【创新项目对本科生创新思维的培养】 怎样培养创新思维

创新项目对本科生创新思维的培养

1注重细节，培养严谨性思维 严谨性是科学创新研究最基本的要求，也是最重要的要 求。科研课题探索若缺乏严谨性的实验是没有说服力的，得 出的结论也不能让人信服。尤其生物类专业是以实验性为主 的学科，“大学生创新项目”在提高本科生严谨性思维方面 起到推动作用。艾弗里(Avery)的肺炎球菌转化实验将肺炎 球菌DNA提纯至99．98%，仅含0．02%的杂质，当时“肺炎球 菌的转化因子为DNA”的结论，依然没能得到那些挑刺科学 家的认可［2］。无论在传统实验还是创新型实验中，学生 们都应从微小细节入手，比如基因扩增(PCＲ)反应体系中Taq酶或引物的单独加样量仅需0．2－1ul，要求学生极为细 心地操作，降低实验误差，才能获得较好的实验结果，从而 增强学生对科学探索和科学实验的积极性。实验性研究实质 上是一项很繁琐的工程，从了解实验室基本规则、认识器材 到动手实验，每一个环节都至关重要，所以必须以严谨的态 度对待任何一个实验。例如:基因重组实验，从对实验器材 的消毒灭菌、试剂的配置，到酶切、连接、转化，都是一环 扣一环，只要其中一步有误，就会导致整个实验失败。科学 严谨性思维自始至终贯穿在整个实验环节，这对实验结论的 准确性至关重要。在大学生创新实验中，培养严谨性的思维 能力在于求真务实的态度。实验设计应当反复推敲，力求严 谨周密、思路清晰，具有较好的操作性。在实验操作过程中 应从严谨的角度出发，准确取样，精确分析，及时记录数据 等等。实验研究特别忌讳马虎和随意，以免形成一种惰性习 惯。

2打破僵化的思维瓶颈，激发学生的发散性思维 生物类本科实验课程内容多以验证性为主，即经典原理 再现和“照葫芦画瓢”式的实验操作过程，学生也习惯将教 材和教师课堂教学当作绝对权威，放弃主动思考和探究的机 会。近年来，随着生物技术的迅猛发展，PCＲ技术、West－ Blot技术、microＲNA测序等广泛应用，对生物类本科生的 知识和技能提出更高的要求，势必要打破僵化的思维模式， 激发学生动态的发散性思维。常言道，发散思维是想象力源泉的广阔通道，是创造力得以表现的重要因素［3］，发散 思维与创新思维是密切相关的。在大学生科研创新项目中发 散思维更是发挥了重要作用，需在课题确定标题之前先有一 个点，比如在研究油菜种皮颜色形成的生物机制时，首先控 制油菜种皮颜色性状的物质是什么，其化学结构是什么，是 由哪些基因主导调控，基因在调控过程中可能受到哪些因素 的影响，基因之间的正反馈调控作用等等，这都是发散思维 带来的一系列思考，使得零散的知识点变得更加系统有序， 在积极的思维和探索中使得原有的知识体系和结构变得更 加合理、完善。学生利用逆向思维和侧向思维的方法来解决 问题往往能达到意想不到的效果。他们在课题研究中巧妙地 避开问题的锋芒，从不起眼的地方着手挖掘。比如对一些有 毒有害物质的合理回收、分解和再利用，如果单单从分解这 一个角度来考虑会造成浪费或二次污染，而将它转化后既能 消除污染又不浪费资源。大学生创新项目为生物类本科生提 供了一个具有挑战性的科研平台，促使学生主动参与，成为 知识的积极探求者，进而大大提升了学生主动发现问题、思 考问题、解决问题的能力。

3跨越思维定势和从众心理障碍，训练批判性思维 “批判是科学的生命”［4］。在生物领域的科研实践 中，既要求严谨的治学态度，也要求跨越定势思维和盲目从 众心理障碍，用批判性的眼光来评价和筛选真正有价值的信 息。大学生创新型项目对生物类本科生批判性思维的培养有很大的促进作用。比如试验开展和实施的整个过程，学生们 也在经历着一个对实验洞察、分析和评估的过程;在每一个 阶段性实验总结时，团队成员集思广益，相互交流在课题环 节中碰到的棘手的难题，敢于质疑答疑，敢于构思设想，迸 发出新的想法、新的思路。在不同观点的交流、辩论与合作 中思考，不知不觉就锻炼了批判性思维。计划不是唯一和固 定不变的，在制订实验计划这一环节中，可能计划赶不上变 化，为更好地完成项目，需要不断地调整计划，充分考虑现 实情况，通过正反全面分析，考察多种不同或备选的方案， 以动态和批判性的思维来应对实验中的某些瞬时状况，以便 使项目更好地开展。在进行生物实验时，对于实验药剂的用 量和种类，每一步骤所需时间、条件等等，并不是一味地遵 循前人所留下的数据，而是在前人的基础上继往开来、不断 摸索，寻找最合适的实验解决方案，从不同的侧重点评估实 验方法和探讨思路。项目结题时，学生反思所完成项目的不 足，总结经验教训，这些都有效地培养了批判性思维。批判 性思维将思维进行再剖析，正确评价问题，并将其用于实践 ［5］。在信息繁杂的时代，这种思维能力对大学生的发展 尤为重要。本科生利用大学生创新型项目有效培养了批判性 思维和应变能力，与此同时训练了解释、分析、评估、推论、 说明、自我校正等一些基本技能，能够整合批判性思维的各 种技能并加以有效运用，增强学习能力和自信心。

4克服挫败感应对挑战，激励学生的创造性思维创新性实验课题存在探索性和创造性，有可能会经历挫 折或失败，需要反复进行实验尝试，完善研究方案。在这个 过程中需要克服挫败感，细心分析失败原因，利用批判性思 维和创造性思维，努力寻求并发现走出困境的突破口。比如 前期在油菜籽种皮的ＲNA提取实验中，ＲNA总是发生降解， 导致提取效率很低且材料不易获得，团队成员灰心丧气;通 过调整心态，团队成员战胜挫败感，冷静应对挑战，继而对 所用器材严格消毒并保证在冰上操作等步骤的改进和实施， 实验结果明显好转。在开展大学生创新项目时，指导老师要 给学生一些鼓励和成功实验案例的体验，激发他们的自信心 和成就感，调动学生尚处于萌芽状态的各种潜在的创造性思 维。生命科学研究中有许多前沿的、有趣的科学问题，老师 若能适当引导学生并活跃其内心情绪，从人体生理学角度来 看，可以激活学生大脑神经细胞，点燃他们探究生物奥妙的 兴趣和欲望，使学生倾注热情到专业学习和实践中，极大地 丰富他们的想象力和经历挑战后的意志力，克服并战胜困难 和挫折，激发创造之源，进而提高认知和创造活动的效率及 效果。

5培养学生的整体性思维 整体性思维强调统一性。“大学生创新项目”整个实施 过程犹如一个具有完整故事情节的经历，它要求整体全面地 分析问题，挖掘并寻觅整体中的关键条件作为解决问题的切 入点，从整体性思维出发，遍及到各个局部环节，顾全大局。运用整体性思维，能够让同学们在实验之前充分考虑到实验 所需的准备材料，所要进行的步骤，可避免的因素是什么， 不可避免的因素怎样尽量减少损失。这样有利于学生们在进 行项目研究时少走很多弯路，也可以培养他们“见微知彰， 见柔知刚”的能力。大学生创新型项目从组建团队、撰写申 请书、经费预算，到通过批准后实验的开展和实施，研究论 文的写作和结题等，对培养整体性思维都非常有益。一个课 题得以完成，团队需要进行全面分析、通盘考虑，在进行总 体分析的基础上考虑细节，方能从局部入口逐渐完成大局任 务;学生的一次生物实验，应用整体性思维要有全局观念， 从大处着眼、小处下手，实验开始前切忌盲目下手，而是先 思考为什么要进行这个实验，目的是什么，预期结果可能是 什么。接着搜集实验所需的材料，规划实验步骤方法，利用 并整合实验室资源，达到资源共享，可以避免不知道如何使 用仪器的尴尬，在操作过程中不会因寻找试剂和仪器设备而 东奔西走焦虑不安，减少操作过程中的失误。正确运用整体 性思维，则会使学生们分清事情的轻重缓急，避免绕弯路。

另外，创新小组利用科研实践不仅锻炼了独立开展工作的能 力，而且培养了相互合作、团结奋进的精神。综上所述，依 托和实施“大学生创新项目”对培养生物类本科生的创新思 维能力有很大的促进作用，帮助他们成长为锐意进取、具有 创新能力的人才;将创新性项目中培养的思维和能力注入到 学生今后的生活、学习和工作中，能帮助他们解决问题，为今后的成功奠定基础。