开放实验素质教育（精选12篇）
开放实验素质教育 篇1
1 现代教育技术实验室的现状与不足
我校现代教育技术实验主要问题表现在如下3个方面。
一是设备少与使用率低。我校现代教育技术实验室拥有多媒体机房、投影仪、视频展示台、非线性编辑设备、电子白板、数字微格教学系统等多媒体设备。现代教育技术实验仪器大都比较昂贵, 通常要求成套购买, 需要较大的投入。因学校财力问题, 现代教育技术实验室设备数量少、台套数少、设备更新较慢。另一方面, 现代教育技术实验室的仪器设备除了多媒体电脑以外, 其它仪器设备使用效率都比较低。扩招以后, 学生人数多了, 学生对实验设备的需求多了, 但仪器设备的使用率仍然没有明显的提升。学生需求大与设备使用率低这两种互相矛盾的情况会长期存在, 原因是多方面的, 主要是管理体制的问题。在实验设备管理、人员管理、工作量计算方法等方面迫切需要新的更灵活的管理方式来促进现代教育技术实验室的良性循环。
二是实验教学内容与教学要求不相符合。现代教育技术实验内容覆盖面广, 与新技术紧密结合。目前的实验项目中, 关于媒体设备的使用以及教学资源的加工处理和制作的基础性、操作性实验较多, 而能培养学生根据学科教学特点、综合应用现代教育理论与教育技术解决教学问题的综合性实验较少。一些新技术的运用, 在实验教学中没有涉及或涉及得太少、太浅。
三是教学方法与创新人才培养的需求不相适用。现有的实验教学方法主要是在规定的时间内, 按规定的教学大纲要求, 根据老师设计的方案完成规定的内容, 学生自主实验的内容少, 这种相对封闭的实验模式限制了学生主动性、创造性的发挥。在具体实施过程中, 一般都是教师在做实验时先在实验室布置实验任务和实验要求, 然后讲解实验内容和步骤后, 让学生去完成, 最后上交实验报告。实验前具有针对性的实验指导材料缺乏, 实验过程中教师给予的指导也较有限, 实验后的总结评价落实不到位。教学方法一成不变, 没有体现现代化、信息化的优势, 难以激发学生主观能动性, 难以培养学生的创新素质。
2 实验室开放的要求与实施
2.1 实验室管理模式的开放
改变现行的实验室管理模式, 实行开放的管理方式, 让学生有更多时间进入实验室, 提高设备的利用率。重新构建了实验教学体系, 把实验项目分为必做实验、选做实验和自主实验。必做实验主要培养学生现代教育技术的基本技能。选做实验主要面向不同专业、不同能力的学生开展应用技能训练, 满足个性化需求, 培养学生创新素质。自主实验主要针对在这方面有爱好、有特长的学生培养创新能力、高级技能。
考虑到现代教育技术实验室的具体情况、学生对这门课程进入实验的需求情况, 采用集中安排与自由预约相结合的方式, 确保实验教学有序进行。集中安排实验方式, 主要是针对学生课程学习情况安排学生在固定的时间进入实验室完成部分必做的实验项目, 实验过程中任课教师和实验室技术人员同时在实验室进行指导, 确保学生对这门实验课有一个较好的开端。任课教师或专业技术人员在实验开始时会对实验硬件设备、软件使用技巧和关键技术进行详细讲解, 然后学生再进行实验, 主要培养学生的基本技能, 为后续实验打下良好的基础。自由预约方式, 学生在校园网上利用实验室管理系统预约进入实验室。具体操作是:实验室管理系统链接在校园上, 学生利用自己的学号和密码登录, 然后, 进入实验预约模块, 确定实验项目, 选定合适的时间, 即可成功预约。自由预约主要完成选做实验和自主实验。“实验室教学管理系统”会自动计录学生进、出实验室的情况, 并对已预约实验而未来做实验的学生发出警示标志。
2.2 教学内容与方法的开放
实验室的开放不仅是时间和空间上的开放, 更重要的是实验内容、实验方法、实验手段上的开放, 将学习的主动权交给学生, 激发了学生学习的主动性和积极性。采取教学内容可选、手段和方法可变的实验教学模式。让各专业学生根据各自的教学要求自主地选择实验项目、实验时间、实验方法。在实验内容上, 实验室提供丰富的选修实验项目, 内容要有弹性, 目标分三级, 以适应不同专业、不同层次学生的需求, 也可以学生自主确定实验内容。学生要求完成的选做实验项目数不少于5个, 占学生应完成的实验项目总数的50%以上。所有的选做实验项目, 实验指导书上仅提供了详细要求和必要的指导, 学生要自己设计实验方案、选择实验方法、确定实验步骤。并在实验开始前请指导老师进行审查, 合格者才能进行实验;有问题的, 指导老师进行相关的指导, 学生再修改, 直至合格才能进行实验。自主实验项目完全是学生自已选题, 任课教师只要确认学生的方案可行, 就可进入实验室进行实验。对于完成省、校级创新实验项目的学生, 实验室提供绿色通道, 实验室只要有空位, 学生就可以进入实验室进行实验。
2.3 实验教学评价方法的开放
过去的实验考核是以实验报告为依据, 加上平时学生在实验过程中的表现来确定实验成绩。这种评价方式很难客观地反映学生的实际实践水平。为此, 改进方案为:综合学生实验过程的考核和实验结果的考核, 最后评定学生的实验成绩。实验结果的考核是定量的, 即对每一个实验项目设定一个分值, 并对每个实验项目建立3个层次的目标体系, 每个层次设定一个系数, 学生完成一个实验项目的实际得分就是实验项目分值乘以达到的目标层次系数。所有完成实验项目的得分和就是该学生的实验结果得分。实验过程考核是多方位的, 必做实验主要考察学生实验前的准备情况, 实验进行中科学的态度、操作的规范性、任务完成的质量等的综合情况;选做实验主要考察学生发现问题、分析问题和解决问题的能力, 开放性地完成一项综合性实验的能力, 运用多媒体进行组合教学的能力, 学生所能达到的目标层次;自主实验主要考察学生项目的质量、项目的完成情况、获取知识的能力、协作完成任务的能力、理论与实际结合等综合运用技能。实验过程考核每一次实验都要进行, 由指导老师或实验室专职技术人员实施。通过这样多方面、全方位的考核办法, 基本能体现一个学生的实际水平。同时采用这种考核办法, 增强了学生做实验的开拓进取精神和创新意识。
3 实验室开放需要解决的主要问题
要真正实现全方位开放实验室, 有3个根本问题需要解决好, 一是师资问题, 二是服务意识的转变问题, 三是“学生观”问题。
(1) 师资的问题。实验室开放对教师提出了更高的要求, 教师的知识面要宽、知识更新要快, 对教育技术的新技术要有比较全面和深入的研究。同时, 还要有丰富的实践经验, 会使用多种多媒体软件编程。在实验指导过程中, 要能根据学生的具体情况给予恰当指导, 确保学生能较顺利地完成实验, 达到实验目标, 确保学生实验过程中的安全, 教师的责任很大, 工作强度也增加不少。实验指导老师的工作量会明显增加, 需要补充一定的师资, 实验指导教师必须具有更强的业务能力, 才能胜任开放管理模式下实验工作的需要。
(2) 服务意识的转变问题。实验室开放管理能不能做好, 核心的问题是教师、实验技术人员等的服务意识问题, 每一位与实验教学相关的人员都需要改变以往的思想观念, 把自己当成一名服务员, 自己的各项工作都是为学生提供优质的服务。这样, 实验室开放管理就是使实验室以学生为中心、需求为导向, 向学生提供规范化、科学化、个性化的学习需求。
(3) 学生观问题。科学的学生观指出:学生是不断发展的个体;学生是独特的人;学生是自主的积极的学习者;学生不仅要学习知识, 更重要的是要学会做人;要多元化地评价学生。按照科学的学生观, 对学生的态度和方法就应当是:相信学生, 给予他们在实验教学中的主体地位, 为学生创设施展他们的聪明才智、充分自由的发展环境。平等对待学生;让学生自己教育自己、自己管理自己;给学生充分锻炼与实践的机会;允许学生犯错误, 容忍学生犯错误, 让他们在教师的指导下, 自我创造、自我发展、自我提高。
4 开放实验室的几点启示
实验室开放以后, 改变了传统的教学与管理模式, 它的优点主要体现在如下几个方面。
(1) 开放提高了实验教学质量。实验室开放管理后, 集中安排实验的时间减少了, 学生选做实验项目和选做实验人次均大大增加, 实验过程学生独立完成实验的机会增加, 出现问题主要靠学生自己解决, 而教师只是进行启发性的指导, 这样大大提高了学生的实际动手能力、解决问题的能力。
(2) 有利于激发学生的主动性。学生自选实验项目、实验时间, 自主地进行实验后, 学生个性化需求得到更好的实现, 学生实验的主动性、积极性得到了充分的发挥。实验项目不同层次的目标体系, 既可以让学生很快尝到成功的喜悦, 又有利于引导学生不断进取。教师对实验过程的考核, 不仅是对学生的评价, 更是对学生完成实验的一种激励。多方位的激励机制更充分地调动了学生学习的主动性和积极性。
(3) 实现了实验资源的合理使用, 提高了设备的利用率。实验室开放前, 一个很严重的问题是那些台套数少的实验设备, 每次能安排实验的学生人数少, 全体学生轮完一个实验的周期长, 老师指导学生的效率低。因此, 教师不愿意开设这样的实验项目, 导致这类仪器设备利用率降低, 而这类仪器设备往往都是采用新技术的、比较贵的教学实践中必须用到的仪器 (如电子白板、视频展示台、数字微格教学系统等) , 学生必须具备这方面的技能。实行开放管理以后, 很好地解决了这个问题, 实验资源得到了合理的使用, 学生能力培养更全面。另一方面, 学生自己选择实验项目, 实验的频率和实验循环的节奏由学生自已调节, 这使得实验室的容量大幅度提高, 自主地选择实验项目可满足不同学科, 不同专业学生实验的教学要求, 提高了仪器设备的利用率。
(4) 规范了实验室的管理。实验室开放管理是示范性实验的基本要求, 它的管理需要一套操作性强的规章制度。在实验室开放管理的实践中, 我们明确规定了指导教师、学生、实验技术人员的责任, 制定了开放实验室各类人员、仪器设备、耗材管理、实验室安全等一系列管理制度, 构建了实验室开放管理网络平台, 强化了实验室的管理, 各项工作开展有章可循, 有效地保证了实验室的开放。
5 结语
现代教育技术实验开放管理是对实验教学的一项改革与探索, 目前取得了一定的成绩, 但在开放管理过程中, 不断出现一些新的问题, 如:如何保障指导老师的利益, 实验过程评价的客观性、公平性问题等, 这些都需要我们继续为之探索。
摘要：探讨了地方本科院校师范类专业现代教育技术实验室如何实行开放管理。提出了针对不同专业、不同知识结构的学生采用分层次的实验教学目标管理方法。为提高实验设备的利用率, 采取了集中安排与网上预约相结合的开放管理方式;形成了以考察学生实验过程表现与实验结果相结合的开放评价方法。旨在提高现代教育技术实验教学的质量, 培养师范类学生整合现代信息技术与学科教学的能力。
关键词：教育技术,实验目标,实验教学,开放管理
参考文献
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开放实验素质教育 篇2
物理学不仅是一门基础学科，而且是一门实验学科，实验在物理学的发展中有着巨大的意义和推动作用。由于物理实验具有直观形象性、实践性、综合性的特点，决定了实验教学不论在物理概念、规律的教学中，还是在培养学生能力、引起兴趣等方面都有无可替代的重要作用。随着科学技术的发展和我国经济体制的改革，社会对大学毕业生提出了更新更高的要求，大学生就业难度加大，所以高校要特别注重学生综合能力的培养，重点加强学生的创新精神和实践能力。实验室是培养学生技术创新能力、实践动手能力和应用能力的重要场所。
但是目前很多院校还是采用传统的实验教学模式：先由老师讲解实验内容，学生再按老师或教材所讲步骤重复实验，测量数据，验证结果。在实验的选题方面是以传统经典的验证性实验为主，这种模式最大的缺陷就是以教师为中心，学生只是被动的重复实验步骤，不利于能力的培养，如果能加强实验室的开放，实现个性化、开放式的教学，学生就能根据自己的兴趣和能力选择实验内容，实现学生自己研究、自己设计方案完成实验，打破目前多数学校实行的封闭式、固定式的教学模式，这样有利于高素质人才的培养和优秀人才的涌现[1]，以提高学生的社会竞争能力。
1加强实验室开放，能够有效提高实验课的教学质量
传统的物理实验教学模式多数实验课都是两个小时。大部分学生能在规定时间内做完实验，但往往是被动模仿，没有时间深入地去理解实验的原理，而且学生之间存在个体差异，对实验的理解、反应速度等都不同，所以每个学生的实验完成情况因人而异。对于一些比较复杂的实验原理难理解，用到的仪器设备较多，问题就更为突出了。如果实验室开放了，课前学生进实验室对实验所使用的仪器设备和实验内容进行必要的熟悉和了解，那么上课时学生把主要精力放在实验的重点上，思路明确效果就会好多了。这样学生成为了主体，自主进行学习，教师为主导。
从形式上来讲[2]这种开放型的教学模式是指实验时间、实验教室、实验设备的开放。从深层次来讲，是指提供学生选择实验题目和实验方案的空间。实验内容一般有必做和选做两部分。必做部分主要是一些基础性的实验内容，对于能力较强学有余力的同学可利用实验室开放时间，做一些相关的、感兴趣的其它实验，课堂实验完成质量不好的同学也可利用课余时间来实验室温故知新，既提高了实验技能，又保证了实验教学的质量。
2加强实验室开放，适应社会需要培养应用性和创新性人才
跨入21世纪，我们的教育是现代化的教育，历史对现代化的教育赋予了新的内涵，对人才的培养应是全新的、高层次的。物理实验是研究和发展物理科学的基本手段，培养和提高学生的能力，是实验教学的核心内容和目的。而培养学生的能力[3]，不仅表现在会用仪器设备、会做实验上，更重要的是培养其综合应用能力和一定的创造能力。面临大学生就业难度大的社会形式，为了适应社会的需要各高校的专业培养方向在不断调整，实验课时仍然显得紧张，不够用。学生在课堂没有时间去做较多的实验，在很有限的时间内，要培养出动手能力很强的学生是不可能的。所以，为解决这一矛盾，加强实验室开放势在必行。
开放的实验室使所有学生都有学习的机会，都有足够的时间完成自己的实验，另外要保证开放的效果和质量，实验教师既要为学生创造条件，让学生有一个良好的学习和钻研的环境，又要做到结合专业实际，积极引导，妥善管理，激发学生兴趣，并鼓励竞争意识和创新精神，不仅要让学生掌握实验内容，更重要的是要让学生掌握方法，能够灵活运用；通过大量的实验，学生可以加深对理论的理解，把理论应用于实际，从而提高了动手能力、思维能力和应用能力。为自己进入社会增加了一份竞争力。
3加强实验室开放，有利于培养和提高学生的综合素质
大学教育是专业教育，但也贯穿着素质教育。因为人才的内涵是知识、能力、素质的复合，而不仅仅是知识量的迭加，所以高等教育的重点由传授知识转入提高素质是历史的必然。实验室的开放保证了学生对研究性及综合性设计性实验的研究[4]。
设计性实验课题一般是由实验老师根据学生已用过的实验仪器综合自己掌握的实验测量方法来出题，也可学生自己立题，从实验准备到实验结束的全过程，学生自己查阅资料，确定实验方案分析实验结果。整个实验过程中，教师只作必要的咨询和检查指导。遇到问题时，需要学生自己观察、分析、改进和完善实验方案，因此设计性实验过程既是学生应用理论知识解决实际问题的锤炼过程，同时也是检验学生应用理论知识解决实际问题能力的手段。
综合性实验是学生知识的拓展以及难度的提升，注重现代科技知识、技术的融入，可以加强师生之间的互动，老师在充分发挥自身主导作用的同时，可以充分调动学生的积极性和主动性，及时启思设疑，引导学生对各种现象进行思考讨论，促使学生的思维积极活动起来，既巩固了基础性实验阶段的学习成果、又开阔了学生的眼界和思路，提高了对实验方法和实验技术的综合运用能力。同时可以培养学生的创新意识和创新思维，培养学生综合运用知识和解决问题的能力。
因此，在培养和提高学生的综合素质方面，实验教学比理论教学更具有优势。而实验室开放正是为学生提供了一个能长时间接受这方面培养和锻炼的场所。
实验室开放既不限制实验内容，也不限制实验次数，满足了不同程度、不同层次学生的要求，它消除了传统实验教学让全班学生按规定的内容，在限定的时间内“齐步走”带来的弊端，让学生在各自的基础上都有收获。因此，充分利用高校实验室的仪器、设备优势，做好实验室的开放工作，体现了以学生为本，高等教育特色办学的理念，提高了实验教学的质量和学生的能力素质，增强了毕业生的就业竞争力。
参考文献
浅谈开放教育中的实验室管理 篇3
关键词：开放教育；实验室管理；特点；构建措施
中图分类号： G642.423 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）19-32-2
0 引言
目前，全球都已经进入了知识竞争的时代，为了提高国家综合实力以及国际竞争力，我国提出了建立创新性国家的目标。各大高校是我国人才培养的主要基地，创新性国家发展目标的实现，要求各大高校培养出更多的创新型人才。实验室是高校教学系统的重要组成部分，是学生理论知识与实践相结合的重要场所，也是学生扩展能力与创新的重要基地。改革传统的实验室管理模式，实行开放式管理，既有利于提高实验室资源的利用率，也有利于更好的服务于全校师生的实践需求，有助于师生创造力、科研力的发挥，实现学生创新能力的培养。
1 开放教育中开放实验室管理概述
开放式的实验管理模式，相较于传统的管理方法主要有两方面的重大区别：一是，消除了实验室时间和空间的限制。当学生申请实验室时，可直接通过网上信息的填写、申请、审核等一系列程序之后，可自由的选择实验的时间和地方，实现了时间和地域的开放；二是，对实验内容进行开放。在传统实验教学过程中，一般都是由教师制定课题，对实验方案进行验证之后，学生才能遵循教师的方案进行，学生的创新性受到严重的制约。但开放实验室管理模式，就是在实验内容、实验方案科学合理，并且实验室具备相应的实验条件下，学生即可开展试验研究。时间和空间的开放只是开放实验室的基本标志，实验内容的开放才是实验室开放管理的内在表现，给予学生极大的自由，为学生的创造力提高稳定的外部环境。
开放实验室的管理方法，其本质上是尊重学生的主体需求，为学生的多样性以及创造力提供开放、自由的外部教育环境。实验室为学生提高先进的技术设备，激发学生的参与热情，促使学生积极的投入到科研项目中，帮助其实现由理论到实践的大跨越，在实验的过程中，实现学生的自我价值，体现创造的美感。开放实验室管理方法，不仅表现了学生的主体地位，更是激发了学生的独立性以及创造性。
2 开放教育中开放实验室管理特点
开放实验室的管理具有开放性、动态性以及灵活性，它的特点主要表现在以下几方面：
2.1 管理灵活性
开放实验室的灵活性，在其变现形式和内涵中都有体现。在开放的实验室管理过程中，实验内容是具有多样性和自主性的，可根据学生的实际条件合理安排实验内容、时间以及试验方案，给予学生最大限度的自由。开放实验室管理的灵活性，为学生提供了一个稳定可开放空间，有利于培养学生的创造力和学习力，提高学生的综合素质。
2.2 教学内容独特性
开放性实验室的教学活动中，不在仅仅局限于课本范畴，更多的是投身与社会实践，提高学生实验内容的社会性。在实验课题的选取上，要联系生活实际，紧跟时代发展的步伐，不能故步自封，要保持科研内容的先进性与超前性，既提高了科研的价值意义，也开阔了学生的眼界，提高其实践能力。
2.3 学生个体
在传统的实验室教学过程中，学生一直是处于被动接受的地位，实验的开展都还依据理论知识的开展。但开放实验室与传统的教学、管理有着根本的区别，它依从学生的主体地位，尊重学生的思想的多元化，采用多种教学模式和教学内容，提高学生实验教学的参与度，激发学生的学习积极性。同时也提高了学生分析问题、解决问题的能力，培养了学生独立自主的学习能力。
3 开放实验室管理模式构建措施
3.1 提高实验室的硬件和软件的配置水平
实验室效能发挥的基础就在于实验室硬件和软件的配置。如果实验室本身的技术水平就有限，即使采用开放型的管理模式，实验室的作用依然无法发挥。只有实验室拥有先进和多样的技术设备，才能为开放型实验管理提供坚实的物质基础，并且开放空间的延展性也比较大。实现开放式实验管理也提高了资源的利用率，保证了实验室的功能得到最大程度的发挥。
3.2 完善实验室管理制度
开放式实验室管理模式，打破了传统实验室时间、空间以及试验内容的限制，提高了实验室资源利用率的同时，也给实验室的管理带来的新的难题。实验室管理制度的确定是保证实验教学工作有序开展的重要保证，在开放式的实验室管理工作中尤为重要。
传统的实验室管理工作主要是有专门的工作人员或者是专业的实验老师担任，管理工作简单，管理内容单一。但是开放式的实验室由于实验时间不受限制、实验内容、项目具有多样性、实验对象多元化等特点，致使管理工作更加的复杂，管理难度进一步加大。因此，要改变传统的实验室管理方法，在管理的过程中，适当的引入学生自治管理方法，培养学生在实验室中的主人翁意识，例如对实验仪器设备的管理、维护等，这既有利于实验室管理水平的提升，也有利于培养学生的责任感，方便为学生提供稳定、适应的实验环境。同时，学校也可以缓解实验室的使用压力，建立网上实验室，进行实验仿真。
3.3 建立一支高水准的专业师资队伍
相对于传统的实验教学模式，实验室开放后，所要承担的实验数量将大大增加，且学生遇到的问题也会随之增多。为了维持实验室的正常运行，解决学生遇到的各种问题，足量的高水平教师是决定实验室开放运行能否成功的重要因素。实验的各个环节都需要教师的指导，这就对教师提出了更高要求。为此，就要发动所有相关专业的教师，甚至可以把具有丰富实验经验的学生也融入实验室的管理与指导中，以此来保证实验室的良性循环。当然，通过交流、培训提高专职实验教师的水平，促使其不断学习新技术、吸取新知识、掌握新方法，也是极为重要的。
3.4 加大实验室的投入力度
实验室开放运行后，首先，在元器件等方面的消耗将大大增加；其次，即便有各项安全管理规定，仪器设备的损坏率也将不可避免地增加；再次，为了保持指导教师工作量增加后工作的积极性，或者奖励协助教师指导的研究生与高年级学生，一定的经费支持也是必不可少的。此外，对一些立意非常好的实验，也应以立项的形式予以专项资助。这些都需要管理机关通过申请或挖掘开放实验室的经费来源渠道，这样实验室开放才能持续地运行下去。部分地方高校设立有实验室开放基金，这不失为一种有效的办法。
3.5 建立实验激励机制
实践教学是教学活动的重要组成部分，有利于培养学生的探索精神，进而培养他们的创新精神，而学生一旦具备了这种精神，也必将反过来促进学生整体学习的进步。其次，为了提高学生的实践能力，应建立专门的奖励机制。在实验教学过程中，可建立专门的实验履历卡，记录其在校的所有实验经历，并根据不同结果设定独立的实践动手能力评价等级；等级高的学生甚至可参与实验室管理并指导低年级同学。同时，设立创新学分，对那些实践动手能力表现突出的，尤其是获得奖励的学生给予特别的奖励。每年对开展的自主性、创新性实验进行评比，奖励那些优秀的学生以及指导教师。如果某些实验立意新颖，经评审后，可考虑以专项资金进行资助。
4 结语
综上所述，在开放教育理念下，必须对传统的实验室管理进行革新，实行开放式管理模式，这不仅有利于提高实验室资源的利用率，也有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，激发了学生探究能力，为高校学生创新力的培养提供了重要的外部环境。在开放式实验管理构建的过程中，要不断提升实验室的配置，加强师生之间以及学生之间的交流，在自我实践的基础上，提高学生学习的热情以及学习的能力。就目前而言，开放式的实验室管理模式还处于正在探索的过程中，在不断的实践过程中逐步完善成熟起来，这对高校的教育水平以及学生创新力的培养都具有重要作用。各大高校应充分发挥实验室的效能，更好地为广大师生服务，实现学生综合能力的提升。
参 考 文 献
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工程教育背景下的开放性实验教学 篇4
实验室是培养创新人才的摇篮, 是现代化大学的“心脏”。要把学生培养成基本素质高、综合能力强、实践能力突出的科技人才, 仅靠课堂教学和单纯的理论学习是难以达到的。随着科学技术的发展, 新的科学方法及手段逐步被引入教学中, 逐步形成并完善了实验教学这一特定的教育过程。与课堂教学相比, 实验教学具有直观性、实践性、综合性、启发性和探索性等特点, 在培养学生创新能力、动手能力、理论联系实践能力等方面具有重要意义。
一、高校实验教学的现状
传统实验教学由于没有得到足够的重视, 已与学生能力培养的要求很不相适应, 问题集中表现在以下四个方面。
1. 实验内容单一
传统的实验教学通常被看做理论教学的附属, 验证性实验占80%以上, 设计性和创新性实验所占比例太低。大多数教学实验特别是基础课实验往往局限于理论验证及实验数据的记录, 无法体现现代科学技术的更新发展, 严重影响了教学质量。
2. 教学方法呆板
传统实验教学以“填鸭式”教学方法为主, 学生“照方抓药”式地进行实验, 在规定的时间及配好的仪器上, 在教师的讲解示范下, 按照实验指导书上列出的详细步骤, 机械地完成实验任务。学生在实验中完全处于被动状态, 只是按照统一的模式做实验, 不用深入考虑, 不用问为什么, 每个实验学生只能做一次, 并且必须在规定时间内完成。这种单一的实验模式无法因材施教, 忽略了学生的个体差异, 呆板的教学方法难以激发和调动学生的积极性和主动性, 严重制约了学生创新能力和动手能力的提高。
3. 设备陈旧, 管理落后
大多数高校实验室建设资金投入不足, 实验室面积无法满足教学发展的需要, 实验仪器陈旧落后, 管理机制不健全, 管理不规范, 缺乏现代化实验教学管理平台的支撑, 实验室的功能常常得不到充分发挥。
4. 实验师资队伍素质偏低
长期以来, 许多高校存在“重理论、轻实验”的现象, 挫伤了实验教师工作的积极性和主动性, 影响了实验教学师资队伍的稳定。从事实验教学的教师几乎没有外出进修和学习的机会, 在很大程度上影响了其业务能力和综合素质的提高。另外, 许多高校对实验教师的要求较低, 客观上造成实验教学师资队伍整体素质偏低。
二、开放性实验教学改革的主要内容
为了消除传统实验教学存在的种种弊端, 我国高等院校尤其是工程类本科院校正在对实验教学进行改革, 实施开放性实验教学是当代教学改革的有效模式之一, 也是工程教育背景下实验教学改革的新方向。结合河南工程学院的物理实验教学实践, 笔者提出以下整体优化实验教学的思路。
1. 创新实验教学内容
实施开放性实验教学, 就要摆正实验教学和理论教学的位置, 明确两者相辅相成、有机结合的地位和作用。在保留必需的验证性实验的基础上, 增加代表本学科前沿领域或从科研成果转化而来的新实验, 增设应用性强的设计性、创新性实验, 力求实验内容能够反映本学科的前沿内容, 使学生能够运用所学课程进行跨学科、跨专业的综合, 或者是在导师的指导下进行一些研究性实验。在扩充实验项目数量的基础上, 依据难易程度把实验项目分为必做、指定选做和任选等多种层次。必做实验项目为最基本的实验教学内容, 是在保证达到基本培养要求的前提下, 以大多数学生通过正常努力可以完成为标准来确定;指定选做实验为基本要求的补充内容, 要求绝大多数学生通过努力能够掌握;任选项目难度较大, 需要较强的实验技巧, 要求少量优秀学生能够掌握。
2. 改革实验教学方法
实施开放性实验教学必须充分发挥学生的主观能动性, 摒弃传统的“教师手把手教, 学生按原样做”的教学模式。在开放性实验中, 实验的选题、方案的制定、实施步骤、预期成果的确定都由学生独立完成, 教师仅仅起引导的作用。开放性实验教学使整个实验过程中学生的思想、灵感完全不受束缚, 主动性得以最大限度地发挥, 在培养学生创新能力、提高学生综合素质等方面具有特殊的作用。
开放性实验教学的基本形式是实验室及实践手段向学生开放, 以引导性、启发性方法为主, 突出综合性和设计性实验能力的培养。学生可以在固定的开放时间或通过预约进入实验室, 进行构思、设计和调试。实施以满足学生创新能力培养为目标的开放性实验教学方法是当前工程教育背景下实验教学改革的重要方向。
3. 加强实验室建设和管理
开放实验室不仅包括仪器设备和时间上的开放, 而且包括实验项目和研究课题的开放。为了保障实验室的有效开放, 首先要加强实验室的建设力度, 在保证资金投入到位的情况下扩大实验室面积, 增加新的仪器设备;其次要建立科学的管理模式, 建立健全规章制度, 确保实验工作科学合理地运行, 搭建开放实验管理平台, 实现开放实验项目的预约功能, 利用管理软件对开放实验和仪器设备进行规范化管理, 牢固树立“以学生为本”的管理理念, 使开放实验室发挥最大的投资效益。
实验时间开放可以分为两种:一种是固定不变的计划时间, 主要完成必做实验项目;一种是预约开放, 供学生自由选用, 可以选做必做项目以外的实验, 也可以重做必做项目中来不及完成或吃不透的内容, 还可以设计新的实验方案。
4. 重视实验师资队伍建设
实验技术队伍是实施开放性实验教学的关键。要做好实验技术队伍建设, 就要保障实验技术人员应有的地位及相应的待遇, 尽可能为他们提供进修学习的机会, 使他们在技术上、业务素质上能紧跟时代步伐, 从而更好地为开放性实验教学服务。
三、开放性实验教学在物理实验教学中的实践
从2008年开始, 河南工程学院物理实验中心首先选择光电效应、普朗克常数等10多个实验项目为首批开放试点实验项目, 在课余时间为全院本科生开放, 引进物理博士5名, 另选派2名硕士攻读博士学位, 为学院下一步全面实行开放性实验教学做准备。到目前为止, 物理实验中心已累计完成近500人次的开放性实验项目, 这些实验项目均要求学生在实验之前精心预习, 写出预习报告, 制定翔实的实验方案, 明确预期实验成果。整个过程的每一个环节都需要学生主动参与, 教师仅仅在必要的时候加以引导, 这样就改被动操作为主动实施, 发挥了学生的主动性, 改统一模式为多元化实验, 激发了学生的兴趣, 学生能够从现实中抽象物理模型, 观察分析、应用知识的能力得到提高, 不少学生越来越多地把物理知识灵活运用到其他学科, 应用于一些实际问题的解决, 并取得了良好的效果。
当前, 工程教育背景下的开放性实验教学已成为我国高等院校教学改革的一个亮点, 尤其对于新升本科院校, 改革实验教学、全面实行开放性实验教学已成为教学改革的必然, 必将为教学改革的发展带来新的契机。
参考文献
[1]王建华, 赵红.高等工程教育改革探析[J].邵阳学院学报, 2005, (4) .
[2]冯端.实验室是培养人才的摇篮[J].实验室研究与探索, 2008, (10) .
[3]秦晓静.开放实验教学培养创新人才[J].实验技术与管理, 2005, (7) .
开放实验素质教育 篇5
【摘要】
生理学实验是医学生实验课的基础课程，我们在教学中进行了开放式实验教学，并以问卷调查的形式分析学生对开放式实验的认可度以及对基本知识点的掌握；分析开放式实验前后学生的生理学实验考试成绩三方面进行教学效果评价。
【关键词】
生理学；实验教学；开放式教学
生理学实验是高等医学院校各个医学专业的基础必学课程,在学生动手能力培养中占有非常重要的位置。但是由于本课程是医学生初次接触的机能实践课，实验操作较形态学课程复杂，需要有一定操作技能，加上实验课时有限,教师在实验讲解后,学生还来不急思考,就需按照教师规定的框架以及思维进行实验操作,学习处于被动状态。另外，实验仪器设备数量有限,不能保证每个学生都有充足的时间和机会做实验,因而在一定程度上影响学生学习兴趣和积极性[1]。因此,针对以上问题,我们选择了级全日制临床医学系学生实行开放式实验教学,并进行了教学效果的调查研究。
1材料和方法
1.1研究对象随机抽取未进行开放式实验的级临床系90名学生与进行开放式实验的2005级临床医学系系学生90名作为研究对象。两组学生在入学成绩及学习《生理学实验》前其它课程学习成绩没有明显差异。
1.2教学方法传统式教学,即学生按照课堂上老师的讲解进行实验学习；开放式教学是指在学生课余时间开设实验课程,学生可以根据自己的要求选择实验内容；在此基础上再进行生理学实验课堂教学。
1.3教学效果评价设计调查问卷,反馈学生对实行开放式实验的意见；期末进行实验考试,2年试题在题目难易度及考试要点上相当,分别按百分比值效正学生的实际分值,通过分析比较实行开放式实验前后学生实验考试的成绩,判断开放式实验对生理学实验教学效果的影响。
1.4统计学方法学生考试成绩用均数±标准差(x±s)表示,并利用统计学软SPSS12.0进行t检验及2检验进行差异的显著性检验。
2结果
2.1学生对实行开放式实验认可度的分析问卷就70名学生利用课余时间参加开放式实验是否愿意的情况进行调查,愿意的学生占75.71%(53人),不愿意的学生占24.29%(17人),调查结果表明,学生对实验课实行开放式实验是非常满意的。
2.2学生对基本知识点的掌握情况分析用调查问卷对80名学生学习实验教学内容(神经和体液因素对家兔动脉血压的影响)进行了调查,答题栏为实行开放式实验前对当堂课内容比较明白(对当堂课内容理解＞50%)占21.25%(17人)；不太明白(对当堂课内容理解30%～50%)占63.75%(51人)；不明白(对当堂课内容理解＜30%)占15.00%(12人)。实行开放式实验后对当堂课内容比较明白(对当堂课内容理解＞50%)占78.75%(63人)；不太明白(对当堂课内容理解30%～50%)占15.00%(12人)；不明白(对当堂课内容理解＜30%)占6.25%(5人)。结果表明,在实行开放式实验后学生对知识的理解率提高了57.50%。
2.3学生实验考试成绩分析见表1。表1实行开放式实验前后学生实验考试成绩分析注：*P＜0.05。 由表1可见,实行开放式实验教学后,学生实验考试成绩明显提高,不及格率由25.6%降至3.3%(P＜0.01),优良率由28.8%升至58.9%(P＜0.01),缩小了中等成绩的学生比例。由此可见实行开放式实验教学增强了提高了学生实验考试成绩。
3讨论
传统实验教学以教师为主体，以教为主，学生在课堂上被动接受，而开放式实验教学将学生推到了主体位置，要求学生自主设计实验，以学为主，大大促进了学生的学习兴趣和创新性思维，增强了学生解决问题的能力；传统式实验教学由于课时有限,导致学生盲目模仿老师给出的操作步骤,一遇到问题就问老师,大大抑制了学生的创新性思维,开放式实验增加了学生的学习时间,给学生更多的时间去思考为什么要这么做,下一步该怎么做的问题；传统实验教学实验资源有限，从一定程度上限制了学生创新性思维的想象空间和实验的可行性，而开放式实验整合了优势实验资源，从师资力量，教学设备（多媒体和网络）以及实验仪器设备大大提高了实验的可行性；传统式实验教学忽略了学生的个体差异（智力、反应快慢、理论基础），采用固定的教学模式，相同的教学内容，造成基础好的学生较早完成实验，而基础差的学生根本无法完成实验，最后只能应付甚至抄袭实验数据的现象[2]，这样就造成部分学生感到实验枯燥无味，甚至反感做实验。而开放式实验采取学生自主选择教学内容的方法，提高了学生的学习兴趣，针对不同层次的`学生进行不同的实验教学，既让基础好的学生在完成实验的基础上有更深层次的提高，又让基础薄弱的学生锻炼了基本功；传统实验教学教学评估体系主要依靠考勤和实验报告评估学生实验的优劣，造成评估中“不公平”现象的存在，而通过开放式实验,教师可以广泛地接触学生,了解学生的学习情况及整个实验过程,比较客观地评价学生,合理地评定学生的学习成绩,全面了解和掌握学生实验的整体情况。
因此,应多鼓励和支持开放式实验教学,通过开放型实验,培养学生的设计思维、开拓意识、创新能力、科学素质和动手能力,为学生毕业后服务社会打下基础。在实验教学改革的进程中,开放式实验教学模式是不断发展完善的。我们要勇于开拓、大胆创新,不断探索开放式实验教学的新模式。
【参考文献】
1 周玲艳,秦华明.开放性实验教学探讨[J].中山大学学报,，45(4):224-227.
开放实验素质教育 篇6
【关键词】云计算；开放式实验室；教学资源共享；网络技术
1.云教育概述
教学在高等院校具有举足轻重的地位，在培养人才方面起到重要作用。如今的本科教育仍以教师为中心，学生的学习主动性有限，考试前进行突击的可能性很大。教学中教师和学生的地位需要改变，要树立起新的教学观。教师具有创新能力和创新意识是学生具有创造性的前提，利用开放式实验室，在学生主动教育方面勇敢探索，把学生的兴趣和教学以及科研渗入大学教育中，在实践中学习，对加深理解和培养学生思维能力很重要。
从本质上来讲，云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。目前，谷歌、Novell、微软、英特尔、思科等公司纷纷提出了“云计划”。例如2010年3月Novell与云安全联盟（CSA）共同宣布一项供应商中立计划，名为“可信任云计算计划（Trusted Cloud Initiative）”；2010年7月，美国国家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴尔等支持厂商共同宣布“OpenStack”开放源代码计划；2011年2月，思科系统正式加入OpenStack，重点研制OpenStack的网络服务。IDC的调查显示，未来五年云计算服务将急速增长，预期2012年市场规模可达420亿美元。目前企业导入云计算已逐渐普及，并且有逐年成长趋势。估计在2012年，企业投入在云计算服务的支出将占整体IT成本的25%，甚至在2013年提高至IT总支出的三分之一。
国内方面，谷歌同清华大学合作，启动云计算学术合作计划（Academic Cloud Computing Initiative），推动云计算的普及，加紧对云计算的研究。由亚洲教育网进行研发使用的“三网合一智慧教育云”平台。早在2010年亚洲教育网素质教育云平台获得教育部教育信息化应用领域唯一的创新奖、视频教育教学平台在同类远程教育平台中处于先进地位、教学资源平台和教育社交平台的整合应用为国内最丰富的平台；于2012年2月亚洲教育网素质教育云平台正式成为国家规划办十二五规划课题。中国教育技术协会从2009年开始，在全国教育领域开展“云计算辅助教学（CCAI）”案例评选活动，同年5月，中国教育技术协会在上海举办了全国首届“云计算辅助教学高级培训”，旨在帮助有条件的学校掌握云计算辅助教学的理论与技术，促进我国基础教育教学改革，提高教学质量。
2.开放实验室功能组建
目前高校实验室尚存在实验教学大纲不健全的问题，开放实验室模式主要是利用学生课外或暑假以及双休日进行。大部分课程的实验项目只是在课程的教学大纲中有所体现，内容还不够完整，致使实验教学无章可循，同一门课程在不同的院校实验开出的情况往往不同，主观随意性较大；其次，实验室利用率不高，由于有些实验是针对部分专业的特定课程而设置的，课程本身的学时数就少，造成实验开出率不高；另外实验室之间缺乏资源共享，设备重复购置，分解了实验力量；还有，就是验证性实验居多，综合性、创造性实验太少，缺乏对学生进行综合实验能力的培养，不利于学生创新意识的培养。我们提出来一个开放实验室利用云教育的基础架构，包含了从事网络教育所必须的一切软件及硬件资源。网络资源被统一调配和管理后，以服务的形式提供给用户。云教育系统模型的基本架构包括4个模块：物理资源池、管理中间件、构建层和服务应用层。服务应用层是区别其他云计算平台的关键，实现了教务管理电子化、教学资源共享、邮件管理Mail、聊天程序和视频点播等功能。网络教育资源存储在云中，无论是普通用户、管理者或第三者，都可以通过统一的人机交互界面登陆，系统分析和记录行为，通过计费模块实现。
开放實验室以开出跨学科、跨专业的创新型、研究型、综合型实验项目为主，吸引学生利用课余时间到实验室参加实验、制作及发明创造活动，培养学生的动手能力和创新实践能力，推动学生素质教育的深入开展。允许教师将平时的教学活动、科研活动与学生科研能力的培养紧密结合起来，实现对学生的综合素质和创新意识的培养。
开放实验室便于以学科建设为龙头，这样有利于造就特色和优势的学科。开放实验室的网络服务模型包括终端、管道和云。其中终端可以为PC、PDA及手机等，管道为有线网络或无线网络。如图1所示。
3.关键技术
3.1 云存储技术
目前网络教育资源逐年递增，云存储中的存储设备数量庞大且分布多在不同地域，如何实现不同型号、不同成产厂商甚至于不同类型（如FC存储和IP存储）的多台设备之间的逻辑卷管理、存储虚拟化管理和多链路冗余管理将会是一个巨大的难题。另外一难题就是运营单位状态监控难、维护和集中管理难以及人力成本高。因此使用云存储并不是使用一个存储设备那么简单，使用的是系统带来的访问服务。
3.2 安全管理
在网络教育资源处理能力提高的同时，云教育开放实验室系统的连接水平也在不断提升。但在流通能力提升的同时，网络安全问题渐现，整体的网络安全主要表现在以下几个方面：网络的身份验证、访问授权、综合防护和安全审计等。我们也力求做到刷卡进出机房，一人一卡，不准擅自设置开机口令和修改机内配置参数，不准删除系统文件。发现异常情况，应及时向管理人员报告。如发现软、硬件问题，应及时报告指导老师或管理人员。
3.3 流媒体技术
流媒体技术应用在网络教育上，表现为视频点播（Video On Demand）和视频直播两种主要方式。采用流媒体技术可以做到边下载边观看，播放程序取用缓冲区的数据避免播放的中断，保证播放品质。需要解决的问题有：流媒体传输协议，目前比较成熟的流媒体传输一般采用建立在UDP协议上的实时传输协议。流媒体传输过程中也需要缓存的支持，播放时不断读取缓存数据，播放完后该数据便被立即清除，新的数据将存入到缓存中，其中网络带宽也是制约网络教育的一个重要瓶颈。
3.4 虚拟化管理
虚拟化管理是指针对虚拟化部署以及虚拟环境中的管理环节，是目前在虚拟化应用中不可或缺的重要组成部分，提高运营效率。让数据中心不会过时，确保业务连续性。利用集成式备份和恢复来保护和访问数据。让关键数据有更强的可恢复性。
4.总结
初步的研究实践表明：开放实验室可以通过教育信息化服务平台开展实验教学活动，本文提出并初步研究的云教育模式有助于网络化教育资源建设与应用。尽管目前由于存在种种瓶颈，云教育目前尚未成为教育领域的主流服务。这种云教育模式将有助于教学单位根据自己需求由网络基础设备提供，完成向网络资源服务者的转型。
参考文献
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[2]刘鹏.云计算[M].北京：电子工业出版社，2010.
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[4]唐箭.基于云计算的终身教育服务平台设计[J].现代电子技术，2010（12）：43-46.
[5]王翔，潘郁.基于云计算的协同技术创新平台[J].计算机工程与应用，2011，47（15）：57-60.
开放实验素质教育 篇7
一、实验室创新之处
与中国科学院及高校合作——制度的创新;科技融合——课程的创新;个性化培养——人才培养模式的创新。我们的实验室是对融合、实践与开放的创造性组合。
二、实验室功能定位
1. 中学与高校合作培养探索人才培养模式的实践平台
(1) 北京航空航天大学——风洞实验室、航空实验室、航天实验室。
(2) 中国科学院——纳米实验室、智能实验室、大数据与科学计算实验室、信息化生命科学实验室、空间信息实验室、天文大数据实验室。
2. 跨学段、跨学校、跨区域的青少年科技创新人才培养平台
(1) 面向我校具有科学潜质、有兴趣、学有余力的学生。
(2) 作为“翱翔计划”学员的实践基地和交流平台。
(3) 面向北京市初中生的开放性实践课程。
(4) 面向学校其余感兴趣群体预约开放。
3. 开放性线上课程的研发平台
(1) 开发线上课程, 实现实验室远程开放。
(2) 面向北京市、全国、全世界有兴趣的学生、教师开发。
三、各实验室建设情况介绍
1. 航空实验室
实验室拥有模拟飞行器、激光切割雕刻机、3D打印机等设备, 学生可以模拟体验民用通航飞机和军用舰载机、制作航模, 也可对航模设计方案进行气动分析。
2. 风洞实验室
实验室拥有5 ~ 55 (m/s) 低速风洞、专业计算流体力学软件, 学生可设计并制作航模与风洞吹风模型, 进行简单的风洞实验。
3. 航天实验室
实验室拥有天宫号与神舟号交会对接实验平台、微小卫星实验平台以及业余无线电地面站实验平台。主要功能有:教学演示、操作与体验以及航天科技小课题的研究。
4. 空间信息技术实验室
空间信息技术实验室拥有基于虚拟现实设备及空间信息系统的综合集成实验平台, 让学生参与虚拟二维校园地图制作、虚拟三维校园建模、人群定位数据获取、卫星遥感数据获取与应用以及相关地理知识学习。
5. 纳米与化学可视化实验室
实验室拥有3 个研究平台:谱分析平台、显微检测平台和材料制备平台;可以在该实验室完成纳米材料的制备、表征及应用研究。
6. 智能科学与技术实验室
智能实验室拥有智能机器人、智能交通、无线传感网络和新一代人机交互技术4 个平台。实验室的建设充分体现了自主、探索、实践和开放的理念。
7. 信息化生命科学实验室
实验室全面引进网络信息化与生命科学探究相结合的理念, 实现学生与中科院专家进行实时联络沟通, 高端、完备的实验设备为广大青少年开展自主探究性实验、研究性学习提供良好的设备条件, 有利于更好地培养学生的创新精神和实践能力。
8. 大数据与科学计算实验室
大数据与科学计算实验室以高端服务、数据支持为主要功能。
(1) 为九个高端实验室的数据处理提供服务。
(2) 培养有天赋的数学英才。
(3) 开发大学先修课程, 协助公司, 实现9 个高端实验室“线下课程”到“线上课程”的转化。
(4) 建设实验室课程网络管理系统。
9. 天文大数据实验室
实验室配置具有多核CPU的图形工作站, 通过网络与国家天文台大数据库链接, 同步获得最新的望远镜观测数据, 可实现天文大数据的分析和处理能力。
四、结束语
开放实验素质教育 篇8
现阶段高等职业教育的培养目标便是:培养一大批高素质, 技能型的人才, 强调知识的应用。实训是职业教育中重要的环节, 对于高职教育来讲, 实训教学质量的高低, 很大程度上影响着学生的实践能力和职业能力。
但是, 许多高职院校由于受场地、经费、器材等方面的限制, 学生实训的效果大打折扣, 因此, 虚拟实验平台的创建, 打破了传统教学中的时空限制, 学生不再受时间及场地等多种因素的影响, 可以自由、随时随地进入实训室, 大大提高了实验教学的效果。
二、开放式虚拟实验平台的定义及理论基础
1.开放式虚拟实验平台的定义
虚拟实验室是一种基于Web、3d技术、虚拟现实平台而构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统, 是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。
虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。
2.相关的理论支撑
(1) 建构主义学习理论建构主义学习理论认为, 学习过程同时包含两方面的建构:一方面是对新信息的意义的建构, 同时又包含对原有经验的改造和重组。建构主义者关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。
(2) 自主学习与协作学习自主学习是以学生作为学习的主体, 通过学生独立地分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。自主学习就是学习主体自立、自为、自律的学习。
协作学习是指学生为了完成共同的任务, 有明确的责任分工的互助性学习。合作学习的目标结构理论是从动机的角度出发, 强调了合作目标对学生从事学业任务的诱因影响, 而发展理论则从认知的角度出发, 重视合作学习对完成任务效果的影响。
三、开放式虚拟实验平台在高职教育中的应用可行性
1.开放式虚拟实验平台的软硬件要求
开放式虚拟实验平台的配置要求:
(1) 硬件部分 能接入互联网的计算机服务器及终端设备, 虚拟交互设备。
(2) 软件部分 虚拟实验平台开发阶段所需要的虚拟现实软件, 多媒体制作工具等和必要的计算机系统软件。
2.信息时代高职学生的特点
现阶段, 由于信息技术的迅猛发展, 高职学生群体与原来的学生已经有了很大的不同。现在的学生基本都是90后甚至95后, 他们从小接触电脑、手机、网络, 对各种各样的新式技术毫不陌生;他们已经与网络世界连为一体, 网络、电脑似乎已经成为了他们世界中不可或缺的一部分。
开放式虚拟实验平台所需的软硬件设备在当代高职教育经费中可以得到充分保障, 而作为开放式虚拟实验平台的主要使用者的学生对于计算机及互联网的操作比较熟悉, 也为他们在虚拟实验平台进行操作打好了基础。
四、开放式虚拟实验平台在高职教育中的应用实践案例
在本次实践活动中, 笔者将计算机应用技术专业学生的学生分为两组, 一组采用传统的实训模式, 另一组在计算机应用实训平台上进行学习。本次活动历时2个月, 在计算机应用实训平台上进行实训的学生, 首先创建自己的用户, 进入平台, 成员采用自主学习和协作学习相结合的模式。包括初期共同开会讨论决定学习的主题;在学习期间, 各成员分工合作, 共同商定, 自主完成资源收集、信息整合等工作;其二网络上的协作学习。学生利用论坛、文件的上传和下载等功能, 与其它的学习者和教师在网上进行了学习交流和探讨。
整个学习过程, 学生投入了极大的学习兴趣, 学生不仅按照教师的要求完成指定专题的讨论与协作, 而且各个学生还根据兴趣爱好和有共同理念的学习者进行感兴趣的专题探讨学习。
最终, 两组进行对比, 在虚拟实验平台上完成实训任务的学生明显比传统实训模式下的学生掌握效果好, 而且, 虚拟实验平台的学生学习兴趣也明显高于传统组, 自主学习能力和协作学习能力也得到了显著提高。
五、开放式虚拟实验平台的特点
1.开放的时间和空间
只要具备电脑和网络, 学生就可以在任何时间、任何地点进行学习, 进行实验, 还可以反复进行。
2.全新的交流平台
开放式虚拟实验平台为教师和学生提供了一个全新的交流, 让教师和学生站在全新角度去审视双方关系, 学生可以在该平台上与其他用户 (学生或教师) 进行及时交流, 师生互相了解对方的意图, 以期望达到师生同步。
3.学生自主学习能力的养成
在虚拟实验平台上, 学生可以自主选择知识, 扩展知识, 选择适合自己的学习资源和学习进度, 可以充分调动学生的学习积极性, 较传统的模式相比, 更有利于达到实验的目的。
六、结束语
开放式虚拟实验平台目前已被越来越多的院校所接受, 弥补了传统实验受外界因素影响大的不足, 但是, 开放式虚拟实验平台在设计开发时还需注意加强其与学习者的交互性和趣味性, 这样才能使学生保持高度的学习积极性, 最大化发挥其优势。
摘要：实训是职业教育的重要环节, 很大程度决定了职业教育的成败。在传统的实训模式由于受经费场地等方面的制约, 实训效果无法达到预期值。开放式虚拟实验平台的出现, 补充了传统实训模式的不足。本文就开放式虚拟实验平台的理论基础, 特点, 在高职教育中的应用可行性和具体应用实践展开了讨论。
关键词：开放式,虚拟实验平台,高职教育
参考文献
[1]滕厚雷, 文芳.分布式虚拟现实技术及其教育应用研究[J].攀枝花学院学报.2012 (08)
[2]于平太, 王基生, 孙苗苗, 李莹.开放式虚拟实验平台的开发与应用[J].中国教育技术装备.2010 (12)
开放实验素质教育 篇9
在发展进入新常态阶段, 职业教育肩负着“为全面提升人力资本整体素质增强培养能力”和“为实现‘两个一百年’奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦提供坚实的人才保障”的艰巨历史使命。我国技术转化能力相对落后, 成为影响中国竞争力的最短板。分析我国技术转化能力不高的原因, 其中至关重要的一点, 就是我国尚未形成一支能够熟练进行技术转化的“技术技能人才”队伍。要做好技术转化, 必须有能够将图纸转化为现实产品的一线技能人才, 以及综合应用各种技术知识解决生产现场一些不确定的实际技术问题、进行生产现场管理和监督等工作的中高端技术技能人才, 他们发挥着科研设计人员不可替代的作用。进行开放型实验教学是培养高技能人才的重要手段。通过合理的配置仪器设备、采用恰当的教学模式和方法将极大地影响素质教育的质量, 影响创新能力的培养。我们必须充分认识实验教学的重要地位, 高度重视实验教学的革新。
可编程逻辑器件的开放型实验项目是基于开放型项目教学的基础上、根据开放型实验项目的特征构建而来的。开放型实验项目的重要特征应当是鼓励冒险、创造性、革新及发散性思维, 应当是富于挑战性的。我们按此原则进行项目的设计。可编程逻辑器件主要包括FPGA和CPLD, 本校教学实践中主要采用FPGA。FPGA的全称为Field-Programmable Gate Array, 即现场可编程门阵列, 它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。作为专用集成电路 (ASIC) 领域中的一种半定制电路而出现的, FPGA既解决了定制电路的不足, 又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点, 在现代电子设计中, 是不可或缺的重要元素之一, 同时, 对于学生全面深入理解数字电子技术有重要意义, 对今后在电子技术领域的发展有深远影响。掌握可编程逻辑器件的应用方法是当代电子设计工程师必修内容, 也是在校电子信息类大学生所要具备的一项基本的技能。因此, 可编程逻辑器件的实践教学在电类专业实践教学中的地位日益凸显, 如何开展好可编程逻辑器件的实践教学是当前教学中的一个主要问题。
二、实验过程设计
在实际教学中译码器的设计是非常重要的一个教学模块, 在单元教学中, 通过学习要求学生掌握相关Verilog语法知识, 理解译码的思想, 练习Modelsim仿真测试技能。为此我们精心进行了实验设计。
译码器是一种具有“翻译”功能的多输入多输出组合逻辑电路器件, 这种电路能将输入二进制代码的各种状态, 按照其原意翻译成对应的输出信号。译码器类型可以有变量译码、显示译码、指令译码等等。变量译码器有n线-2^n线译码和8421BCD码译码等等;显示译码器用来将二进制数转换成对应的七段码, 一般其可分为驱动LED和驱动LCD两类;指令译码器 (Instruction Decoder, ID) 是CPU中的主要部件之一。计算机能且只能执行“指令”。指令由操作码和地址码组成。操作码表示要执行的操作性质, 即执行什么操作, 或做什么。计算机执行一条指定的指令时, 必须首先分析这条指令的操作码是什么, 以决定操作的性质和方法, 然后才能控制计算机其他各部件协同完成指令表达的功能, 这个分析工作由指令译码器来完成。
在实验中我们提出按三步走的方式进行实验。
1.进行基本的3-8译码器设计;
2.进行8421BCD显示译码器设计;
3.进行指令译码器设计。
在进行基本的3-8译码器设计时按照如下规划开展:
1.给出3-8译码器的真值表, 由学生小组讨论其功能;
2.给出该设计代码, 老师进行代码讲解, 学生小组讨论Verilog语法知识。学生自行开展仿真测试代码的编写, 然后进行Modelsim时序仿真, 学生小组讨论分析仿真结果。
在后续两个译码器的设计为开放性实验课题, 老师的工作重点转为引导阐述译码器功能, 学生自行完成设计及仿真分析。遵循的原则是既要让学生掌握Verilog的编程技能, 也要让学生理解现代微处理器的一些设计思想, 进而引导学生开创性的思考自己如何设计微处理器。具体实行按照如下规划进行引导:
1.提出数码管显示编码的问题, 引导学生讨论用何种编码机制、怎样进行动态显示;
2.阐述微机原理中ALU逻辑运算单元与指令译码的概念, 引导学生讨论指令译码的实现机制;
3.给出设计指标, 学生在讨论的基础上开展设计工作。
整个实验课时设计为8个课时。为了确保实验教学质量, 我们严格设计了考评指标, 具体如表1所示。
为确保开放式实验教学模式的顺利开展, 我们为全开放实验室采用现代化的视频监控设备, 配备我们自己设计的门禁及考勤系统, 为学生开放式学习、主动实践提供了条件。
针对创新应用型实验, 我们在全开放实验室中集中设置元器件柜, 存放常用电阻、电容、电感、通用的半导体器件、接插件, 标准数字器件, 学生自由取用。
三、效果分析及总结
实验室实行开放式实验教学有利于组织和引导学生系统地开展课内课外实验活动, 培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力, 特别是培养学生实际动手能力和科技创新能力。开展多方位的可编程逻辑器件设计的实验教学是符合技术发展的潮流, 采取开放式的实践教学模式亦是实验教学的发展趋势所在。我们通过开展开放式实验教学, 在一定程度上激发了学生的学习兴趣, 提高了学习效率和效果。
开放型实验项目的教学组织要更为繁杂, 需要老师付出较多时间精力进行安排, 教学的有效性很大程度上取决于教师准备工作是否充分, 如果准备充分则能为学生提供良好的教学环境。我们在开放型实验的设计与建设上总结了经验, 今后将在主要在以下几方面开展工作:继续深入开展实验项目的设计工作, 丰富教学内容和手段;完善评价考核体系, 建立实用科学, 方便可行的评价标准;研究实验课程的进一步展开, 探索引入更多资源;进一步摸索实验环境的建设、实验器材的管理工作。
摘要：针对目前高职教育培养技能型人才的要求, 借鉴项目教学经验并结合多年来的教学工作实践, 在已经开展的项目教学研究与实践的基础上, 对应用电子技术专业中可编程逻辑器件课程实验引入开放型实验模式, 就其内容、特点及实践成果作了阐述。对开放型实验项目的教学组织、教学环境, 和开放型实验项目教学的有效性问题进行了研究。
关键词：电子技术专业,开放型实验,高职教育
参考文献
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[2]魏艳.高校开放实验室建设的几点探讨意见[J].科技信息, 2009, (03) .
开放实验素质教育 篇10
电大开放教育英语专科《新思维英语阅读III》涉及文章72篇, 不仅数量多, 文章的长度和词汇量与第二册阅读相比, 都有很大的跨跃。如果学生基础好, 这也不算什么。但是更大的难题是第三册教材规定只给24学时, 按照电大的标准, 也就是8次课, 一次3学时。很显然, 课上有限的时间不可能涉及所有文章。我的具体方法如下:
一教师首先要对72篇文章进行筛选分类
根据文章难度及语言特点, 将文章按照教师对学生的要求分为三类: (1) 学生自读文章。这些文章语言难度不是很大, 往往是故事性强, 学生完全可以自学。 (2) 学生预习文章。 (3) 教师讲授文章。需要学生自读文章往往内容完整, 涉及多种时态和句型, 有必要作整体理解。需要提前阅读文章往往内容较乱, 涉及面较广, 句子分析有一定难度。随堂讲授文章脉络较清楚, 教师可以较快地进行。有了前期的分类, 教师就可以进行第二步。
二将a、b两类文章阅读任务布置给学生
在课程教学之初, 任课教师对学生先进行分组, 然后, 以小组为单位将a类文章布置给学生阅读。本学期每个小组负责3篇文章的分析整理, 并由小组长负责组内具体任务的分工与合作;并将具体分配情况书面呈交老师备案, 以便于教师期末形成性考核进行参考。教师将各组任务完成时间提前做好布置, 让各组做到心中有数。任务的展示要求每组由专人负责做成PPT, 并对全班进行讲解。教师根据各人及各组整体完成任务情况记录平时成绩。
小组合作的优势与力量在学习过程中可以得到充分的展示。开放教育学生入学情况调查表明:学生中会用计算机打字的人在70%以上, 但经常上网看新闻、搜索资料的人却只有34%, 而且很多人家中没有上网条件, 很多学生反映单位虽有计算机但上班又不能干私活, 因此对他们的要求就要化整为零, 利用各自优势互相取长补短。有人提供字面分析, 有人负责输入计算机, 还有人利用专长做成高质量的课件。这种活动任务很快就能使学生接受, 因为成人很注重交际能力的培养, 会有意识地扩大自己的社交圈子, 也会有意识地建立自己在小组成员中的形象与地位。合作学习可满足他们在学习和社交方面的愿望, 既促进彼此间的了解, 也能够通过互相借鉴取长补短。
三网络资源的充分应用
调查显示:成人学生的上网频度较高, 57.2%的学生几乎每天上网, 其中高达41.3%的学生表示每周上网6小时以上;45.9%的学生几天上一次网, 只有6.3%的学生很少上网。由此可见, 大部分学生喜欢上网且有较充足的时间上网。另外, 在师生联系方式上, 60.7%的学生选择了校友录的方式与老师保持联系。b、c类文章教师都被要求提供网上电子课件, 以供学生参考。每篇文章的重点、难点及句型的解析都可以看到。这就要求学生尽快把握远程开放教育的学习方式, 适应其教学要求。Amundsen认为, “对学生学习过程的指导是否有效, 直接影响远程教学的教学质量和教学效果”, 而学习过程指导的实质就是养成学生自主性学习的方法。教师要循序渐进地对学生进行指导, 使他们真正感受到现代远程教育中所谓的“网络不网”、“远程不远”现象。
其次, 教师还担负一个艰巨的任务:提高学生利用网络的技能和信息获取、处理能力, 适应时代对人才素质的要求。在信息时代, 信息本身已不是最重要的, 最重要的是如何获取信息, 以及如何处理信息。教会学生学习的方法, 使之具有与时代相适应的获取知识与更新知识的能力, 具备信息时代需要的高素质。
通过一学期的学习, 合作学习方式受到了学生的普遍欢迎。对自己小组课件的展示成为成人学生相互展示交流的平台。76%的学生认为这种小组学习方式“增强了学习的信心和兴趣”;84%的学生认为小组学习“更能提高我们的学习积极性、自觉性和自主性, 得到学习的乐趣”;81%的学生认为这个学习过程“增强了信息的分析处理能力、独立思考能力”。
但是这种合作学习方式受到了很大的限制。因为我们进行的毕竟还是应试教育, 考试内容50%来自于书中, 这就给教学带来束缚:不能离教材太远。另外, 成人学生的学习具有很强的功利目的——通过考试拿到文凭。因而对网络资源的应用也是有限的。
就经验而言, 我在两个方面作了总结, 希望对同行教师有所帮助。一方面, 在合作学习的应用上, 教师在思想上一定要摆正自己的位置, 把中心位置交给学习主体——学生。它是与传统教学模式全然不同的教学方法和学习方式。教师的任务更多表现为:构建一个开放的学习环境, 给学生以足够的空间, 允许学生形成自己的看法, 并且对有心深入探索各方面问题的学生予以鼓励和必要的支持。
另一方面, 学习是以小组为单位进行的集体探究活动。个人与小组的关系至关重要, 是决定学习成败的关键。教师的作用集中表现在两个方面:一是配搭好小组成员, 如能力强或有特长的学生与需要帮助的学生的配搭, 各种不同才能类型学生的配搭, 以便充分利用个人的独特性格、兴趣和技能, 使每个人在完成任务中都能发挥潜力。二是充分运用学习评价机制, 增强每个人参与研究性学习的主动性、积极性, 激发团队的学习动力, 使学习研究成果真正成为凝聚每一个参与者智慧的结晶。
参考文献
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[2]简晓明、程乐华、林耀群、陈映苹.大学英语合作学习的评价模式及其实践[J].高教探索, 2006 (5)
联系实际 开放演示实验 篇11
关键词：演示实验；教材；开放
演示实验是由教师来演示，学生来观察，因此，此类演示实验不利于培养学生动手操作能力的提高，遏制了学生的创新能力。因此演示实验的开放势在必行。根据当地的教情、学情以及资源来设计实验，更显得十分迫切、需要。本人就将自己的具体做法进行归纳总结。
一、根据教材设计演示实验
有时教材明确规定的演示实验不能满足教学，如，在学习“光的直线传播”时，添加一个小孔成像和手影游戏的演示实验，小孔后面的像变成倒立的了，墙上留下手的影子，分析这些现象学生不但能更深刻地感知光是沿直线传播的，而且知道了小孔成像、手影游戏的原理。又如在讲流体压强和流速的关系时，只需做几个演示实验——硬币跳高比赛、从两张纸中间吹气实验、从两个蜡烛中间吹气的实验，学生便有了亲身体会的经历，轻松地理解了流速越快压强越小的结论，而且兴趣非常高。再如在讲杠杆时，一根硬棒，在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。学生对杠杆的理解比较抽象，但教师演示剪刀、火钳、杆称的使用，再回头去剖析概念，学生不但对杠杆的理解一目了然，而且激发了学生学习物理的欲望，提高了学习物理的兴趣。
二、升华教材的演示实验
进行教材上的演示实验时，有时操作方法稍不注意，实验就会失败，做起来很难成功。在做这类演示实验时，不要按部就班，应做适当的改进，这是很有必要的。如在做光的折射实验时，按教材演示直接用激光射入清水中，很难看到折射光线，如果在清水中加入几滴蓝墨水并把实验容器放到较黑暗的地方，实验现象则会较明显。又如，在演示光是沿直线传播的实验时，教材中是在暗室里进行，而一般我们上课都是白天，无法进行实验，为了看到这种现象，用激光照射浓烟（点燃几只香烟）同样可以使学生体会到光是沿直线传播的。再如，演示“压缩空气、内能增大、温度升高”实验时，不掌握实验技巧，引火仪很难起火，正好授课是在冬天，在室温较低的情况下，根据着火条件（着火点、氧气），我们可以把乙醚换成燃点较低的白磷，再在引火仪中提前通入氧气，实验成功率为100%，这样做不但容易激发学生的兴趣，也会使现象非常明显，也解决了实验不成功的大问题。
三、替代教材的演示实验
在当地实验器材欠缺的条件下，可以用其他实验现象相同的实验器材来替代教材的演示实验器材做实验。如在九年级“做功改变物体内能”这一节演示“物体对外做功、内能减小、温度降低”，本人依教材的实验器材、实验过程去做实验，实验虽然成功但实验现象只有前排的学生仔细观察才能够看到，要让全班同学看到就更困难。演示实验切忌模糊不清，如果让学生看不到清晰的实验过程和明显的实验结果，搞不清实验所演示的规律、原理，就达不到应有的目的。与其浪费时间，不如不做。 本人首先对实验装置进行改进，用输液器和青霉素瓶盖、小试管组成一套装置替代课本中的器材设计实验，再用学生实验代替演示实验，学生自己操作自己体会做功改变物体内能，不但解决了实验现象后排学生看不清的问题，而且解决了由于实验器材不足影响实验的问题。
四、做好课堂生成性演示实验
有些时候，我们在课堂拓展或做探究性实验时，学生依靠灵感，自己可以随堂创造设计符合题意的实验，我们把这部分实验称为课堂生成性演示实验。如在做探究“测量不规则石块的密度”实验时，由于学生准备的石块太大，我启发学生用其他的办法，学生想到以下几种办法：1.打碎石块法，用天平测出一小碎石块的质量，然后将一小块碎石块放入量筒测出石块体积，算出小石块的密度就是原石块的密度。2.用溢满法，用天平测出大石块的质量，在溢满杯中装满水，然后将大石块放入溢满杯中，用量筒盛接溢出的水并测出溢出水的体积，也可以测出石块的密度。
五、解决问题时做演示实验
在传统的教学中，演示实验只是在上新课时由教师演示给学生，由学生观察实验现象，从而在教师的引导下得出结论。其实，同样在讲习题时演示实验也能起到非常重要的作用。例如，甲、乙两个同学各用5牛的力前后拉同一只弹簧，问弹簧测力计的示数是多少？这道题学生分析最易出错，但做个演示实验学生就能轻松愉快的掌握。这只不过是一个例子，还有许多的习题也可以用演示实验来帮助解题。
六、正确面对演示实验的失败
按传统教学，演示实验的成功率是相当高的，但在演示时也会有失败。其实演示实验的失败反而更能激发教师、学生的探究欲望。越是失败就越想成功，要成功就要去思考、去探索。如学生在演示用“溢满法”测不规则物块的密度时，溢出的水没有完全接到量筒中。这样引发学生的思考：“怎样才能把水接入量筒？”最后就有好几个同学想出了好几种接水的方法。如果没有失败，他们不可能再去想办法。
七、让学生来演示
按传统教学，演示实验是由教师来演示。因此学生天天听课，天天观看演示实验，就不是怎么感兴趣。而突然换个人，学生都感到新奇，都会认真看、认真听。我认为简单的演示实验可以由两个或三个学生合作进行，这样既培养了学生和教师的情感，也培养了学生间的合作精神。
开放实验素质教育 篇12
1 化学实验室的开放
开放实验室对推动开放式教学的全面展开有着重要的作用[1,2,3,4,5,6,7],化学实验室的开放包括实验室和仪器设备、试剂药品的开放,也包括实验时间和实验内容的开放。要开放实验室,首先要优化实验室的管理,集中一批仪器设备,同时要有一整套实施办法。我们通过实验室的合并,调整出专门实验室并配备指导教师,在教学时间内全面向学生开放,具体做法是建立一个网上预约管理系统,学生首先通过网上预约并完成相关的安全和环保测试,然后提交实验项目(这些实验项目既可以是实验室已有并且准备好的,也可以是学生根据所学专业或个人爱好兴趣并且设计好的,还可以是教师的科研课题和学生的创新科技活动项目),再由教师审阅批准后,即可以利用课外时间在教师指导下进行实验。实验结束后,填写实验室及有关仪器设备的使用登记表,并且在指定时间内提交实验报告,最后由教师批改。
2 化学实验项目的开放
2.1 基础实验项目
基础化学实验课程在大学一年级即开出,针对我校新生化学实验基础及动手能力参差不齐(理科生高中阶段选化学与不选化学的原因),我们在开放实验室设置了一些基本操作实验项目(如加热、制冷、干燥、称量、滴定、分离、纯化、提取、制备、检验、测定等)和验证性实验项目(如无机化学四大平衡和有机化合物主要性质的验证),通过这些实验,基础较好的学生能够得到巩固,而基础较差的学生能够得到提高,同时也使正常教学学时内未能开设的实验得以补充,使学生有更多的机会进入实验室进行基本操作技能的训练。
2.2 综合性和设计性实验项目
综合性实验是应用多种实验方法和技术来研究化学物质的组成、结构与性质的关系及化学物质的制备、分离、测定或化学物质的提取、纯化、检验等的全过程,着重培养学生的综合应用能力。设计性实验是根据实验项目提出实验目的和原理,让学生在已有的化学知识和实验技能的基础上,通过查阅资料设计出实验方案,并经反复试验来完成实验,着重培养学生分析问题和解决问题的能力。如“氯化镍氨的组成分析及物性测定”、“乙酸乙酯的合成、提纯及测定”、“芦丁的提取、纯化及检验”、“磷酸二氢钠和磷酸氢二钠混合物的测定”等。
2.3 根据不同专业开设的实验项目
根据学生的不同专业,开出一些相关的实验项目,例如环境类专业的学生可做“水中溶解氧的测定”、“含铬废水的处理”等,食品类专业的学生可做“食品中微量元素的检验”、“掺假食物的鉴别”等,生物类专业的学生可做“柑桔皮中香精油的提取及其生物活性的测定”、“从茶叶中提取咖啡因”等,农林类专业的学生可做“植物粗提物农用活性的研究”、“植物绿叶色素的提取、分离及鉴定”等,而工程、艺术类专业的学生可做“食盐的提纯和检验”、“纯水的制备及检验”等。
2.4 应用性和趣味性实验项目
为了让学生了解化学在社会各个方面的应用并感受到生活中处处有化学,我们开设了一些应用性和趣味性的实验项目,如“吸烟与喝酒的检验”、“几种掺假食物的鉴别”、“几种食品中微量元素的检验”、“鸡蛋潜水”、“火山爆发”、“水底花园”等。
2.5 教师的科研项目和学生的创新科技活动项目
科研是提高教学水平和质量的基础,以科研带动教学,将教师的科研项目和学生的创新科技活动项目引入开放实验室,让学生在教师指导下完成。如“微生物源农药的提取及分离鉴定”和“链霉菌52号化感物质的分离鉴定、代谢调控和除草应用”是教师的广东省“十五”科技攻关重点项目和广东省自然科学基金重点项目,“熏衣草精油的提取、成分鉴定及应用”和“链霉菌4301菌株抗菌活性物质的分离与鉴定”是学生的创新科技活动项目。这些实验项目都能在教师指导下参与或自主完成。
3 实践效果和体会
3.1 激发了学生的学习热情
在开放式实验教学中,学生对自己选做的实验项目,从方案的设计、步骤的确定、试剂的配制、仪器的调试到整个实验的完成,都由学生自己独立进行,实验过程中出现的各种问题都由学生自己想办法解决。如有组学生用水蒸气蒸馏法提取柑皮中的香精油,但结果发现提取率较低而水电消耗又较大,后来他们设计用蒸馏管代替蒸馏瓶并计算出蒸馏管的长度和直径,蒸馏时水平放置,这样水蒸气不但能连续通过不被冷凝而且还不需加热,结果不但降低了水电消耗而且还将提取率从1.64%提高到1.87%。通过这些问题的解决,学生感受到自主学习的乐趣,提高了科学研究的兴趣,满足了求知探索的欲望,同时也通过实验的完成,帮助学生感受知识的产生,理解知识的发展,掌握知识的创新,并培养学生的操作技能和思维方法,培养学生的严谨作风和求实品德,培养学生的科学素质和创新能力。
3.2 促进了学生的个性发展
在开放实验室中,学生可以根据自己的兴趣、爱好和特长,提出并设计实验项目,例如从槐花米中提取芦丁、从茶叶中提取咖啡因、从丁香中提取丁香酚等,这些实验项目,不但使学生加深了对植物的了解和认识,而且还练习了提取、分离、纯化、检验等实验技能,为学生参加广东省大学生生物化学实验技能大赛奠定了基础;有的学生带上家乡的水样测定钙、镁含量和总硬度,为改善当地水质提供依据;而高效分馏柱的设计、蒸馏-萃取联用装置的设计、水蒸气蒸馏装置的改进等,这些成果用于从天然产物中提取、分离有效成分均收到了明显的效果。通过这些实验项目的完成,使学生亲身感受到化学实验的实用价值,体会到生活中处处有化学,同时也学会对实验现象、数据、结果进行观察分析、归纳总结和联想演绎,提高了分析问题和解决问题的能力,提高了运用化学理论和实验方法分析解决有关学科专业问题的能力,了解了科学研究的一般方法,为将来从事有关科学研究打下一定的基础。据统计,几年来有6000多人次在开放实验室完成了相关实验,在公开刊物上发表论文35篇,而以学生为第一作者的有10篇。
3.3 培养了学生的创新精神
开放实验有较多的自由选题,并且有一部分是探索性的,我们引导学生去设计,鼓励学生去实践,通过“设计—实践—再设计—再实践”,直到最后成功。例如苯甲酸的合成实验,传统做法是甲苯与高锰酸钾回流反应完成后,抽滤除去二氧化锰沉淀,再加入亚硫酸氢钠除去过剩的高锰酸钾,但这一步再次生成二氧化锰沉淀,须重新抽滤。我们向学生提出能不能合并简化该步骤的问题,并引导学生去思考,前提是不能让苯甲酸钾或苯甲酸析出以免降低产率。结果学生提出了多种方案,我们鼓励学生去试验,最后得出在回流反应完成后,只要趁热加入亚硫酸氢钠并控制好溶液的酸度,就能合并这两步抽滤,这样既简化了步骤,缩短了时间,节省了材料,又不影响产率。通过实验的完成,学生感受到成功的喜悦,同时在实验过程中也体现出学生在困难和挫折面前不畏惧,以顽强的毅力和百折不挠的精神去克服困难的精神风貌,对培养学生的创造性思维和认识理论、掌握理论、发展理论的创新能力有一定的帮助。
4 结 语
实验室的开放,不但可以调动学生的学习积极性,激发学生的创新热情,还可以最大限度地利用实验室资源,给学生提供了一个锻炼自己,展示才能的平台。在实验项目的设计上,要体现学生为主体、教师为主导的原则,以素质教育和能力培养为出发点,要注重学生悟性的培养和个性的发展,给学生留下探索的余地、思考的时间、设计的空间,鼓励学生勇于探索,敢于创新。实践证明,开放实验室和开放实验项目激发了学生的学习热情,促进了学生的个性发展,培养了学生的创新精神,对提高学生的全面素质有显著的作用。
参考文献
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