淺談實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與大學(xué)生科研與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

王 琳

(塔里木大學(xué) 植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

21世紀(jì)是科技高度發(fā)達(dá)的世紀(jì)，本世紀(jì)最大特點(diǎn)是科學(xué)技術(shù)的日新月異，社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。要想在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，就要培養(yǎng)高素質(zhì)、高水平、高能力的人才。高等院校是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的基地、知識(shí)創(chuàng)新的重要場(chǎng)所,在整個(gè)知識(shí)的傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程中將扮演前所未有的重要角色。如何適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的需要,進(jìn)一步更新教育思想和觀念,改革傳統(tǒng)的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式和管理體制,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的大學(xué)生,是高校面臨的緊迫任務(wù)之一。因此，培養(yǎng)具有科研能力與創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)的新一代就成為現(xiàn)代教學(xué)的主旋律。為了全面培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才，我們應(yīng)該大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及方法，努力提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。但是，目前我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在一些問(wèn)題，需要我們深入探討、共同努力。根據(jù)多年實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為改進(jìn)現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與方法,進(jìn)一步提高大學(xué)生創(chuàng)新思維與科研能力應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：

1 提高實(shí)驗(yàn)教師素質(zhì)及實(shí)驗(yàn)教師敬業(yè)精神[1]

由于教師不愿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)上下工夫、花時(shí)間，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法形式單一、陳舊，單純?yōu)榱送瓿山虒W(xué)任務(wù)而安排實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)顯得沒(méi)有計(jì)劃、沒(méi)有目的、缺乏系統(tǒng)性。同時(shí)對(duì)引導(dǎo)學(xué)生積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和習(xí)慣的指導(dǎo)思想不夠明確，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一手包辦現(xiàn)象嚴(yán)重，教學(xué)方式呆板,從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間，學(xué)生最多只是機(jī)械模仿，缺少動(dòng)手和動(dòng)腦的機(jī)會(huì)。另外,過(guò)分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)儀器珍貴的做法，會(huì)給學(xué)生增加心理負(fù)擔(dān)，使不少學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)小心翼翼、縮手縮腳，不敢大膽實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定式的障礙，也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成，更不利于學(xué)生科研能力的發(fā)展。

教師的觀念、素質(zhì)、能力直接關(guān)系到實(shí)踐教學(xué)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、規(guī)范性，與教師個(gè)人的專業(yè)知識(shí)、理論、規(guī)范的操作技能、熟練的分析綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力等有密切關(guān)系。教師應(yīng)努力學(xué)習(xí)，通過(guò)自修和積極參加各種層次的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，不斷提高和更新自己的業(yè)務(wù)知識(shí)和技能，使自己能夠真正地、優(yōu)秀地、出色地勝任實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。另外，一個(gè)有能力的教師，如果不熱愛(ài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不愿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上花精力、花時(shí)間，怕臟、怕累、怕麻煩、懶動(dòng)手，實(shí)驗(yàn)教學(xué)敷衍了事，效果也就可想而知。所以，一個(gè)教師只有行動(dòng)到位，即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能夠遇難而上，出現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，缺少條件創(chuàng)造條件，勤于鉆研，鍥而不舍，飽含對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生的無(wú)限熱情，具有崇高的職業(yè)道德修養(yǎng)，才能真正搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展,切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望

目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式僵化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本原則沒(méi)有得到充分的體現(xiàn)，教學(xué)方式呆板，從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間。就分組實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，教材從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器、操作步驟到注意事項(xiàng)，寫(xiě)得面面俱到。然而每次實(shí)驗(yàn)課教師還要花相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間根據(jù)教材講實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃淼鹊?，然后學(xué)生照著現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟或跟著教師動(dòng)幾下，取幾個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)就算完成了，這樣做實(shí)驗(yàn)，收獲不大。再說(shuō)，現(xiàn)階段往往是一個(gè)班的學(xué)生同一時(shí)間做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用同一種方法、相同的儀器，都要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做完，最后得出同一個(gè)結(jié)論。這樣就有可能導(dǎo)致部分學(xué)生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合作時(shí)，有極少數(shù)學(xué)生只看不動(dòng)手，也不留心實(shí)驗(yàn)觀察，不記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，更談不上去思考。以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，極大地影響著實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，與時(shí)代發(fā)展對(duì)人才的要求很不適應(yīng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施科研與創(chuàng)新教育的重要基礎(chǔ)和手段，但當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在著只重視簡(jiǎn)單操作練習(xí)的問(wèn)題，教師很少去引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，不利于學(xué)生能力與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，因此必須改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流。教師在實(shí)驗(yàn)課上只講重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和注意點(diǎn)，發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用。主要方式是采取提問(wèn)、答疑、討論、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、動(dòng)手操作等，在實(shí)驗(yàn)中，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)“興趣”的培養(yǎng)?！芭d趣”是人的認(rèn)識(shí)需要的情緒表現(xiàn)，它是個(gè)人活動(dòng)動(dòng)機(jī)的重要方面?？梢哉f(shuō)，興趣是創(chuàng)造的“內(nèi)驅(qū)力”，要喚起興趣，不是靠空講實(shí)驗(yàn)課重要的大道理，而是靠知識(shí)本身的魅力激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)探究的愿望。我們可從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容入手，設(shè)計(jì)新穎的導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒，使學(xué)生在“興趣”的驅(qū)使下，自覺(jué)地積極地進(jìn)入學(xué)習(xí)和實(shí)踐狀態(tài)。例如，在花卉組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)中，允許學(xué)生在同一時(shí)間做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，采用不同種方法、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)。啟發(fā)學(xué)生是否還能在掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，自己去觀察、實(shí)驗(yàn)、自己設(shè)計(jì)。有的仿造老師的做法；有的采用基質(zhì)中加入不同激素以及激素濃度；還有的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)材料上進(jìn)行了創(chuàng)新，采用不同培養(yǎng)基培養(yǎng)及外植體部位不同等等，去觀察培養(yǎng)結(jié)果。這樣可以極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，活躍學(xué)生的創(chuàng)新思維與能力的培養(yǎng)。老師給學(xué)生創(chuàng)新起了一個(gè)拋磚引玉的作用，學(xué)生們體驗(yàn)到成功的喜悅，激發(fā)了對(duì)創(chuàng)造的渴望。

3 指導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)好實(shí)習(xí)報(bào)告，讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)中零散的、浮淺的、感性的認(rèn)識(shí)升華到集中的、深入的、理性的認(rèn)識(shí)

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生往往會(huì)得出一些與書(shū)本上不同的結(jié)果。而多數(shù)學(xué)生一般都會(huì)對(duì)此置之不理，而把書(shū)本上的正確結(jié)論寫(xiě)上實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，想一想產(chǎn)生不同結(jié)果的原因，實(shí)驗(yàn)失敗的原因，是否有改進(jìn)的方法。并且當(dāng)學(xué)生提出問(wèn)題時(shí)，要耐心細(xì)致地幫助分析解答，不要指責(zé)學(xué)生操作方法上的差異。鼓勵(lì)學(xué)生用不同的方法得到同樣的結(jié)論。同時(shí)教師還要利用一定時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生采取靈活多樣的方式展開(kāi)交流?？梢苑中〗M進(jìn)行，也可以全班進(jìn)行；可以有針對(duì)性地就實(shí)驗(yàn)中具體某個(gè)問(wèn)題展開(kāi)交流；也可以自由交流；可以談實(shí)驗(yàn)成功之處，也可以談失敗、不足；可以談做法，也可以談經(jīng)驗(yàn)。交流要形式多樣，氣氛要活躍。要盡可能調(diào)動(dòng)大多數(shù)學(xué)生的積極思維，留給他們一定的時(shí)間，讓他們有想、有說(shuō)、有討論和交流的機(jī)會(huì)，通過(guò)交流讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)中零散的、浮淺的、感性的認(rèn)識(shí)升華到集中的、深入的、理性的認(rèn)識(shí)。

4 加強(qiáng)探索性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，盡可能變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性試驗(yàn)[2]

傳統(tǒng)教學(xué)方法，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)往往是先講授后驗(yàn)證其正確性。這種作法容易造成學(xué)生認(rèn)識(shí)過(guò)程中思維定式，抑制學(xué)生的創(chuàng)新思維。應(yīng)大膽改革不適應(yīng)新形勢(shì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，教師可以把某些演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探索性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生帶著興致和疑問(wèn)去實(shí)驗(yàn)和探索，在生疑、質(zhì)疑、查疑、解疑的過(guò)程中，可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造才能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉和培養(yǎng)自己的能力。

有些實(shí)驗(yàn)可在驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，發(fā)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)方法等環(huán)節(jié)上進(jìn)行創(chuàng)新。例如：一串紅色素提取實(shí)驗(yàn)，在完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的提議，用不同濃度乙醇、不同pH值的水溶液及不同有機(jī)溶劑(如丙酮、乙醚、石油醚等等)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)采取不同的提取方法,該色素提取效果差異較大，學(xué)生在相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中體會(huì)創(chuàng)新的艱辛與愉悅，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與獨(dú)立研究能力的培養(yǎng)。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)不失時(shí)機(jī)地對(duì)學(xué)生中的標(biāo)新立異的方法給予肯定、支持和幫助，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地猜想和獨(dú)立地思考，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)否定錯(cuò)誤的假設(shè)或修正不完善的猜想，從而使學(xué)生解決問(wèn)題的勇氣、信心、毅力、科學(xué)研究能力和創(chuàng)造力都得到有效的培養(yǎng)。

5 嘗試研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新與科研能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還可選擇恰當(dāng)?shù)目蒲姓n題，讓學(xué)生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，然后用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證其方法和步驟是否正確和恰當(dāng)。例如:扦插育苗實(shí)驗(yàn),首先在實(shí)驗(yàn)前讓學(xué)生收集大量有關(guān)扦插育苗的信息資料,依據(jù)大量信息寫(xiě)出自己實(shí)驗(yàn)的總體思路及技術(shù)方案,然后以自己的設(shè)計(jì)思路為指導(dǎo)在教師的引導(dǎo)下進(jìn)一步去具體實(shí)施,在實(shí)施過(guò)程中教師要提出啟發(fā)性問(wèn)題：(1)濕度、溫度變化、剪切部位不同對(duì)扦插成活率有何影響?(2)枝條部位及枝條年齡不同對(duì)扦插成活率有何影響？扦插基質(zhì)不同、扦插時(shí)間不同對(duì)扦插成活率有何影響？等等。學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)，并通過(guò)對(duì)親自動(dòng)手制作的實(shí)驗(yàn)材料以及觀察到的現(xiàn)象，得出結(jié)論。教師只要稍做歸納，就能達(dá)到突破教學(xué)難點(diǎn)，鞏固學(xué)生知識(shí)的目的，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。同時(shí)使學(xué)生逐漸養(yǎng)成獨(dú)立獲取知識(shí)和創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)的能力。因此研究性學(xué)習(xí)不僅培養(yǎng)了學(xué)生收集、處理和加工信息資料的能力，更重要的是可以使學(xué)生接觸到大量的實(shí)際問(wèn)題，使他們?cè)谧灾骰顒?dòng)中提高應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。幾乎所有參加過(guò)研究性學(xué)習(xí)的學(xué)生都認(rèn)為：研究性學(xué)習(xí)是個(gè)人興趣、個(gè)性特長(zhǎng)最好的發(fā)展方式，完全是一種自主創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

6 創(chuàng)建開(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)全面培養(yǎng)本科生科研綜合能力[3，4]

隨著社會(huì)對(duì)人才要求的不斷提高，社會(huì)對(duì)人才的需求要求高校注重對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，特別是加強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理，不僅可以提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的利用率，又有利于學(xué)生自主安排實(shí)驗(yàn)及科研活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，有利于學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的鞏固以及實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學(xué)生鍛煉成長(zhǎng)，畢業(yè)后就業(yè)打下扎實(shí)基礎(chǔ)。而且開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種以實(shí)驗(yàn)過(guò)程的開(kāi)放性與學(xué)生參與的自主性為特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)做到知識(shí)的融會(huì)貫通，以及培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)和技能的能力，以及應(yīng)用這些知識(shí)和技能的能力，從而真正有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研綜合素質(zhì)。目前已被國(guó)內(nèi)外諸多高校采用且收效明顯，如德國(guó)漢堡大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室全天向?qū)W生開(kāi)放,并有專業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo),使學(xué)生動(dòng)手能力提高很快；美國(guó)路易斯安那大學(xué)，實(shí)驗(yàn)室從9∶00～22∶00對(duì)學(xué)生免費(fèi)開(kāi)放，學(xué)生獨(dú)立完成綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題。而相比之下,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從教學(xué)任務(wù)、教學(xué)方法、到教學(xué)環(huán)節(jié)表現(xiàn)為千篇一律，基于同一模式，缺乏個(gè)性。這種保守、封閉、“捆綁”式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系嚴(yán)重束縛了學(xué)生的主動(dòng)性、靈活性和創(chuàng)造性。顯然，舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和培養(yǎng)跨世紀(jì)人才的需要，因此，改革勢(shì)在必行。

7 結(jié)語(yǔ)

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重在“趣”字上啟發(fā)、誘導(dǎo)，做到集培養(yǎng)興趣、激發(fā)求知欲、啟迪思維于一體。同時(shí)要正確對(duì)待學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤。

(2)加強(qiáng)探索性實(shí)驗(yàn)，拓寬學(xué)生的活動(dòng)空間和思維空間，激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望。另外還可嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

(3)教師在實(shí)踐教學(xué)中處于主導(dǎo)地位，教師實(shí)踐能力的強(qiáng)弱直接關(guān)系到實(shí)踐教學(xué)的效果。因此，要搞好實(shí)踐教學(xué)首先要有實(shí)踐技能過(guò)硬的教師。

(4)嘗試開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，真正有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研綜合素質(zhì)。

(5)如何結(jié)合學(xué)生的年齡特點(diǎn)和自然科學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，開(kāi)展研究性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生較早參與科研活動(dòng)，這仍然是一個(gè)急需廣大自然科學(xué)教師實(shí)踐和研究的大課題。

[1]易紅.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008,27(3):1～4.

[2]周文富.地方高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2009,28(7):97～100.

[3]宋前秋.美國(guó)開(kāi)放課堂理論和實(shí)踐概述[J].江西教育科研，1998，(4)：11～13.

[4]黃曉亮，李洪波.淺談高校實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008，(4):183～184.