王玉蘭，石鎮(zhèn)霞，陳默祺

（1.河南大學(xué) 醫(yī)學(xué)院，河南 開封 475004；2.河南大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，河南 開封 475004）

0 引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于理論教學(xué)更具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性，在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的素質(zhì)教育和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面有著重要的、不可替代的作用。 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟等在實(shí)驗(yàn)教材中列出，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)教材中列出的操作步驟進(jìn)行操作就可完成實(shí)驗(yàn)，雖然能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握實(shí)驗(yàn)程序、熟練使用有關(guān)儀器設(shè)備等，但學(xué)生的主體作用、積極性和創(chuàng)新能力卻得不到充分發(fā)揮。 這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟，自選實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，經(jīng)過獨(dú)立操作，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程，是介于基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)際科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的具有對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行初步訓(xùn)練的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。 開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力[1]。

1 開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的原則

1.1 開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)與學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)

生物化學(xué)開課時(shí)間一般在第三學(xué)期。 這時(shí)學(xué)生剛剛接觸醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課，在開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意處理好繼承與發(fā)展、改革與創(chuàng)新的關(guān)系；要了解學(xué)生，根據(jù)因材施教的原則，控制設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的難度，使之達(dá)到適中程度。 因?yàn)槿綦y度過小，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性， 不利于培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力；難度過大，通過努力仍達(dá)不到目標(biāo)，則會(huì)令學(xué)生望而卻步，反而會(huì)挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。 阿特金森就成就動(dòng)機(jī)問題指出：“問題情境難度在50%左右最有利于激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。”[2]所以教師在給學(xué)生開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)要了解學(xué)生這個(gè)主體，有針對(duì)性地提出設(shè)計(jì)目標(biāo)，否則會(huì)適得其反[3]。

1.2 要有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力

開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是深化教學(xué)改革的新生事物，主管部門應(yīng)給予足夠的重視和大力支持。 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)首先由實(shí)驗(yàn)室主任審核，然后提交由本學(xué)科和相關(guān)學(xué)科教授組成的專家組，根據(jù)教學(xué)目的和要求，對(duì)設(shè)計(jì)方案、實(shí)施步驟進(jìn)行論證，確認(rèn)為實(shí)驗(yàn)具有可行性、創(chuàng)造性和科學(xué)性，才能在學(xué)生中開展。 要防止開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)流于形式，保證設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。

2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程

2.1 選題

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下的設(shè)計(jì)，給學(xué)生提出的設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)具有科學(xué)性、創(chuàng)新性和可行性。 我們的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要來源于兩個(gè)方面，一是由傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)改造而來，如琥珀酸脫氫酶的作用及其可疑性抑制。 二是由教師的教研、科研成果轉(zhuǎn)化而來，如細(xì)胞DNA 的提取與鑒定。 根據(jù)我們實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備以及能夠提供給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)藥品情況，要求學(xué)生以小組為單位（一般為2 人一組）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段

這個(gè)階段主要是讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)。 教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的指導(dǎo)，要求學(xué)生對(duì)查閱到的資料進(jìn)行整理，撰寫一份初步設(shè)計(jì)方案，并交指導(dǎo)教師審閱。教師側(cè)重審查學(xué)生方案的可行性、 科學(xué)性和安全性， 學(xué)生根據(jù)教師提出的修改意見進(jìn)行修改完善，經(jīng)指導(dǎo)教師簽字后，方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.3 實(shí)施階段

在這個(gè)階段，學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行操作，記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象，并且進(jìn)行分析、得出結(jié)論，教師主要是加強(qiáng)巡視、點(diǎn)撥、示范、提問。 因而在指導(dǎo)教學(xué)的過程中，教師不宜包攬一切，而應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考、積極創(chuàng)造，盡量讓學(xué)生自己解決發(fā)現(xiàn)的問題，教師可以提供一些啟發(fā)性的意見，讓學(xué)生融會(huì)貫通地掌握理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，提高分析問題和解決問題的能力[4]。

2.4 總結(jié)階段

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和整理，最后按一般科技論文的要求撰寫實(shí)驗(yàn)論文。教師在這個(gè)階段主要是講解科研論文的格式和要求，指導(dǎo)學(xué)生撰寫論文。

3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

3.1 提高學(xué)生的文獻(xiàn)綜述能力及實(shí)驗(yàn)綜合技能

為了設(shè)計(jì)出最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方案, 學(xué)生需要查閱大量文獻(xiàn)資料,從而提高檢索和閱讀文獻(xiàn)、工具書以及綜述這些資料的能力。傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是針對(duì)某一部分的知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是將多方面的知識(shí)融合在一起， 給予學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。同時(shí)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣，特別是學(xué)生可以實(shí)際利用自己得到的產(chǎn)品，由此產(chǎn)生成就感，這就進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及創(chuàng)新思維能力

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)安排每兩名學(xué)生為一小組，實(shí)驗(yàn)過程有些是簡單的操作、有些是較復(fù)雜的操作。 這就需要學(xué)生分工合理、互相協(xié)作,充分發(fā)揮各自的積極性和創(chuàng)造性，有不同意見相互交流，安排好各自的責(zé)任范圍， 并且具有高度的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，共同處理實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象和問題, 從而培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題，通過查閱資料，獲取相關(guān)信息。 這有利于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的能力和態(tài)度。 學(xué)生在提高綜合技能和積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，創(chuàng)新思維能力也能夠得到培養(yǎng)。

4 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)注意的問題

4.1 對(duì)選題的要求

指導(dǎo)教師在給定實(shí)驗(yàn)題目時(shí)， 就要有所考慮，要知道學(xué)生的實(shí)際理論水平和實(shí)驗(yàn)技能達(dá)到了什么程度，并以此來確定實(shí)驗(yàn)題目的難易度，要做到讓學(xué)生通過努力，基本上可以獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。題目要求過高，超過了學(xué)生的實(shí)際能力，學(xué)生難以獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，就會(huì)變成靠教師指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)，這樣會(huì)挫傷學(xué)生的積極性， 也不利于對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)；反之，如果題目過于簡單，學(xué)生輕而易舉地就可以完成，也會(huì)令他們興趣索然，他們的知識(shí)和能力也不可能得到充分的發(fā)揮，同樣達(dá)不到教學(xué)目的。

4.2 方案的審查和總結(jié)

指導(dǎo)教師應(yīng)認(rèn)真審閱學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)方案,審查其合理性、可行性，指出問題所在,激發(fā)學(xué)生的思維能力，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立解決問題，而不是拍板定案[4]。實(shí)驗(yàn)方案以學(xué)生為主，鼓勵(lì)學(xué)生采用不同方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生根據(jù)教師的審查意見修改、完善實(shí)驗(yàn)方案，以便實(shí)施。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，指導(dǎo)教師應(yīng)及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論[5]。

4.3 對(duì)指導(dǎo)教師的要求

對(duì)于同一題目， 學(xué)生的設(shè)計(jì)方案多種多樣，提供給學(xué)生的儀器也比其他類型的實(shí)驗(yàn)多得多。 指導(dǎo)教師必須首先查閱資料，為學(xué)生提供全面的背景資料，并熟知所用儀器設(shè)備的性能，有較強(qiáng)的實(shí)際操作能力和解決問題的能力，有接受學(xué)生挑戰(zhàn)的勇氣，能以自身的創(chuàng)新意識(shí)、 創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力去感染、帶動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展，營造生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)局面，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新激情。

5 結(jié)語

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力具有顯著的作用。 近年來，我們改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對(duì)開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探索，形成了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的層次和水平，提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣，訓(xùn)練了學(xué)生的初步科研能力，受到了學(xué)生的好評(píng)。 實(shí)踐證明，開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合、提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維能力的有效途徑。

[1] 周德輝. 開設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24（12）：67-69.

[2] 百度百科： 成就動(dòng)機(jī)理論 [DB/OL].[2011-09-20].http://baike/boraid.com/doc.asp?id=5818.

[3] 崔寶玉. 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和內(nèi)容，提高創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J]. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2007，23（24）：3790-3791.

[4] 翟燁. 新時(shí)期高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J]. 石家莊學(xué)院學(xué)報(bào)，2006,8（3）：121-122.

[5] 深化醫(yī)學(xué)教學(xué)改革，提高醫(yī)學(xué)生綜合素質(zhì)[J]. 山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，7（5）：509-510.