高校普及化學科學素養(yǎng)的窗口
——淺析“化學與社會文明”課程的建設(shè)

張云龍，楊常玲，楊雪霞，杜 鵑，邢彥軍，趙曙輝

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海201620)

化學(Chemistry)是自然科學的核心學科之一，它能夠幫助人們從微觀角度認知和利用物質(zhì)，有助于人類自身維護和改造其生存環(huán)境，所以人類社會與化學密不可分。美國化學會前主席哈里遜說:“化學教育不應(yīng)僅提供給計劃成為科學家的學生，而剝奪許多人在求學時期學習富有意義的和有價值的化學經(jīng)驗的權(quán)利?！泵恳晃豢释麑W習化學知識的社會成員都擁有獲取化學科學素養(yǎng)的權(quán)利，使其有能力運用化學理論解析身邊接觸到的與化學有關(guān)的社會和個人問題，如能源保障、環(huán)境污染、醫(yī)療保健等［1］。因而廣泛普及化學科學素養(yǎng)的必要性不言而喻，高等院校開設(shè)“化學與社會文明”課程勢在必行。

在先進科技不斷涌現(xiàn)的今天，完善的科學素養(yǎng)和綜合的認知能力對現(xiàn)代人提出了新的要求和挑戰(zhàn)，高端復(fù)合型人才的培養(yǎng)也成為現(xiàn)代大學的辦學目標。自然科學素養(yǎng)和社會科學素養(yǎng)的平衡發(fā)展至關(guān)重要。我國高等院校為普及自然科學素養(yǎng)開設(shè)了一系列課程，如化學與社會系列課程，成為普及化學知識的窗口，這讓更多的非化學專業(yè)學生了解“什么是化學”“化學與社會存在怎樣的密切關(guān)系”，學會“如何運用化學知識解析人類自身和社會問題”。國內(nèi)外眾多出版社也紛紛出版系列叢書，旨在普及自然科學知識，如北京大學出版社出版的《未名·自然科學是什么?》系列叢書，涉及化學、物理、數(shù)學等多個學科領(lǐng)域，其中周公度教授(北京大學)主持編寫的《化學是什么?》備受廣大讀者喜愛，體現(xiàn)了人們對自然科學知識的渴望。

2000年，我校(東華大學)開設(shè)了“化學與社會文明”課程，在全校范圍內(nèi)普及化學科學素養(yǎng)。十余年中，該課程經(jīng)歷了由選修課向必修課的轉(zhuǎn)變，對教學內(nèi)容和教學模式進行了適時更新等多層次、多方面調(diào)整，已建成一門廣受學生喜愛的化學素質(zhì)教育課程?，F(xiàn)對該課程建設(shè)的收獲和啟迪作一回顧與總結(jié)。

一、教學思想和教學目標的轉(zhuǎn)變

1986年，在美國國家科學基金會資助下，美國化學會組織編撰出版了“Chemistry in Context”，標志著美國普及化學科學素養(yǎng)教育的啟動，并將化學素養(yǎng)教育課程延伸至高等院校［2］。1997年，我國唐有祺、王夔兩位院士共同編著了《化學與社會》(高等教育出版社)，激起了我國普及化學科學素養(yǎng)教育的浪潮［3］。此后，復(fù)旦大學、浙江大學、北京大學、清華大學等高校陸續(xù)開設(shè)了化學知識普及性課程，如“化學與社會”“化學與人類”“社會化學”等，成為我國全面提升公民科學素質(zhì)的標志之一。2011年，以“化學——我們的生活，我們的未來”為主題的國際化學年的到來，將普及化學科學素養(yǎng)的活動推向了高潮［4］。

2000年，我校由趙曙輝教授主持成立教學小組，正式開設(shè)“化學與社會文明”選修課。起初的課程目標是，激發(fā)非化學專業(yè)本科生對化學知識的興趣，學習利用化學基本概念和原理，分析一些與化學相關(guān)的社會現(xiàn)象，如石油的組成、汽油與石油的關(guān)系、溫室效應(yīng)和臭氧層空洞等。隨著教學的深入，我們發(fā)現(xiàn)學生真正感興趣的并非深奧的化學知識本身，他們更看重的是如何運用化學知識，如何解決現(xiàn)實中“身邊的”化學相關(guān)問題。這促使我們在教學思想、教學目標方面做出相應(yīng)調(diào)整，將教學重心由“什么是化學”“化學與社會關(guān)系”轉(zhuǎn)移至“如何運用化學解決身邊的社會問題”。這樣的轉(zhuǎn)變帶來了良好的效果。鑒于課程的意義深遠以及課程建設(shè)的突出成效，2003年我校決定將該課程調(diào)整為必修課。

二、教學內(nèi)容、教學模式的更新與優(yōu)化

1.新穎獨特的教學題材

在鼓勵科技創(chuàng)新的今天，科學發(fā)展日新月異，而課程教學內(nèi)容也必須與時俱進，這有利于教學創(chuàng)新的進程和教學方法的更新?！盎瘜W與社會文明”課程的授課對象廣泛，面向我校多個非化學專業(yè)學生以及留學生，學生的“興趣點”極難掌控，這需要有新穎的教學題材、美觀的教學展示窗口以及活躍的教學氛圍等來激發(fā)學生的學習熱情，讓學生感到真正有所收獲。因此，及時收集、整理、歸納和更新教學內(nèi)容，精選教學題材是首要任務(wù)。

我們從一開始就將教學設(shè)定為不僅基于教材指定內(nèi)容，而且要適時更新、靈活精選教學題材，以化學知識為經(jīng)線、以社會熱門話題為緯線進行編織。教學內(nèi)容劃分為兩個部分:一是“什么是化學”，二是“化學與人類社會的關(guān)系”。前者內(nèi)容包括原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、化學鍵、高分子化學、電化學、生物化學等知識;后者則不僅包含教材原有的能源、環(huán)境、材料、生命現(xiàn)象等與化學有關(guān)的領(lǐng)域，還延伸到最新的化學相關(guān)問題。這不僅拓展了教學內(nèi)容，教學模式也由被動變?yōu)橹鲃?，發(fā)輝了學生學習的主體性、能動性。

2.靈活的教學模式

采用注重實踐環(huán)節(jié)的開放式互動教學模式。具體如下:(1)教學內(nèi)容與教學科研相匹配，確保教學內(nèi)容的廣度和深度;(2)課堂教學實施有效互動，包括隨時提問、有獎問答等環(huán)節(jié);(3)增加實踐教學課時比例，增設(shè)專題討論環(huán)節(jié)，體現(xiàn)教學的靈活性和課程的與時俱進;(4)建立完善的考核制度，分為平時成績(30%)和期末考試(70%)兩部分，前者包括課堂互動問答、分組討論總結(jié)、論文及作業(yè)完成情況等。

在特色專題分組討論環(huán)節(jié)，學生興趣盎然，許多“話題”引發(fā)了學生們的熱議。如2012—2013學年第一學期，分組討論主題為“我身邊的化學”。學生針對不同問題展開了討論，特色論題層出不窮，如:“化妝品之‘化’”“冬天的朋友——暖寶寶”“塑化劑風波背后的真相”“舌尖上的化學——食品添加劑”“廢舊電池的未來在何方”“我身邊的PVC材料”“化肥離我們多遠”等?，F(xiàn)將其中兩個優(yōu)秀個案介紹如下:

案例1:冬天的朋友——暖寶寶。該小組由會計學、管理學等專業(yè)背景的本科生組成，他們從貼心“暖寶寶”的化學產(chǎn)熱機理、安全性、人類保暖史和未來發(fā)展趨勢等方面展開熱烈討論，從小巧便捷的“暖寶寶”在自習室、教室、寢室都有它的身影，成為我們冬日里最親密無間的朋友，談?wù)摰缴衿娴摹芭瘜殞殹本烤篂楹螘l(fā)熱，為何可以12小時連續(xù)釋放50℃以上的熱量。經(jīng)查閱資料和分析發(fā)現(xiàn)，“暖寶寶”的工作原理是利用了化學原電池加快氧化反應(yīng)速度，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。另外，該小組還就“暖寶寶”的安全隱患問題進行了熱烈討論，認為合理規(guī)范使用“暖寶寶”才會真正帶來福音。

案例2:舌尖上的化學——食品添加劑。該小組由經(jīng)濟學、法學等專業(yè)背景的本科生組成，他們經(jīng)充分討論認為，不能與食品添加劑“恩斷義絕”?，F(xiàn)代人不能談“添”(食品添加劑)色變，望而卻步。正確的做法應(yīng)該是合理合法利用食品添加劑，規(guī)范使用的“度”——食品添加劑是友非敵!

這些特色個案經(jīng)過充分調(diào)研、討論、查閱文獻和總結(jié)分析，從不同視角論述了各色化學產(chǎn)品存在的利弊、發(fā)展階段以及未來發(fā)展方向等，在討論中培養(yǎng)了學生運用化學基本知識分析問題和解決問題的能力，體現(xiàn)了以學生為主體的能動性教學的優(yōu)勢。

另外，我們還非常注重可視化教學工具的應(yīng)用，如PowerPoint多媒體教學課件、演示視頻、講座視頻等;并且建立了教學互動平臺，主要采用公共課程資源信箱、QQ群等，在線討論環(huán)節(jié)包括精選時事問題、個案分析等。

三、教學成果的總結(jié)

“化學與社會文明”課程作為一個傳播化學知識的窗口，承載著提升我校本科生化學科學素養(yǎng)的重任。

在過去十多年教學歷程中，這門課程深受我校本科生的喜愛，評教情況良好，主要原因是:化學與人類的衣、食、住、行、生、老、病、死等息息相關(guān)，化學知識可以解答或解決許多現(xiàn)實問題;新穎生動的教學選題(教學內(nèi)容)，靈活適用的教學模式，激發(fā)了學生的學習熱情。

在課程建設(shè)中，我們積累了一些教學經(jīng)驗，現(xiàn)總結(jié)如下:

1.新穎的專業(yè)講座教學模式，激發(fā)了學生的學習興趣

由于課程內(nèi)容涉及廣泛，包括化工、能源、環(huán)境、材料和生命科學等學科，教學團隊需要由不同專業(yè)背景的教師組成，協(xié)同教學。目前我們的教學團隊有無機化學、分析化學、有機化學、輕化工程、生物工程和生物化學等不同教學科研背景的教師，教學團隊成員分工協(xié)作的教學模式保證了教學的廣度和深度。不同領(lǐng)域的新穎教學專題不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣，同時保證了教學質(zhì)量。

2.分組討論教學模式，調(diào)動了學生的學習主動性

課程涉及的授課對象廣泛，包括經(jīng)濟、管理、文學、法學、藝術(shù)等多專業(yè)背景的學生，還有留學生，他們對化學的了解程度參差不齊，也很難把握其興趣方向，因而新鮮熱點話題更利于激發(fā)學生的興趣。而隨機分組討論，不同專業(yè)背景學生交叉討論，多角度、多層次分析問題，有助于強化他們對化學知識的理解和掌握，增強學習的能動性。

3.建立在線資源共享平臺，實現(xiàn)師生交流和課程資源共享最大化

該課程的授課對象專業(yè)背景各異，這種在線交流方式可有效彌補課堂教學的不足，拓展了課程的寬度，促進了學生預(yù)習與復(fù)習，提高了教學效率。在線教學模式包括公共課程資源信箱、課程QQ群等。

4.設(shè)立階段性(分步)考核機制

設(shè)立一種綜合性考核模式，促進學生更好地學習和掌握化學知識，解析現(xiàn)行問題。采取“平時/期末”分步考核模式，加強課堂教學互動環(huán)節(jié)運行機制等，有效促進了學生的學習積極性。

這些教學經(jīng)驗和成果是我校師生共同努力的結(jié)果。2009年該課程被列為我校重點建設(shè)課程。目前我校每學年學習該課程的本科生(包括留學生)有1600余名，學生評教情況良好，如2012—2013學年第一學期，955名學生對教學團隊5名教師的日常評價成績均在90分以上，學期評價成績都在9.4以上(總分為10)?！盎瘜W與社會文明”課程教學團隊將秉承不斷進取的教學態(tài)度，更好地維護這個提升化學素養(yǎng)的“窗口”。

［1］梁英豪.世界化學與社會課程的幾個特點［J］.化學教育，1989(5):60－62.

［2］錢揚義，王祖浩.國內(nèi)外初中化學教材編寫的比較研究［J］.化學教育，2003(3):8－11.

［3］劉嘯天.文科學生的朋友:評介《化學與社會》［J］.大學化學，1997(3):60.

［4］萬立駿，孫姝娜.化學與建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會:國際化學年談化學［J］.化學通報，2011，74(10):871－873.