在化學實踐教學中如何培養學生的創新能力和科學素養

摘要: 本文作者結合大學化學學科特點和多年教學經驗，從多方面分析了制約當今化學系學生創新能力發展的因素，并討論了如何在化學實踐教學中培養和提高大學生的創新能力和科學素養。

關鍵詞: 化學實踐教學創新能力科學素養

胡錦濤總書記在十七大報告中提出:“提高自主創新能力、建設創新型國家。這是國家發展戰略的核心，是提高綜合國力的關鍵。”中共中央、國務院在《關于深化教育改革、全面推進素質教育的決定》中也提出:“高等教育要重視培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神，普遍提高大學生的人文素養和科學素質。”[1]創新能力和科技素養不僅是科技進步、科技創新的動力和基礎，而且是與科學技術進步發展相適應的時代素質。培養和提高大學生的創新能力和科技素質，是高校培養學生整體素質的重要內容。化學是一門研究物質的組成、結構、性質和變化規律的科學，同時也是自然科學中非常重要的基礎學科。化學的發展史滲透著創新方法和創新精神等許多豐富的創新教育內容。現代高新技術，特別是新材料技術、新能源技術的發展都與化學密切相關，甚至可以說是化學科學的創新應用和發展[2]。所以，化學教學對培養學生創新意識和創新能力具有得天獨厚的優勢。大學化學具有很多學科特點。筆者結合本學科特點、多年的實踐教學經驗和我系采取的一些措施，就如何在化學實踐教學中培養學生創新能力、科學素養談一些認識，敬請同行斧正。

1.學生創新能力、科學精神的培養現狀和制約因素

我國的基礎教育水平較高，但是到了高等教育階段，有些學生缺乏創新的興趣、欲望、意識和毅力，創新思維與創新能力低弱，出不了成績[3]。這種現象在我國高校中普遍存在，在我院也很突出。這種結果的產生，既有中學應試教育的原因，又有高校機制的原因。

1.1中學應試教育的影響。長期以來，我國中學教育始終擺脫不了“高考指揮棒”的影響。教學采取理論為主，實踐教育為輔，即使是以實驗為主的化學、物理等學科也存在這種現象，結果造成學習與實際嚴重脫節。在這種情況下，學生學習的目的就是為了分數。為了得到高分，有些學生不惜采取題海戰術，而很少參加課外活動和實踐活動。這就嚴重制約了學生的自主思考和創新的能力的發展。學生進入高校后，這種長期養成的學習習慣和學習動機使他們仍只注重理論學習，而忽視了實踐學習，從而喪失了大量鍛煉和培養創新能力、科學精神的機會。

1.2課程體系與教育模式的影響。高等院校化學系的課程安排雖是理論與實驗齊頭并進，但實驗課仍以驗證性實驗為主。這樣的實踐教學，雖然培養了學生的動手能力、科學認真的精神，但學生往往存在迷信權威、迷信書本，做實驗照方抓藥，不主動思考，遇到實際問題無從下手的現象。高校所開具體實驗往往與實際生活聯系不太緊密，這讓學生感覺很多實驗并不能運用于實踐，甚至覺得做實驗沒有太大的意義，存在敷衍心理。這樣的課程體系和教學模式往往激發不了學生的學習興趣，從而也制約了學生創新能力和科學精神的培養和發展。

1.3科學研究意識與氛圍的影響。如今，大多數高校的科研項目主要依靠教師、研究生來申請完成，很少吸納本科生參與項目研究，化學實驗又往往有一定的危險性和藥品儀器的消耗性，所以，項目負責人一般不愿用經驗欠缺的本科生，這使本科生沒有機會了解和接觸實際科研工作。這樣學生在思想上就會覺得科研很神秘、很深奧，應該都是具有很深造詣的專家、學者研究的，從而產生了對科研的畏難情緒，也就制約了學生創新能力、科學精神和素養的養成和發展。即便是本科生畢業課題設計，因研究性化學試驗往往耗時較長，結果可預見性較小，而本科生畢業課題設計時間又較短，所以往往是由教師設計好實驗方案，再由學生來執行方案操作，教師沒有讓學生真正地參與試驗設計和改進，使學生無法體會到創造的樂趣。面對這樣的狀況，學生只會敷衍搪塞，科研探索的積極性、創造性與主觀能動性很難被充分調動起來。

2.化學系學生創新能力、科學精神培養的主要途徑

我系在響應學院各項政策的情況下，結合本學科的特點，在培養學生創新能力、科學精神和素養的努力下，進行了以下幾點改革。

2.1建立一支教學水平高、科研實踐能力強的雙師型教師隊伍。培養學生的創新能力、科學精神和素養，雙師型教師隊伍建設是關鍵[4]。教師是學習者與學習對象的中介和橋梁，對學生的影響極大。教師如果具有崇尚創新、追求創新的觀念、意識和勇于創新的精神，又是優秀的科研實踐工作者，且在本學科具有一定造詣，那么其在教學的過程中就會不斷吸收新知識、新信息，進行分析加工，并加以利用與創新，實現知識結構的現代化。這樣的教師不僅能把成熟的理論教給學生，而且會把所教知識的最新成果和學術界研究熱點隨時融入教學內容，讓學生感到科研并不神秘。此外，科研實踐能力強、科研成果多的教師，思維敏捷，視野開闊，科研前瞻性強，具有很大的號召性和凝聚性，在教學過程中容易使學生產生尊重和崇拜的心理，在這種心理作用下學生更容易激發學習的自主性、能動性和對科研的熱情。在教師的引導和激發下，學生也會產生崇尚創新、追求創新和勇于創新的精神。我院已實行教師科研工作量考核辦法，多渠道地鼓勵和支持教師進行科研工作，獎罰并用，最大限度地鼓勵和鞭策教師多搞科研。

2.2積極改革現行課程體系與教育模式。化學實驗課是在學習完理論課后，結合理論內容開設的。這樣學生既可以鞏固理論內容，又可以理論聯系實際，用理論來指導實際，在具體實驗過程中遇到特殊問題再用理論去解釋。但這樣的方式也容易造成學生迷信書本知識，在實驗過程中不思考，不積極主動地發現問題、解決問題，從而制約了創新能力的發展。但這些實驗內容又非常必要，為了發揮這些實驗的優點、克服其缺點，我系要求教師在講解過程中，不僅要把實驗理論講解透徹，而且要加入所做實驗與實際生活、生產的聯系和在生活、生產中的應用實例，并要把與所做實驗有關知識的最新成果和學術界研究熱點和現狀融入到教學內容。我系還要求學生在寫出實驗報告的同時還要寫出與本實驗有關的實際應用實例或與本實驗內容有關的學術研究現狀。這讓學生感到理論、實踐、實際生產生活和科研之間緊密聯系，充分調動了學生學習、實驗的積極性、能動性，避免了實驗照方抓藥的被動現象。在采取以上措施的同時，我系的實驗課還在每一章實驗結束后加入了與實際生活聯系緊密的、與本章實驗內容相符的、由學生自己設計的設計型試驗。在設計型實驗課中，教師在上一節課中劃出一定的范圍，讓學生課后對感興趣的題目通過查資料，設計出具體的實驗方法、實驗步驟，并推出有關的計算公式。到實驗室后，教師不再講解，也不過多地指導學生實驗，完全由學生根據自己的設計去做實驗。在實驗過程中，如學生遇到問題，教師一般不作具體回答，只是啟發性地提幾個問題引導學生去主動思考，從而達到解決問題的目的。通過這樣的方法，筆者發現學生做實驗的積極性和信心大增，而且無論在課后還是在實驗課中，學生都能主動思考、主動解決問題、積極動手做實驗。我系學生課后經常幫助家鄉親友、廠礦企業和其他系同學解決一些實際生活生產中遇到的環境檢測、產品分析等方面的問題。這樣的課程體系與教育模式的改革，不僅提高了學生參與實踐教學積極性、自主性，而且對培養學生的實踐能力、創新能力和提高科學精神與素養都起到了很大的促進作用。

2.3營造校園科研氛圍，吸納本科生參與科學實踐研究項目。科學研究的生命力在于不斷創新。創新能力和科學精神的培養需要良好的創新氛圍，營造一種創新性的校園文化是培養創新人才的精神基礎。我校科研處為創造良好的校園科研氛圍，從2005年特意為我校低職稱年輕教師成立了青年科研基金項目，以達到在校教師人人有方向、人人有科研項目，從而形成了校園濃厚的科研氛圍。我系在大多數教師有科研項目和經費的情況下，鼓勵項目主持人在進行科研項目時吸納學生入內，給吸納學生入內的教師補貼，有效地推進了學生科研實踐活動順利地開展。教師從選項、立項、執行到最終成果等方面給參與的學生全程的指導，通過項目執行的全程參與，學生在教師的言傳身教與溝通探討中拓寬了視野，獲得了前沿知識，掌握了經典實驗方法，不僅迅速、全面、正確地掌握了科研基本方法和步驟，接受了科研技能培訓，而且科研思維、科研方法和實際動手能力均得到了進一步的鍛煉與提高，取得了良好的效果。

我院設立了科研專項基金，保護與開發學生科技創新潛能。為保護與開發學生科技創新潛能，鼓勵學生的原始創新性研究與開發，自2006年起我院在校級科研項目類別中增設了“大學生科技創新”科研基金項目，從全年科研經費中劃撥出一定數額的專項經費作為啟動資金，制定了專門的基金管理辦法與經費使用條例。我校還從大學生挑戰杯創業計劃大賽等全國、全省和專業科技競賽等參賽項目中按擇優原則篩選出有潛力的項目進行資助與培育，同時按基金管理與使用條例對項目的進展、執行、成果、經費使用和教師指導情況進行全程監督管理，從中評出優秀項目給予獎勵。通過親自主持科研項目，學生鞏固深化了專業理論知識，培養和鍛煉了實際操作能力與組織協調能力，提高了創新興趣，激發了創新欲望，創新意識與創新性思維也得到了進一步發展。

2.4加強學術交流，營造學術氛圍，鼓勵學生參與學術報告。學術交流和學術報告活動也是培養創新人才的重要手段。我系邀請國內外的專家、學者和知名校友，圍繞國際國內新的科研成果、前沿問題和學生感興趣的知識領域舉辦學術報告會、專題討論會或科技宣傳活動。這樣一方面開闊了學生的視野，強化了學生的信息意識，使其形成了敏銳的信息觸覺和感知能力，進而形成了創新思維方式，另一方面在校園中營造了濃郁的學術氛圍，讓學生時刻感受到創造性思維的激勵和科技創新的鼓舞，激發了學生進行科研和創造發明的熱情。

我系在邀請知名專家的同時，還定期要求每一位教師把自己研究的科研方向有關的研究現狀、發展前景、所做工作和取得的成果向學生匯報。這樣學生就有科研工作就在身邊、不再神秘的親切感覺，從而激發了參與科研的熱情。在學生之間，我系要求開展一些簡單的學術報告，學生是主體，讓他們親自去查一些比較熱門的研究方向，總結出此方向研究現狀，并作出匯報。通過親身參與內容廣泛的學術報告和豐富多彩的科技文化活動，學生置身于百家爭鳴的學術氣氛中，有利于其各方面的發展;不同思想方法和學術流派的分析比較、耳聞目睹知識的日新月異，有利于學生創新意識和科學精神的養成。

2.5走產、學、研相結合道路，在實踐過程中激發創新意識。化學系學生所學知識是和實際生活和生產密切相關的。學生如能在實際生活生產中運用到所學知識，這無疑會激發學生極大的學習興趣;如再遇到用現有知識解決不了的問題時，學生積極查資料、互相探討和摸索，這樣就會拓寬學生視野，培養他們的科學合作精神增強他們的創新的欲望和能力。我系在平時教學的同時，積極與我市工廠企業、質檢部門聯系，達成友好合作關系，教師定期帶學生到各單位參觀實踐，在暑假實踐或畢業實習中學生也可以到他們單位實習。我系通過走產、學、研結合道路，充分利用了學院、企業及社會各界的教育資源，加強了理論聯系實際、社會調查、生產實習等實踐性教學環節，更好地調動、鼓勵、引導學生運用知識，大膽創新。

培養具有創新意識、創新精神和能力、科學精神的應用型人才，是我國現代化建設對高校教育提出的緊迫而艱巨的任務，整體性地培養學生的科學精神、層次性地開發學生創新能力是完成這一任務的重點。

參考文獻:

[1]唐淼.科研實踐是培養大學生科技素質的有效途徑[J].世紀橋，2007，(8):111-112.

[2]郭正祥.化學教學中學生創新意識與創新能力的培養[J].湖南師范大學社會科學學報，2001，30，(5):228-229.

[3]盧寶祥.我國大學生創新能力低弱成因分析[J].高教論壇，2003，(6):76-78.

[4]張蘭玲，張志剛.論高職學生科學精神的培養與創新能力的開發[J].中國成人教育，2002，(4):18-19.

基金項目:河南省教育廳自然科學基金(2008B150024)