論創(chuàng)新性科研思維的培養(yǎng)-以氫鍵為案例

論創(chuàng)新性科研思維的培養(yǎng)——以氫鍵為案例[摘要]:科研思維需要科學的思維方式，而創(chuàng)新性思維是科研思維的重要組成部分。創(chuàng)新思維的最大特點是相異性、差異性，非常突出。它是不受現成的常規(guī)的思路的約束，尋求對問題的全新的獨特性的解答和方法的思維過程。這種思維方式，遇到問題時，能從多角度、多側面、多層次、多結構去思考，去尋找答案；具有廣闊性、深刻性、獨特性、批判性、敏捷性和靈活性等特點。文章主要從創(chuàng)新性科研思維進行剖析，并以氫鍵為案例進行分析。[關鍵詞]:科研思維;創(chuàng)新性；培養(yǎng)；氫鍵引言創(chuàng)新性思維，是一種具有開創(chuàng)意義的思維活動，即開拓人類認識新領域、開創(chuàng)人類認識新成果的思維活動。創(chuàng)新性科研思維是以感知、記憶、思考、聯(lián)想、理解等能力為基礎,以綜合性、探索性和求新性特征的高級心理活動，是需要人們付出艱苦的腦力勞動。一項創(chuàng)新性科研思維成果的取得，往往要經過長期的探索、刻苦的鉆研、甚至多次的挫折之后才能取得，而創(chuàng)新性科研思維能力也要經過長期的知識積累、素質磨礪才能具備。氫鍵我們知道，某些氫化物的一些物理性質有些反常現象，例如水的沸點比氧族同類氫化物的沸點高，HF的沸點比鹵族同類氫化物的沸點高等，如下圖所示：

HFHClHBrHI沸點/C19.985.066.735.4沸點高低高極化率小大色散作用弱強通常我們知道，同族的氫化物隨著分子量的增大，分子間力依次增大，沸點依次升高（如C族元素）。而我們從圖中看出，HF，H2O，NH3的沸點與同族同類氫化物相比顯著升高。為何會出現這些反?，F象呢？我們可以想到這與分子的締合現象有關。以H2O為例，水的物理反?，F象，說明水分子間有一種作用力，能使簡單的水分子聚合為締合分子，分子締合的原因是什么呢？我們從分子的結構上來分析。水分子是強極性分子，氧的電負性比氫的電負性大得多，因此在水分子中的O–H鍵的共用電子對強烈偏向氧原子的一邊，因而氫原子帶了部分的正電荷，氧原子帶了部分負電荷。同時由于氫原子核外只有一個電子，其電子云偏移氧原子的結果，使它幾乎成為赤裸的質子。這個半徑很小，又帶正電性的氫原子與另一個水分子中含有弧電子對并帶部分負電荷的氧原子充分靠近產生吸引力，這種吸引力叫做氫鍵。1、氫鍵的形成條件分子中有H和電負性大、半徑小且有孤對電子的元素(F，O，N)形成氫鍵。常規(guī)氫鍵:X–H····Y(X,Y=F,O,N,C,Cl)2、氫鍵的特點（1）氫鍵強弱與元素電負性有關：Y原子的電負性越大，氫鍵越強；同時，Y的半徑越大，氫鍵越強；（2）鍵能?。篍(F－HF)28kJ·mol1（3）具有飽和性和方向性：飽和性是指每一個X–H只能與一個Y原子形成氫鍵。由于氫原子的半徑比X和Y的原子半徑小很多，當X–H與一個Y原子形成氫鍵X–H···Y后，如果再有一個極性分子的Y原子靠近它們，則這個原子的電子云受X–H···Y的X和Y原子電子云的排斥力，比受帶正電性的H的吸引力大，因此X–H···Y不可能與第二個Y原子再形成第二個氫鍵；方向性是指Y原子與X–H形成氫鍵時，在盡可能的范圍內要使氫鍵的方向與X–H鍵軸在同一個方向，即使X–H···Y在同一直線上。因為這樣成鍵，可使X與Y的距離最遠，兩原子電子云之間的斥力最小，形成的氫鍵越強，體系越穩(wěn)定。3、分子間氫鍵除了HF、H2O、NH3有分子間氫鍵外，在有機羧酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白質中也有氫鍵的存在。如：甲酸靠氫鍵形成二聚體。4、分子內氫鍵：除了分子間氫鍵外，還有分子內氫鍵。例如，硝酸的分子內氫鍵使其熔、沸點較低?；砝孰A段，也即頓悟階段。經過前兩個階段的準備和醞釀，思維已達到一個相當成熟的階段，在解決問題的過程中，常常會進入一種豁然開朗的狀態(tài)，這就是前面所講的靈感。4、驗證階段驗證階段又叫實施階段，主要是把通過前面三個階段形成的方法、策略，進行檢驗，以求得到更合理的方案。這是一個否定-肯定-否定的循環(huán)過程。通過不斷的實踐檢驗，從而得出最恰當的創(chuàng)新性思維過程。五、創(chuàng)新性科研思維的意義在當今世界，經濟飛速發(fā)展，科技文化日新月異，主要源于各個領域的創(chuàng)新性。從宏觀上講，創(chuàng)新性是社會進步的動力之一；從微觀上講，創(chuàng)新性是衡量一個人才華高低、能力大小的尺度。因此創(chuàng)新性科研思維具有著十分重要的作用和意義。首先，創(chuàng)新性科研思維可以不斷增加人類知識的總量；其次，創(chuàng)新性科研思維可以不斷提高人類的認識能力；再次，創(chuàng)新性科研思維可以為實踐活動開辟新的局面。此外，創(chuàng)新性科研思維的成功，又可以反饋激勵人們去進一步進行創(chuàng)新性科研思維。創(chuàng)新能力是對未知世界的探究能力和發(fā)明新事物的能力，是科研能力的重要組成部分?？茖W認識上的新概念、新假設和新理論的形成，都離不開創(chuàng)新能力。事實上，每一項科研成果都是科研人員創(chuàng)新性地設計試驗，做前人沒有做過的試驗而獲得的。因此，我們要學會求異、聯(lián)想、組合、置換等科研思維方法，提高創(chuàng)新科研能力。參考文獻：[1]王永飛，馬三梅．在專業(yè)課程教學中培養(yǎng)研究生科研能力的嘗試【J】．學位與研究生教育，2008(8)：5～8[2]丁英宏，胡玉峰．加強研究生科研方法教育的重要性及內容【j】．學位與研究生教育，2001(9)：21—24．[3]錢偉長．錢偉長和大學生談學習方法【M】／／劉智運．大學學習理論與方法．武漢：武漢大學出版社，1995：348—365．[4]高耀麗.從默會知識的維度看研究生科研