创新实验步骤与方法

二、创新实验步骤与方法

（一）创新实验步骤

1.实验前准备工作

在实验前须作好三个准备：一是把实验操作台编号（该号就是创新研究小组的编号），实验时各小组须对号入座。二是把创新学具套装编号（该号也是创新研究小组的编号），各小组在领取创新学具套装时也须对号领取。三是各创新研究小组办理领取学具套装的手续。该手续如下：①每一套创新学具将通过电子天平称重并当场记录（由实验指导教师在场称其重量并记录）。②由各创新研究组副组长办理登记签字手续后领取创新学具套装。由于各学具套装不一样，因此，在经过一至二次实验后，再作交换。由此，使每一个学生实践更多的创新实验内容。

2.实验起步工作

由各创新研究小组组长点名检查人数，查明缺勤人员的原因并作好出勤记录。接着由副组长分配实验工作任务和讲明实验的操作规程及要求。

3.实验操作研究工作

这是关键步骤，各组通过分工合作密切配合，全力以赴地创新研究，以争取获得创新实验的最佳成果。

4.实验小结工作

本步骤主要有两项工作：一是组长须填好一张创新实验记录表（专为创新实验设计的记录表，此表为实验的存档资料之一，如表9-1所示）；二是由副组长组织小组全体成员进行实验小结，主要是围绕创新实验内容各人谈谈自己的收获与体会，并互相交流（由副组长做好记录，并交给任课教师）。

表9-1　创新实验记录表

5.实验结束工作

实验结束工作主要有两个方面：

（1）各组副组长负责办理创新学具套装的归还手续。在归还中必须经过电子称重后将其重量与领取时的重量比对无差异时再正式装进盒内存放到原位置上。

（2）实验指导教师（任课教师）对本次创新实验活动进行讲评总结。在讲评总结中须注意以下几点：①对于在创新实验中表现比较优秀的个人和小组给予表扬；②对于在创新实验中存在的问题和不好的表现须批评指出（对事不对人）；③总结本次创新实验所取得的成绩和注意改进的方面，并提出下一次实验的要求与希望。

（二）创新实验操作过程与方法

1.实验要领与方法

（1）查看图纸说明

每一套慧鱼创新学具组合模型配备了专门的装配图纸说明资料。首先要看懂装配图纸在每一步装配的说明，并且要对每一个部件的形状、颜色加以细致辨别（应与实物配件一一对号辨别清楚）。其二，要看懂总体装配分哪几个步骤，每一个装配步骤需要多少零部件。其三，负责查看图纸说明的人要与负责挑选零部件的人及时沟通，并协助挑选零部件。

（2）挑选零部件

①须按照装配步骤的先后程序挑选零部件；

②从装配的第一步中看清需要哪几个零部件后，再去对号挑选这些部件；

③按照第一步的方法，完成第一步后再挑选第二步、第三步……

（3）分步骤装配

按照图纸装配要求从第一步开始装配。装配时一般都从一块底板上开始安装，底板平面布满了一个个小孔，有一部分的零部件须直接扣住小孔，然后，再从这些零部件上开始装配。这样，装配出来的模型就被牢牢地固定在这个底板上面。零部件之间的装配一定要做到三个看清：①看清图纸上零部件形状与大小；②看清图纸上零部件颜色；③看清图纸上零部件之间装配的接触面及其角度。然后，在三个看清的基础上再进行装配，做到既快又准确。

（4）总装配

在分步骤装配的基础上进行总装配。有的模型比较简单，不需要分别装配，只要直接从底板上装配即可。对于比较复杂的模型，为了加快装配速度，可以进行装配分工，即第一步装配须从底板开始装起；其他几步可以将其分别组合成几个部分，然后可以分工同步装配；最后，再将这几个部分装配组合成模型。

（5）操作计算机

操作计算机是创新实验中的一个重要环节。因此，操作人员须学会计算机的基本操作方法，同时也须学会并掌握模型的计算机编程的操作方法。然后，将装配好的模型接通电源，并与计算机连通，再按照计算机原先储存的模型专用编程进行操作。

2.实验过程中须注意的事项

（1）实验指导教师（任课教师）须到德国慧鱼公司在中国上海或北京的分公司进行培训，以便提高创新实验的业务工作能力。

（2）创新实验须由任课教师（实验指导教师）负责其实验全过程。

（3）在实验前，任课教师（实验指导教师）须准备好两样东西：一是创新实验记录表（给每个小组，在实验过程中作详细记录用）；二是数码相机（在每个小组制作完成创新实验作品时拍照用）。

（4）在实验过程中，任课教师（实验指导教师）一定要在实验小组之间不断地巡视观察，以便及时回答或解决学生在实验中遇到的问题和严防创新学具零部件的丢失与损坏（发现问题可以及时纠正）。

（5）在创新实验结束时，任课教师（实验指导教师）须认真做好实验的讲评总结工作，以便进一步提高创新实验的效果。

自主创新案例

挑战杯点燃了创新激情的火焰

2007年11月15日，天津南开大学新体育馆，第十届“挑战杯”的吉祥物“鹏鹏”向前来参赛的选手和嘉宾展开欢迎的翅膀。当天，第十届“挑战杯”决赛的开幕式在这里举行，海内外3 000余名各界代表参加开幕式。

谭大为是北京航空航天大学电子信息工程学院的大四学生。刚刚迈进大学校门时，谭大为觉得“挑战杯”是一个可望而不可及的“挑战”：一所学校最多不过五六件作品，平均到每个院系，可能连一件都不到。更重要的是，当年一位获得“挑战杯”特等奖的师兄是学校的“牛人”：被所有同学称为“魔鬼电路”的模拟电路课程，一般人能及格就不错了，这位师兄居然拿的是满分！

“恐怕我到研究生毕业也没有资格参加‘挑战杯’的比赛了。”学生成绩一直处于中等的他为此深感遗憾。

今天，谭大为的“挑战梦”变成了现实：他携带着一份名为“海空难天基自动呼救系统”的作品出现在南开大学，成为第十届“挑战杯”的一名参赛选手。

谭大为梳理了自己参加“挑战杯”比赛的历程：先是在大二那年参加了学校举办的“冯如杯”科技竞赛。全年级300多人，一半以上都参加了这项比赛。他与同学合作的“教室一体化平台”项目拿了个二等奖。

这次获奖让谭大为增加了参加科技竞赛的信心。他慢慢变成一个“竞赛专业户”，随后又参加了全国大学生电子设计竞赛。“这些比赛与我的专业很相近，我各方面的能力提高得非常快。”他说。与他一起参加这项比赛的一位师兄还报名参加了“挑战杯”。

“‘挑战杯’离我不再遥远了。”就这样，北航的一名普通学生谭大为成了本届的“挑战杯”的参赛选手。

很多大学生有着与谭大为一样的心路历程。作为一项综合性、全国性的大学生学术科技竞赛，“挑战杯”素有中国大学生学术科技的“奥林匹克”盛会的美誉。在1989年创办之初，“挑战杯”只有300多人参加比赛，一度被认为是“门槛高”的精英比赛。

到今天，“挑战杯”不再是一项单独的竞赛。它创建了从一所大学到一个省市再覆盖全国的青年学子的课外学术创新实践体系。18年来，200多万名大学生得以直接或间接地在这个创新舞台上关注新领域，研究新问题，运用新方法，创造新成果。

有业内人士点评：“挑战杯”使得中国的大学生科技竞赛从精英走向了大众。更具体的说法是，“挑战杯”的群众性推广使得这项大赛由象牙塔走向社会，成为群众性赛事，成为联系大学生和企业的纽带，在更广阔的天地里展示科技创新的价值和魅力。

“挑战杯”的广泛性仅以几所学校为例就可以得到证实：山东大学每年参与挑战杯比赛的学生数量在5 000人以上，北京航空航天大学本科生在4年期间，平均每个人都要参加一次科技竞赛。

为什么“挑战杯”会受到如此广泛的欢迎？

上个世纪80年代中期高校中出现了第二课堂的概念。当时，很多人认为除了正常教学之外的活动都被称为第二课堂，更多的人一说起第二课堂就是文艺活动、体育活动和科技小组活动。当时对学生的评价体系依然以正常教学活动依托的第一课堂为主，在很多时候，成绩是衡量一个学生好坏的主要标准。学生的实践动手能力并没有与之画上相同的等号。

“‘挑战杯’最重要的创新之处在于创办了一个平台：深化教育改革，进一步推动在校学生的课外科技活动，培养学生的创新精神。”一位业内人士这样评价。

华中科技大学团委书记王志明曾经在1999年作为学生参与“挑战杯”，如今，又带着学生来参加“挑战杯”。他特别感慨：“‘挑战杯’为第二课堂提供了一个明确的抓手。”

“挑战杯”就像多米诺骨牌，引发了连锁反映。

人才评价的标准变了。

成绩不再是衡量学生好坏的主要标准。很多学习成绩一般、动手能力强的学生通过“挑战杯”发现了自己。中星微电子有限公司生产的“中国芯”结束了“中国无芯”的历史，并占据全球计算机图像输入芯片市场60 ％以上的份额，其创始人兼董事长邓中翰就是“挑战杯”的受益者。这个当年普通的大学生与很多同学一样，过着三点一线的校园生活。但是，大三时赢得的“挑战杯”让他重新认识了自己的价值。正在中国科学院声学研究所攻读博士学位的戴戈，从中学开始就被老师认为是“不务正业”，今年26岁的他有着14年的电子研发经验、12年的PCB设计经验、7年的单片机开发经验、5年的DSP开发经验。这个在正常考核体系内不被认为是好学生的男生却三度问鼎“挑战杯”，留下“挑战杯”史上的一段佳话。

教学的模式也发生了变化。在很多高校，“挑战杯”不再是一门竞赛，而是学校教育的一部分。

今年秋季一开学，山东大学就把明年“挑战杯”比赛的通知发给了同学们。10月，山东大学团委书记曲明军接到了一个陌生同学的电话：老师，我看到“挑战杯”的通知晚了，现在已经过了报名期限。我有一个非常好的创意，您能给我一次机会吗？

曲明军给了这名同学一次机会。“对‘挑战杯’感兴趣的同学非常多，对‘挑战杯’的普及和介绍是我们入学教育的一部分。实际上，‘挑战杯’就像是我们的一门专业课”。

很多高校把“挑战杯”赛事构筑为创新教育的系统工程、搭建起大学生课外学术科技创新的组织保障体系。不少学校都有自己校内的“挑战杯”：清华大学有校内“挑战杯”，北京大学从1991年设立自己的“挑战杯”——五四青年科学奖竞赛，还有北京航空航天大学的“冯如杯”、华东师范大学的“大夏杯”等等。很多学校还设立了与此相关的基金和培训项目。一些学校的课外科技活动也可以算作学分，一些学校干脆把课外科技活动等同第一课堂的学分，也算作保送研究生的依据。

卢大儒是复旦大学生命科学学院的教授。1995年，他曾经以学生身份参加挑战杯的比赛。成为教师之后，他先后6次指导学生参加挑战杯，3名同学连续三届获得最高奖项。

很多人不明白卢大儒为什么如此醉心于“挑战杯”？作为一名科研型的教师，指导大学生的课外科技活动没有任何指标，也没有什么回报，甚至是吃力不讨好。

卢大儒有自己的理由：老师掌握着学生通往兴趣大门的钥匙。他自己读初一时，中学老师组成的兴趣小组让他先产生了对科学的兴趣。大学期间导师邱信芳又给了激发自己兴趣的舞台，谈家桢老师的关心和放手则让他体会到科研的意义和乐趣。他说：“这是老师的责任。”

在指导大学生进行科研探索方面，卢大儒深深体会到调动学生积极性的重要：把做学问的思想和方法教授给学生，培养学生的自学和动手能力。

“‘挑战杯’就像氧气，帮助学生点燃兴趣这个‘氢气’，最后得出智慧的火花和结晶。同学们不要过分计较比赛的成败，要学会在努力探求的过程中领略科学的大美和研究的乐趣。”他说。

（资料来源：中国青年报天津记者原春琳2007年11月16日电）

案例讨论题

1.谭大为是怎样实现自己的“挑战梦”的？

2.从卢大儒教授的深刻体会中得到了哪些启发？（师生双向题）

3.挑战杯是点燃了大学生创新激情的火焰，为什么？

4.挑战杯所展示的科技创新价值和魅力何在？

5.请结合自己的特点，谈谈应怎样实现自己的“挑战梦”？

思考练习题

1.慧鱼创意组合模型（也简称为创新学具）与创新实验是什么关系？

2.慧鱼创意组合模型知识点有哪些方面？请列举某一至两个方面，说出其具体的知识内容。

3.创新实验的特点与作用有哪些？

4.创新实验室的操作规程是什么？

5.创新实验过程的操作规程有哪些？

6.创新实验有哪几个步骤？

7.创新实验要领与方法有哪些？