設(shè)計性綜合性實驗教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)

李光耀

摘 要：過去多數(shù)實驗教學(xué)基本上是針對一門課程中的某一內(nèi)容而開設(shè)的，涉及的知識面較窄，特別是實驗系統(tǒng)基本上由實驗老師準備好，學(xué)生只需按步驟操作并記錄數(shù)據(jù)，交上實驗報告即可，結(jié)果造成學(xué)生積極性不高，針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在的問題和弊端，本文就設(shè)計性綜合性實驗與學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)之間的關(guān)系作了探討。

關(guān)鍵詞：設(shè)計性綜合性；實驗教學(xué)；創(chuàng)新素質(zhì)；培養(yǎng)

0 引言

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。高等院校作為國家科技創(chuàng)新體系的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，是創(chuàng)新型人才生長的前進基地，而實驗教學(xué)則在這一培訓(xùn)鏈條中扮演不可替代的重要角色。多年的實踐經(jīng)驗證明，實驗教學(xué)要真正擔負起創(chuàng)新型人才的前期培養(yǎng)任務(wù)，就必須依托區(qū)域資源優(yōu)勢，大力發(fā)展設(shè)計性綜合性實驗教學(xué)，以創(chuàng)新的教學(xué)模式，帶動創(chuàng)新型人才的成長。設(shè)計性綜合性實驗作為實驗教學(xué)的高級形式和階段，是在掌握基礎(chǔ)性實驗和具備綜合實驗知識及能力后，對今后開展科學(xué)實驗全過程進行初步訓(xùn)練的一種教學(xué)實驗，它意在培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)研究課題的需要和實驗精度要求，確定應(yīng)用的原理，選擇實驗的方法和測量方法，選擇測量的條件與相關(guān)儀器，處理實驗數(shù)據(jù)，是學(xué)生實驗?zāi)芰φ嬲傻闹匾獦酥尽?/p>

1 創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的意義

所謂創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)，就是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)與研究發(fā)明創(chuàng)新的規(guī)律和創(chuàng)新方法，培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造思維、創(chuàng)造能力，德智體美勞等方面素質(zhì)全面發(fā)展，使之成為高素質(zhì)創(chuàng)造性人才的教育活動，簡而言之，就是全面培養(yǎng)與提高學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)，使之成為高素質(zhì)創(chuàng)造性人才的教育活動。實施創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)，無論從理論上，還是從實踐上都具有重要的意義。

一是有利于對創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)，有利于提高國民素質(zhì)與創(chuàng)新能力教育目標的全面實現(xiàn)。提高國民素質(zhì)與創(chuàng)新能力，是新世紀教育的培養(yǎng)目標，要實現(xiàn)這一培養(yǎng)目標，教育必須改革與創(chuàng)新，必須實施創(chuàng)新素質(zhì)教育，即搞好以創(chuàng)新教育為核心的全面素質(zhì)教育，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)造性人才。

二是有利于創(chuàng)新教育與素質(zhì)教育的有機結(jié)合，全面貫徹黨的教育方針，全面實施素質(zhì)教育。有利于改變過去教育“重知識、輕德育、輕能力”、“重專業(yè)輕綜合素質(zhì)”、“重統(tǒng)一模式輕多樣化培養(yǎng)”，特別是輕視對獲取知識能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等的弊端，在使學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的基礎(chǔ)之上，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)造能力。

三是有利于迎接知識經(jīng)濟的挑戰(zhàn)，全面實施科教興國戰(zhàn)略，發(fā)揮教育的多元功能。知識經(jīng)濟時代的明顯特點，就是以高科技為先導(dǎo)、以創(chuàng)新為靈魂。所以，我國實施科教興國戰(zhàn)略，把教育擺到優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位其目的就是為知識經(jīng)濟輸送具有創(chuàng)造思維和能力的人才。而培養(yǎng)創(chuàng)造性人才，必須全面實施素質(zhì)教育，在素質(zhì)教育中必須突出創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)。

四是有利于學(xué)生自身創(chuàng)造潛能的生成，促進學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展、和諧發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展。學(xué)生時期的素質(zhì)可塑性大、記憶力強、是大腦思維最活躍時期，也是培養(yǎng)創(chuàng)造能力的最佳期。所以，在高校要樹立正確創(chuàng)新素質(zhì)教育觀，積極開展創(chuàng)新素質(zhì)教育。對學(xué)生身上創(chuàng)造性的萌芽，要積極、適時，按著創(chuàng)造心理規(guī)律給以培養(yǎng)、扶植、拓展、開發(fā)、強化，不斷提高創(chuàng)造個性素質(zhì)。這既是創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的任務(wù)，也是青少年創(chuàng)造性心理潛能健康發(fā)展的內(nèi)在需要。

研究與實踐表明，在學(xué)校進行創(chuàng)新素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造才能，既是重要的，也是可能的。

2 設(shè)計性綜合性實驗教學(xué)與高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)系

2.1 設(shè)計性綜合性實驗和高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的內(nèi)涵

設(shè)計性綜合性實驗是指針對某項或某個方面與某個領(lǐng)域有關(guān)的未知或未全知的問題，采用科學(xué)思維方法，進行大膽設(shè)計，探索研究的一種開放式教學(xué)實驗，實驗實施的基本程序與科研過程基本一致，通過設(shè)計性綜合性實驗，可使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本過程和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、綜合分析能力、收集和整理信息能力、獨立動手能力、團結(jié)協(xié)作能力和科學(xué)的創(chuàng)造性思維能力。高素質(zhì)創(chuàng)新型人才是指除應(yīng)具有一般人才共同的素質(zhì)外，在知識和能力上應(yīng)具備強烈的創(chuàng)新意識，獻身科學(xué)的精神，廣博精深而合理的知識結(jié)構(gòu)，敏銳和準確的觀察力，嚴謹?shù)目茖W(xué)思維能力，豐富甚至奇異的想象力，敢于冒一定風(fēng)險，不怕挫折和失敗等諸多品質(zhì)特點。對于高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，已經(jīng)成為各國教育的基本指向，是一個國家進步與發(fā)展的源泉，也是評價教育改革成敗的關(guān)鍵。

2.2 設(shè)計性綜合性實驗與高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)系

（1）設(shè)計性綜合性實驗為高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。

設(shè)計性綜合性實驗首先要根據(jù)確立的實驗題目、目的要求，結(jié)合實驗條件去設(shè)計實驗的方案，需要查閱大量資料，鍛煉了學(xué)生收集信息和整理信息的能力；根據(jù)文獻資料結(jié)合學(xué)過的理論知識和實驗原理進行綜合分析，確定實驗的材料與方法，注意事項和預(yù)期結(jié)果，確立實驗方案，此過程培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力，歸納整理能力，運用所學(xué)的知識和方法創(chuàng)造性的建立新方案的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維；再通過方案的實施，從實驗準備，實驗設(shè)備選型，實驗時間安排，實驗具體操作安排，到實驗小組內(nèi)人員分工、實驗現(xiàn)象、結(jié)果和數(shù)據(jù)分析與處理等均由學(xué)生自己進行，從中培養(yǎng)了學(xué)生獨立動手能力，善于發(fā)現(xiàn)問題的能力，克服困難的科研精神和運用現(xiàn)代化工具處理實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果的能力。同時設(shè)計性綜合性實驗多選擇綜合性和研究性的題目，克服了過去“單一實驗、單一過程、單一方法”的模式在培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才上的不足。

（2）高素質(zhì)創(chuàng)造型人才培養(yǎng)過程又豐富和完善了設(shè)計性綜合性實驗的內(nèi)涵。

隨著實踐教學(xué)改革的不斷深入，設(shè)計性綜合性實驗的不斷開出，創(chuàng)新型人才不斷涌現(xiàn)，這些高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，又會不斷地為國家、社會、人類進行創(chuàng)造性的工作，創(chuàng)造性的發(fā)明，推動科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們運用這些新的發(fā)明，新的創(chuàng)造來進一步改革設(shè)計性綜合性實驗的方式、方法，充實設(shè)計性綜合性實驗的內(nèi)容，完善設(shè)計性綜合性實驗的過程，使實驗教學(xué)質(zhì)量不斷提高。因此，大批高素質(zhì)創(chuàng)新型人才層出不窮，又豐富和完善了設(shè)計性綜合性實驗的內(nèi)涵。總之，設(shè)計性綜合性實驗是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才有效方法。

3 設(shè)計性綜合性試驗教學(xué)中創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)幾點認識

長期以來，實驗教學(xué)中強調(diào)的是以教師為中心的強制教育方式。從教材編排、實驗準備、儀器應(yīng)用到實驗結(jié)果和實驗報告的書寫都由教師預(yù)先安排，以統(tǒng)一的模式去要求和塑造學(xué)生。教師只重視教學(xué)的內(nèi)容忽視教學(xué)的主體，而學(xué)生只緊隨老師的教學(xué)指揮棒被動地學(xué)習(xí)。其結(jié)果使培養(yǎng)的學(xué)生難以有創(chuàng)造性的潛能，或即使有創(chuàng)造性愿望也不能被老師發(fā)現(xiàn)并得到鼓勵。因此，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須創(chuàng)新以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)。

3.1 轉(zhuǎn)變觀念

學(xué)生個性創(chuàng)造思維和創(chuàng)造才能必須在自由氛圍中自由的空間里才能得到迅速的發(fā)展。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中演示實驗是教師預(yù)先選好的學(xué)生分組實驗，也是事先安排好的毫無自由空間可言學(xué)生只按照教師的安排去完成實驗，沒有主動性更沒有自由發(fā)揮的余地，這就白白地錯過了許多鍛煉學(xué)生的機會，禁錮著學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，也助長了學(xué)生的思維惰性。高等教育必須以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力為目標，為了發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)生的創(chuàng)造力，我們必須不僅要讓每一位學(xué)生都有親自動手實驗的機會而且更要讓他們對實驗課題、實驗原理、實驗方法、實驗過程、實驗結(jié)果自由地和同學(xué)開展討論、爭論、獨立發(fā)表自己的見解提出與別人不同的意見，要特別鼓勵學(xué)生參與實驗的設(shè)計，強化學(xué)生的參與意識，教師要適時適當?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生糾正一些思想上不正確的認識，要讓學(xué)生明白人的創(chuàng)造能力并不是高不可攀望塵莫及的，而是可以通過學(xué)習(xí)而不斷增強的；要幫助學(xué)生樹立起必要的信心，理論和實踐都表明只要教師和學(xué)生都切實轉(zhuǎn)變觀念，在教師適當引導(dǎo)下學(xué)生參與實驗的設(shè)計對提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)是完全可行的

3.2 以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和能力的途徑

（1）精心、科學(xué)地編制實驗內(nèi)容。針對實驗教學(xué)涉及面廣，強調(diào)親自動手的重要性與教學(xué)時數(shù)的限制的矛盾，實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)以加強基礎(chǔ)技能、突出綜合設(shè)計、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為基本原則。在基本技能方面，既要強調(diào)必須掌握的內(nèi)容，又要根據(jù)每個學(xué)生的能力、興趣和特長，按不同層次設(shè)計實驗內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)有余力、在該實驗中有興趣的學(xué)生，向更高要求和難度進軍，讓其自我發(fā)揮并脫穎而出。在綜合設(shè)計方面，教材要適時刪除一些內(nèi)容陳舊、與現(xiàn)代科技不相適應(yīng)的內(nèi)容。根據(jù)現(xiàn)代化先進技術(shù)及課程設(shè)置情況，安排一些綜合性強、實用性高、創(chuàng)造空間廣的綜合設(shè)計性題目，培養(yǎng)和啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。在此基礎(chǔ)上，實驗內(nèi)容應(yīng)從全局的觀念上有增有減進行安排，教學(xué)內(nèi)容相近的課程合并重新編排，避免重復(fù)。

（2）創(chuàng)新以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)方法。實驗教學(xué)中要改變這種長期的實驗教學(xué)過程中，教師以教為主，學(xué)生以學(xué)為主，互相交流甚少的狀況，引入以學(xué)生討論提問和自我發(fā)揮為主的課堂機制。在實驗課前開展短暫的討論，可達到啟發(fā)和引導(dǎo)作用。實驗報告的書寫從側(cè)重實驗結(jié)果過渡到重視實驗討論。對報告中有突出見解，并查找資料努力求證的觀點加以表揚。實驗考試在強調(diào)結(jié)果的同時，更注重分析、討論和求證。綜合、設(shè)計性實驗盡量與科研相結(jié)合，在老師指導(dǎo)下，從資料查找，到設(shè)計和實施邊學(xué)習(xí)邊實踐，在本科教育的所有階段和所有學(xué)科上，向?qū)W生提供以初級合作者身份參加研究工作的機會，這種學(xué)習(xí)形式可以在跨部門的實驗室進行，讓學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段可持續(xù)、完整地在教師直接指導(dǎo)下參與真正的科學(xué)研究和開發(fā)，體現(xiàn)科研的艱辛和成功的樂趣。

（3）實驗室建設(shè)和管理創(chuàng)新，堅持以學(xué)生為中心的改革指導(dǎo)思想，建立新的實驗室管理體系。把原從屬于教研室的、小而全、多而散、功能單一的實驗室，進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化、資源重組、構(gòu)建成既能為本科生又能為研究生實驗教學(xué)服務(wù)的、直屬于院系領(lǐng)導(dǎo)的大型實驗室，真正成為具有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基地。在實驗室人員配置上，要鼓勵具有較強研究和創(chuàng)造能力、及有各項科研課題的老師直接參與實驗室建設(shè)和管理，有利于直接指導(dǎo)學(xué)生開展教學(xué)和科研。在實驗室硬件建設(shè)中要加大資金投入，引進具有國外先進水平的儀器設(shè)備。大實驗室的概念也為提高先進設(shè)備的使用率提供了保證。把實驗室建設(shè)成為教學(xué)和研究相結(jié)合的基地。實驗室管理方面要強化服務(wù)功能，象圖書館一樣全天候開放實驗室，讓學(xué)生以小組為單位，自由選擇配組，隨到隨做，設(shè)計性綜合性實驗可由教師指導(dǎo)下獨立設(shè)計，提交計劃后實施，學(xué)生在開放實驗室這個創(chuàng)新基地內(nèi)可以充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，實現(xiàn)真正的自我創(chuàng)新。

知識經(jīng)濟時代迫切需要具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才，高校作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搖籃，一定要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和模式，加強實驗教學(xué)和實驗室建設(shè)，努力營造有利于學(xué)生創(chuàng)新才能培養(yǎng)的成長環(huán)境，把學(xué)生培養(yǎng)成為基礎(chǔ)扎實、知識廣博、思路活躍、富于創(chuàng)新、能面對知識經(jīng)濟挑戰(zhàn)的人才。

參考文獻

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