基于动物学课程的大学生创新性实验计划

胡好远， 吴海龙

（安徽师范大学生命科学学院，安徽芜湖 241000）

基于动物学课程的大学生创新性实验计划

胡好远， 吴海龙

（安徽师范大学生命科学学院，安徽芜湖 241000）

探讨了大学生创新性实验计划实施的必要性、实施中的选题和探究方法，并在此基础上论述了基于动物学课程的创新性实验计划的实施和体会。

实验教学；创新；探究

随着大学教育的改革和发展，大学生的综合素质培养越来越受到重视［1］。教育部于2007年启动直接面向低年级大学生的国家大学生创新性实验计划；一些高校也先后自主地开展了相应的计划［2－7］。大学生创新性实验计划的目的是探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，旨在调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，提高学生的创新实践能力［2，3］。本文论述了创新性实验计划实施的必要性、项目实施中的选题和探究方法，并在此基础上论述了基于动物学课程的创新性实验计划的实施和体会。

1 创新性实验计划实施的必要性

高等学校是人才培养的重要摇篮和科技创新的重要力量，在全面建设小康社会、建设创新型国家中具有不可缺少的重要作用。注重素质教育，全面提高教育质量，坚持出人才出成果出效益，为推动经济社会发展做出更大的贡献已是高校重要任务。在社会主义市场经济的新形势下，高校需要转变人才培养模式，切实提高教育教学质量，培养出更加符合社会需要的创新型人才。在深化教育改革，全面推进素质教育的过程中，突出学生创新素质的培养，积极探索培养高素质创新型人才的途径和方法，是高等教育改革与发展的主题。师范类院校培养的学生主体是未来的教师，是承担科学素质教育工作的主力军，学生创新素质的高低会影响到对下一代科学素质的培养。因此，师范类大学生创新素质的培养已迫在眉睫。

近年来，高等教育事业得到了长足的发展，从数量上讲，招生规模都在不断扩大，但也存在过于传统的教育模式和过强的共性制约等问题，而创新意识和创新能力培养的缺乏恰恰是它的突出表现。受应试教育的影响，大学生不可避免地表现出创新素养不足。生物专业的学生一般动手能力较强，具备一定的创新意识，但创新思维还不健全、科学精神培养有待于进一步加强、创新能力较匮乏、创新人格尚未形成。学生普遍具有创新的动机，有创新的欲望，但目前学校所能提供的创新环境有限、创新气氛缺乏，学生的创新潜力得不到充分发挥，创新素质难以得到全面提升。另一方面，学生也不善于利用现有的资源和条件，更不能自发创造自己所需的资源和条件。

2 创新性实验计划的选题和探究方法

大学生科技创新素质主要包括以下几个方面：创新思维、科学精神、创新人格和创新技能。创新思维体现在学生发明或发现新思想、新知识和新技术等的思维过程，贯穿于创新实践活动的始终，是创新素质的核心；建立在学生兴趣基础上的科学精神培养是学生从事创造性活动的驱力，勇于挑战、不怕失败是科学精神的具体体现；创新活动围绕学生个性化特点展开，是一种个性特质培养过程，学生的主动性需要得到充分发挥；设计和实验操作技能、表达和写作能力等创新技能则是创新思维的载体和表现。创新素质的培养体现在具体活动过程中，就活动本身而言，“一切都在过程之中，结果是微不足道的”；活动过程中的新颖性、继承性和变革性、经济和理论上的价值性等等均促进了学生综合素质的提高。

2.1 循序渐进的选题

提供给学生的选题应立足于学生的知识背景。一般来说，参加计划的主要为低年级学生，其经历是一些基础课程。因此，选题上，应从这些基础课程出发；随学生的学习深入，再贯穿一些与所学学科相关的内容，循序渐进。

彭安等提出该类课题选题时应注意科学性、可行性、简约型和实用性［4］。这些原则在循序渐进的选题思路上均能得到体现。科学性是此类实验的首要原则，实验的选题和完成要依照科学实验原理，所使用的实验步骤、操作程序和方法必须与生物学理论和生物学方法论相一致［4］。选题的科学性建立在学生知识背景基础之上。与学生学习内容相一致选题方向，循序渐进的选题思路，可使学生的创新性实验与学业并进，增加了选题的可行性，也能更好地激发学生的兴趣。

学生可选用易获取的材料作为实验对象，在研究方法上也应追求易行的方法。所选的题材应结合教学科研实际，与实验或实践课程相关是很好的途径。对于生命科学专业的学生来说，在大学一年级的学习中，除了一些公共课外，也常会开设一些专业基础课，比如我校的动物学和植物学课程；随着学生进入更高年级，生物化学、生理学、细胞学、生态学和分子生物学等学科的陆续开设。学生在低年级的实验课和理论课上已经获得了一些专业基本技能。在这些基本技能上，加以延伸和拓宽，再结合对科学问题的把握，便能形成很好的题目。例如，可先引导学生对特定动物的生物学和行为学等方面进行探究；随学生进入高年级，更多实验技能和理论知识得到掌握，再将生态学或分子生物学等知识结合到所选择的题目中去，便会使得选题更有连续性，成为一个较为系统的探究方向。在选题时，学生的知识背景常是有限的，这就要求老师具备这样的视野，提供一个较为开放的选题方向。

2.2 实施中的探究

探究方法是创新性实验实施过程中的主要方法，通过项目的实施，使学生学会探究，具备基本的科学素养也是项目实施的目的所在［5］。逻辑思维方法是人类认知的重要手段，科学探究离不开逻辑分析过程。已有的理论认识只有通过逻辑思维过程才能为新的探究活动提供支持，而在探究中获得的感性认识也要通过逻辑思维过程才能上升到理性阶段，从而实现对事物本质的认识。从特殊到一般，再从一般到特殊，是人们认识事物的基本规律。归纳和演绎就是这一认识过程中的两种逻辑推理形式，也是两种基本的思维方法。在学生的科学探究活动中，归纳和演绎均发挥着重要作用。归纳的应用主要体现在对问题和假设的提出环节，对已有知识进行归纳是发现问题的主要途径之一。“科学始于问题，而不是始于观察”。真正能够导致科学发现的研究起点，并不是无目的的观察，而是引入问题、进行假设推论之后的设计和观察。这样才有目的性和选择性。

假说－演绎法是现代科学的主要逻辑思维方法，它极大地促进了现代科学的发展。而这种思维方法的培养，也正是科学素养的重要体现。实施中，应让学生充分参考相应文献，一方面在科学文献中，学会并贯穿这种逻辑思维方法；另一方面，在具体实验中，学以致用，善于提出合理的假设。让学生带着问题和假设去探究，增加了其实验的目的性。

在对现象进行观察的基础上，应引导学生对已有的研究进展进行归纳，这就要求学生多查阅一些与研究主题相关的研究进展，对已有研究成果进行比较，总结和提炼研究中尚存在的问题。在生命科学专业，生物学中相关理论是很好的探讨对象，尤其是一些仍处于争论中的理论（假说），对相关假说进行验证，是丰富和发展相关理论，或提出新的科学问题的重要途径之一。此外，在寻找问题中，也进一步锻炼了学生利用网络、图书馆等资源平台查阅文献资料的能力。所探讨的问题不易太大，否则，在有限时间内难以完成。

对学生实验技能以及科学方法论的引导和培养均是创新计划重要内容［4］。在实践中，学生可能会更关注具体的动手能力是否得到训练，但学生创新素养的培养和锻炼并非局限于具体的仪器操作以及实验流程。实际上，敏感的科学问题挖掘能力和善于提出假设的科学方法论更应得到培养和锻炼，是培养和提升大学生生创新素养必不可少的环节。

3 围绕动物学课程的创新性实验计划的实施

动物学是高等院校生物学科重要的专业基础课之一，是一门经典的课程。课程的知识量庞大，传统的理论课教学模式中，教师讲授着繁多的知识点，学生通过对知识点的记忆完成考试，是典型的传授知识型教学模式；课程的实验课也是以验证型实验为主。传统的教学模式单一，不利于学生个性发展和拔尖人才脱颖而出，束缚了学生的创新意识和创造能力的培养。通过多年的教学实践，我们认识到传统教学模式的不足之处。如何将创新素质教育贯穿并落实在课程教学实践中，成为课程改革和建设的重点所在。近年来，我们围绕动物学课程建设，以培养和提高学生创新能力为核心，开展了一系列教学改革实践。通过设置创新性实验项目，探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，创新和优化模式框架和评价体系。动物学课程在我校开设于一年级，项目的实施将直接受益于我校生物科学和生物技术专业一年级本科生，从而对学生整个大学期间的科学素养培养均将产生积极影响。我们的创新素质培养体系主要包括以下内容：

3.1 探索以问题为核心的实验教学模式

将传统的验证性实验与创新性实验相结合。在实验课程基础上，引导学生发现问题、查阅相关资料，并在前人的研究基础上给出可能的假设，再针对假设，提出实验方案。指导学生进行实验操作，获得并分析实验结果，并对已有的假设进行验证；指导学生完成分析报告。在创新性实验中，调动学生的兴趣，使其具备探究的动力；充分发挥学生的积极主动性，建立以学生为主体的模式；鼓励学生发现问题，勇于探索，培养其探索精神；营造宽松的科研氛围，根据学生的个性化特点，设定具体的目标；结合具体的问题，组建团队；指导学生的实验设计和操作、数据分析和写作等技能；从而使得学生的创新素质得到综合提升。

3.2 以培养学生科学素养为目的，设置创新性研究课题

实行学生科研立项制度，从政策和经费上鼓励学生进行科技创新；遴选并资助本科生创新性实验计划项目；鼓励学生参加教师的科研课题，与教师合作进行科学研究；鼓励学生申报高级别的创新项目，通过科研促进教学。

3.3 创新基地的构建

充分利用我校高师生物学实验教学示范中心的仪器设备和实验室以及相关学科教师的专业实验室力量，建立稳定的校内本科生创新性实验基地；发挥区域经济优势，结合野外实习基地和教师科研基地，建立本科生的校外创新基地。

3.4 创新性实验的管理体制

充分利用课题组教师和研究生力量，加强对实验室的管理；完善实验仪器设备和实验耗材和经费的管理体制。建设课程的创新性实验教学管理网站。

3.5 建立和完善评价体系与创新激励机制

评价是教育管理中实施控制的特殊手段，是教育管理的重要环节。通过开展专业辩论赛、创新性实验设计大赛、实验技能大赛、实验模型制作竞赛、论文竞赛等活动，充分调动学生的积极性。

早期大学生创新性实验是以教师为主导少数学生参加的，随着我校实施“大学生创新性实验计划”和动物学省级精品课程的实施，从2009年开始，我们逐步开展了面向较多大学生的以动物学学科为基础的创新性实验计划，由动物学教学团队和动物学精品课程等项目联合出资构建本科生创新计划专项经费，参与本项计划的指导教师9人（其中教授5人，副教授3人，讲师1人），教师根据本人的科研基础结合学生的实际情况，提供相关研究方向和较为宽泛的初步选题。学生自由组合构建科研小组，以科研小组为单位对所感兴趣的课题与相关指导教师进行沟通，通过师生的双向选择，最终遴选并资助了20余项创新性实验课题，每个项目成员5人左右，项目共吸纳学生达120人左右，占一年级本科生比例约为30%。通过项目的实施，带动了广大大学生的学习兴趣，初步培养了学生的创新素质。

4 实施中的问题

在计划的实施环节中，也存在一些不足，主要体现在以下几个方面：首先，关于学生的创新思维和创新技能培养的环节上。前已述及，对学生实验技能以及科学方法论的引导和培养均是创新计划重要内容，由于创新思维的缺乏和急功近利动机的诱导，一些学生可能会更关注于具体的能力是否得到训练，而忽视了发现问题能力和善于提出假设的方法论培养。实验技能的培养固然重要，但这是一个循序渐进的过程，需要在整个大学期间逐步得到锻炼；而大学生创新性实验计划的目的是在以问题和课题为核心的培养模式上，激发学生的创新思维和创新意识，提高学生的创新实践能力。其次，在项目的实施中，一些大学生仅仅依赖教师设计实验，缺乏独立性。在实施的初期，必要的指导是必不可少的；但随项目的进行，应引导学生模仿并逐步走向独立思考。这时，教师也应退居到参与者地位。再次，在项目的延续性上，一些学生缺乏耐心。有的学生仅仅是在初期进行了参与，进而逐步失去了兴趣。由于大学生的个性化特点，这一点也是不可避免的。这反映了大学生的团队建设并非成熟，应及时调整团队组成，凝聚团队中的核心成员，并对分流的学生进行适当引导。

基于课程的大学生创新性实验计划体系尚处于逐步完善中。在以问题和课题为核心的模式上，只有充分调动学生的主动性和积极性，激发其创新意识，才能达到培养学生的创新思维和创新实践能力目的。

［1］ 周济.教育要发展关键在人才［J］.中国高等教育，2006，（9）：4－5.

［2］ 周济.实施“质量工程”贯彻“2号文件”全面提高高等教育质量［J］.中国大学教学，2007，（3）：4－8.

［3］ 王春潮，徐跃进，王平祥.强化实践推进大学生创新性实验计划［J］.实验室研究与探索，2009，28（6）：7－10.

［4］ 彭安，向本琼，张根发等.大学生物开放性和设计性实验教学探讨［J］.中国大学教学，2007，（3）：53－55.

［5］ 张玉平，吴益峰.开创大学生科技创新活动新局面［J］.实验室研究与探索，2009，28（9）：108－110.

［6］ 张吉维，任良玉，滕文忠等.设立本科创新培养基金培养学生创新能力的探索与实践［J］.中国大学教学，2006，（11）：31－32.

［7］ 温喜宝.大学生创新性实验计划的开展与研究［J］.实验室研究与探索，2009，28（4）：5－7.

Innovation Experimental Project for College Students Learning Zoology

HU Hao－yuan， WU Hai－long
（CollegeoflifeScience，AnhuiNormalUniversity，Wuhu241000，China）

In this article，the necessary of innovation experimental project for college students and the methods of topic selection and exploration methods are discussed.Based on these，innovation experimental projects for college students learning Zoology are explained.

experimental teaching；innovation；exploration

Q95

B

1674－2273（2011）06－0104－04

2010－12－13

动物学省级精品课程和安徽师范大学2011年度校级教学质量与教学改革工程项目基金资助

胡好远（1975－），男，安徽颍上人，安徽师范大学生命科学学院教授，博士；吴海龙（1970－），男，安徽枞阳人，安徽师范大学生命科学学院教授，博士。