设计性综合性实验教学与学生创新素质培养

李光耀

摘 要：过去多数实验教学基本上是针对一门课程中的某一内容而开设的，涉及的知识面较窄，特别是实验系统基本上由实验老师准备好，学生只需按步骤操作并记录数据，交上实验报告即可，结果造成学生积极性不高，针对传统实验教学模式存在的问题和弊端，本文就设计性综合性实验与学生创新素质的培养之间的关系作了探讨。

关键词：设计性综合性；实验教学；创新素质；培养

0 引言

创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。高等院校作为国家科技创新体系的基础性环节，是创新型人才生长的前进基地，而实验教学则在这一培训链条中扮演不可替代的重要角色。多年的实践经验证明，实验教学要真正担负起创新型人才的前期培养任务，就必须依托区域资源优势，大力发展设计性综合性实验教学，以创新的教学模式，带动创新型人才的成长。设计性综合性实验作为实验教学的高级形式和阶段，是在掌握基础性实验和具备综合实验知识及能力后，对今后开展科学实验全过程进行初步训练的一种教学实验，它意在培养学生根据研究课题的需要和实验精度要求，确定应用的原理，选择实验的方法和测量方法，选择测量的条件与相关仪器，处理实验数据，是学生实验能力真正生成的重要标志。

1 创新素质培养的意义

所谓创新素质培养，就是引导学生学习与研究发明创新的规律和创新方法，培养学生具有创新意识、创新精神和创造思维、创造能力，德智体美劳等方面素质全面发展，使之成为高素质创造性人才的教育活动，简而言之，就是全面培养与提高学生创新素质，使之成为高素质创造性人才的教育活动。实施创新素质培养，无论从理论上，还是从实践上都具有重要的意义。

一是有利于对创造性人才的培养，有利于提高国民素质与创新能力教育目标的全面实现。提高国民素质与创新能力，是新世纪教育的培养目标，要实现这一培养目标，教育必须改革与创新，必须实施创新素质教育，即搞好以创新教育为核心的全面素质教育，培养高素质创造性人才。

二是有利于创新教育与素质教育的有机结合，全面贯彻党的教育方针，全面实施素质教育。有利于改变过去教育“重知识、轻德育、轻能力”、“重专业轻综合素质”、“重统一模式轻多样化培养”，特别是轻视对获取知识能力以及创新能力的培养等的弊端，在使学生德智体美劳全面发展的基础之上，培养学生的创新意识、创新精神、创造能力。

三是有利于迎接知识经济的挑战，全面实施科教兴国战略，发挥教育的多元功能。知识经济时代的明显特点，就是以高科技为先导、以创新为灵魂。所以，我国实施科教兴国战略，把教育摆到优先发展的战略地位其目的就是为知识经济输送具有创造思维和能力的人才。而培养创造性人才，必须全面实施素质教育，在素质教育中必须突出创新素质培养。

四是有利于学生自身创造潜能的生成，促进学生素质的全面发展、和谐发展、创新发展。学生时期的素质可塑性大、记忆力强、是大脑思维最活跃时期，也是培养创造能力的最佳期。所以，在高校要树立正确创新素质教育观，积极开展创新素质教育。对学生身上创造性的萌芽，要积极、适时，按着创造心理规律给以培养、扶植、拓展、开发、强化，不断提高创造个性素质。这既是创新素质培养的任务，也是青少年创造性心理潜能健康发展的内在需要。

研究与实践表明，在学校进行创新素质教育，培养学生创新意识、创新精神和创造才能，既是重要的，也是可能的。

2 设计性综合性实验教学与高素质创新型人才培养的关系

2.1 设计性综合性实验和高素质创新型人才的内涵

设计性综合性实验是指针对某项或某个方面与某个领域有关的未知或未全知的问题，采用科学思维方法，进行大胆设计，探索研究的一种开放式教学实验，实验实施的基本程序与科研过程基本一致，通过设计性综合性实验，可使学生初步掌握科学研究的基本过程和基本方法，培养学生自学能力、综合分析能力、收集和整理信息能力、独立动手能力、团结协作能力和科学的创造性思维能力。高素质创新型人才是指除应具有一般人才共同的素质外，在知识和能力上应具备强烈的创新意识，献身科学的精神，广博精深而合理的知识结构，敏锐和准确的观察力，严谨的科学思维能力，丰富甚至奇异的想象力，敢于冒一定风险，不怕挫折和失败等诸多品质特点。对于高素质创新型人才的培养，已经成为各国教育的基本指向，是一个国家进步与发展的源泉，也是评价教育改革成败的关键。

2.2 设计性综合性实验与高素质创新型人才培养的关系

（1）设计性综合性实验为高素质创新型人才培养创造了良好的环境条件。

设计性综合性实验首先要根据确立的实验题目、目的要求，结合实验条件去设计实验的方案，需要查阅大量资料，锻炼了学生收集信息和整理信息的能力；根据文献资料结合学过的理论知识和实验原理进行综合分析，确定实验的材料与方法，注意事项和预期结果，确立实验方案，此过程培养了学生综合分析问题和解决问题的能力，归纳整理能力，运用所学的知识和方法创造性的建立新方案的能力，从而培养学生创新意识和创新思维；再通过方案的实施，从实验准备，实验设备选型，实验时间安排，实验具体操作安排，到实验小组内人员分工、实验现象、结果和数据分析与处理等均由学生自己进行，从中培养了学生独立动手能力，善于发现问题的能力，克服困难的科研精神和运用现代化工具处理实验数据、分析实验结果的能力。同时设计性综合性实验多选择综合性和研究性的题目，克服了过去“单一实验、单一过程、单一方法”的模式在培养高素质创新型人才上的不足。

（2）高素质创造型人才培养过程又丰富和完善了设计性综合性实验的内涵。

随着实践教学改革的不断深入，设计性综合性实验的不断开出，创新型人才不断涌现，这些高素质创新型人才，又会不断地为国家、社会、人类进行创造性的工作，创造性的发明，推动科学技术的不断发展，我们运用这些新的发明，新的创造来进一步改革设计性综合性实验的方式、方法，充实设计性综合性实验的内容，完善设计性综合性实验的过程，使实验教学质量不断提高。因此，大批高素质创新型人才层出不穷，又丰富和完善了设计性综合性实验的内涵。总之，设计性综合性实验是培养高素质创新型人才有效方法。

3 设计性综合性试验教学中创新素质培养几点认识

长期以来，实验教学中强调的是以教师为中心的强制教育方式。从教材编排、实验准备、仪器应用到实验结果和实验报告的书写都由教师预先安排，以统一的模式去要求和塑造学生。教师只重视教学的内容忽视教学的主体，而学生只紧随老师的教学指挥棒被动地学习。其结果使培养的学生难以有创造性的潜能，或即使有创造性愿望也不能被老师发现并得到鼓励。因此，要培养学生的创新能力，必须创新以学生为中心的实验教学。

3.1 转变观念

学生个性创造思维和创造才能必须在自由氛围中自由的空间里才能得到迅速的发展。传统的实验教学中演示实验是教师预先选好的学生分组实验，也是事先安排好的毫无自由空间可言学生只按照教师的安排去完成实验，没有主动性更没有自由发挥的余地，这就白白地错过了许多锻炼学生的机会，禁锢着学生创造性思维的发展，也助长了学生的思维惰性。高等教育必须以培养学生的动手能力和创新能力为目标，为了发展学生的创新能力、学生的创造力，我们必须不仅要让每一位学生都有亲自动手实验的机会而且更要让他们对实验课题、实验原理、实验方法、实验过程、实验结果自由地和同学开展讨论、争论、独立发表自己的见解提出与别人不同的意见，要特别鼓励学生参与实验的设计，强化学生的参与意识，教师要适时适当地引导学生纠正一些思想上不正确的认识，要让学生明白人的创造能力并不是高不可攀望尘莫及的，而是可以通过学习而不断增强的；要帮助学生树立起必要的信心，理论和实践都表明只要教师和学生都切实转变观念，在教师适当引导下学生参与实验的设计对提高学生的创新素质的培养是完全可行的

3.2 以学生为中心的实验教学，是培养学生创造性思维和能力的途径

（1）精心、科学地编制实验内容。针对实验教学涉及面广，强调亲自动手的重要性与教学时数的限制的矛盾，实验教学内容的选择应以加强基础技能、突出综合设计、培养创新能力为基本原则。在基本技能方面，既要强调必须掌握的内容，又要根据每个学生的能力、兴趣和特长，按不同层次设计实验内容，引导学有余力、在该实验中有兴趣的学生，向更高要求和难度进军，让其自我发挥并脱颖而出。在综合设计方面，教材要适时删除一些内容陈旧、与现代科技不相适应的内容。根据现代化先进技术及课程设置情况，安排一些综合性强、实用性高、创造空间广的综合设计性题目，培养和启迪学生的创新思维。在此基础上，实验内容应从全局的观念上有增有减进行安排，教学内容相近的课程合并重新编排，避免重复。

（2）创新以学生为中心的实验教学方法。实验教学中要改变这种长期的实验教学过程中，教师以教为主，学生以学为主，互相交流甚少的状况，引入以学生讨论提问和自我发挥为主的课堂机制。在实验课前开展短暂的讨论，可达到启发和引导作用。实验报告的书写从侧重实验结果过渡到重视实验讨论。对报告中有突出见解，并查找资料努力求证的观点加以表扬。实验考试在强调结果的同时，更注重分析、讨论和求证。综合、设计性实验尽量与科研相结合，在老师指导下，从资料查找，到设计和实施边学习边实践，在本科教育的所有阶段和所有学科上，向学生提供以初级合作者身份参加研究工作的机会，这种学习形式可以在跨部门的实验室进行，让学生在本科学习阶段可持续、完整地在教师直接指导下参与真正的科学研究和开发，体现科研的艰辛和成功的乐趣。

（3）实验室建设和管理创新，坚持以学生为中心的改革指导思想，建立新的实验室管理体系。把原从属于教研室的、小而全、多而散、功能单一的实验室，进行结构优化、资源重组、构建成既能为本科生又能为研究生实验教学服务的、直属于院系领导的大型实验室，真正成为具有培养学生创新能力的基地。在实验室人员配置上，要鼓励具有较强研究和创造能力、及有各项科研课题的老师直接参与实验室建设和管理，有利于直接指导学生开展教学和科研。在实验室硬件建设中要加大资金投入，引进具有国外先进水平的仪器设备。大实验室的概念也为提高先进设备的使用率提供了保证。把实验室建设成为教学和研究相结合的基地。实验室管理方面要强化服务功能，象图书馆一样全天候开放实验室，让学生以小组为单位，自由选择配组，随到随做，设计性综合性实验可由教师指导下独立设计，提交计划后实施，学生在开放实验室这个创新基地内可以充分发挥想象力和创造力，实现真正的自我创新。

知识经济时代迫切需要具有创新思维和创新能力的人才，高校作为培养创新人才的摇篮，一定要转变教学观念和模式，加强实验教学和实验室建设，努力营造有利于学生创新才能培养的成长环境，把学生培养成为基础扎实、知识广博、思路活跃、富于创新、能面对知识经济挑战的人才。

参考文献

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