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一、有的放矢——引導學生明確實驗目的
實驗目的是學生設計科學實驗的出發(fā)點和最終目的,每個實驗都至少有一個目的,學生必須清楚自己要設計的實驗是為了解決什么問題。只有學生對實驗目的理解透徹,對要研究的問題思考才會深。也就是說這個目的對后續(xù)的實驗操作、交流分析、討論總結(jié)等流程影響很大,學生對實驗目的的解析水平將直接影響整個科學探究。學生在進行自主的實驗設計時,就能提出科學的問題,明確探究的內(nèi)容,理解實驗的目的。如在教學三年級的《蚯蚓》一課時,觀察蚯蚓部分,教師可以在探究活動前布置任務讓學生分辨蚯蚓的哪一端是口,哪一端是。質(zhì)疑是最佳的學習動力,這個細致的問題是三年級學生有興趣、有疑惑的,也是他們急想解決的問題。這一任務的設置可以幫助學生更好地理解實驗目的,更快地設計實驗方案,之后的實驗探究也會更加仔細。小學生為了證明自己對蚯蚓的相關(guān)猜測,必定會仔細探究蚯蚓的身體結(jié)構(gòu)、運動方式,等等。這樣了解實驗目的后的自主設計,比簡簡單單的一句:“觀察蚯蚓外形并記錄”效果要好得多,學生在設計實驗證明蚯蚓哪一端是口、哪一端是的過程中,始終處于要探究的問題情境之中。這種“扶”式教育,提高了學生的設計能力,也為后續(xù)實驗提供了思維基礎(chǔ)。
二、對癥下藥——引導學生選擇合適器材
“工欲善其事,必先利其器。”科學探究需要充足的科學儀器和實驗材料,其教學效果也是由材料的多寡、是否適用決定的,合適的器材可以讓探究實驗事半功倍。引導學生在選擇器材上花心思,可以在思維上提示學生,讓他們更全面、更深入地思考實驗,理解實驗,這樣無形之中也就提高了學生的實驗設計能力。在學生周圍,有著許多的科學儀器和實驗材料,它們有的功能不同,適用范圍不一;有的功能相似,可以互相替換。小學生在設計實驗方案時必須考慮探究實驗的具體情況,進行科學合理的篩選。所選的科學儀器和實驗材料應該是適用恰當、能達成實驗目的的。簡單來說就是:學生要選擇盡量簡單的實驗材料,讓實驗效果盡量明顯。如在教學五年級《光是怎樣傳播的》時,證明光是沿直線傳播部分,“選擇哪些材料讓光傳播的實驗效果更大、更明顯?”“這個卡紙的實驗材料是不是比那個塑料板的實驗材料更簡單、更適用?”“改變了實驗材料是否也要相應地改變光傳播的實驗設計?”……這一系列問題能激發(fā)小學生對光傳播實驗的理解。如果學生選擇用生活物品來進行實驗,如用吸管代替直彎管,用一次性塑料杯代替玻璃燒杯等,只要不影響探究實驗的效果,是很值得提倡的。因為這些“替代式”設計改變了原有教學的封閉狀態(tài),可以讓學生在家繼續(xù)探究,從而大大突破科學探究活動在時間和空間上的限制。
三、因材施教——引導學生設計不同實驗
引導學生設計不同的實驗方案,也就是說同一個科學問題我們教師要正視不同學生間的能力水平、經(jīng)驗愛好等各方面的差異,合理引導不同的學生,激發(fā)每一個學生進行設計的積極性,放手讓不同的學生設計出不同的實驗方案加以解決。這種自主實驗設計的教學要求學生有一定的設計基礎(chǔ),是培養(yǎng)不同學生實驗設計能力的有效方法。讓學生設計不同的實驗方案對小學生要求較高,為了更好地引導學生,教師首先要營造出一種和諧寬松的氛圍,讓學生善于思考,勇于發(fā)言。其次我們可以從學生已有的經(jīng)驗中尋找需要解決的問題。這些問題往往是學生迫切想知道答案,急于探究其中的奧秘。如在教學五年級《巖石會改變模樣嗎》一課時,探索巖石變化原因部分,我們可以先讓學生交流討論,猜測變化原因,明確實驗目的后,再自主設計方案來驗證之前的猜測。教師對學生的實驗設計不要加以干涉和限制,要鼓勵學生從不同的角度思考問題,找出解決問題的多種方案。這樣有一定生活經(jīng)驗的學生就會自己選擇巖石變化原因(冷熱、流水、植物、動物等)自主設計出難易程度不同的方案。通過這種初步的“模仿式”設計可以訓練學生實驗設計的思維方式,體驗實驗設計的基本步驟,使學生初步形成實驗設計的基本思路,為實驗設計的可操作性、可成功性奠定良好的基礎(chǔ)。這種教學方式更注重學生設計能力培養(yǎng)的發(fā)展性、階段性,更適用于小學階段的學生。
一、綜合性實驗的開展
傳統(tǒng)的機能實驗教學以驗證性實驗為主,主要目的在于強化與鞏固課堂理論知識,往往忽視了對學生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。而且,由于各學科之間缺乏有效地融合,使得實驗內(nèi)容有較多的重復,因此在一定程度上還造成了教學資源的浪費。為此,北醫(yī)在1999年成立了統(tǒng)一的機能實驗中心,將生理學、病理生理學和藥理學三個教學實驗室融合在一起,實現(xiàn)了資源的優(yōu)化和共享,并相應開設了一系列綜合性實驗,如“血壓調(diào)節(jié)和失血性休克”、“影響離體心臟灌流的因素及缺血—再灌注損傷”和“家兔腎功能測定及急性腎功能衰竭”等”,將生理學、病理生理學和藥理學的知識有機地結(jié)合起來,使學生對機體正常的生理調(diào)節(jié)機制、疾病時功能代謝的改變和藥物的作用有了直觀和連貫的認識,促進了學生對所學知識的融會貫通,提高了他們綜合運用知識的能力及彼此互助合作的團隊精神。綜合性實驗的不足之處在于實驗往往比較復雜,需要較多的課時來完成一個完整的實驗,因此在時間安排上常常具有一定的難度。另外,綜合性實驗中依然是教師占據(jù)主導地位,學生相對來說還是處于一個被動的地位,對于培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新性還遠遠不夠。
二、自主實驗設計的開展
在掌握基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗的前提下,為了進一步加強學生在實驗過程中的主動性,激發(fā)他們的科研興趣,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和獨立分析問題的能力,我們在2001年又開設了設計性實驗課程[1]。針對與機能學內(nèi)容相關(guān)的研究目標,由學生以實驗小組為單位自選題目,課下利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)絡查閱文獻,提出實驗設計方案,然后在實驗課上進行實驗設計答辯,通過學生之間的提問、回答以及老師的點評完善學生的實驗設計,選擇優(yōu)秀的設計方案在櫥窗展出。比如學完肝功能衰竭,很多學生就會想到去設計一個肝性腦病及其防治的實驗方案;學完呼吸衰竭,就會想到去設計一個肺水腫及其搶救的實驗方案。設計性實驗的優(yōu)點在于能夠提高學生的自學能力,使他們能夠結(jié)合課堂所學內(nèi)容,針對某個有爭議的環(huán)節(jié)去設計實驗進行驗證;或者突破所學課程的局限,設計跨學科的綜合性實驗,對于培養(yǎng)學生的科學思維能力、文獻檢索能力和表達能力具有較大的幫助。不足之處在于最初的實驗設計只是紙上談兵,缺乏實際操作,很多學生感到意猶未盡,抱有不小的遺憾。
三、自主實驗設計及操作
經(jīng)過對學生自主設計實驗的不斷完善,這項工作得到了專家的認可,學校也撥專款資助機能實驗教學改革,從2004年起我們在評選出較優(yōu)秀的實驗方案后,就讓學生們自己動手完成實驗,這樣學生們的設計性實驗就不僅僅局限于紙上談兵了。自主實驗設計方案的實施為學生們提供了一個自由發(fā)揮、施展才能的更大空間,對調(diào)動他們的熱情和積極性,進一步提高他們的科研興趣具有重要意義,也由此獲得了學生廣泛的好評和熱愛,許多學生甚至把它作為自己最喜愛的一個實驗來對待,稱為“我的實驗”。為了提高實驗的成功性,學生們會更加認真地設計自己的實驗方案,課下和同學、教師經(jīng)常進行交流和探討,對設計方案不斷進行修改和完善,對可能的結(jié)果反復推敲,保證了實驗方案的科學性和可行性。比如,學生曾設計過“人工冬眠狀態(tài)下家兔對缺氧的耐受性”,通過靜脈注射氯丙嗪配合冰袋降溫來模擬家兔人工冬眠狀態(tài),并通過監(jiān)測血氣來觀察家兔對缺氧的耐受性。由于是剛剛開展自主實驗設計的操作,并沒有太多經(jīng)驗可拿來借鑒,因此盡管理論上準備的很充分,但由于沒有事先安排預實驗,所以實際操作時還是出現(xiàn)了一些意想不到的問題,比如藥物劑量的把握等等,最終造成實驗結(jié)果不夠理想。盡管設計性實驗的教學目的并不在于實驗的成功與否,但如果實驗結(jié)果不好,在一定程度上還是會影響學生的積極性。因此在后來的實驗中,我們都盡可能地組織一部分動手能力較強的學生進行初步預實驗,然后根據(jù)預實驗的結(jié)果進行實驗條件的調(diào)整和優(yōu)化,以最大程度地保證學生在自主實驗設計操作中取得較好的結(jié)果[2]。
四、實驗設計的理論指導
自主實驗設計不僅為學生充分運用自己所學的理論知識和施展實驗技能提供了空間,也使學生對科研工作有了初步的認識,這對于培養(yǎng)他們的科學思維和創(chuàng)新能力,提高他們的科研素質(zhì)都有較好的啟示作用,也為今后從事科學研究工作奠定了良好的基礎(chǔ)。盡管如此,在對幾年來開展的學生自主實驗設計進行總結(jié)的過程中我們還是發(fā)現(xiàn)了一些問題,主要表現(xiàn)在實驗設計方案的科學性和創(chuàng)新性還有待加強。因為大多數(shù)學生都是初次接觸實驗設計,受知識結(jié)構(gòu)及科研經(jīng)歷的限制,他們的實驗設計大都局限在一個固有的框架中,是對已有機能實驗的一個模仿,創(chuàng)新性還遠遠不夠。而且,部分學生對實驗設計的一些基本原則還缺乏應有的了解。為此,自2010年起我們又專門開設了2學時的理論課,由具有多年機能實驗教學經(jīng)驗的教師對“如何進行實驗設計”進行講解。老師先讓學生把實驗設計中不了解、不注意以及不滿意的問題全都提出來,然后引導學生展開討論,最后才將實驗設計的基本要素、基本原則及實驗動物的選擇等知識加以介紹。這堂課與其說是一堂理論課,不如說更像是一堂討論課,教師采取開放式教學,以學生互相討論為主,教師僅僅起一個引導作用。學生們提問非常踴躍,老師并不急于回答,而是把學習的主動權(quán)交給學生,讓他們在相互討論的過程中自己去尋找答案,以加深他們對實驗設計的認識和理解。課后學生們反映這堂課收獲很大,初步懂得了應該怎樣去設計一個實驗,了解了真正意義上的科研設計應該注意的基本原則。在進行實驗設計的理論指導后,我們也看到同學們的實驗設計水平有了一定的提高。
[關(guān)鍵詞]實驗設計;能力培養(yǎng);小學科學
[中圖分類號]G623.8[文獻標識碼]A[文章編號]10079068(2017)12008301
小學科學是以探究為基礎(chǔ)的學科,主張兒童要像科學家一樣研究科學。而科學家在研究科學時一般是先假設,再設計實驗驗證,最后形成結(jié)論。也就是說學生要具有實驗設計能力和操作能力。其中設計能力的培養(yǎng),是讓W生學會設計的方法,培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新意識。但是,在教學中學生對要研究的問題有了猜測之后,設計實驗時都比較急躁,不能深入思考,設計出來的方案創(chuàng)新性和操作性都不高。還有些學生根本不參與設計,完全靠別人的方案進行實驗。在此情形下,我們教師應如何組織教學呢?
一、創(chuàng)造探究氛圍,激發(fā)設計興趣
在實驗設計教學中,我們教師首先要創(chuàng)設一種和諧的氛圍,讓學生善于思考、勇于發(fā)言。小學生有自己的年齡特點和思維特點,在引導時教師要從學生身邊常見的、熟悉的現(xiàn)象入手。只有學生對即將探究的實驗內(nèi)容心生疑惑,才會去自發(fā)思考、自主設計,對問題的思考才會深入。
如在教學《螞蟻》時,教師可以在探究活動前布置任務讓學生思考如何觀察螞蟻(主要解決螞蟻亂爬的問題)。質(zhì)疑是最佳的學習動力,這一任務的設置可以幫助學生更好地明確實驗目的,更快地設計實驗方案,觀察更加地仔細。像這樣明確實驗目的后自發(fā)的實驗設計,擺脫了傳統(tǒng)實驗教學中學生實驗設計模式僵化的局面,使學生能全方位地參與實驗設計,制訂出自己的實驗方案,提高了學生的創(chuàng)新思維和探究能力,也為后續(xù)的探究實驗提供了保障。
二、立足課堂實驗,培養(yǎng)設計能力
小學科學教材中對學生實驗設計的基本原則和教學方法等沒有專門的系統(tǒng)闡述,但是教材把它們隱含在了課堂實驗和科學發(fā)展史中。作為教師我們應善于發(fā)現(xiàn)這些隱含信息,幫助學生了解和掌握實驗設計的理論知識和實際運用,開發(fā)學生的設計能力,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新思想。
在教學時,可以讓學生利用課本實驗進行簡單的實驗設計,在初步的“模仿式”設計中訓練學生的思維方式,為實驗設計的可操作性、可成功性奠定良好的心理基礎(chǔ)。比如在 “綠豆的發(fā)芽實驗”中,可以讓學生自己選擇變量因素:水分、溫度、陽光等,這樣學生的選擇面廣,實驗的難易程度可調(diào),符合“優(yōu)秀學生有挑戰(zhàn)、普通學生有信心”的要求。通過這種課堂實驗的“模仿式”設計,可以讓學生更多地體驗實驗設計的過程,提高其設計能力,還可以促使學生主動參與科學探究。
三、貼近生活實際,設計課外實驗
在小學科學教材中,出現(xiàn)了許多探究實驗,由于課堂的局限性(時間、空間等)只能研究某一方面,學生不能系統(tǒng)地理解科學。這時,我們教師可以利用網(wǎng)上作業(yè)、科技活動等平臺,讓學生繼續(xù)探究。這些課外實驗既改變了原有教學的封閉狀態(tài),又改變了原有教學的互動方式。
如在學習 “溶解” 這一單元知識時,我們可以通過網(wǎng)絡平臺布置課外實驗。比如“白糖和食鹽在水中溶解能力的比較”這一問題,可以由學生先提出猜測,再自主設計不同的方案來驗證之前的猜測。教師對學生的實驗設計等過程不做干涉和限制,可以讓學生從不同的角度去思考問題,找出解決問題的多種方案。除此之外,只要是學生熟悉的、感興趣的問題,我們都可以放手讓學生去設計、探究,引導學生采用不同的設計方案,從而切實提高學生的實驗設計能力。
四、綜合多元評價,提高設計能力
為了切實提高小學生的實驗設計能力,我們教師要及時對學生的實驗設計進行評價,而且學生的實驗設計活動中應該一直貫穿著評價。我們要清楚評價的目的在于診斷學生已有的能力水平及存在的問題,改善教學質(zhì)量和提高學生相關(guān)能力,要擯棄以往過分重視成績的評價系統(tǒng)。
同時我們要明白任何一種評價方法都有其特殊性和局限性。因此在教學時,我們教師應該采用多元化的評價方式,根據(jù)實際需要選擇合適的評價方法。教師評價、自我評價、小組互評等評價方式也可以結(jié)合使用,以實現(xiàn)多方位評價,充分調(diào)動學生設計實驗的興趣,從而提高設計能力。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新;實驗設計;減輕;學生負擔
中圖分類號:G633.7文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2015)06-0295-01
物理是一門需要依靠完善的實驗操作水平以及細致入微的觀察力的數(shù)理性學科。物理學的高深奧秘只有在實際的試驗中得以體現(xiàn)并加強學生的認知及理解能力。物理教師應該不斷培養(yǎng)學生的好奇心理激發(fā)學生的求知欲望從而提高學生的實驗實踐動手能力,這樣不僅能夠使學生明確理解所學內(nèi)容并做到舉一反三,而且提高學生的學習能力增加自我學習欲望。
1.新物理實驗設計要把握的幾個原則
1.1以教材為主的原則。新課程是以開放性、生成性和創(chuàng)新性為價值取向的,雖說教科書不再是教學的中心,也不再是唯一的課程資源,但是教科書在編寫過程中得到了大量的專家、學者的指導,凝聚了大量教育一線教師長期工作的經(jīng)驗教訓,經(jīng)過了長期的試用和改進,是最能充分體現(xiàn)創(chuàng)新教育價值取向的課程資源之一,它不僅是知識的載體,在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀等方面的教育任務上更是有突出作用,因此在教科書的框架內(nèi)進行實驗的創(chuàng)新設計是實驗創(chuàng)新教學的首要原則。
1.2簡易性原則。物理實驗設計要盡可能用教少的儀器,儀器要盡可能簡單,實驗原理盡可能在學生所學范圍以內(nèi)。就地取材,用簡單的器材做實驗容易使學生感到物理就在身邊,研究物理并不神秘,因此老師可以用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、膠帶等生活中常見的物品來做物理實驗,如抽水馬桶原理的模擬;虹吸現(xiàn)象等。長久下去,學生對周圍生活的關(guān)注意識就會增強。其次采用簡單的器材還容易突出實驗的物理原理,而不為器材復雜的結(jié)構(gòu)所干擾,因此能獲得更好的效果。
1.3科學性原則。教師在創(chuàng)新型實驗設計上要保證不出科學性錯誤,同時在實驗中要尊重實驗事實,不要只關(guān)注與假設相符的實驗數(shù)據(jù)或現(xiàn)象,而忽略觀察收集那些與預期結(jié)果相矛盾的信息,這樣往往失去了科學的態(tài)度和方法,進而由部分數(shù)據(jù)得出錯誤的實驗結(jié)論。
2.創(chuàng)新物理實驗設計,加強實驗教學水平
2.1實驗方法的設計要體現(xiàn)多樣性與靈活性。物理學作為一門基礎(chǔ)的數(shù)理性學科,其知識的積累是靠不斷地自我思考、自我總結(jié)而得來的,而實驗教學作為物理學的基礎(chǔ)學科,觀察能力和動手能力的培養(yǎng)必不可少,教師在進行實驗教學過程中應該引導學生去仔細觀察事物現(xiàn)象并不斷挖掘事物本質(zhì)。在進行是咽炎教學時,教師首先應該讓學生明白此次實驗的目的及內(nèi)容,并且不斷解決學生們的實驗問題及內(nèi)心疑惑,可以進行親臨教授讓學生自作而在一旁進行指導,讓學生動手能力及思維能力得以提升的同時讓學生領(lǐng)悟到此次實驗的意義并明確理解并掌握所學的物理現(xiàn)象、概念及規(guī)律。當然實驗教學一味地進行重復性實驗也是很枯燥乏味的,教師可組織學生以團隊的形式進行實驗比賽及辯論來加深學生對實驗教學的記憶,學生們在團隊合作的過程中還能夠感受到團隊精神的重要性并體會到參與其中的樂趣,趣味性的教學不僅活躍了課堂氛圍而且加深了學習記憶,激發(fā)了學生的學習興趣,同時競爭意識也能夠讓學生感覺到危機感,讓學生在團隊合作中意識到自身的不足并加以改進,不斷完善自我,提升自我的綜合素質(zhì)及綜合能力。
2.2實驗教學是時間教學的基礎(chǔ)也是物理教學的根本,實驗教學的開展不僅是對學生實驗技能的培養(yǎng)也是對其科學思維的形成的有利輔助。對于實驗教學來說,實驗場所及實驗器械必不可少,實驗室的水平直接關(guān)乎到實驗教學的意義,學校在開展實驗教學之前應首先確保實驗器械的完整性及完備性,保證實驗器械的萬無一失。同時,在實驗教學開展以來,學校要不斷重視其實驗教學水平,對于師資力量的配備及實驗器械的整體水平應努力做到最好,了解同水平的其他學校的實驗教學器械配備情況加強自身的教學水準,并做好實驗教學過程中的安全防范問題避免出現(xiàn)教學過程中的重大事故問題。除此之外,喧囂還應該不斷鼓勵學生開展自我動手實踐,做到將實驗室的實驗設備對學生進行定期免費開放,加強學生的動手實踐能力,并努力為學生綜合能力的提升提供有力條件。
2.3創(chuàng)新物理實驗設計應以學生為主,培養(yǎng)學生發(fā)散思維。注重以學生為主體的實驗教學模式設計,在實驗教學過程中發(fā)揚學生的開放性思維,轉(zhuǎn)變以往傳統(tǒng)的教學模式,從知識灌輸型向知識汲取性邁進,改變教學以往的干擾程度過重的學習影響,加強學生自身的自我實現(xiàn)價值,給學生們充足的時間,讓學生們積極動手、積極思考、主動參與、主動發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,同時培養(yǎng)學生的團結(jié)合作精神,讓學生學會在自主獨立思考問題的同時學會團隊的協(xié)同合作共同進步,最終營造一種愉快歡樂的學習氛圍,改善以往枯燥的教學環(huán)境,從而引導學生健康成長并不斷充實自身、提高自我。
3創(chuàng)新物理實驗作業(yè)設計,減輕學生作業(yè)負擔
關(guān)鍵詞 創(chuàng)新實驗設計 教學模式 綜合科研能力
國家教育部在《關(guān)于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中指出:高等學校本科教學工作“要積極推動研究性教學,提高大學生的創(chuàng)新能力”,“要增加綜合性與創(chuàng)新性實驗”。因此,創(chuàng)新實驗設計對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力和綜合科研能力具有重要作用。①本研究在廣東醫(yī)學院醫(yī)學檢驗專業(yè)三年級本科生中進行了創(chuàng)新實驗設計教學,探討創(chuàng)新實驗設計教學模式對大學生綜合科研能力的提高作用。
1 創(chuàng)新性實驗設計教學模式的實施
1.1 實施對象
在臨床生物化學檢驗和分子診斷學兩門課程教學中,對廣東醫(yī)學院醫(yī)學檢驗專業(yè)本科三年級280名學生開展創(chuàng)新實驗設計模式教學。
1.2 實施過程
創(chuàng)新實驗設計模式教學實施過程主要包括:教師布置實驗設計任務學生自主分組及選題文獻查閱實驗設計實驗設計講解及答辯實驗設計評價做實驗等模塊。
2 創(chuàng)新性實驗設計教學模式實施情況調(diào)查
2.1 調(diào)查對象
廣東醫(yī)學院醫(yī)學檢驗專業(yè)本科三年級280名開展了創(chuàng)新實驗設計模式教學的學生。本次調(diào)查報告共發(fā)出280份,回收273份,回收率97.5%。
2.2 調(diào)查形式
通過自制問卷調(diào)查和訪談等形式,調(diào)查創(chuàng)新實驗設計實施效果和學生的意見與建議。
2.3 調(diào)查內(nèi)容
主要涉及:(1)學生在創(chuàng)新實驗設計進程中有遇到的障礙;(2)在實驗設計進程中老師應該扮演的角色;(3)學生實驗設計存在的不足之處;(4)通過創(chuàng)新實驗設計提高了學生哪些方面的能力等。
2.4 統(tǒng)計分析
調(diào)查結(jié)果錄入“問卷星”調(diào)查問卷系統(tǒng),由系統(tǒng)自動統(tǒng)計。
3 創(chuàng)新實驗設計教學模式對大學生綜合科研能力的提高作用
3.1 開展創(chuàng)新實驗設計教學模式的重要性與意義
目前,由于人數(shù)、科研經(jīng)費、科研場地、老師的科研水平等因素限制,在普通本科院校全面開展科研培訓的可行性較低。相對而言,創(chuàng)新實驗設計受到的制約因素較少,也能較好地鍛煉和提高學生的綜合科研能力。大學生創(chuàng)新性實驗是高等學校本科教學改革的一項重要舉措,其實質(zhì)是以學生為主體,以學生自主選題、自主研究為基礎(chǔ),以問題和課題為核心的新型教學模式,其目的在于提高本科學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。②
3.2 創(chuàng)新實驗設計教學模式提高了學生的綜合科研能力
(1)激發(fā)了學生的科研興趣。學生根據(jù)自己的興趣設計題目,使枯燥、乏味的科研變得有趣。這不僅激發(fā)學生的思維,開拓學生的視野,還增強學生的自覺性和積極性,提高學生的綜合素質(zhì)。 (2)提高了文獻查閱能力。文獻查閱是學生知識的來源,為學生提供參考方向,是學生需掌握的基本技巧。在學生實驗設計過程中,54.21%的受調(diào)查學生認為存在文獻查閱困難。大部分學生主要通過百度搜索,只有少部分曾接觸過科研培訓的學生才知道萬方、維普、中國期刊等數(shù)據(jù)庫。本次創(chuàng)新性實驗設計模式教學后,59.71%的受調(diào)查學生認為其文獻查閱能力有所提高。
(3)培養(yǎng)了學生撰寫實驗申報書的能力。設計實驗并撰寫實驗設計書是開展創(chuàng)新實驗設計教學的關(guān)鍵。通過創(chuàng)新實驗設計,學生學習了實驗設計書的撰寫,鍛煉了科研表述能力和實驗方法的應用能力。42.86%的受調(diào)查學生認為其實驗申報書撰寫能力得到了提高。實驗設計書的撰寫,不僅提高了學生的文字表達能力,中英文摘要寫作能力,還使學生清楚了解其擬研究課題的研究前景與意義,熟悉實驗研究內(nèi)容和所用到的實驗方法,為畢業(yè)論文的設計與撰寫奠定了基礎(chǔ)。
(4)提高了邏輯思維能力。61.9%的受調(diào)查學生認為通過本次創(chuàng)新實驗設計課程提高了其邏輯思維能力。創(chuàng)新性實驗設計的開展充分發(fā)揮學生的主觀能動性,大膽提出不同的觀點和見解, 通過科學研究,獲得新的結(jié)論, 培養(yǎng)了學生創(chuàng)造性思維和自主創(chuàng)新的能力。③本次創(chuàng)新性實驗設計模式教學還安排了實驗設計答辯環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)模擬研究生的開題報告形式開展,鍛煉了學生制作PPT、語言組織與表達、科研邏輯思維、現(xiàn)場應變等多項能力。
(5)促進了所學知識在科研中的應用。45.79%的受調(diào)查學生認為其應用所學知識的能力得到了提高。創(chuàng)新實驗設計是由學生根據(jù)研究內(nèi)容而選擇實驗方法,需要學生把所學知識與課題研究需要相結(jié)合,不僅使學生熟悉了所涉及的實驗方法,更提高了學生把理論知識與實踐應用相結(jié)合的能力。