培养大学生创新意识和创新能力：《工科化学》 课程教学的探索与实践

陈祥迎 蒋英 邱治国 朱燕舞

摘要：培养大学生创新意识和创新能力是当前高校教学的重点。作为高等工程教育中实施素质教育的必备课程，《工科化学》可以通过持续的教学的探索与实践，包括宣传创新、提高意识；课堂讲授、培养兴趣；实验操作、优化理论；科研训练、能力提升等环节，有效增强大学生的创新意识、能力与水平。

关键词：创新意识；创新能力；《工科化学》；课程教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）13-0201-02

《中国制造2025》提出，坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，并提出了宏伟的战略目标：到中华人民共和国成立一百年时，综合实力进入世界制造强国前列，从而突显了“科技是第一生产力，创新是第一驱动力”的重要性。显然，要想实现中华民族伟大复兴，必须从国家发展全局的高度，集中力量推进科技创新。高等学校的首要任务就是培养人才，尤其是在当前世界格局（人工智能化成为未来发展方向）下，只有培养出大量具有优良创新意识和创新能力的大学生，才是一切教学工作的出发点和落脚点。

一、培养大学生创新意识和创新能力的重要性

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。唯有不断地创新，才能实现伟大的“中国梦”。大学是人才培养的基地，其着眼点是大学生创新意识和创新能力的培养与提高。而我校作为一个工科特色见长的院校，大部分毕业生直接进入企业，从事实际的工业生产，因此更应该突出培养学生的创新意识和创新能力。在学校期间筑牢创新的根基，相信可以使得学生受益终生。

目前，我校在培养大学生的创新创业等方面提供了诸多的途径和方式，做出了大量的努力。例如，在大一下学期，学生们都可以参加科研训练，由相关的指导教师提供研究方向或课题，让学生利用图书馆的各类资源查阅资料，进而形成科研文献的汇总；而在大二下学期，则延续该科研课题，提出科研方案，制定技术路线，最终撰写科研申报书。利用这类申报书，学生们就可以去申报学校或学院设置的各类院级、校级、省级或是国家级创新/创业项目。当然，学校在培养学生双创能力方面还有其他途径和方法（既有规定动作，又有其他灵活方式），但是只要是按照这套培养流程完整走下来，每个在校大学生都可以得到良好的创新启发和训练。

二、《工科化学》课程对于培养大学生创新意识和创新能力的作用

《工科化学》课程是我校面向非化学化工类专业开设的一门大一年级的公共基础课，该课程作为高等工程教育中实施素质教育的必备课程之一，是化学与工程技术间的桥梁。目前许多非化学化工类学生对于该门课程普遍存在重视程度不够、学习兴趣不高等问题，造成的原因是多方面的，主要还是认为《工科化学》课程与他们后续的专业课程关联性小，在以后的工作中用到的几率不大。但是，他们的这些观点是浅薄的，原因如下：我校的非化学化工类专业大体上可以分为两类，一类是近化学化工专业，如金属材料、勘察等，另一类属于远化学化工专业，如车辆工程、材料成型、土木工程、建筑环境、水利工程、机械设计、飞行器、能源动力等。当然，金属材料、勘察等专业是与《工科化学》课程相关性较大的，能够为该类专业的后续发展提供较大化学知识支撑；即使是对于那些远化学化工专业，《工科化学》课程亦可以为长远发展提供帮助，因为我们知道，当今学科的发展都是综合的、系统的，而不是孤立的、单一的，他们都是或多或少与化学化工相关联的。比如，车辆工程专业也是分秒离不开化学化工知识的，包括发动机的材质、汽车外漆、橡胶轮胎、锂电池动力设备等。

三、《工科化学》教学过程中培养大学生创新意识和创新能力的探索与实践

在《工科化学》教学过程中，不断培养大学生创新意识和创新能力，可以从以下几个方面着手实施。

1.宣传创新，提高意识。在《工科化学》教学过程（包括理论和实验部分）中，适时地向学生们宣传与介绍创新意识与能力的重要性，使其充分理解创新的内涵，无时不在，无处不在，不管是哪门大学课程，都应该认真对待，积极学习，在学习中不断积累个人能力和知识，进而提高个人的创新责任感和历史使命感。特别是，针对非化学化工类专业学生，重点要强调《工科化学》课程的重要性和承上启下的作用，从思想意识上扭转学生以往不正确的思维，明确该课程在未来创新创业过程中所担任的重要角色。

2.课堂讲授，培养兴趣。课堂讲授是教师直接面对学生，能够给他们留下主观印象的重要环节。在教学过程中，如何将枯燥、乏味的理论知识与实践结合起来是难点。如果这点能做得好，那么对于培养学生的学习兴趣、提高创新意识将是大有裨益的。在多年的课程教学过程中，我们发现理论联系实际原则是解决这一难题的有效途径。以碳材料为例来说明这一原则的具体运用：若提及碳的同素异形体，大一年级的学生通常给出的答案是石墨和金刚石。但是，实际上答案可以扩展到石墨、金刚石、C60、石墨烯、碳纳米管、非晶碳等情形，这样就可以提起学生的听课兴趣。然后，结合杂化轨道理论章节，可以将课本上常见的sp、sp2、sp3等杂化类型，扩展到当前全世界范围内科研关注的热点石墨烯，通过分析其结构特点，从而阐述其独特而优异的性能与应用。

3.实验操作，优化理论。实验操作是化学学科的重要环节之一，通过该环节可以有效验证并优化已学理论知识，做到理论联系实际。若要提升实验操作的效率，通常要遵循如下程序：实验预习—课堂操作—实验报告—问题分析。学生在实验之前要完成预习报告，搞清楚实验的目的和操作流程等，可以通过提问等方式加以督促，否则就失去了实验的意义；在具体操作过程中，要严把实验操作、数据记录等环节，加强过程管理，防止学生流于形式，滥竽充数；要求个人独立完成实验报告，杜绝相互抄袭等现象；在撰写报告时，要与所学理论知识内容进行挂钩，通过实验进行验证并实现有效优化的目的。例如，在进行醋酸浓度及电离平衡常数测定的实验中，要求学生熟悉碱式滴定管、pH计的使用方法，并能够通过计算求解电离平衡常数；同时，通过实验可以加深对于稀释定律的理解和掌握。

4.科研训练，能力提升。通常，学校都会设置各类校级、省级或国家级创新/创业项目，相对于上面所讲述的三个方面，这些科研训练属于更高一个层次的范畴，涉及一系列的工作，包括申报课题、调研文献资料、设计实验方案、实施研究活动、总结研究成果、撰写科学论文等。如果学生真正用心去完成科研训练项目，那么他们的科研收获将是非常多的，尤其是能够培养出基本的科研能力，为以后从事相关领域的科研工作奠定较好的基础。

总之，培养大学生创新意识和创新能力是当前高校的重点之一，也是提高综合素质的有力支撑。通过教学的探索与实践，《工科化学》课程也是大有作為的，主要体现在宣传创新、课堂讲授、实验操作和科研训练等环节。

参考文献：

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