杜 斌
（天津工业大学 化学与化工学院，天津 300387）
1 现状分析
化学（chemistry）是自然科学的重要组成部分，是研究物质变化的科学[1]。在高等学校教学中，大学化学课程（包括：无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等）已成为化学化工相关专业及众多非化学类专业的必修基础课程。大学化学的内容不仅突出专业性，同时其实用性极强。随着现代化学学科的发展，其前沿已涉及众多亟待解决的全球性问题，如：能源短缺、环境污染、可持续发展等，且与人们的生活与健康息息相关。学生可以通过相关课程的学习，掌握化学专业知识，培养自身科学素养。众所周知，门捷列夫提出的化学元素周期表是学习化学的基础。大学化学课程中虽然介绍过一些元素的发现历程，但篇幅有限。并且，对于化学元素的起源—即化学元素在宇宙中是如何产生的？这一本源问题，在四大化学的相关课程中鲜有涉及。在上个世纪四十年代，科学家开始关注元素起源问题[2-4]。随着物理学尤其是粒子物理学和天体物理学的发展，化学元素的起源与演化的理论初步形成,逐渐成为当代自然科学研究的前沿。考虑到其理论基础以及学生学习高等数学和大学物理的课程安排，因此，这部分内容的教学适于安排在物理化学理论课的课堂教学中进行。鉴于教学时长的限制，在教学内容上可简要介绍主要元素（如：氢、氦、碳、氧、铁等）的起源及其相关理论。目的在于使学生对于元素的产生机制有初步的了解，填补这一知识盲点。本文将讨论关于化学元素起源的教学内容及其实施方法。
2 教学内容与实施方案
2.1 以课件讲解的方式简要介绍
元素丰度的概念，列举主要元素在宇宙或重要天体（如：地球、太阳、月球等）中的相关数据[5]；当前关于元素产生机制的主流理论，包括：原初核合成理论（αβγ理论），恒星内元素合成（BFH理论）以及铁峰后元素的合成机制[6]。计划授课时长55-60分钟。
2.2 观看纪录片《宇宙的奇迹》（Wonders of The Universe）
该纪录片由英国广播公司（British Broadcasting Corporation，缩写BBC）于2011年出品，共四集，每集片长约60分钟。其中第二集讲述了化学元素的起源，详细而生动地展现了各主要元素产生的过程：首先是氢、氦在宇宙中的产生（原初核合成理论），继之产生碳、氧、钠、镁、铁等常见元素（恒星内元素合成），最后是星系中超新星爆炸产生的重金属元素，如：金。选用该视频作为多媒体教学的素材，其优势在于：1）真实生动。纪录片中大量采用了天文观测中所拍摄的照片，确保了资料的真实性。视频取景宏大壮观，画面色彩绚丽，配乐优美，从而达到震撼人心的效果。相比于课件的抽象概念，本视频更为直观生动，能够激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性；2）学术严瑾。视频由英国皇家学会会员，粒子物理学家Brian Cox讲解。Brian Cox任职于英国曼彻斯特大学，同时也是瑞士欧洲核物理研究组织(CERN)之大型强子对撞器(LHC)的实验研究人员。他长期从事高能物理研究，保证了视频内容在学术上的可靠和严谨。解说采用英文原声，发音纯正，并配有中英双语字幕，学生可以学习到专业英文词汇；3）兼容性。在内容上，视频与课件中所介绍的元素产生的理论，前后一致，授课中形成呼应的效果。在时间上，鉴于整个教学内容计划2学时完成，而视频时长约30分钟，非常适于在讲授课件之后播放。
2.3 安排学生进行文献调研并撰写报告，评估学生的学习效果
课后布置学生进行自学，主题是调研某一元素（除课堂授课中已介绍过的元素）的产生机制或调研近期该领域的最新进展。学生可以通过文献检索、查阅资料等方式收集所需资料，通过对材料的筛选整理，最终以论文的形式撰写报告并提交。教师通过学生所提交的论文进行量化打分，并计入平时成绩。
3 总结
本教学内容和方案充分发挥了多媒体教学的优势。课堂教学采用课件讲解与视频展示相结合的方式，使得抽象而晦涩的概念变得直观而生动，通过具体的图像搭建了知识与想象力之间的桥梁，强化了学生的记忆。内容上填补了学生的知识盲点；形式上弱化了繁冗的数学推导，简洁而明了的展现了理论的精髓，便于学生理解吸收。课后以调研报告的形式形成反馈，使得教学方式由单向输导转变为双向交流，锻炼了学生检索文献以及资料搜集、整理、分析和撰写总结的能力，利于学生独立思考习惯的培养，激励学生的学习积极性和学习兴趣，利于引导学生开展课后的自主学习。
