工科普通化学的创新教育与实践
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摘 要 随着素质教育实施的不断深入，普通化学的教育也面临着提高质量和提高层次的严峻挑战。对此，需要对普通化学进行教育创新，大力实施创新教育，培养具有创新意识和创新能力的高级人才，以满足时代和社会的需求。而普通化学创新教育的实施则需要在教学内容、教育方法、教育评价和教师素质等多方面进行创新，进而实现人才的全面发展。
关键词 普通化学 教育 创新
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.11.022
普通化学是一门综合性很强的基础课程，一般开设在大学一年级。刚进入大学学习的新生所具备的化学知识只不过是高中期间所掌握的一些元素符号、化学反应方程式以及相关的计算等，而对于化学的本质、研究对象、研究内容、化学科学前言、学科地位和发展趋势等认识是不清晰、不全面的。而普通化学就处于中学和大学教学的衔接点上，在专业基础课和专业课之间起到了承上启下的纽带作用，其教学内容与教学方法就显得十分重要，它不仅关系到后续相关专业课程的学习，而且对学生进入大学后继续接受新的知识、培养严谨的科学思维和创新能力具有一定的指导作用。
由于普通化学除了讲授化学热力学、溶液化学、化学平衡、化学动力学、原子及分子结构等比较基本的化学原理外，它还包含能源、材料、环境、食品等和现代生活相关的化学内容。正是因为这些内容在今后的生活和工作中十分重要，在国外不仅是学习工程科学的学生要学普通化学，就是修读人文社会科学的学生也要学一点普通化学的相关知识。可以想象，如果各相关专业学生只具备有高中水平的化学基础，他们对后继学科和专业课程中所涉及到的物质的结构和性能、新材料制备技术、能源与环境保护等一系列问题的理解和掌握将会受到严重影响。
2 为什么要在普通化学课程中开展创新性教育
普通化学是材料与化工类专业大一新生所接触到的第一门专业基础课，它就像是一辆“旅行巴士”，带着同学们在化学的版图中沿途领略化学中最具代表性的区域，并且在具有重要意义的地方停靠作重点访问。①通过对普通化学的学习，可以加强学生对化学学科的全面认识，了解化学对于人类社会的作用和贡献，了解与生命科学、环境科学、材料科学等有关领域的一些化学成就，了解化学与材料、农业、能源等各专业的联系及应用，以激发学生学习兴趣，使学生对身边发生的化学现象从知其然到知其所以然。
近年来，随着科技的进步，学科之间的交叉与融合日趋紧密，一些与化学相关“边缘问题”，如纳米材料、柔性分子器件、非平衡态化学、飞秒化学、计算化学、生命科学、能源与环境等正在受到广泛关注。②故在讲授普通化学的基本知识和基本原理的同时，教师应该尽量引入与授课知识点联系紧密的最新研究成果、进展和困境，并与学生进行讨论，使同学们能够指导化学前沿的最新研究动态，把握未来的“脉搏”，进而树立起科学的创新性意识。
然而，大多数老师在普通化学教学过程中往往只重视基础理论知识的传授，不讲授化学发展历史，对当前化学中最活跃的前沿问题只字不提，完全忽视对学生创新意识和创新能力的培养；在教学过程中，总是以讲授理论知识为主，以实验教学为辅，实验教学内容几乎都是一些传统的、经典的验证型课程实验，实验的目的不是为了培养学生的动手能力、创新能力、分析和解决问题的能力，只是为了巩固和加深理论教学的内容。在课堂上，普遍采用填鸭式、灌输式教育方法，老师只顾自己讲，不管学生听不听、能不能听懂，课堂内容过时陈旧，理论不联系实际，乏味无趣，学生的学习积极性不高；在实验室里，老师把指导书提前下发，学生按照指导书进行操作，不需要思考和再次设计就可完成实验，这类实验没有起到培养学生主动思考和动手的能力，也没有起到培养学生创新意识和创新能力的作用。
3 如何开展普通化学的创新性教育
要在普通化学教学的过程中开展创新性教育，M而培养大学生的创新能力，学校、院系和教师必须多方调研和论证，采取一系列相关的配套措施，才有可能达到预期效果。从制订人才培养方案和教学大纲开始，在教学的每一个环节（含教学内容选择、多媒体课件制作、教案编写、教学计划制定、课堂讲授、实验项目设计、成绩考核等）中营造出有利于调动学生学习积极性和主观能动性的氛围和条件。
3.1 教材的创新
普通化学课程内容繁多，内容较抽象、概念性较强，其内容包括气体、溶液、电化学、元素、物质结构、高分子、生命科学等，是一门理论性和实践性很强的课程，不同的教材内容也不一样。湖北汽车工业学院是一所以汽车设计、制造与生产为学科主链的地方应用型本科院校，汽车材料（以金属材料和高分子材料为主）是其中十分重要的学科分支，因此，需要确定合适于我校人才培养体系的教材，精选教学内容、突出教学重点。此外，随着学科的发展，教学内容既要源于教材，又要适当高于教材。由于专业教材的出版需要一定的周期，故教材中的内容往往滞后于学科的前沿知识。因此，在讲授普通化学课程时，需从不同渠道收集各类与化学相关的教学素材，在授课过程中穿插介绍与课堂教学内容相关的最新研究成果，同时在教学内容上适当引进教师本人的科研课题或化学前沿相关领域的重大成果和发现等，培养和激发学生的学习兴趣，开阔和拓展学生的眼界，启迪和锻炼学生的思维。单一的教材已经不能满足我们的教学要求，教科书只能作为教学的主要参考书之一。
3.2 教学内容的创新
创新的一个重要特点就是超前性和新颖性。我们在教授普通化学知识时，要让学生大致了解化学学科最新的发展动态，掌握最新的知识内容和研究方法，最终达到帮助学生建立 “客观物质世界是发展变化”这一概念的目的，使学生了解创新能力的培育过程和形成特点。大量的创新案例和创新经历表明，创新的灵光往往是来源于那些“不确定性”较强的、有争议的结论或观点，但在此之前，则需要以经典的知识和最新的知识作为基础。因此，一是在教学内容上，要构建大学化学教学体系的新框架，打破学科、课程之间的壁垒，优化课程体系，更新过时陈旧的教学内容，融入近现代化学的思想、内容和发展成就（可考虑将诺贝尔化学奖的研究成果作为相关衍生知识的讲解对象），在让学生了解化学前沿的同时，明确课程的重难点。如：化学热力学与动力学基础（热力学一、二定律，化学平衡，质量作用定律）、电化学原理及应用（氧化还原反应，原电池）等内容为重点讲授。对于课程的难点内容（功与热的概念及相关计算，热力学能、焓、熵、吉布斯函数的等状态函数的计算，电子云的排布等），需要注重“教、学、用”三维环境的创设，变平面教学为多元立体化教学。二是在理论授课时，应适当介绍知识点在科学发展历史上所出现的不同争论观点，并介绍其产生背景、存在的问题和最终解决办法。三是在实践教学时，注重创新人才的社会责任意识培养（开展化学与环境、绿色化学等小讲课），建立可持续性发展的科学发展观，加强学生思想素质、心理品格素质、身体素质和科学文化素质的养成。