黃　微　高明麗　李維維　鄭　媛　李　婉（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，合肥230026）

夏季學(xué)期化學(xué)科普類實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)與探索

黃微*高明麗李維維鄭媛李婉
（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，合肥230026）

結(jié)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的三學(xué)期改制，在夏季學(xué)期面向全校非化學(xué)專業(yè)的低年級(jí)本科生開設(shè)生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)公選課程。本文將從課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程特色三方面進(jìn)行介紹。該課程的開設(shè)為非化學(xué)專業(yè)學(xué)生提供了一個(gè)通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)的機(jī)會(huì)，有利于開拓學(xué)生知識(shí)面，實(shí)現(xiàn)學(xué)科交融、文理滲透。

夏季學(xué)期；化學(xué)科普；實(shí)驗(yàn)課程；公選課；建設(shè)與探索

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“化學(xué)源于生活，寓于現(xiàn)實(shí)，用于現(xiàn)實(shí)！”［1］?；瘜W(xué)這一既古老又現(xiàn)代的學(xué)科，正隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展逐步滲透到人類社會(huì)生活的各個(gè)層面［2］?；瘜W(xué)的每一次突破都對人類社會(huì)產(chǎn)生重要影響，給人類生活帶來巨大變化［3，4］。

“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”是化學(xué)學(xué)科的基本特征。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂，是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)。眾所周知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門啟發(fā)性強(qiáng)、主動(dòng)性高、知識(shí)覆蓋面廣的課程，更是實(shí)施全面化學(xué)教育最有效的教學(xué)形式之一［5，6］。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不僅是化學(xué)學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院、地球科學(xué)學(xué)院等院系學(xué)生的必修課，同時(shí)也應(yīng)是人文、社會(huì)、數(shù)學(xué)、信息等非化學(xué)相關(guān)院系學(xué)生的重要素質(zhì)教育課程。

目前，北京師范大學(xué)、安徽師范大學(xué)等高校已率先在國內(nèi)面向非化學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)了生活化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)賞析等課程［7］。筆者所在的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心也于2014年夏季學(xué)期，首次面向非化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生開設(shè)了生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)校公共選修課。課程時(shí)長3周，分6次課完成，計(jì)40學(xué)時(shí)，1學(xué)分。考慮到授課對象為非化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生，化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，為了更好地保證教學(xué)質(zhì)量，將選課人數(shù)控制在15人。課程內(nèi)容是以化學(xué)在社會(huì)生活中的應(yīng)用為主線，以人類生活、環(huán)境、安全、健康等密切相關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)一系列科普實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)對生活和社會(huì)中的化學(xué)問題做出正確的判斷和解釋，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。本文將介紹在該課程建設(shè)過程中所做的探索和嘗試，以期與同仁探討。

1　課程目標(biāo)

以中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)新一輪教學(xué)改革為契機(jī)，充分發(fā)揮國家級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的優(yōu)勢，建設(shè)生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)課程（夏季學(xué)期校公共選修課程），為非化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供一個(gè)通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)的機(jī)會(huì)。在課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以在“做化學(xué)”中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技能和方法；在“玩化學(xué)”中擴(kuò)展視野，提升化學(xué)素養(yǎng)，感悟化學(xué)的魅力；在“變化學(xué)”中體會(huì)從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)的樂趣［8］。

2　課程內(nèi)容

生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)課程的授課對象為非化學(xué)專業(yè)的低年級(jí)本科生，化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，很多學(xué)生甚至沒有接觸過化學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此如何開設(shè)一些既涵蓋化學(xué)知識(shí)又通俗易懂，既易于操作又不失簡單的與生活相關(guān)的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)，是課程建設(shè)過程中需重點(diǎn)解決的問題。在課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)與編排上，授課教師不可過分強(qiáng)調(diào)從基礎(chǔ)訓(xùn)練開始，更不可一味強(qiáng)調(diào)“三基”訓(xùn)練和化學(xué)知識(shí)的涵蓋面，而應(yīng)側(cè)重以下3點(diǎn)：

①趣味性：避免耗時(shí)過長、操作過于繁瑣的實(shí)驗(yàn)，而是選擇與生活有關(guān)的科普類實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生興趣；

②可操作性：使每位學(xué)生都能獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)，避免操作難度較大的實(shí)驗(yàn)；

③前沿性：在適合操作的前提下，盡可能多地向?qū)W生介紹前沿知識(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)的角度來觀察、分析和思考問題［9］。

基于上述考慮，授課教師按照“趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“生活化學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)”3大主題進(jìn)行授課，每周2次課程，完成一個(gè)主題的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。每個(gè)主題的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容見表1。

表1中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是圍繞社會(huì)生活中的熱點(diǎn)問題展開的。如針對亂象不斷、真假難辨的白酒塑化劑風(fēng)波，我們?yōu)閷W(xué)生開設(shè)了“白酒中塑化劑的檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)；又如針對席卷全國的蘇丹紅風(fēng)波，我們?yōu)閷W(xué)生開設(shè)了“食品中蘇丹紅的快速檢測”實(shí)驗(yàn)等。上述與生活貼近的科普實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，使得授課內(nèi)容更加具體化、形象化、社會(huì)化，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教與學(xué)的效率，做到教學(xué)相長。

3　課程特色

（1）以社會(huì)生活為本，深入淺出。

生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都能在生活中找到落腳點(diǎn)，貼近生活，是學(xué)生關(guān)心和感興趣的內(nèi)容。有利于學(xué)生從化學(xué)的角度去看待社會(huì)生活中的現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來分析解決與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題，體驗(yàn)化學(xué)在人類生活、科技等方面的重要作用，領(lǐng)悟化學(xué)的魅力。同時(shí)該課程的開設(shè)也有助于學(xué)生更加深刻地認(rèn)識(shí)社會(huì)，關(guān)注社會(huì)。

表1　生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列表

（2）以多元化教學(xué)方式為輔，豐富多彩。

隨著現(xiàn)代多媒體技術(shù)在課堂中的廣泛應(yīng)用，教與學(xué)變得更加豐富多彩［10，11］。在生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們通過多媒體技術(shù)將相關(guān)影像資料展示給學(xué)生。無論是視頻、科學(xué)資料、還是多媒體課件（圖1）等，都能夠使學(xué)生更加直觀地認(rèn)識(shí)化學(xué)，了解化學(xué)。如在開設(shè)“美麗的水底世界”實(shí)驗(yàn)時(shí)，授課教師為學(xué)生播放“美麗化學(xué)”視頻的“化學(xué)花園”部分（注：該門課程的負(fù)責(zé)人為“美麗化學(xué)”項(xiàng)目主要成員之一），直觀展示了不同金屬鹽在硅酸鈉溶液中的動(dòng)態(tài)生長過程（圖2）。又如在開設(shè)“花兒的五彩世界”實(shí)驗(yàn)時(shí)，授課教師向?qū)W生展示“美麗化學(xué)”視頻的“顏色變化”部分，直觀展示夏瑾花在不同pH條件下所呈現(xiàn)的繽紛色彩，給學(xué)生帶來充分的視覺享受（圖3）。

圖1　授課教師的多媒體實(shí)驗(yàn)課件展示電子版為彩圖

圖2　不同金屬鹽在硅酸鈉溶液中的動(dòng)態(tài)生長過程（a）氯化鈷晶體；（b）氯化鐵晶體電子版為彩圖

此外，在授課過程中，教師還積極組織學(xué)生自由討論，從不同角度、采取不同方法進(jìn)行合理的分工合作，進(jìn)一步豐富化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)。如在開設(shè)“牙膏中氟離子含量的測定”綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)，課前我們鼓勵(lì)學(xué)生采取橫向合作的方式，分組查閱文獻(xiàn)，課上集體展示氟含量測定的不同方法，并組織學(xué)生討論各種測定方法的優(yōu)劣。又如，在開設(shè)“茶葉中茶多酚及微量元素的測定”綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們鼓勵(lì)學(xué)生采取縱向合作的方式，將學(xué)生分為2組，分工合作。其中一組學(xué)生負(fù)責(zé)茶多酚提取相關(guān)文獻(xiàn)的檢索，另一組學(xué)生負(fù)責(zé)茶多酚含量測定的相關(guān)文獻(xiàn)檢索，最終的實(shí)驗(yàn)方案綜合考慮實(shí)驗(yàn)條件的可行性以及操作的難易程度來決定。

圖3　夏瑾花在鹽酸溶液（a）和氫氧化鈉溶液（b）中所呈現(xiàn)的不同顏色電子版為彩圖

4　總結(jié)

生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)是一門面向非化學(xué)專業(yè)本科生開設(shè)的新課程，是一門反映化學(xué)實(shí)驗(yàn)與人類社會(huì)生活密切關(guān)系的課程。課程受到了學(xué)生的歡迎。學(xué)生評價(jià)一：這門課的特點(diǎn)是淺、新、近、樂四個(gè)字，即做到以淺顯為本，以新穎為主，貼近生活、貼近社會(huì)，寓教于樂、豐富多彩！學(xué)生評價(jià)二：生活中的化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)課程是對非化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生開放的公選課，所講內(nèi)容不求深，卻使我感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力與活力。雖然它只是一門選修課，但這門課給我思想上的啟迪將使我受益終生。

該課程目前還處于逐步探索與實(shí)踐中，課程限選人數(shù)為15人。我們將在積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷改進(jìn)，逐步擴(kuò)大課程規(guī)模，讓更多學(xué)生受益，感受化學(xué)魅力。我們期待，學(xué)生通過化學(xué)科普實(shí)驗(yàn)這個(gè)窗口，能夠更好地了解化學(xué)與其他學(xué)科的交叉滲透，了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)在科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中的作用和地位，從而拓展學(xué)生視野，提高學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)。該課程的開設(shè)也有利于進(jìn)一步推進(jìn)理工交融、文理結(jié)合，使學(xué)生形成合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，對培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)、掌握日常生活中必不可少的化學(xué)知識(shí)都具有重要的實(shí)際意義。

［1］李聞霞.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，No.10，28.

［2］邢亮.大學(xué)化學(xué)，2012，27（3），22.

［3］路麗英，臧麗坤，李新學(xué).大學(xué)化學(xué)，2007，22（1），30.

［4］寇元.魅力化學(xué).北京:北京大學(xué)出版社，2010.

［5］勒建華，劉玉榮，夏志情.大學(xué)化學(xué)，2008，23（2），30.

［6］ 王春玲，孫爾康.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（10），27.

［7］ 翟慕衡，魏先文，王正華.化學(xué)實(shí)驗(yàn)賞析.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2012.

［8］賈玉江.化學(xué)與社會(huì)簡明實(shí)驗(yàn).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［9］徐培珍，趙斌，孫爾康.化學(xué)實(shí)驗(yàn)與社會(huì)生活.南京:南京大學(xué)出版社，2008.

［10］薛斌，熊振海，周冬香.化學(xué)教育，2014，35（12），52.

［11］殷馨，王海文.化工高等教育，2011，28（6），48.

Construction and Exploration of the Popular Science Experiments of Chemistry in Life

HUANG Wei*GAO Ming-LiLI Wei-WeiZHENG YuanLI Wan
（Chemistry Experiment Teaching Center，University of Science and Technology of China，Hefei 230026，P.R.China）

Based on the reform of trimester in University of Science and Technology of China（USTC），the course of"The Popular Science Experiments of Chemistry in Life"was first opened during summer semester in 2014.This course was a public elective course，offered for the junior undergraduates who did not major in chemistry.The objective，contents，and characteristic of the course were introduced in this paper.The opening of the course would provide a chance for students to study chemistry via chemical experiments，which could further broaden their knowledge，achieve interdisciplinary integration，and combination of science and arts.

Summer semester；Chemical science；Experimental course；Public elective course；Construction and exploration

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX201510002

，Email:hwnk@ustc.edu.cn

國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)項(xiàng)目；2013年安徽省重大教學(xué)改革項(xiàng)目（2013zytz003）；2015年安徽省教學(xué)研究項(xiàng)目（2015jyxm017）