创新研究型实验平台

创新研究型实验平台（共12篇）

创新研究型实验平台 篇1

摘要：实验室建设是展示高校办学实力的重要标志,优化配置实验资源,促进实验室建设和管理水平,培养满足适应社会发展需要的创新型人才,改革高校实验室管理体制,创建学科实验大平台,有利于教学资源的优化组合,有利于培养学生的创新意识、提高学生的实践能力,同时,这也是社会进步和可持续发展对高校人才培养提出的新要求。

关键词：优化配置,实验室建设,创新,实践

0 引言

优化配置教学资源,促进实验室建设和管理水平,培养满足适应社会发展需要的创新型人才,是高校不断迈向新阶段的必经之路。文章阐述如何按照“一体化、多层次、分阶段、同平台”实验教学体系,搭建综合实验教学平台,进行省级计算机实验教学示范中心建设的思考和实践。

实验教学中心建设可以优化配置教学资源,保证教学质量,促进实验室建设和管理水平,为高校培养适应新世纪国家经济建设与社会发展需要的创新性高素质人才创造条件。[1]以“有利于系统的学科建设”、“有利于优质实验资源共享”的中心化大实验平台建设是实验教学及实验室建设发展方向。

1 国内外高校以及我校目前实验室现状

实验室是高校师生实验教学、科学研究、社会服务的重要基地,“实验教学是在校学生动手能力、实践能力、创新能力培养的重要平台和主要手段之一”,[2]因此,实验室的开放程度及其教学模式尤其值得重视。随着创新教育的开展,传统的封闭实验室已经明显不能适应高校创新人才培养的需要。传统实验室具体弊端如下:

(1)实验模式单一、实验内容固定,无法调动学生的积极性。传统的实验教学多采用验证式、灌输式教学模式,学生按照实验指导书上的步骤被动地完成实验。

(2)“大锅饭”式教学无法满足个性化教学的需求。传统实验一般以班为单位进行,要求同一段时间全班学生完成同样实验内容。但是一个班的学生学习水平、进度、能力各不相同,造成有些同学在规定时间无法完成实验,又有掌握较好的同学较快完成、然后无所事事的情况。“大锅饭”式实验教学无法按照学生的不同需求设计不同实验教学层次,从而达到个性化教学的目的。

(3)实验室开放时间不足、设备利用率不高。传统实验室仅仅完成教学大纲规定的实验教学任务,实验室空闲时间没有充分利用,开放时间不足。除此之外,高校实验室经过多年建设已有相当规模,但是部分资源利用率不高。例如,许多仪器设备每学期就使用一两次,其余时间闲置着。

高校实验室作为国家创新实验计划的最重要的实施平台,应该更加有效地发挥作用。国外高校实验室的开放程度明显高于国内高校,无论在实验资源的有效利用,实验室的管理,实验教学的教学改革等诸方面都走在国内高校的前列。国内高校近几年也开始增加让学生进行自主设计和开放设计的实验内容,我校在新的培养计划中也列入了计算机的设计课程,但设计内容、方法、形式还需进一步探索与研究。实验中心的实验资源需要更加科学的整合,实验教学内容需要进一步改革、丰富、调整,开放式实验教学的科学机制的建立完善,为大学生创新实验搭建更加适合的学术实验平台。

2 实施思路

2.1 构建实验教学新体系,促进实验教学大平台建设

构建起一体化、分层次、开放式、相互衔接、科学系统的创新实验教学体系。实验中心对所有实验课统一规划、统一管理、统一安排,构建分层次的计算机实验内容体系,避免重复,各门实验课程内容之间合理衔接,使实验教学内容体系具有基础性、系统性、科学性和先进性。本着拓宽基础、重视创新、提高素质、强化能力的原则,以基本技能40%、现代技术,综合应用30%、创新能力30%为认知链条,对全校的实验教学体系进行了整体性设计,在构建基础型实验、综合型实验、研究型实验和开放型多个层次的实验教学模块基础上,进一步推进实验教学内容、模式、方法和管理运行机制的改革与创新。

2.2 改革实验教学内容,开发与研制创新性实验项目

构建起“广参与、全覆盖、立体式”大学生创新实验活动模式,在确保“面”的同时,寻求“点”的突破。全面实施学院“科技创新双百工程”,即每年至少支持100名学生参加科技活动或竞赛,每年资助100名学生实施创新实验计划,以专业实验室优质资源全力支持学生科技创新活动,目前已经有16队65人进入到实验室。

对于高校学生而言,创意至关重要。大学生科技创新的特点是以兴趣为驱动力,具有自主性和重在参与性,目的是培养大学生的创造性思维从而打开成功之门。

创新源于问题,通过改革实验教学,能够让学生学会发现问题分析问题,解决问题,学生“独立的实验设计能力、独立的发现问题和解决问题的能力、发明创造能力、动手操作能力等”[3]都将得到大力的培养。

2.3 完善实验室管理模式,建设专业与社会实践教学平台

优化实验教学模式,建立开放实验室平台,增开综合性、设计性、应用性实验,减少验证性实验,积极参与教师的科研课题,开展课外创新实践活动,加强社会实践,培养学生的创新能力。“实践教学对培养学生的实践能力、创新精神和创新能力有着理论教学不可替代的特殊作用,是创新人才培养过程中贯彻始终的、不可或缺的重要组成部分”。[4]

建设设备先进、队伍精良、管理有序、全方位开放的实验教学环境,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习的新风气。

建立综合评定学生成绩体系和实验教学效果评价体系以及实验教学质量监控体系,保证教学质量不断提高。

2.4 加强实验教学队伍建设,促进实验教学中心建设

建立以导师制为主体的实验教学、创新项目、论文指导方式。全面提升年轻教师素质,加强学生自主创新能力和素质,提高毕业设计及自主学习的效果。开放式实验教学涉及的实验内容较广,尤其是某些开放型实验对指导老师提出了更高的要求。要解决学生随时提出的各种各样的问题,远比讲解和辅导一门课程难度大。这就要求实验指导教师要有更多的知识储备和更高的实验技能。既要有扎实的理论基础,更要有丰富的实践经验。[5]因此,加强实验教学队伍建设,提高教学队伍的教学及实践水平,就成为实验室建设的一个重要环节。

3 实验教学改革的成效

3.1 实验课程教学建设

我校计算机实验中心现开设实验课程81门,279个实验项目,有综合性、设计性实验的课程达256门,占总开出实验课程的90%以上。拥有丰硕的实验教学成果,实验中心除承担规定的本科生实验教学课程外,还承担大部分硕士研究生的实验课程,同时为学生课外科技实践创新活动提供场地和设备。中心所有常用仪器设备都统一调用,统一管理,既节约了经费,减轻了教学管理负担,又大大地提高了仪器设备的利用率,提高了资源的使用效益。

建立健全一套完善、可行的实验教学、实验管理的运行机制和完善的激励与监督考核机制及质量保证体系。建立“以老带新,交叉搭配,互教互学,互相促进”的实验教学与管理教师队伍。以培养学生实践能力和创新能力为核心,建立分层次、相互衔接、科学系统的创新实验教学体系。建设设备先进、队伍精良、管理有序、全方位开放的实验教学环境,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习的环境。

3.2 学生创新能力培养方面

我校在学生创新能力培养方面所取得的成绩是显著的,不仅校内创新实践活动频繁,而且在校外各种创新竞赛中,我校学生也屡获大奖。从2006年至今,确定每年支持200名以上学生进入实验室参与科技竞赛和创新实验计划,为大学生科技创新做出了不可或缺的贡献。五年来共获得国家级大学生科技竞赛奖励24项,省部级奖励103项,指导国家级大学生创新实验计划12项,成绩斐然。

4 结语

不同的学科、专业有其差异性,同时也存在共同性,在实验教学上就可能存在相同的技术和仪器设备。而正是存在这一共通性,因此就必须优化实验教学资源,实现“实验室资源的开发与共享”。[6]有利于充分发挥实验技术人员的专长和提高设备的利用率,有利于培养学生的创新意识、提高学生的实践能力。随着交叉学科、边缘学科的发展,实验中心的实验资源需要更加科学的整合,实验教学内容需要进一步改革、丰富、调整,开放式实验教学的科学机制的建立完善,为大学生创新实验搭建更加适合的学术实验平台。

参考文献

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[5]候凤才,张国华,姜天文,徐海梅.实验室开放存在问题探析与解决对策[J].实验科学与技术,2010,(12):125-127.

[6]马传峰.实验室资源的开发与开放[J].实验技术与管理,2010(,12):1-3.

创新研究型实验平台 篇2

创新教育是时代和社会发展的强烈要求，是根据创新的基本原理，以培养学生具有一定的创新意识、创新精神和创新能力为主要目标，为开发和培养学生的创新潜能创设条件的教育。它尊重学生的个性，重视开发学生的自我潜能，使学生在牢固、系统地掌握学科知识的同时发展创新能力。高职院校是培养高技能人才的地方，实验教学是高职院校培养学生能力的关键环节。实验室是进行实验教学、培养人才、开展科学研究的重要基地，一流的实验室和高水平的管理，是衡量实验室科研水平的主要指标之一。建立起以信息化、网络化为基础的实验室信息管理平台是高职院校实验教学重大改革之一，是建设数字化校园的重要组成部分。

一、实验室信息特点

实验室信息管理平台是运用现代多媒体技术、网络技术和数据库技术，集知识获取、知识应用与管理为一体的数字化平台，具有较强的理论研究和实用价值。实验室的信息是包含各个层面的信息，其信息组成包括实验室人员、实验设备、实验室管理、实验教学等。实验设备的差异，造成实验室信息种类的多样性，有文本文件、图像文件、影音文件等。实验室信息的流向也是多向的，既有信息的采集录入，也有信息的查询打印等，同时需要对不同的信息种类赋以相应的访问权限。因此，合理的信息管理应该是一个有机的整体的管理，并能体现不同种类信息流之间的关系，还要充分考虑信息的完整性和安全性。

二、平台需求分析

1.规范实验室管理和提高办公效率，适应管理体制改革的需要。优化管理体制，实现资源合理配置，节约更多的资金用于教学及校园设施；便于教务教学信息的快速传递和充分共享，提高职能部门的工作效率，减轻教务人员工作负担；推动学校管理机制进一步完善，适应现代化工作要求，充分体现学校管理工作的先进性。达到了教育优化和资源合理利用的目的。

2.适应实验室现代化建设的需要。当前虚拟技术在高职院校中得到了广泛应用，很多高职院校都相继建立了虚拟实验室。并且校园网的建立在高职院校中也日趋成熟。这就使建立可靠的信息信道以实现尽可能有效的信息传递成为实验室建设的主要课题。

3.创新教育的要求。创新教育的主要特征是重视教学过程的学生参与性和实践性，激发学生的主动性，培养学生的个性。在平台中学生可以浏览到实验室的信息，可以查询实验要点，预习实验，预约实验，并且可以进行虚拟实验、创新实验，极大地激发了学生的主动性，培养了学生的创新能力。

4.充分发挥实验室的综合作用。建立起以网络化、信息化为基础的实验室信息管理平台，它的目的不仅是要实现资料的网络化共享、无纸化办公、降低资源管理成本、减少社会固定资产投入，使资金的投入最大限度地发挥效益，为实验室与设备管理水平的整体提升和实验室管理效益的明显提高提供技术基础，更重要的还在于引导人们转变传统观念，开始一种新的工作方式，让更多的人享受新方式带来的方便、效益和快乐。

三、实验室信息管理平台构建要求

实验室信息管理平台作为实验和信息管理的支撑系统，在功能和性能上应遵循以下设计要求。

1.可靠性。实验室信息管理平台的可靠性对资源的安全共享是至关重要的，而任何一个系统都可能发生故障。因此，在平台的设计时，要考虑好相关的容错系统，让联网的计算机可以相互备份。同时，系统必须采用性能优越的数据库系统。这样有利于提高大批量资料的吞吐时间，使整个系统管理规范化；而且随着资料量的增大和操作扩展到一天24小时、一周7天，能够执行备份操作而不影响系统的正常运转。此外，在灾难性故障发生后能够在最短时间内还原数据库，使资料的完整性、安全性得到保障。

2.灵活性。建设一个实验室数据库系统有助于实现资料的集中管理，但由于数据库的建设是一个动态的过程，许多功能还需不断完善。因此，设计时应考虑基于模块化的设计思想，将各功能抽象概括成相对独立的单元，从而增加系统的可伸缩性，也为今后的功能扩展提供一个良好的平台，并使资源得到有效的应用。

3.开放性。构建实验室信息管理平台的目的之一，就是要实现信息资源在网络上的安全流动，增强实验室信息的交互性和适时性，使得有限的实验室资源得到更充分的利用。因此平台的建设应具有足够的开放性，不仅是时间和空间上的开放，更为重要的是实验教学内容与形式的开放。这不仅充分利用了实验资源、提高利用率，并且通过鼓励学生自我设计实验，调动了学生的积极性和主动性，有利于他们的创造能力和综合能力的培养，丰富了实验教学层次。

4.统一性。将全校各部门中准备共享的数据库打包成网格服务的形式，向外提供统一的接口，不更改数据库的结构，也不更改信息系统程序。仅仅共享系统的后台数据库，通过服务的形式将分布异构的数据库共享起来。

5.安全性。由于计算机网络具有联结形式的多样性、终端分布的不均匀性和网络的开放性、互连性等特征，致使网络容易受到*客、病毒、蠕虫、恶意软件和其它恶意的攻击。无论是有意的攻击，还是无意的误操作，都有可能给系统带来不可估量的损失。因此，系统在设计之初，就要充分考虑到安全因素，防患于未然。

四、实验室信息管理平台的组成根据实验教学的需求，实验室信息管理平台包含用户认证、预约、实验教学、管理、数据维护五个模块。这些模块在基础信息交换平台支撑系统的支持下实现信息的全面集成，以满足实验室的实验教学、实验管理、实验学习等各种功能要求。

1.用户认证。用户认证模块由用户登录、用户管理、权限管理等功能模块构成。用户登录模块负责所有用户的登录管理；用户管理模块对教师、学生、管理员三类系统用户进行管理；权限管理负责给不同类型用户设置不同的权限。

2.预约模块。用户是教师和学生。分为实验室设置查询、实验仪器查询、管理制度查询、仪器预约、预约查询等模块。在此模块，教师和学生可以了解实验室的详细信息，包括实验室的地理位置、可容纳学生的人数、仪器详细信息等。并可以预约实验室及仪器。

3.实验教学。用户是教师和学生。教师可以录入相关的实验大纲、实验介绍、实验说明、注意事项等实验信息，可以查看学生的预约选课情况，获取实验室以及实验台的安排，审批学生自设计实验申请，批改学生提交的实验报告，如果是实验时间登陆可以对学生实时监控功能获取实验信息。学生登录可以查询实验要点，预习实验，进行实验预约，并根据自己的兴趣申请自设计实验，查询自己做过实验的成绩并能够提交实验报告。

4.管理模块。用户是管理员。分为实验室设备管理、实验教学管理功能模块。实验室设备管理模块包括对实验室设备的更新、实验室信息录入、实验台的管理、使用设备的工作日期、每天的工作时间等日常使用信息的管理。实验教学管理包括实验管理、教师管理、学生管理、试题管理模块，从整体上安排实验内容、实验时间、实验场地、实验辅导教师等。

5.数据维护。对面对象是系统管理员，属于后台管理。主要是数据备份和数据恢复。数据备份可以协助管理员备份系统所使用的网络数据库，当数据遭到攻击受到损坏时恢复数据库，提高系统模型可靠性。

五、结束语

实验室信息管理平台的建立，把学生实验预习、预约和对实验室的日常综合管理有机的结合起来，从而增强学生的学习主动性，激发学生的学习兴趣，规范实验室的日常管理，减轻管理人员的劳动强度并提高工作效率，促进实验室对外交流与信息共享，使实验室更好地满足素质教育的需要，不仅符合创新教育下高职院校培养高技能人才的要求，也为将来全面应用新理念下的实验室管理系统打下良好的基础。

参考文献：

创新研究型实验平台 篇3

关键词：实验创新；提升地位；知识构建；实验设计

随着教育教学改革不断推进，化学教学要转变思路，大胆创新，找出一条适合化学学科发展的新路。《全日制义务教育化学课程标准》提出：要重视培养学生的自主学习和科学探究能力。那么，如何发挥化学学科的自身优势呢？笔者认为将实验探究和创新作为课程改革的突破口,才能充分激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习，提升学生的科学素养。

一、创新演示实验，互换师生角色

我们知道，传统的演示实验不能充分发挥学生的主体地位和教师的主导地位，而且这样的演示实验也影响了学生的思维能力的培养。因此，扭转传统演示实验的弊端，对演示实验进行改革和创新势在必行。具体做法是：在做演示实验之前，可以先创设一些问题情境，如，如何设计实验？需要什么药品？引导学生与教师共同参与实验的过程。接着教师要组织学生对实验的方案进行讨论，引导学生对实验的每个环节进行研究，找出实验中要注意的一些事项，确保实验的成功。最后，教师要转换角色，把实验的操作权交给学生，指导学生代表根据讨论的结果进行演示实验，教师成了“旁观者”，而学生真正成了学习活动的主人。

二、提升化学实验在教学中的地位

学生的学习必须通过自己的亲身体验才能掌握知识，培养能力。化学考试长期存在“动笔不动手”的缺陷，偏离了实验要动手操作、要观察、要记录、要思考、要做出结论等本质特征。

要发挥化学实验独特的教育功能，要做到手脑并用，不仅可以培养学生敏锐的观察力，还可以对学生的实际操作进行规范性训练；更重要的是，在实验中学生通过观察与思考的结合，实现认识由现象到本质、由感性到理性的飞跃，能有效地培养学生的创新思维能力。学生运用已有的知识、技能和方法去探寻解决问题的途径，在实验问题解决过程中提出的每一个设想或方案，对实验的某些环节、步骤作出的每一点改进，设计出的每一种实验装置，所有这些对学生而言都能称之为创新，都是创新能力在实验教学活动中的具体体现。

三、通过实验教学的创新，帮助学生主动构建知识

而新课程理念下的实验教学应该是让学生通过实验去建构知识。建构主义认为，学习不是简单的信息积累，而是新旧知识经验的相互作用以及由此而引发的认知结构的重组。化学实验教学就是给学生提供一个轻松和谐的环境，以学生现有的知识为基础实现知识的建构。学生根据自己所学的化学知识，独立地或在教师启发下设计出各种实验方案，成功地解决化学实验问题，从而享受到成功后的喜悦，激起更大的学习热情。而且，设计化学实验方案需要学生创造性地运用所学的化学基础知识和基本技能，这样可以培养他们解决化学问题的能力和创造能力。

四、通过实验创新，培养学生的创新意识

要培养学生的创新意识，教师本身应该富有创新精神，不断改进实验，使实验更合理，效果更明显，以自己创造性的劳动去影响学生，起到表率作用，让学生从中学到研究和解决问题的科学方法，对学生创新思维能力的发展起到促进作用。例如用过氧化氢溶液制取氧气并验证其性质实验时，可以观察到气泡，但用带火星的木条检验时却不能使之复燃，学生、老师在做实验时经常失败，如果只是模仿没有创新，那么实验就成为了摆设。如果把产生的气体用排水法收集或通过干燥剂之后再进行性质实验，那效果就很明显了。

教师在实验教学时的主要任务是充分地为学生创设最佳的问题情境，设计最佳的实验问题，在学生原有知识和观念的基础上，创设出难度适中、有助于学生形成认知冲突的问题，激发出学生的探究欲望和创新思维。教师如果把实验问题设计得合理，学生在动手实验时就会收到事半功倍的效果。

五、引导学生设计实验，培养学生的创新品质

课程标准强调科学探究是一种重要而有效的学习方式，要进行科学探究必须进行化学实验，而进行化学实验首先要求学生进行实验设计，进行实验设计就要求学生熟悉实验原理，突破教材的框框，大胆设想，寻找完成实验的最佳途径，抓住优化实验原理的设计、试剂和仪器的选择、反应条件的控制、操作过程等环节，有计划、有目的地引导学生进行自主探究，培养学生的科学探究能力和创新能力。

总之，通过对化学实验的创新既可以挖掘化学实验的科学价值，更重要的是培养和提高学生的化学实验素养以及运用实验知识去解决实际问题的能力，养成科学的实验态度和勇于创新的科学精神。这些不但是新课程改革的重要出发点，也是化学教学的新要求。因此，实验教学的创新是化学教学改革中永恒的主题。

参考文献：

［1］霍益萍.研究性学习：实验与探索.

［2］王祖浩.全日制义务教育化学课程标准解读.

［3］任长松.走向新课程.

创新研究型实验平台 篇4

1 目前我校动物实验教学科研中的现状

动物实验是高等医学院校从事教学、科研及新药筛选等的必须手段和重要条件, 是培养医学研究生科研创新能力的主要方法。随着社会的进步、科研的快速发展, 目前全国医学类高等院校基本上都开设实验动物学课程和建立实验动物中心与动物实验中心, 实验动物学是研究有关实验动物及动物实验的一门新兴、综合学科。实验动物中心是专门研究实验动物的育种、保种、繁殖、生物学特性、饲养管理及疾病的有关诊治和预防等为主, 目的是培育标准的实验动物;动物实验中心是采用实验动物为材料, 通过各种方法在动物身上进行科学实验, 研究在动物实验过程当中实验动物的一系列反应、表现以及其发生发展规律等, 重点是解决实验动物如何科学地应用于各个科学领域, 为生命科学、医学事业及经济建设服务[2]。我校的实验动物学课程在本科生与研究生中开设分别是2003年与2007年。起步在广西医学院校算是比较早, 但在发展过程中碰到了不少问题, 特别是在研究生的培养当中, 研究生的培养当中科研工作是必不可少的内容之一, 医学生的科研工作又离不开动物实验, 我校目前有SFP级实验中心约300平方米, 临桂新校区待建的实验中心约3 500平方米。现有在校研究生六百多人, 近五年共承担各类科研项目近千项。动物实验涉及的课程有生理学、病理生理学、毒理学、药理学、生物化学、细胞生物学和外科手术学等, 各动物实验室相当分散, 没有形成统一的管理;研究生申请用动物实验室比较困难, 研究生在动物实验方面能操作的机会还是相当有限的。

2 构建我校动物实验公共平台的必要性

研究生特别是医学类研究生, 其创新能力必须通过理论教学、实验教学以及学位论文研究这3个紧密相连的重要环节培养。目前, 各培养单位都相当重视理论教学与学位论文研究的工作, 在培养方案及学位授予细则当中对这两方面都做了明确的要求, 但在对实验教学当中尚很少做明确规定。而实验教学恰恰又是培养创新能力的一个极其重要的环节[3]。实验动物课虽说使学生对实验动物的相关知识进行了系统全面的学习, 但如果说没有动物实验课的学习, 那么学生对于实验动物及动物实验认识就只停留在理论水平上, 也就是一纸空文, 这样一来就会影响其医学实验动物学知识的了解与掌握, 同时影响学生对其他涉及动物实验有关的医学基础课的学习。动物实验课及其相关教学内容没有得到系统的学习与操作练习, 使得学生对动物实验相关知识缺乏系统地掌握, 在一些与动物实验相关的课程当中, 动物实验均是在各门课程所属的实验室独立进行, 影响动物实验的标准化教学以及对所学知识的系统运用与掌握, 并造成教学资源的浪费, 甚至出现一些重复现象。因此, 在医学类院校当中建立集中统一、条件标准、管理规范、开放使用、技术指导的专业动物实验室, 构建统一的动物实验公共技术平台, 能为学校的科研条件建设及科研技术开展提供良好的支撑服务。使学生及科研人员掌握系统的动物实验有关知识和科学标准化操作, 同时使得实验动物学的教学内容在实践进一步加深认识, 充分整合了学校动物实验的原有资源, 改善动物实验条件。在严格的条件要求下, 各实验室根据科研需求提供符合国家标准要求的动物实验室、高质量高品质的动物实验及动物实验操作技术服务, 从而促进与提高我校的整体科研水平[4], 为我校的科学研究及研究生的培养提供了良好的环境条件。

3 构建我校动物实验公共平台的思路

动物实验平台规模大小及硬件设施的配置相关内容应主要考虑学校的教学和科研发展基本情况, 不要不切实际的追求所谓“大而全”的发展模式, 切记不能投入大量资金用以实验动物的生产[5]。但是平台的建设必须以高标准为基本原则, 因为动物实验基本设施条件作为衡量一个院校科学研究水平的重要指标之一, 也是直接影响着此院校所做科研成果的可靠性与准确性[6]。我校目前在开展动物实验的实验室分别分布在SPF级实验动物中心、基础医学院、药学院、生物技术学院、临床医学院的一些实验室当中, 都有一定针对性的在开展实验, 但是系统性都不强, 条件参差不齐, 管理上难以统一, 使用上不好协调, 无法充分发挥实验室应有的作用。随着我校“双百人才”的引进工作不断推进, 我校几年来所承担的科研项目数量及科研基金量都在大幅度地增加, 所涉及的学科及领域也在不断增多。因此对动物实验设施的要求不但在数量上要增加, 在类别上也要有所拓展, 在级别上更要有所提高。为了满足这一要求, 我们要充分规划好临桂新校区的实验动物中心及动物实验中心, 更好地为我校的科研工作服务。

3.1 基础设施的建设

医学类院校构建的动物实验平台要严格按照我国现行的实验动物国家标准要求来进行。根据我校近几年科研所需各类动物实验的规模、性质与发展趋势, 规划好实验设施的级别、类别与规模。调整好现有的资源, 考虑到长远的一些需要, 参考相关医学类院校, 建设非人灵长类、毕格犬、小型猪等实验设施。按目前最新要求标准对设施所涉及的结构、通风、温度、湿度控制等条件来进行建设;适当扩大一些常用实验动物类的实验室规模, 如家兔与豚鼠的实验室;彻底取消普通级啮齿类动物实验室, 所有啮齿类动物实验全部在屏障设施中进行。由于屏障设施使用率比较高且连续运转时间已长, 所以屏障设施要安装中央空调、通风管道、高压灭菌锅, 且要适时进行更新, 温度湿度通过自动调控系统来控制, 确保设施内部各项指标要求能够符合实验动物国家标准[7]。

3.2 合并资源统一管理

把学校现有的动物实验室资源合理地进行整合, 把原有可用的设施、设备统一按装到临桂校区动物实验中心实验室, 进行统一管理, 及时更新或购置所需的仪器、设备。动物实验可以说是高投入、高成本、高消耗的一项内容, 只有通过建立集中统一、针对性强的动物实验室, 充分优化资源配置, 达到资源共享, 才能有效地避免了校内的重复投资和重复建设, 减少财力物力的开支。

3.3 加强专业人员的培养开展有偿技术服务

动物实验技术含量要求高, 标准化的动物实验室、材料、试剂、仪器设备, 还要有丰富的实践经验, 操作技能熟练, 规范化的科学管理手段等, 这些都是实验取得成功的必须因素。只有高素质的动物实验技术队伍, 才能确保动物实验研究的质量和动物实验中心的发展。公共服务平台的不同研究方向对各类人员的要求也不同, 所以要加强实验动物从业人员队伍的建设, 增强技术服务的质量。对外开展实验人员初次进入实验室之前都要经过必要的培训或考核了解其对动物实验室的认识与实验操作情况, 使之能知晓并严格遵守实验室相关管理规定及操作规程, 学会采取生物安全的常规防护措施和事故发生后的应急处理措施。或者说按科研的要求完全承担其动物实验部门的实验工作。平台一旦建成投入使用, 即会产生相应费用:如水电费、饲料、垫料、实验消耗品、药品、设施设备折旧、人员成本等等, 所以适应收到一定的费用是必需的。可以采用多种形式进行收费, 校内人员申请使用、校外人员申请使用、动物实验科研工作代理等的收费应有所区别。

4 动物实验公共平台在医学研究生科研创新能力培养中发挥的作用

医学类研究生的科研工作离不开动物实验, 动物实验直接影响到其实验效果的准确性和可靠性。要在不断的实验操作过程中探索生命的奥妙, 总结研究的方法, 摸索出更科学的科研途径, 就要有创新的思维。通过动物实验公共平台促进了科研工作与研究生教学的有机结合, 提供他们实验操作有更大的平台;同时研究生的实验素养和创新能力得到了提高。动物实验公共平台也是一个交流的平台, 通过不同专业的研究生在一起实验可以共同探讨、共同研究, 学生的专业知识面得到了拓宽。提高了研究生的实验积极性与热情, 增强了其实际动手的能力, 训练研究生的技术应用技能, 培养了研究生的科研创新精神。

5 结果语

动物实验公共平台的建立合理利用现有资源, 进一步优化配置, 有机整合仪器设备, 实验动物学在生命科学所支撑学科的发展得到了保障, 提供了高质量的动物实验技术服务, 对医学研究生在教学、科研中均有极大的促进作用。可以让学生有更多的机会开展实验, 接触动物实验, 不断进行实验摸索, 激发学生的实验兴趣, 满足学生的求知愿望, 充分发挥了其主观能动性和创新性, 实际动手能力和创新能力得到有效的培养, 更适应了社会需求。

摘要：一个民族进步、一个国家富强发达离不开创新, 培养具备创新能力的高素质人才是国家发展的要求、时代所需。研究生作为国家科技创新的承担者, 科研创新能力培养作为研究生教育的核心内容, 也是培养质量的重要标志。动物实验是医学研究生在科学研究过程中不可缺少的重要环节, 也是培养医学研究生科研创新能力的一项重要措施。介绍了构建我校动物实验公共平台的必要性, 动物实验公共平台在医学研究生科研创新能力培养中发挥的作用。

关键词：动物实验,平台,科研创新能力

参考文献

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[6]陈守云.对高校实验动物管理的几点认识与思考[J].科技资讯, 2009 (33) :235-236, 238.

创新研究型实验平台 篇5

该实验平台由租用的云服务器端、防火墙、学生端、教师端等组成，云服务可租用公有云上云服务端，比如阿里云，在云服务器端上部署网络安全实验教学需要的环境。该教学平台经由防火墙VPN连接有两个本地网络，教师机和学生机均连接在这两个本地网络中。此外，学生机又经由防火墙接入外网连接到云服务器，访问云端。防火墙将该教学平台隔离成不同网络地址的内网，使用VPN技术使其互通，学生在本网段中可进行本地系统加固类实验，跨网段可以进行攻防对抗类实验，比如渗透提权、漏洞利用和信息窃取等。在公有云上购买云服务，在云服务器上根据网络安全实验要求创建虚拟靶机镜像构成实验环境，供学生端远程访问进行安全类实验，实验时长根据实验内容灵活设定，此外云服务器上还可以加载云盘，实现了教师远程云存储实验指导书和实验素材，学生远程下载实验要求和上传实验成果，实验室环境安全无破环性。图1是一种基于云服务器的信息安全实验教学平台的网络拓扑图，其包括通过外网连通的云服务器、两台防火墙、教师机、学生机群、LANA、LANB，其中LANA和LANB是学生机群接入的两个内部网络，连接到LANA、LANB的教师机或学生机群可通过外网访问云服务器上的虚拟靶机和文件服务器，在线进行网络安全类实验操作。学生机群可通过实验机房部署的防火墙构建的VPN网络互访，可进行本地系统加固、网络嗅探等实验，也可同时进行场外网络攻防对抗类实验。此外，也可进行防火墙安全类实验，包括防火墙基本配置、防火墙高级配置、防火墙VPN隧道配置、防火墙过滤类实验配置。教师端经由防火墙VPN链路接入到云服务器中，将实验指导书云存储到云服务器中。学生端可经由外网远程从云服务器中下载实验指导书并上传实验成果至云服务器中。

创新研究型实验平台 篇6

关键词：卓越计划；共享平台；实验教学；实践教学；创新人才

2012年经教育部批准，南京理工大学的武器发射工程、探测制导与控制技术、特种能源技术与工程、武器系统与工程四个本科专业参与“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）的实施。为满足“卓越计划”培养创新工程技术人才的需要，以南京理工大学军工试验中心（以下简称“中心”）集中建设为契机，整合汤山校区基础条件建设和保障条件建设项目资源，构建武器类专业实验实践教学共享平台，强化校内公共实践平台建设，改革教学方法，创新人才培养模式，以实现卓越工程师培养目标。

一、校内实验实践教学共享平台的构建

南京理工大学从中国人民解放军军事工程学院分建以来，就奠定了军工专业背景，形成了自身鲜明的兵工特色。在教学上重视实践教学环节和动手能力培养，形成了注重理论与实践结合、重视创新能力培养的特点。中心是全国高校中唯一独立建设占地600余亩的武器类专业实验实践教学基地，体现了学校强化实验实践教学在创新人才培养中的重要地位。

1.共享平台构建的目的。“卓越计划”将构建校企合作培养新机制，与企业共同建立各级工程实践教育中心作为成功培养卓越工程师的关键[1]。但我国的工程教育规模与西方发达国家相比数量非常巨大，学生到企业实践的投入也非常巨大，费用高昂。因此，我国工程教育实验、实践环节培养，不能完全照搬其他国家模式，只能自主创新。解决大规模学生的创新实践要靠学校自身挖掘潜力，建设与企业互补的校内创新实践平台，承担工程教育实践环节的培养任务和责任[2]。这是构建中心实验实践教学共享平台的主要目的。

为此，2012年学校以中心为基础，启动“卓越计划”的相关课程和校内公共实践平台项目建设，通过项目建设打造实验实践教学共享平台。能够满足相关武器类专业的卓越计划实验实践教学共享需求，促进科研资源为本科人才培养服务，充分合理利用中心大量资源，实现本科人才培养与科学研究的有机结合。

2.共享平台构建的基础。中心经过近十年发展和近4亿元科研条件等投资建设，已初具规模。现有各类建筑面积约30 000 m2，是学校国防科研实验、教学实验、高层次人才培养的重要场所。目前各种仪器设备共计1500余台套，总值达到1.5亿元，其中80多套大型设备性能达到国内领先或国际先进水平，利用这些仪器和设备可开展武器类相关专业领域的实验实践教学。

3.共享平台构建的内容。中心依托独具特色的优势资源，以强化本科实验实践教学改革为主，以创新人才培养为目标，构建了涵盖多学科专业综合、大型仪器设备共享、科技项目创新为一体的实验实践教学共享平台。综合设计了“兵器试验工程概论”实验实践课程内容和环节，增加创新实验内容，培养大学生“真刀真枪”实践动手能力。基于学校卓越计划相关项目要求，完成了《武器类专业实践教学大纲》，编写了《武器类专业实践教学实验指导书》，制订了“武器类专业实践教学考核方法”，打造“实习、实训、实验”一体化的共享平台，可以满足卓越计划培养创新工程技术人才的实践环节需要。重点强调学生工程实践能力的培养、训练和形成，以及工程创新意识和工程创新精神的培养。

二、实验实践教学共享平台建设运行与特色

1.加强平台内涵建设，促进平台的高效运行。共享平台的建设是基于中心资源的优化整合，因此，必须理顺平台内部管理体制，打破壁垒，将原各学院、各系、各教研室教师使用的仪器设备等资源，通过在汤山校区建设划归中心统一管理，打破条块分割局面，建立共同使用原则。同时明确中心与各教师在通用仪器设备和专业仪器设备上不同的责任与义务，达到资产使用效益最大化，保障平台平稳高效运行，实现武器类专业实验实践教学共享平台构建目标和任务。大力推进平台与校级大型仪器设备平台相结合，进一步实现资源共享和优势互补，有力促进了自身的发展，实现了武器类专业实验实践教学共享平台建设效益的最大化和高效运行。

2.发挥平台特色优势，突破专业限制实现共享。打造武器类专业特色的实验实践教学共享平台，是学校优势的体现，也是学校人才培养特色的体现，是培养武器类特色鲜明的工程技术人才的基础和条件。共享平台特色优势主要体现在打破原有枪炮弹箭等武器类专业实践教学人为界限，实现武器类相关专业在同一平台进行实践教学的共享模式。这也是解决大规模工程教育创新实践环节的重要途径，符合“卓越计划”下实践教学阶段多专业联合实践模式。共享平台同时解决了学生去企业难以自己动手实践的尴尬情况，在设计的各项实验项目中需要学生自己动手拆组、测量，亲身体验，完成教学任务。在完成各项实践教学任务过程中，学生深入科研一线，接触到日常很少接触的科研高端仪器设备，了解科技前沿，这又实现了本科实验和高端军工实验相联系的通道，在拓宽学生知识面的同时也培养了学生实践和创新能力，对大学生的研究潜能和创新意识的培养发挥重要作用。

3.采取多种有效措施，保障共享平台安全运行。学校实施“卓越计划”的专业以武器类专业为主，而武器类专业实验和实践教学大都具有一定的危险性，稍有疏忽有可能造成人员伤亡，后果不堪设想。因此，安全教育和培训是实验实践教学的重要环节，也是共享平台运行的重要保障。一是在学生进入实验实践前就要进行安全教育，让学生熟悉实验环境，了解实验操作规程、实验流程、实验实践过程中的危险，掌握所接触的危险品、实验设备的性质和性能等，了解应急事故处理方法；二是任课教师要定期进行安全培训；三是在实验和实践运行过程中，尽量采用惰性模拟物替代危险品，以消除安全隐患，同时可以实现教学要求。注重规范实验操作，加强安全标准化建设，提高师生的安全意识[3]。

三、创新人才培养实施办法

实验实践教学共享平台建设的重点是强调学生工程实践能力的培养以及工程创新意识、创新能力的培养，这也是创新人才培养的目标[1]。

1.着力推行基于项目的体验式教学方法改革。体验式教学不同于以传授知识为主的传统教学模式，通过以教师为主导、以学生为主体的形式，让学生在真实或虚拟的环境中通过体验去感知、理解、领悟、验证教学内容，使学生在获取知识的同时做到观念、判断、技能的自主形成与主动掌握，致力于将学生塑造为既有丰富知识，又有高尚人格的完整的人[4]。体验式教学不仅注重结果，更注重过程，能够有效培养卓越工程师的实践创新意识和创新能力。

根据实验项目的特点，中心着力推行符合工程实践能力培养的体验式教学方法，确保学生的工程实践能力得以培养、训练、形成和提高。同时，改革教学内容，提升内涵，提高实验实践教学改革质量。中心以“兵器试验工程概论”课程为牵引，以强化学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，基于中心主持或其他教师在中心开展的实验项目，让学生参与项目当中，开展体验式教学。共享平台提供了真实的工程实验环境，满足了学生“真刀真枪”的实践要求，为创新实验实践教学模式打下良好的基础。中心建立了“演示与验证实验相结合、分项实验与综合实验相结合、科学前沿与创新设计实验相结合”的模式，采用“实习、实训、实验一体化”的方式，使大学生在本科阶段接触到真正的军工科研实验，有力地促进大学生实践创新意识和能力的提升。

2.结合科研项目合理设计大型实验，培养大学生实践创新能力。实验实践教学计划紧密结合科研项目设计实施是共享平台的突出优势。要实现大学生实践创新能力训练培养和提高，必须充分发挥共享平台拥有本行业先进的仪器设备、真实的工程实践环境和创新环境这样的优势，结合中心及其他教师在中心承担前沿科研课题，结合“兵器试验工程概论”课程，发挥中心在战斗部、火工品、发射平台、静爆等方面资源仪器设备优势，不断更新实践教学内容、实验方法与手段，综合设计了7项大型实验。这些综合实验取材于学科前沿方向的真实项目，深受学生的欢迎，使得学生能够切身熟悉和掌握先进仪器和设备，能在真实的工程实践环境中锻炼，这为学生实践能力和创新能力的培养提供了必要条件，也是“卓越计划”的基本要求，更是培养工程创新人才的成功之道。通过这些实验设计和实施，有效培养

了学生的工程实践能力，能够初步培养大学生的创新意识和创新能力。这些对提高实验教学水平、促进实验教学改革相当重要。

3.着力打造一支教授挂帅的高素质实验实践教学队伍。这是实现“卓越计划”实践创新人才培养成功的保证。中心实验实践教学队伍由总工程师挂帅，借助带头人的丰富实践经历和教学经验，打造一支结构合理、勇于创新、理论与实践经验丰富的教学队伍。这支队伍以中心技术保障部的主要成员构成，他们具有博士学位或副高以上专业技术职称，或有着在企业及研究院所核心部门工作的丰富经验，并且同时承担中心各类军工科研项目测试等高新技术服务保障工作，在弹药发射与测量、武器类综合实验方面形成自己的技术特色，积累了丰富的工程及科研实践经验。这支队伍成为开展各类实验以及综合实践教学任务的坚实保障，为培养工程创新人才打下了坚实基础。

参考文献：

[1] 林健. 校企全程合作培养卓越工程师[J]. 高等工程教育研究，2012（3）.

[2] 宗士增，阎燕. 工程教育创新实践的方法与措施[J]. 中国大学教学，2012（4）.

[3] 常双君，刘天生，李如江. 军工专业本科实验教学改革的探索与实践[J]. 高校实验室工作研究，2009（4）.

[4] 张荣. 体验式教学的创新性与实施条件[J]. 吉林省教育学院学报，2007（11）.

创新研究型实验平台 篇7

随着教育体制的改革, 大力开发和开放创新型教学平台, 培养创新型大学生人才已成为新课程改革的重点。开放式虚拟实验教学平台是大学生创新实践的主要途径。对于培养大学生的创新能力、分析问题和解决问题能力有着重要的作用。

1. 大学生科研创新实践能力的分析

1.1 传统的大学生科研实践。

以往传统的大学生实验课程都为课前准备、课中操作、课后报告的模式。课前准备时, 大学生被动的按课本上的内容准备, 被动的了解简单的实验过程。课中操作时, 由于设备的有限和设备的损坏等种种原因导致教学仪器获设备出现一些异常现象, 致使学生的学习受到一定的阻碍。课后报告时, 大学生没有了重返实验的机会, 仅仅可以通过对课本的了解而停留在了理论层面上。

1.2 开放式虚拟实验平台的特点。

开放式虚拟实验平台是指综合运用多媒体技术、虚拟现实及相关仿真技术而产生和发展的一种实验模式。开放式虚拟教学平台相比传统的实验平台, 有开展虚拟实验教学的特点和开放式实验教学的优点。突出优点有以下几种: (1) 能够很好的利用网络资源, 可开放式管理。 (2) 可以对于一些微观和宏观的实验进行虚拟模拟实验。 (3) 大学生能够充分利用自己课余时间了解和提升自身的科研创新能力。 (4) 对于以往传统实验中危险性极强的实验可以进行虚拟的操作, 以避免安全事故的发生。

总之, 大学生能够充分利用虚拟实验平台, 不仅可以节约实验开支, 摆脱时间和空间的限制, 而且可以对大学生科研创新能力的培养起到不可或缺的作用。

2. 开放式虚拟实验教学平台在大学生中的应用

2.1 开放式虚拟实验教学平台在大学生中的应用。

根据国家教育改革和发展规划指出, 加强优质教育资源开发与应用, 加强网络教学资源库建设, 开发网络学习课程。目前高校提倡素质教育, 突出培养大学生的动手能力。虚拟实验教学平台的建设就是开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台。开放式实验可以把实验设备对大学生随时全天侯的开放, 大学生可以在随时与实验室进行预约实验, 实验室根据大学生提出的要求, 只要实验设备有空时即可让大学生自己开展实验。大学生在实验平台中进行练习, 在课前预习和课后拓展中, 可以采用虚拟软件等仿真软件实现科研创新并仿真实验, 直观地观测到相应的实验现象。

2.2 开放式虚拟教学平台的管理。

大学生可以根据自己感兴趣的科研项目, 提交实验要求以及工位预约, 进行虚拟实验。也可以向实验提出设借出申请。老师也可以建立兴趣小组预约实验室来开展大学生感兴趣的课外实验, 并且可以向实验室提出设备借出申请。各高校可实行开放式实验公共选修课制度为充分发挥实验室的资源优势, 促进各高校实验教学改革, 逐步形成全方面的科研创新人才培养的新机制。实验室拟定开放式科研项目, 对全校大学生开设具有一定科学性、创新性实验项目, 跟学校沟通同意后可在校园网上发布供大学生选择。

3. 开放式虚拟教学平台下的大学生科研创新能力

3.1 虚拟教学平台对大学生的作用。

开放式虚拟实验平台在大学生科研创新能力提升工作中的应用大大提高了工作的效率, 具有极大的实效性, 其作用如下: (1) 大学生有了主体地位, 大学生可以亲自选实验课题, 实验设备等。 (2) 大学生可以因人而异, 因材施教。提供了最佳学习效率。提高了学生的能力。 (3) 实现了实验时间的开放, 实验内容的开放。

3.2 虚拟实验教学平台对大学生能力的培养。

大学生科研创新能力的培养是一种潜移默化的过程。大学生通过在开放式虚拟教学平台下的学习, 提升了各方面的综合水平。培养大学生的组织能力和突发事件应变能力, 在实验中给学生担当一定的角色的机会, 并让大学生尽自己的义务和职责。开放式虚拟平台提高了大学生对科研项目的兴趣和对实践的关注度。在进行科研创新过程中, 通过利用虚拟实验平台不仅节约了成本, 提高了效率, 而且提高了学生的理论与实践结合运用能力, 最大程度地激发了学生创新设计的潜能。本虚拟实验室不仅能够触发大学生的自主创新的学习兴趣, 更能为各高校创新型能力人才的培养。

结束语

本文提出了将开放式虚拟实验平台与真实实践优势互补的应用于大学生创新实践能力的培养, 并在实际实验教学科研项目创新中进行了应用, 不仅减少了仪器设备的开支, 提高了学生实验的兴趣, 激发了创新意识, 而且更全方面地培养了大学生的科研创新能力, 提高了大学生解决实际问题的能力。

参考文献

[1]韦相忠, 蔡卓, 莫嘉雯等.对培养医药大学生科研综合创新能力的探索——创建半开放式物理实验室的实践与体会[J].广西中医学院学报, 2007

[2]呼格吉乐.基于大学生创新能力培养的教学改革探索——以物理学专业本科生的创新能力培养为例[J].教育探索, 2010

创新研究型实验平台 篇8

一、精心设计实验情境,开拓学生的想象空间

教学中可围绕演示实验,精心设计化学实验情境,层层设疑,深入探究,不断开拓学生思维的想象空间;使学生在解决问题的同时,尝到成功的喜悦。促使学生实现从感性认识到理性认识的飞跃;使学生通过对现象的质疑,掌握“透过现象看本质”的科学思维方法。【案例1】:在讲构成物质的基本微粒中“分子”一课的教学时,我在上课前,将一个盛有少量浓氨水的烧杯放在讲台桌上,让氨水挥发到整个教室。上课时,我问学生:你们上这一节课有什么特别的感觉?学生答:闻到了氨水的气味。我又问:你们怎么会闻到氨水的气味?学生答:讲台桌上放着氨水。我说:我将氨水放在讲台桌上,又没有滴在你们的鼻子里,你们怎么会闻到氨的气味?学生答:氨自己会跑过来。我接着问:你们谁看见氨“跑”(扩散)过去了?学生遥遥头说看不见。“是的,氨确实跑(扩散)到你们那儿了,使你们闻到氨的气味。可是,这一千真万确的事实,谁都看不见。这说明了什么问题呢?”让学生思考片刻后,部分学生做出了回答:这说明氨是由许多肉眼看不见的东西构成的。我接着讲解:是的,氨是由许许多多肉眼看不见的微粒构成的,这些微粒由于不断运动而扩散到空气中,使我们感觉到氨的气味。我们把这种微粒叫做氨分子。就这样,通过对“氨水挥发”这一感性认识的层层分析,形成了分子的概念,使抽象的知识形象化、具体化。

二、挖掘“活动与探究”,引领学生开展自主学习

新课程化学(九年级)沪教版教材中安排了约50个“活动与探究”专题,安排课时超过授课时数的三分之一。每个“活动与探究”都有其自身的功能和目标;要保证“活动与探究”的教学质量,就要求教师能准确理解教材所体现出来的新理念,深入挖掘“活动与探究”的内涵和外延,并正确选择相应的教学策略,引领学生积极地开展自主学习。【案例2】:在实验室制取氢气时,不直接告诉学生实验室制备氢气的药品是锌粒,而是给出锌粒、镁条、铁丝和铜片,让学生分组进行实验和探索,引导学生从已有知识和新的信息中多向、多维地思考问题,找出最佳的实验设计方案和结果。从能否产生氢气和反应的快慢同时对照三种金属的不同价格这几方面作比较,得出为何不用镁条、铁丝和铜片的理由是:第一、镁反应虽然快,但是价格比较贵不合算;第二、铁与酸反应的速度比锌来得慢;第三、铜不能和酸反应,所以实验室采用锌与酸反应来制取氢气。同时也为以后学习金属活动性顺序表打下基础。另外,教师要把握好引导的“度”,选择好适当的教学策略,进一步激发学生学习化学的兴趣,只有这样才能保证教学目标的顺利实现。

三、积极开展微型实验,提高学生的创新能力

实验微型化改变了过去那种“一人做、大家看”的局面;使学生由过去被动“等待”和“接受式“的学习方式,变为“主动”和“探索式”的学习方式,提高了动手能力和用实践去解决问题的能力,大大增强了化学实验教学中的探究性,增加了学生的实验参与程度。【案例3】:在对“氧气的性质实验”中,用燃烧匙盛红磷进行实验,存在的问题是用量过大,燃烧时间长,做完实验后仍有剩余物质,甚至会污染环境。针对这个实验可以将燃烧匙进行改进,制作微型燃烧匙(取一细玻璃棒的一端烧至半融后用镊子压出一个小凹槽);再用医院装头孢或青霉素的透明玻璃瓶替作微型反应容器。把实验微型化,这样既节省了药品,现象明显且又不会产生很多污染物;与此同时还可以让学生明白设计微型化学实验,并不一定要用现成的微型化学实验仪器,而是充分利用日常生活用品和适当的化学药品设计具有科学性的微型化、简约化的实验装置。从而进一步激发学生学习化学的兴趣,进一步提高学生的创新能力。而且充分调动了师生创新实验的积极性,进一步提高了实验教学的效率。

大学教学实验平台信息化创新建设 篇9

一、现代管理模式的需求

高校实验室的建制管理模式分为传统的分散型和集中型[1]。其中分散型管理的模式是以服务单门课程的实验为目的, 根据课程提出实验要求, 组合能满足其实验要求的实验技术条件而建立的模式:集中型是以大学学科为定义对象的实验室建制模式, 其作用是有效整合资源, 提高实验室的资源利用率, 但对实验室人员提出了更高的要求。目前我国高校实验室管理模式逐渐由传统的分散型向集中型转变。在集中型管理模式中, 对实验室人员整体素质和专业水平要求则更高, 要求其能够更多地了解实验室的信息, 做好相关的登记和服务工作, 并能指导实验室承担的所有实验。尤其在地方院校实验员人数不足、整体素质不高的情况下, 强制让实验员承担如此多的工作任务的结果只能是牺牲教学质量。另一方面, 在实验室管理方面各个学校对于实验室人员重视不够, 往往将重点放在建设教师队伍上。实验室人员处在地位低、待遇少的地位, 造成优秀人才流失严重, 加之高校不断扩招, 使得实验室人员在数量和质量上难以满足教学要求。这就导致实验室管理机制的不健全, 管理水平不高, 影响了教学的开展[2]。传统管理模式更多地依赖人工管理, 智能化水平不高, 管理相对落后。无论从实验室发展需求还是目前的管理现状来看都急需一种高效快捷的管理方式。

二、构建信息化管理模式

信息化发展迅速, 信息化的应用也遍及各个领域。信息化在实验教学中和实验管理等相关工作中都有应用。信息化教学目的是在信息技术的支持下设计教学内容、教学方法、教学过程、教学评价, 创设信息化的教学, 促进学习者的学习。信息化教学支持信息化环境下的自主学习和个性化学习, 强调在充分利用各种信息技术的基础上, 学习者积极主动地进行独立学习、终生学习和具有个性化的学习, 体现出以学习者为中心, 尊重学生差异。信息化教学力图使学生在创新、问题求解、决策、批判性思维、信息素养、兼容、获取隐性知识、自我管理和可持续发展等方面的能力获得有效发展[3]。将信息化教学的理念和教学模式运用到大学实验教学中, 对于解决实验教学中存在的问题, 提高实验教学质量, 培养学生理论联系实际的能力具有积极意义。对于信息化服务于实验管理, 需构建全方位的电子信息管理系统。只有建立全方位的信息管理系统, 才能最大限度地利用实验室各类资源, 才能最大限度地发挥综合资源的优势。

(一) 智能化实验室管理平台。

高效、便捷的网络管理平台是提高管理效率的有效解决方法。网站版面的功能设计也十分重要。网站建设应包含学生选课子系统、动态信息版块、相关文件和下载专区、实验室管理、社会服务、互动专区和后台管理模块。管理平台系统结构如图1所示。

1. 构建选课子体系。

学生选课系统即学生根据自己的时间选择不同时段开设的实验课, 和预约实验时段, 并且可以随时登录系统查询自己的选课单, 以及当前的选课情况。选课系统方便学生自由选择时间, 避免资源浪费和学生拥挤现象, 提高了实验教学质量, 也消除了实验课程选课排课费时费力的现象, 节约了大量的人力资源, 提高了工作效率。学生预约实验时段可选择分组模式或项目模式两种方式进行选择。分组模式是一个小组同一时间完成相同实验项目的学生的集合。一个分组中可以只包含一个实验项目, 也可以包含多个实验项目。学生以分组为单位选课, 选定一个分组后, 即选中了这个分组时间段内的实验。项目模式指实验室以实验项目为主线来组织实验课的教学。此种模式下, 实验室决定某一周或者某几周开放的实验项目, 并且为各个实验项目指定开放的时间窗口。学生以实验项目为单位选课, 选择实验项目的同时也自主选择该项实验开设的时间窗口[4]。

2. 设置网站动态信息栏。

信息栏包括通知栏和新闻两个专版, 该版块主要功能是通知发布各种信息和展现实验室风貌。信息栏版块主要通知实验室开放信息、当日总值班情况、实验课开课情况和各种动态信息;新闻栏的主要功能是展示创新实验成果和课程设计优秀作品。

3. 相关文件和下载版块。

该系统应包括日常工作管理、课程管理、资料管理、设备管理的相关规章制度。特别是值班日志制度, 保证了实验室管理始终处于即时可控状态。下载版块将实验中心历年来的各种课程资料、教学资料、设备资料和行政管理资料进行数字化处理, 不仅充分节约纸张等资源, 减少存放空间, 同时也可以快速方便地进行资料查阅, 有利于提高教师的工作效率和管理效率。

4. 实验室管理版块。

用户第一次进入实验室管理版块需采用学生姓名、学号、年级、专业、班级等用户信息进行注册, 注册后方可登录到该系统。通过该版块可以查询中心实验室管理资料、实验资料及中心设备应用情况。该系统是教师和学生了解中心实验室情况及教学资料的主要窗口, 大大方便教师们借用设备, 解决了教师和学生使用仪器设备的合理性。在这个版块同时收录了学生成绩, 网站程序也可读取这些数据, 实现远程成绩查询、实验结果查询等。

5. 社会服务。

网站应建立与社会和企业沟通的渠道, 通过该渠道让社会了解实验室的研究方向和研究成果, 提升学校的知名度。社会相关部门了解学校相关实验室的研究方向后如果有相关技术难题可以找学学校解决, 实验室的相关研究为社会生产提供了一定的技术支持, 也是知识对社会的一种回馈。相关企业可以选择感兴趣的项目进行投资开发, 给学校带来一定的资金支持。另一方面, 企业了解该学校相关专业合研究成果后将会在学校召开专门的招聘会, 给学校学生提供了就业机遇。

6. 互动专区。

学生可以在该专区上上传实验中的问题, 学生和教师可以通过该版块及时进行讨论跟帖解答。教师可以在该专区上传一些课外的实验资料或者认为学生学习有难度的实验解析。该专区在教师和学生、学生和学生之间起到了一个有效的信息传递作用, 有效提高学生的学习效率和学习积极性。

7. 后台管理专区。

功能性实验室网站必须包含强大的后台管理功能, 适时地更新管理网站信息, 对于过时的不同信息要及时删除或分类整理打包存放。后台操作系统的用户名和密码要确保安全性谨防丢失, 以确保信息安全。后台管理栏目与前台一一对应。管理部门根据实验室的情况和发展需要, 可进行适当的取舍和改进网站版块, 但信息格式必须有规范的要求, 这就要求对实验室信息的属性及顺序要有序排列。有条件的实验室最好能在网站上实时显示大型设备占用信息, 以便实验需要者及时安排实验。信息如果只靠人工更新是很麻烦的, 所以做好设备使用信息的自动化管理工作显得非常重要。

(二) 实验室开放管理。

实验中心为了确保实验室安全有序地全天候开放, 让师生充分利用实验教学资源, 体现以学生为主的教学理念, 在信息管理的基础上也要加强对实验室智能化建设。在实验楼公共区域都安装摄像头, 记录每天进出实验室人员情况, 以防不法人员进入实验室盗取仪器。实验室应建立公共计算机服务器和中心网站。各实验室均由主控机与校园网相联, 设备管理、实验室开放及教学管理等工作均可在网上进行, 实现教学、管理及办公的网络化和智能化[5]。为了更好地做到实验室的开放, 实验楼主门和各实验室增加门禁系统, 进行刷卡身份设别, 方便学生和教师的使用。重要实验室安装防盗用报警器和摄像头, 24小时监控, 为实验教学创造了安全、舒适的教学环境。实对开放实验室和创新基地采用“教师指导, 学生自主”管理方式, 加大了实验室开放力度, 能更好地为学生完成综合型设计型实验、大学生创新项目、参加各种竞赛训练和毕业设计等服务。信息化管理平台功能在不断完善, 作用不断加强, 实验室的开放覆盖面越来越大, 应用效果越来越显著, 真正实现了课程管理、设备管理和资料管理网络化, 促进了教学和管理的高效率。

(三) 构建全民参与的管理模式。

实验中心信息化平台建设经过不断完善和开发, 功能已逐渐完善。但是信息化管理只是一种保障实验教学顺利进行的手段而不是目的, 而有效的管理方式必须通过高素质的队伍来实现。实验室信息化管理的真正目的是要充分发挥教师的主观能动性、学生学习的自主创新精神, 并将实验教学资源最大限度地应用于大学实验教学之中, 用于提高学生创新和实践能力上。实验中心在信息化建设的同时, 制定了一系列的管理制度和考核机制, 并及时搜集老师和同学的意见并进行统计和管理, 有效地融合了教师、学生和教学设备等实验室教学改革的主要要素。根据师生提出的意见及时调整网站的信息, 实现了信息与管理互动的实验教学的改革目标。

三、结语

实验室信息管理是一项非常繁重的工作, 人为管理需要花费大量的时间, 出错也在所难免。在电子信息技术高度发达的现今社会, 传统的信息管理方法还在应用于实验室信息管理, 似乎与时代进步不够协调。为了尽可能地减轻实验室信息管理人员的工作量, 并使信息更为完整和客观, 加速实验室管理信息建设显得尤为重要。信息管理系统的建立和实施是现代大学实验中心建设的基础, 也是实现现代实验教学的前提, 该模式为实验教学改革提供了新的思路, 为实验室建设新模式提供了新模式。2003年, 清华大学将信息化引入实验教学构建了实验课选课系统并且成功地正式投入使用, 实验课选课系统的研制与实现构建了学生自主选择的、开放式的、网上的实验课排课与选课管理平台, 促进了实验室管理的规范化和信息化, 提高了实验教学管理的水平和质量, 为推动实验室的开放型教学起到了积极的作用[6]。而要能够更好地利用现代信息技术为实验室建设服务, 便于统一管理, 则需要实验室及信息主管部门制订实验室信息化建设规范和计划来统一实验室建设行为[7]。随着信息化的高速发展, 现有各种体制的缺点也不断暴露出来。为了使信息化更好地服务于现代实验室管理系统, 我们必须与时俱进, 不断学习先进的管理办法和不断弥补现有机制的不足。

参考文献

[1] .谢安峰.高师实验室管理模式的思考与实践[J].西北工业大学学报 (社会科学版) , 2008 (3) :68~69

[2] .张伟平.从信息化教学的视角改革大学实验教学[J].当代教育理论与实践, 2010, 2 (6) :63~64

[3] .钟志贤.教学设计的宗旨:促进学习者高阶能力发展[J].电化教育研究, 2004 (11) :13~19

[4] .宋海虹, 陈小弟.现代实验室信息化管理实践与探究[J].实验室科学, 2012, 15 (5) :115~118

[5] .徐玉莲.高校开放式实验教学管理平台的构建[J].实验室科学, 2011, 14 (4) :163~166

[6] .郭大勇, 宣华, 邓伟.清华大学实验教学管理模式改革的新探索——实验课选课系统的设计与实现[J].高等理科教育, 2005, 64 (6) :24~26

机器人创新实验平台的改革与建设 篇10

“高等学校本科教学质量与教学工程”要求高校推进素质教育, 着力培养大学生的创新精神和实践能力。机器人是跨专业、多学科理论与技术综合的高新技术产品和系统, 是进行创新教育改革的理想对象。我们应以机器人技术为载体, 进行人才培养模式创新实验, 秉持综合素质高、实践能力强的创新型人才培养理念, 以课程体系、教学方法改革及创新人才培养基地为支撑, 建立一套完整的大学生创新能力培养体系和完善的运行机制, 在创新实践活动和机器人竞赛的引导下, 培养学生综合应用能力、科研创新能力和工程实践能力。

二、改革的目标思路

为推进机器人相关学科高等教育课程的创新型人才培养模式改革, 进一步提高教学质量, 根据高等学校教学质量与教学改革的总体部署, 依托南京邮电大学控制理论与控制工程、模式识别与智能系统等高水平学科点, 将在建的“网络机器人控制实验室”建成具有一定规模、体系完整、特色鲜明、开发共享的人才培养模式创新实验基地, 使之成为自动化、计算机科学与技术等相关专业高层次和创新人才培养的实验基地, 以满足新时期实施素质教育和培养创新人才的需要。实验平台建设的具体目标如下。

1. 建成特色鲜明的以先进机器人系统为载体、多学科融合的创新教育平台, 为自动化、计算机等相关专业的学生提供一个标准的实验教学平台。

2. 建成一个高标准、高起点、开放的、注重创新能力培养的学生科技创新基地和教师创新教学改革研究基地。

开展创新教育教学, 通过多学科融合的教学体系建设、教学方法和指导模式的改革, 形成科学、系统、高效的高素质创新人才培养体系, 进一步探索知识、能力、素质协调统一的人才培养模式, 培养在坚实的理论基础上, 具有创新精神和创业能力强的高素质人才。

三、创建平台的建设内容

基于机器人系统这一综合平台, 以课程体系、教学方法及创新人才培养模式为着眼点, 建立完整的实验平台, 具体建设内容如下。

1. 先进机器人系统创新实验平台。

平台的建设能够起到培养具有突出创新精神、较高综合素质的高级应用型人才的作用, 同时还成为整合学校硬件资源、软件资源、师资资源的桥梁与纽带, 为工科群的内涵建设奠定坚实的基础, 形成包含工科创新人才培养模式以及相关配套措施, 形成教师与学生融为一体、高年级与低年级学生融合为一体、不同专业的学生融为一体, 以自主学习与探索性学习为特征、以科技创新为重点的新型团队公关形式, 在规范化流程的实施过程中体现了“过程培养人”的教育理念。

2. 智能机器人实验平台主要包括轮式机器人实验系统和类人机器人实验系统两个主流的机器人平台。

这两个平台的建设能提高学生的动手及创新能力。依托与网络机器人中央地方共建实验室的建设, 建立轮式机器人实验系统, 系统中机器人配备摄像头、激光等传感器, 学生可以从中学习信息如何进行采集、如何进行处理及如何进行利用等多种知识, 学习如何编写程序实现一系列的功能。在类人机器人实验系统中, 机器人各关节 (如膝关节、腕关节、踝关节、颈部等) 的运动及姿态由位于关节处的电机控制, 依据所使用的电机个数的不同, 机器人有不同的自由度, 训练学生通过控制电机来实现机器人的行走、舞蹈及踢球等各种动作, 将书本上的运动学及逆运动学的知识生动地再现, 激发学生的学习兴趣。

3. 进行课程体系改革。

基于机器人平台构建专业课程群, 机器人是多学科、多技术的综合体, 是生动的专业课程综合教学实验平台。因此, 我们将以先进的机器人系统为载体, 为自动化、计算机相关专业构建多学科融合的综合实验教学平台, 承担自动控制技术、计算机视觉、机器人技术、运动控制、图像处理等专业课程的创新实验教学任务。

4. 科技创新实验平台建设。

机器人是极富挑战性和趣味性的领域, 最能激发学生的创新能量, 本实验平台将建设成为学生课题研究、毕业设计、科技创新活动的重要基地, 如组织学生参加机器人大赛、飞思卡尔智能车比赛等。机器人竞赛是培养学生创新精神、提高学生动手能力的有效形式。参加这项竞赛, 可以培养学生查阅资料能力、自学能力、分析问题与解决问题的能力、综合设计与调试能力、科技论文写作能力, 培养了学生理论联系实际的作风、团结协作精神和创新意识。为此, 我们将机器人竞赛作为学生创新能力培养的平台。近三年来, 指导我校学生在国际和国内机器人比赛中斩获多项奖励, 一个世界冠军、一个中国冠军、一个江苏省机器人大赛冠军、两个国际比赛亚军等。机器人竞赛的全面开展对提升电类专业学生的创新实践能力和增强就业竞争力发挥了积极作用, 也加深了对自动化类课程实践教学重要性和必要性的认识, 强化了学生动手能力的训练, 促进了学生基本素质的培养。

5. 创新实验教材的编写。

重视实验教材的建设工作, 组织教师以实验教学内容和教学方法改革成果为基础, 依托实验课程体系, 修改完善现有实验教材, 编写新教材, 系统地出版了一批以培养综合应用和创新能力为特色的实验教材。

6. 本科教育与研究生教育相结合。

充分利用研究生对本科生、高年级对低年级的传帮带作用, 有序开展创新活动。支持本科学生根据自己的兴趣和课题需要, 跟班学习研究生课程, 拓宽学生的知识面, 培养其学生学习能力和研究能力, 提高工科专业人才的创新能力和创新水平。

双馈风电实验平台教学分析研究 篇11

【摘要】在风电专业实践教学中，因为真实的双馈风力机组的容量与体积过于庞大，将其设置于实验室教学不太现实，因此选择双馈风力发电教学实验平台实现教学任务与教学目标。本文基于德国LN公司研发生产的双馈风力发电教学实验平台，对各类典型实验课程进行了详细介绍。

【关键词】双馈风力发电 实验平台 教学分析

一、简述教学实验平台

随着科技的进步使得各类仿真模拟技术与动态显示技术得到了飞速的提升与发展。随着教育教学的深化改革，教学实验平台的发展前景空间极具广阔，形式多样的教学实验平台成为了各大高校、科研院所等行业单位实施相关研究、教学与培训工作不可或缺的工具，被广泛的应用于各个行业领域范围之中。对于风力发电行业而言，目前市场上存在的教学实验平台的类型多种多样，然而在层次与性能等方面，所呈现的水平良莠不齐。本文以德国LN公司开发生产的双馈风力发电教学实验平台为研究，此平台不但能够模拟真实的双馈风力发电系统的运行，完整有效的呈现整个运行过程，同时还具备普通风电教学实验平台不可比拟的优越性——模拟故障穿越实验。此外还可以参与交互与控制，在很大程度上增强了实验过程的形象性与直观性。在风电专业课程的实践教学环节中，借助此平台所提供的形象性与直观性，能够大大激发学生的主动参与性，提升学生的学习兴趣。

二、风电专业实践教学中双馈风力发电教学实验平台的具体应用

（一）关于双馈风力发电教学实验平台

德国LN公司研发生产的双馈风力发电教学实验平台，主要是通过半物理仿真的手段，对风能与风机进行有效的模拟，并且与小容量异步电机共同构成双馈发电系统，其主要应用于风电专业实验室实践教学环节中，从而提升教学过程的直观性，以此使学生良好的掌握现代风力发电站的工作机理，了解发电站实际的工作运行。配套的互动实验室辅助课程用以介绍相关背景和理论知识.并为实验的测量与控制提供互动支持，展示了一种全新的实验形式与理念。此双馈风力发电教学实验平台的主要特征包括：第一，以半物理仿真的构思为设计基础，将电机转矩/转速控制平台和一台交流伺服电机进行有效连接，从技术细节层面、技术精度层面去模拟风机真实的运行过程，由此在实验室中即可呈现现实中的大机组模拟运行状态。此外，根据平台实验界面，学生完全可以自行设计风况的动态变化过程，从而更加良好的掌握模拟实验教学效果；第二，有效融合了现代工业技术，比如，此平台系统中融入了虚拟仪器测量技术，从而实现了计算机辅助测量控制功能；在双馈风力发电教学实验平台的软件系统中还融入了一些虚拟仪表（示波器、相量图等），这样不但为学生更加直观的了解与掌握电机矢量控制等原理提供了有效的帮助，同时为全开放环境提供了基本保障；第三，双馈风力发电教学实验平台教学中，有着相配套的Labsoft课程软件，此课程软件包含的知识内容甚广，不仅包含多种基本原理内容，而且还涉及了大量的背景知识。主要功能是为学生提供实验互动操作支持与测量仪表调用，同时借助动画的技术手段，对于晦涩难懂的理论知识给予了生动逼真的再现。此课程软件也可以作为教学课件，应用于课堂教学环节中。

（二）实验课程设置

1、风速模拟与风力机控制实验课程

此项实验课程是通过直流电机简化模拟风力机，从而带动双馈风力发电机达到旋转状态，进而对直流电机进行合理的控制，在此基础上模拟风速与风轮距角的变化，使得电机功率产生变化，由此达到最大功率跟踪控制功能。通过风速模拟与风力机控制实验课程，能够使学生更加有效的了解与掌握风力机的运行原理以及控制方法。

2、双馈风力发电并网实验课程

此项实验课程设置的主要内容是模拟双馈风力发电系统的并网过程，在模拟过程中，对同步器上的输出电压频率与幅值进行合理调节，从而使系统的输出电压频率与幅值达到相关的并网要求与条件，同时通过同步器的相关指示，找到精确合适的相位，然后以手动方式实施并网操作。当然，也可以通过系统的自动并网方式进行。双馈风力发电并网实验课程设置的目的是使学生更加有效的了解与掌握风力发电并网的具体条件以及实际的操作方法。

3、双馈风力发电功率控制实验课程

此项实验课程设置的主要内容是模拟并网型双馈风力发电系统的功率控制过程，在这一过程中，首先是对风力发电系统机侧与网侧变流器的有功功率和无功功率进行适当调节设置，并在此基础上实时调整双馈风力发电系统定子侧、转子侧以及电网侧的功率变化。双馈风力发电功率控制实验课程设置的主要目的是让学生深刻认识在双馈风力发电系统运行过程中，处于超同步与次同步状态条件下的发电机定子侧、转子侧与电网侧的功率状态，同时全面了解与熟悉变速恒频双馈风力发电系统的功率控制方法。

4、双馈风力发电低电压穿越实验课程

在具体设计双馈风力发电系统的低电压穿越实验平台时面临一定的困难，现阶段在我国市场上的教学实验平台中，具有双馈风力发电低电压穿越实验功能的极为少见，所以，此项实验也是LN公司的双馈风力发电教学实验平台的特色实验。其针对并网型双馈风力发电系统的低电压穿越过程进行仿真模拟，在实验平台上通过人工操作设定低电压故障条件，由此完成低电压穿越过程的模拟实验。双馈风力发电低电压穿越实验课程能够使学生更加深刻的认识与掌握双馈风力发电低电压穿越的基本原理以及真实过程。

结束语

随着新能源的不断开发与利用，风力发电专业在其领域范围中所具备的理论性及实践性相当强，课堂教学与实践教学的功能互补融通，课堂教学的理论知识依托实践教学去呈现。在风电专业教学中，必须充分挖掘学生自主创新意识，通过具体的实验与实践，教会学生如何有效运用知识，从而进一步加深对大型风力发电机组工作机理与特征的认识与理解。

【参考文献】

[1]李文军.试论风力发电的技术现状与发展趋势[J].装备制造，2012，（01）.

创新研究型实验平台 篇12

1 CDIO教育理念与CDIO教师的培养

CDIO教育模式以学生的工程实践能力为培养目标, 强调将课程学习与项目设计实施联系起来。CDIO教育模式将培养目标融入整体教学环节中, 将工程实践能力培养具体落实到课程和课外实践环节, 主张将课程的实验教学、课程设计、毕业设计等环节都应该从具体实际出发, 然后上升至理论, 最后再回到实际操作中, 以创作产品或项目成果为最终的教学目标。以工程项目从调查分析、设计研发、运行维护的生命周期为主线, 通过项目设计将整个教学课程体系系统地、有机地结合起来, 学生主动参与到课程的各个教学环节中。

CDIO的核心内容主要是制定教学大纲和教学改革评估的12条标准。CDIO教学大纲是教学的评价和参考纲要, 是对人才培养目标的详细描述, 大纲按照学科知识、工程师职业能力、团队工作与交流能力和在企业与社会环境下的工程综合能力4个层面, 对工程师应具备的知识和能力进行了重点描述, 要求教学体系以综合培养的方式使学生达到这4个层面的要求, 从而形成了具体化、可观测、对学生和教师都具有重要指导意义的目标体系。CDIO的标准是对培养方法的具体指引, 是对CDIO教学改革模式的评估标准。

根据CDIO教育理念, 要逐步形成以教师为引导和以学生为主体的思想, 打破原有的教学模式, 使教师从教育者转变为引导者。在教学中, 要打破课本原有课堂教学方式, 采用以项目或案例作为知识的引导, 激发学生的学习兴趣, 由项目或案例去引导学生主动发现问题、分析问题和处理问题。因此要构建CDIO模式的教学平台, 就要有具有CDIO能力的教师。首先在课题组内部选择3名骨干教师, 重点培养教师的CDIO教学思维。首先教师要结合主讲课程, 学习CDIO的12项标准, 学习其他高校实施CDIO教学模式的经验, 然后结合教师的现有科研水平, 积极与企业联系, 寻找企业现有的项目作为教学的素材, 然后与企业合作, 共同开发企业创新项目。最后修订学生的培养方案, 挑选3门专业核心课程作为试点, 制订新的课程教学大纲。

2 CDIO创新教学实验平台的构建

C DIO教学模式强调在构思 (C o n c eiv e) 、设计 (Design) 、实施 (Implement) 和运行 (Operate) 项目的过程中, 学习工程理论并加以实现。CDIO的12项标准是对培养方法和平台构建的具体指引。CDIO的12条标准分别考察专业培养理念, 课程计划的制定, 设计实现, 教与学的方法, 教师提高以及考核和评估。对照12条标准, 借鉴国内外高校实施CDIO的经验, 以社会需求为导向, 将CDIO项目分为3个等级:3级项目是为单门课程而设的项目, 主要目标是增强对相关知识的理解和对相关能力的培养;2级项目是包含一组相关核心课程、能力要求的项目, 多为涉及多门课程的综合性实验项目;1级项目为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目, 多为与本专业知识体系相关设计创新性项目。组织学生在不同的学习阶段, 参与不同类型的项目。其中项目的构思 (C) 是一个非常重要的阶段, 教师要帮助引导学生去寻找合适的项目, 为学生提供机会到企业去参观, 鼓励学生自己提出“创新设计项目”。项目的设计 (D) 是工程实践的精髓, 学生要在开放的实验室中将构思方案变成工程描述, 包括设计、建模、仿真等过程。项目的实施 (I) 要在学校的硬件资源平台上实现, 项目是团队成员分工、协作共同完成的, 每个人都有自己负责的任务, 都必须了解项目的目标。项目运行 (O) 主要是要做好项目的运营及后期的维护, 同时也要做好项目的展示工作。

首先挑选3门专业主要核心课程, 强化基本理论知识, 制定单门课程内的3级实验项目;然后以多门课程群和相关能力为基础, 制定多项综合性的2级实验项目, 学生可以从中选择1项来完成;最后结合企业和社会环境以及教师现有项目, 有选择的让学生参与到教师的科研, 或者企业的实际项目, 即让学生参与到1级项目, 跟踪1级项目从需求分析、方案制定到最后实施维护的全过程。通过这3级项目的研发, 将核心课程与专业统一起来, 并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力以及企业和社会环境下的产品的构思-设计-实施-运行能力一起进行系统的培养。课程中的实验项目与教学内容紧密结合, 相互统一, 从而培养学生学习、应用知识的能力和工程实践能力。项目的内容随时更新, 并且对于每个项目, 都制定了严格的考核和评价体系。

首先为每一门核心课程制定课程教学大纲, 课程大纲明确学生应掌握的知识和能力, 明确指出学生应该能够做什么, 通过学习会做什么, 然后规划如何使学生学到这些知识和能力, 最后要指出如何考查学生的知识和能力, 并明确教学、实验、实习、作业以及项目的安排。大纲中除了列出本门课程的知识点之外, 还明确指出了学习本课程所应达到的能力目标, 在教学环节的安排上多采用项目教学法, 以适当的教与学过程保证这些目标确实落到实处。对于2级和3级项目, 制定了项目的具体要求、实施基础、思路引导、评价体系。例如, 对于"电工电子学"这门课程, 首先设计多个小项目, 在教师讲授的过程中多采用项目驱动法, 课后的实验环节更是设计了较多的综合性和设计性实验, 在课程结束后, 安排了电子实训和电子设计竞赛, 并在竞赛考核中, 要求学生首先根据要求提交设计方案, 方案合理后开始制作环节, 制作完成提交设计报告和制作作品, 进行分析总结, 最后进行答辩。教师根据制定的评价体系对学生的竞赛作品进行评价, 给出成绩。对于1级项目, 目前确定了两类, 一类是鼓励学生参加较高级别的竞赛, 如飞思卡尔智能汽车大赛和全国大学生电子设计竞赛, 直接以参赛成绩作为竞赛的评价结果;另一类是参与教师或企业的科研项目, 以项目的验收或者论文的发表作为评价结果。

3实践成果分析

通过选择3门专业主干课, 结合课程实验、课程设计、专业实习、顶岗实习等教学环节, 将CDIO工程教育理念运用到多个教学环节中。经过一个阶段的项目实施, 激发了学生的学习兴趣, 开阔饿了学生的创新思维, 提高了学生解决问题的能力。应用CDIO工程教育理念, 能够更好地培养学生的创新能力, 给学生潜能的发挥提供一个广阔的空间。组织学生进行讨论, 而答案不再是唯一的, 而是多样化的;答案没有最好的, 只有更好的。应用CDIO工程教育理念, 能更好地培养学生独立的工作能力, 教学中采用了项目教学法, 大大地提高了学生独立工作的能力, 按照项目教学法的要求, 所有操作环节都由学生独立完成。学生独立地完成信息获取、方案制订、方案实施、信息反馈、成果评价, 通过再三的训练, 碰到新任务时, 就会得心应手, 不再束手无策了。应用CDIO工程教育理念, 能更好地培养学生的应变能力, 小组内学生分别承担不同的角色, 面对不同的对象, 在瞬间做出回答, 不断地出现新的情境, 不断地作出新的应答, 从而大大提高了学生的应变能力。应用CDIO工程教育理念, 能更好的培养学生团结协作的能力。

4结语

CDIO工程教育改革是一个全面、系统的改革。具有明确的培养定位、详细的培养目标和全面、系统的培养方法指南, 教育改革需要长期努力、逐步提高。本文紧随国际国内先进的教学理念, 将CDIO教学模式应用到专科院校中。与目前本科学生相比较, 专科学生理论知识比较欠缺, 但是动手能力比较强, 并且团结协作的能力比较强, 更适合应用CDIO教育模式。CDIO教育模式提倡“做中学”, 将教师的科研项目、企业的实际产品与学生的课程结合起来, 不仅可以增加教师的科研意识, 更重要的是使学生及时了解企业的需求, 使学校所学与企业所需紧密结合。

参考文献

[1]王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究, 2009 (10) :86-87.

[2]厉威成.CDIO模式的教育理念及其实践研究[D].成都:四川师范大学, 2012.

[3]陈文杰, 任立军, 张林, 等.新加坡理工学院基于CDIO模式的项目教学改革[J].职业技术教育, 2009 (35) :91-93.

[4]凌芳, 吕恬生.以CDIO模式推进工程实践教学改革[J].实验室研究与探索, 2010 (10) :43-44.