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摘 要 本文从嘉定一中创新实验室的建设入手，以嘉定一中创新实验室的建设为例：从创新实验室建设目标；创新实验室活动设计；创新实验室活动特色建设等方面展开探讨，并对当前学校创新实验室建设存在相关问题做了简要分析。
关键词 创新实验室 建设 创新精神与实践能力
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 创新实验室建设的目标
（1）提高实验教学质量，培养学生创新能力，全面提高学生的科学素养。在高中阶段配置创新实验室，通过各种学生活动，对提高学生理解科学过程和理解科学与技术对社会影响的素养有重要意义。学生的科学素养包括3个层次：具备理解科学知识的素养、具备理解科学过程的素养和具备理解科学对社会影响的素养。配置创新实验室，通过各种学生活动，强化科学、技术与社会关系的教育，强化创新能力的培养，强化实践能力的培养，可以全面提高学生的科学素养。
（2）注重学生实验操作能力的培养、动脑思考的实践活动，满足学生多样化发展的要求。在“上海市中学各学科课程标准”的课程理念中都一致认为：学科课程教育要面向全体学生，满足学生对各学科的学习要求，为学生的全面发展和终身发展打下良好的基础。同时，根据学生的不同需要，创造条件满足他们个性、特长的发展。
（3）培养学生团队协作精神，全面推进素质教育。利用现代化教学资源，开展实验教学，有许多优点：可以让学生看到许多实验现象；可以让学生选择和比较；可以让学生按自己的节奏进行实验并能多次重复；可以让学生更好地熟悉各学科的基础实验知识；可以对实验进展做出迅速反馈等。
2 创新实验室实验活动设计
2.1 夯实基础型实验，用好创新实验室，培养学生创新精神
高中阶段理化生是实验性很强的学科，实验课作为应试教育向素质教育过度的切入点，在这些学科的教学中显得尤为重要。在教学过程中，我们严格按照课程设置的要求，所有基础实验尽可能都安排做，选做实验也尽量安排做，有些没办法做的实验，我们商量讨论后采用模拟实验，收到很好的教学效果。
2.2 开展拓展型实验，用活创新实验室，培养学生实践能力
拓展型实验是建立在基础型实验的基础上，针对不同个性的学生开设的。开展此项活动既可以拓展学生知识又可以发展潜在能力的校本课程，它着重培养为学生终身学习打基础原发展性学力，并兼顾学生创造性学习的培养。根据我校学生的学习特点，我们开发了相关实验校本教材，选编相关实验，作为拓展型课程教材。
2.3 加强研究型实验，用实创新实验室，培养学生科学探究精神
研究型实验是以学生为主体，教师为主导，激发学生的求知欲，培养学生的创新精神与实践探索能力的课程。在现在以人为中心注重个性和多样化的时代，通过多元化的开展研究型实验教学，有利于培养学生的创新精神、形成创新的能力。
（1）教师确立课题选项，组织课题研究。我校成立已高级教师为首的课题指导组，让学生自由选题，在此基础上开展相关课题研究，并形成相关课程。例如：我校生命科学教研组开设了若干研究型实验，并自编了校本教材《我们的朋友和敌人——微生物》。（2）学生自选课题，分工合作开展课题研究。我校高一高二全年级学生自主选题开展研究型实验课题研究，学生依据自己的爱好，选择不同学科的教师作导师。导师确定研究型实验的大课题，学生在大课题前提下自设小课题，开展课题研究。教师对学生进行研究型学习方法指导，指导分组，学写开题报告，制作ppt说明课题研究过程，学写课题结题报告，并分组展示。
3 创新实验室实验活动特色建设
3.1 夯实基础实验，激发全体学生创新激情
我们在教学过程中，鼓励学生在实验过程中使用不同方法，通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。并在同一实验项目中做多种探索：
案例：《叶绿体色素的提取和分离》中
① 实验材料的探究：本节实验教材中选用的是菠菜叶，曾经尝试过用塔菜、青菜等叶片，其中以塔菜叶片分离效果为最佳。② 材料比例的探究：在完成书本建议量的同时，分组对对所取的菠菜与酒精的量的比例作一研究（我们采用10g菠菜叶与5ml无水酒精组合、10g菠菜叶与10ml无水酒精组合、5g菠菜叶与5ml无水酒精组合、5g菠菜叶与10ml无水酒精组合等）；③ 操作步骤的探究：对滤纸条的划线次数（可以是3次、5次、7次、10次等）、划线方法（可以是用毛细管、载玻片、铅笔、滤纸条折线等器材或方法），取用碳酸钙的量（少量或较多），是否需要过滤等实验步骤提出建议。学生在实验过程中，自己选择对比实验组，通过自己的实验，得出结论。
3.2 利用拓展型实验，培养个性学生实践能力
课本理论知识转换为实际应用的知识，学生理解往往还是很抽象的，为此，我校开设的拓展实验中，有一个实验是要求学生对水箱进行改良，旨在通过对家用水箱进行改造，帮助学生真正理解结构与功能的统一，使有个性特长的学生能脱颖而出。
案例：我校黄同学提出了电子节水水箱。由电子控时系统、水箱、电动阀门三部分组成通过控制放水时间来控制放水量，从而实现大小两档放水。工作时，只需根据需要按下按钮（即触发开关给系统一个触发信号）就可启动控时电路中的一个时间控制电路，控时电路控制负载电路导通工作到预定时间后自动断开，待下次使用。该设备设计简单，安装简便，并且达到了节能、方便、安全耐用、造价低的预期目标。同时，该作品通用性强，可在原有水箱基础上方便改装而成，经济实用。
3.3 发展研究型实验，拓宽特长学生研究视野
3.3.1 建设大数据课堂实验，培养学生的创新思维
我们现在处在一个信息化、科学化、全球化的新时代，网络是一个创新的摇篮，网络空间崇尚的是创新思维。为此，我们利用创新实验室建设数据课堂。学生主动参与数据课堂的建设，并完成远程学习项目。 案例：“水污染与治理”
项目介绍：A、通过实地考察、问卷调查、网上搜寻了解全球水环境污染的情况；B、培养学生收集、提取、分析、运用信息的能力；C、锻炼学生利用现有知识分析解决问题的能力；D、提倡团结协作精神，培养社会实践能力和创新能力。
目标人群：中小学生。
相关课程：地理、生物、信息科技。
交流媒体：电子邮件、网上论坛等。
活动内容：a、通过图书馆、网上搜寻、实地考察、制作问卷、调查报告了解各地的水环境污染情况；b、汇总统计各地的数据，定量分析水污染情况。
3.3.2 利用创新实验室的平台，打造各类科技活动项目
目前，我校利用创新实验室平台，以逐渐形成了“未来工程师”“美境方案设计”“创新大赛”“明日科技之星”等各类品牌科技活动项目。
案例：每年的上海市未来工程师大赛，我校积极组织学生在创新实验室里开展各项项目的准备与研究工作，充分利用实验室配备的各类设备为自己的研究项目助力，因此，我校每年都能获取很好的成绩。
3.3.3 建设自主创新实验平台，培养学生的创新精神和实践动手能力
我校举行的各类社团活动、科技类活动中，学生们对各类实验兴趣浓厚，在校科技节等展示活动中，理化生的很多创意实验得到大家的追捧，学生的研究兴趣较为浓厚。因此，我们积极开放创新实验室，为学生开展相关实验活动搭建良好的平台。
案例：在高中化学课本中，有一个用Cu与稀HNO3制取NO的演示实验。但在实验中，Cu与稀HNO3的反应很缓慢，而生成的NO又易与空气发生氧化还原反应而难以鉴别，由此引发了汪学生对实验装置进行改进的设想。汪同学通过实验来比较原实验与改进实验的效果，以确定改进方案。在老师的帮助下，完成了改进实验的装置图，在实验室搭建了实验装置。由于学校实验室无法提供惰性气体，因而改用了化学性质较不活泼的N2来排尽系统中的空气。比较实验证明了改进实验的优越性，实际的操作也使改进实验在可操作性方面得到改善。在由设想到查阅资料，实际操作之后，最终形成了学科小论文。
4 创新实验室建设与使用中存在的问题
（1）教育理论方面支撑还是比较薄弱。由于教学任务比较繁重，在教学方面的研究比较多，而在教育方面的理论研究就比较少。例如：像TI创新实验室里常见的传感器的使用，教师们比较熟练，但对于各种传感器的工作原理不清楚，因此，对实验的系统误差分析带来了问题。（2）应用现代技术进行的实验，教师的教学任务明显增加。教师面临着熟悉器材，调试器材，合理选择器材等一系列的问题，很少有现成的教案可供使用，现在的教师压力大、工作量大，教师利用实验室的主动性和积极性还不够。（3）拓展型课程和研究型课程中开发课程力度不够。可能由于在创新实验室使用的摸索阶段，在基础型课程中使用较多，拓展型和研究型课程中实验的时间和空间还是受到一定的限制。（4）根据学生自主的设计实验进行有效教学，对教师而言，是挑战。（5）外援支持方面还有待于进一步加强。
因此，对于创新实验室在以后的建设和使用过程中，在落实基础型课程的同时，更应在拓展型课程和研究型课程的实施过程的应用作为重点，并努力开发与完善具有学校特色的校本课程，以期更好的培养全体学生健康成才。
参考文献
[1] 陈大鹏等.开放教学实验室提高学生实践创新能力[J].实验室研究与探索，2001.
[2] 王汉成等.创新实践能力的培养与开放式创新实践实验室的建设[J].实验技术与管理，2003.
关键词 创新实验室 建设 创新精神与实践能力
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 创新实验室建设的目标
（1）提高实验教学质量，培养学生创新能力，全面提高学生的科学素养。在高中阶段配置创新实验室，通过各种学生活动，对提高学生理解科学过程和理解科学与技术对社会影响的素养有重要意义。学生的科学素养包括3个层次：具备理解科学知识的素养、具备理解科学过程的素养和具备理解科学对社会影响的素养。配置创新实验室，通过各种学生活动，强化科学、技术与社会关系的教育，强化创新能力的培养，强化实践能力的培养，可以全面提高学生的科学素养。
（2）注重学生实验操作能力的培养、动脑思考的实践活动，满足学生多样化发展的要求。在“上海市中学各学科课程标准”的课程理念中都一致认为：学科课程教育要面向全体学生，满足学生对各学科的学习要求，为学生的全面发展和终身发展打下良好的基础。同时，根据学生的不同需要，创造条件满足他们个性、特长的发展。
（3）培养学生团队协作精神，全面推进素质教育。利用现代化教学资源，开展实验教学，有许多优点：可以让学生看到许多实验现象；可以让学生选择和比较；可以让学生按自己的节奏进行实验并能多次重复；可以让学生更好地熟悉各学科的基础实验知识；可以对实验进展做出迅速反馈等。
2 创新实验室实验活动设计
2.1 夯实基础型实验，用好创新实验室，培养学生创新精神
高中阶段理化生是实验性很强的学科，实验课作为应试教育向素质教育过度的切入点，在这些学科的教学中显得尤为重要。在教学过程中，我们严格按照课程设置的要求，所有基础实验尽可能都安排做，选做实验也尽量安排做，有些没办法做的实验，我们商量讨论后采用模拟实验，收到很好的教学效果。
2.2 开展拓展型实验，用活创新实验室，培养学生实践能力
拓展型实验是建立在基础型实验的基础上，针对不同个性的学生开设的。开展此项活动既可以拓展学生知识又可以发展潜在能力的校本课程，它着重培养为学生终身学习打基础原发展性学力，并兼顾学生创造性学习的培养。根据我校学生的学习特点，我们开发了相关实验校本教材，选编相关实验，作为拓展型课程教材。
2.3 加强研究型实验，用实创新实验室，培养学生科学探究精神
研究型实验是以学生为主体，教师为主导，激发学生的求知欲，培养学生的创新精神与实践探索能力的课程。在现在以人为中心注重个性和多样化的时代，通过多元化的开展研究型实验教学，有利于培养学生的创新精神、形成创新的能力。
（1）教师确立课题选项，组织课题研究。我校成立已高级教师为首的课题指导组，让学生自由选题，在此基础上开展相关课题研究，并形成相关课程。例如：我校生命科学教研组开设了若干研究型实验，并自编了校本教材《我们的朋友和敌人——微生物》。（2）学生自选课题，分工合作开展课题研究。我校高一高二全年级学生自主选题开展研究型实验课题研究，学生依据自己的爱好，选择不同学科的教师作导师。导师确定研究型实验的大课题，学生在大课题前提下自设小课题，开展课题研究。教师对学生进行研究型学习方法指导，指导分组，学写开题报告，制作ppt说明课题研究过程，学写课题结题报告，并分组展示。
3 创新实验室实验活动特色建设
3.1 夯实基础实验，激发全体学生创新激情
我们在教学过程中，鼓励学生在实验过程中使用不同方法，通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。并在同一实验项目中做多种探索：
案例：《叶绿体色素的提取和分离》中
① 实验材料的探究：本节实验教材中选用的是菠菜叶，曾经尝试过用塔菜、青菜等叶片，其中以塔菜叶片分离效果为最佳。② 材料比例的探究：在完成书本建议量的同时，分组对对所取的菠菜与酒精的量的比例作一研究（我们采用10g菠菜叶与5ml无水酒精组合、10g菠菜叶与10ml无水酒精组合、5g菠菜叶与5ml无水酒精组合、5g菠菜叶与10ml无水酒精组合等）；③ 操作步骤的探究：对滤纸条的划线次数（可以是3次、5次、7次、10次等）、划线方法（可以是用毛细管、载玻片、铅笔、滤纸条折线等器材或方法），取用碳酸钙的量（少量或较多），是否需要过滤等实验步骤提出建议。学生在实验过程中，自己选择对比实验组，通过自己的实验，得出结论。
3.2 利用拓展型实验，培养个性学生实践能力
课本理论知识转换为实际应用的知识，学生理解往往还是很抽象的，为此，我校开设的拓展实验中，有一个实验是要求学生对水箱进行改良，旨在通过对家用水箱进行改造，帮助学生真正理解结构与功能的统一，使有个性特长的学生能脱颖而出。
案例：我校黄同学提出了电子节水水箱。由电子控时系统、水箱、电动阀门三部分组成通过控制放水时间来控制放水量，从而实现大小两档放水。工作时，只需根据需要按下按钮（即触发开关给系统一个触发信号）就可启动控时电路中的一个时间控制电路，控时电路控制负载电路导通工作到预定时间后自动断开，待下次使用。该设备设计简单，安装简便，并且达到了节能、方便、安全耐用、造价低的预期目标。同时，该作品通用性强，可在原有水箱基础上方便改装而成，经济实用。
3.3 发展研究型实验，拓宽特长学生研究视野
3.3.1 建设大数据课堂实验，培养学生的创新思维
我们现在处在一个信息化、科学化、全球化的新时代，网络是一个创新的摇篮，网络空间崇尚的是创新思维。为此，我们利用创新实验室建设数据课堂。学生主动参与数据课堂的建设，并完成远程学习项目。 案例：“水污染与治理”
项目介绍：A、通过实地考察、问卷调查、网上搜寻了解全球水环境污染的情况；B、培养学生收集、提取、分析、运用信息的能力；C、锻炼学生利用现有知识分析解决问题的能力；D、提倡团结协作精神，培养社会实践能力和创新能力。
目标人群：中小学生。
相关课程：地理、生物、信息科技。
交流媒体：电子邮件、网上论坛等。
活动内容：a、通过图书馆、网上搜寻、实地考察、制作问卷、调查报告了解各地的水环境污染情况；b、汇总统计各地的数据，定量分析水污染情况。
3.3.2 利用创新实验室的平台，打造各类科技活动项目
目前，我校利用创新实验室平台，以逐渐形成了“未来工程师”“美境方案设计”“创新大赛”“明日科技之星”等各类品牌科技活动项目。
案例：每年的上海市未来工程师大赛，我校积极组织学生在创新实验室里开展各项项目的准备与研究工作，充分利用实验室配备的各类设备为自己的研究项目助力，因此，我校每年都能获取很好的成绩。
3.3.3 建设自主创新实验平台，培养学生的创新精神和实践动手能力
我校举行的各类社团活动、科技类活动中，学生们对各类实验兴趣浓厚，在校科技节等展示活动中，理化生的很多创意实验得到大家的追捧，学生的研究兴趣较为浓厚。因此，我们积极开放创新实验室，为学生开展相关实验活动搭建良好的平台。
案例：在高中化学课本中，有一个用Cu与稀HNO3制取NO的演示实验。但在实验中，Cu与稀HNO3的反应很缓慢，而生成的NO又易与空气发生氧化还原反应而难以鉴别，由此引发了汪学生对实验装置进行改进的设想。汪同学通过实验来比较原实验与改进实验的效果，以确定改进方案。在老师的帮助下，完成了改进实验的装置图，在实验室搭建了实验装置。由于学校实验室无法提供惰性气体，因而改用了化学性质较不活泼的N2来排尽系统中的空气。比较实验证明了改进实验的优越性，实际的操作也使改进实验在可操作性方面得到改善。在由设想到查阅资料，实际操作之后，最终形成了学科小论文。
4 创新实验室建设与使用中存在的问题
（1）教育理论方面支撑还是比较薄弱。由于教学任务比较繁重，在教学方面的研究比较多，而在教育方面的理论研究就比较少。例如：像TI创新实验室里常见的传感器的使用，教师们比较熟练，但对于各种传感器的工作原理不清楚，因此，对实验的系统误差分析带来了问题。（2）应用现代技术进行的实验，教师的教学任务明显增加。教师面临着熟悉器材，调试器材，合理选择器材等一系列的问题，很少有现成的教案可供使用，现在的教师压力大、工作量大，教师利用实验室的主动性和积极性还不够。（3）拓展型课程和研究型课程中开发课程力度不够。可能由于在创新实验室使用的摸索阶段，在基础型课程中使用较多，拓展型和研究型课程中实验的时间和空间还是受到一定的限制。（4）根据学生自主的设计实验进行有效教学，对教师而言，是挑战。（5）外援支持方面还有待于进一步加强。
因此，对于创新实验室在以后的建设和使用过程中，在落实基础型课程的同时，更应在拓展型课程和研究型课程的实施过程的应用作为重点，并努力开发与完善具有学校特色的校本课程，以期更好的培养全体学生健康成才。
参考文献
[1] 陈大鹏等.开放教学实验室提高学生实践创新能力[J].实验室研究与探索，2001.
[2] 王汉成等.创新实践能力的培养与开放式创新实践实验室的建设[J].实验技术与管理，2003.