张兵兵 苏海全 苏越

[摘 要]根据教学设计特点、课程特色内容以及教学途径方法三方面论述了“化学百年与人类文明”通识课程的建设情况。以诺贝尔化学奖为主线，介绍化学学科的重大事件、重要发现和重要发明，深入阐述化学与现代人类文明密不可分的关系，培养和提高学生推理、比较、辨析和深入思考的科学素养与能力。这不仅广泛、全面地反映了百年来化学学科的发展，也使学生了解世界杰出化学家和化学领域的科学研究以及对人类文明和社会进步的重大贡献，并从中得到启迪。

[关键词]化学;通识教育;诺贝尔奖;科学素养

[基金项目]2016年内蒙古大学通识教育选修课程建设项目“化学百年与人类文明”（11600-1211213088）

[作者简介]张兵兵（1983—），男，内蒙古丰镇人，博士，内蒙古大学化学化工学院讲师，主要从事非金属矿物材料研究;苏海全（1961—），男，内蒙古和林人，博士，内蒙古大学化学化工学院教授、博导，主要从事稀土材料及能源催化研究;苏 越（1988—），男，内蒙古呼和浩特人，博士，内蒙古大学生态与环境学院讲师，主要从事稀土材料研究。

[中图分类号] G642[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）45-0-02[收稿日期] 2020-04-13

內蒙古大学于2014年秋季学期开始在本科所有年级实施新的通识教育选修课程体系，将全校通识教育选修课程分为人文修养与艺术鉴赏、社会发展与文化理解、哲学思维与人生领悟、教学方法与自然认识、工程技术与科技创新五个模块。从教学设计特点、课程特色内容以及教学途径方法三方面论述该课程的建设情况。

一、课程教学设计

“化学百年与人类文明”通识课程设计以诺贝尔化学奖为主线，包括诺贝尔奖的设立、拾零和化学奖获得者的生平事迹，尤其是他们的研究成果和思路，通过生动的故事多角度呈现化学家们的科学精神。课程在注重科学素养教育的同时，更加注重人文精神的教育，关注学生科学精神与价值观的教育，欣赏化学对社会发展的贡献，传播化学在人类文明中扮演的重要角色，树立实事求是的世界观和独立思考的科学态度，树立为民族复兴而努力、追求文明和进步的责任感和使命感。本课程以非化学专业的本科生为授课对象，力求有论有史、有人有事、有声有色。

二、课程特色内容

纵观百年来诺贝尔化学奖其授奖范围几乎包括了现代化学研究的主要领域，如何将这些内容合理编排，既让学生听得津津有味又要面面俱到，“化学百年与人类文明”通识课程的课程大纲按照专题的形式展开，努力做到每一讲选择一个富有吸引力的主题，把学生吸引到课堂上来，找准学生感兴趣的话题和授课载体是开设本通识课程的前提[1]。以历史的或者人文的脉络和视角将该主题下科学家们的生平事迹，以及他们的研究成果、研究思路和科学精神，通过生动的故事多角度呈现，因此“化学百年与人类文明”是自然科学与人文精神相互融合的一门课程。下面介绍部分代表性的专题课程。

（一）分子建筑师—从李比希、凯库勒、范特霍夫到鲍林

化学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构以及其性能的自然科学，其研究特点是研究和创造分子并探究其结构。德国化学家李比希在前人工作的基础上他把碳氢分析发展成为精确的定量分析技术，做过大量的有机化合物的准确分析，发现了同分异构现象，拉开了对分子结构认识的序幕。根据统计1960年以前的60位诺贝尔化学奖获得者有44位出自李比希门下。1858年李比希的学生凯库勒提出了有机化合物的结构和变化，奠定了芳香族化合物结构理论的基础。1865年进而提出芳香族化合物中苯环六个碳原子是由单键与双键交替相连的结构，苯环结构的提出在理论上促进了化学理论的进一步发展、应用上催生了化学工业的建立。凯库勒的学生范特霍夫于1875年发表了《空间的化学》并提出了“不对称碳原子”的概念，将对分子结构的研究从平面中解脱出来。范特霍夫在化学动力学和渗透压方面的研究取得了累累硕果，于1901年成为世界上首位诺贝尔化学奖的获得者[2]。

在对原子是如何结合形成具有独特结构的分子研究方面，现代化学奠基人之一—鲍林开创了用量子力学方法解决化学键问题的先河，创造性地提出了价键理论、杂化轨道理论等，这些概念的应用对现代化学的发展有巨大意义。

（二）有机合成—健康保护神

长久以来人类社会对抗疾病只能听天由命或者依靠经验，而化学合成药物的出现治愈了许多不治之症，并显著改善了患者生活质量。历史上最早的合成药物磺胺类抗生素来自染料工业。多马克从这些染料中筛出第一类抗生素—磺胺，因此获得1939年诺贝尔生理学与医学奖。1929年英国生物化学家弗莱明偶然发现青霉菌培养物的无细胞提取物有显著的抗细菌作用。1945年，成功提取并推广青霉素应用的英国人弗洛里和德国人钱恩与弗莱明同获诺贝尔生理学与医学奖。英国人霍奇金用X射线衍射法准确测定出青霉素和维生素B12两种药物的分子结构，推动了一系列抗生素和维生素的化学合成，因此霍奇金摘取了1964年诺贝尔化学奖桂冠。

“现代有机合成之父”伍德沃德一生中完成了众多令人瞩目的复杂天然产物全合成，如奎宁、利血平、秋水仙碱、维生素B12等，因在有机合成特别是复杂天然产物全合成领域的成就荣获1965年诺贝尔化学奖。1990年诺贝尔化学奖获得者美国化学家科里创造性地提出“逆合成分析法”，将复杂有机合成工作变成高深技巧与严格思维完美结合的逻辑艺术。野依良治因开发出了性能优异的手性催化剂用于手性催化氢化反应研究而获得2001年诺贝尔化学奖。

（三）从天然到合成—神奇的有机高分子

如今，有机高分子材料作为促使人类告别天然材料时代的合成材料之一对构建现代社会意义重大。在高分子领域，高分子化学之父施陶丁格贡献极大。施陶丁格极具开拓创新的精神，创造性提出了“聚合反应”的概念并定义了“高分子”，即单独的重复单元通过共价键结合形成具有高分子量的大分子。施陶丁格因建立高分子科学获得了1953年诺贝尔化学奖。齐格勒和纳塔发现由四氯化钛—三乙基铝组成的催化剂进行聚合反应可以成功获得性能良好的等规聚合物和共聚物等规化聚合是高分子化学发展过程中具有里程碑意义的进步。因其对塑料、人造橡胶领域内高分子物质的合成与结构研究所做出突出贡献，获得了1963年诺贝尔化学奖。弗洛里对于聚合物的形成过程及其本体和在溶液中的性质进行了长期广泛深入的研究，1974年度因其“大分子物理化学实验和理论两方面做出了根本性的贡献”而获诺贝尔化学奖。[3]

三、課程教学方法

“化学百年与人类文明”通识课程采取视频、图片、专题讨论等灵活多变的教学方式进行。本课程以图文并茂的形式展示化学领域最重要的发现发明，展现百年来化学最辉煌的成就及其对人类文明所给予的巨大推动作用。以科学家的感人事迹激发学生的学习兴趣，培养学生的批判性思维，塑造学生的独立探索和自由创新精神。课程教授时努力找准切入点，拉近学生与诺贝尔奖的距离;找准关注点，感受科学家用于求真、不畏险阻的高尚品质;找准激励点，激发学生努力学习科学的意志。

四、结语

“化学百年与人类文明”通识课程将诺贝尔奖引入大学通识课堂，介绍相关诺贝尔化学奖获得者的生平事迹和杰出贡献，不仅仅是为了培养诺贝尔奖得主的崇拜者，更是为提高学生主动学习的主观能动性，促进学生创新能力、批判精神的发展，培养具有独立自由精神和使命感的创新人才，培养学生善于发现问题的能力并能够找到解决问题的途径和方法，从而真正提升他们的科学素养，达到教授科学、欣赏科学、传播科学的目的。

参考文献

[1]张霄，于婧，丁邦平.百年诺贝尔化学奖研究成果嬗变对我国化学教学的启示[J].化学教育，2016，37（16）：77-81.

[2]付炎，王于方，李力更，等.天然药物化学史话：天然产物研究与诺贝尔奖[J].中草药，2016，47（21）：3749-3764.

[3]韩杰.诺贝尔化学奖与生物专业有机化学教材内容相关性分析[J].大学化学，2016，31（5）：36-43.

Practical Study on the Course in One Hundred Years of Chemistry and Human Civilization

in Colleges and Universities

ZHANG Bing-bing， SU Hai-quan， SU Yue

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Inner Mongolia University， Hohhot，

Inner Mongolia 010021， China）

Abstract： According to the characteristics of teaching design， the characteristic contents of the curriculum and the teaching methods， this paper discusses the construction of the general education course of One Hundred Years of Chemistry and Human Civilization. Taking the Nobel Prize in chemistry as the main line， it introduces the major events， discoveries and inventions in chemistry， and elaborates the inseparable relationship between chemistry and modern human civilization， so as to cultivate and improve students' scientific literacy and ability of reasoning， comparison， discrimination and in-depth thinking. This not only extensively and comprehensively reflects the development of chemistry discipline in the past century， but also enables students to understand the world's outstanding chemists and scientific research in the field of chemistry， as well as their significant contributions to human civilization and social progress， and get enlightenment from it.

Key words： chemistry; general education; Nobel Prize; scientific literacy