應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索
——以分析化學(xué)教學(xué)為例

王永祥 耿鳳華 徐茂田 瞿鵬

(商丘師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，河南 商丘 476000)

眾所周知，創(chuàng)造能力是科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的第一推動力，也是人類文明社會發(fā)展進(jìn)步的內(nèi)在驅(qū)動力。隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，知識經(jīng)濟(jì)的更新不斷速變，社會的發(fā)展迫切需要具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的創(chuàng)新人才。提高國民的自主創(chuàng)新能力，關(guān)鍵在于擁有大批創(chuàng)造性人才，創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)靠教育。因此，大學(xué)教育必須重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。只有這樣，學(xué)生才能更好地適應(yīng)社會，服務(wù)社會，為社會創(chuàng)造更大的價值。

一、創(chuàng)新能力的內(nèi)涵

我國學(xué)者林崇德認(rèn)為：“創(chuàng)造力是根據(jù)一定的目的，運(yùn)用一切已知信息，產(chǎn)生出某種新穎、獨(dú)特、有社會或個人價值的產(chǎn)品的智力品質(zhì)?！盵1]這說明創(chuàng)新能力產(chǎn)生出來的產(chǎn)品必須具有能夠被他人理解和接受的內(nèi)在價值或者明確的目的[2]。怎么理解它的新穎和獨(dú)特？英國教育家肯·羅賓遜先生認(rèn)為，創(chuàng)新是產(chǎn)生有價值的原創(chuàng)想法的過程[2]。這個概念對創(chuàng)新的要求較高，只有原創(chuàng)想法才是創(chuàng)新。美國威廉瑪麗學(xué)院金慶熙教授認(rèn)為，創(chuàng)新是在商業(yè)、科學(xué)以及其他領(lǐng)域制造出有用的、全新的東西，或者將有用的東西變得更好[2]。金慶熙教授對創(chuàng)新的看法逐漸被大眾所認(rèn)可。事實(shí)上，大多數(shù)人從事的創(chuàng)新工作主要是在不同學(xué)科之間、前人的經(jīng)驗和現(xiàn)有的經(jīng)驗之間建立聯(lián)系，能夠識別出前人沒有考慮到的聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行探索研究，并進(jìn)一步完善已有的知識體系，這是當(dāng)前科學(xué)、技術(shù)和醫(yī)療領(lǐng)域中大多數(shù)“顛覆性”突破成果的共同本質(zhì)[2]。這意味著創(chuàng)新也可以是在別人成就的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)造。

二、 創(chuàng)新能力的重要性

1.創(chuàng)新能力是人類思維能力的最高層級

美國著名教育家布魯姆(Benjamin Bloom)致力于研究教學(xué)目標(biāo)分類體系，并研發(fā)出一套梯狀模型，將人類學(xué)習(xí)的認(rèn)知(思維)能力自低到高分為六個不同的層次：知識、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評價。2001年，安德森(Lorin Anderson)等人對布魯姆的目標(biāo)分類法進(jìn)一步進(jìn)行了修正，將人的認(rèn)知(思維)能力自低到高分為六個不同的層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造(或創(chuàng)新)，如圖1所示。由圖可知，創(chuàng)新能力是人的最高層次的認(rèn)知(思維)能力。研究表明，創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生善于對知識靈活運(yùn)用和變通，從而更快地將知識進(jìn)行遷移與拓展。隨著學(xué)生創(chuàng)新能力的增強(qiáng)，其思維敏捷性和反應(yīng)力也得到了提高，不僅能熟練駕馭所學(xué)的知識，而且還能運(yùn)用聯(lián)想對比、類比遷移、轉(zhuǎn)換嫁接等思維方法對一些復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象和實(shí)踐問題作出合理新穎的解釋，進(jìn)而觸類旁通，最終內(nèi)化為自己的創(chuàng)造力[2]。以上說明學(xué)生的創(chuàng)新能力是可以通過教授得到提升的。

圖1 安德森認(rèn)知操作維度教學(xué)目標(biāo)的層次關(guān)系圖[2]

2.創(chuàng)新能力是國家和民族綜合實(shí)力的標(biāo)志

進(jìn)入21世紀(jì)，國際經(jīng)濟(jì)競爭越來越激烈，經(jīng)濟(jì)間競爭的核心是人才的競爭。因而只有不斷的增強(qiáng)創(chuàng)新，提高我國生產(chǎn)技術(shù)水平，才能在世界強(qiáng)林中擁有自己的一席之地。大學(xué)生作為國家建設(shè)的主力軍，更應(yīng)該深刻地認(rèn)識到時代賦予他們的任務(wù)。只有扎實(shí)科學(xué)文化知識，敢于開拓創(chuàng)新，不斷探索和創(chuàng)造新的成果，才能促進(jìn)我們國家和民族更加快速全面的發(fā)展。

3.創(chuàng)新能力是衡量現(xiàn)代高素質(zhì)人才的標(biāo)準(zhǔn)

在知識經(jīng)濟(jì)時代，對高素質(zhì)人才的要求不斷提高。要求高素質(zhì)人才不僅要具備精深的文化知識，高貴的思想品德，豐富的社會閱歷，敏捷的思維能力，更要有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。當(dāng)代社會中，創(chuàng)新能力已是衡量現(xiàn)代高素質(zhì)人才的標(biāo)準(zhǔn)之一。它不僅是社會發(fā)展進(jìn)步的靈魂，也是人才全面發(fā)展的隱形內(nèi)力。創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生善于對知識變通應(yīng)用，從而更快地將知識進(jìn)行遷移與拓展。應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)為培養(yǎng)潛在的現(xiàn)代高素質(zhì)人才，教師在課堂上應(yīng)切實(shí)為學(xué)生營造良好學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生大膽進(jìn)行創(chuàng)造性思維活動，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

4.創(chuàng)新能力是社會發(fā)展和時代進(jìn)步的動力

習(xí)近平指出“要充分認(rèn)識創(chuàng)新是第一動力。”“科學(xué)研究是最具創(chuàng)造性的活動，也是最依賴創(chuàng)新激情的活動?！比祟愇拿鞯陌l(fā)展史，就是一部創(chuàng)新發(fā)展史。創(chuàng)新能力是一種淘汰落后、創(chuàng)造先進(jìn)、與時俱進(jìn)的能力。人類社會的發(fā)展和進(jìn)步，在很大程度上體現(xiàn)為人類創(chuàng)新能力的作用，其代表著人類對未來前景和美好生活的神馳和向往，是人類頭腦中潛在的新意念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)新物質(zhì)的催化劑。應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)可以為社會輸送潛在的現(xiàn)代高素質(zhì)人才，創(chuàng)新能力對應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)生的成長和未來發(fā)展具有特殊的意義，在日常教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是十分必要的。通過查閱文獻(xiàn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗，筆者認(rèn)為，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要建立在潛在的創(chuàng)新思維、果敢的質(zhì)疑力、靈敏的觀察力、豐富的想象力、已有的生活實(shí)踐經(jīng)驗之上，通過創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，選擇有特色的教學(xué)方式來實(shí)現(xiàn)。力求在分析化學(xué)教學(xué)中注重培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)生獨(dú)立思考能力、分析解決問題能力、價值判斷能力、與他人合作能力以及批判思維、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神[3]，鼓勵學(xué)生革新創(chuàng)造，開拓前進(jìn)，培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力已成為新時代發(fā)展的必然趨勢，也是我國新時期高等教育發(fā)展的必然選擇。

三、培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)策略

學(xué)生的創(chuàng)新能力不斷進(jìn)行提高，不僅能提升學(xué)生思維的敏捷度，同時也能更好地塑造學(xué)生的個性品質(zhì)。因此，教師在教學(xué)過程中不僅要調(diào)整傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和教學(xué)模式，更要采取有效的策略對學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)。

1.分析問題導(dǎo)向式實(shí)驗教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

在傳統(tǒng)教學(xué)觀念和教學(xué)方式的影響下，很多大學(xué)在化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中還是采用傳統(tǒng)的“講—做—練”模式，以至于學(xué)生對于整個實(shí)驗過程缺乏科學(xué)的認(rèn)識和敏銳的想象力，最終導(dǎo)致學(xué)生對教材描述的實(shí)驗現(xiàn)象和得出的實(shí)驗結(jié)論進(jìn)行機(jī)械記憶。作為應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的教師，筆者在分析化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中采用問題導(dǎo)向式教學(xué)法，讓學(xué)生主動去發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，果敢作出猜測，制定實(shí)驗計劃，自行設(shè)計實(shí)驗過程，自己探索實(shí)驗結(jié)論。與傳統(tǒng)的“講—做—練”實(shí)驗教學(xué)模式相比，我們認(rèn)為，問題導(dǎo)向式實(shí)驗教學(xué)法在學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面是富有成效的。

2.提供能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的學(xué)習(xí)環(huán)境

教師需要為學(xué)生營造一種安全并且信任的良好學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)學(xué)生在寬松愉悅的環(huán)境中學(xué)習(xí)。美國心理學(xué)家尼斯比特(Richard Nisbett)研究表明，當(dāng)大腦中成千上萬條神經(jīng)元之間重新搭建生成新的連接的時候，也就是真正的學(xué)習(xí)發(fā)生的時候。新的連接越多，創(chuàng)造性思維的能力就越強(qiáng)。因此，在分析化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該給學(xué)生創(chuàng)造豐富的學(xué)習(xí)情境，包括形象的舉例、豐富的表情、生動的肢體語言，或者通過繪制各種圖像，展示各種質(zhì)地、聲音、味道的實(shí)物，播放各種視頻來代替抽象的信息，刺激學(xué)生多種感官，促使其大腦中數(shù)以萬計的神經(jīng)元不斷形成新的連接，連接越多，高質(zhì)量的學(xué)習(xí)越容易發(fā)生，包括創(chuàng)造力所需的知識和技能。

3.注重培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力和大膽的質(zhì)疑力

分析化學(xué)被稱為生產(chǎn)及科學(xué)研究的“眼睛”，要求學(xué)生具有敏銳的觀察力，只有通過嚴(yán)密、細(xì)心的觀察才能了解其中的奧秘，從而探索新的知識，把握分析過程中的度。因此，教師在教學(xué)中注意告知學(xué)生學(xué)會觀察、善于觀察。從觀察中發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和創(chuàng)新意識。

在傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響下，大多數(shù)學(xué)生不敢質(zhì)疑教師或者教材等所謂的權(quán)威，因此，教學(xué)過程中注意培養(yǎng)大學(xué)生果斷大膽的質(zhì)疑能力是十分重要的。在分析化學(xué)教學(xué)過程中，教師鼓勵學(xué)生果敢的提出疑問，學(xué)生對于教師的講解和傳授的新知識能夠提出自己的新穎想法和獨(dú)特觀點(diǎn)，這樣既能集中學(xué)生的注意力，使學(xué)生全身心地投入到課堂教學(xué)過程中，能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又能活躍學(xué)生的思維。除此之外，提出疑問，還可以激發(fā)學(xué)生求知的欲望，使得學(xué)生充分發(fā)揮自己的才能，不斷進(jìn)行創(chuàng)新和質(zhì)疑，對于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力十分有利。

4.基于案例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在分析化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，采用有指導(dǎo)的案例教學(xué)，提供真實(shí)情境，讓學(xué)習(xí)者有實(shí)際操作與演練的機(jī)會，不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者主動探究知識、主動參與學(xué)習(xí)活動，學(xué)會在情境中觀察、討論、反思，還有利于學(xué)生深入理解抽象的理論知識，提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力提供了一個良好的平臺。

通過一個或多個完整案例的分析，幫助學(xué)生將學(xué)到的基本原理和方法運(yùn)用到解決實(shí)際問題的分析測定工作中，這會使學(xué)生達(dá)到觸類旁通的效果，對分析化學(xué)家解決問題的方式方法有更深的了解，在開展實(shí)際的分析工作時才可能順利的遷移應(yīng)用所學(xué)知識解決問題，提高創(chuàng)新能力。

5.提供具有挑戰(zhàn)性和開放式的學(xué)習(xí)機(jī)會

多數(shù)大學(xué)生已經(jīng)具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，愛獨(dú)立思考，有自己的思想和觀點(diǎn)，并富于挑戰(zhàn)性，因此，應(yīng)多給他們提供具有挑戰(zhàn)性和開放式的學(xué)習(xí)機(jī)會。教師可以通過提問和追問的方式給學(xué)生創(chuàng)造這樣的機(jī)會，并且假設(shè)學(xué)生能夠回答。例如，教師可以提問：“你選擇這個方案或方法解決問題，有哪些原因呢？還有其他可以參考嗎？”這種提問方式作出的假設(shè)是學(xué)生對于選擇方法或方案有很好的理由，促使學(xué)生積極思考。采用此方法時，問題最好是具有開放性的，提問中運(yùn)用復(fù)數(shù)形式鼓勵豐富多彩的回答，讓學(xué)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴式討論，對同一個、同一類問題，提示學(xué)生從不同角度思考，鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，尋找多種解題方案，促進(jìn)學(xué)生自己解決問題，這也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一條有效途徑。

6.設(shè)置具有梯度性的問題，提升學(xué)生的思維能力

教學(xué)中，教師可以通過精心設(shè)計一系列的教學(xué)活動逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備高階思維能力，包括創(chuàng)造性思維。筆者認(rèn)為，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的一個非常有效的教學(xué)策略是，可以根據(jù)布魯姆目標(biāo)分類法的思維層級，設(shè)計具有一定的思維容量、合適的梯度和適宜難度的問題，進(jìn)行有效的提問。例如，以“一元弱堿的滴定”這一主題為例，教師首先給學(xué)生展示微視頻“厲害了，我的國”，講述一些創(chuàng)新故事和中國科技創(chuàng)新，讓學(xué)生體會創(chuàng)新給我們生活帶來的便捷和舒適，使企業(yè)發(fā)展更具活力，讓我們國家實(shí)力更加強(qiáng)大，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神。接著展示三聚氰胺“毒奶粉”事件、“瘦肉精”事件和當(dāng)前流行的問題(比如污水排放和長春長生疫苗事件)，說明科技運(yùn)用不當(dāng)會導(dǎo)致“利，害了我的國”，通過質(zhì)量監(jiān)管部門失職的案例，說明“吏，害了我的國”，并使學(xué)生正確認(rèn)識社會現(xiàn)象，清楚黨和國家最高領(lǐng)導(dǎo)人對此類現(xiàn)象的嚴(yán)厲批示，培養(yǎng)同學(xué)正確的人生觀和世界觀。那么，怎么測定奶粉中的蛋白質(zhì)含量呢？教師講解凱氏定氮法，首先把樣品中的蛋白質(zhì)經(jīng)過前處理轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N一元弱堿: 氨水，然后再用酸堿滴定法測定蛋白質(zhì)的含量。這樣就把三聚氰胺奶粉事件與酸堿滴定建立關(guān)聯(lián)，并根據(jù)安德森(Lorin Anderson)目標(biāo)分類法進(jìn)行如下提問：

(1)記憶：強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿的反應(yīng)原理是什么？

(2)理解：樣品前處理的目的是什么？

(3)應(yīng)用：如何選擇滴定所有的指示劑？

(4)分析：對比強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿和強(qiáng)酸滴定弱堿有什么不同。

(5)評價：評價此次強(qiáng)酸滴定弱堿的可信度。凱氏定氮法能否準(zhǔn)確測定奶粉中蛋白質(zhì)的含量。

(6)創(chuàng)新：根據(jù)強(qiáng)酸滴定弱堿的相關(guān)內(nèi)容，如何測定食醋中醋酸的含量？

酸堿滴定法是學(xué)生分析化學(xué)學(xué)習(xí)中接觸的第一個滴定分析法，是其他滴定分析方法的基礎(chǔ)，由于一元弱酸弱堿及多元酸堿的滴定涉及許多復(fù)雜的計算和公式推導(dǎo)，學(xué)習(xí)時感覺比較枯燥，難以理解。但通過給學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，設(shè)置不同思維層次和不同梯度的問題，層層深入，有利于推動問題的解決。通過運(yùn)用這種策略能夠逐步地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，特別是高階思維能力，包括批判性思維和創(chuàng)造性思維。

7.開展項目學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

在分析化學(xué)學(xué)習(xí)中，教師可以考慮給學(xué)生安排項目學(xué)習(xí)以幫助學(xué)生拓展延伸課堂所學(xué)的內(nèi)容。項目學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心，以行動為導(dǎo)向，以項目為載體驅(qū)動學(xué)生參與的有目的、有意義的實(shí)踐活動[3]。通過這種學(xué)習(xí)方式，學(xué)生能夠?qū)⒄n堂的知識學(xué)以致用。

項目學(xué)習(xí)主要依據(jù)建構(gòu)主義理論，該理論認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)不是通過教師的知識講解獲得的，而是在一定的情境下，利用必要的學(xué)習(xí)資源，借助于教師或他人的幫助，由學(xué)生自己主動建構(gòu)知識，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的能力發(fā)展為本，不僅關(guān)注知識的掌握，同時關(guān)注學(xué)習(xí)策略和分析問題，解決問題的思路的掌握。所以，在項目學(xué)習(xí)中，最重要的不是完成的任務(wù)結(jié)果，而是完成項目過程中學(xué)生自主構(gòu)建知識體系并創(chuàng)新的過程。

在新時期高等教育的要求下，應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)分析化學(xué)專業(yè)教師要與時俱進(jìn)，以每個學(xué)生的全面發(fā)展為基準(zhǔn)，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新，從多個角度開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。