創(chuàng)新學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力

摘 要 本文從嘉定一中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)入手，以嘉定一中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為例：從創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)設(shè)計(jì)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)特色建設(shè)等方面展開(kāi)探討，并對(duì)當(dāng)前學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)存在相關(guān)問(wèn)題做了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 建設(shè) 創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)

（1）提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在高中階段配置創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)各種學(xué)生活動(dòng)，對(duì)提高學(xué)生理解科學(xué)過(guò)程和理解科學(xué)與技術(shù)對(duì)社會(huì)影響的素養(yǎng)有重要意義。學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)包括3個(gè)層次：具備理解科學(xué)知識(shí)的素養(yǎng)、具備理解科學(xué)過(guò)程的素養(yǎng)和具備理解科學(xué)對(duì)社會(huì)影響的素養(yǎng)。配置創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)各種學(xué)生活動(dòng)，強(qiáng)化科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的教育，強(qiáng)化創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化實(shí)踐能力的培養(yǎng)，可以全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（2）注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)、動(dòng)腦思考的實(shí)踐活動(dòng)，滿足學(xué)生多樣化發(fā)展的要求。在“上海市中學(xué)各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)”的課程理念中都一致認(rèn)為：學(xué)科課程教育要面向全體學(xué)生，滿足學(xué)生對(duì)各學(xué)科的學(xué)習(xí)要求，為學(xué)生的全面發(fā)展和終身發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，根據(jù)學(xué)生的不同需要，創(chuàng)造條件滿足他們個(gè)性、特長(zhǎng)的發(fā)展。

（3）培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，全面推進(jìn)素質(zhì)教育。利用現(xiàn)代化教學(xué)資源，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有許多優(yōu)點(diǎn)：可以讓學(xué)生看到許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；可以讓學(xué)生選擇和比較；可以讓學(xué)生按自己的節(jié)奏進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并能多次重復(fù)；可以讓學(xué)生更好地熟悉各學(xué)科的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)；可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展做出迅速反饋等。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)

2.1 夯實(shí)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，用好創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

高中階段理化生是實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)課作為應(yīng)試教育向素質(zhì)教育過(guò)度的切入點(diǎn)，在這些學(xué)科的教學(xué)中顯得尤為重要。在教學(xué)過(guò)程中，我們嚴(yán)格按照課程設(shè)置的要求，所有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)盡可能都安排做，選做實(shí)驗(yàn)也盡量安排做，有些沒(méi)辦法做的實(shí)驗(yàn)，我們商量討論后采用模擬實(shí)驗(yàn)，收到很好的教學(xué)效果。

2.2 開(kāi)展拓展型實(shí)驗(yàn)，用活創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

拓展型實(shí)驗(yàn)是建立在基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同個(gè)性的學(xué)生開(kāi)設(shè)的。開(kāi)展此項(xiàng)活動(dòng)既可以拓展學(xué)生知識(shí)又可以發(fā)展?jié)撛谀芰Φ男１菊n程，它著重培養(yǎng)為學(xué)生終身學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)原發(fā)展性學(xué)力，并兼顧學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的培養(yǎng)。根據(jù)我校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，我們開(kāi)發(fā)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)校本教材，選編相關(guān)實(shí)驗(yàn)，作為拓展型課程教材。

2.3 加強(qiáng)研究型實(shí)驗(yàn)，用實(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神

研究型實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐探索能力的課程。在現(xiàn)在以人為中心注重個(gè)性和多樣化的時(shí)代，通過(guò)多元化的開(kāi)展研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、形成創(chuàng)新的能力。

（1）教師確立課題選項(xiàng)，組織課題研究。我校成立已高級(jí)教師為首的課題指導(dǎo)組，讓學(xué)生自由選題，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展相關(guān)課題研究，并形成相關(guān)課程。例如：我校生命科學(xué)教研組開(kāi)設(shè)了若干研究型實(shí)驗(yàn)，并自編了校本教材《我們的朋友和敵人——微生物》。（2）學(xué)生自選課題，分工合作開(kāi)展課題研究。我校高一高二全年級(jí)學(xué)生自主選題開(kāi)展研究型實(shí)驗(yàn)課題研究，學(xué)生依據(jù)自己的愛(ài)好，選擇不同學(xué)科的教師作導(dǎo)師。導(dǎo)師確定研究型實(shí)驗(yàn)的大課題，學(xué)生在大課題前提下自設(shè)小課題，開(kāi)展課題研究。教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行研究型學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，指導(dǎo)分組，學(xué)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，制作ppt說(shuō)明課題研究過(guò)程，學(xué)寫(xiě)課題結(jié)題報(bào)告，并分組展示。

3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)活動(dòng)特色建設(shè)

3.1 夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)全體學(xué)生創(chuàng)新激情

我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用不同方法，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)研究哪種方法能達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)效果。并在同一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中做多種探索：

案例：《葉綠體色素的提取和分離》中

① 實(shí)驗(yàn)材料的探究：本節(jié)實(shí)驗(yàn)教材中選用的是菠菜葉，曾經(jīng)嘗試過(guò)用塔菜、青菜等葉片，其中以塔菜葉片分離效果為最佳。② 材料比例的探究：在完成書(shū)本建議量的同時(shí)，分組對(duì)對(duì)所取的菠菜與酒精的量的比例作一研究（我們采用10g菠菜葉與5ml無(wú)水酒精組合、10g菠菜葉與10ml無(wú)水酒精組合、5g菠菜葉與5ml無(wú)水酒精組合、5g菠菜葉與10ml無(wú)水酒精組合等）；③ 操作步驟的探究：對(duì)濾紙條的劃線次數(shù)（可以是3次、5次、7次、10次等）、劃線方法（可以是用毛細(xì)管、載玻片、鉛筆、濾紙條折線等器材或方法），取用碳酸鈣的量（少量或較多），是否需要過(guò)濾等實(shí)驗(yàn)步驟提出建議。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，自己選擇對(duì)比實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。

3.2 利用拓展型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)個(gè)性學(xué)生實(shí)踐能力

課本理論知識(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)際應(yīng)用的知識(shí)，學(xué)生理解往往還是很抽象的，為此，我校開(kāi)設(shè)的拓展實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)實(shí)驗(yàn)是要求學(xué)生對(duì)水箱進(jìn)行改良，旨在通過(guò)對(duì)家用水箱進(jìn)行改造，幫助學(xué)生真正理解結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一，使有個(gè)性特長(zhǎng)的學(xué)生能脫穎而出。

案例：我校黃同學(xué)提出了電子節(jié)水水箱。由電子控時(shí)系統(tǒng)、水箱、電動(dòng)閥門(mén)三部分組成通過(guò)控制放水時(shí)間來(lái)控制放水量，從而實(shí)現(xiàn)大小兩檔放水。工作時(shí)，只需根據(jù)需要按下按鈕（即觸發(fā)開(kāi)關(guān)給系統(tǒng)一個(gè)觸發(fā)信號(hào)）就可啟動(dòng)控時(shí)電路中的一個(gè)時(shí)間控制電路，控時(shí)電路控制負(fù)載電路導(dǎo)通工作到預(yù)定時(shí)間后自動(dòng)斷開(kāi)，待下次使用。該設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，并且達(dá)到了節(jié)能、方便、安全耐用、造價(jià)低的預(yù)期目標(biāo)。同時(shí)，該作品通用性強(qiáng)，可在原有水箱基礎(chǔ)上方便改裝而成，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

3.3 發(fā)展研究型實(shí)驗(yàn)，拓寬特長(zhǎng)學(xué)生研究視野

3.3.1 建設(shè)大數(shù)據(jù)課堂實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

我們現(xiàn)在處在一個(gè)信息化、科學(xué)化、全球化的新時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)創(chuàng)新的搖籃，網(wǎng)絡(luò)空間崇尚的是創(chuàng)新思維。為此，我們利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)數(shù)據(jù)課堂。學(xué)生主動(dòng)參與數(shù)據(jù)課堂的建設(shè)，并完成遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)項(xiàng)目。

案例：“水污染與治理”

項(xiàng)目介紹：A、通過(guò)實(shí)地考察、問(wèn)卷調(diào)查、網(wǎng)上搜尋了解全球水環(huán)境污染的情況；B、培養(yǎng)學(xué)生收集、提取、分析、運(yùn)用信息的能力；C、鍛煉學(xué)生利用現(xiàn)有知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力；D、提倡團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，培養(yǎng)社會(huì)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

目標(biāo)人群：中小學(xué)生。

相關(guān)課程：地理、生物、信息科技。

交流媒體：電子郵件、網(wǎng)上論壇等。

活動(dòng)內(nèi)容：a、通過(guò)圖書(shū)館、網(wǎng)上搜尋、實(shí)地考察、制作問(wèn)卷、調(diào)查報(bào)告了解各地的水環(huán)境污染情況；b、匯總統(tǒng)計(jì)各地的數(shù)據(jù)，定量分析水污染情況。

3.3.2 利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)，打造各類(lèi)科技活動(dòng)項(xiàng)目

目前，我校利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，以逐漸形成了“未來(lái)工程師”“美境方案設(shè)計(jì)”“創(chuàng)新大賽”“明日科技之星”等各類(lèi)品牌科技活動(dòng)項(xiàng)目。

案例：每年的上海市未來(lái)工程師大賽，我校積極組織學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室里開(kāi)展各項(xiàng)項(xiàng)目的準(zhǔn)備與研究工作，充分利用實(shí)驗(yàn)室配備的各類(lèi)設(shè)備為自己的研究項(xiàng)目助力，因此，我校每年都能獲取很好的成績(jī)。

3.3.3 建設(shè)自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力

我校舉行的各類(lèi)社團(tuán)活動(dòng)、科技類(lèi)活動(dòng)中，學(xué)生們對(duì)各類(lèi)實(shí)驗(yàn)興趣濃厚，在校科技節(jié)等展示活動(dòng)中，理化生的很多創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)得到大家的追捧，學(xué)生的研究興趣較為濃厚。因此，我們積極開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)搭建良好的平臺(tái)。

案例：在高中化學(xué)課本中，有一個(gè)用Cu與稀HNO3制取NO的演示實(shí)驗(yàn)。但在實(shí)驗(yàn)中，Cu與稀HNO3的反應(yīng)很緩慢，而生成的NO又易與空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)而難以鑒別，由此引發(fā)了汪學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)的設(shè)想。汪同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)比較原實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的效果，以確定改進(jìn)方案。在老師的幫助下，完成了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的裝置圖，在實(shí)驗(yàn)室搭建了實(shí)驗(yàn)裝置。由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室無(wú)法提供惰性氣體，因而改用了化學(xué)性質(zhì)較不活潑的N2來(lái)排盡系統(tǒng)中的空氣。比較實(shí)驗(yàn)證明了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性，實(shí)際的操作也使改進(jìn)實(shí)驗(yàn)在可操作性方面得到改善。在由設(shè)想到查閱資料，實(shí)際操作之后，最終形成了學(xué)科小論文。

4 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與使用中存在的問(wèn)題

（1）教育理論方面支撐還是比較薄弱。由于教學(xué)任務(wù)比較繁重，在教學(xué)方面的研究比較多，而在教育方面的理論研究就比較少。例如：像TI創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室里常見(jiàn)的傳感器的使用，教師們比較熟練，但對(duì)于各種傳感器的工作原理不清楚，因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差分析帶來(lái)了問(wèn)題。（2）應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，教師的教學(xué)任務(wù)明顯增加。教師面臨著熟悉器材，調(diào)試器材，合理選擇器材等一系列的問(wèn)題，很少有現(xiàn)成的教案可供使用，現(xiàn)在的教師壓力大、工作量大，教師利用實(shí)驗(yàn)室的主動(dòng)性和積極性還不夠。（3）拓展型課程和研究型課程中開(kāi)發(fā)課程力度不夠。可能由于在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室使用的摸索階段，在基礎(chǔ)型課程中使用較多，拓展型和研究型課程中實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間還是受到一定的限制。（4）根據(jù)學(xué)生自主的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效教學(xué)，對(duì)教師而言，是挑戰(zhàn)。（5）外援支持方面還有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。

因此，對(duì)于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在以后的建設(shè)和使用過(guò)程中，在落實(shí)基礎(chǔ)型課程的同時(shí)，更應(yīng)在拓展型課程和研究型課程的實(shí)施過(guò)程的應(yīng)用作為重點(diǎn)，并努力開(kāi)發(fā)與完善具有學(xué)校特色的校本課程，以期更好的培養(yǎng)全體學(xué)生健康成才。

參考文獻(xiàn)

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[2] 王漢成等.創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)與開(kāi)放式創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2003.