基于動物學課程的大學生創新性實驗計劃

胡好遠， 吳海龍

（安徽師范大學生命科學學院，安徽蕪湖 241000）

基于動物學課程的大學生創新性實驗計劃

胡好遠， 吳海龍

（安徽師范大學生命科學學院，安徽蕪湖 241000）

探討了大學生創新性實驗計劃實施的必要性、實施中的選題和探究方法，并在此基礎上論述了基于動物學課程的創新性實驗計劃的實施和體會。

實驗教學；創新；探究

隨著大學教育的改革和發展，大學生的綜合素質培養越來越受到重視［1］。教育部于2007年啟動直接面向低年級大學生的國家大學生創新性實驗計劃；一些高校也先后自主地開展了相應的計劃［2－7］。大學生創新性實驗計劃的目的是探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，旨在調動學生的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維和創新意識，提高學生的創新實踐能力［2，3］。本文論述了創新性實驗計劃實施的必要性、項目實施中的選題和探究方法，并在此基礎上論述了基于動物學課程的創新性實驗計劃的實施和體會。

1 創新性實驗計劃實施的必要性

高等學校是人才培養的重要搖籃和科技創新的重要力量，在全面建設小康社會、建設創新型國家中具有不可缺少的重要作用。注重素質教育，全面提高教育質量，堅持出人才出成果出效益，為推動經濟社會發展做出更大的貢獻已是高校重要任務。在社會主義市場經濟的新形勢下，高校需要轉變人才培養模式，切實提高教育教學質量，培養出更加符合社會需要的創新型人才。在深化教育改革，全面推進素質教育的過程中，突出學生創新素質的培養，積極探索培養高素質創新型人才的途徑和方法，是高等教育改革與發展的主題。師范類院校培養的學生主體是未來的教師，是承擔科學素質教育工作的主力軍，學生創新素質的高低會影響到對下一代科學素質的培養。因此，師范類大學生創新素質的培養已迫在眉睫。

近年來，高等教育事業得到了長足的發展，從數量上講，招生規模都在不斷擴大，但也存在過于傳統的教育模式和過強的共性制約等問題，而創新意識和創新能力培養的缺乏恰恰是它的突出表現。受應試教育的影響，大學生不可避免地表現出創新素養不足。生物專業的學生一般動手能力較強，具備一定的創新意識，但創新思維還不健全、科學精神培養有待于進一步加強、創新能力較匱乏、創新人格尚未形成。學生普遍具有創新的動機，有創新的欲望，但目前學校所能提供的創新環境有限、創新氣氛缺乏，學生的創新潛力得不到充分發揮，創新素質難以得到全面提升。另一方面，學生也不善于利用現有的資源和條件，更不能自發創造自己所需的資源和條件。

2 創新性實驗計劃的選題和探究方法

大學生科技創新素質主要包括以下幾個方面：創新思維、科學精神、創新人格和創新技能。創新思維體現在學生發明或發現新思想、新知識和新技術等的思維過程，貫穿于創新實踐活動的始終，是創新素質的核心；建立在學生興趣基礎上的科學精神培養是學生從事創造性活動的驅力，勇于挑戰、不怕失敗是科學精神的具體體現；創新活動圍繞學生個性化特點展開，是一種個性特質培養過程，學生的主動性需要得到充分發揮；設計和實驗操作技能、表達和寫作能力等創新技能則是創新思維的載體和表現。創新素質的培養體現在具體活動過程中，就活動本身而言，“一切都在過程之中，結果是微不足道的”；活動過程中的新穎性、繼承性和變革性、經濟和理論上的價值性等等均促進了學生綜合素質的提高。

2.1 循序漸進的選題

提供給學生的選題應立足于學生的知識背景。一般來說，參加計劃的主要為低年級學生，其經歷是一些基礎課程。因此，選題上，應從這些基礎課程出發；隨學生的學習深入，再貫穿一些與所學學科相關的內容，循序漸進。

彭安等提出該類課題選題時應注意科學性、可行性、簡約型和實用性［4］。這些原則在循序漸進的選題思路上均能得到體現?？茖W性是此類實驗的首要原則，實驗的選題和完成要依照科學實驗原理，所使用的實驗步驟、操作程序和方法必須與生物學理論和生物學方法論相一致［4］。選題的科學性建立在學生知識背景基礎之上。與學生學習內容相一致選題方向，循序漸進的選題思路，可使學生的創新性實驗與學業并進，增加了選題的可行性，也能更好地激發學生的興趣。

學生可選用易獲取的材料作為實驗對象，在研究方法上也應追求易行的方法。所選的題材應結合教學科研實際，與實驗或實踐課程相關是很好的途徑。對于生命科學專業的學生來說，在大學一年級的學習中，除了一些公共課外，也常會開設一些專業基礎課，比如我校的動物學和植物學課程；隨著學生進入更高年級，生物化學、生理學、細胞學、生態學和分子生物學等學科的陸續開設。學生在低年級的實驗課和理論課上已經獲得了一些專業基本技能。在這些基本技能上，加以延伸和拓寬，再結合對科學問題的把握，便能形成很好的題目。例如，可先引導學生對特定動物的生物學和行為學等方面進行探究；隨學生進入高年級，更多實驗技能和理論知識得到掌握，再將生態學或分子生物學等知識結合到所選擇的題目中去，便會使得選題更有連續性，成為一個較為系統的探究方向。在選題時，學生的知識背景常是有限的，這就要求老師具備這樣的視野，提供一個較為開放的選題方向。

2.2 實施中的探究

探究方法是創新性實驗實施過程中的主要方法，通過項目的實施，使學生學會探究，具備基本的科學素養也是項目實施的目的所在［5］。邏輯思維方法是人類認知的重要手段，科學探究離不開邏輯分析過程。已有的理論認識只有通過邏輯思維過程才能為新的探究活動提供支持，而在探究中獲得的感性認識也要通過邏輯思維過程才能上升到理性階段，從而實現對事物本質的認識。從特殊到一般，再從一般到特殊，是人們認識事物的基本規律。歸納和演繹就是這一認識過程中的兩種邏輯推理形式，也是兩種基本的思維方法。在學生的科學探究活動中，歸納和演繹均發揮著重要作用。歸納的應用主要體現在對問題和假設的提出環節，對已有知識進行歸納是發現問題的主要途徑之一?！翱茖W始于問題，而不是始于觀察”。真正能夠導致科學發現的研究起點，并不是無目的的觀察，而是引入問題、進行假設推論之后的設計和觀察。這樣才有目的性和選擇性。

假說－演繹法是現代科學的主要邏輯思維方法，它極大地促進了現代科學的發展。而這種思維方法的培養，也正是科學素養的重要體現。實施中，應讓學生充分參考相應文獻，一方面在科學文獻中，學會并貫穿這種邏輯思維方法；另一方面，在具體實驗中，學以致用，善于提出合理的假設。讓學生帶著問題和假設去探究，增加了其實驗的目的性。

在對現象進行觀察的基礎上，應引導學生對已有的研究進展進行歸納，這就要求學生多查閱一些與研究主題相關的研究進展，對已有研究成果進行比較，總結和提煉研究中尚存在的問題。在生命科學專業，生物學中相關理論是很好的探討對象，尤其是一些仍處于爭論中的理論（假說），對相關假說進行驗證，是豐富和發展相關理論，或提出新的科學問題的重要途徑之一。此外，在尋找問題中，也進一步鍛煉了學生利用網絡、圖書館等資源平臺查閱文獻資料的能力。所探討的問題不易太大，否則，在有限時間內難以完成。

對學生實驗技能以及科學方法論的引導和培養均是創新計劃重要內容［4］。在實踐中，學生可能會更關注具體的動手能力是否得到訓練，但學生創新素養的培養和鍛煉并非局限于具體的儀器操作以及實驗流程。實際上，敏感的科學問題挖掘能力和善于提出假設的科學方法論更應得到培養和鍛煉，是培養和提升大學生生創新素養必不可少的環節。

3 圍繞動物學課程的創新性實驗計劃的實施

動物學是高等院校生物學科重要的專業基礎課之一，是一門經典的課程。課程的知識量龐大，傳統的理論課教學模式中，教師講授著繁多的知識點，學生通過對知識點的記憶完成考試，是典型的傳授知識型教學模式；課程的實驗課也是以驗證型實驗為主。傳統的教學模式單一，不利于學生個性發展和拔尖人才脫穎而出，束縛了學生的創新意識和創造能力的培養。通過多年的教學實踐，我們認識到傳統教學模式的不足之處。如何將創新素質教育貫穿并落實在課程教學實踐中，成為課程改革和建設的重點所在。近年來，我們圍繞動物學課程建設，以培養和提高學生創新能力為核心，開展了一系列教學改革實踐。通過設置創新性實驗項目，探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，創新和優化模式框架和評價體系。動物學課程在我校開設于一年級，項目的實施將直接受益于我校生物科學和生物技術專業一年級本科生，從而對學生整個大學期間的科學素養培養均將產生積極影響。我們的創新素質培養體系主要包括以下內容：

3.1 探索以問題為核心的實驗教學模式

將傳統的驗證性實驗與創新性實驗相結合。在實驗課程基礎上，引導學生發現問題、查閱相關資料，并在前人的研究基礎上給出可能的假設，再針對假設，提出實驗方案。指導學生進行實驗操作，獲得并分析實驗結果，并對已有的假設進行驗證；指導學生完成分析報告。在創新性實驗中，調動學生的興趣，使其具備探究的動力；充分發揮學生的積極主動性，建立以學生為主體的模式；鼓勵學生發現問題，勇于探索，培養其探索精神；營造寬松的科研氛圍，根據學生的個性化特點，設定具體的目標；結合具體的問題，組建團隊；指導學生的實驗設計和操作、數據分析和寫作等技能；從而使得學生的創新素質得到綜合提升。

3.2 以培養學生科學素養為目的，設置創新性研究課題

實行學生科研立項制度，從政策和經費上鼓勵學生進行科技創新；遴選并資助本科生創新性實驗計劃項目；鼓勵學生參加教師的科研課題，與教師合作進行科學研究；鼓勵學生申報高級別的創新項目，通過科研促進教學。

3.3 創新基地的構建

充分利用我校高師生物學實驗教學示范中心的儀器設備和實驗室以及相關學科教師的專業實驗室力量，建立穩定的校內本科生創新性實驗基地；發揮區域經濟優勢，結合野外實習基地和教師科研基地，建立本科生的校外創新基地。

3.4 創新性實驗的管理體制

充分利用課題組教師和研究生力量，加強對實驗室的管理；完善實驗儀器設備和實驗耗材和經費的管理體制。建設課程的創新性實驗教學管理網站。

3.5 建立和完善評價體系與創新激勵機制

評價是教育管理中實施控制的特殊手段，是教育管理的重要環節。通過開展專業辯論賽、創新性實驗設計大賽、實驗技能大賽、實驗模型制作競賽、論文競賽等活動，充分調動學生的積極性。

早期大學生創新性實驗是以教師為主導少數學生參加的，隨著我校實施“大學生創新性實驗計劃”和動物學省級精品課程的實施，從2009年開始，我們逐步開展了面向較多大學生的以動物學學科為基礎的創新性實驗計劃，由動物學教學團隊和動物學精品課程等項目聯合出資構建本科生創新計劃專項經費，參與本項計劃的指導教師9人（其中教授5人，副教授3人，講師1人），教師根據本人的科研基礎結合學生的實際情況，提供相關研究方向和較為寬泛的初步選題。學生自由組合構建科研小組，以科研小組為單位對所感興趣的課題與相關指導教師進行溝通，通過師生的雙向選擇，最終遴選并資助了20余項創新性實驗課題，每個項目成員5人左右，項目共吸納學生達120人左右，占一年級本科生比例約為30%。通過項目的實施，帶動了廣大大學生的學習興趣，初步培養了學生的創新素質。

4 實施中的問題

在計劃的實施環節中，也存在一些不足，主要體現在以下幾個方面：首先，關于學生的創新思維和創新技能培養的環節上。前已述及，對學生實驗技能以及科學方法論的引導和培養均是創新計劃重要內容，由于創新思維的缺乏和急功近利動機的誘導，一些學生可能會更關注于具體的能力是否得到訓練，而忽視了發現問題能力和善于提出假設的方法論培養。實驗技能的培養固然重要，但這是一個循序漸進的過程，需要在整個大學期間逐步得到鍛煉；而大學生創新性實驗計劃的目的是在以問題和課題為核心的培養模式上，激發學生的創新思維和創新意識，提高學生的創新實踐能力。其次，在項目的實施中，一些大學生僅僅依賴教師設計實驗，缺乏獨立性。在實施的初期，必要的指導是必不可少的；但隨項目的進行，應引導學生模仿并逐步走向獨立思考。這時，教師也應退居到參與者地位。再次，在項目的延續性上，一些學生缺乏耐心。有的學生僅僅是在初期進行了參與，進而逐步失去了興趣。由于大學生的個性化特點，這一點也是不可避免的。這反映了大學生的團隊建設并非成熟，應及時調整團隊組成，凝聚團隊中的核心成員，并對分流的學生進行適當引導。

基于課程的大學生創新性實驗計劃體系尚處于逐步完善中。在以問題和課題為核心的模式上，只有充分調動學生的主動性和積極性，激發其創新意識，才能達到培養學生的創新思維和創新實踐能力目的。

［1］ 周濟.教育要發展關鍵在人才［J］.中國高等教育，2006，（9）：4－5.

［2］ 周濟.實施“質量工程”貫徹“2號文件”全面提高高等教育質量［J］.中國大學教學，2007，（3）：4－8.

［3］ 王春潮，徐躍進，王平祥.強化實踐推進大學生創新性實驗計劃［J］.實驗室研究與探索，2009，28（6）：7－10.

［4］ 彭安，向本瓊，張根發等.大學生物開放性和設計性實驗教學探討［J］.中國大學教學，2007，（3）：53－55.

［5］ 張玉平，吳益峰.開創大學生科技創新活動新局面［J］.實驗室研究與探索，2009，28（9）：108－110.

［6］ 張吉維，任良玉，滕文忠等.設立本科創新培養基金培養學生創新能力的探索與實踐［J］.中國大學教學，2006，（11）：31－32.

［7］ 溫喜寶.大學生創新性實驗計劃的開展與研究［J］.實驗室研究與探索，2009，28（4）：5－7.

Innovation Experimental Project for College Students Learning Zoology

HU Hao－yuan， WU Hai－long
（CollegeoflifeScience，AnhuiNormalUniversity，Wuhu241000，China）

In this article，the necessary of innovation experimental project for college students and the methods of topic selection and exploration methods are discussed.Based on these，innovation experimental projects for college students learning Zoology are explained.

experimental teaching；innovation；exploration

Q95

B

1674－2273（2011）06－0104－04

2010－12－13

動物學省級精品課程和安徽師范大學2011年度校級教學質量與教學改革工程項目基金資助

胡好遠（1975－），男，安徽潁上人，安徽師范大學生命科學學院教授，博士；吳海龍（1970－），男，安徽樅陽人，安徽師范大學生命科學學院教授，博士。