新形勢(shì)下《基礎(chǔ)化學(xué)》教學(xué)的挑戰(zhàn)與策略

汪 森，周虹屏，張 瓊，吳杰穎

安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，安徽合肥，230601

《基礎(chǔ)化學(xué)》(或《普通化學(xué)》)課程，主要面向非化學(xué)專業(yè)的理工科一年級(jí)學(xué)生，涉及物理、材料、能源、機(jī)械、環(huán)境、生物、醫(yī)學(xué)等相關(guān)專業(yè)，也常常用于非化學(xué)化工類其他專業(yè)的化學(xué)通識(shí)教育[1]。這門課程主要講授傳統(tǒng)四大化學(xué)的基本理論知識(shí)和技能，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然界化學(xué)現(xiàn)象與其科學(xué)本質(zhì)之間的聯(lián)系，理解化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其性能之間的關(guān)系，具備一定的分析解決與化學(xué)相關(guān)問(wèn)題的能力。隨著化學(xué)與材料、能源、信息、生物等高度融合新的交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)和飛速發(fā)展，大學(xué)《基礎(chǔ)化學(xué)》的重要性越發(fā)凸顯[2]。當(dāng)前，化學(xué)的核心知識(shí)已經(jīng)應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，并已經(jīng)成為促進(jìn)各學(xué)科交叉的中心學(xué)科。新形勢(shì)要求高校培養(yǎng)的人才必須能夠運(yùn)用化學(xué)觀點(diǎn)觀察和思考問(wèn)題，用化學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題。與時(shí)俱進(jìn)的高質(zhì)量《基礎(chǔ)化學(xué)》課程與教學(xué)，將全方位提高本科人才培養(yǎng)質(zhì)量，同時(shí)為學(xué)生今后的發(fā)展或研究生培養(yǎng)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)[3]。與此同時(shí)，《基礎(chǔ)化學(xué)》教學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)，既存在于大學(xué)課程的設(shè)置，同時(shí)也受外界因素影響。如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，對(duì)提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量有重大意義，也是化學(xué)學(xué)科的專業(yè)教師應(yīng)思考的重要課題。

1 授課對(duì)象的知識(shí)背景差異及其應(yīng)對(duì)策略

隨著高考模式下高中課程的改革，不同生源地考生對(duì)高中化學(xué)知識(shí)的掌握程度存在較大差異。大類招生模式的普遍實(shí)施[4]、入學(xué)后的專業(yè)調(diào)劑與分流客觀上使這種差異在同一個(gè)課堂上表現(xiàn)得更為突出。如在同一個(gè)基礎(chǔ)化學(xué)授課班級(jí)中，有些學(xué)生完全沒(méi)有接觸過(guò)高中化學(xué)，而部分學(xué)生已經(jīng)掌握簡(jiǎn)單原子的核外電子排布規(guī)律。知識(shí)背景的明顯差異，無(wú)疑使《基礎(chǔ)化學(xué)》課程的教學(xué)面臨諸多挑戰(zhàn)。授課教師難以兼顧不同程度學(xué)生的課堂需求、難以準(zhǔn)確把握課程教學(xué)的深度與進(jìn)度。部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為課程難度較大、進(jìn)度較快而產(chǎn)生畏難心理，另一部分學(xué)生則會(huì)認(rèn)為課程過(guò)于簡(jiǎn)單，喪失新鮮感和求知欲，課堂整體效果得不到保障，教師授課難、學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。

實(shí)施因材施教策略。課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)測(cè)驗(yàn)或問(wèn)卷調(diào)查，初步掌握學(xué)生在基礎(chǔ)化學(xué)方面的前期知識(shí)儲(chǔ)備情況。摸底測(cè)試或問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果僅僅為教師自己掌握，以便后續(xù)工作安排。因材施教理念具有悠久的歷史，它需要充分考慮到學(xué)生的心理狀態(tài)，反映了對(duì)學(xué)生的人文關(guān)懷[5]。一方面，教師可以主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生，在其個(gè)人意愿的基礎(chǔ)上進(jìn)行分組學(xué)習(xí)。考慮到目前大學(xué)的實(shí)際情況，實(shí)施小班教學(xué)具有許多困難，且分班教學(xué)往往會(huì)使基礎(chǔ)較差的學(xué)生感到被貼上了“差等生”的標(biāo)簽[6]，反而產(chǎn)生不利后果。筆者建議可以嘗試在同一個(gè)班級(jí)內(nèi)進(jìn)行分組，將不同基礎(chǔ)的學(xué)生分配到同一個(gè)小組，組織課堂討論與課后交流。筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，大一的學(xué)生剛進(jìn)大學(xué)校園，求知欲和表現(xiàn)欲較高，也渴望盡快與周邊的同學(xué)建立良好的人際關(guān)系。分組學(xué)習(xí)的目的就是鼓勵(lì)小組中基礎(chǔ)較好的同學(xué)發(fā)揮帶頭作用，帶動(dòng)基礎(chǔ)較差學(xué)生積極學(xué)習(xí)。在這樣的分組討論中，課堂氣氛和教學(xué)效果具有明顯的提高。教師在掌握個(gè)體情況基礎(chǔ)上，關(guān)注基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，在課堂上結(jié)合講授內(nèi)容激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，使其從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。例如，筆者在按大類分班的教學(xué)中了解到某生源地學(xué)生在高中階段的化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，課堂上舉例該生家鄉(xiāng)的特產(chǎn)名酒，在良好氛圍中，講述淀粉與酒精的轉(zhuǎn)化、酒中香味物質(zhì)的來(lái)源成分等與化學(xué)密切相關(guān)的知識(shí)，這有效激發(fā)了他們對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)課程的興趣，使其從對(duì)化學(xué)的“不了解”轉(zhuǎn)變?yōu)椤案信d趣”，主動(dòng)參與課堂討論與課后交流，提高教學(xué)效果。

2 不同專業(yè)在課程重點(diǎn)上的差異性及其應(yīng)對(duì)策略

作為一門面向非化學(xué)專業(yè)的大學(xué)理工科基礎(chǔ)課，該課程面對(duì)的院系和專業(yè)較多。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，本課程所涉及的內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)。然而，在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，由于受課時(shí)限制，授課內(nèi)容無(wú)法得到充分保障。因此，該課程常被當(dāng)作無(wú)機(jī)化學(xué)的“簡(jiǎn)化版”進(jìn)行教學(xué)。另外，開(kāi)設(shè)這門課程的不同專業(yè)(例如生命、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、材料等)，對(duì)學(xué)生在不同化學(xué)分支內(nèi)容上的知識(shí)要求具有較大差異。作為基礎(chǔ)課程，其往往既沒(méi)有體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的全貌，也沒(méi)有將其授課重點(diǎn)與學(xué)生的具體專業(yè)緊密結(jié)合。這樣“兩頭都不精”局面使得學(xué)生對(duì)于這門課程的認(rèn)識(shí)始終處于“支離破碎”的狀態(tài)，體會(huì)不到化學(xué)知識(shí)的價(jià)值，進(jìn)而失去對(duì)該課程學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)具體院系和專業(yè)要求，刪減部分內(nèi)容，調(diào)整出更多課時(shí)來(lái)講授四大化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合專業(yè)的要求突出重點(diǎn)。例如，對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中的波函數(shù)、軌道理論等抽象晦澀的內(nèi)容應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，否則，有限的學(xué)時(shí)難以保證將內(nèi)容講透，既占用后續(xù)內(nèi)容的學(xué)時(shí)，又打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

授人以魚(yú)不如授人以漁，《基礎(chǔ)化學(xué)》課程教學(xué)應(yīng)充分涵蓋四大化學(xué)的基本內(nèi)容，目的是讓學(xué)生初步了解化學(xué)學(xué)科的整體概貌，從而培養(yǎng)其具有從化學(xué)角度解決問(wèn)題的思維方法與思考能力。這也是高等教育的重要目的之一，即通過(guò)基礎(chǔ)教學(xué)，培養(yǎng)其科學(xué)思維，提升自我學(xué)習(xí)的能力。如果學(xué)生對(duì)于化學(xué)學(xué)科的初步認(rèn)識(shí)是不完整的，當(dāng)遇到與之相關(guān)的問(wèn)題恰好是其缺口時(shí)，通過(guò)化學(xué)思維去解決問(wèn)題。

授課教師應(yīng)充分了解授課學(xué)院及專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)，多與相關(guān)專業(yè)老師密切溝通，在授課過(guò)程中著重講授與專業(yè)相關(guān)的知識(shí)，引入具體案例，使學(xué)生在《基礎(chǔ)化學(xué)》的課堂上有更多的親切感和獲得感，認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科的魅力，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)理論結(jié)合實(shí)際的科學(xué)素養(yǎng)[7]。例如，對(duì)于生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)，可將溶液理論、酸堿平衡、化學(xué)分析方法等作為重點(diǎn)內(nèi)容講授；對(duì)于藥學(xué)類專業(yè)，則可將配位平衡、有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授；而對(duì)于材料類、機(jī)械類專業(yè)，則可將元素化學(xué)、界面化學(xué)、電化學(xué)等內(nèi)容突出講解，并結(jié)合該專業(yè)在其學(xué)院發(fā)展的重點(diǎn)方向進(jìn)行補(bǔ)充。筆者在擔(dān)任某材料類專業(yè)班級(jí)的基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)工作前，了解該專業(yè)在學(xué)院內(nèi)的重點(diǎn)發(fā)展方向?yàn)樾履茉床牧?，因此，在講授電化學(xué)章節(jié)時(shí)，將原電池、電極電勢(shì)、雙電層理論等內(nèi)容與鋰離子電池、超級(jí)電容器的原理結(jié)合；在講授物質(zhì)結(jié)構(gòu)章節(jié)時(shí)，融入不同電極材料的晶體結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)作為范例，這不僅取得了良好的教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為其后續(xù)的培養(yǎng)與發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。

3 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)及其應(yīng)對(duì)策略

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，雖然基礎(chǔ)化學(xué)課程是作為一門面向非化學(xué)專業(yè)的大學(xué)理工科基礎(chǔ)課，其要求相對(duì)于化學(xué)專業(yè)的課程而言較低，但仍需要與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合。事實(shí)上，多數(shù)情況下，《基礎(chǔ)化學(xué)》的教學(xué)僅停留在課堂講授，缺乏配套的實(shí)驗(yàn)課時(shí)或者課后實(shí)踐。學(xué)生在課后完成老師布置的書(shū)面作業(yè)，大多數(shù)是一些習(xí)題，這些習(xí)題(包括課程結(jié)束后的考試)考察的知識(shí)點(diǎn)還有一部分來(lái)源于物質(zhì)結(jié)構(gòu)等課程難點(diǎn)而非重點(diǎn)。學(xué)生在課堂上有限的課時(shí)內(nèi)聽(tīng)不懂、課后自學(xué)學(xué)不通，作業(yè)及考試疲于應(yīng)付、生搬硬套、死記硬背。這導(dǎo)致學(xué)生花了大量時(shí)間卻沒(méi)有獲得感，應(yīng)付了考試卻沒(méi)有真正為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。這不是開(kāi)設(shè)《基礎(chǔ)化學(xué)》課程的目的，也違背了化學(xué)專業(yè)教師教授這門課程的初衷。

實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)并行。在課時(shí)受限的情況下，有《基礎(chǔ)化學(xué)》的課堂教學(xué)，就應(yīng)有與之配套的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，授課老師也應(yīng)該千方百計(jì)地為學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)。一方面，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論講授的直觀演繹，有利于幫助學(xué)生理解和掌握課堂知識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣。另一方面，實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力難以替代的重要途經(jīng)。目前，大環(huán)境下，有相當(dāng)一部分學(xué)生在本科階段之后選擇攻讀碩士甚至博士學(xué)位。對(duì)于絕大多數(shù)理工科專業(yè)，研究生階段，實(shí)驗(yàn)是從事具體科研工作必不可少的部分。生物、環(huán)境、材料、機(jī)械、信息等專業(yè)，在具體的科學(xué)研究階段，幾乎不可能不涉及化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。此時(shí)，這些非化學(xué)專業(yè)理工科學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本素養(yǎng)顯得尤為重要。例如，在材料類專業(yè)的研究生培養(yǎng)中，經(jīng)常會(huì)遇到的材料合成制備與表征，對(duì)學(xué)生的化學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能有著很高的要求。然而，實(shí)際工作中，一部分研究生或準(zhǔn)研究生不能夠規(guī)范使用移液槍、移液管、滴定管等工具，對(duì)真空箱、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、離心機(jī)等化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備也比較陌生，這不僅不利于科學(xué)、規(guī)范開(kāi)展相關(guān)專業(yè)研究工作，更會(huì)帶來(lái)安全隱患。

鑒于此，盡管課時(shí)緊張，仍然不能忽視《基礎(chǔ)化學(xué)》課程的實(shí)驗(yàn)。在條件允許的情況下，授課老師可以在課堂上進(jìn)行部分簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的示范演示?！鞍俾劜蝗缫灰?jiàn)”，哪怕是一個(gè)簡(jiǎn)單的玻璃儀器，也可以在課堂上給學(xué)生留下直觀且深刻的印象，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，消除其對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的陌生感甚至是畏懼感。除此之外，授課老師還可以將課堂與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間參與化學(xué)相關(guān)的實(shí)踐，將自己的科研經(jīng)歷和成果反哺學(xué)生。例如，筆者在《基礎(chǔ)化學(xué)》課堂上結(jié)合電化學(xué)相關(guān)的授課內(nèi)容，向?qū)W生介紹能源材料實(shí)驗(yàn)室不可或缺的電化學(xué)工作站的基本使用方法，講解線性掃描伏安法的實(shí)驗(yàn)，這不僅鞏固了課堂知識(shí)的理論講授，還使學(xué)生對(duì)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)有了直觀的認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生了濃厚的興趣。課后，有部分學(xué)生主動(dòng)提出到課題組實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)，甚至要求利用業(yè)余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室從事初步的科學(xué)實(shí)踐。此外，授課教師還可以通過(guò)錄制實(shí)驗(yàn)視頻、課后遠(yuǎn)程教學(xué)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等手段，進(jìn)一步給學(xué)生提供見(jiàn)證、參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)[8]，這對(duì)于非化學(xué)專業(yè)本科生顯得尤為重要，有利于提高課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，對(duì)后續(xù)的更高層次發(fā)展產(chǎn)生重要的積極作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

習(xí)近平總書(shū)記對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科高度重視。在加強(qiáng)創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)方面，習(xí)近平總書(shū)記還特別強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)和本科生培養(yǎng)。習(xí)近平總書(shū)記如此濃墨重彩地強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)的重要性，其實(shí)是抓住了我國(guó)加快科技創(chuàng)新的源頭活水，發(fā)揮專業(yè)互補(bǔ)的團(tuán)體優(yōu)勢(shì)、踐行因材施教理念調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容理論實(shí)踐兩手抓，著力開(kāi)展課程建設(shè)和教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為我國(guó)加快科技創(chuàng)新、順利開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程貢獻(xiàn)力量。