生命科學實驗教學中大學生創新精神培養探討

陳繼峰 鄭亞楠 蔡凱旋

摘 要：本文從生命科學實驗教學的重要性以及實驗課程安排改革、教學方式改變、考核方式改革、參與教師的科研課題和申報創新創業訓練項目、開放實驗室和提高資源利用率等方面闡述了生命科學實驗教學對培養大學生創新精神的作用。

關鍵詞：生命科學；大學生；實驗教學；創新精神

生命科學的實驗性很強，列文虎克的自制顯微鏡到巴斯德的巴氏消毒法，為微生物學的發展奠定了基礎；孟德爾的遺傳學定律到摩爾根的基因論，使遺傳學得到突破性發展；沃森、克里克確立的DNA雙螺旋結構到重組DNA技術問世，進而人類基因組的揭曉，使生命科學進入分子研究階段。這些偉大創舉，都離不開科學工作者大量的實驗和對傳統思維方式的突破。在中國高等教育改革的今天，培養學生的創新精神和實踐能力已成為中國高等教育發展的方向，它是社會發展的需要，也是高等教育發展的需要和學生自身發展的需要。因此，如何在實驗教學中培養學生的創新精神值得探討。

一、生命科學實驗教學的重要性

實驗教學在生命科學領域占據著重要地位，它最基本的目的是驗證理論，加深學生對理論知識的理解，使學生掌握基本的實驗技能，更重要的是通過實驗教學培養學生的創新精神，為將來的科學研究、獨立工作奠定基礎。隨著時代的發展，實驗教學也越來越受到高校的重視。但是，不少高校仍存在著忽視學生創新精神培養的現象，多側重于驗證理論和培訓基本實驗技能；雖然與生命科學有關的院系都開有一定比例的實驗課程，但對于學生創新精神的培養仍沒有突破性進展。

二、實驗課程安排改革——多開設綜合性實驗課程

實驗課程的安排，大多是由教師挑選一些比較有代表性的實驗讓學生去做，這樣確實在訓練學生實驗技能方面取得了不錯的效果，但是卻不能有效地培養學生的創新精神。目前，大學的實驗教學內容基本上分為兩部分：一是在大學一年級下學期開始基礎實驗技能訓練，讓學生學習生命科學基本實驗操作和常用儀器的用法，如染色技術、無菌操作、分光光度計、顯微鏡等的使用。二是在大學三年級下學期或四年級上學期進行一些綜合性實驗，但綜合性實驗課的學時有限，并且大多數高校各專業的綜合性實驗是指定的，學生不能根據自己的興趣選擇。若能多開一些綜合性實驗課程，并適當延長學時，學生能根據自己的興趣選擇，這樣能更好地調動學生的主觀能動性，對其創新精神的培養更為有利。所以，對實驗課的安排需要改革，應減少以模擬、驗證性為主的實驗內容，增加能讓學生多動手、多思考的綜合性實驗比例，并且在實驗過程中有意識地培養學生的創新精神。

三、教學方式改變——讓學生由被動變主動

大學一年級的學生第一次踏入大學的實驗室，面對各種儀器、設備以及各種各樣的生物實驗材料時會有強烈的好奇心。然而，當學生長期嚴格按照教師和實驗指導教材規定的內容去做，就會把實驗視為一種任務去完成，從而失去好奇心。教師教學生被動地接受的實驗教學模式一直是實驗教學方式的主導。

在傳統的實驗教學模式中，教學方式單一，多以灌輸、模擬、驗證為主。一般由教師講實驗原理、方法步驟、注意事項等，學生“照方抓藥”式地進行實驗步驟的操作，實驗教學體現不出對學生創新精神的培養。若有寬松自由的想象空間，讓學生大膽想象，由教師將學生引入“問題”，激發、引導學生對問題進行思考，并且學生參與設計實驗方案、準備實驗材料，這樣學生做實驗的目的性就會增強。在實驗過程中，教師需要啟發、引導學生把他們潛意識中的能力調動起來，把學過的知識應用到實驗中來?！皢l式”比“命令式”“灌輸式”更能提高學生的主觀能動性，更能提高學生對科學的探索興趣，更有利于培養學生的創新能力。并且，鼓勵學生發現問題，尋找解決問題的答案，使學生化被動為主動，充分調動學生的積極性，將有利于創新精神的培養。

四、考核方式改革——重視對學生創新意識的評價

傳統的實驗課考核方式不外乎由預習報告、實驗報告、期末考試組成。平時成績70%加期末考試30%得出最后成績，通常實驗課也只占2個學分。這樣的考核方式容易讓學生在實驗過程中偷懶，甚至出現實驗報告相互抄襲的現象。其實，考試不只是為了考試，是為了通過考試來推動教育、促進學習，從而實現教育目標。

要提高學生對實驗課的考核的重視度。平時考核應以引導、鼓勵為主，讓學生開闊思路、善于思考、勤于創新，對學生的創新性火花應及時予以肯定和鼓勵。實驗課的考核，主要是通過考核督促學生對所學內容進行回顧，通過考核發現學生在實驗操作方面存在的問題并及時糾正，使學生對生命科學必要的實驗操作加以鞏固。在實驗過程中，對有創新意識的學生應給予肯定，以激發他們通過實驗教學培養創新精神。

五、參與教師的科研課題，申報創新創業訓練項目

1.參與教師的科研課題以開闊視野。教師的科研課題往往是多學科的交叉運用，覆蓋知識面廣，而且實驗方法與研究內容具有前瞻性。鼓勵學生參與教師的科研課題，將教師的最新科研成果轉化為學生的實驗內容，可以開闊學生的視野，不僅能有效地訓練學生的實踐能力，還能強化學生對理論知識的理解，在開闊學生視野的同時，培養學生對科學研究的嚴謹態度和創新精神。

2.申報創新創業訓練項目以培養學生的創新精神。鼓勵學生申報大學生創新創業訓練計劃項目，讓他們在項目的實施過程中，培養創新精神，獲得創新能力。由教師指導大學生進行創新創業訓練，一方面可以讓學生得到科學實驗技能的訓練和創新精神的培養，另一方面，能充分利用學?，F有的資源，提高其利用率。大學生創新創業訓練計劃項目是學生以興趣為驅動力，主動提出申請的。整個實驗過程完全讓學生掌控，必要時由教師進行指導，但教師在指導時也應以啟發式進行，以培養學生創新精神和創造性。通過選題、檢索文獻、設計方案、動手操作、分析問題、解決問題、處理數據等過程，充分地鍛煉學生的動手能力，培養他們的創新精神，提高他們的綜合能力。

六、開放實驗室，提高資源利用率

1.實驗室時間、空間和內容開放。配備完善的實驗室，對時間、場地進行開放式管理，是學生自主學習、自己設計實驗方案進行生命科學實驗的保證，是極大地調動學生主動性和創新精神培養的前提。所以，要培養學生的創新精神，需要有開放的實驗室。開放式運行的實驗室應包括“時間”“空間”與“內容”等方面的開放，它不僅有利于學生創新精神的培養，而且有利于使現有資源的利用率提高，能適當緩解實驗教學費用投入不足的問題?？梢宰尣糠謨炐惚究粕谙嚓P教師的指導下，利用教師的科研經費，利用開放實驗室的條件，參與或完成教師現有科研項目的部分工作；也可以結合實驗室條件，自擬科研課題，并由學生自己完成。利用實驗室時間、空間和內容的開放，使學生的創新精神、實踐能力得到培養。

2.生命科學實驗教學性質的需要。生命科學實驗的過程不能像八小時工作制那樣固定。有的實驗時間比較長，不能中途停下；有時實驗中出了問題，發現后需要修正，但不能像小學生寫作業那樣在錯的地方改一下，如果沒有事先準備的備份，就需要重新進行實驗操作；有的學生有自己的實驗創意，需要時間、空間去實施。而這些都需要開放的實驗室，以保證在時間、空間上的開放，使生命科學實驗健康順利進行。開放實驗室給學生創造了一個可以自由發揮創造潛能的天地，可以有意識地培養學生的創新精神。

3.培養學生創新精神的需要。生命科學實驗教學是貫穿于大學生學習全過程的實踐性教學環節，開放實驗室為學生提供了廣闊的活動空間和思維空間，它是培養學生創新精神、創新思維、創新能力的重要陣地。在開放實驗室里，學生有機會自己設計實驗方案，自己準備實驗材料，自己做實驗記錄，并且不斷根據實驗結果修改和調整實驗方案；學生有機會學到更多的實驗技能，能夠掌握科學的、系統的研究方法，形成嚴謹的思維活動，發揮各自的特長，有利于創新精神和能力的培養。

總之，生命科學的迅速發展，是基于先輩們反復實驗的結果。實驗教學在生命科學領域的地位與理論教學同等重要，因實驗而得出理論，以理論指導實踐。生命科學還要向前發展，需要后輩學子的努力。因而實驗教學不容輕視，尤其是對學生創新精神的培養更應重視。具有創新精神的人，更容易形成創新能力和實踐能力。

參考文獻：

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