（教育学原理专业论文）以培养大学生创新能力为目标的实验室建设研究.pdf

两南人学硕十学忙论文摘要 i i i i 一一ii 一一i 一 一一 曼皇曼苎蔓 以培养大学生创新能力为目标的实验室 建设研究 教育学原理专业硕士学位申请人蒋西明 指导教师孙振东教授 摘要 科学技术的发展来源于实验 实验是人类认识世界的重要实践活动之一 高等学校实验 室是隶属学校或依托学校管理 进行实验教学或科学研究 生产试验 技术开发的重要基地 是学校教学 科研条件的重要组成部分 实验室建设在全面推进素质教育 培养学生鼢劬新 精神和实践畿力方面起着重要作甩 它是创新人才培养的摇篮 是一所大学办学水平的重要 标志 大学生创新能力与实验室建设是相互关联的 一方面 实验室建设能促进大学生创新能 力的发展 另一方面 培养和发展大学生创新能力对实验窒建设提出了更商的要承 从而进 一步推动实验室的建设与发展 般地 大学生创新能力结构包括剑新意识 创额思维能力 剑新实践能力 反思与评价能力等四个郝分 它们与建构芏义理论 菲线性自组织理论和多 元智能理论等榴关教育理论具有密切的关系 但是 目前大学生剑薪能力普遍铰低 售俸上 剑新能力还较差 其创新能力缺乏的主要表现仍然存在 参照信度 效度和可操作性等三个要素来设计大学生对实验室建设现状的看法的谓查问 卷 对3 所具有代表性的高校的部分学科专业的大学生进行问卷调查 以此为基础 积极探 讨以培养大学生创新能力为目标盼实验室建设举措和策略 主要内容包括转变实验教学观念 优化实验教学体系 加强实验室开放和实验教学示范中心建设 在实验室积极组织学科竟赛 等课外科技活动 关键诃 创新能力实验室开放实验教学示范中心学科竞赛 西南人学硕 学位论文 a b s t r a c t s t u d yo nl a b o r a t o r yc o n s t r u c t i o nb yc u l t i v a t i n g u n i v e r s i t ys t u d e n t s c r e a t i v ea b i l i t ya st h ea i m m a s t e rd e g r e e c a n d i d a t e j i a n gx i m i n g s u p e r v i s o r p r o f e s s o rs u nz h e n d o n g a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g yc o m e sf r o me x p e r i m e n t e x p e r i m e n ti s o n ei m p o r t a n tp r a c t i c a la c t i v i t y t h r o u g hw h i c hh u m a nu n d e r s t a n dt h ew o r l d u n i v e r s i t y l a b o r a t o r yi su s u a l l ys u b o r d i n a t et ou n i v e r s i t yo rr e l i e so nu n i v e r s i t ya d m i n i s t r a t i o n i ti s i m p o r t a n tb a s eo fl a b o c a t o r yt e a c h i n g s c i e n c er e s e a r c h p r o d u c t i o ne x p e r i m e n ta n d t e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t i ti s a l s oa ne s s e n t i a lc o m p o n e n to fu n i v e r s i t ys o t h a r e c o n s t r u c t i o n l a b o r a t o r yc o n s t r u c t i o n w h i c hi s t h ec r a d l ef o ri n n o v a t i v et a l e n t s c u l t i v a t i o n p l a y sa ni m p o r t a n tr o l e i np r o m o t i n gq u a l i t ye d u c a t i o n c u l t i v a t i n gt h e s t u d e n t s c r e a t i v es p i r i ta n dp r a c t i c e a b i l i t y i t i sa l li m p o r t a n tm a r ko f t m i v e r s i t y n m n i n g l e v e k t h i st h e s i sf i r s td i s c u s s e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nu n i v e r s i t ys t u d e n t s c r e a t i v e a b i l i t ya n dl a b o r a t o r yc o n s t r u c t i o n a n a l y s e st h es t r u c t u r eo fc r e a t i v ea b i l i t y w h i c h c o n s i s t so ff o u rp a r t s t h ei n n o v a t i o nc o n s c i o u s n e s s i n n o v a t i v et h i n k i n ga b i l i t y i n n o v a t i v ep r a c t i c ea b i l i t y t h er e f l e c t i o na n dt h ea p p r a i s a la b i l i t y a n dt h e na n a l y s e st h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e s t r u c t u r eo fc r e a t i v e a b i l i t y a n dc o n s t r u c t i v i s mt h e o r y n o n l i n e a rs e l f o r g a n i z a t i o nt h e o r ya n dt h et h e o r yo fm u l t i p l ei n t e l l i g e n c e i ta l s ob r i e f l y d e s c r i b e st h ep h e n o m e n o no fl a c ko fu n i v e r s i t y s t u d e n t s i n n o v a t i v ea b i l l t y b yu s i n g a s e l f d e s i g n e dq u e s t i o n n a i r e w i t h r e l i a b i l i t y v a l i d i t y a n d m a n e u v e r a b i l i t y s u r v e y sw e r ea d o p t e df r o ms t u d e n t so fd i f f e r e n tm a j o r sf r o m3 r e p r e s e n t a t i v eu n i v e r s i t i e sb a s e do nt h es u r v e y t h et h e s i sp o s i t i v e l yp u t sf o r w a r d c o u n t e r m e a s u r e sf o rc u l t i v a t i n gu n i v o r s i t ys t u d e n t s i n n o v a t i v ea b i l i t ya st h ef i n a la i m s u c ha st r a n s f o r m i n gt e a c h i n gc o n c e p t i o no fe x p e r i m e n t o p t i m i z i n ge x p e r i m e n t t e a c h i n gs y s t e m s t r e n g t h e n i n gl a b o r a t o r yo p e n n e s s s t r e n g t h e n i n gc o n s t r u c t i o no ft h e e x p e r i m e n t a lt e a c h i n gd e m o n s t r a t i o nc e n t e ra n do r g a n i z i n gs u b j e c tc o n t e s t e t c k e yw o r d s i n n o v a t i v ea b i l i t y l a b o r a t o r yo p e n n e s s e x p e r i m e n t a lt e a c h i n g d e m o n s t r a t i o nc e n t e r s u b j e c tc o n t e s t l i 独创性声明 学位论文题目 哒鳖苤太堂垒剑堑丝左茵旦拯鲍塞验窒整遮堡窥一 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究二 作及取得的 研究成果 论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果 文中已加 了标注 学位论文作者 讶西嚷 签字日期 二口 眸 月二多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留 使用学位论文的规 定 有权保留并向困家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘 允 许论文被查阅和借阅 本人授权西南大学研究生部可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫 描等复制手段保存 汇编学位论文 保密的学位论文在解密后适用本授权书 本论文 口不保密 1 1 保密期限至年月止 学位论文作者签名 话西明导师签名 料嘲 髀气 鼽哆 日 两南大学硕 学伊论文前言 x 工 j 一 刖 吾 2 1 世纪 以创新为主导的知识经济j 下日益成为社会发展的重要特征 知识经 济是世界经济一体化条件下的经济 是以知识决策为导向的经济 它涉及到知识 创新 科技创新 管理创新 理论创新 制度仓i j 新和教育创新等方面 知识经济 的悄然兴起 可以说是一场无声的革命 对人类经济社会活动的各个领域 对现 有的生产方式 生活方式 思维方式等正在和将要产生重大的影响 知识经济时代区别于农业经济和工业经济时代的重要特征是创新 创新是知 识经济发展的灵魂 要创新就必须拥有创新人才 人才的培养离不开教育 尤其 是高等教育 众所局知 发达国家的科技进步贡献率 科技进步对经济发展的 贡献程度 大都在7 0 9 6 以上 而我国仅为3 9 9 6 所以 科技进步对经济发展的 贡献 离不开科技创新 创新对社会经济发展起着非常重要的作用 我国原教育部部长陈至立同志在教育部直属高校工作咨询会第十六次全体会 议上指出 要认真贯彻全国科技大会精神 开创高等教育工作新局面 强调 全国科技大会的核心是增强我国的自主创新能力 建设仓i j 新型国家 自主创新 关键在人才 培养人才关键在教育 创新教育观念和模式 深化教育改革 培养 具有创新精神和实践能力的各类人才 要花大气力深化教育教学改革 使我 们的教育理念 内容 方法 手段和模式等适应时代进步 科技创新和人的全面 发展 路甬祥在2 0 0 6 年4 月9 日 中国科学与人文论坛 主题报告会上也做了 题为 仓l j 新国家 创新教育 的发言 指出 高等教育应重视学生个性发展 保 护开发他们的好奇心 以人为本 发挥主动性 应让学生在就学期间参与科研 培养他们的科学创新的潜能一 党的十六届五中全会通过的 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一 个五年规划的建议 明确提出 要深入实施科教兴国战略和人才强国战略 把增 强自主创新能力作为科学技术发展的战略基点和调整产业结构 转变增长方式的 中心环节 大力提高原始创新能力 集成创新能力和引进消化吸收再创新能力 从根本上说 加快科技发展 提高自主创新能力 全面推动经济振兴和社会进步 都取决于劳动者素质的提高和高素质人才的培养 我国正处在实现现代化战略目标的关键时期 社会和经济的发展对人才培养 目标提出了多元化的和更高的要求 首先 应有进取似新精神 勇于迎接挑战 知识经济时代 社会变革带来的挑战更加激烈 进取 仓吩新精神是我们战胜挑战 毋吴继国 知识经济 人民时 h t t p 删 p e o p l e c o m c n g b s h i z h e n g 2 5 2 8 9 5 6 8 9 6 4 2 0 0 2 l l l 3 8 6 5 7 9 s h t m l 2 0 0 2 年1 1 月1 3 日 财贸所东北亚信息产业发展研究课题组 发腱核心竞争力 推动信息产业科技创新 中国社会科学院院 报 h t t p 肿 c a s s n e t c n f il e 2 0 0 7 0 2 1 5 8 7 7 5 9 h t m l 2 0 0 7 年2 月1 5 日 西南火学硕十学伊论文大学实验宅建设中存在的问题及研究现状分析 的法宝 其次 要有较强的适应能力 在知识经济时代 社会迅猛发展 人们的 生活经验 思想观念和行为方式处在剧烈的变动之中 这要求人才有较强的适应 能力 能够从事物发展的动态中正确认识世界 指导改造世界的行动 再次 应 具有更高的思想品德和对社会 人类高度负责的责任感 具有开放合作的意识 最后 还应具有适应科技发展的合理的知识结构和能力结构 当代科学技术发展 的重要趋势是综合化 自然科学和社会科学相互渗透 这要求未来的人才具有围 绕本专业而建立起来的合理的知识结构 能在一定程度上兼通科学与技术 还要 具有与科学技术发展相适应的能力结构 其中最重要的是学习能力和创新能力 教育是一种自觉地 有目的地培养人的活动 它是指在一定社会背景下发生 的 使个体社会化的进程 高等教育贝i j 是一种有计划 有目的 有组织地培养高 级专门人才的活动 高等教育主要是通过其教育机构 高等学校来实现对高级 专门人才的培养 并以此来推动整个社会的发展 高等教育所培养出的大学生是 国家宝贵的后备人力资源 其知识结构和智力水平反映着人才素质的高低 从心 理学角度来说 创造力是心智结构的直接表现 针对大学毕业生就业率低的问题 目前国家正在开展大学生创业教育 这也要求大学应培养学生的创造能力 要做 到从真正意义上促使大学生智力水平更好的发展 大学阶段的实践环节起着不可 估量的作用 在实践中培养学生的创造力和创新意识是最佳的方式 实践教学 对于提高学生的综合素质 培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用力圆 大学实验不仅能让学生受到严格的 系统的实验技能训练 掌握科学实验的 基本知识 方法和技巧 更重要的是能培养学生严谨的科学思维和创新精神 引 导学生探索发现 激发学生的创新潜能 实验教学与课堂理论讲授相比 更接近 学生和实际 更容易进行启发式教学和培养学生的创新思维及实践能力 是保证 和提高整体教学质量的重要手段 培养高素质创新型人才是2 1 世纪我国高校人才培养的重要目标 作为高校培 养人才的重要阵地 实验室 也必须适应这一人才培养目标 高校应仓i j 造条件 使学生较早地参与科学研究和创新活动 所以 作为实验教学的场所 实验室 的建设对大学生创新能力的培养具有特殊的作用 一 大学实验室建设中存在的问题及研究现状分析 近年来 随着创新教育在高等教育领域的发展 把大学生仓i j 新能力的培养作 为实验室建设的一个重要目标正逐步为我国教育界所认同 很多高等教育研究者 纷纷开始从理论上进行探索 一些高校教学管理者也从不同的角度展开了积极的 王进鑫 适应知识经济挑战 变革高校人才培养规格 中国高教研究 2 0 0 1 年第3 斯 教育部 关于加强高等学校本科教学工作提岛教学质量的若干意见的通知 2 0 0 1 年8 月1 3 日 2 眄南人 产硕十学伊论文大学实验室建殴中存在的问题及研究现状分析 曼曼 曼 鼍曼曼曼 曼 曼曼曼 曼皇 曼曼曼 罡曼苎 寰 曼 曼 i 曼曼 曼 曼蔓曼 皇 曼 曼曼曼 曼曼 曼 曼 曼 实践 为此 笔者首先分析国内外在这方面的研究现状及其主要问题 明确研究 的内容 方法 现有条件及解决办法 然后论述本文所涉及的概念及其界定 一 国外研究的现状及主要问题 2 1 世纪知识经济的兴起 使知识上升到社会经济发展的基础地位 知识成了 最重要的资源 智能资本 成了最重要的资本 在知识基础上形成的科技实力成 了最重要的竞争力 知识和技术创新是人类经济 社会发展的重要动力源泉 仓l j 新对促进经济发展和国力的增强有着决定性的影响 因此 许多国家都把建立国 家创新体系作为政府的一项战略任务来抓 如一直以 模仿 为主要特征的日本 为迎接知识经济的到来 已不断调整教育和科研政策和体制 决定告别 模仿时 代 开始了从引进和消化国外技术 开发应用技术为主的模仿型 技术立国 阶段 向注重基础研究 开发高新技术 以具有创造性的科学技术推动经济发展 的阶段过渡 大力推进 科技创新立国 近几年来 日本对科技创新投入的经 费呈明显上升趋势 日本大学的基础实验室面向学部或全校开放 着眼点是自主 的 创造的实验与实习教学 主要目的是培养创新设计能力 创作能力 调查能 力 协作能力 分析综合能加交流能力等 即培养面向社会 面向实际的综合 能力 从而使日本的高等教育能够引领和协调社会的发展 其具体做法是 一是 分层次教学 因材施教 基础实验独立设课 低年级指定实验项目 高年级自选 项目 二是实验项目较少 但以设计性 综合性实验为主 以日常生活中的问题 切入点培养仓哇新能力 三是实施小范围教学 强调自主性 培养论文撰写与推理 演算能力 四是突出应用 注重实习 面向工程 实验室建设方面 日本大学有 基础实验室开放的研究 很少有专业实验室开放的研究 作为世界头号经济和军事强国 美国在实践其领先战略的过程中 成功地实 施了一系射的创新战略工程 从曼哈顿原子弹工程 阿波罗登月计射 星球大战 计划和信息高速公路到新一代汽车合作计划 强有力的推进了美国经济和社会持 续地发展 不断地增强了美国的国际竞争力 美国的教学思想一贯重视创新精神 和创新能力的培养 美国大学中实验教学的实验教材 全部是自编的讲义 教材 中常提出许多问题 指导学生在实验前 实验中和实验后思考 有些学校还组织 师生共同讨论实验中出现的阿题 他们的教学方法与教学内容年年都改 因而不 必要也不可能甩正式出版的书籍 他们认为实验的目的不只是教学生使用各种仪 器设备 也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段 主要是让学生通过实践真 p e t e r 知识经济 百度百科 h t t p b a i k e b a i d u c o m v i e 4 8 7 h t m 2 0 0 8 年5 月9 日 岱王平 马亦农 加强实验教学改革 促进创新能力培养 河海大学学报 哲学社会科学版 2 0 0 0 年第 1 2 期 3 两南人 硕十学伶论文大学实验室建设中存在的问题及研究现状分析 正掌握科学规律的真谛 学会用实验方法去证明或推翻理论 德国近二十年来不仅完成了一系列创造性量表的编制 而且深入研究劬造性 的性别差异 德国大学对实验课的教学相当重视 他们把大学实验分成演示实验 普通实验和中级实验三部分 实验课的总课时数明显多于国内实验课的总课时数 特别是他们把学生在中级实验课时的表现作为选拔博士生的重要依据 普通实验 课的整个过程可分为 实验前的预习 实验具体操作 实验报告的书写 单个实 验结束后由实验指导老师负责的小口试和全部实验结束后在实验负责老师处进行 的口试 内容包括所有实验 着重考察学生在实验中的创新思考能力圆 综上所述 从日本 美国和德国等三个发达国家的大学实验室研究来看 以 培养大学生创新能力为目标的实验室建设研究内容较少 二 国内研究的现状及主要问题 改革开放伊始 我国有识之士己开始在创新方面进行积极探索 并努力向国 内介绍创造学 创造学旨在通过人类的创造活动 摸索创造活动规律 从而开发 创造潜能 创造性地指导人类实践活动 得出仓i j 造性成果锄 与此相应的教育是创 造教育 即根据创造学所揭示的创造理论和规律 培养学生的创造意识 开发学 生的仓哇新能力的一种新型教育 但它在实施过程中侧重在操作层面上 例如动脑 动口 动手 搞小发明 小制作 或开展思维训练 发展和培养思维能力 对照 创造教育 创新教育除了包含上述操作层面上的内容以外 更强调要变革人们的 思想观念 思维和行为的方式的习惯 强调整体性 综合性和系统性的综合教育 改革 而不仅仅是教育方法的改革或教育内容的增减 仓哇新教育以创新能力的培 养为核心 即以培养学生具有一定的创新意识 创新思维 创新能力以及创新个 性为主要目标 使学生在系统地掌握学科知识的同时 发展他们的创新能力 查阅诸多文献资料 发现很多包括大学 中学帮小学等相关的实验教学研究 课题 其中多以物理 数学 语文 化学 生物 英语 美术 体育 计算机 地理等课程或实验教学来进行研究的 也有以某个实验项目或所用设备装置来进 行研究的 如 过程控制研究创新型实验及教学设备研究一 创新能力培养方面 以物理 数学和英语等某门课程研究的较多 以大学实验室建设来研究的很少 实验室是大学生进行科学探究活动的第一阵地 大学生创新能力培养不仅与实验 教学有关 还与实验室建设有很大的正相关 实验室建设中对大学生刨新能力培养的研究 国内盼老师们已做了不少工作 但多是零散的不系统的理论和见解 传统实验室建设中j 仍存在不少问题 沈元华 访美归来谈物理实验的教学改革 物理实验 2 0 0 1 年第6 册 留乐永康 德国大学实验教学情况介绍 物理实验 2 0 0 1 年第3 期 母吴柳 大学物理学 高等教育出版社2 0 0 3 年版 4 两南人学硕十学何论文大学实验室建设中存在的问题及研究现状分析 1 教学手段单一 没有将现代教学技术引入到实验教学中 授课方式以教师 讲授为主 学生被动地按实验指导要求和操作步骤进行 缺乏互动式教学方法 师生之间没有广泛的交流 2 实验教学大多附属于理论教学 没有形成独立的体系 实验内容往往滞后 于最近的科研进展 实验教材更新慢 验证性实验过多 综合性 设计性 研究 性 应用性实验偏少 已不能适应知识经济对人才培养的要求 一般的实验课不 计成绩 没有学分 不能引起学生的足够重视 有些单独设课的实验课学生成绩 评价缺乏合理的科学依据 3 实验室开放不彻底 很多实验室做到了时间上的开放 但在内容上开放还 不够 传统的实验室管理制度呆板 不利于开展开放性实验教学 4 实验设备投入不足 设备 仪器使用效率低 实验室空闲率高 没有充分 发挥出培养学生创新能力主战场的作用 5 实验室师资队伍配置不合理 外出培训时间较少 人类社会及现代科技发展史上无数事实早已充分说明了科学实验是知识的源 泉 是推动社会进步及科技发展的重要动力 现代科学技术的发展 特别是新兴 学科 交叉学科的不断出现 实际上已经打破了学科之间 理论研究与实验之间 的界限 高校是人才培养的中心 高校从事创新教育应以一定的实验室为载体 实验室具有丰富的创新教育功能 实验室是高校三大支柱之一 是重要的教学和 科研场所 只有在不断的实验中建立起较强的科技开发能力和科研创新能力 才 能仓i j 造新知识 也只有在不断完善的实验室建设中 才能培养和提高大学生的创 新能力 三 研究的内容 方法 现有条件及解决办法 根据前面对国内外大学实验室建设盼研究现状及主要问题分析 结合我国高 校实际情况 笔者认为本文研究的内容 方法及其现有条件如下所述 1 研究的内容 本研究以非线性组织理论和多元智能理论为基础 批判吸收激进建构主义思 潮中的合理主张 认真分析目前实验室建设中培养学生仓吁新能力方面存在的一些 问题 据此探讨如何在实验室建设中进一步培养学生创新能力的方法策略 为了 在实验室培养并提高大学生创新能力 笔者认为主要有以下几个研究的问题 1 分析大学生的创新能力结构及其相关教育理论依据 2 从分析目前实验室的问题出发 怎样以教育理论为指导 把大学实验创 新教育功能与培养学生创新能力相结合 从而构建培养大学生创新能力的实验教 国钟启泉 课程与教学论 广东高等教育出版社1 9 9 9 年版 5 两南人学硕十学位论文大学实验宅建设中存在的问题及研究现状分析 学平台 3 探讨实验教学体系 实验室的全面开放 实验教学示范中心建设及学科 竞赛课外科技活动等问题 这三个问题是相辅相成 相互联系的 具有一定的层次性和结构性 根据上面提出的所要研究的问题 本论文研究首先分析大学生创新的能力结 构 内容主要涉及创新意识 创 新思维能力 创新实践能力 反思和评价能力 得出具有建设性的结论 另外 为了正视现实问题 解决问题 理论的视野和高 度是至关重要的 如今 建构主义关于学习 认知和能力的理论 己成为指导教 学研究与实践很有影响力的理论 再者 勃勃兴起的非线性机制的自组织理论 从自然科学的新视角出发 成为指导培养学生创新能力的新理论 最后 探讨以 培养大学生创新能力为目标的实验室建设策略 本论文研究的重点是实验室在影响学生创新能力方面的调查问卷设计及其结 果分析 只有找准了问题 才能探讨相应的方法策略 希望通过研究能解决大学 实验中培养学生创新能力的一些实际问题 从而对当前实验室建设具有一定的指 导意义和参考价值 2 研究的方法 研究的方法尽量做到多样化 主要有文献法 问卷调查法 经验总结法和访 谈法 为了弄清大学生对当前实验室建设的真实想法 将编制问卷 对学生进行 调查研究 论文应用建构主义理论 非线性自组织理论及多元智能理论来进行阐 述 另外 做纵向与横向比较能够看清楚问题的本质 在研究中将弓 用大量文献 1 问卷调查法 参照信度 效度和可操作性等因素来设计大学生对实验室现状的看法的调查 问卷 对3 所有代表性的高校的部分学科专业的大学生进行问卷调查 从大学生的实际情况出发 通过查阅文献资料 走访多位实验专职教师 吸 收他们宝贵的意见 经过反复对比 筛选 修改 最后形成了1 7 个问卷题目 包 括实验项目选题与开发 实验室全面开放 实验教学师资队伍和实验室管理等内 容 主要是了解学生对目前大学实验的现状有何看法 从而有针对性的提出解决 措施和办法 每个问题从态度或频率表现的程度来考查 态度设五个等级 非常 很 有点 基本 不 不管 反对 一 频率也设五个等级 总是 经常 有时 很少 从不 问卷的整个设计见附录 本论文以重庆工学院 刚升格为大学的重庆交通大学和进入 2 1 1 工程 的重 庆大学等3 所具有代表性的高校的大学生为抽样调查对象 以重庆工学院机械工 程实验室为依托来进行研究 所得结果具有一定的代表性和仓i j 新性 但是 由于 大学实验室覆盖面广 各学科各专业对实验室建设的要求各有不同 本论文所研 6 两南人学硕十学伊论文人学实验聿建设中存在的问题及研究现状分析 究的内容可能难以面面俱到 2 访谈法 到实验室向授课老师了解学生发现问题及解决问题的实际能力 倾听学生对 实验室建设的一些看法 向领导和同事了解实验室建设中存在的问题及其改进措 施 借用外出培训学习期间 向其他高校实验室管理人员和实验教学老师了解实 验室建设的一些问题和建议 3 研究的现有条件 本人自工作以来 一直在重庆工学院教务处实验教学科工作 主要从事实验 室的建设和管理 实验教学运行 实习 课程设计和毕业设计的管理与监控 组 织大学生参加各种国家级赛事等工作 期间先后经历了1 9 9 9 年学校合格评估工作 2 0 0 3 年学校实验室评估工作 2 0 0 5 年学校本科教学水平评估工作及2 0 0 6 年和2 0 0 7 年重庆市基础性实验教学示范中心申报工作等几项学校发展中的盛事 所有评估 活动都考查了学生创新能力的表现情况 置身其中 有些经验和体会 在实验室建设方面 主要干物是清华大学主办的 实验技术与管理 和上海 交通大学主办的 实验室研究与探索 笔者坚持阅读 认真学习 吸收养分 先后公开发表了关于实验室评估工作 学分制下实验教学改革 毕业设计的管理 和学科竞赛组织策略等文章 经常到实验课堂听课并作调查研究 参与编写相关 专业实验教材 参与实验教学管理系统开发 通过上网 浏览图书和学术性杂志 等 查阅到很多相关资料 这些 使我具备了撰写该篇论文的研究条件 四 本文所涉及的概念及其界定 本文所使用相关概念主要有仓i j 新 创新能力和实验室等 创新 普遍意义的理解是指 发现新事物 提出新理论 有所新发展 新 运用并有新成果产生的过程 仓寸新的本质是指有不同于往常的 积极意义的 新 它的意义和 仓l j 造 c r e a t i v i t y 词紧密相连 与 革新 i n n o v a t i o n 一词 相互包容 因此可以说 创新具有仓i j 造与革新的合成含义 体现出新颖性 继承 性 变革性 价值性 先进性的特征 人类社会的历史就是不断创新的历史 创 新是人类社会的主旋律 创新与人类社会共存 共同发展 创新能力 是指创新主体在发现新事物 提出新理论 实践新成果过程中 所表现出的创新意识 创新思维能力 创新实践能力 反思与评价能力的总和 这种能力能够直接影响人在创新活动过程中的活动效率 属于人的个性心理特征 范畴 实验室 是指根据不同的学科 不同的专业 根据相应的实验性质 任务 与要求 设置相应的实验装备以及其他专用设施 由实验老师指导大学生进行科 7 阳南人 硕十0 伊论文人宁生创新能力与实验空建设的关系 学实验的场所 实验室是科学盼摇篮 是科学研究的基地 在实验室进行教学 其目的是让学生受到严格的 系统的实验技能训练 掌握进行科学实验的基本知 识 方法和技巧 培养学生敏锐的观察力和严谨的思维能力 培养学生与动手相 适应的创新能力和创新精神 二 大学生创新能力与实验室建设的关系 实验教学是高等教育必不可少的组成部分 而实验室是培养大学生实践能力 的重要基地 在探讨以培养大学生创新能力为目标的实验室建设这一课题前 有 必要先阐述大学生创新能力与实验室建设的关系 然后深入分析大学生创新能力 结构及其相关教育理论 最后 简要分析目前大学生创新能力缺乏的主要表现 一 大学生创新能力与实验室建设的关系 大学生在实验室进行实验的特点是某种科学思想与技术结合的过程 即在科 学思想指导下 运用技术手段 实现科学实验过程中所需的稳定条件 以达到获 取实验结果 验证假说 形成新概念和新知识的目的 在实验教学中 除学生参 与的科学实验外 上述实验中涉及的科学思想 技术 稳定的条件和实验结果 对教师来说 大多是已知的 对学生贝l j 大多是未知的 学生进行实验 是学生用 已知的理论和技术 探求未知的学习活动 学生不但学习新技术 还要学会从实 验中获取新知识 既要动手 又要动脑 这时 学生是实验的主体 一方面他们 对实验的兴趣和对实验的理解 他们掌握的技术和理论的深度 都对实验能否收 到预期效果和实验质量有较大的影响 另一方面 学生在动脑又动手的实验过程 中 思维活跃 尤其是仓l j 造性思维 远比课堂理论学习时活跃得多 所以 在培 养大学生创新实践能力方面 相对于理论教学 实验教学的影响更深远 作为实验教学的平台 高校实验室既是教学科研的基地 又是培养大学生实 践能力和创新精神的主战场 实验室建设是从事实验教学 科学研究 技术开发 等教学科研的实体 也是办好一所高校的基本条件之一 实验室建设在保证大学 生个性发展 实现知识拓宽 延深和大学生创新与实践能力培养等方面 特别是 在培养工科大学生舡程实践能力和创新能力方面 有着独特而重要的作用 通 过实验室建设 可以显著培养学生观察 分析 判断 综合 推理 比较 抽象 等基本的实践能力和创新能力 创新人才的培养已成为我国建设创新型国家的决定性因素 所谓创新人才 就是在全面掌握基本知识的基础上 具有创新意思 仓i 撕精神 创新能力并能够 取得仓l j 新成果 从而解决前人未能解决的问题的人才 2 l 世纪 以高新技术为核 易红 高校实验教学与创新人才培养 实验室研究与探索 2 0 吣年第2 期 8 两南大学硕十学伊论文大学生创新能力 j 实验宅建设的关系 心的知识经济将占主导地位 知识经济的发展强调劳动者必须具有较全面的能力 和素质 尤其是仓i j 新能力 培养仓i j 新型人才是党在新的历史时期的教育方针 是 我国高等教育新一轮的教育改革和教育转型 这种变化是确定高等学校实验室建 设工作目标的依据 高校实验室的建设应向有利于学生全面素质提高和创新能力 培养的目标前进 高校应以当前实验教学改革为先导 以实验教学平台建设为内容 以管理体 制改革和运行机制创新为重点进行实验室的规划与建设 实验室在培养人的创新 能力方面对实验室建设提出了很高的要求 高校实验室的建设如何才能满足大学 生全面素质提高和创新能力培养的需要 是摆在广大实验室建设和管理工作者面 前的一大课题 二 大学生劬新能力的结构分析 关于大学生创新能力结构问题 中外众多的心理学家和教育家都发表过不同 看法 其中 谈得较多的是仓f j 造力结构 1 9 9 9 年l o 月 在中国比较教育研究会第 十届年会上 我国著名教育家顾咀远教授认为 创新与创造没有本质区另 j 区分 二者盼概念没有太大的意义 因此 笔者将创造力结构和仓l j 新能力结构融合在一 起 根据一些心理学家对仓4 新能力结构的观点 再结合当前很多相关文章论述有 关创新能力结构的概念圆 对大学生创新能力结构具有的共同点作如下归纳 1 创新意识 是指潜藏在创新主体内心的 意在追求创新的一种心理冲动 是创新欲望 愿望 观念和思想的总和 创新意识是创新活动的开端 是创新的内在驱动力 创新意识强的人不仅时 时有追求新知识 新发现的欲望 而且常常将创新欲望变成一种自觉行动 从而 以新的视角来看待问题 所以 创新意识是创新能力的必要前提 仓吩新意识包括求知欲 好奇心和问题意识 其中 最重要的是问题意识 它 也是仓惭意识的本质所在 英国哲学家波普尔说 科学知识的增长永远始于问题 终于问题 愈来愈深化的问题 愈来愈触发新问题的问题 对大学生而言 强烈的问题意识是他们具有创新意识的核心 2 仓f j 新思维能力 是指创新主体在 定的知识 经验和实践基础上 伴随思 维方式的改变而提出新理论 新观点和新想法的思维能力 仓l j 新思维能力是创新能力的核心 贯穿于创新活动的始终 仓哇新思维能力强 的人 常常能突破传统的思维模式 以崭新的思维方式发现问题和解决问题 并 能获得一系列新成果 世界上 凡是有所建树的科学家都有很强的创新思维能力 程正则 大学物理教学的创新研究 华中师范大学硕十学位论文 2 0 0 5 年5 月 李世海 高兆宏等 创新教育新探 社会科学文献出版社2 0 0 5 年版 9 两南大学硕十学传论文人学生创新能力与实验室建设的芙系 创新思维能力是创新能力的集中体现 创新思维能力主要包括以下五种能力 1 发散思维能力 是指从不同角度或以不同方式分柝 解决问题的能力 我 们常说的举一反三就属于这样一种能力 2 逻辑思维能力 是以概念 判断 推理等思维形式 达至i j 对事物本质和规 律认识的思维能力 人类社会大多数理论成就都是通过逻辑思维获得的 能否自 觉地应用逻辑思维来创新是衡量一个人仓i j 新思维能力的重要标志一 3 批判思维能力 是指一种不盲从权威 敢于标新立异的独创性思维能力 批判性思维能将人的思维从传统模式的枷锁下解放出来 从而对同一事物获得不 同于往常的 崭新的认识 4 直觉思维能力 是指不依赖完整的分析过程与逻辑程序 而是从整体上把 握研究对象 依靠经验和直感 快速地做出判断和结论的思维能力 直觉思维对 科学发展起着巨大的推动作用 阿基米德 浴盆中的直觉 产生了浮力定律就是 一例 5 想象思维能力 是指借助想象进行思维的能力 想象是科学发现的重要途 径 爱因斯坦说 想象力是科学研究中的实在因素一 量子论之父普朗克在其自 传中指出 创造性的科学家必须具备 对新观点的一种活跃的自觉想象力 这些 新观点不是演绎得出的 而是通过艺术家一般的创造性想象得出的 3 创新实践能力 是指创新主体把新思想付诸实施 实现创新成果的行为能 力 创新活动中 要检验和实现自己的创新设想 实践是唯一的途径 古人云 纸 上得来终觉浅 绝知此事要躬行一 这也是从理性认识回归实践的第二次飞跃 因此 创新实践能力是大学生创新能力结构中不可忽缺的因素 大学实验课最明显的特征是其实践性 从这个角度来看 大学生的创新实践 能力应包括以下几个方面 1 动手应用能力 主要包括 组装仪器的能力 即对实验仪器进行操作 使之组合成某一套实验装置 调试装置的能力 即对实验装置进行调试 以达 到某一个或一系歹l j 的工作点 测量能力 即使用工具测量某些数据量 从而达 到实验目的 数据处理能力 即通过分析 综合实验数据 抽象出数据量之间 的规律 故障处理能力 即当实验进程遇到障碍时 能够想出办法排除故障 应用能力 即应用所学知识分析新阎题 解决新问题的能力 是动手应用能力 的较高层次 2 交流合作能力 是指仓蜻吁个体之间交换信息 相互协作的能力 现代科学 的发展 越来越需要群体的共同协作来完成 在劬新实践中 个体之间的交流合 作能够聚集集体的智慧来克服困难中的关键问题 从而获得巨大成i 办o l o 西南人学硕卜学伊论文大学生创新能力与实验窀建设的关系 3 观察能力 是指人运用感官作用于客观环境所表现出的精确而敏锐的并能 抓住事物本质特征的认知能力 观察力是智力活动的开端 是进行创新活动的前 提条件 评价观察力发展水平的标志为 观察的深刻性 观察的理解性 观察的 敏锐性 观察的全面性 4 反思与评价能力 反思能力指的是对自己的思想和行为的工f 确性的一种监 控和调节能力 属于元认知范畴 评价能力是指对自己和他人的思想和行为是否 符合客观实际的认识能力 与自我意识有关 自我反思能力和正确评价能力常常 结伴而行 由于创新活动所得的结果具有新颖性和独创性 其正确性需要经过实践的检 验 创新主体对自己应有清醒的认识 既不能妄自菲薄又不能狂妄自大 时时反 省自己 检查哪些想法是对的 哪些行为有失误 对认定的真理应坚定信仰 对 错误的观点应勇于放弃或修正 正确的评价能力能使创新主体的创新设想更趋符合客观实际 通过评价自己 做到有自知之明 认识自己的创新价值的新颖性和独创性体现在哪些方面 应该 采用怎样的措施完善创新步骤 通过评价别人 取人之长 补己之短 从而完善 自我 增强思维的能动性 自我反思和正确的评价能力能够进一步激发人的问题意识 强化创新意识 因此 自我反思和正确的评价能力是大学生创新能力结构中的重要人格因素 缺 少这种因素将会严重阻碍他们创新能力的发展 破坏创新能力结构的完整性 创 新 i 瞻 力 t 基 动手应用能力 交流合作能力 观察能力 图l 大学生创新能力结构 1 1 两南人学硕十学伊论文人学牛创新能力与实验窀建设的关系 总之 大学生的创新能力结构包括创新意识 创新思维能力 创新实践能力 反思与评价能力 创新能力结构各要素不是独立的 而是相互联系 相辅相成 环环相扣 具有系统性的特征 其结构如图l 所示 从创新活动的顺序来看 一般先有创新意识 经过仓i j 新思维 接着是创新实 践 最后是自我反思和对正确性的评价 从相互关联来看 首先 创新思维能力 是核心 贯穿于整个创新活动的始终 其次 创新意识是起点 创新实践是对创 新思维的落实 自我反思和正确的评价能力起 反馈 作用 从而形成一个 正 反馈 系统 它们的联系如图2 所示 厂 厂 厂 创 图2 大学生仓i j 新能力结构关系图 能力 三 r 大学生创新能力的理论依据 从理论上讲 创新的能力人人皆有 尤其是大学生 他们的知识 经验已有 一定程度的积累 扩大和加深 抽象逻辑思维能力得到了显著的发展 从思维品 质上看 大学生思维的独立性 批判性和创造性都很强 他们不愿接受现成的结论 喜欢探索 受传统观念束缚较少 思想活跃 想象丰富 这些都是大学生进行戗 新活动的有利条件 但在实际生活中并非人人都能创新 影响大学生创新能力发 展的因素有很多 在教育理论中 建构主义 非线性自组织理论和多元智能理论 等与大学生创新能力的培养及发展有很大的关联 笔者在此简要分析大学生创新 能力的理论依据及其对实验教学的启示 1 建构主义理论 1 建构主义关于认知学习的主要理论观点 建构主义最早可以追溯到瑞士的皮亚杰 他认为人的认识过程源于刺激 然 后是人对这种刺激的同化 如果这种刺激能够与原图式同化 则达到认知平衡 如果不能同化 人就会修改或创造出某种图式来顺应这种刺激 形成新的图式 并达到新的平衡 如此循环往复 建构主义理论认为 认知是个体性的积极的主动的建构过程 也是社会性的 以工具为中介的合作建构过程 有意义的学习是有意图的 复杂的 处于它所发 生的情境脉络之中 2 建构主义理论与创新能力培养具有内在一致性 第一 建构主义强调经验和背景在教学过程中的作用 认为学习并非是信息 1 2 两南人学硕十学伊论文大学生创新能力一 j 实验窜建设的关系 曼曼曼 曼 曼 曼曼曼 曼曼曼曼曼 曼 曼苎曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼 曼曼曼曼蔓ii 曼曼曼曼曼曼 曼蔓 曼皇 量的积累 而是由于新 旧经验冲突而引发的观念转变和结构重组 学习并非仅 仅是信息的输入 存储和提取 而是新旧观念之间的双向互动过程 在这个过程 中学习者表现出对旧图式的加工 反省 修讵和取舍 从而形成新图式 因此能 够培养学生发现问题 批判性思维 自我反省和正确的评价能力 第二 建构主义强调学习者对新情境积极主动的反应 即主体对知识的主动 探索 主动发现和有意义的建构 在这个过程中 学习者的求知欲 好奇心被充 分激发 对新情境的反应强烈 由此会不断提出一个又一个问题在这些驱动力的 推动下 学习者需要动手 动脑进一步解开深藏于事物内部的奥秘 因此 学习 者的创新意识和创新实践能力得到及时的发展 第三 7 建构主义强调学习环境中的交流合作 互动学习 从而产生新知识 在互动的学习过程中 学生有更多的机会向其他人提出问题或听取他人的意见 由此 增加了学生的信息量和思维水平 从而发展他们