从创新能力的培养谈大学生实验教育*

2014-06-21吴丹丹黄海生

湖北科技学院学报 2014年4期

吴丹丹，黄海生

(1.莆田学院环境与生物工程学院，福建莆田 351100; 2.莆田学院土木工程学院，福建莆田 351100)

21世纪来，中国已经将科技进步和创新作为推动社会经济发展的首要力量。如：2008年，中央总额4万亿元投资计划曾提到“中央投资要进一步向民生、自主创新、节能环保、区域协调发展等经济社会发展薄弱环节倾斜，推动结构调整和发展方式转变”；近几年，国家及各个省市更是在工程技术研发中心、重点实验室、科技型中小企业创新基金等国家科技创新体系的重要组成部分投入了大量的财务、物力，在政策上给予了空前的扶持。以科技型中小企业创新基金为例，国家近五年来无论是项目还是资金投入都是稳步上升[1](如表1)。

表1近五年科技型中小企业创新基金支持项目总数与支持金额

年度2008年2009年2010年2011年2012年支持项目总数(项)24705847553265347423 支持金额(万元)146209333357394709438999480385

创新是知识经济的灵魂，创新能力是社会发展的根本动力。谁拥有更多具有创造力和开拓精神的人才，谁就能在竞争中获胜[2]。培养创新性的跨世纪人才，已成为高等教育发展的重要方向，成为实验教育的重要内容。

许多高等院校将“创新能力”作为人才培养的重要目标，而实验教育是创新型人才培养工程的基础环节。实验教育与理论教育相比，更具有直观性、实践性、综合性和创新性的特点，是培养学生创新和实践能力的重要途径之一，在应用型的高素质人才培养中具有不可替代的重要作用[3]。然而在大学生实验教育过程注重对创新能力的培养的同时，也存在着一些问题。在2009国际工程教育大会上，中国工程院常务副院长潘云鹤院士指出，新型工业化面临的第三大挑战，是工程科技人员和学生的创新能力不强[4]。

一、传统实验教学中创新能力培养不足的原因

1.实验教学理念落后

传统的实验教学理论是“以学科为本，以实验为本”，“为‘教’设计实验”，学生的“学”则限制在教师的“教”之内[5]。在这种教学模式，虽然培养的重点是实验室实际操作能力，但是实验的操作能力的培养已经被形式化教导，往往不需要多加思考就可以完成实验，从而导致学生缺乏学习的主动性，不利于创新能力的培养。

2.实验教学模式陈旧

目前，传统的教学模式仍占主导地位，这种实验教学被一种固定的僵化的模式所束缚，教学内容和知识点都已陈旧，教学方法相对死板，存在着许多的缺陷和不足：以学科基础建设的课程体系，忽略了整个学科的系统性和整体性；各学科体系之间相互孤立，学科之间的相互联系不够；实验室分散，功能单一，重复购买设备，设备利用率低下，资源调配困难；实验教学内容陈旧，缺乏探索性内容，实验以验证理论为主，而综合性、设计性实验太少，缺乏现代化学实验内容；实验教学体系不合理，学生学习的积极性、主动性不强。显然传统的教学模式落后与当代化学学科的发展，影响教学质量，不利于学生创新意识和实践能力的培养，难以培养出创新能力强的高质量化学人才。如何对传统的教学模式进行改革，从而能够培养出创新能力强、知识面广的实用新型的化学人才，已成为当务之急。

3.实验教师创新精神缺乏

实验教育工作长期被片面地视为教学辅助工作，压抑了实验技术人员工作的积极性，也妨碍了吸引高层次技术人员，造成现阶段实验技术人员水平不适应现代教学与科学技术发展的要求。实验教育过程中，有的教师对学生的创新采取回避的策略，更有甚者，在课上，就大声训斥学生，告之以“离经判道”，把学生极其宝贵的创造才能扼杀于萌芽之中，于是学生都不敢创新、不敢有闪光点、追求的是四平八稳，顺利通过。因此，特别需要一批具有上进的、创新意识、敢于挑战传统科学、在实验教学中充满激情、对科学研究始终抱有高度热情的实验教师，以提高后备力量的创新能力[6]。

二、探讨实验教学中创新能力的改革

随着社会日新月异的发展和科技的不断进步，高校对学生创新能力的培养已成为当前的热门。高校实验教学培养的重点是学生的实验技能，而提高其综合素质和创新能力在整个技能的培养中具有非常重要的地位和作用。那么怎样在实验教学中培养学生的创新能力已成当前实验室教学过程中必须解决的问题。学生创新能力的培养需要多方面的努力，现在主要从以下几个方面进行改革。

1.更新实验教学内容，确立新知识体系

根据课程设置和实验的需要，实验教学内容一般可分为四个层包括基本技能训练实验，综合性实验，研究设计性实验和创新性实验。对于单纯验证性的实验，因其强调的是学生基本实验技能的培养，可以通过优化其相应的实验内容压缩实验课时。而通过适当的增加综合性、设计性实验和创新性的实验，培养学生的综合实验技能和实验创新能力。

(1)加强基础技能型实验

基础技能型实验的重点是对实验的基本操作技能进行标准化、规范化的培训。从实验一开始，就必须对学生从严要求，详细讲解，严格把关，耐心指导，强调基本操作标准化的重要性和必要性；引导学生实事求是地作好实验记录，增强学生规范化的意识，培养学生实事求是的工作作风和严谨的科学态度。而严谨、务实的工作态度是创新型人才所必备的品德。

(2)压缩验证型实验，增加综合型实验

通过压缩验证型的实验，优化整合一些具有代表性的实验内容，使学生能够通过实验，更加系统、全面地掌握实验操作的一些技能。而通过增加能够体现不同的学科之间相互交汇融通的综合型实验，提高实验室设备的综合利用率，从而锻炼了学生的综合实践能力和学生的主观能动力。这些综合型实验不仅能培养学生掌握系统完整的知识体系和综合的实验技能，让学生在实验中自己去发现问题和解决问题，培养学生独立思考和独立分析问题的能力，在不断的学习和碰到问题解决问题中，达到提高学生创新能力的目的。

(3)增设研究设计型实验

和传统的“照方抓药”式的单纯验证性实验相比，“研究创新型实验”是一种具有创新功能的高层次实验[7]。研究设计性实验要求学生自己根据实验目的设计实验原理、设计实验步骤、选择实验所需设备、减小实验误差并最后进行数据分析和处理和设计方法。实验课题的设计必须是综合性，且具有一定的研究价值。在教学过程中，教师必须认真的讲清实验的假定和实验的目的，并在实验过程中详述对设计型实验的设计原则，鼓励学生用不同的方法来完成实验。这样的实验不仅可以巩固学生理论知识，而且可以提高学生在实验中独立能力、发现问题、分析和解决问题的科研能力，极大地激发了学生的创新设计的热情。

(4)鼓励自主创新型实验

自主创新型实验是培养学生运用综合运用所学的专业知识，采用科学的实验方法去解决发现的问题。它主要培养学生的创造性思维、自我创新的设计能力以提高综合素质的高层次的实验。学生可以根据自己的兴趣爱好选定实验内容，通过查阅相关文献资料，独立的设计实验方案，最后进行实验。创新型实验顺应了素质教育要求人才具有创新能力的潮流，创新型实验充分调动了学生的聪明与才智，进行科研活动，使教师的“教”与学生的“学”有机地融为一体，为培养出适应社会发展需要的创造型人才奠定基础。

2.提高管理力度，充分开放各种实验室

为了充分的调动学生实验学习的积极性，充分发挥他们的学习潜能，帮助他们巩固课堂所学习到的理论知识和拓宽科学知识面，提高独自的实验设计和创新的综合能力，可以发挥实验室的优势，充分开放各种实验室。正常的上课时间只能满足一些基本的实验需求，可以在课余时间充分利用开放的实验室进行科研或实验，提高实验室设备的利用率。开放实验室里宽松的实验环境和氛围，使学生成为了实验的主体，大大激发了学生学习的主动性和创新的欲望，使学生实验创新能力得到了增强，奠定了创新人才的培养的坚定的基础。

3.提高实验教师水平

实验教师的实验教学工作开展的基本保证是建设好一所一流的实验室。实验教师应该具有较为系统的相关学科的专业知识和相应的先进的科学方法，应该在实验教学过程中不断的学习并提高他们的实验技术和教学能力，才能对学生在实验过程中遇到的问题给予充分指导，以达到培养学生实践能力和创新能力的目的。同时实验教师应该打破 “教师万能”和“唯我独尊”的观念，相信学生的自我学习能力，让学生去探索，去容纳不同意见，让学生可以自由地去思考。让整个实验过程变成师生共同去学习、共同去探索、共同去获得知识的过程。

同时，作为创新实验的指导教师要根据各个学生自身的知识能力和实验技能的特点，选择不同的教学方法。教师在实验过程中主要起到引导学生实验的作用，着重培养学生的观察力、想象力和动手能力，激发学生在实验过程中不断的探索先进科学的进取精神，进一步培养学生的自主创新能力。