劉東奇

（攀枝花學院生物與化學工程學院，四川攀枝花 617000）

0 引言

半個多世紀以來，世界各國在不同的起點和基礎(chǔ)上，都在努力實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化。科技創(chuàng)新是一些國家顯著提高科技創(chuàng)新水平的基本戰(zhàn)略，已形成越來越強的競爭優(yōu)勢。這些國家被稱為創(chuàng)新型國家。當前，全面建設(shè)小康社會正處于關(guān)鍵時期。根據(jù)具體情況和需要,中國提出科技進步和創(chuàng)新作為經(jīng)濟社會發(fā)展的主要驅(qū)動力,增強自主創(chuàng)新能力作為調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式、提高國家競爭力,建設(shè)創(chuàng)新型國家作為面向未來的重大戰(zhàn)略[1]。

創(chuàng)新是一個國家發(fā)展的動力，是一個國家進步的靈魂。建設(shè)創(chuàng)新型國家，關(guān)鍵在于人才的培養(yǎng)和利用。創(chuàng)新型高素質(zhì)人才是學校目前的目標之一。培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力已成為學校教育改革的一項重要任務(wù)。實驗課程是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑之一。學生在實驗中能夠?qū)⒗碚撆c實踐結(jié)合起來，能夠識別問題、分析問題、解決問題。創(chuàng)新實驗教學在國內(nèi)外高校和同行中正在興起[2]。

1 創(chuàng)新實驗教學的重要性

實驗教學是理論知識與實踐活動、間接經(jīng)驗與直接經(jīng)驗、抽象思維與形象思維、傳授知識與訓練相結(jié)合的教學過程。但是，多年的實踐教學模式大多是由教師按照屬于學生的教師指導或書本上的安排對已經(jīng)安排在實驗室儀器設(shè)備上的步驟進行調(diào)試、測量、記錄并做出相應的數(shù)據(jù)處理。試驗的結(jié)果可以很容易地得到。也就是說，傳統(tǒng)的實驗教學是以教師為中心的。學生在老師的指導下進行模擬操作。學生在這種傳統(tǒng)的實驗教學中本質(zhì)上是一種被動的接受狀態(tài)。他們的學習積極性、積極性都受到了一定的限制。實踐證明，這種實驗教學方法對學生學習如何進行初步實驗，學習設(shè)備的基本使用是有益和必要的。然而，這種實驗教學模式不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。學生的個人主動性和創(chuàng)造性受到了限制。他們發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力非常有限。這種教學模式對培養(yǎng)學生的動手能力、研究能力還遠遠不夠。因此，多年來，雖然我們的學生在中國的大學同時培養(yǎng)和教育，相比于發(fā)達國家的學生，考試成績往往可以很高。他們在面對解決實際問題時，往往缺乏必要的實踐能力，也缺乏獨立思考和創(chuàng)新精神。

創(chuàng)新高素質(zhì)人才的缺乏直接導致了我國科技創(chuàng)新能力的薄弱。根據(jù)波士頓咨詢集團2009 年發(fā)布的調(diào)查顯示，中國的國家創(chuàng)新能力目前在該報告中僅排在第27 位，處于的中間水平。這與中國經(jīng)濟社會發(fā)展水平不相符合，也遠遠低于中國經(jīng)濟社會發(fā)展的要求。這也與國家對創(chuàng)新政策的支持不相稱。我國科技創(chuàng)新形勢十分嚴峻。創(chuàng)新實驗教學是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要途徑。創(chuàng)新實踐教學不僅是為學生實踐能力提高的重要途徑,也是培養(yǎng)和提高學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神的主要入口點，是實施全面素質(zhì)教育最有效的形式之一。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要?！痹趯嵺`中，經(jīng)常在教學中設(shè)置創(chuàng)新實驗有助于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高，由此可見創(chuàng)新實驗教學的重要性[3]。

2 創(chuàng)新實驗的意義

創(chuàng)新實驗要求學生能夠結(jié)合自己所學的知識提出具體的實驗內(nèi)容，以提高我們學生的創(chuàng)新素質(zhì)為主線。它改變了由教師和學生共同解決問題的實驗模式。這些實驗要求學生設(shè)計自己的實驗儀器，并著重對實驗結(jié)果進行分析和研究，結(jié)果也是多種多樣的。與傳統(tǒng)的測量驗證實驗相比，創(chuàng)新實驗是一種更高層次的實驗訓練，旨在培養(yǎng)學生在研究設(shè)計中獨立工作的能力。創(chuàng)新實驗教材與普通實驗教材是完全不同的，它沒有測試原理和實驗步驟，教材中包含了一系列的問題、實驗要求和參考提示。學生需要根據(jù)自己的能力找到并閱讀參考資料來回答這些問題。根據(jù)一定的實驗要求，選擇自己的實驗儀器，設(shè)計實驗步驟，觀察并記錄實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)，并研究發(fā)現(xiàn)實驗過程中的各種問題，最終完成試航。只有這樣，才能知道實驗的原理和步驟，自己做好準備，才能達到實驗的要求。通過這樣的實驗，學生深入了解物理實驗，提高自我學習能力、實踐能力、設(shè)計能力，以及分析問題、研究問題、解決問題的能力，激發(fā)創(chuàng)新。而這樣的實驗往往耗時較長，往往無法通過，甚至反復失敗，這是培養(yǎng)學生獨立從事科學研究的能力，特別是創(chuàng)新能力的要求。

創(chuàng)新有堅實的基礎(chǔ)。堅實的基礎(chǔ)不僅來自對基礎(chǔ)知識的扎實掌握，更來自于基礎(chǔ)研究方法和思維方式中所體現(xiàn)的知識。這些都為我們的實驗創(chuàng)造性設(shè)計提供了堅實的理論基礎(chǔ)。

有針對性的反對是創(chuàng)新的規(guī)律。在實驗中，實驗目的可以觸發(fā)我們的思維取向。在實驗目的指導下，根據(jù)課題要求和給定的條件下，利用儲備的知識和科學的思維方式，分析相關(guān)的場景，精心構(gòu)思實驗原理、安排實驗項目和程序進行實驗數(shù)據(jù)記錄和處理實驗數(shù)據(jù)。

應用目的是創(chuàng)新的標準。知識和技能可以通過實踐轉(zhuǎn)化為能力。這就要求學生從日常生活中發(fā)現(xiàn)的問題出發(fā)，仔細觀察周圍的環(huán)境，通過觀察、分析，建立清晰的物理圖景，建立物理思想，從理論上解決問題。文化創(chuàng)新的方向是拓寬學生的知識面，提高學生的動手能力，激發(fā)學生無盡的潛能。

創(chuàng)新實驗教學通過更新實驗內(nèi)容、改進實驗方法、工具和教學模式來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。通過這種模式來激發(fā)學生的主動性，激發(fā)學生的主動創(chuàng)造思維，從而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。在創(chuàng)新實驗教學過程中，一方面考慮到學生對實驗內(nèi)容更新的渴望，組織和引導學生對實驗方法、工具和教學模式的思考；另一方面，盡量給學生更多的時間和空間，讓學生自己完成自己的實驗設(shè)計，自己完成實驗的整個過程，以及對實驗結(jié)果的分析和處理。

創(chuàng)新實驗可以促進學生的自主學習和發(fā)現(xiàn)問題。學生在教師的指導下，通過科學理論或課程的最新研究內(nèi)容和知識，提出了自己感興趣的研究方向，利用圖書館和互聯(lián)網(wǎng)廣泛的訪問相關(guān)文獻了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，獲取大量的信息。這不僅為學生解決問題提供了理論基礎(chǔ)，也使學生在課堂之外獲得了很多知識，拓展了學生的視野。學生在鞏固文獻的基礎(chǔ)上，有可能提出和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，以未知問題為基礎(chǔ)進行學習和討論。

3 創(chuàng)新實驗方法的實施

在實施創(chuàng)新實驗中，首先要實現(xiàn)師生互動，即在實驗的教學過程中，要求學生積極參與實驗的設(shè)計和準備。老師只給學生一些啟發(fā)性的指導，以避免學生養(yǎng)成坐著享受的習慣。在實際操作中，教師介紹了實驗設(shè)計的目的、意義、如何協(xié)調(diào)研究項目和設(shè)計步驟等知識。然后在教師的指導下，學生選擇自己的課題，查看文檔等信息源，獲取解決實際問題的信息，撰寫實驗設(shè)計(選擇實驗方法、實驗條件、實驗設(shè)備等)。學生首先做預實驗，然后做正式實驗，最后寫論文和報告，以培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，頑強的工作作風，勇于開拓創(chuàng)新的意識。由學生自己提出的試點項目將在實驗由教師演示后接管，給予評價和不適當?shù)膱鏊W生在實驗的基礎(chǔ)上進行修改、豐富和改進。這種方法有利于培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新能力和研究能力。其次，在實驗教學中充分利用現(xiàn)代教學技術(shù)。這些技術(shù)包括充分利用網(wǎng)絡(luò)、計算機、多媒體表達方式，利用計算機輔助教學軟件進行實驗，促進虛擬、模擬實驗和技術(shù)手段的使用。同時，對于一個特定的實驗，將虛擬模擬和實際實驗相結(jié)合，以激發(fā)學習者的興趣，增強他們探索科學問題的精神。最后，在實驗中提出問題，尤其是開放式問題，使學生產(chǎn)生尋找問題解決方案的欲望。有可能創(chuàng)造一種解決問題的方法和程序來訓練學生的創(chuàng)造性思維能力與愿望解決問題。對于創(chuàng)新實驗，根據(jù)一群人的實際需要，一個團隊有2 ～3 人。教師必須參與，尤其是創(chuàng)新實驗或大型設(shè)計實驗。但教師主要注重質(zhì)量控制，防止設(shè)備損壞和事故發(fā)生。教師一般不評論技術(shù)加工，以最大限度地提高學生的創(chuàng)新能力。當他們遇到技術(shù)問題時，老師試著讓學生互相討論并自己解決這些問題。必要時，老師還給予一些啟發(fā)式的指導，培養(yǎng)相互合作的團隊精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。

4 結(jié)語

新世紀創(chuàng)新實驗教學的建設(shè)與實施是國家和社會賦予學校的使命。實驗教學改革與科學研究的密切結(jié)合是創(chuàng)新實驗進行教學的必由之路。我們要積極引導學生參與科學研究工作、課外科技活動，不斷加強創(chuàng)新實驗教學方法，這是培養(yǎng)實踐性人才和創(chuàng)新型人才的主要途徑。