地方師范院校有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實踐

趙三虎 翟保評 孫金魚 趙明根

忻州師范學(xué)院化學(xué)系 山西忻州 034000

師范院校作為培養(yǎng)未來教師的高等學(xué)府，肩負(fù)著為教育事業(yè)培養(yǎng)人才的光榮使命。目前，全國共有100多所高等師范院校，除教育部直屬的6所師范大學(xué)，其他師范院校都隸屬于地方。與教育部直屬的師范大學(xué)相比，地方師范院校在經(jīng)費投入、師資配置以及教學(xué)、科研等方面相對薄弱一些，但地方師范院校是教師、尤其是農(nóng)村中小學(xué)教師培養(yǎng)的主力軍。它的成功與失敗，直接關(guān)系到國家教育的發(fā)展。為此，實踐和探索地方師范院校創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有重要意義。

“創(chuàng)新”“創(chuàng)新教育”無疑是當(dāng)今最時髦的口號，沒有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思想、創(chuàng)新能力的教師，就很難培養(yǎng)創(chuàng)新的學(xué)生。作為師范院校，培養(yǎng)未來教師的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識尤為重要。如何在教學(xué)實踐中培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是高等教育工作者亟須解決的問題，筆者從我校化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程最近五年的創(chuàng)新實踐出發(fā)，分析總結(jié)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式。

1 建立比較完善的課程教學(xué)體系

完善的課程教學(xué)體系是保證教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。2007年，有機(jī)化學(xué)被評為山西省精品課程，在此基礎(chǔ)上，以有機(jī)化學(xué)必修課為核心課程，相繼開發(fā)建設(shè)了系列專業(yè)選修課，包括有機(jī)化學(xué)選論、有機(jī)反應(yīng)歷程、有機(jī)波譜化學(xué)、立體化學(xué)、有機(jī)合成、有機(jī)高分子；同時對基礎(chǔ)實驗課也做了進(jìn)一步的調(diào)整，將雙語實驗教材引入實驗教學(xué)，把實驗教學(xué)按照階梯式分成4個階段：(1)基礎(chǔ)必修實驗；(2)有機(jī)合成選修實驗；(3)綜合性實驗；(4)設(shè)計性實驗。通過理論課程和實驗課程的系統(tǒng)規(guī)劃，使學(xué)生通過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)掌握比較扎實的專業(yè)知識，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

2 建立一支以科研為基礎(chǔ)、教學(xué)為核心的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊

要提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，關(guān)鍵在于有一支以科研為基礎(chǔ)、以課堂教學(xué)和課程研究為核心的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊。我校有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊包括5位教師，這5位教師既承擔(dān)10門專業(yè)必修、選修課的教學(xué)工作，又有自己明確的科研方向；近五年，累計主持省級教改、科研項目共計7項，發(fā)表教學(xué)科研論文50余篇；2008年，有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊被評為首批院級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊；2009年，有機(jī)化學(xué)系列課程教學(xué)團(tuán)隊被評為山西省優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊。所有這些成果和榮譽(yù)的取得都源于教師隊伍的大力建設(shè)，教師隊伍的建設(shè)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的保障，教師不僅要鉆研教學(xué)，同時要不斷提升自身的科研水平，為學(xué)生獲得更高層次的發(fā)展提供幫助。大學(xué)教師的社會角色是研究者、教育者、知識分子三者的統(tǒng)一體，大學(xué)教學(xué)內(nèi)容的廣博性、專門性、高深性和前沿性決定了大學(xué)教學(xué)是研究性的教和研究性的學(xué), 是一種創(chuàng)造性的活動[1]。教師應(yīng)通過科研實踐豐富深化自己，把握學(xué)科最新動態(tài)，把科學(xué)研究的精神、態(tài)度和方法帶到教學(xué)過程中去，根據(jù)創(chuàng)造性思想和第一手科研材料進(jìn)行講授，才能提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量。著名教育家雅斯貝斯說，只有自己從事研究的人才有東西教別人，而一般教書匠只能傳授僵硬的東西[2]。著名科學(xué)家錢偉長談到教學(xué)與科研的關(guān)系時說：“你不上課，就不是老師；你不搞科研，就不是好老師[3]?！苯虒W(xué)沒有科研做底子，就是一個沒有觀點的教育，沒有靈魂的教育。

3 把理論教學(xué)、實驗教學(xué)以及課外科研創(chuàng)新實踐三者科學(xué)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)有創(chuàng)新能力的學(xué)生

大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一個獨立的教育過程，而是整個人才培養(yǎng)體系中的一個有機(jī)組成部分。因此，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)始終融合和貫穿于整個大學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)，不同的教學(xué)階段有不同的培養(yǎng)方式和要求。縱觀化學(xué)專業(yè)大學(xué)生有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)可以分為3個階段：

3.1 從大學(xué)二年級開始的基本理論和基礎(chǔ)實驗的學(xué)習(xí)

這個階段是培養(yǎng)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、掌握基本理論知識、基本實驗技能的重要階段。我們常講“興趣是最好的老師”，如果對一門功課感興趣，學(xué)生就愿意思考、愿意探索，凡事只有經(jīng)過認(rèn)真思考才會發(fā)現(xiàn)問題，而創(chuàng)新往往是在解決問題的過程中產(chǎn)生，問題的新穎度、重要性是創(chuàng)新性大小的重要因素。那么如何發(fā)現(xiàn)問題并對問題感興趣呢？對于初學(xué)的學(xué)生應(yīng)該是比較困難的，這就需要教師的合理引導(dǎo)。教師在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力中扮演著重要的角色，在教學(xué)中，一方面通過個人魅力吸引學(xué)生，使學(xué)生對所授課程產(chǎn)生濃厚興趣；另一方面，教師要注重教學(xué)方法的靈活應(yīng)用。如有機(jī)化學(xué)的章節(jié)安排一般是根據(jù)官能團(tuán)的分類，依照氧化態(tài)由低到高的順序排列。各章知識彼此獨立又相互聯(lián)系，在學(xué)習(xí)后面知識的時候經(jīng)常會用到前面的知識，因此引導(dǎo)學(xué)生將已學(xué)知識在變化的情景中對比分析并加以應(yīng)用，從而實現(xiàn)掌握新知識的對比遷移式教學(xué)方法在教學(xué)中會起到事半功倍的作用，如烯烴遷移炔烴和二烯烴，芳香烴遷移雜環(huán)化合物，鹵代烴遷移醇和醚，醛酮遷移羧酸衍生物，醛、酮和醇遷移到糖等。此外，在教學(xué)中要通過問題式的教學(xué)方法，不斷培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和思辨能力。如講授Claisen酯縮合反應(yīng)時，根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可提出如下問題：(1)哪一步反應(yīng)推進(jìn)平衡右移？酸的作用是什么？(2)含有1個α-氫的酯縮合反應(yīng)能否得到Claisen酯縮合產(chǎn)物？(3)該反應(yīng)用氫氧化鈉、甲醇鈉做堿可以嗎？(4)為什么在酯縮合反應(yīng)中，一般得不到二?；蛉；衔? 教師應(yīng)充分利用這些發(fā)散性問題去組織課堂討論或辯論，用以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、演繹推理能力和歸納推理能力。由于化學(xué)這門學(xué)科來源于實驗，每一個反應(yīng)及其進(jìn)展都可找到原始文獻(xiàn)，因此在教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的習(xí)慣，通過文獻(xiàn)的查閱，一方面更深刻地掌握具體專業(yè)知識，另一方面可通過文獻(xiàn)的閱讀，借鑒大師的科研方法。同時在教學(xué)中要注意新知識的引入，化學(xué)、尤其是有機(jī)化學(xué)是一門發(fā)展非常迅速的學(xué)科，教師在教學(xué)中將科研熱點引入課堂既可豐富所學(xué)知識，又可通過熱點的介紹，激發(fā)學(xué)生的科研熱情。如2010年3位科學(xué)家Richard Heck，Ei-ichi Negishi，Akira Suzuki因發(fā)現(xiàn)Heck reaction，Negishi reaction和Suzuki reaction而獲得諾貝爾化學(xué)獎，這3個反應(yīng)在教課書上沒有，但又是科研熱點，因此教師可以布置文獻(xiàn)查閱的任務(wù)，讓學(xué)生自己查閱相關(guān)知識，然后集中討論。

在實驗課教學(xué)中，首先要精選實驗，通過選定實驗給學(xué)生完整的有機(jī)實驗知識，同時通過典型的合成實驗訓(xùn)練動手能力，掌握基本操作技術(shù)，培養(yǎng)科學(xué)思維方法。在教學(xué)過程中，教師、學(xué)生共同精心研究實驗遇到的問題，達(dá)到實驗內(nèi)容科學(xué)、先進(jìn)、合理和適用。當(dāng)學(xué)生具備了一定的基礎(chǔ)知識和基本技能時，教師在教學(xué)中適度引進(jìn)一些新的實驗技術(shù)，如：相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)、光化學(xué)技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、超聲波光學(xué)技術(shù)、微波化學(xué)技術(shù)等。同時引導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，初步開展研究性教學(xué)實驗。如在1-溴丁烷的制備中發(fā)現(xiàn)有2-溴丁烷產(chǎn)生，那么2-溴丁烷是如何產(chǎn)生的，它的生成機(jī)理是什么，學(xué)生可在教師指導(dǎo)下分析生成的原因，然后設(shè)計實驗去證明自己的推理。像這樣的案例，不僅解決了教學(xué)中的問題，得到有價值的結(jié)果，更重要的是學(xué)生受到了研究方法的訓(xùn)練，創(chuàng)新意識得到進(jìn)一步培養(yǎng)。

3.2 從大學(xué)三年級開始的專業(yè)系列選修課(包括理論課與實驗課)的學(xué)習(xí)

這一階段參與的學(xué)生主要是對有機(jī)化學(xué)感興趣，如果第一階段的學(xué)習(xí)沒有做好，這一階段參與的學(xué)生就會很少，在近幾年的教學(xué)實踐中，超過2/3的學(xué)生進(jìn)行了該階段的學(xué)習(xí)。通過該階段專業(yè)系列選修課的學(xué)習(xí)，可以系統(tǒng)、延伸、拓展、深化學(xué)生的知識面和知識水平。

3.3 以大學(xué)生課外創(chuàng)新性實踐活動為載體，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

課外科技活動作為一種探索的實踐過程，具有科技性、實踐性和探索性等特點，能夠較為有效地激發(fā)大學(xué)生的求知欲和探索欲。參加課外科技活動對學(xué)生而言是一個自主探索學(xué)習(xí)的過程，為了更好地完成任務(wù)，學(xué)生往往能夠自發(fā)地去查閱相關(guān)資料，有利于將課本知識和實際問題相結(jié)合，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在這一過程中，學(xué)生會不斷發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并努力求解，這就促使他們從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，可以說，大學(xué)生課外科技活動是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的最佳切入點和重要途徑。但是課外科技活動必須有明確的科研課題、固定的實驗場所和學(xué)校經(jīng)費的投入，而且要有專門的教師負(fù)責(zé)。我校從2005級本科生開始實行本科生導(dǎo)師制，選擇副教授以上的教師一對一負(fù)責(zé)優(yōu)秀的本科生，本科生與教師的關(guān)系如同研究生與導(dǎo)師的關(guān)系。這項舉措極大鼓舞了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，但由于人數(shù)限制，有好多學(xué)生沒有這樣的機(jī)會。為了滿足更多學(xué)生的求知欲，有機(jī)團(tuán)隊的教師每人都帶了十幾名本科生，他們放棄了寒暑假的休息時間，把自己的課余時間全部投入到課外科技活動中。學(xué)生從大學(xué)二年級寒假進(jìn)入實驗室，一直延續(xù)到大四的畢業(yè)論文。在最初的寒假期間，往往是跟著高年級的學(xué)生完成課題，在此期間，不僅要學(xué)會一些大型儀器的操作，熟悉課題的基本流程，更重要的是培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣。從大二暑假開始，學(xué)生獨立或組成小組介入自己的研究課題，可申請學(xué)院或山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(目前已完成一項山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練課題，還有兩項正在進(jìn)行中)。在此期間，教師的作用非常重要，不僅幫助學(xué)生解決實驗中遇到的問題，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)實驗室的管理、創(chuàng)造良好的科研、學(xué)習(xí)氣氛，同時幫助學(xué)生開闊視野，培養(yǎng)百折不撓、踏踏實實、實事求是的科研精神。

4 結(jié)束語

經(jīng)過近幾年創(chuàng)新教學(xué)的探索與實踐，我系學(xué)生不僅學(xué)風(fēng)得到了進(jìn)一步的提升，創(chuàng)新能力也得到了明顯加強(qiáng)，許多學(xué)生參與的課題取得了較好的研究成果，在國內(nèi)外核心期刊發(fā)表科研論文10多篇。同時考取名牌大學(xué)的研究生數(shù)量也逐年增加，在研究生面試中得到了較好的評價。在最近3年舉辦的第一屆和第二屆山西省大學(xué)生實驗競賽中，有機(jī)實驗的競賽選手分別取得了第一和第二的好成績。在取得成績的同時，我們也遇到一些困難，比如實驗經(jīng)費的短缺、實驗場所的限制等，這可能也是地方師范院校普遍面臨的問題。

大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一個長期、系統(tǒng)的工程，為建設(shè)和諧、創(chuàng)新型社會，培養(yǎng)更多高質(zhì)量的創(chuàng)新型人才，需要我們不斷努力去實踐和完善。

[1]鄭大貴.促進(jìn)地方性師范院?？蒲泄ぷ鞯膸c思考[J].上饒師范學(xué)院學(xué)報,2002,22(5):113-115.

[2]雅斯貝爾斯.什么是教育[M].上海:三聯(lián)書店,1991.

[3]錢偉長.新技術(shù)革命與高等教育[M].北京:教育科學(xué)出版社,1984.