浅析高校生物教学中大学生科学创新能力的培养

安雪丽 杜晓鸣

[摘要]生物是以实验为基础的学科，在实验中培养学生的科学创新能力，是他 们成功走向科研之路或工作岗位的保证。目前生物实验教学中还存在一些弊端， 应切实排除并结合有效的方法培养学生实验中的科学创新能力，本文就这一问题 重点讨论了如何利用生物实验培养学生的科学创新能力。

[关键词]生物实验 科学创新能力 观察能力 操作方法

生物学各门课程都会对应一门实验课，实验是理论付诸于实践的一个重要手段，只 有真正达到了学以致用，知识才能成为自己的资本。因此抓好实验教学，培养学 生实验操作的各方面能力成了生物教学的重中之重。本文重点探讨了学生科学创 新能力的培养，以期给在校生物专业学生启示。

1.改革现有实验课中的弊端 实验是学生动手动脑的过程，要利用生物实验培养学生科学创新能力就要对其现 状进行分析，改革弊端，创造良好条件。

（1） 变实验内容以验证性实验为主为探索性实验为主。教学过程普遍存在的情况 是授课老师按照自己的课件或实验指导书把实验原理、实验步骤、注意事项等等 一一授明，更详细的甚至把实验中可能的疑问或出错之处指清道明，唯恐学生实 验进程不顺利。学生只能按部就班，整个实验过程中学生思考的空间少，处于被 动状态。出错的概率下降了不少，同学们通过对自己错误的思询探索的机会也少 了。无形中老师的关心和不放心成了学生思维腾飞的障碍。因此实验中老师尽可 能少给学生依赖感，积极贯彻教学的启发性原则，在实验方案中加入切实可行的 探索性实验，给学生独立思考的空间和自觉动手的机会。

（2）统一协调实验课进程与理论课进程。在高校生物实验教学中，实验课和理论课 往往是分开的，这种分离现象不同于高中，不仅仅是时间上的分离，高校中的实 验课和理论课是两个独立的课程，由不同的教学组老师任教，甚至常出现实验课 与理论课内容不相关的现象，如分子生物学课对应的分子生物学实验可能由生化 老师任教，而微生物学对应的实验课有可能让分子生物学老师代课，因此这也是 亟待改正之处。同时即使理论课与实验课相匹配，但由于理论课的难易幅度随章 节的波动，章节授课时间不一，因此常出现实验课上课内容理论课没上或反之。

带来实验过程学生的盲目性，不利于运用知识思索实际问题，更不利于培养创新 思维。因此教学中，实验组老师和教学组老师的交流探讨很必要。

（3）正确把握实验课选课内容。选课内容或照搬初中与高中的基础实验，或实验结 果难以得到。实验内容太易思维会产生惰性，太难思路难通。然而这并不是实验 内容不可取，而是采取的方法不恰当。因此在实验进程中可把容易的实验主要指 一些微型实验，可以让学生根据自己的经验进行改进设计，挖掘新方法好成果。

因为微型实验是基础性的，如显微镜的使用、临时装片的制备、微生物的分离等 ，虽不难但却是进行深入的科学探究的前提，如果让学生自主去完成，极有利于 锻炼实验操作技能、积累经验和领悟出新方法；另一方面，有难度的实验老师陪 同一起做，这样才有可能使学生的实验技能由‘仿到‘析到‘改再升華到 ‘新，从而改变传统填鸭式、灌输式、封闭式的教学模式。

2.学生科学创新能力的培养途径 利用生物实验培养学生科学创新能力，重在学生自主的进行实践，而结合切实可 行的途径可事半功倍。

（1）注重自身知识的学习积累，打好科学创新能力培养的基础。科学家牛顿说过： 如果我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。库恩也说过任何科学发现都有其 历史结构，都是一个过程，绝不是某一个人、或某一个特定的时间的单独行为。

人类史上的任何一个创新成果都是在不断学习先辈留下的知识和认识前人成果的 基础上产生的。纵观当代的本科生毕业论文、硕博论文，没有能仅仅靠自己的实 验数据写成文章，高质量的文章都是在参考借阅数十篇中外文献和书目的基础上 才能完成。而生物学科知识，丰富且奥妙无穷，尚待探索的领域广袤无边，不断 的知识积累以及总结、吸收他人的经验和教训也是为创新能力培养，为取得创新 发现和成果开辟捷径。本科生参加开放性实验项目或进行科研立项时，会逐步涉 及较为精深的专业知识。鉴于自身的经验不足和专业知识尚不精深，更应该脚踏 实地的学习，不仅是学习专业知识，也要学会查阅文献，学会查找自己需要的论 文。积累掌握的知识越多，则实验中联想、类比、想象的领域就越宽广，从而更容 易产生新思想、新方法。

（2）培养学生科学的观察能力，为科学创新能力培养导航。观察不等于看，需目的 性的观、客观性的察。如植物学实验观察器官花，教师不仅要指导学生体味花的 色香形，也进一步教授学生观察心皮、子房、胚珠等细微结构。联系理论知识思 考这是哪些种属的特征，自己还见过该种属的哪些植物，还能举出哪些代表性植 物等。把感性的观察和理性的思考结合，才能激发思维创新。因此观察也要有方 法性，把自然观察到的现象与经验中的现象结合，抓住事物的全面性和典型性特 点，结合想象力，才能做到科学的观察，也为后面实验的进行和展开科学发现做 好准备。

（3）开放实验室和科研立项，为科学创新能力培养创造条件。课堂上的实验根本目 的是为了巩固、理解和验证理论课上所学的知识，是培养学生实验的各种能力的 基础。一般实验课都有既定的教学大纲、指定的教学内容、规定的实施方案，这 也决定了实验课所具有的束缚性和作用的局限性。对学生的操作技能的培养有一 定作用，但学生的思维却在很大程度上被束缚了，开放实验室项目和科研立项都 属于探索性实验，没有实验课内容那样明确步骤，许多问题都是未知数，每一步 该做什么，也需自己认真的设计规划。因而开放实验室项目和科研立项能补充实 验课所不具有的作用——能有效激发学生的主体意识、能充分调动学生的积极性 ，能正确发挥学生的主导作用。开放性实验和科研项目一般都要深入专业知识， 因而在实验过程中也能有效的培养学生正确查阅中外文献、工具书和网络信息资 源的方法，能训练学生使用生物精密或较复杂的仪器，能锻炼学生思维，解决未 知的能力，培养学生想象力和创造力。新时代下，随着生物技术的发展，科学创 新能力的培养逐渐被重视，开放实验室和科研立项成为高校生物专业院系的热潮 ，但在开放实验室项目和科研立项之类的探索性实验中，为避免学生因经验少而 盲目做实验，这样浪费时间和精力，应该确保在应有实验条件下实验的可行性、 科学性、有价值性和可指导性。

（4）培养创造性思维、授予科学的实验方法，打造科学创新能力培养的工具。探索 性实验和实验的设计过程，都是创造性思维能力锻炼的过程，因为探索过程中有 利于人的各种思维如形象思维、抽象思维、辩证思维、灵感思维和直觉思维等的 激发，例如分子生物学、细胞生物学、微生学等课程实验，有很多探索性实验可 提供让学生亲自去做，去摸索探新，因此重视探索性实验是当今生物实验教学中 亟待重视和实施的措施。而科学的实验方法又是创新思维思考结果付诸实践和得 到印证的手段。学生做实验时，很少具备实验方法的意识，习惯于依据步骤行事 ，头脑中有的只是步骤、流程，这也在某种程度上限制了学生的思维。科学实验 方法不只是传统意识流中的实验操作方法，还包括科学的调查方法、推理方法等 。这都需要学生多切身实践，从实践中学会各种定性实验方法、定量实验方法、 析因实验方法、模拟实验方法，从而积累各方面成败经验教训。

（5）重视实验中的偶然现象，抓住科学创新能力培养的每个机会。偶然现象就是实 验中有时会遇到超出预定目的、且具有科学价值的事件。如果我们重视并采用科 学的研究方法去加以探索，就有可能获得重大发现。同样是生物电，伏打由于重 视了他实验中的偶然现象——发现了实验中的蛙腿由于接触金属而抽动，而进行 了分析，发现了生物电；而伽伐尼对同样的偶然现象没有关注，从而与这一重大 发现失之交臂。历史上这样的正反例子不計其数。对于学生实验来说，偶然现象 有可能不会得到有意义的结果，但在探索中能有效的表现和培养学生的科学创新 能力。

综上所述，学生科学创新能力的培养是受外因与内因相互影响的。因此在实验教 学中既应该注意改善外部条件，如实验课内容的选择和安排，实验课和理论课关 系的正确处理等；也要通过各种途径切实培养学生的科学创新能力。生物是以实 验为特色的学科，而其实验都是与大自然或生活息息相关。如能正确引导，很容 易吸引学生们的兴趣，从而培养学生们实验中的科学创新能力，为以后走向科研 之路或工作岗位做好准备。

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