结构化学教学与学生创新思维的培养

张庆武

摘 要：在结构化学教学中结合当代大学生思维特点，有针对性开展教学活动。探讨了采用介绍相关科技发展史、科学家生平、逻辑思维方法、最新科技进展等方法来提高教学效果与大学生创新思维能力的培养。

关键词：结构化学；创新思维；教学实践

结构化学是大学本科化学类等专业必修课，是传统的四大化学之一。课程中涉及较多的数学、物理知识，本科生经历了两年的大学学习后，尽管已经掌握了必要的数理知识，但运用它们解决具体问题还是感到无从下手。另外，结构化学描述的微观世界与学生的切身体验相距甚远，因而，多数学生感到结构化学虚无缥缈，非常难学，甚至望而却步。如何提高学生们学习结构化学的兴趣，提高教学效果，进而培养学生们的创新思维摆在教师面前。在难懂难学的背后，结构化学内容丰富，囊括了人类对微观物质世界的探索与认识，充满哲理与逻辑，这些又是提高学生学习兴趣，提高学习效果，培养学生创新性思维的好教材。

生活在手机时代的当代大学生，在经历了十几年左右的应试教育后，自身许多优点，如：计算机知识丰富，接受能力强，记忆好等，但往往缺乏实践经验与各类具体现实生活的体验，甚至从有的学生处了解到他们在初、高中的教育中几乎没有实验课，几乎没有体育课，整个初、高中阶段是背、背、背……，从标准答案到标准答案。在学生多年形成的思维定势中，往往是网上或其他处找标准答案，一但找不到，便一片盲然，不知如何下手，将问题留待老师处理。他们缺乏联想与想象，更缺乏批评与挑战的精神与能力。因此，培养他们的创新意识与创新能力对于他们的成长与国家未来的意义极为重大。

针对当代大学生的这些特点，在结构化学教学实践中，特别强调介绍理论知识的渊源历程。在结构化学第一章量子力学基础知识中讲授光子学说时，我较为详细地给学生们介绍人类对与光本质的认识过程，从波动说到粒子说，从粒子说到波动说，再到光的波粒二象性。通过这样的讲授，向学生们明确展示，实践是检验真理的唯一标准，正确认识的时代性与阶段性，客观世界内在的和谐与美。告诉他们实验的重要性，数学语言在表述实验结果的重要性，批判精神与挑战精神的重要性。其次，坚持学以致用的原则，给出理论问题的实践背景。在讲授到黑体辐射等内容时，如果照本宣科地讲授，既不能引起学生的兴趣，又不能在创新思维能力培养方面给学生以帮助。为此，我在教学时，首先尽可能地将理论的实践背景知识告诉他们，例如：介绍黑体辐射能量分布曲线研究的时代背景，19世纪中叶人们对星体表面测温、工业上高温测量的实际需求等，有必要对辐射能量按波长分布的函数曲线与温度的关系进行详尽的研究。告诉他们理论问题的产生与其研究目的往往都为实际问题服务的，避免学生对理论问题的枯燥感与抽象感，增加他们学习兴趣。再次，适当介绍伟大科学家的生平事迹及科学发现过程，使学生在获得知识的同时，得到人文的熏陶和逻辑思维的训练。例如：讲授物质的波动性时，向学生们介绍德布罗意的研究与求学经历，指出物质波动性的假设是在他的博士论文中提出的，鼓励本科学生不满足现阶段的学历层次，为进一步提升自己的学历层次努力学习。最后，在每一章节授中及授完后，重点强调将其中涉及到的逻辑思维方法，例如：德布罗意物质波的理论研究中用到类比法，斯莱特估算屏蔽常数法是归纳法，以增加学生的创新性思维培养。

将最新科技成果与结构化学的教学紧密结合也是培养学生创新性思维能力很重要的方法。例如：在讲授箱中粒子薛定谔方程及其解这一章节时，不仅仅是停留在书中内容。在完成理论部分讲授后，引导学生思考：现实中哪些物质具有一维势箱中粒子运动的特征？在此讨论的基础上，给出聚乙炔的共轭链状结构。按共轭电子可在分子链内自由移动的特点，引导学生与金属导体导电现象进行联想对比，进而向学生提问：聚乙炔是否导电？由此给出导电高分子的发现、理论和最新进展。

科技发现、发明本身是创新性思维的结果，在结构化学教学中将理论的产生及发展的背景知识，尤其是其中的思维过程介绍给学生是培养他们创新性思维的最好案例。最新的科研成果因具有当代特性更能引起学生的共鸣。总之，大学生的创新性思维的培养，不是简单的思维训练课程能完成的，而是体现在点点滴滴的日常教学中，尤其是基础理论课的教学实践里。亡羊补牢，未为晚也。大学生创新性思维的培养，在大学阶段还是应该有所作为的，如何通过基础理论课的教学更好地提高大学生的创新性思维能力是当代国内高等教育者的永恒主题。

参考文献：

[1]郝玉业.试论大学生创新能力的培养[J].中国高教研究，2000，（1）：73-74.

[2]简世德.试论大学生创新思维的培养[J].中国高教研究，2000，（10）：32-33.

[3]陈佑宁.结构化学教学中创新教育的思考与实践[J].广东化工，2013，40（15）：218-219.

（作者单位：中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院）