應用技術型大學本科生創新能力培養探索
——以分析化學教學為例

王永祥 耿鳳華 徐茂田 瞿鵬

(商丘師范學院 化學化工學院，河南 商丘 476000)

眾所周知，創造能力是科學技術迅猛發展的第一推動力，也是人類文明社會發展進步的內在驅動力。隨著科學技術迅猛發展，知識經濟的更新不斷速變，社會的發展迫切需要具有創新能力和實踐能力的創新人才。提高國民的自主創新能力，關鍵在于擁有大批創造性人才，創造性人才的培養靠教育。因此，大學教育必須重視學生創新能力的培養。只有這樣，學生才能更好地適應社會，服務社會，為社會創造更大的價值。

一、創新能力的內涵

我國學者林崇德認為：“創造力是根據一定的目的，運用一切已知信息，產生出某種新穎、獨特、有社會或個人價值的產品的智力品質。”[1]這說明創新能力產生出來的產品必須具有能夠被他人理解和接受的內在價值或者明確的目的[2]。怎么理解它的新穎和獨特？英國教育家肯·羅賓遜先生認為，創新是產生有價值的原創想法的過程[2]。這個概念對創新的要求較高，只有原創想法才是創新。美國威廉瑪麗學院金慶熙教授認為，創新是在商業、科學以及其他領域制造出有用的、全新的東西，或者將有用的東西變得更好[2]。金慶熙教授對創新的看法逐漸被大眾所認可。事實上，大多數人從事的創新工作主要是在不同學科之間、前人的經驗和現有的經驗之間建立聯系，能夠識別出前人沒有考慮到的聯系，并在此基礎上進行探索研究，并進一步完善已有的知識體系，這是當前科學、技術和醫療領域中大多數“顛覆性”突破成果的共同本質[2]。這意味著創新也可以是在別人成就的基礎上進行再創造。

二、 創新能力的重要性

1.創新能力是人類思維能力的最高層級

美國著名教育家布魯姆(Benjamin Bloom)致力于研究教學目標分類體系，并研發出一套梯狀模型，將人類學習的認知(思維)能力自低到高分為六個不同的層次：知識、理解、應用、分析、綜合、評價。2001年，安德森(Lorin Anderson)等人對布魯姆的目標分類法進一步進行了修正，將人的認知(思維)能力自低到高分為六個不同的層次：記憶、理解、應用、分析、評價和創造(或創新)，如圖1所示。由圖可知，創新能力是人的最高層次的認知(思維)能力。研究表明，創新能力強的學生善于對知識靈活運用和變通，從而更快地將知識進行遷移與拓展。隨著學生創新能力的增強，其思維敏捷性和反應力也得到了提高，不僅能熟練駕馭所學的知識，而且還能運用聯想對比、類比遷移、轉換嫁接等思維方法對一些復雜的科學現象和實踐問題作出合理新穎的解釋，進而觸類旁通，最終內化為自己的創造力[2]。以上說明學生的創新能力是可以通過教授得到提升的。

圖1 安德森認知操作維度教學目標的層次關系圖[2]

2.創新能力是國家和民族綜合實力的標志

進入21世紀，國際經濟競爭越來越激烈，經濟間競爭的核心是人才的競爭。因而只有不斷的增強創新，提高我國生產技術水平，才能在世界強林中擁有自己的一席之地。大學生作為國家建設的主力軍，更應該深刻地認識到時代賦予他們的任務。只有扎實科學文化知識，敢于開拓創新，不斷探索和創造新的成果，才能促進我們國家和民族更加快速全面的發展。

3.創新能力是衡量現代高素質人才的標準

在知識經濟時代，對高素質人才的要求不斷提高。要求高素質人才不僅要具備精深的文化知識，高貴的思想品德，豐富的社會閱歷，敏捷的思維能力，更要有較強的創新能力。當代社會中，創新能力已是衡量現代高素質人才的標準之一。它不僅是社會發展進步的靈魂，也是人才全面發展的隱形內力。創新能力強的學生善于對知識變通應用，從而更快地將知識進行遷移與拓展。應用技術型大學為培養潛在的現代高素質人才，教師在課堂上應切實為學生營造良好學習氛圍，使學生在輕松愉悅的環境中學習，鼓勵學生大膽進行創造性思維活動，培養學生創新能力。

4.創新能力是社會發展和時代進步的動力

習近平指出“要充分認識創新是第一動力。”“科學研究是最具創造性的活動，也是最依賴創新激情的活動。”人類文明的發展史，就是一部創新發展史。創新能力是一種淘汰落后、創造先進、與時俱進的能力。人類社會的發展和進步，在很大程度上體現為人類創新能力的作用，其代表著人類對未來前景和美好生活的神馳和向往，是人類頭腦中潛在的新意念轉化為現實新物質的催化劑。應用技術型大學可以為社會輸送潛在的現代高素質人才，創新能力對應用技術型大學生的成長和未來發展具有特殊的意義，在日常教學中培養學生的創新能力是十分必要的。通過查閱文獻，結合教學實踐經驗，筆者認為，創新能力的培養需要建立在潛在的創新思維、果敢的質疑力、靈敏的觀察力、豐富的想象力、已有的生活實踐經驗之上，通過創設適當的教學情境，選擇有特色的教學方式來實現。力求在分析化學教學中注重培養應用技術型大學生獨立思考能力、分析解決問題能力、價值判斷能力、與他人合作能力以及批判思維、創新思維和創新精神[3]，鼓勵學生革新創造，開拓前進，培養和提高學生創新能力已成為新時代發展的必然趨勢，也是我國新時期高等教育發展的必然選擇。

三、培養應用技術型大學生創新能力的教學策略

學生的創新能力不斷進行提高，不僅能提升學生思維的敏捷度，同時也能更好地塑造學生的個性品質。因此，教師在教學過程中不僅要調整傳統的教學觀念和教學模式，更要采取有效的策略對學生的創新能力進行培養。

1.分析問題導向式實驗教學法，培養學生的創新意識

在傳統教學觀念和教學方式的影響下，很多大學在化學實驗教學中還是采用傳統的“講—做—練”模式，以至于學生對于整個實驗過程缺乏科學的認識和敏銳的想象力，最終導致學生對教材描述的實驗現象和得出的實驗結論進行機械記憶。作為應用技術型大學的教師，筆者在分析化學實驗教學中采用問題導向式教學法，讓學生主動去發現問題，提出問題，果敢作出猜測，制定實驗計劃，自行設計實驗過程，自己探索實驗結論。與傳統的“講—做—練”實驗教學模式相比，我們認為，問題導向式實驗教學法在學生創新能力的培養方面是富有成效的。

2.提供能夠激發學習興趣的學習環境

教師需要為學生營造一種安全并且信任的良好學習氛圍，促進學生在寬松愉悅的環境中學習。美國心理學家尼斯比特(Richard Nisbett)研究表明，當大腦中成千上萬條神經元之間重新搭建生成新的連接的時候，也就是真正的學習發生的時候。新的連接越多，創造性思維的能力就越強。因此，在分析化學教學中，教師應該給學生創造豐富的學習情境，包括形象的舉例、豐富的表情、生動的肢體語言，或者通過繪制各種圖像，展示各種質地、聲音、味道的實物，播放各種視頻來代替抽象的信息，刺激學生多種感官，促使其大腦中數以萬計的神經元不斷形成新的連接，連接越多，高質量的學習越容易發生，包括創造力所需的知識和技能。

3.注重培養學生敏銳的觀察力和大膽的質疑力

分析化學被稱為生產及科學研究的“眼睛”，要求學生具有敏銳的觀察力，只有通過嚴密、細心的觀察才能了解其中的奧秘，從而探索新的知識，把握分析過程中的度。因此，教師在教學中注意告知學生學會觀察、善于觀察。從觀察中發現問題，培養學生的問題意識和創新意識。

在傳統教學模式的影響下，大多數學生不敢質疑教師或者教材等所謂的權威，因此，教學過程中注意培養大學生果斷大膽的質疑能力是十分重要的。在分析化學教學過程中，教師鼓勵學生果敢的提出疑問，學生對于教師的講解和傳授的新知識能夠提出自己的新穎想法和獨特觀點，這樣既能集中學生的注意力，使學生全身心地投入到課堂教學過程中，能調動學生學習的積極性，又能活躍學生的思維。除此之外，提出疑問，還可以激發學生求知的欲望，使得學生充分發揮自己的才能，不斷進行創新和質疑，對于提高學生的創新能力十分有利。

4.基于案例教學，培養學生的創新能力

在分析化學實驗教學中，采用有指導的案例教學，提供真實情境，讓學習者有實際操作與演練的機會，不僅有利于激發學生的學習興趣，培養學習者主動探究知識、主動參與學習活動，學會在情境中觀察、討論、反思，還有利于學生深入理解抽象的理論知識，提高學生分析、解決實際問題的能力，為培養學生的創新能力和實踐能力提供了一個良好的平臺。

通過一個或多個完整案例的分析，幫助學生將學到的基本原理和方法運用到解決實際問題的分析測定工作中，這會使學生達到觸類旁通的效果，對分析化學家解決問題的方式方法有更深的了解，在開展實際的分析工作時才可能順利的遷移應用所學知識解決問題，提高創新能力。

5.提供具有挑戰性和開放式的學習機會

多數大學生已經具備較強的學習能力，愛獨立思考，有自己的思想和觀點，并富于挑戰性，因此，應多給他們提供具有挑戰性和開放式的學習機會。教師可以通過提問和追問的方式給學生創造這樣的機會，并且假設學生能夠回答。例如，教師可以提問：“你選擇這個方案或方法解決問題，有哪些原因呢？還有其他可以參考嗎？”這種提問方式作出的假設是學生對于選擇方法或方案有很好的理由，促使學生積極思考。采用此方法時，問題最好是具有開放性的，提問中運用復數形式鼓勵豐富多彩的回答，讓學生進行頭腦風暴式討論，對同一個、同一類問題，提示學生從不同角度思考，鼓勵學生發散思維，尋找多種解題方案，促進學生自己解決問題，這也是培養學生創新能力的一條有效途徑。

6.設置具有梯度性的問題，提升學生的思維能力

教學中，教師可以通過精心設計一系列的教學活動逐步引導學生學習，使學生具備高階思維能力，包括創造性思維。筆者認為，培養學生創造力的一個非常有效的教學策略是，可以根據布魯姆目標分類法的思維層級，設計具有一定的思維容量、合適的梯度和適宜難度的問題，進行有效的提問。例如，以“一元弱堿的滴定”這一主題為例，教師首先給學生展示微視頻“厲害了，我的國”，講述一些創新故事和中國科技創新，讓學生體會創新給我們生活帶來的便捷和舒適，使企業發展更具活力，讓我們國家實力更加強大，切實培養學生的愛國精神。接著展示三聚氰胺“毒奶粉”事件、“瘦肉精”事件和當前流行的問題(比如污水排放和長春長生疫苗事件)，說明科技運用不當會導致“利，害了我的國”，通過質量監管部門失職的案例，說明“吏，害了我的國”，并使學生正確認識社會現象，清楚黨和國家最高領導人對此類現象的嚴厲批示，培養同學正確的人生觀和世界觀。那么，怎么測定奶粉中的蛋白質含量呢？教師講解凱氏定氮法，首先把樣品中的蛋白質經過前處理轉變為一種一元弱堿: 氨水，然后再用酸堿滴定法測定蛋白質的含量。這樣就把三聚氰胺奶粉事件與酸堿滴定建立關聯，并根據安德森(Lorin Anderson)目標分類法進行如下提問：

(1)記憶：強酸滴定強堿的反應原理是什么？

(2)理解：樣品前處理的目的是什么？

(3)應用：如何選擇滴定所有的指示劑？

(4)分析：對比強酸滴定強堿和強酸滴定弱堿有什么不同。

(5)評價：評價此次強酸滴定弱堿的可信度。凱氏定氮法能否準確測定奶粉中蛋白質的含量。

(6)創新：根據強酸滴定弱堿的相關內容，如何測定食醋中醋酸的含量？

酸堿滴定法是學生分析化學學習中接觸的第一個滴定分析法，是其他滴定分析方法的基礎，由于一元弱酸弱堿及多元酸堿的滴定涉及許多復雜的計算和公式推導，學習時感覺比較枯燥，難以理解。但通過給學生創設真實的問題情境，設置不同思維層次和不同梯度的問題，層層深入，有利于推動問題的解決。通過運用這種策略能夠逐步地培養學生的思維能力，特別是高階思維能力，包括批判性思維和創造性思維。

7.開展項目學習，培養創新能力

在分析化學學習中，教師可以考慮給學生安排項目學習以幫助學生拓展延伸課堂所學的內容。項目學習是以學生為中心，以行動為導向，以項目為載體驅動學生參與的有目的、有意義的實踐活動[3]。通過這種學習方式，學生能夠將課堂的知識學以致用。

項目學習主要依據建構主義理論，該理論認為，學生的學習不是通過教師的知識講解獲得的，而是在一定的情境下，利用必要的學習資源，借助于教師或他人的幫助，由學生自己主動建構知識，強調以學生的能力發展為本，不僅關注知識的掌握，同時關注學習策略和分析問題，解決問題的思路的掌握。所以，在項目學習中，最重要的不是完成的任務結果，而是完成項目過程中學生自主構建知識體系并創新的過程。

在新時期高等教育的要求下，應用技術型大學分析化學專業教師要與時俱進，以每個學生的全面發展為基準，根據不同的教學內容，鼓勵學生自主創新，從多個角度開發學生的創新思維，培養學生的創新能力。