土木工程综合实验

土木工程综合实验（精选12篇）

土木工程综合实验 篇1

随着我国经济的飞速发展, 大批建筑群随之兴起, 对土木工程的要求越来越高, 工程施工也变得复杂起来, 对工程质量的监督和检测变得更加严格。正因为上述的原因, 学习土木工程专业的大学生更应该注重实际操作能力的培养, 不可以纸上谈兵, 实验能力急需加强。为了培养出优秀的土木工程人才, 为了提升土木工程学科学生的全面素质, 学校优化了该专业综合实验教学的内容, 将模块式改革深入到实际教学工作中, 逐步培养出适合社会和经济发展需要的人才。

目前土木工程的综合实验教学部分, 常常作为土木工程理论基础教学的附带环节, 就是所谓的从属关系, 将实验教学分散到总课时中的不同部分和学时当中, 缺少了整体定性目标教学, 没有了实践总结理论的明确定位, 将课本的理论知识作为教学工作的主要方面, 相关实验成为验证理论的途径和方法。加上土木工程综合实验不集中、内容老套, 阻碍了实践产生真知的科学进程, 没能把实验创新培养落实到实处。所以在国家级示范中心建设目标规定的指导下, 要树立坚定的模块式改革信念, 将工程课群的研究方向定位在道路、建筑、岩土、桥梁、安装五个方面。只有这样, 才能构建科学的教学框架和实验模式, 才能培养出优秀的土木工程专业的人才, 才能满足经济发展的需要。

1 土木工程学科综合实验模块式改革的内容设置情况

介于学生的学时有限, 学校对学分的要求也有规定, 这种前提下如何完成综合实验模块教学, 在有限的时间内将土木工程教学的质量和效果提升上去, 就必须要提高教学的效率。这一专业有着多层次的需求, 在整合综合实验教学内容时, 必须要坚持创新, 将原先的培养方案加以改变, 将土木工程的所有实验的学科变成一个整体的模块, 改变原先分散的实验方式, 也就是说综合试验中有关的主要学科都归结为一个模块内, 形成一个集合。

这个整体的模块主要包括三个实验模块, 可以称之为综合实验模块一、二和三。

在模块一中涵盖主要学科的实验内容, 这些学科包括土木工程材料、建筑结构试验、建筑结构检测技术、桥梁与道路检测技术四部分, 主要实验为:钢筋受拉实验、混凝土立方体试块受压及劈裂试验、混凝土楼主体受压及劈裂试验。在综合模块试验中还有一些子实验, 比方说坍落度试验等。

模块二可以把钢筋混凝土设计原理学作为主要的内容, 主要进行RC简支梁加载实验和钢筋混凝土偏心柱受压试验。以集中荷载下钢筋混凝土简支梁加载实验的单筋无腹筋梁、单筋有腹筋梁、双筋有腹筋梁、双筋无腹筋梁, 剪跨比均分别为A=0.5、1、2、3, 纵筋率分别为p=0.5、1、2、3, 每类有20种情况, 共有100种情祝和钢筋混凝土偏心柱受压试验等都是第二个实验模块的综合实验。这些实验之间互相具有对比性, 单一实验又具有综合性。

模块三主要包括岩体力学以及岩体力学检测技术。这方面相关的实验包括:岩石剪切试验、岩石抗压及抗拉试验、岩石现场剪切试验、岩石三轴及变形试验。

2 土木工程学科综合改革理论教学课程的设置

土木工程学科综合改革理论教学课程的设置包括三个方面的实验, 主要是基础性、综合性、创新性实验。具体的实验定义如下:

2.1 基础性实验的含义

基础性实验主要考察学生的土木工程类专业的基础知识和基础能力。参加基础性试验才能获得试验的学分, 所以学生们必须参加这类实验, 并且通过基础性实验的测试。基础性实验课程是夯实理论教学内容的根本, 紧密围绕课程内容, 实验和理论知识结合一致, 统一安排可以深化专业学生对基础知识的掌握程度。通过各项实验来总结相关专业知识、概念、假设条件、定理、结论, 把握实验技能。

2.2 综合性实验的特点

综合性试验最大的特点就是综合性很强, 全面考察学生的综合能力和综合素质。这些实验能够全面提高学生们的动手操作能力、分析观察能力、判断理解能力、整合比较能力。在实验中学生可以充分利用自己所学的土木工程知识, 认真分析题目类型和含义, 对课本中的公式和例题进行比较, 得出需要的答案或结果。

2.3 创新性实验的特点

创新不仅是科技发展的动力, 更是教育改革的源泉。没有创新就没有热情, 在不断的思考中发现新的知识, 培养更多兴趣, 才可以激发学生对真知不断探索的积极性。创新性实验可能比基础性实验更有难度, 需要教师的进一步指导和辅助, 更能满足学习能力强的土木专业学生的进一步学习。

2.3.1 综合实验模块一

模块一的基础性实验主要有低碳钢弹性模景E的测定和万能试验机操作及混凝土拉、压实验等。综合性实验有棱柱体受压实验、混凝土立方体受压及劈裂实验等。用三种不同的实验方法测试混凝土抗拉强度属于拓展实验即创新性实验的一种。

2.3.2 综合实验模块二

模块二的基础性实验主要有:测定弹性模景E、梁的弯曲正应力实验、纯弯曲梁正应力实验等。模块二的综合性实验包括: (1) 钢筋混凝土简支梁斜截ICI强度实验; (2) 钢筋混凝土单筋梁正截面强度实验; (3) 钢筋混凝土简支梁斜截面强度实验; (4) 钢筋混凝土大偏心受压中长柱的强度实验; (5) 荷重传感器的设计与制作; (6) 钢筋混凝土单筋梁止截ICI强度实验等。创新实验通常在配筋形式、配筋率、剪跨比的不同情况下进行不同的变化, 与简支梁破坏形式的参照进行比对。

2.4综合实验模块三

模块三的基础性实验有:测定岩土的水相关性质例如容水度、测定岩石的吸水性试验、含水率实验等。检测岩石的强度, 即岩石抵抗外力作用的能力, 岩石破坏时能够承受的最大应力。包括单向抗压强度、单向抗拉强度、剪切强度、三轴抗压强度。检测岩石的变形, 即岩石在外力作用下发生形态 (形状、体积) 变化, 包括单向压缩变形、反复加载变形、三轴压缩变形、剪切变形。主要的综合性实验包括: (1) 岩石抗压实验; (2) 岩石抗拉实验; (3) 岩石剪切实验; (4) 岩石三轴实验; (5) 岩石变形实验; (6) 岩石现场剪切试验; (7) 锚杆现场抗拔试验; (8) 地基基础原位实验等。

3 加强土木工程类专业的软硬件投入和建设情况

软硬件建设是一个学科乃至一个学校健康可持续发展的前提, 是学校教学质量和教学效率提升的重要保障。加大软硬件的投入力度对土木工程专业综合实验模块式的改革教学工作具有重要的作用。增加机器设备的台数、提高教师的教学水平和专业能力是开设综合实验课程的措施之一。专业师资力量为土木工程综合实验课程的顺利进行奠定雄厚的师资条件。比如混凝土抗压强度实验、钢筋混凝土 (RC) 柱的受力性能实验中, 我校购进100T电液伺服式长柱压力试验机 (配置弯曲平台) 、ZY30拉拔仪 (数显、储存) 、ZY30锚杆拉拔仪 (数显、储存) 等, 加强了硬件的投入力度, 为土木工程测量综合实验模块式教学改革工作打下了良好的设备基础。

4 结语

实验教学和理论教学相辅相成, 通过实验激发学生求知的兴趣, 开发他们动手和思考的能力, 才顺应现代社会对人才的要求。通过土木工程综合实验模块式改革教学, 我校取得了显著的成效, 实验教学改革同社会接轨, 在需要的行业内崭露了头角。

摘要：土木工程综合实验作为土木工程专业教学的补充部分, 多数只作为土木工程学科上的一个附加环节, 这一环节系统性、效益性都很缺乏。根据此实际情况, 哈尔滨商业大学针对提高实验教学层次和实验与理论结合的发展模式, 对土木工程专业教学工作和课程实验进行整合, 并根据实际情况进行了改进, 逐步丰富教学的内容、增加创新的元素、突出基础知识的重要性。这样的模块式改革提高了土木工程专业教学质量和教学效率, 提高了教师的教学水平, 增加了学生专业的基础知识, 提高了学生实践操作的技能和创新能力。

关键词：土木工程综合实验,模块式改革,创新能力

参考文献

[1]李蕾.土木工程专业人才培养模式探讨[J].实验室研究与探索, 2004, 23 (7) :97-100.

[2]土木工程专业教学大纲编写组.土木工程专业指导性教学大纲[M].北京:建工出版社, 2001.

土木工程综合实验 篇2

（一）实验具有实用性

岩土工程勘察综合性实验，按照勘察工程实际生产流程设计，具有明确的职业性、实用性、实践性。岩土工程勘察技术是人们在长期的工程实践中积累发展起来的，其最显著的特点就是实践性强，三分理论、七分实践。如果不进行贴近真实过程的实验，一来他们难以建立起岩土工程勘察技术体系的概念，同时也会影响到他们形成独立的系统性思考问题和解决问题的能力。通过岩土工程勘察综合性实验，学生毕业后能较快地进入角色。即使大部分学生毕业后到工程建设设计部门工作，岩土工程勘察技能对他们同样重要。在编写岩土工程勘察任务委托书时就会心中有数；在应用岩土工程勘察资料设计建筑物基础及岩土治理方案时就会得心应手，使设计的建设工程更符合经济合理、确保安全运行和提高投资效益。

（二）实验内容具有系统连贯性

岩土工程勘察综合性实验内容，包括对某一建筑场地测量定位、钻探、原位测试、收集采取岩土试样、鉴定描述、室内土工试验，综合分析评价，确定土岩层承载力特征值，建议建筑物基础持力层及基础形式、以及相关的岩土工程综合治理方案。学生对岩土工程勘察的全过程、全工序进行学习实践。按照工程实际开展实验，调动学生实验实习的积极性，让学生在具体工程实践中增长才干，培养学生理论联系实际的能力。领会将来到工程勘察单位实际工作的内容和方法，培养他们初步承担技术工作的能力，并提高他们的综合素质。改变分散的、独立的课程验证性实验只见树木不见森林，缺乏系统性的弊端。

（三）实验时间具有连续性

岩土工程勘察综合性实验应在相关课程讲授完毕之后，集中安排2周时间，连续进行综合性实验，独立设置实验课程。时间具有连续性，可以培养学生连续工作的毅力和能力，利于学生提前熟悉就业环境，增强工程意识及严谨的科学态度。同时培养学生吃苦耐劳的精神。

（四）实验具有可行性及优越性

我校建筑工程专业工程测试中心，具备有岩土工程勘察乙级资质企业所有的全套岩土工程勘察生产设备和技术。利用专业工程测试中心自备的设备与技术资源，用学校新征收的规划建设用地或闲置空地，在校内开设岩土工程勘察综合性实验。实验的时间安排可以随着教学进度自行确定，可以按照传统的课程实验模式，由教师事先设计布置实验项目，按照事先安排的实验程序按部就班地进行实验操作，具备实施实验的可行性和可操作性。钻探施工是综合性实验的一个重要组成部分，不同于校外的实习以生产为主，所以在校内安排专为实验的钻探施工可以大大提高实验效果。同时可以节约学生到校外生产单位实习的经费开支，节省联系校外生产实习基地实习的时间，并有利于在实验实习过程中对学生的学习生活管理。避免了到校外勘察生产单位联系实验实习诸多环节的纠结，具有校外实习不可比拟的优越性。

（五）实验内容具有未知性

土木工程综合实验 篇3

【摘要】现代化汽车生产企业产品更新速度快，要求缩短设计研发周期，仿真技术已经普遍应用到制造行业。本文依托载运工具运用工程仿真实验室软硬件设备，开发“汽车综合仿真实验项目”，并对每个子项目的要求、能力培养等情况进行阐述。

【关键词】载运工具运用工程 研究生仿真训练 汽车综合仿真

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0161-01

随着计算机技术和专业仿真技术的发展，要求汽车生产企业在设计研发阶段要加快进度。在这样新的形势下，对高校机械相关专业研究生培养提出了更高的要求：不仅要求研究生掌握数学、力学、机械、电子电工等传统基础课程知识，同时还要掌握现代设计方法，会运用成熟的专业仿真计算软件进行建模与优化设计。一个只懂得用传统机械设计方法进行设计计算、并根据计算结果作机械零部件图的学生，已经远远不能满足现代企业的需求。

我校载运工具运用工程学科，在充分利用中央地方共建资金和交通运输部建设资金基础上，建立了独立的载运工具运用工程仿真实验室。目前该仿真实验室有服务器一台、工作电脑20台。购买了Hyper-mesh、AVL-FIRE、GT-suite等专业仿真软件。本综合仿真实验项目通过利用这些专业仿真软件，分步骤、分阶段进行模拟仿真训练，在研究生开题之前，将课题研究中所用专业软件和基本技能训练一遍。下面以“汽车综合仿真实验项目”为例，将综合仿真实验项目分解为三个子训练项目，说明整个训练项目的流程。

一、发动机燃烧室三维设计仿真训练项目

本训练项目利用Hyper-mesh软件建立发动机整机三维模型，主要是包括燃烧室和进气道部分。然后将发动机燃烧室及进排气道模型分离出来。对燃烧室模型进行网格划分，进行缸内三维仿真计算，可以得到燃烧放热规律及缸压曲线。在进行改进设计过程中，可以对气道、活塞、凸轮轴（配气相位）等零部件进行优化设计。利用缸内三维仿真模型还可以进行气道流动仿真计算。特别针对带有进排气气道的燃烧室模型，可以对凸轮轴进行优化设计，开展进气流量、发动机回火等问题的研究。

本项目要求学生能够熟练掌握三维模型分离技术、掌握网格划分技术、初步掌握三维仿真的理论基础和三维仿真分析能力。

二、发动机整机性能仿真训练项目

在本训练项目中，首先获取发动机整机性能仿真所需要的基本几何参数数据，利用GT-POWER软件建立发动机整机仿真计算模型。在模型中，输入发动机管路及缸内几何尺寸、发动机点火顺序、气门升程曲线、摩擦功曲线、过量空气系数及边界等条件，将训练1中所得到的发动机燃烧放热规律带入到整机模型中，进行整机性能仿真计算。根据不同转速和不同负荷条件设置一系列计算工况，计算发动机在不同工况条件下的动力性、经济性，可以得到发动机的外特性曲线和万有特性图。

本训练项目要求学生掌握发动机整机仿真模型的建模方法，理解模型中参数的物理意义，掌握vibe等燃烧模型的设置方法。能够根据发动机不同工况对燃烧放热规律进行合理调节，得到精确合理的计算结果。

三、整车性能仿真训练项目

根据某整车的基本结构，简化物理模型，从GT-DRIVE的模板中选用复合模块、控制模块、连接模块、传感器及执行器模块等，搭建仿真模型，建立汽车系统的各总成和部件的机械连接和信号连接，并对各部件和总成进行参数化处理，完成整车建模。然后进行仿真计算得到各个挡位下的加速度、最大爬坡度、最高车速、最大功率等整车动力性指标和百公里油耗等经济性指标。可以进一步加深学生对动力传动一体化研究的认识。

本项目要求学生在掌握汽车基本结构和电控基本知识的基础上，掌握整车仿真建模方法、能够根据不同的设计目标进行仿真计算，并能够对计算结果进行分析。

四、小结

汽车综合仿真实验项目包含了发动机零部件优化设计、发动机缸内三维仿真于燃烧排放特性分析、发动机整机性能仿真分析、整车动力传动性能仿真等一系列优化设计与仿真的子训练项目。即使不能让每个学生全都做一遍，但通过团队合作，将与本学科领域相关的学生分组，可以分解完成每个子项目。既可以让学生充分认识仿真技术在汽车现代化设计中的作用，又锻炼了学生开展实际项目的科研能力和团队合作能力。

参考文献：

[1] 高琪瑞，李东海.能源动力仿真实验教学系统设计与应用[J].，实验技术与管理，2006.05.

[2] 杨秉耀，刘丽葵.加强研究生实验技能培训的研究[J].实验室研究与探索，2009.6.

[3] 马玉真，宋方臻.用于研究生教学的机械类课程仿真实验教学系统的开发[J].教育教学论坛，2012.9.

土木工程综合实验 篇4

在教学中, 普通院校的基因工程实验教学往往存在种种困难, 如实验经费短缺、实验时间不足、学生动手时间少、因学生毕业去向不同对实验技能要求有差异等[2]。针对上述问题, 本文结合本校实际, 对现有基因工程实验教学进行革新, 有利于培养学生实践和创新的能力。

一、实验室设置

1. 实验室安全。

实验室在建设和管理中, 应首先考虑到师生的健康和生命安全问题, 推行实验室安全保障制度。基因工程实验接触到的试剂有腐蚀性、剧毒性、致畸性、刺激性或易燃易爆的特点, 这类试剂及其废液需要特殊处理。推行实验室安全规则, 在于防止实验室事故的发生。实验室事故往往导致实验室人员的伤亡、设备损毁, 甚至会给社会和国家带来不可估量的损失。各研究机构为保障教师和学生的安全及健康、减少国家财产损失, 应该推动、执行以政府制定的安全生产法规为基础的安全条例, 建立安全舒适的实验、研究环境;并且加强其安全管理及设备的安全检查, 以确保教师和学生的生命安全[3]。

2. 仪器设备配置和管理。

基因工程综合性实验涉及到的仪器设备有超纯水制备系统、低温高速离心机、PCR仪、凝胶成像系统、恒温水浴箱、振荡培养箱、超净工作台等, 这些仪器设备的安排需根据实验性质和实验要求配置在不同的实验区域。如考虑到无菌要求, 超净工作台应安排在无菌操作室内, 实验人员的进出都应满足无菌操作的要求。上述仪器一般是本科实验课程中所用到的比较昂贵的设备, 考虑到学生的实际操作能力比较弱、对仪器设备使用的熟练程度比较低的实际情况, 教师应在正式开始实验教学之前, 对实验仪器进行操作及注意事项说明;同时应在贵重仪器旁附上具体操作说明以及常见的故障排除方法。

二、实验教学体系

1. 教学目的。

设置基因工程综合性实验课程是为了培养学生良好的实验习惯、培养学生的实践动手能力、培养学生的分析问题和解决问题的能力、培养学生的耐力和毅力和提升抗挫折的能力[4]。

2. 选题。

综合性实验课程的选题受到很多条件限制, 如课时安排、实验室自身条件和经费、与其他实验课程的交叉、学生的理论知识和操作水平等。结合以上情况, 我们将题目拟定为“小鼠Actb基因片段的克隆”。该题目涉及到几乎所有基因工程相关的知识点, 包括核酸提取, 反转录PCR、琼脂糖凝胶电泳、感受态细胞的制备及连接产物的转化、质粒的小量制备、重组子的筛选与鉴定等。实验过程中, 学生上一步的实验结果将作为下一步实验的基本材料, 整个过程环环相扣, 充满悬念, 学生在整个过程中需要对每一步实验结果的成功或失败的原因进行分析并及时微调实验方案。这样, 有利于学生在实验时做到理论联系实际, 能够帮助学生更好地将理论与实践相结合, 达到学习的目的。

3. 实验的组织和实施。

教师在实验过程中讲解基本的操作方法和注意事项, 具体实验过程由学生讨论后分组实施。在重组子筛选与鉴定这类可以有多种备选方案的实验中, 我们提供了2种以上的验证方案供学生选择, 学生可以根据自己的兴趣、上一步实验结果以及操作时间任选其中一种或多种。在实验的时间安排方面, 由于基因工程实验周期长, 每一步骤耗时长, 我们协调了实验室管理人员, 将大部分实验课调整至周末进行, 耗时短的步骤则分散在不影响正常教学的晚上进行。

4. 成绩考核评价制度。

实验课和理论课不同, 死记硬背的内容不多, 主要是培养学生的实验技能、科学态度、观察能力等。因此, 实验考核与理论课的考核是不同的。考察的内容不仅应包含有所学的知识和技能, 还有综合运用知识的能力、实事求是的科学态度等[6]。

参考其他进行了基因工程教学改革院校的成绩评定制度, 考虑到本校实际情况, 我们拟定了以实验报告为主要评价手段的成绩考核评价制度。即实验全部结束后, 每个同学提交一份实验报告, 作为评定该学生基因工程实验成绩的依据之一。我们将基因工程实验课的考核分为平时成绩和实验报告两部分。平时成绩包括:实验操作、考勤情况、纪律卫生等;实验报告要求内容翔实, 着重实验结果的分析和讨论以及进行综合性实验的感受和建议[5]。总之, 这种考核方式既考查了学的生理论知识水平, 又考查了学生实际操作技能和分析问题解决问题的能力, 使考核尽量能体现学生的综合水平。

三、教学效果

经过2年的综合性实验教学实践, 我们感到这种综合性教学模式是深受学生欢迎的。通过综合性实验的实践锻炼, 学生对科研有了实际的体验, 实验能力和分析问题的能力都有了不同程度的提高。

另外, 在学生座谈时, 学生对于基因工程综合性实验的设置也有良好的评价, 他们认为综合性实验提高了他们的实际操作能力、理论水平和独立分析问题的能力。

四、综合性实验教学存在的问题

综合性实验教学是实验教学中比较新的教学模式, 以周期长、学生主动性高和能够联系科研作为主要特征。这些特征在教学中伴随着一些问题, 如实验室开放的时间安排难以固定化、仪器设备难以维护管理、有毒有害药品不登记使用、高额试剂的浪费等情况。对于以上问题, 学校可以考虑进一步协调实验室管理人员, 并对其进行严格监管, 同时在学生中实行组长责任制度。

实验成绩除了参考实验报告外, 还应增设扣除失误及增加创新等考核方式。对学生的实验评分除了要以实验结果作为考核标准外, 还要参照学生的实验数据记录情况以及对实验结果的分析是否合理、完整和科学, 对于实验操作的态度也应记入评分系统。这样一来, 假如学生的实验结果不理想, 但如果他们有深刻的分析以及独到的见解, 也可以获得合理的成绩评价。最后, 如果学生对实验设计、方法和步骤发表不同的见解, 实验成绩可以从优考虑, 这样可以鼓励学生的创新精神[7]。综合性实验的评定成绩作为基因工程理论课程总评定成绩的一小部分, 不能完整反映学生的实际水平, 如果作为独立实验课程进行考核, 更能体现综合性实验的教学结果和学生实际操作技能以及分析问题解决问题的能力。

综合性实验是一种教师启发引导、学生主动参与的教学过程, 师生间的互动较强, 对教师的知识面和实际科研能力要求比较高, 需要教师和学生双方共同努力才可以获得教学相长的双赢结果[8]。

五、结语

基因工程的综合性实验教学还有待进一步探索和实践, 实验教学的内容、方法需随着科技和学校科研水平的进步不断革新。同时, 学校还应继续提高教师及实验员的业务水平, 改善实验条件, 促使实验教学向更合理的方向发展。在教学过程中, 我们要不断总结经验教训, 逐步完善教学过程, 从而培养出高素质的创新型人才。

参考文献

[1]陈至立.自觉更新教育观念积极实践素质教育思想[J].人民教育, 2002, (1) :1.

[2]陈国梁, 薛皓, 贺晓龙, 孙志宏.普通院校基因工程实验教学的改革与创新[J].高校生物学教学研究 (电子版) , 2012, 2 (4) :47-50

[3]郭宝英, 邓一兵, 马玉心.浅谈基因工程实验教学[J].科教文汇 (下旬刊) , 2012, (3) :46-47.

[4]曾凤英, 臧学丽, 郭红军.浅谈基因工程学生综合实践能力的培养[J].中国民族民间医药, 2013, (9) :45, 48.

[5]丁飞翔, 王玉招, 颜宏利, 孙树汉.基因工程综合性实验教学改革初探[J].山西医科大学学报 (基础医学教育版) , 2009, 11 (3) :303-305.

[6]张前, 解华, 李峰, 王珍.基因工程实验课程的建设与教学实践.[J].中医教育, 2008, 27 (5) :24-26.

[7]秦红霞, 王萍兰, 徐玲玲, 李同建.基因工程实验教学改革与探索[J].安徽农业科学, 2010, 38 (7) :3813-3814, 3816.

综合布线与工程管理实验指导书 篇5

实验一

双绞线与RJ45头的连接

一、实验目的

1.掌握EIA/TIA568A和EIA/TIA568B 2种信息模块的物理线路分布方式 2.熟练掌握两种信息模块的压接技术

二、实验要求

1.复习相应的理论知识 2.预习相应的实验内容 3.完成实验报告

三、实验内容

1.线缆剥皮 2.线缆排序 3.水晶头的压接

四、实验所用仪器

1.工具：压线钳 剥线器

2.耗材：RJ45水晶头 双绞线

五、实验步骤和方法

1.剪断:利用压线钳的剪线刀口剪取适当长度的双绞线。

2.剥皮:用压线钳的剪线刀口将线头剪齐,再将线头放入剥线刀口,稍微握紧压线钳慢慢旋转,让刀口划开双绞线的保护胶皮,拔下胶皮。(注意:剥掉与大拇指一样长度即可)【小提示】剥线长度通常恰好为水晶头长度，这样可以有效避免剥线过长或过短。剥线过长一则不美观，另一方面因网线不能被水晶头卡住，容易松动；剥线过短，因有保护胶皮存在，太厚，不能完全插到水晶头底部，造成水晶头插针不能与网线芯线完好接触。3.排序:剥除外层保护皮后即可见到双绞线网线的4对8条芯线，并且可以看到每对的颜色都不同。每对缠绕的两根芯线是由一种染有相应颜色的芯线加上一条只染有少许相应颜色的白色相间芯线组成。四条全色芯线的颜色为：棕色、橙色、绿色、蓝色。每对线都是相互缠绕在一起的,制作网线时必须将4个线对的8条细导线一一拆开,理顺,捋直,然后按照规定的线序排列整齐。目前,最常使用的布线标准有两个,即T568A标准和T568B标准。T568A标准描述的线序从左到右依次为:1-白绿、2-绿、3-白橙、4-蓝、5-白蓝、6-橙、7-白棕、8-棕。T568B标准描述的线序从左到右依次为：1-白橙、2-橙、3-白绿、4-蓝、5-白蓝、6-绿、7-白棕、8-棕。【小提示】在网络施工中，建议使用T568B标准。当然，对于一般的布线系统工程，T568A也同样适用。排列水晶头8根针脚：将水晶头有塑料弹簧片的一面向下，有针脚的一方向上，使有针脚的一端指向远离自己的方向，有方型孔的一端对着自己，此时，最左边的是第1脚，最右边的是第8脚，其余依次顺序排列。

4.剪齐:把线尽量抻直（不要缠绕）、压平（不要重叠）、挤紧理顺（朝一个方向紧靠），然后用压线钳把线头剪平齐。这样，在双绞线插入水晶头后，每条线都能良好接触水晶头中的插针，避免接触不良。如果以前剥的皮过长，可以在这里将过长的细线剪短，保留的去掉外皮的部分约为14mm，这个长度正好能将各细导线插入到各自的线槽。如果该段留得过长，一来会由于线对不再互绞而增加串扰，二来会由于水晶头不能压住护套而可能导致电缆从水晶头中脱出，造成线路的接触不良甚至中断。

5.插入:以拇指和中指捏住水晶头，使有塑料弹片的一侧向下，针脚一方朝向远离自己的方向，并用食指抵住；另一手捏住双绞线外面的胶皮，缓缓用力将8条导线同时沿RJ-45头内的8个线槽插入，一直插到线槽的顶端。6.压制:确认所有导线都到位，检查线序无误后，就可以用压线钳压制RJ-45头了。将RJ-45头从无牙的一侧推入压线钳夹槽后,用力握紧线钳(如果您的力气不够大,可以使用双手一起压),将突出在外面的针脚全部压入水晶并头内。附：

EIA/TIA568A信息模块的物理线路分布如图12所示。

图1-2 EIA/TIA568B物理线路接线方式

六、实验预习要求

仔细阅读实验指导书，查阅相关资料。

七、实验报告要求

写清实验步骤及心得体会。阐明在实验中遇到的困难及最终解决的方法。

实验二（1）

通用信息插座的端接

一、实验目的

1． 掌握双绞线与信息插座及插头模块的连接方法 2． 能识别信息插座的类型﹑色标和编号

二、实验要求

1.复习相应的理论知识 2.预习相应的实验内容 3.完成实验报告

三、实验内容

1.2.3.4.线缆处理 模块安装

RJ45跳线制作

测试连通性（可选）

四、实验所用仪器

1.工具：剥线器 打线刀

2.耗材：双绞线 通信模块

五、实验步骤和方法

1.线缆处理

(1)剥除PVC线缆护套

(2)检查4对双绞线的绝缘层是否破坏，如破坏，则重新进行步骤 2.模块安装

(1)根据设计要求，确定接线方式是T568A还是T568B，选择一种。(2)将双绞线对从中间分开压入相应的安装槽中。(3)把模块放入厂家提供的安装底座上。

(4)用专用打线工具与模块底座呈90度角打线。(5)将保护盖压紧。3.RJ45跳线制作

(1)将跳线护套套入电缆内。

(2)将双绞线对按T568A（或T568B）接线方式排好并剪齐。

(3)将剪齐后的线对插入水晶头内，线对应全部顶到头，外护套应进入水晶头内。(4)将水晶头放入压接钳内压紧。(5)将跳线护套套入水晶头。4.将保护盖压紧

六、实验预习要求

仔细阅读实验指导书，查阅相关资料。

七、实验报告要求

写清实验步骤及心得体会。阐明在实验中遇到的困难及最终解决的方法。

实验二（2）

配线架端接

一、实验目的

1． 掌握在配线架上端接电缆的基本方法。2． 掌握连接块的端接方法。

二、实验要求

1.复习相应的理论知识 2.预习相应的实验内容 3.完成实验报告

三、实验内容

1．在配线板上端接线缆 2．安装连接块

四、实验所用仪器

1.工具：打线刀

2.耗材：配线板 连接块 双绞线

五、实验步骤和方法

1.剥除适当长度的线缆外皮。

2.将线缆整理（松弛地）放到任一边。

3.将4对双绞线依兰，橙，绿，棕顺序（或根据配线板提示顺序）依次压入相应槽内，白色在前。

4.用专用打线工具将线头切断。

5.根据安装的电缆对数，选择相应的连接块(4对或5对)，用专门工具将连接块打到配线架上。

六、实验预习要求

仔细阅读实验指导书，查阅相关资料。

七、实验报告要求

写清实验步骤及心得体会。阐明在实验中遇到的困难及最终解决的方法。

实验三

小型楼宇网络布线系统的模拟设计与实现

一、实验目的

1.增强设计能力。2.培养团队协作精神。3.提高施工技能。

二、实验要求

1.2.3.4.复习相应的理论知识。合理的设计方案。

紧张而有序的施工过程。完成实验报告。

三、实验内容

1．布线方案的设计。

2．对方案进行可行性分析。3．人员分配。

4．选择相应实验器材依据方案进行简单模拟操作。（结合实验室现有设备）5．验收与测试。

四、实验所用仪器

略。

五、实验步骤和方法

略。

六、实验预习要求

仔细阅读实验指导书，查阅相关资料。

七、实验报告要求

设计人员：画出设计图案，写明设计思想。

管理人员：写明人员分配方案及整个工程的实施过程。施工人员：写明所负责项目的施工步骤。

附录：

土木工程综合实验 篇6

【基金项目】辽宁省普通高等学校本科教育教学改革研究项目，UPRP20140697。

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）08-0240-01

1.引言

材料成型与控制工程在我国的大学教育课程中的开设时间不长，是集材料科学、成型技术与自动控制技术的综合性的学科，重点是加强学生材料成型加工的基本理论和应用能力的培养，近今年来该学科已经受到从事材料制备、加工技术和设备的设计与开发，科学研究、生产管理、销售和其他业务工作的工程技术人员的关注，各大院校也积极开设和研究这么课程。材料是人类赖以生存和发展的物质基础之一。20世纪70年代，材料、能源和信息技术被誉为现代文明的三大支柱；一直以来，发达的工业化国家都将材料成型及控制工程专业看做重点发展学科。

2.材料成型及控制工程专业实验教学现状

材料成型及控制是现代制造业的关键技术，它扮演着一个重要的角色在国民经济的发展和国防建设邻域。材料成型及控制工程学生既有深厚的理论知识和实践能力，因此，实验教学被越来越多的关注。为了使实验教学不仅相关课程，但也有独特的和实验教学的针对性，并能满足开放实验室教学的要求，我们汇编了这个材料。

2.1学生的学习难度比较大

材料成型与控制工程专业是铸造、锻造、焊接等多个专业的一个新的专业，它涵盖了广泛的知识领域，使学生的学习压力比较大。有些学校开设的该学科，仅仅是把铸造、锻造、焊接等内容进行简单的合并，并没有做到有机融合，导致学生很难完成这么多的学习内容，所以学校必须对相关内容进行整合和提炼，减轻学生的学习负担，同时也有利于提高学习质量。

2.2实验设备老旧落后

材料成形及控制工程专业铸造、锻造、焊接及其他许多老专业， 的基础上形成的，这些老专业学术质量水平直接影响到主体材料成形及控制工程专业的质量。然而由于时代的科学和技术的快速发展，导致铸造、锻造、焊接技术更新非常频繁。

2.3材料成型及控制工程专业综合实验课程设置的改革设想

（1）明确材料成型及控制工程专业综合实验课程设置的目的

单独设置专业综合实验教学，并基于有效组织和建设的前提下，遵循教学规律、循序渐进、系统地进行教学内容与教学方法的改革。在保留理论课程中必要的验证性实验环节的基础上，单独开设综合实验课程，使整个教学过程由易到难，学生在学习和实践的过程中得到足够的锻炼。

（2）合理设置及安排综合实验课程

以重点培养学生在材料成型方面的综合素质与创新能力为综合实验改革的目标，结合我院实际，在教学计划的第7学期新增设32学时的“专业综合实验” 实践教学环节。在该学期， 学生基本完成了所有的理论课程的学习和相关课程的实验。

材料成型及控制工程专业综合实验设置的每一个实验项目， 都是以某一材料为主线进行， 学生独立完成某一产品从原料配比到产品制成的整个过程，一环扣一环， 需连续进行， 在常规的教学过程中很难合理安排， 而单独设置综合实验课程可以解决这个问题。

3.实用性原则

高校开设材料成型及控制工程专业的目的在于为社会输送满足社会需求的专业性技术人才，因此在具体的专业建设中，首先需要遵循的就是实用性原则，注重学科的实用性和实践性，杜绝为学生开设过多的理论讲解课程，要将理论与实践相结合，多为学生开设一些有针对性的实践课程，让学生在实践中理解理论的内涵并对其的掌握应用能力得到锻炼。在学习过程中，学生要重点掌握本专业的学习要求。

4.创新性原则

培养学生的创新意识，提高学生的创新能力是各学科的教育目标，材料的形成与控制工程专业也不例外。一个人只有明白创新将在竞争中站稳脚跟，才能提取更长远的发展。对于材料形成与控制工程等重点学科，必须在平时教学中，注重培养学生的创新能力，摒弃以往的“课程标准”式教学模式，建立创新的课程模式，鼓励和引导学生大胆创新，逐步提高学生的创新能力，满足当今社会发展的需要。综合实验课程设置要改变封闭被动的实验模式， 建立了自主式开放型的实验教学模式。在实验过程中充分发挥学生的主体作用， 注重激发学生的主动性和探索、创新精神。

5.结论

材料成型与控制工程是新的专业学科设置时间不长，但培养的专业和技术人员对广大的工业和采矿企业发挥了重要作用。在高校需要立足于社会市场需求的专业技术人员，要积极开发和推动材料成型与控制工程建设工作，坚持专业人才的传播为社会教育目标，采取积极措施应对当前材料成型与控制工程专业教育在我国的就业和发展突出问题，为学生提供实用和有效的教育体系。

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土木工程综合实验 篇7

关键词：制药工程,专业综合实验,教学改革

制药工程是我国于1998年新创建的制药领域的工程学科专业[1]。该专业培养掌握制药工程基础理论与基本技能, 熟悉药品生产及质量管理, 了解本专业领域的发展动态, 能够在医药及其相关部门从事科技开发、药品生产、技术管理、应用研究及药品销售等方面工作的高素质应用型工程技术人才。专业综合实验是集中实践教学环节中必不可少的部分, 综合实验是对学生所学专业课知识的综合运用与实践, 让学生理论联系实际, 明确药品生产的特殊性, 对药品生产的基本工艺流程有一个较完整的感性和理性认识。通过专业实验训练, 提高学生的动手能力, 分析和解决实际问题的能力, 同时也为今后从事药品的生产和科研开发做必要准备。通过专业实验, 让学生学习一些必需的药物制备技术、过程质量监控技术及其检测方法、药物制备过程中设备的布置、连接、作用和控制等工程化训练, 学习数据采集、记录及分析处理等, 学习如何将实验方案转变成为实际可操作的实践过程, 及运用文字进行表述实验内容的能力等。重庆理工大学制药工程专业自创办之初, 就单独开设专业综合实验, 经过近几年的教学改革与实践, 取得了一定的成绩, 但也存在一些问题。本文就本校制药工程专业综合实验课程的教学内容、考核方式的改革等进行简要阐述。

1 专业综合实验教学存在的问题及改革思路

制药工程是实践性很强的学科, 学科性质要求加强学生的实践动手能力。目前制药工程一些专业基础课均开设了实验课, 但因各门实验课的课时较少, 其实验内容多局限于本课程的知识点而不能拓展, 各门课程之间的知识点不能有机的结合[2]。本专业以往开设的专业综合实验只是对专业基础课知识点的适当延伸, 部分内容重复, 脱离了从专业基础到专业实验课的内在联系。多数由任课教师按照教学大纲课前制定实验方案, 准备实验材料、课堂上教师先讲解后示范, 学生参考实验步骤, 按部就班地进行, 而且往往是全班同学做相同的实验内容。整个实验过程学生是被动的参与, 缺乏主动性和积极性, 有些学生甚至自己不动手做实验, 依靠同组其他同学完成整个实验过程。课程的考核主要依据实验报告的成绩和考勤情况, 而实验报告有不少出现雷同的现象, 部分学生积极参与了实验, 但实验报告草草了事, 成绩较低, 甚至出现有个别学生实验过程中根本没有参与, 但实验报告参考其他同学数据, 成绩相对较高。该考核方式不能客观的反映学生的实验成绩, 甚至会降低学生参与实验的积极性。基于以上专业综合实验存在的问题, 本人提出了专业综合实验教学总体改革思路, 优化教学内容, 建立专业综合实验创新型实验教学平台, 将专业综合实验与生产实践相结合, 实施新的教学考核体系。

2 专业综合实验教学改革的内容

2.1 实行开放式教学, 增加创新型实验内容, 实验内容与教师科研相结合

专业实验教学作为制药工程专业教学的重要组成部分, 是培养合格制药工程专业人才的基本环节。为了充分利用有限教学资源, 让更多的学生参与实验, 将分班教学改成分批教学, 减少验证性试验的比例, 增加创新型综合性试验内容。验证性实验主要强化学生实验基本技能的培养, 设计性实验培养学生的创新能力, 综合性实验强化学生的综合分析能力。鼓励学生在教师的科研课题下自行设计实验方案, 并在实验教师的论证下自主开展实验, 充分调动学生参加实验课的自觉性和实验操作的主观能动性, 有效地促进学生科研能力的培养。开设研究创新型实验, 促进科研与教学的良性互动。科研是教学实验的源泉, 能更好地培养学生的能力与素质, 推进学生自主学习, 合作学习。研究型实验将有利于培养学生的科研能力与创新素质, 同时能促进科研与教学的良性循环。改革传统的教学模式, 采用开放式教学, 将原来的12个实验增加到16个, 将原先的2个班改为6个批次。成立学生兴趣小组, 参与综合实验课题设计及准备。在设计实验时, 对各实验进行统筹安排, 将几个实验项目组合以构成一个较完整的制药过程。开设实验课前广泛征求其他老师的意见, 精心制订专业综合实验教学计划并发布到校园网上, 让学生自主选课。同时对教学方法进行改革, 改变实验员准备实验的常规方式, 准备工作主要由学生兴趣小组来做, 整个实验过程由学生自己完成, 教师协助指导, 这样可杜绝学生被动做实验的现象, 促进学生主动思考, 提高分析问题的能力[3]。

2.2 综合实验内容与企业生产实践相结合

制药工程专业注重培养高素质应用型工程技术人才, 不能脱离生产实践, 将综合实验环节与生产实践相结合更有助于学生了解制药生产过程的工艺流程及操作, 提升学生的进一步深造及就业能力。在设计综合实验内容时尽量多考虑与生产实践密切相关的项目, 如药物分离关键技术中的大孔吸附树脂分离技术、超临界萃取技术、色谱分离技术等, 药物分析中高效液相色谱、质谱技术等。加强与企业的合作, 有些实践环节可分批安排在企业进行, 重庆理工大学药学与生物工程学院先后与重庆太极集团和华森制药有限公司联合建设“重庆市现代中药制药工程技术中心”, 建立起长期开展技术合作与联合人才培养机制。积极安排学生对制药生产研发企业进行现场观摩, 引导、联系和帮助学生在假期中从事各种与本专业相关的各项社会实践活动。现重庆理工大学药学与生物工程学院已与重庆富进生物有限公司, 重庆前沿生物科技有限公司, 西南合成制药有限公司, 重庆华邦制药有限公司等企业建立了长期稳定的实践教学基地。通过生产实践, 帮助学生提高动手的能力, 在生产实践中巩固课堂中学习的专业综合知识, 真正做到学以致用。

2.3 实施新的教学考核体系

随着综合实验教学内容的改革, 我们建立了新的教学考核体系, 不局限于原先的实验报告形式。实验成绩考核不能仅凭实验报告, 应实行知识、技能和能力的综合考评, 建立以应用能力考核为主的教学质量评价体系[4]。新的专业综合实验教学考核内容:实验操作技能考核 (基本操作和实验技术, 化学合成药物、生物药物、天然药物等共50分) , 新技术、新方法考核 (10分) , 基本科研能力考核 (文献检索、文献阅读等共10分) , 实验报告 (30分) 。通过这种考核方式, 让学生们更加具备自学与自我继续学习的能力, 真正成为能够在医药及其相关部门从事科技开发、药品生产、技术管理、应用研究等方面工作的高素质应用型工程技术人才。对教学效果采用多种评价方式, 除了学校规定的学生的匿名评估和教学督导团听课评估两个主要参考指标, 还尝试通过座谈会和问卷调查等形式, 对这一改革的教学效果进行大量调查。

3 专业综合实验教学总结

通过近几年的专业综合实验教学的改革与实践, 学生的综合知识和综合能力得到提高, 实践能力和创新能力得到培养。通过专业实验训练, 学生掌握了基本的实验操作, 如中药及天然药物经典提取方法的原理及其应用, 运用化学方法、光谱方法来鉴定化合物结构, 使用色谱仪进行药物分析的定性、定量方法, 熟悉色谱在药物鉴别、有关物质检测、含量测定等质量监控等方面中的应用等;掌握了药物生产工艺中的设备、仪器的使用及数据的分析处理, 通过综合实验教学的改革, 学生具备了一定的分析问题、解决问题以及独立工作的能力, 学生的自信心得到了增强。近年来本院毕业生学习成绩优异, 考研上线率达16%, 位居全校考研上线率之首, 其中优秀的毕业生考入中国药科大学、浙江大学、沈阳药科大学、武汉大学、中山大学、四川大学等国内一流的高等学府。制药工程专业的毕业生表现出较强的综合能力和企业认可的技术能力, 培养的毕业生受到了用人单位的一致好评。

参考文献

[1]宋航主编.制药工程专业实验[M].北京:化学工业出版社, 2009.

[2]欧阳臻, 于小凤, 陈红霞, 等.制药工程专业综合实验的教学改革研究[J].中国当代医药, 2012, 19 (5) :140-141.

[3]杜翠红, 刘静雯, 邱晓燕, 等.生物工程专业综合实验教学体系改革探索[J].集美大学学报, 2008, 9 (4) :86-88.

土木工程综合实验 篇8

目前不同高校开设的环境综合实验各具特色, 开课时间和实验内容不同, 但共同点都是剥离于理论课的一个独立课程, 这样综合实验可以不受理论课的限制, 使得综合实验更加具有综合性、开放性和设计性[8,9,10,11,12]。我校环境工程综合实验依托市级实验教学示范中心, 是一门“以科研开放反哺实验教学内容, 以实验设计启发原始创新能力, 以综合实践带动工程实际能力”为特色的开放式、立体式综合实验。本文详细介绍了实验体系设计特点, 并就教学过程管理进行了探讨。

1 环境工程综合实验体系设计

构建开放式、立体式环境综合实验的目标是着力培养学生探索精神、科学思维、工程实践和创新能力, 该课程开设在夏季小学期, 采取集中时间段开课方式, 授课对象为二年级升三年级的本科学生。小学期集中开课, 一方面学生完成仪器分析、环境工程原理、环境监测、环境微生物等基础理论和基础实验的学习后, 掌握了一定专业基础知识和基本实验技能, 另一方面学生能够利用一个完整的时间段集中精力投入实验实践中, 教学效果更为显著。

课程由三个部分组成:讲座、参观实践和综合实验。整个实验体系以综合实验为主线, 实验贯穿整个课程, 实验部分选择贴近学生生活的实验设计, 以提高学生开展实验的热情和兴趣。以“校园环境检测”为背景, 涵盖水、气、固废等主要方向, 占总课程的70%以上, 其间穿插讲座和参观实践内容, 以丰富实验教学体系。综合实验体系设计如图1所示。

2 环境工程综合实验过程管理

教学过程中能否达到预期实验体系设计的目标, 过程管理尤为重要。一、实验过程管理主要包括:实验大纲及讲义、课堂讲授、实验方案讨论、实验准备、实验演示、实验结果分析和实验报告;二、讲座过程包括:讲座教师选择、讲座内容把握;三、参观实践过程包括:课堂讲授、问题准备、入厂教育、中期考核、实践报告。下面对具体的过程管理进行介绍。

2.1 实验过程管理

(1) 实验大纲及讲义。由于综合实验开放性和设计性的特点, 没有使用已出版的实验教材, 讲义是由任课教师根据实验大纲编写而成, 每学年都根据专业前沿技术、科研现状和上学年实验中发现的问题进行补充和修订, 更新的大纲和讲义开课前1个月上传至实验教学示范中心网站, 提前通知学生, 使得学生做到心中有数, 并根据情况提前准备实验方案。

(2) 课堂讲授。任课教师通过课堂讲授介绍本课程的纪律要求和规章制度, 另一方面介绍实验具体安排, 包括时间安排、实验要求和考核制度。同时针对综合实验的特点, 增加文献检索内容的教学, 帮助学生更快地学会使用数据库, 为实验方案设计提供文献支撑。

(3) 实验方案讨论。组建3~5人的多元化综合实践团队, 根据讲义指导和文献启发提出自己在环境领域的实践思路及选题, 自行确定研究内容, 实验方法和技术路线, 撰写正式格式的申报书。通过PPT汇报, 教师根据实验的预期结果和实验教学示范中心现有设备情况, 与学生讨论修改方案的可行性和技术路线。

(4) 实验准备。教师根据学生团队的实验方案, 提前准备实验所需玻璃器皿、仪器和试剂等, 本项工作是综合实验教学中的难点之一, 教师需要提前调试好实验装置并进行一定的预实验, 尽量排除实验中可能存在的问题。

(5) 实验演示。一是针对学生实验中需要的仪器设备正确的使用流程和易发生问题的步骤进行现场演示, 例如大气采样器、COD消解仪、离子色谱仪等。二是对实验方案中关键步骤进行分析并部分步骤进行现场演示, 以提高实验的成功率, 减少不必要的操作失误。

(6) 实验结果分析。倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学, 增设实验结果讨论分析环节, 针对实验结果和实验过程中遇到的问题进行分析, 特别是典型的成功和失败实验案例进行分析, 为后续学生专业实验作为前车之鉴, 促使学生感受实验的严谨性和科学性。

(7) 实验报告。实验报告的内容除了包括实验目的、实验内容和实验结果分析, 首先要针对技术的研究进展进行综述, 掌握整个选题的发展现状。其次根据实验设计到实验实施过程中得与失进行全面自评和分析总结。并要求学生用Origin软件处理实验数据。

2.2 讲座过程管理

(1) 讲座教师的选择。讲座的目的是让学生更快地了解学科前沿及工程实际, 必须少而精。据此, 邀请的讲座人包括科研课题前沿和具有工程经验的教师和具有实践经验的专业技术人员担任客座教师, 通过引入实际案例教学和现场教学等环节, 可以消除理论教学与实习环节脱离的弊端。

(2) 讲座内容的把握。积极与讲座教师沟通讲座内容, 针对大二升大三学生的特点, 把握讲座内容的深度和广度, 既满足学科前沿内容的介绍, 又对工程案例进行分析, 指导学生学习专业课程和实验过程中有目的、有效率地学习。

2.3 参观实践过程管理

(1) 课堂讲授和问题准备。任课教师通过课堂讲授介绍实践基地的基本情况, 布置实践的具体安排, 包括时间安排、实践要求和入厂安全教育。要求学生入厂前预习实践基地的工艺流程和基本设备参数, 每人准备1~2个问题, 带着问题去进行工程实践, 保证实践的质量, 以免走马观花。

(2) 中期考核。在每个实践基地学习后, 采用公共题目笔试和随机一对一问答方式对实践内容进行中期考核, 实践证明, 这种方式不但有助于吸引学生实践过程中的学习效率, 提高学生参观实践的注意力, 也巩固加深了学生对实践知识的掌握。

(3) 实践报告。为杜绝个别学生偷懒、拷贝报告的行为, 要求学生实验数据及分析部分手写报告;要求学生写出自己所学知识与工程实践的联系, 以此来巩固提高自己的专业知识, 并为后续专业课的学习做铺垫。

3 环境工程综合实验的创新开放式

环境工程综合实验实践教学强调设计性、自主创新和独立从事实验的能力培养, 在学生实验技能形成、综合素质提高和创新能力培养过程中具有重要的地位和作用。

(1) 综合实验教学鼓励了部分本科生参与科研活动。部分学生通过综合实验的锻炼, 提高了实验能力, 开始参与教师科研活动, 这使本科生和研究生一样接受系统的科研训练, 承担起一些助教和助研的任务。

(2) 促进科研与教学互动, 及时把创新的科研成果转化为教学内容, 例如将等离子放电处理VOCs, 纳米材料光催化法处理废水, 重金属污染物迁移转化、生态毒理效应, 生物膜法处理废水等科研成果, 启迪学生的创新意识。

(3) 真正实行开放式体系, 一是实验室、研究基地等向学生开放;二是实验内容开放, 学生自主设计实验方案及路线, 与同学或指导教师探讨后实验;三是时间开放, 充分利用小学期时间以及其他课外时间。

(4) 部分同学延续综合实验的选题, 并参加“冯如杯”科技竞赛、大学生科研计划 (SRTP) 及大学生化学竞赛等课外科技活动, 展示其科研成果。

(5) 实验和实践的有机结合使得学生充分了解科研和工程实际, 为其后续就业作为指导。

4 结束语

环境工程综合实验作为一门独立的实验课程, 是工程实验教学的重要环节。该课程作为基础实验和专业实验的中间环节, 直接影响着环境工程人才的培养质量。因此, 严控教学过程管理, 对提高学生检索资料及获取知识能力、思考能力、设计能力, 解决综合实验过程中出现问题的应急能力及实验数据的分析处理能力大有裨益[13]。

摘要：环境工程综合实验是本科生提高实验实践技能、培养科研兴趣的重要途径, 是环境专业实验教学的核心环节。各高校针对综合实验不断地改革探索, 逐渐形成了实验项目设置合理、授课内容科学、教学方法有效的、具有鲜活生命力的实验体系。文章介绍了环境工程综合实验课程的体系设计, 并就教学各个过程管理进行了探讨。

土木工程综合实验 篇9

关键词：生物工程,综合性实验,教学

实验教学是高等教育的重要组成部分, 是学生实践能力和创新能力培养的必要环节, 在高等教育阶段, 实验教学对人才培养具有重要的意义, 它不仅能够直接培养学生的观察能力、动手能力、独立操作能力, 更重要的是还能培养学生独立思考、分析解决实际问题的能力及综合创新的能力。实验过程中, 学生在学习实验方法和科学思想的同时还可以养成理论联系实际, 一切从实际出发的严谨作风, 形成唯物主义的科学思想观, 并逐渐养成严谨、求实、科学的思维方法和良好、规范的操作技术[1]。长期以来, 各高校尽管非常重视实验教学和实践教学环节, 不断进行实验教学改革, 但仍然存在一些问题, 如基础课、专业基础课、专业课等实验教学难以从人才培养需要统筹规划, 课程之间理论上联系很大, 但实验中难以体现, 或者部分实验内容重复出现, 尤其是专业基础课和专业课之间, 这不仅造成了材料与时间的浪费, 同时也使学生对实验失去兴趣, 基于这些问题, 实验教学体系还需进一步改革完善。

近年来, 开放实验室的建设已成为大学教学和科研管理水平的一个重要标志。开放实验室为学生提供了宽松的实验环境, 充分发挥学生设计能力、想象能力, 并为学生提供了展示自我的平台。综合性实验教学正是在这样的实验室中完成的, 目的是通过实验来培养学生的综合能力。综合性实验教学方案的精心设计与组织实施, 营造了培养学生创新能力和提高素质的良好环境。笔者根据生物工程专业开展综合性实验教学的具体情况及实施过程中的环节、效果进行了反思总结, 旨在为其他专业开设综合性实验提供一点启示。

1 综合性实验的概念、特点和意义

综合性实验是在基础实验和验证性实验的基础上, 根据专业学习的需要而增加了相关的综合性知识。实验内容既要求学生学会综合运用所学理论知识和实验知识, 又要增加一定的难度, 同时在整个实验过程中教师不再详细讲解实验目的、原理、方法、步骤, 而是介绍实验的背景、原理及解决问题常用的方法和手段, 学生根据给定的任务查阅资料, 自行设计实验方案, 准备实验仪器和药品并进行实验操作, 书写实验报告并总结实验结果。整个实验过程由学生独立设计和操作, 实验中出现的问题也由学生自己提出并设法解决。在综合性实验中, 从实验方法的选定、实验方案的设计、实验样品的采集、实验所需试剂的配制到实验的最终完成都由学生独立进行, 老师的角色主要是指导者和评判者, 而学生才是实验的主体, 因此学生在整个实验过程中都表现了很高的积极性, 充分挖掘了学生自主学习的潜力, 学生对实验的印象非常深刻[2]。与验证性实验相比, 综合性实验涉及的内容多、知识面广, 具有实验过程长, 使用的仪器较多等特点, 而且给学生留有充分的发挥余地, 因此更有利于培养学生的动手能力和创新意识[3] 。综合性实验是对验证性实验的提升, 学生在实验过程中不必受所学知识的禁锢和局限, 也不必按照固定的模式和实验步骤进行实验操作, 可以充分发挥自己在实验过程中的主动性, 也可以在实验过程中通过积极思考和查阅文献资料等方法获取更多的相关知识, 从而对实验过程进行必要的调整。因此, 综合性实验对于挖掘学生的潜能, 训练学生的动手能力, 培养学生思维能力具有非常重要的意义[4] 。

2 综合性实验的设计

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定义为实验内容涉及相关课程的知识与综合基本知识的实验[5]。所以综合性实验不但是单一课程的综合, 而且是几门课程的综合体现。而生物工程专业涉及微生物学、免疫学、细胞生物学、细胞工程学、病毒学等多门学科。传统的实验教学模式是上一段理论课, 安排一次实验课, 教学内容多为孤立的单元操作。这样的实验教学不能反映各分支学科间的交叉渗透、相互融合的实际状况, 不利于学生综合素质和创新能力的培养。综合性实验的教学内容可以将在理论上联系紧密的几门学科结合在一起开设综合性实验, 帮助学生全面、立体地了解各学科间的关系, 增强动手能力和综合应用能力, 了解自己的专业爱好、特长及薄弱环节, 并充分认识团结协作的重要性。为此在开设生物工程综合性实验时, 尝试把细胞工程学、病毒学、免疫学等课程的某些章节分散的实验内容汇编成综合性大实验用于教学, 以期帮助学生理清生物工程的专业脉络, 促进知识的融会贯通, 获得更好的教学效果, 加深对所学知识的理解和应用。

3 综合性实验的实践

生物工程综合性实验涉及到的相关知识内容广、学科多, 并且每个环节要求都很高, 其中一个环节的操作错误会导致整个实验的失败, 尤其是细胞培养这个环节, 必须要求严格的无菌操作, 如果这一环节出现问题, 接下来的病毒培养就无从谈起, 更别说用免疫学知识来进行病毒鉴定了。针对这一情况, 首先让学生查阅相关资料, 了解细胞培养和病毒的性质特性。其次采用多媒体、Flash和播放相关录像等方式, 让学生熟悉整个实验的目的、原理及相关操作, 同时将学生进行分组并设计出详细实验过程, 根据设计的实验过程总结易出错的环节和步骤, 列出实验所需的药品、耗材和仪器清单, 简要汇制操作流程, 并进行设计方案的讲解。最后将播放录像、现场演示和学生动手结合起来, 让学生充分掌握实验过程中的操作要领。通过预习、讲解、演示和动手相结合的方法, 使学生掌握实验涉及的相关原理和基本操作技术。实验结束后, 结果也要通过多媒体展示给学生, 师生共同分析和讨论实验的成败原因。实验报告的书写除了实验目的、原理、内容、操作步骤以外, 还要求写出结果与讨论。结果与讨论给学生提供了表达自己见解的空间, 可以分析实验结果, 讨论成功的关键、失败的原因等。根据实验中遇到的现象提出自己的见解。学生通过写文献综述和实验报告, 不仅锻炼了语言组织及表达能力, 而且联系已经学过的理论知识和掌握的操作技能, 对实验方法、实验结果进行分析讨论, 可以培养学生科学的思维能力和严谨求实的作风[6]。

4 综合性实验的效果

为了考察综合性实验的教学效果, 实验结束后进行了问卷调查分析。通过对两年150份学生的问卷反馈意见整理发现, 学生普遍认为综合性实验是多知识与多学科的交叉渗透, 能够使学科之间的相互联系得到明显的体现。通过从实验方案设计、实验准备直至实验结果获取的全过程, 为学生创造了一定的科学研究环境及条件, 让学生在解决某个小课题的过程中融会贯通所学的理论知识, 学会有目的的自主学习, 培养不断吸纳新知识的能力和科学研究的方法。通过这种训练, 使学生的动手能力、对问题的综合分析能力得到加强。在综合性实验的设计和操作中, 学生开拓了视野, 增强了对实验课的学习兴趣, 充分调动了学生参加实验课的自觉性和实验操作的主动性, 有利于学生综合素质的培养。因而学生对于这种较大型的综合性实验教学表现出浓厚的兴趣, 同时学生在实验过程中的主体地位也得到了充分体现, 效果明显好于传统的验证性实验教学。综合性实验提高了实验的科技含量, 达到了预期目的, 但这种多学科的实验教学改革不可能一蹴而就, 改革的过程总会出现一些问题, 其中之一就是如果前期的实验失败了, 接下来的实验将无法进行。因此, 要求学生在实验的过程中要细心、严格, 如果某一环节出现问题只能再重新开始。虽然开设的综合性实验还不够完美、成熟, 但它是一种大胆的尝试, 为今后的综合性、设计性实验打下了良好的基础, 只要坚定改革的信念, 坚持把实验教学改革继续下去, 使之逐步完善, 必将取得丰硕的成果。

5 结语

综合性实验耗时较长, 而教学课时有限, 为了解决这一矛盾, 需要延长实验室的开放时间。因此, 在综合性实验教学实施过程中实行实验室开放式管理, 在不影响正常实验教学的情况下, 实验室每周固定时间向学生开放, 学生根据自己的情况选择时间进行实验, 保证学生能更好地完成实验项目, 同时学生的创造精神和实践能力在自由的空间内能够得到更好的发挥。然而, 对于弹性的时间安排, 需要更加重视实验室的安全管理工作, 防止事故发生。另外, 综合性大实验在大学四年级上学期开设, 能使学生在基本掌握了生物工程基础理论和实验技能以后, 通过生物工程大实验, 系统、全面地掌握生物工程的核心内容, 使学生把学习的基础理论和实验技能在设计性和综合性实验中进行应用, 不仅可以锻炼学生的独立思考能力、动手操作能力, 还可以增强学生解决实际问题的能力。因此, 综合性实验课程是大学学习阶段培养学生动手能力的一个重要途径, 对生物工程专业的学生来说具有重要意义, 在整个大学实验教学中也是必不可少的。

参考文献

[1]梁上燕.高校开放式实验教学研究[D].兰州:西北师范大学, 2002 (11) :9.

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[3]王丽民, 张泽华.指导纺织专业综合性实验的实践[J].实验室研究与探索, 2004, 23 (5) :58-59.

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土木工程综合实验 篇10

实验教学作为高校人才培养的一个重要环节, 在育人、树人方面有着独特的作用。它不仅可以让学生掌握基础理论和技术, 培养学生的动手实践能力与发现问题、分析问题、解决问题的能力, 还对其心理素质、专业素养和人生观有很大的影响。

一、现状分析

随着时代和社会的进步与发展, 国家和社会对大学生的综合素质, 尤其是对实践动手能力和创新能力的要求越来越高。环境工程学科的课程设计安排及教学体系已日趋完善, 实验教学内容及条件也得到了极大改善。然而, 环境工程专业偏重于理论教学, 仅将实验教学视为理论验证手段, 并不能充分调动学生的主观能动性, 这对学生的实践动手能力、理论创新能力等实验室综合素质的培养很不利。

环境工程专业实验教学目前主要存在以下方面的问题。

1. 实验教学模式不合理。

环境工程专业在基础课和专业课中开设《基础化学实验》、《生物化学实验》、《环境微生物学实验》、《环境监测实验》、《水污染控制工程实验》等一系列实验教学环节, 但这些实验教学模式大多是验证性实验, 即在已知明确目标的情况下进行实验操作、分析, 验证教科书或实验讲义中的公式、定理和结论。实验考核机制不完善, 学生学习积极性调动不充分, 这是实验教学效果差的重要原因之一。在实验评价中, 仅仅以实验报告作为评价标准, 忽视实验过程中对实验操作规范和熟练程度的评判。

2. 学生实验态度不端正。

实验教学模式和实验评价机制缺乏合理性, 导致学生的实验态度有极大的问题。实验教学课程按照专业课程划分, 由课程教师统一对学生进行指导, 并有完整的实验讲义供学生参考。这导致学生只需在实验教学中按照实验讲义内容来做, 不需要在实验教学前进行实验教学的准备工作和预实验, 在实验教学过程中也不需要有过多思考, 这无法培养学生的创新意识和能力。此外, 还可能导致学生抄袭他人实验报告, 编纂实验数据或参数, 蒙混过关, 严重影响对学生基本实验素质的培养。

3. 实验教学的片面性。

由于实验教学课程和教学模式安排, 学生实验素质的培养仅仅局限于某些方面, 导致学生实验室综合素质参差不齐。同时, 开展实验教学工作的教师, 只能根据自身经验和能力开展工作, 对实验教学所要达到的效果和目的没有一致性, 侧重点不完全相同, 使得有些实验课程强调基本实验素质的培养, 有些强调实验操作和创新能力的培养, 而有些课程缺乏对学生心理德育素质的培养。

二、实验综合素质的培养

现阶段, 高校实验教学过程中依然存在许多不足, 偏离了开展实验教学、提高学生综合素质的初衷。本文将从年龄层次、心理品质、基础理论、专业素质等多方面, 探讨环境工程专业学生实验综合素质的培养问题。

1. 年龄层次的思考。

现阶段, 大学在校生多为“90后”, 独生子女居多, 他们正处在人生成长的重要阶段, 未来将成为国家和社会发展的中流砥柱, 高校教育对他们来说非常重要。实验室综合素质作为高校素质教育的重要组成部分和体现形式, 显得尤为重要。实验综合素质的培养、创新意识和能力的培养是大学生素质教育的重要组成部分。研究显示, 随着年龄的增长, 创造力的发展是一个有限扩展系统, 当人达到一定年龄, 知识经验积累达到一定程度 (最高峰) 后, 再想有所突破会很困难, 创造力会逐渐衰退。大学阶段是培养创新素质的关键时期, 因为本科生乃至研究生大多处在18~25岁这个阶段, 是人生最富有创造性的黄金时期。因此, 高校实验教学中创新意识和能力的培养尤为关键, 对学生实验室综合素质的提高极其重要。

2. 心理素质和道德品质的养成。

现阶段的大多数学生在家中娇生惯养, 备受呵护, 进入高校前所经历的挫折和磨难少之又少。家长和学校的教育多集中在学习成绩上, 并未对学生的全面发展有足够的重视。因此, 在经历困难时, 这些学生极有可能会手足无措, 无法冷静正确地面对和处理一些事情。面对这种情况, 实验教学中出现的一些问题便能有很好的解释, 如不能真实完整地完成实验教学要求、杜撰实验数据、抄袭实验报告等。因此, 学生实验综合素质的培养, 更应引起足够重视, 对高校能否培养出高修养、品质出色的综合性人才起到关键性作用。

3. 基础理论的教育。

在对高校学生的年龄层次和心理素质做出分析和探讨后, 我们更能确定实验教学对学生综合素质培养的重要性。基础理论教学是顺利开展一切实验教学和实践的关键, 如实验原理和实验材料性质的掌握、实验仪器的规范使用、基本实验素质和实验态度的确立等, 这些是顺利完成实验的先决条件和开展研究的基础, 没有打好这些基础, 更进一步的学习和创新都只是空中楼阁。没有扎实的理论基础作为支撑, 学生在开展实验的过程中难免会碰到更多问题。对于环境工程学科专业的学生来说, 实验与基础化学、有机化学等化学知识的掌握息息相关。环境工程学科的大学课程还会开设《基础化学》、《物理化学》与《有机化学》等化学相关课程, 并有更多的与专业相关的《生物化学》、《环境微生物》与《现代生物技术》等课程, 可以更好地帮学生巩固和完善基础知识。然而, 相应的实验教学不能仓促开展, 应在学生进入实验室开展实验教学前进行实验基本知识、技巧等的摸底测试, 安排相应的预实验, 提前培养学生的实验仪器规范化操作和实验动手能力, 以便更好地将基础理论转变为实践能力, 在这个过程中有所顿悟和创新。

4. 专业素质的培养。

在学生心理品质和基础理论不断完善的基础上, 我们可通过专业实验教学内容提高学生的专业素质。环境工程专业作为一门拥有特色、优势的综合性学科, 不仅要透彻掌握环境科学类知识, 更要增强综合分析能力、实践动手能力和工程现场经验。专业实验教学作为专业教育的重要教学环节, 对培养学生的创新能力和综合素质起着积极的作用。本专业设有《大气污染控制工程》、《水污染控制工程》、《固废污染控制工程》、《环境监测》等一系列特色学科, 并配有相应的实验教学课程。专业素养不仅包括对本专业理论知识的充分掌握, 更要有严谨的科学态度、求真务实的科学精神、实践创新的科学能力。因此, 专业实验教学不应局限于高校实验室内, 应与实验教学实习相结合, 多与校外企事业单位建立合作教学机制。在充分培养学生实验综合素质的前提下, 为学生提供接触工程和社会的机会, 进一步将学生培养成素质高、创新强、实践足的综合性人才。

现今, 高校教育将全面提高学生的综合素质作为培养人才的总体目标, 以适应国家现代化建设及未来社会发展的需求。通过对实验教学模式的不断完善, 以及对实验教学对象的不断思考, 在培养学生强烈创新精神和实践能力的同时, 又能保证其具有健全的人格和良好的心理素质, 成为国家和社会发展进步的中流砥柱, 这是当今高校教育培养人才的目标所在。

参考文献

[1]黄锦勇, 彭祥捷, 刘爱华, 等.环境工程专业实验教学改革[J].实验室研究与探索, 2012, 31 (8) :332-334.

[2]张昱, 李亚利, 朱司宇.加强实验教学素质教育培养高校学生“公能”意识[J].实验室科学, 2012, (6) :162-165.

实验教学中综合设计性实验的探讨 篇11

关键词:实验教学;综合设计性实验;实验创新;教学效果

引言

实验教学具有直观性、实践性、综合性、设计性与创新性,是实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节。高等院校为培养高能力、高素质,具有创新精神的应用型人才,推进实验教学体系和实验教学内容的改革与建设,有效提高实验教学质量,提倡学生在完成基础性实验的基础上进行综合知识的技能训练。近几年,我们在开发、开展综合性、设计性实验项目和实验课堂教学设计方面进行了有益的探索和实践,实验教学效果明显提高。

一、实验教学改革与创新的要点

根据当前高等教育的形式,应该从以下方面做好工作:坚持以学生为本,以培养实践能力和创新能力为核心深化实验教学改革,积极探索培养学生实践能力和创新能力的模式和方法;提高实验课质量,注重培养学生创新的激情,引导学生走上创新之路;实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切联系,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合;改造传统的实验教学内容和实验技术方法,加强综合性、设计性与创新性实验;建立新型的适应学生能力培养的实验考核办法和实验教学模式。

二、综合设计性实验内容设计与教学实施办法

综合性实验的特征是:实验内容的复杂性、实验方法的多元性、实验手段的多样性、人才培养的综合性,其主旨在于培养学生综合、系统、灵活地应用知识的能力。设计性实验的特征是:实验内容的探索性、学生学习的主动性、实验方法的多样性,旨在培养学生的创新意识和创新精神,提高学生分析问题和解决问题的能力。综合设计性实验项目要结合实际应用,具有真实性、可行性与应用性;实验项目中的知识点要有利于学生结合理论原理,探索研究解决问题的方案。下面是一个综合设计性实验项目的实例。

1.实验名称:电子时钟。

2.开设对象:适用于本科自动化、本科测控技术与仪器等专业。

3.实验目的和要求:由晶振电路经过分频产生1Hz标准秒信号准确计时,具有时、分、秒数字显示(23时59分59秒);具有手动校时功能;选做:整点报时。整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音(500Hz),整点时再鸣叫一次高音(1000Hz)。

4.实验内容和涉及知识点:本实验要求设计一种电子时钟,其功能要求可以实现分秒时周计时,可以手动校时和整点报时。涉及到的知识点涵盖数字电子技术这门专业基础课程所应掌握的知识与机能。该实验项目具体涉及的实验内容有:数字钟的基本功能部分包含的实验内容有石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校正电路;数字钟的扩展功能(选做部分)的实验内容有整点报时控制电路、音响放大电路。

5.指导和实施实验项目人员配置和实验项目开设的硬件环境。实验项目人员配置:实验项目组由三位教师组成。有两位负责实验方案的确定,实验的组织、实施与指导,其中一位是有多年教学经验和科研经验的副教授,另外一位是有多年实验教学经验和科研经验的高级实验老师。还有一位是具有创新研究能力、研究生学历的实验教师,参与实验实施与指导。实验项目组能够有计划、有目的、系统地设计实验项目的内容,能够很好地引导、启发和激励学生自主思考,探索研究实验中遇到的问题,能很好地调控各组各成员的实践活动,并能给学生科学公正的实验评价。实验项目开设的硬件环境:我校电工电子实验中心完全具备电子时钟实验所需要的硬件条件,实验中心配备有足够的TKDZ-2型网络模型综合实验装置,按二人组分配一套综合实验装置,可以同时容纳四十余组。

6.综合性设计性实验的指导方式、教学方法和教学手段。综合性设计性实验的实施方案应该有利于学生创造性思维培养,帮助学生掌握科学的实验方法并学会将基本知识学以致用,在体验与探究自然中不断成长,在认识自我中不断完善。

(1)正确处理学生的自主选择、主动探究与教师的有效指导的关系。倡导学生对课题的自主选择和主动探究是综合性设计性实验的实施活动的关键。学生要善于从日常生活中发现并选择自己感兴趣的课题。综合实践活动的指导在根本上是创设学生发现问题的情境,引导学生从问题情境中选择适合自己的探究课题,帮助学生找到适合自己的学习方式和探究方式,与学生共同展开探究过程。

(2)教师要精心做好实验教学设计。教学设计的目标是使学生由接受者转变为主动参与者和积极探索者,在发挥教师课堂教学主导作用的同时,充分发挥学生的主体作用,引导学生大胆思考,勇于探索、互相协作,以科学的方法解决实验中的各种困难。

(3)实验项目要集中突出综合性、实用性与可行性。教师提出实验项目与实验要求,没有现成的实验步骤和具体方法,完全由学生自己动脑筋、自己设计、自己操作完成,充分发挥学生的主观能动性,变被动学习为主动学习。对于实验中遇到的问题,实验老师积极引导,支持和促进学生自主思考、互相讨论、共同解决问题。

(4)在课题的展开阶段,实践教学主要以小组合作探究的方式为主。小组合作探究的方式使学生在互相讨论和共同探究中理解实验问题情境,找出解决问题的办法。教师在学生实践的过程中采取多种引导方法和特别有效的评价方法,鼓励学生探索最佳解决问题的方案,培养学生独立思考能力与探索创新能力,强化学生的探究协作能力。

三、综合性设计性实验项目的特色及教学效果

综合性设计性实验激发了学生学习的内在动力,增强了学生学习的积极性和创造性,真正体现了教师的主导作用和学生的主体地位。实验的实施过程中,鼓励学生使用课本以外的资源,学生之间开展协作探究有利于培养学生的自主学习、探究学习和协作学习的能力,为将来从事工作打下了坚实的基础。

结语

开设综合性设计性实验是实验教学改革和创新的一种措施,体现了以人为本的教育思想,有利于创新人才的培养。综合性设计性实验使得实验教学真正成为学生学习知识、培养能力的基本方法和有效途径。教学实践证明综合性设计性实验能够激发学生的学习兴趣,激活学生的思维,激发学生的动力,从而取得较好的教学效果。

土木工程综合实验 篇12

一、问题的情景

教师在启动这个问题时, 需要把问题与生活中真实情景的联系明确化, 如选择手表大小的便携式薄膜发光器件中的发光层或载流子注入层作为问题的载体或依托。这些器件是生活中常见和常用的, 构造和发光原理等背景知识可以利用具体的器件进行非常具体明确的讲解, 讲解不必非常深入, 但器件中的膜所存在或需要解决的问题要讲解得非常具体, 制膜达到的指标也要明确, 要使学生在已有知识基础上感觉非常容易理解, 能快速对目标形成统一认识, 并激发学生解决问题的兴趣。指定基片和材料的种类以及制膜的方法, 既是处于真实情景的需要, 也是出于教学资源配置及学时数限制的考虑。如果不做限定, 这个问题实质上会演变成基于项目的学习过程, 工作量会过大而无法实施。但教师应该在启动问题时清楚地告知学生基片、材料种类和制膜方法选择的原因。制得符合要求的膜是实验教学顺利实施的关键。基片的处理工艺、膜材料的合成工艺和制膜的工艺参数都将明显地影响膜的质量, 没有唯一正确的合成及制膜工艺参数的选择, 因此评价的标准也不是单一的。但教师应该针对具体器件的要求设定具体的膜质量指标, 以便学生顺利的内化问题和对问题解决的结果进行评价。

二、问题的复杂性与动态性

围绕以上问题的解决, 需要涉及多个概念、原理及相互作用:学生需要从了解膜发光器件的构造及发光原理开始, 了解所制备的膜在器件中所起的作用、膜的制备方法及性能表征手段、膜质量的评价方法等问题。随着学生的问题内化过程的进行, 新的问题自然而然被引发出来, 而且问题是多方面的、变化的:为制备出高质量的膜如何选择膜材料的合成方法、如何得到最佳的合成工艺、如何处理基片和选择膜制备中的工艺参数等。学生要讨论并制定非常具体的实验方案, 制定方案的过程中必须形成对实验结果的预期或假设, 以此为依据假定和选择实验中的变量, 并讨论如何在实验技术上控制这些变量, 因此设计实验方案时不断有新的问题产生, 变量的选择与控制也要根据实验结果而改变, 直到能够制备出所期望的膜, 即问题的最终解决。全过程中, 问题是多层次的、复杂的、动态的, 重要的是, 内化问题的过程中和解决问题的过程中, 第二层次乃至更高层次的很多问题是由第一层次的问题自然引发而又需要学生自己提出的, 所需学习的新知识也要学生自己来确定。但所有问题的提出及解决方案的制定是由第一层次的问题来指引方向的, 学生也在这样的过程中不断思考各个问题之间的关联, 以此促进他们对下一次实验实施后所得结果的预测与判断力。

三、问题的解决过程与知识建构

事实上, 对专业实验教学来说, 问题最终是否得以完美的解决不是最重要的, 最重要的是学生思维技能、解决问题能力及自主学习能力的培养和提高。因此, 实验教学过程中, 教师可以根据教学资源配备的具体情况和学时数的限制调整问题解决的难度和学生的工作量, 同时, 针对问题的需要, 学习如何自己提出问题、如何确定所需的新知识、如何与小组成员合作、如何分享他人的观点或信息、如何灵活应用所学知识等, 从而逐渐形成解决问题的图式, 这也是问题的知识建构意义所在。在比较粗浅的程度上, 膜制备、发光器件、发光原理等背景知识学生已有接触, 此时所学习的内容大部分用教科书为载体, 学生较容易确定到哪里寻找合适的书本, 也有相应的自学能力自己学习。针对某具体器件时, 这部分知识需要进一步深入学习, 而问题具体到器件中具体的膜材料、具体的膜制备方法及调控、膜的具体性能指标时, 教科书已经不能提供足够的信息供他们较好地内化问题。他们还无法将这些需要选择的参量与最终的制膜目标直接关联起来, 此时就需要开始借助数据库等信息支持系统, 要查找相关资料, 阅读和分析这些资料。收集信息过程中首先遇到的问题就是在大量的信息中如何取舍, 这里, 激活和调动他们头脑里已有的知识存贮的过程就开始了。在所有这些知识中建立关联的最关键步骤之一是实验中变量的确定或选择。这在一开始也是困难的, 学生通常应该被告知关联的大的范畴, 如膜的性能与结构关联, 结构与制备工艺关联。但由于膜的性能与膜结构、膜结构与膜制备工艺之间的关联是复杂的, 是非常典型的结构不良的问题, 这也是教师在此过程中要更多地给予学生辅助, 有时应该给予非常具体的指导的原因。在知识中建立关联的最关键步骤之二是反馈和问题的动态变化及解决过程, 即在按实验方案制得膜之后, 如何对膜进行评价, 并在评价之后如何调整实验方案。这里膜的评价包括如何选择膜结构和膜性能的表征方法、对实验结果的分析及根据这些分析如何调整变量的控制。虽然学生在专业实验教学之前学习过很多有关结构和性能表征的课程, 但由于是传统教学模式下的学习, 这些知识还只是学生头脑中的记忆碎片, 他们还没有能力判断在什么条件下要启用哪一个碎片以及实验结果如何指导下一步的实验。此时教师也要更多辅助学生, 帮助他们启用记忆碎片, 并在运用实验结果指导下一步实验方案制定的过程中真正把这些碎片关联起来。这样的过程反复后, 学生就能将一个膜产品从原料配置、材料的合成和膜制备的工艺控制到结构表征与性能测试全过程中涉及到的所有知识联系起来, 构建成一个以问题解决为目的的、逻辑而系统的体系。最重要的是, 他们开始学会针对问题, 自主作出假设和灵活运用所学知识判断所需控制的变量, 在实验中大胆尝试, 并学会分析尝试的结果和利用这些结果对自己的实验方案进行批判性思维过程, 逐步寻找和摸索解决问题的正确方向, 因此逐渐形成解决问题的图式。

当然, 需要补充说明的是, 按PBL教学模式, 由于设置的问题里包含的工作量和时间的限制, 以上实验目标不可能由独立个体单独作业来完成, 学生要组成小组并分工合作和相互交流。小组中的每个人可以负责完成一个变量控制的实验, 如果实验量大, 教师还可以统筹安排几个组之间的合作, 每个组完成某方面变量的控制实验, 然后各组间相互交流, 分享实验结果, 这有利于节省时间, 使学生更快地解决问题。但作为学习的个体, 对所启用的知识和学习的新知识的理解是独特的, 因为实验全过程都不存在一个唯一正确的答案, 而且由于实验中的很多问题是结构不良的, 比如微观结构的解读和结构—性能关联的解读, 每个学生完全可以有自己的独特理解, 他们也在相互交流中分享小组成员对同一个问题的独特理解, 因此, 学生个体是自己知识的建构者, 他通过主动参与真实情景的实验活动, 学习何时以及如何应用知识, 学习高层次思维技能和终身学习技能, 问题的解决过程充分体现了知识建构的意义。

摘要：PBL是以问题为核心, 让学生围绕问题展开知识建构过程, 藉此过程使学生发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力的教学模式, 正越来越多地被各学科的教学所重视。问题的设置是教学中最关键的环节, 本文给出了材料专业二维材料合成制备及性能测试综合性实验的问题设置, 阐述了问题的解决过程与知识建构的联系。

关键词：材料科学与工程专业,综合性实验,PBL教学

参考文献

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