創新性實驗教學淺探

[摘要]創新性實驗的實施是一項綜合工程，必須要對包括教學內容、教學方法和教學管理在內的現有實驗教學體系進行綜合改革。本文對創新性實驗進行了初步的探討，并提出了自己的建議。

[關鍵詞]創新性實驗 能力培養 開放性實驗

隨著建設創新型國家戰略的提出，創新型人才的培養已成為高等教育所面臨的主要挑戰。目前國外大學已經把“掌握實驗方法的知識和技能”列為跨世紀人才應具備的素質之一，國內大學也提出了“基礎厚，知識寬，能力強，素質高”的培養目標。要實現這個目標，必須大力加強實驗教學的改革，這已成為教育界的共識。因為在傳統的模式中，實驗教學只是理論教學的補充，沒有得到應有的重視，教學內容、教學方法和教學手段具有封閉僵化的特點，很不適應現代社會發展對創新型人才培養的要求。

開設創新性實驗，便是在這一背景下提出的培養學生綜合素質的一個新的思路。其目的是使學生通過創新性實驗得到創新能力和科學研究素質的培養，提高知識綜合運用和解決問題的能力。這無疑是一種很好的方式，但對于創新性實驗究竟如何實施，目前還沒有統一的認識，仍處在探索之中。

一、創新性實驗的內涵

按照字面意思來理解，創新性實驗應該是具有原創性、帶有研究性質的實驗。筆者認為這種理解是狹隘的。因為原創性的要求對實驗教學來說要求太高了，實驗教學畢竟不是科學研究，本科生也不是研究生，追求新發現、新發明、新創造并不是實驗教學的目的。要求創新性實驗一定要具有原創性將會使實驗教學改革陷入裹足不前的境地。

創新性實驗教學的核心是注重學生創新意識、創新思維、創新精神的培養，它以發展學生的個性需求和綜合運用知識能力的培養為出發點。因此可以將創新性實驗定義為與傳統驗證性實驗相對應，具有探索性質的設計性實驗、應用性實驗和綜合性實驗。與驗證性實驗不同，創新性實驗的主體是學生而不是教師或實驗指導書，它要求學生充分發揮主觀能動性，通過獨立設計實驗方案、獨立選擇實驗設備、獨立進行數據處理來對學生的綜合能力進行培養。許多課程(尤其是基礎課程)的實驗，原創的空間并不多，實際上實驗結果也是驗證性的，但只要實驗方案是學生自主設計并獨立完成的，則同樣能培養學生的創新能力。

當然，具有原創性和研究性實驗也是創新性實驗的一個重要內容，這類實驗可以在更高層次上全方位地培養學生的研究能力，能夠充分調動學生的主動性和積極性，激發他們從事科學研究的興趣和熱情，為今后從事科研工作打下良好的基礎。

二、創新性實驗的實施

創新性實驗的實施是一個系統工程，必須對目前的實驗教學體系進行全方位的改革，才有可能真正將備受詬病驗證性實驗扭轉到創新性實驗的軌道上來。

(一)轉變實驗教學觀念

傳統的教學觀念，重理論輕實驗，因而實驗不受重視，實驗內容主要是對經典理論的驗證，教學安排上實驗課只是理論課的補充和附庸。實際上按照現代教育觀點，實驗教學和理論教學只是兩種不同的教學手段而已，二者具有同等重要的地位，體現了“知行合一”的哲學觀念。理論教學是學生獲取知識的過程，實驗教學是學生應用知識的過程，理論教學注重“三基”(基本理論、基本概念、基本方法)的掌握，而實驗教學注重于知識的綜合運用和解決問題的能力。

為適應現代社會發展對人才的需要，高等教育必須要形成一種“邊學理論、邊實踐、邊設計”的良好環境，以消化、吸收、鞏固所學知識，培養創新能力。為達到這一目的，應該淡化甚至消除實驗教學和理論教學的劃分，將二者融為一體，把實驗教學看成是“在實驗室里完成的教學”，實驗室只設管理員，而不設實驗教師，實驗教學和理論教學完全由同一老師承擔，以利統籌。

(二)構建新的實驗課程體系

創新性實驗對學生來說應該是一種挑戰，應該采用循序漸進的模式。由于創新性實驗以學生為主體，為使實驗能順利進行，必須對學生作一些必要的培訓，因此，實驗課程體系可分為三個層次：基礎實驗、命題實驗、自主實驗。

第一，基礎實驗。這一類實驗不針對任何具體的教學內容，主要讓學生掌握和熟悉儀表儀器的使用、安全常識的內容。

第二，命題實驗。這一類實驗與教學內容相關，由實驗室提供實驗題目，由學生自主設計實驗方案。

第三，自主實驗。這一類實驗由學生根據興趣愛好來選報課題，指導老師對可行性進行審閱，通過后由實驗室提供所需的元器件和相關設備。

(三)改革實驗教材

現行實驗教材是一種“保姆式”的教材，實驗指導書已將實驗方案、實驗步驟進行了詳細的說明，學生只要按部就班就能完成實驗，這種實驗實際上讓學生變成了“接線員”，因而學生主動性差，做完實驗也沒有什么收獲，更談不上創新能力的培養，這與創新性實驗的要求是不相適應的。

創新性實驗要以學生為主體，充分發揮他們的主觀能動性。因此，實驗教材內容要大幅精簡。基礎性實驗對設備、儀表儀器的使用方法要詳細介紹；命題性實驗只提供實驗題目、實驗原理和實驗室可選設備，實驗方案和實驗步驟則由學生自己確定。

(四)改革教學方法

創新性實驗的教學方法要實現兩個轉變：由以教師為中心向以學生為主體轉變；由教師單向注入式教學向課內和課外互動式轉變。

以學生為主體意味著學生拿到實驗題目以后，必須通過查閱資料和運用所學知識，自己設計實驗方案，選擇實驗設備，擬定實驗步驟，進行數據檢測和處理，得出實驗結論。教師在這個過程中只扮演一個顧問的角色，除負責實驗方案的審閱外不對實驗過程和結果進行過多的干預。

學生撰寫實驗報告，是創新性實驗的一個重要環節，因為這是對學生所設計實驗的一個檢驗。通過撰寫實驗報告，學生將學會如何進行數據處理，如何得出實驗結論，以及如何根據實驗結果來修正實驗方案。教師應在實驗報告的撰寫規范、試驗數據的處理方法等方面給學生以重點指導，從而培養學生科學的實驗素養。

(五)改革實驗管理模式

創新性實驗充分尊重學生的個性，因此在實驗管理模式上必然不能千遍一律等同對待。傳統的實驗組織方式是由教師按班級、學好分組，學生只能根據預先劃定的小組，在規定的時間到實驗室做實驗，沒有選擇的余地，這顯然不符合創新性實驗的要求。創新性實驗在時間上應該是開放的，允許學生根據自身需要預約任意時間到實驗室，而且一個實驗應該允許多次重復，直到得到滿意的結果。這樣給與學生更多的自由，使他們能真正體會到實驗的樂趣和重要。

教師的指導過程也應當開放，不能僅僅局限于課堂，而要隨時就實驗中發現的問題，引導學生進行分析，以減少實驗過程的盲目性，保證實驗的順利完成。

(六)建設創新性實驗室

創新性實驗室是創新教育的基地，是培養學生創新精神和創新能力的重要場所。為達此目的，實驗室必須給學生提供一個方便的環境，以增加對學生的吸引力。創新性實驗室應該具有如下特點：豐富的網絡資源，方便學生查閱資料，并就實驗中出現的問題及時與別人交流；現代化的設備，給學生提供一個緊跟時代發展的實踐環境；優良的實驗環境和規范的管理，以潛移默化地培養學生嚴謹的實驗作風。

實驗室可以采取校企聯合的方式來共建，這樣一方面保證了實驗設備的先進性，節約了學校資金，另一方面為企業進行了廣告宣傳，達到雙贏的目的。現在眾多的國內外企業都在采取這種策略來擴大影響，學校可以充分利用。

創新性實驗室也可以對社會開放，為地方中小型企業服務，加強橫向聯系，承接各種科研項目，在擴大高校影響的同時，也可給學生帶來更多接觸社會的機會。

創新性實驗是培養具有創新能力的高級人才的重要途徑，與傳統驗證性實驗相比，創新性實驗最大的不同在于“軟件”而非“硬件”，即教學理念的改變更加重要。為充分培養學生的實際動手能力，扭轉目前學生高分低能的局面，必須大力提高實驗教學的地位，并將實驗教學的轉變到以學生為主體的模式上來，讓學生通過實驗，來消化所學知識，培養運用知識進行創新設計的能力。為此，必須對現有實驗教學體系進行配套改革，才能將創新性實驗落到實處，真正培養出創新型人才。

(責編 黎原)