如何在綜合性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

摘要：通過綜合性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力是教師教育的重要任務(wù)。熟練一些儀器的使用方法，提高實(shí)驗(yàn)操作技能，鍛煉他們分析問題、解決問題的能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提升創(chuàng)新能力，并使他們對綜合性實(shí)驗(yàn)所涉及的一系列學(xué)科的發(fā)展前景有所了解。

關(guān)鍵詞：綜合性實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新能力 發(fā)展前景

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0194-01

創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，高校作為國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，肩負(fù)著科教興國和人才強(qiáng)國的雙重歷史使命，任重而道遠(yuǎn)。只有加強(qiáng)大學(xué)人才素質(zhì)教育，提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，才能實(shí)現(xiàn)科教興國和人才興國的雙重戰(zhàn)略目標(biāo)，才能適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、科技不斷的更高層次發(fā)展的需求。從目前我國高等教育發(fā)展的步伐及現(xiàn)狀，以及社會對人才的更高要求出發(fā)，作為人才培養(yǎng)搖籃的高校教師，我們必須全方位更新觀念，把培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力作為高校教育改革的核心之重[1]。通過綜合性實(shí)驗(yàn)以及開放性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，是創(chuàng)新教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要途徑。如何培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和能力已成為當(dāng)前和今后相當(dāng)長一個(gè)時(shí)期內(nèi)高等教育改革的重大課題。生命科學(xué)學(xué)科課程設(shè)置的生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)主要涉及綠色熒光蛋白的分離、提取、純化等多個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟或多種操作方法。通過此實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在掌握基本理論知識和鞏固基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上，提高他們對實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)造能力。為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，近幾年我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一些改革，獲得了較好的效果。筆者根據(jù)幾年來的工作經(jīng)驗(yàn)，以生技綜合大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施為內(nèi)容，就如何在綜合性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新思維能力進(jìn)行了初淺的探討和嘗試。

1 激發(fā)創(chuàng)新興趣，充分調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新意識

興趣是最好的老師，興趣也是創(chuàng)新的重要動力源泉。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，就是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新興趣，激發(fā)他們發(fā)自內(nèi)心的熱愛。沒有濃厚的創(chuàng)新興趣，就沒有積極主動的學(xué)習(xí)動力，就不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師怎么講學(xué)生就怎么做，學(xué)生根本不用動腦筋思考。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣，就是要在實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)設(shè)各種機(jī)會，不斷引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生去主動積極的思考，把學(xué)生智慧的火花調(diào)動、激發(fā)出來，引導(dǎo)學(xué)生互相交流，激起學(xué)生主動獲取知識強(qiáng)烈的求知欲[2]。生技綜合大實(shí)驗(yàn)綜合了GFP的提取、分離和純化，整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中從誘導(dǎo)表達(dá)目的蛋白GFP到后期的逐級分離純化過程，GFP的量比較大，全程幾乎都是可視的，GFP在紫外光的激發(fā)下發(fā)綠色熒光，學(xué)生很好奇，特別感興趣，在以往的學(xué)校開始的分子生物學(xué)、基因工程以及生化綜合大實(shí)驗(yàn)等一系列實(shí)驗(yàn)中，沒有那個(gè)東西是直接就可以看到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生課堂下去查閱GFP的相關(guān)文獻(xiàn)，知道還有藍(lán)色熒光蛋白以及紅色熒光蛋白，擴(kuò)大了視野，加深了學(xué)生對本實(shí)驗(yàn)的了解和認(rèn)識。

2 理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

在綜合性實(shí)驗(yàn)過程中，通過系列的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生樹立創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新信心，懂得創(chuàng)新方法[3]。介紹相關(guān)的背景知識，增加學(xué)生的愛國熱情，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。在綜合性實(shí)驗(yàn)“綠色熒光蛋白的提取和分離純化”實(shí)驗(yàn)中，通過大家對綠色熒光蛋白GFP的認(rèn)識和了解，2008年諾貝爾化學(xué)獎得主美籍華人錢永健在GFP的應(yīng)用和開發(fā)方面做出的巨大貢獻(xiàn)，身為中國人的莘莘學(xué)子，更加激發(fā)了學(xué)生科研的創(chuàng)新意識和愛國熱情，不但會激起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和強(qiáng)烈的求知欲，同時(shí)會開拓學(xué)生的科研思路。在實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)步驟方法的討論，增強(qiáng)自身的創(chuàng)新意識。GFP誘導(dǎo)表達(dá)后經(jīng)過硫酸銨沉淀后需要過三個(gè)柱子，分別是疏水層析、離子交換DEAE-纖維素柱和葡聚糖凝膠柱。通過引導(dǎo)式思考，實(shí)驗(yàn)中過三個(gè)柱子的順序?yàn)槭裁床荒茈S意變動，加深了學(xué)生對通過柱子純化的原理的理解。通過逐級的純化后，最后通過SDS-PAGE電泳檢測純化的效果時(shí)，有的學(xué)生建議用手提式紫外燈觀看，對于能否這樣看到純化的結(jié)果，大家展開討論，最后一致認(rèn)為SDS-PAGE時(shí)，蛋白已經(jīng)變性被SDS包圍，高級結(jié)構(gòu)被破壞，不可能看到綠色熒光的，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，大家加深了在《基礎(chǔ)生物化學(xué)》課程中所學(xué)到的結(jié)構(gòu)決定功能知識的理解。此外，可以指引學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，提出猜想，然后再通過學(xué)生思考為什么是這樣的，自己找到正確的答案，在課堂上各抒己見，老師再點(diǎn)評然后給出合理的答案，在思考的過程中學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)也是學(xué)習(xí)更好的提升，同時(shí)也加深了對實(shí)驗(yàn)的理解和認(rèn)識。

3 學(xué)生參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，調(diào)動主動性

生技綜合大實(shí)驗(yàn)涉及到GFP的提取、分離、純化等多個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。通過這些實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在鞏固基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上，把以前零散的分子生物學(xué)和生物化學(xué)的實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來，形成一個(gè)比較完整的體系，進(jìn)一步了解基因克隆和誘導(dǎo)表達(dá)以及蛋白后續(xù)的逐級純化過程，提高他們對實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力。以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作包括試劑的配制、樣品的準(zhǔn)備和預(yù)處理等，都是由實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備的，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作不是很清楚，沒有一個(gè)總體全局的概念，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室有種不知從何下手的感覺，對實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程不甚了解，只能遵循教師的指導(dǎo)，教師怎么說，學(xué)生就怎么做，至于為什么要這樣做，學(xué)生根本就無暇思考，也無從考慮。這種教學(xué)方式不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，只能培養(yǎng)學(xué)生的惰性，學(xué)生的動手能力也得不到更好的培養(yǎng)[4]。在做GFP的綜合性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)分組情況，然后要計(jì)算培養(yǎng)基的具體用量，以及實(shí)驗(yàn)中所涉及到的試劑用量情況，由學(xué)生分組輪流準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己動手配制試劑，能更好的培養(yǎng)他們的動手能力，激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動性，他們是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行者，激發(fā)他們的主人翁意識。這樣，學(xué)生就能夠?qū)?shí)驗(yàn)有個(gè)全局性的認(rèn)識，主動地去思考實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，一些關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)步驟事先也能做到心中有數(shù)，在自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過程中，調(diào)動了學(xué)生的主動性，同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力是造就創(chuàng)造人才的重要前提，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對于調(diào)動學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的積極性、主動性和創(chuàng)新性，以及對于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，創(chuàng)新精神的激發(fā)都有顯著的促進(jìn)作用。在綜合大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，只有在教學(xué)過程中不斷地進(jìn)行改進(jìn)和完善，才能培養(yǎng)出更多的新世紀(jì)的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)

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[4] 朱素琴.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析與改革思路[J].生物學(xué)雜志，2004，21（1）：43-45