在復旦大學，面向全校學生的通識核心課程“化學與中國文明”已開設了九個學期。
和大多數通識課一樣，教學過程中也面臨巨大挑戰。首先要避免通識課程成為通俗課程，課程設置在有足夠深度的同時也要有足夠的輻射面，既不能讓那些沒有化學基礎的學生感到枯燥乏味，也不能只有歷史和故事。同時，還要解決教學方式的難題。
如果這兩個問題不能解決，那可説只能是“人文情懷”下的“狼狽教學”。
講究“投資與回報”市場邏輯，不適用於大學教育
當下,社會普遍把前途和未來的職業發展作為評價一門學科、一個專業是否有用的標準。如果受教育是一項投資的話，那麼評價標準必然是“回報”。市場邏輯的“投資與回報”用於大學教育，體現了社會對大學教育的部分認知和態度。這也是就業好的專業熱門，基礎學科逐漸冷門的原因。
愛因斯坦説過，“大學教育的價值，不在於學習很多事實，而在於訓練大腦會思考”。大學的課堂能夠真正帶給學生的也不應該僅僅是知識，更應該是一種思維和習慣。
知識會隨着時代的發展迭代，但是可遷移的能力卻具有普適性,它能告訴我們用怎樣的視角看待世界、解決問題。在最容易被塑造和改變的年紀，如果過分看重培養自己的職業技能，而不注重思維的培養和創造的體驗，這種想法是短視的。
基礎科學轉化為經濟效益的過程緩慢，但卻是提升原始創新能力的基礎，是技術革命中最關鍵、最重要的部分；不僅如此，個人可以在跨學科學習中開拓視野，領略人類思想的深度和力度，接受心智的訓練並感受其中的愉悦，對人生與社會進行反思，培養自己的獨立意識和批判精神，最終形成健全而有力的人格。因此，通識教育的目的正在於此——提升學生的基本素質，訓練學生的思維能力，使他們有足夠的知識寬度、學習的能力、健全的心智去適應未來職業的發展，適應不斷變化的社會需求。
在大學中，雖然每位學生、教師各有專業屬性，但大家能夠在校園中相互交流、相互影響，浸潤在“和而不同”的大學文化之中。營造以基礎性學科為主的學術氛圍、抑制急功近利、急於學以致用的價值傾向，這是全面推行通識教育的意義所在。
鼓勵學生打破思維“禁區”，要想別人沒有想過的問題
事實上，通識課的授課邏輯就是：和學生分享這門學科產生和發展的過程，以及與人類活動的相關性。授課的重點也不是具體的知識，而應該是一種思維方式。
其中，好奇心和想象力是創造性思維的起點，是激發學生探索的動力。
傳統課堂中的填鴨式教學，重在知識、技術的傳授，教師滔滔不絕，學生卻可能覺得枯燥乏味，由於缺乏思想的碰撞，課堂毫無生氣，學生難以體會到探究知識的快樂。
在通識教育的課堂上，可以在保持嚴格推理的前提下，嘗試進行歸納式、啓發式、滲透式的教學以培養學生的創新精神和自主學習的能力，激發學生的創造性和求知慾；培養學生髮現問題、分析問題，最終能夠闡釋問題或者尋找用化學的手段解決問題的思維方式。
比如，對於“樹葉為什麼是綠色的”這一問題，課本上説，這和葉綠素有關；而啓發式思維不僅告訴我們這和葉綠素有關，還會讓我們不斷追問：樹葉為什麼秋天會變黃？為什麼有的樹的葉子不是綠色的？血液為什麼是紅的？為什麼有些動物的血液是藍的？當我們引導學生不斷追問時，也恰恰是在培養他們用科學的思維方式，去探索世界的本質。
我曾經在課堂上給學生講，為什麼中國人的青花瓷是這樣的，為什麼青瓷和白瓷被稱為“母親瓷”；講清其中邏輯之後，繼續追問引發學生思考：比如中國古代為什麼要設置鹽官？鹽從何來等等。學生們對這些問題進行思考的基礎上，根據教學要求結成學習小組，檢索史料、查看相關數據，分工合作撰寫論文。這樣的學習模式能使學生獲得非常快速的成長，因為他的科學思維被激發出來了，他開始帶着問題去探究。
批判性思維的起點是提出問題並且善於提出問題。當老師有意識地在課堂上訓練學生的批判性思維時，學生不再滿足於知其然，不知其所以然的一知半解、不求甚解。打破思維“禁區”，方能走出思維“誤區”，勇於走入思維“盲區”。
更重要的是，要想別人沒有想過的問題，問別人沒有問過的問題，並且要刨根問底，探究深層次、根本性的原因。我們期待學生能從通識教育的課堂上獲得的這種批判性思維的能力，將對一個事物的看法和判斷建立是在對其深入瞭解的基礎上。
融會貫通古今中外，接受挑戰的不止是學生還有老師
這種教學方式給教師提出了非常大的挑戰：需要教師知識面全面，能夠融會貫通古今中外的相關知識。
僅以化學學科為例。由於化學知識和人類生活、審美以及文化有關聯。比如我們經常在影視劇中看到用顏色來區分等級，不同的顏色代表不同的階層。像正紅、正黃，在封建社會很長的一段時間裏普通老百姓是不被允許使用這些顏色的，所以布衣只能穿藍色、灰色，這是為什麼？還有歐洲宮廷最早期的紫色，非常高貴；但後來紫色又變得不那麼高貴，大家覺得帶有一些特殊意味的顏色，這實際上是一種社會行為，那麼它和化學有什麼關係？是什麼把一個非常高貴的事物拉下神壇，變成這個樣子？很多傳統的技藝，比如中國的中醫藥、丹術、陶瓷、建築，文化背後的化學邏輯是什麼？
同樣，給學生講青銅器，中國的青銅器為什麼這個樣子？中國是什麼時候開始崇尚鼎文化的？什麼材料的改變讓它消失？這就好比在問，我們為什麼某一天大家都開始吃螃蟹了——因為有了第一個吃螃蟹的人。我們最開始都是用陶瓷燒的鼎，突然用青銅鑄造了，中間發生了什麼事情？可以肯定的是化學技術發生了變革，一定是他們能夠冶煉青銅了，才會有這樣的事情發生。但為什麼最後青銅又被拋棄，人們開始使用鐵器？其中的邏輯是什麼？人們又在尋找什麼？……
如果把這些講明白，不僅要從中國的歷史入手，還要有跨學科的視野，看一看在同一時期國外做了什麼事情，他們的化學技術是怎麼朝前推進的，為什麼現代化學誕生於西方而非東方……這一系列問題的答案，在文化上怎麼解釋，在邏輯上怎麼解釋，這個分析解釋的過程非常考驗教師的知識儲備和授課功底，同時也考驗師生互動的能力。
還記得曾經班上有一個法語專業的女生，她非常喜歡《紅樓夢》，就開始找《紅樓夢》裏面和化學有關的東西。她去大觀園裏找薔薇硝，找各種調料做的胭脂。最後她發現利用化學知識可以證明它們存在的合理性，然後她就開玩笑地説：“以前別人都説曹雪芹是個廚子，是個醫生，現在我發現他還是個化學家。”實際上她的興趣已經被激發，她回頭再看一些史料或者一些事情的時候就會產生聯想。記得當時電視劇《甄嬛傳》特別火，因為是宮鬥劇，不少女孩子都很喜歡，裏面妃嬪們用各種手段互相傷害，在我們看來這些東西也就是有毒有害的物質罷了，但學生們就在那裏求證，探究這些藥材的功能和性質。這些行為説明，這些學生已經形成這樣一種科學的思維方式。
在不斷追問中，讓學生學會從質疑到探索真知
我在課上試圖給學生傳遞這樣一種觀念：無論大家對現代化學的看法如何，化學發展的目的只有一個，那就是讓社會變得更美好，這也是化學人共同的價值追求。
為什麼要做化學？我在講這個故事的時候，想給學生傳遞的是，做化學是為了追求美好的生活。有段時間穿越劇《步步驚心》很流行，我問學生們：如果你們穿越了，會帶什麼東西回去。設定場景是古代的一片田園，沒有化工廠，沒有污染，一派田園生活。他們有的説帶幾本史書就可以了，那好，滿足他們的願望，繼續往前穿越，如果穿越到茹毛飲血的時代，我們該帶什麼？這個時候，他們開始帶的東西就比較奇怪了。
我一個一個打破他們不現實的想法。比如，有的同學説帶一本含有很多知識的書，我説，沒問題，你可以把復旦的圖書館帶過去，請問你當天晚上吃什麼。“哦，老師我不喜歡吃晚飯。”“第二天早晨呢？”“哦，我早晨也不吃飯。”“那麼請問你穿過去以後住哪兒？”這時，他不知所措了。我繼續説：“你第二天中午吃什麼，還不吃飯？第二天晚上呢？你要去打獵了，你拿什麼武器？”我跟他們開玩笑説，在那個茹毛飲血的年代，也許你活不過當天晚上。我繼續説：“你想喝碗熱水該怎麼辦？”這個學生説：“老師我帶一口鍋。”“有鍋了怎麼把水加熱？”這個時候同學們就會想到火。每當我提出一個問題，很多同學會很快的給我一個回覆，這時候我就要慢慢分析，不説合理不合理，只是幫着分析，分析到最後，就會發現問題的本質。
在化學史上或者在科學史上有句話叫“火的發明或火的使用，重要性甚至超過蒸汽機”。中學歷史課本里説，在周口店的山洞裏發現很厚的積灰層，證明有人類活動，這句話的化學邏輯是什麼？為什麼這個灰的發現能夠證明人在活動？因為我們發現人類擺脱茹毛飲血的狀態前提是會使用火，就像那個同學發現想喝一杯熱水，真正需要的是火而不僅僅是鍋。然後一直到人類社會發展過程中，金屬冶煉對火的掌控，我們的陶瓷文化等等，學生們就理解得非常清楚，也願意去思考。
在海報上曾經看到一句話，説兵馬俑是人類第十大奇蹟――“令人驚奇的是在出土的兵馬俑裏面，沒有發現任何兩個是一模一樣的”。不少學生看到這句話，認為是一句沒意義的真話，作為一個化學老師，我會問學生：第一，在那個年代有沒有流水線？答案肯定是沒有，純手工打造；有沒有可能搞複製？也沒有。第二，當時學生已經學了窯變，兵馬俑是陶製的，是不是燒出來的？回答是肯定的；那麼，裏面的金屬離子濃度的一點點改變，是不是都會導致它的顏色差異？所以，兵馬俑不一樣太正常了。其實，這句話應該反過來説，“令人驚奇的是，在這麼多里兵馬俑里居然發現兩個一模一樣的兵俑”，這才是奇蹟呀。
我在給學生講陶瓷的時候，問學生“兩個瓷器，一個薄如蟬翼，一個厚如城牆磚，你們覺得哪個貴？”學生認為薄如蟬翼貴。那麼，用料上明明城牆磚那個用料更多，為什麼薄的貴？不斷追問，學生就會慢慢思考這些問題的邏輯。
其實，人無不是在追求更美好的生活，而那些難做的、具有挑戰性的工作，才能顯人類智慧的結晶，展示人性之美。“我們在大學的課堂上學習，難道不是在挑戰自己嗎？我們為什麼要學習，為什麼要接受教育，不就是希望將來能夠做一些挑戰自己的事情嗎？”在給學生們講白瓷時，我説：“這個瓷你們看怎麼樣，明明出土很名貴的瓷，但就是黃色的，這個瓷白嗎？”學生還是會説不白，我就繼續問：“那為什麼覺得它很名貴？為什麼白瓷會那麼名貴？”學了這門課就會明白，白瓷很難做，以前燒的磚是紅色的，因為裏面有其他金屬離子，古人學會物質分類、分離後，才能燒出這麼白的白瓷。
教學是個良心活兒，尤其是通識教育，這個講台需要教師心存敬畏，擁有強烈的責任感和熱情，才能夠初心不改，踐行通識教育真正的使命。
作者：孫興文（作者為復旦大學化學系教授）
編輯：儲舒婷
責任編輯：姜澎
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