綜合實(shí)驗(yàn)論文范文

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當(dāng)前的時(shí)代，是科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，其中物理實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的貢獻(xiàn)也是非常巨大的。與物理相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品，正在不斷地融入我們的日常生活中，而且其中有很多成果在我們的生活中逐漸地普及，成為日常生活的必需品，而且這一趨勢(shì)有增無(wú)減。所以，讓學(xué)生多參與物理實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生們多多討論，不僅能夠開(kāi)拓思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)，而且能夠幫助他們更加適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的發(fā)展需要。由于新課程標(biāo)準(zhǔn)的提出，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的目標(biāo)要求也高。這需要每位物理教師精心地設(shè)計(jì)并組織一堂高效的實(shí)驗(yàn)課，教師要通過(guò)這堂課激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生去觀察與思考，啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，這是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的關(guān)鍵所在。素質(zhì)提高的重要途徑是讓學(xué)生主動(dòng)地去學(xué)習(xí)、去發(fā)展。只有讓學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，才能培養(yǎng)學(xué)生的各方面能力，才能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。這就需要教師以訓(xùn)練并培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心，包括培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的能力等等。這更需要教師在現(xiàn)行的教材基礎(chǔ)上，通過(guò)認(rèn)真分析教材的特點(diǎn)結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，用心地去教學(xué)，不僅要傳授給學(xué)生知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

二、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)中的一個(gè)重要內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)也是組成物理學(xué)的一個(gè)很重要的部分，因此，要求學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)也是初中物理教學(xué)中一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。然而，在目前的初中物理教學(xué)中的普遍現(xiàn)狀是，教師重點(diǎn)講授理論知識(shí)，學(xué)生被要求做大量的習(xí)題，對(duì)于實(shí)驗(yàn)，則很少讓學(xué)生動(dòng)手操作，教師也是偶爾做做演示實(shí)驗(yàn)。這種狀況對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展有一定的影響。學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)物理科學(xué)，更符合人類探索自然認(rèn)識(shí)規(guī)律的過(guò)程，可以讓學(xué)生更清晰地更具體地認(rèn)識(shí)物理事實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、動(dòng)手操作能力。實(shí)驗(yàn)也可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的學(xué)習(xí)生活態(tài)度，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的興趣。由于學(xué)生能參與其中，且體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，進(jìn)而可激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

通過(guò)讓學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生分為兩人或者三人一組，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生之間在操作、問(wèn)題解決方面的合作意識(shí)，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。通過(guò)讓學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，也可以較好的培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力。例如，在做實(shí)驗(yàn)之前，教師可以讓學(xué)生表述該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期達(dá)到的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模辉谧鰧?shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生遇到了問(wèn)題，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生之間多做交流，互抒己見(jiàn)，或者向自己多提問(wèn)，以加強(qiáng)口頭表達(dá)能力；在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，教師則以要求學(xué)生做實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式，培養(yǎng)學(xué)生的書面表達(dá)能力。通過(guò)加強(qiáng)教師與學(xué)生或者學(xué)生與學(xué)生之間的交流，既鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，又加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的印象，使學(xué)生獲得較好的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)讓學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，也可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，而自學(xué)能力的具備對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)生活有很大的益處。

四、結(jié)語(yǔ)

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實(shí)驗(yàn)室對(duì)大學(xué)生科研及畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行開(kāi)放，有效提高實(shí)驗(yàn)室利用率。藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室建成后，進(jìn)行三次藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生從查找文獻(xiàn)、收集資料、方案設(shè)計(jì)到藥物合成、分析、藥理毒理試驗(yàn)、制劑、質(zhì)量檢測(cè)，最后進(jìn)行總結(jié)交流，完成一整套實(shí)驗(yàn)過(guò)程。與以往實(shí)驗(yàn)不同，學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)查閱，拓寬了知識(shí)面，每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都來(lái)自自己的實(shí)驗(yàn)探索，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，最后的總結(jié)交流更有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的不足之處，為以后學(xué)習(xí)和工作打好扎實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)三年運(yùn)行，學(xué)生普遍反映收獲很大，不僅鍛煉了動(dòng)手能力，還讓他們對(duì)書本所學(xué)知識(shí)更加深刻。實(shí)踐證明，這種綜合實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行模式順應(yīng)了學(xué)科發(fā)展的需要，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源利用率，推動(dòng)了多個(gè)關(guān)聯(lián)學(xué)科和整個(gè)專業(yè)發(fā)展進(jìn)程，有效提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神。

2.實(shí)驗(yàn)室管理體制

藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室自成立以來(lái)，先后制定了實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則及實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度等一系列規(guī)章制度。

2.1做好儀器設(shè)備的規(guī)范化管理，建立相應(yīng)的物資設(shè)備檔案，包括儀器設(shè)備的信息、配件及耗材情況登記。做好各項(xiàng)運(yùn)行檔案的記載，特別對(duì)大型儀器高效液相色譜儀包括使用時(shí)間、使用人、使用時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、使用效果等進(jìn)行登記。對(duì)儀器的基本操作方法及重點(diǎn)注意事項(xiàng)簡(jiǎn)易化，并在醒目位置張貼。

2.2合理配備實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的業(yè)務(wù)水平與職業(yè)技能。要求實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員熟練掌握所管儀器設(shè)備的各種使用方法、操作技能及日常維護(hù)技能。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)有關(guān)理論知識(shí)，更新實(shí)驗(yàn)知識(shí)，特別是藥學(xué)綜合課程的學(xué)習(xí)，掌握涉及課程的理論知識(shí)，到其他高校先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，開(kāi)闊眼界，更有效地為教學(xué)服務(wù)。

2.3為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，提高實(shí)驗(yàn)室使用效率，對(duì)藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。對(duì)實(shí)驗(yàn)室的基本信息、功能等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上查詢、網(wǎng)上預(yù)約開(kāi)放。

2.4建立健全實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)章制度并上墻，包括學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的行為規(guī)范，實(shí)驗(yàn)室的安全與環(huán)境管理規(guī)范，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理制度及實(shí)驗(yàn)室管理人員的崗位職責(zé)等。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革

3.1改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室成立后，根據(jù)自身實(shí)際情況，編寫藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)大綱，提出幾種藥物由合成到制劑分析的一系列實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自覺(jué)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。學(xué)生自行查找資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握較多的基本理論知識(shí)和操作技能，幫助學(xué)生提高動(dòng)手能力和科研水平。

3.2建立包含多學(xué)科的綜合實(shí)驗(yàn)體系。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃與課程大綱，重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，分別包含藥物化學(xué)、藥物分析、藥理學(xué)、藥劑學(xué)及藥代動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程，完成從原料到成品藥的全過(guò)程學(xué)習(xí)。另外，學(xué)生通過(guò)對(duì)各種制劑制備、質(zhì)量分析、藥物在體內(nèi)的代謝等實(shí)驗(yàn)，掌握藥物制備、質(zhì)量控制、藥效學(xué)和藥物安全性評(píng)價(jià)等基本方法和技術(shù)，從而學(xué)習(xí)如何獲取安全有效的藥物。

3.3改革藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)方法藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是一門以學(xué)生為中心、以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的實(shí)驗(yàn)課程，由過(guò)去老師上課、演示指導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生全過(guò)程的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每一階段由不同老師負(fù)責(zé)，學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，再經(jīng)老師負(fù)責(zé)確定可行性后，學(xué)生動(dòng)手操作，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行科學(xué)分析判斷，得出結(jié)論，最后學(xué)生分組答辯。老師對(duì)學(xué)生的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。

篇3

關(guān)鍵詞：變速器試驗(yàn)臺(tái)體系結(jié)構(gòu)控制軟件

汽車變速器是汽車中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，其性能直接影響到汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。汽車變速器綜合性能的測(cè)試比較復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)的汽車變速器試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)化程度低、機(jī)界面不友好、測(cè)試過(guò)程依賴于測(cè)試者的經(jīng)驗(yàn)。因此，本試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)程度高、測(cè)試項(xiàng)目多、實(shí)時(shí)性強(qiáng)且完全可靠。

1系統(tǒng)介紹

具體說(shuō)來(lái)，該試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：可進(jìn)行五種不同型號(hào)變速器及其擴(kuò)展類型變速器的性能測(cè)試；自動(dòng)測(cè)試過(guò)程可智能控制；短時(shí)間內(nèi)可完成綜合性能（換檔、加載、同步器）測(cè)試；運(yùn)行參數(shù)可實(shí)時(shí)顯示；可進(jìn)行故障的自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警及處理等。

1.1系統(tǒng)硬件介紹

本系統(tǒng)采用雙變頻電機(jī)模擬汽車變速器實(shí)現(xiàn)工況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變速器性能的真實(shí)檢測(cè)。電機(jī)的控制通過(guò)西門子6SE70系列變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)變頻器采用交流矢量控制技術(shù)，對(duì)大功率交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)了精確控制。因?yàn)樵撓到y(tǒng)中變頻器數(shù)量不多、數(shù)據(jù)傳輸量不大，采用RS485總線來(lái)實(shí)現(xiàn)工控機(jī)與變頻器之間的通訊，滿足了實(shí)時(shí)性要求。由于PLC控制穩(wěn)定、可靠，所以自動(dòng)換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)（機(jī)械手）采用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)變速器的自動(dòng)換檔動(dòng)作。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境

工業(yè)過(guò)程控制軟件往往需要具有很強(qiáng)的通訊能力、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)能力及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)、良好的圖形界面。組態(tài)王6.01采用全新中文Explorer界面并擁有豐富的繪圖工具和龐大的圖形庫(kù)（包括大量的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)元件），支持多媒體和ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)提供的功能、具有強(qiáng)大的控件和控制語(yǔ)言，使用靈活、方便，提供給用戶一方便的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，使開(kāi)發(fā)者可快速構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)。它還具有強(qiáng)大的通訊能力和良好的開(kāi)放性。本系統(tǒng)控制軟件基于組態(tài)王6.01二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試過(guò)程的控制、測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，而且縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。

2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.1系統(tǒng)要求

廠方要求試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)能夠在線檢測(cè)變速器的綜合性能，包括以下試驗(yàn)：①各檔換檔試驗(yàn)；②變速器加載能力測(cè)試；③變速器操縱（同步器）性能的測(cè)試；④跳檔檢測(cè)；⑤變速器的疲功壽命試驗(yàn)；⑥傳動(dòng)效率試驗(yàn)。

工作性能要求為：

(1)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠；

（2）測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)表和測(cè)試及故障診斷的界面友好；

（3）臺(tái)架試驗(yàn)方法科室、規(guī)范，達(dá)到汽車機(jī)械式變速器臺(tái)架試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

（4）在同一臺(tái)架上對(duì)不同種變速器完成測(cè)試功能。

2.2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)分為三大模塊：①控制部分；②換檔機(jī)械手部分；③試驗(yàn)臺(tái)機(jī)電部分。控制部分以計(jì)算機(jī)為中心，控制軟件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和當(dāng)前工作狀態(tài)控制系統(tǒng)的流程、任傷分配、指令發(fā)送、故障檢測(cè)等；通過(guò)板卡通訊向PLC機(jī)械手發(fā)送換檔控制指令、通過(guò)RS485總線變頻器發(fā)送測(cè)試所需的轉(zhuǎn)速和加載扭矩信號(hào)。控制部分還包括變頻器、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集卡（PCL818L）、PLC控制器。變頻器可以實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。變頻器選用西門子6SE70系列變頻器，該系列變頻器采用交流電機(jī)的矢量控制技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。矢量控制也叫磁場(chǎng)定向控制。它的基本思路是利用d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，將定子電流分成勵(lì)磁電流id1和轉(zhuǎn)矩電流iq1，在調(diào)速過(guò)程中保持轉(zhuǎn)子磁鏈不變，即id1為常數(shù)，此時(shí)交流電機(jī)調(diào)速原理與直流電機(jī)相同。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集卡將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。PLD控制器根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令完成將換檔信號(hào)轉(zhuǎn)換為換機(jī)械手的執(zhí)行命令。

換檔機(jī)械手部分是控制部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)械手根據(jù)PLD發(fā)送的換檔指令完成指公平的換檔動(dòng)作。

試驗(yàn)臺(tái)機(jī)電部分是本系統(tǒng)是最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成將變速器驅(qū)動(dòng)到相應(yīng)轉(zhuǎn)速和加載扭矩，以達(dá)到特定測(cè)試工況。機(jī)械部分包括兩個(gè)功率比較大的變頻電機(jī)和試驗(yàn)臺(tái)架。本系統(tǒng)中電機(jī)的性能對(duì)整體性能影響很大，因而選用交流變頻電機(jī)。該電機(jī)能滿足高精度的扭矩、轉(zhuǎn)速控制，而且功率足夠大，可以滿足本系統(tǒng)試驗(yàn)工況要求。工作時(shí)，加載電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)下，能量回饋到電網(wǎng)，大大節(jié)約了能源。試驗(yàn)臺(tái)架包括離合器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和汽車變速器。因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)要達(dá)到高轉(zhuǎn)速、高扭矩的工作狀態(tài)，所以機(jī)械部分加精度要高。汽車變速器是本系統(tǒng)測(cè)試對(duì)象，為了使裝卸變速器的時(shí)間短，本試驗(yàn)臺(tái)變速器的夾緊松開(kāi)操作是通過(guò)油缸4軸連動(dòng)壓板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2.3系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)采用雙電機(jī)模擬汽車工況，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)變頻器的速度閉環(huán)控制模擬汽車的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，加載電機(jī)通過(guò)變頻器的扭矩閉環(huán)控制模擬汽車加載。機(jī)械手根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令信號(hào)完成對(duì)不同型號(hào)變速器的換檔動(dòng)作，從而能控制變速器換檔到指定檔位。在測(cè)試過(guò)程中，控制軟件對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)記錄顯示，并對(duì)溫度、轉(zhuǎn)速、扭矩、電流、完全罩到位信號(hào)等實(shí)時(shí)監(jiān)控，遇到故障自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)分析。

3系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)控制軟件是基于組態(tài)王6.01二次開(kāi)發(fā)的、功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

本系統(tǒng)從功能上完成了自動(dòng)試驗(yàn)、手動(dòng)試驗(yàn)、單獨(dú)換檔試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)和效率試驗(yàn)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)試驗(yàn)是本系統(tǒng)的主要部分，在這種狀態(tài)下計(jì)算機(jī)控制變速器的測(cè)試過(guò)程，包括：試驗(yàn)流程、試驗(yàn)過(guò)程中換檔順序、各個(gè)檔位的轉(zhuǎn)速給定、加載扭矩給定、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、信號(hào)檢測(cè)及處理等。在自動(dòng)試驗(yàn)控制下，完成從空檔到最高檔位的換檔和加載交替過(guò)程，接著完成從最高檔位降低到最低檔位的降檔換檔，最后完成倒檔測(cè)試。手動(dòng)試驗(yàn)是由人操作手動(dòng)操作臺(tái)的扭鈕完成的，其程序主要完成監(jiān)測(cè)、報(bào)警功能。單獨(dú)換檔是應(yīng)廠家要求對(duì)某一指定檔位進(jìn)行試驗(yàn)。疲勞試驗(yàn)和效率試驗(yàn)分別對(duì)變速器的耐久性和傳動(dòng)效率進(jìn)行測(cè)試。組態(tài)王6.01有豐富的畫面制作系統(tǒng)，支持無(wú)限色和二十四種過(guò)濾色，并具有豐富的圖庫(kù)和圖庫(kù)精靈、豐富的動(dòng)畫連接向?qū)А＠媒M態(tài)王6.01界面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可給各種控制模式開(kāi)發(fā)生動(dòng)的界面，非常形象、美觀。由于自動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程是本軟件系統(tǒng)的關(guān)鍵，故以下僅對(duì)自動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行討論。

3.1接口通訊參數(shù)

組態(tài)王與I/O設(shè)備之間的通訊很方便，主要通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行通訊：串口通訊方式、DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、人機(jī)接口方式。組態(tài)王有豐富的數(shù)據(jù)類型，使用起來(lái)特別方便。

接口通訊參數(shù)如圖3所示。

計(jì)算機(jī)通過(guò)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，根據(jù)任務(wù)規(guī)劃狀態(tài)向PLC和變頻器發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括：變速器當(dāng)前檔位、轉(zhuǎn)速、扭矩、通過(guò)拉壓力傳感所測(cè)得的掛檔力、離合器開(kāi)關(guān)信號(hào)、變速器夾緊信號(hào)、軸承溫度等。其中與PLC的通訊利用組態(tài)王的板卡通訊方式，組態(tài)王與變頻器通訊采用組態(tài)王的串口通訊方式，組態(tài)王與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通訊通過(guò)PCL818L擴(kuò)展板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)用于檢測(cè)工作狀態(tài)是否到位和故障報(bào)警等，如機(jī)械手是否換檔到位是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的速度之比和配方中的速比是否一致來(lái)判斷的，而溫度、轉(zhuǎn)速等指標(biāo)又是故障報(bào)警的依據(jù)。

3.2自動(dòng)換檔過(guò)程的實(shí)現(xiàn)

3.2.1自動(dòng)換檔過(guò)程流程圖

自動(dòng)換檔過(guò)程流程圖如圖4所示。

自動(dòng)換檔過(guò)程要完成松開(kāi)離合器、換檔、閉合離合器的動(dòng)作和定時(shí)加載以及檔位的自動(dòng)更替。由于松開(kāi)離合器、換檔、閉合離合器都是在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下工作的，因而每一動(dòng)作命令的發(fā)出都要先檢驗(yàn)其條件是否嚴(yán)格滿足以保證安全。離合器松開(kāi)的條件為：電機(jī)的轉(zhuǎn)速必須在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)；檔檔的條件為：必須檢測(cè)到離合器已松開(kāi)；離合器閉合條件為：換檔到位。如果條件不滿足就等待條件滿足，但是等待時(shí)間也是有限制的，故采用定時(shí)器計(jì)時(shí)的方法來(lái)控制順序動(dòng)作等待時(shí)間。當(dāng)檔位換到位時(shí)，按該檔位的測(cè)試參數(shù)加載，加載一段時(shí)間就可以測(cè)得變速器的加載能力，因而加載的定時(shí)也采用定時(shí)器來(lái)完成。加載計(jì)時(shí)完畢，將進(jìn)行下一檔位的測(cè)試，在程序中進(jìn)入換檔準(zhǔn)備過(guò)程。在換檔準(zhǔn)備過(guò)程中，當(dāng)前檔位標(biāo)志更替為下一個(gè)測(cè)試檔位的標(biāo)志，檔位參數(shù)（變比、檔位、加載扭矩、加載轉(zhuǎn)速）更改為下一測(cè)試檔位的參數(shù)。

3.2.2基于組態(tài)王編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檔換過(guò)程

組態(tài)王事件命令語(yǔ)言可以規(guī)定在事件發(fā)生、存在和消失時(shí)分別執(zhí)行的程序。離散變量名或表達(dá)式都可以作為事件。當(dāng)該事件剛剛發(fā)生時(shí)，該單元的程序只執(zhí)行一次；當(dāng)該事件存在時(shí)，按照設(shè)定的時(shí)間間隔反復(fù)執(zhí)行該單元程序；當(dāng)該事件消失時(shí)，該單元程序只執(zhí)行一次。事件命令語(yǔ)言存在時(shí)的循環(huán)執(zhí)行程序與普通程序的while循環(huán)類似，但不完全相同。事件命令語(yǔ)言在事件存在條件下可以控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)執(zhí)行的時(shí)間，因而有利于過(guò)程控制的定時(shí)操作。事件命令語(yǔ)言可以完成普通程序的if、while條件，同時(shí)可以達(dá)到定時(shí)功能。而且工業(yè)控制中很多都是通過(guò)離散狀態(tài)變更來(lái)激發(fā)程序的流程。組態(tài)王命令語(yǔ)言形式很適合開(kāi)發(fā)這種過(guò)程。

自動(dòng)換檔過(guò)程建立了多種工作狀態(tài)：“換檔準(zhǔn)備”、“換檔開(kāi)始”、“換檔成功”、“加載”、“運(yùn)行”、“試驗(yàn)完成”等。以這些工作狀態(tài)和計(jì)算機(jī)檢測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)組合構(gòu)成不同的事件，再以這些不同的事件之間相互激發(fā)、轉(zhuǎn)換的邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔過(guò)程的邏輯關(guān)系。

這里采用了組態(tài)王事件命令語(yǔ)言中事件存在時(shí)循環(huán)的定時(shí)功能。當(dāng)程序進(jìn)入定時(shí)器狀態(tài)時(shí)，采用計(jì)數(shù)器進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，事件存在時(shí)命令語(yǔ)言其它的程序都處于不被激發(fā)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，通過(guò)設(shè)定計(jì)數(shù)器起始計(jì)數(shù)值n和事件命令語(yǔ)言存在時(shí)循環(huán)執(zhí)行一次的時(shí)間t，可以設(shè)定定時(shí)器的定時(shí)T（T=n×t）。

組態(tài)王還具有配方功能。在制造領(lǐng)域，配方用來(lái)描述生產(chǎn)一件產(chǎn)品所用的不同配料之間的比例關(guān)系，具生產(chǎn)過(guò)程中一些變量對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)定值的集合。不同型號(hào)變速器和不同檔位的測(cè)試參數(shù)（轉(zhuǎn)速、加載扭矩等）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型是一致的，只是比例關(guān)系不同，因而采用配方功能比例方便。

篇4

從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價(jià)位的多路接線都可以使用CAN-bus。例如，在自動(dòng)控制、智能大廈、電力系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領(lǐng)域，CAN-bus都具有不可比擬的優(yōu)越性。工業(yè)控制系統(tǒng)的分布化、智能化、信息化發(fā)展，要求企業(yè)從現(xiàn)場(chǎng)控制層到管理層實(shí)現(xiàn)全面無(wú)縫信息集成。工業(yè)以太網(wǎng)滿足這一要求，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，成為控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向，為全分散智能控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制提供了可能[1]。本文作者主要介紹基于CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)的實(shí)時(shí)溫度、濕度監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

1系統(tǒng)介紹

1.1 CAN總線與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展?fàn)顩rCAN總線是一種有效支持分布式控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，是德國(guó)BOSCH公司從20世紀(jì)80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，歷經(jīng)技術(shù)規(guī)范2.0A和2.0B后已形成CAN國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898)

。CAN遵循OSI模型，按照OSI基準(zhǔn)模型，CAN機(jī)構(gòu)分為2層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。按照IEEE802.2和802.3標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路層又劃分為邏輯鏈路控制層(LLC)和媒體訪問(wèn)控制層(MAC)；物理層又劃分為物理信令層(PLS)、物理媒體附屬裝置層(PMA)和媒體相關(guān)接口層(MDI)。由于CAN具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得它在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

目前，基于CAN總線獲得廣泛應(yīng)用的應(yīng)用層協(xié)議有DeviceNet和CANOpen等。CAN具有以下主要特點(diǎn)[2]：(1)CAN為多主工作方式，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)送信息，而不分主從；

(2)在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求；

(3)CAN采用非破壞總線仲裁技術(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息出現(xiàn)沖突時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間；(4)CAN節(jié)點(diǎn)只需通過(guò)對(duì)報(bào)文標(biāo)識(shí)符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)多點(diǎn)及全局廣播幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)；(5)CAN報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；

(6)CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。

現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)合使得企業(yè)的管理可以深入到測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)，在這種互聯(lián)方式下，由以太網(wǎng)構(gòu)建信息網(wǎng)，通過(guò)兩者的有機(jī)聯(lián)接，從而構(gòu)成一個(gè)中型/大型的遠(yuǎn)程監(jiān)控/數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)[3]。

1.2系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)由溫度、濕度測(cè)控器、CAN以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換器、服務(wù)器和客戶端組成，如圖1所示。

溫度、濕度測(cè)控器主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度數(shù)據(jù)的采集、處理、控制、顯示、報(bào)警以及通過(guò)CAN總線與通信轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

CAN、以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換器主要負(fù)責(zé)CAN總線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并將CAN的數(shù)據(jù)通過(guò)局域網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器上。

服務(wù)器負(fù)責(zé)監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和報(bào)表的存儲(chǔ)，同時(shí)，向客戶端提供訪問(wèn)服務(wù)。

客戶端通過(guò)瀏覽器上因特網(wǎng)訪問(wèn)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)并進(jìn)行通信和控制。

2硬件設(shè)計(jì)溫度、濕度測(cè)控器主要分為數(shù)據(jù)采集、控制和CAN總線通訊3部分

溫度、濕度測(cè)控器的溫度、濕度傳感器采用瑞士圖2溫度、濕度測(cè)控器的硬件框圖Fig.2 Structure of temperature and humidity controllerSENSIRION公司的SHT10，傳感器包括1個(gè)電容式聚合體測(cè)濕元件和1個(gè)能隙式測(cè)溫元件，并與1個(gè)14位A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路在同一芯片上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。SHT10具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

每個(gè)SHT10傳感器都在極精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。兩線制串行接口和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。溫度、濕度測(cè)控器的MCU采用微芯公司的PIC18F2580，它是整個(gè)溫度、濕度測(cè)控器的運(yùn)算控制單元，它采用16位的RISC指令系統(tǒng)、哈佛總線結(jié)構(gòu)、兩級(jí)流水線取指等技術(shù)，具有32 KB快閃存內(nèi)存、4 KB的RAM、片內(nèi)看門狗、內(nèi)部EEPROM、CAN控制器等豐富的片內(nèi)資源，抗抗干擾性能強(qiáng)，功耗低，速度高[4]。PIC18F2580主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與控制，并與通信轉(zhuǎn)換層適配器進(jìn)行實(shí)時(shí)CAN總線數(shù)據(jù)的通信。

CAN與以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換層硬件框圖如圖3所示，它的處理器采用NXP公司的ARM7TDMI-S核的單片機(jī)LPC2378，是一款支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的16/32位ARM7TDMI-S CPU，處理器時(shí)鐘高達(dá)72MHz。片內(nèi)含有高達(dá)512 KB的片內(nèi)Flash和58 KB的片內(nèi)SRAM存儲(chǔ)器，具有強(qiáng)大的通信接口：10/100M以太網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制器(MAC)，2路CAN-bus接口。

增強(qiáng)型外設(shè)4個(gè)32位捕獲/比較定時(shí)器、1個(gè)帶有2 KB電池SRAM的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘、看門狗定時(shí)器和1個(gè)片內(nèi)4 MHz的RC振蕩器。LPC2378的強(qiáng)大功能為CAN和以太網(wǎng)的通信轉(zhuǎn)換帶來(lái)了極大方便[5]。

3軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的對(duì)象主要包括3部分：溫度、濕度測(cè)控器的檢測(cè)控制和CAN通信，CAN以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換，B/S平臺(tái)。

3.1溫度、濕度測(cè)控器的軟件設(shè)計(jì)溫度、濕度測(cè)控器的軟件流程

它主要包括初始化子程序、CAN數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送程序、顯示程序、鍵盤掃描程序、控制程序。CAN數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高，故采用中斷方式進(jìn)行處理。微處理器PIC18F2580在程序開(kāi)始首先要對(duì)CAN控制器模塊進(jìn)行初始化。主要通過(guò)測(cè)控器本身的地址標(biāo)識(shí)的讀取來(lái)對(duì)CAN控制器的過(guò)濾器和屏蔽器進(jìn)行配置。屏蔽器用于確定標(biāo)識(shí)符中的哪一位被過(guò)濾器檢查，這樣，一旦1條有效的信息被信息緩沖器MAB接收，信息的標(biāo)識(shí)符區(qū)域?qū)⑴c過(guò)濾器值相比較，若相匹配，則信息將被裝入接收緩沖器。微控制器收到CAN數(shù)據(jù)后，根據(jù)相應(yīng)命令進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，如設(shè)置相應(yīng)報(bào)警溫度濕度、執(zhí)行相應(yīng)控制等，然后，做出相應(yīng)的應(yīng)答。

控制程序主要是通過(guò)串行接口對(duì)SHT10進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，并把讀取數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，運(yùn)用bang-bang控制通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制中央空調(diào)，使得房間保持一定的溫度和濕度。3.2 CAN與以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì)3.2.1 LPC2378的CAN控制器與CAN總線間的數(shù)據(jù)傳輸LPC2378的CAN控制器帶有1個(gè)完整的發(fā)送和接收緩沖器串行接口，它是1個(gè)雙重接收緩沖器，有了這個(gè)雙重的接收緩沖器，芯片可以在對(duì)1個(gè)報(bào)文進(jìn)行處理時(shí)，可接收另一個(gè)報(bào)文，但它不含有驗(yàn)收濾波器。驗(yàn)收濾波器是獨(dú)立的器件，它對(duì)所有CAN通道進(jìn)行CAN標(biāo)識(shí)符過(guò)濾。

數(shù)據(jù)從CAN控制器發(fā)送到CAN總線由CAN控制器自動(dòng)完成。發(fā)送程序采用中斷方式，中斷方式發(fā)送程序分為發(fā)送主程序和中斷服務(wù)程序。主程序用于控制信息的發(fā)送，中斷服務(wù)程序負(fù)責(zé)發(fā)送臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)中的暫存信息。中斷流程圖見(jiàn)圖5。

μC/OS-Ⅱ是一個(gè)包含時(shí)間管理、任務(wù)調(diào)度等基本功能的小型、輕量級(jí)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的內(nèi)核，而且LPC2378是基于ARMTDMI的ARM的內(nèi)核，其內(nèi)核與存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)都很適合操作系統(tǒng)的運(yùn)行[6]。

以太網(wǎng)控制器采用uC/IP的協(xié)議棧，主要使用TCP/IP協(xié)議。TCP/IP是面向連接的協(xié)議，它在2個(gè)TCP之間創(chuàng)建1條虛連接，TCP在運(yùn)輸層使用流量控制和差錯(cuò)控制機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性[7]。TCP提供全雙工服務(wù)，即數(shù)據(jù)可在同一時(shí)間雙向流動(dòng)。控制器作為客戶端發(fā)起連接。通過(guò)TCP/IP數(shù)據(jù)的收發(fā)中斷見(jiàn)圖6。

對(duì)于TCP數(shù)據(jù)包，LCP2378取出數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)區(qū)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)分析后，通過(guò)CAN控制器發(fā)到CAN總線上，對(duì)于從CAN總線上接收的數(shù)據(jù)，同樣存入相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)，將數(shù)據(jù)按照TCP/IP進(jìn)行封裝發(fā)送。

圖6與以太網(wǎng)通信的中斷方式的數(shù)據(jù)收發(fā)Fig.6 Data exchange with Ethernet through Interruption4實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)研制成功后，與多個(gè)帶有32個(gè)節(jié)點(diǎn)CAN總線子網(wǎng)系統(tǒng)和以太網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。主要針對(duì)TCP/IP協(xié)議和CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)對(duì)其性能和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證。圖7所示為使用ZLGCANTest工具監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)截圖。

圖7 CAN總線數(shù)據(jù)截圖Fig.7 CAN field bus screenshot整個(gè)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行后，到目前為止已經(jīng)投入運(yùn)行半年時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或者由于總線沖突導(dǎo)致的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)脫離總線的現(xiàn)象。

5結(jié)論

(1)所設(shè)計(jì)的基于CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)的實(shí)時(shí)溫度、濕度監(jiān)控系統(tǒng)在某數(shù)據(jù)中心得到應(yīng)用，系統(tǒng)中采用的底層使用CAN總線通信，中間層使用以太網(wǎng)通信，上層通過(guò)服務(wù)器與因特網(wǎng)連接，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試和運(yùn)行，并與其他通信方式相比較，CAN總線通信方式穩(wěn)定性良好，可靠性高。

(2)由于原數(shù)據(jù)中心測(cè)控裝置分布較分散，房間數(shù)量多，導(dǎo)致房間溫度、濕度控制不穩(wěn)定甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。采用該系統(tǒng)以后，不僅所有的房間溫度、濕度可以乾地遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性大大提高。

(3)實(shí)踐證明，基于CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)是可行的，符合未來(lái)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。另外，該系統(tǒng)也可以應(yīng)用于其他需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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篇5

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué)；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式；素質(zhì)教育

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是在高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革和素質(zhì)教育的形勢(shì)下提出的將數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)應(yīng)用三者融為一體的教學(xué)模式.開(kāi)展高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，適應(yīng)21世紀(jì)人才培養(yǎng)對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)的新要求.

一、高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

在高等數(shù)學(xué)的完美公理體系下，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維軌跡常被掩蓋，學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到被動(dòng).數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)拋開(kāi)抽象的數(shù)學(xué)定理、公式的證明，利用可操作的程序，使學(xué)生在自己的探索實(shí)踐中體驗(yàn)數(shù)學(xué)思維軌跡，對(duì)數(shù)學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、研究和分析，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型，完整地模擬一個(gè)基本數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決.這不僅加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，而且也培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考并解決問(wèn)題的能力.同時(shí)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量新興的數(shù)學(xué)方法在科學(xué)研究和生產(chǎn)管理等領(lǐng)域中被成功地應(yīng)用，利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)這種方式可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力.所以，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和數(shù)學(xué)實(shí)踐能力，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)及綜合素質(zhì).

二、高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本原則

在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，理論教學(xué)強(qiáng)化數(shù)學(xué)概念與定理的講授，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)則側(cè)重于學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力、數(shù)學(xué)軟件的操作能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng).教師應(yīng)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)融為一體，針對(duì)教學(xué)相關(guān)內(nèi)容選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)作為輔助教學(xué)手段，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)理論知識(shí).教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)以循序漸進(jìn)為原則，涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)盡量不要超過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)的范疇，實(shí)驗(yàn)盡量與專業(yè)相關(guān)，具有一定的實(shí)際背景和應(yīng)用價(jià)值，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)到理論和實(shí)踐的相互作用.隨著課程的深入，應(yīng)逐漸增加案例的深度，實(shí)驗(yàn)要具有一定的開(kāi)放性，讓學(xué)生逐步學(xué)會(huì)從實(shí)際問(wèn)題中提煉出數(shù)學(xué)模型.高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)以“學(xué)生為主、教師為輔”的原則，學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析思考，獨(dú)立地利用計(jì)算機(jī)去編程、計(jì)算，教師只起著組織和指導(dǎo)的作用，這樣才能使學(xué)生體驗(yàn)問(wèn)題解決的全過(guò)程，從實(shí)驗(yàn)中探索數(shù)學(xué)的規(guī)律性.

2高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

（1）軟件條件

開(kāi)設(shè)以算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和初步的數(shù)學(xué)建模為主體的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，首先應(yīng)選擇合適的、功能齊全的數(shù)學(xué)軟件平臺(tái).應(yīng)用較多的是Maple、MATLAB、MathCAD和Mathematica軟件，其中，Mathematica把數(shù)值和符號(hào)運(yùn)算結(jié)合起來(lái)，可以方便地作出函數(shù)的圖形，具有安裝快、啟動(dòng)快的優(yōu)點(diǎn)，比較適用于高等數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué).

（2）編寫高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教材

我校高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程尚屬建設(shè)階段，現(xiàn)用的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教材并不適用于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)及高等數(shù)學(xué)知識(shí)較為欠缺的大學(xué)一年級(jí)學(xué)生.為此，一方面，我們?cè)谧跃幐叩葦?shù)學(xué)教材中，針對(duì)具體內(nèi)容，如函數(shù)的極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分、函數(shù)作圖以及微分方程求解等，穿插Mathematica編程計(jì)算的內(nèi)容；另一方面，我們還編寫了適用于一年級(jí)學(xué)生的《高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》講義，它主要包括Mathematica軟件速成及八次（16學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)兩部分內(nèi)容，其中第一部分比較系統(tǒng)地介紹了Mathematica軟件的常用方法，第二部分的每次實(shí)驗(yàn)都有完整的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟及練習(xí)思考，有效地保證了高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行.

（3）高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要包括計(jì)算、驗(yàn)證、演示和模擬實(shí)驗(yàn).其中，計(jì)算實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)數(shù)學(xué)軟件求極限、導(dǎo)數(shù)和積分等.驗(yàn)證試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)定理、公式的計(jì)算機(jī)證明，例如驗(yàn)證兩個(gè)重要極限及牛頓—萊布尼茨公式等.演示實(shí)驗(yàn)可以直觀地演示各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的圖形，將難以講解的數(shù)學(xué)規(guī)律呈現(xiàn)出來(lái).模擬實(shí)驗(yàn)可以模擬一些數(shù)學(xué)概念的形成過(guò)程和結(jié)果，使數(shù)學(xué)變得具體化，例如模擬數(shù)列和函數(shù)的極限等.探索性實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立地研究一些與專業(yè)相關(guān)的小案例，設(shè)計(jì)算法，編制相應(yīng)的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而體會(huì)其蘊(yùn)含的基本數(shù)學(xué)思想和方法.綜合實(shí)驗(yàn)是以高等數(shù)學(xué)為核心向邊緣學(xué)科發(fā)展，可涉及微分幾何、數(shù)值方法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、組合與圖論、微分方程、運(yùn)籌與優(yōu)化等.具體以學(xué)生的專業(yè)為背景，設(shè)計(jì)一些綜合的實(shí)際應(yīng)用型案例，其內(nèi)容可以取自科學(xué)研究中的基礎(chǔ)問(wèn)題和工業(yè)、農(nóng)業(yè)、工程、經(jīng)濟(jì)、軍事、管理、生活等各領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題，選擇時(shí)應(yīng)遵循可接受性、實(shí)用性、開(kāi)放性等原則，讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程.

利用Mathematica軟件，結(jié)合自編的高等數(shù)學(xué)教材和講義，我們?cè)诟叩葦?shù)學(xué)教學(xué)中安排了八次實(shí)驗(yàn)，共16課時(shí)，分兩個(gè)學(xué)期開(kāi)展.實(shí)驗(yàn)一介紹數(shù)學(xué)軟件的使用方法，然后介紹一元函數(shù)的作圖方法、求函數(shù)值、方程與方程組的解法、不等式與不等式組的解法等等.實(shí)驗(yàn)二介紹用數(shù)學(xué)軟件求極限、無(wú)窮小的階、函數(shù)的導(dǎo)數(shù)、函數(shù)的微分以及函數(shù)的極值等.實(shí)驗(yàn)三介紹用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行函數(shù)的積分運(yùn)算和求微分方程的解，并掌握用定積分和微分方程解決實(shí)際問(wèn)題的方法.實(shí)驗(yàn)四結(jié)合前面的理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)，給出幾個(gè)小案例，教師分別闡述背景知識(shí)，讓學(xué)生利用已有的數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)軟件，自己編程，提出問(wèn)題的解決方案.實(shí)驗(yàn)五用數(shù)學(xué)軟件演示多元函數(shù)作圖，介紹如何求偏導(dǎo)數(shù)、全微分，演示曲面及其切平面，討論多元函數(shù)的極值、二重積分.實(shí)驗(yàn)六介紹如何計(jì)算三重積分、曲線積分和曲面積分.實(shí)驗(yàn)七介紹級(jí)數(shù)的運(yùn)算、級(jí)數(shù)的收斂性和函數(shù)的逼近.實(shí)驗(yàn)八屬于探索性和綜合性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)前期的積累，教師給出實(shí)際案例，讓學(xué)生獨(dú)立思考，解決問(wèn)題.同時(shí)，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)背景，討論近年來(lái)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)及競(jìng)賽的相關(guān)選題，讓學(xué)生體驗(yàn)從實(shí)際問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型，然后利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法解決問(wèn)題的過(guò)程，將數(shù)學(xué)模型教學(xué)進(jìn)一步融入高等數(shù)學(xué)理論教學(xué)中.這八次高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)高等數(shù)學(xué)理論教學(xué)的有益補(bǔ)充，又培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，基本滿足了高等數(shù)學(xué)理論課與實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)要求.

3高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以問(wèn)題為載體、以計(jì)算機(jī)為手段、以軟件為工具、以學(xué)生為主體的一種創(chuàng)新教學(xué)模式.高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主要有兩種，一種是將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)融入高等數(shù)學(xué)的教學(xué)之中；另一種是單獨(dú)開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，進(jìn)行系統(tǒng)的講解和上機(jī)實(shí)驗(yàn).無(wú)論是哪種模式，基本都包括以下環(huán)節(jié)：

（1）教師通過(guò)計(jì)算機(jī)演示實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⑻岢鰧?shí)驗(yàn)課題.

（2）教師講解實(shí)驗(yàn)中問(wèn)題的背景、相關(guān)的數(shù)學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)方法.

（3）組織學(xué)生分組討論，學(xué)生通過(guò)自主探究和協(xié)作學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)求解的方案，探討解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型和算法，并進(jìn)行討論交流.

（4）在教師的指導(dǎo)下，利用相關(guān)的數(shù)學(xué)軟件或通過(guò)計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行計(jì)算，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出可能存在的規(guī)律，并給出嚴(yán)格的論證，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)論文.實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的成果體現(xiàn)，它包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、數(shù)據(jù)記錄和分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和總結(jié)以及教師評(píng)價(jià)等內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)論文類似研究論文，包括題目、摘要、正文、參考文獻(xiàn)等部分.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一般采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式，而綜合實(shí)驗(yàn)則以實(shí)驗(yàn)論文的形式為主.

4高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的考核

為了確保高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，課程結(jié)束時(shí)可對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)目己?實(shí)驗(yàn)課的考核可與理論課的考核相結(jié)合，占該課程總成績(jī)的15%左右.實(shí)驗(yàn)課的考核成績(jī)以學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)論文為主，學(xué)生的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都由任課教師依據(jù)“真實(shí)性、知識(shí)性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性”這四個(gè)方面綜合給出成績(jī)，試驗(yàn)總成績(jī)根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)平均得出.高等數(shù)學(xué)考核方式的改革更加重視知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力，符合素質(zhì)教育對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式改革的要求.

三、結(jié) 語(yǔ)

高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課為學(xué)生創(chuàng)造出一個(gè)科研工作的模擬環(huán)境，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì).高等數(shù)學(xué)教師需要有扎實(shí)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，并掌握幾種常用的數(shù)學(xué)軟件.教師應(yīng)進(jìn)一步探索更加靈活的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)自己感興趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容更加生動(dòng)，實(shí)驗(yàn)的方式更加靈活.同時(shí)，擴(kuò)大高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，將實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式引入到工科數(shù)學(xué)的其他課程，進(jìn)一步完善工科數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并逐步擴(kuò)大范圍，將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課與大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，吸引更多的學(xué)生參與.這對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、推動(dòng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)的全面改革、加強(qiáng)素質(zhì)教育、培育復(fù)合型人才，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義.

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篇6

關(guān)鍵詞動(dòng)物細(xì)胞工程;開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)模式;西南科技大學(xué)

AbstractThe opening experiment teaching mode in animal cell engineering experiment of bioengineering specialty was discussed in this paper. Five teaching links such as experiment project design，project discussion，experiment operation，experiment report andexperiment summary were actualized. The teaching effect was turned out fine. While，existing problems and improvement measures about this teaching mode were pointed out to provide reference for better opening experiment teaching.

Key wordsanimal cell engineering;opening experiment teaching;teaching mode;Southwest University of Science and Technology

西南科技大學(xué)地處四川省綿陽(yáng)市，是中國(guó)西部的一所重點(diǎn)建設(shè)學(xué)校。西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院現(xiàn)共有7個(gè)專業(yè)，其中包括生物工程專業(yè)。由于生物工程專業(yè)是一門實(shí)驗(yàn)性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)該專業(yè)人才培養(yǎng)的要求是要具有較深厚的理論基礎(chǔ)和較寬廣的知識(shí)面，較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力。因此，筆者在優(yōu)化理論教學(xué)的同時(shí)，也在積極思考如何加強(qiáng)生物工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。傳統(tǒng)的生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多屬于單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，且內(nèi)容多是依附于各門課程的理論授課而開(kāi)設(shè)，實(shí)驗(yàn)方法刻板，學(xué)生上實(shí)驗(yàn)只是被動(dòng)應(yīng)付、機(jī)械操作。這種“照方抓藥”的實(shí)驗(yàn)形式極不利于學(xué)生智力的開(kāi)發(fā)，限制了創(chuàng)造性思維的發(fā)展，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和能動(dòng)性。因此，生物工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)體系改革勢(shì)在必行。近年來(lái)，西南科技大學(xué)加大了對(duì)本科教育的實(shí)驗(yàn)建設(shè)投入，大大改善了本科生實(shí)驗(yàn)條件。2010年，生命學(xué)院抓住學(xué)校迎接本科教學(xué)水平評(píng)估的契機(jī)，根據(jù)實(shí)際情況，申報(bào)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目“生物工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”，得到了學(xué)校的批準(zhǔn)并立項(xiàng)。在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，不僅考慮了實(shí)驗(yàn)室軟、硬條件的改善，同時(shí)也把實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革放到了重要的位置[1-2]。

1課程簡(jiǎn)介

《生物工程大實(shí)驗(yàn)》是生物工程專業(yè)的一門必修實(shí)驗(yàn)課，主要包括發(fā)酵工藝學(xué)、植物細(xì)胞工程、動(dòng)物細(xì)胞工程3部分，在課程的教學(xué)過(guò)程中，動(dòng)物細(xì)胞工程的實(shí)驗(yàn)周期相對(duì)稍短一些，同學(xué)們對(duì)動(dòng)物細(xì)胞工程興趣會(huì)更濃一些，因此，在動(dòng)物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)上應(yīng)率先進(jìn)行開(kāi)放教學(xué)模式摸索。

2教學(xué)形式

教學(xué)共分為5部分內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、方案討論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)論文報(bào)告、實(shí)驗(yàn)總結(jié)。

2.1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

筆者在進(jìn)行《動(dòng)物細(xì)胞工程》理論教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)特別感興趣。利用學(xué)生的這種好奇心理，在課程結(jié)束時(shí)，安排學(xué)生做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)——小鼠××細(xì)胞系的建立，該設(shè)計(jì)既是理論課程的一個(gè)結(jié)課報(bào)告，也是本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。為節(jié)省材料，將學(xué)生分成幾個(gè)大組，每個(gè)大組8個(gè)人，然后每個(gè)大組再分成4個(gè)小組，每小組2個(gè)人。每個(gè)大組發(fā)放1只小白鼠，每個(gè)小組的學(xué)生根據(jù)自己的興趣，可自由選擇目的細(xì)胞，包括肌肉細(xì)胞、腎臟細(xì)胞、肝臟細(xì)胞、肺細(xì)胞、骨髓干細(xì)胞等。這樣在一個(gè)大組內(nèi)就可做不同的細(xì)胞，便于同學(xué)之間的相互交流和學(xué)習(xí)，同時(shí)也節(jié)約了材料。

該次實(shí)驗(yàn)方案是一個(gè)完整的有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞系建立的具體方案，包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作、培養(yǎng)基的配制、原代細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞的純化與傳代、細(xì)胞生長(zhǎng)曲線的測(cè)定、細(xì)胞的凍存與復(fù)蘇。在方案中，要求學(xué)生詳細(xì)寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料、方法與過(guò)程及注意事項(xiàng)，這就要求學(xué)生認(rèn)真思考自己所需要的材料，因?yàn)槊拷M學(xué)生所做的細(xì)胞不同，采用的培養(yǎng)及純化方法也不相同，所需要的材料也不相同，包括需要哪些藥品、試劑怎樣配制、需要多少吸管，甚至連廢液缸都要考慮到。這樣培養(yǎng)了學(xué)生的主動(dòng)思考能力和積極參與性，而不再像以前一樣由老師準(zhǔn)備好所有器材，自己只需要按照老師指定的步驟，將老師已準(zhǔn)備好的試劑一一的加進(jìn)去即可。

2.2方案討論

方案設(shè)計(jì)好以后，教師進(jìn)行修改，主要指出一些原則上的錯(cuò)誤，讓學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)，然后進(jìn)行交流。挑選一個(gè)比較典型的小組，向大家匯報(bào)，讓同學(xué)來(lái)指出其設(shè)計(jì)上的不足，再在老師的指點(diǎn)下，比較自己的方案，這樣在討論中讓學(xué)生對(duì)自己的目的和要求更加清晰。最后，給大家播放有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方面的教學(xué)錄像，詳細(xì)介紹在操作中的注意事項(xiàng)，特別是一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，讓同學(xué)們事先有所了解。

2.3實(shí)驗(yàn)操作

大家的方案在討論和看完錄像后再一次進(jìn)行修改，經(jīng)老師修訂同意后就可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)。學(xué)生按大組領(lǐng)用所需的器材，自己進(jìn)行清洗、包裝和滅菌處理，配制所需的試劑，按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于細(xì)胞生長(zhǎng)的進(jìn)度不同，同學(xué)們需要在不同的時(shí)間來(lái)進(jìn)行處理。為解決這個(gè)矛盾，實(shí)驗(yàn)室采取了全天開(kāi)放、學(xué)生預(yù)約登記的形式，保證學(xué)生可以在預(yù)定的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，要求學(xué)生每天來(lái)觀察細(xì)胞生長(zhǎng)情況。

2.4實(shí)驗(yàn)論文報(bào)告

該實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用科技論文報(bào)告的形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求學(xué)生嚴(yán)格按照科技論文格式寫出題目、前言、材料與方法、結(jié)果與分析、討論與建議。前言部分要求學(xué)生簡(jiǎn)單介紹實(shí)驗(yàn)的原理與目的，由于動(dòng)物細(xì)胞原代培養(yǎng)與細(xì)胞純化的方法很多，多種方法大多可以使用，學(xué)生甚至可以同時(shí)使用不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行，但要求必須寫出選擇此方法的依據(jù)。材料與方法部分要盡可能詳細(xì)，以鍛煉學(xué)生自己動(dòng)手準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果要實(shí)事求是地記錄下來(lái)。討論為重點(diǎn)部分，要求結(jié)合理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、綜合、歸納和推理。若結(jié)果與預(yù)期不符，應(yīng)分析原因，列出改進(jìn)措施。最后，要求學(xué)生對(duì)此次實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出自己的看法和意見(jiàn)。

2.5實(shí)驗(yàn)總結(jié)

課程結(jié)束后要對(duì)此次實(shí)驗(yàn)的情況進(jìn)行總結(jié)，對(duì)出現(xiàn)的一些典型的情況進(jìn)行分析。比如染菌嚴(yán)重等。分析其可能的染菌環(huán)節(jié)，及操作上的一些不正確的地方，讓學(xué)生明白自己的不足之處。

3教學(xué)效果

此次開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，總體來(lái)說(shuō)還是取得了較為滿意的效果，與以前傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式相比，該教學(xué)主要達(dá)到了以下目的[3-4]:

3.1真正做到了理論和實(shí)踐相結(jié)合

由于《動(dòng)物細(xì)胞工程》是一門理論與實(shí)踐結(jié)合非常緊密的課程，在課程講授過(guò)程中，會(huì)涉及到許多與實(shí)驗(yàn)操作有關(guān)的知識(shí)，而學(xué)生以前并沒(méi)有相關(guān)知識(shí)的積累，講解起來(lái)非常空洞。比如，在講授原代細(xì)胞的制備方法中，會(huì)包括酶消化法和組織塊法2種方法，這2種方法有何優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)怎樣根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選用等，這類知識(shí)教師通常在課堂講授時(shí)只講一些基本的理論知識(shí)，而具體情況需同學(xué)們通過(guò)自己的實(shí)踐和相互交流就得到深刻的認(rèn)識(shí)。

另外，由于要求學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，而方案的設(shè)計(jì)必須建立在踏實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上，這就要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的同時(shí)，必須理清楚方案設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，同時(shí)也培養(yǎng)了同學(xué)們查閱資料、閱讀文獻(xiàn)的能力。

3.2有效培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力，訓(xùn)練了從事科研工作的基本功

由于實(shí)驗(yàn)帶教老師僅指出實(shí)驗(yàn)的名稱，提供與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材、試劑、動(dòng)物等，其余由學(xué)生通過(guò)閱讀教材、查閱資料，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方法與步驟、注意事項(xiàng)等內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上按步驟進(jìn)行操作。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生始終處于主置，教師則處于主導(dǎo)位置。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中必須充分應(yīng)用所學(xué)的理論和已掌握的技能，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作的步驟、儀器和材料的選擇、結(jié)果的分析等。其中每一步驟對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)都是全新的，充滿了挑戰(zhàn)性，試驗(yàn)結(jié)果不是預(yù)先知道的，學(xué)生必須對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象及時(shí)分析，并提出相應(yīng)解決辦法，這就要求學(xué)生要有嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)思路和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性。比如器材的清洗、包裝、滅菌等工作，平時(shí)大家都不太重視，而通過(guò)實(shí)驗(yàn)，就有了切身體會(huì)，有的同學(xué)在做過(guò)濾除菌制備培養(yǎng)基時(shí)，由于無(wú)菌工作未作好，導(dǎo)致培養(yǎng)基染菌變渾濁而只能重做。由于各小組的實(shí)驗(yàn)材料和結(jié)果都不相同，也進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，充分挖掘了學(xué)生的創(chuàng)造才能，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的提高，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求學(xué)生按照論文的格式和規(guī)范撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對(duì)于普通高校的大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)，撰寫論文是一件遙不可及的事情，現(xiàn)在他們具有了論文的素材，就可以模仿科技論文的寫作要求去完成，使學(xué)生獲得了撰寫科研論文的訓(xùn)練，掌握了從事科研工作的基本功。

3.3加強(qiáng)了老師和學(xué)生之間的交流，增進(jìn)了師生感情

由于學(xué)生頻繁出入實(shí)驗(yàn)室，與老師接觸的時(shí)間增多，師生之間可廣泛的進(jìn)行交流，可以加深學(xué)生對(duì)老師的理解、對(duì)教師行業(yè)的尊重。

3.4培養(yǎng)了責(zé)任心和科學(xué)態(tài)度，提高了興趣，增強(qiáng)了自信心

實(shí)驗(yàn)分小組，做到任務(wù)到人，每個(gè)人對(duì)自己培養(yǎng)的細(xì)胞都愛(ài)護(hù)有加，這種負(fù)責(zé)任的心態(tài)是在做別的實(shí)驗(yàn)時(shí)看不到的。與以往實(shí)驗(yàn)不同，同學(xué)之間是用自己的勞動(dòng)成果做比較，都格外努力。成功的同學(xué)根據(jù)自己的想法做設(shè)計(jì)、做實(shí)驗(yàn)，獲到了很好的結(jié)果，會(huì)產(chǎn)生一種自豪感和自信心。而失敗的同學(xué)雖然有一些喪氣，但在認(rèn)真總結(jié)教訓(xùn)和向成功同學(xué)取經(jīng)的基礎(chǔ)上，在第2次實(shí)驗(yàn)中還是會(huì)得到滿意的結(jié)果。另外，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要同學(xué)之間相互合作、協(xié)調(diào)進(jìn)行，增進(jìn)了同學(xué)的團(tuán)結(jié)、互助、協(xié)調(diào)的精神。

3.5提高了師資隊(duì)伍水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

開(kāi)放式教學(xué)中一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容反映了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，涉及的知識(shí)面廣。教師不僅要有本學(xué)科扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較好的實(shí)驗(yàn)技能，還要加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，不斷更新自己的知識(shí)，這在新實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)和學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)中顯得尤其重要。可以說(shuō)開(kāi)放教學(xué)提高了師資隊(duì)伍業(yè)務(wù)水平。從傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)到開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的轉(zhuǎn)變不僅對(duì)教學(xué)雙方產(chǎn)生巨大影響，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理水平也會(huì)起到不可估量的作用，這種改革無(wú)疑會(huì)使實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)工作發(fā)生質(zhì)的飛躍。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)維護(hù)了學(xué)生的原創(chuàng)精神，能使學(xué)生在寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。可以說(shuō)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)因材施教的必由之路，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的必備條件。

4存在的問(wèn)題與改進(jìn)措施

4.1實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施不完善

由于實(shí)驗(yàn)人數(shù)劇增、延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，儀器設(shè)備接待能力明顯不足。因?yàn)榧?xì)胞培養(yǎng)嚴(yán)格要求無(wú)菌操作，所以，大部分操作都在超凈臺(tái)上進(jìn)行，這樣就造成對(duì)超凈臺(tái)需求的矛盾。而且，因?yàn)橥瑢W(xué)們大多是新手，操作時(shí)非常小心、謹(jǐn)慎，這樣也常常導(dǎo)致不能按照預(yù)定的時(shí)間結(jié)束實(shí)驗(yàn)，設(shè)備流動(dòng)速度慢，同學(xué)們等待時(shí)間較長(zhǎng)。另外，由于學(xué)生人數(shù)多，人流量大，導(dǎo)致無(wú)菌室有名無(wú)實(shí)，也由此使一些同學(xué)的實(shí)驗(yàn)材料被污染。

4.2增加了教師的實(shí)際工作量

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)比單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。為了充分利用設(shè)備，緩解實(shí)驗(yàn)室設(shè)備緊張的壓力，在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間段，采用了學(xué)生預(yù)約、全天開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健榱俗龊脤?shí)驗(yàn)，同學(xué)們無(wú)論中午、晚上，只要有時(shí)間就可以到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生以前沒(méi)有受過(guò)這樣的訓(xùn)練，教師必須隨時(shí)在場(chǎng)給學(xué)生提供幫助，這就要求教師做出更多的奉獻(xiàn)。另外，由于學(xué)生采用了各種各樣的材料，教課老師需要查閱大量的資料，自己做一些預(yù)備實(shí)驗(yàn)，這樣才能更好地指導(dǎo)學(xué)生。

4.3加大了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用開(kāi)支

實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和試劑，這比教師統(tǒng)一準(zhǔn)備要消耗更多的實(shí)驗(yàn)試劑和材料，從而加大了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用開(kāi)支。而且由于大家所采用的實(shí)驗(yàn)材料不一致，雖然老師在審閱設(shè)計(jì)方案時(shí)，取消了一些耗費(fèi)較大的項(xiàng)目，但是仍然需要準(zhǔn)備各種實(shí)驗(yàn)相關(guān)試劑和材料，也造成了實(shí)驗(yàn)開(kāi)支的大大增加。

5結(jié)語(yǔ)

與課堂理論教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)驗(yàn)室是讓學(xué)生學(xué)會(huì)從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去的重要場(chǎng)所，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的科學(xué)研究和應(yīng)用人才的實(shí)踐基地。而要真正上好實(shí)驗(yàn)課并非易事，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍有待進(jìn)一步完善。

6參考文獻(xiàn)

[1] 常東勝，李濤，李靜平.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，26(7):810-811.

[2] 李江濱，黃迪南，侯敢.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討—— 論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2005，23(15):100-101.

篇7

    關(guān)鍵詞:藥理學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

    國(guó)家教育部出臺(tái)的《面向求學(xué)網(wǎng)振興行動(dòng)計(jì)劃》,明確提出了以培養(yǎng)人的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新教育來(lái)適應(yīng)日新月異的科技發(fā)展和社會(huì)的需求。高校在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的過(guò)程中,應(yīng)該首先從培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)入手,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué),逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。

    藥理學(xué)作為高等醫(yī)學(xué)教育中的一門重要的橋梁學(xué)科,其實(shí)踐性科學(xué)的性質(zhì),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在藥理學(xué)教學(xué)中具有重要地位。然而,傳統(tǒng)的藥理學(xué)教學(xué)過(guò)多地強(qiáng)調(diào)通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和鞏固,忽視了對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。因此,改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式與方法,在藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極進(jìn)行知識(shí)、能力、素質(zhì)三位一體教育,培養(yǎng)新型醫(yī)學(xué)人才,具有十分重要的意義[1]。近年來(lái),我們就如何改革藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)做了有益的探索和實(shí)踐。

    一、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,加強(qiáng)創(chuàng)新技能

    訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是使學(xué)生在獲得基本知識(shí)、基本技能的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)觀察、分析、解決問(wèn)題的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng),我們積極改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,實(shí)施“三段式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,就是將藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)三個(gè)階段,對(duì)每一階段采取不同的教學(xué)形式,制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo),逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

    (一)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)階段這一階段以驗(yàn)證性的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主,主要是藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能訓(xùn)練,包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的捉持、給藥方法,以及手術(shù)器械的使用、常用儀器的操作等。

    教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行講解、示范,然后學(xué)生練習(xí)操作,掌握扎實(shí)的基本功。接著安排幾個(gè)有代表性的、教學(xué)效果好的、學(xué)生感興趣的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),如:不同劑量藥物的作用差異等。主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

    (二)指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)階段指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)階段為學(xué)生技能的促進(jìn)和提高階段。

    在學(xué)生基本掌握藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能和基本方法的基礎(chǔ)上,逐步擴(kuò)大其自主學(xué)習(xí)的空間,調(diào)動(dòng)其施展才華的興趣。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以綜合性為主,如傳出神經(jīng)系統(tǒng)藥對(duì)兔血壓的影響實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果分析等以學(xué)生為主,教師僅起到指導(dǎo)和輔助的作用,或者教師提出問(wèn)題,讓學(xué)生們獨(dú)立思考、廣泛討論和拿出解決問(wèn)題的具體方法。此方法的特點(diǎn)是:實(shí)驗(yàn)過(guò)程較復(fù)雜、觀察指標(biāo)較多、難度較大,但可以較好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)分析問(wèn)題的能力,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際操作能力,提高綜合素質(zhì)。

    三)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)階段這一階段的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)前教師首先給學(xué)生做科研基本知識(shí)的專題講座,內(nèi)容包括文獻(xiàn)檢索、科研選題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、預(yù)備實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)果分析處理及論文撰寫等。然后根據(jù)每位學(xué)生自己熟悉或感興趣的內(nèi)容對(duì)課題進(jìn)行自主選擇,模擬科研過(guò)程進(jìn)行初步的調(diào)研、立題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、論文撰寫等方面的訓(xùn)練。此階段的教學(xué)形式是學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組為單位,通過(guò)初步調(diào)研,選定實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)方法,并通過(guò)反復(fù)論證后開(kāi)始實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作,完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)論文的撰寫及進(jìn)行論文答辯等。通過(guò)這樣的訓(xùn)練,有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、運(yùn)用知識(shí)能力、設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

    二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)考核方法,強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)

    傳統(tǒng)的藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式比較簡(jiǎn)單,以學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)課的次數(shù)、操作表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等為依據(jù),給予學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)。顯然,這種考核方法存在著一定的偶然性和知識(shí)的局限性,不利于對(duì)學(xué)生所學(xué)技能的全面了解,特別是不利于對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的考察[3]。

    因此,我們對(duì)藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式進(jìn)行了改革。

    改革立足于對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的綜合測(cè)定,引導(dǎo)學(xué)生注重學(xué)以致用,有意識(shí)地加強(qiáng)創(chuàng)新思維、動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)。考核的內(nèi)容包括兩個(gè)部分。第一部分,對(duì)學(xué)生逐人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本技能的考核,如動(dòng)物的捉拿方法、基本給藥途徑等;第二部分,對(duì)學(xué)生進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考核,考察學(xué)生是否掌握了藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本思想。

    其中,第二部分是考核的重點(diǎn)。考核時(shí),讓學(xué)生以小組為單位,自選、自設(shè)和自做實(shí)驗(yàn)課題。具體過(guò)程包括:(1)學(xué)生自己查找資料,自行選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方案,并在全班實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)立題和設(shè)計(jì)的可行性論證,根據(jù)大家提出的問(wèn)題和建議,最后寫出較為完善的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,老師給予適當(dāng)?shù)奶崾竞椭笇?dǎo);(2)根據(jù)論證后的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,小組分工合作完成實(shí)驗(yàn)全過(guò)程,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果或現(xiàn)象進(jìn)行討論,最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,如實(shí)地寫出合格的實(shí)驗(yàn)論文;(3)實(shí)驗(yàn)小組選派一位同學(xué)進(jìn)行論文報(bào)告,其他成員逐個(gè)對(duì)自己所承擔(dān)的任務(wù)進(jìn)行答辯。綜合論文質(zhì)量、個(gè)人答辯及個(gè)人操作技能三項(xiàng)水平最后得出實(shí)驗(yàn)課成績(jī)。通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)考核,加大了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)诳偡种械谋戎?激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及勇于實(shí)踐的精神,讓創(chuàng)新型人才脫穎而出。

    三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),完善創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

    條件實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本活動(dòng)場(chǎng)所,良好的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境有利于學(xué)生、教師和技術(shù)人員開(kāi)展教學(xué)和科研活動(dòng),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)、一絲不茍的科學(xué)精神起著積極的潛移默化的影響作用[4]。因此,實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境建設(shè)與管理是搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提和基礎(chǔ)。

    (一)建立優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施我校為加強(qiáng)藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),建立了現(xiàn)代化的藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)室,配置了6套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及生物信號(hào)采集系統(tǒng),傳出神經(jīng)系統(tǒng)藥、利尿藥、呼吸系統(tǒng)藥、強(qiáng)心苷藥物等實(shí)驗(yàn)都能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。由于該系統(tǒng)性能好、分組多、又有模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的配合使用,以及方便處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn),可開(kāi)拓學(xué)生視野,提高學(xué)習(xí)興趣,受到學(xué)生的一致好評(píng)。此外,還添置了熒光分光光度計(jì)、熒光顯微鏡、酶標(biāo)儀等大型儀器,供學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)使用,為學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)踐活動(dòng)提供了設(shè)備保障。

    (二)建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理規(guī)章制度建立完善的實(shí)驗(yàn)室管理制度,使實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)與管理有章可循、有據(jù)可查,從而保證了實(shí)驗(yàn)室管理工作的規(guī)范化、制度化。如:實(shí)驗(yàn)室的精密儀器、消耗物品、儀器說(shuō)明資料、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和教學(xué)檔案等都由專人負(fù)責(zé);電子設(shè)備每月都進(jìn)行調(diào)試,發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)維修;根據(jù)不同班次周密計(jì)算所需實(shí)驗(yàn)材料、藥品、儀器、動(dòng)物數(shù)等并保證供應(yīng);進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)都必須穿工作服,嚴(yán)禁在實(shí)驗(yàn)課中大聲喧嘩,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)風(fēng)氣等。

    四、注重實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè),促進(jìn)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)

    當(dāng)今世界,醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異,各學(xué)科之間相互交叉滲透,各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)綜合利用,實(shí)驗(yàn)技術(shù)也越來(lái)越具有交叉性和邊緣性。要保證和提高藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的業(yè)務(wù)素質(zhì)是關(guān)鍵。他們不僅要掌握本專業(yè)系統(tǒng)的知識(shí)和技術(shù),而且還要掌握相關(guān)學(xué)科的理論和技術(shù),將各學(xué)科知識(shí)和技能有機(jī)融合在一起[5]。而且,創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)離不開(kāi)創(chuàng)新型的教師,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師其自身創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高是提高創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的前提。)為此,我們?cè)诜e極鼓勵(lì)教師脫產(chǎn)進(jìn)修、到相關(guān)單位學(xué)習(xí)取經(jīng)的同時(shí),鼓勵(lì)教師在工作實(shí)際中勤于思考,勇于探索,注重相互交流,共同提高。特別是對(duì)于青年教師,采用預(yù)實(shí)驗(yàn)、預(yù)試講、集體討論備課和舉辦實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)班等方式,幫助他們熟練掌握藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和指導(dǎo)技能,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。新晨

    總之,經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有了很大的提高,特別是通過(guò)開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、觀察、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的的能力,大大提高了他們的綜合能力和創(chuàng)新能力,更為今后開(kāi)展探索性研究工作積累了方法和經(jīng)驗(yàn)。

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篇8

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；本科；畢業(yè)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2008）05-0262-01

1 引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受課題任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究或工程實(shí)踐，獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過(guò)程，它是評(píng)估學(xué)業(yè)成績(jī)的一個(gè)重要方式，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)。作者結(jié)合廣東工業(yè)大學(xué)的實(shí)際,從科學(xué)選題、落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)、保證畢業(yè)設(shè)計(jì)論文質(zhì)量等關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出了改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)

工作的措施。

2 科學(xué)選題

選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，是搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一步。但是選題目前存在著一些問(wèn)題：有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠；有的選題對(duì)學(xué)生顯得難度較高,工作量過(guò)大；有的選題雖然有較高的研究?jī)r(jià)值，但學(xué)生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選；另外，系與系之間和各系內(nèi)部之間的設(shè)計(jì)題目在難度和分量上也存在一定差異。

針對(duì)以上問(wèn)題,可以從三個(gè)方面綜合考慮選題。

(1)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能聯(lián)系工程應(yīng)用、生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)研究。這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,由于是真做實(shí)干,他們就會(huì)主動(dòng)去了解、熟悉有關(guān)科研情況,分析解決問(wèn)題的方法和途徑,使能力得到提高。因此,我們?cè)跒?003 級(jí)機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生選題時(shí),選擇了“旋轉(zhuǎn)超聲主軸振動(dòng)系統(tǒng)研制”，“三座標(biāo)工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)”，“防偽礦泉水瓶蓋的設(shè)計(jì)”,“自動(dòng)門PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，“適合于電感的微點(diǎn)焊系統(tǒng)研制”等新穎又結(jié)合科研實(shí)際的課題,盡量反映當(dāng)代科技發(fā)展水平,讓學(xué)生能了解、把握國(guó)內(nèi)外在該研究領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展動(dòng)態(tài),結(jié)果學(xué)生更加樂(lè)于參與到科研課題的研究中。

(2) 要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)試驗(yàn)條件都有限,不是任何來(lái)自科研實(shí)際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計(jì),必須根據(jù)客觀條件來(lái)選擇設(shè)計(jì)題目,這些條件主要包括:可查資料庫(kù)源,試驗(yàn)設(shè)施和足夠的經(jīng)費(fèi)等,因此我們?cè)谶x題時(shí),一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備,試驗(yàn)場(chǎng)地等條件的科研課題,例如“微細(xì)特種加工中心”試驗(yàn)樣機(jī)在我們教研室已經(jīng)搭建好，“線切割機(jī)床、電火花機(jī)床、超聲拋光裝置”等設(shè)備可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)提供可以直接操作，鍛煉自己的動(dòng)手能力的機(jī)會(huì)。

(3) 要有適當(dāng)?shù)碾y度和深度。舉例說(shuō)我們選擇“旋轉(zhuǎn)超聲主軸振動(dòng)系統(tǒng)研制”課題時(shí),考慮到該課題涉及了聲學(xué),機(jī)械振動(dòng)學(xué),電力電子學(xué),數(shù)電，模電等多個(gè)領(lǐng)域,涉及的知識(shí)面較廣,設(shè)計(jì)工作量較大,有一定的深度,學(xué)生可以通過(guò)綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學(xué)生在有限的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作時(shí)間內(nèi),經(jīng)過(guò)努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果,我們安排了兩個(gè)同學(xué)參加,在掌握總體設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上,分別進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路等不同部分的,有側(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行研究,經(jīng)過(guò)分工合作,完成了整個(gè)課題的設(shè)計(jì)任務(wù),效果良好。

3 落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)

為提高畢業(yè)論文設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量和探索出適用于畢業(yè)論文設(shè)計(jì)全環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的方法,可借鑒研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法,在本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)教學(xué)中新增開(kāi)題環(huán)節(jié),以強(qiáng)化學(xué)生包括查閱文獻(xiàn)資料廣泛獲取信息,提出問(wèn)題、擬定實(shí)驗(yàn)研究方案和設(shè)計(jì)方案,科學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試,數(shù)據(jù)整理與分析,撰寫實(shí)驗(yàn)論文,書面表達(dá)和口頭表述等能力在內(nèi)的基本創(chuàng)新能力。

（1）開(kāi)題環(huán)節(jié)的必要性。開(kāi)題的意義在于完善論文設(shè)計(jì)方案,使論文設(shè)計(jì)方案更加系統(tǒng)化，收集信息，聽(tīng)取各方意見(jiàn)，明確思路以堅(jiān)定論文設(shè)計(jì)者的信心。一般說(shuō)來(lái)，將思考的東西正式地講出來(lái)和寫出來(lái)，會(huì)比原來(lái)所思考的更有升華的意味，因?yàn)閺摹八肌钡健罢f(shuō)”和“寫”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過(guò)程。通過(guò)撰寫開(kāi)題報(bào)告,要求學(xué)生講清題目的來(lái)龍去脈,從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的和要求，對(duì)題目有更深刻理解與認(rèn)識(shí)，會(huì)使原來(lái)的論文設(shè)計(jì)思路更加完善和系統(tǒng)，對(duì)自己的工作做到“胸有成竹”，減少盲目性,避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。

（2）開(kāi)題環(huán)節(jié)的組織。在開(kāi)題會(huì)之前,每個(gè)學(xué)生按規(guī)范

書寫了開(kāi)題報(bào)告。學(xué)生持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的選題報(bào)告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺(tái)匯報(bào)選題的目標(biāo)和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計(jì)劃等內(nèi)容10分鐘。評(píng)審小組根據(jù)學(xué)生自述和選題報(bào)告書及其它文本內(nèi)容,對(duì)學(xué)生論文設(shè)計(jì)是否達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和完成論文設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行考核,并對(duì)論文設(shè)計(jì)廣度、深度、貼切度、重點(diǎn)和難點(diǎn)等提出具體的修改意見(jiàn)。

4 保證畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯的質(zhì)量

答辯是畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作的最后一個(gè)環(huán)節(jié),是全面檢查和評(píng)估畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)質(zhì)量的重要手段。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。學(xué)院可根據(jù)本院及所屬各系的具體情況成立若干答辯分委會(huì),分委會(huì)下轄若干個(gè)答辯小組。分委會(huì)主任和答辯小組組長(zhǎng)均由副高職稱以上教師擔(dān)任。答辯前應(yīng)認(rèn)真審查學(xué)生的答辯資格,畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)由除指導(dǎo)教師外的答辯小組1名以上教師認(rèn)真評(píng)閱,寫出評(píng)閱意見(jiàn)與評(píng)分,評(píng)分不及格者不得參加答辯。凡畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)擬評(píng)“優(yōu)秀”的學(xué)生,都必須參加各系答辯分委會(huì)組織的集中答辯。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)平時(shí)不認(rèn)真、小組答辯成績(jī)較差的學(xué)生,由相關(guān)分委會(huì)組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過(guò)。答辯時(shí)間應(yīng)控制在學(xué)生匯報(bào)15-20分鐘,教師提問(wèn)20分鐘為宜。畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定必須堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格要求。“優(yōu)秀”的比例應(yīng)嚴(yán)格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的20%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴(yán)格控制在60%以內(nèi)。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的質(zhì)量,除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價(jià)值

外,還應(yīng)考察學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰定科研報(bào)告和表達(dá)交流的能力以及在工作中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。答辯委員會(huì)要辦事公正,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)達(dá)不到教學(xué)要求的,決不姑息。

5 結(jié)論

搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作,重要的是要做到“五個(gè)到位”,即認(rèn)識(shí)到位、經(jīng)費(fèi)投入到位、指導(dǎo)教師到位、學(xué)生到位和管理工作到位。另外,科學(xué)選題,嚴(yán)把選題關(guān)是做好畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的前提；認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題工作是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行的保證,消除學(xué)生畢業(yè)前的各種干擾,專心做好畢業(yè)設(shè)計(jì),是本階段學(xué)生思想政治工作的重點(diǎn)；嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。

篇9

（河南科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

【摘要】開(kāi)展和增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是新時(shí)期高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要舉措，是培養(yǎng)和提高大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的有效途徑。闡明了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵及特點(diǎn)，分析開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)和提高大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的意義，詳細(xì)闡述設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑。

關(guān)鍵詞 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；科技創(chuàng)新能力；培養(yǎng)；提高

Cultivating and Improving Students’ Technology Innovation Quality Based on the Design Expement

SUN Hai-yan

(Henan Institute of science and Technology, Xinxiang Henan, 453003 China)

【Abstract】Design experiment is an important measure for the reform of experimental teaching and an effective way to cultivate and improve students´ technology innovation quality．This paper briefly expounndsthe connotation and features of design experiment, analysis the significance of opening the design experiment, and elaborates the ways of cultivating and improving students´ technology innovation quality.

【Key words】Design Experiment；Technology Innovation Quality；Cultivate；Improve

創(chuàng)新是推動(dòng)民族進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的不竭動(dòng)力，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是創(chuàng)新的源泉和基石，大學(xué)生科技創(chuàng)新作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的手段和途徑已越來(lái)越受到重視。為適應(yīng)新時(shí)期對(duì)人才的新需求，高等教育教學(xué)改革中要求重視并增設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[1-2]，通過(guò)讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)并自主完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其求知欲和創(chuàng)新思維，充分發(fā)揮科研潛能，進(jìn)而激發(fā)其科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

1傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的局限性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)偏重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目常常是按教學(xué)大綱要求設(shè)定的本學(xué)科的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相對(duì)孤立、缺乏內(nèi)在的有機(jī)結(jié)合；實(shí)驗(yàn)材料、用具及方法等是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中預(yù)設(shè)的，學(xué)生缺少自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的空間，學(xué)生的主體地位得不得很好發(fā)揮；實(shí)驗(yàn)結(jié)果只要求學(xué)生獲得驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的合理數(shù)據(jù)、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師和學(xué)生即完成預(yù)定的教學(xué)任務(wù)[3]。這些實(shí)驗(yàn)課程對(duì)鞏固理論知識(shí)、鍛煉學(xué)生的基本動(dòng)手能力有很大幫助，但這種教條式的教學(xué)模式不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是指根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)方向、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索性實(shí)驗(yàn)。由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和操作，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題由學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)并查閱相應(yīng)資料自行解決，因此設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)突出了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主體地位，發(fā)揮了學(xué)生的開(kāi)創(chuàng)性思維，體現(xiàn)了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的開(kāi)放性和創(chuàng)新性[4-5]。

2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)和提高大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的必要性

2.1獨(dú)立設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程是在相對(duì)寬松、自主學(xué)習(xí)的環(huán)境中進(jìn)行，擺脫了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)固定方法和步驟的束縛，讓學(xué)生充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，依靠自身的能力設(shè)計(jì)新的實(shí)施方案，進(jìn)行新的操作嘗試。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生需要充分調(diào)動(dòng)自己所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，整合相關(guān)的實(shí)踐操作技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)形成一個(gè)可實(shí)施的系統(tǒng)實(shí)體。從設(shè)計(jì)到實(shí)施，學(xué)生要對(duì)自己的每一步操作及整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果負(fù)責(zé)。在完全自主的過(guò)程中，學(xué)生變被動(dòng)接受為主動(dòng)思維和操作，激發(fā)其新的思維方式，嘗試新的實(shí)驗(yàn)方法，從而提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

2.2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的創(chuàng)新能力在實(shí)踐中得以鍛煉和升華

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)的高級(jí)形式，有一定的難度，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)遇到一些障礙，這樣有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和獨(dú)立解決問(wèn)題，使其創(chuàng)新思維在問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決中得以鍛煉。若學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到了滿意的結(jié)果，能使其產(chǎn)生巨大的成就感，進(jìn)而激發(fā)更深層次的創(chuàng)新理念，使創(chuàng)新思維在實(shí)踐中得以進(jìn)一步升華，激發(fā)學(xué)生更強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新興趣。

3設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑

3.1實(shí)驗(yàn)選題與前期準(zhǔn)備

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目選擇上，教師要根據(jù)學(xué)生實(shí)際水平選擇難易適當(dāng)?shù)念}目。選題的合適與否關(guān)系到能否達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。課題面選擇過(guò)小或過(guò)于簡(jiǎn)單便失去了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的意義，難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的，反之，課題選擇過(guò)大或?qū)嶒?yàn)指標(biāo)過(guò)高，超出學(xué)生的能力范圍，使學(xué)生喪失信心，也得不到相應(yīng)的效果。選題應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱，兼顧學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，以學(xué)生掌握的基本知識(shí)為基礎(chǔ)，可適當(dāng)高于所學(xué)知識(shí)，有利于學(xué)生將已學(xué)過(guò)的知識(shí)系統(tǒng)化和實(shí)用化，有利于啟發(fā)學(xué)生探究和創(chuàng)新性思維[5]。根據(jù)指導(dǎo)教師設(shè)定的實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生在前期準(zhǔn)備中，應(yīng)熟悉相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，掌握基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作，熟悉相關(guān)的儀器設(shè)備，詳細(xì)了解實(shí)驗(yàn)試劑的性能和作用機(jī)理。實(shí)驗(yàn)中要用到的復(fù)雜的儀器設(shè)備要詳細(xì)閱讀說(shuō)明書，并請(qǐng)教相關(guān)操作人員，做到對(duì)儀器能夠熟練無(wú)誤的使用；實(shí)驗(yàn)中要用到的試劑，應(yīng)先了解其性能，做到安全第一，并確保正確使用；實(shí)驗(yàn)用具應(yīng)以最大限度降低實(shí)驗(yàn)誤差為前提，選擇合適的用具。

3.2查閱文獻(xiàn)

學(xué)生根據(jù)既定的實(shí)驗(yàn)題目，查閱教材及相關(guān)專業(yè)書籍，登錄學(xué)校網(wǎng)站查閱中文期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)的資料和文獻(xiàn)。在文獻(xiàn)的查閱中應(yīng)多角度多方位的了解，保證查閱文獻(xiàn)的新穎性，注意閱讀外文文獻(xiàn)，從中洞察國(guó)際上新的研究動(dòng)向，了解新的實(shí)驗(yàn)方法并借鑒；在文獻(xiàn)檢索中，要求學(xué)生注意檢索的方法，提高檢索效率，確保不漏掉有價(jià)值的文獻(xiàn)。關(guān)鍵性的文獻(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)幫助很大，學(xué)生可從中借鑒先進(jìn)的方法和技術(shù)，以利于下一步方案設(shè)計(jì)和實(shí)施。

3.3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

此階段要求學(xué)生對(duì)查閱的文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納總結(jié)，確定最佳方案。在此過(guò)程中學(xué)生要從實(shí)驗(yàn)原理、目的、操作方法步驟、實(shí)驗(yàn)材料、所需儀器、用具及數(shù)量、藥品及用量、預(yù)期結(jié)果、注意事項(xiàng)等做詳細(xì)計(jì)劃，并將過(guò)程以書面形式交于老師，共同研究探討其可行性并及時(shí)修正。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在設(shè)計(jì)中大膽思考、不要局限于固定的思維模式，大膽創(chuàng)新。

3.4設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

學(xué)生根據(jù)自己提出的實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用具、配制藥品和調(diào)試儀器、熟悉操作過(guò)程，進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，在準(zhǔn)備和預(yù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的反常現(xiàn)象和問(wèn)題，由學(xué)生自己思考，自行解決，并不斷地修改和完善設(shè)計(jì)方案。在實(shí)驗(yàn)中教師只起指導(dǎo)的作用，一般不直接回答和解決學(xué)生的問(wèn)題。設(shè)計(jì)方案的實(shí)施過(guò)程是學(xué)生把理論和實(shí)踐結(jié)合進(jìn)一步創(chuàng)新的過(guò)程，遇到的問(wèn)題要分析、思考、判斷，反復(fù)實(shí)踐才能解決，這使學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力有了很大幅度的提高。

3.5實(shí)驗(yàn)方法、過(guò)程和結(jié)果的總結(jié)與討論

實(shí)驗(yàn)完成后，組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論、交流和總結(jié)。對(duì)于較先進(jìn)及取得理想實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法，請(qǐng)相關(guān)設(shè)計(jì)人進(jìn)行講解，分享其設(shè)計(jì)心得，操作技巧加以推崇，以增強(qiáng)其創(chuàng)新自豪感；對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，找出癥結(jié)所在，以便以后加以改進(jìn)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，加深學(xué)創(chuàng)新是推動(dòng)民族進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的不竭動(dòng)力，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是創(chuàng)新的源泉和基石，大學(xué)生科技創(chuàng)新作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的手段和途徑已越來(lái)越受到重視。為適應(yīng)新時(shí)期對(duì)人才的新需求，高等教育教學(xué)改革中要求重視并增設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[1-2]，通過(guò)讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)并自主完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其求知欲和創(chuàng)新思維，充分發(fā)揮科研潛能，進(jìn)而激發(fā)其科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

1傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的局限性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)偏重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目常常是按教學(xué)大綱要求設(shè)定的本學(xué)科的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相對(duì)孤立、缺乏內(nèi)在的有機(jī)結(jié)合；實(shí)驗(yàn)材料、用具及方法等是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中預(yù)設(shè)的，學(xué)生缺少自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的空間，學(xué)生的主體地位得不得很好發(fā)揮；實(shí)驗(yàn)結(jié)果只要求學(xué)生獲得驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的合理數(shù)據(jù)、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師和學(xué)生即完成預(yù)定的教學(xué)任務(wù)[3]。這些實(shí)驗(yàn)課程對(duì)鞏固理論知識(shí)、鍛煉學(xué)生的基本動(dòng)手能力有很大幫助，但這種教條式的教學(xué)模式不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是指根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)方向、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索性實(shí)驗(yàn)。由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和操作，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題由學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)并查閱相應(yīng)資料自行解決，因此設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)突出了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主體地位，發(fā)揮了學(xué)生的開(kāi)創(chuàng)性思維，體現(xiàn)了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的開(kāi)放性和創(chuàng)新性[4-5]。

2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)和提高大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的必要性

2.1獨(dú)立設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程是在相對(duì)寬松、自主學(xué)習(xí)的環(huán)境中進(jìn)行，擺脫了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)固定方法和步驟的束縛，讓學(xué)生充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，依靠自身的能力設(shè)計(jì)新的實(shí)施方案，進(jìn)行新的操作嘗試。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生需要充分調(diào)動(dòng)自己所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，整合相關(guān)的實(shí)踐操作技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)形成一個(gè)可實(shí)施的系統(tǒng)實(shí)體。從設(shè)計(jì)到實(shí)施，學(xué)生要對(duì)自己的每一步操作及整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果負(fù)責(zé)。在完全自主的過(guò)程中，學(xué)生變被動(dòng)接受為主動(dòng)思維和操作，激發(fā)其新的思維方式，嘗試新的實(shí)驗(yàn)方法，從而提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

2.2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的創(chuàng)新能力在實(shí)踐中得以鍛煉和升華

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)的高級(jí)形式，有一定的難度，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)遇到一些障礙，這樣有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和獨(dú)立解決問(wèn)題，使其創(chuàng)新思維在問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決中得以鍛煉。若學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到了滿意的結(jié)果，能使其產(chǎn)生巨大的成就感，進(jìn)而激發(fā)更深層次的創(chuàng)新理念，使創(chuàng)新思維在實(shí)踐中得以進(jìn)一步升華，激發(fā)學(xué)生更強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新興趣。

3設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑

3.1實(shí)驗(yàn)選題與前期準(zhǔn)備

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目選擇上，教師要根據(jù)學(xué)生實(shí)際水平選擇難易適當(dāng)?shù)念}目。選題的合適與否關(guān)系到能否達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。課題面選擇過(guò)小或過(guò)于簡(jiǎn)單便失去了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的意義，難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的，反之，課題選擇過(guò)大或?qū)嶒?yàn)指標(biāo)過(guò)高，超出學(xué)生的能力范圍，使學(xué)生喪失信心，也得不到相應(yīng)的效果。選題應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱，兼顧學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，以學(xué)生掌握的基本知識(shí)為基礎(chǔ)，可適當(dāng)高于所學(xué)知識(shí)，有利于學(xué)生將已學(xué)過(guò)的知識(shí)系統(tǒng)化和實(shí)用化，有利于啟發(fā)學(xué)生探究和創(chuàng)新性思維[5]。根據(jù)指導(dǎo)教師設(shè)定的實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生在前期準(zhǔn)備中，應(yīng)熟悉相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，掌握基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作，熟悉相關(guān)的儀器設(shè)備，詳細(xì)了解實(shí)驗(yàn)試劑的性能和作用機(jī)理。實(shí)驗(yàn)中要用到的復(fù)雜的儀器設(shè)備要詳細(xì)閱讀說(shuō)明書，并請(qǐng)教相關(guān)操作人員，做到對(duì)儀器能夠熟練無(wú)誤的使用；實(shí)驗(yàn)中要用到的試劑，應(yīng)先了解其性能，做到安全第一，并確保正確使用；實(shí)驗(yàn)用具應(yīng)以最大限度降低實(shí)驗(yàn)誤差為前提，選擇合適的用具。

3.2查閱文獻(xiàn)

學(xué)生根據(jù)既定的實(shí)驗(yàn)題目，查閱教材及相關(guān)專業(yè)書籍，登錄學(xué)校網(wǎng)站查閱中文期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)的資料和文獻(xiàn)。在文獻(xiàn)的查閱中應(yīng)多角度多方位的了解，保證查閱文獻(xiàn)的新穎性，注意閱讀外文文獻(xiàn)，從中洞察國(guó)際上新的研究動(dòng)向，了解新的實(shí)驗(yàn)方法并借鑒；在文獻(xiàn)檢索中，要求學(xué)生注意檢索的方法，提高檢索效率，確保不漏掉有價(jià)值的文獻(xiàn)。關(guān)鍵性的文獻(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)幫助很大，學(xué)生可從中借鑒先進(jìn)的方法和技術(shù)，以利于下一步方案設(shè)計(jì)和實(shí)施。

3.3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

此階段要求學(xué)生對(duì)查閱的文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納總結(jié)，確定最佳方案。在此過(guò)程中學(xué)生要從實(shí)驗(yàn)原理、目的、操作方法步驟、實(shí)驗(yàn)材料、所需儀器、用具及數(shù)量、藥品及用量、預(yù)期結(jié)果、注意事項(xiàng)等做詳細(xì)計(jì)劃，并將過(guò)程以書面形式交于老師，共同研究探討其可行性并及時(shí)修正。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在設(shè)計(jì)中大膽思考、不要局限于固定的思維模式，大膽創(chuàng)新。

3.4設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

學(xué)生根據(jù)自己提出的實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用具、配制藥品和調(diào)試儀器、熟悉操作過(guò)程，進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，在準(zhǔn)備和預(yù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的反常現(xiàn)象和問(wèn)題，由學(xué)生自己思考，自行解決，并不斷地修改和完善設(shè)計(jì)方案。在實(shí)驗(yàn)中教師只起指導(dǎo)的作用，一般不直接回答和解決學(xué)生的問(wèn)題。設(shè)計(jì)方案的實(shí)施過(guò)程是學(xué)生把理論和實(shí)踐結(jié)合進(jìn)一步創(chuàng)新的過(guò)程，遇到的問(wèn)題要分析、思考、判斷，反復(fù)實(shí)踐才能解決，這使學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力有了很大幅度的提高。

3.5實(shí)驗(yàn)方法、過(guò)程和結(jié)果的總結(jié)與討論

實(shí)驗(yàn)完成后，組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論、交流和總結(jié)。對(duì)于較先進(jìn)及取得理想實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法，請(qǐng)相關(guān)設(shè)計(jì)人進(jìn)行講解，分享其設(shè)計(jì)心得，操作技巧加以推崇，以增強(qiáng)其創(chuàng)新自豪感；對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，找出癥結(jié)所在，以便以后加以改進(jìn)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，加深學(xué)（下轉(zhuǎn)第124頁(yè)）（上接第106頁(yè)）生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。同時(shí)教師對(duì)主動(dòng)嘗試有難度題目的、有創(chuàng)新設(shè)計(jì)和新思路的、遇到問(wèn)題能積極動(dòng)腦想辦法解決的同學(xué)給與鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)，激發(fā)其進(jìn)一步創(chuàng)新的積極性。

3.6撰寫實(shí)驗(yàn)論文

實(shí)驗(yàn)論文的撰寫是學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的書面總結(jié)及梳理。這一階段學(xué)生已完成了實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，有了相應(yīng)的結(jié)果，通過(guò)整理數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，討論影響實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素，在教師的指導(dǎo)下，按照科研論文的基本格式，撰寫實(shí)驗(yàn)論文。通過(guò)論文的撰寫，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步思索，使其對(duì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)從“理論—實(shí)踐—理論”的質(zhì)的升華，激發(fā)更深層次的創(chuàng)新思維。同時(shí)寫論文的過(guò)程也使他們基本掌握實(shí)驗(yàn)型論文的寫作模式，為本科畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，而且在導(dǎo)師的指導(dǎo)下能獨(dú)立開(kāi)展科學(xué)研究。其中質(zhì)量較高的論文，可向相關(guān)期刊投稿，這一活動(dòng)可以更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)[5-6]。

4設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的建議

4．1注重實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的掌握

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不能盲目進(jìn)行。能力的培養(yǎng)是知識(shí)的積淀與轉(zhuǎn)化、是知識(shí)的升華和運(yùn)用。沒(méi)有知識(shí)的積累就談不上能力，沒(méi)有基礎(chǔ)就談不上提高。因而在學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定不要打下牢固的基礎(chǔ)知識(shí)后在開(kāi)展。

4.2注重學(xué)生全面培養(yǎng)

培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力，決不只是依靠多開(kāi)一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)來(lái)完成的過(guò)程，它是是一個(gè)系統(tǒng)的工程，一個(gè)教學(xué)理念轉(zhuǎn)變的工程，是長(zhǎng)期形成的過(guò)程，因而必須把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力融入到所有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，讓每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谂囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力中發(fā)光，提高每一個(gè)實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的效能。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不是一成不變的，從中找出可探討的內(nèi)容，從而提高了每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值效益[6]。

5結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是較高層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中強(qiáng)化了學(xué)生的自主探索的學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大膽創(chuàng)新，重在訓(xùn)練思維、提高科技創(chuàng)新能力，是一種有利于學(xué)生全面發(fā)展，適應(yīng)時(shí)代要求的教學(xué)形式，同時(shí)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)教師的素質(zhì)和能力也提出了更高的要求，同時(shí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程的創(chuàng)新思維和想法對(duì)教師以后的工作有很大的啟發(fā)和幫助，是一種教學(xué)相長(zhǎng)的良好方式。因此設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：科研課題；高師學(xué)生；創(chuàng)新能力；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）13-0223-03

自主創(chuàng)新是一個(gè)民族生存和發(fā)展的動(dòng)力，是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是支撐一個(gè)國(guó)家崛起的筋骨。增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，全面建設(shè)小康社會(huì)，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力的人才至關(guān)重要。高等院校教學(xué)和科研是相互促進(jìn)相互依存不可分離的一體，所以探索依托科研課題，與科研的基礎(chǔ)平臺(tái)：畢業(yè)論文、創(chuàng)新杯、課外科技活動(dòng)相結(jié)合，培養(yǎng)生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力具有重大意義。

一、高師院校學(xué)生參加科研的重要性

當(dāng)前不少地方高師院校對(duì)學(xué)生參與科研不夠重視，認(rèn)為高師院校的任務(wù)是以培養(yǎng)中學(xué)教師為主，而中學(xué)教師的教學(xué)不需要科研，這種看法是不全面的。因?yàn)殡S著專業(yè)開(kāi)設(shè)的多元化，不少高師院校都不同程度開(kāi)設(shè)了非師范專業(yè)；同時(shí)，隨著學(xué)生就業(yè)的多元化，不少學(xué)生畢業(yè)后不一定從事教師工作。因此，在校學(xué)習(xí)期間，學(xué)生學(xué)會(huì)進(jìn)行科研工作，掌握科研的基本方法，提高綜合能力是重要的。由于對(duì)學(xué)生參與科研認(rèn)識(shí)不足，措施不當(dāng)，導(dǎo)致這些院校的學(xué)生科研能力不足，缺乏創(chuàng)新意識(shí)，畢業(yè)論文工作和質(zhì)量受到影響。高校教學(xué)所傳授的科學(xué)文化知識(shí)具有系統(tǒng)、深、專、精的特點(diǎn)。因此，有必要把科學(xué)研究因素引入教學(xué)研究中，使學(xué)生參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。學(xué)生科研可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深對(duì)知識(shí)的理解，對(duì)提高畢業(yè)論文質(zhì)量起著重要的作用。同時(shí)，在科學(xué)研究中，學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與其他人打交道中，學(xué)會(huì)了處理多種關(guān)系，有助于學(xué)生形成創(chuàng)新意識(shí)、社交能力和合作精神。

二、依托生命科學(xué)科研課題類型，多樣化培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

生物學(xué)專業(yè)與其他理科專業(yè)一樣，是理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，但又具有學(xué)科基礎(chǔ)廣泛，學(xué)科交叉、傳遞信息量大等特點(diǎn)，所涉及的科研課題，有生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究，又有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究；有微觀方面的研究又有宏觀方面的研究。因此根據(jù)生命科學(xué)科研課題類型和特點(diǎn)，我們多樣化地從如下幾方面培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

1.立項(xiàng)科研課題與畢業(yè)論文相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。畢業(yè)論文是高師院校學(xué)生教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力措施之一。為此，學(xué)院在畢業(yè)論文的教學(xué)中，鼓勵(lì)教師依據(jù)其承擔(dān)的科研課題和內(nèi)容，劃分為若干小課題，由專家審定后面向?qū)W生，由學(xué)生選擇承擔(dān)開(kāi)展論文工作。如周歧海教授、博士承擔(dān)國(guó)家自然基金、廣西基金的“黑葉猴的覓食生物學(xué)與棲息地選擇的研究”課題，從中抽取部分內(nèi)容，劃分為“黑葉猴理毛行為觀察”、“黑葉猴食物選擇及食物量研究”、“黑葉猴活動(dòng)時(shí)間分配的研究”等小項(xiàng)目，面向?qū)W生，由學(xué)生自由選題。實(shí)踐證明，這種參與重大課題研究的方式，有利于提高學(xué)生的興趣和能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和動(dòng)手能力，也有利于為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。不少同學(xué)考取碩士研究生后仍師從導(dǎo)師從事研究工作，如2000級(jí)的黃中豪、韋顯盛同學(xué)本科時(shí)畢業(yè)論文由黃乘明教授指導(dǎo)，本科畢業(yè)后仍師從黃乘明教授讀碩，開(kāi)展“弄崗黑葉猴的覓食生態(tài)學(xué)”和“扶綏黑葉猴的活動(dòng)時(shí)間分配及其棲息地利用”研究；另唐紹清、秦新民、鄧業(yè)成、周善義教授等也將自己承擔(dān)國(guó)家資助自然基金項(xiàng)目和區(qū)課題中的部分內(nèi)容作為小課題給學(xué)生研究，這種依托科研課題開(kāi)展畢業(yè)論文的做法，收到了很好的效果。

2.自主課題與畢業(yè)論文相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。依托科研課題開(kāi)展畢業(yè)論文，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、自主創(chuàng)新能力、推動(dòng)科研課題的深入起著積極的作用。但在目前實(shí)際情況下，承擔(dān)國(guó)家、區(qū)級(jí)等項(xiàng)目的教師畢竟是少數(shù)，多數(shù)教師從事的僅僅是校級(jí)項(xiàng)目、自選項(xiàng)目或探究性項(xiàng)目的課題。因此，將這些項(xiàng)目和課題作為學(xué)生課外小科研的內(nèi)容與畢業(yè)論文相結(jié)合是必要的，它有利于提高學(xué)生的興趣和能力，發(fā)揮學(xué)生的積極性，也有助于發(fā)揮教師指導(dǎo)畢業(yè)論文的積極性，從而成為培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力途徑之一。多年來(lái)，僅石貴玉教授就指導(dǎo)學(xué)生從事諸如“復(fù)合多效唑?qū)Α⑺苫ǖ陌?yīng)”、“重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng)”、“環(huán)境脅迫對(duì)植物的影響”等幾方面的課題，近35人的畢業(yè)論文，10人次獲得了優(yōu)秀論文，其中有的研究成果經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)和整理，發(fā)表在“生物物理學(xué)報(bào)”、“廣西植物”和“廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)”等雜志上。

3.地方特色資源研究課題與畢業(yè)論文相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。我院生物學(xué)專業(yè)涉及的研究課題廣泛。因此在開(kāi)設(shè)畢業(yè)論文選題上也根據(jù)廣西地方特色資源開(kāi)設(shè)這類的選題供學(xué)生選擇。這樣既擴(kuò)大了畢業(yè)論文的選題范圍，又結(jié)合地方特色資源的研究開(kāi)發(fā)，從而極大地提高學(xué)生的興趣和積極性，也有利于學(xué)生增強(qiáng)深入研究地方特色資源、合理利用和保護(hù)特色資源的思想意識(shí)。

4.課外科技活動(dòng)與“創(chuàng)新杯”相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。依托科研課題鼓勵(lì)學(xué)生參與老師的科研課題，和老師一道開(kāi)展研究，提高學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力極為重要。同時(shí)依托科研課題開(kāi)展各類科技競(jìng)賽，以科技創(chuàng)新活動(dòng)為載體，提高學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和創(chuàng)新能力也極為重要。“創(chuàng)新杯”、“挑戰(zhàn)杯”的目的就是培養(yǎng)學(xué)生探索、開(kāi)拓、創(chuàng)新的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析的科學(xué)能力。為此每年學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)積極動(dòng)員學(xué)生參加以學(xué)院和學(xué)校“創(chuàng)新杯”，繼而參加全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生學(xué)術(shù)科技和創(chuàng)業(yè)為載體的活動(dòng)，學(xué)生積極性高、參與面大，取得了較好的成績(jī)。幾年來(lái)，梁士楚教授、薛躍規(guī)教授、馬姜明教授、石貴玉教授、謝強(qiáng)副教授等老師指導(dǎo)的學(xué)生課題組開(kāi)展研究，成果參加學(xué)校、全國(guó)的“創(chuàng)新杯”、“挑戰(zhàn)杯”比賽均獲得了好成績(jī)。如薛躍規(guī)教授指導(dǎo)的“湘西洛塔植物區(qū)系開(kāi)發(fā)利用研究”獲全國(guó)第六屆“挑戰(zhàn)杯”二等獎(jiǎng)；“大石圍及其周圍地區(qū)植物區(qū)系組成及特征”獲第七屆全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”三等獎(jiǎng)；近幾年來(lái)，我院學(xué)生獲校“創(chuàng)新杯”一等獎(jiǎng)6名，二等獎(jiǎng)11名，三等獎(jiǎng)13名，賈金生同學(xué)獲二項(xiàng)國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)，這些成績(jī)給學(xué)校、學(xué)院增添光彩，又使學(xué)生從中得到鍛煉，開(kāi)拓了創(chuàng)新精神，培養(yǎng)了自主創(chuàng)新能力。

5.中學(xué)課改研究與畢業(yè)論文相結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。師范院校培養(yǎng)的學(xué)生，部分是將來(lái)的中學(xué)教師，而與中學(xué)廣大教育工作密切相關(guān)的課程改革現(xiàn)正在我國(guó)中學(xué)開(kāi)展，因此，在大學(xué)期間讓學(xué)生接受相關(guān)中學(xué)課程改革的信息，開(kāi)展課程改革的探討和與畢業(yè)論文相結(jié)合是很必要的。幾年來(lái)，依據(jù)所承擔(dān)的各種教學(xué)研究課題，我們有針對(duì)性地設(shè)置這方面的畢業(yè)論文課題，供學(xué)生選擇。如楊華副教授指導(dǎo)的“試論研究性學(xué)習(xí)”、“廣西中學(xué)生物教師探究教學(xué)能力狀況調(diào)查與對(duì)策研究”等；肖邦裕副教授指導(dǎo)的“新課程的生物學(xué)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究”、“中學(xué)生生物學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度的探討”等。這些是楊華副教授等承擔(dān)的國(guó)家、區(qū)課題所開(kāi)設(shè)的畢業(yè)論文選題，是和中學(xué)課程改革緊密相關(guān)的研究。這種做法一是擴(kuò)大了選題范圍，提高了學(xué)生興趣；二是增強(qiáng)了學(xué)生的改革意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生今后的教育工作奠定了課程改革的基礎(chǔ)。

6.加強(qiáng)課外科研和畢業(yè)論文的指導(dǎo)。課外科研和畢業(yè)論文的指導(dǎo)是逐步使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)向自主學(xué)習(xí)方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)教師引導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目標(biāo)。在指導(dǎo)上，導(dǎo)師工作應(yīng)重在“導(dǎo)”字上，讓學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)，積極思考，綜合分析，完成課外科研和畢業(yè)論文的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和撰寫工作。所以加強(qiáng)課外科研和畢業(yè)論文的指導(dǎo)工作，是提高課外科研和畢業(yè)論文質(zhì)量的關(guān)鍵措施之一。為此，我們?cè)谡n外科研和畢業(yè)論文指導(dǎo)中，除要求具有講師以上職稱，在教學(xué)和科研上有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師才能擔(dān)任指導(dǎo)教師外，同時(shí)要求指導(dǎo)教師精心悉意、手把手地指導(dǎo)學(xué)生。要求學(xué)生自己去分析和解決問(wèn)題，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力和自主創(chuàng)新能力。另在課外科研和畢業(yè)論文進(jìn)行期間，定期檢查各位指導(dǎo)教師的指導(dǎo)工作，保證課外科研和畢業(yè)論文工作的如期進(jìn)行。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力相結(jié)合

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、傳授操作技能實(shí)驗(yàn)和一些較簡(jiǎn)單的綜合性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)是在教師和實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備就緒的情況下，學(xué)生按實(shí)驗(yàn)步驟“藥方抓藥”樣機(jī)械進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生處于被動(dòng)地位，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，也不利于后繼課程畢業(yè)論文的教學(xué)。為此我們對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了改革，開(kāi)設(shè)了設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。具體做法是教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容提出試驗(yàn)題目，由學(xué)生查資料、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，然后開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，撰寫實(shí)驗(yàn)論文，討論發(fā)言，評(píng)分等。如2002～2004級(jí)生物科學(xué)專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對(duì)“果蠅一對(duì)因子的雜交”實(shí)驗(yàn)、“果蠅二對(duì)因子的雜交”實(shí)驗(yàn)、“紅眼果蠅與白眼果蠅的雜交”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，然后獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果撰寫每個(gè)實(shí)驗(yàn)的小論文，在課堂上宣讀論文和討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于實(shí)驗(yàn)是綜合性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、藥品配制、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)整理、論文撰寫都是獨(dú)立完成，同時(shí)論文的撰寫與畢業(yè)論文撰寫格式大體相同，這不僅培養(yǎng)學(xué)生包括文獻(xiàn)查閱、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果整理和分析的綜合能力，培養(yǎng)了學(xué)生撰寫科研論文的能力，也為畢業(yè)論文工作的開(kāi)展和質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)。進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程還有微生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、植物生理學(xué)、分子生物學(xué)等。

總之，課外科研、畢業(yè)論文和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，是高等教育中極為重要的內(nèi)容之一。多年來(lái)我們?cè)谥贫ㄕn外科研和畢業(yè)論文相關(guān)文件，加強(qiáng)課外科研和畢業(yè)論文工作的領(lǐng)導(dǎo)，加大經(jīng)費(fèi)投入的基礎(chǔ)上，依據(jù)各學(xué)科專業(yè)的特點(diǎn)，依托科研課題，多樣化地開(kāi)設(shè)課外科研和畢業(yè)論文選題，使得本科課外科研、畢業(yè)論文與科研課題和培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力緊密結(jié)合，增強(qiáng)了學(xué)生的興致，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力和自主創(chuàng)新能力，提高了高師院校生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量。

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