓勵(lì)學(xué)生之間對研究課題進(jìn)行相互討論與分析，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及研究的能力。

（二） 借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際

化學(xué)作為一門具有創(chuàng)新創(chuàng)造能力的自然科學(xué)，在人類文明及社會(huì)發(fā)展中起到了重要的作用。為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，利用材料學(xué)院在信息、生物等領(lǐng)域的優(yōu)勢及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，面向?qū)W生選擇性演示一些經(jīng)典化學(xué)實(shí)驗(yàn)，直觀地展現(xiàn)材料制備、性能研究及應(yīng)用等情況。

例如：有機(jī)發(fā)光二極管的設(shè)計(jì)制備以滿足通信及信息類學(xué)生的需求。借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式，不僅可以達(dá)到學(xué)以致用的目的，而且可以極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力及觀察能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生利用材料院實(shí)驗(yàn)平臺(tái)去研究一些與化學(xué)有關(guān)的交叉性難題，有利于培養(yǎng)新型工科人才。

（三） 運(yùn)用多媒體技術(shù)，豐富教學(xué)手段

多媒體技術(shù)作為一種現(xiàn)代教學(xué)手段，可以在有限的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生傳授更加豐富、多元化的信息，且可使教學(xué)內(nèi)容圖文并茂、教學(xué)過程更加生動(dòng)形象。在講述化學(xué)原理或化學(xué)反應(yīng)時(shí)，可以利用多媒體技術(shù)將涉及的化學(xué)反應(yīng)或立體結(jié)構(gòu)等抽象且晦澀難懂的內(nèi)容直觀而又生動(dòng)地呈現(xiàn)出來，可以使學(xué)生在輕松愉悅的狀態(tài)下學(xué)習(xí)。

例如在講述金剛石和石墨的性能差異時(shí)，利用多媒體技術(shù)可以直接將兩者空間結(jié)構(gòu)的不同展現(xiàn)出來，從而方便學(xué)生理解。另外，對于一些前沿科學(xué)問題，可以通過動(dòng)畫或視頻的形式介紹，實(shí)現(xiàn)可觀性、立體化教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知理解。

四、 總結(jié)

隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)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(xué)非化學(xué)類專業(yè)《化學(xué)與現(xiàn)代生活》課程教學(xué)改革與探索，結(jié)合學(xué)校特點(diǎn)及材料學(xué)院的優(yōu)勢，對課程內(nèi)容、教學(xué)方法與形式等方面進(jìn)行了初步探討，為培養(yǎng)新型工科人才打下了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，今后我們?nèi)匀粫?huì)對培養(yǎng)新工科人才的方式方法進(jìn)行持續(xù)深入的改革，進(jìn)一步提出更加切實(shí)有效的教學(xué)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]周為群，楊文.現(xiàn)代生活與化學(xué)[M].蘇州：蘇州大學(xué)出版社，2014.

[2]張愛蕓.化學(xué)與現(xiàn)代生活[M].鄭州：鄭州大學(xué)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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。