開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力

孫艷影 劉伯陽(yáng)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的熱點(diǎn)。國(guó)外的微生物學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)已開(kāi)始從內(nèi)容及模式上向著21世紀(jì)的方向轉(zhuǎn)變。如教學(xué)方法仍然只注重知識(shí)的灌輸，而忽視了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)，是不符合現(xiàn)代教育目標(biāo)的，不適應(yīng)新時(shí)代對(duì)醫(yī)學(xué)人才的要求。教育部在《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中指出:“高等學(xué)校要重視本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)”，“開(kāi)設(shè)一批新的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹l件、要求，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，組織實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，獨(dú)立操作并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索性實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以激發(fā)學(xué)生的積極主動(dòng)性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高綜合解決問(wèn)題的能力。

一、對(duì)象與方法

1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象:從筆者單位2008級(jí)本科學(xué)生中隨機(jī)抽取170人，分為實(shí)驗(yàn)組(參加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，85人)和對(duì)照組(參加傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，85人)，每組再分17個(gè)小組，每小組5人。

2.實(shí)驗(yàn)方法:(1)選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容:根據(jù)學(xué)生所掌握的理論知識(shí)水平，我們精心設(shè)計(jì)了如下5個(gè)實(shí)驗(yàn)題目:①膿汁標(biāo)本中分離鑒定病原微生物;②結(jié)核病人痰標(biāo)本的檢查;③腹瀉病人糞便標(biāo)本中分離鑒定病原微生物;④流感病毒的分離鑒定;⑤酸奶發(fā)酵過(guò)程及制品分析。(2)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)方案:學(xué)生查閱大量的文獻(xiàn)資料和工具書(shū)，咨詢(xún)指導(dǎo)教師，寫(xiě)出一份合理、可行的設(shè)計(jì)方案，主要包括:①實(shí)驗(yàn)題目;②實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理;③實(shí)驗(yàn)合作者;④實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與器材;⑤實(shí)驗(yàn)方法與步驟;⑥觀察指標(biāo);⑦注意事項(xiàng);⑧參考文獻(xiàn);⑨實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)度等［1］。(3)實(shí)施實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)組學(xué)生根據(jù)自己優(yōu)選出的實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題先自己解決或與小組成員討論，解決不了的與教師溝通，共同商討解決。而對(duì)照組學(xué)生我們將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分解成若干個(gè)小實(shí)驗(yàn)，并直接給出每步的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、操作方法、預(yù)期結(jié)果，讓學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、討論及小論文的撰寫(xiě):如獲得預(yù)期結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵步驟和體會(huì)。如實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，指導(dǎo)教師可和學(xué)生一起對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入分析，找出失敗的原因，有針對(duì)性地重做實(shí)驗(yàn)。完成實(shí)驗(yàn)后，記錄實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，最終形成報(bào)告或小論文并進(jìn)行答辯［2］。

二、實(shí)驗(yàn)效果及評(píng)價(jià)

1.問(wèn)卷調(diào)查:實(shí)驗(yàn)結(jié)束后我們對(duì)所有參加實(shí)驗(yàn)的170名同學(xué)發(fā)放了調(diào)查問(wèn)卷，讓兩組學(xué)生對(duì)各自所參加的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分項(xiàng)評(píng)價(jià)。結(jié)果見(jiàn)表1。

2.成績(jī)分析:為了更客觀地檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，期末同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生進(jìn)行考核。只給出實(shí)驗(yàn)題目(5種乳飲料中病原體污染的檢測(cè))，其余全部由學(xué)生自己完成，根據(jù)以下5個(gè)方面進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定:①實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、可行性;②實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、熟練性;③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析整理能力;④實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、判斷、總結(jié)能力;⑤實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)能力，每項(xiàng)20分，滿(mǎn)分100分。結(jié)果見(jiàn)圖1。

三、討 論

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是一門(mén)技術(shù)性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，改革以往醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式，在基本操作技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)一批設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，能更好地激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力［3］。從表1中我們可以看出，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，有利于提高分析、解決問(wèn)題的能力，能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和查閱文獻(xiàn)的能力。成績(jī)考核結(jié)果表明參加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的同學(xué)，他們的成績(jī)都明顯好于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的學(xué)生(圖1)，客觀證實(shí)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性。

表1 學(xué)生對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)方法的分項(xiàng)評(píng)價(jià)(%)

圖1 兩組學(xué)生單項(xiàng)成績(jī)比較

通過(guò)對(duì)學(xué)生的參與情況及學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的分析發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是完全有必要和可行的。開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了創(chuàng)造的空間，大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣，由以往的“讓我學(xué)，讓我做”變成“我要學(xué)，我要做”，學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。很多同學(xué)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)查閱了大量的資料，掌握了很多教科書(shū)以外的知識(shí)，設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了新的思維和方法［4］。另外，學(xué)生要對(duì)查到的資料進(jìn)行鑒別、分析和歸納總結(jié)，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生的分析和解決問(wèn)題的能力得以鍛煉。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還需要學(xué)生分工協(xié)作、相互配合、積極討論，這就培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中呈現(xiàn)的創(chuàng)造性、探索性極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能活躍思維、鍛煉能力，逐步形成和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、研究意識(shí)、動(dòng)手能力和收集信息、整理信息的能力。同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神［5］。總之設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化了學(xué)生的自主探索學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大膽創(chuàng)新，重在訓(xùn)練思維、提高創(chuàng)新能力，是一種有利于學(xué)生全面發(fā)展，適應(yīng)時(shí)代要求的教學(xué)形式，因此設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)值得推廣和應(yīng)用。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力的同時(shí)，也對(duì)教師的素質(zhì)和能力提出了更高的要求，而且學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程的創(chuàng)新思維和想法對(duì)教師以后的工作有很大的啟發(fā)和幫助，是一種教學(xué)相長(zhǎng)的良好方式［6］。

1 鐘有添，曹鎬祿，王立，等.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探［J］.時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2008，19(4):866－867

2 孫艷影，杜鳳霞，孫艷，等.病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用探索［J］.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011，26:188－189

3 毛露甜，王紹芬.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的做法與體會(huì)［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2007，34(3):614－616

4 張戎，王迎偉，郭軍，等.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的探索和實(shí)施［J］.中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2010，4:3－4

5 周利梅，陳新民，李敏.在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的科研能力［J］.醫(yī)學(xué)教育探索，2007，6(12):1126－1127，1135

6 鐘有添，王立.開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐［J］.贛南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，29(5):711－712