时间：2022-09-17 14:20:41
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇创新实验论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
多方面资源结合，丰富教学内容教师讲课时若仅限于课本，往往难以将课程内容讲得新颖生动，更做不到深入浅出，最终必然枯燥乏味，达不到理想的教学效果。究其根源，教师在实验课的讲授中，如果自己都没有一种科研思维与创新意识，又谈何培养学生。教师的教学不仅在于知识的讲解，更在于优良素养的言传身教。实验课本中选用的内容虽然是经典可靠的实验项目，但方法固定单一，不利于学生对实验项目的全面了解，导致学生做完实验后不懂得方法、原理和试验手段的拓展应用。相反地，如果在教学过程中多引用课外资料(参考教材、网络及文献资源等)对实验项目内容进行适当扩展，不但可以拓宽学生的思维，而且无形中将影响并促进学生形成查阅资料、全面细致的习惯和跳出定式思维、敢于思考否定的品质，这也是科研创新的最基本素质。
2培养科研思维与创新意识的教学途径
2.1增加开放性兴趣实验
在分析化学实验原有教学计划中增加了开放性兴趣实验内容，由学生自由组合、自主选题、自定方案并自行完成实验，由实验教师对试验方案、过程进行适当的指导。学生积极参与并完成了多项综合实验，包括多种蔬菜水果及饮料中维生素C的提取与含量测定、易拉罐中铁铝含量的综合测定、油条中铝含量的测定、牙膏中钙含量的测定等扩展实验项目。这些实验项目大部分不同于前期实验课的项目，但所运用的分析原理与方法都是前面课程中所涉及到的，既保证了学生能够有所创新，达到了科研教育的作用，又避免了盲目开放，收到了良好的反馈效果。在开放性实验活动中，学生针对自己感兴趣的项目，通过查阅资料，设计具体的实验方案，方案中对原材料的处理、试剂的配制、试验的原理及结果的处理等进行了较为详细的阐述，最后进行实际的试验测定并完成小结论文。可以说开放实验与基础实验形成了教学中理论与应用的互补关系。
2.2引入科研课题
为进一步提高学生实验综合能力，我系积极开展教学科研试验工作，由教师根据自己的科研工作分拆出若干小型试验项目，让本科学生参与到教师科研工作中去，并由相关教师针对性地对实验小组的学生进行辅导教学。学生在试验中得到了较为系统的科研训练，并掌握了更为复杂和科学的数据处理分析方法，同时表现出了积极研究探索的浓厚兴趣，并在实验技能及专业素质上获得了切实的提高。在组织开展的数十项教学科研创新试验项目中，其中“向日葵籽壳绿原酸的提取分离及功能研究”项目在第六届广东省生物化学实验技能大赛中取得了优异成绩。同时，部分科研创新试验项目被应用于基础实验教学课程或列入开放性兴趣实验项目中。
2.3设计对比实验
将实验中的即定因素科研化，通过重新设计，形成变量对比，是在基础实验课程中引入科研创新的最直接和有效的方法。针对原料、试剂、方法或步骤等因素设计两组或多组对比试验，由学生在实验课中分组完成，并对结果进行比较分析。例如在“大豆中钙、镁、铁含量的测定”实验中，设计另一组试验测定某市售加锌铁钙豆奶粉中锌、铁、钙的含量，通过对比试验，拓展了学生对实验方法的应用能力。在“氢氧化钠标准溶液的配制与标定”实验中，设计另一组试验采用甲基橙作为指示剂或者采用pH计指示终点的方法。通过对指示剂的替换让学生更加深入地理解指示剂的选用原则以及方法误差，同时通过对pH计的使用，让学生深刻理解酸碱滴定分析的原理，了解试验方法和手段的多样性，培养学生严谨细致的科研思维与运用多种方法解决问题的创新意识。
3培养科研思维与创新意识的保障
3.1必须形成科研创新的基础教学理念
教师的教育理念决定了其教学方法，只有实验教师自身具备了科研创新的基础教育理念，在基础实验教学中采用科研创新的教学方法，并通过言传身教，才能有效地培养学生科研思维与创新意识。我国过去的教育体制长期忽略了学生创新意识的培养，传统的教育理念认为，在基础实验教学阶段要着重训练学生的动手操作能力，并掌握基础的实验手段与数据处理方法，而科研思维与创新意识可以在研究生阶段再进行培养和训练。这种理念最大的问题在于忽略了思维意识的形成是一个长期的过程，需要通过长期的培养训练，特别是潜移默化的熏陶。
3.2必须建立适当的教学途径及教学体制
以往限于实验教学安排及教学模式等原因，教师通常不愿意在原有基础实验课程中引入科研途径及创新方法。我们在教学安排中专门设置了开放性实验环节，从教学体制上提供了相关教学内容所需的场所、时间、人员和物资的保证，从而确保开放创新实验教学的落实。同时鼓励及协调实验教师与实验室相关人员积极参与学生科研实验工作，建立科研创新教学途径，形成良好的体制氛围，最终不但教师积极参与、实验技术人员密切配合，学生更是踊跃报名实验，在新的教学模式中各方获益良多。
3.3改变考核方式和增加配套奖励机制
在建立必要途径和教学体制的基础上，同时也需要改变对学生成绩的考核方式。我们明确了开放性实验单个项目考核成绩在实验课总成绩中占有固定比例，考查开放性实验中学生对所选项目的资料准备、试验设计、实际完成情况及论文撰写情况等，最后进行综合评分，并将这一评分结果按20%比例计入到该门实验课程的期末总评中。此外，在学生科研创新实验项目中，每年进行优秀创新实验项目及实验小组评选活动，并对优胜小组给予适当奖励。此外，推荐部分优秀项目参加大学生实验大赛等活动，让学生从创新实验中得到收获与荣誉。这种考核与奖励的双重机制完善了基础实验教学中对学生科研创新的培养制度，促进了相关教学工作的开展和落实。
4结语
一、重视实验探究过程，指导学生掌握科学的探究方法
化学新课程标准“三维目标”中指出：过程与方法，情感、态度、价值观尤其重要。探究学习最根本的特点是学生自主、独立的发现问题，问题性、实践性、参与性和开放性是探究学习的本质特征。探究既是一种学习方式，也是一种学习过程。探究性教学重在学生动手做，而实验教学恰好符合这个要求。学生只有亲身经历探究式学习，才能获得积极的情感体验，才能有助于建构知识，掌握探究性学习方法。例如：镁带性质的探究性实验，教师出示镁带，镁是一种重要的金属，它可能有哪些性质？与铁、铜等常见的金属的性质有什么不同？先让学生自主作出猜想，设计实验方案，预测实验现象，得出初步结论。接下来让各组把本组的实验方案公布出来，师生一起对各种方案进行分析、对比，筛选出最佳的可行性方案，然后让学生进入实验室，根据拟定的实验方案亲自动手，进行实验，自己观察，记录实验现象，对实验现象进行分析，并与实验前的假设猜想进行对比，再对实验结论进行交流，分析，总结，得出最后的实验结论。在整个探究过程中，学生通过亲身经历，体验，不仅获得了知识，调动了学生学习的积极主动性，体现了学生的主体地位，还掌握了科学探究的基本方法：提出问题——猜想与假设——设计实验方案——进行实验——现象分析——得出结论。使学生意识到提出问题与作出猜想对实验探究的重要性，知识探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据，意识到合作与交流在探究中的重要性，从而掌握科学的探究方法。
二、在实验教学中应以学生为中心，增强学生主体意识，让学生感到学习的快乐
新课程对教学的要求：让学生参与学习的全过程，让学生自己动手去获取知识。因此，教学活动设计应贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究和认识化学现象，并有效地结合起来，使学生体会到化学在生活和生产中的应用，从而更好地激发学生的兴趣，消除学生对化学的畏难情绪，使其感受到化学学习的快乐，积极参与探究学习，以培养学生自主学习的能力和创新精神。例如：测定空气中氧气含量的实验，氧气的性质与制取、二氧化碳的制取与性质实验等。让学生分组自主实验，探究，根据实验目的进行设计和操作，在自主实验中体会知识把握技能。最后让学生互相交流，然后师生共同作出评估。
三、注重意外实验和实验的改进，培养学生的探究创新精神
在化学实验中，应一丝不苟，必须刨根问底，做实验的有心人。在实验结束后，认真分析总结，提出一些新的实验思路，这样不但对相关概念和现象及原理熟记于心，而且还会激活思维，培养灵感，激发创新欲望。例如：Cu2+在水溶液中显蓝色，在做CuO和稀盐酸反应生成CuCl2溶液有时却是绿色溶液，学生可就这一意外现象进行探究，也可以做一些实验的改进。
四、把握好实验探究中“扶”与“放”，让学生学有目标，增强学生的成就感。
当学生在探究学习中遇到困难或偏出主题时，及时给予适当的指导和帮助，让学生的探究活动少走弯路，在有限的时间内获得最大的效果。例如在探究铁生锈的条件时，学生可能猜想与氧气有关，还有可能猜想与水有关，与二氧化碳有关……不容易猜想到关键点上，如果所有猜想都设计实验验证，课堂时间不够，教师可以给以提示，是不是单一因素呢？如果教师不把握好猜想过程中的“放”与“扶”，猜想就成了学生随便说说，胡乱猜想，造成课堂混乱和失控。
五、结语
总之，以实验为依托，引导学生进行探究性学习，要求教师要注意挖掘实验中有探究性和启发性的内容，为学生的探索和创新乃至终身发展构建一个广阔的平台，使学生充分享受到探究的乐趣，从而培养学生自主、创新和实践的能力。
作者：祁明河 单位： 江苏省徐州市贾汪区江庄中学
传统实验教学偏重于验证性实验，实验项目常常是按教学大纲要求设定的本学科的经典实验，实验项目之间相对孤立、缺乏内在的有机结合；实验材料、用具及方法等是实验指导中预设的，学生缺少自主设计实验的空间，学生的主体地位得不得很好发挥；实验结果只要求学生获得验证性实验的合理数据、完成实验报告，教师和学生即完成预定的教学任务。这些实验课程对巩固理论知识、锻炼学生的基本动手能力有很大帮助，但这种教条式的教学模式不利于学生创新思维的发展和创新能力的培养。设计性实验则是指根据给定的实验方向、自行设计实验方案，准备实验仪器和药品，独立进行实验操作，并得出实验结果的探索性实验。由于设计性实验的主体是学生，整个实验过程由学生独立设计和操作，实验中出现的问题由学生根据自己所学的基础知识并查阅相应资料自行解决，因此设计性实验突出了学生在实验过程中的主体地位，发挥了学生的开创性思维，体现了整个实验过程的开放性和创新性。
2设计性实验对培养和提高大学生科技创新能力的必要性
2.1独立设计激发学生的创新思维
设计性实验的整个过程是在相对宽松、自主学习的环境中进行，摆脱了传统实验固定方法和步骤的束缚，让学生充分发挥自身的主观能动性，依靠自身的能力设计新的实施方案，进行新的操作尝试。在设计实验的过程中，学生需要充分调动自己所学的相关知识，整合相关的实践操作技术，使实验形成一个可实施的系统实体。从设计到实施，学生要对自己的每一步操作及整个实验结果负责。在完全自主的过程中，学生变被动接受为主动思维和操作，激发其新的思维方式，尝试新的实验方法，从而提高学生的科技创新能力。
2.2设计性实验使学生的创新能力在实践中得以锻炼和升华
设计性实验是实验的高级形式，有一定的难度，学生在实验过程中会遇到一些障碍，这样有利于学生发现问题、思考问题和独立解决问题，使其创新思维在问题的发现和解决中得以锻炼。若学生在实验中得到了满意的结果，能使其产生巨大的成就感，进而激发更深层次的创新理念，使创新思维在实践中得以进一步升华，激发学生更强大的学习和创新兴趣。
3设计性实验培养和提高大学生创新能力的途径
3.1实验选题与前期准备
在设计性实验题目选择上，教师要根据学生实际水平选择难易适当的题目。选题的合适与否关系到能否达到预期的实验目的及实验教学各环节的顺利进行。课题面选择过小或过于简单便失去了设计性实验的意义，难以达到培养学生创新能力的目的，反之，课题选择过大或实验指标过高，超出学生的能力范围，使学生丧失信心，也得不到相应的效果。选题应根据教学大纲，兼顾学科发展现状与趋势，以学生掌握的基本知识为基础，可适当高于所学知识，有利于学生将已学过的知识系统化和实用化，有利于启发学生探究和创新性思维。根据指导教师设定的实验题目，学生在前期准备中，应熟悉相关学科的知识，掌握基础的实验操作，熟悉相关的仪器设备，详细了解实验试剂的性能和作用机理。实验中要用到的复杂的仪器设备要详细阅读说明书，并请教相关操作人员，做到对仪器能够熟练无误的使用；实验中要用到的试剂，应先了解其性能，做到安全第一，并确保正确使用；实验用具应以最大限度降低实验误差为前提，选择合适的用具。
3.2查阅文献
学生根据既定的实验题目，查阅教材及相关专业书籍，登录学校网站查阅中文期刊全文数据库等相关的资料和文献。在文献的查阅中应多角度多方位的了解，保证查阅文献的新颖性，注意阅读外文文献，从中洞察国际上新的研究动向，了解新的实验方法并借鉴；在文献检索中，要求学生注意检索的方法，提高检索效率，确保不漏掉有价值的文献。关键性的文献对实验帮助很大，学生可从中借鉴先进的方法和技术，以利于下一步方案设计和实施。
3.3设计实验方案
此阶段要求学生对查阅的文献资料进行归纳总结，确定最佳方案。在此过程中学生要从实验原理、目的、操作方法步骤、实验材料、所需仪器、用具及数量、药品及用量、预期结果、注意事项等做详细计划，并将过程以书面形式交于老师，共同研究探讨其可行性并及时修正。教师应鼓励学生在设计中大胆思考、不要局限于固定的思维模式，大胆创新。
3.4设计性实验的实施
学生根据自己提出的实验方案，准备实验用具、配制药品和调试仪器、熟悉操作过程，进行预实验，在准备和预实验过程中遇到的反常现象和问题，由学生自己思考，自行解决，并不断地修改和完善设计方案。在实验中教师只起指导的作用，一般不直接回答和解决学生的问题。设计方案的实施过程是学生把理论和实践结合进一步创新的过程，遇到的问题要分析、思考、判断，反复实践才能解决，这使学生的实践和创新能力有了很大幅度的提高。
3.5实验方法、过程和结果的总结与讨论
实验完成后，组织学生对实验方法、实验过程中出现的主要问题及实验结果进行讨论、交流和总结。对于较先进及取得理想实验结果的方法，请相关设计人进行讲解，分享其设计心得，操作技巧加以推崇，以增强其创新自豪感；对于实验过程中出现的问题，找出症结所在，以便以后加以改进。通过对实验的总结，加深学生对实验的认识，提高学生的创新思维和能力。同时教师对主动尝试有难度题目的、有创新设计和新思路的、遇到问题能积极动脑想办法解决的同学给与鼓励和表扬，激发其进一步创新的积极性。
3.6撰写实验论文
实验论文的撰写是学生对整个实验的书面总结及梳理。这一阶段学生已完成了实验操作过程，有了相应的结果，通过整理数据，分析结果，总结实验过程，讨论影响实验的关键因素，在教师的指导下，按照科研论文的基本格式，撰写实验论文。通过论文的撰写，使学生对实验进一步思索，使其对实验有一个从“理论—实践—理论”的质的升华，激发更深层次的创新思维。同时写论文的过程也使他们基本掌握实验型论文的写作模式，为本科毕业论文和毕业设计做准备，而且在导师的指导下能独立开展科学研究。其中质量较高的论文，可向相关期刊投稿，这一活动可以更好的培养学生的创新意识。
4设计性实验对创新能力培养的建议
4．1注重实验基础知识和实验技能的掌握
创新能力的培养不能盲目进行。能力的培养是知识的积淀与转化、是知识的升华和运用。没有知识的积累就谈不上能力，没有基础就谈不上提高。因而在学生进行设计性实验时，一定不要打下牢固的基础知识后在开展。
4.2注重学生全面培养
培养学生科技创新能力，决不只是依靠多开一些设计性实验来完成的过程，它是是一个系统的工程，一个教学理念转变的工程，是长期形成的过程，因而必须把培养学生创新能力融入到所有实验过程中，让每一个实验能在培养学生创新能力中发光，提高每一个实验在创新能力培养中的效能。每一个实验项目不是一成不变的，从中找出可探讨的内容，从而提高了每一个实验的价值效益。
5结束语
一、问卷结果分析
由表1专业选择分析可见，在校生选择环工专业主要侧重于专业的就业前景和个人兴趣，其中个人兴趣占主要原因。从表2中了解到83.3%的环工学生对本专业满意程度持一般态度，差异很明显，整体上比较消极。对于专业课课时选择上来看（见表3）：专业课课时安排在10~16节比较合适，较能够适合学生学习规律的特点。
选择水处理方向、大气方向、环评方向的学生比例分别为89.6%、41.6%和56.3%（见表4）。其他固废处理与处置和噪声控制比例较小，这与环境工程核心课程方向和市场就业基本一致。从表5分析，学生在专业方向选择上更注重监测和设计类方向，注重应用能力和实际操作能力，这与市场就业密切相关，是学生关注的重点。在实验环节选择倾向上（见表6），学生较注重综合综合能力培养，这样可以适应不同工作环境的需求。在实践环节的选择中（见表7），生产实习和毕业实习的选择比例分别为43.8%和37.5%，表明学生想要增强自身综合实践能力的意向。在毕业设计（论文）的形式选择上（见表8），41.7%的学生选择了实验论文，这样既可以参与教师的科研工作，又可以在科研写作上得到锻炼。
39.6%的学生选择了设计形式，主要是与已经在企事业设计部门待岗实习有关。只有14.6%的学生选择了科研论文，主要是现在科研论文流于形式，抄袭严重，科研水平和动手能力都得不到锻炼的原因。
二、调整对策
（一）人才培养目标定位调整对策面对就业市场与人才培养之间出现的矛盾，应对环境工程专业人才目标进行重新定位，突出以培养应用型人才为总体目标，进行以市场就业为导向，加强学生创新能力培养为目标的课程体系建设和改革。
（二）课程体系调整对策由调查可知，环境工程学生对本专业满意程度一般，整体上比较消极。鉴于此，在环境工程课程体系建设方面，应突出建设以生物学、化学和力学为专业学科基础的应用型课程群，建设以认识实习、生产实习、专业实习、毕业实习为链条的实践环节线路。
（三）实践课程体系调整对策首先，应该提高实验课程在课程体系中的学分和学时比例。其次，应建立综合性的实验实训课程培养体系。再者，在实训环节上，加强课程设计环节，鼓励生进行科学研究，在建立校外实习基地的同时，也应加强校内实习基地的建设，通过实习实践等环节的训练，为毕业设计打下基础。
三、结论
采用问卷调查的方法对环境工程专业学生进行了问卷调查分析，结果表明，现有人才培养目标和课程体系都不能满足教学需求，必须进行专业改革与调整，主要调整方向应为环境工程专业人才培养目标、专业课程体系、实验实践课程体系。
作者：张军单位：陕西灾害监测与机理模拟重点实验室宝鸡文理学院
1．1确定设计性实验方案建立研究小组，制定课题计划，多方面查阅相关的文献资料和相关理论研究成果，初步了解课题内容。进行实验设计，安排实验方案，落实人员分工。第15周安排课堂讨论，每研究小组派1名学生汇报研究题目和初步实验设想方案，教师引导其他研究组成员对方案的可行性及合理性进行深入的探讨和论证，提出合理的修改意见。小组成员根据意见查阅相关文献资料，修改并完善实验设计，最终明确实验方案。结果发现设计较好的课题不仅能够将药理学、病理生理学、内科学等多门医学学科理论知识联系在一起，有利于学生科研综合素质的培养，同时也为临床相关研究提供一定的实验参考依据。
12依据设计方案进行实验操作在该阶段中，要求学生根据自己设计的实验方案开展具体实验。由实验室提供各研究小组所需的实验动物、器材以及药物等相关物品。要求小组成员分工明确，保证实验能够按照既定方案有条不紊的进行。研究成员需要预测可能发生的各种实验误差，并及时制定预防误差的解决方法。实验过程中，指导教师需在关键步骤上严控把关，以保证实验能够顺利进行和完成。
1．．3设计性实验论文的撰写与答辩实验结束后，学生需及时整理实验资料，统计实验数据，并进行统计学分析，获得符合实际的研究结果并且撰写出论文。该阶段工作主要利用课后时间完成。设计实验论文的撰写需严格参照医学研究性论文的格式来完成。主要包括：题目、摘要与关键词、前言、材料与方法、结果、讨论与结论、参考文献。论文力求简短，要用最少文字，最短篇幅，精确地表述研究成果。同时，文字要流畅，要使用学术或专业用语来规范。教学20周组织学生进行论文答辩，要求学生以PPT为辅助形式进行口头汇报并及时递交纸质材料。指导教师及其他学生进行相关提问。最后，指导教师根据课题设计情况、实施情况、报告者的陈述及对问题的回答情况等做出综合评定。
1．4设计性实验评价教师从设计质量、PPT答辩、论文等多方面综合评定学生成绩。在学期末进行了关于生理实验学设计性实验教学情况的调查问卷，得到了以下资料。
2开展设计性实验的经验总结
教学实践表明，由传统的验证性实验转变为设计性实验可以激发学生的学习热情，充分调动学生的积极性和主动性，更重要的是可以培养学生科学的思维方法和科学的研究方法，提高分析和解决实际问题的科研能力，凸现设计性实验的优越性。这一点可以通过学生调查问卷的信息反馈结果进一步证实。参与调查的学生中，88．69％的学生认为很有必要开展设计性实验，87．68％的学生表示设计性实验教学明显提高了自身学习兴趣程度，91．86％的学生表示非常希望增加设计性实验学时，认为对动手能力的提高以及分析、解决问题能力的提高非常有助的学生分别占83．71％和70．59％。由此可见，学生普遍认可设计性实验，并且有较强的提高自身实验能力和创新能力的愿望。设计性实验的优越性主要体现在以下几个方面。
2．1有利于帮助学生建立综合运用知识解决问题的理念设计性实验设计通常涉及到多门医学学科知识的综合交叉运用，这不仅可以加深学生对相关医学知识的理解和掌握，而且促进学生及早体会医学各学科的密切联系和意识到系统全面学习医学知识的重要性，有利于促进学生的知识建构，也有利于专业综合能力的培养。
2．2培养学生严谨的科学态度和初步的科研能力，有利于学生开展科研活动设计性实验的特点决定了学生必须认真设计每一步，否则一个小小的疏忽就可能导致实验的失败而前功尽弃，因此每个学生都必须精心设计，规范操作。在这个过程中，逐渐培养了学生们的严谨的工作作风，为日后从事科研工作积累了一笔宝贵的财富。通过设计性实验，学生能够基本掌握科学研究思路和研究方法。设计性实验从科研活动的每个环节着手包括如何选题、设计、实施以及论文如何撰写等方面对学生进行了完整有效的科研训练，有利于学生创新能力和科研思维的培养，提高学生整体科研素质，为学生终身学习和可持续发展夯实基础。实践表明，经过培训的学生在申请本校及本省各级各项相关科研项目时，通常具备比较清晰的科研思路，科研申请书质量、获得资助比率以及实施效果远远高于未受培训的学生，进一步证明了开放性设计性实验教学的优越性［4］。
2．3有利于培养学生团队协作能力设计性实验从最初选题、设计实验方案开展研究直至最后撰写递交论文过程中有大量的工作需要进行。如何保证实验能够在规定时间内顺利完成，这就需要每个实验小组成员之间建立起合理的科学合作关系，根据学生的实际情况充分协商后安排相应的职责，分工明确，还需要采取相应措施增强成员的责任心，充分调动每位成员积极性，互补互助以共同发挥最大效率的能力。所以通过设计性实验，能够有效培养学生的团队精神和互相合作的意识，为以后踏入社会和走上工作岗位奠定坚实基础。
2．4教师专业知识和实验技能的提高设计性实验的开设对教师来说无疑是提出了更高的要求和崭新的挑战。如前所述，设计性实验的设计通常涉及到多学科知识的交叉运用以及最新研究成果的整合，要求教师具有坚实可靠的理论基础、熟练的实践操作技巧、丰富的知识贮备以及一定的知识扩展能力。因此，在教学工作中，在注重知识积累的同时仍需不断更新知识结构，更新和充实学科体系，提高自身教学业务水平，及时转变教学模式以及教学理念，以适应探索性实验教学的需要。
3存在问题及应对措施
此前，作者所在院校开设的生理学实验都是以验证性的动物实验为主，设计性实验是一种全新的教学模式，因此在教学实践过程中不可避免的遇到一系列问题，这些问题的探讨与解决对于设计性实验的进一步完善以及推广具有重要的推动意义。实验资源相对短缺一定程度上影响了学生积极性与创造性的激发。由于现有的生理学实验室主要用来开展传统的验证性实验，实验室资源配置方面相对缺乏，主要体现在实验仪器及药品相对单一，实验技术比较简单等方面。这就导致部分学生设计的研究课题无法顺利开展，例如，学生设计的某药物对失血性休克的疗效观察，应以各种微循环指标的变化作为休克依据，但由于缺乏微循环检测设备，所以只能退而求其次，选择血压作为指标来间接反映微循环的改变情况。实验室可利用资源的匮乏可能导致部分学生在设计性实验教学过程中的参与热情不高，最终使得设计性实验教学效果大打折扣，不利于学生创新能力的培养与提高。
物理学所研究的规律在自然界中具有最基本、最普遍的意义，是现代医学不可缺少的基础。医学物理实验能使医学生在科学实验能力和方法上得到系统的训练和培养，为学习后续课程和将来从事专业工作打下坚实的基础[1]。随着科学技术的迅猛发展，对人才的培养提出了更高的要求。物理实验教学也必须与时俱进、进行改革才能更好地培养医学生的知识结构和科学素质。
1.物理实验教学普遍存在的问题
1.1实验课程教学内容存在问题
实验内容陈旧、甚至个别内容与中学物理内容有所重复。附属于大学物理学理论课的教学，无独立的教学体系。医学专业医学物理学实验课的教学学时较少，无法进行系统教学训练。医学物理学的学时安排一般是：理论部分50-60学时、实验部分30学时左右。然而，人民卫生出版社出版的《医学物理学》第五版教材所提出的理论部分教学参考学时数为72-108学时。本部门的理论部分43学时、实验部分21学时左右。对于物理基础相对比较薄弱的医学生而言，如此少的学时很难学到应有的知识。另外，实验教学无医学院校的特色，医学物理学实验内容与工科物理学的实验内容完全相同，多为验证性试验、纯物理实验、理论性强而实用性差，与医学生的后续医学课程关联性不大，不利于增强学生学习物理的兴趣和求知欲。
1.2实验教学资源有限
由于经费不足致使全国各医学院校的物理实验教学普遍存在实验仪器老化、实验内容陈旧的现象。这种情况使得实验教学计划很难完成，同时也极大地影响了学生的学习兴趣。比如粘滞系数实验，由于玻璃容器重心高容易损坏，一轮实验下来，完好的玻缸所剩无几。容器的生产厂家由于利润少已停产，下学年的粘滞系数实验实施起来非常困难。
1.3物理实验课开放不足
这一点在我院实验教学中体现的淋漓尽致。其原因为：（1）考虑到实验过程中的仪器损耗和实验开支以及管理难度的加大。（2）在医学类院校中，专任的实验师特别是高级实验师相对匮乏，一般都是由专业任课教师兼职，若加大实验室的开放力度无形地就增加了这些教师的工作负荷，直接制约着教师自身水平的发展和提高。在这样的背景下，学生完全处于一种被动的状态。实验对他们来说，收效甚微，难以培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。
2.物理实验教学的几点思考
这些医学物理实验教学中存在的问题，制约了学生知识结构水平和科学实验能力的发展。为改变这种状况，我们尝试在医学物理学实验教学中采用多层次实验内容、多方式教学手段，多样化实验评价等方法以期达到好的教学效果。
2.1教学内容上采取分层次教学
在实验项目里删去与中学相同或相似的实验，删去与医学联系不大的验证性实验内容，考虑临床医学、药学、检验、影像等各种专业的特点，尽量在实验内容中增加与医学、药学等有关的部分，重视开设物理学前沿技术水平的实验。可将其分为基础实验、近代物理实验、综合设计性实验。对基础性实验模块的教学安排，其必做的实验内容偏重于基本实验技能和方法的学习，使学生初步了解医学物理学的实验方法和技能，并通过预习逐步培养，自主实验的能力以及完成实验报告书写的训练；对综合性实验模块的教学安排，让学生在教师引导下自己根据专业需求完成综合性实验。教师根据实验性质和安排指导，逐步减少对实验方法和步骤的详细讲解，强调实验中的创新思想，启发学生自主完成实验；对设计性实验模块的教学安排，学生将在实验教师的指导下，原则上自主完成实验。主要培养学生的研究能力，要求学生能自己提出实验方案和实验对象，对学习有新体会的学生可鼓励其学习写实验论文。
2.2教学方式多样化
科学的教学方法是保证教学质量的重要因素。传统的实验教学往往是灌输式教学法，不利于培养学生的独立思考和创新能力。在我们的实验教学中，将问题教学引入我们的实验教学全过程，实验前注重学生对实验原理的认识和掌握，通过提问等形式让学生了解如何根据理论知识设计物理实验，如何设计实验步骤，实验过程中引导学生观察实验现象，善于发现和解决问题，实验后让学生能对实验结果有正确的评价，分析成功与失败的因素[2]。同时，还可以引入现代多媒体教学，建立计算机仿真实验室，充分利用CAJ教学。由于实验仪器复杂、精密和昂贵，有很多实验往往不允许学生单独实践，再加上实验室建设经费有限，不可能购买所有的实验仪器。为此计算机仿真实验可以在相当程度上弥补实验教学在这方面的不足。
2.3学生实验成绩评价多样化
1目前我校在动物医学专业本科生毕业论文指导中存在的主要问题
一直以来,我校动物医学院院办与教师对毕业论文环节是非常重视的,组织到位、学时保证、程序完整,但也存在着诸多问题,比如说,科研认识不足、实验设计不合理、实验缺乏创新、科研经费不足、专业指导老师缺乏、学生认识不足、论文答辩把关不严等。如何面对这些问题,解决这些问题,是我们当今教学改革当中的重要课题。下面就我院本科毕业论文指导中存在的一些问题进行阐述。
1.1毕业论文选题不恰当
选题是本科毕业论文的基础环节,它在一定程度上决定了毕业论文的质量。受实验条件、指导老师自身能力、学生自身素质限制,选题缺乏创新性、实用性、可行性和范围和深度不当等问题普遍存在。选题要么过大,学生无所适从,不知从哪着手。要么过小,研究的范围过窄,过于深奥,学生理解困难。要么缺乏创新,完成的毕业论文水平一般。要么完全停留在基础理论知识上面,缺乏实际操作动手能力。
1.2实验设计不合理
毕业论文设计方面,一些水平较高,从事科研教学工作多年的专业老师工作繁忙,没有时间或不愿意来进行本科生毕业论文的指导工作,专业老师指导有限,有的老师缺乏科研和实践经验,导致实验设计不合理,以至于实验进行到中途开展不下去了,不得不重新再来,既浪费了时间,又打击了学生的积极性。
1.3实验经费不足
动物医学专业本科论文,整个实验对经费要求比较高,学院投入的经费紧张或不足,经费按人头算,分配不公,没有与论文完成质量挂钩,挫伤了认真带学生的教师的积极性,也助长了部分不负责任教师的不正之风。这些都直接影响到论文完成的速度和质量。经费不足是本科毕业论文设计过程中的一个普遍的问题,往往前期一切进展顺利,学生在进行一项很有意义的实验的时候,到了中途或结尾,由于经费预算不足,这样导致了实验的质量大打折扣。指导的学生多,指导老师的科研经费紧张,毕竟实验经费充足的老师不多,大多数老师经费少,对于讲师来说更是负担不起现在高昂的实验费用。
1.4专业指导老师缺乏
指导毕业论文的师资力量薄弱存在于农科院校的许多专业中,动物医学专业毕业论文(设计)是以动物养殖的实验为主,论文指导所花的精力和时间很多。近年由于扩招,每个老师所带的学生数量急剧增加,由于许多指导教师同时又要兼顾教学和科研任务,有的在校外任职,或经常出差,作为教授还指导研究生,繁重的教学任务以及其它原因导致专业老师在论文指导上没有足够的时间投入,从而影响了毕业论文的质量。有的指导老师不严格要求学生,缺乏对学术研究的严谨。
1.5学生对毕业论文不重视
毕业论文是大学阶段专业学习情况的综合体现,最能反映大学生的理论素养、思辩能力、基础知识和创新精神。但是,现实中许多大学生并不重视做论文,不愿开展科学研究,经常以时间紧为借口参与实验研究的时间偏少。科研意识和科研精神的匮乏,使不少人抱着应付的态度,知识缺乏积累,也就难以去完成高质量的论文。同时毕业论文质量把关不严,论文答辩及评审走过场,评分标准过低,这些都直接影响了学生对毕业论文的重视程度。上头把关不严,下面敷衍了事,毕业论文的质量自然也好不到哪里去。
1.6论文写作基本功不扎实
本科教学没有设论文写作方面的课程,学生对论文写作的格式,方法及技巧知之甚少,有的时候实验完成了,论文资料收集整理得差不多了,就是无从下手,不知该如何动笔,最后只好依葫芦画瓢,各种投机取巧的心理也滋生了。其实论文写作是很讲究的,这需要我们的专业老师在课堂上一一讲解以及实验论文写作过程中加以耐心指导。
1.7毕业论文时间安排不合理
现在的毕业论文设计及操作都安排在第七学期末和第八学期初,而这时恰是同学们找工作、考研或考公务员的时间,与做毕业设计时间冲突,现在的社会大学生毕业就业压力大,尤其是对于农林院校毕业的学生。由于找工作和考研对同学们来到说是最重要的两件事,且都与毕业论文无太大关系,权衡利弊后,大部分学生必然选择前者,以至于毕业生都无法安心去认真查阅资料,认真地去做毕业论文设计、实验操作及后来的论文写作。从而导致了论文“拼凑”、“掺水”现象严重,质量下滑,而且弄虚作假和形式主义倾向严重。
2提高我校动物医学专业本科生毕业论文质量的指导措施
针对以上问题,我们立足高校,共同探讨扩招后本科毕业论文质量的保障措施。提高本科毕业论文的改革对策,在对本科毕业论文的现状和存在问题调查基础上通过从时间前移提高认识、加强选题指导、增加经费、严把论文答辩关从而有助于提高毕业论文质量。
2.1时间前移,提高认识
时间前移、认识到位是做好毕业设计的基础。为了更好地解决就业与研究生复试对毕业设计质量带来的冲击,我们应该在第七学期结束前一两个月就开始布置毕业设计工作,指导教师下达任务,学生可以利用第七学期以及寒假期间查找资料,争取让学生在下学期开学前就对本课题已经有了一定的了解。而到下学期时,学生就可以直接进入实质性的研究工作。此外,最好是将毕业论文设计贯穿于整个本科教育过程。组织从事教学、科研方面的骨干教师,结合自己的研究方面,吸收各年级中优秀学生一起参加,导师不定期的向这部分学生提供毕业设计选题,供他们选择。这样学生不仅可以锻炼自己,提高实验动手能力,而且有更多的时间来查阅资料,提高解决问题的能力,使得他们在学习之余有充裕的时间去完成高质量的毕业设计。
2.1．1学生方面
学生是学习的主体,只有让学生认识到毕业设计对其能力的培养、知识的储备、综合素质的提高和社会适应能力的增强有重要意义,他们才会尽可能地排除各种干扰,在时间和精力上有更大的投入。
2.1．2教师方面
指导教师的工作态度和认真程度对毕业设计的质量有至关重要的作用,可以通过制定对指导教师的监督管理机制来发挥这一作用。
2.2加强选题指导
加大对毕业论文的选题指导,使选题具有科学性、实践性、综合性和创新性。为提高本科毕业论文选题质量,应加大对毕业论文选题的指导力度、控制每位教师指导的毕业生数量。
2.3增加经费
学校在加大本科生毕业论文管理的同时,对本科毕业论文也要有一定的经费支持。不仅要增加投入学生的实验经费,还要加强实验室和实习基地建设,使他们有动手实践的空间。
2.4严把论文答辩关
现在很多学校都存在毕业论文考核不严的情况,或者有监督检查及考核,但力度不大,流于形式。学校及学院应健全毕业论文管理机制,严格审查,加强规范保证论文答辩要严肃正规,坚持标准。可采取一些措施如校、系二级答辩,第一次未通过可参加二次答辩等方法保证质量。
关键词:计算机网络;教学改革;实验教学
中图分类号:TP393.02 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0173-01
引言:随着信息技术的发展,网络应用越来越广泛,社会对高层次网络人才的需求不断增加,因此对高校计算机网络课程的教学的要求越来越高。不仅要求学生必须掌握计算机网络的原理,更需要具备良好的实践与创新能力。本文通过分析计算机网络实验教学所存在的问题,就如何在实践环节中培养学生的动手能力进行探讨。
一、转变现行教学观念
当前学校传统的实验教学以教师中心,由教师进行实验的讲解后,学生再进行验证,学生实验时按部就班缺乏思考。这种传统的教学观念应该改变为以学生为主体,积极引导促进其主体发展。在实验教学过程中,除了给出一些验证性的实验,更应当加入一些由学生设计的实验,步步引导学生,使学生与教师配合,共同完成教学要求。教师要准确地把握教学中的积极因素和学生学习的主动性,通过多种方法和途径,培养学生的学习兴趣,从根本上改变学生被动式的学习方式。
二、实验教学内容的改革
1、实验项目的改革。学习计算机网络实验课程,主要是让学生通过实际的动手操作,深化对理论知识的理解,培养学生的科学思维方式,提高动手能力和创新能力。在多年的教学中采用的我们采用的传统实验项目有以下若干:
实验项目l:对等网。主要内容包括:制作非屏蔽双绞线;对等网的组建;设置访问控制;共享资源。
实验项目2:交换机的基本配置。在交换机上实现基于端口VLAN划分;跨交换机的VLAN划分;虚拟局域网的实现。
实验项目3:路由器的使用和配置。利用路由器实现网间的连接;测试网络的连通性等。
实验项目4:子网的划分。根据小组划分局域网,进行共享性的验证。
在教学实践中发现传统的实验项目更侧重硬件的学习与锻炼,而作为计算机专业的学生更应当加深对网络底层协议的本质了解。因此加入了以下两个自主实验项目,由学生自己在课外完成。
实验项目1:数据链路层滑动窗口协议的设计与实现。实验内容:利用所学数据链路层原理,自己设计一个滑动窗口协议,在仿真环境下编程实现有噪音信道环境下两站点之间无差错双工通信。通过该实验提高同学的编程能力和实践动手能力,体验协议软件在设计上各种问题和调试难度,设计在运行期可跟踪分析协议工作过程的协议软件,巩固和深刻理解理论知识并利用这些知识对系统进行优化,对实际系统中的协议分层和协议软件的设计与实现有基本的认识。
实验项目2:协议数据的捕获和解析。实验内容:使用Wireshark软件捕获在使用WWW服务时产生的HTTP消息/报文;分析网络层IP包头格式,理解各字段的作用,对于分段和校验进行验证;分析传输层TCP包头格式,理解连接建立和释放的原理,差错控制原理、序号和窗口管理的原理;分析应用层HTTP消息头格式,理解HTTP协议的操作过程。通过本实验学生可以深入理解分层体系结构,理解和掌握TCP/IP协议栈的代表协议――IP、TCP和HTTP协议的要点。
2、教学方法的改革。实现分组实验,增强合作能力。计算机网络的部分实验不是一个人能够单独完成的,在实际教学让学生自主分组共同完成同一个实验项目,在实验的过程中学生不仅仅掌握了知识,更重要的是锻炼了他们的团队精神和协调能力。
基本实验和自主实验结合。不局限于给学生提供要掌握的实验,更进一步给学有余力想更深学习的学生,一些自主项目,锻炼学生自主学习的能力。
撰写课程论文的,掌握发展动态。在教学中发现,学生在学习中注重课本知识的学习而很少关注网络发展的动态,对课程本身缺乏自己的思考。在实验课程结束时,给学生布置关于了解计算机网络一项新技术的论文,并谈谈自己对于本课程的认识。在教学实践中证明了此论文的撰写能够加深学生对课程的认识。
3、学生评价体系的改革。对实验教学效果的评价是整个实验教学中很重要的环节,是检验实验教学效果是否达标的重要手段。对学生的评定分为几部分:实际操作技能,实验完成情况,实验课程报告,实验论文。实际操作技能和实验完成情况主要是掌握学生的实验动手情况。实验报告要反映本次实验的结果和体会以及学生对于实验存在的问题和建议。实验课程论文则让学生对所学课程加深认识和了解。通过这样的考核,可使学生更注重计算机网络理论与技术的综合运用,提高学生的网络技术的应用、学习能力。
结束语:通过以上的改革措施加强学生对实验教学的重视,实验不仅仅是对理论内容的扩展,更主要的是对学生能力的锻炼和培养。让学生不仅理论知识扎实,更能将知识学以致用。不断地深化改革教学内容,探索先进的教学方法,制定合理的考核方法,发挥学生主体性的作用,锻炼学生的动手能力,团队精神,创新能力,培养高素质人才。
作者单位:西北农林科技大学信息工程学院
作者简介:田彩丽(1983― ),女,助教,西北农林科技大学信息学院基础教学部教师,主要从事《计算机网络》、《VB程序基础》的教学。
参考文献:
[1]谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业出版社,2008.
在教育系统中，化学教育属于是一种多要素的系统工程，在对化学的教育过程中应当激发学生的创新意识，强化化学的理论知识，多培养学生在试验教学中的积极动手能力，将理论和实践充分结合，多开展化学课外活动并且多挖掘教材中的创新因素，真正提高学生在化学学科中的创新探索能力。
关键词：
创新能力；启发式教学；探索；挖掘；培养
中图分类号：
G4
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2014）18-0149-01
1 养成化学思维方式
在解决化学问题和建立化学知识结构时，应当注重养成化学的思维，在学习过程中，学生如果养成了科学的思维方式，这种思维方式在学习中充分利用，在遇到问题时就能做到触类旁通。所以，教师应当格外重视化学课堂中思维方式的培养。
在化学的学习中，思维方式分为微观和宏观两种，化学知识也可系统的分成两类，第一类：试验事实，用宏观水平对化学的性质进行描述，对于用途，制法等知识通过日常现象和实验现象直接表现，所以这类被称为描述类知识。第二类：概括类知识，这类知识通过构思是可以概括出的知识。而在实际的学习中，反映类知识对记忆活动的要求比较高，对思维活动并无要求。而在概括性知识学习时，对学习的方式及思维活动都有比较高的要求。
化学学科对围观的本质和宏观的表现进行了全面的揭示。所以，这决定了在学习化学的过程中要将微观的揭示与宏观的表现相结合，这就对学习者的思维活动提出了更高的要求。在学习过程中，学生应当具有全面的思维方式，全面理解现有的化学知识，并发现社会与化学的关系。经常自觉通过化学的试验，提高化学知识的学习，更全面的学习化学科学基础。从而对学生创造性进行培养，使他们养成独特的思维方式。
2 创造性思维的培养
创造性思维并不是与生俱来的，而是在一般思维的基础上进行发展而得到的，属于高级形式的思维，在后天的训练与培养后都会产生创造性思维，这也就说明创造性思维是每个人都所具有的，只是每个人对创造性思维的表现程度不一样。所以在化学学科的教学过程中教师应当积极发挥引导作用，首先通过对学生的求知欲和学习动机进行激发，来达到学生自主学习的作用，通过学生创新意识的提升，使其自觉主动找到解决问题的新方法及新途径。其次，教师应当对学生的聚合思维和发散思维进行全面培养，发散思维在创造性思维中具有主导的作用，而发散思维具有流畅性，灵活性和独特性，这种特性可以使人提出新的方法，产生新的构思。教师在教学是应当对一些题目进行多解的训练，引导学生对于同一题目进行多方面的讨论，并且从多个角度，多个因素进行分析，这样可以使学生的聚合性思维得到培养。
3 培养创造性学习的能力
在学习的过程中，学习的方法与学生的努力程度是成正比的，所以教师应当明白理论是行为指南这一种道理，在培养学生创造性思维的同时，注重学生的学习策略，使其能够真正掌握学习的技巧。只有掌握了各种各样的学习方法，在未来才能更好的学习各种知识，缺乏思维方式的人在未来社会将如文盲一般。所以，教师不仅要重视教学方法的研究，更要注重对学生学习方法的提高，教师应当明白，教学也是一种技能的传递，教会学生学习意识，学习方法，学习思路才是教师教学的关键。总的来说，只有对教法和学法的关系进行全面处理，才能培养学生在面对大量信息时，能够最及时的捕捉和寻找到最准确信息的能力。
4 多开展与化学相关课外活动
教师应当经常组织一些有关化学的课外活动，这样既丰富了学生的课余生活，还培养了学生动手动脑的习惯，使学生在面对独立学习的时候，具有了以一变应万变的能力，并且能够在课外活动中充分发挥创新的思维。在课外活动中可以组织学生做一些与化学有关的实验，根据学生的不同情况组织不同的小组，在小组内学生可以分工合作，充分发挥自己的动手，动脑，创新能力，来完成本小组的试验内容。在实验结束后，教师应当对每个小组的实验结果做出总的评判，然后在每个小组内开展讨论会，对自己的实验比较成功或比较薄弱的环节做出总结，并且说出自己在下次实验时有了什么新的经验。学生还可以对自己实验中的现象自编习题，这样将科目内的知识也有所复习，或者对本次实验写出小组实验论文，并且阐述自己在小组中发挥的作用，以及自己本次在小组内有哪些创新的发现。教师可以统一批阅论文，并且对每个人的论文及阐述进行总结，然后评比出表现比较突出的小组及个人，这样又促进了学生的学习积极性。
5 结束语
对学生创新能力培养的方法是多种多样的，教师只有使学生意识到学习是寻找正确学习方法的过程，而不是满足现状找到答案的过程。引导学生进行多个方向的独立思考，并且把多角度的事物综合为一体，应用到所学的内容中，并且不断地拓展学生的视野，并且对学生的学习策略，学习动机进行适当的调控，就能使学生的创新能力及学习能力有所提升。
参考文献
[1]周维新.中学物理实验教学中学生创新能力的培养研究[D].苏州：苏州大学，2008.
[2]杨洪，黄志怀.试论高中化学实验教学中学生创新能力的培养[J].教育前沿（理论版），2007，（S1）：68-69.
[3]张翠确.化学创新教育中学生创新能力的培养与教师角色的转变[J].中学教学参考，2009，（35）：128.
20世纪末,我国的高教界提出,高等教育必须从传授知识为主向能力培养和素质教育为主转变。为此,对“教”已进行了诸多改革,也取得不少成果,然而,对“学”的研究和改革却远远不够。实际上,在教学活动中,“教”往往通过“学”才能起作用。本文拟从“学”的角度,探索一种适合于学生有效学习的方式,以培养具有科学素质的创新型人才。
一、科学素质的概念与研究性学习的特点
科学素质是大学生综合素质的基础,是有效进行科学活动所必须具备的基本素质。所谓科学素质,是指在科学活动中形成的对自然、社会和科学的态度、观点、能力与习惯,是一个包括科学观、科学知能和科学行为的综合结构。要进行有效的科学素质教育,就必须改变以往单纯接受性的学习方式,加强参与、体验和自主性学习,以学生为中心,以方法、策略性知识与价值、态度性知识为载体,以问题解决的方式开展教学活动。科学家进行科学研究往往始于某一问题,为了予以解决,他们先收集和分析资料,提出和验证假设,再做出整理和判断,最后得出结论。这是一个知、情、意、行综合的过程,既与研究者的知识水平有关,也与其科研方法和能力有关,还能体现其科学精神、态度、价值观和行为习惯等。如果能以这种方式进行学习,学生的科学素质也许就能得到有效培养。研究性学习,从广义上讲,是指引导学生主动探究的一种学习策略和方法,适用于所有学科的学习;从狭义上讲,是指在教学过程中以“问题”为载体,创设一种类似科学研究的情境和途径,让学生通过自主收集、分析和处理信息来主动参与学习过程,以获取和应用知识、分析和解决问题,从而培养创新精神和实践能力的一种学习方式。
二、试行研究性学习,培养大学生科学素质
学习方法总是与一定的教学内容相适应的,研究性学习正是特别适合大学教学内容的一种学习方式。在问题解决式学习、专题讨论、研究性实验、调查访谈、课程论文、毕业论文设计、大学生科研立项、参与教师科研等学习形式中,大学生科研立项是一种自主性程度较高的研究性学习形式。大学物理学是整个自然科学的基础,是实践性、应用性很强的学科,特别适合研究性学习。本文以华中师范大学物理系“迈克尔逊干涉条纹自动计数仪的研制”为例,对大学生采用科研立项的方式进行研究性学习作一探讨。1.课题目标。围绕核心问题“如何设计制作精确计数迈氏条纹的电子计数仪”,让学生通过科学探究,掌握科研方法,养成科学态度、科研道德及实事求是的精神。2.课题内容。迈克尔逊干涉仪广泛应用于精密测量技术中。以往用它测光波波长时,往往要对数百条明暗移动的条纹进行人工计数,不仅给眼睛造成伤害,而且会带来计数误差,影响测量精度。本项目旨在研制一种精确度较高的自动计数仪。3.课题实施。课题主要由学生协作完成,教师仅起指导作用。包括三个阶段:①选定课题。即在学完大学物理的“光学”部分和“电子线路”部分之后,结合普通物理实验,开发研制记录迈克尔逊干涉条纹数目的电子计数仪。课题把物理学科知识与社会生活实践结合在一起,在已有知识基础上进行探索和创新。②设计研制。学生根据兴趣和爱好自由组成小组,就设计方案、实验制作和测量调试三个过程分工协作。包括收集资料,设计方案;选择器件,并根据需要改装仪表,正确组装。然后进行样本测试,分析误差,重复测量,反复调试,修留学改重作,直到能比较精确地组装。③结题展示。小组成员展示研究结果、器件、方案和原理的书面报告,要求数据准确、论证严密。其次,做成实物成品进行演示并将研究过程及结果制成网页,放到校园网上,以供交流。4.课题评价。通过网页上的评价模块,所有浏览者都可对课题进行评价。主要是对学生的学习态度、方案设计的合理性、研究方法的科学性、研究报告的规范性以及研究成果的实效性和创新性等进行评价。评价采用定性与定量、传统百分制评价与鼓励性评价相结合的方法,对理论上合理、有创新的设计方案给予鼓励。超级秘书网
三、采用研究性学习应注意的问题
首先,研究性学习要视具体情况而定。根据大学生在学习中独立性的发展水平,学习方式从低到高可分为传习性学习、自主性学习、研究性学习三个层次。传习性学习指以接受教师讲授为主的学习,自主性学习是指教师指导下的自学、课堂讨论及自主程度较高的实验和实习,研究性学习则是教师指导学生进行创造性的学习活动和科学研究,三者相辅相成。其次,重视选题。要引导学生选择感兴趣的研究专题。问题可由教师提供或学生自选;可在教材内容上拓展,也可来自生活和实践;可以是理论假设和验证,也可以是实践操作的创新和开发;可以是对现成结论的置疑,也可以是未知领域的探索。关键是要有研究价值且具有可行性和创新性。其三,切实提高科学素质。在研究性学习中要教给学生科学研究的基本方法,使学生学会积累、整理、分析资料;学会使用工具书进行检索;学会利用以计算机网络为主的现代化学习工具;学会撰写实验论文、科技论述文和调查研究报告;善于把研究成果转化为产品,应用于生活实际,最终养成科学的行为和习惯。
最后,处理好主体—主导的关系。研究性学习强调学生学习的自主性和探究性,学会在教师指导下完成课题设计和实施;教师的作用则集中表现为指导选题、监控课题实施、指导学生掌握科研方法、参与并指导课题评价。总之,应在研究性学习的过程中形成新型的师生关系。
【关键词】开放式实验；自主式；医学生；机能实验学
医学机能实验学根据我校对卫生部和国家教委的教改项目而创立的一门新的人体机能实验学课程。在我校，该课程主要设立了医学生理学、病理生理学、医学药理学三门实验课程，这三门课程综合概述了人体正常和疾病状态下的生理机能机制、疾病发生的基本机制和药物治疗学原理[1]，因此医学机能实验学将三门学科的知识和内容融会贯通、精炼精华而形成的新的实验课程体系。面对21世纪的医学培养需要坚实理论基础、良好的医学机能素质的需求，医学机能实验学以培养学生独立思考、独立操作、团队合作和综合分析能力为目标[2]，通过近几年的医学实验教学模式改革，同时通过对医学机能实验课的研究，进行了开放式自主式实验教学的探索，使医学生对医学机能课的学习产生了浓厚的兴趣和动力，参考我校的具体应用情况提出几点具体方法并对其实践的意义作一简单概括。
1 开放式教学模式的建立和运转
人体机能学实验室是教学科研的重要场所，为鼓励学生在课余时间参加开放式实验，进而加强学生的素质培养，同时也充分的发挥实验室资源，从2007年起，机能学教研室就开展了开放式实验教学的工作。为保证教学秩序的稳定和学生管理问题，制定了许多合理的规定，保证此教学模式的顺利进行：①总体上提高实验室的开放率和开放内涵，充分发挥教学实验资源效益。②综合设计实验内容，统计可能的实验材料。在每学期开学初，要求统计开放实验的内容、学生数量、实验室开放的频次等由教务部门协调，最终向开放的学生人群公布。③严格落实开放式实验的预约申请登记制度。在实验开始之初，由于忽视了预约的重要性，导致实验的进展缓慢。④执行严格的实验操作记录管理程序。
2 自主性实验的设计和执行
自主性实验是培养学生独立学习和自主思维的有效途径[3]，但是不能偏离实际教学内容。因此在我们实践过程中结合医学生学科特点，设计了几种模式的实验板块，分别为：①基础生理学实验板块，在这个实验模式中可以探索人体各大系统的生理机能机制，同时可通过对实验动物的生理机能研究，加深医学基础知识理解的程度；②综合实验手术机能操作板块，可以通过各种实验部分的外科手术操作，加强医学生实践操作技能培训，为以后综合实验的开展奠定良好的基础；③验证性实验板块，设立验证医学知识点的范围和程度，引导医学生合理思维、勇于创新、善于发现问题等方面有积极的作用；④综合性实验板块，综合以上3门学科的知识点，融会贯通，从生理现象、疾病模型复制和药物治疗等方面综合分析生命现象，从而提高学生分析问题、解决问题的能力，这是理论联系实际的有力体现；⑤科研技能创新模块，在此模式下结合三大学科的科研优势，由承担国家、省自然科学基金的项目负责教师带教培训，提高学生对未知领域的积极探索，进一步加强学生的科研兴趣与技能，培养学生的合作能力、团队意识和科研创新意识有重要的推进作用。
3 结合开放式虚拟实验的补充作用
近年来，随着医学改革体制的深入发展，如招生规模的扩大，师资力量的薄弱、实验室资源的配备数量不足等客观因素的作用，制约了开放式实验的进展。因此我校引进了VBL-100虚拟实验实验系统，建立了标准的实验室，同时也对全校医学生开放，有力的补充了开放式实验物质上的不足。虚拟实验作为传统实验教学的一种有效的补充，虚拟实验教学已经成为加强实践教学、提高教学质量的重要手段[4]。引进数年来，深受学生和老师的好评。主要优势如下：①丰富了教学实验内容，尤其是对那些现有条件缺乏实验对象和器材，完全弥补了这方面的不足；②节省了教学资源和提高了教学效果，在此教学实验中无需任何实际的实验器材、实验对象和耗材，无论开设多少实验，均不需准备任何材料，因此节省了大量的教学资源；同时在实验过程中，学生自主性得到了充分的发挥，也提升了教学效果。
4 开放自主性实验在医学机能实验学中的意义和应用前景开放自主性实验打破了在传统实验教程模式下，教师把实验目的、实验原理和实验步骤设备的使用方法全部灌输给学生的模式，学生被动学习转变为自主主动学习，在实验过程发现问题，解决问题，极大地提升了医学生的学习兴趣和思维判断能力。在实践过程中，学生对医学的未知领域也产生了浓厚的科研兴趣。比如，自主书写实验论文，部分学生的实验发现论文也在省级以上刊物发表。总之，根据近几年开放性自主实验的运行和实施，它对实验教学改革，尤其在学生独立、主动学习方面，起到了积极的推动作用，非常有必要进行广泛的推广。
【参考文献】
[1]胡浩，等.机能实验学教学改革的实践与探索[J].医学教育探索，2004（03）：119-120.
[2]王金发，等.开放式实验教学的创新性及实践效果[J].高等理科教育，2003（06）：91-93.
关键词：基因工程实验课；教学改革；原核表达纯化；活性测定
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0265-02
诞生于20世纪70年代初的DNA重组技术是一种获取、整理、破译、编辑和表达生物遗传信息的现代生物技术，它在诸多方面日益显示出极高的实用价值。目前，作为DNA重组技术产业化应用的基因工程，正在驱动着人类社会生活方式的重大变革。在这一技术浪潮的推动下，基因工程已成为生物科学、生物工程和生物技术本科生的专业主干课程之一。与其他生物学专业课相比基因工程稍有不同，其他生物学专业课比较注重理论部分而对实验部分要求不高（如植物生理学、生物化学和分子生物学等），但基因工程却理论与实验并重，因此实验课在本门课程中的地位就更加重要。通过实验课的锻炼，我们不但能帮助学生提高动手能力，还能反过来加深对理论课的理解，这有助于加强学生的实践能力和创新精神。作为一门炙手可热的前沿科学，近年来基因工程的最新进展可谓日新月异眼花缭乱，在此大背景下基因工程本科教学就必须与时俱进，不断革新从而跟上时展的脚步。本文在近年来基因工程实验课改革的基础上再次创新，设计了两种蛋白质的原核表达纯化及活性测定实验，通过创新的实验安排使学生在相同的课时中收获更多的知识，得到更多的锻炼。
Lon蛋白酶广泛地分布于微生物、动植物和人类中，是一种多结构域的、ATP依赖型的蛋白酶，负责降解细胞内特殊的调节蛋白质、有缺陷的蛋白质和异常蛋白质，与此同时Lon蛋白酶还具有分子伴侣活性。Lon蛋白酶的这种多活性特点为我们的实验设计提供了较大的空间。绿色荧光蛋白（green fluorescent protein GFP）在蓝色波长范围的光线激发下会发出绿色萤光，因此在日常白光照射下GFP即可呈现出绿色。GFP在低PH值条件下变性后会丧失绿色荧光，经Lon蛋白酶分子伴侣活性作用后复性又能够恢复绿色荧光。GFP蛋白的这种可见特性为初学者的实验操作增加了趣味性。本文设计了这两种蛋白质的原核表达纯化实验，并根据它们的特性设计了后续的活性测定实验。
一、进一步探索教学改革的目的
当前的大多数基因工程实验课教学改革是设计了一个蛋白质的原核表达及纯化实验。这样的设计不仅较为完整地覆盖了基因工程的实验步骤，而且还将原有的分散的支离破碎的实验安排整合为一个有机的整体。整个实验可将载体的酶切、连接、载体构建、原核宿主转化、重组子的鉴定、蛋白质的表达纯化等相关实验有机地整合起来，是一个前后相继紧密衔接的整体。学生在每个实验过程中都必须小心谨慎全身心投入，因为每一个实验的结果都是后一个实验的初始材料，这就好比一个串联电路，一点断开全盘皆输。这就要求同学们必须极其专心，直到全部实验完成，从而使学生产生更加深刻的印象，从而显著地提升了教学质量。但是经过一段时间的教学实践后，我们又发现了一些有待改进的地方。（1）已有的实验改革虽已覆盖基因工程“切、接、转、增、检”的基本实验步骤，但尚未明确涉及目的蛋白的活性检测实验，因此依然存在实验覆盖面不够完整的问题。（2）因为已有的实验改革只设计了一个蛋白质的原核表达纯化，所以无法比较不同蛋白质表达纯化过程中存在的不同问题。这样便限制了学生的学术视野，很可能会误认为不同蛋白质的原核表达及纯化实验鲜有区别。（3）实验中的目的蛋白基本不可见，使初学者感到实验操作单调乏味，进而影响了学习兴趣。本文针对这些问题进行了教学改革，从而进一步提高了教学质量。
二、教学改革内容
本实验改革设计了Lon蛋白酶和GFP两种蛋白质的原核表达纯化实验，学生经分组后可任意选取一种蛋白质进行表达纯化，然后各自进行Lon蛋白酶的蛋白酶活性测定实验和GFP变性实验。完成各自全部实验后，表达纯化不同蛋白质的实验小组使用各自产物，以合作的方式完成以GFP为底物测定Lon蛋白酶分子伴侣活性的实验。
具体实验内容如下：（1）使用限制性核酸内切酶双酶切中间载体上的目的基因片段和表达载体，然后进行胶回收；（2）使用T4 DNA连接酶将目的基因片段连接到表达载体上；（3）感受态制备和转化；（4）重组子筛选；（5）重组蛋白的表达和纯化；（6）测定Lon蛋白酶的蛋白酶活性或进行GFP蛋白失活实验；（7）以GFP蛋白为底物测定Lon蛋白酶的分子伴侣活性；
（8）讨论各自实验过程中的心得体会；（9）撰写实验论文。在第8部分讨论环节中，要求学生充分交流不同蛋白质表达纯化过程中遇到的问题以及解决方式。然后在撰写实验论文中将两种蛋白质的表达过程进行比较，分析每种蛋白质表达纯化过程中的难点。整个实验出自本人的科研课题，因此整个流程非常成熟可靠性很高，便于初学者掌握基因工程实验的基本知识和流程。
三、教学改革总结
本文设计了两种蛋白质的原核表达纯化实验，两者虽然技术路线相同，但是又有各自特有的有待解决的技术问题。通过教师的介绍和引导，每个学生实验小组自主选择实验课题，完成各自实验后再使用各自产物合作完成最终实验。
总体来说本实验设计解决了以下几点教学问题：（1）通过取消重复实验拓宽了实验课覆盖面：我们将与分子生物学重复的实验（目的基因获取相关实验，即总DNA提取和PCR等实验）取消，直接向学生提供目的基因片段。这样既避免了实验重复，又为新增的目的蛋白活性检测实验节省了必要的课时。（2）通过二选一的方式为实验课扩容：如果要求学生同时表达纯化两种蛋白质，则工作量过大难以实现。所以我们要求学生自主决定任选其一，然后相互交流讨论各自实验过程中的心得体会。这种选择性设计会促使学生主动思考问题，同时也无形中扩大了实验课容量拓宽了学生的学术视野，讨论环节的设置还会锻炼学生的学术交流能力。（3）增加实验趣味性：GFP是一种肉眼可见的蛋白质，在其表达纯化过程中会伴有绿色出现。Lon蛋白酶虽肉眼不可见，但在其活性测定过程中依然会出现肉眼可见的底物颜色变化。这样便使基因工程实验初学者的操作变得有趣起来，从而激发了学生的学习兴趣。（4）培养学生的团队合作能力：表达纯化不同蛋白质的实验小组，最终要拿着各自的产物共同完成最终的实验。这样的设计使学生认识到团队合作的重要性，因为没有其他小组纯化的蛋白质任何小组都无法独立完成所有实验。
这种新颖的实验设计充分调动了学生的学习积极性，锻炼了学生的独立思考能力和团队合作能力，使学生由传统教学中的被动接受者变成了主动的探索者、积极的讨论者和负责的合作者。通过教学实践，我们发现此教学设计取得了良好的教学效果，获得了学生的支持和好评。
参考文献：
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