化学键：一个面向大一学生的研讨系列课程，旨在提升化学专业学生对化学各分支学科的认识

《ACS Omega》：Chemical Bonding: A First-Year Seminar Series that Enhances Chemistry Majors’ Perceptions of Chemistry Subdisciplines

化学学科认知提升研讨会设计及效果评估。在General Chemistry II课程中融入“Chemical Bonding”系列研讨会，通过10个化学子学科专家的讲座、研究案例分享和课程衔接说明，提升学生子学科认知度与学习满意度。研究显示，学生 familiarity（熟悉度）和 understanding（理解度）提升幅度达59%和59%，重要性感知提升32%，满意度提升26%。分析化学、物理化学和材料科学领域提升最显著（分别达76%、69%和91%）。该模式有效缓解STEM专业学生流失问题，为化学教育改革提供实证依据。

　　在当今高等教育环境中，化学作为一门基础科学，其重要性日益凸显。特别是在科学、技术、工程和数学（STEM）领域，化学相关的职业和研究机会为社会提供了重要的贡献，包括推动经济发展、提升国家竞争力以及加速科技和科学进步。然而，尽管化学专业的就业前景广阔，学生在学习过程中的流失率却相对较高，这使得如何提高学生对化学学科的认同感和对未来的适应性成为教育工作者关注的重点。

在这一背景下，一项名为“Chemical Bonding”（化学键）的课程研讨会被引入到General Chemistry II（普通化学II）课程中，旨在帮助新生化学和生物化学专业学生了解化学的不同分支学科，从而增强他们对专业选择的清晰度和对化学在职业发展中的重要性。这项研讨会系列的设计初衷是通过让学生接触不同化学领域专家的研究成果和职业路径，提高他们对化学学科的理解和兴趣，同时增强他们对这些领域的熟悉程度和满意度。这种课程研讨会的引入不仅为学生提供了关于化学知识的更全面视角，也促进了他们与学术界人士之间的互动，为未来的科研和职业发展奠定了基础。

“Chemical Bonding”研讨会系列涵盖了化学的十个子学科，包括分析化学、生物化学、无机化学、有机化学、物理化学、化学教育、环境化学、医疗健康、材料科学和分子生物学。这些子学科的选择基于多种考虑，包括它们在化学和生物化学领域的重要性、与学生兴趣的契合度，以及部门内教师的研究方向。通过邀请来自不同领域的专家进行讲座，学生能够深入了解各个子学科的特点、研究方向以及它们在现实世界中的应用。这种跨学科的交流方式不仅拓宽了学生的视野，也增强了他们对化学多样性的认识。

研讨会的实施方式是将这些内容融入到General Chemistry II的课程结构中，与常规的课程内容相结合。这种研讨会每周安排50分钟，作为课程的一部分，与化学实验课程分开。课程内容以互动学习为主，强调学生的主动参与和小组合作，这有助于提高学习效率和兴趣。此外，研讨会还包含了对课程内容的简要介绍，帮助学生理解他们将要学习的课程与化学子学科之间的联系。通过这种方式，学生能够更好地理解化学课程如何为他们的专业发展提供支持。

为了评估“Chemical Bonding”研讨会对学生理解化学子学科的影响，研究者进行了为期三年的调查，收集了学生在研讨会前后的反馈。调查结果表明，学生对所有子学科的熟悉度和理解度都有所提高，同时他们认为这些子学科对未来职业的重要性也有所增强，对参加这些课程的满意度也随之提升。某些子学科，如分析化学、物理化学和材料科学，显示出更大的改善，而其他如生物化学、分子生物学和医疗健康等子学科则因为学生在进入大学前已具备较高的初始认知，因此改善幅度较小。这些结果表明，将“Chemical Bonding”研讨会系列引入General Chemistry II课程，有助于提高学生对化学子学科的整体认知水平。

研究还探讨了这些研讨会与其他类型的第一年研讨会之间的差异。许多第一年研讨会已经证明了它们在提高学生对大学生活的适应性、增强他们对所学专业的兴趣以及提升他们对校园资源的了解方面具有积极作用。然而，“Chemical Bonding”研讨会的独特之处在于它与课程内容紧密结合，为学生提供了更具体的专业指导。通过将研讨会纳入必修课程，学生不仅获得了相关知识，还被鼓励参与这些研讨会，以获取更多的学术资源和职业发展机会。

此外，研讨会的设计还注重教师的参与。通过邀请来自不同领域的教师和研究人员，学生能够接触到更广泛的专业知识，并了解他们在学术和职业发展中的角色。这种教师参与的方式不仅增强了研讨会的吸引力，也提高了学生对化学学科的认同感。研究者还发现，教师的参与程度和讲座内容的安排对研讨会的成功具有重要影响。通过灵活安排研讨会的时间和顺序，研究者能够更好地协调教师的参与，确保研讨会的顺利进行。

在数据分析方面，研究者使用了Mann–Whitney U测试来评估研讨会前后的变化是否具有统计学意义。调查结果显示，学生对化学子学科的熟悉度和理解度在研讨会后显著提高，而他们对这些子学科的重要性与满意度也有所增强。尽管不同子学科的变化幅度不同，但整体来看，这些研讨会有效提高了学生对化学学科的认知和兴趣。此外，研究者还注意到，不同子学科的改善程度与学生在进入大学前的初始认知有关，这表明个性化教学和针对性的研讨会设计对于提高学生的学习效果具有重要意义。

在研究的局限性方面，研究者指出，调查结果主要基于Likert量表的反馈，这可能无法全面反映学生的真实体验。此外，由于学生群体的多样性，研究结果可能无法准确反映所有背景学生的感受。因此，未来的研究可以考虑增加定性分析，以更深入地了解学生在参与研讨会后的具体变化。此外，研究者还提到，他们没有跟踪学生在完成General Chemistry II课程后的长期发展情况，因此无法确定这些研讨会是否对学生的长期职业选择和专业保留率产生影响。

综上所述，“Chemical Bonding”研讨会系列的引入为化学和生物化学专业的学生提供了宝贵的资源，帮助他们更好地理解化学的不同分支学科，并增强他们对未来职业的认同感和满意度。这些研讨会的成功不仅体现在学生对化学子学科的认知提升上，还体现在他们与教师和研究人员的互动中。通过这种形式的研讨会，学生能够获得更全面的学术指导和职业发展建议，从而提高他们的专业适应性和学习效果。未来的研究可以进一步探讨这些研讨会在不同学生群体中的影响，以及如何通过优化研讨会设计来提高学生的长期专业保留率。