房　喻

摘要：在简要介绍化学学科发展的基础上，本文从化学学科的地位和作用，化学学科发展面临的主要问题，化学教育的责任与变革机遇，以及化学课程结构与化学课程内容构建等四个方面论述了传统化学教育面临的挑战和进行历史变革的机遇。

关键词：化学教育；课程结构；课程内容

2008年12月31日第63届联大通过决议，将2011年确定为“国际化学年”，以纪念化学学科所取得的成就以及对人类文明作出的贡献。同时，也以此增进公众对化学的了解，提高年轻人对化学的兴趣，培养年轻人对化学未来发展的热情。事实上，当今化学学科发展已经到了从定性到定量，从宏观到微观，从静态到动态，从描述到推理的阶段。除了传统的新反应、新方法、新化学物质研究之外，化学工作者的研究兴趣极大拓展，研究内容极大丰富，研究手段日益多样。

近二十年来，化学工作者以更大的注意力关注分子间的相互作用和分子群的协同作用，关注分子的有序聚集规律和有序聚集体的性质，以及有序聚集体的可控制备和应用等。另一方面，前所未闻的单分子行为、单分子器件的实验研究已经成为现实。与之相应，化学表征的内涵也日益丰富，传统的用于确定组成与结构的化学分析、有机分析和晶体结构分析方法已经难以满足当今化学研究的需要，用于构象、形貌、分子间弱相互作用和单分子行为研究的新的表征手段不断涌现，理论模拟的辅助作用更加突出。就创造新物质而言，当今的化学工作者不仅仅可以合成新物质，还可以“组装”新物质。可以说，化学学科发展呈现出一派活力四射、欣欣向荣的景象。

一、化学学科的地位和作用

关于化学学科的地位和作用，欧洲化学与科学技术联盟(ALLChemE)认为化学品的制造和销售是欧洲经济的最主要支撑之一。美国国家自然科学基金委员会和美国政府能源局资助形成的研究报告“The Future of U.S.Chemistry Research：Benchmarks and Challenges”则认为：在疾病控制、能源问题解决、环境治理，乃至孕育新工业的发明创造和发展加强国防、增强国内安全的新材料、新技术方面，化学都发挥着关键作用。报告特别强调：美国的化学人才培养面临危险，美国在化学学科的一些关键领域的国际领先地位正在销蚀。人们已经逐渐认识到，制约人类经济和现代文明可持续发展的新能源开发、环境污染治理等重大问题的解决都有赖于化学工作者的努力和化学学科的发展。化学对生物和新材料等学科或领域发展的支撑和推动作用日益凸显，化学与生物、环境、能源等学科的关系从未像今天这么密切过。

关于化学学科的地位和作用，化学大师们有精辟的描述。例如，超分子化学之父、诺贝尔奖获得者法国化学家Jehan-Marie Lehn就认为：“生物体和非生物体，有生命的和无生命的物质都是由分子和分子有序聚集体所构成，化学扮演着将组成无生命物体的分子与组成有生命物体的复杂分子聚集体和分子体系联系在一起的桥梁作用。”当今物质世界的产生和发展是一个长期的化学进化的过程。伴随着化学进化，物质世界由无序走向有序，由无意识走向有意识。而且，可以预期，化学进化还将继续下去，人类文明绝对不是物质世界化学进化的终极。同样，国际著名的化学战略家、美国化学家George M．Whitesides认为：“化学处在革命性变革的前夜，化学就是未来，没有化学就没有未来，化学不能代表一切，但没有化学肯定没有一切。”这些论述都表明了化学学科对人类社会发展的重要支撑作用。

根据自然科学发展的历史和现实不难做出判断，在自然科学中，化学居于基础核心地位，没有化学学科的支撑，要创制新材料、发现新药物、理解生命过程、解决环境问题、开发利用新能源也是几乎不可能的。由此可见，化学学科在整个自然科学学科体系中的基础地位是不容怀疑的。当然，事物发展都是一分为二的，化学学科在为人类社会发展作出不可替代贡献的同时，自身存在的问题也不容忽视，这就是为什么以高效能、无污染化学过程实现为目标的绿色化学备受重视的原因。

二、化学学科发展面临的主要问题

然而，令人遗憾乃至不可思议的是，化学学科发展却面临学科声誉不佳、吸引力不强、后继相对乏人的窘境。人们总是将化学与化学灾难、环境污染、恐怖威胁等负面的东西或事件联系在一起，化学被冷落了，被边缘化了。作为化学工作者，我们可以说：化学无处不在。但是对于非化学工作者，他们可以说：根本就没有化学。有人甚至忧虑，化学有被临近和相关学科逐步消解的可能，百年之后化学这个学科可能就不存在了，物理化学、无机化学会加入物理学阵营，分析化学、有机化学会加入到生命科学阵营，环境化学可能会加入到环境科学去。化学不受欢迎、不被重视、被边缘化几乎表现在日常生活的方方面面。最近，Whitesides在美国麻州大学Amherst分校作了一场化学家要“Reinventing Chemistry(重建化学)”的报告，提出：“除了周期表之外，化学家要提出真正属于自己的中心理论，就像物理学有量子力学，生物学有DNA结构一样”。

造成这种局面的原因是多方面的，但化学工作者不会也不去宣传自己的学科，不注意培养后来者绝对是最主要的原因。对此，Whitesides教授、我国国家最高科学技术奖获得者徐光宪教授等都深有感受。他们在多种场合发表演说，撰写文章为化学学科正名。公众对化学的不公，不仅仅为化学工作者所感受，其他学科工作者也有感受。例如，几年前《自然》杂志就发表了一篇社论，认为：“化学的形象被其交叉学科的成功所埋没，化学这门原本是重要的中心科学(Central science)反而被社会看做是伴娘科学(Bridesmaid science)而不受重视，化学家居然不喊不叫也不抱怨。化学家的谦虚本是美德，但因此而在社会上造成化学是落日科学(sunset science)的印象，吸引不到优秀的年轻学生，这个问题就大了。”

作为化学教育工作者，职业决定了我们对学科不仅仅承担着培养学科后来者的责任，而且也承担着让社会客观了解化学、认识化学、支持化学的责任。而通过面向不同群体开展的化学教育无疑是我们宣传化学，让公众了解化学的主要渠道，因此，根据化学学科发展面临的问题和化学学科的发展现实，集思广益，做好化学课程体系和课程内容的顶层设计显得特别重要。

三、化学教育的责任与变革机遇

众所周知，我国化学专业的课程结构和非化学专业的化学基础课程的课程体系和内容虽经多次调整和修订，但基本上还是20世纪50年代初从前苏联引进的模式，在课程体系上还是无机、分析、有机、物化、结构等，与当今化学学科发展的要求很不适应。以这样的体系和内容，难以担当起宣传化学、普及化学，让社会认识化学的责任。

这一体系和依附于这一体系的教材，过分强调各门课程自身的系统性、完整性。课程内容之间，既存在互不联系、彼此脱节的现象，也存在相互重复的现象。此外，课程内容相对陈旧，与现代化学脱节。真正反映现代化学内容的半导体化学、新能源化学、分子材料、分子电子学、软物质等没有得到应有的介绍。现代化学不可或缺的形貌表征技术、分子之间弱相互作用表征技术也没有得到应有的介绍。类似地，在现代化学发展中扮演重要角色，发挥重要作用的分子模拟原理和技术迟迟进不了教材，而一些应该精简或压缩的内容没有压缩或压缩的很不够。可以想象，以这样的课程体系和课程内容很难吸引优秀青年学习化学、献身化学。当今的化学教育与教学已经严重滞后于化学学科发展已经是不争的事实。可以说，化学学科发展面临的诸多问题无不与化学教育有关。因此，以全新的思路，构建新的具有我国自己特色的化学课程体系和课程内容已经成为现实要求，也是我们面临的一个超越过去、超越他人的历史机遇。基于这些考虑，笔者认为，当今我国化学教育的改革与发展首先是要做好化学课程体系的顶层设计，然后才是化学课程内容的选定。

众所周知，一个课程体系是由课程理念、课程目标、课程结构、课程内容、课程标准、课程评价等组成的一个系统。要解决当今化学教育面临的学科吸引力不强、学科内容陈旧、学科教育不利于创新人才培养等问题就必须在课程体系设计，特别是课程理念、课程标准、课程结构以及课程内容等方面下工夫。考虑到化学学科的重要性、化学学科对自然科学中众多实验学科的支撑作用，以及国外在化学教育方面已有的成功实践。笔者就如何建构我国高等教育化学课程结构，如何组织实施化学课程教育，如何把握化学课程内容提出一些不成熟的意见和建议，供有关方面和化学同行参考。

四、化学课程结构与化学课程内容

化学课程体系的建构要着重于解决：(1)对非化学专业学生和人员，化学需要记忆的内容偏多，课程美誉度不够，课程缺乏足够的吸引力；(2)对化学专业的学生，课程内容过于陈旧，与化学学科的现实发展严重脱节；(3)实验教学游离于理论教学，教学条件建设游离于科学研究条件建设；(4)不同学校，化学专业课程结构雷同、内容相似，缺乏特色等问题。

基于同样的认识，近年来，南开大学申泮文院士所带领的团队，提出以化学概论为前导，以物理化学和实验化学为主体，以无机化学、有机化学和分析化学为基础的化学基础课程体系。申泮文院士特别强调化学概论课程的作用，认为化学概论是化学科学的一门启蒙课程。该课程主要承担介绍化学学科的科学属性，化学学科在科学体系中的地位，化学学科与其他相关学科的关系，化学学科对人类社会生活与生产的作用，以及化学学科的发展前景等内容。通过化学概论课程开设，主要解决通才教育、素质教育和基础知识教育三大任务，为化学专业学生的持续学习奠定宽厚的基础。应该说，申泮文院士团队的设想和实践是符合化学学科特点和学生的学习规律的。也是国外，特别是欧美等发达国家的通用做法。例如，美国的哈佛大学、麻省理工学院、康奈尔大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校等世界著名大学的化学专业必修课程体系就是由“化学概论”、“物理化学”、“有机化学”、“无机化学”和“实验化学”等课程所组成。而随后的专业选修课程则因学校的不同而不同。这些化学专业课程可以划分为：入门课程(Introductory or General Chemistry)，基础课程(Foundation Coupe Wok)，提高课程(In-Depth Course Wok)和实践课程(Laboratory Experience)。而在以英国为代表的英联邦国家，化学专业必修课程更是以分层次开设为特点。包括牛津大学、伯明翰大学、谢菲尔德大学、拉夫堡大学在内的英国大学将化学专业的普通化学、无机化学、有机化学、物理化学，乃至化学实验等都分成两个甚至三个层次开设。这种课程结构有利于专业分流，有利于学生的个性化培养。

在课程内容和教学组织上，我们与这些国家和地区的做法也有很大的差异。在发达国家，一门化学专业课程往往是由多个课程模块构成的，相应于每一个课程模块有一个教学小组。例如：在伦敦帝国理工学院化学系，物理化学课程被分为三个层次，分别为物理化学Ｉ，物理化学Ⅱ(A和B)，物理化学(高等理论化学)Ⅲ(A和B)。2009年，这个学校的物理化学Ｉ(30学时)由一位教授，三位博士共同承担；物理化学ⅡA(20学时)由一位教授、一位博士共同承担；物理化学ⅡB(30学时)则是由一位教授和两位博士联合承担；物理化学ⅢA(32学时)由一位教授和两位博士联合承担；课时数达40学时的物理化学ⅢB则是由2位教授和5位博士联合承担。这种安排不仅仅存在于帝国理工这样的高水平大学，其他学校也采取类似的安排。

这种课程结构和教学安排的最大优点在于教学不再是教师的负担，每位教师承担的教学任务就是他的专长所在，教学质量因此可以得到切实保证。当然，以这种方式组织教学也存在教学内容不再那么系统，前后不再那么照应。但这些可以通过加强讨论课、学生自我学习和“化学导论”课的教学得到补偿。需要特别指出的是，不同于化学专业课程和选修课程，在化学教育中，化学导论课程扮演着十分特殊的角色，因此，无论是否是化学专业，只要学习化学，就必须首先学好化学导论。至于其他化学课程，则可以根据学生的专业和志趣，以内容模块为基础组织教学。很显然，这样组织教学有助于淡化二级学科壁垒，避免各成系统、简单重复，方便加强现代化学内容。也有利于根据学生兴趣差异、基础差异，安排课程，组织教学。同时，以这种方式组织教学，还有利于教师的专业成长，促进教师在相关领域纵深发展。由此可见，化学教育改革与发展的关键在于做好课程体系和课程内容的顶层设计，组织好教材，特别是《化学导论》教材的编写，以及根据课程模块组建教学小组，开展教学活动。

总之，“化学导论+分层次开设的各门化学课程(由若干内容模块组成)+专业选修课程”是一种相对合理，符合化学专业特点，便于组织教学的现代化学课程体系。特别是以课程模块为基础，组织教师开展教学活动可以最大限度地满足不同专业、不同层次学校对化学专业教育的需要，也为废除教研室建制后，探索新的基层教学组织形式提供了思路。

[责任编辑：余大品]