設計性綜合性實驗教學與學生創新素質培養

李光耀

摘 要：過去多數實驗教學基本上是針對一門課程中的某一內容而開設的，涉及的知識面較窄，特別是實驗系統基本上由實驗老師準備好，學生只需按步驟操作并記錄數據，交上實驗報告即可，結果造成學生積極性不高，針對傳統實驗教學模式存在的問題和弊端，本文就設計性綜合性實驗與學生創新素質的培養之間的關系作了探討。

關鍵詞：設計性綜合性；實驗教學；創新素質；培養

0 引言

創新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。高等院校作為國家科技創新體系的基礎性環節，是創新型人才生長的前進基地，而實驗教學則在這一培訓鏈條中扮演不可替代的重要角色。多年的實踐經驗證明，實驗教學要真正擔負起創新型人才的前期培養任務，就必須依托區域資源優勢，大力發展設計性綜合性實驗教學，以創新的教學模式，帶動創新型人才的成長。設計性綜合性實驗作為實驗教學的高級形式和階段，是在掌握基礎性實驗和具備綜合實驗知識及能力后，對今后開展科學實驗全過程進行初步訓練的一種教學實驗，它意在培養學生根據研究課題的需要和實驗精度要求，確定應用的原理，選擇實驗的方法和測量方法，選擇測量的條件與相關儀器，處理實驗數據，是學生實驗能力真正生成的重要標志。

1 創新素質培養的意義

所謂創新素質培養，就是引導學生學習與研究發明創新的規律和創新方法，培養學生具有創新意識、創新精神和創造思維、創造能力，德智體美勞等方面素質全面發展，使之成為高素質創造性人才的教育活動，簡而言之，就是全面培養與提高學生創新素質，使之成為高素質創造性人才的教育活動。實施創新素質培養，無論從理論上，還是從實踐上都具有重要的意義。

一是有利于對創造性人才的培養，有利于提高國民素質與創新能力教育目標的全面實現。提高國民素質與創新能力，是新世紀教育的培養目標，要實現這一培養目標，教育必須改革與創新，必須實施創新素質教育，即搞好以創新教育為核心的全面素質教育，培養高素質創造性人才。

二是有利于創新教育與素質教育的有機結合，全面貫徹黨的教育方針，全面實施素質教育。有利于改變過去教育“重知識、輕德育、輕能力”、“重專業輕綜合素質”、“重統一模式輕多樣化培養”，特別是輕視對獲取知識能力以及創新能力的培養等的弊端，在使學生德智體美勞全面發展的基礎之上，培養學生的創新意識、創新精神、創造能力。

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

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

研究與實踐表明，在學校進行創新素質教育，培養學生創新意識、創新精神和創造才能，既是重要的，也是可能的。

2 設計性綜合性實驗教學與高素質創新型人才培養的關系

2.1 設計性綜合性實驗和高素質創新型人才的內涵

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

2.2 設計性綜合性實驗與高素質創新型人才培養的關系

（1）設計性綜合性實驗為高素質創新型人才培養創造了良好的環境條件。

設計性綜合性實驗首先要根據確立的實驗題目、目的要求，結合實驗條件去設計實驗的方案，需要查閱大量資料，鍛煉了學生收集信息和整理信息的能力；根據文獻資料結合學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，注意事項和預期結果，確立實驗方案，此過程培養了學生綜合分析問題和解決問題的能力，歸納整理能力，運用所學的知識和方法創造性的建立新方案的能力，從而培養學生創新意識和創新思維；再通過方案的實施，從實驗準備，實驗設備選型，實驗時間安排，實驗具體操作安排，到實驗小組內人員分工、實驗現象、結果和數據分析與處理等均由學生自己進行，從中培養了學生獨立動手能力，善于發現問題的能力，克服困難的科研精神和運用現代化工具處理實驗數據、分析實驗結果的能力。同時設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”的模式在培養高素質創新型人才上的不足。

（2）高素質創造型人才培養過程又豐富和完善了設計性綜合性實驗的內涵。

隨著實踐教學改革的不斷深入，設計性綜合性實驗的不斷開出，創新型人才不斷涌現，這些高素質創新型人才，又會不斷地為國家、社會、人類進行創造性的工作，創造性的發明，推動科學技術的不斷發展，我們運用這些新的發明，新的創造來進一步改革設計性綜合性實驗的方式、方法，充實設計性綜合性實驗的內容，完善設計性綜合性實驗的過程，使實驗教學質量不斷提高。因此，大批高素質創新型人才層出不窮，又豐富和完善了設計性綜合性實驗的內涵?？傊O計性綜合性實驗是培養高素質創新型人才有效方法。

3 設計性綜合性試驗教學中創新素質培養幾點認識

長期以來，實驗教學中強調的是以教師為中心的強制教育方式。從教材編排、實驗準備、儀器應用到實驗結果和實驗報告的書寫都由教師預先安排，以統一的模式去要求和塑造學生。教師只重視教學的內容忽視教學的主體，而學生只緊隨老師的教學指揮棒被動地學習。其結果使培養的學生難以有創造性的潛能，或即使有創造性愿望也不能被老師發現并得到鼓勵。因此，要培養學生的創新能力，必須創新以學生為中心的實驗教學。

3.1 轉變觀念

學生個性創造思維和創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展。傳統的實驗教學中演示實驗是教師預先選好的學生分組實驗，也是事先安排好的毫無自由空間可言學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揮的余地，這就白白地錯過了許多鍛煉學生的機會，禁錮著學生創造性思維的發展，也助長了學生的思維惰性。高等教育必須以培養學生的動手能力和創新能力為目標，為了發展學生的創新能力、學生的創造力，我們必須不僅要讓每一位學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、實驗結果自由地和同學開展討論、爭論、獨立發表自己的見解提出與別人不同的意見，要特別鼓勵學生參與實驗的設計，強化學生的參與意識，教師要適時適當地引導學生糾正一些思想上不正確的認識，要讓學生明白人的創造能力并不是高不可攀望塵莫及的，而是可以通過學習而不斷增強的；要幫助學生樹立起必要的信心，理論和實踐都表明只要教師和學生都切實轉變觀念，在教師適當引導下學生參與實驗的設計對提高學生的創新素質的培養是完全可行的

3.2 以學生為中心的實驗教學，是培養學生創造性思維和能力的途徑

（1）精心、科學地編制實驗內容。針對實驗教學涉及面廣，強調親自動手的重要性與教學時數的限制的矛盾，實驗教學內容的選擇應以加強基礎技能、突出綜合設計、培養創新能力為基本原則。在基本技能方面，既要強調必須掌握的內容，又要根據每個學生的能力、興趣和特長，按不同層次設計實驗內容，引導學有余力、在該實驗中有興趣的學生，向更高要求和難度進軍，讓其自我發揮并脫穎而出。在綜合設計方面，教材要適時刪除一些內容陳舊、與現代科技不相適應的內容。根據現代化先進技術及課程設置情況，安排一些綜合性強、實用性高、創造空間廣的綜合設計性題目，培養和啟迪學生的創新思維。在此基礎上，實驗內容應從全局的觀念上有增有減進行安排，教學內容相近的課程合并重新編排，避免重復。

（2）創新以學生為中心的實驗教學方法。實驗教學中要改變這種長期的實驗教學過程中，教師以教為主，學生以學為主，互相交流甚少的狀況，引入以學生討論提問和自我發揮為主的課堂機制。在實驗課前開展短暫的討論，可達到啟發和引導作用。實驗報告的書寫從側重實驗結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。實驗考試在強調結果的同時，更注重分析、討論和求證。綜合、設計性實驗盡量與科研相結合，在老師指導下，從資料查找，到設計和實施邊學習邊實踐，在本科教育的所有階段和所有學科上，向學生提供以初級合作者身份參加研究工作的機會，這種學習形式可以在跨部門的實驗室進行，讓學生在本科學習階段可持續、完整地在教師直接指導下參與真正的科學研究和開發，體現科研的艱辛和成功的樂趣。

（3）實驗室建設和管理創新，堅持以學生為中心的改革指導思想，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，進行結構優化、資源重組、構建成既能為本科生又能為研究生實驗教學服務的、直屬于院系領導的大型實驗室，真正成為具有培養學生創新能力的基地。在實驗室人員配置上，要鼓勵具有較強研究和創造能力、及有各項科研課題的老師直接參與實驗室建設和管理，有利于直接指導學生開展教學和科研。在實驗室硬件建設中要加大資金投入，引進具有國外先進水平的儀器設備。大實驗室的概念也為提高先進設備的使用率提供了保證。把實驗室建設成為教學和研究相結合的基地。實驗室管理方面要強化服務功能，象圖書館一樣全天候開放實驗室，讓學生以小組為單位，自由選擇配組，隨到隨做，設計性綜合性實驗可由教師指導下獨立設計，提交計劃后實施，學生在開放實驗室這個創新基地內可以充分發揮想象力和創造力，實現真正的自我創新。

知識經濟時代迫切需要具有創新思維和創新能力的人才，高校作為培養創新人才的搖籃，一定要轉變教學觀念和模式，加強實驗教學和實驗室建設，努力營造有利于學生創新才能培養的成長環境，把學生培養成為基礎扎實、知識廣博、思路活躍、富于創新、能面對知識經濟挑戰的人才。

參考文獻

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