新形势下《基础化学》教学的挑战与策略

汪 森，周虹屏，张 琼，吴杰颖

安徽大学化学化工学院，安徽合肥，230601

《基础化学》(或《普通化学》)课程，主要面向非化学专业的理工科一年级学生，涉及物理、材料、能源、机械、环境、生物、医学等相关专业，也常常用于非化学化工类其他专业的化学通识教育[1]。这门课程主要讲授传统四大化学的基本理论知识和技能，使学生认识到自然界化学现象与其科学本质之间的联系，理解化学物质的结构与其性能之间的关系，具备一定的分析解决与化学相关问题的能力。随着化学与材料、能源、信息、生物等高度融合新的交叉学科不断涌现和飞速发展，大学《基础化学》的重要性越发凸显[2]。当前，化学的核心知识已经应用于自然科学的各个领域，并已经成为促进各学科交叉的中心学科。新形势要求高校培养的人才必须能够运用化学观点观察和思考问题，用化学知识分析和解决问题。与时俱进的高质量《基础化学》课程与教学，将全方位提高本科人才培养质量，同时为学生今后的发展或研究生培养奠定扎实基础[3]。与此同时，《基础化学》教学面临着新的挑战，既存在于大学课程的设置，同时也受外界因素影响。如何应对这些挑战，对提高高校人才培养质量有重大意义，也是化学学科的专业教师应思考的重要课题。

1 授课对象的知识背景差异及其应对策略

随着高考模式下高中课程的改革，不同生源地考生对高中化学知识的掌握程度存在较大差异。大类招生模式的普遍实施[4]、入学后的专业调剂与分流客观上使这种差异在同一个课堂上表现得更为突出。如在同一个基础化学授课班级中，有些学生完全没有接触过高中化学，而部分学生已经掌握简单原子的核外电子排布规律。知识背景的明显差异，无疑使《基础化学》课程的教学面临诸多挑战。授课教师难以兼顾不同程度学生的课堂需求、难以准确把握课程教学的深度与进度。部分学生会认为课程难度较大、进度较快而产生畏难心理，另一部分学生则会认为课程过于简单，丧失新鲜感和求知欲，课堂整体效果得不到保障，教师授课难、学生产生厌学心理。

实施因材施教策略。课前对学生进行知识测验或问卷调查，初步掌握学生在基础化学方面的前期知识储备情况。摸底测试或问卷调查的结果仅仅为教师自己掌握，以便后续工作安排。因材施教理念具有悠久的历史，它需要充分考虑到学生的心理状态，反映了对学生的人文关怀[5]。一方面，教师可以主动引导学生，在其个人意愿的基础上进行分组学习。考虑到目前大学的实际情况，实施小班教学具有许多困难，且分班教学往往会使基础较差的学生感到被贴上了“差等生”的标签[6]，反而产生不利后果。笔者建议可以尝试在同一个班级内进行分组，将不同基础的学生分配到同一个小组，组织课堂讨论与课后交流。笔者在教学实践中发现，大一的学生刚进大学校园，求知欲和表现欲较高，也渴望尽快与周边的同学建立良好的人际关系。分组学习的目的就是鼓励小组中基础较好的同学发挥带头作用，带动基础较差学生积极学习。在这样的分组讨论中，课堂气氛和教学效果具有明显的提高。教师在掌握个体情况基础上，关注基础较弱的学生，在课堂上结合讲授内容激发其学习兴趣，使其从被动学习转变为主动学习。例如，笔者在按大类分班的教学中了解到某生源地学生在高中阶段的化学基础较为薄弱，课堂上举例该生家乡的特产名酒，在良好氛围中，讲述淀粉与酒精的转化、酒中香味物质的来源成分等与化学密切相关的知识，这有效激发了他们对基础化学课程的兴趣，使其从对化学的“不了解”转变为“感兴趣”，主动参与课堂讨论与课后交流，提高教学效果。

2 不同专业在课程重点上的差异性及其应对策略

作为一门面向非化学专业的大学理工科基础课，该课程面对的院系和专业较多。严格来说，本课程所涉及的内容涵盖传统的无机化学、有机化学、物理化学、分析化学。然而，在实际教学实践中，由于受课时限制，授课内容无法得到充分保障。因此，该课程常被当作无机化学的“简化版”进行教学。另外，开设这门课程的不同专业(例如生命、环境、农业、材料等)，对学生在不同化学分支内容上的知识要求具有较大差异。作为基础课程，其往往既没有体现化学学科的全貌，也没有将其授课重点与学生的具体专业紧密结合。这样“两头都不精”局面使得学生对于这门课程的认识始终处于“支离破碎”的状态，体会不到化学知识的价值，进而失去对该课程学习的动力。

调整优化教学内容，根据具体院系和专业要求，删减部分内容，调整出更多课时来讲授四大化学的基础知识，结合专业的要求突出重点。例如，对于物质结构基础中的波函数、轨道理论等抽象晦涩的内容应尽量简化，否则，有限的学时难以保证将内容讲透，既占用后续内容的学时，又打击学生的学习热情。

授人以鱼不如授人以渔，《基础化学》课程教学应充分涵盖四大化学的基本内容，目的是让学生初步了解化学学科的整体概貌，从而培养其具有从化学角度解决问题的思维方法与思考能力。这也是高等教育的重要目的之一，即通过基础教学，培养其科学思维，提升自我学习的能力。如果学生对于化学学科的初步认识是不完整的，当遇到与之相关的问题恰好是其缺口时，通过化学思维去解决问题。

授课教师应充分了解授课学院及专业的侧重点，多与相关专业老师密切沟通，在授课过程中着重讲授与专业相关的知识，引入具体案例，使学生在《基础化学》的课堂上有更多的亲切感和获得感，认识化学学科的魅力，激发学习热情，培养理论结合实际的科学素养[7]。例如，对于生命科学相关专业，可将溶液理论、酸碱平衡、化学分析方法等作为重点内容讲授；对于药学类专业，则可将配位平衡、有机化学基础等内容进行重点讲授；而对于材料类、机械类专业，则可将元素化学、界面化学、电化学等内容突出讲解，并结合该专业在其学院发展的重点方向进行补充。笔者在担任某材料类专业班级的基础化学教学工作前，了解该专业在学院内的重点发展方向为新能源材料，因此，在讲授电化学章节时，将原电池、电极电势、双电层理论等内容与锂离子电池、超级电容器的原理结合；在讲授物质结构章节时，融入不同电极材料的晶体结构与其性质作为范例，这不仅取得了良好的教学效果，激发了学生的学习兴趣，还为其后续的培养与发展奠定了一定的基础。

3 理论教学与实验教学脱节及其应对策略

化学是一门实验学科，虽然基础化学课程是作为一门面向非化学专业的大学理工科基础课，其要求相对于化学专业的课程而言较低，但仍需要与实验教学结合。事实上，多数情况下，《基础化学》的教学仅停留在课堂讲授，缺乏配套的实验课时或者课后实践。学生在课后完成老师布置的书面作业，大多数是一些习题，这些习题(包括课程结束后的考试)考察的知识点还有一部分来源于物质结构等课程难点而非重点。学生在课堂上有限的课时内听不懂、课后自学学不通，作业及考试疲于应付、生搬硬套、死记硬背。这导致学生花了大量时间却没有获得感，应付了考试却没有真正为后续的学习打下良好基础。这不是开设《基础化学》课程的目的，也违背了化学专业教师教授这门课程的初衷。

实践教学与理论教学并行。在课时受限的情况下，有《基础化学》的课堂教学，就应有与之配套的相应实验教学课时，授课老师也应该千方百计地为学生提供实践的机会。一方面，化学实验是对理论讲授的直观演绎，有利于帮助学生理解和掌握课堂知识，提高学习兴趣。另一方面，实验课程是培养学生观察能力、动手能力难以替代的重要途经。目前，大环境下，有相当一部分学生在本科阶段之后选择攻读硕士甚至博士学位。对于绝大多数理工科专业，研究生阶段，实验是从事具体科研工作必不可少的部分。生物、环境、材料、机械、信息等专业，在具体的科学研究阶段，几乎不可能不涉及化学相关的实验。此时，这些非化学专业理工科学生的化学实验基本素养显得尤为重要。例如，在材料类专业的研究生培养中，经常会遇到的材料合成制备与表征，对学生的化学知识与实验技能有着很高的要求。然而，实际工作中，一部分研究生或准研究生不能够规范使用移液枪、移液管、滴定管等工具，对真空箱、旋转蒸发仪、离心机等化学实验室常用设备也比较陌生，这不仅不利于科学、规范开展相关专业研究工作，更会带来安全隐患。

鉴于此，尽管课时紧张，仍然不能忽视《基础化学》课程的实验。在条件允许的情况下，授课老师可以在课堂上进行部分简单实验的示范演示。“百闻不如一见”，哪怕是一个简单的玻璃仪器，也可以在课堂上给学生留下直观且深刻的印象，激发其学习兴趣，消除其对化学实验的陌生感甚至是畏惧感。除此之外，授课老师还可以将课堂与大学生创新创业项目相结合，鼓励学生在课余时间参与化学相关的实践，将自己的科研经历和成果反哺学生。例如，笔者在《基础化学》课堂上结合电化学相关的授课内容，向学生介绍能源材料实验室不可或缺的电化学工作站的基本使用方法，讲解线性扫描伏安法的实验，这不仅巩固了课堂知识的理论讲授，还使学生对电化学实验有了直观的认识，产生了浓厚的兴趣。课后，有部分学生主动提出到课题组实验室进行观摩学习，甚至要求利用业余时间到实验室从事初步的科学实践。此外，授课教师还可以通过录制实验视频、课后远程教学、虚拟仿真实验等手段，进一步给学生提供见证、参与化学实验的机会[8]，这对于非化学专业本科生显得尤为重要，有利于提高课程的教学效果，提高学生的动手能力，对后续的更高层次发展产生重要的积极作用。

4 结 语

习近平总书记对基础学科高度重视。在加强创新人才教育培养方面，习近平总书记还特别强调，要加强数学、物理、化学、生物等基础学科建设和本科生培养。习近平总书记如此浓墨重彩地强调基础研究和基础学科建设的重要性，其实是抓住了我国加快科技创新的源头活水，发挥专业互补的团体优势、践行因材施教理念调整优化教学内容理论实践两手抓，着力开展课程建设和教学改革，提高人才培养质量，为我国加快科技创新、顺利开启全面建设社会主义现代化国家新征程贡献力量。