自制实验设备

自制实验设备（精选12篇）

自制实验设备 篇1

由于石油高等院校教学内容和方法的不断改变, 开设新的实验内容, 增加综合性、设计性实验成为必然。这就需要不断增加、更新实验设备。随着实验室人员技术水平的提高, 实验室的自制仪器在可靠性、实用性、维护方面都有了较大的提高, 自制实验设备成为用较少的经费, 开出新型实验课, 加快实验室建设的重要手段。

自制实验设备的意义

1 有利于保证实验质量

实验课的内容和形式要跟上教学改革的步伐, 就需要不断的创新和改进。自制实验设备是根据实验教学的需求而开发制作的, 它有较强的实用性和适用性, 与教学内容相辅相成, 达到良好的教学效果。目前新的实验教学中增加的综合性、设计性实验对于实验设备的要求较高, 仅靠市场上购买的仪器设备是不能满足的, 自制实验设备则能够很好的解决这一问题。

2 有利于加强实验人员的综合素质训练

在自制设备的研制过程中, 针对加强实验人员动手能力训练的需求, 充分考虑到新型实验的综合性和设计性, 研制了电路综合实验测试箱, 利用常规电子仪器和电路理论知识, 设计电路方案, 测试出测试箱内电子元件属性及参数。从而充分调动了实验人员的主动性, 使其真正达到认真思考, 运用理论知识自我设计, 完成实验方案的目的。

实验室提供所要测试的黑盒子 (自制电路综合测试箱) 1只, 盒内有常用的电子元器件如电阻、电容、电感、二极管等, 准备好万用表、电阻箱、示波器、直流稳压电源、信号发生器和导线若干, 由做实验人员自行设计实验方案, 选择实验器材, 综合应用所学的电路及元器件的理论知识, 测出《电路综合测试箱》内元器件的组成, 根据现有仪器测量出元器件的参数, 写出实验报告。

以序列号为27号的电路综合测试箱为例, 内有未知元器件13个, 要求测出其中前10个元器件的性质和参数。

(1) 测量原理简述。若测得正反阻值大于100Ω且小于100kΩ则为电阻;若测得正反阻值小于100Ω可能为电感或电阻, 与已知电阻组成串联电路, 在串联电路两端加交流电压, 调节信号发生器的输出频率, 如果被测元件两端的电压随信号发生器的频率升高而升高, 此元件为电感;如果被测元件两端的电压不变则为电阻;或用其它方法区别出电感与小电阻;若测得阻值为无穷大, 将万用表表笔对调反向能测得阻值为几千欧到几十千欧, 则为二极管, 若正反连接测得阻值均为无穷大, 则与已知电阻组成串联电路, 在串联电路两端加交流电压, 调节信号发生器的输出频率, 如果被测元件两端的电压随信号发生器的频率升高而降低, 此元件为电容;如果被测元件两端的电压不变则为开路, 或用其它方法区别出电容与开路。

(2) 分析实验数据并得出测量结果。依直流测量结果, 分析出二极管;结合直流测量和交流测量, 确定电阻参数, 误差小于15﹪;结合直流测量和交流测量, 计算电容、电感参数 (见表1) 。

在实验进行中, 进一步得到证明, 自制设备对提高动手能力, 巩固理论知识, 激发学习兴趣有着明显的效果。

3 有利于提高实验室人员的技术水平

自制设备不仅要求实验开发人员掌握教学内容, 而且要求他们能紧跟科技发展的新水平。在自制设备的过程中, 需要精心设计、选择电路, 反复研究、对比、试验, 才能定型。这对于提高实验人员教学、科研水平, 促进他们不断进步、提高、发展, 有着深远的意义。

例如, 在自制的自动频率响应分析实验箱中, 考虑到要完成频率响应分析的自动化过程, 采用了计算机智能分析技术, 由计算机控制输入量, 同时采集输出量, 由计算机程序完成系统分析。其中涉及自动控制、计算机通讯、数据传输与处理等多方面知识。在此项目的研制过程中, 研究人员参阅了大量的相关文献, 自修了部分理论知识, 不仅提高了实验人员的教学水平, 也提高了他们的技术水平。

4 有利于节约资金

随着教学改革的深入, 要求开放实验室, 增加综合性、设计性实验内容。这样一来, 对于实验设备就要有特殊的技术要求, 如果为了实验量身定做其费用就会增加。自制设备可针对实验要求, 把握技术含量, 根据情况将所要求的功能相对集中, 从而提高设备性价比, 节约资金。

自制实验设备的研制开发过程

1 自制设备的可行性研究

一般来说自制设备有两种情况: (1) 市场上没有此类产品, 必须进行自制; (2) 市场上有相应的产品, 是否自制需要进行市场调查。要了解该产品市场销售、用户的满意度、可靠性和维护性等方面的情况, 确定其功能是否满足需要, 价格是否合适。如果此产品价格高、仪器功能过于复杂、维护困难, 则可考虑自制。

2 自制设备的立项工作

在确定自制设备后, 以书面方式写出开发申请。开发申请应写明开发设备名称、开发原因、开发设备的用途、设备的基本性能指标、开发实施方案。

3 设备开发和验收工作

开发单位设立专人负责管理材料的购入、验收、消耗等, 调动实验技术人员保质保量完成设备的制作。开发设备在完成之后, 应尽快写出申请验收报告、设备运行技术报告、材料消耗清单、配合做好设备的验收工作, 确保开发设备的质量。

合理、科学的自制实验设备, 可以节约资金, 提高实验室人员水平, 加快实验室建设。开发自制实验设备也是一个不断自我完善和进步的过程, 要充分调动实验室人员的积极性, 就会有更多新的实验被提早开出, 有利于加快实验教学的发展。

自制实验设备 篇2

李如琦，贺秋丽，王辑祥，王巨丰

(广西大学电气工程学院，广西南宁 530004)摘 要: 本文主要探讨高校教师自制实验仪器设备在实验室建设和实验教学改革中的作用。介绍广西大学电气工程学院科研与实践教学相结合，将教师科研成果转化到实验室建设和学生的实践教学中去，提倡教师自主开发研制实践教学使用的仪器设备。首先分析了开展实验仪器设备自制工作的紧迫性和必要性，然后以教师自行开发建设的“电工实习基地”和“发电厂计算机监控实验室”为例子，总结了以自制实验仪器设备为主线，全面开展本科实践教学改革的做法和各种措施，为同行们提供了参考和借鉴。

关键词: 自制仪器设备； 教学质量； 科研水平； 实验教学改革

高校实验室承担着大学生的各类课程实验、实践环节的教学工作，它是培养大学生综合能力和提高学生素质的最重要的场所之一。实验室在育人方面有其独特作用，不仅可以授人以知识和技术，培养学生动手能力和分析问题、解决问题的能力，而且影响人的世界观，思维方法和作风。学生在实验室里可以感受、理解知识产生和发展的过程，养成科学精神和创新思维的良好习惯。在实验前的准备、实验中观察、操作和与人合作以及实验后总结分析的全过程中，可以培养和提高学生收集处理信息的能力、获取知识的能力、分析解决问题的能力、语言文字表达能力、团队协作和社会活动能力，实验室是全面推进素质教育的前沿阵地。而实验仪器的状况、实验技术人员和教师的综合水平、实验室的建设、管理等均是影响实验教学的重要因素,要办好学校，培养出合格的人才，对国家科技发展和经济建设做出贡献，必须抓好实验室建设这项基础性的工作，使实验教学改革可持续地进行下去。本文主要探讨教师自制实验仪器设备在实验室建设和实验教学改革中的作用。开展仪器设备自制工作前实践教学条件和设施面临的问题

广西大学 “电气工程及其自动化”专业是工科专业，长期以来坚持工学一体化的教学改革特色，以培养工程技术人才为主要目标，绝大多数毕业生都到电力生产第一线工作。学生毕业后面对的是一个个工程项目，项目的规划设计、安装施工、运行维护、研究改造等；工程项目最大的特点是综合性，必须综合应用所学的知识分析和解决工程实际问题，发现和探索新的问题。因此，高年级学生在学校就应接受工程化的训练，培养工程素质，将所学知识转化为提出、探索、解决工程问题的能力。对于我们学院来说 ,实践教学改革面临着实践环节设施的改造和建设问题。1995年，我们学院成立实验教研室，根据专业方向的不同设有：电力系统及其自动化、工业自动化、计算机技术、电工技术四个实验室，其中电力系统及其自动化实验室又由继电保护、高电压技术、电力系统发电厂三个小实验室组成，主要存在以下问题：

1.1 仪器数量严重不足、实验仪器设备陈旧

由于长期以来实验教学经费的投入跟不上教学发展需要，实验设备配置未能达到国家对实验课程装备的要求，从数人一台转为一人(或两人)一台的目的始终未达到。实验设备陈旧、实验手段落后、实验技术过时，难以达到培养、提高学生动手能力的目的。实验室里有许多六、七十年代的设备，甚至是早已淘汰的设备，多数实验室还未能配备计算机辅助手段，有的设备在数量上也不能满足实验的需要。这些设备与学生毕业工作现场不相符，有的甚至跟课本所讲的内容都不一样，设备不仅陈旧，而且在实验中经常出现问题，学生操作起来会产生情绪，影响到实验课的兴趣，加上高校连年扩招，学生人数增加，而仪器设备的台套数却没有相应增加，因而经常出现4、5人一组使用一套仪器的现象，达不到实验教学效果。如“电磁型继电器和晶体管继电器的结构及其特性测试”、“LG功率方向继电器测试”、“ZZQ-5自动准同期装置”等实验；设备套数少，多的5套，少的只有2套；仪器的损坏率大幅上升，使用率呈下降的趋势。教师上课时因仪器的频繁故障而忙于应付;实验技术人员为修仪器而疲于奔命。实验室每年因此要消耗有限资金的大部分于维修仪器设备上。这些形成恶性循环的一系列问题，不仅影响实验教学，也给实验技术人员和教师综合能力和教学水平的提高等带来了一系列的问题。

1.2 实验项目种类不足、实验教材不统一不规范

实验教学经费的长期投入不足带来的另一个问题是实验项目种类的贫乏。多年来实验室基本上只能开设一些传统单一性、验证性和演示性的实验。内容单

一、技术落后，严重地影响学生的学习兴趣和教学效果。传统的实验教学不仅告诉学生实验项目，还有详细的实验原理、实验目的、选用仪器、测试

方法、实验步骤乃至数据记录表格等等，告诉了学生进行实验的全过程，学生只需要按指定的过程一步一步去操作，不用再去查阅、思考，这种传统的实验教学模式使得学生产生很强的依赖性，对实验结果的分析，主要只是看得出的结论是否与书本上一致，于是实验做了许多，很多学生还是不会设计实验，不会在实验中观察问题、分析问题，解决问题。学生毕业后面临复杂多变的实际工程项目工作就感到无从下手。大多数实验室都是各自按照传统的实验教学方法要求编写实验指导书，根据实验室现有的设备、条件来编写，课程主讲老师不参与，一些实验室甚至没有实验教材，学生带着课本来做实验。

1.3 实验仪器维修困难、技术人员能力得不到提高

由于仪器陈旧、损坏率高，大量的日常工作都围绕着仪器的维修而进行。多数仪器年代久远，有关资料不全或过于简单，加上实验仪器涉及的范围很广，多数的维修只能是临时抱佛脚,厂商不愿意也不值得彻底修理。这些仪器给实验室的管理带来了很大的困难。由于长期忙于旧仪器的维修，虽然实验技术人员的维修仪器能力有所提高，但没有时间和精力去从事系统的、先进技术的学习，不仅影响了他们学术水平的提高，还影响了工作情绪。自制仪器，开创实验教学新局面，促进实验教学改革

如何改变实验设备的现状，满足新时代的要求，是摆在我们面前的一项紧迫任务。通过实践,我们认识到充分发挥教师的自主能动性，自制实践教学仪器设备是解决问题的好方法之一。学院根据专业特点制定了电气工程及其自动化专业的发展方向和人才培养目标，重新规划了教学计划和课程体系。近几年新增了电力系统仿真实验室，自行开发建设电工实习基地、发电厂计算机监控实验室，改造更新电力系统继电保护实验室、开发研制电力系统自动装置实验等；实验独立设课，单独考核，更新实验内容，改革实验手段,增加实验学时数，编写出版实验教材等，以自制实验仪器设备为主线，全面开展本科实践教学改革。

2.1 补充仪器的不足

自制的教学仪器成本低，较低的资金投入可以增加较多的设备，缓解实验教学中仪器缺乏的问题。例如继电保护检验仪原来只由4台，去年暑假组织本专业勤工俭学的学生，在教师指导下，自制了6台，使实验室每次实验容纳学生可增加到20人。

2.2 培养、锻炼了一批优秀的技术人员，有利于仪器的及时维修

实验室经费困难,设备老化、陈旧、教学手段落后、实验队伍不稳定,已经制约高校实验室进一步发展。自制仪器设备可以较好地解决这些难题,吸引、凝聚、培养、锻炼了一批优秀的技术人员，并为今后走向社会,在为经济、科技和社会进步的服务项目中获取收入,为促进科研成果向现实生产力转化,融入市场探索出了一条可行之路。自制教学仪器活动在实验室的广泛开展，不仅提高了技术人员的系统知识水平，由于其成果可在提职、晋升和岗位评定中起到重要作用,此项活动还起到了稳定实验技术人员队伍，调动技术人员、教师参与实验教学改革的积极性的作用。不断地在研制、改进教学仪器上下工夫,可以使从事者不断处于要继续提高水平、增长新的技能的状态，对提高教学质量也有帮助。

由于实验技术人员和教师对自制仪器的性能、结构、使用原理等了若指掌。一旦出现问题，则可以立即断定原因，及时排除故障。既不会对教学产生影响，又有利于实验室的管理。

2.3 是提高本科教学质量的有效方法

2．3．1 自制教学实验仪器设备具有较大的灵活性

可以根据专业教学大纲规定的实验项目，制作更适用、更合理的装置，这种装置的特点是面广，适用性强。例如：根据我院《电气接线原理及安装技术》、《电力系统继电保护》等课程教学需要，自行开发建设的“电工实习基地”，自2000年建立直今已有8年历史，由本院教师开发自制了40套装置，一次可供80名学生进行电工实习和专业综合实验，适用于电气工程及自动化、农业电气化与自动化、电力工程与管理、自动化等专业实验教学，基地在应用过程中，既能满足先进性、可靠性、又符合实验教学的要求，学生在实验方案设计、图纸绘制、设备选型、安装接线、试验调整、运行操作、事故分析等全过程中接受了较为全面、系统的工程训练，并将以前在的各门分散的专业课和专业基础课中所学的有关内容融合到一个实际的工程项目中，这对提高学生的素质和将来的工作能力大有益处，而且效果显著。由于“电工实习基地”的实验装置均是由教师针对本专业教学改革需要自行设计和组装的，结构灵活可变，学生还可以在该实验装置上进行许多设计性实验，性能稳定可靠，学生反映良好，教学效果明显提高。

教材是体现教学内容和教学要求的知识载体，教材建设应与课程建设、实践平台建设同步推进。实验室有了必要的硬件条件以后，以现代教育理念为指导，精心设计和开发实验内容，改革教学方法就成了提高实践教学质量的关键，这方面集中体现在教材上。结合“电工实习基地”的建设，2001年我们开设了《电气接线原理及安装技术》实验教学独立设课，此课程国内高校从未开设过，不可能有合适的教材，只能自已编写。经过多年的教学实践，在使用多届的自编教材的基础上，经过反复修改完善后，《电气接线原理及运行》教材于2005年2月由中国电力出版社作为21世纪规划教材正式出版，《电气工程实践训练》教材于2007年5月由中国电力出版社作为普通高等学校“十一五”规划教材出版。这些教材全面反映我们的实践教学改革的特色和成果，更好地指导学生的工程实践训练，促进了实践教学改革的交流和实践教学质量的提高。

2．3．2 自制仪器设备具有较大的直观性

为了使学生很好地理解课堂上所学的知识，教师在设计构思上贯穿了直观的思想,自制设备中，例如：“发电厂计算机监控实验室”中的装置，也均是由教师自行设计和组装的，直观性很强。发电厂是电力系统的源头，是电力系统最重要、最复杂、技术最密集的部分，集中体现了现代电力系统先进的计算机技术、网络技术、信息处理技术的综合运用。因此，于2004年，我们针对现代发电工程项目的建设内容特点，自行设计和组装了8套发电厂运行与控制实验装置，历时2年，于2006年，初步建成。基地可由8台发电机组构成多机电力系统，然后与大电网并列运行，每台机组配置有以先进的计算机技术为核心的测控装置，全室开发了一套计算机监控网络系统，可以实现对各发电机组进行遥测、遥控、遥信、遥调功能。通过课程的学习、实验操作以及程序设计，使学生掌握大型同步发电机各种运行方式的基本原理、分析方法和运行特点，能使学生直观地获得实验结果，做到跟在实际发电厂生产运行一模一样的效果。近些年来我院自制仪器设备趋向高层次、高水平方向发展，而且在仪器设备制作过程中，适当组织部分本科生参与，起到培养学生的专业兴趣、调动学生学习积极性等教学作用。在“发电厂计算机监控实验室”，教师从“教”的方面来进行讲解演示，学生从“学”的方面理解并动手操作，真正体现了我院自制实验仪器设备在 “教”与“学”过程中的应用。在2005年，我校教育部本科教学评估中，上述两个完全由学院自主开发建设的“电工实习基地”和“发电厂计算机监控实验室”得到了评估专家的高度赞赏。

2．3．3 自制仪器设备具有超前性和及时性

高校承担着培养人才的重任，我们特别注重激励学生的上进心和专业兴趣，鼓励优秀学生积极参与自制仪器活动,使他们在独立工作能力和创新思维方面得到冒尖。在实验教学上要求学生自己动手,进行科技制作，自己研制一些仪器设备、实验板等。如学生自制的“一种具有谐波过滤功能的新型整流变压器”，获2007年“挑战杯”全国大学生科技作品竞赛全国三等奖、区级一等奖；如“继电保护检验仪研制”是学校设备处设备更新改造立项项目和学生创新学分实践项目。学生参加了产品开发的全过程，学生在自学相关理论知识的基础上，2007年暑假集中进行工作，经过一个假期的努力，成功研制6台继电保护检验仪，现已投入使用。学生不仅得到了实践锻炼，提高了动手能力，还撰写并公开发表了论文，深受师生称赞，并促进了实验室建设。一般市场产品不能做到最先进，特别是教学和科研设备，不能满足特殊实验的特殊要求。我院教师自己动手，采集和制作了许多具有超前性的实验装置。如学院教师主持研发的微机励磁装置，是通过省级鉴定和认证的高科技产品，获得过广西科学技术进步奖和广西计算机应用成果奖，吸收学生参与设计、制造、安装、调试、运行各个环节，学生反映收获很大。该装置不仅广范应用于广西小水电站实际生产中，而且在我们实验室也应用于《电力系统自动装置》实验教学中。

自制实验仪器设备可以及时开出实验，提高实验开出率。由于学校学科和专业调整，教材内容变化较大，需不断创新，问题较多，而且随着科技进步，社会产品更新换代很快，传授给学生的知识技能也要不断更新。多年来我院教师和实验技术人员自制了实验装置，较好地解决了这个问题。通过自制实验教学装置不仅培养了学生创造力，而且也提高了教师和技术人员的理论知识和操作技能。自制实验设备对改进教学方法和解决教学中的难点、重点，对激发学生的学习兴趣、培养学生的创新意识和实践能力等方面有着显著作用。

2．3．4 自制仪器设备具有经济性

实验教学装置属于较先进的技术产品，专用性强，社会需求量小，价格较贵，而资金不足则是我校实验室建设中存在的问题，而且所需实验仪器设备大多无法从市场直接购买到，即使能购买到的仪器设备，在使用和功能上也远远满足不了教学实验的需求，只能依靠实验技术人员自己来进一步开发研制。

对于我校来说，影响教学质量和水平的问题在实验仪器设备上尤为突出。我校实验室在资金短缺的情况下，由于重视自制实验教学仪器设备，通过设备处的设备更新改造立项项目、实验独立设课建设项目和教务处的教学改革立项项目、学生创新学分实践项目等给予了适当经费和以评奖方式体现的精神上的支持，受到了师生的广泛欢迎，也为学校节约了大量资金。我校是地方性“211工程”大学，是培养国家西部地区工程技术人员的摇篮，实验教学在我校整个教学环节中所占的比重越来越大，学校十分重视学生实验创新和实践能力的培养，多年来，我院自制的实验仪器设备以它的超前性、直观性、适用性、经济性等特点成为提高本科实验教学水平的重要手段，促进了实验教学改革的深入开展。

总之，自制实验仪器设备对于人才培养，更新实验手段，增加实验教学内容，提高实验开出率，以及节约资金等实验教学改革诸多方面，起到了积极的作用；自制的设备仪器对提高教学水平、促进科研等都起到了重要作用。通过几年的实践与总结 ,我们也深深地认识到:全面系统地把握好教学与实验的关系 ,坚持教学与科研相结合 ,不断提高实验教学手段和水平,是从根本上提高教学质量和培养应用型人才的重要环节。今后 ,我们还将在这方面进一步努力和探索 ,为学校的教学改革作出贡献。

参考文献: [1] 蔡卫峰．21世纪培养具有创新能力的电气技术人才[J]．高等理科教育，2002.42(2):110-112 [2] 何士雅,白晓东,俞宽新等.科研与实践教学结合,自主开发实践教学设备[J].实验技术与管理,2005.22(11):44-45 [3] 王辑祥,贺秋丽.建立电工实习基地，提高学生综合素质能力[J].实验科学与技术.2005.(3)：57-58

基金项目：广西教育厅精品与重点建设课程项目、新世纪广西高等教育教学改革工程“十一五”立项项目(200604)

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自制化学实验教具感悟 篇3

关键词：自制教具 实验改进 化学教学

一、自制教具出现的背景

在化学教学中，化学实验是教学的必要辅助， 实验中奇妙的现象和五彩缤纷的色彩变化都能引起学生的好奇心和对化学探索的极大兴趣。学校实验教学大都使用厂制的常规实验器材，所有实验器材配置基本相同，实验教学的方式也基本相似，这种教学模式只能满足实验教学的一般性要求，不能满足新课程改革的需求，教师的个性化教学也受到限制。而且目前普遍存在仪器设备短缺的问题，且有些有毒气体的制备性质实验危险，有污染，需要在通风橱中进行，大大的限制了课堂演示实验及学生实验。解决问题的有效途径之一就是自己动手、就地取材，大力开展自制教具活动。

二、自制教具的基本方法

自制教具因为其取材方便、价格低廉、科学合理、使用可靠的原因，使教师的教学变得更加灵活。因为自制教具从设计构思到具体制作都由作者自行创意筹划。而且在制作过程中经过不断的修改和完善，使其更能满足自己的教学需要。自制教具可以在课堂上边讲边做，也可以利用课余时间制作，更可以和其他相关课题结合起来，使得自制教具有了更加灵活的表现，可以适应灵活的教学方法，这是工业成品无法实现的。

三、自制教具在化学教学中的作用

（一）激励学生的创造动机。任何一件教具的设计都是经过一番思考，然后出现创意、构思和修正。这种创新的实践过程包含着制作者的创造精神。同时，由于教具的创作和使用过程必然涉及科学知识与生产技术，在创造性思维物化的过程中，对人的科技意识会起到强化作用。

（二）使教学方法得心应手。应用自己做的教具，针对性强、容易在最需要使用教具的时侯，发挥它的作用，加以口头启发，道理讲得清楚，学生容易理解。

（三）磨炼老师。要实施素质教育，首先需要高素质的教师队伍，自制教具活动的广泛开展，是培养提高师资队伍素质的一个很好的途径。许多教师注意到了这一点，在使用中发现有什么不合适的地方，加以改进，使之不断完善，直到满意为止。持有这种追求精神的教师，不但在教具改革上能够做出成绩，同时还从制做过程中受到磨炼，增长才干，在精神上获得很大的乐趣。敬业精神得到增强，教师自制教具是很辛苦的事情。这就首先要有敬业精神，有目标、有追求、苦心钻研、克服困难。这种自制教具的过程是对教师敬业精神的磨练。

总之，自制教具不但对提高教学质量有好处，对教学方法的改革和人的素质培养也有好处。这就要求化学教师从改革、创新、质量、素质培养的高度来看待自制教具的积极作用，积极的参与，让自制教具真正地走进课堂，服务课堂。

四、自制教具在化学教学中的使用实例

（一）苏教版普高新课程教科书《实验化学》在“专题3物质的检验与鉴别”中关于火柴头中硫元素的检验，按该方案1的操作方法进行实验时，我们感到该装置及方法虽简单，但操作时既要手持火柴和点燃，同时又要掌控甲烧杯并收集火柴头燃烧所产生的SO2气体，一个人操作起来不太方便，为此我们用的铜芯（直径1mm）独股塑皮电线绕制了一个“8”字形支架，来固定和支撑甲、乙两烧杯，如图所示。由于电线软硬适中，实验时可先固定好烧杯，再加入溶液，待收集好SO2气体后很容易将甲、乙两烧杯口对口合拢，这样一个人就可以很从容的进行实验操作了。

（二）在讲解《分子晶体，原子晶体》时，通常我们都会借助多媒体动画演示和几何图形。看似效果很好，可是在实际操作过程我发现还有很多孩子不太理解。后来我用乒乓球粘了几个活动的分子堆积模型，使用起来非常方便。不仅学生感觉很棒，同事见了也受到了启发，自制了一些实验教具，大家共同分享。

（三）再如：铜与浓硝酸的反应，产生二氧化氮气体，可以用一个具支试管，在具支试管的支管上套上一段橡皮管，再绑上小气球，可防止漏气，然后在单孔橡胶塞上插一自制长滴管，用自制滴管吸取百分之三十的氢氧化钠溶液，在具支试管内加入一小块铜片，再倒一毫升至二毫升浓硝酸，然后迅速塞紧试管，观察到反应迅速发生，产生大量红棕色的气体，溶液呈蓝色，有了小气球，有毒气体二氧化氮不外泄，反应后将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入试管中，将二氧化氮全部反应完。该装置可以在全封闭的环境下实验，反应后的尾气吸收效果明显，不污染环境，比常规试验仪器就要好很多了。一定要从细微处培养学生的环保意识，并从这个角度去考虑，对教材中的实验采用自制教具进行改进。

美国心理学家布鲁姆在掌握学习理论中提出，“许多学生在学习中未能取得优异成绩，主要问题不是学生智慧能力欠缺，而是由于未能得到适当的教学条件和合理的帮助造成的”。学生自己动手制作教具并被老师应用于化学教学中，使学生在经历活动探索的过程中学会学习，体验劳动的艰辛，品尝成功的乐趣，增强学生的成就感，从而激发学生学习兴趣和动手探究的积极性。极大程度上有利于培养学生动手能力的与合作学习意识，对培养学生终身学习观念和能力极为有利；有助于转变学生学习方式，彻底纠正传统教学中重结论轻过程的弊端；通过参与自制教具活动，不仅可以改变心理气氛，激发学习兴趣，巩固基础知识，启迪思维，培养动手能力，陶冶爱科学、爱劳动的情操，而且可以剔除教师的职业倦怠，促进大家精诚团结，为我国的新课改的全面实施，培养发明创新型人才打下坚实的基础。

參考文献：

[1]刘雅维，冯丹君.创新理念在自制教具过程中的充分体现[J].北京市西城区教育研修学院北京市56中学

[2]中华人民共和国教育部 化学课程标准[M].人民教育出版社

高校自制实验教学设备的体会 篇4

1 实验设备的功能需求

1.1 实验设备不能剥夺学生观察实物的权利

现在,许多厂家生产的实验设备越做越精美,将不太美观的元件都藏在面板下面,学生做实验时,只能看到元件符号,看不到实物,这显然是本末倒置了。学生通过实验认识实验对象,了解其特性是实验的重要内容,不能让学生做完所有的电子实验后连一只电阻都没见过。实验设备都应该是开放式的,一些设备如果只能放在实验箱体内,那么实验箱体也要开启式的,方便学生观察实物。

1.2 实验设备不能剥夺学生动手连接的机会

一些实验设备的生产厂家从方便学生做实验的角度考虑,将所有的实验对象包括电源、仪表等都做成一体,学生做实验时只需打开电源开关就可记录实验数据,一个实验几分钟就可完成。学生做实验的目的之一是让他们掌握基本的实验方法和手段,当学生在将来的工作中需要做实验时,他自己能设计实验方案,选择实验仪器、连接实验电路等。如果现在的实验设备让学生什么都不用做就能得到实验结果,那么学生自己的实验能力就不能提高。

1.3 单一功能设备比多功能设备更方便学生学习

多功能往往是许多实验设备厂家追求的目标,总希望一台实验设备能做尽量多的实验,结构也越做越复杂。例如某一厂家生产的模拟电路实验箱,能做几十个实验,箱子做得很大,上面密密麻麻地画满元件符号和连接线路,学生看着就眼晕。由于要安排太多的元件,许多元件的实物并不在符号所在的位置,印刷电路图板的布线也很细很复杂,容易出现故障。一旦出现故障,修理也很困难。从学生的角度看,初次接触某一实验的学生总是希望实验对象越简单越好,这样更容易理解,更方便学生学习。所以实验设备的复杂程度要适可而止。

1.4 最好的实验设备是无实验设备

无为而治是治的最高境界、无字真经是经的最高境界。同样,没有实验设备的实验才是实验的最高境界。当我们在研究工作中要做某一创新实验时,决不会去找某一种实验箱,因为那上边不会有我们想做的创新实验电路,而是自己在万用实验板或面包板上搭接实验电路。我们要培养的正是学生的这种自主创新能力,所以在平时的实验中也要逐步进行这种能力的锻炼,逐步减少对实验设备的依赖。例如只将实验元件在实验板上做简单的固定,其余都让学生自己连接,或者在电子技术课程开始时直接发给学生所有的电子元件、万用实验板或面包板,完全由学生自己在寝室搭接好实验电路,再带到实验室来用实验的仪器仪表测试实验数据。

2 自制实验设备的意义

实验室的仪器设备大致分为两类,一类是实验工具,如示波器、信号发生器、稳压电源、万用表等;另一类是实验对象,如模拟电子技术实验箱、数字电子技术实验箱、通信原理实验箱等。对于实验工具,学生只要能熟练使用就达到了教学目标,而实验对象是要求学生深入学习体会的,经过实验,学生必须对实验对象的原理、功能、特性等清清楚楚,所以实验对象是关键。

大多实验设备可以从市场上直接购买。从表面上看,专业厂家生产的实验设备外形美观、功能齐全、操作方便。但实验设备是给学生用的,从学生学习的角度看,很多实验设备外观漂亮,但将很多实验元件都藏在实验箱体内,学生看不到实验对象,没有感性认识,这是硬伤;功能复杂的实验箱,让学生看得眼花瞭乱,会增加学生理解的难度;操作简便的实验设备,所有连接线都已做好,学生不能只动手,失去锻炼的机会。

自制实验设备可以按照实验内容制作一个个功能单一的实验对象,由于功能单一,实验设备的复杂程度低,元器件布局简单,连接方便,学生学习更直观。自制实验设备由高等学校实验教师和任课教师共同设计制作,更能体现教学需求,密切理论教学和实践教学的联系。自制的实验设备简单可靠,不易出现故障,即使出现故障,实验教师也可自己维修,保障了实验设备完好率。自制实验设备的费用仅为购买同样功能的设备费用的1/4,可为学校节约大笔经费。自制设备能调动教师的积极性,提高教师本身的业务素质。

3 自制实验设备的过程

3.1 自制实验设备的必要性

我校电路基础实验室所使用的自制实验电路板是1995年和2000年分批制作的,各有20套。1995年是1个实验1块板,且实验电路板偏小不利于学生操作。2000年制作的是将多个实验集成在1块板上,造成布线密、线条细、易发生断裂故障,学生也不容易看懂。近几年,由于学校扩招,学生实验人数增加,我校对实验室进行扩建,实验组数由原来的20组增加到40组,只好同时使用上述2种不同的实验板,给教学带来了较多的麻烦。另一方面,这2种实验板已经过10多年高强度的使用,实验板已经老化,2009年春我们申请了改建电路基础实验板的项目。

3.2 自制实验电路板的规划

我们申请的项目中要自制7种不同的实验板,每种做45块,其中5块备用。这7种不同的实验板可满足电路基础实验室所承担的电工学、电路基础、模拟电子技术、数字电子技术4门课程实验教学的需要。这7种实验电路板是这样规划的:第一种是将许多型号的电阻、电容和二极管单个从小到大分二排排列,再用接线柱和焊接片固定在环氧树脂和有机玻璃制成的长方形板反面,板的正面印有对应电器元件符号和参数大小。有机玻璃用来保护电路板的印刷字符,使其经久耐用。此种电路板主要用于做电工学、电路基础实验,学生根据不同原理图选择不同的元件,然后自己连接电路完成相应的实验。第二种也采用环氧树脂和有机玻璃材料来制作,分别将镇流器、启辉器、灯管、1组电容和1组船型开关排列在板的正面,然后用接线柱、焊接片和螺丝固定,板上同样也印有对应电器元件符号,这种电路板主要用于学生组装日光灯电路和对感性负载进行功率补偿的两个强电实验。其余5种将采用2mm厚的高品质双面覆铜板制成,第三、第四、第五、第六分别用来做模拟电子技术的单管放大电路、多级负反馈放大电路、差动放大电路、直流稳压电源电路的实验,第七种是带有逻辑功能的实验板,用它可完成所有的数字电子技术实验。

3.3 领导重视、群策群力

项目申请后,得到了学院领导的高度重视,组织召开了教学指导委员会会议,对自制设备方案进行了可行性论证,提出了自制实验板要考虑学科发展,彰显学校特色等意见,并决定把我们的自制项目作为重点支持。学校的重视极大地鼓舞了实验教学人员的士气激励了我们工作的热情。我们分工协作,精心设计,充分考虑各个细节,参数设置要精确、测试点要清楚、实验板布线要科学合理、印字字符要清晰,还应考虑基础实验室高强度运作下,设备的耐用性。经过一段时间的艰苦劳动,终于成功完成了这7块实验板的制作。特别是新的数字电子技术实验板出来后,它以漂亮的外观、合理的设计赢得了学校专家的一致好评。为使实验板更美观和经久耐用,学校临时决定给它配置外壳箱,做成数字电子技术实验箱的样式。唯一不足之处是,有的实验箱上近30个发光二极管做的指示灯,设计时为了美观,采用了高亮发光二极管。试用时发现,当这些二极管点亮时,从实验箱上面看下去非常刺眼,不方便学生做实验,于是我们更换了全部发光二极管。

4 结束语

我们经过半年多的设计制作,成功地完成了电路基础实验室自制设备项目,通过了学校专家组的验收,得到了他们的高度评价。这7种自制实验设备已在实验教学中使用一年半,从使用中可以看出,新自制的实验设备极大地改善了实验教学条件,增强了设备的可操作性,使实验教学效果明显提升。降低了设备维修量,提高了使用效率,这也是我们全体制作人员希望的结果,是对我们付出艰苦劳动的最好回报。我们通过自制实验教学设备,既为学校节省了大笔建设资金,又彰显了学校培养“应用型、创新型人才”的办学特色。我们从完成这项工作中得到启迪:要敢于面对困难,感受科学研究的压力和成功的乐趣,并在实践中获得更多的经验,为教育事业服务。

参考文献

[1]傅德月.通讯专业校内实训基地建设探讨[J].实验科学与技术,2008,4

初中生物可自制教具实验目录 篇5

七年级上册

1多变量可控探究箱

2草原生态系统食物链与食物网分析装置

3淡水生物系统有毒物质随食物链富集装置 4 简易显微摄像仪 5植物细胞模型 6动物细胞模型

7物质溶解动态演示仪

8细胞膜控制物质进出细胞动态图 9 小羊多莉的身世演示板 DNA，染色体，基因关系构成 11 DNA的片段示意图 12 细胞分裂过程动态装置 13 三种形态病毒模型

14菜豆种子与玉米种子结构模型 15 探究种子萌发外界条件装置 16 探究根什么部分生长最快装置 17桃花的结构模型 18植物双受精装置

19根适于吸水的特点及水分的运输途径装置 20 叶片横切装置 叶片横切面结构模型 22 气孔的张开与闭合装置 23 植物参与生物圈水循环装置 利用电磁装置，叶绿素脱色隔水加热装置 25探究植物种子呼吸作用装置

26探究光合作用产生氧，需要二氧化碳，需要光装置

七年级下册 人类起源与发展动态演示装置 28 胎儿，胎盘，脐带及物质交换装置 29 测定食物中的能量装置

30探究馒头在口腔中变化的实验装置 31 小肠绒毛结构模型

平衡膳食宝塔，食物配比模具 33 测定胸围差测量尺 34 模拟膈肌及运动模型

比较呼出的气体与环境中二氧化碳装置 36 肺泡与血液之间物质交换演示装置 37 采集和测算空气中的尘埃粒子装置 38 观察小鱼尾鳍血流动装置 39 血液与组织细胞物质交换装置 40 四肢静脉瓣防止血液倒流原理

41心脏工作原理及血液循环动态演示装置 42血型与输血原理，演示装置 43 肾单位及尿的形成过程图 44沼气池及生态厕所原理图

眼球的结构及视觉的形成装置 46 半规管及前庭结构及原理 47 神经纤维及神经

反射弧模式结构及神经通路装置 49 反应速度测试仪 50 模拟酸雨探究仪 51 温室效应模拟器

八年级上册

52鱼模型及鱼鳃的模型 53 蚯蚓饲养装置

鸟双重呼吸原理演示装置

骨，关节，肌肉协调配合模型 56 细菌，真菌菌落标本 57 细菌模型 58 发酵实验装置 59 污水处理

八年级下册

60嫁接演示装置

两栖动物生殖发育史 62 鸟卵的模型

自制微型电解水实验装置 篇6

图2

利用废旧打火机改进实验装置的方法

装置结构

完成后的装置见图3。其中，1为废旧打火机，充当电解槽。2为注射器针管，用于收集气体。3为注射器针头，充当电极。每支针头在固定前先用锉刀在中下部锉3个小孔，固定时让最上面的小孔与打火机内部最高处水平，利于导出气体。

使用方法

按图3组装连接装置。

注水。用注射器将整个装置注满电解液（约6 mL水和10%的稀硫酸0.1 mL）。

电解。接通电源（DC 12V～20V）进行电解。

检验气体。取下注射器，用带火星的木条检验与电源正极相连的注射器内的气体；而与电源负极相连的注射器，则先在前端连接针头，再用点燃的方法检验收集到的气体。

表1

改进装置特点

设计科学

改进装置利用打火机内部结构既分为两极又连通的特点，将打火机当作电解槽，利用注射器收集气体，能精确读出气体体积。其设计符合科学原理，能体现科学知识和科学探究相统一的原则，有利于学生通过学习树立科学意识，掌握科学方法和实验操作技能。

选材经济、环保

制作该实验装置的材料如废旧打火机、注射器等容易获取，造价低廉。用注射器针头作电极，实验效果与铂电极相当，价格却相差较大（10 mL或20 mL注射器及针头每具0.8元，213铂电极每套180.00元），因此，使用注射器针头作电极能有效地节约铂资源。另外，用废旧打火机作电解槽还有利于废旧塑料品的回收利用，起到控制“白色污染”，节约石油资源的作用，有利于学生的环境保护教育。

容积小，节约药品

从表1比较中可以发现，改进后用打火机作电解槽，总容积较小，能大大节约水和电解质的使用，减少水污染。其设计符合化学实验微型化和绿色化的原则。

操作安全，可控性强

改进后的实验材料无玻璃仪器，不易破碎。实验时手无需与电解液接触，可避免手受到损伤。此外，电解结束时可将收集气体的注射器与打火机分离，检验气体时便于控制气体逸出速度。改进后的实验装置由于设计简洁、美观；体积小，便于携带；取材容易，制作简单，可指导学生进行自制，便于推广应用于学生的活动与探究实验中。

图3

该项目获得第26届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科技发明类二等奖。

专家评语

该项目巧妙利用废弃打火机和注射器组成了电解槽、电极和收集气体的装置，结构简单小巧，实验效果明显，节省电解液且耗电少，具有一定的新颖性和一定的创造性，也具有较好的实用性。

自制实验设备 篇7

一、原始创新能力

创新是科学研究的灵魂, 是人类社会发展的不竭动力。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出了新时期我国科学技术发展的指导方针是“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”, 自主创新是核心, 是我国科学技术发展的战略基点, 是建设创新型国家的必由之路, 包括原始性创新、集成创新和引进消化吸收再创新。原始性创新是指有原创性思维的参与其中的活动, 特别指前所未有的重大科学发现、技术发明、原理性主导技术等创新成果。原始性创新意味着在研究开发方面, 特别是在基础研究和高技术研究领域取得独有的发现或发明[2]。

提高原始创新能力是实现我国科技发展从以跟踪模仿为主向以自主创新为主转变的先决条件。高等学校是培养高层次创新人才的主要基地, 是我国基础研究和高技术领域原始创新的主力军之一, 是解决国民经济重大科技问题、推动科技成果转化与产业化的强大生力军[3,4]。高校实验室承担着大学生的各类实验、实践环节的教学课程, 它是培养大学生能力和提高学生素质的最重要的场所之一。实验教学是培养学生实践能力的重要方面, 而实验又是实验教学的重要工具[5]。如何加强实践环节, 培养学生独立工作能力, 提升原始创新能力已经成为当前教学改革中一个十分重要的研究课题。自制实验教学设备, 对于更新实验手段, 增加实验教学内容, 激发学生的学习兴趣, 培养学生的创新意识和实践能力等方面有着积极作用[6]。

二、自制实验设备的作用

1.自制实验设备激发学生的思维提升原始创新能力。自制实验设备可以根据专业教学大纲规定的实验项目, 制作更适用、更合理的装置, 这种装置的特点是面广、适用性强, 具有较大的灵活性。如铸造合金及熔炼的实验教学包括《铸铁合金及熔炼》、《铸钢及熔炼》、《铸造有色金属》三门课的实验教学, 是专业教学过程中的一个比较重要的教学环节, 对培养学生的基本实验技能、实际动手能力以及创造性思维能力都十分重要。因此, 在实践教学活动中, 进行长期的探索和多年的实践, 将上述三门课中的重点实验内容和检测实验中的部分内容融合一起, 组成一组大型综合性实验。要求学生对现有的实验设备进行调整和改进, 以满足新的实验教学大纲要求, 激发学生的思维提升原始创新能力。

另外, 为了使学生很好地理解课堂上所学的知识, 教师在自制实验设备的设计构思上贯穿了直观的思想, 能使学生直观地获得实验结果, 具有较大的直观性。在“铸造工艺”课堂中, 学生被动地接受教师的“满堂灌”, 部分学生还不认真听讲;上实验课时学生基本是应付、完成差事。以“模拟铸造充型工艺实验”着例, 改革前这个实验课是用一个存储一定量的水蓄水槽, 然后通过开关控制, 用水模拟高温铁水浇注到各种各样的模型中的充型过程。水最后从模型流出并通过一个水泵抽回到水槽。学生一看这么简单, 像走马灯式地把几个模拟试验看一遍, 一节实验课20分钟不到就上完了。改革后教师在课前将每个模型所包含的铸造工艺过程作为问题提出, 例如高温铁水中为什么含有夹杂物?这些夹杂物流入铸型后, 对铸件有哪些不良影响?然后由学生自行设计一种浇注系统, 既能满足铸造工艺, 又能避免夹杂物进入铸型。这些问题将学生所学的合金熔炼、铸件形成理论、铸造工艺、铸造材料基础知识有机地联系起来, 并进行自制设备设计。调动学生动脑积极性, 启发学生创新思维, 对提升学生原始创新能力起到一定的作用。

2.自制实验设备引导优秀学生作设计性、研究性实验提升原始创新能力。实验教学是高等学校教学体系的重要组成部分, 它在对学生的综合能力培养方面有3个方面的功能: (1) 通过实验理解、验证和巩固理论教学的内容, 以巩固获得的知识; (2) 通过实验得到实验技能的基本训练, 培养学生的实验技术和动手能力; (3) 通过独立选题、设计、观察、记录、数据处理、归纳分析, 探索新的发现以获得研究成果, 同时得到参与科研能力的训练[7]。

自制实验设备可以引导优秀学生作设计性、研究性实验。例如, 研究不同种类的合金, 在冷却时线收缩产生、发展的规律时, 常需要测试线收缩的大小及随合金温度、时间变化的情况。因此, 我们自行设计了线收缩测定仪器, 为了提高测试精度, 适应不同的合金和铸型的测试, 我们在装置的结构上进行了改进设计, 主要是把装置设计为双向可调式结构, 对不同的测试要求, 采用不同型号的传感器。为了避免传感器的转换元件受热变形, 影响测试精度, 学生还设计了用冷却水套将传感器与测头隔开, 传感器固定在测壁上。侧壁在丝杆带动下, 可沿燕尾槽作上下和左右移动, 以随意调整传感器的轴线位置, 适应不同的试件测试。教师提出了一些设计性实验题目, 让一些优秀学生选做, 并提供一些必要的帮助, 鼓励优秀学生积极参与自制实验设备活动, 注重激励学生的上进心和特殊兴趣, 使他们在独立工作能力和创新思维方面得到冒尖, 提升学生原始创新能力。

3.自制实验设备激发学生的创新能力, 提升原始创新能力。由于高校学科和专业调整, 教材内容变化较大, 需不断翻新, 特别是对于新设置的专业, 问题更是突出, 自制实验设备可以及时开出实验, 提高实验开出率。另外, 实验教学装置属于较先进的技术产品, 专用性强, 社会需求量小, 价格较贵。特别是一些专业面比较窄, 所需实验仪器大多无法从市场购到, 即使能购到的仪器设备, 在使用和功能上也远远满足不了教学实验的需求[8,9,10], 例如, 铸造合金线收缩性能检测是《铸造工程基础》课程的必开实验之一, 长期以来, 由于缺乏铸造合金性能检测仪器以及课时的限制, 这些实验都无法开出。学校鼓励和支持自制实验设备, 学生在教师的指导下, 自行设计了线收缩检测仪, 开始采用弹簧板法进行测量, 但用螺栓定位试样, 在高温下有相对滑移, 且拉杆因无冷却措施会产生膨胀, 影响测量结果。教师把问题提出来, 学生翻阅大量资料和市场调研后采用固定金属型定位及白由端水冷, 克服了前面的不足, 但它用百分表指示, 不能记录, 仍承袭了人工记录的方法。最后选择差动变压器, 即当初级绕组加以一稳定的交变电压后, 由于铁心感应, 在两个差接的次级绕组上便产生二个相反的电压。当铁心直线移动时, 次级绕组电压即随之线性改变, 于是可将铁心连接于试样 (型腔) 上。浇注后, 试棒收缩牵引铁心移动, 输出信号送二次仪表记录。整个过程激发了学生的创新能力, 同时提升原始创新能力。

三、结束语

自制实验设备可以激发学生的思维, 引导优秀学生作设计性、研究性实验, 激发学生的创新能力, 对提升学生原始创新能力起到重要作用, 提高学生的实践能力和创新精神;培养学生的职业素质, 如团队协作意识和共同攻关的精神等, 为以后的就业打下了坚实的基础。

摘要：高等学校实验室承担着大学生的各类实验、实践环节的教学课程, 它是培养大学生能力和提高学生素质的最重要的场所之一, 是教学、科研的重要基地, 是创新的基地。高校实验室仪器设备是教学、科研工作的必备条件。本文以提升原始创新能力为目标, 谈谈自制实验设备对提升学生原始创新能力所起的作用。

关键词：自制实验设备,原始创新能力,提高素质

参考文献

[1]教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”——面向工业界、面向世界、面向未来, 培养卓越工程师后备人才[J].中国大学教学, 2010, (7) :3-5.

[2]汪寅, 黄翠瑶.原始创新问题研究概述与高校的原创建设[J].科技管理研究, 2008, (3) :145-147.

[3]王章豹, 汪立超.我国高校原始创新能力不足的成因分析及其建设路径[J].现代教育科学, 2007, (3) :1-5.

[4]朱清时.必须重视原始创新能力[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (6) :1-4.

[5]杨应平, 曾延安.光电信息类实验教学改革及实验教学体系[J].理工高教研究, 2006, (4) :127.

[6]应安明, 王桂玲, 刘桂涛.自制实验仪器设备在教学中的使用[J].实验室研究与探索, 2003, 22 (1) :20-21, 24.

[7]王秋芬.设计性_研究性实验对学生创新能力的培养[J].大学物理实验, 2006, 19 (3) :88-91.

[8]陈发堂, 熊慧萍, 陈东生.加强自制仪器的研发实现创新能力的培养[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (2) :41-42, 46.

[9]赵方方, 孙会来, 高胜利.构建立体化实验教学模式, 培养创新型工程实践人才[J].实验室科学, 2007, (1) :13-15.

自制实验设备 篇8

模拟电子技术课程是电子类专业一门十分重要的专业技术基础课程[1,2]。它除了是一门具有较强理论性的课程外, 还是一门实践性很强的课程。因此, 该课程的实验教学成为十分重要的环节, 在培养学生的科学思维方法, 开拓学生的创新意识, 提高学生的综合运用能力等方面具有课堂理论教学所无法替代的作用。

2实验教学中存在的问题

桂林电子科技大学的模拟电子技术实验课程隶属于电子电路实验中心, 采用的是独立设课的形式, 即与理论课的学分分开, 成为一门单独的课程。该方式在10多年的实施过程中, 极大地推动了课程教学的进步, 取得了良好的教学效果。 随着课程学时的变动以及学生人数的增加, 一些问题在实验教学过程中开始显现出来。我校在该课程上的实验教学状况, 主要有以下两个方面的问题:

(1) 实验系统采用独立式单模块实验, 虽然能对模拟电子技术基础课程各环节内容进行实验, 但很难让学生对该课程有个系统的认识。

(2) 利用导线进行插接完成实验的模式, 虽然能加快学生的实验进度, 但对学生的调试和测量能力训练不够。

(3) 学生动手能力相差较大。一部分同学完成基础实验困难, 而另一部分学有余力, 不能做到因材施教。

针对以上问题, 在充分利用国家实验示范中心的优势的条件下, 中心教师通过自制仪器, 对模拟电子电路基础实验课程改革进行了探索。

3改革措施和解决问题的方法

课程改革一般可以从教学内容、教学方法与手段以及教学模式上进行实施。由于模拟电子电路基础课程是一门经典的课程, 在当前条件下, 教学内容不宜做重大的变更, 因此, 中心主要通过改变教学模式、教学方法和手段为主, 适当调整教学内容的改革途径。

3.1自制基本仪器设备, 突出教学内容系统性

桂林电子科技大学当下所使用的模拟电子技术课程教材, 绝大部分内容是关于放大器的, 内容可分为BJT分立元件放大器、CMOS分立元件放大器、集成放大器, 而反馈、 运算电路、甚至包括电源电路, 几乎都离不开放大器。因此, 用这些内容实现一个实际的系统, 将有助于学生深入理解各种电路的功能以及应用场合。

经过仔细设计, 中心选用的是一个完整的音频功率放大器为原型, 通过适当改进而实现的实验系统。该系统将各种电路做成音频功率放大器的一部分, 加入几种反馈环, 并增加稳压电源电路, 最后构成了一个性能不错的音频功放。每套实验系统中都有这个完整的功放模块, 当学生做实验是, 将自己相应的模块搭接好, 然后插入入实验平台上, 就可以对整个系统进行测试。这样学生不仅能完全测试相应的实验内容, 还可以了解自己所做实验电路在整个系统的中作用, 并测试电路对整个系统性能的影响, 从而加深对电路系统的认识。

3.2制作综合性实验电路板, 实现分级扩展教学

学生基础知识和技能参差不齐。学生基础知识和技能的不同, 容易导致一部分学生完成基本实验内容都困难, 而另一部分学有余力, 希望得到更进一步锻炼。学生人数增加, 教师、 教学设备等资源相对紧张。这些都制约了实践教学效果。

为了解决这个问题, 中心通过设计了一系列的实验电路, 并制作了相应的实验电路板来解决以上问题。针对不同的学生, 实验课程中给出了万用板搭接一部分电路、集成功放电路板、分立器件和集成电路混合放大器设计电路板、实用功放电路板以及自主设计功放等实验内容。这些内容由简单到困难, 能够满足一般学生、卓越班以及创新基地学生的学习要求。

3.3采用灵活多样的考核方式

教学内容的扩展必然会导致教学过程监控和考核方式的变化。为了适应各类学生的学习, 尽可能客观地评价学生的学习状况, 采用了如下考核方式:

(1) 对于基本实验内容, 要求在实验室完成, 并采用试卷出题、学生当场操作完成的方式进行考核。由于这部分内容主要训练学生的基本动手能力、调试能力以及基本概念, 这部分对实验过程进行严格把控, 以提高教学效果。

(2) 对于扩展内容部分, 以项目的形式进行实验结果验收。能够进行扩展内容的学生, 大部分已经具有一定的学习兴趣, 并已经掌握了部分学习方法, 因此需要提供一定的空间, 以发挥其思维能力。实验电路板和器件在开课后2周领取, 可以在学生创新基地、实验室或寝室自行完成。完成后, 验收的方式分为以下几种:

(a) 提交设计报告;

(b) 现场简单提问;

(c) 现场参数测试。

实际操作过程中, 教师采用以上考核方式的一种或者几种相结合的方式对学生进行考核。

3.4注重动手能力和设计能力训练, 改革实验报告方式

实验报告是实验中重要的一部分, 通常每个实验都需要递交规范的实验报告。实际调查发现有两个问题:一是学生实验个数相当多, 需要花大量时间进行预习报告和实验报告书写;二是过多的实验报告导致实验报告质量不高, 抄教材甚至互相抄袭。为此, 对实验报告进行如下改革:

(1) 对于基本验证性实验, 提供统一电子模板, 学生只需记录和分析实验数据;

(2) 对于综合性实验和扩展内容, 需要递交完整的设计报告。

这样, 既可以减轻学生负担、让其能投入更多精力到实际实验中, 又兼顾了报告的完整性。

4改革效果

为了确保正常教学过程的进行, 模拟电子电路基础实验首先在4个普通课号、1个卓越计划班课号 (一个课号最多20人) 中进行尝试性的小范围试验, 实验人数97人。课程改革包括了实验设备、实验模式和部分实验内容的扩展等几方面, 通过实验报告统计、实验考核结果分析以及问卷调查, 该课程改革情况如下:

(1) 设计性实验报告质量明显提高。实验报告中, 设计过程、测试参数等相比以前更加详细、规范;雷同率显著减少。

(2) 选扩展性实验内容的学生显著增加。卓越计划班的同学全部选择, 普通班约有2/3的学生选做了扩展电路板中的1项。

(3) 所有学生都利用了实验室开放时间段。在开放时间段, 一部分学生是完成扩展实验, 一部分是巩固基础实验和练习使用仪器设备。

(4) 问卷调查学习情况如下:对问卷中的问题“实验动手能力和调试能力是否得到增强”, 78份问卷肯定了学习效果;对于问题“是否了解了各部分电路的功能和应用场合”, 38份问卷选择是“比较了解”, 27份选择“了解”。

(5) 考试通过率轻微上升。考试采用的考试+平时成绩的方式。考试形式是在教学内容范围内随机抽取出一份操作题, 学生现场完成题目。最终结果是3人未通过, 与往年相比, 通过率略微上升。

5结语

桂林电子科技大学模拟电子电路实验课程通过自制实验系统和综合性、设计性以及自主实验电路板, 配合实验教学模式和教学内容的改革, 针对不同的学生群体进行了实验性开课, 增加了学生实验积极性, 在一定程度上提高了实验教学质量, 取得了较好的教学效果。

参考文献

[1]晏湧.模拟电子技术实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理, 2012, 29 (4) :288-290.

视频网站推出实验性自制栏目 篇9

近日, 微博上疯传一个搞笑的“实验”视频, 一群号称“试大夫”的人用做实验的方法, 并加以真人演绎, 找到了地铁里女孩穿短裙走光的临界点, 以此来告诉女生们如何发现行为诡异的“狼”, 颇有实际意义, 其轻松搞笑的风格受到网友追捧。据悉, 这是由优酷网推出的《试大夫实验室》之第一集, 该实验室将会做成一个系列, 比如堵车、地沟油、行乞等话题都会拿来做成系列。

点评:Point

地铁防骚扰, 是最近的热门话题。视频网站适时推出自制栏目, 夺人眼球, 获取关注, 充分体现了网络媒体贴近、即时、互动、草根的优势。在这则新闻之前, 关于视频网站推出自制栏目的消息已经不少。此前, 优酷网推出了自制网络脱口秀节目《晓说》, 由高晓松主持, 开播以来, 每期点播率都突破了百万次, 吸引了不少网民。类似的栏目还有舞蹈家金星在网络上开辟的一档脱口秀节目《金星撞火星》。

自制栏目的相继推出, 昭示了视频网站抢占内容高地的雄心, 视频网站已经进入出精品自制栏目的时代。而与传统电视栏目相比, 这些网络自制栏目表现出话题前卫、形式活泼、受众年轻、成本低廉、关注度高的特征。

以《试大夫实验室》为例, 这样的实验性节目话题引人关注、可操作性强, 并且带有社会实验的前卫气质。团队只有十几个人, 每期制作周期在10天左右, 节目由街头采访和实验两个部分组成, 街头采访更像是探究众生相, 问题的提问角度是反常和逆向的, 以试探众生相中的态度与价值观。测试环节则像一个试金石, 测量生活中的一切。节目往往会从热点话题中找小切口来关注大问题, 而搞笑风格的节目形式, 特别适应网民的接受特征。

自制实验设备 篇10

为了有效解决工作中遇到的以上问题, 笔者根据自己多年的实践经验, 利用公司现有材料设计制作了一种材料易得、成本低、操作简单、经久耐用、安全可靠、容易携带的起吊支架, 使得重型供电设备的更换更加简便易行。支架实物图如图1。制作方法如下。

使用材料:80 mm槽钢0.4 m, 40mm角铁6.6 m, 50 mm角铁1.2 m, M16×150螺栓3只, 直径至少8 mm的圆钢圆环1只, 可自制。

剪裁和焊接拼装:40 mm角铁6.6 m截成2.2 m等长3段, 50 mm角铁1.2 m截成2段0.5 m和1段0.2 m。按图1所示焊接拼装。

支架参数:焊接拼装完成后, 支架固定伸出高度约2.2 m, 单件质量25 kg, 结构尺寸为2 200 mm×500mm×400 mm。

使用方法:把该吊架搬运到更换设备的区域后, 先在设备构架上选好固定点, 然后通过3个M16×150螺栓和0.5 m的角铁 (也可用同规格满足强度要求的槽钢等材料) , 将吊架固定在设备的构架上, 确保固定牢固后, 再将定滑轮安装在该吊架上端的圆环上, 即可实现设备的轻松吊装, 操作完成后进行相应的拆卸即可。

该支架制作成本较低, 仅需一百元左右, 只有传统木杆吊架成本的1/5, 而且结构紧凑, 自重和体积都相对较小。运输时可以放置在小型工程车上, 遇上交通不便利的路段, 徒手搬运同样方便可行。

一套自制教具引发的三个不同实验 篇11

为此，笔者根据学校的现有条件，在自制实验教具上做了许多尝试，为学生创造了更多动手的机会，稳住了学生的学习兴趣。下面笔者通过辅导学生利用同一套自制教具，分别在学生学习的不同时间段，做了三个不同实验的案例，谈谈保持学生持续兴趣和学习积极性的一些做法。这套自制教具具有教学性、科学性、实用性、便于制作等特点，所用的物品都有玻璃瓶（实验室的广口瓶即可）、细玻璃管、带孔橡皮塞 、带颜色的水、酒精。利用这些器材分别做了自制温度计、自制气压计、自制微小形变实验器，并完成了以下三个实验。

1自制温度计认识温度计的原理和构造

在人教版八年级物理上册《温度》一节中，安排了一个演示实验——自制温度计。原则上教师应该事先自制一个，然后拿到课堂上向学生演示：将其分别浸入热水和冷水中时，观察液柱的变化规律。学生通过观察只要体会到“液体的热胀冷缩”这个道理就可以了。但事实证明，对于八年级的学生来说，他们对液体具有热胀冷缩的性质是没有太多实际感受的，学生不动手实践就不会有亲身体验，不明白应从哪些方面改进自制温度计，使其对温度的测量更精确，进而无法理解温度计的构造和测温原理的由来，[TP5CW68。TIF，Y#]甚至有学生提出质疑：实验室常用的温度计，液泡内的液体为什么不选水，而要选择酒精或水银呢？为此，在上课前，笔者利用实验室开放日的机会，指导学生亲自动手制作教具：先把全班学生分成两个大组，一组学生将玻璃瓶装满带颜色的水，另一组学生装满带颜色的酒精，然后给玻璃瓶配上合适的橡皮塞，橡皮塞上插进一根细玻璃管（密封要好），再用橡皮塞塞住瓶口。看似简单的任务，学生们却克服了打孔、截玻璃管等困难，最后终于做成了。

上课时，老师为每组学生提供了相同的热水和冷水，教学过程中，引导学生们把自制温度计先放入热水中，后放入冷水中，待液柱静止时分别观察液柱的变化规律，并以小组汇报的形式进行对比分析，水柱和酒精柱的变化哪个更快更明显……，通过实验学生不仅亲身体验到液体的热胀冷缩规律，认识到温度计是由一个盛有液体的细小玻璃泡和内径小的玻璃管构成，还享受到成功的快乐，也为后面学习熔点、沸点、水的反常膨胀、比热容等知识奠定了基础。

2自制微小形变实验器观察弹性形变现象

在学习人教版八年级物理下册《弹力》一节时，学生们对塑料尺、橡皮筋、弹簧等受力时发生形变有很多生活体验，因此理解弹力没有太大问题。可是学生对于微小弹性形变的感受几乎没有，造成学生难以理解压力和支持力都属于弹力范畴。笔者认为本节教材《动手动脑学物理》中的一道题为教师突破这一教学难点提供了最佳的契机，学生通过动手操作，从触觉到视觉都能体验到微小形变的存在，无须教师过多解释，压力和支持力的形成原因和方向已了然于胸。

[TP5CW69。TIF，Y#]

实验时，学生们再次拿来曾经用过的这套装置，如图2所示，瓶中灌满水，把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中。用手轻捏厚玻璃瓶，观察细管中水面的高度变化，就能知道厚玻璃瓶是否发生了形变，这个实验的现象还是非常明显的。但做这个实验要提醒学生：观察弹性形变时要用毛巾围住瓶子，以免手温影响实验。

通过观察，让学生进一步理解到，若手捏一下厚玻璃瓶，玻璃细管内的水柱会上升，这现象说明力的作用会使物体发生形变，所以有弹力产生。只是这种力对于玻璃瓶来说太小，肉眼是看不出的，所以插入橡皮塞中的玻璃细管的作用是放大了形变的效果。

在整个实验过程中，让学生领会到：物理是一门以观察、实验为基础的科学，人们的许多物理知识是通过观察和实验，经过认真的探索而总结出来的。

3自制气压计观察大气压随高度的变化

在《大气压强》一节中，教材安排了“想想做做”，明确要求学生亲自体验并观察大气压随高度的变化规律，实验用到的还是这套装置，具体做法是：取玻璃瓶一个，装上适量带色的水，在两端开口的细玻璃管上面画上刻度，把玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压强，水沿玻璃管上升到瓶口以上。拿着它从楼下走到楼上，观察玻璃管内水柱高度的变化情况，并做出解释。

这个实验要提醒学生注意：（1）瓶口必须密闭，不能漏气；[JP3]（2）不要用手直接拿瓶子，以免瓶子受热，影响瓶内气体的压强。[JP]

[TP5CW70。TIF，Y#]

实验结束后，教师要引导学生根据观察的结果，分析该气压计的工作原理：

当玻璃管中水柱静止时，如图3所示，瓶中气体产生的压强等于管内A点压强，即外界大气压强与水柱产生的压强之和。

当外界大气压变小时，瓶内气压显然大于外界气压与水柱产生的压强之和，因为瓶内被封闭的气体质量是一定的，只有玻璃管中的水柱上升，瓶内气体体积增大，才能减小瓶内气体压强，直至内外气压达到平衡，水柱再次静止。

由此可以看出，自制气压计的水柱升高时，表明大气压在减小；水柱降低时，表明大气压在增大。自制气压计的实验操作和分析过程很好地凸显了学生运用所学知识应用到实际生活中的综合能力。

油膜实验器的自制与改进 篇12

一、自制油膜实验器

学生用油膜实验器, 在有关部门购买每套需60元左右, 为节省学校开支, 我校物理实验室教师自购材料, 只需4元左右就可以制作一套完全合格的油膜实验器, 所需材料和制作方法如下: (1) 塑料浅盘一个 (约2.0元) , 其尺寸为长40厘米, 宽30厘米, 深4厘米, 颜色要求为浅色。 (2) 请校工把学校拆换旧窗户的玻璃制作成长45厘米, 宽35厘米, 厚3毫米的玻璃板。 (3) 1m L皮试用注射器一支约0.5元。 (4) 一次性塑料杯一个 (约0.5元) , 内装彩色粉笔末, 用细纱布将口盖上, 再用橡皮条套紧即可。 (5) 彩色粉笔末替代痱子粉, 将学校的彩色无尘粉笔用打面机碎成粉末, 一次打5公斤。 (约0.5元) (6) 用化学实验室的无水酒精和油酸配制比例为1╱5000的油酸酒精溶液。 (约0.5元)

该实验测量结果误差较大, 为了使测量值更接近理论值, 笔者对该实验仪器及操作方法作进一步的改进。

二、改进方法及优点

(1) 将注射器的活塞换成滴管胶头。用滴管或注射器均可将老师事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中, 记下量筒内增加一定体积 (例如1mL) 时的滴数N。由此算出一滴油酸酒精溶液的体积V=1mL∕N。一滴纯油酸的体积V/=V×1/5000。操作时, 若将滴管的尖端用酒精灯加热, 让尖口拉得更尖更细长, 再用它当滴管使用得到的油酸滴数较好, 如图1所示。但实验过程中滴管细长的尖口很容易损坏, 学生使用更不安全, 建议舍弃。换用一次性注射器 (1mL皮试用) , 从棕色广口瓶中吸取少量事先配制好的油酸酒精溶液, 先在量筒口上方试滴, 掌握每次仅滴一滴手指推活塞所需的力量和速率, 找到这种感觉。但是由于手指推活塞的过程中用力很不好掌握, 稍不留神从针尖出来的就不是一滴一滴的液滴, 而是一段液柱, 达不到目的, 影响实验的成功, 如图2所示。现将注射器的活塞换成滴管胶头, 把胶头套在注射器上, 取液前拔下针头, 取液后上好针头并拧紧, 避免酒精过快挥发, 用手指轻轻挤压滴管胶头, 油酸酒精溶液就会从针尖一滴一滴地滴入量筒中, 挤压胶头的力度很好感觉和把握, 液滴滴下的速率也好控制, 如图3所示。笔者在实验过程中经过反复试滴, 注射器内减少1mL油酸酒精溶液时数出的滴数大约是150滴。

(2) 改进测油膜面积用的玻璃板。请校工用玻璃刀在玻璃板上划刻1.5厘米×1.5厘米的正方形格子, 用砂子或砂轮打磨使其四边平滑, 以免学生实验时划破手指。实验中用彩色粉笔末替代痱子粉, 待油膜层的形状稳定后, 盖上刻有格子的玻璃板, 因为用的是彩色粉笔末, 所以直接在玻璃板上数格子数n即可计算油膜面积:S=n×1.5×1.5×10-4平方米。这样既可节省原实验中用的坐标纸和痱子粉, 又可简化用彩笔描绘油膜轮廓这一步。

(3) 关于撒粉和滴液的问题。一次性塑料杯里装彩色粉笔末, 用橡皮条固定杯口纱布, 手持杯子杯口朝下, 杯口离水面的距离适度, 轻轻抖动手中杯子让杯中粉末均匀地撒向水面, 当彩色粉笔末将盘中平静的水面全部覆盖时为最佳状态。接下来是如何滴液的问题, 将注射器中的废液全部排掉, 另从广口瓶中取油酸酒精溶液, 手持注射器并把注射器放平后移到浅盘上方, 慢慢将注射器倒置针尖朝下垂直水面, 针尖无限靠近水面但不能接触, 从浅盘中央迅速滴液 (计下滴数) , 直到水面上形成一块呈透明状的油酸膜。盖上玻璃板数油酸膜所占格子n计算油膜面积S, 代入公式计算油酸分子直径D=V//S。