非化学专业《大学化学》课程教学的几点思考和感受*

张晓灿，刘爱贤，叶海木

(中国石油大学(北京)理学院，北京　102249)



非化学专业《大学化学》课程教学的几点思考和感受*

张晓灿，刘爱贤，叶海木

(中国石油大学(北京)理学院，北京102249)

化学是自然科学的基础，面向非化学专业理工本科生开设的《大学化学》，其目的不是为了培养专业的化学工作者，而要把培养学生的科学素养和创新精神放在首位。针对该课程的教学特点，笔者从教学内容的甄选、教师的角色、实验的作用、学生的参与和考核机制等方面进行探讨。结合高校一线教师的教学经验，提出应该注重学科之间的渗透及与生活的联系，调动学生的积极性，培养学生独立获取知识的能力，培养学生的科学素养和创新精神。

非化学专业；大学化学；思考

世界是由物质组成的。化学是在原子、分子或离子水平上研究物质的组成、结构、性质和相互关系以及变化规律的科学。化学是自然科学的基础[1]，它无处不在，其知识体系、思维方式和研究方法贯穿于人们认识世界、改造世界的始终，被称为“中心科学”[2]。面向非化学专业理工本科生开设的《大学化学》，其目的不是为了培养专业的化学工作者，而要把培养学生的科学素养和创新精神放在首位。从高中化学到大学化学，研究方法从现象到本质，从特殊到一般，从定性到定量；采用的数学方法也由相对简单到比较复杂，从简单的数学运算到微积分的运用。因此，教师要让学生了解化学问题的核心内容，避免迷失在细枝末节，这对非化学专业的学生来讲尤为重要。本文将分别针对教学内容的甄选、教师的角色、实验的作用、学生的参与和考核机制进行探讨，结合高校一线教师的授课经验，浅谈几点思考和感受。

1　教学内容的甄选

1.1绪论

万事开头难,学生在上一门新的课程时，往往充满好奇与渴望。因此，能否将学生的热忱自然的引入到后续的教学活动中，让学生感受到大学化学的魅力，绪论课尤为重要。大学化学绪论课的目的是让学生愉快的接受大学化学，明确本课程的学习对自己专业、生活的影响和作用。

一方面，大学化学作为公共基础课，应该尽量与学生的具体专业相结合。比如，20世纪初，量子论的发展有机的结合了化学和物理，解决了化学上许多悬而未决的问题；同时，化学又向生物、地质等学科渗透，解决了蛋白质、酶的结构问题，并开辟了环境保护、地震预报、海洋开发、农业开发、生命起源、地球深部和球外空间等领域的研究。笔者面对是资源勘查工程，石油工程，海洋油气工程，能源与动力工程，油气储运工程等专业的学生，教师在课堂中要尽量融入与上述专业相关的知识，尤其是化学在其中的应用。例如，在热力学基础章节中介绍低碳能源可燃冰；在氧化还原反应与电化学的讲解中介绍金属的腐蚀与防护及其在油气运输的应用。

另一方面，化学与社会发展，人们的衣食住行、生老病死都密切相关。教师在首次课贴合实际讲一些化学在实际生活中的应用分析，让学生觉得化学有用、有趣，听得懂、学得会，自然就会产生兴趣。当今社会，化学信息渗透在生活的方方面面且难辨真伪，一定的大学化学知识能够帮助学生去伪存真，理性分析。另外，可以向学生列出有关化学与生活相关的书单，丰富学生的课余阅读。比如《人体中的化学》，《五光十色的化学》，《化学-点石成金从这里开始》，《消费者化学》，《身边的化学》，《化学与健康》，《化学合成的逻辑学》,《摄影化学》，《化学魔术》等。让学生切实体会到化学于你我仿若空气，无处不在。

1.2化学史的介绍

以史为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。化学史在化学教育中的重要价值越来越受到人们的关注和青睐。适当引入化学史的知识和化学家的事迹，让学生充分感受到化学的生动、实用。正如山冈望在《化学史传》所言“了解一项重大发现的意义及其正在起着的作用，当然是一项既重要而又愉快的事情。然而还有比这更为重要和愉快的，那就是要了解那项重大发现是怎样成功的，发现者做了怎样的努力，是在什么样的计划之下取得的，并在什么动机下制订出这样计划的……我认为，只有通过这种学习和修养的过程，即通过学习化学发展史的过程，才能体验到其中蕴藏着的真正科学兴趣，才有助于对学生进行科学的训练，从而才能够开拓出正确的科学道路[3]。” 我国化学家傅鹰也曾说过“化学给人知识，化学史给人智慧。”知识是短暂的，是易被忘却的；而智慧却可以长期的影响我们的言行举止。避免造成学生只是简单记住了某些知识，而不能形成相关能力。

Stinner[4]提出了六种有效的将化学史融入化学课程的教学策略与模式，分别是：冲突、对话、戏剧、缩略图、案例研究和专题叙述。其中，冲突是指不同理论之间的异同，比如阿伦尼乌斯电离理论和酸碱质子理论的比较。对话可以是不同人物之间的关系及其对某化学事件的影响，比如讲授理想气体状态方程，可以简单介绍英国化学家波义耳、法国物理学家查理，法国化学家、物理学家盖-吕萨克，意大利物理学家、化学家阿伏伽德罗的生平，趣事和贡献。一方面使学生认识到科学发展的坎坷，另一方面能有助于学生对思想方法的领悟和把握，逻辑思维能力的提高，分析解决实际问题能力的提高。

1.3教学的趣味性、系统性与逻辑性

在定义、定理的讲解过程中适当插入化学趣事。比如讲酸碱指示剂的时候介绍其最初因波义耳看到紫罗兰花瓣溅上酸沫变红而被发现的例子，让学生体验到化学工作者的科学思维方法和科学情感态度。还要注意概念定律与前沿知识、社会热点的结合。依据自己的科研实际，将大学化学中的基础知识、原理、方法与材料合成、结构与性能的关系紧密结合，丰富课堂教学、开阔学生视野。

教学过程注意知识点前后贯通与对比总结。例如类比阿仑尼乌斯方程速率常数随温度变化式、化学反应等压方程积分式和克劳修斯-克拉贝龙方程定积分式的异同等；使学生养成在知识上融会贯通、举一反三的科学习惯。

与中学不同，大学化学不再限定教科书，一般用参考书。让学生尽早意识到两者的不同，以批判的态度辩证的学习与思考，从而激发其积极性，增强其主动性。注重对学生思维方式的训练，比如从理想气体的状态方程到实际气体状态方程的推导过程，强调由理想到实际的变化思路。总之，教师要明确教学对象和目的，合理进行课程安排。精选并优化教学内容，使其更加系统化、科学化。

2　教师的角色

作为教学活动管理者的教师，首先要提高自身的科学文化素养。一方面，大学化学任课教师可以通过与学生所在专业的老师交流和沟通，了解其学科对化学知识的要求，在教学中进行重点讲解；另一方面，大化教师要学习了解一些学生所在专业的基本知识，从而领悟化学与之的内在关系，提高自己的知识水平，提高教学质量。另外，教师还要广泛涉猎化学史知识，了解化学中的趣事，避免使用一成不变的课件进行惯性教学，积极引入新内容新思路新方法，定期更新课件。

教师团队要注重交流。在教学活动进行的学期中，积极参与团队讨论、教学会议，在教学内容、教学模式以及教学细节等方面进行探讨和交流，并与国内外的同行交流学习。可以通过录音、录像，同行听课等手段，找出问题、改进不足。充分考虑自己的个性和特征，逐步形成能与教学水乳交融、相得益彰的教学风格。

作为管理者的教师，要引导学生树立自主学习、终生学习的概念。打破传统的教育模式，抓住学生的学习心理，最大程度激发学生学习的积极性；建立平等、互助、互长的师生关系。学生作为学习的主体，在教学活动中要充分发挥其主观能动性，实现其自主学习，自我发展的教育目标。科学技术的迅猛发展，广泛的影响着人们的生活方式，也深刻的改变着人们的思维方式。因此，科学教育不能只停留在传统的知识性传授阶段，而应该突出科学思维方式和创新能力的培养；能够揭开伪科学的面纱，能够批判谬论，追求真理。

3　实验环节

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。化学是什么？化学工作者在面对这样的问题时，常常把化学的英文单词(chemistry)拆开来讲：chem is try(化学就是动手试)。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学的发展，正是依赖人们的不断实验，从而揭开隐藏其中的奥秘。因此，在非化学专业的大学化学教学中，为了加深学生对化学概念和规律的理解和掌握，必然需要学生参与到大学化学实验这一领域。

实验教学是封闭式教学向开放式教学转变，单项式教学向双向式教学转变的很好媒介。比如普通蒸馏及沸点测定的实验，学生能够学习到普通蒸馏仪器的安装，常量法和微量法沸点的测定方法。在实验过程中，教师可以引导学生思考沸点的影响因素，如实记录实验室的大气压；引导学生思考蒸馏与微量法测沸点具体操作的差异，比如温度计橡皮塞的状态。蒸馏过程要使液体气化后再冷凝，需要形成密闭系统，因此套温度计的橡皮塞要塞紧蒸馏头；而微量法测沸点要测量液体的饱和蒸气压等于外界压强时的温度，因此要在套温度计的橡皮塞上开槽后再插入提勒管，以使两者压强相等。另外，教师还要启发学生在实验过程中加深对沸程、沸点、毛细管现象等概念的理解。总之，学生亲自动手，能够加深对基本理论、基本知识的理解。实验能够训练学生的基本操作，培养其独立观察、分析能力，再进行逻辑推理的能力，最终得出结论并撰写实验报告。这是培养科学研究工作的方法。

4　积极引导学生参与

大学化学作为面向非化学专业的课程，大班授课普遍存在[5]。要改变以教师为中心的教学模式，让学生真正成为教学的主体，充分发挥学生在教学中的主体地位，调动学生的学习积极性；采取开放的教学方式，设置互动环节，增加学生兴趣，引入大班授课小班讨论、助教讨论课等模式。习题课和讨论课启迪学生思维，培养学生提出、分析和解决问题的能力，以学生交流和讨论为主。鼓励学生参与讲座，探索性实验和小课题研究等第二课堂活动，最大限度的激发学生的智力和潜能，使学生充分感受蕴藏于这种教学活动中的快乐和愉悦，以达到促进学生自主发展的目的，真正起到教学相长的作用。

积极引入启发式教学。在讲授时故意引入错误观点，树立对立面，引发学生独立思维的习惯与兴趣，增强学生对某个知识点的印象。比如电极电势的能斯特方程的写法。对配平的化学反应负极半反应，因其发生氧化反应，故意写成还原型物质失电子被氧化的形式。这样，书写能斯特方程就极易写反正负号。启发学生思考原因，做到知其然并知其所以然；引导学生由被动到主动、由依赖到自主、由接受性到创造性的学习。

对于授课媒介，传统的板书教学方式要与现代化教学手段有机结合以达成更好的教学效果。笔者在实际教学中发现，放一张有趣的图片，播一段科普短片，或者打开一个动画会大大激发学生的学习兴趣。比如讨论等温过程理想气体经不同膨胀途径的体积功的变化，通过动画描述恒温可逆过程体系对环境所做的功能更好的帮助学生理解；进而推广至压缩过程的讲解。注重网络资源的有效运用，通过网络查阅文献、资料；积极借助化学教育资源和软件，包括课程材料，在线课程等。充分利用各种资源，扩大信息量，增强教学效果，提高学习效率，同时加强课外交流。鼓励学生进行泛在学习，即在任何地方，任何时间，任何可取得的科技工具学习，培养学生的乐趣。

注重与学生的情感交流。例如积极与辅导员沟通，以获取学生综合情况。对于贪玩、偷懒的学生及时教育、激励。多与学生进行交流和沟通，多给学生一些鼓励和肯定，使学生明白学习的过程是培养自己思维能力，提高自身素质的过程，更是学好专业课和进行研究的基础。择选较为优秀的同学进行某一专题的报告，培养和锻炼学生的交流能力；邀请兴趣高、爱动手的学生参观及参与到教师的科研课题组，通过科技创新等环节，使学生了解科研的一般途径。这样不仅培养了学生的科研意识和素质，也促使学生在大学化学的课堂学习中思考、分辨和吸收。

5　考核机制

对于非化学专业的学生来讲，大学化学的目的是为了提高其观察，分析和解决问题的能力。也应该据此建立合理的考评机制，而不以考试作为唯一的考评依据。

对于闭卷的期末考试，除了考察基本理论知识的掌握，还要注重综合分析能力的考察。比如通过单位分析，数量级估算，极端情况和特例讨论等，进行定性思考或定量计算以判断结果的合理性。

教师还可以让学生提交课程论文，尤其是关于大学化学和本专业的关系论文。这样既可以考核学生对化学思想和化学方法的理解和应用能力，加深学生对专业知识的理解，又能使其体会到学科交叉的重要性。

另外，还可以通过提交作业，课堂讨论，回答问题，实验操作等环节综合考察学生的学习效果。总之，尽量完善考核机制，使考核机制多元化，能真正切实的监督、评价、考核学生的学习状况和学习绩效

6　结　语

化学，顾名思义，是变化的科学。面向非化学专业开设的大学化学，要注重变化；注重学科之间的渗透及其与生活的联系。通过化学名人，化学发展简史的介绍唤起学生体验的欲望和学习的兴趣，达到知识、能力、情感和人文素养的和谐发展。教师在讲授过程中结合实例，弱化化学的抽象性，使学生感受到学习化学的作用；积极帮助学生明确学习目的、端正学习态度、提高学习兴趣，使学生树立学好、用好化学的信心。现代化学基础实验课是不可缺少的一个环节，它是动手能力的锻炼，也是理论知识的直接应用。教师要引导学生的科学思维能力，由基本化学现象和规律发展到解决问题的能力。对较为简单的实际问题，能根据问题的特性和实际需要，结合自己具有的化学知识并通过查阅相关资料进行解答。使大学化学教育进一步规范化、科学化；重视知识和能力的关系，把学生培养成为高素质复合型的人才，这也正是目前社会对人才的要求。

[1](法)安托万·洛朗·拉瓦锡.化学基础论[M].北京:北京大学出版社,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:机械工业出版社,2012:4-5.

[3](日)山冈望.化学史传[M].北京:商务印书馆,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]黄紫阳,吴华婷,林深.现代教育技术在大学化学教学中的作用[J].大学化学,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

中国石油大学(北京)科研基金资助(No.YJRC-2013-34)。

张晓灿(1982-)，女，博士，讲师，主要从事高分子材料的研究。

G420

A

1001-9677(2016)011-0211-03