學(xué)科教育論文-構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 提高大學(xué)生創(chuàng)新能力.doc

學(xué)科教育論文-構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提高大學(xué)生創(chuàng)新能力作者：趙海濤封克錢曉晴王小治盛海君摘要:設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握相關(guān)理論知識(shí)，了解前人的思想和方法，培養(yǎng)他們從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素質(zhì)和能力，培育學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。本文在討論驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題原則、一般程序、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并指出構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的要求。關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性創(chuàng)新構(gòu)建在新科技革命的浪潮之下，能否在創(chuàng)新機(jī)制的引導(dǎo)下，不斷培養(yǎng)出一批批創(chuàng)新型人才，已成為檢驗(yàn)高等教育成功與否的重要標(biāo)志。在高校培養(yǎng)人才的教育培訓(xùn)鏈條中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直扮演不可替代的重要角色。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要真正擔(dān)負(fù)起創(chuàng)新型人才的前期培養(yǎng)任務(wù)，就必須依托區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以創(chuàng)新的教學(xué)模式，帶動(dòng)創(chuàng)新型人才的成長。一、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系實(shí)驗(yàn)教學(xué)大致分為驗(yàn)證性教學(xué)和設(shè)計(jì)性教學(xué)。長期以來，我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式以驗(yàn)證性居多，學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中處于被動(dòng)、疲于應(yīng)付的狀態(tài)，只能按老師的思維方向去操作、去驗(yàn)證，缺乏思考與發(fā)揮的余地。為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，近年來設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式漸漸被廣大教師采用。（一）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)體系驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是大學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。近幾年來，學(xué)校重在基礎(chǔ)、面向綜合，投入了大量資金，全面加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，更科學(xué)地設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在學(xué)生基礎(chǔ)理論和基本技能的訓(xùn)練方面發(fā)揮了積極的作用，使學(xué)生能通過實(shí)驗(yàn)，樹立實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，學(xué)生分析、歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力明顯提高，為進(jìn)入綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但這種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，雖然在一定程度上鍛煉了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能，有助于理論知識(shí)的鞏固，但學(xué)生會(huì)產(chǎn)生很大的依賴性，不能鍛煉學(xué)生的獨(dú)立操作以及分析問題和解決問題的能力，也激發(fā)不了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和創(chuàng)新欲望，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果自然就不很理想。（二）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和提供?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，是在掌握基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和具備綜合實(shí)驗(yàn)知識(shí)及能力后，對(duì)今后開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行初步訓(xùn)練的一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)。它意在培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)一定的原理、原則、規(guī)律等制定出具體實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟮姆椒ā⒉襟E、手段、程序、注意事項(xiàng)等，并為此所做的實(shí)驗(yàn)。它是一種介于基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的，具有對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行初步訓(xùn)練的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生掌握了較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能后，讓他們來完成實(shí)驗(yàn)課題，只給出實(shí)驗(yàn)題目和要求，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在老師指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。它將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生自己、學(xué)生成了實(shí)驗(yàn)的主體。在沒有詳細(xì)的講義，只有設(shè)計(jì)要求的前提下，學(xué)生要從查閱相關(guān)資料開始，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路、確定實(shí)驗(yàn)方案、自主測(cè)試和分析數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論，并寫出小論文式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)過程中，要求學(xué)生自己查閱和搜集資料，自行應(yīng)用所學(xué)的理論進(jìn)行分析，從而自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，有時(shí)還需學(xué)生自行選擇實(shí)驗(yàn)儀器和所需試劑，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中變被動(dòng)為主動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)技能、查閱文獻(xiàn)、觀察現(xiàn)象、分析問題和解決問題的能力諸方面得到全面訓(xùn)練。因此，開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是非常必要的，對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)有著不可低估的作用。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高級(jí)形式和階段，是學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰φ嬲傻闹匾獦?biāo)志，因而在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有重要地位。我們必須從這樣的視角，認(rèn)識(shí)目前高等學(xué)校開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和解決問題的思路。創(chuàng)造力是人類與生俱來的，同時(shí)也是可以通過培養(yǎng)得到完善提高的。對(duì)于初學(xué)理論和初做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來說，他們的知識(shí)水平和實(shí)踐能力處于初級(jí)階段，需要一段時(shí)間的積累，原來傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的方法未嘗不可，對(duì)于后期的實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)上，給他們發(fā)揮創(chuàng)造性的空間，為他們提供必要的條件，使他們真正有機(jī)會(huì)去思考、想象、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新，只有這樣，才會(huì)使學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素質(zhì)和開創(chuàng)性的科研能力得到提高。二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)目的，不僅是讓學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握相關(guān)理論知識(shí)，更重要的是通過這種實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生了解、體會(huì)前人的思想和方法，并以這種思想方法為指導(dǎo)，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)、制作、研究，培養(yǎng)他們從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素質(zhì)和開創(chuàng)性的科研能力，培育具有創(chuàng)新精神，挑戰(zhàn)能力及豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)的，具有現(xiàn)代活力的人才，而不是培養(yǎng)模仿前人，照搬經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械性人才，這是學(xué)以致用的根本問題。（一）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題原則實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新是一個(gè)新課題，必須堅(jiān)決克服用“一個(gè)模子”來培養(yǎng)人才的傾向。要改變以教師為中心的傳統(tǒng)教育方法，而代之以教師與學(xué)生之間要相互學(xué)習(xí)、相互切磋、相互啟發(fā)、相互激勵(lì)。要減少強(qiáng)制性，增強(qiáng)選擇性和開放性。要構(gòu)建以學(xué)生為“主體”、教師為“主導(dǎo)”，以學(xué)生自主的學(xué)習(xí)活動(dòng)為基礎(chǔ)的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在教學(xué)大綱規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)，學(xué)生可以打破專業(yè)和班級(jí)的限制，自主選擇實(shí)驗(yàn)課題，自主選擇作實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。在選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，要注意合理實(shí)驗(yàn)難度，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目知識(shí)面選擇過小或過于簡單都難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的；反之，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目知識(shí)面選擇過大或?qū)嶒?yàn)難度過高，學(xué)生難以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，學(xué)生又不能得到全面的訓(xùn)練。因此，選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)注意兩點(diǎn):一是選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既不能超出學(xué)生的基本操作能力和知識(shí)水平，又不能照搬已做過的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)有一定的綜合性。二是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須有利于發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，通過查閱資料和自己動(dòng)手、動(dòng)腦而有所創(chuàng)新。（二）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施的一般程序教師和學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容共同研究決定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后，學(xué)生利用課余時(shí)間到圖書館、資料室查閱有關(guān)手冊(cè)、文獻(xiàn)進(jìn)行分析選擇，同學(xué)間互相討論，最后根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本方法及操作給出實(shí)驗(yàn)方案。在正式做實(shí)驗(yàn)前交指導(dǎo)教師審閱，學(xué)生依據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案開展實(shí)驗(yàn)并做出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后學(xué)生進(jìn)行課堂答辯，教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)做出評(píng)價(jià)，這就是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一般實(shí)施程序。但不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，具體的實(shí)施程序各有特點(diǎn)。（三）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)應(yīng)側(cè)重觀察學(xué)生是否通過這一教學(xué)過程受到智力的開拓和能力的提升，將重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)操作能力、綜合應(yīng)用理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果能力等方面的考察。應(yīng)當(dāng)遵循愛護(hù)和培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、求知欲，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考，保護(hù)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新思維，營造崇尚真知、追求真理氛圍的原則上，為學(xué)生的稟賦和潛能的充分開發(fā)創(chuàng)造一種寬松的環(huán)境。具體評(píng)價(jià)方法如下：實(shí)驗(yàn)選題與設(shè)計(jì)。選題是否符合科學(xué)性,有無創(chuàng)新，設(shè)計(jì)方案目的性是否明確，實(shí)驗(yàn)方法是否可靠、簡便、實(shí)用。實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果。實(shí)驗(yàn)操作是否熟練規(guī)范，觀察與記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確可靠，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的難易程度。實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告的論點(diǎn)是否突出，條理是否清楚，文字是否精練，分析討論是否科學(xué)，邏輯推理是否準(zhǔn)確，做出的結(jié)論是否恰當(dāng)、合理，參考文獻(xiàn)是否規(guī)范等。課堂答辯。答辯時(shí)語言是否流暢，實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)是否充分掌握，設(shè)計(jì)思路是否清晰，實(shí)驗(yàn)總結(jié)是否全面，問題分析是否深刻等。三、構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求學(xué)生普遍認(rèn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一種比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好的實(shí)驗(yàn)方式。開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是必然的，也是必須的。這種開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以充分地利用教學(xué)資源，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，還可以開闊學(xué)生的視野，讓他們擁有自己的空間和思維天地，進(jìn)而擁有自己的創(chuàng)新成果。以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的。但是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也不能不分對(duì)象，不分范圍，隨意開設(shè)，也有其適用的要求與原則。（一）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的適宜群體設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求有兩種：一是較簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)在教材中給出實(shí)驗(yàn)要求以及給出實(shí)驗(yàn)所需大致儀器和試劑，