結構化學教學與學生創新思維的培養

張慶武

摘 要：在結構化學教學中結合當代大學生思維特點，有針對性開展教學活動。探討了采用介紹相關科技發展史、科學家生平、邏輯思維方法、最新科技進展等方法來提高教學效果與大學生創新思維能力的培養。

關鍵詞：結構化學；創新思維；教學實踐

結構化學是大學本科化學類等專業必修課，是傳統的四大化學之一。課程中涉及較多的數學、物理知識，本科生經歷了兩年的大學學習后，盡管已經掌握了必要的數理知識，但運用它們解決具體問題還是感到無從下手。另外，結構化學描述的微觀世界與學生的切身體驗相距甚遠，因而，多數學生感到結構化學虛無縹緲，非常難學，甚至望而卻步。如何提高學生們學習結構化學的興趣，提高教學效果，進而培養學生們的創新思維擺在教師面前。在難懂難學的背后，結構化學內容豐富，囊括了人類對微觀物質世界的探索與認識，充滿哲理與邏輯，這些又是提高學生學習興趣，提高學習效果，培養學生創新性思維的好教材。

生活在手機時代的當代大學生，在經歷了十幾年左右的應試教育后，自身許多優點，如：計算機知識豐富，接受能力強，記憶好等，但往往缺乏實踐經驗與各類具體現實生活的體驗，甚至從有的學生處了解到他們在初、高中的教育中幾乎沒有實驗課，幾乎沒有體育課，整個初、高中階段是背、背、背……，從標準答案到標準答案。在學生多年形成的思維定勢中，往往是網上或其他處找標準答案，一但找不到，便一片盲然，不知如何下手，將問題留待老師處理。他們缺乏聯想與想象，更缺乏批評與挑戰的精神與能力。因此，培養他們的創新意識與創新能力對于他們的成長與國家未來的意義極為重大。

針對當代大學生的這些特點，在結構化學教學實踐中，特別強調介紹理論知識的淵源歷程。在結構化學第一章量子力學基礎知識中講授光子學說時，我較為詳細地給學生們介紹人類對與光本質的認識過程，從波動說到粒子說，從粒子說到波動說，再到光的波粒二象性。通過這樣的講授，向學生們明確展示，實踐是檢驗真理的唯一標準，正確認識的時代性與階段性，客觀世界內在的和諧與美。告訴他們實驗的重要性，數學語言在表述實驗結果的重要性，批判精神與挑戰精神的重要性。其次，堅持學以致用的原則，給出理論問題的實踐背景。在講授到黑體輻射等內容時，如果照本宣科地講授，既不能引起學生的興趣，又不能在創新思維能力培養方面給學生以幫助。為此，我在教學時，首先盡可能地將理論的實踐背景知識告訴他們，例如：介紹黑體輻射能量分布曲線研究的時代背景，19世紀中葉人們對星體表面測溫、工業上高溫測量的實際需求等，有必要對輻射能量按波長分布的函數曲線與溫度的關系進行詳盡的研究。告訴他們理論問題的產生與其研究目的往往都為實際問題服務的，避免學生對理論問題的枯燥感與抽象感，增加他們學習興趣。再次，適當介紹偉大科學家的生平事跡及科學發現過程，使學生在獲得知識的同時，得到人文的熏陶和邏輯思維的訓練。例如：講授物質的波動性時，向學生們介紹德布羅意的研究與求學經歷，指出物質波動性的假設是在他的博士論文中提出的，鼓勵本科學生不滿足現階段的學歷層次，為進一步提升自己的學歷層次努力學習。最后，在每一章節授中及授完后，重點強調將其中涉及到的邏輯思維方法，例如：德布羅意物質波的理論研究中用到類比法，斯萊特估算屏蔽常數法是歸納法，以增加學生的創新性思維培養。

將最新科技成果與結構化學的教學緊密結合也是培養學生創新性思維能力很重要的方法。例如：在講授箱中粒子薛定諤方程及其解這一章節時，不僅僅是停留在書中內容。在完成理論部分講授后，引導學生思考：現實中哪些物質具有一維勢箱中粒子運動的特征？在此討論的基礎上，給出聚乙炔的共軛鏈狀結構。按共軛電子可在分子鏈內自由移動的特點，引導學生與金屬導體導電現象進行聯想對比，進而向學生提問：聚乙炔是否導電？由此給出導電高分子的發現、理論和最新進展。

科技發現、發明本身是創新性思維的結果，在結構化學教學中將理論的產生及發展的背景知識，尤其是其中的思維過程介紹給學生是培養他們創新性思維的最好案例。最新的科研成果因具有當代特性更能引起學生的共鳴。總之，大學生的創新性思維的培養，不是簡單的思維訓練課程能完成的，而是體現在點點滴滴的日常教學中，尤其是基礎理論課的教學實踐里。亡羊補牢，未為晚也。大學生創新性思維的培養，在大學階段還是應該有所作為的，如何通過基礎理論課的教學更好地提高大學生的創新性思維能力是當代國內高等教育者的永恒主題。

參考文獻：

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（作者單位：中國礦業大學（北京）化學與環境工程學院）