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[摘要]化學(xué)是作為一門理工科基礎(chǔ)學(xué)科,是現(xiàn)代高等教育的重要組成。作為一門專業(yè)性很強(qiáng)的學(xué)科,近年來(lái)卻日益被學(xué)生冷落和邊緣化,其根本原因是知識(shí)內(nèi)容的老化和枯燥。通過(guò)在課程教學(xué)和日常指導(dǎo)中加入更多的人文知識(shí),讓教學(xué)變的有趣起來(lái),可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和擴(kuò)展學(xué)習(xí)視野,降低學(xué)習(xí)難度。同時(shí)此舉也有助于更好的普及化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),提升大眾對(duì)化學(xué)的接受度。
1化學(xué)教育所面臨的困難
作為一名高?;瘜W(xué)基礎(chǔ)課教師,在教學(xué)中筆者常常感受到深深的無(wú)力感,沒(méi)有了高考大棒的壓迫,非化學(xué)專業(yè)的大學(xué)生在面對(duì)化學(xué)課程時(shí)時(shí)常表現(xiàn)出無(wú)所謂的態(tài)度和臨近考試時(shí)的畏難情緒。筆者認(rèn)為目前化學(xué)課程受到學(xué)生冷落的原因主要有以下幾點(diǎn):(1)化學(xué)“糟糕”的第一印象:雖然化學(xué)反應(yīng)在自然界中無(wú)處不在,但是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)卻源自于原子和分子層面這種微觀結(jié)構(gòu),每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理都要從原子結(jié)構(gòu),化學(xué)鍵的形成和分子組成來(lái)進(jìn)行解釋和分析。而這些分子層面的反應(yīng)過(guò)程與“蘋果從樹上落下”這種日??梢?jiàn)的現(xiàn)象相比又過(guò)于抽象,這導(dǎo)致了化學(xué)基礎(chǔ)理論中的核心內(nèi)容的學(xué)習(xí)需要大量的知識(shí)鋪墊。這部分基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程又十分枯燥乏味,很容易讓學(xué)生一開始就產(chǎn)生畏難心理。(2)化學(xué)獨(dú)特的符號(hào)“語(yǔ)言”:為了更精準(zhǔn)和簡(jiǎn)潔的進(jìn)行研究和溝通,早期的化學(xué)家們提出了一系列化學(xué)獨(dú)特的符號(hào)語(yǔ)言系統(tǒng),分子表達(dá)式分別是甲烷,葡萄糖和可卡因的分子表達(dá)式。化學(xué)學(xué)科在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中形成了很多化學(xué)理論體系,而將其一一串聯(lián)起來(lái)的就是化學(xué)獨(dú)特的符號(hào)語(yǔ)言系統(tǒng)。與數(shù)字和物理量相比,化學(xué)符號(hào)往往對(duì)應(yīng)著自然界中真實(shí)存在的某種物質(zhì),因此化學(xué)表達(dá)式更像是化學(xué)學(xué)科內(nèi)的一種獨(dú)特的語(yǔ)言。而當(dāng)這些耳熟能詳?shù)奈镔|(zhì)被寫成化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式的時(shí)候卻很容易讓學(xué)生產(chǎn)生困惑。(3)化學(xué)學(xué)科日益邊緣化:現(xiàn)階段社會(huì)科學(xué)發(fā)展的宏觀形勢(shì)下,化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,對(duì)學(xué)生的吸引力越來(lái)越低。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái),學(xué)生更愿意從事熱門高薪的行業(yè),如IT或金融,而不愿意投身化學(xué)科研或化工產(chǎn)業(yè)中。無(wú)論是高中階段還是高等教育階段,化學(xué)作為一門基礎(chǔ)課程,其地位也日益邊緣化。在教學(xué)過(guò)程中,非化學(xué)專業(yè)學(xué)生對(duì)于化學(xué)課程的重視程度嚴(yán)重不足,敷衍了事。(4)大眾對(duì)化學(xué)的誤解和妖魔化:某些化學(xué)反應(yīng)中會(huì)有放熱或有毒氣體生成等危險(xiǎn)因素,但是這些反應(yīng)大都有嚴(yán)格地實(shí)驗(yàn)環(huán)境和操作要求。如果是在工業(yè)過(guò)程中應(yīng)用,一定是在國(guó)家級(jí)別的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行,以確保不會(huì)對(duì)操作人員的健康或自然環(huán)境產(chǎn)生不可修復(fù)的損傷。但是近年來(lái),一些實(shí)驗(yàn)操作人員或企業(yè)的違規(guī)操作所導(dǎo)致的化學(xué)事故被當(dāng)作了化學(xué)的“原罪”。日益嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題則讓大眾開始愈發(fā)關(guān)注工業(yè)污染排放對(duì)環(huán)境的影響,其中少數(shù)違規(guī)黑心化工企業(yè)對(duì)于工業(yè)化學(xué)廢料的亂排亂放現(xiàn)象的報(bào)導(dǎo)更加惡化了化學(xué)和化工產(chǎn)業(yè)的形象。
2人文因素的引入方式
綜上所述,化學(xué)不被大眾所接受的原因很多,但是筆者認(rèn)為化學(xué)學(xué)科所面臨的困境其根本原因是化學(xué)教育中缺少人文內(nèi)容。在高等化學(xué)教育中,教師一般是從三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的主要因素來(lái)進(jìn)行教學(xué),即:符號(hào)內(nèi)容(如分子表達(dá)式,化學(xué)方程式等),宏觀現(xiàn)象(如實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和操作等)和微觀機(jī)理(如原子,分子結(jié)構(gòu)等)[3]。這三個(gè)部分相互關(guān)聯(lián),構(gòu)成了化學(xué)教學(xué)中的基本框架。這個(gè)三角結(jié)構(gòu)提供了化學(xué)教育的思路,但是為了解決目前化學(xué)教育所面臨的問(wèn)題,筆者認(rèn)為還需要在此基礎(chǔ)上添加一個(gè)新的元素,即化學(xué)人文教育。教學(xué)過(guò)程的主體是學(xué)生,學(xué)生的直接感官對(duì)于教學(xué)效果有著決定性的影響。對(duì)于化學(xué)課程的教學(xué),在按照微觀-符號(hào)-宏觀的三角關(guān)系推進(jìn)的過(guò)程中若是可以添加更多人文的要素,可以極大的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,減少學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的恐懼和抵制心里。(1)通過(guò)人文因素的引入,讓化學(xué)變得有趣起來(lái)??梢院敛豢鋸埖恼f(shuō),化學(xué)創(chuàng)造了我們的世界,每一個(gè)原子處在分毫不差的位置,通過(guò)化學(xué)鍵和其他連接方式巧奪天工地組裝成神奇的結(jié)構(gòu),并層層地疊加為我們所生活的環(huán)境與我們自身,這個(gè)美妙的系統(tǒng)的精彩程度絕不遜色于任何故事。大眾從不缺乏對(duì)科學(xué)的興趣,1860年的圣誕節(jié),年僅古稀的法拉第點(diǎn)燃了一根蠟燭,伴著燭光,緩緩地講述燃燒背后的故事,下面坐著女王,大臣,平民甚至兒童,安靜地傾聽化學(xué)的故事。由此可見(jiàn),化學(xué)教育的第一步應(yīng)該是思考如何將化學(xué)的學(xué)習(xí)變得更有吸引力,而人文知識(shí)的引入無(wú)疑是最好的方法。即使是日常生活中最常見(jiàn)的現(xiàn)象也可以為化學(xué)的教學(xué)提供一個(gè)非常舒適的墊腳石,讓學(xué)生可以自然而然地接受化學(xué)課程的教學(xué)。(2)將化學(xué)背后的故事告訴學(xué)生。從原子結(jié)構(gòu)到復(fù)雜有機(jī)物的合成,每個(gè)化學(xué)課程中的基本原理其背后都有著或有趣或勵(lì)志的故事。通過(guò)利用這些故事的引導(dǎo),可以讓學(xué)生理解到化學(xué)世界中的每個(gè)符號(hào)都有其特殊的來(lái)歷,更可以加深學(xué)生對(duì)化學(xué)符號(hào)的記憶深度和親切感。一個(gè)優(yōu)秀的化學(xué)老師應(yīng)該要成為一個(gè)善于講故事的人,如果學(xué)生能聽到貝采利烏斯的故事,他自然就能理解化學(xué)的元素符號(hào)系統(tǒng),也會(huì)記住催化和同分異構(gòu)體的概念。人類歷史上眾多偉大的化學(xué)科學(xué)家都有著傳奇般的經(jīng)歷和勵(lì)志的故事,這些無(wú)疑是課堂上吸引學(xué)生的最好注腳[4]。而更多人文因素的引入,可以讓這些知識(shí)和觀念的灌輸過(guò)程變得不再枯燥,同時(shí)變得更加震撼人心。比如,臭名昭著的“反應(yīng)停”事件無(wú)疑會(huì)讓學(xué)生對(duì)分子的立體異構(gòu)現(xiàn)象記憶深刻,而二氧化硫的毒性在“1952年倫敦?zé)熿F事件”的背景下進(jìn)行講解則會(huì)變得更加深入人心。(3)擴(kuò)展課程教學(xué)內(nèi)容,主動(dòng)求變。化學(xué)這門“古老”的學(xué)科的教學(xué)模式目前正面臨著前所未有的挑戰(zhàn),隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)階段教材上的內(nèi)容已經(jīng)不再能將學(xué)生的注意力留在大學(xué)課堂上了,網(wǎng)絡(luò)上大量的公開課和在線課程的存在,對(duì)于善于應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)搜索引擎的大學(xué)生來(lái)說(shuō),常規(guī)的課程學(xué)習(xí)上并不存在所謂全新的知識(shí)點(diǎn)。因此如果課堂上僅僅是圍繞著教材按部就班地講解,很難引起學(xué)生的興趣。所以目前課堂教學(xué)的重心應(yīng)該轉(zhuǎn)移到教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展上來(lái)。將課堂教學(xué)更多的與其他學(xué)科進(jìn)行關(guān)聯(lián),目前的前沿學(xué)科,無(wú)論是生命還是材料科學(xué),都無(wú)法離開化學(xué),結(jié)合當(dāng)前的社會(huì)熱點(diǎn),將大量的新發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的理論引入到課程教學(xué)中,與學(xué)生自身所學(xué)專業(yè)相關(guān)聯(lián),這才能讓學(xué)生的專注力重新回歸到課堂。(4)做好化學(xué)基本知識(shí)的普及。高等教育要回歸夢(mèng)想,教育報(bào)國(guó)和教育強(qiáng)國(guó)的要求下,高校的化學(xué)教育除了培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)的從業(yè)者以外,更重要的是將化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和觀念普及給大學(xué)生和社會(huì)大眾。尤其是當(dāng)今這個(gè)信息爆炸的年代,各種自媒體和朋友圈上充斥著各類聳人聽聞的謠言和指責(zé),一時(shí)間化學(xué)與化工產(chǎn)業(yè)變成了千夫所指的“污染源”,比如近年來(lái)已被大眾所抵制的PX項(xiàng)目。一直以來(lái),化學(xué)從業(yè)者和支持者在面對(duì)公眾的指責(zé)而辯解時(shí)最喜歡采用的糾正方式是羅列各種化學(xué)帶給我們的好東西,這會(huì)是一個(gè)很長(zhǎng)的清單,即使是那些將化學(xué)“妖魔化”的人也肯定在享用不少的化學(xué)產(chǎn)品,但是這并不能從根本上平息公眾對(duì)化學(xué)的猜疑,甚至?xí)尮姼杏X(jué)這種解釋只不過(guò)是化學(xué)家為了維護(hù)自己的事業(yè)用化學(xué)產(chǎn)品來(lái)“綁架”大眾?;瘜W(xué)知識(shí)的普及絕非簡(jiǎn)單為化學(xué)高唱頌歌,而是要將化學(xué)剖開來(lái)給大眾看,了解化學(xué)變化背后的本質(zhì)。化學(xué)教育要讓公眾認(rèn)識(shí)到化學(xué)不但不可怕,還是人類社會(huì)進(jìn)步的核心驅(qū)動(dòng),化學(xué)工業(yè)創(chuàng)造了現(xiàn)代社會(huì)的繁華[5]。而另一方面,化學(xué)也絕非人類的奴仆,化學(xué)決定了生命的維系而造就了人類和自然界的一切,但是同時(shí)也能造成災(zāi)難和毀滅?;瘜W(xué)教育者所擔(dān)負(fù)的使命就是通過(guò)教學(xué)讓人們理解化學(xué)的本質(zhì),欣賞化學(xué)所提供的禮物,并且要向大眾解釋為什么有些化學(xué)產(chǎn)品(天然的或人工合成的)可以治療疾病而另一些卻會(huì)毒害生命。這才是普及化學(xué)知識(shí)的正確方式。
3小結(jié)
2018年6月,教育部在四川成都召開新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議,會(huì)議上提出了本科教育的“四個(gè)回歸”,其中對(duì)高校教師提出要“回歸本分”,要求教師要潛心教學(xué),熱愛(ài)教學(xué),要能有效地引導(dǎo)學(xué)生融入到教學(xué)中。而化學(xué)人文知識(shí)無(wú)疑是引導(dǎo)學(xué)生的一個(gè)非常有效的指路明燈,通過(guò)在課程教學(xué)和日常指導(dǎo)中加入更多的人文知識(shí),可以讓學(xué)生理解化學(xué)學(xué)習(xí)的重要性,同時(shí)也能更好的將化學(xué)知識(shí)進(jìn)行普及。作為一名教學(xué)科研工作者,如果自身所信仰的學(xué)科受到大眾的冷落無(wú)疑是可悲的?;瘜W(xué)是研究世界本質(zhì)的科學(xué),在這個(gè)原子與分子構(gòu)成的美妙世界中,作為傳道者,化學(xué)教師更應(yīng)該熱愛(ài)和尊重化學(xué),要將化學(xué)的厚重歷史和無(wú)處不在的化學(xué)現(xiàn)象融入每一堂化學(xué)課程中。
參考文獻(xiàn)
[1]馬宏佳.以科學(xué)探究為核心的科學(xué)教育教學(xué)策略研究[D].南京師范大學(xué),2005.
[2]付勇,房壽高,吳星.簡(jiǎn)析化學(xué)文化與化學(xué)教育[J].化學(xué)教育,2006,27(6):12-14.
[3]畢華林,黃婕,亓英麗.化學(xué)學(xué)習(xí)中“宏觀-微觀-符號(hào)”三重表征的研究[J].化學(xué)教育,2005,26(5):51-54.
[4]劉知新.談化學(xué)教育與科學(xué)素養(yǎng)[J].化學(xué)教育,1999,20(9):1-4.
[5]楊淑妮.化學(xué)教育中人文素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].都市家教月刊,2011(5):257-257.
作者:唐曉棟 單位:徐州醫(yī)科大學(xué)
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