实验室面临的时代挑战

1.科技发展背景

世界科技的高速发展推动了我国对科研实验室的重视。20世纪70年代以来,由于信息技术、新材料技术和生物技术的蓬勃发展,技术革命和技术进步日新月异,整个世界的经济进入了高速发展时期。科学技术作为经济发展的战略重点,在各个领域内的竞争达到空前激烈的程度。科学研究的组织形式不断变化,研究的复杂程度日益加大,促进基础研究领域各学科之间的交叉不断扩大和深化,新兴学科、边缘学科不断涌现。同时,科学发展的投资急剧增加,实验环境条件对科学研究影响日益显著。面对世界科技的高速发展,在重视各类实验室建设的同时,我国开始建立国家重点实验室的战略。

我国社会经济的改革与发展促进科研实验室的建设与发展。十一届三中全会以来,我国进入改革开放的新的历史时期,需要科学技术发展做先导。另一方面,随着国民经济总体水平的提高,国家有能力资助科研实验室的建设,并优先支持前沿领域的科研机构和人才培养机构。

我国在基础研究方面存在一些问题,如基础研究领域相对封闭、人员流动不畅、学术思想近亲繁殖、研究工作缺少活力、受研究经费限制、优秀人才流失、研究生培养体系尚需完善。针对上述问题,我国开始日益重视国家重点实验室的建设。

随着国家重点实验室建设工程的推进,重点实验室已经成为基础性研究基地,成为高级人才的培养基地,促进学术交流与合作,并推动学科的建设和发展。由于国家重点实验室的建立是择优而建,并与国家重点学术建设相联系,其学科基础性好,可以通过科研优势巩固已有的学科。重点实验室建设还促进学科间的交叉和综合,形成一批学术中心,并且开辟了一些新的研究方向,拓宽了原有的研究领域,产生了一些新发现、新理论,促进了一些新学科的建设和迅速发展。

1984年启动国家重点实验室以来,转眼30年过去,人类基因图谱、水稻基因图谱、基因工程药物与疫苗、转基因动植物、信息技术、智能技术等一大批高深的基础研究和高科技成果从这些实验室走出。可见,国家重点实验室带动了我国基础科学、高技术产业乃至整个科技事业的全面发展。

2.教育改革背景

新的时代背景下,现代教育改革提出教学要实现三个目标,即:知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观的“三维”教学目标,其核心是培养学生相对于国际化和信息化的复杂社会的主体的、创造性的自我解决问题和开拓未来的综合生存能力,使学生具有自己发现问题、自己学习、自己思考、自主判断、解决问题的能力,与他人合作能严格自律,体谅他人的同情心和感动心等人情性,以及健康的身心和充足的体力,还有崇高的理想和为科学献身的精神。就目标和目的而言,实验教学与现代教育改革的目标不谋而合。

(1)素质教育呼唤实验教学。现代教育思想中最重要一点是,一切为了学生的发展。实施素质教育和创新教育,首先体现在教育观念的更新和人才培养模式的转变方面,目的是培养学生的实践能力和创新能力,全面提高学生的综合科学素质。培养能力的唯一途径是实践活动,实验教学由于其特有的实践功能,通过实验教学可培养学生的实验意识,贯穿于学生的知识、能力、品质、习惯等各个方面。在实验教学过程中,学生的学习,除了身体器官参与外,还需要注意、观察、记忆、想象、思维等智力因素,以及兴趣、情感、意志、性格等非智力因素的积极参与,实验教学全面深入地推进素质教育的进程。学生的兴趣、动机、信念和情操等具有创新的个性品质可以在实验教学中得到培养。

(2)实验教学促进主动学习。现代教育思想以促进学生发展为中心,以主动学习为基础。因为社会的发展,包括经济、政治、文化在内的社会整体发展,都是以人的全面发展为本质与核心,或者说人的全面发展是社会的本质属性和根本要求。

过去,分数作为衡量教育成功的唯一标准,造成了普遍的高分低能现象,也造成了学生对实验的重要性认识不足。实验的设备和器材作为一种重要的教育资源,未能受到应有的重视,没有达到其实际应用效果。(www.xing528.com)

过去,实验教学内容只由教材决定,并且实验方案已定,步骤已明,结论也已知,学生只要按部就班地进行操作、读数、记录和计算结果就行了,这种教学模式缺乏创新气息。

过去,教育体制不太注重创造性人才的培养,留给学生自主发挥的空间太小,学生不敢也没有机会发表不同观点,没有学习的主动权,也没有创造性思维的氛围。广大学生未能排除“固定观念”及其偏差想法,甚至宝贵的创新思维被白白地错过了。

在教育模式、学习方式正在发生根本性变革的今天,实验教学的实施势在必行。实验教学应着眼于学生的终生教育和多层次、全方位发展。积极创造实验教学改革的条件,首先是培养创造型教师。教师在教学中处于主导地位,应以创新者、交往者和促进者的面貌,全方位地积极介入,彻底改变被动学习的局面。

(3)实验教学策应创新教育。教育本身要创新,但更重要的是要培养学生的创新能力。创新能力和实践能力是综合素质中的两个突出的能力,互为表证,互相促进。

进一步来说,通过实验教学,实施素质教育,可让学生在学习科学知识的同时,了解科学知识的学习过程、学习方法及其对社会发展的作用。在此基础上,引导学生独立思考,树立创新意识,萌发创新思维。创新思维是一种独特的信息加工艺术,最能引发创造出新成果的思维方式,它是人类智慧的核心部分,涉及社会进步、人类文明以及制度完善。独立思考是一个人成功的最重要、最基本的心理品质,也是创新精神和创新能力形成的前提和前奏。可从培养学生的实验意识、问题意识入手,培养学生的创新意识,进而培养学生的创新精神包括创新能力。

实验教学与德育教育有机结合起来,可使学生的创造能力向创新能力转化。具有明确的社会目标和强烈的时代特征的创新,才具有永恒的、强大的生命力,对学生创新能力的培养才具有更大的策动力。

(4)实验教学推动教育现代化。实验教学促进了知识和能力的有机结合,促进了创新精神与实践能力的有机结合,促进了知识与技能、情感与能力(包括创新能力、实践能力)的统一,是一门综合性学习课程,充分体现了现代教育思想和理念。

从现代人才观的角度来说,信息社会需要的是创造型人才,他们不仅知识面广,具有专业特长,而且具有实践能力、办事能力和科研能力等反映基本素质的综合能力,形成了雄厚的知识和能力基础;他们是能经受挫折、压力甚至打击,具有成功基础和根本的智商和情商,表现出在困难和逆境中保持坚韧不拔的人才;他们是具有强烈创新意识和创新能力的人。实验教学所要培养的就是这种人才。

从现代学生观和师生观来说,学生的主体地位,表现在他们是一切教学活动的出发点和归宿,老师的主导作用只是引导学生学习知识和解决问题,教会学生掌握学习策略,只是学生学习的帮助者。在学习知识的同时,致力于提高学生综合能力和综合素质,实验教学正是这样开展的。

从现代教育观来说,整个教学过程,即教与学的过程,都是“教”服务于“学”的过程。因为“教”是外因,“学”是内因,外因是变化的条件,内因才是变化的实质。方法设计是学习过程必不可少的环节,“教”要通过科学的教学设计,创造最佳的外部环境,以适应“学”的内部过程的需要,充分调动内部积极因素和内部活跃机制,让学生积极参与,积极探索,积极思考。不仅培养学生发现和解决问题的能力,而且培养学生的创新意识和创新能力,实验教学过程充分体现了教为学的服务过程。