开设探索性、创新性实验课程提高大学生创新能力——以植物病理学为例

刘琼光，陈火君

(华南农业大学 农学院，广东 广州 510642)

开设探索性、创新性实验课程提高大学生创新能力
——以植物病理学为例

刘琼光，陈火君

(华南农业大学 农学院，广东 广州 510642)

创新教育是素质教育的核心，培养当代大学生的创造性思维是高等院校重要课题，其中，开设创新性实验课程是一项重要举措。就开设植物病理学创新性实验课程的认识、实施办法，取得的实际效果，存在的问题进行了总结和分析，提出了建立创新实验课程的激励制度、开放实验室、结合本科毕业论文等改进的措施和对策，为探索高等农业院校创新型人才的培养模式提供借鉴和参考。

植物病理学；创新实验；创新性课程；主动学习

DOI号：10.13320/j.cnki.jauhe.2015.0065

中国高等教育已进入大众化教育阶段，农科专业面临招生难、就业难的双重困境，学生专业思想不稳定[1]，涉农院校和农科专业依然面临着新的挑战[2,3]。开设创新实验课程，培养学生创新意识和能力，是当前高等教育改革的前沿和热点。笔者在全校尝试开展了植物病理学科的“探索性、创新性实验课程”， 指导了几十位同学的创新性实验，并取得了较好的效果。

一、对课程开设的认识和目的意义

进入21世纪，创新教育已成为现代教育的灵魂，是素质教育的核心，也是21世纪教育的主旋律，高等教育更应该重视学生的创新思维[4]。高等农业院校植物病理学是植物保护专业的重要核心课程，实践性很强，如何培养创新人才，有很多方法和途径值得我们去探讨，笔者认为开设创新课程是一项重要举措。

开设探索性、创新性实验课程的目的是以素质教育为核心，以培养高素质的人才为宗旨，充分利用现有的先进科研设备和雄厚的师资力量，激发同学探索科学奥妙的兴趣，促进同学的创新意识，丰富同学的课外生活。同时，该课程的开设对丰富专业课教学，加深和巩固专业知识，扩大同学的知识面，加强同学的团结和协作精神，培养同学学科学、爱科学和献身科学的热情也将具有重要意义。

二、课程开设实施办法

该课程首先是由导师提出一个指导思想，由学生自由选题。方式有为两种：一是指导老师根据自己的科研方向设定好课题名称，由学生选择，该方法优点是与科技前沿结合较为紧密，缺点是学生兴趣和实验积极性可能不大，容易造成学生为做项目为拿创新学分而做项目，在整个实验实施过程中不够积极主动。二是选择创新实验题目时突出学生的主体性[5]，学生根据兴趣自由选题，优点是学生兴趣和实验积极性比较高，缺点是题目设定的实施合理性较差，与科技前沿的结合较差，项目意义不大。为弥补上面两种选题情况的优缺点，可以两种方法结合进行，最好是希望参与创新项目的教师与学生共同协商选题。这样既能与教师课题及科技前沿结合紧密，与整体的学术科研体系相结合，又能照顾到学生的兴趣与实验积极性，真正让学生主动积极地参与到创新活动中来[5,6]。

学生选题需要注意以下问题：(1)结合学生专业特点，考虑实际应用价值。(2)有助于学生创新能力的培养。(3)结合学生的兴趣与实际能力。(4)选题具有可实施性，难度适中，费用合理。

题目选定之后，同学分别查阅相关资料，提出初步研究方案，老师协助指导并提供实验条件和实验经费，同学则自己安排时间，可独自或两个人一组研究课题，完成实验。实验结束后，由学生撰写实验论文，并集中时间答辩和讨论，最后论文全部装订成册，以便给以后的同学借鉴和参考。每位同学的成绩由各指导老师评定。在课程的实施过程中，导师需要指导学生：(1)要让学生明白自己所选题目的目的意义和研究成果的应用价值；(2)教会学生基本的实验操作方法，包括仪器的安全使用、试剂的配置、关键实验技术的操作等；(3)教会学生获取研究资料和信息的方法，包括如何查询与本实验有关的国内外资料；(4)教会学生如何进行实验结果的整理和分析，包括实验结果失败的原因分析和实验方法的改进；(5)要教会学生先做人再做研究的道理：除了关心学生的实验进程以外，还要多与学生进行思想交流，教育学生以德为先，实事求是，不要浮躁，不急功近利和弄虚作假；要有团结协作的精神和乐于助人的品德。

三、开设“创新性课程”取得的效果

通过开设植物病理学专业的“创新性课程”，取得了一定效果，主要表现在：

1.学生学到了课堂以外的知识，进一步扩大了知识面。创新课程是结合专业课的教学进行的，大部分同学所选的课题在教材上都没有现成的答案，有些在专业课教学的范围以外，如笔者指导的学生中，其探索实验“水稻基腐病菌胞外活性物质的探索”。学生没有接触过，国内也未有相关报道，但同学通过所学的知识，大胆创新，积极探索。其中一位同学将水稻基腐病细菌的胞外上清液注射烟草叶片，24小时后在烟草叶片注射点部位出现细胞坏死现象，进一步将水稻幼苗的根浸入该病菌培养的上清液中，第二天发现水稻幼苗出现萎蔫现象，由此提出水稻基腐病细菌可能产生致病毒素，该实验结果为进一步研究水稻基腐病菌的致病性奠定了基础。课程结束后，同学们集中进行交流，相互之间又得到了提高。

2.学生学习的积极性和主动性进一步提高。传统学生实验是老师做前期设计准备工作，导致了学生实验后的印象不深。而创新课程的题目是在老师的指导下，学生根据自己的兴趣爱好自己选定，通过网络查阅有关资料，设计实验方案，自己准备实验。创新性和探索性实验能使学生的学习由被动变为主动。笔者指导的某个学生，周末和节假日都在实验室，积极主动，热情很高。

3.学生能够接触许多先进仪器，实践技能进一步提高。平时的实验由于人数和学时数的限制，不会涉及到有些先进的仪器。有的仪器学生从来没有见过，更不知道其用途，但在探索性试验课程中，有的实验所涉及的仪器较多、较先进，如核酸蛋白分析仪、PCR仪、凝胶成像系统、高速冷冻离心机等，一些同学通过该课程的实验，可以很熟练地使用很多新仪器。除了传统的植物病理学研究方法和技术，还接触了一些现代分子生物学技术；同时该课程的开设也使得仪器的使用率大大提高，促进了科研的开发和发展。

4.培养同学热爱科学、尊重科学的品德和吃苦耐劳的精神。学生通过自己设计和亲手实验，发现乐趣，激发进一步探索的欲望。通过该课程的学习，使同学们懂得探索真理、探索科学的奥秘需要付出艰辛的努力；科学是老老实实的学问，不能有半点虚伪。

5.为老师的科研提供重要的研究信息和指导。探索性和创新性试验大多是别人以往没有做过或没有报道过的东西，学生在实验后会有许多新发现，这些对老师今后的研究以及对以后其他同学的进一步探索具有启发性和指导作用。笔者目前主持的国家自然科学基金项目——整合寄主因子(IHF)对水稻基腐病细菌致病性调控机理研究(31371903)是通过学生探索性的新发现，在此基础上成功获得国家资助。同时，研究结果也大大丰富了教学内容，进一步提高了教学水平和科研水平。笔者指导的一些学生的创新实验还整理出学术论文，在国内核心期刊发表。如以卢梦玲同学为首的实验小组，通过团结协作、共同努力，撰写的《红掌细菌性疫病病原菌的PCR特异性检测》， 2012年发表在《植物病理学报》刊物上(第42卷第1期)，这是国内植物病理学较高级别的刊物。

四、存在的问题

大学生创新性实验计划是一个新生事物，没有现成的经验可用，只有在实践中不断探索，深入研究，才能取得理想的效果。由于本课程为首次开设，在实验过程中，难免存在一些不足的地方，具体表现在：

1.实验用品供需不足。由于学生较多，而且在同一时间实验，造成有些实验仪器和玻璃器皿供应不过来。如病菌的分离培养，都需要超净工作台、消毒锅、培养皿等。

2.有些实验时间拖得太长，学生压力较大。有关植物病理分子生物学方面的探索实验，如致病基因的克隆，基因敲除等，难度较大。试剂和耗材费用也较大，如果实验失败，则付出的时间更多。有些实验是连续性的，而学生的学习任务重，创新实验的时间很难有保证。

3.增加了教师的工作量。学生实验需要教师在旁边指导，很多实验都是利用教师的休息时间进行的，有些实验是在导师自己的实验室进行，不少学生的创新实验经费从导师的科研经费中支出，导致一些老师对开设创新实验课程的积极性不高。

五、建议进一步完善和改进措施

高等教育要培养出高水平拔尖创新型人才，必须充分发挥创新性教育模式在实验教学中的积极作用。高等院校的创新实验激励机制非常重要，它是调动广大师生积极参与大学生创新实验的根本保障[7]。为此，建议进行如下改进措施。

1.充分发挥创新型教师的积极引导作用。传统教育“教师主讲、学生主听”的教学方式很难吸引学生的注意力、调动学生的积极性。作为创新型教师，应该在教学活动中把教学内容和学生的学习兴趣紧密结合起来，使其更加符合学生的认知规律。高校教师要指导学生进行科学研究，首先自己要具有创新思维。教师因人而异，从每个学生的选题，到充分搜集有关资料以及能够进行认真分析论证，独立思考，形成自己的见解和观点；引导学生广泛涉猎专业相关的知识，最终的目的是要学生懂得研究怎么做、做什么，培养学生的创造性思维[4]。动员更多的教师积极参与指导同学们的创新实验，要改革教师的教学评价制度，建立科学的教学质量评价指标体系。把提高学生创新能力作为教师教学效果的重要评价标准，引导教师把教学的重点向开发学生的创新潜能倾斜。

2.建立创新实验课程的激励制度。学校应制定激励和奖励措施，动员更多的老师开设大学生创新实验课程，使创新教学常态化和规范化。例如根据指导人数的多少以及指导结果的优劣，计算教师的教学工作量；对于在创新实验课程中表现突出，研究结果以论文形式在核心期刊上公开发表或参加科技竞赛获奖的人员，除了奖励创新学分以外，还可作为评优加分条件，并给与该学生和指导老师适当的奖金奖励，同时，该学生所发表的论文经审核鉴定后，可以代替本科毕业论文。

3.开放实验室，合理安排实验时间，提高实验效率。为了提高实验室和仪器的使用效率，对于某些学生参与较多创新实验，要错开同学集中实验时间，以免造成某些仪器使用上供不应求。学生独自完成创新实验课程的时间不应该集中于某个时间，允许自由安排时间；对于实验失败或者实验结果不理想需要重新实验的学生，应该开放实验室(包括晚上和周末)；根据实际情况，导师可适当延长创新实验课程结束的时间。

4.创新实验结合本科毕业论文，提高毕业论文质量。为进一步提高本科生的毕业论文水平，创新实验课程可以结合毕业论文同时进行，一方面可节省学生做论文的时间和实验经费，另一方面可以集中精力提高创新实验课程和毕业论文的水平和质量。

5.提倡多个老师共同参与创新实验课程的指导。目前有些创新实验课程内容比较单一，综合性不强，学生在一个导师的指导下，创新思维能力受到限制。为了拓宽学生的创新视野，开设创新实验课程的方式可以是由多位老师共同参与，共同指导，这样会更有利于学生的创新思维和综合能力的提高。创新实验课程经费一部分来自学校课程经费，但我校更大部分的经费来自导师的科研经费，因此，多个导师共同指导，经费共同负担将为学生创新能力的培养提供保障。

创新是人类文明进步的原动力，是大学教育的灵魂。培养当代大学生的创造性思维是时代赋予当代教育工作者的圣神使命，高校教育要从创新入手，采取各种措施培养大学生的创新性思维。

[ 1 ] 林家栋．农大学生认识“三农”的好实习一农耕学习、农事实习记事[J]．中国农业大学学报，2005，10(4)：5-6．

[ 2 ] 郭网红．高等院校农科专业改革的思考[J].高等农业教育，2010，l(1)：49-51．

[ 3 ] 陈进军，安立龙，郭荣发，等.“五阶递进式”实践教学模式在农科专业创业人才培养中的应用研究[J].农学学报，2011(9):56-60.

[ 4 ] 杜新强，冶雪艳.从大学生创新实验项目谈学生创新能力的培养[J].黑龙江教育(高教研究与评估)，2013,1037(1)：47-48.

[ 5 ] 张福捐，盛淑玲．谈大学生创新实验项目的选择[J]．教书育人·高教论坛，2012，24(8)：24-25．

[ 6 ] 王珊，何增军，刘烈.浅谈如何有效指导大学生创新实验项目[J].教育教学论坛, 2013(11)：39-40.

[ 7 ] 张福捐，盛淑玲.大学生创新实验的开展与深入[J]. 教书育人.高教论坛，2013(2)：16-17.

(编辑：刘伟霄)

2015-03-16

广东省高等教育教学改革项目:“《普通植物病理学教学实习》的改革与探索”(编号：GDJG20142094);华南农业大学2014年度教育教学改革与研究重点项目：“《普通植物病理学教学实习》的改革与探索”(编号：JG14016)。

刘琼光(1964-)，男，江西吉安人，博士，副教授，主要从事植物病理学研究。

G642.0

A

1008-6927(2015)03-0006-03