生命科学实验教学中大学生创新精神培养探讨

陈继峰 郑亚楠 蔡凯旋

摘 要：本文从生命科学实验教学的重要性以及实验课程安排改革、教学方式改变、考核方式改革、参与教师的科研课题和申报创新创业训练项目、开放实验室和提高资源利用率等方面阐述了生命科学实验教学对培养大学生创新精神的作用。

关键词：生命科学；大学生；实验教学；创新精神

生命科学的实验性很强，列文虎克的自制显微镜到巴斯德的巴氏消毒法，为微生物学的发展奠定了基础；孟德尔的遗传学定律到摩尔根的基因论，使遗传学得到突破性发展；沃森、克里克确立的DNA双螺旋结构到重组DNA技术问世，进而人类基因组的揭晓，使生命科学进入分子研究阶段。这些伟大创举，都离不开科学工作者大量的实验和对传统思维方式的突破。在中国高等教育改革的今天，培养学生的创新精神和实践能力已成为中国高等教育发展的方向，它是社会发展的需要，也是高等教育發展的需要和学生自身发展的需要。因此，如何在实验教学中培养学生的创新精神值得探讨。

一、生命科学实验教学的重要性

实验教学在生命科学领域占据着重要地位，它最基本的目的是验证理论，加深学生对理论知识的理解，使学生掌握基本的实验技能，更重要的是通过实验教学培养学生的创新精神，为将来的科学研究、独立工作奠定基础。随着时代的发展，实验教学也越来越受到高校的重视。但是，不少高校仍存在着忽视学生创新精神培养的现象，多侧重于验证理论和培训基本实验技能；虽然与生命科学有关的院系都开有一定比例的实验课程，但对于学生创新精神的培养仍没有突破性进展。

二、实验课程安排改革——多开设综合性实验课程

实验课程的安排，大多是由教师挑选一些比较有代表性的实验让学生去做，这样确实在训练学生实验技能方面取得了不错的效果，但是却不能有效地培养学生的创新精神。目前，大学的实验教学内容基本上分为两部分：一是在大学一年级下学期开始基础实验技能训练，让学生学习生命科学基本实验操作和常用仪器的用法，如染色技术、无菌操作、分光光度计、显微镜等的使用。二是在大学三年级下学期或四年级上学期进行一些综合性实验，但综合性实验课的学时有限，并且大多数高校各专业的综合性实验是指定的，学生不能根据自己的兴趣选择。若能多开一些综合性实验课程，并适当延长学时，学生能根据自己的兴趣选择，这样能更好地调动学生的主观能动性，对其创新精神的培养更为有利。所以，对实验课的安排需要改革，应减少以模拟、验证性为主的实验内容，增加能让学生多动手、多思考的综合性实验比例，并且在实验过程中有意识地培养学生的创新精神。

三、教学方式改变——让学生由被动变主动

大学一年级的学生第一次踏入大学的实验室，面对各种仪器、设备以及各种各样的生物实验材料时会有强烈的好奇心。然而，当学生长期严格按照教师和实验指导教材规定的内容去做，就会把实验视为一种任务去完成，从而失去好奇心。教师教学生被动地接受的实验教学模式一直是实验教学方式的主导。

在传统的实验教学模式中，教学方式单一，多以灌输、模拟、验证为主。一般由教师讲实验原理、方法步骤、注意事项等，学生“照方抓药”式地进行实验步骤的操作，实验教学体现不出对学生创新精神的培养。若有宽松自由的想象空间，让学生大胆想象，由教师将学生引入“问题”，激发、引导学生对问题进行思考，并且学生参与设计实验方案、准备实验材料，这样学生做实验的目的性就会增强。在实验过程中，教师需要启发、引导学生把他们潜意识中的能力调动起来，把学过的知识应用到实验中来。“启发式”比“命令式”“灌输式”更能提高学生的主观能动性，更能提高学生对科学的探索兴趣，更有利于培养学生的创新能力。并且，鼓励学生发现问题，寻找解决问题的答案，使学生化被动为主动，充分调动学生的积极性，将有利于创新精神的培养。

四、考核方式改革——重视对学生创新意识的评价

传统的实验课考核方式不外乎由预习报告、实验报告、期末考试组成。平时成绩70%加期末考试30%得出最后成绩，通常实验课也只占2个学分。这样的考核方式容易让学生在实验过程中偷懒，甚至出现实验报告相互抄袭的现象。其实，考试不只是为了考试，是为了通过考试来推动教育、促进学习，从而实现教育目标。

要提高学生对实验课的考核的重视度。平时考核应以引导、鼓励为主，让学生开阔思路、善于思考、勤于创新，对学生的创新性火花应及时予以肯定和鼓励。实验课的考核，主要是通过考核督促学生对所学内容进行回顾，通过考核发现学生在实验操作方面存在的问题并及时纠正，使学生对生命科学必要的实验操作加以巩固。在实验过程中，对有创新意识的学生应给予肯定，以激发他们通过实验教学培养创新精神。

五、参与教师的科研课题，申报创新创业训练项目

1.参与教师的科研课题以开阔视野。教师的科研课题往往是多学科的交叉运用，覆盖知识面广，而且实验方法与研究内容具有前瞻性。鼓励学生参与教师的科研课题，将教师的最新科研成果转化为学生的实验内容，可以开阔学生的视野，不仅能有效地训练学生的实践能力，还能强化学生对理论知识的理解，在开阔学生视野的同时，培养学生对科学研究的严谨态度和创新精神。

2.申报创新创业训练项目以培养学生的创新精神。鼓励学生申报大学生创新创业训练计划项目，让他们在项目的实施过程中，培养创新精神，获得创新能力。由教师指导大学生进行创新创业训练，一方面可以让学生得到科学实验技能的训练和创新精神的培养，另一方面，能充分利用学校现有的资源，提高其利用率。大学生创新创业训练计划项目是学生以兴趣为驱动力，主动提出申请的。整个实验过程完全让学生掌控，必要时由教师进行指导，但教师在指导时也应以启发式进行，以培养学生创新精神和创造性。通过选题、检索文献、设计方案、动手操作、分析问题、解决问题、处理数据等过程，充分地锻炼学生的动手能力，培养他们的创新精神，提高他们的综合能力。

六、开放实验室，提高资源利用率

1.实验室时间、空间和内容开放。配备完善的实验室，对时间、场地进行开放式管理，是学生自主学习、自己设计实验方案进行生命科学实验的保证，是极大地调动学生主动性和创新精神培养的前提。所以，要培养学生的创新精神，需要有开放的实验室。开放式运行的实验室应包括“时间”“空间”与“内容”等方面的开放，它不仅有利于学生创新精神的培养，而且有利于使现有资源的利用率提高，能适当缓解实验教学费用投入不足的问题。可以让部分优秀本科生在相关教师的指导下，利用教师的科研经费，利用开放实验室的条件，参与或完成教师现有科研项目的部分工作；也可以结合实验室条件，自拟科研课题，并由学生自己完成。利用实验室时间、空间和内容的开放，使学生的创新精神、实践能力得到培养。

2.生命科学实验教学性质的需要。生命科学实验的过程不能像八小时工作制那样固定。有的实验时间比较长，不能中途停下；有时实验中出了问题，发现后需要修正，但不能像小学生写作业那样在错的地方改一下，如果没有事先准备的备份，就需要重新进行实验操作；有的学生有自己的实验创意，需要时间、空间去实施。而这些都需要开放的实验室，以保证在时间、空间上的开放，使生命科学实验健康顺利进行。开放实验室给学生创造了一个可以自由发挥创造潜能的天地，可以有意识地培养学生的创新精神。

3.培养学生創新精神的需要。生命科学实验教学是贯穿于大学生学习全过程的实践性教学环节，开放实验室为学生提供了广阔的活动空间和思维空间，它是培养学生创新精神、创新思维、创新能力的重要阵地。在开放实验室里，学生有机会自己设计实验方案，自己准备实验材料，自己做实验记录，并且不断根据实验结果修改和调整实验方案；学生有机会学到更多的实验技能，能够掌握科学的、系统的研究方法，形成严谨的思维活动，发挥各自的特长，有利于创新精神和能力的培养。

总之，生命科学的迅速发展，是基于先辈们反复实验的结果。实验教学在生命科学领域的地位与理论教学同等重要，因实验而得出理论，以理论指导实践。生命科学还要向前发展，需要后辈学子的努力。因而实验教学不容轻视，尤其是对学生创新精神的培养更应重视。具有创新精神的人，更容易形成创新能力和实践能力。

参考文献：

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[3]王娜君，王杰，李旦，等.基于工程能力培养的实验教学改革探索[J].教育探索，2011（10）：49-50.