综合设计性实验项目

综合设计性实验项目（精选11篇）

综合设计性实验项目 篇1

《普通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行）》（以下简称方案）对实验教学提出了综合性、设计性实验的开设要求，并明确所占比例，同时对综合性、设计性实验进行了定义：“综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案开加以实现的实验。”[1]全国很多高校对开设综合性、设计性实验都进行了积极的探索并予以实施，大力地推动了高校实验教学改革。但是，从操作层面上看，这样的定义还难于明确综合性、设计性实验的内涵，各个高校、同一高校的不同专业、同一专业的不同课程都有各自不同的理解，这个问题的存在，不同程度地影响了高等学校实验教学改革与建设工作的开展。因此，怎样正确地理解综合性、设计性实验，在教学实践中，怎样来开设综合性、设计性实验就显得尤为重要。[2]

1 综合性、设计性实验的基本要求

1.1 综合性实验的基本要求

1.1.1 综合性实验必须是由多项任务组成。

开设综合性实验的目的，是培养学生解决问题的系统思维能力和综合动手能力。多项任务组成，各项任务缺一不可，若缺少任何一项任务都会使综合性实验存在缺陷或难以完成。没有任何附加的任务，而完成各项任务的方法也是相对唯一的，较为成熟的。

1.1.2 综合性实验必须遵循一定的实施程序。

综合性实验的多项任务不能是平行完成的，要遵循一定的先后顺序。也就是说，一些任务是另一些任务的奠基石。各项任务的先后顺序具有逻辑性。

1.1.3 综合性实验最终能对实施对象产生某种结论、方案或理化结果。

完成具有先后逻辑顺序的多项任务后，最终达到预定的实验结果，这是综合性实验的核心要求。

1.1.4 综合性实验与科研生产实际相结合。

培养学生解决问题的系统思维能力和综合动手能力，同样也离不开理论联系实际，思想转化为成果的训练。结合学科工作岗位上的各环节工作，按照正常生产的规范来实施，让学生也当一回“技术工”，使学生有更多的组织、判断与选择的机会，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。

综上所述，我们可以对综合性实验给出一个基本的界定：综合性实验是指由多项任务共同组成，并经过一定逻辑程序实施，最终对实施对象产生某种结论、方案或理化结果的工作。

1.2 设计性实验的基本要求

1.2.1 设计性实验是为学生的某项具体工作任务服务的。

给定的实验目的要求与实验条件，就是为了去完成某项具体的工作任务，所有行为都要围绕此任务而开展。

1.2.2 设计性实验可以根据教师的指导性意见进行，也可以自主进行；

它可以是单项的，也可以是综合的；它既可以利用现有的实验方案，也可以自行设计方案。

1.2.3 设计性实验重点不在实验本身，

而在实验对象，注重的是实验结果对工作任务的影响，实验只是工作任务进程中的一个中间环节。

1.2.4 设计性实验是学生接触学科前沿知识，进行科技创新的活动。

综上所述，我们把设计性实验界定为：设计性实验是指学生对某项具体设计工作任务或理论假设，在教师的指导下或自主进行的技术性、可行性、经济性等的制作、测试、优化或验证的活动。

2 开设综合性、设计性实验项目的依据

2.1 科学性与可行性原则

首先是所开设的实验项目，其实验原理、实验操作程序和方法必须具有协调性和探研性；其次是把科学思想和科学方法渗透到开设的综合性、设计性实验中，使学生在实验过程中形成科学的思维方式，学会并运用科学的方法去解决实际问题；再次是将多学科的知识、原理进行融会贯通，通过该类的实验引导学生运用综合的观点和创造性思维去思考现实中的复杂问题；最后，开设的综合性、设计性实验项目所运用的手段、方法及使用的材料在实施时要切实可行，选用的实验耗材、仪器、设备和方法在现有的条件下或通过其他手段能及时得到满足。

2.2 适宜性与新颖性原则

开设的综合性、设计性实验项目，要适合学生的理论基础和整体的培养定位；要紧密联系学科前沿，具有时代要求的新颖性。

2.3 规范性与灵活性的考核方式原则

规范性是指对学生综合性、设计性实验考核严格按照有关实验考核的管理文件要求，对学生的预习报告、实验报告、实验操作过程、实验数据处理等方面进行全面考核，让学生养成严谨的科学态度，培养学生逻辑性和科学性思维；灵活性是指综合性、设计性实验的实验操作方案、操作过程、实验结果等都不是唯一的，没有统一的标准答案。所以，灵活地考核学生显得尤为重要，只有这样，才能更好地培养学生的创新性思维。

3 综合性、设计性实验项目认定的要求及程序

3.1 认定要求

3.1.1 认定综合性、设计性实验项目，至少要提供以下材料：

(1）反映综合性、设计性实验内容的实验教学大纲、实验指导书或任务书；

(2）综合性、设计性实验项目论证分析报告。

3.1.2 开设的所有综合性、设计性实验项目，都必须经过认定。

为保证综合性、设计性实验教学质量，原则上每个实验项目不少于4学时。

3.2 认定程序

3.2.1 由实验专兼职教师，依据专业培养目标及实验教学大纲，根据综合性、设计性实验的总体要求，经过对实验项目总体情况介绍、实验目的、要求、涉及知识面、实验手段与方法、研究领域等方面的论证分析后，确定为综合性、设计性实验项目，填写《综合性、设计性实验项目申报表》，经各教研室审核，由各系（部）上报学院职能部门（教务处实验教学管理办公室，以下简称“实验办”）。

3.2.2 学院职能部门（“实验办”）组织校内外5-9名专家对所申报实验项目进行专业论证，并将评审意见填入《综合性、设计性实验项目认定表》。

3.2.3 学院职能部门（“实验办”）将《综合性、设计性实验项目认定表》和《开设综合性、设计性实验项目统计表》下发各系（部），并做好备案，由各系（部）组织实施。

3.2.4 在实施之后，由各系（部）组织学生填写《综合性、设计性实验项目反馈意见表》，结合学生的合理建议等因素，对实验项目进行优化。

参考文献

[1]教育部.普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)[Z].2004

[2]赵宗淑.对本科教学水平评估方案中综合性、设计性实验的解读与建议.河南职业技术师范学院学报(职业教育版).2006年第3期

综合设计性实验项目 篇2

综合性、设计性实验的设计与实践研究

强调了高校本科实验教学开设综合性、设计性实验的意义和迫切性,阐述了综合性、设计性实验的定义,并对综合性、设计性实验项目的.设计以及教学过程的要求和方法进行探讨.同时提出了存在的问题及解决方法.

作 者：吴旭华 WU Xu-hua 作者单位：安徽新华学院工学院,安徽,合肥,230088刊 名：电脑知识与技术英文刊名：COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：5(23)分类号：G43关键词：综合性实验 设计性实验 实验教学

综合设计性实验项目 篇3

关键词：化学化工 综合性 设计性 实验评价

中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：1673-9795（2012）09（a）-0093-02

综合性设计性化学化工实验是培养具有较强的实践能力和创新能力的卓越工程师和卓越教师的重要实践环节。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》对高等教育改革提出了更高的要求，《规划纲要》要求：提高人才培养质量，加强大学生的创新精神和实践能力培养。在教育部刚刚出台的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》中，强化实践教学被放到了一个前所未有的醒目位置，并从课程设置、教材编写、教学内容、教学环境、人事财务配合等多个方面对其加以保障，以确保实践教学在高校教育教学中得到真正的落实，使其在提高高等教育质量方面发挥突出的作用。为了更好的贯彻《规划纲要》和《关于全面提高高等教育质量的若干意见》，作为高等学校的理工科本科专业，要主动适应国家高等教育课程改革与素质教育的要求，全面推进对高校应用型人才培养的时代需要，加快高等教育改革创新步伐，综合性、设计性实验是实践教学的重要组成部分，积极开展化学化工类综合性、设计性实验研究，培养卓越工程师和卓越教师[1～3]。

1 综合性设计性实验的现状

实验教学是实施“卓越工程师培养计划”、“卓越中学教师培养计划”，实现创新人才培养目标、加强实践能力、创新意识和创新能力培养的的重要环节，开设化学化工类综合性、设计性实验是实验教学内容、方法和手段改革的重要内容之一。

随着社会步入知识经济时代，社会的发展急需具有创新精神和创新能力的复合性人才，这就要求高等学校实施创新教育-培养卓越工程师和卓越教师的教育。大学化学实验在培养大学生认识、研究、掌握和应用化学性质及变化规律中起到不可替代的作用，传统的大学化学实验教学体系是“基础实验—— 专业实验”的模式，该模式缺少综合性设计性实验，不仅存在各门实验内容相互重叠、验证性实验过多等不足，而且对于培养学生系统解决实际问题，即完成科研从查阅文献、选题、制定实验方案、开展实验、数据处理和撰写论文等全过程的能力不足，学生的创新意识和创新能力不足，在传统的化学化工实验教材中，实验教学内容大多偏重于验证性和演示性实验，对实验的实验目的、实验原理、仪器和试剂、实验装置、实验内容、数据处理、产率计算都写得很具体，教学方式一般是学生在实验前预习实验教材，在实验过程中按实验步骤逐步进行，留给学生分析思考的余地很少，学生基本上将实验程序化，将实验当作一项机械的任务来完成，即机械的按步骤进行、记录现象、数据就算完成实验。虽然这种实验对锻炼学生实验和掌握基本操作技能，以及加深对实验原理的理解方面有一定的作用，但对于培养学生独立实验的能力和创新能力是远远不够的，并且传统的大学化学实验教学很难适应化学学科的发展和社会对人才的能力要求，为了进一步深化实验教学改革，提高实验教学质量，培养和提高学生综合实验技术的能力，设计实验的能力，数据处理及查阅资料能力，培养和训练学生的创新精神和创新能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，在大学化学化工实验中，很有必要开设综合性设计性实验。

2 综合性设计性实验的含义及特点

综合性设计性实验是指实验内容涉及化学化工课程的综合知识或与化学化工课程相关课程知识的实验。开设综合性设计性实验的目的是对学生的实验技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理及查阅资料能力。

综合性实验项目的特点：实验内容的综合性，实验内容为有关课程的综合知识，而化学化工实验课程则包含相关课程或多门课程的综合知识，有明确的教学目的，培养学生综合应用知识和技能解决问题的能力，实验组织方面，学生必需提前预习实验指导书及相关参考资料并写出预习实验报告，熟练掌握所涉及的技能和知识。按实验书要求自主进行实验操作，观察和记录实验现象，解决实验中出现的问题，分析和处理实验数据，计算产率，得出实验结果；实验方法的多元性，例如有机合成实验涉及“合成制备-分离提纯-分析表征和性能测试-实际应用”等多元操作，培养学生综合运用不同的实验原理综合分析问题、解决问题，掌握各种的实验方法；实验方法的多样性，综合运用两种以上的实验技能完成同一个实验，培养学生通过不同的方法分析问题、解决问题，掌握各种的实验技能。实验报告中除一般实验报告的基本内容外，重点突出对实验现象、问题、数据和结果的分析，总结实验的收获和体会。

设计性实验是指给定实验目的要求、实验条件或实验题目，由學生综合运用所学过的基本理论、实验原理和实验操作技能由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。有利于培养学生独立解决实际问题的实验能力，创新能力。设计性实验一般是在学生常规或综合性实验训练的基础上开设，具有以下特点：学生学习实验的主动性增强，设计性实验在任课老师给定或自选实验题目的情况下，学生在老师的指导下自己设计实验方案，确定实验原理、实验装置、实验试剂、选择实验仪器和试剂，制定实验步骤，学生必须运用自己掌握的知识和实验技能进行分析、探讨。在整个实验教学过程中，学生处于主动学习实验技能的状态，学生的创造性思维比较活跃，有效的调动了学生学习实验的积极性；实验内容具有探索性，设计性实验的实验内容一般尚未为学生所系统了解，需要学生通过实验去学习、去研究，不同于传统实验依附理论的教学模式，体现了实验教学在人们认识自然、探索科学发现过程中的重要作用，使实验教学真正成为学生学习实验知识、掌握实验操作技能、培养具备创新能力的应用型人才的有效途径；设计性实验的多样性，在设计性实验实验教学过程中，实验目的是明确的，但实验原理、实验装置、实验试剂、实验途径和、实验方法是可以选择的。因此，学生往往可以通过不同的途径和方法达到实验目的，从根本上改变传统教学模式，克服传统实验教学的弊病，有利于学生创新能力、创新人才的培养，体现了以学生为本的教学思想。

3 开展综合性、设计性实验项目对实验指导老师的要求

综合设计性实验项目 篇4

关键词：综合性,设计性,实验,建设,管理

2001年8月28日，教育部印发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的通知（教高[2001]4号），该文件明确规定各高校应当“进一步加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力的培养”要求“重视本科实验教学环节”，“开出一批新的综合性、设计性实验。”从而“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”；2005年1月1日，教育部再次印发《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》的通知（教高[2005]1号），再次要求“增加综合性与创新性实验”。从这些文件的下发不难看出，教育部对实践教学的重视程度日益提高，对高校开设综合性、设计性实验进行了硬性要求。为贯彻和落实教育部文件精神，各农科类高校在领会教育部精神的基础上，从综合性、设计性实验的建设思路和管理方法展开了一系列思考和研究。

一、综合性、设计性实验的含义和现状

教育部颁发的高等学校教学工作水平评估方案把综合性实验解释为“实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验”。但从可操作性的角度考虑，目前大多农科类高校都将综合性实验的含义进行了一定程度的拓宽，将“综合”理解为“实验内容、实验方法、实验手段”的综合，从而对学生的知识、能力、素质进行综合的训练和培养。

设计性实验是“学生在教师的指导下，根据给定的实验目的和实验条件，自己设计实验方案、选择实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序，自己加以实现并对实验结果进行分析处理的实验。“与传统的验证性实验比较，设计性实验具有学生学习的主动性、实验内容的探索性、实验方法的多样性的特点。

从目前农科类高校综合性、设计性实验开设的情况来看，大多数高校受教学规模、教学条件的限制，项目开设以综合性实验为主，开设设计性实验难度较大。

二、农科类高校综合性、设计性实验项目建设的支撑平台

农科类高校要做好综合性、设计性实验项目的建设，需要做好以下几点工作，为项目的建设的实施奠定坚实的工作基础。

1. 领导高度重视综合性、设计性实验项目的建设工作

任何工作的实施都与各级领导的高度重视是密不可分的，农科类高校要做好综合性、设计性实验项目的建设工作，各级领导不仅要在形式上，更要在实质上对综合性、设计性实验项目的建设高度重视，在政策制定、人员配备上对综合性、设计性实验的建设提供适当的倾斜。

2. 学校对综合性、设计性实验项目的建设提供经费保障

农科类高校领导重视的基础上，对综合性、设计性实验项目的建设必须提供足够的经费保障，以保证综合性、设计性实验项目论证，仪器设备购置、耗材费、实验用房改造、指导教师补助等方面的资金用度。

3. 实验室对综合性、设计性实验项目的建设提供用房、人员保障、时间保障

实验室要完成综合性、设计性实验项目的建设，需要在实验室用房调度上进行一系列调整，最好安排专门的功能室进行综合性、设计性实验；实验室要安排责任心强、工作敬业、业务素质高的教师指导学生综合性、设计性实验；实验室要对实验室任务进行合理和适当的调整，保证充足时间以便综合性、设计性实验的顺利开出。

4. 实验指导教师经常对综合性、设计性实验项目进行研究和改进

要做好综合性、设计性实验项目的建设，实验指导教师是非常重要的一环，实验指导教师应当经常研究综合性、设计性实验项目，寻找更多适合学生尝试的、本专业具有研究价值的实验内容提供给学生，真正达到通过开设综合性、设计性实验项目，以提高学生创新能力, 培养学生科研素质的目的。

三、农科类高校综合性、设计性实验项目的建设思路

农科类高校综合性、设计性实验项目的建设思路可以总结为“取材为先，论证开道，试行初探，评估保证，执行总结”20字方针，也可如下图所示：

1. 取材

取材指对综合性、设计性实验内容的选取过程，取材时应当把握的原则是，实验内容绝对不是简单的照搬照抄或者简单的内容重组，而是通过科学合理的分析处理后，有针对性的选取。针对农科类高校实验室性质的不同，对于基础类和大多数专业基础类的实验课程，可以选取参考教材中已有的综合性、设计性实验内容，或者对其进行二次加工提炼后作为学校综合性、设计性实验内容，对于专业类和少数专业性质较强的专业基础类实验课程，则可根据课程自身的特点自行研究实验项目内容，选取学科专业前沿的、有实用价值的或者是教师科研成果作为实验内容，以便学生实验能力迅速赶上科技发展的步伐。

2. 论证

论证指学校或学院对实验室提供的综合性、设计性实验内容进行审核和认定的过程。由各专业选择本专业专家级教师组成综合性、设计性实验论证小组，统一认识和论证口径，然后组织专家组对本专业所涉及到的综合性、设计性实验进行论证，务必做到科学、合理的进行论证工作。

3. 试行

经过论证后的综合性、设计性实验项目，实验室先组织教师进行项目的试做，然后组织学生进行试做，考察实验项目的可操作性和难度，从而为实验项目的正式运行奠定基础。

4. 评估

经过论证和试行合格后的综合性、设计性实验项目，已经基本具备了开设的条件，只需要经过学校相关职能部门组织组的评估，对综合性、设计性实验的开设条件、开设目的、开设方式等内容进行评估且符合人才培养需要，有一定开设价值的项目，学校签署意见同意项目开设。

5. 执行

经过取材、论证、试行、评估后的综合性、设计性实验项目，实验室制定详细的项目开设计划，包括时间安排、人员配备、房间调剂等内容，学校下拨专门经费用于综合性、设计性实验的开设，相关职能部门配合进行督促和检查。

四、农科类高校综合性、设计性实验项目的管理方法

农科类高校对综合性、设计性实验项目的管理，应当从实验教学大纲、实验指导书和实验教学管理几个方面着手。

1. 实验教学大纲

综合性、设计性实验教学大纲的制定要在符合专业人才培养方案要求的基础上，既要注重基本知识基本技能的培养，更重要的是要在内容方法上的突破，打破常规实验教学以演示、验证为主的实验教学模式，注重培养学生的创新意识，探索意识，创业思想。所以大纲的编写跟常规大纲比较应较为灵活，给学生足够发挥和拓展的空间，不能拘泥形式，压制学生新思维的发展。

2. 实验指导书

综合性、设计性实验有别于普通验证性、演示性实验，对于实验指导书的编写目前还有些争议，但总体上，综合性、设计性实验的指导书应当有跟普通演示性、验证性实验有所区别，编写过程中应当侧重于引导性，而非指导性，要引导学生朝实验科学发展的方向思考和操作，明确规定实验内容和实验条件，但对实验方法和步骤不予过多提示，通过完成综合性、设计性实验，不仅全面提高学生实验素质，更能给学生留下足够发挥空间，从而够激发学生钻研科学的热情。

3. 实验教学管理

实验教学管理是综合性、设计性实验开设的基础保障。为了能够更好的开出综合性、设计性实验，实验室应当从以下方面着手。

(1) 实验室准备工作

为保证综合性、设计性实验能够顺利开出，实验室应提前做好相关准备工作，包括仪器设备的配置、实验辅导教师的配备、实验用房的准备、实验耗材的配置等内容，以保证实验顺利开出。

(2) 综合性、设计性实验开设覆盖面

有别于普通实验，综合性、设计性实验对学生要求相对较高，故对所有学生开设是不现实的，所以只有通过设置选作实验或者通过设置的开放实验项目完成，才能在保证完成实验任务的基础上，提高部分学生的全面综合素质。

(3) 学生预习、实验方案的制定和实验的准备

实验室要安排学生在课前做好实验方案制定和大部分实验准备工作，对于设计性实验，实验室要提前向学生布置任务，学生再根据实验任务查阅资料，进行理论分析和研究，确定实验方案或根据规定的实验方案确定实验步骤，经过实验指导教师审查后，方能进行实施。

(4) 实验指导

为了适应学生活跃的思维，在实验过程中实验教学切忌手把手教的指导方式，教师只需密切关注学生实验过程，对思路偏离的学生给予适当提醒，着重引导学生用所学知识和技能解决实验中遇到的各种问题，更多的实用启发式教学。

(5) 实验报告

实验报告是综合性、设计性实验重要的环节。要求学生从实验方法的建立、实验步骤的设计、实验设备的选择、实验数据的处理和实验结果的分析讨论等内容进行详细记录，整理写出实验报告，对理论上有创见或有实际应用价值的成果，教师应当鼓励和指导学生写出学术论文予以公开发表。

(6) 网络平台

为能够更好的对综合性、设计性实验项目进行管理，实验室应当具备实验室管理的网络平台，以便对实验教学实施计算机科学化管理，综合性、设计性实验项目配备、学生选作、实验教学大纲、实验指导书、学生签到、成绩管理等繁重的日常管理工作，都可以通过实验室网络管理平台来实现。

综上所述，目前对于农科类高校而言，开设综合性、设计性实验已是大势所趋，为了能够更好地做好该项工作，各高校应当在项目的建设和管理上多下功夫，紧紧抓住当前大力提倡开设综合性、设计性实验项目的契机，全面思考，认真工作，为培养更多更好的新世纪创新农科类人才贡献自己的力量。

参考文献

[1]曹中一.“三性”实验的内涵与特征[J].实验室研究与探索, 2003, 8

综合设计性实验项目 篇5

【摘 要】以实验“化学需氧量（COD）测定”为例，讨论了分析化学综合与设计性实验教学模式。教学模式分五步展开，整个教学模式中将课堂理论教学与实践教学有机地结合起来，把实验转变成再探索的学习过程，大大激发了学生的学习兴趣和自主性，有助于培养学生的创新意识，提高学生综合分析与解决问题的能力。实验真正体现学生为主，教师为辅，取得了良好的教学效果。

【关键词】教学模式；综合与设计性实验；分析化学

分析化学是一门实践性和应用性很强的学科。分析化学实验教学在培养学生实践能力、分析和解决问题的能力，以及在提高创新能力方面具有其它教学环节和实验不可替代的功能。传统的分析实验教学无论从实验内容上还是教学方式上都没能使该学科的特点很好地显现，已不适应社会发展的需求，实验教学改革势在必行。

“水样中化学需氧量（COD）测定”是大学化学、环境专业学生必做实验。在教学中，很多教师都是要求学生按照教师设计好的方案或书本上的方案完成整个实验过程。学生进入实验室被动式学习，“照方抓药”操作，无需查阅资料和思考创新；样品也是随意取来，即取即测，知识方法单一。这种实验教学缺乏纵向知识的连贯及各学科的交叉设计。从实验目标出发，这样做虽然完成了任务，但从学生综合素质培养方面则还有很多欠缺。综合与设计性研究实验是把基础理论知识和各种实验技能、实验方法加以归纳、分析、相互渗透的一种有效的实验形式，实验不是基本技能的简单重复，而是包括了文献综述、实验设计等一系列任务在内的学习与实践过程。“水样中COD测定”实验内容涉及化学、生物、环境等学科，如果以综合与设计性实验教学模式开展教学，则要求学生将其所学的知识和实验技能融会贯通。学生通过查阅资料，自主设计实验方案，亲自完成实验，经过一整套训练后，学生的综合应用能力、动手能力和创新能力能得到有效提高。

1.综合与设计性实验模式

“水样中化学需氧量（COD）测定”实验要求学生掌握文献资料的检索、实验方案的设计、取样、配制溶液、滴定、数据处理等技能，在理论知识上要求学生重点掌握氧化还原返滴定方法原理。实验教学设计了五个环节：（1）指导教师给出实验题目（提前2周），并提出问题；（2）学生收集资料、制定计划；（3）撰写文献综述，设计实验方案；（4）指导教师评阅，并通过师生交流确定实验方案；（4）实施方案，提交实验报告；（5）指导教师评阅报告，学生交流、总结。

整个实验体现了学生为主，教师为辅，学生独立思考和实践的实验教学设计理念。在“教师设疑→学生自主探究→教师指导探究→综合解决探究”的模式下开展实践教学有利于培养学生创新思维和开展创新研究的能力。

2.学生活动

2.1 掌握背景知识

化学需氧量（COD）是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂作用时，被氧化分解所消耗氧化剂的数量，以单位体积耗氧量表示（mg/L）。水中还原性物质包括无机性还原物质和有机物质 [1]。水中有机物主要来源有：（1）植被腐物和动物残骸；（2）植物营养物质、生活用化学品（有机质、洗涤剂等）、农业化肥、农药、牲畜粪便、工业污染物、生活垃圾等。一般水及废水中无机还原性物质的含量相对较少[2]，主要是有机物污染。COD测定是工业废水和环境水质监测中非常重要的监测项目之一，用COD描述水质有机物污染的程度，评价水质好坏。

实验内容涉及化学、生物、环境等学科知识。水样有自来水、地表水（河流、湖泊、水库等）、生活污水、工业废水、水产养殖池塘水等。检测方法有仪器分析方法和氧化还原滴定分析法等。学生在查阅相关文献资料后，撰写文献综述。

2.2 收集资料

化学需氧量（COD）的测定实验涉及内容较多，指导老师给出实验题目时，需给学生指出查找资料的大致范围和重点探究的内容，并提出问题。实验要求学生收集的资料包括水样的采集方法、保存方法、COD测定方法、数据的处理方法等。

2.2.1 收集采取水样的资料

为使监测结果具有代表性，必须采用正确的方法采样。首先根据监测项目的性质和采样方法的要求，选择适宜材质的盛水容器和采样器，并清洗干净后晾干。如果水样悬浮物较多，甚至结块成粒，首先应对水样进行充分摇匀，结块成粒的要使之尽量分散开，以保证样品均匀性；其次要在水样摇匀后尽快取样，避免悬浮物会很快下沉；取样量不能太少，避免样品中某种导致高耗氧的颗粒因分布不均而移取不上 [3]。

本实验多采用桶、瓶取生活污水、校园内池塘水、学校周边渔产养殖池水。采样时要合理布点，在布置监测采样点时要留意取得有代表性的数据，同时要避免过多的采样。现场即填写采样记录表和采样标签。

2.2.2 收集保存水样的资料

水样的保存要求：（1）抑制微生物作用；（2）减缓化合物或配合物的水解、解离及氧化还原作用；（3）减少组分的挥发和吸附损失。一般清洁水样保存时间不超过72小时，轻度污染水样不超过48小时，严重污染水样不超过12小时，置于4℃以下保存。如废水样很不稳定，则应迅速进行分析，如不能及时分析，要用硫酸调到PH<2（抑制微生物活动）后保存。为了抑制生物作用，还可以向水样中加人生物抑制剂，（如HgCl2 20～40mg/L）。

2.2.3 收集测定方法的资料

综合设计性实验项目 篇6

【关键词】运动生理学 实验 能力培养

随着素质教育的全面实施,帮助学生树立创新意识、发展创新思维、提高创新能力。同时倡导在教学过程中培养学生自主探索、主动获取知识的能力是时代发展赋予新课程的基本教学理念,也是新课程适应知识经济时代对创造性人才培养的必然要求。实验法是运动生理学的基本研究方法,实验教学是运动生理学教学的重要组成部分。尤其是综合性和设计性实验,它不仅可以检验学生对书本理论知识的理解掌握和实际运用情况,而且对培养学生逻辑思维、创新意识、操作能力、观察能力、综合分析能力等方面都具有不可替代的作用。

一、运动生理学实验现状分析

(一)验证性实验所占比重过大

运动生理学是一门实验性很强的课程,实验是联系理论与实践的桥梁,是理论与实践相结合的重要环节。通过实验课教学不仅能巩固学生的理论知识,同时也能锻炼学生的技能技巧,培养学生独立思考能力和严谨的科学作风。然而,以往的实验课大多数是验证性实验,例如血红蛋白测定,脉搏、血压、肺活量的测定等。设计性实验很少,这不利于培养创新型人才。学生上实验课时,只按照实验指导或老师地安排“照葫芦画瓢”的操作,学习过程中很少动脑筋,有时为了获得与课本理论一样的结论,甚至去编造实验数据。学生对这种简单机械的验证性实验兴趣不大,甚至认为实验课不重要。这种情况显然不利于学生主动性的发挥,不利于学生创新能力和綜合素质的培养。因此,要充分调动学生的积极性和主动性,就要把学生视为学习的主体。在运动生理学实验中适当增加综合性和设计性实验的比率,从而消除学生的依赖性,使学生变被动学习为主动学习。

(二)学生对运动生理实验重视不够

由于体育专业的固有特征和体育专业学生的自身特点,许多高校大都存在重理论、轻实验的情况,他们对运动生理实验的重要性认识不足,不够重视,不少学生实验前没有预习,实验开始了还不清楚实验目的,结果实验时手忙脚乱,不能较好地完成实验;有些学生在实验过程中遇到问题时,既不积极讨论,也不向教师请教,而是想当然地盲目进行,有时还出现拼凑编造实验数据和结果,甚至抄袭实验报告的现象。实验教学和实验能力的考查没有发挥出应有的重要作用。

(三)实验设施不够完备

目前,由于招生人数的增加,各高校大都面临着实验设施不足、实验经费紧张的局面。

再加上新设备、新仪器层出不穷,而新型运动生理仪器又大多价格昂贵,使得实验仪器、设备多年也难得更新一次,致使在运动生理实验教学中,教师只能根据现有的仪器设备来开设实验,根本无法跟上教学需要和社会生产发展的步伐。

二、综合性设计性实验有利于学生分析问题解决问题能力的提高

综合性实验是指学生在学习和掌握一定的基础性实验原理、操作过程和实验技能的基础上,运用本课程的综合知识或与本课程相关的课程知识,对所学知识进行优化组合、综合应用的实验。设计性实验是学生在已掌握的基础知识、基本理论的基础上,根据实验的内容、目的及实验室条件,学生自行设计全部或部分实验方案、自己操作,完成选题、设计实验、实施并完成实验等过程的实验。在实验方案的设计过程中,包含着学生对综合知识的理解和运用以及在此基础上的创新思维,有利于调动学生的学习积极性,培养学生发现问题、解决问题的能力。此过程不仅使学生能够更深刻的理解所学知识,而且在一定程度上也培养了学生运用已学知识解决实际问题的综合能力。

三、综合性设计性实验有利于学生创新精神的培养

综合性设计性实验主要目的是培养学生综合应用知识的能力以及自主创新的能力。因此,综合设计性实验的复杂度、难度远过于验证性实验。如运动生理学实验教学中的综合性设计性实验“机体运动性疲劳的测定” 学生可从以下几个方面判断疲劳:第一,从骨骼肌系统机能判断。运动疲劳时,可引起骨骼肌产生一定的变化,如肌力下降、肌肉变硬等,因此可测试这些指标变化来进行疲劳的测定。第二,从神经系统和感觉机能判断。神经系统是控制和协调身体各种机能活动的主要调节系统,当运动而导致疲劳时,机体神经系统机能和感觉机能水平降低,使机体各种反射活动能力下降。因此,可以根据运动前后神经系统反射活动变化和感觉机能下降程度来判断疲劳。如当运动疲劳时,膝跳反射阈值升高。第三,从心肺功能判断。当运动导致疲劳时,心肺功能随之变化。如基础心率比平时增加5—10次每分钟;心电图也出现异常变化等。

四、结语

通过在运动生理实验课中增加综合性设计性实验的比例,调动了学生分析问题、解决问题的积极性和主动性;培养了学生综合运用知识的能力以及自主创新精神。使他们学到了书本上学不到的东西,他们能把实验看成是自己的事情,积极主动地争取条件,想方设法完成实验。同时,教师面对学生在实验中提出的各种问题,促使他们不断的学习和充实自己,因此,也促进了教学水平的提高。

参考文献:

[1]高丽,郑陆,王明燕.运动生理学课堂理论和实验教学改革的探索[J].山东体育学院学报,2003,19(1):95一96.

[2]阳洁,刘华钢等. 提高探索性实验教学效果的几点体会[J].广西医科大学学报,2007(9):81—82

[3]刘钧珂.运动生理实验教学改革研究[J].河南教育学院学报,2009 (9):81—83

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[5]王吉会,赵乃勤,李宝银等.创建实验教学新体系培养学生创新能力[J].实验室研究与探索, 2005(3): 8-10.

[6]胡德辉,徐小元,朱佐江等.实践教学改革在机能实验学[J].教学中的应用及思考.西北医学教育,2001,9(1):1-5.

作者简介:

综合设计性实验项目 篇7

关键词：设计性实验,培养,创新能力

实验教学是化工类高职院校的一个重要的教学实践环节, 主要目的是要求学生掌握实验操作的基本技能、严谨求实的科学态度以及创造思维能力。现在的实验教学大都为验证性实验, 对加强学生的感性认识及实验基本操作技能是有利的, 但从培养学生的综合素质的角度来看, 学生缺乏独立思考、丰富想象力及创新意识的锻炼机会, 存在着一定弊端。分析了化学实验教学的现状, 提出了开展设计性实验的方案, 以培养学生的综合能力。

1 实验教学的现状

现在教材的改版还是停留在内容的编纂上, 没有及时反映化学实验科学在各相关学科发展的新动向、新成果, 验证性实验过多, 缺少综合设计性实验环节, 实验教学只达到了验证的目的, 不能满足21世纪对人才培养的要求。现在的高校实验教学中, 实验方法的设计, 实验仪器的选择, 实验的操作步骤都是确定的, 学生主要是“照单抓药”式完成实验。采用这种教学方法, 学生有了动手的机会, 有了感性认识, 从实践上加深理解了所学的理论知识。但是束缚了学生的思维方式, 严重缺失创新精神和独立思考能力的培养。

为了解决实验教学过程中存在的问题, 探索一条适合高职教育发展目标的实验教学方法, 在少数班级进行了教学试点, 积累了一定的经验, 取得了良好的教学效果。

2 开展设计性实验思路

2.1 前提

学生已学习完成相关化学理论知识, 学生基本掌握了化学实验的基本操作技能, 学会了独立操作。这样对化学实验的教学任务才能提出进一步的要求, 培养学生学会完整的实验研究方法, 实现从知识技能向研究能力的转化过程, 以培养学生的科研素质和创新能力。

2.2 设计实验的程序

第一步: 选择实验题目。 选题时先要考虑学生的总体知识水平, 其次要考虑现有实验室的设备条件, 另外设计实验应该具有社会适用性。例如:在化工分析实验教学中, 结合实际选题, 要求学生设计“测定废定影液的银含量”的实验设计方案, 具有一定实际意义。

第二步:设计实验整体方案。 这一步包含了查阅资料, 确定实验方法, 需要的原材料, 画出相关装置图。学生设计“测定废定影液的银含量”的实验设计方案时, 必须了解废定影液的基本成分, 银主要以[Ag (S2O3) 3]3-络离子的形式存在, 必须确定指示剂和滴定剂。

第三步:分析实验方案的可行性。 老师和学生共同探讨方案的可行性, 首先考虑实验理论依据是否充分, 其次兼顾经济性、环保性、实用性等因素。

第四步:确定最终实验方案。 通过教师审阅与指导, 要求学生通过仔细检查和修改, 确立最完善的实验方案。例如“测定废定影液的银含量”实验中, 如果采用KSCN作滴定剂, 以铁铵矾作指示剂, 滴定过程中生成的AgSCN成沉淀, 对Ag+吸附作用较强, 滴定时应该充分摇动溶液, 使被沉淀吸附人的Ag+释放出来, 以防止终点出现过早。

第五步:学生实验。 学生按制定的实验方案完成实验, 写出实验报告。

第六步:教师讲评, 学生设计, 对方案评定成绩。 教师评定成绩是对学生工作的肯定, 可以提高学生学习的积极性和创造性, 是必不可少的一个环节。另外设计性实验课堂讲评, 可以为学生以后从事科研性的工作提供丰富的经验。

3 教学效果

3.1 有助于培养学生独立思考能力

学生自己设计实验方案, 必须亲自查阅文献资料, 弄清反应原理, 然后才能制定实验方案。显然, 这对培养学生的独立工作能力是有利的。例如, 在制备乙酸已酯时候, 实验教材规定是用浓硫酸催化酯化法合成乙酸乙酯, 教材中实验制备装置较复杂, 采用的是边制备边蒸馏的方法。对学生提出了新的要求, 要求学生考虑到实验的经济性、环保性对实验装置的改进。经过查阅资料可以采用简单的回流装置和价廉、腐蚀性小、环境污染低的一水合硫酸氢钠为催化剂, 对乙酸乙酯的制备进行了改进, 通过一个实验, 学生明白了制备实验有多种方法。

3.2 有助激发学生的学习兴趣

由于设计性实验具有一定难度, 涉及的知识面比较广泛。例如资料的查阅方法、计算机的熟练程度以及有机化学理论水平的高低, 都能在整个教学过程中反应学生的综合素质, 容易激发学生的学习兴趣和求知欲望。

3.3 有助于培养学生的思维能力

教师评定学生成绩, 体现一个学生的综合能力, 最终给学生造成一定的压力, 促使学生变压力为动力, 引导学生积极思维, 能够寻求最佳的设计方案, 取得最佳评判效果。

4 结论

高职教学目标的定位, 以职业能力 (或技能) 培养为目标, 以理论知识和实践技能培养相结合的模块式课程体系为实现方式。传统教学模式都是从教师如何去教这个角度来进行阐述, 忽视了学生如何学这个问题。

开展设计性实验教学模式, 是重视教学活动中学生的主体性, 重视学生对教学的参与。它和传统实验的区别在于:当确定实验题目后, 学生做什么, 怎样做, 都是学生为主而完成的, 老师只是一个参与者, 适当的时候予以启发和引导, 使学生有充分展现自我的机会, 激发学生学习的自主性和积极性, 提高学生利用所学理论知识解决实际问题的能力, 培养其创新意识和创新能力, 加强学生综合能力培养, 有利于推进高职教育教学目标的实现。

参考文献

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[2]湖南省教育厅组织.高等教育学[M].长沙:湖南大学出版社, 2005, 203-217.

[3]张钦浦, 李鸿仪.开展设计实验的探索[J].化工高等教育, 1986, (2) :36-38.

综合设计性实验的创新性教育 篇8

1 传统实验教学的弊端

传统的实验教学是理论教学的附属手段, 以教师为中心和主体, 学生被动地按照实验要求和操作步骤进行, 最后上交一份实验报告进行考核, 教学模式单一。实验内容是理论知识的验证, 学生按照实验指导书上规定的步骤完成实验, 在整个实验过程中学生完全是消极被动的。此外, 按各门课程分别开设实验教学课程的最大弊端是以本门课程为中心、授课分散, 不仅导致专业理论教学内容的过多重复, 而且开设的实验课内容比较分散、零乱, 系统性较差, 造成学时和经费投入的浪费, 而学生想学的内容有时很难学到。由于一般实验不独立设课, 不计学分, 所以很难对学生的学习情况做一个较准确的量化考核, 目前很多高校都选择实验报告作为主要的成绩评定依据, 由于试验方法、步骤和现象分析差异不大, 给了一部分学生抄袭的机会, 增加了成绩评定的难度, 很难做到公平、公正、准确, 影响了部分学生的学习积极性和创造性。

这种教学模式培养的毕业生实验组织能力没有得到很好的培养, 分析和解决问题能力的训练不足, 实验操作技能训练欠缺, 实际动手能力不强, 综合素质不高, 与当前市场的人才需求有很大差距。为适应时代和社会发展的需要, 必须进行传统实验教学改革, 增加综合创新性实验的比例。

2 综合设计性实验的创新与特色

综合设计性实验是教师给定实验目的、要求和实验条件, 要求学生在实验前充分查阅相关文献、技术、方法等, 根据实验室已有的仪器设备, 写出详细的实验实施方案, 包括题目、理论依据、实验目的、材料和方法等, 由指导教师进行审阅修改, 然后在指导教师的协助下, 由学生自主完成实验。整个实验以学生为主体, 彻底改变了传统实验教学中学生被动做实验的局面, 激发了学生学习的主观能动性和创新性, 培养了学生独立思考和驾驭知识的能力, 严谨的科学态度和工作作风, 相互协作的团队精神, 高效的实验组织能力和实际动手能力, 以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。综合设计性实验项目往往综合几门课程的内容, 有效整合课程资源, 解决了传统教学中课程内容分散、各实验方法和技能脱节和系统性差的问题, 使学生能系统掌握学科基础知识、专业知识以及实践技能, 并且能够将所学知识灵活运用、具体实践, 为学生毕业实习、毕业设计以及将来的工作奠定夯实的基本。例如, 西南科技大学食品专业开设综合设计性实验“植物蛋白质的制备及应用”, 要求学生选择某种植物资源提取分离蛋白质, 进行新型功能性蛋白质饮料开发, 并进行质量控制分析, 实验内容综合了生物化学、食品化学、食品分析、食品工艺学、食品分离、软饮料工艺学、果蔬工艺学等课程的内容。通过自主完成实验, 学生获得了真实的体验, 活跃了思维, 逐步形成了创新意识、研究意识、动手能力和收集信息及处理信息的能力, 综合实验技能显著提高, 收到了较好的教学效果。

3 综合设计性实验的实施难度及质量保证

3.1 综合设计性实验的实施难度

传统教学中的验证性实验具有定时、定点、定方法、定结果等特点, 操作性简单, 容易管理, 而综合设计性实验强调学生自主创新, 使实验操作技能得到锻炼, 综合运用知识的能力得到培养。综合设计性实验在实施过程中往往存在一些问题, 如开设时间如何选择, 由于综合设计性实验需要多学科知识, 大三的学生刚刚开始学习专业课程, 大四还有一部分专业课, 所以综合设计性实验需要在大三期末和大四前半学期进行, 而此时正值学生考研、开始找工作的阶段, 很多学生不愿意把过多的精力放在课程学习上, 造成综合设计性实验效果不理想。此外, 实验每组人数太多, 少数学生的积极性不足, 有依赖思想;实验课时不足, 在教学中, 有不少同学的实验设计颇有创意, 但因为课程的限制而未能实施;还有实验仪器设备的限制、实验经费的投入不足等问题存在, 因此, 需要在实验方案、方法、实验室管理等方面进行改革。

3.2 综合设计性实验的改革及质量保证措施

3.2.1 研究方案设计的拟定与审核。

研究方案与路线是整个实验成功与否的前提和关键, 体现了综合设计实验区别于传统实验教学的创新性特点。通过拟定实验方案, 可以检验学生对理论知识的掌握程度、检验学生是否具备查阅文献、综合归纳等能力, 还可以为学生以后的毕业实习、毕业论文以及工作奠定基础。应特别注重研究方案的拟定与审核, 实验课程开始前先将学生分组, 布置实验题目, 要求学生独立查阅题目相关的最新文献, 以了解课题的研究和进展动态, 然后根据资料提出方案, 在小组内讨论, 确定实验方案, 并递交给指导教师审阅, 得到审批后即可进入实验室进行实验。

3.2.2实验操作过程完成情况。

严格的实验操作过程是培养学生严谨的科研态度和搞好科学研究的关键, 也是培养学生基本操作水平和解决实际问题能力的重要手段。综合设计性实验要求学生按照实验方案, 自主完成实验过程, 包括实验装置的组装、试剂的选择、溶液的配制及标定、实验室安全与卫生的保持等。这一环节不仅要求学生自觉动手, 还必须积极动脑思考, 随时发现问题、解决问题, 与指导教师和实验岗教师及时讨论, 在教师的指导下, 解决试验过程中遇到的难题, 提升教学效果。

3.2.3 学生成绩的综合测评。

考试是检测学生对知识掌握程度、运用知识能力的有效手段, 也是教学过程的重要环节。有效制定综合测评的内容和方法, 不仅可以公平、准确、合理地评价学生学习、论文撰写、自主创新等的综合能力, 还可以提高学生积极性并督促学生自觉完成实验。测评内容至少应该包括试验方案设计、实验操作能力和主动性、提出问题与问题分析讨论情况、实验安全和卫生工作情况、实验报告完成情况, 使成绩评定更加科学化、规范化和标准化, 调动同学们做试验的主动性和积极性, 同时有效监督学生试验过程中的每个环节, 加强其自觉遵守实验室规章制度、仪器使用与维护以及实验室安全卫生等章程的责任感, 显著增强实验教学效果。

3.2.4 实验室开放。

传统实验教学定人、定时、定点、定内容, 学生缺乏自主性和创新性, 资源浪费严重, 完全不能达到综合设计性实验的要求。应实施实验室的开放性教学, 积极创造实验室开放教学的良好环境, 让学生根据自己设计的方案和路线, 主动进行实验室预约, 经实验中心批准后进入实验室, 然后学生根据自己的实验方案, 自觉完成实验过程, 充分发挥学生的自觉性、独立性、积极性、主动性和创造性, 提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。高效的实验室开放教学及动态管理是保障综合设计性实验有效实施, 培养学生创新精神和综合能力的重要途径。

3.2.5 综合设计性实验平台。

综合实验平台建设能综合学科群、加强跨学科教学, 培养基础扎实、专业知识面宽、能力强、素质高的复合型应用人才, 提高学生学习积极性、充实实验教学资源, 有利于实验室人力、物力、财力等方面资源的共享, 提高了仪器设备的综合利用率, 降低了实验室平时低值易耗的费用, 也有利于实验室技术人员之间的业务协作与水平的提高。

4 结语

综合设计性实验在教学中呈现的创新性、主体能动性和探索性特色, 突出了学生的主导地位, 极大地调动了学生学习的积极性和主动性, 适应了学生需求的多样性, 有利于促进现代大学体系的创新性教育。为保证综合设计性实验的质量, 并提高教学效果, 必须进行实验方案拟定与审核、成绩的综合评定, 以及实验室开放等项目的实施与改革, 同时需要提高教师业务水平和实验室动态管理能力。

摘要：评述了综合设计性实验开设的必要性、重要性、实施难度、方法以及质量保证的措施等, 以期推进高校以学生为主体的创新性教育, 从而有利于21世纪高素质应用型专业人才的培养。

关键词：综合设计性实验,实践教学,创新教育

参考文献

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[3]王甫想.高校开放实验室管理模式探讨[J].科技管理研究, 2008 (9) :350-351.

对开展综合设计性实验课教学探讨 篇9

一、开展综合设计性实验的意义

对任何问题的解决都有一个科学的思考过程:对客观事物的观察或对前人研究成果的复习→发现问题或提出新的问题→对问题的分析和研究→提出假设→通过实验手段验证假设→得出结论。建立正确的科学思考模式, 是进行综合实验设计、制定实验方案的前提。了解科学的认知过程和科学理论的建立过程, 对学生掌握科学方法论, 正确运用实验手段解决科学问题非常有益。运用已掌握的实验原理和技术方法, 去解决实际问题, 这也是开设综合设计性实验的目的所在。一方面学生能巩固已有的实验技能和设计能力, 一方面鼓励他们继续向更高的科学层次进军, 即提高解决未知问题的能力。有些问题可能是学生通过实践自己发现并想进一步解决的, 也可能是本身即存在的, 对社会实际有重大意义的课题:如开设的肉类及腌制食品中亚硝酸盐的测定;海产品中碘含量的测定;辣椒红色素的提取;复方阿司匹林的分离及成分析;涉及环境保护方面的废旧干电池的综合利用及产品分析等综合设计性实验。既可以使学生提高解决实际问题的能力, 又能促进学生对社会实际问题的关注和参与程度。启发学生从自身专业的角度联系现实生活找出自己的研究探索的途径。

二、设立综合设计实验课程的原则

1、科学性原则。

科学性是设计实验的首要原则, 所谓科学性是指设立的综合设计实验和开放性实验要依据科学实验原理, 他们所运用的实验原理, 实验步骤、操作程序方法必须与理论知识方法论相一致。

2、可行性原则。

所谓可行性是指学生在实施实验和设计时必须可行, 他们所运用的实验步骤和方法必须是大部分已掌握会运用的, 选用的有关仪器、设备和材料必然是可以开放使用, 并且已经较熟练地掌握了其操作程序。

3、简约性原则。

简约性是指在不影响实验结果和培养学生综合实验能力的前提下, 尽量采用学生能独立操作使用的设备和方法, 选用价格适宜且易获取的实验材料作为实验的对象。

4、实用性原则。

实用性是指学生的开放性实验和设计性实验要符合客观实际, 以解决实际问题为思路, 通过综合实验来解决科学发展和社会生活中的某些实际问题。例如测具体实物中微量元素的含量;提取天然色素等。

三、综合设计性实验课程的基本内容

学生通过基础化学实验课的学习, 已经理解了实验原理, 掌握了化学实验常用的仪器及基本操作。此时在教师的指导下, 进行一些学生自己策划的开放性实验和设计实验, 既可以巩固以前所学基本操作、验证实验原理, 又可以培养学生的创造性综合实验的能力。教师的作用在于帮助学生确定实验目的, 明确实验原理, 与学生共同分析实验中每一步骤的作用、必要性和可行性;并在此基础上针对不同的实验环境对实验设计做相应的调整、修正, 设计出一个更为适合和可行的, 效果更为理想的实验流程。在实验方案的设计过程中应注意以下几点。

1、设计实验的首要问题。

具有较强的科学性和实用价值是设计适合的实验方案和程序的首要问题, 应特别注意让学生了解所设计的实验目的、原理、操作过程, 使学生有的放矢。如在海产品中碘含量的测定实验, 干法与湿法对原材料处理的不同, 其目的所在, 依据所在, 其具体方法的可操作性。

2、开展设计性实验的目的。

通过实验技能的培养, 培养学生的观察能力、实验能力、思维能力和运用已学习的知识来解决实际问题的能力。如在一个学生的创新实验中, 学生自己设计用四氯化碳进行萃取选用容量瓶是否都必须定容, 不定容对结果的影响。

3、设计实验的主体。

在实验课程教学中渗透教为主导、以学生为主体的教学原则, 运用启发与讨论、实验等教学法, 贯彻科学素质教育、能力培养的宗旨。在开放性和设计性实验阶段同样要以学生为主体进行。

4、设计实验的效果。

在使学生主动获取知识的同时, 培养了学生的创新意识, 提高了实验操作、观察、逻辑推理以及分析综合能力, 并逐渐养成严谨的科学态度。从对试验目的的认识, 相关文献的查阅, 实验方案的确定到仪器试剂的选取及实验数据的处理, 小论文的初步形成与修改。在这样一个过程中的确使学生的设计实验和分析能力等各方面都得到了提高。

四、综合设计性实验的评价问题

1、检查学生对基础知识和实验技能的掌握程度。

评价过程应是检查学生综合应用知识和动手能力的一种教学方法。对学生的开放性实验和设计性实验的评价, 其目的之一是检验学生对基础知识和技能的掌握程度。如学生在废旧干电池的综合利用及产品分析实验中, 掌握的实验背景材料和利用所学知识进行相关实验操作, 是实验能顺利进行的第一步。

2、考察学生对实验结果的分析、归纳、整理能力。

在学生已经取得实验结果后, 如何运用已学过的知识对实验结果进行正确合理的资料采集、整理、分析和归纳, 也是其综合能力的体现。

3、检验学生引用相关文献的使用能力。

学生在设计性实验及开放性实验过程中是否有合适的文献引入, 并正确解读文献, 作为学生是否真正掌握开放性实验的原理指标之一, 也是体现学生吸纳新鲜知识能力的重要方面。

4、评判学生实验结论的产生。

正确的合理的实验结论的产生, 是学生综合能力的体现。通过开放性实验和设计性实验而得出关于某一实物的组成、性质和用途的结论, 可以反映出学生所学知识的许多方面和融会贯通能力。由此实验结果的评价, 可以对学生的理论、实践、分析、综合等一系列方面进行考察。

开展综合设计性实验, 建立以学生为中心、由教师加以引导的综合性实验教学模式, 是我们近年来改革基础化学实验教学的尝试。实践表明, 由于这种实验属设计创新型实验, 许多问题是没有现成答案的;在实验设计的实施过程中, 当学生遇到问题时, 首先要求他们自行解决。他们可以及时查阅资料、工具书和网络信息等, 教师只起到宏观引导的作用。这种以学生为主的自我训练体系, 能充分调动学生主动学习的积极性。学生通过综合设计性实验, 充分发挥各自的思维与想象能力, 在学习过程中受到了创新意识与能动的启发与培养;并且在此过程中掌握一些较为复杂的实验方法、正确使用一些复杂的精密仪器设备、准确地采集实验数据, 增强了学生对实验数据和结果的逻辑分析能力及作出正确合理结论的能力。并且在使学生主动获取知识的同时, 学生的创新意识, 实验操作能力、观察能力、推理和综合分析能力都得到了明显提高, 逐渐养成了严谨的科学态度。

综合设计性实验这种集知识教育、素质教育、技能教育和创新教育为一体的综合性培养方式, 顺应了高校为国家培养科技创新人才的需要, 有着广阔的发展前景。

摘要：综合设计性实验是改变传统教学模式、提高试验教学质量、培养学生独立操作能力和创新性思维的重要手段之一, 也是实现实验教学全面改革, 促进人才培养方案实施的必由之路。

关键词：综合设计性实验,科学素质,创新教育

参考文献

[1]马光远:实验设计教学与学生思维能力培养[J].生物学教学, 2004 (10) .

综合设计性实验项目 篇10

1 综合设计性实验的可行性和必要性

传统的实验教学模式是将实验课穿插在理论课之间, 基本上是循规蹈矩, 学生按部就班, 根据教师在课堂上的讲授草草完成实验了事。现在, 按照病原微生物的实验室诊断程序开设了综合设计性实验, 学生在自己设计实验路线的过程中, 充分发挥自身的主观能动性, 把理论知识与实验有机地结合起来, 通过这样的改革, 使原来孤立的、不连续的实验形成了一个连续的整体, 由于每次实验使用的都是未知菌种或发病动物的病料, 因此为达到最后鉴定和使用的目的, 学生必须一丝不苟地做好每步实验, 并详细观察和记录每次实验结果, 由于实验是由浅入深、循序渐进的, 从而使学生产生了浓厚的兴趣, 同时有利于学生对微生物接种技术的掌握和无菌操作意识的提高。在每次综合设计性实验结束后, 一定要做好课堂小结, 对实验中出现的各种现象进行分析, 总结成功与失败的原因, 这对于培养学生的观察、分析能力均有帮助。教学实践表明, 打破固有的实验课教学模式, 开设综合设计性实验效果显著, 能够培养学生的科研意识, 锻炼动手动脑能力, 发挥学生的潜力和创新精神[1]。综合设计性实验为学生搭建了展示自我的平台, 也为今后的学习、工作提供了一个新的思维模式。

2 综合设计性实验的实施

2.1 实验前准备

多年来, 学生已经习惯了以往的教学模式, 突然改变原有的教学方法, 让学生针对一项实验自己进行设计, 他们可能会觉得没必要或感到麻烦。因此, 有必要先对学生进行动员, 阐明这项训练的重要性和必要性。为此, 要向学生讲明实验改革的目的和利害关系, 晓之以理, 动之以情, 让学生意识到他们的工作可以为教学改革提供宝贵经验, 使学生从心理上愿意配合教师完成实验。

2.2 实验设计

综合设计性实验对学生的课前预习和实验准备工作要求较高, 为确保学生做好课题的选定及设计, 教师应积极参与这一过程, 并做好监督与指导[2,3]。在开展综合设计性实验的前2周, 由教师出题目, 学生自己依据实验原理, 进行取料、制订实验方案、设计实验步骤, 实验开始前在课堂上以实验小组为单位进行讨论, 教师对实验方案进行点评, 针对设计思路上有缺陷的方案, 召集小组成员进行讨论, 提出改进意见, 最后结合实验室的条件, 确定实验项目, 然后用大约2周的时间完成实验内容并提交实验报告。在课题的设计过程中, 小组成员团结协作, 不仅利用教材、实验指导书等作为参考, 还需要查找相关资料, 充分利用网络查找相关信息, 这使学生对实验涉及的内容及相关知识有了更深刻的认识和理解。

2.3 实验教学

在实验教学期间, 实验室全天候开放, 任课教师和实验人员每天按照作息时间值班。实验教师负责监督和指导学生的实验操作, 遇到问题及时与学生讨论协商解决。整个实验过程全部由学生自己负责, 包括实验材料的取放、标记及结果的记录。教师只提供给学生在设计方案中用到的所有实验设备及材料, 具体的使用及实验进展则由学生自己掌握。所有小组均要在规定的时间内完成实验并提交实验报告, 教师审阅完毕后进行总结。

3 结果

选择本科动物医学专业2008级3个班级的学生进行综合设计性实验教学。在实验结束后, 选择1个班学生进行兽医微生物学实验课问卷调查, 其中对传统的教学方法很满意的占24.3%, 比较满意占71.6%, 不满意占4.1%;对综合设计性实验教学方法很满意的占76.8%, 比较满意占22.7%, 不满意占0.5%。对综合设计性实验调查情况见表1。

从调查结果来看, 学生对开设综合设计性实验很满意率远高于传统的实验教学方法。同时, 学生普遍对设计性实验认知度较高, 并且认为综合设计性实践具有较好的促进作用[4]。

4 讨论

随着时代的发展, 教育理念也在不断更新。教育的真正目的在于使学习者成为自己知识结构的设计者, 使学习者善于学习, 而能力的培养不是通过教学去传授知识, 而是要求通过教学去促进各种认知活动和培养学习者的创新能力。1988年, 世界医学教育会议发布的《爱丁堡宣言》, 提倡“医学教育应该把现在广为应用的、被动的学习方法改变为更为主动的学习, 包括自我指导和独立学习以及导师辅导等方法, 以保证终身连续学习”。

4.1 设计性实验的优势

在兽医微生物学实验课中开设综合设计性实验有其先天优势[5,6]。1) 实验材料是微生物, 这就决定实验具有周期短、见效快的优点。例如, 今天进行接种, 明天就可观察到结果并为下一步实验备好材料。2) 综合设设性实验可在一个较短的时间内完成几项内容, 缩短了实验周期, 传统的实验由于课时限制, 一个综合性实验通常需要分5次完成, 这就人为地拉长了实验进程, 难使学生记忆深刻。3) 一旦在实验过程中出现问题, 便于及时补救。4) 实验成本相对低廉。与其他学科进行的综合设计性实验相比, 实验材料耗费较少, 利于开展。此外, 综合设计性实验增加了学生的参与热情, 调动了学生的积极性, 并锻炼了学生分析问题、解决问题的能力。

4.2 存在的问题

综合设计性实验存在的缺陷有客观原因也有主观原因。在客观条件上, 由于实验室空间限制和学生自身空闲时间的不确定性, 导致学生实验时间冲突, 实验室内较为拥挤, 个别学生有厌烦情绪。在主观方面的表现为:1) 在实验设计中存在着一定的模仿和照搬现象。部分学生为省时、省力, 直接将实验指导书中的有关内容照搬、照抄、敷衍了事, 也有的学生直接从网上下载打印后即上交。2) 实验过程中应付了事, 部分学生在实验中只看同组成员如何操作、记录, 自己则袖手旁观。3) 由于开放式教学, 个别学生组织纪律观念不强, 随意不参加实验, 因而背离了实行综合设计性实验及开放实验室的初衷。

总之, 综合设计性实验的开展尽管存在着一些不足, 但它是今后教学改革的一个方向, 并且在培养学生动手动脑能力及科研思维方面具有一定的优势。希望以此为开端, 积累经验, 为今后的教育教学改革奠定基础, 提供借鉴。

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综合设计性实验项目 篇11

“微机原理”课程是我校工学院机电信息类专业本科生一门必修的专业基础平台课, 它在专业的人才培养方案中起着承前启后的作用, 为《单片机原理与应用》、《DSP原理及其应用》、《嵌入式系统原理与应用》、《计算机控制技术》、《可编程控制器应用》、《PLC原理与应用》等后续课程的学习打下重要的基础。通过该体系课程的学习, 主要培养学生的应用与创新实践能力。

作为一门实践性和工程性很强的技术基础课, 本课程不仅要重视理论教学, 还应注意实践技能的培养和训练。过去, 微机原理实验基本上就做一些基础性实验项目, 部分学生就按实验指导书的实验步骤做完实验, 根本不理解实验内容, 实验效果不明显。本课程组通过这两年的课程建设, 探讨出一套行之有效的实践教学方法, 把实验过程分为几个层次, 逐层深入。首先学生在较好完成验证性实验的基础上, 再引入综合设计性实验, 指导老师只提供基本的设计思想和设计方法, 不提供具体的、详细的电路与程序, 学生自己查阅有关资料, 自定设计方案, 自行设计、编制调试程序, 观察实验现象, 分析实验结果, 写出实验报告。学生通过综合设计性实验这一环节, 建立了系统控制的概念, 可以更加了解本课程在专业培养中的核心地位, 对后续课程的学习有很好的辐射作用。

1、实验原理

本文讨论的综合设计性实验为交通灯控制实验, 实验时数为6学时, 其目的是实现交通灯定时控制, 并实现数码管显示。本实验采用8086CPU芯片作为控制器, 其控制对象是该系统配置的数码管和红绿灯, 利用系统中的可编程定时器8253和可编程中断控制器8259实现定时和中断, 并利用并行I/O接口芯片8255实现数码管显示。系统框图如图1。

2、芯片设置

8255具有A、B、C三个8位并行接口和一个控制口, 其工作方式包括:方式0 (基本输入/输出) 、方式1 (选通输入/输出) 和方式2 (双向选通输入/输出) 。本实验用A口分别与4个红灯与4个绿灯相连, A口工作在方式0;用B口的与数码管相连, 显示红绿灯时间。B口工作在方式0, 且为输出, 其方式选择控制字为80 H (10000000B) , D7=1为方式选择控制字特征位, D6 D5=00设定A口工作于方式0 (基本输入/输出) , D4=0设定A口为输出端口, D3=0设定B口工作于方式0 (基本输入/输出) , D2=0设定B口为输出端口。此方式选择控制字必须在初始化时写入8255的控制口;8253计数定时器有3个计数定时通道, 可以工作于6种方式, 由于8253定时时间的限制, 用两个通道级连的方式进行定时设置, 工作于方式3;8259中断控制器主要提供定时中断信号, 控制较简单。

学生要根据不同的控制要求编写软件, 最终实现控制要求。图1是系统的实验流程图。主程序中进行系统初始化, 循环等待, 等待定时中断, 然后进行数码管和红绿灯的定时刷新。

3、定时中断流程

结合实验室试验箱条件, 有些硬件连线已固定, 不能更改, 例如各芯片的地址译码电路已确定, 初始化主要包括中断向量表、8255、8253、8259芯片的初始化, 还有数码管和灯状态的初始化。

3、结束语

通过交通灯控制实验, 使学生能够掌握可编程并行I/O接口芯片8255、计数定时芯片8253、中断控制芯片8259等芯片的使用, 掌握各I/O接口芯片之间以及与CPU的硬件连接。结合软件的编写和系统调试, 首先巩固了《微机原理与应用》课程所学知识, 而且也让学生建立起了微型计算机系统的概念, 培养了学生的综合应用能力, 为后续课程的学习打下基础。

摘要：微机原理与接口技术课程是一门实践性和工程性很强的技术基础课, 课程实验是其重要组成部分。本文以交通灯控制实验为例, 结合《微机原理与接口技术》硬件接口与软件知识, 主要培养学生的应用与创新实践能力。

关键词：微机原理,交通灯控制,设计性实验

参考文献

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