如何在綜合性實驗中培養學生的創新能力

摘要：通過綜合性實驗使學生掌握基本實驗操作，培養學生的創新思維能力是教師教育的重要任務。熟練一些儀器的使用方法，提高實驗操作技能，鍛煉他們分析問題、解決問題的能力，以及培養學生的創新意識和提升創新能力，并使他們對綜合性實驗所涉及的一系列學科的發展前景有所了解。

關鍵詞：綜合性實驗 創新能力 發展前景

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0194-01

創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。21世紀是知識經濟的時代，高校作為國家創新體系的重要組成部分，肩負著科教興國和人才強國的雙重歷史使命，任重而道遠。只有加強大學人才素質教育，提高大學生的綜合素質，培養具有創新精神和創新能力的高素質人才，才能實現科教興國和人才興國的雙重戰略目標，才能適應當前經濟、科技不斷的更高層次發展的需求。從目前我國高等教育發展的步伐及現狀，以及社會對人才的更高要求出發，作為人才培養搖籃的高校教師，我們必須全方位更新觀念，把培養大學生的創新能力作為高校教育改革的核心之重[1]。通過綜合性實驗以及開放性實驗，加強學生的動手能力和創新意識的培養，是創新教育和創新型人才培養的重要途徑。如何培養大學生的創新精神和能力已成為當前和今后相當長一個時期內高等教育改革的重大課題。生命科學學科課程設置的生物技術綜合大實驗主要涉及綠色熒光蛋白的分離、提取、純化等多個實驗步驟或多種操作方法。通過此實驗，使學生在掌握基本理論知識和鞏固基礎性實驗階段的學習成果的基礎上，提高他們對實驗方法和實驗技能的綜合運用能力和創造能力。為提高實驗教學質量，近幾年我們對實驗教學進行了一些改革，獲得了較好的效果。筆者根據幾年來的工作經驗，以生技綜合大實驗教學的具體實施為內容，就如何在綜合性實驗中培養學生良好的創新思維能力進行了初淺的探討和嘗試。

1 激發創新興趣，充分調動學生的創新意識

興趣是最好的老師，興趣也是創新的重要動力源泉。培養學生的創新能力，就是要培養學生的創新興趣，激發他們發自內心的熱愛。沒有濃厚的創新興趣，就沒有積極主動的學習動力，就不能有效地培養學生的創新精神和創新能力。傳統的實驗教學中，老師怎么講學生就怎么做，學生根本不用動腦筋思考。激發學生的創新興趣，就是要在實驗過程中創設各種機會，不斷引導、鼓勵學生去主動積極的思考，把學生智慧的火花調動、激發出來，引導學生互相交流，激起學生主動獲取知識強烈的求知欲[2]。生技綜合大實驗綜合了GFP的提取、分離和純化，整個實驗操作中從誘導表達目的蛋白GFP到后期的逐級分離純化過程，GFP的量比較大，全程幾乎都是可視的，GFP在紫外光的激發下發綠色熒光，學生很好奇，特別感興趣，在以往的學校開始的分子生物學、基因工程以及生化綜合大實驗等一系列實驗中，沒有那個東西是直接就可以看到實驗的結果。同時，引導學生課堂下去查閱GFP的相關文獻，知道還有藍色熒光蛋白以及紅色熒光蛋白，擴大了視野，加深了學生對本實驗的了解和認識。

2 理論聯系實際，培養學生創新能力

在綜合性實驗過程中，通過系列的實驗，讓學生樹立創新意識，培養學生創新信心，懂得創新方法[3]。介紹相關的背景知識，增加學生的愛國熱情，從而激發學生的創新意識。在綜合性實驗“綠色熒光蛋白的提取和分離純化”實驗中，通過大家對綠色熒光蛋白GFP的認識和了解，2008年諾貝爾化學獎得主美籍華人錢永健在GFP的應用和開發方面做出的巨大貢獻，身為中國人的莘莘學子，更加激發了學生科研的創新意識和愛國熱情，不但會激起學生學習的熱情和強烈的求知欲，同時會開拓學生的科研思路。在實驗過程中，引導學生對實驗步驟方法的討論，增強自身的創新意識。GFP誘導表達后經過硫酸銨沉淀后需要過三個柱子，分別是疏水層析、離子交換DEAE-纖維素柱和葡聚糖凝膠柱。通過引導式思考，實驗中過三個柱子的順序為什么不能隨意變動，加深了學生對通過柱子純化的原理的理解。通過逐級的純化后，最后通過SDS-PAGE電泳檢測純化的效果時，有的學生建議用手提式紫外燈觀看，對于能否這樣看到純化的結果，大家展開討論，最后一致認為SDS-PAGE時，蛋白已經變性被SDS包圍，高級結構被破壞，不可能看到綠色熒光的，通過這個實驗，大家加深了在《基礎生物化學》課程中所學到的結構決定功能知識的理解。此外，可以指引學生通過實驗發現問題，提出猜想，然后再通過學生思考為什么是這樣的，自己找到正確的答案，在課堂上各抒己見，老師再點評然后給出合理的答案，在思考的過程中學生通過查閱文獻也是學習更好的提升，同時也加深了對實驗的理解和認識。

3 學生參與準備實驗，調動主動性

生技綜合大實驗涉及到GFP的提取、分離、純化等多個實驗步驟。通過這些實驗，使學生在鞏固基礎性實驗階段的學習成果的基礎上，把以前零散的分子生物學和生物化學的實驗串聯起來，形成一個比較完整的體系，進一步了解基因克隆和誘導表達以及蛋白后續的逐級純化過程，提高他們對實驗方法和實驗技能的綜合運用能力和創新能力。以往的實驗教學中，實驗準備工作包括試劑的配制、樣品的準備和預處理等，都是由實驗員準備的，學生對實驗的準備工作不是很清楚，沒有一個總體全局的概念，進入實驗室有種不知從何下手的感覺，對實驗的整個過程不甚了解，只能遵循教師的指導，教師怎么說，學生就怎么做，至于為什么要這樣做，學生根本就無暇思考，也無從考慮。這種教學方式不能激發學生的學習積極性，只能培養學生的惰性，學生的動手能力也得不到更好的培養[4]。在做GFP的綜合性實驗中，學生根據分組情況，然后要計算培養基的具體用量，以及實驗中所涉及到的試劑用量情況，由學生分組輪流準備實驗，讓學生自己動手配制試劑，能更好的培養他們的動手能力，激發了學生做實驗的主動性，他們是整個實驗的執行者，激發他們的主人翁意識。這樣，學生就能夠對實驗有個全局性的認識，主動地去思考實驗的每個環節，一些關鍵的實驗步驟事先也能做到心中有數，在自己準備實驗的過程中，調動了學生的主動性，同時，也鍛煉了學生的創新能力。

4 結語

培養學生創造性思維能力是造就創造人才的重要前提，實驗教學改革對于調動學生在實驗學習中的積極性、主動性和創新性，以及對于提高學生的實驗操作技能和綜合素質的培養，創新精神的激發都有顯著的促進作用。在綜合大實驗的教學中，只有在教學過程中不斷地進行改進和完善，才能培養出更多的新世紀的創新型人才。

參考文獻

[1] 劉美.影響大學生創新能力的因素及創新能力培養途徑[J].長沙大學學報，2011，25（2）：130-132.

[2] 趙國冬.實驗創新與大學生創新能力的培養[J].人才培養，2009，30-31.

[3] 陳秀英，劉士榮.淺談如何在化學實驗教育中培養學生的創新能力[J].廣東化工，2008，35（3）：90-92.

[4] 朱素琴.生物化學實驗教學的現狀分析與改革思路[J].生物學雜志，2004，21（1）：43-45