如何在綜合性實驗中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

摘要：通過綜合性實驗使學(xué)生掌握基本實驗操作，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，提高實驗操作技能，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驗所涉及的一系列學(xué)科的發(fā)展前景有所了解。

關(guān)鍵詞：綜合性實驗 創(chuàng)新能力 發(fā)展前景

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

創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。21世紀是知識經(jīng)濟的時代，高校作為國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，肩負著科教興國和人才強國的雙重歷史使命，任重而道遠。只有加強大學(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，才能實現(xiàn)科教興國和人才興國的雙重戰(zhàn)略目標，才能適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟、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]。通過綜合性實驗以及開放性實驗，加強學(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)長一個時期內(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)綜合大實驗主要涉及綠色熒光蛋白的分離、提取、純化等多個實驗步驟或多種操作方法。通過此實驗，使學(xué)生在掌握基本理論知識和鞏固基礎(chǔ)性實驗階段的學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上，提高他們對實驗方法和實驗技能的綜合運用能力和創(chuàng)造能力。為提高實驗教學(xué)質(zhì)量，近幾年我們對實驗教學(xué)進行了一些改革，獲得了較好的效果。筆者根據(jù)幾年來的工作經(jīng)驗，以生技綜合大實驗教學(xué)的具體實施為內(nèi)容，就如何在綜合性實驗中培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新思維能力進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)的實驗教學(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，就是要在實驗過程中創(chuàng)設(shè)各種機會，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)生主動獲取知識強烈的求知欲[2]。生技綜合大實驗綜合了GFP的提取、分離和純化，整個實驗操作中從誘導(dǎo)表達目的蛋白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驗等一系列實驗中，沒有那個東西是直接就可以看到實驗的結(jié)果。同時，引導(dǎo)學(xué)生課堂下去查閱GFP的相關(guān)文獻，知道還有藍色熒光蛋白以及紅色熒光蛋白，擴大了視野，加深了學(xué)生對本實驗的了解和認識。

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

在綜合性實驗過程中，通過系列的實驗，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。在綜合性實驗“綠色熒光蛋白的提取和分離純化”實驗中，通過大家對綠色熒光蛋白GFP的認識和了解，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，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)的熱情和強烈的求知欲，同時會開拓學(xué)生的科研思路。在實驗過程中，引導(dǎo)學(xué)生對實驗步驟方法的討論，增強自身的創(chuàng)新意識。GFP誘導(dǎo)表達后經(jīng)過硫酸銨沉淀后需要過三個柱子，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，實驗中過三個柱子的順序為什么不能隨意變動，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，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，最后一致認為SDS-PAGE時，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，通過這個實驗，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)生通過實驗發(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)生通過查閱文獻也是學(xué)習(xí)更好的提升，同時也加深了對實驗的理解和認識。

3 學(xué)生參與準備實驗，調(diào)動主動性

生技綜合大實驗涉及到GFP的提取、分離、純化等多個實驗步驟。通過這些實驗，使學(xué)生在鞏固基礎(chǔ)性實驗階段的學(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)的實驗串聯(lián)起來，形成一個比較完整的體系，進一步了解基因克隆和誘導(dǎo)表達以及蛋白后續(xù)的逐級純化過程，提高他們對實驗方法和實驗技能的綜合運用能力和創(chuàng)新能力。以往的實驗教學(xué)中，實驗準備工作包括試劑的配制、樣品的準備和預(yù)處理等，都是由實驗員準備的，學(xué)生對實驗的準備工作不是很清楚，沒有一個總體全局的概念，進入實驗室有種不知從何下手的感覺，對實驗的整個過程不甚了解，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的綜合性實驗中，學(xué)生根據(jù)分組情況，然后要計算培養(yǎng)基的具體用量，以及實驗中所涉及到的試劑用量情況，由學(xué)生分組輪流準備實驗，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)生做實驗的主動性，他們是整個實驗的執(zhí)行者，激發(fā)他們的主人翁意識。這樣，學(xué)生就能夠?qū)嶒炗袀€全局性的認識，主動地去思考實驗的每個環(huán)節(jié)，一些關(guān)鍵的實驗步驟事先也能做到心中有數(shù)，在自己準備實驗的過程中，調(diào)動了學(xué)生的主動性，同時，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，實驗教學(xué)改革對于調(diào)動學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)中的積極性、主動性和創(chuàng)新性，以及對于提高學(xué)生的實驗操作技能和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，創(chuàng)新精神的激發(fā)都有顯著的促進作用。在綜合大實驗的教學(xué)中，只有在教學(xué)過程中不斷地進行改進和完善，才能培養(yǎng)出更多的新世紀的創(chuàng)新型人才。

參考文獻

[1] 劉美.影響大學(xué)生創(chuàng)新能力的因素及創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑[J].長沙大學(xué)學(xué)報，2011，25（2）：130-132.

[2] 趙國冬.實驗創(chuàng)新與大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].人才培養(yǎng)，2009，30-31.

[3] 陳秀英，劉士榮.淺談如何在化學(xué)實驗教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].廣東化工，2008，35（3）：90-92.

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