创新的生活实验室

创新的生活实验室（通用12篇）

创新的生活实验室 篇1

摘要：本文阐述了实验室法处理生活污水的原理、方法及其检验方法。

关键词：生活污水,纯化,电解,离子交换

某些工业生产和科学实验需要用到纯水，水的纯化方法通常有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等，本实验先电解生活污水，然后过滤污水，最后用离子交换法制备纯水。

一、实验原理

生活污水是人类日常生活中使用过的水，包括厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排出的水，也包括来自公共场所、机关、医院、学校、商店及工厂生活间等处排出的水，这些生活污水含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物和氨、氧，还含有肥皂、洗涤剂、病原微生物、寄生虫卵等。

电解法是用铝电极做阳极，用和水不反应的电极，例如铜电极做阴极，电解生活污水，电解生成氢气和氢氧化铝，在阴极氢气冒出的过程中，把一些不溶于水的较轻污染物质带到液面上;阳极生成氢氧化铝，生成的胶粒状的氢氧化铝带正电荷，能吸附色素还能吸附带负电荷的粒子，如非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体、硫化砷等。蛋白质有带电的基团也能被氢氧化铝胶粒所吸附。

离子交换法是利用离子交换树脂能与水中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-等无机离子进行选择性的交换反应而获得去离子水，离子交换树脂是带有活性基团的有机高分子聚合物，按基因的特性将可分为两类，一类含有酸性活性基团，简写为R-H，称为阳离子交换树脂，另一类含有碱性活性基团，简写为R-OH，称为阴离子交换树脂。当水流经强酸性阳离子交换树脂时，水中的阳离子就与树脂发生交换吸附，当水从阳离子交换树脂流出后，再流经强碱性阴离子交换树脂时，水中的阴离子又与树脂发生交换吸附，经过阳离子交换树脂交换出来的H+和阴离子交换树脂交换出来的OH-作用结合成水：H++OH-→H2O。

离子交换树脂制纯水的优点是：离子交换树脂经过一段时间交换后，交换树脂达到饱和(失去交换能力)，此时可将交换树脂进行再生处理，即用2mol·L-1HCl溶液和2mol·L-1NaOH溶液分别按制备交换水的相反方向，慢慢流经交换树脂，这样就发生交换水反应的逆反应，使树脂上交换吸附的水中杂质离子释放出来，并随溶液流出，从而使离子交换树脂恢复原状，此过程称为再生，再生后的离子交换树脂可重新使用。如此反复，如果使用得当，寿命可达10年以上，经济效益十分明显。

二、仪器、药品和材料

仪器：50ml碱式滴定管两根，24V学生直流电源，雷磁DDS-11A型电导率仪

药品：钙指示剂，铬黑T指示剂，HCl (2mol·L-1), NaOH (2mol·L-1), NH4Cl-NH3·H2O缓冲溶液(pH=10), BaCl2 (1mol·L-1), AgNO3 (0.1mol·L-1)。

材料：711#(d=1.08)强碱性阴离子交换树脂，732#(d=1.25)强酸性阳离子交换树脂，pH试纸(量程为5.5—9.0的精密试纸)，医用纱布，(6×9)乳胶橡皮管，螺丝夹，T型玻璃管(三通)，漏斗(大，小)，滤纸，漏斗架，烧杯(100 m L, 200 mL, 2000mL)，铝电极、铜电极及配套导线。

三、实验内容

1. 电解污水

在2000mL烧杯中注满污水，安装好铝电极和铜电极，其中铝电极和直流电源的正极连接，铜电极和直流电源的负极连接，打开电源，调电压到12伏电解污水。这时，阴极有氢气生成，阳极有氢氧化铝生成，50分钟后，关闭电源，用小勺把污水表面的污染物捞出，然后过滤污水，这时污水变成澄清的水。

2. 树脂处理

新买来的树脂，使用前要进行转型处理，取一定量的711#阴离子交换树脂，放入烧杯中，先用蒸馏水(或去离子水)浸泡24h，然后用NaOH (2mol·L-1)溶液浸泡24h(溶液盖过树脂，中间搅拌几次)，倾去碱液，再用NaOH溶液浸泡1h，并经常搅拌，如此重复两次，倾去碱液，用蒸馏水(盖过树脂)搅拌洗涤树脂，重复洗涤至洗涤液呈中性(用pH试纸测量)，最后浸没在蒸馏水中。

另取一定量的732#阳离子交换树脂，放入容器中，同阴离子树脂一样处理，但是用HCl (2mol·L-1)溶液代替NaOH溶液。

上述处理也可以在交换柱中进行(再生时即在柱内进行)，使酸和碱分别缓慢逆向流经树脂，再用蒸馏水洗涤至中性。

3. 装柱

将碱式滴定管如上图固定在铁架台上，在管底塞入一小块纱布，以防树脂流出，先在柱中加入约1/3容积的蒸馏水，并排除橡皮管中的空气，管内插一小玻璃漏斗，然后将处理好的树脂和水调成薄粥状，并慢慢加入使其随水沉入管内，为使交换有效进行，树脂层不能出现气泡，所以，水面在任何时候一定要高出树脂层;若水过多时，可放松下面的螺丝夹，使水流出一部分;为使树脂装得均匀紧密，可用手指轻弹管壁;如果树脂层内出现气泡，可用清洁玻璃棒或塑料通条赶走气泡，如果赶不走，则应重新装柱。

4. 去离子水的制备

小心开启污水和交换柱间的螺丝夹，随即再开启阴离子交换柱下的螺丝夹，并用烧杯盛水，控制水的流速为成滴流下，开始流出的150—200 mL水弃去，然后用100 mL烧杯收集约60mL水(用表面皿盖好)进行纯度检验。

5. 水质纯度检验

分别对去离子水和过滤后的污水进行检验以作对比。

(1)水的电导率仪的测定

用电导率仪分别测定去离子水和过滤后的污水的电导率，每次测量前都应用去离子水和待测水样先后淋洗电导电极，然后取待测水样(能浸没电极)进行电导率的测量，去离子水的电导率测量应尽快进行，否则实验室空气中的CO2、HCl、NH3、SO2等气体会溶于水中，使水的电导率升高。

(2)定性检验

用化学方法定性检验去离子水和过滤后的污水。

Ca2+离子检验：取约1mL水样加2mol·L-1NaOH溶液两滴，再加入小量钙指示剂，观察、记录现象，颜色越红，说明含钙离子越多。

Mg2+离子检验：取约1mL水样加1—2滴NH4Cl-NH3·H2O缓冲溶液和少量铬黒T指示剂，观察、记录现象，酒红色越深，说明含镁离子越多。

SO42-离子检验，分别取约1mL水样加两滴1mol·L-1BaCl2，观察、记录现象，白色沉淀越多，说明含SO42-离子越多。

Cl-离子检验：分别取约1mL水样加两滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，观察、记录现象，白色沉淀越多，说明含Cl-离子越多。

用精密pH试纸测定水样的pH值。

以上结果(实验数据和现象)记录于下表：

创新的生活实验室 篇2

我是一个初二的学生，学习生物学这门课已经快两年了。书上说“观察和实验是学习生物学最基本也是最重要方法”，在这两年的时间里，我按照书上的要求，认真观察生活中的生物，发现问题并进行小实验，既巩固了课本上的知识，又增长了新知识，还开阔了眼界，提高了能力。下面举几个例子，说说我是怎么观察和实验的。蜗牛壳破了可再生

这几天上生物课，我别提有多高兴了。我找到两只又肥又大的蜗牛，每天都带在身上，累了只要看看它们，就会立刻精神饱满。我还给它们取了名字：猪猪和欢欢。可是有一次不小心，把爱运动的欢欢掉到地上，急忙拿起一看，哇，蜗牛壳摔破了一大块，我伤心得眼泪都出来了，生怕它死掉，连忙找来面巾纸把它包好，并找到科学老师，问他怎么办？老师没有回答我的问题,却交给我一个观察任务，叫我养养看，蜗牛壳能不能再长出来？于是，我抱着试试看的心情，每天内疚地找最嫩、最新鲜、蜗牛最爱吃的菜叶喂它们。为了让它们住的舒适一点，我在盒中放了一层疏松土壤，两块碎瓦片，还搭了两个小房子给他们住。就这样天天养，天天看，到了第十天，我突然发现欢欢壳破了的地方,长出了一点点新壳儿，用放大镜观察，颜色比原来浅，这个发现让我高兴得跳了起来，我连忙打电话告诉老师。课堂上，老师表扬了我，同学们羡慕极了，纷纷围过来看.老师还鼓励同学们，如有兴趣，可以故意敲破壳，再实验一下。现在，我的蜗牛壳破的地方已长出了新壳。我计算了一下，需要16天，只是还有受伤的痕迹，就像一道伤疤一样。蜗牛课结束后，我依依不舍地把它们放回了大自然。这次观察，让我知道了蜗牛的壳是可以再生的，太奇妙了。螳螂属杂食动物

去年夏天的一个晚上，下了一夜的大雨。第二天早晨，我到村外散步，看见路边的树上趴着一只大螳螂，它浑身碧绿，三角形的头上长着一双又大又黑的眼睛，非常明亮。它的翅膀是椭圆形的，盖住软软的腹部，它的胸部上长着二对足和一对让人望而却步，可以割伤人的“大镰刀”。瞧，螳螂正在捕食呢！它一动不动地待在那儿，就像一个微形的雕像。一只小蟑螂爬了出来，螳螂还是动也不动。等到小蟑螂爬到了螳螂身边的时候，说时迟，那时快，只见螳螂把“大镰刀”猛然一挥，准确无误地一“刀”斩下了蟑螂的头，然后从嘴里伸出一条红色的小东西，碰了碰蟑螂的尸体，又动了动大颚，好像在说：“哇，太美味了！”螳螂用“大镰刀”一块一块撕蟑螂肉吃，还闲不过瘾，干脆把蟑螂捧起来吃，没几分钟就吃完了。螳螂真不愧是昆虫界中的佼佼者！螳螂是不是只吃肉呢？我一边想着，一边捡了一块烂黄瓜，放在了螳螂的身边。这时，螳螂“两手”空空，爬到了那块黄瓜旁边，盯着黄瓜，就像一个贪婪的人盯着一大堆珠宝。螳螂先小心谨慎的用“大镰刀”碰了碰黄瓜，然后又“舔”了“舔”，觉得没有什么危险，才大口大口的吃了起来，不一会儿就吃饱了。螳螂真有趣！母鸡吃蛋的秘密

有趣的生活实验 篇3

下面是我经历的几个阶段。

一

我说:“去,你去帮我倒杯水。”刚恋爱的时候,他不觉得什么,即便心里不高兴也会去做。时间久了,他就会顶嘴,就会反驳:“怎么老喜欢使唤人?”再后来,他就态度很恶劣地说:“你自己去。”

二

我改策略。“请你给我倒杯水,谢谢。”我说话客气点儿,效果好了很长一段时间。他觉得很难拒绝一个女士的请求,不过时间久了,还是倒了水以后仰声长叹,不情不愿。

三

我再改。“我的嘴巴好干。”“去喝水啊。”“像火焰山。”“又想我给你倒?”“不要,哪能老叫你照顾我?我自己去。”“怎么还不去?”“我现在不能动。刚涂指甲油,我怕破坏我的脚趾甲。你看你看,可好看?”然后,我用脚后跟走路,跷着脚趾头在他面前转一圈。他会大笑着去倒水。

四

我不断试验怎样比较容易令他接受。“你口渴吗?”我问他。“不渴。”“你可想喝水?我去给你倒。”“不用了,谢谢。”“那我好渴,你可不可以替我倒一杯来?”他瞪眼看我,然后笑倒,冲到厨房倒水。

如果答案有时候不巧,他说:“好的,我想喝点水,麻烦你了。”我就只好暗骂自己自投罗网,乖乖过去倒水,完了告诉他:“滴水之恩当涌泉相报。我今天给你倒水,你以后一辈子都是我的人了。我下半辈子的水就靠你了。”

五

如果你想试验一下他的忍受程度究竟有多大,可以伸出颤抖的双手,紧紧抱住他的腰,以临终告别的口吻告诉他:“我这辈子最大的幸福就是遇见你了。在我临死的时候,我想认真地告诉你一句:麻烦你给我倒杯水,我死就瞑目啦。我会上天奏好事,下地保平安。我跟上帝讲,等我死后,满足你妻妾成群的愿望。”他无限神往,大笑着去倒水。水杯一到手,我就严肃正告他:“你休想!下辈子好了。”

这是我做的有趣的生活实验。我把倒水作为一个载体,发现只要你肯动脑筋,最后总是可以喝到水的。

高校实验室管理的观念创新研究 篇4

一、目前高校实验室的主要状况

目前我国受传统教育的影响, 实验室在高等教育中的重要性得不到认识, 师生们一直把实验室当成验证理论的手段, 而中国一直以来的教育都是 “重理论”, 把实验室作为检验理论的第二课堂, 因此才造成了实验教学的方法没有得到应有的重视。

技术人员是实验室当中的主体部分, 实验室想要发展就离不开技术团队的支撑。然而实验室长期得不到重视, 实验人员在资格的评定上处于一个弱势地位 ( 例如: 评优的资格名额稀少, 以后的发展空间和机会较低, 并且实验室人员的待遇和地位相对较低) 。

我国实验室的资金来源一般都是靠国家财政拨款, 来源单一, 教育经费紧张, 而实验室管理和建设的工作一直得不到重视, 因此高校对实验室建设和管理工作的资金一直缺乏长期投入, 导致形成了恶性循环, 使得实验室的建设和管理工作一直得不到有效开展。

二、实验室管理创新的思路

面对培养具有创新精神和实践能力的综合素质人才的要求, 实验教育在高等教育中的地位会越来越高、作用也会越来越大, 所以实验室的管理必须以全新的思路去改革创新, 只有建立了完善独立的教学体系, 才能够适应培养综合素质人才时代的要求。

( 一) 首先高校在教学观念上的创新

在高校中, 理论知识固然重要, 但实际动手能力在以后生活中是不可或缺的手段, 而实验教学的方法不仅可以使学生巩固和应用在课堂中学到的理论知识, 又能够充分发挥学生的积极性、创造性和主动能力, 培养其兴趣爱好。

( 二) 现有实验教学体系的改变

创建实验室的目的就是要培养师生创新和实践的能力, 高校只有建立独立完整的教学体系, 才能够推动实验室向多功能方向的建设和发展。创新就意味着改变, 目前高校实验教学的课时普遍较少, 学生有兴趣也没有时间去实践, 所以应增加实验课的学时和学分比重, 以此激发师生对参与实验教学的热情和兴趣。

( 三) 实验室功能的创新也是至关重要

实验是理论的源头, 成功的实验成果往往是一门学科的生长点, 在开辟科研研究领域起着重要作用。随着实验室的功能逐步增加, 实验室不仅要满足实验教学的需求, 而且还可以挖掘潜力, 调动现有实验资源开展与研究机构或企业的合作, 为社会为科研做出贡献, 并且收取合理的费用为实验室积累了发展所需的资金。

三、实验室创新的方法

制定相对应的实验技术人员的职称晋升制度, 根据实验室的自身情况合理设置不同岗位的等级, 把工作态度和实际能力作为人员晋级的必备条件, 以此增加工作教师对实验室的认同感、使命感和成就感, 也让他们对自己的未来充满信心, 促使优秀人才投入到实验室的工作当中。

高校在理论教学的同时也要积极鼓励教师对实验教学任务的认可, 可以把实验教学任务列入工作考核、并建立相应的奖励, 以此来刺激教师对从事实验工作的积极性和热情, 从而使其开始喜欢上实验室的工作, 并自主的去学习和提高自身的素质, 为以后提高实验室管理水平、建立优秀的实验团队打下坚实的基础。

实验室开放式管理 ( 时间和空间上的开放式管理) , 时间上打破过去师生只有在有课程的时间才开放, 避免封闭式管理。让师生随时都有机会到实验室当中去学习和实践, 这样实验室的资源可以充分的得到利用、师生也可以在空余时间充分进行实验教学和实践创新活动。

提高技术团队人员的综合素质, 做到以点带面的结构、以老师去带动学生、以学生带动学校、以学校带动社会。首先要提高实验室人员的素质就必须根据队伍的年龄结构、学历水平, 因人制宜的采取长期或者短期的、或大或小的多样的方式进行培训。

建立大学科分类的教学体系, 目前社会发展的需要就是要培养有实践和创新能力的综合型人才, 所以高校就不能再是单一的学科深入研究, 而是变成多学科之间的相互交叉、相互融合的研究方式, 按大学科分类的方法, 即打破了过去的分类方法, 又从根本上改变了实验课程的附属地位, 为以后的实验课单独授课创造了机会。

四、结语

由于高校领导对实验室的重视程度不够, 从而造成师生对实验的认识程度也不足, 而且实验室管理人员的紧缺等一系列的原因, 直接影响了实验室管理的工作, 实验室使用效率不高, 师生的兴趣就完全没有被调动起来, 使得师生的创新观念、动手实践能力就得不到提高, 从而高校的教学水平也得不到快速的提升, 直接影响了师生的全面发展的脚步。

摘要：面对高校素质化教育培养创新型人才的目标, 我国高效实验室在管理建设中还存在着诸多的问题, 首先, 从根本上高校对实验室的管理和建设的重视程度还不高, 造成管理混乱、不成体系, 从而缺乏长远发展的规划, 其次, 高校对实验室的资源与人力的投入不足, 导致实验室在高校发挥不了作用。所以构建新的实验教学体系, 以全新的管理思路改革实验室体制, 人才的运用, 这样才能够达到培养创新型人才的目标。

关键词：实验室,实验室管理,创新研究

参考文献

[1]吴健娜.高校实验员对实验室管理的观念创新研究[J].经营管理者, 2014 (31) .

[2]陈宪明.论高校实验室管理的观念创新[J].实验技术与管理, 2011 (02) .

丰富多彩的商家实验基地生活作文 篇5

10月11日我们来到了期待已久的商家实验基地体验生活，为这次体验活动，我做了充分的准备，采购了一书包零食，手机、药品、衣服、玩具、零花钱一应俱全，在这精彩而又让人流连往返的5天里，我学会了照顾自己，做为舍长，我照顾舍员，打扫卫生、叠被子、提水、刷餐具，在家都是父母包办的事被我们干得非常完美，我们改掉了在家睡懒觉的坏习惯，清晨六点准时起床，六点十分跑操，七点吃饭，八点上课，我们的课程丰富多彩：开有轨列车、编中国结、剪纸、做物理实验、包水饺、玩多米诺骨牌、绘画、拓展训练---相依为命… …我们还看了电影《举起手来》，举行了文艺晚会… …老师也非常关心我们，经常会给我们送水果，关心身体不好的.同学。

5天的体验生活很快就过去了，在闭营仪式里，我被评为了优秀学员，我们班也被评为了文明班级。

浅谈高校创新实验室的管理 篇6

【关键词】创新；实验室；计算机；管理制度

重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神是高等教育重要培养的三个方面。目前，高校实验室在高等教育过程中的地位十分重要，它既是培养和造就现代高科技的摇篮，又是理论与实践创新的结合，创新实验教学不但是对理论教学和学生所学知识的检验和补充，而且还能提高学生的创新能力。因此，加强高校创新实验室的建设，改革传统落后的实验管理制度，探索适应现代社会发展需要的高校创新实验室管理制度，是十分必要的。

一、创新实验室管理模式现状

近年来，高校办学规模日益扩大，知识更新迅速，实验设备已经远远不能满足实验课教学的需要，实验课的教学质量呈下滑的趋势。据社会反馈，扩招前毕业的大学生的质量普遍优于扩招后毕业的大学生，尤其表现在动手和创新能力方面。招生规模的扩大与实验室建设、师资建设、专业建设和课程建设等产生了矛盾，影响了高校教学质量，特别是给实验设备的增加、实验师资的配备、实验教学手段方法的革新以及实验场所的安排等等带来了冲击。同时，实验课管理制度的不创新也制约了整个教学的发展。高校是培养的社会需要的综合性人才的地方，会说、能做已经远远达不到社会的需要，高校要培养出高素质的创新人才，不仅要加强专业理论教学，还要从实验教学的管理上下工夫，首先实验教学的管理制度要创新，才能提高实验设备的使用率，高校实验室中心的效益也才能最大化。

二、创新实验室管理模式的改革

（1）创新实验室的实验性质。计算机中心创新实验室是面向学院本科生设立的开放性创新实验场所，为培养学生创新意识、锻炼创新思维，本科生可以根据学院《创新基金管理条例》自行选定课题，申请项目和经费，同时寻求指导教师，在创新实验室从事创新科研项目。创新实验室的目标是培养大学生的创新意识和创新精神，提高创新能力和实践能力。考虑到实验安全及资源使用等必要因素，学生进行自主实验项目要经过教师指导组的审批，方可进行实验活动。高校创新实验室实行面向学生全面开放的制度，除上课时间外，其余时间也对外开放（包括节假日）。创新实验教学中，实验性质由验收型向设计型过渡，再由设计性向创新型过度。学生根据教师提出的题目和任务自拟实验方案，查阅资料，提出设计思路和实验步骤，可以看出学生处于教学的中心地位甚至主体地位，这样不仅调动学生的积极性，还充分提高了学生分析和解决问题的能力。创新实验教学实现了以教师为中心转变为以学生为中心，使学生成为实验教学的主体。

（2）创新实验室的管理制度。提高设备使用率，首先应满足单人操作率，然后再完善购置创新实验所需的其他仪器。高校创新实验室实行全開放，设备使用时间、人员不确定，这给仪器设备管理带来很多的问题。所以，创新实验室的仪器设备要设专人管理，责任到人，定期检查、维护、更新，实现统一管理。实验室发现设备故障应及时维修，确保设备完好率在95%以上。鼓励师生充分开发购置设备的功能和自制实验设备。创新建立全校实验室设备管理信息网络系统，及时公布设备开放和使用信息，实现设备资源共享。实验室资源共享对创新实验教学管理制度改革的十分重要，也是培养社会创新型人才的有力保障。鼓励跨学科、跨项目、跨专业人才对设备使用和创新实验等的交流。建立全校甚至全省高校创新实验室管理交流信息平台，作为一个交流平台，及时公布创新实验室的开放和使用信息，资源共享，共同发展。

（3）创新实验室教师的素质。创新实验室要改革，教师素质就要提高。首先要把实验员与教师的管理相结合，然后要加强实验员和教师的专业知识技能的培养。在创新实验室教学中常常会发生这样的矛盾：学生上课，实验员教师双方都认为由对方管理，教师学生仪器使用不明确等，如此，不利于实验教学的正常进行。我们必须明确，创新实验室的管理不只是实验员或教师的行为，而应是双方共同的责任。双方应互相配合，共同管理，贯穿整个创新实验教学的始末。第一应当根据创新实验室的特点，完善一些相应制度，实验室工作人员应当从自身做起；第二应当根据教学计划定期安排实验员进修，提高实验人员的工作素质和知识技能。

三、结束语

二十一世纪将是信息技术高度发展的时代。创新实验室是创新教育实施的基地，而创新教育是学生综合素质提高的关键。高校的管理者要重视高校创新实验室的建设和高校教师的培养，不断加大理论和实践教学改革的力度，以培养出高素质的创新人才。

参考文献：

[1]李霄.高校计算机类实验室管理的实践与探讨[J].电脑知识与技术（学术交流），2006（5）

[2]中关村在线.海光蓝卡与保护卡机房维护理念的比较（1）

[3]陈达银.创新实验室建设中几个问题的探讨[J].实验技术与管理，2005，22（1）

[4]曾伟，沈晓东.创新实验室的管理和安全控制[J].实验科学与技术，2005（4）

电子创新实验室的建设与管理初探 篇7

为了能够广泛开展大学生创新实践的活动, 教育部每年都会选择支持在全国都具有较大影响力的大学生比赛活动, 例如, 大学生挑战杯、大学生数学建模、大学生电子设计大赛、大学生职业技能竞赛等等。社会的需求就是高校培养人才的目标和动力。目前, 很多高校都已经建立了培养学生创新能力和实践能力的电子创新实验室, 并且也形成了自己独有的管理模式, 但是什么样的管理模式是更合理, 更科学的, 这还需要我们进一步的摸索和实践。我们将电子创新实验室开放, 主要不仅是为了让更多的同学在完成大学校园里安排的课程的同时, 还能够独立完成一些电子产品的开发研制, 能够有较好的竞争力适应当今社会, 便取得更多机会就业。

2 设立电子创新实验室的背景以及必要性

2.1 设立电子创新实验室的时代背景

21世纪是一个新时代, 一个知识经济的时代, 人才培养模式又是我国高等教育将面临的新挑战。只有把创新教育加强, 培养高素质人才具有创新的意识、创新的精神、创新的能力的, 科教兴国才能够实现, 社会发展的需求才能适应。但是, 高校毕业生在目前体现出实际动手能力和单位用人要求有差距, 这就推动了改革高校教学模式。所以, 创新型实验教学是我国教育改革的一个必然发展道路。

2.2 设立电子创新实验室的必要性

在电子创新实验室成立之前, 应用电子学院的专业实验室大多数是为了满足理论教学及整周实训, 在业余时间进行设计实验所需的场地与设备需求是无法满足部分学生。设立拥有独立的场所跟设备的开放式创新实验室可以培养学生的科研创造能力, 学生可以互相的交流经验, 互用资源, 使学习和实践技能都能得以迅速的提高, 来适应未来的社会岗位。

3 电子创新实验室的运行管理模式

要让实验室真正的开放下去, 发挥其最大的作用, 就必须对实验室进行一系列科学、规范的管理。

3.1 开放电子创新实验室的管理过程

开放电子创新实验室的模式有两种:一种是完全开放。管理员会提前准备好常用的材料仪器, 学生随时都能来做实验;另一种是提前预约。管理员根据学生在预约时提交的要求, 确定来做实验的时间。在开放的实验室, 我们实行专门教师管理的方法, 以确保学生随时来随时都能做实验。学生做实验的时候, 有专门的实验室管理人员来负责各类仪器设备的交接和保管。

3.2 实验室管理制度的规定

要有一个强有力的约束制度来确保实验室长期有效的开放运作, 并且还要区别于一般的实验室管理办法。基于此, 专门制定了电子创新实验室的管理规定, 例如, 《电子创新实验室安全管理制度》, 凡是进实验室做实验的学生, 就必须按照此实验室的安全管理制度做实验, 知道哪些设备可以用, 哪些设备不能用;《电子创新实验室实验材料管理制度》, 学生在领取实验室器材时, 明确了借还手续;《电子创新实验室仪器设备损坏、丢失赔偿制度》, 在使用实验室仪器设备出现问题时该如何处理, 如何赔偿由于操作不当造成实验室设备损坏等等。只有规范统一的制度, 才能使实验室做到开放的正规化。因此, 一个规范的制度是成功开放实验室的一个重要保障, 是实施科学管理的一个重要依据。

4 存在的问题

成立电子创新实验室才不久, 跟其他许多开放性实验室运行管理一样, 本身还有一定问题的存在, 主要有以下几个方面表现:

首先, 维护实验室设备的问题。开放实验室主要便于学生的使用, 能够在试验中提高各种操作技能, 但因为学生参差不齐的能力水平并有一个从生疏到熟练的过程, 这样就容易不同程度地损坏设备, 增加维护设备难度的一系列问题。

其次, 计算实验室管理人员和指导老师的工作量比较困难, 造就参与指导的老师不积极。开放实验室利用课余时间以及双休日, 虽然提高了学生的操作技能和实验设备的利用率, 但是又出现了如何付酬加班老师的问题。

最后, 只有较少学生能够真正参与到实验并认真完成并且不受各种因素的影响。从开始使用电子创新实验室, 发现, 很多同学都是抱着好玩的想法, 真正有实验, 并最终完成的最终所剩无几。因为, 电子创新设计实验室是一种全新的开放模式, 老师只是在学生实验中提出的问题给予帮助建议, 其余都需要学生自己完成, 没有规则来约束他们, 对于那些自觉性不高的学生来说, 坚持下去比较困难。另外, 还有很多同学浪费课余时间在网络游戏和上网, 这也使得我们不能完全的使用开放的实验室, 经常会出现一个周末都没有学生使用的情况。

5 结束语

随着社会对人才的要求进一步提高, 就业竞争压力越来越激烈, 高校实验室开放将会是一个重要的课题, 而只有高效的管理模式和运行机制才能够更好的发挥开放型实验室在人才培养方面的作用。如何将人才培养体系和相应的管理制度合理的确立, 是保证顺利发展电子创新实验室的关键, 而这需要不断地摸索、实验和归纳, 实现最终把电子创新实验室建设成创新型人才的培养基地。

参考文献

[1]王立新, 穆程.电子创新实验室的管理与思考[J].科技信息, 2009 (29) :552.

[2]元泽怀.开放式设计性综合实验课程教学的改革与实践[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (11) :120-122.

[3]马寒, 曹玲芝.开放式电子创新实验室的运行管理模式探索[J]实验室科学, 2006 (01) :99-101.

[4]喻武龙, 张应省, 李克勤.电子创新实验室运行模式的探讨与实践[D].中国教育技术装备, 2012 (24) .

[5]白广梅.关于创新实验室建设的思考[J].实验技术与管理, 2007, 24 (02) :136-138.

创新实验室构建模式创新 篇8

创新实验室提出的背景

近年来, 美国越来越注重企业和各大高校以及国家实验室之间的合作, 形成了东部创新轴心, 其先进的创新体制机制取得成功主要归因于对创新实验室卓越的创新模式的重视和实践。当前, 我国正处于创新发展的关键时期, 原有的追赶型创新战略已不适应创新发展的需要, 而且我们在创新型人才、新技术、新产品的储备方面以及创新模式、创新思维方面的严重缺乏, 最终导致我们始终在竞争中处在落后地位。经济和社会转型发展迫切需要对创新模式进行变革, 寻求创新发展的新途径。因此, 有必要对适合我国国情的创新实验模式进行研究, 这将对推进我国创新模式变革, 促进经济转型发展, 建设创新型国家产生深远意义。

2012年, 科技部在《关于重视美国新一轮创新模式的转变, 在我国开展创新模式转型试点的建议》中提出“我们在借鉴美国创新模式的基础上, 考虑中国国情的实际情况, 在北京中关村高新区、天津滨海新区, 选取几所高校合作, 吸引高新技术企业入驻, 建立‘创新实验室’, 在人才培养、创新方式、新产品开发等方面进行探索, 有效促进这些地区的快速发展”。通过试点在我国建立创新实验室, 实现科技与经济的完美融合。在当前我国所处环境的背景下, 创新实验室模式的理论研究和应用推广, 已成为当前推进我国创新模式变革的重要课题。

国外创新实验室构建模式分析

美国模式

美国是创新实验室的发源地, 也是各国效仿的“标杆”。不同的是美国创新实验室模式的探索与形成有其独特特征:即以金融、科教基础以及产业升级为驱动。首先, 金融方面, 美国全球金融霸权国的地位不可动摇, 同时美国国内大规模、高度发达的多层次资本市场决定了美国的发展方向;其次, 科教方面, 美国不但科技实力雄厚, 创新能力超凡, 并且美国的高等教育十分先进和发达, 大批全球顶尖高端人才聚集推动了美国创新事业跨越式发展。另外, 产业方面, 受中东石油危机的影响, 美国的制造业发展陷入困境, 同时面对欧洲、日本迅速崛起的威胁, 美国不得不寻求一种新的产业升级发展思路。

因此, 美国选择了“孵化+资本”发展模式, 将金融资本和科技教育有效结合, 引领世界高科技步伐。

德国模式

德国是一个工业强国, 有着深厚制造业基础, 科技创新与制造业的紧密结合一直是德国保持强势经济地位的保障。其通过科技推动, 把创新理念融入传统制造业, 进而推动其改造升级。德国采取一种“孵化+产业”的模式。德国有很多的中小制造业企业都是行业的佼佼者, 全国超过80%的工作岗位都是由它们创造的, 它们以完善的知识和技术转移系统为依托, 加强科研技术成果转化, 大大增强了其自主创新能力。

以色列模式

以色列面对被邻国孤立、关系紧张的外部环境, 坚持创新理念, 自力更生, 通过创新找出路、化解危机, 最终找到了适合本土发展的特色化道路:“孵化+本土创新”模式, 结果非常成功。

以色列国土面积小, 自然环境恶劣, 却发明了全球领先节水灌溉和高科技农业;身处安全忧患、危机四伏的周边环境当中, 却建立了先进创新网络体系;以色列数千年的文明传统和独特的建国创业历程孕育出的创业文化——平等化的人际交往方式、对问题的强烈专注与反思总结的专业精神、对“建设性失败”的包容等等——则为其创新事业奠定了坚实的基础。

对中国的启示

不论是对国家、城市, 还是对企业或个人来说, 没有最好的运行模式, 只有最合适的运行模式。美国、德国、以色列的模式各有优劣, 可以用来借鉴, 但又不能叫调低选择某一种模式, 关键是要因地制宜。

比如, 北京的科技与金融资源高度聚集, 其创新实验室发展就应该多走美国的“孵化+资本”模式, 充分发挥北京高校和科研资源聚集、金融机构和资本扎堆的优势, 发展一批像“创新工场”、“3W咖啡”这样资本和创新对接的创新实验室;而上海这样产业基础雄厚、腹地广阔的城市, 则当借鉴德国的“孵化+产业”模式, 利用手边现成的产业转型升级的需求和机会, 将科技成果很好地转化和利用, 有效发挥诸如东部中心这类机构地效用。深圳则是一座白手起家、异军突起的移民和新兴城市, 可多学习以色列的“孵化+本土创新”模式, 发挥自己年轻、开放的优点, 弘扬城市的创业文化, 充分利用本土积累的技术、人才等资源优势, 行走在科技创新的前沿领域。

基于创新方法的创新实验室模式构建

基于创新方法的创新实验室的一般模式构建

对于一般模式创新实验室应该具有以下资源需求:科技、金融资本、人才资本以及市场需求等四大条件。因此, 我们提出了“创新方法+关键要素”的创新实验室一般模式, 该模式描述了基于创新方法的实验室对科技资源、金融资本、人才资本、市场需求等单项或多项关键要素的需求。

其中, 创新实验室所在区域的政治、经济、文化等社会基础作为创新实验室发展提供支撑;市场需求、政府推动、中介组织、科技进步、外部竞争、创新环境等共同构成了外部动力推动着创新实验室的发展;由微观 (组织内部创新政策) 、中观 (区域创新政策) 和宏观 (国家创新政策) 形成的创新政策体系为创新实验室发展提供指导;创新方法与关键要素的有机组合则是创新实验室的核心所在, 同时创新方法链是贯穿创新实验室的主线, 关键要素在创新实验室的运作中紧密配合, 才能实现预期的创新效果。

面向高校创新型人才培养的创新实验室模式

各类创新人才培养是创新实验室主要功能, 通过发展模式变革, 鼓励师生进行多学科交叉创新, 知识加工创造, 激发创新思维, 增强自主学习、和创意转化的驱动力。面向高校创新型人才培养的创新实验室具备如下优势:

第一, 能够给创新实验室分配高资历师资和创新人才。

第二, 能够为创新实验室创造多而精的研究成果。

第三, 能够为创新型人才培养提供高效研发平台。

第四, 能够推动创新方法的普及程度, 提高科技创新服务质量。

(1) 模式界定

在创新实验室的关键要素中, 对于高校创新型人才培养的创新实验室模式较为关键的是科技资源与人才资源, (在这里需要说明的是, 并不是不需要其他两个关键要素的支持, 重要程度是相对而言的, 下同) , 最终, 将面向高校创新型人才培养的创新实验室模式界定为“创新方法+科技/人才资源”。

首先, 政府对创新实验室的建设提供相关的政策保障与成果来源, 并提供场地和资金等支持, 保障实验室的后续建设;由企业参与创新实验室的建设与运营, 能更好的对接市场需求, 使已有成果最大程度实现产业化;通过与政府合作, 能有效加强与更多高校紧密交流。通过竞赛进行后端拉动, 从而有力培养学生的创新思维和创新能力, 进而拉动教育系统的创新, 同时创投也从初期介入竞赛, 通过竞赛产生一批可以转化的成果, 为学生实现成果转化与创业提供服务;更多建立企业与学生之间的沙龙互动机制, 促进更多面向需求面向未来的创意。

(2) 目标定位

为了推动大学生创新创业工作的顺利推进, 由高校主导创建大学生创新实验室或“大学生创新中心”, 实验室以开展学生课外科技创新实践活动项目为主要工作内容, 以培养有创新潜力的大学生, 为其提供创新实践平台, 提升创新精神、创新实践能力, 培养新型创新人才为工作目标的。建立创新人才培养基地, 开展拔尖创新人才选拔培养与试验。

(3) 运行机制

1) 开放机制

创新实验室实现全面开放, 包括实验教学内容、时间、仪器设备以及所需材料各方面的开放。实验室在日常管理上充分体现“学生主体地位”, 实行教师负责下的学生团队自主管理, 维持实验室日常运行。

在创新实验室内, 彻底改变传统的“以理论传授为主, 实践动手为辅”的课堂理论高于实践的教学模式, 建立完全以“学生为核心”、充分强调“学生主体作用”、“自主研究式”或“小组合作式”的课堂模式。

2) 约束机制

将学生创新创业教育和创新实验室的建设纳入学校的整体工作目标, 制订学校创新实验室建设年度规划与方案;修订创新实验室建设考核指标体系, 针对创新实验室和人才培养给予考核、评优以及奖励。

面向区域创新的创新实验室模式

(1) 模式界定

为了有效推进区域创新工作, 区域政府从市场需求的角度出发, 将区域科技资源与市场需求有效对接, 坚持科学思维、采取科学方法、运用科学手段, 协助创新主体从中发现并解决困难和问题, 从而提高区域创新能力。

(2) 目标定位

构建面向区域创新型实验室是为了增强区域自主研发能力, 搭建横跨于企业与高校之间的沟通桥梁, 增强区域创新主体的创新意识, 提高社会各界的研发能力, 加强创新方法应用推广。基于企业信息数据库中关于创新需求以及创新方法库支持, 开展线上线上咨询与线下接洽, 围绕创新方法的应用开展其理论指导、技术咨询以及成果转化。

(3) 运行机制

1) 经费来源

面向区域创新的创新实验室的经费来源主要包括区域政府事业费拨款、通过竞争获得的政府和其他资助的科研项目经费以及面向社会服务获得的合同经费。区域政府事业费拨款可保障创新实验室得以开展面向未来的创新研究;竞争争取到的政府科研项目则可以做到以需求为导向, 为政府提供特定的研究需求;而合同收入又能够检验创新实验室满足市场需求的能力。

2) 创新实验室的监督与评估

面向区域创新的创新实验室需要定期向有关领导汇报相关情况, 形成专事专报制度。为了在区域创新方法的推广上充分有效利用经费以及各项相关优惠政策, 区域政府常采用年度报告、信息披露制度等手段以及定期绩效评估等几种方式对创新实验室进行监督与评估。

创新实验室在年中、年末两次要向区域政府汇报创新实验室的研究工作与运转情况, 且每年末形成专报供区域政府审阅、评估;在其网站网页上开辟信息展示板块用于公示创新实验室年度报告、经费以及运作绩效相关情况, 方便社会公众监督;针对创新实验室, 区域政府每隔三年组织外审专家对其开展一次全面的绩效评估。

面向科技金融创新的创新实验室模式

目前科技金融相关理解概括如下:一是注重科技与金融之间的互动;二是着重金融对科技的支持与促进作用;三是认为科技金融是一个产业的概念, 类似于农村金融就是支持农村发展的金融, 在本研究中, 科技金融就是支持高科技发展的金融。

(1) 模式界定

凭借区域金融创新的政策优势, 通过创新私募股权投资模式, 利用多方渠道将优质企业转移、集聚, 使区域内创新型中小企业的资金问题得到有效解决, 最终形成一套科技金融咨询方案和服务体系。

因此, 将面向科技金融创新的创新实验室界定为:由政府牵头组建, 包括银行、风投、担保、科技园区以及金融中介在内的集合体, 采用有效的创新方法, 为区域内科技研发企业提供如风险投资、贷款担保、资金融通等一系列创新专业融资服务, 带动科技与金融创新有效互动, 进而实现区域经济全面、快速发展。

(2) 目标定位

1) 科技投融资服务功能。平台可以为投资、金融机构找到优秀的科技创新企业及项目, 主要通过政府部门与金融机构的合作关系, 推进科技创新型企业相关政策来分析企业的资信、盈利情况和发展前景等。

2) 科技创新引导与催化功能。对于平台中的风险投资基金、中小企业担保机构和小额贷款机构来说, 高新技术企业是首要选择, 平台的自有资金也用来促进创新型企业的成长。此外, 平台在企业的成长过程中会得到资金帮助, 充分发挥其引导功能。

3) 综合服务功能。创新实验室聚集各类金融单位, 可以提供综合金融服务, 有利于金融单位之间的综合化发展。

(3) 运行机制

构建创新实验室之后, 高科技企业能够更好地把握政府相关规定, 对发展方向进行明确, 保证与金融单位开展有效的交流并得到融资, 实现企业自身规模的逐步扩大;金融机构对高新技术企业的信用及融资需求等信息能够及时掌握, 通过与优秀的担保公司进行合作, 将更合理的金融产品有选择的提供给高新技术企业;各政府部门则可以在了解高新技术企业的发展需求的基础上, 通过不断完善、修订相关的法规政策, 保障高新技术企业发展有一个良好的金融支持环境。

高科技企业尤其是中小型企业在融资过程中会出现高成本、高风险性、高收益等特点, 通过第三方担保平台地介入, 可以合理化解银行信贷风险, 从而大大降低企业经营过程中的风险性。通过设定担保比例、创新担保机制, 可以对道德风险和逆向选择等现象进行有效规避。同时, 资产评估单位、投资管理咨询公司等相关中介的介入, 也能够积极推动金融市场对高新技术企业地支持。

结语

创新的生活实验室 篇9

近年来,金山教育紧紧围绕“让课程改革更深入,让学习经历更丰富,让师生关系更和谐,让教育服务更优质”的总要求,遵照上海市教委关于创新实验室建设的文件精神,将学校创新实验室建设与学校课程领导力提升、特色多样化高中建设、学生发展核心素养培育等实践命题有机结合,在基于课程的创新实验室建设中,开展了有益的探索与实践。

一、内化文件精神,加强顶层设计

1.领会文件精神,共谋工作思路

“十二五”期间,我区提出了“让课程改革更深入、让师生关系更和谐、让学习经历更丰富、让教育服务更优质”的“四让”教育总要求。因此,我区创新实验室建设项目高度契合“四让”的总体目标、具体内容和路径推演。我们依据上海市教委相关文件,组织区域层面学习、研讨和布局,形成了“行政推动、学校行动、专业到位、评价跟进、服务保障”的工作思路。

2.聚焦建设内涵,着力课程要义

创新实验室建设固然需要更新、添置实施设备,创设空间环境,但是,基于课程的创新实验室建设才是根本的目的和保证。为此,我们依据课程要素,聚焦“创新”,从课程目标、课程内容、课程结构、课程实施和课程评价等视角,研究编制了“基于课程的创新实验室建设方案评估工具”,指导学校立足建设课程要素,撰写课程实施方案。

3.优化推进策略,追求叠加效能

创新实验室建设旨在不断满足学生对课程多样化、个性化的需求,着力培养学生的创新意识和实践能力。为此,在基于课程的创新实验室建设中,我们充分融合“一校一品课程”“绿色课堂、活力课堂、生命课堂”“创新素养培育”等教育综改实验项目,将创新实验室建设的目标指向和价值取向贯穿到三类课程的建设、实施、管理和评价中,惠及全体学生。

4.统整课程资源,实现区域共享

审视历史与现实,创新实验室建设绝不是“零起点”。我们认为,学校原有的传统实验室、实验探究区、社团活动、兴趣活动、图书馆以及学校少年宫中蕴藏了众多创新实验室建设的课程资源;学校在利用社区资源丰富学生学习经历以及区域在推进普职课程融合中,同样也潜藏了许多有益于学生问题意识培养、动手能力培养和创新能力培育的课程要素。在挖掘、统整创新实验室建设课程资源的同时,要有序推进特色鲜明的、分层分类的创新实验室课程群建设,供学生选择;要搭建网络课程平台,在最大程度上实现区域创新实验室课程的共享。

二、各司其职,有序推进创新实验室建设

1.区教育局加强组织领导

我区教育局成立领导工作小组,组织文件学习和项目申报动员,明确区教育学院和基层学校各自职责,构建区域基于课程的创新实验室运行机制,聘请课程专家对市、区两级立项项目把关定夺并提供必要的经费支持,拟定绩效评价指标并纳入年度学校办学质量综合评估。

2.区教育学院加强业务指导

我区教育学院成立了“光启创新办公室”,专门负责区域基于课程的创新实验室建设的专业指导、过程管理、经验分享和成效总结等工作。一是组建指导团队,选聘资深教研员作为兼职专业指导;二是拟定区域基于课程的创新实验室建设的立项评审指标和工具,用于指导学校规范项目申报和项目初审;三是制定教研员项目指导手册,用于规范专业指导和过程管理的流程、内容、标准;四是分层分类开展项目交流、专业指导、经验提炼、成果展示和阶段评估;五是撰写并印发课程实施指导建议;六是搭建“光启课程网站”,共享创新实验室课程资源。

3.基建管理加强服务保障

基建管理站依据相关条例,规范硬件建设工作流程,对市、区两级立项项目的硬件环境以及选址等事项提供政策服务保障。

4.中小学校加强课程担当

中小学校是基于课程的创新实验室建设的主体。一是内化文件要求,领会创新实验室建设的课程要义;二是结合学校办学实际,依据“基于课程的创新实验室建设的立项评审指标”,从背景、目标、内容、实施和评价5个维度、21个二级指标,撰写并提交项目申报表和课程实施方案;三是在不断完善文本的基础上,全力展开项目的软硬件建设;四是依据课程实施方案,开展基于课程的创新实验室的探索实践;五是积极参与市、区级的学习交流、专题调研、阶段评估,不断研究、总结、反思和完善。

三、项目成效,初露端倪

(一)初步经验

1. 认识到位是基础

我区教育局将创新实验室建设作为一项课改攻关项目和实现“四让”区域教育总要求的具体抓手;区教育学院从课程建设和课程指导的高度,规范、引领学校开展项目的策划、设计、实施和评估。在教育行政和业务指导的双重推动下,各中小学校对项目建设的认识不断丰满和深化,表现为项目申报的数量逐年得到提高、项目申报的质量逐年得到提升、基于课程的创新实验室建设的特征日益显现等。

2. 内涵建设是根本

对创新实验室建设的价值导向和目的意义,上海市教委相关文件诠释得全面而深刻,但是,对学校和教师而言实践难度不小。为尽量避免走弯路,我院一开始就从基于课程的创新实验室建设的视角,着手思考项目推进的具体内容和指导路径。各中小学校依据创新实验室申报评估指标以及课程实施指导建议,聚焦内涵建设,精炼课程目标、精选课程内容、架构课程逻辑、细化课程实施、渗透课程评价。

3. 健全机制是保障

创新实验室项目是深化课程教学改革的有益创举,要确保项目走实、走好、走远,离不开健全的机制。在市级专项经费支持的基础上,我区教育局每年拨付专项资金支持该项目的建设,并将创新实验室建设成效列入学校办学质量综合评估框架;我院“光启创新办公室”组织专业力量对项目申报、项目评审、方案完善、过程管理和总结交流进行全程介入,并形成了一系列规章制度和流程。

(二)主要成效

1. 项目建设,渐入佳境

一是项目立项学校面广。全区中小学共有75个实验室建设列入项目,其中有27个被列为市级资助项目,高中、初中和小学覆盖率分别为100%、86%和90%,第一、二轮项目完成建设和投入使用率为93%,第三轮项目85%处在建设中。二是区域实验室课程群初具态势。项目建设涉及综合理科、综合文科、科技、新型图书馆等各领域,实验室建设的课程布局、课程模块和课程结构较为清晰,为区域创新课程群建设奠定了良好基础。三是构建并完善了“光启课程网站”,部分创新实验室课程得到了区域共享。

2. 叠加效应,风生水起

一是延展了创新实验室课程建设的视野。区域层面加大推动普职课程融合的力度,各中小学主动挖掘社区资源,以丰富学生的学习经历、锤炼学生的实践能力和创新能力。二是深化了区域课程的教学改革。在课程设计中,“人人皆可创新、时时发生创新、处处蕴藏创新”的理念逐步植入教师心田;在课程实施中,有更多的教师关注“学”的设计,重视基于问题解决的教法研究和教学实践;在学习评价中,学习基础素养、学生核心素养等综合评价指标融入课程评价之中,这为推进基于高招新政以及将要推出的中招新政背景下的课程教学改革,提供了支点和杠杆。

3. 成果积淀,铸就特色

在实验室课程建设中,绝大多数学校做到了在传承中发展,将项目建设与学校办学传统、学校办学目标和学生培养目标有机衔接,同时融合现代信息技术,与时俱进地发展学校办学特色。例如,亭林中学的“金山E法”,基于学校法制教育的传统特色,通过模拟法庭实验室课程的设计、建设和实施,丰富了课程内涵,搭建了实践和展示的平台,引导学生关注社会、剖析时弊、破解问题;山阳小学的“车模创新实验室”,传承于学校的创新教育特色,通过“观赏-体验-创造”阶梯式的课程设计和实施,扩大了原有课程的学生受益面,也为有兴趣、有潜质的学生提供了更高级别的课程选择。在发展学校特色的同时,创新实验室课程的实施效果也水到渠成,如金山中学、新农学校、金山区第一实验小学等多所学校的学生在市级以上的创新实践类竞赛中,捷报频传。

四、破茧化蝶,有待时日

基于课程的创新实验室建设是一个系统工程,需要各方的主动、有效作为;是一段探寻、实践和创新的课程再构历程,需要教师遵循教育规律,凸显学生主体地位,彰显课程要义。在创建创新实验室课程中,我们区域层面遇到了不少问题,并引发了一些思考。

1.主要问题

首先,对基于课程的创新实验室建设的认识有所偏差。一是对创新实验室建设的价值导向和目的意义缺乏全面深刻的认识,课程目标的设计落实在“教”的研究,而非对“学”的研究、设计和探寻,有为“教”而“学”之嫌疑;二是将创新实验室课程等同于科技活动、社团活动、传统实验室,没有课程关键要素的支撑和课程实施方案的保驾,学生受益面不广,甚至有变相为少数学生群体的专利和专门应对各类竞赛活动的现象,有因“小”失“大”之倾向;三是刻意追求创新实验室硬件建设的“高大上”“人无我有”,项目建设有“躯壳”无“灵魂”,有形式无意蕴。

其次,对基于课程的创新实验室建设的行动有所肤浅。一是重硬件建设、轻软件建设的现象较为突出,表现为将项目建设看做实验室设施设备的更换、添置和物理环境的扩张,而对专业教师的培养和团队建设、课程规准的制订、课程内容的架构、课程实施的设计等关键环节缺乏系统思考。二是创新实验室课程的精准性、逻辑性和融合性有较大的提升空间。精准性上表现为对创新能力的理解、聚焦和架设不够明显,重“技术设计”,轻“探究设计”和“创新设计”;逻辑性上表现为有课程内容的选择,但没有课程目标的诠释,在目标、内容、实施和评价的完整性和一致性方面有缺损;融合性上表现为创新实验室课程的总目标、模块(单元)或主题(专题)的分目标以及课时目标笼统宽泛和缺失,因果链、连续性和融合性有断裂现象。

再次,现行绩效评价不利于持续推进项目发展。基于课程的创新实验室建设需要教师投入大量精力进行学习、研究、内化和实践,尤其在创新实验室课程的初创阶段更是如此。但是,在现行的教师绩效评价背景下,教师的辛勤付出和工作成效难以得到相应的回报,这影响了教师的工作积极性和创造性,对创新实验室课程的建设、实施和后续改进带来隐忧。

2.重点思考

首先,要进一步明确项目建设的价值导向。第一,创新是个复变函数,涉及多层面、多层级的指标和变量,在创新实验室课程设计中,需进行整体思考,分层设计;第二,构建基于学生发展需求、以学生为中心的学习内容、学习特征和设施设备深度融合的学习环境,实现环境开放、功能提升,体现自主、合作、探究、信息技术助推的学习方式;第三,要聚焦对学情、学能、学向的研究,寻觅课程实施中的情感、兴趣、知识、素养、能力的“共振点”,将创新实验室建设成为丰富学生学习经历、激发学生学习兴趣、诱发学生问题意识、引发学生探究欲望、创设学生创新实践的实践平台。

其次,要进一步加强项目建设的考量诊断。一是要做好课程建设的前期调研,避免短视行为、脱离实际的现象发生;二是要正确处理传承与发展的辩证关系,与时俱进地做好课程建设的“加减乘除”,提高课程实施的可行性和操作性;三是要细化创新实验室课程实施方案,并将之有机融入学校课程计划;四是要以课程统整理念为先导,加强创新实验室课程建设与学科课程的整合,课程形态实现从“碎片”走向“结构”,课程实施从“封闭”走向“开放”。

创新的生活实验室 篇10

在移动机器人的相关技术研究中, 其中导航技术部分是核心, 然而作为导航研究的一个重要的环节和课题的路径规划是指对于移动机器人按照某一种性能指标 (如距离、时间等) 搜索出一条从起始状态到终点状态的最优或次优路径。路径的规划主要相关问题包括:首先利用获得的环境信息建立起较为合理的模型, 然后用某种算法找寻一条最优或接近最优的从起始状态到最终状态的无碰撞路径;能及时处理环境模型中的不确定因素和路径追踪中的误差, 从而使外界的物体对机器人影响能降至最小;利用所知的信息引导机器人动作, 从而得到相对更佳的行为策略。

从上个世纪60年代研究至今除了传统的可视图法、栅格法、拓扑法、人工势场法等规划方法, 后又涌现出许多智能规划方法, 如神经网络、遗传算法、人工免疫、粒子群优化以及蚁群算法等更是当今的研究热点。

2 传统规划方法

2.1 可视图法

可视图法是一种全局路径规划方法。它要求机器人与障碍物体的各顶点之间、目标点和障碍物各顶点、各障碍物顶点与顶点之间连线都不穿越障碍物本体, 即连线是可视直线。从而搜索最优路径的问题就被转化成求由起始点到目标点的经过这些可视直线的最短路径问题。然而缺乏灵活性的优化算法在起始点和目标点一旦改变时, 就须重新构架可视图, 况且搜索的效率也比较低。

2.2 栅格法

最短路径是通过搜索栅格图得到的。为了提高搜索的效率, 栅格通常按粒度分成若干个层次。这种方法的特点是简单、易于实现, 它同时具有表达不规则障碍物的能力。其缺点是表示效率不高, 存在着时空开销与求解精度之间的矛盾。图1是用栅格法来表示环境。

2.3 人工势场法

人工势场法具有结构简单, 便于低层实时控制的优点, 而且广泛的应用在平滑轨迹的控制和实时避障的方面。但是容易陷入局部最优解, 产生死锁的现象, 因此在未到达目标点之前移动机器人就停留在某个局部最优点处。

3 智能规划方法

智能算法随着现代计算技术的迅速发展, 也不断地被应用到机器人的路径规划领域。目前在遗传算法、蚁群算法以及粒子群优化算法的基础上, 相继产生了许多应用于机器人路径规划的智能优化算法。

3.1 神经网络法

模糊控制算法是一种应用很广泛的智能优化算法, 虽然有很多优点, 但依然存在一些固有缺陷:人的经验不一定很完备, 当输入量增多的时候, 推理的规则或模糊表相继会急剧地膨胀。在此情况下, 神经网络法则是另辟蹊径。另一方面, 路径规划是从感知空间到行为空间的一种可以用不同方法实现的映射关系。但是这种映射关系很难用精确的数学函数方程式表示出来, 但是采用神经网络法则易于解决这样的表示问题。首先将传感器采集到的数据作为网络输入, 再由人确定相应场合下所期望的运动方向角增量为网络输出, 这样就把在多个选定的位姿下的一组数据构成了原始的样本集, 经过冲突样本或者剔除重复等处理加工, 产生最终的样本集。此性质使神经网络在丢失了部分信息时仍然可以模仿人脑, 对事物进行准确的辨识。

3.2 遗传算法

在开始时, 遗传算法会首先随机地产生一个初始种群 (即初始解) , 并依据一种确定的评价函数对初始种群中的每个个体进行相应评价, 随即产生相应的适应度值。再基于此适应度值, 采取择优策略选择出一部分“好的”个体用于复制产生下一代, 结下来再对这些选择出来的父代个体进行交叉和变异的操作, 从而产生出来新一代种群。新产生的子代种群在集成了父代的一些优良的特性的同时, 性能上也要优于上一代种群。这样就会使物种逐步地朝着有更优解的方向进化。综上所知, 遗传算法可被作为一种由可行解组成的种群逐代向最优解进化的过程。目前大多数优化算法都只是进行单点搜索, 并且更容易陷入局部最优, 然而作为一种多点搜索的遗传算法会有更大的可能来搜索到全局最优解性。现阶段在具备数学理论支持的情况下遗传算法也被证明适合于求解离散问题, 但是存在一些问题, 有待进一步研究。其具体流程课参看图2。

3.3粒子群优化

它的主要特点是原理简单、参数少、收敛速度较快, 所需领域知识少。粒子群算法适合求解实数问题, 算法简单, 计算方便, 求解速度快, 但是存在着陷入局部最优等问题。

4创新实验室的路径规划的应用方法

在足球机器人全局规划方法的研究上, 主要有:可视图法, 栅格法等方法。局部路径规划的方法一般有:人工势场法, 遗传算法等方法。在我校的创新实验室一般采用的是可视图法与人工势场法相结合。因为中型组足球机器人自身带有全景摄像机可以实时调整位姿, 另外比赛的场地大场上最多会出现十个机器人, 还有中型组足球机器人移动速度快, 单靠全景摄像机是无法独立完成控制的, 于是还要借助机器本身所带的传感器, 利用人工势场法的局部路径规划技术辅助调整机器人的位姿, 从而实现实时快速准确的调整。下图3为机器人模拟穿越障碍物的模拟图。

不过不能固步自封, 在以后的创新设计里, 可以根据需要融合其它的路径规划方法来改进现有的路径规划方法可以更准确高效。这样也可以锻炼学生们的独立思考能力, 也可提高学校机器人研究方面的水平, 在以后的全国大赛中取得更好的成绩。

参考文献

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[4]雷开友.粒子群算法及其应用研究[J].西南大学学报, 2006.

创新的生活实验室 篇11

关键词：创新机制；重点教学实验室；学科建设

一、引言

现代通信与重点教学实验室隶属于广东石油化工学院，2004年通过广东省重点教学实验室评估，是目前我校三个省级实验教学示范中心建设单位之一。多年来，该实验室在信息学院学科建设和专业建设上起着十分重要的作用，为了更好地发挥省重点教学实验室的支撑作用，更好地将其整合到工程实践教学体系中，我们对重点实验室的创新机制作了一定探索，取得了可喜效果。

二、现代通信重点教学实验室简介

2000年在广东省和广东石油化工学院的共同支持下，先后投入了四百多万元筹建现代通信技术重点教学实验室，实验室场地面积468平方米，实验室包括通信原理实验室、通信技术实验室、通信硬件实验室、通信网络实验室、程控交换实习室等，设备资产420万。2004年3月，广东省教育厅组织专家对现代通信实验室作了评估并确定为广东省高等学校教学重点实验室，2010年广东省教育厅批准该实验室作为省级实验教学示范中心建设项目。

实验室大致情况如下：1.基础设备投资较齐全，涵盖范围广；2.实验设备使用率高，工作任务繁重，实验设备老化情况较多；3.实验室管理制度完善，工作人员积极性高；4.实验设备的先进性能为学生的创新活动提供相应支持；5.实验室大型设备为专业建设提供保证。

三、实验室机制改革思路

实验室机制改革分三步完成：一是平台的整合；二是实验教学体制的革新；三是实验教学质量保证体系的建立。

实验平台的整合可以优化资源，提高资源利用率，减少重复建设，提高受益面和影响力。将现有的现代通信重点教学实验室资源与分散在计算机与电子信息学院的应用电子技术、计算机网络等部分实验教学资源整合在一起，组建新的现代通信与电子技术实验教学中心，合并原分布到各系室的单片机、DSP、EDA设备资源，重点建设现代通信技术、信号处理、计算机网络技术、信息安全、嵌入式系统技术、IC设计、通信仿真、电子仿真等八大实验教学平台和一个大学生创新实验区。通过平台整合，使得中心可以紧扣工程技术与创新实践，建立实现培养具备创新能力、工程意识的实验教学平台。

以2007年教育部1号、2号文件精神为主线，实施实验教学体制改革。常规实验教学是以理论为主导，实验实践用以验证和认知理论知识点。通过教学体制革新，强化工程设计，将实验教学与理论教学相结合，以能力培养为核心，实现分层次的实验教学体系，形成以基础实践技能训练、创新能力培养为主线的2条实验教学课程链。通过改革人才培养方案，强化实验课程和实验训练，合理提高实验课时比率，科学安排实验技能课程层次，使得学生从入学伊始即获得工程设计理念的熏陶和准备，通过不断的工程设计训练强化工程设计能力，并在大学后期引导学生完成创新思维，实现质的升格。

完善的实验教学质量保证体系可以确保实验设备基础设施能够最大可能为实验教学提供支持，同时也可对学生能力、教师指导效能进行全面评估。通过深入贯彻落实高校质量工程建设精神，以大电子、大通信的“大工程”教育观为指导，按照省厅关于建设省级实验教学示范中心的要求，以高素质师资为保障，进行资源整合，坚持以学生为本，实行全方位的开放制度，满足学生各方面的实践教学需求，并采用IC卡管理等先进的管理方法，提高管理效率。开放实验室，设立开放型实验项目和研究课题，加强实验室的综合型、数字化和网络资源建设，强化实验人员的统一管理和调配，保证实验室的开放率和使用率，创造学生自主实验、个性化学习的实验环境，对学生实验技能、实践能力和创新能力进行量化的评价，建立实验教学的科学评价机制，从而完善实验教学质量保证体系，全面提高实验教学水平和教学质量。

四、实践教学体系改革

实验室机制改革的核心内容是实践教学体系改革。按照信息技术类专业人才培养目标，针对信息技术的日新月异新发展，设立完整的实验教学体系。实验教学体系的建设按照“基础-设计-训练-创新”安排实践性的课程，强化课程设计、实习和毕业设计等实践性教学环节，以实践创新为引导，层次化、模块化，形成以基础实践技能训练、创新能力培养为主线的2条实验教学课程链。

基础实践技能训练分为专业技术基础性实验和专业综合设计性实验。基础性实验主要为原理验证为主的实验；综合设计性实验以提高综合能力为目标，包括由多个知识点构成的综合性实验和来自工程实际应用典型的设计性实验。

创新能力培养分为工程训练实验和创新实践实验。实践训练实验按照学校的“大学生素质拓展计划”中对专业学分扩展的要求，由中心教师主导，以中心教师的科研项目、工程项目为背景，有针对性地对学生进行工程能力培养；创新性实验则以“大学生创新实验区”的学生为主，属于开放式的自主学习实验方式，由学生自发组织实验课题进行研究学习，并以参加“挑战杯”和“全国大学生电子设计竞赛”为主要目的进行集训。

实验室实验教学体系框架如图所示：

五、成果

在重点实验室机制改革探索的过程中,很多问题没有现成的经验供借鉴。我们在广东石油化工学院的支持下立项研究,使重点实验室机制改革和实践教学体系改革与实验室现实结合，立足于设备资源共享，着眼于学科建设和专业建设，取得了较好的效果。

1.最突出的表现形式是教师科研成果融入教学之中。教学内容注重传统与现代相结合，与科研、工程和社会实践密切联系，融入科技创新和实验教学改革成果，实验项目不断更新。综合性、设计性和创新型实验项目与教师的教学、科研项目、工程课题紧密结合。中心学生自主创新实践项目“IC卡门禁系统”和“在线呼叫系统”已经开发成功，为中心信息化管理建设作出了贡献。

2.学生的创新成果不断涌现。通过全国大学生电子设计竞赛和“挑战杯”竞赛等活动实现实验教学与教师的教学、科研相结合。学生的创新实践作品与教师的教学、科研项目和工程中的实际应用项目结合紧密。如第九届“挑战杯”中林钦杰的“基于智能主体的仿真足球机器人系统研究”就是源于中心教师柯文德的广东省育苗工程项目。近五年来实验中心培养的学生共获得省级以上奖项11项。

六、结束语

重点教学实验室是广东省教育厅为进一步深化实践教学改革，提高实践教学效果，增强高校教学示范中心辐射作用的重要举措之一，我校研究对重点教学实验室的机制改革，对促进学校实践教学的发展、提高实践教学水平具有十分重要的积极作用。改革实践表明，重点实验室的作用将随着改革进行为学科建设和专业建设提供更强有力地支持。

创新实验室管理系统的分析与设计 篇12

1 实验室管理系统分析

通过实验室管理系统,教学管理人员就能够通过校园网合理地安排相应实验课程,充分利用高校的计算机设备与Internet资源,提高了教学管理水平。实验室管理系统将采用B/S(Browser/Server结构)即浏览器和服务器结构,依托校园网络,构建一个实验室网上管理平台。B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。突破空间和时间限制,只要有一台能上网的电脑就能使用。实验室管理系统能实现创新实验室管理的全过程,如项目管理(根据项目各个阶段所完成情况学员填写相关信息。指导老师可时事了解项目进度情况,更好的安排项目进度。)、考勤管控(采用多种识别方式系统的管理创新实验室人员的出勤记录)、实验室监控(通过远程服务器时事监控实验室动态,实现创新实验室的安全防控)、实验室信息管理(包括实验室简介、制度、成果展示、新闻动态等信息)、实验室设备管理(创新实验室仪器管理及易耗材物品领用管理)和统计查询等。

2 实验室管理系统设计

实验室工作可以分为以下几个模块:

2.1 实验项目计划管理

项目跟踪主要针对计划,是为了了解项目的实际进展情况而采取的活动。如了解成员工作完成情况,了解整个项目计划完成情况等内容。跟踪主要是为了及时了解项目中的问题,并及时解决,不使问题淤积而酿成严重后果。详细的计划可以提高跟踪的准确性,提高跟踪的效率和效果。

1)对应的每个实验室项目中会分配对应计划负责人及需求人。老师充当着某个计划(实验室项目)的需求人,而学生就充当着某个计划的执行者。通过建立的实验室计划,详细明了的展示有计划负责人、需求人、计划执行时段、实现阶段成果、完成的进度情况等信息。老师可通过项目申请实验计划代码。通过审核后并能设置学生参与此项目

2)项目计划成员可看到所有参与此项目的所以科研者在这项目计划中的实施及完成情况。每个实验室参与人员可以参与多个项目的完成。只要该项目计划中的计划参与人存在你的信息。

3)实验室学员在完成某个项目阶段后,可根据互联网访问实验室,查看所负责项目计划中的某个指定计划项的信息,在此计划中新增子计划填写整个项目在这某阶段所完成的情况的详细信息并可添加下一阶段所需预计完成目标,直到此项目计划结束

4)实验室指导老师可根据自己负责的项目增加,修改,废除项目计划,同时指定某个学生或团队进行此项目的研发,并能按各种快捷检索信息查看所需了解项目的进度情况。

5)根据用户所处的角色在所在信息栏目显示当前用户所有项目阶段完成进度。

6)根据时段查看情况、比如设定一周开会可以查看此周完成的总任务

2.2 实验室信息管理

1)实验室简介:用户通过互联网访问指定ip或者校内域名浏览此实验室的创建历程等的信息,使之给好的了解此实验室的重点项目及方向。

2)实验室规章制度:用户通过互联网浏览并下载实验室规章制度。此信息让用户了解实验室的管理,更好的维护实验室次序。充分利用实验室提高价值。

3)新成员介绍:用户加入创新实验室后可填写自己详细资料,这样方便的大家的交流也促进了整个实验室成员的团队信息。

4)实验成果展示:包括对科研人员和科研机构的科研成果(包括论文和专著)进行查询和管理用户通过互联网浏览实验室最新成果展示,并展示历史所有项目成果。

5)实验室最新动态:用户互联网访问此信息,相当于实验室的最新新闻动态,能更好的让用户了解创新实验室最近的发展进程。比如:实验室最近研究一套智能小车项目、创新实验室荣获国家级荣誉等信息。

6)实验室课程安排及介绍:用户通过互联网访问信息并可下载此信息原版word文档。

7)差假信息管理:学员因事由无法参加创新实验室课程安排进行实验项目。可通过互联网访问创新实验室项目管理中的差假期管理系统提前填写差假单。指导老师也可通过此网络了解请假信息并方便指导老师的安排及课程调动。

2.3 考勤管理

考勤管理系统通用性强,具有迟到、早退统计、方便的查询功能、报表功能

1)指纹模式:建立指纹库,将想要通过指纹开门的合法人员的指纹采集并存储,指纹身份认证,通过指纹识别进行考勤,可有效避免学生迟到、早退、缺席、替课等现象,指纹识别考勤准确、方便、快捷、有效。

2)刷卡模式:可以创建用户库分配卡号,对将要通过开门的用户设定相关信息并存储;卡号身份辨认,成员想进入实验室时通过刷卡。考勤机通过获取的卡号信息并统计信息。采集对比将门自动打开。然后待成员进入后自动反锁。

2.4 监控系统

实验室数字时事监控远程管理实验室安保工作、学生实验监控管理。因学员制止力薄弱,指导教师不一定能指导到某个学生。可导致学员在创新实验室做一些无关实验项目的事。通过实验室监控系统可远程监控学生在实验室的实验状态。提高学生的项目实战效果。

2.5 项目资料管理

下载专区为学员及老师提供一个上传及下载的功能,按照管理分类管理各个资料文件。可根据分类将上传的资料进行系统划分。上传文件的同时设定文件其相关信息。如:类别、说明、大小、名称等相关信息。下载并统计下载次数,统计热门下载资料、及最新上传文件等

2.6 实验园区

创新实验室人员通过互联网访问实验室交流中心。可查看到交流中心各个板块(如学习讨论区、活动区等)的交流信息。用户可通过登录回复所感兴趣主题。也可发布自己主题进行讨论。根据相应的模块进入信息。

2.7 实验室设备管理

实验仪器设备的购置和使用管理。根据实验室仪器设备的实际情况及实验教学任务的需要,经系、校(院)审批同意,实施采购,设备到达后进行验收,验收合格存放于正确的实验室内,然后建立该设备的账、卡,由专职管理人员进行管理和维护,保证其正常使用,使用过程中有可能转让,出借,损坏等,到该设备寿命终了时进行报废,销账、销卡。

1)仪器管理:仪器入库、单个添加、入库管理、入库查询。

2)仪器借用:在线借用申请、审批、归还和记录查询。

3)仪器维修:在线维修申请、审批、修复和记录查询。

4)仪器报废:在线报废申请、审批、执行和记录查询。

5)仪器统计:仪器库存、入库统计、借用统计、维修统计、报废统计、

6)易耗品入库:单个添加、入库管理、入库查询。

7)易耗品领用:在线领用申请、审批、记录查询

8)易耗品报废:在线报废申请、审批、记录查询

9)易耗品统计:报废统计、领用统计、出库统计。

2.8 图书管理

为了更好的管理和利用创新实验室图书资源管理,提高创新实验室科技含量。提高学员的技术能力。学员可以通过网上借阅、查看新书速递、图书检索、借阅查询、图书管理|、管理办法、修改密码操作。

1)实验室图书管理制度,查看并下载。

2)用户可通过互联网查看创新实验室图书相关信息。并通过网上填写申请单预定选定书籍。为此实验室管理员可通过借阅信息分发及系统的了解书籍的去向。当用户归还数据时。管理员填写归还信息。

3)新书快递查看最新上架的图书

4)图书检索根据相关条件查找相关图书

5)根据信息统计归还记录及借阅记录查询

2.9 交流平台

实验室人员通过互联网访问实验室交流中心。可查看到交流中心各个板块(如学习讨论区、活动区等)的交流信息。用户可通过登录回复所感兴趣主题。也可发布自己主题进行讨论;提供一个与老师交流的平台,学生及老师都根据需求回答发布者提出的问题;当无相关信息数据的时候会有相应的数据提示;

3 结束语

本系统结合江苏经贸职业技术学院实验室管理的若干重点环节,分析实验室管理系统所需模块。采用该方法优于传统的实验室管理方式,能够发挥实验室最大性能。

摘要：根据我国高校实验室管理的现状,结合学院实际需求,分析了传统模式下的实验管理系统的优点和缺点,提出完善的实验管理系统开发的具体方案,并从项目管理、考勤管控、实验室监控、实验室信息管理、实验室设备管理和统计查询等论述了系统的完整方案。

关键词：MIS,实验室,管理,教学,系统设计

参考文献

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[4]张永强.高校教学管理信息系统的设计与实现[J].电脑开发与应用,2000,13(10).

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