实验方案

2024-10-18

实验方案（精选12篇）

实验方案篇1

【实验课题】用给定的材料通过拼图验证代数恒等式.

【实验目的】1. 经历从具体问题抽象出数学问题———建立模型———综合运用已有的知识解决问题的过程;

2. 通过拼图,获得一些研究问题的方法和经验,加深对知识的理解.

【实验材料】边长为a的正方形、边长为b的正方形、长为a宽为b的长方形硬纸片各10块(a>b).

【实验过程】

活动一:小组内成员合作,利用现有材料,拼图验证完全平方公式:a2+2ab+b2=(a+b)2.

1. 所拼图形展示,如图1.

2. 验证过程展示(略).

3. 填写数学实验报告单(如下表).

活动二:拼图验证代数恒等式.

1. 小组成员共同合作,拼出教师提供的例图(如图2).

2. 说出该图验证的恒等式,并填写数学实验报告单.

活动三:随意选取一定数量的硬纸片,合作拼成一个长方形,分工计算其面积(体现不同的方法),分别写出代数式,并在小组内交流验证了怎样的恒等式.

活动四:小组成员任意写出一个关于a、b的二次多项式,探讨能否用若干块准备好的硬纸片拼成一个长方形,使这个长方形的面积可以用这个式子表示?如不能,你认为具备什么形式的二次多项式可以表示一个长方形的面积?

活动五:在这次“拼图·公式”活动中,用了哪些数学知识?体现了哪些重要的数学思想?它与多项式的因式分解有何关系?通过这次活动,你有什么收获?

【实验体会】

写一篇关于“拼图·公式”的小论文,谈谈自己拼图的经历、体会和收获.

实验方案篇2

一、存在的问题：

1、实验室卫生问题：

1）大部分实验室卫生较差，脏乱不堪，地面污垢较多。

2）药品、玻璃仪器随意摆放，桌面摆放凌乱，窗台、通风橱灰尘较厚等问题。

2、实验员老师出勤问题：

1）部分老师不能保证工作时间在岗，导致出现问题不能及时解决。

2）实验员签到记录本没有按工作日填写。

二、原因分析：

卫生问题是双方面责任，首先实验课教师应该在实验课程下课前，命令学生将实验室卫生清理干净，但大部分老师只是走个形式并未真正监督学生的打扫情况，导致实验室卫生情况较差；其次是实验员责任心的问题，作为实验员保证实验室卫生是最基本的责任，可是有些实验员老师并未花费心思在实验室卫生的保持上。实验员老师出勤问题，是因为实验中心没有相关的奖惩制度，导致部分实验员老师有课则来，没课就不上岗，对自己要求过于松散。

三、整改措施

结合出现的问题和原因分析，制定以下整改方案：

1、签到制度：废除楼道实验员签到记录本，工作日每天上岗和离岗须到实验室主任处签到，周一到周五上岗和离岗的时间分别为上午八点-十一点，下午

一点半到四点半。如若不能正常出勤，请跟主管院长或实验室主任请假，凡是未请假也未签到的老师一律按缺勤记录。按月将各实验员老师出勤情况上报学院领导班子，由院长决定奖惩方式。

2、卫生管理制度：设定“实验室清洁员勤工助学岗位”，每个实验室提供两个岗位，协助实验员老师打扫实验室卫生。每周周三由实验室主任检查实验室卫生，每个月主管院长抽查一次实验中心各实验室卫生。

化学化工学院实验中心

实验方案篇3

【关键词】“渗透式”数学实验实验方案实验设计

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）10C-0141-02

随着科学技术和信息化的发展，社会对机电、工程、经济等专业的高职毕业生的数学知识结构、能力素质提出了新的要求，要求这些专业的学生能灵活运用数学的思想方法、数学知识、数学软件解决专业中与数学有联系的实际问题，学生的数学应用能力、使用计算机解决数学问题的能力是信息化社会对高级应用型人才的需要。数学实验是借助计算机和数学软件学习数学和解决数学问题的一种活动形式，是现代计算机发展的最新成果在数学领域的具体应用，是教学中使学生学会用计算机解决数学问题的必经之路。如何在高职数学教学中开展数学实验教学，成为大家关注与研究的问题。

一、四段“渗透式”数学实验教学方案

像许多高职、本科院校一样，我们最初开展数学实验教学，是将数学实验作为一门课程独立于高职数学课程之外，以开设选修课的方式展开，但教学效果不理想，主要表现在选修课程面对的是部分学生，开课时间一般不能与数学课程教学内容同步，与高职数学课程结合得不够紧密，不能面对全体，不能体现数学实验对数学课程学习的促进作用。于是提出将数学实验渗透到数学课程教学中，在教学实践中探索并总结出四段“渗透式”数学实验教学方案（如图1所示），根据学生的认识规律和数学学科的特点，将数学实验按照“实验基础”“演示实验”“独立实验”及“综合实验”四段逐步由易到难渗透到高职课程教学之中，除第一阶段的实验基础，后面三个阶段的数学实验，是相互重叠，螺旋上升，逐步从简单到复杂，从以教师演示为主到学生操作为主的过程。

图1 四段“渗透式”数学实验

（一）实验基础

“实验基础”是数学实验基础内容的教学，是实验教学的第一阶段，在这个阶段中主要让学生了解数学软件的基本操作与常用命令系统，N-S流程图，数学实验的概念、背景及数学实验过程和方法，了解数学实验是怎么一回事，知道数学实验的环节等。数学实验基础内容的教学在整个实验教学系统中，起奠基性的作用，放在课程教学的开始部分，它是后续顺利开展数学实验的关键。

（二）演示实验

“演示实验”是指数学实验的演示教学，是实验教学的第二个阶段，教师结合高职数学课程教学内容，进行实验教学设计，在教学中通过数学实验的演示，组织教学活动，完成教学任务。实验设计基于课程所涉及的数学理论、数学方法及各种数学运算，实验项目有数学理论形成过程的探索、数学理论与方法的实验验证、数值计算的实验求解等。数学实验的演示教学在整个实验教学系统中，起着重要的作用，它是课堂教学中开展数学实验的主要形式，是学生进行独立数学实验，获得实验方法的模仿对象。

（三）独立实验

“独立实验”是指学生独立完成数学实验，是实验教学的第三阶段，教师根据教学内容，安排与教学内容相关的数学实验，由学生独立完成，以提高学生用数学实验解决数学问题的能力，提高学生的数学实验能力。学生独立完成数学实验在整个实验教学系统中是不可缺少的环节，这一环节为学生独立完成综合性较强的数学实验打下基础。

（四）综合实验

“综合实验”是指综合性数学实验教学，是实验教学的第四个阶段，教师根据学生已有的数学知识和专业知识，将数学实验与数学建模相结合，解决综合性较强的实际应用问题，专业应用问题，以提高学生的数学实验应用能力。教学过程中，以解决专业中的数学问题、现实应用问题为目标，学生借助数学实验，分析问题，解决问题，一般经历提出问题、分析问题、建立模型、实现算法、检验评价、形成论文等过程。学生学习活动的形式是小组学习，每小组三人，异质分组，教师在整个实验过程中仅作为组织者、引导者、指导者。

二、数学实验的设计

实施四段“渗透式”数学实验教学方案的过程中，每位教师都面临着如何根据教学内容科学而合理地设计数学实验，我们在设计实验过程中，根据实验的性质、内容和目标，将实验大致分为计算型实验、验证型实验和发现型实验三种基本实验类型，下面我们以这三种基本类型讨论实验设计。

（一）计算型实验设计

计算型实验是根据算式或数学表达式，用数学软件中的命令可直接求出运算结果的数学实验。高职数学中，有许多计算问题，要求学生花大量时间进行手工计算，如求函数极限、导数、不定积分、定积分、解线性方程、行列式求值、矩阵的运算、矩阵求逆等，有些手算很繁琐、没有固定方法，学生花了很长时间，还难于计算出正确的结果，对于高职学生，碰到计算量大，费时多的复杂计算机题，往往会有畏难情绪，容易算错。引入数学实验进行数值计算，一些繁杂、计算量大的计算题，可以借助数学软件Mathematica、Matlab完成，数学软件计算准确、费时少、操作简单，相对于手算，学生更喜欢用计算机完成较为复杂的计算。但教学时要注意，学生在运用数学软件进行计算前，要掌握手工计算的一般方法，能进行计算量小、较为简单、又有代表性的基本计算，以理解计算方法和原理。

（二）验证型实验设计

验证型实验是通过数学实验检验已知的数学结论是否正确的实验。高职数学中的许多定理、公式等都可以通过验证性实验，验证其正确性，以增强数学结论的可信度，使抽象的数学结论具体化、直观化，有助于学生对数学概念、理论、方法的理解。比如，验证导数的几何意义，用数学实验设计出如下数形结合的图形演示（如图2所示）：拖动x轴上的动点x0，计算机即时作出曲线f （x）上点（x0，f （x0））的切线，并测算出切线的倾斜角β的正切值tan（β）和函数在该点处的导数值f（x0），将两者进行比较，可以看到，它们始终相等，这一数学实验从“数”与“形”两个方面直观地验证了导数的几何性质，加深了学生对这一知识的理解。

图2

（三）发现型实验设计

发现性实验是学生在实验前并不知道数学结论，从数学问题出发，通过设计数学实验，在实验现象中探索其中可能存在的数学规律，提出数学猜想的过程。实验主要以课程中所涉及的数学理论为实验内容，将数学概念、数学定理、数学性质等数学理论可视化、形象化、数据化，学生通过观察、统计、分析，在探索中发现数学规律，获得数学猜想。如图2所示的实验设计，不仅可以验证一阶导数的几何意义，还可以用来发现函数的一阶导数符号与函数的单调性之间的关系，教师在演示实验时，提出问题：函数在某个区间上是增函数时，函数的一阶导数有什么特点？学生通过观察，发现当函数是增函数时，函数的一阶导数值始终大于零，显然学生也能发现当函数为减函数时，则一阶导数的符号为负，从而获得猜想，加深对相关定理的理解。

三、实验教学与理论教学的关系

（一）数学实验不能代替数学中的演绎推理

从以上三类数学实验教学设计中可以看出，数学实验的作用主要体现在数值计算、验证数学理论、提供直观动态的数学现象供人们发现数学规律，教学中，数学理论的逻辑推理与证明不能用验证性数学实验替代，不能夸大实验教学的作用而忽视数学理论的逻辑性、严密性，减少对高职学生必要的逻辑思维训练。

（二）适当降低计算技能、技巧的训练要求

传统数学教学中，常常花费许多时间讲解计算方法和解题技巧，学生也要花费大量的时间进行手工计算，以提高数学计算的技能、技巧，保证计算的正确性和解题速度。在计算机时代，数学软件能解决高职生所涉及的一切数值计算问题，学生计算的技能和技巧已不那么重要，而掌握数学软件进行复杂运算是时代对高职生的要求，因而教师在教学过程中，应适当降低对学生的计算技能、技巧的训练要求，提高运用计算机进行复杂数值计算和符号运算的能力。

（三）思维训练仍是教学重点

由于增加了数学实验，高职数学的总课时又没发生变化，不能过分强调实验教学而刻意压缩必要的理论教学，特别是某些典型而难度不大的理论证明，要详细学习。高职数学中使学生具备一定的逻辑思维能力仍是高职数学教学的重点之一，课程的理论知识和方法的教学，数学思维的训练仍是课程教学的核心，不能因为实施“渗透式”数学实验教学方案而忽视学生的思维训练。

教学实践表明，“渗透式”数学实验教学方案可与高职数学课程教学高度融合，增强数学教学的直观性、操作性、探索性，提升学生应用计算机解决数学问题的能力，训练和提高学生的操作能力、思维能力、创新能力和应用能力，加深对数学理论与数学思想方法的理解。

【参考文献】

[1]覃思乾.数学实验教学模式的操作流程与特征探究[J].教育与职业，2006（3）

【作者简介】莫平（1965- ），女，武汉人，柳州城市职业学院副教授，硕士，研究方向：高职数学教育，高职计算机教育。

“通过计算探索规律”实验方案篇4

2. 实验目的: (1) 进一步理解整数指数幂的意义及其基本运算法则, 借助于计算器, 引导同学们通过计算、观察、猜想揭示规律, 提高归纳能力;

(2) 经历不同问题的操作、观察、比较、猜想、归纳、交流, 感受和积累“从具体到抽象、从特殊到一般”的思想方法;

(3) 发展同学们的符号意识.

3. 实验重点:通过实验培养归纳、合情推理的能力, 感悟“从具体到抽象、从特殊到一般”的数学思想方法.

4.实验时间:45分钟.

5.实验准备:计算器.

6.实验过程:

一、交流展示、探究引入

1. 播放视频, 简单介绍著名数学猜想———“哥德巴赫猜想”

【活动说明】引导同学们感受有些“伟大的科学发现”是经过“计算、观察、猜想”得到的, 激发学习、探究的兴趣与欲望.

2. (1) 下列各式是个位数是5的整数的平方运算. 各等式右边数的末两位上的数有什么特点?观察各式中其余数位上的数字, 你有什么发现?

(2) 根据你发现的规律, 猜想下列各式的结果:

452=_______, 552=_______,

652=_______, 752=_______,

952=_______, 1152=_______,

1952=_______.

(3) 利用计算器验算 (2) 中各式的结果是否正确.

二、自主质疑、互动解惑

活动1计算———感悟

1. (1) 观察下列各式:

3×5, 33×35, 333×335, 3 333×3 335.

(2) 计算并写出 (1) 中各式的结果.

(3) 你能发现 (1) 中各式的结果有什么规律吗?

(4) 根据你发现的规律尝试填写下列空格:

3 333 333×3 333 335=_____________;

() × () =1111111155555555.

(5) 利用计算器验算 (4) 中的式子是否正确.

2. (2014·云南省) 观察规律并填空.

3. (2014·甘肃兰州) 为了求1 +2 +22+23+…+2100的值, 可令S=1+2+22+23+…+2100, 则2S=2+22+23+24+…+2101, 因此2S-S=2101-1, 所以S=2101-1,

即1+2+22+23+…+2100=2101-1.

仿照以上推理计算1+3+32+33+…+32014的值是_______.

【活动说明】通过对三道习题的探究, 进一步感悟数 (幂) 的计算在“规律探索”中的应用与方法, 体会问题不同但解决策略、基本思路相同, 即都应用了“计算结果、观察猜想、验证结论、学以致用”的探索路径, 使学生进一步积累数学活动经验.

活动2 互评———交流

1. 小组内同学之间互相交流:①分别说说上述三个问题的特征、发现的规律;②交流如何应用发现的规律解决新问题.

2. 推荐小组代表全班讲题交流:①上述三个问题的规律是什么?如何发现的?②“问题解决”如何思考?③这三个活动的规律探索有什么共同特征?你积累了什么经验?④你还能提出什么问题?

【活动说明】安排此环节主要基于以下思考:从发现到表达交流是能力提升的过程, 在倾听、思辨、争鸣中统一基本认识还能追求“求同存异”, 为提出新的问题提供生长点.

活动3 解题———应用

1. (1) 计算:9 ×6 =_______, 99 ×96 =_______, 999×996=_______,

9 999×9 996=_______, 99 999×99 996=_______;

(2) 与同伴交流, 探讨计算中的规律;

(3) 运用已发现的规律, 直接写出下式的计算结果:

999 999 999×999 999 996=_________.

2.先请你计算下列各式:

21 ×29 =_______, 34 ×36 =_______, 42 ×48=_______, 53×57=_______,

64×66=_______, 75×75=_______, ……

(1) 你有什么新的发现?

(2) 再多写些有上述式子特征的算式, 验证你的发现.

3. 4100的个位数字是几?还有其他想法吗?932016的个位数字呢?

三、分层训练、巩固提高

1. (2014·安徽省) 观察下列关于自然数的等式:

根据上述规律解决下列问题:

(1) 完成第四个等式:92-4×_______2=_______;

(2) 写出你猜想的第n个等式 (用含n的式子表示) , 并验证其正确性.

2. 阅读下面的材料, 并完成填空.

你能比较两个数20152016与20162015的大小吗?为了解决这个问题, 现将问题一般化, 即比较nn+1和 (n+1) n的大小 (n≥1的整数) , 然后从分析n=1、2、3、4、5……这些简单情况入手, 从中发现规律, 经过归纳猜想得出结论.

(1) 通过计算比较下列各组两个数的大小 (在横线上填“>”“<”或“=”)

①12_______21;②23_______32;

③34_______43;④45_______54;

⑤56_______65.

(2) 根据第 (1) 小题结果经过归纳, 可以猜想nn+1和 (n+1) n有怎样的大小关系?

(3) 根据上面的归纳猜想得到的一般结论, 判断20152016与20162015的大小关系.

【活动说明】活动主要目的是引导大家在积累基本活动经验的基础上进行巩固练习、进行变式训练, 引导大家回归到已有的数学知识、生活经验, 挖掘提炼解决问题的策略、思想方法, 进一步提炼解决问题的方法策略以及提高归纳、猜想的能力.

四、归纳反馈、拓展延伸

1. (2014·甘肃白银、临夏) 观察下列各式:

猜想13+23+33+…+103=_______.

2. 在本节课的探究过程中, 你有哪些感受与收获?回顾你的探究心路历程, 请将你的探究经验、感悟和发现写成学习体会或数学小论文.

【活动说明】撰写学习体会或数学小论文就是以“数学写作活动”来指导学习或学习反思, 它是学生将所学知识、技能、经验、思想方法进一步“内化”的一种过程, 对理解数学、表达数学和应用数学起着很重要的作用.

附:活动的评价

实验操作比赛方案篇5

一、比赛时间

2014年6月11日，星期三

二、比赛方法

由本班选出4-5名做一组合作完成一个实验，并填写好实验汇报单，分数有操作分和书面分总和取高分第一名1个，奖金100元，第二名一个，奖金80元，第三名一个奖金60元。

三、评分标准1、2、3、4、介绍班级，实验名称1分介绍实验仪器2分操作规范，说明准确4分效果明显，汇报正确3分

四、评委

屈在礼金小传陈海丽刀云月孟玲线东威板永英黄梅

汇报单批阅；徐永兰

五、写奖状

殷礼成六、颁奖

探究光的反射实验方案篇6

实验方案1：如图是苏科版物理教材介绍的实验方案教材中实验所用的器材是两个大小相同的带有量角器的光屏，其中一个光屏与一个小平而镜垂直，另一个光屏可以绕着ON的对称轴转动，并且与平面镜垂直，用一个激光笔作为光源如（图1）所示。将平面镜M水平放置，然后把一块标有刻度的白色硬纸板竖直放置在平面镜上，硬纸板由A、B两个部分组成，且可沿接缝ON折叠，使一束光线紧贴硬纸板射向镜面上的O点，从硬纸板上读出入射角和反射角的大小，改变入射光线的方向测量对应的入射角与反射角，得出反射角与入射角的大小关系；以法线ON为轴，将硬纸板的B面向后旋转，这时在B面上还能观察到反射光线吗？从而得出反射光线与入射光线三者在同平面内。

用这样的演示实验装置，是符合初中学生的认知特点来看，用激光笔沿光屏射到平而镜上，观察在光屏上留下的轨迹，实际上是用光屏上的反射点的集合以表示光的传播路径，简便易行，教学过程容易就地取材，进行实验探究，但仍存在一些不足，但笔者在教学过程中发现一些问题，学生在实际操作过程中，学生使用激光笔时不稳定，想要观察一个稳定的反射现象需要调查整较长时间，另外科学的严谨性也值得商榷。学生在实验过程中经常发现我们只在后侧研究，就得出结论时是不科学的，但当转到前方，在一定的范围内，即使不在同一平面也可以看到B板上有光线存在。这在教学过程我们是不能回避的，我们要么和学生分析形成原因在光源并不是真正意义上的一束光线，有一定的粗细，当然我们也可以改进们的实验方案。

实验方案2：如右（图2）所示，1是平面镜，2是编织毛衣用的竹针（表示法线，用铁架台固定竹针与镜面垂直），3是激光笔，4和5是缝衣用棉线。制作时，可用铅笔刀小心地在竹针的尖端横划一道刻痕，把棉线牢固地系在竹针刻痕处。学生通过前面已经认识到，反射光线与入射光线是一一对应的，让学生用棉线、竹针、激光笔代替，并让棉线从激光笔中引出，用竹针将棉线固定，光沿着棉线射向平面镜，另一位同学在另一侧寻找，直到棉线将光路显示出来为止，记录此时棉线位置，我们研究棉线的位置关系即为光线的位置关系。

但在研究过程中，我们无法保持光线长时间存在，无法直接研究，我们需要记录光线所在的位置，我们只需要让光线与棉线重合时，本实验装置的巧妙之处是用棉线寻找反射光线，向学生在展示空间立体，经过比较长时间的寻找，学生会有找到光线的瞬间都有惊乎的表情，感受成功的喜悦！教师因地制宜地引导学生使用身边随手可得的物品进行设计探究活动和各种物理实验。拉近物理与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。

实验方案3：在圆形烧瓶缸中放入水和少量牛奶搅拌均匀如图3所示。水是透明物质，光在水中传播不能看到光的传播路径，所以要掺入少量光反射效果较好的白色牛奶。牛奶不要过多，否则不易于观察光线固定激光笔于划槽之上，让激光射入缸底一点。引出法线，在划槽上用自行车车条代替法线，放置于入射点上方。在旋转过程中让各个方向的同学都可以看到在旋转过程中三条线之间位置的变化，其中在某一个角度三条线“重合”，这一现象证明了反射光线、入射光线和法线在同一个平面内。在玻璃缸表而画上量角器，让入射光线的入射点射到原点，多次改变入射角度，观察反射角的大小变化和与入射角的关系，同样可以研究反射光线、入射光线与法线的位置关系，反射角与入射角的大小关系。

本实验方案与方案件2相比较而言，学生理解过程更容易接受，采用方案1中方法将光线在一个空间中显示出来，给学生一个空间立体感，突破板面的缺陷，直接研究所看到的光线，此方法的确是一个创新的思想，但本实验只能作为演示的实验非常合适，并不能作为学生作为实验探究的设计，而且此方法实验结构相对较为复杂，有将简单问题复杂化的现象。

光的反射多方案设计，启示我们在物理实验教学实践中，教师要研究实验，就必须认真深入地研究实验方法和实验方案，以在实验教学中取得更好的效果。通过制定计划与设计实验这个科学探究要素内涵的加深理解过程，同时学生也获得了锻炼的机会，能培养学生的创新意识和创新能力。

（作者单位：江苏省淮阴中学）

物理学是一门以实验为基础的学科，而物理实验教学中的科学探究的作用尤为重要，都有着其他教学方式不可取代的作用。“制定计划与设计实验”是科学探究过程中重要的环节，我们一线老师多数情况下，为了使科学探究能顺利进行下去，教材都会在给出假设的基础上介绍实验设计的方案。在课堂教学中，为了完成教学进度，节约课堂时间，常常采用教材介绍的方案，这个环节学生较少有锻炼的机会，这样，让学生经历“制定计划与设计实验”的过程就显得特别必要，不拘泥于教科书介绍的实验方案，在老师的引导和帮助下，充分发挥学生的想象力与创造力，师生形成学习共同体，改进优化，我以探究光的反射定律实验方案为例，来说明教师在教学过程中如何改进与优化实验方案。

（作者单位：江苏省淮阴中学）

创新实验方案提高教学效率篇7

一、以学生为主体的教学实验设计

本节课的教学重点在于让学生主动参与到实验设计与操作之中, 运用自己的逻辑思维能力, 在教师的点拨与引导下展开积极的讨论, 灵活运用对比、联想、推理、归纳等多种方法得出正确的结论, 从而掌握和运用原电池原理。整个教学活动要让学生充分发挥其积极主动性, 达到掌握相关知识的目的, 进而培养学生解决问题的能力。

二、以教学内容为主导的实验观察

在具体的实验过程中, 可以重点引导学生按以下顺序进行观察和思考: (1) 铁片插入稀硫酸溶液中, 观察现象。 (2) 铜片插入稀硫酸溶液中, 观察现象。 (3) 铁片和铜片同时插入稀硫酸溶液中, 将其上端用导线连接, 观察现象。 (4) 铁片和铜片同时插入稀硫酸溶液中, 串联灵敏电流计, 观察电流计的变化。 (5) 铁片和铜片插入其他不同溶液中 (如酒精, 醋酸, 烧碱等) , 又各会出现什么现象?上述五个实验观察环节能有力地帮助学生得出正确的实验结论。

三、以阐述化学原理为目标的讲解

教师在实验观察基础上进行讲解什么是原电池, 引出原电池的概念, 即把化学能转化为电能的装置就是原电池。然后, 引导学生逐步得出原电池的形成条件, 即 (1) 两个电极 (活动性不同的两种金属或金属与非金属) ; (2) 电解质溶液; (3) 形成闭合电路 (两电极外线用导线连接, 可以接用电器) 。最后讨论铁片和铜片与稀硫酸溶液形成装置后有电流产生, 铁片上发生了什么反应, 铜片上发生了什么反应。学生容易得出如下结论:在铁片周围有亚铁离子生成, 铜片上生成的是H2。所以, 在铁片上:Fe–2e-=Fe2+, Fe失去电子, 发生氧化反应;在铜片上:2H++2e-=H2, H+得电子, 发生还原反应。总反应方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑。

四、以学生实验、知识总结和反馈练习进行课堂强化

在上述理论和概念讲解的过程中, 我引导学生分别用两个铜片和两个铁片重复前述实验。结果两种情况下电流计均不发生偏转。这说明, 两电极必须是活泼性不同的金属与金属或金属与非金属。由此, 也就强调了原电池的构成条件, 即两个电极中至少有一个可以和电解质溶液自发地发生氧化还原反应。实验探究活动提高了学生的学习积极性, 锻炼了思维能力, 为以后的化学学习打下了基础。与此同时, 激励学生主动了解干电池、铅蓄电池、锂电池、燃料电池, 以及金属的电化学腐蚀等知识。最后, 教师引导学生得出本节课的重点知识。

1. 判断正负极:较活泼的为负极, 失去电子, 化合价升高, 发生氧化反应, 阴离子在负极。

2. 正极:电解质中的阳离子向正极移动, 得到电子, 生成新物质。

3. 电子流向:负极→通过导线→正极。

4. 电流方向:与电子流向相反。

5. 形成原电池的条件:

(1) 有自发的氧化反应; (2) 两个活泼性不同的电极; (3) 同时与电解质接触; (4) 形成闭合电路。

我们围绕原电池原理, 设计了两道课堂反馈练习:

1.把a, b, c, d四种金属片, 用导线连接后同时放入稀硫酸溶液中, 用导线连接后两两相连可以组成原电池。若a, b相连时, a为负极;c, d相连时, c为负极;a, c相连时, c为正极;b, d相连时, b为正极。则这四种金属的活动性顺序是 ()

A.a b c d B.a c d b

C.c a b d D.b d c a

答案:B

2.现有A, B, C, D四种金属片。a:把A, B用导线连接后同时放入稀硫酸溶液中, A上有气泡产生;b:把C, D用导线连接后同时放入稀硫酸溶液中, D发生还原反应;c:把A, C用导线连接后同时放入稀硫酸溶液中, 电子流动方向为A→导线→C。根据上述情况, 填空回答下列问题:

(1) 在a中金属片--------发生氧化反应;

(2) 在b中金属片----------作负极;

(3) 如果把B, D用导线连接后同时放入稀硫酸溶液中, 则金属片------上有气泡产生;

(4) 上述四种金属的活动性顺序是-----------。

答案:1.B;2.C;3.D;4.BACD

机械设计实验室建设方案篇8

机械设计课程是机电类各专业中研究机械共性问题的主干课程, 属专业基础课。它的任务是使学生掌握常用机构的工作原理、基本理论并初步具有分析和设计机械零件的能力。其专业覆盖面约占工科专业的80%, 在培养和增强学生对机械技术工作的适应能力方面具有举足轻重的作用。

机械设计课程实验课是机械设计课中重要的实践环节。以前的机械设计课程实验大多是验证性的试验, 只偏重于一些几何参数、运动参数、动力参数的测定和分析。这些实验对学生掌握课堂中所学的基本概念, 加深理解一些基本原理具有显著的效果, 但这些实验作为课程教学的一部分, 在培养学生初步具有拟定机械运动方案, 分析和设计新机构的能力, 以及培养学生的创新与动手能力方面还远远不够。

提高学生理论学习融会贯通的能力, 分析问题和解决问题的能力以及综合运用基本理论、基本原理的能力是课程教学的最终目标, 也同我们的培养思想“基础扎实、实践能力强、综合素质高”相吻合。

机械设计课程实验应有别于其他课程, 机械设计基础是一门综合培养学生基础知识与创新能力的综合性课程, 需要《机械制图》《金属工艺与材料》《工程力学》及《公差与配合》等知识, 学生必须具有扎实的基础理论和综合运用这些知识的能力, 而这些课程的实验都有其独立性, 实验的方法和操作要求也各不一样, 这些实验既不能互相代替又不能重复。实验的内容应根据课程的重点和难点而定。根据高职高专的课程特点, 具体实验的内容见下表:

实验方案篇9

小学数学有效教学策略研究.

二、研究背景分析

当前, 我国小学数学教学有一个非常突出的问题, 那就是, 教师很辛苦, 学生很痛苦, 然而学生却没有得到应有的发展, 这是新的一轮基础教育课程改革必须面对的一个问题.我们的课堂教学, 让孩子感到的是痛苦, 这不能不说是教育的一个失败.反思我们的小学数学课堂, 大量废课、弱课在折磨着我们的孩子, 无效、低效教学使每个学校都产生了大量的后进生, 许多任课教师和班主任都束手无策.

有效教学就是在这一背景下提出来的, 它的核心问题就是教学的效益, 即什么样的教学是有效的?是高效、低效还是无效?如何以人为本, 让学生乐学、爱学, 实现轻负担、高质量.我们必须要加强课改背景下提高课堂教学有效性的策略研究, 提高课堂教学的有效性, 要向四十分钟要质量, 提高课堂教学的效率.

三、条件分析及实验假设

(1) 近年来, 我校做大、做强、做美校园的工作已经完成, 新的教学环境, 教学设备, 教学仪器, 特别是现代教育技术设备、校园网的到位, 10兆宽带的接入给我们的研究提供了良好的外部条件.

(2) 人员素质和理念有了明显的提高.我们是国家课程改革实验区的实验学校, 通过四年对课程改革的探索、研究, 培养了一批具有现代教育思想与技术的教师, 为我校深层次、全方位地深化课题研究奠定了坚实的基础.

四、概念界说

教学策略 (instmctiona1 strategy) , 是指教师为了达到教学目标而采用的有效解决教学问题的一系列教学方法、技术、教学材料和程序的知识.

教学策略具有四个特征:指向性 (针对教学行为) 、可操作性、启发性 (针对教学问题的解决) 、灵活性.一般而言, 在整个教学过程中, 有效教学的基本策略包括四方面的内容:准备策略、实施策略、因材施教策略 (即教学如何适应学生特点) 、教学监控策略 (主要是教学中的师生自控及互动) .

五、国内外研究现状、水平和发展趋势

由于全社会对教育的关注程度越来越高, 课堂教学改革的力度越来越大, 如何使得我们的教师拥有有效教学的理念, 掌握有效教学的策略或技术, 成了迫在眉睫的事情.纵观各级各类有关小学数学有效教学策略的研究成果, 虽略有所见, 但往往浅尝辄止, 不是阐述得不够系统、深入, 就是可操作性不强, 流于纸面.因此, 在全面推进素质教育的今天, 在新一轮基础教育课程改革深入推进之际, 作为一线的数学教学教研教改人员, 进行小学数学有效教学策略研究, 就显得十分重要.

六、课题研究的理论依据

1. 加涅的有效教学理论

加涅 (R·M·Gagne) 是美国当代著名的教育心理学家.他的有效教学策略的涵义十分简单, 就是教师为了有效促进学生学习而进行的教学规划和设计中的具体实施方法.全面分析加涅教学论思想, 发现他对有效教学策略的组织实施有以下几个方面的原则:

(1) 主体性原则.就是为学习而设计教学, 为学习而实施策略.

(2) 灵活性原则.就是教师要恰如其分地确立教学目标, 灵活地组织教学策略, 在及时处理教学中的偶发事件上, 做到心中有数, 随机应变.

(3) 联系性原则.就是既要注意学习过程各阶段相互作用的联系性, 又要注意学习过程与外部事件相互影响的联系性;

(4) 针对性原则.

(5) 层次性原则.即“教不能凌节而施, 学不能越序而进”.

2. 布鲁纳的教育理论

布鲁纳 (Jerome Seymorr, Bruner1915-) 是美国心理学家和教育家, 布鲁纳的“发现学习”:

(1) 内部动机作用——形成学生独立学习的倾向, 使学习过程形成一种应有的精神解放.

(2) 掌握发现的方法——迁移能力的形成.

(3) 培养创造的态度——知道怎样获取必要的信息, 而删除不必要的信息, 加工信息并重组信息.

3.美国教育家杜威的理论.他指出, “我们主张必须有一个实际的经验情境, 作为思维的开始阶段”.在现代教学思想中情境教学得到系统的反映.其实质是通过在课堂教学过程中创设轻松愉快的情境, 激发学生高度的学习兴趣和愿望, 使学生的情感和理智, 有意识活动和无意识活动共同进行, 从而充分挖掘大脑的潜能, 达到有效教学的目的.

七、课题主要研究内容

1. 小学数学课堂教学情况调查及分析

(1) 小学数学课堂教学情况调查.

(2) 小学数学课堂教学情况分析.

2. 小学数学有效教学内涵研究

(1) 小学数学有效教学内涵研究.

(2) 小学数学有效教学效能指标研究.

3. 小学数学有效教学的一般策略研究

(1) 小学数学有效教学的准备策略研究.

(2) 小学数学有效教学的实施策略研究.

(3) 小学数学有效教学的因材施教策略研究.

(4) 小学数学有效教学的教学监控策略研究.

八、研究变量

(一) 自变量:各种教学策略.

(二) 因变量:优化小学数学课堂教学, 培养学生科学的探索精神, 发展学生的思维能力, 有效地提高教学效率.

九、干扰变量的排除

(一) 实验对象

(1) 把四年级的两个班中, 一个定为实验班, 一个定为对比班.

(2) 把五年级的两个班中, 一个定为实验班, 一个定为对比班.

(3) 各个班优、中、弱学生比例为1∶1∶1.

(二) 实验班与对比班由同一位教师任教, 执教同一教学内容.

(三) 实验期间, 学生保持相对稳定.

(四) 实验班与对比班成绩测试的内容、时间、方式上相同, 统一标准阅卷.

十、主要的研究方法、手段

(一) 个案法:

研究初期, 把学生的情况写成案例, 经过一定的教学实践后再对比分析.

(二) 教育调查法:

通过问卷、谈话等形式, 了解学生的学习兴趣、选择学习方法的能力、个性是否得到充分的发展.

(三) 动态观察法:

通过对学生的动态观察, 了解课题研究的一些其他情况.

十一、实验组织机构

(一) 专家组成员:

潘鹬全国有效教学研究会常务理事

陕西省教科所初教室主任

秦晓利国家课程改革实验指导委员会常务委员

雁塔区数学教研员

(二) 课题实验组负责人

秦燕党支部书记兼校长、小学高级教师

国家课程改革实验指导委员会委员

陕西省有效教学研究会理事

(三) 实验教师 (略)

课题实验负责人多次进行实验课的课题研究, 课堂教学水平高, 是省、市小学数学学科带头人;电教教师软件制作水平较高, 特别擅长动画制作.五位数学教师工作积极性很高, 有一定的教学水平.

十二、研究实施计划

(一) 准备阶段 (2006年9月—2007年1月) 寻找理论依据, 确定研究人员, 统一思想, 形成共识.

(二) 实施阶段 (2007年2月—2008年2月)

(1) 初级阶段 (2005年2月—2006年2月) 进行系统的课件开发, 达到一定的数量, 实施课堂教学, 进行一次中期汇报.

(2) 深入阶段 (2006年3月—2007年2月) 开展教学研究, 收集实验数据及资料, 进行阶段评价, 并对重点实验课进行专题研究.

(三) 总结阶段 (2008年3月—2008年12月)

(1) 对检测数据进行全面统计分析, 总结规律.

(2) 撰写实验报告和论文.

3D打印实验室建设方案探析篇10

实验室建设的必要性

高等职业院校旨在为社会培养理论知识扎实、实践技能过硬的应用型高级专门人才。培养的人才进入社会, 无论是从事生产还是做研究,都应服务于社会的需求。所以,学校在培养过程中,应以社会实际需求为准则,使学生有更多的机会接触实际生产过程,了解加工工艺,熟悉多种设备的应用与维护。因此,学校要培养社会需求的高级技能性人才,必须加强实验室建设。

1.提高学生快速成型制造实践能力的需要

随着3D打印技术的迅速发展,社会急需掌握相关技能的高级人才。3D打印被称作是“实现数字化制造的关键技术”,该技术涵盖材料成型、逆向工程、三维数据采集技术、计算机三维设计与工艺设计、设备操作与维护等专业知识。要实现人才培养目标,实践教学比例至少要达到50%以上,因此学校要培养3D打印应用型人才,实验室的建设十分重要。

2.相近学科实验功能扩建的需要

实验室建成后可服务于学校相近学科的实践教学。3D打印技术广泛应用于模具制造、工业设计等领域,因此,如果学校开设模具设计与制造、工业设计、数控技术、艺术设计等专业,3D打印技术实验室可完全服务于这些学科的实践教学,既能保证实践教学有序开展,又能保障实验室的利用率。

3.教学研训一体化建设的需要

实验室功能既要满足实践教学需要,又要满足科研及对外加工服务需要,集教学、科研、实训于一体,坚持走产、学、研结合的建设方针。承担地方政府或企业的设计、制造任务,使教师学生共同参与,提高教师科研能力,保证学生有大量的实际工程经验。

实验室建设原则与思路

基于人才培养目标定位及学校专业体系设置,实验室的建设思路是以建立一个“专业、特色、创新、实践性”实验室为总体指导思想,既能满足学校3D打印专业方向、模具设计与制造、工业设计、艺术设计等专业的实验教学需要及科研需要,又能满足对企业人员进行技术培训的需要。实验室的建立旨在培养一批有知识,有技术,贴近实际需要的, 面向快速制造行业、产品设计与制作等领域的创新性应用型人才。

1.建设原则

第一,构建既能满足教学,又能满足科研需要,实现校企合作,为企业提供培训条件的综合性、开放性实验室。

第二,以实验室的建设,促进学校相关专业及学科实践教学体系的改革, 提高实验的开出率。既能实现基础性与验证性实验,又能开展综合性与创新性实验。学生能更全面、更深入地了解专业核心知识和技术,从而更贴近社会与企业的实际需求,实现专业人才培养与企业需求的无缝连接。

第三,带动专业类科研项目发展。实验室的建立,能为教师的科研和学生的科技创新活动提供良好的平台,带动专业创新实验项目发展,加强学生专业实践技能的培养,提高就业率。

2.建设思路

第一,实验室功能集数据获得(三维测绘)、数据处理(三维设计)及数据输出(3D打印)于一体,可结合学校已有的数控机床,形成一整套设计、加工制造产业链。它能提供学生从认知性学习到综合性学习的所有教学条件,让学生系统性地进行新产品的快速设计、快速测绘和3D打印整个产品研发验证环节的学习,获得解决实际问题的能力,启迪探索创新精神,发挥综合潜在能力,最大化地提升在3D打印产业及应用行业的就业竞争力。

第二,实验室建设分阶段、有计划地进行。第一阶段主要完成手持式三维扫描仪、计算机及桌面式打印机的采购配置工作;第二阶段主要以建设工业级扫描仪及工业3D打印机、测量仪器为主。分期逐步配置一整套的三维数字设计制造软、硬件设施。

第三,以师资队伍的建设为核心, 加强人才建设力度,采取引进、进修培养、兼职等措施提高实验教学队伍的水平,建设一支教学思想先进、知识和年龄结构合理的实验教学队伍。

实验室功能定位

1.教学

首先,服务于工业设计、数控技术、模具设计与制造等相关专业的实验教学需要;其次,满足相关课程设计及毕业设计的需要;再次,满足学生参加科技创新类活动的需要。

2.科研

首先,通过实验室建设,搭建高水平的科研技术平台,充分发挥学校特色及教师综合业务水平;其次,利用尖端的各种设备,辅助师生在快速成型技术、工艺设计及材料等方面完成相关科研工作,提高学校在3D打印技术领域的科技创新能力。

3.对外服务

1为企业解决技术难题、提供产品设计开发的相关服务;2承担对外加工任务,主要面向传统加工方法难以制造的复杂类零件加工;3企业员工技术培训服务。

实验室建设方案

1.实验室配置原则

以产品零件(装配体)测绘、设计、模具、检测、制造流程为主线,实验室按照数据采集、逆向设计、三维检测、3D打印、快速模具、后处理等项目,注重设备对创意设计、工业设计、模具开发的覆盖。整体培养学生综合的三维数字化设计制造实操能力。

2.建设过程

结合学校3D打印技术实验室建设的实际情况,对如何进行实验室建设总结如下几点。

(1)做好资金预算

关于3D打印机的价格:桌面级的价格在8000~20000元不等,工业级的按国产和进口划分价格在几十万到上百万不等。

(2)加强企业调研

根据建设需要,要走访相关3D打印设备生产制造企业,了解生产一线资料,综合多家产品进行综合对比,选出适合的产品型号。

(3)规划实验室布局

首先,预算实验室面积,选好合适的位置;其次,设计布局图,实验室布局分为工艺设计区、加工及检测区、讨论区三个区域,如下图所示。设计区:主要摆放计算机并安装工艺设计软件,实现逆向设计、加工工艺设计等功能;加工及检测区:完成加工任务并进行精度测量,主要加工设备有桌面式3D打印机、光固化快速成型机、三坐标测量机及其他相关附件,主要测量设备有三坐标测量机、工业投影仪;讨论区:为学生提供知识交流的平台,可完成实验数据的整理、实验报告的填写及疑难问题的讨论等。

(4)设备及软件配备(见下表)

(5)建设进度和实验室功能定位

结合企业需求及学校实际情况, 实验室采取分期建设。其中一期以国产设备为主,主要以增强学生认知水平和对3D打印技术的了解为目的,功能定位以演示、教学为主;二期可以考虑投入工业级设备,为学生技能训练和服务企业提供保障,功能定位以教学、科研、技术服务为主。通过一期建设,实验室能基本满足教学、演示功能,可以用ABS塑料进行小型创意产品和零件的制作,进行一定的功能验证。

结语

培养学生设计实验方案能力的策略篇11

[关键词]科学实验设计实验方案提高能力

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2015）36-079

科学教学实践表明，设计实验方案是学生根据科学猜想，运用已有的知识技能和生活经验而进行的一项创造性活动，它对培养学生的科学素养和科学探究能力有重要的意义。目前，许多科学实验课堂像走过场一样，让学生简单地描述自己的实验方案，接着在课件上展示实验操作步骤和需要注意的问题，再让学生按部就班地做实验。这样的课堂看起来很成功，却少了“科学味”，学生的能力没有充分得到发挥，或者说教师的行为束缚了学生。作为一名从事三年级科学教学多年的教师，我认为三年级是科学教学的起始年段，也是培养学生自行设计实验方案的重要阶段。如果在这个阶段教师能着力培养学生自行设计实验方案的能力，那么对于学生科学素养的形成、探究能力的提高将具有深远意义。本文就在科学实验教学中如何培养学生自行设计实验方案谈一些策略。

一、依托教材，引导学生设计实验方案

对于三年级的学生来说，无论是在已有经验和对科学知识的掌握方面，还是在探究能力方面，让学生独立设计实验方案是有很大难度的。因此依托教材，梳理出教材的典型模板，引导学生模仿设计，是培养学生独立进行实验方案设计的基础。

例一，教科版三年级上册《谁流动得快一些》一课，教材中首先提出问题：水会流动，油会流动，其他的液体也会流动，那么它们流动得一样快吗？接着让学生猜测，洗洁精、食用油和水这三种常见的液体是否流动得一样快呢？如果不一样，那么谁会流动得更快一些呢？然后用图文并茂的方式展示给学生看，并提出问题：怎样才能证明哪种液体流动得更快一些？请学生设计一个三种液体流动速度快慢的实验方案。教材还提示学生可能想到的方法，提醒学生要以公平为出发点来设计实验。学生还要及时思考：自己运用的方法能比较液体流动的快慢吗？即教材以探究实验的一般步骤来指导学生进行实验设计。作为本节课的科任教师，我认为只要把教材这部分的内容稍微梳理成如下方案模板即可。

“谁流动得更快一些”实验方案

1.探究的问题：

2.我们的猜测：

3.实验的器材：①实验用的材料有

②操作用的器材有

4.实验操作步骤：

5.注意的事项：

刚开始指导学生设计实验方案时，可采用学生说，教师填写的方式进行。训练一段时间后，学生了解了实验设计的流程后，可让学生自己填写。经过一年的学习和训练，到四年级时，学生基本上就能设计出比较完整的实验方案了。

二、借助演示，引导学生修正实验方案

三年级学生年纪较小，考虑事情有欠缺，对一些影响实验成败的细节不够关注。每当这个时候，教师的演示实验就显得尤为重要。但是我们提倡应在正确引导的基础上，再进行教师的演示实验。必要的时候还可以反其道而行之，就是将学生容易忽视的，关乎实验成败的重要细节用“故错法”来演示，让学生对其印象深刻。

例二，教学《谁流得更快一些》这节课时，当学生设计好“让水、食用油、洗洁精在同一块塑料板上流动”的实验方案之后，他们就开始跃跃欲试了。这时我抓住时机，在实物展示台上做了以下几个“故错演示”。

1.针对“同样大小”一词，我用滴管取水、食用油、洗洁精各一滴，故意使三种液滴大小不一。

2.针对“同时出发”一词，我故意将三种液滴滴在不同的起跑线上。

3.针对“同一高度”一词，我故意将作为水、食用油、洗洁精的赛道的塑料板一端高，一端低地提起。

每当我做完一个错误演示时，就有不少学生举手发表自己的意见。“老师，你错了。”“老师，三种液滴要一样大小。”“老师，你不公平。”……各种反对的声音此起彼伏。有反馈的时候，应该让学生把实验方案进行修正，教师在学生修正的基础上，与学生共同完善实验的注意事项。“让水、食用油、洗洁精在同一块塑料板的赛道上流动要注意从同一高度流下、同时出发、液滴要同样大小”。

经常对学生进行类似的训练，可以培养学生的批判性和全面思考问题的能力，一次次的经验积累，让他们设计的实验方案日趋成熟。

三、尝试实验，引导学生完善实验方案

三年级的科学实验涉及的器材易于操作，实验用品也比较安全。当学生掌握一定的科学实验的基本要求和技能后，教师可以放手让学生进行尝试实验。人们常说：“吃一堑，长一智。”当学生经历失败后，让他们分析、讨论失败的原因，并找出改进的方法，从而完善实验方案，规避造成实验失败的因素。经常进行这样的训练，学生设计实验方案的能力会有明显提高。

例三，同样是在教学《谁流得更快一些》这节课时，当学生提出让水、食用油和洗洁精进行流动比赛时，我让他们就“怎样让水、食用油和洗洁精进行流动比赛”这个问题进行分组讨论。讨论之后让他们到材料桌上自选实验用的器材进行实验。结果学生模仿课本的方法，有的小组选了“把三种液体分别滴在三个相同的玻璃杯内底部边缘，看哪种液体先流到杯口”的方式来实验;也有的小组选择“把三种液体滴在玻璃板上，缓缓抬起玻璃板，让三种液滴进行比赛”的方式来实验;还有的组选择“用三个相同的纸杯分别装相同量的三种液体，并在纸杯底端中心钻个孔，看哪种液体先滴净谁就流动得快”的方式来实验。可是，就算是模仿课本举例的方法来实验，他们的实验结果还是不一致。这说明有的小组一定是实验失败了，这时候我组织学生找原因，引导他们思考：利用相同器材做实验，实验结果又不一致的原因是什么？同时要求他们排除可能导致实验失败的原因，这样他们在完善实验方案时才更有针对性。

四、发散思维，鼓励学生实验方案多样化

考虑到三年级大多数学生的能力，在指导他们进行实验方案设计时，起初较多的是让他们根据方案模板来学习设计，继而培养他们自行修正、完善实验设计的能力。最重要的一点是要启发学生思考，鼓励学生发散思维，使实验方案多样化。设计实验往往更能让学生碰撞出思想的火花，教师应该善于抓准机遇，挖掘学生的创造潜质。

如例三所述，学生只想到运用课本上的三种方法进行实验，没有提出自己独特的方法。出现这种情况，作为教师，就应该鼓励学生发散自己的思维。如提示学生：除了选用的这些课本上的方法以外，还有其他的方法吗？其他同学想到的方法可行吗？在进行适当的启发后，学生一般都能提出一些不同的实验方案，就不会仅限于教材上的思路，我想这才是科学探究的魅力所在。

在小学科学教学的讨论与研究中，对知识的探究获取并不是探究活动的主要目的。让学生体验探究活动的乐趣，学会制订研究计划和设计实验，形成科学思维能力才是最根本的。所以，在小学科学实验教学中，我们应当注重培养学生思考的能力，给学生自主学习的机会，用自己的脑袋思考事情，会有不一样的结果。这样不但能培养学生设计实验方案的能力，而且将会对他们今后的学习生活产生多方面的影响。

实验方案篇12

交通运输业是国民经济的基础产业,在国民经济体系中处于领先地位。随着我国交通运输业的快速发展,需要培养大批高素质的专业技术和管理人才。高校交通运输工程专业的设置,旨在培养具备现代交通运输工程的规划、设计、组织与管理知识及相关开发能力的人才,以满足国民经济各部门对于交通运输决策、规划、建设、组织、指挥、运作、维护及管理的需求。

与一般工程专业一样,交通运输工程专业教学体系包含理论教学和实验教学两个部分。而鉴于交通运输工程专业具有很高的实践性,其中的实验教学过程对于培养工程专业人才的综合能力具有十分重要的作用。因此,必须建设一个与现代交通运输业发展相适应的教学实验室,并在教学过程中进行有效管理,才能确保教学质量、最大限度地提高教师与学生的科研服务能力。

高校教学实验室的基本要求应包括:建立一个科学、先进的实验平台,层次结构分明,系统功能合理,安全、环保、节能,高效管理与运作,方便学生开展科研活动,能以焕发学生的实践创新能力,适应现代交通运输业的实际需求及发展方向。

2 交通运输专业实验教学体系层次

交通运输工程的涵盖面很广,包括了多种运输方式和多个组成部分,现代交通运输工程还涵盖了智能交通系统(ITS),交通运输工程与物流工程也在交叉融合中迅速发展。

鉴于交通运输工程的广泛性,每个高校交通运输工程专业的人才培养侧重点各有不同,高校应根据自身的专业目标及研究重点,策划一套具有自身特色的课程体系,避免人才的一般化或同质化。交通运输工程专业的实验教学体系,既要和具体的专业课程紧密配合,又要满足系统化的要求 , 使学生通过实验教学过程的实战训练,更加深入地理解本专业的基础理论知识,同时又提升实践能力和创新潜力。交通运输专业实验教学体系的层次包含以下几个部分。

2.1 基础认知层面

这是实验教学体系的第一阶段,即通过一系列演示性实验,结合专业认识实习,使学生对交通运输工程专业有全面的认识理解,初步了解交通运输行业的发展状况和趋势,明确学习目标,激发学习兴趣,为专业课的学习打下良好基础。

2.2 理论验证层面

这是实验教学体系的第二阶段,即结合交通运输工程专业课程的专业理论,通过验证性实验,增强学生对基本概念、理论的理解和掌握,提高学生对专业理论的学习兴趣和分析问题的能力。

2.3 操作应用层面

这是实验教学体系的第三阶段,即在理论验证的基础上,引入成套的、系统的交通运输工程专业软硬件,运用真实的作业流程和数据,开设操作型和应用性的实验项目,使学生理解并掌握交通运输工程的各组流程及作业方法。

2.4 设计研究层面

这是实验教学体系的第四阶段,在学生掌握了交通运输工程专业基础理论及基本操作的基础上,进入设计型项目和研究性课题,引导他们运用科学方法提出或设计实验方案,并对实验方案及实验结果的正确性进行验证,从而提高其科研水平及创新能力。

3 交通运输实验室实验教学体系的构建及实验项目的设计

构建一个完整的交通运输实验教学体系及其涵盖的实验教学项目,应以已有的专业人才培养方案、课程体系为依据;同时根据本高校的专业重点,系统策划实验内容,以编制规范化、标准化的实验教学方案。以东南大学为例,我校交通运输专业采用“理论教学、科学研究、实践创新”相结合的人才培养模式,以旅客运输与货物运输工程为重点、物流工程为延伸、汽车运用工程为补充,以培育具备客货运输与物流工程的规划、设计、组织与管理等方面知识及相关开发能力,能从事客货运输系统的规划、组织、指挥、决策以及物流系统规划、设计与管理的高级工程技术及管理人才为目标,其交通运输专业实验项目的名称及类型见表1。其中,旅客运输的培养重点是道路运输体系,货物运输则结合物流学和国际贸易,侧重于道路运输和水路运输系统为主的综合运输体系。围绕上述目标,面对若干具体专业课程,本实验教学体系的结构包含以下几个部分。

3.1 客运管理模拟实验

该类实验项目的开展以道路运输体系为主,内容包括城际道路客运和城市公交客运,通过e Bus客运管理系统和智能公交调度系统的运用,认识和体会城际公路客运站和城市公交调度系统平台的系统功能、运营计划、调度、报表管理、数据分析、终端远程管理、票务管理、车队管理、结算管理、参数配置等环节。

3.2 货物运输管理模拟实验

运用本实验室配套的货物运输管理实验教学平台,构建多方位的实验项目,内容包括:集装箱码头管理、堆场管理、货物海运代理业务、船代业务、电子口岸管理、集装箱运输管理、仓储管理等环节。通过该平台,模拟国际货运系统的各项作业环节,提高学生解决实际问题的能力;此外,本实验室还具备SQL SERVER、ACCESS等开发平台,学生可在教师指导下进行货运及物流系统的功能定位、设计,并最终完成所需的软件开发项目。

3.3 物流和供应链实验

现代物流工程是货物运输业务的延伸。鉴于我国经济发展对于物流专业人才需求的不断增长,东南大学努力培养物流工程学生的实践能力,扩展本科生的就业面,本实验室设立了适应于相关专业的物流和供应链的一系列实验项目,包括认识实验演示、系统流程分析、物流理论验证、物流系统设计等环节。应用Arena、Auto Mod、LOGWARE、CAD、Mat Lab软件,学生可进行物流系统的分析、验证和设计。

3.4 载运工具运用类实验

本校交通运输专业,载运工具的运用以汽车教学实验为主。实验室配备有实验车辆、模拟驾驶仪、侧滑台、灯光仪、尾气分析仪、震动与噪声检测系统等设施,可进行相关课程实验、SRTP实验和本科生学科竞赛等实验项目。

4 交通运输实验室建设方案

研究型大学的交通运输实验室,既应围绕现有交通运输专业课程和实验教学体系而构建,又要具备高层次、多样化、开放性和创新性,使实验室有效地为教学服务,同时,能为学生的课外科研活动和课题研究项目提供条件,为师生提供有利于知识沟通和学术交流的优良环境。实验室建设的工作重点包含以下几个方面。

4.1 围绕目标,服务教学

实验室的规划和布局要紧紧围绕具有自身特色的人才培养目标,实验室的软硬件配置要紧密结合实验教学体系和实验项目,布局清晰合理,主导方向明确。例如,以载运工具运用和汽车构造为主导方向的实验室布局,重点建设汽车实验教学平台,如汽车构造、汽车理论、汽车检测诊断、汽车运用等;以铁路运输系统为主导方向的实验室布局,则以铁路机车设备、信号设备和铁路运输组织为重点。

4.2 实验系统软硬件配置均衡,设施功能适宜

交通运输专业的实验系统既需要配备合理的硬件设施,进行相关的演示、操作、研究、功能设计等项目,也需要构建配套的软件系统,以及相对应的局域网络,便于进行流程仿真、系统分析、软件开发等实验环节。

4.3 确保实验室设施的维护保养

交通运输实验室建设需要大量的经费,因此,必须在注重建设的同时,注重设备、设施及其软件的维护保养。应对现有的实验设施,建立合理的使用、管理制度,科学规范地操作,制定并实施维护保养计划。实验室每年应能得到一定的经费,用于设备的维护、保养。

4.4 实验室设施的定期升级

结合教学内容的不断优化和更新,实验室软硬件设施应定期升级,以便能跟上科技及经济的日益发展,与时俱进,持续为学生提供紧密结合当前科技发展需求的实验教学条件,实现实验室的高层次、创新性进步。

4.5 建设开放性的实验室

现代的实验室,应实践开放化管理,“服务于教学、科研,教学、科研提供实验室的实力”,通过实验室的高效管理与运作,打造良好的教学科研环境,为培养一流人才创造有利条件。

东南大学的交通运输专业实验室构建工作,根据本校交通运输专业人才培养目标,结合交通运输专业实验教学体系层次和结构,近几年来,陆续建设了客运管理模拟实验室、货物运输管理模拟实验室、汽车运行性能检测实验室、模拟驾驶实验室、汽车构造实验室(共建),且日臻完善。同时,本实验室又配置了认识实验演示区,包括综合客运交通枢纽模型、综合物流园区模型、立体仓库和堆垛设备、自动化分拣线(共建)等。学生在参观认识实验演示区后,对交通运输系统的原理、操作、使用,可增强感性认识,深化理性认识。东南大学交通运输实验室结构和功能见表2。

目前,我校交通运输专业教学实验条件还相对薄弱,实验设施有待进一步建设,为此,需要结合学科“十三五”发展规划以及本专业人才培养计划,加强实验室建设,增添必要的仪器设备,以充实实验教学体系,以更好地开展设计研究性实验,进一步提升教学和科研水平。

5 结语

交通运输工程专业具有很强的实践性,实验教学环节在专业人才培养中起着重要作用。本文所探讨的高校交通运输专业实验教学体系的层次,实验室的结构和具体功能及实验室建设的构想。

参考文献

[1]冯树民.交通运输工程[M].北京:知识产权出版社,2004.

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