关于加强创新实验室师资力量与课程开发的研究

钱 峰

创新是一个民族的灵魂，创新国家需要创新人才[1]。创新人才源于教育，因此如何培育创新人才也是各级教育部门面临的重要命题。创新人才的身上必然集合了创新精神、创新意识、创新思维和创新能力等创新人格要素。但是这些不是凭空产生的，也不是完全独立发展的[2]，创新与实践是紧密结合的。创新是一种精神，但是更需要能力的支撑，如果不具备较强的实践能力，创新只能停留在理论和思想层面，而无法产生真正的创新作品。因此在学生的创新素养中必定包含着一定的实践能力，如果对于新的想法无法通过实践的方式加以验证和提高，就无法完成真正的创新。因此培育学生的创新素养，必须加强学生的实践动手能力的培养，同时注意在动手实践的过程中培育创新精神和科学素养。

创新实验室是基于培养学生创新精神和动手实践能力而建设的。目前上海各中学都建设了相应的创新实验室，大致可以分为数字化实验室和校本创新实验室。数字化实验室主要是利用数字化手段把传统实验室的实验结果通过核实的传感器转化为数字化的结果，具有较高的可视度，而且方便快捷、生动形象；校本创新实验室是重点高中建设发展的主体，它是以培养科研和实践能力为目的的实验室，因此引入了相对高端的科研设备、器械等[3]。本文讨论的是后一种创新实验室。根据近几年的运行情况来看，创新实验室的建设对各重点高中的教育教学工作产生了一定的推动作用，对于如何培育具有创新潜质的人才做出了一定的探索。但是目前创新实验室还存在一些不足之处。

一、创新实验室建设不足之处

1.师资力量不足

目前，很多中学创新实验室的硬件设备的配置很高，甚至有的实验室已经拥有了和专业研究院相差不多的仪器，但是缺乏相应的工作人员。不少学校把创新实验室理解为传统的基础实验室，认为只需要传统的实验员负责管理、维护即可。如果没有专业人员的使用与开发，不管实验室中拥有如何高级的设备，这样的实验室是不可能发挥出其应有的教育或者科研价值的。创新实验室有很多高端的设备，如果要发挥这些高端设备的价值，必须要让它们都能运转起来，这就要求相应的工作与维护人员。对比高校实验室的设备维护与管理，中学创新实验室在维护上投入显然不够，因而很难发挥出这些设备的使用价值。

2.缺乏相应的课程

与创新实验室相关的课程开发是创新实验室的核心工作，因为课程是创新实验室的展示，同时也是学生创新素养培育的基础。创新实验室的课程开发和创新实验室的人员配置紧密相关，由于创新实验室缺乏相应的师资力量，所以课程开发乏力。因为缺少课程支撑，学生也相应缺少进入创新实验室学习的机会，创新素养的培养与提升也成为空中楼阁。

二、加强创新实验室发展的措施

1.加强师资力量

创新实验室肩负着培育学生创新素养与创新精神的重任，需要的人员不仅仅是能够使用与维护这些设备，而且还是能够进行学生创新素养培育的专门教育人才。目前，学校应该选择懂教育又熟悉实验室运作与管理的人负责创新实验室的运行，这样才能充分发挥中学创新实验室的价值。例如，我校专门成立科技教研组，同时聘用具备教学能力同时熟悉实验室仪器设备使用的年轻教师。每位教师的学科知识丰富，且胜任与实验室相关的教育教学工作；这些教师也具有一定的科学研究经历，具备开发创新实验室课程的能力，同时也能够指导学生开展研究工作的能力。这批教师极大地推动了创新实验室的进一步发展，也推动了学校科技教育的发展。

2.建强课程开发

对于创新实验室而言，没有课程，说明其教育内容和目标虚无。对于学生的创新素养培育这一工作只是被动参与，而不是通过系统化的课程主导学生创新素养的培育。因此要发挥创新实验室的作用，必须给创新实验室配齐相应的工作人员，并组织雄厚的师资力量开发出基于实验室现有条件、适合中学生创新素养培育的核心课程，这样才能发挥出创新实验室的创新素养培育功能。目前学校几位专职科技教师分别根据创新实验室相应的仪器设备分别开设了3D创意与设计编程、现代化学分析技术、现代科技中的材料、计算机科学导论、果蔬霉变背后的生物学等课程。这些课程吸引了大量的学生选修，同时这批学生也了解了创新实验室，并且部分学生在教师的引导下开展了课题研究工作。

3.与基础实验室的联动发展增强了学生创新素养

实验教学不仅可以帮助学生掌握知识与技能，培养其实验操作能力、思维能力、创新能力和良好的科学素质，而且还会影响学生世界观、方法论以及工作作风和良好道德习惯的形成[4]。因此实验教学是培育学生创新素养的重要方式。中学一般都建有物理、化学、生物等实验室，但是这些实验室进行的实验教学一般以演示实验为主，学生是演示实验的观察者、分析者、完成者，而不是实验的设计者，更不是实验的完成者。或者学生按照既定的实验方案完成实验，学生更像是一个“装配工”，在教师或者流程的指导下机械完成实验。通过这样的实验教学，只能加深学生对相应的科学知识的理解，动手能力没有得到锻炼，更没有给学生提供自我学习的空间，学生的探索能力没有得到发展，更不会有创新思维与创新品格。

而学生在创新实验室的研究活动明显不同于传统的中学实验室。学生自己提出需要解决的问题、设计实验方案，并完成课题研究工作。并且在课题研究过程中充分发挥学生的主动性和创造性，从而达到培养学生的动手实践能力、培育其创新精神的目的。创新实验室的工作对学生的基本素养也提出了更高的要求，要求更高的实验水平、严谨的科学精神与认真的科学态度。根据笔者对进入创新实验室进行课题研究学生的观察，可以明显发现他们存在的问题。

(1)缺乏实验技能

课题研究中的基础实验也需要教师亲自指导，导致这种现象发生可能有两种因素：一是学生对于实验缺乏严谨的科学精神和严肃认真的科学态度；二是学生的实验技能不过关。不管是什么原因，显然学生还没有受到良好的实验室技能培训和科学素养培育。

(2)实验方案设计能力比较弱

学生在创新实验室另一个明显的不足是实验方案设计能力不足，无法规划自己的研究工作。很多学生无法通过适量的文献查阅规划自己的研究工作。这也说明学生需要在科学研究领域进行适当的锻炼。如果学生能具备良好的实验技能和一定的实验设计能力，必然能够在创新实验室做出相应的研究成果；甚至会在高等教育阶段获得“突飞猛进”的发展。

因此，针对学生的创新素养的培育，基础实验室与创新实验室可以联合起来，虽然基础实验室与创新实验室存在不同点[5]。两者可以统一于创新素养的培育这一根本目标，而定位于动手实践能力培养的不同阶段。基础实验室培养和锻炼学生的基本实验技能和基本的实验方案设计能力；而创新实验室则重在为学生提供课题研究实施的平台，注重创新能力、创新素养培育。基础实验室侧重“基础”，而创新实验室侧重“发展”。两者之间应该就学生的动手实践能力和探索、创新精神的培育具有一致性和连贯性。

在具体的做法上，基础实验室的教学瞄准基本实验技能的培养，对于一些学有余力的学生或准备进行课题研究的学生进行更高层次的动手实践能力的培训。同时对课题研究实施阶段需要的实验方案的设计能力开展相应的教育教学工作。建立关于学生的实验技能培训的档案系统，记录学生实验技能的培训结果。便于及时查看学生的动手实践能力，并以此作为开展课题研究的一个参考因素。创新实验室则在开设相应的课程基础上，针对学生个性化的要求，开展一定的课题研究，并在课题研究中注意学生创新素养能力的提升。

三、结语

创新实验室已经成为学生创新素养培育的重要平台，如果能够为创新实验室配备更高的师资力量并开发相应的课程，如果基础实验室与创新实验室建立协同工作机制，必然能够让创新实验室在中学生创新素养培育这一课题中扮演重要的角色，为中学生创新素养培育找到新的途径与方法。