生命科学实验中设计性实验的组织与实施

生命科学实验中设计性实验的组织与实施
发表时间：2009-02-24T13:32:11.750Z 来源：《科海故事博览·科教创新》2008年12期供稿作者：张翠薇[导读] 摘要：本文分析了生命科学实验教学中设计性实验开展的方式和主要过程。

摘要：本文分析了生命科学实验教学中设计性实验开展的方式和主要过程。

讨论了设计性实验在培养学生创新素质中的地位和作用并指出开展设计性实验中需要注意的问题。

关键词：实验教学设计性实验创新素质学生创新素质的培养已经成为高校教学改革的重要目标。

创新素质是由创新意识、创新精神、创新思维、创新人格和创新能力共同组成的能力体系。

它既与性格取向、心里偏好等个性因素有关，又与后天接受的教育、训练密切相关。

生命科学是一门实践性很强的科学，实验教学在该学科中占有非常重要的地位，它既是培养学生严肃认真的科学态度、掌握分析、研究、判断、推理的科学方法及培养各种能力的重要手段，也是提高教学质量的重要环节。

长期以来，生命科学实验的教学目的仅停留在对课程理论和知识验证的基础上，实验教学内容几乎是清一色的验证性实验。

显然，这样的教学内容和模式远远不能适应21世纪培养具有知识型、创新型和复合型人才的要求。

所谓设计性实验，是指3-5名学生组成的小组为单位，根据给定的实验目的和要求，主动运用课本学习到的知识和经过训练掌握的技能，结合实验室所能提供的设备条件，自行论证确定实验方案和步骤，并实施实验的过程。

由于设计性实验的主体是学生，整个实验过程由学生独立设计和操作，实验中出现的问题由学生自己提出并设法解决，因此，设计性实验教学以其实践性、探索性的特征在培养学生的创新意识和创新精神、提高学生分析问题和解决问题的能力、提高学生创新素质方面具有重要的作用。

1设计性实验的教学组织设计性实验通常是在学生经过了常规的基础实验训练，有了一定的理论和实践基础之后开设。

1.1设计性实验的开设方式1.1.1在教学计划内的实验教学课上穿插进行。

安排在学期末，基本的验证性实验完成的基础上，布置1-2个设计性实验课题。

1.1.2与开放实验相结合，在学生课外时间穿插进行。

1.2设计性实验的一般教学过程1.
2.1课题选择
选题的一般原则是根据教学大纲，兼顾学科发展现状，以学生已经掌握的基本知识为基础，可适当高于所学知识，有利于学生将已学过的知识系统化和实用化，有利于启发学生探究学科理论。

选题与科研任务结合，充分体现设计性实验的探索性和创造性。

1.2.2查阅文献
学生选好课题后，一般安排实验教师与学生沟通和探讨，使学生有目的地查阅文献。

1.2.3设计实验方案
这一阶段要求学生对所查阅的文献资料进行归纳总结，比较各种实验方案并确定最佳方案，列出实验药品和仪器清单。

1.2.4实验操作
学生根据自己提出的实验方案，准备好仪器和药品，独立进行实验操作，在实验过程中遇到的反常现象和问题，由学生自己思考，整个过程学生是主体，教师起指导作用，一般不直接回答和解决学生的问题。

1.2.5总结实验结果，书写实验报告这一阶段学生已完成了实验操作过程，有了相应的实验结果，通过整理原始数据，分析实验结果，总结实验过程，讨论影响实验的关键因素，按照科研论文的要求和格式书写完整的实验报告，要求学生将报告制成PowerPoint的格式。

1.2.6举行实验报告会安排开展实验报告会，让学生在多媒体教室中讲解自己的实验报告，解答学生和教师的提问，相互交流和沟通，扩展知识面，开阔视野。

2设计性实验的教学意义2.1设计性实验对学生创新素质的培养2.1.1有利于培养学生创新意识和创新能力。

由于设计性实验没有现成的实验指导书，一切需要学生自己查阅文献资料，设计实验方案，因此可以培养学生的创新意识和创新能力。

2.1.2提高学生查阅文献资料的能力。

2.1.3激发学生的学习兴趣和主动性。

设计性实验题目一般比较新颖且与科研、生产相关，题目具有一定的难度，可以激发学生的挑战性，增加学生的成就感，从而提高学生学习实验课的兴趣和主动性。

2.1.4提高学生分析问题和解决问题的能力。

设计性实验一般不会一帆风顺，学生在实验过程中会遇到一些障碍，有利于锻炼学生发现问题、思考问题和独立解决问题的能力。

2.1.5有利于提高学生的科研写作能力。

2.1.6有利于提高学生的口头表达能力、开阔视野、培养学生的事实求是精神。

2.2学生在设计性实验中的收获根据我们对学生的调查，参加过设计性实验的学生，收获是很大的，具体表现在：2.2.1科学研究的态度得到锤炼学生对实验过程中出现的问题，要通过认真思考和实验来解决，认真对待实验过程中的每一个环节，以保证获得数据的准确性，为分析数据、获得正确结论奠定基础。

2.2.2团结协作的意识得到加强学生在科研工作中的协作意识是十分重要的。

实践证明，从实验设计到实验过程以致对结果的分析，学生真正认识到了合作的重要性，体现了团队合作的精神。

2.2.3发散思维得到激发
对于同一个实验题目，要求学生灵活运用学过的知识设计实验，给学生们以较大的发散思维空间，调动了学生的学习兴趣；通过交流拓宽了学生的思路，开阔了学生的视野。

2.2.4端正面对失败的态度
自主设计实验对学生来说，由于知识、经验不足，难免遇到问题。

在实验中学生碰到了很多问题，都没有放弃，敢于面对问题，找出问题答案之所在，将实验进行下去，通过解决问题，提高了实验能力和应变能力。

2.2.5对老师工作的理解得到深化
学生自己设计实验，由于考虑问题不周密，实验过程中遇到了许多问题，在解决问题的同时，认识到了老师在选择、安排实验及准备实验过程中的辛勤付出。

对老师工作的理解是开展设计实验的意外收获。

2.3设计性实验中教师的地位与作用
由于学生的专业知识储备有限，实验经验不足及实验操作基本功不够扎实等原因，往往很难设计出较为完整的实验方案，对于实验过程中遇到的某些不可预料的情况也经常难以独立处理好，这种情况如果得不到及时的指导，就会影响到实验教学效果。

因此，这就需要教师经常巡视，在实验过程中指点和启发学生并纠正学生实验过程中的严重错误，以保证实验顺利进行。

总之，设计性实验适应当前教学改革的要求，适应学生的求知欲望，有利于学生的创新意识和创新能力的培养，有利于培养学生严谨务实的作风，有利于培养学生的动手能力和实际应用能力，有利于学生创新素质的提高。

参考文献：
[1]夏显泽.创新思维与大学生素质教育.学术探索，2000（2）：80-81.
[2]高艳阳等.对设计性实验的认识与思考.实验技术与管理，2003，20（6）
[3]刘华东等.开放实验室构建实验教学新体系.中国高等教育，2003，22：30-31.
[4]张季超等.加强实践性教学培养学生应用能力的探讨.广州大学学报（自然科学版），2003，2（6）。