創新性實驗教學方法探索與實踐

　　摘 要： 培養大學生的創新能力是目前大學教學改革的重要內容，它對學生各項能力尤其是創新能力的培養有重要的促進作用。在總結創新實驗經驗的基礎上，作者進一步對教學方法進行了探索與實踐，不僅促進了學生創新能力及綜合能力的培養，而且保證了教學的教學質量，同時也為今后其他實驗性教學的開展積累了經驗，提供了參考。
　　關鍵詞： 創新性實驗 實驗教學 創新能力 綜合能力
　　
　　大學生創新實驗活動是以項目為載體，由學生個人或團隊，在導師的指導下，自主選題，自主進行實驗方法設計，自主開展研究工作，自主組織項目實施和進行數據分析處理、撰寫總結報告等工作。活動的目的是激發學生對實驗創新的興趣，培養學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，提高學生創新能力、團隊精神和科學素養。隨著高等學校越來越重視對大學生的創新意識和創造能力的培養，近幾年來，大學生的創新能力已得到了日益提高。人才培養目標的重新調整，不僅使教育思想和教育觀念發生了變化，教學內容、教學體系、教學方法的改革也逐步深入。在總結已有經驗［１］的基礎上，我們對創新實驗的教學方式進行了探索與實踐，以有科研課題的老師為核心設置多個研究課題組，實行本科生導師制，實現實驗教學與科研的接軌，并對教學方法和教學手段等方面進行改革，取得了較好的實驗效果。我們總結出以下一些具體做法。
　　一、不僅要注重科研的創新，而且要注重綜合能力的培養
　　在以往的實驗中，我們發現無論老師怎么強調實驗前準備的重要性，實驗前準備總是不充分。開始我反復強調要記筆記、列清單，但是很多學生總是做不到，而且自律性也不強，每次實驗開始前通常是十幾分鐘的小型的茶話會，實驗時總是缺東少西，甚至因某些重要試劑的缺失而使實驗前功盡棄。針對此種情況，我采取以下措施，不做學生的保姆，而是分工明確，責任到人，大大改善了這種情況。這樣使學生養成不依賴老師，獨立思考，獨立解決問題的能力。
　　在整個實驗中，我們始終貫穿統籌學的應用。以前我們開設的驗證性實驗，大多是教師根據多年的經驗總結出來的最合理最有效的技術及操作過程，只要照著步驟做大多可以做出相當好的結果。但是在這個過程中，學生沒有體會到合理安排時間和每一步為什么如此做的精髓。統籌方法是一種合理安排工作程序的數學方法，它的應用范圍極其廣泛。所謂時間統籌就是如何利用和支配時間，使時間的浪費減少到最低程度，降低時間的無謂消耗，從而提高工作效率。因此，我們在創新性實驗中除要求學生順利完成實驗任務外，還要求學生根據自己的實驗計劃設計最節約時間、最節約材料和人力的實驗方案，而不是上來就做，單純以目標為原則，使學生在科研中養成把握時間、珍惜時間的習慣，并在此基礎上科學地運籌時間從而達到事半功倍的效果。
　　有些學生已經養成了老師布置作業被動完成的心態，可能這中間有時候會產生抄襲，甚至一個組的同學出現三個和尚沒水吃的結局。針對這種情況，我們在布置工作時首先把任務發布出來，給出一個適當寬裕的時間，但是總時間是一定的，在前期停留時間長，那么留在后續環節的時間將會越來越少。另外，安排任務不再由老師明確分工，各小組拿到任務后自行協商小組各成員承擔的部分。在規定時間內把每人負責完成的名單交給老師即可。在共同協商反復磨合的過程中，學生的合作精神得以培養，他們相互交流，各盡所能，共同推動研究順利進行，團隊精神得以建立。并且在這個過程中學生也真正體會到了團隊的意義。在最后總結時，我們欣喜地發現學生有了很大的進步，不再認為“沖突”會毀了整個團隊，而是在唇槍舌戰中集思廣益學到了很多東西，甚至為了在團隊中能使自己的觀點說服其他組員，會主動加班加點搞清更多的問題。另一個進步是學生不再認為團隊中“1+1一定大于等于2”，他們發現只有互相尊重，清晰地表達自己的觀點同時善于傾聽別人的觀點有時又要適當地學會妥協才是最終成功的捷徑。而這也是我們開展創新試驗所要達到的目標之一，因為科研不只是技術的積累。
　　二、對學生的評價方法改進
　　教學評價具有很強的導向功能，考核體系過于注重實驗的成功與否，不利于引導學生主動學習和個性的發展。在創新實驗中，我們形成動態的評價體系，評價貫穿始終，涉及學生各個方面能力的評價。采取多種多樣的考試形式，如查閱文獻、獨立學習新技術、實驗報告、課堂討論、回答問題、綜述、開卷考試和實踐能力考查等。考試內容上既包括技術的基本原理、基本技能、注意事項，又包括提出問題、分析問題、解決問題的綜合能力及綜合素質。這種評定方法，改變了過去唯結果為標準的評定方法，突出了對學生創新意識和能力的評定，激發了學生學習積極性，使學生由被動接受學習轉變為主動學習。
　　在此基礎上，對于表現好的學生，我們會讓其參加后續的學生科研，取得相應經費支撐使其科研思路進一步實施和完善，從而達到科研的序貫性。同時也使創新性實驗的輻射力不僅輻射到正在參與的學生，而且進一步輻射到尚未參與的學生中，激發他們對創新實驗的興趣和主動參與。
　　三、增加學生的反饋次數
　　在以往的教學中，我們往往到最后才要求學生寫實驗總結，造成學生在實驗中遇到問題不能及時反饋及時解決。鑒于此，我們采取階段書面小結加小組會議的形式就問題一一解決。例如在免疫印跡的教學中，我們實行的是“教—學—做”一體化教學方式。但在當周的書面小節中很多學生反映，自己做得不好是因為在教師講解時，沒能及時提問及前面一排同學擋住了視野，根據問題我們及時補加一次實驗課彌補了這一不足。綜述的修改我們直接利用了現在的快捷聯系方式QQ群和Email來增加反饋的速度，學生可直接在網上隨時和導師交流并得到指導教師的指導。經過反復的修改，學生掌握了綜述寫作的基本規范、布局與基本的謀篇思路，培養了一定的科研素質。
　　四、具體實施方案
　　讓從未接觸過科研的學生去完成科研工作的創新不是一蹴而就的，因此我們在教學中采取分階段循序漸進式的教學方式。
　　1.導師學生見面會。
　　首先召開教師學生見面會，就要做的科研和時間安排進行溝通交流，對創新性實驗的內容進行簡單介紹，并就我們學科的特色和研究方向，定出大致的實驗方案，讓學生在課余時間針對此內容進行熟悉了解。
　　2.掌握基本操作，了解科學研究過程。
　　實驗前進行5次專題講座：如何查閱文獻，如何寫綜述，實驗設計專題講座；實驗基本知識和技術講座，實驗室規則和安全。之后安排一次實驗教學觀摩，介紹實驗儀器和操作規范及有毒物質的防護。在介紹了基本的實驗知識和操作技術之后，每位學生練習基本實驗操作。目的是使學生循序漸進融入到科研的氛圍中。
　　在這段時間，學生要利用課余時間就課題相關查閱文獻，完成綜述。
　　3.科研立題。
　　沒有科研經歷的本科生如何在短時間內迅速進入科研狀態，我們采取了分布走的辦法：第一，實驗前的5大講座是科研創新的熱身；第二，在此基礎上，學生的背景知識仍相當欠缺，此時我們會提供給學生一些類似的科研文獻，鼓勵學生先模仿后創新。與此同時指導教師詳細講解創新性實驗的思路，講述查閱文獻的基本方法，為學生提供一些科研思路，鼓勵學生廣泛查閱資料，在借鑒他人的基礎上邊模仿邊創新；第三，在模仿的基礎上逐步形成自己的思路，最終達到引導學生自主設計課題方案的目的。
　　科研立題的時間我們會酌情放寬，主要達到以下目的：一是通過大量的文獻檢索、文獻閱讀完成一篇3000字左右的綜述；二是實驗技能訓練階段——學生從對實驗的觀摩到研究生的助手到最終自己獨立操作已基本熟悉科研的基本流程和實驗室的環境。這時，學生可以在教師指導下根據自己的興趣設計自己的研究課題。
　　
　　4.課題論證答辯。
　　每個同學在講臺上用PowerPoint幻燈形式，介紹所選擇的實驗題目、研究背景、實驗方法步驟如何，以及檢測哪些指標，實驗中需用到哪些試劑和儀器設備。然后由老師和同學就課題的合理性、可行性進行提問。課后該小組根據所提意見和建議進行修改和完善實驗設計。
　　在課題論證答辯環節中，我們有以下幾點經驗。
　　（1）正性評價的運用
　　課題論證答辯要求每個人必須發言，這對于外向型學生來說是一個好機會，能應對自如。對不善于發言又沒有自信的學生，我們采取提問的方式，這種提問有別于一般的課堂提問，我們把它稱之為“循循誘導式”。根據皮格馬利翁效應［2］：一個人一旦從你那里得到一種積極的暗示，那么他的生命就會處于一種積極向上的狀態，就會不斷朝著你期盼和贊許的方向不斷成長和發展。缺乏自信的學生要發言必然很緊張，即便準備充分但在講臺上發言仍然會語無倫次，因此在提問前要針對他已提交的方案給予具體的表揚，然后問他是如何做到的，在提問時使學生不需要自己總結，這樣就使學生的精神得到極大的放松。“你準備這個方案用了多長時間？遇到什么困難，采取何種方法解決，有什么感受最深的想和大家分享一下，你這個做得非常好，是如何想到的？如果給你足夠的時間，能否做到更好？”經過一問一答的交流學生的優點充分展示，自信心也得到極大提升。在學生回答時，教師要不僅盡力發掘學生的任何一個閃光點，而且在做得好的地方要引導其他學生去發現并給予最大程度的肯定。在教學中，我們發現：在給以正性評價后，學生的積極性會有很大提高，不僅促進了實驗的順利進展，而且激發了主動求知的熱情。課題論證答辯中準備最不充分的一個學生在一個月后，準備了一個完善的PPT，基本解決了同學所提問的各種問題，在最后總結時甚至主動要求在結題時匯報結果。
　　（2）學生的主體性體現
　　如細胞的凍存與復蘇這節課，我特意安排學生通過上網下載，咨詢科室研究生，綜合過濾，將該課內容做成PPT。學生講解的好處是學生提問踴躍，而且不只是講授的學生做了準備，聽得其他學生也私下預習過的，在沒有壓力下又多了互相競爭的心理，使學習變得輕松活潑而不是以往的被動式吸收。在整個過程中教師是旁觀者，在爭執不下時充當正確的引導者。最后教師又作為總結者去粗取精，去偽存真，并以更大的知識量使教學飽滿。
　　這種教學方法使學生既加深了印象又掌握了學習新知識的方法，而不是老師傳授多少才會多少，且掌握的程度不局限在老師的講授范圍內。這樣真正達到了“授人以魚，不如授人以漁”的教學效果。
　　（3）“Seminar”教學法的應用
　　在教學中，我們還把各小組的研究方案對換，互相挑錯并提出可能的解決方案指出可取之處并予以推廣。像這樣的討論，有指導教師全程輔導，因為學生所掌握的知識面畢竟欠缺，在關鍵時給以適當的提醒，學生的印象會更加深刻。正如愛因斯坦所說:“科學技術的發展史告訴我們，研究者一個人的思考和想象是不夠的，就算他擁有新思想的誕生所需要的全部基礎知識，依然不行，還得有來自外界的啟發讓他的想法真正成型。”
　　5.正式實驗。
　　由各小組同學按照自己設計的實驗方案進行實施，教師只負責提供所需器材，對實驗過程不加干預和硬性指導。在這個階段，學生可自行安排實驗時間完成實驗；教師在指導學生時不是逢錯必糾。學生只有在實際操作時遇到困難才會思考。即便糾錯教師也不是簡單說這個應該是A而不是B，首先先問下為什么這么做，其次引導學生有沒有正確的方法或是更加有效的改良方法，甚至我們會直接讓學生去其它做得好的小組去取經。因為同學之間交流沒有任何負擔，而且學生會產生這樣的心理：為什么他們組可以做得好，我們組難道不能有更好的改進方法嗎？在這樣的思想下，學生可能會產生你追我趕的思想，主動改進實驗方法，由此達到啟發學生拓展性思維的目的。在實驗過程中，我引導學生正確看待每一次成功和失敗的結果，正確分析，及時總結，并嚴格規范實驗記錄，使學生養成良好的科研習慣，培養科研素質。
　　6.統計分析結果。
　　我針對本小組的結果做PPT匯報，鼓勵學生與他人合作，運用所學知識對結果進行解釋、分析，培養學生的合作意識和團隊精神；鼓勵學生就科研中的問題提出自己的解決方案，培養學生的科學態度和創新精神。
　　創新實驗的成果
　　（1）解決了學生“只會模仿，不會創新”的問題，提高了學生的創新能力。
　　（2）解決了學生被動學習的問題，增強了學生學習的主動性。
　　（3）解決了理論科研與教學脫節的問題，實現了“教—學—做”一體化，體現了創新性實驗的精髓，并在教學中注重了學生其它能力的培養，提高了學生的創新和綜合科研能力。
　　總之，我們在教學中努力把教學過程變為學生自主性、能動性、創新性學習的過程。教師充分發揮學習的組織者、引導者的作用，讓學生在教學中由被動拿學分變為主動求知，體會和感受主動學習、探究學習的快樂，實現了教學過程中以教師為主導和以學生為主體的有機結合，并且在教學過程中不僅使學生在科研方面有所收獲，而且使學生在綜合能力方面有極大提高，為學生繼續從事科研打下了基礎。
　　
　　參考文獻：
　　［1］陳瓊霞，張磊.在病理生理學實驗教學中開展創新性實驗［J］.考試周刊，2010，10，（1）：213.
　　［2］王媛萍.“皮格馬利翁效應”在高職德育中的運用［J］.經濟與社會發展，2009，2，（7）：173-175.
　　
　　基金項目：本文系湖北省教育廳教研課題：病理生理學分層次實驗教學研究（2008211）資助項目。