培養大學生創新意識和創新能力：《工科化學》 課程教學的探索與實踐

陳祥迎 蔣英 邱治國 朱燕舞

摘要：培養大學生創新意識和創新能力是當前高校教學的重點。作為高等工程教育中實施素質教育的必備課程，《工科化學》可以通過持續的教學的探索與實踐，包括宣傳創新、提高意識；課堂講授、培養興趣；實驗操作、優化理論；科研訓練、能力提升等環節，有效增強大學生的創新意識、能力與水平。

關鍵詞：創新意識；創新能力；《工科化學》；課程教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）13-0201-02

《中國制造2025》提出，堅持“創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本”的基本方針，并提出了宏偉的戰略目標：到中華人民共和國成立一百年時，綜合實力進入世界制造強國前列，從而突顯了“科技是第一生產力，創新是第一驅動力”的重要性。顯然，要想實現中華民族偉大復興，必須從國家發展全局的高度，集中力量推進科技創新。高等學校的首要任務就是培養人才，尤其是在當前世界格局（人工智能化成為未來發展方向）下，只有培養出大量具有優良創新意識和創新能力的大學生，才是一切教學工作的出發點和落腳點。

一、培養大學生創新意識和創新能力的重要性

創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。唯有不斷地創新，才能實現偉大的“中國夢”。大學是人才培養的基地，其著眼點是大學生創新意識和創新能力的培養與提高。而我校作為一個工科特色見長的院校，大部分畢業生直接進入企業，從事實際的工業生產，因此更應該突出培養學生的創新意識和創新能力。在學校期間筑牢創新的根基，相信可以使得學生受益終生。

目前，我校在培養大學生的創新創業等方面提供了諸多的途徑和方式，做出了大量的努力。例如，在大一下學期，學生們都可以參加科研訓練，由相關的指導教師提供研究方向或課題，讓學生利用圖書館的各類資源查閱資料，進而形成科研文獻的匯總；而在大二下學期，則延續該科研課題，提出科研方案，制定技術路線，最終撰寫科研申報書。利用這類申報書，學生們就可以去申報學?；驅W院設置的各類院級、校級、省級或是國家級創新/創業項目。當然，學校在培養學生雙創能力方面還有其他途徑和方法（既有規定動作，又有其他靈活方式），但是只要是按照這套培養流程完整走下來，每個在校大學生都可以得到良好的創新啟發和訓練。

二、《工科化學》課程對于培養大學生創新意識和創新能力的作用

《工科化學》課程是我校面向非化學化工類專業開設的一門大一年級的公共基礎課，該課程作為高等工程教育中實施素質教育的必備課程之一，是化學與工程技術間的橋梁。目前許多非化學化工類學生對于該門課程普遍存在重視程度不夠、學習興趣不高等問題，造成的原因是多方面的，主要還是認為《工科化學》課程與他們后續的專業課程關聯性小，在以后的工作中用到的幾率不大。但是，他們的這些觀點是淺薄的，原因如下：我校的非化學化工類專業大體上可以分為兩類，一類是近化學化工專業，如金屬材料、勘察等，另一類屬于遠化學化工專業，如車輛工程、材料成型、土木工程、建筑環境、水利工程、機械設計、飛行器、能源動力等。當然，金屬材料、勘察等專業是與《工科化學》課程相關性較大的，能夠為該類專業的后續發展提供較大化學知識支撐；即使是對于那些遠化學化工專業，《工科化學》課程亦可以為長遠發展提供幫助，因為我們知道，當今學科的發展都是綜合的、系統的，而不是孤立的、單一的，他們都是或多或少與化學化工相關聯的。比如，車輛工程專業也是分秒離不開化學化工知識的，包括發動機的材質、汽車外漆、橡膠輪胎、鋰電池動力設備等。

三、《工科化學》教學過程中培養大學生創新意識和創新能力的探索與實踐

在《工科化學》教學過程中，不斷培養大學生創新意識和創新能力，可以從以下幾個方面著手實施。

1.宣傳創新，提高意識。在《工科化學》教學過程（包括理論和實驗部分）中，適時地向學生們宣傳與介紹創新意識與能力的重要性，使其充分理解創新的內涵，無時不在，無處不在，不管是哪門大學課程，都應該認真對待，積極學習，在學習中不斷積累個人能力和知識，進而提高個人的創新責任感和歷史使命感。特別是，針對非化學化工類專業學生，重點要強調《工科化學》課程的重要性和承上啟下的作用，從思想意識上扭轉學生以往不正確的思維，明確該課程在未來創新創業過程中所擔任的重要角色。

2.課堂講授，培養興趣。課堂講授是教師直接面對學生，能夠給他們留下主觀印象的重要環節。在教學過程中，如何將枯燥、乏味的理論知識與實踐結合起來是難點。如果這點能做得好，那么對于培養學生的學習興趣、提高創新意識將是大有裨益的。在多年的課程教學過程中，我們發現理論聯系實際原則是解決這一難題的有效途徑。以碳材料為例來說明這一原則的具體運用：若提及碳的同素異形體，大一年級的學生通常給出的答案是石墨和金剛石。但是，實際上答案可以擴展到石墨、金剛石、C60、石墨烯、碳納米管、非晶碳等情形，這樣就可以提起學生的聽課興趣。然后，結合雜化軌道理論章節，可以將課本上常見的sp、sp2、sp3等雜化類型，擴展到當前全世界范圍內科研關注的熱點石墨烯，通過分析其結構特點，從而闡述其獨特而優異的性能與應用。

3.實驗操作，優化理論。實驗操作是化學學科的重要環節之一，通過該環節可以有效驗證并優化已學理論知識，做到理論聯系實際。若要提升實驗操作的效率，通常要遵循如下程序：實驗預習—課堂操作—實驗報告—問題分析。學生在實驗之前要完成預習報告，搞清楚實驗的目的和操作流程等，可以通過提問等方式加以督促，否則就失去了實驗的意義；在具體操作過程中，要嚴把實驗操作、數據記錄等環節，加強過程管理，防止學生流于形式，濫竽充數；要求個人獨立完成實驗報告，杜絕相互抄襲等現象；在撰寫報告時，要與所學理論知識內容進行掛鉤，通過實驗進行驗證并實現有效優化的目的。例如，在進行醋酸濃度及電離平衡常數測定的實驗中，要求學生熟悉堿式滴定管、pH計的使用方法，并能夠通過計算求解電離平衡常數；同時，通過實驗可以加深對于稀釋定律的理解和掌握。

4.科研訓練，能力提升。通常，學校都會設置各類校級、省級或國家級創新/創業項目，相對于上面所講述的三個方面，這些科研訓練屬于更高一個層次的范疇，涉及一系列的工作，包括申報課題、調研文獻資料、設計實驗方案、實施研究活動、總結研究成果、撰寫科學論文等。如果學生真正用心去完成科研訓練項目，那么他們的科研收獲將是非常多的，尤其是能夠培養出基本的科研能力，為以后從事相關領域的科研工作奠定較好的基礎。

總之，培養大學生創新意識和創新能力是當前高校的重點之一，也是提高綜合素質的有力支撐。通過教學的探索與實踐，《工科化學》課程也是大有作為的，主要體現在宣傳創新、課堂講授、實驗操作和科研訓練等環節。

參考文獻：

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