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博雅GE微访谈 | 卞江:给文科生教化学是种怎样的体验?

2015-10-29 通识联播


Vol.39
博雅GE微访谈
卞江:化学·人类·社会
——给文科生教化学
博雅哥说
在收到本周博雅哥推送的文章时,你心里是否有个疑问:说好的通识教育呢,怎么插进来一门化学课?本文或许能为你解惑。本文是通识联播独家栏目“博雅GE微访谈”对本期嘉宾北京大学化学与分子工程学院卞江老师的访谈稿。卞老师如何理解通识教育?为什么要给文科生教化学?如何看待中国化学的历史发展?对留学潮作何评价?自己为何选择投身化学?
快来看卞江老师的回答吧~


图为卞江老师、助教及通识联播的两位小编

通识教育三问
Q:卞老师,请问您理解的通识教育是什么?您如何在课程中贯彻通识教育的思路并设计这门课的?
我个人的体会是,通识课是为学生打开面向本专业以外其他知识领域的窗口,首先是让学生对人类文明的各个方面有一个比较全面的认识,其次是理解这些知识所承载的人类精神和价值观,从而有助于文明的传承和发展。
通识课一个可能出现的问题是课程内容和目标可能流于空泛,使通识课变为科普课,“轻松课”。我一直坚持,一门课应该给学生带来持久的影响。这个影响可分为几个层面。第一个层面是知识上的,这是基本要求。第二个层面是思维能力上的,希望学生在学习这门课以后在思维能力、批判能力等方面能有明显提高。第三个层面是人生观上的。一门课程可能给学生带来人生观的思考,这是长期甚至终身影响。

为实现这个目标,首先是重新梳理课程的主线,使之与人类文明和认识发展中一些里程碑事件关联起来,充分展现科技-人类-社会三者之间的互动关系。例如,在材料化学专题中,课程从一个基本问题开始切入主题:“在历史上,为什么是欧亚大陆人发现了美洲而不是反过来?”在提出各种可能解释后,课程引入贾雷德·戴蒙德获普利策奖的名著《枪炮、病菌与钢铁》,引导学生从对人类历史的思考进入到对材料技术领域的认识。然后,再进入到钢铁冶炼技术及后续发展。通过上述关联,课程把钢铁冶炼技术与人类历史衔接起来,将一个化学问题嵌入到人类文明的大背景之中,从而可以带给学生更多的思考。


图为卞江老师推荐阅读书目《枪炮、病菌与钢铁》

第二,促进学生阅读,特别是读一些名著,其中包括一些科学家的著作。这些著作曾经影响过一代人的世界观。课程设有讨论课环节,讨论题目、阅读书目和讨论课时间在学期一开始就发给学生。在讨论课上,学生以小组为单位就某个话题、某本书的某一章节、某部影视作品中的科技-社会问题进行讨论,同时老师进行点评。在整个讨论课的环节中,老师对讨论的要求对保证讨论课的质量非常重要,这些要求应该在讨论课之前明确无误地告知学生。如果没有明确的要求,讨论课可能会流于形式。

第三,把课程的重心从以化学为主调整到以化学与社会的互动为主,使课程中的文、理结构处于一个相对平衡的位置。这样,课程从一种居高临下地教给文科生理科知识的角度转变为科学与人文对话的角度,这是一个更平等的表述方式,也有利于吸引文科学生加入到交流和讨论中来。比如课上要讨论“什么是人”。对于这个问题,人文社科各有各的说法,理科也有不同的说法,例如生物进化论、脑科学和医学。我们把视野扩大到整个人文社科自然科学,这样会使这个问题变得有点不一样,那些平时涉猎不广的同学对此可能闻所未闻。此外,我们也会探讨科学最基本的内涵是什么。这样能够让同学们将来思考问题有一些立足点。

Q:卞老师,请问在上课的过程中,您面临的主要问题是什么?课程既要保证专业的水平,但面对的又是非专业的学生,如何平衡二者的关系?
这是一门面向文科生的理科课程,选课的学生多数是对化学以及理科了解不多的文科生。课程既要保证专业水平,又要让文科生能够接受,看上去的确很难做到,不过还是有解决办法。

这门课要避开理科的大多数基础知识,直奔主题,用简明、易懂的语言来讨论理科的应用问题。实现这个目标的关键之一是找到合适的实例作为内容的载体,也就是恰到好处的课程切入点。切入点要符合课程的内容和目标,同时还要能引起文科学生的兴趣和共鸣。

Q:卞老师,您上这门课最大的经验体会是什么?
“了解你的听众”。

多数情况下,教师都清楚地知道自己的目标,但不是所有的教师都了解自己的学生,特别是本专业以外的学生。这门课使我能够认识和了解他们,也是为我打开了一扇面向文科的窗,让我有机会了解文科生的情况。


图为卞江老师参加『化学与公众科学素质』主题论坛

化学与社会
Q:卞老师,文科生学《化学与社会》这门课能有什么收获?文科生为什么特别需要学化学?
一般说化学是三大基础科学之一,应该是我们每个公民都该学习的,不过是有多有少的问题。

化学在当前社会上的应用特别广。化学有个别名叫“中心科学”,是衔接上游和下游的节点,上游是数理化,下游像生科、生命、环境、能源、工科、地质等等,包括各类生命领域。数理相对地离应用有点距离,而化学与应用衔接特别紧。这就是为什么我们一直认为化学是面最广的一个学科。它既是基础,又应用面非常广。反过来也可以解释为什么这个社会上化学和化工题材比较多。在科学界,学过化学和化工的人的比例非常高,在全世界的正常统计是三分之一。当年我和学生开过玩笑说,三人行必有化学家。再反过来说,尽管你学的是文科,将来等你就业进入社会的时候,可能会进入各种各样领域的企业,而这些公司以化学为背景的特别多,如日化、石化、能源、环境。大化学多极了,如采矿,矿业公司都是大公司。

我是遇到过这样的实例。有一家能源企业,是世界五百强,很有名,要经济类的文科生,在一百多份简历里筛出两个候选人,一个北大一个清华。最后北大的成功入选了。我问他为什么要了,他说因为他学过《化学与社会》。这是一家化学化工有关企业,要求这个人不一定懂化学,但是得稍微知道点。

我建议文科生来学化学。从另一个角度来说,其实自然科学背后有一套哲学观点,会有一套科学精神在里面,在知识后面所代表的一些观念——科学工作者的一些观念和方法对文科学生会有启发。尽管你没学过系统的自然科学,但是方法你掌握了,这就已经掌握了主要的了。对理科生其实不需要专门教思维,不强调科学精神,因为他每天接受训练、做实验,慢慢就养成了。它们会融入到他们的一举一动中去,比如拿杯子的方向是有讲究的,手心对着标签;盖子要倒着放,不能正着放;这都是习惯,是他们的科学操作。但文科生显然不需要实验培训,因此有时要给点出来。这是文理很大的差别。


图为国外教材《化学:中心科学》封面

Q:接下来我们想比较宏观地讨论中国化学进展的问题。您怎么看中国化学在世界化学中的成就和地位?
中国化学的地位大概有两段。古代中国化学或者说化学的前身——金丹术那个时代,中国化学应该是全球领先的,至少不差。世界第一个有文字记载的化学反应是中国人写的,来自于葛洪的《抱朴子内经》。最近很火的《肘后备急方》也是葛洪写的。
之后中国有一段落后期,而真正的化学起步是从北大开始,国内第一个化学系就是北大化学院。北大庆祝化学院115年周年的时候,数院和物院刚庆祝110周年。虽然如此,但相对西方而言还是至少落后了二百年以上,他们从事现代化学或者近代化学已经超过350年。所以说的确有差距。

但我一直觉得中国蛮适合学化学的,因为化学这个学科的对象相对比较复杂,而中国比较擅长这种相对复杂的问题,在大问题处理上一直有优势。我觉得目前中国化学发展的态势非常不错,在国外那些最著名的化学院系,里面都有一堆一堆的中国人。当然这些人还比较年轻,需要时间来成长。

当然这还涉及很多问题,包括祖国的成长。如果你国家不成长,光个人成长,最后都算到外国人头上了,就是海外华人群体,只有国家成长了他才能够回来,回来才能成为中国科学家。

还有杂志的问题。中国现在只有发英文文献才算数,发中文不算数,这个太不合理。如果中文成为世界科技语言了,反过来说外国人就要学中文了。一出一入就差不多了。现在我们都排到世界第十五了,只要以中文为主要科技语言,北大肯定前三。所以说这里有很多问题,不只是化学自身的问题,包括整个国家科技的实力。
化学与永生
Q:您的课程大纲中有一节提到“化学与永生”。如果化学真的让人永生的话,您怎么看待那个时候的人类社会?
化学与永生这个问题实际上一直是化学里的永恒问题。化学的前身就是炼金炼丹,炼金是为了财富,炼丹是为了永生。实际上这不是化学的追求,而是人类的追求。人类自古以来生下来就这两件事,一个是解决钱的问题,一个是解决健康的问题。我们在课上提过,东方人喜欢炼丹,西方人喜欢炼金。东方人很少炼金,炼丹的比较多。点石成金的故事往往是西方人的故事。东方很重视永生,但是中国可能把这个永生当成了灵魂的上升,比如在道家哲学,羽化成仙实际上就是葛洪追求的。并不是要带走肉体,而是要灵魂升天。采用这个标题,实际上是为了记录化学的历史,而不是说化学要带你长生。

永生在现代医学的角度还是不能实现的,目前还没有,但是我知道有长寿基因已经被发现了,人的寿命是有“开关”的。这个“开关”由基因控制,如果打开不让它关了,让它一直开着,人就可以长寿。前一段时间有人提出,如果通过转基因把长寿基因植入到生物体内,那么人类的寿命可以在现有基础上提高100到150岁。当然这里面有很多问题,医学里的很多进展需要时间去验证。
Q:有些时候我们会感到治病时西医不一定管用,反而中医更好使,您怎么看待化学在这方面的局限性?
现在一般很难分得清中医和西医。我去过中医院,中医院开的药很多也是西药。一看成分写的都是西药的名字,但是表面看可能是中医,中西医结合本来就是中医的一条主要道路。另外一条应该叫传统中医,好坏兼有。里面的确有精华,像像青蒿素就是传统医药的精华。但里面肯定也有糟粕,江湖骗子不少。

中医这里面道理不是很清楚,它基本上是哲学。一般说来,太偏向哲学了往往不太容易被现代科学所接受,因为现代科学强调实证,要有证据为证。比如搞有机化学的,你这环合成没合成,你这活有什么用,就得说得很清楚,不能连哪块起作用你都不知道。老谈气场,那恐怕是现代科学很难接受的。

科学不是说不接受,而是要你提供证据,像青蒿素这样明确的证据。青蒿素做过很多医学实验、临床试验,动物实验做过很多,包括屠大夫她自己就试过。所以这种经过检验的东西就会成为科学,中医就可以变成“西医”,翻过来说它的根源还是中医。

所以说我现在把中医药理解为是一个需要提炼的宝库,能提炼出来就是全人类的宝库,全人类的福祉。但是如果提炼不出来,不敢说行不行,因为它是个原料。我对中医还是持开放态度,跟方舟子不一样。


图为诺贝尔奖得主屠呦呦

学化学与教化学
Q:接下来两个问题关于您的学术道路问题。首先,您怎么看待大批理工科学生的“出国热”?
这是洋博士的问题。我觉得这个潮流是有些变化的。在北大,大概在过去两三年,出国的比例明显下降。原来我们化院多年保持着50%到60%的出国率。

化学的特点是由于它是基础科学,所以它恰好有无国界的特点,导致基础学科的同学出国相对比较顺畅,获得奖学金也比较多。这也说明我们北大化院学生培养的好。在QS排名里面有一项叫雇主评价,北大化院大概是全球第二,仅次于哈佛。也就意味着我们的学生在国际上大家喜欢的学生里大概是全球第二位。

另外作为年轻人来说,本来这个年龄段就想出去闯一闯。我一般是鼓励学生要出去转一圈的,至少从见多识广这个角度上去说,了解各个流派的特点你回来才有可能独成一家。如果你死跟一个老师跟了半辈子,等那老师退休了你接了他的班,发现你所有的知识体系全是他的,很少有自己的。你多走一圈之后才会跟这个老师不一样,其实是好事。

当然留在国内说明什么呢?现在越来越多的学生留在国内说明国内的科研水平在上升。其实无论出国还是留在国内其实都有实际的考虑,就是都是要就业的。留在国内就业几率比较高,这些单位都在你边上。想去就去,想看就看,想实习就实习,非常方便。

如果觉得这个领域国外远比国内要好,那其实他会出去,他要去学那个更高级的东西去。如果他发现国内和国外差不很多,没有本质差别,他想在国内弄更方便,从另一个角度还省不少钱呢。他不用背很多英语,时间空出很多。

我不觉得出国的不爱国。这很难说啊!都是各种面临现实的思考,跟爱国不爱国没有任何关系。现在舆论有很多问题,留在国内就最适合国家需要?中国科技的发展的确是一大批学生留学出国再回来发展起来的。

(博雅哥:但是最近屠呦呦……)屠呦呦那个领域恰好就得留在国内。中草药!别的国家真学不到。说实话屠大夫当年我知道是各种受挫,包括评院士等等。这我倒觉得不是院士体制的问题。它各种要求,比如英语,屠大夫英语不太好,跟她同期的几个同事都能写英文文章,屠大夫不行。她毕业太早,英文没那么好,这倒限制了她的发展。但是既然大家都按着游戏规则走,所以没什么可冤枉的。历史上其实总会有无冕之王。

Q:您自己为什么投身化学事业?
我们当年不像现在,没有竞赛。说实话,我学理科是偶然的。我记得我在中学时文科比理科稍好点,虽然文科理科都不咋样。自己本来要选文科,但由于理科班足球队少个人,他们就把我给留下了。而当年之所以学化学,我猜就是因为我老师觉得我化学成绩还比较高,就建议我报化学。当时他告诉我,国内的几个化学老先生都很牛,比如唐敖庆、徐光宪、卢嘉锡这些人,他十分推崇。我记得第二志愿还报了生物,不过录取分数线比化学还高。进去学了之后,我觉得化学还是蛮好的。当时在数理化中,国际上化学的地位还比较高。


图为中国量子化学之父唐敖庆院士早年授课照片

我觉得没进错门。只不过刚开始在实验室看到一大堆瓶瓶罐罐很晕,觉得根本无从下手。那时候带实验的都是老师,不像现在是助教,他们都很认真,让我觉得还不错。不过当时还没想献身,后来不知道怎么就献身了。

那时候上大学时还是比较简单,前两年都还懵着呢,老师让学什么就学什么。而且选修课很少,选修课也是必修课,只是比较简单而已。专业选修课跟必修课差不多,可难了。我们当时学配位场,是中等无机,给我们学晕了,分子轨道直接就上来了,老师把田边菅野图(Tanabe-Sugano)发给我们,但根本就不讲。我们就苦翻书,看看到底怎么回事。最后不得已就背下来,因为考试就是让你画那几张图。现在不会这样考了,因为纯靠记忆。

很多时候是走到那儿就变成自然的了。比如你大学学得挺好,老师当然问你考不考研,那就考呗,就往上走。那时候上研的还少,不到三分之一。大多数人就业,就业到工厂、企业还挺受待见的,是比较好的选择。但是反过来看,上研的还是走得更好。后来本科生一多,就开始重硕士生了。国内的文化环境是文凭狂,有文凭就比没文凭要强,有名校文凭就比一般文凭要强。

Q:看来化学学院的教学方式有了很大变化,虽然社会上对本科生的评价下降了,但实质上可能未必有变化?
本科生的素质明显是上升了。他们现在本科毕业水准,基本赶上当年的研究生高年级水准了,也许还赶不上博士毕业,但博士中期基本达到了。当年我们基本没怎么看过文献,因为老师英语也不太好,那时改革开放还不久。但现在的学生大一就读很多文献了。当时能出国能说几句洋文、能上大会讲报告的老师就是很牛了,而现在哪个研究生不会啊?

但当年人的工作态度是最好的,很踏实,是工作型。老师说完了之后,基本底下不会有人说二话,大家都没有什么想法。而现在的年轻人就不一样了,没有想法是罕见的。只要安排稍微不合理一点,肯定会有人提出来。这是时代在进步,年轻人对世界的认识也在进步。

再有是,过去不要求活学活用,除了写作本科毕业论文,也根本没有机会参加科研。我们刚参加科研的时候,也什么都不懂,老师用一个月时间领进门,然后就开始干活。说实话,当时的本科毕业水准还是相当低的,论文加上目录、前言、致谢一般都写不到十页,就跟现在一个实验报告差不多。

我们有一位同学名叫俞若诚,他到本科毕业时,已经参与了三个全合成,其中一个以他为主,这样的工作量已经逼近博士了。他是元培化学方向的同学,是罕见的非化院自身的学生拿了化院第一名。记得他第一年在化院上课时,考试拿了第五。我在课上就表扬说,在化院教这么多年,从未见过其他学院同学能进入前十,这是第一个,说明这个学生一定很了不起。他一直记着这件事,告诉我说人生就从那次表扬开始。从第二年开始他就不得了了,几乎所有课程都是第一。他毕业时,几乎囊括了化院学生能拿到的所有最高奖,比如学术奖、毕业论文奖。当时化院同学之间有一句话,“既生俞,何生亮”。他属于特别的学术型,基本钻在屋里不出来。

但现在化院越来越看清楚了,一般来说每年一百五六十位学生中,有百分之十能进入学术领域并站住脚就够了。其他人会走向管理、行政等领域,他们也能做得很好,并给我们带来很多额外支持。经费对化院来说从来就不是问题,这是化院的能力所在。
Q:为什么在教学变严格了很多,越来越学术导向的情况下,还能带来这么多管理的收益呢?跟化学的培养有什么关系?
化学学科就有这个特点,不独北大,在整个国际范围内,从化学出身走到各个方向的人非常多。一方面,基本每个学校都有化学院,培养的人才非常多,他们除了进入科研、教学岗位,也有一些人流向行政、管理、政治、国防等领域。甚至法律领域,我们也有同学去做,比如在专利局做专利审查。


另一方面,化学本来就是一个面很广的学科,使化学同学擅长学习各种不同的东西,那让他们再学别的东西也不是很难。而且化学面这么广,导致大家必须强化团队合作能力。这跟数理不同,数理往往是单打独斗,像爱因斯坦就很少有什么合作伙伴。化学就经常需要合作,无论是上下游之间的合作还是横向的合作,这使多数学化学的同学很擅长处理人际关系,而且个性相对平和。因此在各个行政岗位上,化学背景的人颇多。如果你想从自然科学里挑出一个人来管事,那学化学的人挺适合的,他们的特点是平和、合作、与人为善。古今中外,化学家中当头的人很多,北大的周校长、林校长,清华的邱校长,撒切尔夫人,以色列开国元首魏茨曼是位有机化学博士,还申请过玉米制汽油的专利。此外我们也出作家,叶永烈、江南都是我们化院的毕业生。


图为著名作家叶永烈,于1963年毕业于北京大学化学系

所以我们化学老师也很open。我们现在越来越认为,大学只是一个发现自我的过程。我们通过专业培训,帮助学生发现自我,发现兴趣点和优势弱势所在的方向,找到人生的destiny,也就是人生的使命。比如两年前的化院第一名就进了法学院念研究生。

我觉得,你首先是人,那你就要做你这个年龄该做的事情。大学一场,除了学习之外,还包括你们认识社会、结交朋友的整个过程。在二十岁附近和三十岁附近,结交人的方式是不一样的。二十岁左右可以拍拍打打就做朋友,但三十岁的人就不能这样了。越年轻时候认识的友谊就越长久,这是人生的收获之一。

2015-10-29

(英子 采访 / 卜凡、肖京 整理

雪菲 编辑 / 英子 肖京 校对)


本访谈由通识联播首发,转载请注明出处

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