创新能力导向下的工科化学教学体会

摘要： 本文作者以培养工科学生的创新能力为基础，通过引入设计性实验、增加课堂教学中的感性成分、实时适度联系热点问题等教学方法，不仅激发了学生学习化学的兴趣，培养了学生的动手能力、创新意识，而且强化了学生将所学化学知识服务于社会的责任感，收到了良好的教学效果。

关键词： 工科化学课堂教学 创新思维 教学实践

1.前言

不少工科学生在学习化学时非常看重做习题和背分子式、定义、定理等，而对蕴含在定义、定理内的深刻含义并不重视，学得过于死板，对所学知识兴趣不浓厚等后果。如何解决这些问题，根据个人的思考和教学实践，笔者有如下体会。

2.增进工科学生创新思维的几点做法

2.1增加实验课程设计的比重

在进行课程实验时，一定数量的验证性实验是必要的，但是插入一定分量的设计性实验更为重要。在进行验证性实验时，所需要的仪器和实验手段是实验指导书上说明的，实验步骤也说得清清楚楚。在这种机械化、程式化的培养模式下，学生仅有的一点好奇心和创新也会被抹杀掉，更不用说增进和提高学生的创新能力了。

为此，笔者在有机化学实验中增设了设计性实验“自制密度管测定相对密度”。该实验将玻璃加工技术基本操作训练，如玻璃管的截断、熔光、熔封处理，与具有一定独立功能的化学微型仪器或装置的设计及后续物理常数的测定联系起来，在我校矿物加工专业试行，取得了很好的教学效果。

经过这次设计性实验的实践，笔者感到有必要让学生知道在大学课堂里至少应该有两种不同的学习，其中常见的一种学习就是学习前人的经验。在设计性实验中的“学”和常见的“学”有较大的不同，因为学生不但要学习基本原理，还要进行“工作”，如玻璃管的截断、熔光、熔封处理，而且经过如此处理的最终“产品”密度管还要具有特定的功能，这样的实验对培养学生的严肃、严密、严格的“三严”作风很有益处。学生亲手加工的东西最后要满足后续实验的需要，要具有一定的精度，而不能随心所欲地进行艺术设计，因而是严肃的；在实验过程当中学生要考虑安全性、经济性和可操作性，因而是严密的；做了这样的实验后，要撰写实验报告，他人根据该报告的内容能够复现实验人的工作，因而这种训练又是严格的。这种训练对学生养成良好的学习习惯和日后良好的工作态度都是很有必要的。另外，从经济和环保角度来看，这种实验既缓解了经费不足的问题，又很容易废物利用，非常符合绿色化学的需要和趋势。

2.2增加课堂教学中的感性成分

工科学生一般都安排有金属工艺实习、认识实习、生产实习和毕业实习，但这些实习除金属工艺实习外都是专业实习，一般都是由学生所在系部的本专业教师指导，往往难以顾及基础课内容在现场中的应用，而且实习和课堂教学往往不在同一教学环节中。笔者体会到，如果在基础课程教学中适当穿插一些到现场的参观或播放一些与课堂教学内容相关的录像，就会收到很好的效果。

笔者在讲授普通化学课程时，为了让学生了解重金属盐对人们日常生活和工业生产的影响和重要性，曾带领学生到学校的蒸汽锅炉房参观。经过实地参观，学生了解到自来水在加热时产生的水垢就是重金属盐，如果不对进入锅炉中的自来水进行预处理，所产生的水垢就会严重影响锅炉的传热效率，影响锅炉的工艺参数，因而就会影响蒸汽的正常生产，所以就有离子交换树脂装置对自来水进行预处理。

笔者在给学生讲解胶体方面的知识时，为了激发学生的兴趣，在上课开始的几分钟时间里先让学生想想日常生活中见到过的哪些东西是胶体？学生说出了墨汁、泥浆和大雾等。紧接着根据学生的回答，笔者让学生仔细想想科学史上有什么重大发现与胶体有关？在学生感到迷茫和困惑时笔者提到威尔逊云雾室的科学故事，并利用多媒体设备展示图片给学生看；并在讲解的最后进行总结，告诉学生这样的道理：随着科技的发展，化学不仅仅是单纯地从物理学中“索取”，利用以物理学为基础的分光光度计、核磁共振仪、高分辨率扫描电镜等现代化设备和仪器，而且化学同样是“无私”的，它也反过来为物理学和其它学科的发展提供物质和理论支持，这样就潜移默化地使学生亲身感受到化学学科的重要性。

2.3实时适度地与国际的热点问题联系起来

新时期的大学生除了要掌握必要的专业知识、技能外，而且要有国际化的视野，还要有为社会做奉献和服务当今社会的理想。当今社会的几个重大话题，如温室效应、大气污染、低碳经济等都与化学有深刻的联系。在讲到相关课程的相关内容时，笔者都提到这些热点问题，并告诉学生发展新的工艺、合成新的产品、开发新的化学产品的生产模式都可能为如上问题的改善作出贡献，同时提到美国前副总统戈尔对世界范围内温室效应问题的关注和他为此付出的努力，以及他获得诺贝尔和平奖的事实。最后，笔者会非常严肃地告诉学生，如上问题是全球性的，我国人口众多、人均资源匮乏，我们更有必要运用我们所掌握的知识，创造性地为上述问题的解决创造条件。

3.结语

课堂教学不是孤立的，课堂教学活动不是一维的直线，也并非是二维的平面，课堂教学应该是三维的，是丰富多彩的。在工科化学课堂教学中恰如其分地引入设计成分、感性思维和热点问题，会对活跃课堂教学气氛、增强学生学习的主动性和积极性、改善教学效果产生良好的作用。

参考文献：

［1］郑传明，吕桂琴.物理化学实验［M］.北京：北京理工大学出版社，2005，第1版：82-83.

［2］曾昭琼，曾和平等.有机化学实验［M］.北京：高等教育出版社，2005，第3版：29-33.

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