创新性设计实验

创新性设计实验（精选12篇）

创新性设计实验 篇1

高校实验教学的主要目标是培养学生的应用能力和创新能力, 因而以培养学生综合性创新能力为主的实验教学, 理应发挥重要作用[1]。植物组织培养是现代生物技术的重要组成部分, 是当代生物科学中有较强生命力的一门科学[2], 实验教学是该课程教学的中心和关键环节。本文以培养创新人才为目标, 以植物组织培养课程实验教学为例, 对高校实验教学中开设综合创新性实验的必要性、综合创新性实验建设的平台以及教学实践效果进行了探讨和分析。

一、开设综合创新性实验的必要性

创新性实验教学是现阶段高等院校实验教学改革的趋势, 它主要是将教学大纲要求的某些基本的实验方法和实验手段有机地综合在某一个实验当中, 以达到完整、综合创新的实验目的。通过综合创新性实验的学习, 可以使学生在有限的实验课时内对课程有一个全面、深入的了解, 既熟练掌握了基本的实验技能, 又培养了学生的创新意识和综合运用理论知识分析问题、解决问题的能力, 从而达到提高学生的综合素质、增强学生升学和就业竞争力的目的。

此外, 由于教学实践中存在着专业基础课和专业课的课时越来越少 (相应实验课课时也越来越少) 、学生人均实验经费数量与以前相比有所减少、实验经费消耗较大等问题, 再加上新技术、新方法不断涌现, 学生不可能在有限的几十个甚至只是十几个学时内把所有的、以后可能用到的实验技能和项目都学完和学会, 这必然要求我们根据现有的实验教学条件对教学内容进行优化和调整, 而开设综合创新性实验项目已成为创新性实验改革和创新人才培养必然的趋势。

植物组织培养实验教学的特点是既要注重学生基本实验技能的训练, 又要在充分发挥学生自主性的基础上结合科学研究和生产实践进行教学。在植物组织培养课程中开设综合创新性实验项目既是国家创新人才培养的要求, 也是农业企业、生物工程公司和教学科研单位对熟悉植物组织培养技术人才的需求, 可以为满足社会需求、提高升学和就业竞争力打下坚实基础。

二、综合创新性实验建设的平台

(一) 实验平台的建设

实践性环节在培养人的科学思维、创新意识, 掌握科学方法, 提高综合实践能力方面是课堂理论教学所无法替代的[3]。综合创新性实验平台的建立是开设综合

*基金资助:东北林业大学教学研究课题 (DGY20007-029)

创新性实验、保证教学过程顺利进行并获得显著教学效果的有力支持。

1. 基本实验技能的平台

在基础验证性实验教学阶段, 结合综合创新性实验对理论知识和基本实验技能的要求调整教学内容。改革原有的理论课教学内容和实验教学方案, 使理论教学内容更倾向于实际应用, 并形成一个与理论教学课程相对独立的、内容丰富的实验教学体系。删除一些代表性不强、内容有重复的实验项目, 将实验项目进行分层次设立, 如在植物组织培养实验教学中将实验室构成及常用设备使用和器皿洗涤的注意事项 (2学时) 设立为基本的操作训练;将培养基母液、激素母液、试剂制备 (2学时) 和培养基制备与保存 (2学时) 这两个项目设立为基础项目, 对学生进行重点培养和训练;而对植物材料的准备和接种 (2学时) , 则用清水代替真正的消毒液, 让学生反复进行练习和模拟, 即节省了实验经费又达到了实验技能的训练。在经过以上几个基础实验项目后, 才安排8-10学时的综合创新性实验项目[4]。在教学计划中单独设置“综合创新性实验教学时间”, 在实际教学中预留出给学生设计综合创新性实验方案和修改的时间, 为实现多层次实验教学提供了必要的时间。学生在掌握了基本的实验技能并具有一定的知识积累后, 才有能力集中时间和精力主动地去综合、分析所学的理论和实验知识, 把所学知识付诸于应用, 并开始学习自主设计实验方案和完成实验。

2. 实验室和设备条件的平台

建设综合创新实验室和实验设备共享是开设综合创新性实验必备的基础。植物组织培养实验室根据功能分为实验教学实验室、组织培养实验准备室、灭菌室、接种室和培养室。此外, 组织培养实验室与其他教学实验室和教学设备可以无障碍的共享可为综合创新性实验项目的开设提供可靠的保证。综合创新性实验是与传统的实验不同的实验模式, 其教学组织具有自己的特点, 其一是实验室应该是全方位开放的。包括实验室工作时间的开放 (除了安排专业教学实验外, 实验室可以有计划地接受实验者的申请) ;实验内容的开放 (学生自己提出的实验课题, 经评审可以进入实验室进行研究) ;实验室服务对象的开放, 全院学生 (包括研究生) 及教师均可利用实验室的资源。参加综合创新性实验的学生在进入实验室之前必须经过充分准备, 提出实验方案报告, 经指导教师审阅通过后方可进行实验。

3. 学生创新思维和创新意识的激发

综合创新性实验教学的关键是以学生为主体, 通过教学激发学生的主观能动性、激发学生的主动创造思维, 从而达到培养学生的创新能力的目的。开设综合创新性实验项目, 要以学生为主体, 教师只起有益的引导作用。要重视激发学生的创新思维, 引导学生对实验内容、实验方法、实验手段和实验教学模式等进行创新性思考[5]。首先, 有目的地让学生参与到教师的科研项目中去, 让他们初步了解和掌握学科的一些前沿知识。学生通过亲自参加科研活动, 可以掌握科学研究的基本方法、开拓科研思路、树立起正确的科研观点。其次, 组织学生成立兴趣小组, 利用课内所学知识和资料内容, 在课外时间进行组织培养实验, 自主设计实验方案、自我检验、自我调整, 直至实验成功, 将关键环节和技能重复训练, 从而尽快达到技能熟练的目的和效果;再次, 为使学生对技术的广泛应用有切身的体会, 组织学生到相关生产实践部门进行实地考察和学习, 具体了解从理论、实验到实践生产中的差距和存在的问题。这些措施可以极大提高学生学习兴趣, 强化学生的创新思维和创新意识, 增强学生的学习积极性和主动性。

(二) 教学内容和教学模式的设计

在综合创新性实验项目教学中教师只提供参考范围和题目, 如细胞分裂素和生长素效应实验, 以植物叶片、腋芽和幼嫩茎段为材料进行离体快繁实验等。有时是指导教师的研究课题, 如让学生参与“水曲柳离体扩繁”和“花楸体细胞胚胎发生”等项目的材料选择和培养基设计, 此类实验不是单一的、只运用某门课的知识就能解决问题和完成任务的。

在实验过程中, 要求学生先提出课题和基本思路, 教师则与其共同讨论完善方案。学生从最初的无从着手, 到查阅参考书、上网查资料, 跨出了培养创新意识的重要一步。在实验中遇到问题时, 要求学生自行提出解决方法, 教师则帮助分析这些方法的合理性, 通过学生为主, 教师为辅的实验教学方法, 逐步培养学生的独立工作能力。例如, 要求让学生自己提出需要培养的植物种类和培养目的, 查找相关文献, 在所学的理论知识和资料分析的基础上提出外植体的类型、外植体表面灭菌和培养基配方等实验方案, 独立写出包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验进度和预期结果等内容的报告, 经过教师的审阅合格后, 学生独立安排、准备、完成实验。在学生独立开展实验期间, 实验室实行开放式管理机制, 教师起指导、检查、协调的作用, 预先安排好各小组的无菌操作时间, 使无菌操作室、准备室得到合理高效运转。实验小组也由学生自愿组合, 以4~5人为一个实验小组;实验时间由学生自行确定。

(三) 成绩的考核方法

在实验全部完成后, 要求学生对实验结果进行整理、计算, 并完成实验报告。指导教师对实验报告进行分析和评价, 分析评价的原则侧重于观察学生是否通过这一教学过程得到智力的开拓、研究能力是否有所提高以及综合运用理论知识解释实验结果的能力, 记录的实验结果是否客观、是否准确可靠, 分析讨论是否科学、逻辑推理是否准确, 结论是否恰当、合理等方面。成绩考核设置基本实验技能综合考核和创新性实验考核两个阶段。验证性实验可根据学生平时的实验态度、实验操作熟练程度和实验结果进行综合评价。综合创新性实验根据学生选题的创新性、知识运用的综合性、实验设计的合理性、实验结果的准确性和可靠性、团队协作精神、实事求是的科学态度和实验的努力程度等进行考核。考核时, 综合创新性实验按照实验质量给出成绩 (分为不合格、合格和优秀) , 成绩不记入总成绩中。但只有综合创新性实验的成绩为合格及以上的学生才可以获得实验考核的总成绩, 否则实验课成绩为零分。

三、教学实践效果

经过几年的教学实践, 本课程取得了良好的教学效果。综合创新性实验的开设有效地促进了教师的知识更新, 激发了学生求新、创新的欲望, 促进了学生对综合知识的运用, 提高了学生进行跨学科、跨领域创新性学习的能力。实验时间由学生自己支配, 增加了学生的动手机会, 锻炼了学生的动手能力。学生是自主开展实验研究、处于主动探索的状态, 充分发挥了学生主观能动性, 养成独立思考和积极进取的科学精神, 培养了学生的创新意识、观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力。

参考文献

[1]陈志慧.化学创新性实验教学实践[J].内江科技, 2007 (6) :139.

[2]姚晓惠, 张峰.植物组织培养课程实验教学改革的探讨[J].商丘师范学院学报, 2007 (6) :125-127.

[3]王伟祖, 郑旭明.建立综合设计实验平台培养学生创新能力[J].实验室研究与探索, 2004 (8) :74-75.

[4]沈海龙, 等.关于植物组织培养课程特色教学的思考与实践[J].中国科技信息, 2006 (2) :80-81.

[5]章新友.关于高校创新性实验教学的思考[J].实验室研究与探索.2005 (6) :68-70.

创新性设计实验 篇2

一、实验目的

设计平面机构，并对所设计的机构进行拼接，完成机构特有的运动特性。

二、实验仪器

8个创新组合实验台

三、实验要求

（1）每组设计两种不同的机构，其中一种机构从选题部分设计题目中进行选择，另一种机构自行命题，可以来源于参考书、网络或者现实生活中的机构，要求至少有两种基本连杆机构。要求在设计过程中利用一种创新设计方法对方案进行分析。

（2）每种机构都能实现其特定的运动特性。例如，牛头刨床要实现急回运动。通过查阅资料确定机构的运动特性。

（3）在报告上绘制初始方案的机构运动简图。

（4）实验报告请自行打印，将设计方案在课前准备好，填写到报告上。（5）每班分成7-8组，每组3-4人。

（6）实验时自备三角板、圆规和草稿纸等文具。

四、选题部分设计题目：（每组任选一个）

蒸汽机机构、精压机机构、牛头刨床机构、插床机构、筛料机构、行程放大机构。

机构具体要求：

（一）蒸汽机机构：

要求：1.实现活塞的往复运动；

2.运动传递由电机→曲柄→……→滑块。

（二）精压机机构

要求：构件平稳下压，物料受载均衡

（三）牛头刨床主切削运动机构

要求：具有急回特性,运动传递由电机→齿轮减速→导杆→……→滑块

（四）插床机构 要求：1.具有急回特性。

2.插刀实现大行程往复运动。

3.运动传递由电机→齿轮减速→原动件曲柄→……→输出件插刀

（五）筛料机构

要求：1.具有急回特性。

2.加速度变化较大。

（六）行程放大机构：

要求：实现行程放大

五、报告要求

选题报告要求：

（一）选题机构名称；

（二）选题机构运动要求及特点；

（三）利用功能分析法及设计目录对设计方案进行简单分析；

（四）设计的机构简图；

（五）实验中机构运动状况分析；

（六）改进后的机构简图。

自命题报告要求：

（一）命题机构名称；

（二）命题机构运动要求及特点；

（三）对设计方案进行简单分析；

（四）所设计的结构简图；

（五）实验中机构运动状况分析；

注重实验设计 培养创新能力 篇3

关键词：实验创新思维能力

中图分类号：G632.41

文献标识码：C

文章编号：1671-8437-(2009)4-0085-01

初中科学是一门以实验为基础的学科。实验不仅是科学教学的方法和手段，更是主要的科学课程资源，实验教学是落实新课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径。从新课程实施以来，广大教师对实验教学作了不少的探索和尝试，但由于受升学压力和传统教育思想的影响，许多的实验课堂还是“涛声依旧”。重结论、轻过程；重验证、轻探索；重知识、轻能力等现象依然较为严重，这种实验教学把学生建立在客体性、受动性和依赖性的基础上，忽略了学生的主动性、能动性和独立性，摧残了学生的学习兴趣和热情，窒息了学生的思维和能力。如何改变这种实验教学的现状?笔者近几年来作了下列尝试：

1设疑置问，激发创意

古人云：“学起于思，思源于疑。”疑是探索新知识的开始，疑是创新的起点；有疑问，才能使学生进一步去思考、去探索。爱因斯坦曾指出：“提出一个问题，往往比解决一个问题更为重要”，而自然科学的本身就在不断地发现问题、解决问题的过程中形成和发展的。实验教学中教师通过设疑置惑，营造问题情境，启发学生思考，并驱使他们通过实践等方法进行积极的探索和实践。

在探究“饱和溶液和不饱和溶液”这一内容时，我为学生安排了探究器材：烧杯、水、蔗糖、食盐、玻璃棒等，先后设置了下列问题：“食盐或蔗糖能在水中无限制地溶解吗?”“氯化钠饱和溶液还能溶解其他物质吗?”“饱和溶液和不饱和溶液可以相互转化吗?”“转化的条件是什么?”等问题情境。每个问题均由学生动脑思考后，提出假设，设计实验进行探究验证，整节课学生的思维始终处于一种活跃状态，根据问题去思考、去想象、去探究。

在《浮力》的教学中，笔者运用实验来设疑：(1)浮在水面上的物体(木块)和水里浮上来的物体(乒乓球)受到什么力的作用呢?学生立即回答受到向上托的力即浮力。(2)然后再问沉在液体里的物体(小石块)受到这样的力吗?学生就会产生两种想法：一种说没有，一种会说有。教师因势利导，采用边讲边实验的办法，实验中在观察过石块浸没水中时弹簧秤读数减小后，将石块提升到杯外，再用手向上托一下石块，使学生直观地认识到石块浸入水中弹簧秤读数减小是由于受到水的向上托的力，即水的浮力。(3)既然浸在水中的物体都受到浮力，为什么有的物体在水中下沉，有的物体能浮在水面呢?由此引入对物体浮沉条件的分析。(4)在水里的物体受到几个力?学生会回答：受到重力和浮力，进而通过比较重力和浮力的大小关系，据二力合成的知识，讨论得出物体在什么条件下上浮、下沉、悬浮和漂浮。

2引导猜想，激活思维

探究的过程是一个创造的过程，创造的过程离不开发散思维，没有思维发散的过程谈不上是一个创造或探究的过程。假设、猜想、想象是人在大脑中对已有表象进行加工创造、创新的过程。牛顿说：“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。”在实验过程中，猜想对于孩子们说是最为宝贵的，猜想过程是学生思维及其活跃的过程，它容易突破传统思维的框框，并时而进发出创造思维的火花。某一实验过程将会产生什么现象，或这一现象的背后隐藏着什么规律，教师可以在实验之前引导学生大胆猜想。

在八年级科学“物体的沉与浮”教学中，教师创设情境：一个小木块、一个胡萝h、小铁钉、蜡烛头、小瓶盖，把它们放入水中是沉还是浮?先让学生猜想，教师鼓励学生用自己的头脑思考问题，不失时机地对学生的标新立异、独树一帜的想法予以肯定、支持和帮助，培养学生的创新想象能力，从而进行有目的的实验。通过这种设疑、猜想、释疑的实验活动，使学生逐步树立创新意识，同时逐步培养学生的创新想象能力。又如在七年级科学“光的传播”教学时，先让学生猜想：“光的传播路线怎样”、“你平时能看见光在空气中传播吗”、“怎样才能看见光在空气中传播”。尽管学生立即就会作出各种各样的猜测，有些是意料之中的，有些是意料之外的。不管学生的猜测结果是否符合教师的意图，是否合理或正确，教师都不要过早地给予肯定或否定，而要把结果交给学生通过实验来证明。不断激励学生通过实验、观察、讨论、模拟等探索手段提出种种假设和猜想，让学生逐步掌握科学探究的思路和方法，即提出问题一猜想假设一设计实验一实验探究一讨论分析一得出结论，这样才能使学生逐步树立问题意识和创新意识，逐步培养学生探究的兴趣和创造性思维。

3注重设计，手脑并进

实践是创新的摇篮，实验设计是一个动手动脑并可培养学生各方面能力的过程。通过学生自己思考设计实验，既可培养学生动手动脑解决问题的能力，又可引导学生阅读，查找一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品，实验装置的改进等有关资料，以开拓学生的视野，启迪学生进行创造性思维。同时，也应经常提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题，尽量给学生一些动手的机会，增加实验的探究性，让学生在手脑并用的活动中进发出创造的火花。如在做“观察水的沸腾”实验时，怎样组装实验装置?水的多少是否适宜?水温是否合适?温度计如何放在水中?等都由学生自己设计。水是否沸腾?水沸腾时的现象如何?温度如何变化?都要求学生细心观察、记录，然后归纳出实验结论。这些操作无疑会提高学生的操作能力。在控制实验条件、排除实验故障的能力上也会得到有益的锻炼。

又如在证明“大气压存在的”的实验中，笔者交给学生一些器材：一个矿泉水瓶、一杯热水、一茶杯冷水、一张硬纸片、一个胶头滴管、两个橡皮挂衣钩等一些材料，让学生自己设计实验，证明大气压的存在。学生兴趣浓厚，经过一阵忙碌，终于不负所望，先后设计出下列实验：(1)在茶杯中装满水，将硬纸片盖在上面，然后小心将杯子倒过来，放手后纸片不会下落，而且将水托住；(2)先向矿泉水瓶内加入热水，晃动几下，马上拧紧瓶盖，一会儿瓶子会变扁：(3)用手指捏胶头滴管橡皮挤出部分空气，把下端浸入水中，手指松开后，在滴管内会进入一段水柱；(4)将滴管从水中取出，水不会落下：(5)将挂衣钩往墙壁上轻轻一按，挂衣钩牢牢地吸在墙壁上……这样，通过学生自己设计并动手实验，一是培养学生的动手能力，二是培养学生的设计实验能力；三是激发学生的学习兴趣；四是培养学生的创新思维，可谓一举多得。

4讨论辩析。合作探究

做实验不仅仅是为了科学的结论，而且包含了思维的过程和探究的过程。讨论和辩论的过程是培养学生思维能力的过程。面对实验中出现的疑问或困惑，教师不应该迫不及待的加以解惑，因为这样固然能让学生暂时“明白”，但他们知道的只是结论，一个空壳而已，并不会去应用，更不会去创造。所以教师要因势利导，让学生充分讨论、分析、交流、合作，努力诱发学生的求知欲望和创新动机，通过师生对语，生生交流获得共识。千万不能用搪塞的语言打发学生提问。不抑制学生的创新意识，谁说鸡蛋一定要靠母鸡才能孵出小鸡?

在讲到“种子萌发的条件”时，往往有很多学生不能准确的弄清“阳光”到底是不是种子萌发的条件之～?教师可设计一个讨论环节：让两组同学分别以阳光是不是种子萌发的条件展开辩论，辩论非常激烈。学生1：“万物都需要阳光，没有阳光植物都会死”；学生2：“种子没有叶子，也没有光合作用”；学生3：“没有光合作用，植物就不会活”；学生4：“我在一本书上看到过从地里挖掘的几千年以前的种子都可以萌发”；学生5：“种子埋在土壤里不需要阳光的”；学生6：“农民撒种子的时候都是撒在地上的”……可以说那节课学生精力充沛，注意力高度集中，大脑皮层特别兴奋，思维空前活跃，学生绞尽脑汁想千方百计说服对方。最后，笔者用科学的观点解释了涉及到的一些科学现象，此时学生不仅学会了这一节内容，更重要的是对于一些不正确的观点有了明确的科学依据，对于正确的内容印象就更加深刻了。创设讨论、辩论的教学情境，能激发学生极大的参与热情，学生在合作探究的相互碰撞中获得新的知识，提高了创新能力。

初中化学创新性微型实验设计四则 篇4

一、分子的性质实验———分子间有间隙 (教师演示实验)

1. 取一根长25cm的细玻璃管 (直径5~6mm) , 用蜡封

严一端, 从封严一端起, 量出10cm长的一段, 用蓝线缠绕一至二周作标记, 再量出10cm的一段, 用红线缠绕一至二周作标记, 上面留出5cm的一段。

2. 实验时, 用塑料移液管吸取5ml水, 缓慢加入玻璃

管内, 至蓝线标记处, 再用细竹签蘸少许油酸放到水面上, 形成一层油酸膜, 之后用移液管吸取5ml酒精, 加入玻璃管内, 至红线标记处即可。

3. 用食指或中指指腹堵严玻璃管上口, 迅速将玻璃

管颠倒、振荡几次, 再把玻璃管竖直起来, 放开堵玻璃管口的手指观察, 可以看到原来不溶于水的油酸溶解在水和酒精的混合溶液中, 并且混合后的液面很明显地低于原来红线标记处, 这说明了一体积的水和一体积的酒精混合后, 总体积小于两体积。这说明分子间存在一定的间隙, 相互挤占了空间, 所以总体积减小。

教材上的实验是将100ml水和100ml酒精混合、观察总体积小于200ml。实验耗用酒精量比较大, 100ml酒精至少够10个小组做一次加热的分组实验。而且容器较大, 现象并不明显。创新改进后的实验只需要4ml酒精, 且现象比原实验更加明显。

二、分子的性质实验———分子在不断运动 (学生分组实验)

该实验的创新改进来源于“普实”验收时期, 要求分组实验“生生会”。原实验是用两个20ml的小烧杯分别装5ml的浓氨水和5ml的酚酞试液, 再用一个1000ml的大烧杯罩住, 看到酚酞试液慢慢变红。可是我们农村中学化学仪器配置数量有限, 1000ml的烧杯只有5个, 要开24组的分组实验显然不行。情急之下我就想到用一块玻璃片, 在玻璃片上分别滴一滴酚酞、一滴石蕊、一滴浓氨水 (隔一定的距离, 越大越好) , 迅速用一个100ml的烧杯罩住, 过一会儿就看到酚酞的那滴变红, 石蕊的那滴变蓝, 颜色也逐渐加深, 说明了分子在不断地运动。这个实验药品用量极少, 现象也明显, 达到了实验的目的, 且增加了石蕊的变色情况, 拓展了实验教学内容。

三、灭火器原理实验 (学生分组实验)

1. 取一个橡皮塞, 中间打一个稍大的孔, 用一个5ml

的医用废弃注射器 (去针头) 塞入其中, 并移至注射器活塞的出口处, 橡皮塞要能够塞严20ml的注射器口。

2. 取一个20ml的医用废弃大注射器 (去针头) 待用。

3. 实验时, 用20ml大注射器抽取约10ml浓碳酸钠溶

液 (加入少许发泡剂, 如洗涤剂等) , 慢慢取出活塞, 并用左手中指指腹堵住注射器下端防止溶液漏出。再用塞好橡皮塞的5ml注射器抽取约4ml的浓盐酸, 并塞紧在20ml的注射器口, 迅速推下5ml注射器的活塞, 使浓盐酸和浓碳酸钠溶液混合, 大量混有气泡的溶液便从大注射器口喷出。

该实验是教材上的一个分组实验, 是用吸滤瓶和小试管、橡皮塞来做的。所耗的药品量比较多, 而且吸滤瓶的喷出口口径较大, 现象不够明显。

四、一氧化碳还原氧化铜实验 (学生分组实验)

1. 取一个废弃的电烙铁, 去掉套在加热芯上的焊

头, 在加热芯上缠绕满一圈一圈的细铜丝 (尽可能地多绕) , 并把靠近加热芯处的隔热手柄削细, 套上一个橡皮塞。通电加热, 使细铜丝的温度升高, 和空气中的氧气充分反应生成黑色的氧化铜, 再让它自然冷却。

2. 收集一试管验纯的一氧化碳气体, 用套在加热芯

上的橡皮塞塞紧, 之后通电加热, 使电烙铁芯上的铜丝受热, 表面黑色的氧化铜就和一氧化碳反应, 黑色的氧化铜就逐渐变成光亮的红色的铜。

这个实验操作简洁, 也不用清洗仪器, 并可反复使用。有毒的一氧化碳气体和过量的氧化铜反应, 免去了繁琐的尾气处理, 不会污染空气。该实验装置还可以用于氢气还原氧化铜实验。

摘要：创新性微型化学实验具有现象明显、效果良好、节省经费和时间、减少污染、安全、方便等优点, 能激发学生的兴趣, 增强学生的节约意识, 培养学生的创新意识。本文旨在与同行进行交流, 以提高初中化学实验教学水平, 培养学生的实验创新能力。

改进与创新实验设计要求 篇5

一、选题内容

说明：实验主要从以下提供的题目中选择选题；如果自己有成熟的改进实验方案，例如参加教学比赛已用过的改进实验，如果设计比较巧妙也可以选用。二氧化碳性质演示实验改进

氢气还原氧化铜改进实验

碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应实验的改进

原电池演示实验装置改进

氢气爆鸣实验的改进

粉尘爆炸实验的改进

硝酸性质演示实验改进

二、实验上课安排

1、实验准备时必须查阅、参考有关的期刊文献或网络资料，自己设计的实验方案要可行，并尽量有自己的创新点。

2、可4-6人自由组合为一个小组，选择一个共同的实验主题进行研究、改进。

3、在下次实验上课时，先由每个小组派出代表，介绍本小组的设计方案，然后大家一起讨论；全部小组讨论结束后，进行实验实施，若本次课未能完成实验，将在下次实验课（在“新型实验技术的应用”实验完成之后）继续。

4、具体实验设计的内容和格式，请参照已下发的实验讲义。

5、往年的实验改进案例，可参看附件。

惠普实验室：创新设计 篇6

惠普实验室是惠普的中央研究机构，它致力于通过技术创新和突破性的科学研究，为惠普开辟新的成长机遇。

惠普实验室在全球有7个研发中心，它们分别位于美国加州帕罗奥图、印度班加罗尔、中国北京、英国布里斯托尔、以色列海法、新加坡以及俄罗斯圣彼得堡。广泛的分布使惠普实验室能够招募到世界各地最优秀的人才，并能与不同国家的大学开展合作研究，根据当地情况进行研究规划。惠普实验室吸引了许多杰出的人才，其中60%以上的研究人员拥有博士学位。

在惠普实验室的研究中，既有一些极具探索性的长期项目，也有2年到5年的应用性的中期研究，当然也不乏一些能够快速实现产品化、商品化，并产生直接影响的短期项目。目前，惠普实验室拥有八大研究方向，包括云与安全、信息分析、智能基础架构、移动与浸入式体验、网络与通信、打印和内容交付、服务以及可持续发展。其实，惠普实验室在众多领域的研究和创新都被业界推崇，如纳米技术和计算机程序法、数据管理和数据挖掘、数字信号处理和数据压缩、芯片、系统和数据中心的热机械架构，以及能源管理。

净零数据中心

Chandrakant D. Patel是惠普实验室代理主任、惠普资深院士，他在多个研究领域都颇有建树，个人拥有115项美国专利，他目前的研究方向是可持续发展和智能基础架构。Patel认为，今天全球只有30%的人能够享受到数据服务，也就是说还有70%的人没有享受到IT服务，这些人如果想通过IT技术提高生产力，其中最大的障碍可能在于IT服务的费用昂贵，因此，降低产品拥有成本和服务交付成本成为必然趋势，云计算就此应运而生，以满足70%的人的需求。

正因为如此，Patel认为，在设计数据中心时，首先要考虑的也是如何建造一个低成本、高性能和高能效的数据中心。他认为，未来的数据中心，一是数据中心的能源应多元化，比如采用太阳能、风能、地热能、生物能等；二是散热能源也是多元化的，也就是说，数据中心可建立在任何可能的地点，如海里、水边或低温地带。

净零数据中心（Net-Zero Data Center）是惠普实验室正在研究的一个重要项目，并已经取得了成果。今年5月，惠普实验室展示了这种无需传统电网净能的数据中心架构。Patel介绍说，净零数据中心的概念包含两点：一是数据中心所需要的能源来源多元化，包括来自风能、太阳能等新兴能源的电能要大于传统的电网电能；二是将能源供给和 IT 工作负载所需的能源需求之间做精确匹配，数据中心内部能源的需求要小于外部的能源供给。同时，在数据中心内部的散热和工作负荷方面，也将通过软件来加以有效管理。

Patel说，目前，惠普实验室在美国加州帕罗奥图（Palo Alto）的数据中心就正在进行着这样的试验。数据中心设立在惠普办公室的地下，设有地面通风口保证空气流通，同时房顶安装有太阳能板，通过这样的设施，最终达到不使用电网电力，完全依托自然界能源的目标。数据中心从本地可再生资源中整合了能源和制冷，以创新的需求管理方式支持基于资源可用性和性能需求的IT工作负载。据介绍，目前位于加州帕罗奥图的数据中心规模为500千瓦，是惠普的生产中心。净零数据中心通过四个模块整合能源与制冷资源，使之与 IT 工作负载规划相匹配，包括预测模块、规划模块、执行模块及核查和报告模块。

Patel表示，目前，惠普实验室已经开始进行生态模块化的构建，期望用两年左右的时间使净零数据中心交付使用。Patel说，其实，净零数据中心可根据客户本地的情况采用不同的替代能源，而不仅仅是太阳能、风能。目前最稳定的是生物能源，如牛粪，惠普实验室在美国考察了多家农场，发现每头奶牛日排泄量为55千克， 2000头奶牛的排泄物最后变成甲烷，足够供应1000千瓦的数据中心，且运行平稳。

情境感知计算

成立于2005年的惠普中国研究院是惠普实验室全球7大研发中心之一，它专注于信息分析和网络领域的研究，并承担着三项使命：开展世界级研究；为改善人们生活和环境研发技术和解决方案；吸引并培养最优秀的研发人才。

数据管理和信息分析是惠普中国研究院的研究方向之一，也是惠普中国研究院院长王敏博士钟情的研究方向，具体来说，她现在做的就是情境感知计算（Context-aware Computing），即优化应用程序，以自动适应用户所在的各种情境（如地点、时间、网站浏览及社交媒体访问等），是实现用户满意度的关键。Gartner曾在2010年发表的一份报告认为，情境感知计算将是未来十年改变科技和经济发展的四大趋势之一。在情境感知计算的研究中，主要包括网络内容推荐、社交媒体分析、事件日志分析与管理、企业内搜索、云计算和大数据管理等领域。

网络是惠普中国研究院的另一研究方向，旨在寻求提高数据中心网络内容和应用发送性能，以及改善通过异构网络访问数据中心的用户体验的创新方案。目前，研究人员正在研究情境感知的网络优化技术，以提高数据中心网络的全局负载均衡和Web加速的性能。

创新实验设计, 化解教学难点 篇7

关键词：实验体验,教学难点,思维拓展

余文森教授指出:所谓教学的有效性指在教学活动中, 教师遵循教学活动的客观规律, 采用各种方式和手段, 用最少的时间、最小的精力投入, 取得尽可能多的教学效果, 实现特定的教学目标, 满足社会和个人的教育价值需求而组织实施的活动。每个学生都参与教学活动是实施有效教学的前提, 学生有无进步或发展是教学有没有效益的唯一指标。

学生知识理解的疑难处就是课堂要解决的问题。通过实验解决疑难是课堂有效性的体现。

试验可以使一些不易理解的现象直观呈现, 使一些不明显的现象变得明显。排除外界因素的干扰, 呈现给学生真实的实验现象, 避免无力的解释, 也是提高课堂有效的措施。

一、巧增实验, 拓展思维

案例1:凸透镜成像

在浙教版科学七年级下册第二章第六节《透镜和视觉》中凸透镜成像实验的教学时, 学生经常遇到的难题是: (1) 不小心将凸透镜边缘损坏了一小部分, 在物距不发生改变的情况下, 烛焰在光屏上所成像的情况; (2) 不小心让一滴泥水溅在了凸透镜的上半部分, 观察到的光屏上的像的情况。对于这两个问题仅仅用空泛的语言描述, 实在难以让学生领会。因此在开展凸透镜成像的实验时, 有意识地增加两个实验步骤: (1) 在光屏上观察到清晰的像时, 用手遮住凸透镜的上半部分, 观察光屏上的成像情况; (2) 在光屏上观察到清晰的像时, 在凸透镜的上半部分滴上一滴泥水, 观察光屏上的成像情况。把一些不易理解的现象通过实验呈现, 学生亲自动手尝试后印象深刻, 同时也会产生浓厚的学习兴趣。

案例2:弹簧秤测力计的使用

在浙教版科学七年级下册第三章第二节《力的存在》中用弹簧测力计测量力的大小时, 学生常会遇到这样的疑惑:两手分别用5N的力拉弹簧测力计时, 弹簧测力计的读数是多少?在练习使用弹簧测力计时, 学生已经学会了基本的操作, 但对于两手用同样的力拉弹簧测力计时弹簧测力计的读数多少有些不解。遇到这种情况, 不妨在实验中增加实验: (1) 一端固定弹簧测力计使读数为5牛; (2) 一手固定弹簧测力计, 一手拉动弹簧测力计使读数为5牛。在实验过程中, 学生的切身体会使其意识到手起到的固定作用和墙壁起到的固定作用是一样的, 从而解除学生的困惑。

案例3:粉尘爆炸实验

在浙教版科学八年级下册第三章第二节《氧化和燃烧》中关于“爆炸”概念的教学, 如果燃烧以极快的速度在有限的空间里发生, 瞬间累积大量的热, 使气体体积急剧地膨胀, 就会引起爆炸。学生很难理解爆炸的发生, 此时, 可以增加粉尘爆炸实验:在奶粉罐中放入几根火柴, 在罐口上放一层沙布, 用橡皮筋将沙布固定。在沙布上放上一些面粉, 盖好。将奶粉罐放在三角架上, 下面点燃酒精灯, 敲击罐体, 使面粉洒下, 形成粉尘。一段时间后看到粉尘爆炸。面对爆炸现象, 学生便很容易理解面粉加工厂等地方要严禁烟火。

二、巧用实验, 释疑解惑

案例4:探究金属钾与硫酸铜的反应产物

在浙教版科学九年级上册第二章第二节《金属的化学性质》中有这样一道习题:已知排在金属活动性顺序表最前几位的活泼金属能与水反应生成碱和氢气。请写出下列反应的化学方程式, 并推测可能产生的实验现象。

(1) 把1块绿豆大的金属钠放入1小杯滴有酚酞的水中;

(2) 把1块绿豆大的金属钾放入1小杯硫酸铜溶液中。

对于习题 (1) , 学生见过金属钠与水的反应, 不仅能准确写出化学方程式, 还能准确描述实验现象, 然而对于习题 (2) , 学生根据碱的性质, 能写出相应的化学方程式, 但对于产生的现象无法准确描述, 在学生推测可能产生的实验现象后, 适时地增加实验金属钾与硫酸铜的反应, 实验结果出乎意料, 试管中不仅出现了蓝色絮状沉淀, 还出现了黑色的物质, 这黑色的物质究竟是什么?由此展开实验生成资源的探究。该实验的增加不仅培养了学生应用知识的能力, 更进一步加强了学生综合分析问题的能力。

在此习题基础上, 增加实验“将钠投入水和煤油中”, 发现金属钠沉在煤油层下, 浮在水层上, 在交界处剧烈反应。借此现象提问:

(1) 钠为什么会在煤油和水的分交界处?

(2) 钠表面为什么会产生气泡?

(3) 钠为什么能上下跳舞?

(4) 让实验现象更加显, 可加入酚酞试液, 酚酞试液变红的说明生成了什么?

这个实验不仅体现了密度等物理性质, 还体现了化学反应和浮力知识等。

科学的综合性不仅体现的在知识的综合上, 也体现在培养学生能力的综合上。以实验为载体培养学生的动手、动眼、动口、动脑的能力。

案例5:浮沉的判断

在浙教版科学八年级上册第一章第三节《浮力》中有这样一道习题:小科和妈妈一起上街到夜市买了一袋观赏鱼, 袋内约有1/3的体积是封闭的空气。小科回到家后将没有打开塑料袋的观赏鱼直接放入家里的鱼缸中。若不计塑料袋的自重, 那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸的水中所处的状态是 () 。

A.悬浮在水中 B.漂浮在水面

C.下沉到缸底D.先悬浮, 后下沉

对于这类问题, 我们不妨做个实验, 让学生一目了然。

综上所述, 在新课程新理念下, 教师依然可以从一个普通的知识点上寻找出实验与知识联系, 挖掘他们丰富的内涵。课堂教学不是简单地传授给学生知识点, 而是在教学过程中激发学生学习科学的欲望和兴趣, 努力培养学生分析问题解决问题的能力, 通过探索、发现、质疑、反思等途径培养学生的科学态度。只要在教学教学活动中多开动脑筋, 就一定能设计出更符合学生实际、更有利于学生科学素养提高的教学案例, 也只有这样才能提高初中科学教学效率。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社, 2011.

创新性设计实验 篇8

关键词：创新性实验,创新思维,创造力

随着近年来科技的高速发展, 传统的单一材料已经很难满足实际应用的需求, 而复合材料能在性能上实现不同材料间优缺点的相互补充, 产生协同效应, 使得复合材料成为人们研究的目标。为适应市场化的需求, 相应的复合材料专业也逐渐成为当前材料科学与工程学科迅速发展的一个重要分支。据了解, 国内开设复合材料专业的高校已超过30所, 并且还在增长。除哈尔滨工业大学、西北工业大学等少数高校外, 多数高校以高分子复合材料作为培养方向。近年来, 为适应工业、建筑行业的快速发展, 一些高校开始把高分子涂料等方向列入复合材料专业的培养方案。由于成立时间较长或由于投入充分, 这些高校的复合材料专业基本建立了完善的实验教学体系。然而随着国际经济形势的变化、我国市场经济的深入, 企业面临产业升级或转型的压力日益增加, 对工科学生的动手能力、应变能力和创新能力的培养提出了更高的市场需求。鉴于传统的工科教学体系偏重于理论教学, 实验教学依附于课程教学, 各自独立, 缺乏系统性, 并且实验内容陈旧, 演示性、验证性实验过多, 综合性、设计性、创新性实验较少, 很难适应培养实践应用型、创新人才的需要。新形势下对于复合材料专业的实验教学要求提高学生动手能力和培养创新性思维等综合能力, 使学生能够在学校进行复合材料的制备和研究过程中, 理解各个环节之间的关联, 提高学生独立或协作处理实验研究过程中出现的问题的能力。目前, 在具体的实验教学中, 对实验分类的确立往往分为三个层次的实验模式:第一层次为基础型实验, 主要完成实验课程中的基础实验, 帮助学生理解和深化课程中的理论知识, 使得学生能够建立好扎实的实验基础, 充分理解理论和实践之间的关系;第二层次为提高技能型实验, 主要完成各类综合性、设计性实验和开放实验, 在基础实验的基础上重点提升学生的科研技能和动手能力, 培养学生良好的实验素养和严谨的科学态度, 丰富获取知识、培养兴趣和开拓创新的能力;第三层次为创新探索性实验, 主要目的是鼓励学生完成创新性实验和科研实践, 并进行科研探索, 培养创新能力。创新性实验计划是近年来国家教育部为推动创新型人才培养工程而实施的一项重要教育改革措施, 是高等学校本科教学中的重要组成部分。以学生为主体的创新性实验改革, 充分调动学生的主动性、积极性和创造性, 激发学生的创新思维和创新意识, 不仅推动了自主创新人才培养的发展, 同时也拓宽了人才培养途径, 使学生的综合素质得到提高。同时, 创新性的实验教学摈弃了以验证性或基础性实验为主, 依附于理论教学的传统教学模式, 将实验教学向更高的层次、多元化方向发展, 对于大学生创新能力的培养具有重要意义。本文在复合材料专业实验的基础上, 着重在创新性实验中以学生为主体与探究式学习相结合方面进行设计和探索。

一、建立良好的实验平台

目前, 如何充分使学校或院系实验室所配备的各种仪器最大化利用, 如何建立基础-综合-创新三位一体的实验教学模式, 成为培养学生动手能力、发展个性、施展才能、提高学生的创新意识及能力的关键因素。根据复合材料专业实验的特点, 从基础性实验、综合设计性实验、创新性实验三个层次推进实验教学的深化, 形成提高、创优、参与教师科研三个方面的开放式教学。从“知识、能力、创新”着手, 构建基础性实验平台、综合型设计性实验平台和创新性实验平台, 加大创新研究训练性实验的比例, 按照“四个模块、三个层次、二个平台”的思路, 构建复合材料专业的实验教学体系, 最终建立一个环境优良、可持续发展、综合素质能力提高的复合材料专业实验教学中心, 如下图所示。

二、培养正确的引导和管理方法

以学为主、教为辅。教学的实验建设应建立在复合材料教学的优良传统基础上, 实现实验教学过程从“以教为主向以学为主”的转变, 充分发挥学生的主观能动性, 培养动手能力和研究兴趣, 强化学生的个性化培养和创新意识, 促使其向良好的创新性思维发展。同时也要发挥教师的主导作用, 引导学生主动学习, 充分发挥学生学习的积极性。教师在引导学生学习的过程中, 给学生提供查阅资料的方式和方法, 使得学生在学习的过程中发现自己感兴趣的问题, 通过老师正确的引导, 逐渐掌握实验设计的基本方法、步骤和预期可能出现的实验结果。以做为主, 管理为辅。创新性实验由于涉及到科学研究中的一些新发现和技术上的新发明, 限于学生在本科阶段所掌握的知识有限, 动手能力和经验较少, 难以把握和处理在研究过程中所遇到的问题, 因而, 教师作为一个管理者有责任和义务对学生进行必要的启发、提示和引导, 而不是完全按照老师的思路去做, 让他们在实践的过程中体验实验所带来的乐趣。为了避免学生在关键性问题上出现失误, 偏离研究内容, 老师有必要与学生进行交流。老师只需在一些关键性问题上提出一些见解, 让学生从心里认识到自己存在的问题, 在以后的实验过程中避免, 充分调动学生的主观能动性。老师在学生创新性实验设计和实施的过程中主要起到指导和管理作用, 做到因材施教, 根据学生不同的性格和特点, 正确引导他们学会科研思考。

三、建立良好的实验结果评价体系

创新性实验作为一种要求更高的实验训练, 相比基础实验和综合设计实验在实验的规划、设计和实施上存在根本性的区别, 从简单的动手实验过渡到研究探讨型的实验, 老师和学生在实施创新性实验的过程中, 二者各自的作用及其所承担的角色发生了转变, 由最初的指导转换为引导、启发式的探究, 让学生去设计、思考, 独立自主地解决实际问题。相应的对创新型实验结果的评价也要发生改变, 不能单纯的注重实验的结果而忽略学生在实验实施的整个过程中所起的作用, 如实验设计能力、动手能力、协调能力、处理问题的能力、统筹安排实验进度的能力等。因此, 对于创新型实验的评价应着重强调评价主体和过程的多元化, 注重个体间能力、性格上的差异, 体现实验过程中学生的动态变化, 从而真正起到锻炼学生实践能力, 培养学生独立的科研和组织协调能力。在对学生的创新性实验进行评定的过程中, 要充分发挥老师的导向功能。指导老师通过对项目的实施制定具体的评价体系, 既包括学生实验过程中的表现, 也包含最终的实验结果, 合理分配二者之间评价的标准和要求, 充分体现创新型实验的本质。其中对实验过程的评价主要包含:阅读文献发现和提出问题的能力;实验过程中对存在的关键性问题的把握;为解决问题, 进行设计实验, 对实验的可行性和合理性分析;对预期所要达到目标的把握程度;对实验中可能出现的问题把握程度;在阶段性的实验过程中学生的表现等。成果评价主要包括实验结果以及论文发表、专利情况的定量评价。作为指导老师, 要经常定期检查学生的实验进度、对待实验的态度, 发现不良现象, 及时纠正。鼓励学生参加小组讨论, 发挥学生间各自的特长, 进行多学科的信息交流, 活跃思想、启迪思维、开拓视野、激发灵感, 从而有效的促进学生自主探究和老师引导的有效统一。同时, 建立合理的奖惩制度, 充分认可学生在实验过程中表现的优点, 对优秀的同学给予一定物质上的奖励, 可以在很大程度上提高学生和导师的研究动力, 激发其创新热情, 并能不断培养学生的竞争意识, 让他们在竞争中快速成长。在进行创新性实验实施开展的过程中, 注重发掘学生的研究性与创新性, 而不单一的追求实验的结果, 更为重要的是培养学生发现问题, 勇于创新、不怕失败的精神。

随着我国科学技术的发展, 复合材料专业人才需求必将越来越大。高校大学生创新性实验的开展和顺利进行将为塑造创新型人才, 培养大学生的创新性思维和创新精神提供全新的视角。创新性实验将理论知识、实验课堂和科技创新连接在了一起。为了建立一个完善的高校研究的创新平台, 给学生提供自由宽松的时间、独立的空间和良好的科研环境, 通过建立良好的实验平台、培养正确的引导和管理方法、建立良好的实验结果评价体系三个方面, 创建良性的创新人才培养模式, 使复合材料专业的人才培养向更好的方向发展。

参考文献

[1]赖晓晨, 恵煌, 夏锋, 李丽坤.大学生创新性实验计划实施的关键问题分析[J].实验技术与管理, 2012, 29 (7) :17-20.

[2]赵秀春, 徐国凯, 张涛, 陈晓云, 葛平淑.大学研究生学习与创新性实验项目的探索与研究[J].实验实践教学, 2013, (8) :91-92.

[3]刘延岳.加强化学实验平台建设培养高素质人才[J].纺织服装教育, 2012, 27 (6) :496-498.

创新性设计实验 篇9

在过去的实验教学的开展过程中, 实验大纲一般都是附属于一门学科, 知识其中的一个环节, 并未真正的处于主体地位受到足够的重视。传统的实验教学开展受到以下几个因素的制约。

1. 实验课的开设在整体的教学中占

据较小的比例, 与其他学科相比并没有足够的课时安排, 因此容易引起老师及学生对实验课重要性的忽略。

2. 在实验课的开展过程中, 教学内容

太过单调无趣, 对于理论知识的讲解也是太过书面化, 无法引起学生的共识, 没有创新性教学模式的融入, 学生在实验课的学习中无法得到真正意义上的实践演练。

3. 实验课的开展过程中, 老师是整个

课堂的主体, 学生只是被动的接受知识, 课堂的每一环节均有来是单独进行, 学生无法真正的融入课堂, 教学效果较差, 同时学生因为无法参与进课堂, 造成对实验课兴趣的丧失。

所以, 以往陈旧的教学模式扼杀了学生对于实验课程的兴趣, 限制了学生创新性思维的发散, 对学生通过实验深入研究科学理论的热情带来很大的制约。

二、创新性开放实验教学实施的必要性

随着教育体制的改革, 培养具备创新意识的高素质人才是未来教育的一个重要方向。开放式的实验教学模式是当下实验教学必要的实施措施, 是新的教育体制下高等学校发展中十分重要的改革环节。开放式的教学实现真正意义上的将学生作为教学的主体, 以学生为中心开展开放性的科学教育, 为学生扩展更加宽阔的空间去思考问题, 去寻求解决问题的方法。让学生真正的融入到教学当中来, 体验实验课程带来的乐趣以及对个人能力的提升, 通过真实的实践操作, 拥有更加牢固的理论知识架构以及更高的实践能力。这种方式的教育下, 学生通过自己思考自己寻求答案, 会更利于创新性思维的培养, 以更加正确的心态面对科学研究, 成为顺应社会发展的高素质创新性人才。同时开放式实验课的开展对于实验室仪器设备的使用也起到一定的促进作用。

三、创新性开放实验教学开展的步骤

1. 注重教学模式中“创新型”内容的设计

“创新型”实验内容的设计是开放式实验教学中十分重要的一个环节, 是指把实验课题按照整体的难度以及学生实际的学习能力划分为三个等级, 分别是基础实验, 设计实验, 以及最高难度的创新实验。第一等级的基础实验是最为简单的一个部分, 一般包括实验的演示以及实验的验证这两个部分, 是在课堂学习中进行的实验任务。第二等级的设计实验, 相对于基础实验来说, 对学生有更高一个层次的要求, 需要提供给学生一个实验课题以及相应的实验器材, 然后由学生自己进行一个实验的设计工作, 这对于学生的综合能力有较高的要求, 这一实验任务的进行一般是课后由学生来独立完成的, 课堂之上只是完成对设计实验结果的验收工作。第三个等级的创新性实验对于学生能力的要求最高, 不仅要求学生具备扎实的理论知识, 还需要有科学创新的意识。通常是以小组为单位来进行的, 要求学生在所学理论知识的基础上, 自己思考, 自己研究, 提出创新性的实验课题, 并作出相关的实验设计, 自助完成整个实验的全部环节。在创新性实验的开展中也能够通过竞赛的方式来体现, 制定出相关的竞赛规则体系, 对于创新性实验的考核有一个严谨的评判。

2. 实验教学开展的过程

“创新型”实验课程计划内学时不多, 但是完成整个实验过程需要的时间远远超出计划内的学时, 因此, 在这种实验教学模式下, 不再拘泥于传统的计划内学时为主体的相对封闭的实验时间, 取而代之的是以实验课内为导向的全开放的实验时间。验证实验和设计实验内容的开放主要体现在有足够数目的题目可以选择, 保障学生课外完成时可以做到相对独立, 而不至于出现大面积雷同的现象。创新实验则更是要求其过程的开放, 创新实验不但全在课外完成, 而且老师的参与非常少, 除了选题时必要的指导和期间的少量答疑, 剩下的就是验收与答辩。

3. 配备完善的实验课程开展设施

为了在课外有效地开展实践教学活动, 需要有一系列的配套措施, 其中最首要的就是实验室的全开放, 全开放实验室为学生的实验开展提供开放的实验资源。为了在宿舍延伸实验室的部分功能, 同时提高全开放实验室的复用性, 学生可自购笔记本电脑作为学习工具与实验室仪器设备配套使用是最灵活最有效的配套方案。

4. 建设完善的实验课程考核制度

实验完成后, 每个小组的成员进行软件作品演示与答辩, 实验成绩实行指导教师评价、小组间互评、组内自评, 得多元化综合考评机制, 充分了发挥考试指挥棒的作用, 为学生营造了团结协作、相互监督、公平竞争的学习气氛。学生能了解自身的知识的缺陷、能力的差距, 更加脚踏实地、努力学习, 提高自身素质。

我院利用该教学模式, 近5年培养学生成果显著, 学生的工程实践能力和创新能力大大提高, 在全国大学生电子设计竞赛中共获得全国二等奖3项、全国三等奖1项、省一等奖7项、省二等奖14项、省三等奖30项。

参考文献

[1]肖看等.创新型电工电子全开放实验教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索, 2010 (4) :79-82.

[2]尹仕, 肖看, 刘志强, 等.电工电子科技创新中心建设与运行机制研究[J].实验室研究与探索, 2005, 24 (7) :102-104, 152.

艺术设计实验课程考核方法创新 篇10

1.过程的考核

艺术设计专业与其他专业有所不同, 不能仅凭一纸试卷或一个作品来对学生的成绩进行考核, 艺术设计专业的考核应该注重过程的考核以及结果的考核, 其中过程的考核主要包括考勤、课堂表现、学习态度等方面。

首先, 艺术设计实验课的专业性很强, 因此需要教师和学生一起营造良好的学习氛围, 这样才能使学生顺利的接受知识, 一旦有学生缺席或者迟到, 必然会影响课堂氛围, 一方面缺席的学生会失去学习的机会, 另一方面迟到的学生会干扰其他学生的正常学习, 因此个人认为, 无论是艺术设计实验课还是其它课程, 都应该严格考核学生的出勤情况, 防止学生无故迟到或缺席。例如, 可以制定以下考核标准:

1.1每无故缺席1次, 成绩降低1个等级;

1.2无故缺席超过3次, 成绩即为不合格;

1.3每迟到或者早退3次, 即视为无故缺席1次。

这样一来, 就可以对学生实施约束, 促使学生按时上课。

其次, 要对学生的学习态度以及课堂表现进行考核, 由于艺术设计专业具有很强的综合性, 因此学生不单单需要学习理论知识, 更要熟练掌握各项专业技能, 此外艺术设计工作并不是一个人单枪匹马就可以完成的, 因此学生还要具备团队合作能力、表达能力、沟通能力等, 而想要提高学生的综合素养, 就需要学生端正学习态度, 在学习过程中集中精力, 如果学生的学习态度不好, 或者在课堂中三心二意, 那么将来很难适应艺术设计工作的实际要求, 因此艺术设计实验课程的考核还应该注重学生学习态度以及课堂表现的考核。例如, 教师在课堂中可以将同学分组, 每3-5个学生作为一个小组, 然后让各组组员相互配合, 共同完成某个设计项目, 此时对于那些学习态度不端正的学生, 教师应及时给予批评, 对于扰乱课堂的学生, 可以将其成绩降低一个等级, 严重扰乱课堂, 耽误其他人正常学习的学生, 可以将其成绩定为不合格。

2.结果的考核

艺术设计实验课程的教学目的, 就是要帮助学生学以致用, 使学生将自身的知识应用到实践当中, 使学生更加适应社会需要, 而艺术设计实验课程的考核, 就是要及时对学生的实践能力进行评价, 进而发现学生在实践中的不足, 帮助学生解决困难, 提高学生的专业素养, 在评价考核过程中, 不仅要注重过程的考核, 同时更要重视结果的考核, 根据学生所设计的作品, 评价学生的专业能力。

为了找到更科学、更贴切的考核方法, 在考核前教师应根据艺术设计实验课程的教学要求, 结合学生的实际情况, 制定详细、合理的考核要求以及评分标准, 并且应该明确考核作品的类型、制作要求以及规格, 对于学生作品的呈现形式, 可以直接交给教师, 可以向同学们展示, 也可以采取其他一些呈现方式, 另外在考核过程中还要注意一点, 就是要杜绝抄袭现象。为了促进艺术设计实验课程考核方法的创新, 本文在此提出以下几种考核方法。

2.1通过作品展览来进行考核

在艺术设计实验课程中, 通常是由教师集中指导, 之后再由学生完成一个或多个作品的设计, 当学生完成设计之后, 可以可以通过展览的形式来展示作品, 教师可以在本班组织一个小型展览室, 学生可以采用作品展示的方式, 直接呈现给考核教师以及本班同学, 一方面教师可以根据设计作品评分标准, 结合作品展示的情况, 考核学生的设计作品, 并给出相应成绩, 另一方面便于学生之间对设计作品的沟通与交流。此外为了杜绝抄袭的现象, 教师应要求学生将设计过程中的设计思路、方案创意过程、设计作品的草图以及其他素材都记录下来, 并提供给教师。

另一方面, 对于艺术设计专业的学生而言, 对作品展示效果的表达也是学生们应该具备的专业技能之一, 因此布置展览的过程也是学生学习专业知识的过程, 当各个班级的展览都布置完毕之后, 各位授课教师可以集中为不同班级的学生打分, 这样能够保证考核成绩的公正性、公开性, 避免教师的主观因素和审美情趣影响学生考核成绩, 在打分过程中, 每个作品的原作者要为大家介绍作品的禅意, 这样也可以提高学生的表达能力, 此外也可以让学生们为各个作品打分, 让学生们交互交流, 这样可以提高学生的沟通能力。

2.2通过设计比赛来进行考核

目前国内各个地区都经常举办一些设计比赛, 在这些比赛中, 组委会的评审员都具备很高的专业水平, 教师可以选择几个具有影响力的比赛项目, 将学生们的作品交给组委会, 进而根据学生的比赛结果以及评奖结果, 给予学生相应的成绩。

2.3通过实际设计项目来进行考核

教师可以利用一些实际设计项目, 对学生的设计作品进行考核, 学生根据实际设计项目成设计作品之后, 教师可以将学生的设计作品呈现给业主, 由业主对其进行评价, 教师最终给出最后的成绩。这种形式的考核, 可以提高学生实践设计能力, 而且如果学生的设计作品得到了业主的认同, 学生还可以获得相关的报酬, 这样大大提高的学生学习的积极性, 这样也会使艺术设计作品的考核更加具有意义, 但是这种考核方式对学生来说难度较大, 需要学生具有较强的实践设计能力。

课程考核具有很多种的方式, 因此需要教学管理部门以及任课教师根据课程的具体内容以及要求, 制定科学性、合理性的考核模式。

3.总成绩的比例分配

完成考核之后, 如何分配总成绩的比例, 对学生的考核评价具有重要作用, 一般情况下, 对课程考核分为两部分, 主要为平时成绩和考试成绩, 其中平时占总成绩中的30%, 考试成绩占剩下的70%, 由此可以看出课程考核主要部分是在最终的考试成绩上, 但是与其它课程考试不同的是, 艺术课程的考核贯穿于艺术设计课程的学习的始终, 因此按照平时成绩30%, 考试成绩的70%是不合理的, 个人认为, 根据艺术设计课程内容和性质, 可以对艺术设计课程内容进行分解, 并按照单元的内容对学生的进行考核, 作为艺术设计课程的平时成绩, 笔者认为艺术设计课程的平时考核成绩至少设置在50%以上, 或者教师将考核成绩按照一定的比例, 分配到艺术设计课程各个单元中, 作为艺术课程考核的总评成绩。

总结

艺术设计专业对学生实践能力以及综合能力的要求较高, 在学生们的学习过程中, 如何对学生的学习情况进行考核, 掌握每位学生的专业水平, 一直是教学管理部门和教师广泛关注的问题。艺术设计实验课与其他课程有所不同, 不仅对学生实践动手能力的要求非常高, 而且还要求学生具备沟通能力、表达能力等, 因此仅凭一个作品或者一纸试卷, 无法了解学生的专业素养, 本文在此分析了艺术设计实验课程考核方法的创新, 提出了几种考核形式, 希望对相关工作有所帮助。

参考文献

[1]霍长平.高职院校艺术设计类专业课程考核方法的研究与实践——以建筑装饰专业为例[J].艺术教育, 2014, 10:230.

[2]李锦林.艺术设计专业重过程和多元化的考核模式研究[J].包装世界, 2014, 05:68-69.

[3]孙丽娟.艺术设计专业课程考核方法探索与实践[J].美术大观, 2010, 07:153.

[4]朱敏.高职院校环境艺术设计实践教学小议[J].江西广播电视大学学报, 2012, 01:74-75.

创新性设计实验 篇11

关键词：演示实验 学生实验 视频实验 实验“意外”

科学是一门以实验为基础的学科，科学实验是科学学习中最为有效，最为有力的手段，但是现在往往很多老师将其变为说实验、看实验，完全剥夺了学生学习的兴趣，剥夺了学生在实验中体验、认识科学本质的过程。现在我们科学课中的三维目标：知识与技能，过程和方法，情感态度价值观，其实就是一个不可分割的整体，这三个达成目标也是逐步递进的，但是老师们往往太过于强调，突出知识与技能这一目标，而对于后两者目标的达成则产生了忽视，的确，我们在审视我们的教学行为时，我们又有多少教学行为是在为这两个目标服务的呢？而课堂实验却是培养学生感受科学探索的过程，培养科学情感态度价值观的有效载体，我想如果能在课堂实验设计上下功夫，做文章，便是一个很好的突破口，是一个有效途径，也会促使科学真正回归本位，使我们的课堂充满生机，充满色彩。

一、将演示实验进行到底

1.变演示实验为学生实验

课本上很多时候都设定了演示实验，的确，有的实验由于实验设备的问题，实验难度的问题，需要老师的亲自演示，但在客观条件允许下，有很多的演示实验还是完全可以交给学生的，让学生亲自动手操作，更多的参与到实践中去，这比起一味观看老师操作，在效果上必定要更胜一筹，比如，在大气压强中的，覆杯实验完全可以让每一个学生进行动手，而且还可以让学生将杯子侧过来，横过來尝试多种位置，这便更能让学生深入理解大气压强这一知识点。这种演示实验的“变异”，现场达到了很好的效果，更激发起同学们强烈的学习兴趣，也更能激发学生探索科学的热情。

2.变演示实验为创新实验

课本上有很多的演示实验，也凝聚了很多专家学者的智慧，但是，在实践操作中我们也发现有的演示实验效果并不理想或者在科学性上还有待提高，我一直在思考，同样要体现这样的知识点，有没有更好的，更精巧的实验设计呢？比如，用酒精和水混合后体积的减小来体现分子之间有间隙这一知识点，液面的确有变化，但不明显，于是我进行了改进，我在试管上装一个软木塞，并插上一根细玻璃管，这样一来便把液体体积变化的效果进行了很好的放大。还有在介绍液体内部压强的实验中，用一个矿泉水瓶的不同深度处开几个孔，发现深度越深水射的越远，从而来得出，液体内部压强随着深度的增加而增加，但在理解时，学生很容易的会得出越是下面的孔，水射的越远是因为水的重力大的错误理解，因此，我又将该实验进行了改进，我从矿泉水里通出一根橡皮管，外连接着玻璃管和漏斗，我不增加里面的水量，但随着我把橡皮管的抬起或下降，会发现矿泉水瓶同一深度处的孔射出的水的距离产生了很大的变化，也不但能说明于液体内部压强与深度有关，也搞清楚了与水的质量、重力是无关的。像这样的改进，也使我们的课堂增色不少，学生也很是喜欢。

3.变演示实验为视频实验

有很多课本的演示实验因为时间的关系，或者演示距离的种种因素的存在，并不适合在课堂上完成，但是不做又不好，如用动画演示取代又缺乏真实性，科学性，在我的实践中，我认为现在社会在前进，科学技术在不断发展前进，很多现代化工具应运而生，例如摄像机、照相机，哪怕很多手机都具备了这样的功能，我们为什么不拿起这些现代化的武器来为我们的课堂服务呢，例如，在讲解体温调节的时候，我也拍了一段短视频，我将一直手放于热水中，另一只手放于冷水中，过一段时间拿出后，在视频上显示两只手上的“青筋”粗细情况，非常清晰，也给了学生一定的视觉冲击，效果很是明显，而又不失真实性、科学性，很好的避免了如果在课堂上做这个实验而会导致后面同学看不清楚的问题，更把原本抽象的知识将其生动化，具体化。这种方式还可在不同的班级进行反复播放，既省力又省时。

二、将学生实验进行到底

在科学教程中也安排了很多学生实验，老师们也时常把学生带进实验室开展学生实验课，但是我也一直在思考，课本或实验册上针对每一个实验都有着非常详细的实验步骤，当然，这也是很好的培养了学生严谨、实事求是的科学态度，我个人认为既然学生有这样的机会，可不可以将学生实验变得更为有效，激活学生的思维，于是我往往在规定动作后会给学生增加很多我以任务驱动方式设计的自主实验，例如，在天平使用的实验中，在学生熟悉了天平的常规使用要领后，我给学生一些大头针，要求其测出一枚大头针的质量，还有在酸的性质实验中，我让学生利用桌面上的器材自行设计一个酸碱中和反应，于是很多同学都选对了相应的酸和碱，但是我的问题又来了，你怎么让我知道它们正发生着中和反应呢，于是同学们顺着我的问题便想到了指示剂，大家又开始了效果更为显著的操作。在这些具体实践和尝试中，我在保证实验规范这一原则的基础上，通过这样的任务驱动式自主实验，更提高了学生的兴趣和动手能力，也使学生的思维更为活跃，更能很好解决教学实际中的疑难问题。

三、将实验“意外”进行到底

并非所有的实验均是顺利的，均是在我们的预设之中的，在这种情况下，我们不要就觉得沮丧，有的时候换种视角，这将会成为一笔巨大的教育教学资源，例如，我在让学生实验氧化铜和稀硫酸的反应时，几乎全班同学都不能够得到书本上所告知的有蓝色溶液产生这一现象，此时，我便抓住时机，让同学们分析其中的原因，没想到同学们想到的远远超出我的想象，有同学认为，反应时的温度太低，有同学认为应把铜丝改为粉末状，有的同学认为稀硫酸配置的浓度太低，量太少等等，这样一下子让学生的思维迅速打开了，这不就是我们科学实验真正想要的效果吗，这样的生成看似不妙，但所能绽放的能量是无限的，科学实验真的需要这样的“意外”，像这样的意外还有很多，比如，有同学在操作氧气制取实验时，水槽里的水染成了紫红色，铁丝的燃烧现象不明显等等，这些其实都是我们老师进行教学的资源，千万不要就此作罢，更不要对学生进行批评一通，要知道此时此刻，学生的求知欲望是最为强烈的，心里是十分想要获得答案的，只要我们引导好，必将迸发出思维的火花，我们可以在师生共同发现，共同探究、共找原因、共享成功的互动过程中，激励学生释放出自身的潜能，思维的空间，提供给学生自发反省的时机，这岂不是意外中的意外收获吗？

创新性设计实验 篇12

学生创新能力的培养, 与实验室的学习实践密切相关[1]。实验教学, 除了完成必要的基本训练, 还应该大幅度增加"创新"型实验[2], 让针灸实验突破"固化"的实验模式, 为学生创造一个初步进行科学研究、培养创新思维、锻炼动手能力的平台。在突破"固化"实验框架的教学实践中, 我们非常重视学生"自创"针灸实验。这种基于自主设计的实验, 能够在很大程度上调动学生的学习积极性, 以点带面地提高学生的学习能力。

学生自主设计实验的指导, 包括以下几个步骤。

1 选题

万事开头难, 学生自主设计针灸实验一定要基于兴趣。在学习中发现了问题, 教师要鼓励学生通过自己的眼睛、双手和脑子来寻找答案。寻找答案的过程, 就是学生设计、完成实验的过程, 就是创新能力得到锻炼和提高的过程。

练习针刺时, 初次接触毫针针刺的学生有着不同程度的畏惧。同学说, 好紧张啊!看见针刺过来, 有点心跳啊!遇到这样的情况, 教师应及时鼓励学生, 观察针刺后心跳是否加快;如加快, 加快的幅度又是多少?学生有了兴趣, 会主动表示想自己设计一个实验, 观察比较针刺前、留针中和出针后心率的变化。

练习拔火罐时, 正好有一个学生感冒了, 学生提出来请老师用拔罐的方法进行治疗。教师趁此机会, 组织学生进行讨论, 针对感冒病情, 制定出相对规范的拔火罐的治疗方案。对该感冒的学生治疗后, 跟踪观察疗效。那位痊愈的学生和参与讨论、制定治疗方案的学生们, 非常惊异于拔火罐治疗感冒的疗效。于是, 教师有目的地启发他们, 系统观察疗效需要一定的样本量、需要系统的观察、需要数理统计。同学们非常感兴趣, 自主设计了一个拔火罐治疗感冒的观察实验。

学生学习总是避免不了考试, 相当比例的学生出现考前紧张、焦虑。学生在完成艾灸实验时, 顺便针对自己的考前焦虑进行了有目的的干预, 发现艾灸的方法, 能够帮助自己舒缓焦虑和紧张。学生很高兴地反应给老师, 老师及时地指导她向其他同学推广, 帮助更多的同学调节考前的紧张心境, 也同时完成一个相对独立的实验观察。

学生学习时, 对中西医结合的具体方式方法很感兴趣。有同学提问, 我们的机能实验课程只是西医的干预方法, 中医实验课程又只是中医的干预方法, 可不可以设计一个中西医结合的实验?在教师的鼓励下, 学生开始设计针刺配合西药干预血压的实验。

基于学习兴趣, 由学生自主设计的实验, 例子还很多很多, 比如穴位与痛经的关系研究、比如针感的观察比较、比如针刺补写手法的研究、比如穴位体表简易定位方法、比如亚健康的穴位保健研究等等, 都是学生在学习过程中, 发现和提出了问题, 在教师的鼓励和指导下, 自己确定研究目标, 自主进行实验设计。

2 设计

学生基于兴趣, 交上来的实验方案, 相对缺乏系统训练。教师要根据科研的基本规律, 向同学们讲解设计实验的基本要素。首先, 要提出假说, 要清楚你设计的这个实验是为了研究什么问题。接着, 要围绕假说进行实验的设计, 实验的相关环节都是为了证明假说而服务的。为了证明A, 要先证明B, 或者还要更加优先证明C。一步一步, 分清脉络, 理顺关系, 严格安排。然后, 还要指导学生们学会运用随机、对照、盲法、统计等等实验技能, 从不同侧面完善实验。

设计观察针刺后心率变化的同学, 运用了针刺假穴的方法, 来比较针刺神门穴后, 心率的变异;设计拔火罐治疗感冒实验的同学, 运用了口服感冒通来对比疗效;考前焦虑的观察, 运用了不进行针刺干预的空白组进行对照;针刺与药物结合降低血压的实验, 分别在针刺与药物结合、单纯针刺、单纯药物等不同方法之间进行了比较。这些设计, 都得到了教师的肯定。

在指导学生设计实验的同时, 要有目的地教会学生查阅文献。利用图书馆、互联网, 查阅与实验相关的文献。从别人的文章中借鉴, 再与你的实际条件相结合, 制定出可行的方案。观察疾病, 首先要了解诊断标准, 观察疗效, 要找到权威的疗效评判指标;指导学生设计实验, 还要展开相关的培训。比如, 进行心理学量表检测, 要进行相关培训;数理统计, 要经过专门培训;指导学生设计实验, 还要进行可行性方面的综合培训, 要让学生设计的实验, 在教学实验室中能够完成, 在一定经费支持、一定时间限度、一定的知识技能范畴内, 能够顺利完成实验, 并从实验中获得新的知识和技能, 开阔眼界。

3 实施

实施过程中难免失败, 如如何面对失败, 从失败中总结经验教训, 是教师指导学生完成实验的关键环节。学生提出了假说, 设计了实验, 从文字上看一切都好, 随机、对照等等都有纳入, 实验步骤也相对翔实。但是, 一到动手操作环节, 就会或多或少出现问题。教师和学生共同努力, 分析失败的原因, 找出问题所在, 进一步完善实验。比如, 可能是仪器设备的使用、调试和操作出了差错, 可能是观察指标选择不到位, 可能是统计方法选择不当, 等等等等, 在实践中、在失败中, 不断总结, 不断提高。

前文提到的观察针刺后心率变化的实验, 学生的假说是针刺后心跳加快, 观察的结果, 却是针刺后心率降低。反复规范实验步骤、扩大样本量后, 还是这个结果。学生非常迷惑。这时, 教师指导学生查阅文献, 借鉴别人的实验和报道, 终于让学生明白了针刺对植物神经的调整作用。

失败不可怕, 从失败中最能得到提高和锻炼。一步一步的失败, 最终让我们完善了实验, 获得了成功。但是, 这还不是最后的成功。教师在学生成功完成实验后, 还会进一步要求他们"重复"实验, "指导"别的小组重复他们的实验, 对实验方案进行再修改、再完善。

4 总结

实验顺利完成了, 实验方案也详细地记录在案了。但是, 从选题, 到设计, 到实施, 中间的收获和体会, 需要教师和学生进行总结, 并且把经验进行推广, 启发更多的同学参加自主的针灸实验设计。另一方面, 同学们的实验心得, 也要在教师的指导下, 总结提炼成研究文章, 试着向专业杂志投稿。总结这个环节, 除了在同一年级的同学中进行交流和讨论, 更重要的是请上一届的师兄师姐对下一届的师弟师妹现身说法, 让针灸实验室的"创新"精神不断延续。

近年来, 基于学生的学习兴趣和研究热情, 放手不放眼地让学生完成自主针灸实验, 从选题、设计、实施、总结等环节严格把关, 针灸实验教学在学生创新能力的培养方面进行了一些尝试, 学生自主设计和完成的实验比例逐年提高, 以学生为第一作者发表的针灸实验文章也频繁见刊于科技期刊。针灸实验的创新, 与针灸创新基地、中医药文化社团、学生课外科研、挑战杯课题等活动融为一炉, 对于专业知识的学习和创新能力的培养, 起到了一定的推动和深化作用。

摘要：本文总结了针灸实验室教师指导学生自主设计和完成实验, 培养学生创新能力的做法和经验。实验设计选题时, 注重结合学生的学习兴趣, 题目来源于针灸相关知识的学习。设计时, 就相关的科研素质、基本要求, 对学生进行辅导和培训, 针对假说完善实验设计。实施过程中, 教师要引导学生从失败中总结经验教训, 进一步完善实验细节。实验顺利完成后, 指导学生抓紧总结, 将成功的经验进行推广。让学生对针灸实验进行自主设计和自主完成, 既锻炼了学生的动手能力, 又培养了学生的创新思维, 同时提高了学生的创新能力。

关键词：针灸实验,自主设计实验,创新教学

参考文献

[1]张威, 张晓伟, 熊梦辉, 等.医学院校实验室开放探讨[J].中国医学装备, 2009, 6 (11) :21～23.