1.传统实验的局限性和设计实验的特点

传统的实验教学侧重于验证实验，实验项目往往是根据教学大纲要求设置的经典实验，实验项目相对孤立，缺乏内部有机结合；实验指导预设实验材料、设备和方法，学生缺乏独立设计实验的空间，学生的主要地位不能很好地发挥；实验结果只要求学生获得验证实验的合理数据，完成实验报告，教师和学生完成预定的教学任务。这些实验课程有助于巩固理论知识，锻炼学生的基本实践能力，但这种教条教学模式不利于学生创新思维的发展和创新能力的培养。设计实验是指根据给定的实验方向，自行设计实验方案，准备实验仪器和药品，独立进行实验操作，得到实验结果的探索性实验。由于设计实验的主体是学生，整个实验过程由学生独立设计和操作，实验问题由学生根据基础知识和查阅相应信息解决，设计实验突出了学生在实验过程中的主要地位，发挥了学生的创造性思维，反映了整个实验过程的开放性和创新性。

2设计实验是培养和提高大学生科技创新能力的必要性

2.1独立设计激发学生的创新思维

设计实验的整个过程是在相对宽松、自主学习的环境中进行的，摆脱了传统实验固定方法和步骤的束缚，使学生充分发挥主观主动性，依靠自身能力设计新的实施方案，进行新的操作尝试。在设计实验过程中，学生需要充分调动相关知识，整合相关实践操作技术，使实验形成可实施的系统实体。从设计到实施，学生应对自己的每一步操作和整个实验结果负责。在完全独立的过程中，学生将被动接受转变为主动思维和操作，激发新的思维方式，尝试新的实验方法，提高学生的科技创新能力。

2.2设计实验使学生的创新能力在实践中得到锻炼和升华

设计实验是实验的先进形式，难度较大。学生在实验过程中会遇到一些障碍，有利于学生发现、思考和独立解决问题，在发现和解决问题时锻炼创新思维。如果学生在实验中得到满意的结果，就能产生巨大的成就感，进而激发更深层次的创新理念，进一步升华创新思维，激发学生更强的学习和创新兴趣。

培养和提高大学生创新能力的设计实验方法

3.1实验选题及前期准备

在选择设计实验题目时，教师要根据学生的实际水平选择难度适当的题目。选题是否合适，关系到实验教学各环节能否达到预期的实验目的和顺利进行。如果项目选择太小或太简单，就会失去设计实验的意义，难以达到培养学生创新能力的目的。相反，项目选择过大或实验指标过高，超出了学生的能力范围，使学生失去信心，得不到相应的效果。主题选择应根据教学大纲，考虑学科发展的现状和趋势，基于学生掌握的基本知识，可适当高于所学知识，有利于学生系统实用所学知识，有利于激发学生的探索和创新思维。根据导师设置的实验主题，学生应熟悉相关学科的知识，掌握基本的实验操作，熟悉相关仪器设备，详细了解实验试剂的性能和作用机制。实验中使用的复杂仪器设备应详细阅读说明书，并咨询相关操作人员，熟练使用仪器；实验中使用的试剂应首先了解其性能，安全第一，确保正确使用；实验设备应在尽量减少实验误差的前提下选择合适的设备。

3.2查阅文献

根据既定的实验主题，学生查阅教材及相关专业书籍，登录学校网站查阅中文期刊全文数据库等相关资料和文献。在文献查阅中，要多角度、多方位了解，确保查阅文献的新颖性，注意阅读外文文献，洞察国际新的研究趋势，了解新的实验方法并借鉴；在文献检索中，要求学生注意检索方法，提高检索效率，确保有价值的文献不被遗漏。关键文献对实验有很大帮助。学生可以从中学习先进的方法和技术，有利于下一步的方案设计和实施。

3.3设计实验方案

本阶段要求学生总结文献，确定最佳方案。在此过程中，学生应从实验原理、目的、操作方法步骤、实验材料、所需仪器、设备和数量、药品和剂量、预期结果、注意事项等方面制定详细计划，并将过程书面交给教师，共同研究讨论其可行性，及时纠正。教师应鼓励学生在设计中大胆思考，不局限于固定的思维模式，大胆创新。

3.4设计实验的实施

根据自己的实验计划，学生准备实验设备、药品和调试仪器，熟悉操作过程，进行预实验。学生自己思考和解决准备和预实验过程中遇到的异常现象和问题，并不断修改和改进设计方案。在实验中，教师只起指导作用，一般不直接回答和解决学生的问题。设计方案的实施过程是学生将理论与实践相结合进一步创新的过程。只有分析、思考、判断和反复实践才能解决问题，大大提高了学生的实践和创新能力。

3.5实验方法、过程和结果的总结与讨论

实验完成后，组织学生讨论、交流和总结实验方法、实验过程中的主要问题和实验结果。对于更先进、更理想的实验结果，请相关设计师讲解，分享设计经验和操作技能，增强创新自豪感；对于实验过程中的问题，找出症结，以便将来改进。通过对实验的总结，加深学生对实验的理解，提高学生的创新思维和能力。同时，教师鼓励和表扬那些主动尝试困难问题、创新设计和新思维、能够积极思考解决问题的学生，并激发他们进一步创新的热情。

3.6写实验论文

实验论文的撰写是学生对整个实验的书面总结和梳理。在这个阶段，学生已经完成了实验操作过程，并取得了相应的结果。通过整理数据、分析结果、总结实验过程、讨论影响实验的关键因素，在教师的指导下，根据科研论文的基本格式撰写实验论文。通过写论文，学生可以进一步思考实验，从“理论实践理论”的定性升华，激发更深层次的创新思维。同时，写论文的过程也使他们基本掌握实验论文的写作模式，为本科毕业论文和毕业设计做准备，并在导师的指导下独立进行科学研究。其中，高质量的论文可以发送到相关期刊，可以更好地培养学生的创新意识。

4设计实验对创新能力培养的建议

4．1.注意掌握实验基础知识和实验技能

创新能力的培养不能盲目进行。能力的培养是知识的积累和转化，是知识的升华和应用。没有知识的积累，就没有能力，没有基础就没有改进。因此，学生在进行设计实验时，不能在进行前奠定坚实的基础知识。

4.2注重学生的全面培养

培养学生的科技创新能力，不仅依靠更多的设计实验，是一个系统工程，教学理念转变工程，是一个长期形成的过程，必须将培养学生的创新能力融入所有实验过程，让每个实验在培养学生的创新能力中闪耀，提高每个实验在创新能力培养中的效率。每个实验项目都不是一成不变的，从中找出可讨论的内容，从而提高了每个实验的价值效益。

5结束语

设计实验是一种高水平的实验教学，是一种以学生为主体的教学模式。在整个实验过程中，强化学生的自主探索学习能力，使学生在综合运用知识的基础上大胆创新，注重培养思维，提高科技创新能力。它是一种有利于学生全面发展、适应时代要求的教学形式。同时，设计实验也对教师的素质和能力提出了更高的要求。同时，学生在实验过程中的创新思维和想法对教师今后的工作有很大的启发和帮助，是一种很好的教学方式。因此，设计实验值得推广和应用。