“创新思维”的培养——基于化学类专业课实践教学改革新模式的探索

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教学改革与探索
本科生创新思维和创新能力的培养是高等教育的任务，也是高校推进全面素质教育的核心。

[1]完成这一任务，需要建设合理完善的理论知识传授体系，也更需要建设适当、适时、高效的实践教学体系，使其对理论知识体系的建设起到补充和完善作用。

教学实践表明，实践教学已成为将知识传授、能力培养和素质提升融为一体的最好教学环节之一。

经过多年建设，作者所在学校的化学类实践教学体系已较为完善，但随着时代的发展，残酷的就业和升学深造竞争也正逐步对其效用提高要求。

因此，如何更加合理地组织现有实践教学形式，引入新的实践教学模式，从而更大程度地发挥实践教学环节的在本科生创新思维和综合素质培养方面的效用，需要更多、更广泛的探讨。

一 现状分析
作者所在学校现有化学实践教学体系主要由课
程实验、实习、毕业论文（设计）等环节构成，在学生动手能力和实践能力的培养方面，具有理论教学不可替代的作用。

目前，专业课程实验仍多属于对所教授理论知识的验证，这一方面增强了学生对理论知识的理解，但另一方面由于缺乏对学生进行实验设计、实验方法和独立从事实验工作能力的训练和培养，因而不利于提升学生的创新能力。

且随着学生规模的大幅度扩张，专业课实验室的场地和设备硬件投入相对滞后，学生多、设备少的情况愈发突出，实验教学效果正接受严峻考验。

而与生产现场结合紧密的实习环
“创新思维”的培养
——基于化学类专业课实践教学改革新模式的探索
张大峰，张会菊
（河南理工大学 化学化工学院，河南 焦作 454000）
摘 要：针对现有化学类专业课实践教学环节组织形式单一、缺乏统筹、教学效果不理想的情况，提出以自主探索综合性研究实验代替验证性实验，并适时结合生产现场教学等形式，尝试建立多模式、多层次的实践教学体系，充分发挥各类实践教学手段的优势，以实现提高学生学习积极性、深化基础理论学习、培养主动思考和动手能力、引导探索精神、激发创新思维的效用。

关键词：创新思维；探索精神；实践教学；化学类专业课
节大都独立于现有专业课程理论教学，且基本上属于参观性质的活动，学生实习的目的性不明确，实习教学环节没有充分发挥其应有的作用。

目前，国内其他高校化学类专业在实践教学体系建设方面也在做着各种尝试。

[3-4]大体上讲，多数是适当减少一般性的验证性实验，增加综合性和设计性实验，已经取得了较为可喜地成果，学生学习的积极性和化学综合素养得到了较为明显的提升。

针对化学类专业课实践教学环节目前存在的问题，作者在借鉴国内高校在这一领域已取得的改革成果基础上，探索更加有效可行的实践教学组织形式，尝试建立实践教学新模式。

二 实施措施及初步效果
在具体实施中，为有效地开展本次教改活动，拟选择实践教学组织形成可以更为灵活、课程内容更为具体的专业选修课作为试验窗口。

（一） 实施措施1.建立适合单一课程，且模式多样、层次分明的课程实验教学体系。

选择材料化学专业的《无机非金属材料学》等专业选修课，将现有常规验证性实验删改为综合性实验，同时根据学生学习兴趣，增加研究目标驱动型自主设计性实验，建立以培养学生思考能力和动手能力为主的课程实验教学体系。

以学生为主体的综合性探索设计实验替代验证性课程实验。

选择功能陶瓷等基础性无机非金属材基金项目： 本文系河南理工大学教育教学改革研究项目“‘创新思维’的培养——基于化学类专业课实践教学改革新模式的探索”（编号：
2013JG020） 和“《大学化学》课程教学体系改革的探索与实践”（编号：2014JG015）的研究成果。

作者简介： 张大峰，男，汉族，河南新乡人，讲师，材料物理与化学博士，从事电化学领域研究;张会菊，女，汉族，河南许昌人，副教授，
有机化学硕士，从事有机化学领域研究。

DOI：10.16541/ki.2095-8420.2016.32.010
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教育现代化·2016年10月第32期教学改革与探索
料，按照实验方案制定→粗产品合成制备→分离纯化→形貌、结构、组成表征→性质测试→结果分析→撰写研究性报告为主线组织实验内容，着重培养学生的动手能力、写作能力和综合运用知识的能力。

鼓励学生在本课程涵盖领域内进行自由探索，自主查找资料并制定实验方案开展设计性实验。

研究问题的提出主要通过本领域新知识的介绍及课堂分组讨论引出，文献调研和实验方案的制定由学生为主导，老师辅助提建议的形式开展。

探索性实验不计较结果是否理想，预定问题是否如期解决，但要求学生写出总结报告。

2.探索建立适合单一课程的实习、见习、参观基地。

充分利用现有实践教学基地，挖掘当地及邻近周边生产现场等教学资源，在阶段性教学间隙，选择周末等合适时间组织带领学生参观与课程知识紧密联系的水泥、陶瓷、玻璃等典型无机非金属材料生产现场，及时进行现场教学，以提高学生理论联系实际的意识和学习兴趣与效果，强化理论知识与生产实践的有机结合，增强其实践意识。

3.将实践教学结果引入课堂，与理论知识形成互动，激发学生的探索精神和创新意识。

适当减少单纯理论教学在课程学习中所占比重，在粗线条勾勒出本课程基本核心理论知识的前提下，采取分组讨论的方式，将理论知识细节学习与阶段性实践教学结果有机结合，在互动中促进学习，在讨论中激发创新，全方位激发学生的探索精神，培养其创新思维。

（二） 改革效果
难度适中、知识涵盖面广的综合性实验课程的
正确选择对课程实验改革至关重要，直接影响学生参与的积极性、学习体验和知识获取效率。

基于课程理论知识，如何有效引导学生主动思考行为，调动其参与积极性，鼓励其结合自身现有知识体系，实现探索性综合实验的自主设计，是激发其创新意识、培养创新思维的关键。

实现理论知识和实践教学结果的有机结合是对最终实践教学改革效果的保障。

1.探索性综合实验的开展。

选择近年来科研领域倍受关注的功能陶瓷材料——纳米氧化锌（ZnO）为依托，5名学生为一组，利用课余时间完成由文献调研、实验方案制定到实验实施、撰写研究报告的全部工作，历时约两周。

纳米ZnO 可以用作检测乙醇的气敏功能陶瓷材料，控制合成条件，可调节产物微观形貌与气敏活性。

微观形貌的多样化与气敏活性的差异，有利于激发学生的研究热情与思考积极性。

实验中，学生分别制定方案合成了棒状、立方体、星形、花状等多种形貌的纳米ZnO，并利用X 射线衍射仪、透射电子显微镜等大型科研仪器对其晶体结构及微观形貌进行了研究，与其乙醇检测
气敏性结合，简要分析了ZnO 结构、形貌与其活性间的内在联系。

改革实践表明，学生的主动学习思考能力和整体思维、动手操作和小组协调能力、以及分析问题与概括总结能力等分别在相应实验环节得到了充分锻炼，真正达到了以实验促学习、促思考的目的，能够直接激发学生创新思维的形成。

2.与课堂教学相互促进的生产现场见习。

现有生产实习存在与专业课程理论教学相互独立、结合不紧密的问题，实习教学环节没有充分发挥其应有作用。

我们尝试将与课堂教学内容联系紧密的某些生产实习环节及时融入课堂，深化学生对理论知识的认识。

具体实施中，利用理论教学之余的课下时间，组织带领学生前往本市的工艺陶瓷厂（绞胎瓷、黑陶等），及周边地市的水泥厂和浮法玻璃厂进行参观见习，及时进行现场教学，对绞胎瓷生产中的制模与成型工艺、辊道窑结构，干法水泥生产中的生料预处理工艺、回转窑结构与作用、水泥磨粉与包装，浮法玻璃生产中的熔窑结构、锡槽及保护气氛作用、锡液表面玻璃液的铺展移动过程工艺、退火窑结构与作用等知识进行了深入细致的讲解。

实践表明，这种把课堂带入生产现场、同时把将生产现场带入课堂的互动教学模式，促进了课本知识与生产实际适时有机结合，能够极大激发学生的学习兴趣，增强其理论知识与生产实践相结合的意识。

三 结束语
本科生创新思维和创新能力的培养是一个紧随时代的发展而纷繁变化的复杂问题，探索行之有效的解决思路与方法令人憧憬。

本文针对作者所在高校化学学科专业课实践教学效果无法令人满意的现状，尝试在具有专业方向特色的课程中进行实践教学环节改革，适当删减普通验证性实验，增加学生自主设计性综合实验，并适时增加与课堂理论教学相匹配的工业生产现场见习教学，以达到实践教学在增强学生学习兴趣、深化学生对理论知识理解等方面的作用。

更重要的，期望能够借此对学生的创新思维与创新能力进行多方位、多手段的培养，激发学生的创新意识。

参考文献
[1] 教育部.教育部、财政部关于“十二五”期间实施“高等学校
本科教学质量与教学改革工程”的意见[EB/OL].2012-08-03.[2] 刘捷，张玉军，许元栋，王宏雁，应用化学专业实践教学改
革的探索与实践[J].科教文汇.2012.9:134-135.
[3] 周璐珊，张文雄，化学类本科综合化学实验教学的实践与思
考[J]. 化学通报.2012，75(3):279-283.
[4] 王锦化，屠树江，沐来龙，李亮，吴翚. 化学创造学及其实
践课程的构建与实践[J]. 实验室研究与探索.2012，31(3):150-155.。