实验课程教学(精选十篇)
实验课程教学 篇1
随着科技的发展, 计算机技术和网络通信技术的日益成熟, 网络教育与教学平台也越来越得到普及与发展。在现代教学中, 不仅需要师生面对面的交流, 为了更深入地指导学生, 还应借助现代计算机技术、多媒体技术和现代通信技术, 将知识的载体丰富化和多样化, 进一步丰富教学手段。网络实验教学是整个现代教育中不可或缺的重要组成部分, 并在其中发挥着重要作用。网络实验教学与网络课堂教学的方式是有不同之处, 在网络实验教学中, 基点是学生必须亲自动手, 只不过不是在实验室而是在虚拟实验室;而网络课堂教学偏重于理论课的网络化与虚拟化, 许多课程是通过远距离的多媒体教学手段完成的。相对于网络实验课的教学而言, 网络课堂教学更抽象, 后者不能动手操作。网络实验课教学的特点, 是在网络页面中创建出一个可视化高度仿真的实验操作环境, 通过操作虚拟的实验仪器或设备, 即可模拟各种复杂的实验, 达到与真实实验环境一致的教学要求和目的。它是虚拟仿真技术、计算机技术、网络技术与专业理论知识多方面的结合体, 同时也解决了目前远程网络教学中缺乏实验教学环节的难题, 必将促进远程教学质量的大幅度提高。
网络实验教学中, 最为关键也最难解决的是实验过程的实际操作, 既要达到实验室教学的效果, 又要允许学生出现实验室可能发生的错误操作。
2 实验课程网络教学的种类
目前已经存在的网络实验课程形式主要有:网络实验动画演示、仿真实验和虚拟实验等。网络实验动画演示是网络实验教学初期的主要形式, 以教师播放, 学生观看为主, 学生被动接受, 全部过程很少有学生主动参与的环节, 类似于视频化的演示实验, 以动画的形式展示, 不利于学生主观能动性的发挥, 其不足之处显而易见。
仿真实验主要是将实验室仪器和设备照片通过软件加工使其电子化, 在计算机中用软件模拟仪器、设备和元器件等实验器材。进行实验的学生进入仿真实验室后, 可以根据实验要求选择、利用虚拟实验室器材库中的“实验器材”, 按照实验要求进行组合连接。同早期的动画相比, 仿真实验更真实, 更易发挥学生的主观能动性, 也更有利于提高他们的实验兴趣, 同时利用仿真实验还可以开展传统实验室中一般无法进行的“破坏性”实验, 加深学生对实验内容的理解和认识, 充分鼓励学生在仿真实验课中的创新设计和思维。
仿真实验课程的实验环境贴近实际, 可以为学生提供自主探索的学习环境, 使之自由安排时间, 发挥其主动性, 并且可以通过软件资源全校共享, 改善了教学资源缺乏的现状。利用仿真软件解决现代实验教学中遇到的问题, 在一定程度上可以达到事半功倍的效果。
虚拟实验室是将实际操作的实验过程用计算机以及3D等多媒体技术更形象、更贴近实验室实际情况地模拟出来, 并在实验进行中适当地呈现文字和提示, 或者随着实验的进行。教师对整个实验过程加以详细的解释和说明;学生既可以在虚拟实验台上动手操作, 又可自主设计实验, 有利于培养学生的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。在虚拟实验室中, 学生更易获得相关的知识、科学的指导和敏捷的反馈, 产生身临其境的感觉。学生不但能够有效地掌控实验过程, 而且能够最大限度地获取整个实验过程的关键所在, 掌握整个实验的精髓, 并在真实实验中得以验证。
3 实验课程网络教学的特点
将网络技术应用到实验课程中, 充分发挥其优势, 可以使学生的实验操作技能得到大幅度提高, 其特点如下:
3.1 感知性
感知性除了一般模拟实验所具有的视觉感知外, 还有听觉、力觉、触觉、运动等感知。理想的虚拟实验应该具有真实实验所具有的全部感知功能, 达到真实实验的效果, 从而丰富学生的感性认识, 充分拓展学生的观察力和科研思维, 为形成正确而深刻的理性认识奠定基础。实验课程在设计时要充分发挥虚拟实验直观性、趣味性强的优势, 对容易出错的地方和注意事项, 设置提示性对话框, 将一些学生平时观察不细的操作步骤和真正实验无法演示的错误操作与可能产生的危险结果运用虚拟实验表现出来, 充分发挥学生的能动性, 吸引学生的注意力, 体现出实验的趣味性, 使学生乐于体验, 从而提高教学效率。
3.2 沉浸感
沉浸感是指在虚拟实验操作中学生感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟实验应该达到使学生难以分辨虚拟与真实的程度并取得与真实实验一样的效果。目前的科技水平还很难达到这样 的效果, 或者说即使达到了, 但因成本太高, 难以应用, 是以后虚拟实验室发展的趋势。
利用虚拟实验室的教学环境造就学生学习的情境, 使学生的心理、思想、行为发生一系列的反应, 即虚拟实验的学习过程。这要依赖于合理、巧妙, 乃至宏观、微观的实验设计, 使学生在娱乐中学习, 引起学生的好奇心, 启发科研思维。
3.3 交互性
交互性是在虚拟实验中教师与学生之间的双向、多向反馈, 是在虚拟实验中教与学的交流、交往、沟通、联系、影响及相互作用。交互性虚拟实验具有民主性、多样性、激励性、开放性、反馈性等特征, 它可以充分发挥学生的能动性。
学生与虚拟实验室之间通过窗口传递信息。学生可以独立完成实验的操作, 并由软件根据学生的操作实时做出反馈, 帮助学生改正不正确的操作, 最终通过操作虚拟实验室的仪器设备, 实现学生在真实实验中的操作和效果, 完成实验知识点的学习。由于虚拟实验室教与学时空分离的特点, 教师对学生的操作不能实时地做出评判, 尤其是实验的操作, 需要由虚拟软件对学生的每一个操作给出及时准确的判断, 如果出现错误操作, 实时提示并予以改正, 能够帮助学生正确掌握每一个实验的实验原理, 熟悉实验操作、仪器和试剂的选用, 并了解数据处理的过程和方法等相关内容。
3.4 真实性
真实性是指虚拟实验中仪器操作对真实操作的模拟程度, 是虚拟实验室和真实实验室的差异程度, 真实性越强, 虚拟实验模拟效果越好。如果学生在虚拟实验室中感受到和真实实验室一样的效果, 那么在真实实验中的失误操作就会越少, 安全系数越高, 学生的好奇心也会被激发, 从而在实验中感受到学习的乐趣。真实程度的高低直接影响到虚拟实验室的模拟效果。例如:使用试剂瓶时, 试剂瓶会按学生的要求移动、摇动或振动;滴定时颜色逐渐发生变化;燃烧实验中火焰的颜色及沸腾程度会发生变化等。
3.5 科学性
科学性是指虚拟实验的内容和操作符合学生的认知规律, 符合真实的实验过程, 掌握学生实际操作水平, 科学合理地安排实验进度和实验的操作技术, 在虚拟实验中将每个实验的操作原理、操作技能科学而严谨地展现出来。同时将教师平时积累的学生的不规范或错误操作, 在软件中以案例的形式展现出来, 在学生出现同样错误时予以提示和警告。将复杂、枯燥的操作技能, 用类似于游戏的方式展示, 使之变成有趣的实验, 让学生在轻松的氛围中掌握规范性操作; 充分利用虚拟实验室进行基本操作训练, 避免实际操作时出现大的失误和危险。
3.6 直观性
直观性是指在虚拟实验过程中, 学生通过实验观察或界面语言的形象描述, 形成对虚拟实验过程的清晰印象, 对实验有整体的把握, 强化对实验的感性认知, 从而能够正确理解课堂知识, 并挖掘自己认识事物的能力。
网络实验教学的直观性表现在过程的可视性和易于理解。例如对于微生物外表结构的观察, 由于微生物个体是微米量级的, 一般的光学显微镜很难观察到其细致的亚显微结构, 但在虚拟的网络实验中可以进一步放大, 从显微结构到亚显微结构, 都可以淋漓尽致地表现出来, 还可以对微生物上色, 不同的结构使用不同的颜色, 学生既观察了结构, 还练习了微生物的染色方法, 使得在真实实验室难以实现的操作, 在虚拟实验室轻而易举地得到实现, 而且更加形象生动, 其效果甚至优于真实实验。
4 实验课程网络教学的一般途径
实验操作的虚拟化是现代科学技术在教育领域的应用与发展, 它丰富了实验内容, 提供了多方面的实验手段。虚拟实验突破了空间和时间的限制, 改变了传统教学的方式, 也改变了学生的学习方式。
虚拟实验教学过程主要包括实验目标的制定、预习实验、虚拟实验、现实试验、评估交流5部分 (如图1所示) 。
4.1 实验目标的制定
科学的实验目标首先应结合课程实验教学体系进行设计, 然后根据该学科培养目标及具体课程的教学内容进行确定, 同时结合学生的学习特点, 设计出切实可行的实验方案。方案的设计应由易到难, 由简单到复杂, 循序渐进, 并且征求学生的意见和建议, 使教学目标符合学校的要求和学生的实际情况。
4.2 预习实验
实验前的预习, 要求学生明确实验目的和要求, 理解和把握实验的基本原理和方法, 明确实验所要测定的内容及操作步骤, 更要明确实验的注意事项。多次实验证明, 预习是实验成功的关键步骤之一。传统的实验教学一般采用让学生写预习报告的方式预习实验, 并作为一项任务布置给学生, 让学生还没开始实验, 就已经产生厌倦情绪, 因为学生没有实际动手操作, 很难想象出实验的步骤。因此预习效果差, 并且流于形式, 达不到预习的目的, 甚至有的学生为了完成任务抄袭别人的预习报告。
为了提高预习效果, 并激发学生的学习兴趣, 我们讲授实验时尽量展现与实验相关的知识, 同时将抽象的实验原理和方法变成易于学生接受的图片或者动画, 加深学生的印象。针对不同性质的实验, 学生可以根据自己的兴趣和需要选择课堂或网络信息作为实验预习的参考材料, 通过多种渠道和方式了解实验的相关知识。
4.3 虚拟实验
预备工作完成之后, 学生进入虚拟实验阶段, 网络上展示实验教学视频。在进行虚拟实验时, 没有预习好的学生还有补救的机会, 他们可以选择收看实验的视频, 看完之后再继续虚拟实验。当学生进行模拟实验时, 如果操作出现失误或操作错误, 软件会及时提醒, 如果学生不改正, 软件将会把错误操作导致的结果模拟出来或者让学生看到错误操作带来的危害。在虚拟实验的同时, 学生还可进行网上沟通, 交流实验的进展、实验结果和做实验的感受, 了解到不同的操作将出现不同的结果。
4.4 真实实验
真实实验主要分为3部分:实验过程, 数据处理, 实验报告。通过已经进行的虚拟实验, 学生改进真实实验的操作步骤和实验方案, 并与教师讨论, 选择最佳方案, 然后进入实验室做实验。在实验过程中, 学生应尤其注意与虚拟实验不同的地方, 并如实记录现实实验现象及数据。与网络实验不同的是, 现实操作需要真正地接触实验药品和仪器, 其中的操作和虚拟操作会有出入, 并且实验结束后, 还要将相关的仪器和试剂归位, 打扫卫生, 这些在虚拟实验中均不存在。实验过程中, 如果有意外情况或者疑问, 学生可随时与教师交流, 实现了面对面的交流和沟通。学生通过网络与其他学生或教师进行讨论交流, 充分发现实验的兴趣, 同时加深对实验原理的理解。实验结束后, 学生通过计算机处理数据。教师要告诉学生正确的处理方式和使用的原理。最后是提交本次实验的实验报告, 学生还可以将实验的收获和感受写入实验报告。
4.5 评估交流
无论是虚拟实验还是真实实验, 实验的过程同时也是交流的过程。整个实验结束之后, 教师应总结实验中出现的一些现象和结果, 认真分析其原因, 同时概括总结学生的建议和感受, 接受学生合理的建议和意见。教师可将好的经验在全校范围内交流, 同时进一步完善实验的教学目标, 明确教学任务。
5 虚拟实验课程教学的发展趋势
目前网络虚拟实验系统还不完善, 与真实的实验操作还有相当大的差距, 所以目前仍以真实实验为主, 这就需要进一步设计与开发更逼真的虚拟实验系统和更成熟的技术。同时开发虚拟实验通用模型或者模块, 实现不同的实验使用相同的虚拟实验室, 类似于在同一个实验室做不同的实验, 以避免不必要的重复开发软件, 从而降低虚拟实验室的成本, 使虚拟实验室成为普遍的教学手段。
加强虚拟实验室的平台共享。目前大多数虚拟实验室局限于很小的范围之内, 如学院、局域网或校园网。科学实验是多方面的协作性活动, 应多方面沟通合作, 实现不同院校和不同单位之间的协作共享, 同时交流不同的教学经验, 加快改进的步伐, 促进虚拟实验室的进一步普及和利用。
加强合作共同构建虚拟实验室。虚拟实验室建设初期需要配备硬件和软件, 基础投入较大, 同时实验本身就是一种相互合作共同进步的活动, 所以未来虚拟实验室的构建更趋向于不同地域和不同平台之间的相互合作。
教学评估与自适应。虚拟实验室将从虚拟实验过程中获取不同的实验信息和数据, 并根据这些信息和数据的变化, 不断地修正虚拟实验的环境、性能和参数, 丰富虚拟实验的数据库, 为学生提供一个具备自适应特征的实验学习环境。
参考文献
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实验课程教学 篇2
《仪器分析实验—高效液相色谱》课程教学任务于2010年春季学期开始由药学院药分教研室承担。为了适应药学本科生实验教学的需要,培养学生的创新精神和实践能力,结合学院现有的教学条件,保证仪器分析实验教学的教学质量和保障实验教学过程能顺利进行,特拟定本开放性实验教学方案。
一、开放性实验教学内容
暂拟定《仪器分析实验》课程中高效液相色谱法实验部分为开放性实验教学的主要内容,对于具体的实验内容,可由课题组实验指导老师自行指定,但学生开放性实验教学内容至少需包括以下几个方面:
1.了解高效液相色谱仪的结构与功能 2.熟悉高效液相色谱系统效能的评价;
3.掌握使用高效液相色谱进行定性分析的方法; 4.掌握使用高效液相色谱进行定量分析的方法。
二、开放性实验教学指导教师的要求
开放性实验教学指导教师由学院各课题组指定。指导教师要求有较强的责任心,较高的知识储备能力和实验操作技能,具有稳定的研究方向,有中级以上职称(或硕士以上学历)的教师担任。
三、开放性实验教学的组织管理
1.《仪器分析实验》课程的开放性实验于2010年春季学期开始前将教学任务下达到学院有条件的各个课题组,并将所有参与该课程学习的学生在各课题组随机、均匀分配。在分配完成后,将对应课题组实验指导教师的实验教学项目名称、地点、预约电话和指导教师等情况,通知给相关学生。具体教学时间的安排,由指导教师与学生商议决定。
2.各课题组实验教学指导教师负责本课题组的教学管理,并根据参加实验的学生人数和实验内容,做好仪器设备、消耗材料等开放实验的准备工作,并做好正常教学秩序维持、实验室管理等工作。
3.学生进入开放实验室前,必须预先阅读有关参考资料,准备好实验实施方案,做好实验的前期准备工作。学生实验室后,必须严格遵守相关实验室管理规章制度,服从指导教师的安排与管理。4.学生参与的实验项目,实验工作量需18学时以上。学生完成实验项目后,根据实验结果进行数据分析,写出实验报告(论文、研究报告、作品或实验总结),并交由指导教师对其进行考核,按百分制给出开放性实验教学过程的成绩。
四、开放性实验教学仪器维护与学生实验用消耗品费用 承担开放性实验所产生的费用,由各带教课题组自行解决。
五、开放性实验教学工作量的计算办法 承担开放性实验的课题组工作量计算公式为:
附一:药学院现有高校液相色谱仪的分布 1. 丁劲松 2. 吴建平3. 谭桂山 4. 李劲平5. 胡高云
附二:药学院2008级本科生分组(共60人,分5组,每组12人)1. 丁劲松 2. 吴建平3. 谭桂山 4. 李劲平5. 胡高云
小学科学实验课程教学探究 篇3
1 前言
邓小平主席曾说过:“科技是第一生产力”,在科技日新月异的二十一世纪,国家经济实力、综合国力等的比拼实质就是科技实力的比拼。大力发展科技水平,全力培养高新科技人才,增强国家科技储备,成为了所有国家都持续关注的焦点。而众所周知,科技人才的培养是一个缓慢而长期的过程,只有从基础抓起、从娃娃做起,才能真正为国家培养出大量所需的科技人才。是以,作为小学科学探究学习重要组成的科学实验课程理应成为广大教师日常工作的重点所在。小学的科学实验课程以科技教学为出发点,以学生为本,注重其长久的持续健康、全面发展,以促进学生创新与实践能力为目标。使学生在自身的探究过程中掌握科学的探究流程,培养正确、理性的科学态度与思维方式,从而为其未来发展和国家现代化建设需求提供保障。由此可见,大力推动小学科学实验课程教学质量和教学效率的提升有着重大的现实意义。在此,笔者结合多年教学经验,就如何更好的促进小学科学科学实验课程的开展提供几点意见。
2 充分激发学生实验兴趣
小学生有着强烈的好奇心,对很多未知的事物总爱寻根问底。这种求知的欲望如能加以合理运用,必可对小学科学实验课程的教学产生良好的推动作用。所以在日常实验课程的教学中,教师应充分挖掘教材内容,多对学生提出一些有趣问题和实验现象,从而有效调动学生的求知欲望,使其在好奇心的驱使下,主动将注意力集中在所做的实验上,从而投身进科学探索的浩瀚海洋,促进教学效果的显著提升。例如在教授“食物的营养”这一课时,说到有关使用碘酒对淀粉进行检验,教师可以先让学生清洁双手后,在其手指上涂抹碘酒,随后让其用手将预先准备的饭粒摆放到桌子上,这时就会有学生发现自己的手指和米粒突然都变成了蓝黑色,从而产生了强烈的好奇心,老师抓住这一点进行相关知识的教授就会事半功倍。
3 通过有趣的游戏增强实验趣味
爱玩是所有孩子的天性,尤其对小学生而言严格的束缚往往会适得其反,相反增强学习的趣味性,寓学于乐,将游戏融入实验课程的教学中则会使得教学效果获得显著提升。同时游戏也更加符合小学生的身心特点,科学合理的游戏方法也会深受广大孩子的喜欢,从而使其积极主动的参与其中。例如讲授有关雨量器的知识时,学生在思量如何测量雨量时往往会依据日常生活经验,凭借自己的目测做出大致的估算。对此,老师可以对学生进行分组,带领其开展游戏竞赛,让大家互相制作自制量雨器,然后看谁的更加精准,从而让学生在游戏中获得知识。
4 开展有效的小组合作,提升实验教学质量
科学实验更多的是众人智慧的结晶,对学生进行科学、合理、有效地分组,对于实验的有效开展意义重大,同时这亦是科学实验课程教学理念与学习方式的必然要求。在教学中,老师应提前对学生各自的特点进行详实的了解,在每个新学期的伊始,本着自由搭配的原则,先让学生进行简单的自由组合,随后老师则根据自己所掌握的资料对其进行简单的调整,确保每个小组之间人员组成的相互搭配与互补,这一过程中需注意的时教师的调整应以引导为主,切莫进行强制性的隐形拆分和组合,从而对学生的积极性造成打击。各小组组建后老师应让各组通过自荐或推选的形式做出自己的人事分配,确保人人有事可做。需明确的是,小组人事的分配应进行定期的调整,从而使小组成员均可以体验实验各个环节的不同工作,实现其自身的全面发展。最后,老师还应与大家共同商议决定,小组中各个职务在今后实验中所应担负的责任,并制定相应的考核、评价准则,并由组长对组内学生的表现进行记录与评定,错误累计到一定数量就需面对下岗离组的处罚。通过这种小组的分配,不仅可以让学生对实验过程有着更加全面的理解,更能使其懂得职责的重要性,从而能真正投入其中,促进实验质量与效率的提升。
5 总结
总而言之,作为一门探究性教学课程,科学实验教学理应是生动有趣,充满活力的。在实际的教学中广大教师应该对实验过程进行合理的安排,确保学生通过实验能够掌握探究的思维与方法,学会在创新中收货乐趣,实现其综合全面的发展。同时通过以上方法的介绍,也希望为广大小学科学实验课教师提供一些不同的思路,为小学科学实验课教学质量与效率的提升提供一些借鉴。
数学实验课程教学改革探讨 篇4
实验教学是高等教育体系的重要组成部分。是对学生进行科学实验训练、使学生对所学理论知识强化印象、深化理解并从中传授使用仪器设备、探索实验科学理论的基本方法、提高学生动手和创新能力的重要环节。在实践教学中,重视作业和考试的内容和制定评分标准,这是对学生的教学导向,通过布置上机作业题和自选上机题,增强了教与学的交流,完成了教学目标,也调动了学生学习积极性,已取得良好的教学效果。但现阶段教育带有普及性,重在传授知识,而指导学生解决实际问题的能力比较欠缺,实验教学内容与方法还需要进一步加强改革和建设。
1 数学实验课程的设置
1.1 数学实验课程的教学方式
数学实验课是近几年随着教学改革的不断深入而提出的一门新型课程,同时也是当前数学教学改革的一个重要的探索方向。自提出到现在,各个高校都在探索,并且各个高校数学实验课程的授课方式以及授课的内容都不尽相同,还仍处于探索阶段。但数学实验课程教学的核心内容和目的是一致的,即通过数学实验课程的教学,加深学生对数学知识的理解和激发学生学习数学的兴趣,使学生真正做到知数学,做数学,用数学的统一。
数学实验课程是以数学建模和数值计算为核心内容的课程,它将数学知识、数学建模、计算机的应用三者结合成一个有机整体,开设该课程的目的是掌握数学实验的基本思想和方法,从实际问题出发,运用所学知识,学生自己动手,建立数学模型,应用计算机利用数学软件求解实际问题。从而培养学生学习数学、应用数学知识解决一些实际问题的能力,提高学生的数学素质。该课程通过介绍有关数学软件(MATHEMATICA,MATLAB等),运用数学课程所学习的一些知识与方法,对一些简单的实际问题进行分组讨论、建立数学模型、设计解法、软件简单编程、上机实践、完成实验报告等教与学的互动过程,使学生真正体会到数学的奥妙和数学学习的实用性和趣味性。
综合当前各个高校数学实验课程的教学方式,可分为以下两种模式:一种是单独开设一门课程,进行系统的讲解与上机实验;另一种是在数学课程学习过程中,穿插进行讲解与上机实验。我们根据实际情况,采用两种模式相结合的形式。
数学实验课程分为:数学实验A,数学实验B两门课程。数学实验A主要是针对高等数学和线性代数的基本题目、基本方法进行上机操作的实验课程;数学实验B主要是针对数值计算、概率统计模型、最优化模型、离散模型等的数学综合设计性的实验课程。此外,在概率统计、计算方法、运筹学的理论课程中各加少学时的上机(比如8学时),这样可以使学生在理论课程的学习过程中及时能用计算机上机练习基本的方法与计算。
1.2 数学实验课程的教学基本要求
数学类实验课程的课程设置的教学基本要求,可归纳为以下几方面:
(1)使学生强化对理论知识的认识、验证理论知识的结论;
(2)使学生掌握数学软件的基本原理与使用,学会完成实验的方法和操作程序;
(3)学会从实验数据的分析中得出反映事物本质的结论;
(4)学生描述实验过程的书写,完成实验报告;
(5)学习完成简单的设计性的实验;
(6)通过实验教学环节培养学生实事求是、严谨、仔细、认真的科学态度和工作作风。
具体的教学可分为四步:
(1)介绍几种常用的数学软件,使学生学会该数学软件的基本操作;
(2)利用数学软件,通过上机试验,解决高等数学和工程数学课程中的一些简单的数值计算问题;
(3)对一些简单的实际问题,运用所学的数学知识,建立相应的数学模型、运用不同的数学方法上机实验,找到符合条件的最优解;
(4)选定几个较为综合的问题,每个班组织几个兴趣小组(自愿报名)进行建模与实践。
2 数学实验课程的教学改革
当前我们数学实验课程教学改革的方向是根据学生的实际情况,在数学实验课的教学改革中,提出按三个不同的层次进行数学实验课程的教学。
第一层次:面向一年级本科生的基础数学试验教学——开设《数学实验》必修课,将它与理论课教学相结合,统筹安排,配套进行,作为理论课的实践性教学环节。
第二层次:面向部分本科生(二,三年级)的综合性数学实验教学——开设《数学建模》必修或选修课。
第三层次:面向高年级优秀本科生的创造性数学实验教学——开放性的数学实验课外活动和数学建模竞赛。
数学类课程的实验教学内容与手段改革的重点在于改革单一的、以演示和验证为主的传统验证型实验,开设综合型、设计型实验。实验教学方法改革的重点在于激发学生参与实验的积极性,由教师安排好实验,学生只是上机练习操作的状况改变为由教师提出任务,学生自由讨论解题的方法、选用编程方式、分析判断实验结果的新模式。这就要求在过去教学中各门数学类课程独立上机的基础上,加强综合类数学应用性题目的实验。这在教学的实际中会有一系列问题需要改革与发展,如数学实验课程设置,教师综合数学类学科实验的培训,数学软件课程的变革,数学实验与数学建模的关系,当然更重要的还包括适合本校学生的数学实验教材的编写等等。
数学建模是重点加强的实践环节。通过数学建模的实验,引导学生由单纯的数学知识的积累转变为与计算机相结合解决实际问题。数学建模可分为数学建模课程和实验培训两个内容,《数学建模》课程主要讲授建模的思想、初等模型、微分方程模型、代数模型、概率统计模型、优化模型等等,实验培训主要是介绍常用的科学计算工具的综合运用能力,强调学生的实践和老师的培训指导紧密结合。在建模竞赛前也可以开展对全校理科、专科等培训与指导工作,把数学建模办成体现应用性的典型课程。
总之,在实践教学中,要以学为本,即:树立以学生为主体的地位,从学生的需要出发,教师在教学过程中起启发诱导作用,教师提出目标后充分激发调动学生的主动性、积极性,不断激发学生求知欲望和学习兴趣,不断克服学生学习被动情况,引导他们成为知识的发现者;加强多媒体教学与实验课教学方法的改进,使数学教学更加生动、直观容易理解;培养学生的动手能力,提高学生学习兴趣,扩大了学生的视野,为今后学习后续课程奠定基础。
摘要:数学是学生学习的基础课程,也是学生普遍反映较难的课程。为适应时代对数学应用能力的需要,培养学生解决实际问题的能力,必须加强数学实验课程的设置及教学改革,努力培养学生的应用能力和创新能力。
关键词:数学实验,教学改革,探讨
参考文献
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[2]张永凤.数学模型抽象的过程与方法[J].数学通报.2003,(6)15-17页.
大学物理实验课程教学大纲 篇5
大学物理实验课程教学大纲
课程名称:大学物理实验
英文名称:College Physics Experiment 实验课程编号:110309 课程性质:基础必修课
课程属性:工科各专业本科生必修 教材名称:《大学物理实验》 实验指导书名称:(无)课程总学时:56 实验总学时:56 开设实验项目数:17 总学分:3.5
应开实验学期:一年级第2学期,二年级第1学期 适用专业:工科各专业本科生
先修课程: 高等数学
本大纲主撰人:凌亚文
审核人:王占民
负责人:史 彭
一、课程的目标及基本要求
物理学是一门实验科学。物理规律的发展及其理论的建立,都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验。
为了适应社会飞速发展的要求,需要培养大量有创造性的工程技术人才。为此要求工科大学毕业生,不仅要具有较宽广的基础理论知识,而且还要具有能从事现代科学实验的较强能力。物理实验是学生入学后,受系统实验技能训练的开端,是一系列实验训练的重要基础。因此,在整个物理学的教学过程中,必须十分注意实验技能的训练,物理实验应与理论教学具有同等重要的地位,而不是作为理论课的附属环节。
二、课程实验的目的要求
在一定的物理知识和中学物理实验的基础上,对学生进行实验方法和技能的基础训练。要求学生弄懂实验原理,了解一些物理量的测量方法。要求学生熟悉常用仪器的基本原理和性能,并了解使用方法。要求学生能够正确记录、处理实验数据,分析判断实验结果,并能写出比较完整的实验报告。培养和提高学生观察、分析实验现象的本领和独立工作能力。并通过实验中的观察、测量和分析,加深对物理学中某些概念、规律和理论的理解。培养学生严肃认真的工作作风,实事求是的科学态度和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。
三、适用专业 工科各专业本科生。
四、实验方式与基本要求
实验方式:物理实验课是一门实验基础课,其教学的着重点是严格的基础技能和思维判断能力的训练,而不是对所谓“成果”的追求。物理实验课的基础实验内容基本上都属于验证性实验,即重复前人已有的实验过程。学生在教师的指导下通过实验过程学习实验的理论与技术,提高各方面的能力。
每个实验过程一般都要经历三个阶段:
(1)实验前的预习:为了在规定的时间内完成实验内容,实验者一定要作好实验前的预习。理论准备:从讲义的有关章节和有关书籍了解实验原理。实验者要在课前弄懂有关实验原理,否则,在进行实验时只能机械地按照规定步骤进行实验,尽管能够照猫画虎地取得一些数据,但不会注意到实验方法中的技巧,不能理解实验现象,当然更谈不上深入理解各种现象的本质,并对这些现象进行主动的分析了。
实验仪器的准备:阅读教材中对仪器介绍的有关部分,包括仪器的构造原理、使用方法、注意事项等,做到心中有数。
经过对教材及有关材料的阅读、理解,实验者在实验前应该通过对下列问题的思考来检查自己的预习效果:“这次实验要达到的目的是什么?我应在实验中掌握哪些实验理论和实验技能?在实验中实现预定目的的基本步骤是什么?”实验者应在实验前写好预习报告。(2)实验过程:一般实验课开始时,教师均要作重点问题的提示性讲解。在听讲解时要特别注意弄清预习时未弄懂的有关问题和讲义上未涉及的一些实验技术问题。在这段时间内,教师也会讲一些需要特别注意的地方,或宣布一些在本实验中必须遵守的特殊规定。
实验的第一步是要安装或调整仪器。实验者必须将每件仪器都调整到最好的状态。实验者应了解仪器的性能和使用方法,在调整过程中要仔细、要有耐心。为了使仪器达到最佳的工作状态,调整仪器通常要占用实验的大部分时间。仪器调整好了,测量就会比较顺利。所有的测量都必须记录原始实验数据,即直接从仪器上读到的数据。调整及测量中如遇到有疑问之处,应反复测量,争取发现其规律,并可与指导教师商量、讨论。实验测量结果必须经指导教师审阅。原始数据应记录在报告册的规定栏内。原始数据不能随意涂改,若有记录错误需要修改,应另列记录表格,而不应在原有数据上涂改。
须在原始数据经指导教师检查、签字后,实验者才能整理仪器,离开实验室。(3)书写实验报告:这部分内容是在实验课后完成。实验报告是实验工作的总结,撰写实验报告也是实验能力的一个方面,实验者必须认真完成实验报告中的每个项目中的规定内容。
基本要求:
(1)实验者应在规定时间内进行实验,不得随意迟到或缺席。凡因病需请假者,需将医院证明交给指导教师;凡应事需请假者,应在课前将由院级所开有关证明交指导教师,方可准假。否则,均按旷课处理;
(2)进入实验室后,应将已完成的预习报告放在实验台上,经指导教师检查认可后,方可进行实验;
(3)凡迟到超过十分钟或没有预习或预习不合格者,不得进行实验;
(4)进入实验室后,应注意保持实验室的安静和整洁。实验者应对号入座,不得擅自搬动或使用其它实验台上的仪器;
(5)实验中若发现仪器工作不正常或测量数据不合理,应立即与指导教师联系;
(6)遵守仪器操作规则,注意人身安全和设备安全。光学仪器严禁用手触摸光学表面;电学实验中电路连接好后,应经过指导教师的检查许可后,方可接通电源,否则,自负其责;(7)实验完成后,原始数据经指导教师审阅检查后,方可整理仪器,离开实验室;(8)每次实验后应留两名同学打扫实验室卫生。
五、主要仪器设备
实验项目一:分光计,光栅,汞光灯 实验项目二:电位差计,电压表,电源 实验项目三;CCD密立根油滴仪 实验项目四:杨氏弹性模量测量仪 实验项目五:双臂电桥,标准电阻
实验项目六:示波器,信号源,超声波波速测定仪 实验项目七:迈克尔逊干涉仪,激光 实验项目八:霍尔效应实验仪
实验项目九:指针式毫安表,滑线变阻器,电阻箱等 实验项目十:分光计
实验项目十一:伏特表,安培表,电阻等 实验项目十二:智能转动惯量实验仪 实验项目十三:气垫导轨,气源
实验项目十四:单臂电桥实验半板,检流计,电源,电阻箱等 实验项目十五:示波器,信号源,整流、滤波电路板 实验项目十六:读数显微镜,牛顿环,劈尖,钠光灯 实验项目十七:静电场模拟测量仪
六、考核与实验报告
平时考核:包括学生每次实验的预习情况,实验操作具体表现,实验报告撰写情况等; 考试考核:一般在课程结束后进行,有笔试或实验操作等;
实验课程成绩综合考试考核和平时考核给出,或者由平时实验及报告成绩综合给出(不进行独立考试考核时)。
实验报告:共包括八部分
(一)实验名称
(二)实验目的
(三)主要仪器名称,型号,编号,规格等
(四)预习思考题
(五)原始数据记录
(六)指导教师签字
(七)数据处理
(八)回答问题与讨论
前四部分构成预习报告,实验之前完成;后两部分实验结束之后完成。
七、实验项目设置与内容
实验项目一:
(1)实验名称:衍射光栅的研究(2)实验性质:验证性实验(3)实验类别:基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:观察光栅衍射现象,测量光栅的主要参数和低压汞灯谱线波长。(8)实验目的: 1.观察光栅衍射现象,了解衍射测量技术;
2.测量光栅的主要参数; 3.测量汞灯谱线波长;
4.进一步掌握分光计的使用。(9)主要仪器设备及套数:32台(10)所在实验室:物理实验室 实验项目二:
(1)实验名称: 电位差计的应用(2)实验性质: 设计性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:利用电位差计测量干电池的电动势,校准电流表(电压表)(8)实验目的:1.了解电位差计的测量原理和使用方法; 2.掌握补偿测量法、平衡测量法的特点; 3.应用电位差计测量电学量。(9)主要仪器设备及套数: 32套(10)所在实验室: 物理实验室 实验项目三:
(1)实验名称: 密立根油滴实验(2)实验性质: 验证性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容: 1.调节CCD密立根油滴仪,捕捉油滴,观察油滴的运动
2.测量油滴运动的收尾速度和平衡电压,计算油滴的带电量和基本电荷的大小。
(8)实验目的:1.学习了解CCD图像传感器的原理与应用;
2.通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量,证明电荷的不连续性,并测量基本电荷的大小。
(9)主要仪器设备及套数:16套(10)所在实验室:物理实验室
实验项目四:
(1)实验名称:拉伸法测量钢丝的杨氏弹性模量(2)实验性质:验证性实验(3)实验类别:基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:测量钢丝的杨氏弹性模量。
(8)实验目的: 1.掌握拉伸法测量金属丝杨氏弹性模量的方法;
2.了解放大测量法的特点;
3.掌握光杠杆装置测量微小长度变化量的原理; 4.掌握差数平均法处理资料的方法。(9)主要仪器设备及套数:32台(10)所在实验室:物理实验室 实验项目五:
(1)实验名称: 双臂电桥测电阻(2)实验性质: 验证性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:利用双臂电桥测量低值电阻和电阻的温度系数(8)实验目的:1.了解四端电阻的特征;
2.掌握补偿测量法、平衡测量法的特点; 3.应用双臂电桥测量电学量。
(9)主要仪器设备及套数: 32套(10)所在实验室: 物理实验室 实验项目六:
(1)实验名称: 超声波波速的测量(2)实验性质: 综合性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容: 1.应用示波器和超声波波速测定仪,测量一超声信号在空气中的传播速度。
(8)实验目的:1.学习示波器和超声波波速测定仪的使用; 2.学习驻波法、相位法和双棕法测量波长的特点。(9)主要仪器设备及套数:32套(10)所在实验室:物理实验室
实验项目七:
(1)实验名称:迈克尔逊干涉仪的应用(2)实验性质:综合性实验(3)实验类别:基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:通过使用迈克尔逊干涉仪观察光的等倾干涉、等厚干涉条纹,测量激光波长和钠光黄双线的波长差,使学生进一步掌握光的干涉测量技术。
(8)实验目的: 1.了解迈克尔逊干涉仪的构造原理和调节方法;
2.观察等倾干涉、等厚干涉条纹特点和形成条件; 3.用迈克尔逊干涉仪测量光波波长。
(9)主要仪器设备及套数:16台(10)所在实验室:物理实验室 实验项目八:
(1)实验名称:利用霍尔效应测量元件参数(2)实验性质: 验证性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32
(6)开出要求:必修
(7)实验内容:利用霍尔效应实验仪观察磁电效应现象,测量磁场及元件参数。(8)实验目的:1.了解霍尔效应测量磁场的原理和方法; 2.观察磁电效应现象;
3.学会用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法。(9)主要仪器设备及套数: 16套(10)所在实验室: 物理实验室 实验项目九:
(1)实验名称: 万用电表的设计与定标(2)实验性质: 设计性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:4(5)每组人数:32
(6)开出要求:必修
(7)实验内容: 练习以指针式毫安表为显示器的万用电表的设计与组装(限于直流电流、直流电压、电阻和交流电压4种功能)。(8)实验目的:1.掌握万用电表的基本原理和设计方法; 2.学习万用电表的组装和定标。
(9)主要仪器设备及套数:32套(10)所在实验室:物理实验室
实验项目十:
(1)实验名称:分光计的调整与使用(2)实验性质:验证性实验(3)实验类别:基础实验(4)实验学时:4(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:调整分光计,验证光的反射定律。(8)实验目的: 1.学习分光计的调整方法;
2.学习分光计测量角度的方法。(9)主要仪器设备及套数:32台(10)所在实验室:物理实验室 实验项目十一:
(1)实验名称:伏安法测量元器件的电阻值(2)实验性质: 验证及设计性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:用伏安法测出线性及非线性电阻元件的伏安特性曲线,并对电表引入的系统误差进行修正。
(8)实验目的:1.掌握电阻元件伏安特性的测量方法,了解线性、非线性电阻的特性; 2.了解伏安法测量电阻的方法误差、阻值修正及电路的选择; 3.掌握常用的电学仪器的使用方法。4.掌握作图法处理实验数据的方法。
5.设计非线性电阻的伏安特性测量方法及数据采集方法。
(9)主要仪器设备及套数: 32套(10)所在实验室: 物理实验室 实验项目十二:
(1)实验名称:扭摆法测量物体的转动惯量(2)实验性质: 验证性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:使物体作扭转摆,由摆动周期及其它参数的测量计算出物体的转动惯量。(8)实验目的:1.用扭摆测量几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数,并与理论值进行比较;
2.验证转动惯量平行轴定理。
(9)主要仪器设备及套数:32套(10)所在实验室:物理实验室
实验项目十三:
(1)实验名称:速度和加速度的测量(2)实验性质:验证性实验(3)实验类别:基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:本实验简要介绍气垫导轨的结构、性能,并从实验教学的角度讨论速度、加速度的测量。
(8)实验目的: 1.掌握气垫导轨和光电计时装置的调整与使用方法;
2.了解低摩擦情况下研究力学问题的方法;
3.掌握在气垫导轨上测量物体速度和加速度的方法; 4.掌握测量瞬时速度的方法。
(9)主要仪器设备及套数:32台(10)所在实验室:物理实验室 实验项目十四:
(1)实验名称:单臂电桥测电阻(2)实验性质: 设计性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:自组单臂电桥测量电阻(8)实验目的:1.设计单臂电桥;
2.掌握用单臂电桥测量电阻的原理、方法; 3.了解平衡测量法的特点。(9)主要仪器设备及套数: 32套(10)所在实验室: 物理实验室 实验项目十五:
(1)实验名称:双踪示波器的使用(2)实验性质: 验证性实验(3)实验类别: 基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:用双踪示波器观察电信号波形及测量电信号的电压及频率
(8)实验目的:1.了解示波器的基本结构和工作原理、掌握示波器的调节和使用; 2.掌握用示波器观察电信号波形的方法; 3.掌握用示波器测量电信号的电压和频率的方法;
4.了解示波器图像跟踪测量技术。
(9)主要仪器设备及套数:32套(10)所在实验室:物理实验室
实验项目十六:
(1)实验名称:等厚干涉的研究(2)实验性质:验证性实验(3)实验类别:基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:观察等厚干涉现象,了解等厚干涉特点,加深对光的波动性的认识。(8)实验目的: 1.观察等厚干涉现象和特点,加深对光的波动性的认识。
2.学习利用干涉现象进行干涉计量; 3.用牛顿环测透镜的曲率半径;
4.用劈尖干涉测量微小厚度和检查玻璃表面的质量。(9)主要仪器设备及套数:32台(10)所在实验室:物理实验室 实验项目十七:
(1)实验名称:用稳恒电流场模拟静电场(2)实验性质:验证性实验(3)实验类别:基础实验(4)实验学时:3(5)每组人数:32(6)开出要求:必修
(7)实验内容:本实验是仿造一个电流场(称为模拟场),用探针去探测模拟场从而间接地测绘出静电场的分布。
(8)实验目的:1.了解模拟的概念和使用模拟法的条件; 2.熟悉均匀导体内稳定电流场的一些特点;
3.掌握用模拟法测量和研究二维静电场的基本方法;
4.测量给定形状的电极间的电场分布,加深对电场强度和电位概念的理解。(9)主要仪器设备及套数: 16套(10)所在实验室: 物理实验室
八、说明
院(系)名称:理学院
主管院长签字: 实验室名称:物理实验室
实验室主任签字: 实验室地点:逸夫楼
填表人签字:
联系电话:82201498-8313
小班化实验课程教学改革 篇6
关键词:教学改革;生物科学与转化医学;生物学综合实验
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0045-02
秉承兴趣为导向的教学模式,贯彻因材施教、个性化培养的教学理念,生物科学与转化医学实验课是基于导师根据学生的兴趣,针对性、个性化地设计培养课题的基础上,具体、分步骤地完成、实施课题的实验基础课程。现代生物学综合实验以前是以示教为主,为了锻炼学生的动手能力,和生物科学与转化医学实验一样,学生们根据兴趣选择不同的实验室,实行小班化授课。每个实验室学生人数不超过4人,具体到每个实验室再根据学生兴趣分成小组,每组人数不超过2人[1]。
一、课程性质与目的
传统的实验课程有规范统一的实验教学大纲、实验指导手册,一般是一个班级学生分成几个大组,老师示教,学生跟着操作的方式完成。基于生命科学发展较快,尽管常规的技术方法是一定的,但如何将这些技术方法运用到实际的课题研究中来,在做自己感兴趣课题过程中学习实验技术、方法一直是教学改革的重点内容。这两门课程均是实践操作性课程,通过学生亲自动手操作与教师示教的方式,使学生熟悉和掌握生命科学基本实验/技术方法,促进理论知识与实践技能有机结合。通过实验课程的实施,在实验教学中模拟科研情景,开展研究型实验教学。同时通过实验,学生模拟了一次相对完整的现代生命科学研究的过程。从实验技能培训、综合实验选题、实验方案设计到科研工作的实战演练,全面培养学生科研的思维和系统组合各种实验技术来实现科研目标的能力。
二、教改内容与方法
避开常规实验教学的统一要求,小班化实验教学更注重学生能力及兴趣的培养。在课题研究过程中完成常规实验技术、方法的教学工作,以学生动手操作为主,培养学生们在实际操作过程中发现问题、思考问题、解决问题的能力。
1.能力的培养。一个学生所需要的能力,针对实验课而言,首先,学生需要有一定的动手操作能力,对一般的实验仪器要懂得它的使用方法;其次,是对实验主要内容深刻理解,对实验的每一个步骤知其然并知其所以然,最终取得好的实验结果;最后,也是对学生能力要求最高的,就是能根据一定的实验要求,通过查阅文献,设计出一套完整实验方案。激发学生学习能力的提升,尤其加强学生们自学能力的培养尤其重要。学生们反馈证明以兴趣为导向的小班化实验课程开设切实有效地培养学生的自学能力。在对全部开设课程无记名反馈时,小班化实验课程得分最高,学生们最受欢迎[1]。
2.兴趣的培养。兴趣是学生学习的催化剂,当学生对所学的内容感兴趣时,就可以改变被动的局面,做到主动学习,克服学习过程中的困难,主动掌握知识。基于对学生个性化的培养,生物科学与转化医学实验这门课在设置上努力做到个性化培养。学校安排学生与学院的导师见面,通过与导师的面对面的交流,使学生了解导师们的研究方向,学生可以从中选择自己感兴趣的方向。经过与导师之间的双向选择,最终确定学生自己该门课的研究方向。老师根据学生的兴趣制订此门课程个性化的教学大纲。学生们根据自己的兴趣,选择感兴趣的基因及不同的实验室,根据不同的实验室特点去构建相应的质粒、在不同的模式动物中进行相关基因功能表达的实验[2-3]。在整个课程的学习过程中,都充分地发挥都突出了学生的主体地位,将学习的主动性和学习的积极性有机结合起来,再在实验过程中动手操作加深对理论的理解,将兴趣贯穿于课程学习的始终。
3.课题设计思路的培养。“授之以鱼,不如授之以渔”,这句话说明,要想帮助他人解决难题。还不如传授给他人解决难题的方法。在小班化实验教学过程中更注重这种解决问题方法的培养。在教学上,如果仅是掌握实验技术、方法,那培养的是优秀的技术员,而学生的培养,通过小班化实验教学,更希望他们学习如何设计课题、发现问题、解决问题。在这个学习过程中,学生可以与导师或指导老师进行沟通,导师、指导老师将对学生的想法及设计的实验方案的可行性进行评判及指导。在这样反复实践的过程中,让同学们通过阅读文献,了解课题设计的整体思路。
三、考核方式
由于学生参与的是不同的课题,在整个课程的学习过程中,涉及的实验方法与技术不尽相同,因此,这门课程的考核将更接近对学生实际能力的考察,考核的指标主要有实验记录、实验报告和最终取得的实验结果。实验记录与实验报告是对整个实验过程的书面记录,同时也需要学生在实验过程中,进行不断地分析和总结,才能使实验顺利进行。同时,对实验结果也必须进行考核。一个实验包括了目的、方法和结果,每一个结果都是对一个小问题的解决,实验结果的好坏,与学生在实验过程中的实验设计构思、动手操作能力等息息相关。关键是看当遇到问题时学生们是怎样去解决问题,怎样去思考问题,以及解决问题的可行性。在学期期末,学生们对这一学期自己的实验结果进行汇报,形式是以小组PPT形式汇报,导师和指导教师参与打分、评价,对学生进行综合评价,但突出考查学生以下几个方面:准备充分,多媒体制作规范,运用是否得当,效果;演讲时精神饱满,有感染力;演讲时思路清晰,逻辑合理,内容充实,重点突出;演讲内容中有自己的思考、联想和创新启迪;回答问题正确;如果是团队,团队分工是否合理,合作是否密切等[4]。
四、问题及不足之处
小班化实验教学开展以来,和传统的实验教学相比较,学生们反馈这种以提升学生能力培养、参与兴趣课题为导向的小班化实验教学较好。然而,在小班化教学过程中也有诸多不足的地方。首先,较传统的大班教学,小班化教学要投入更多的人力、财力,传统教学只要配备一个教师、一个助教,小班化实验教学目前分到10个实验室,基本是每4个学生配备一个教师、一个助教。而小班化实验授课要投入更多的财力。其次,小班化实验教学因在不同实验室完成,学生们掌握的知识内容不一,实验内容不尽相同,在汇报实验结果时,各有各的特色,对实验结果的考核提出了更高的要求。如何制订考核标准是目前面临的问题之一。再次,教学效果不一,有平时学习成绩较好的学生,如果不动手操作,不积极阅读文献,不主动探索问题,在结果汇报过程中就会明显表现出来,不像传统教学,有统一的实验大纲、实验手册,学生们在考试前背背书就可以应付考试,但小班化实验教学因是全新的教学模式,环环相扣,没有死记硬背的东西,着重考核学生的综合能力。
生命科学是一门实验为基础的学科,而生命科学与转化医学实验、现代生物学综合实验课程正是学生在实验室中将课堂所学知识转化为自己吸收知识的一种很好的方式。随着课程改革的进行,课程的设置必将朝着更适合学生的学习习性发展。尽管在教学过程是碰到诸多问题,也有在教学改革过程中的不足之处,但只要是有利于学生学习的获取,有利于学生能力的培养,有利于学生素质的提升,小班化实验教学就有开设的必要。诸多问题及不足可以在教学改革的积累过程中逐步得到解决。
参考文献:
[1]陈平,黄转,苏雅娟,王美艳,刘志学.激发学生兴趣,提升创新能力的教学改革探索[J].教育教学论坛,2012,(7):104-105.
[2]杨瑾,季宜敬,金俊阳,崔锐博.激发兴趣,开启心智,促进大学生创新能力的培养[J].实验技术与管理,2011,28(3):154-157.
[3]张正峰.提高师范生公共教育学学习兴趣的对策研究[J].教育探索,2009,(10):45-46.
基金项目:同济大学教学改革项目“生物科学与转化医学实验课程建设”(2000104041);同济大学教改项目:“生物学综合实验课程建设”(2000104039)
园林课程实验教学改革初探 篇7
众所周知, 当今社会是一个适应学习型社会, 而自主学习是适应学习型社会最有效的学习方式。目前, 在园林学这一实践性非常强的专业中, 虽然园林实验课在历次实验教学改革中成果累累, 但仍然存在一些问题, 为了更好培养合格人才以满足不断发展的社会需要, 笔者以改革教学模式为核心, 对园林实验教学内容及教学过程进行改革尝试。
2 园林规划实验教学改革实践
2.1 改革教学模式, 加强学生动手能力
目前, 园林实验教学内容多是“验证性”实验, 还有少部分观摩教学。其实验内容往往是教师详细讲解实验的步骤、原理后, 学生被动地进行验证。这种“程序化”的实验操作过程, 并不利于学生获取知识能力的培养, 更不利于学生积极性的激发和创新意识的培养。而园林学实验不同于动物、植物实验, 实验准备要求高, 实验时间长, 实验方式多样, 多为综合性实验。
因此, 笔者针对这一情况, 对现阶段的实验择其教学精髓、弃其流程糟粕, 对教学模式进行了有益的尝试和摸索:“一方面将教师工作定义为原理释疑为主的实验规划者;另一方面, 将学生定义为自设实验流程协作方案与实际操作的实验合作者。”这样一来, 无形之中对综合性、设计性实验的比例就进行了调整, 而且便于教师高屋建瓴的引导学生学习流程, 使学生能及时思考观察, 有更多机会动手操作。这对培养学生的创新意识和创新能力, 是极为重要的一种举措。
其基本流程如下:“首先, 教师先用较短的时间组织教学, 讲解实验原理及实验目的, 把多数时间留给学生, 以体现学生自主学习的主导地位;其次, 学生在授课完毕后, 查找各类文献资料并自设包含授课内容的实验流程协作方案, 再由教师加以指导并完善实验方案, 期间可再组织学生进行交流讨论该实验的目的和要求;最后, 学生依照所设计的实验方案进行实验, 并最终整理实验结果, 完成实验报告。”
例如, 在菊花花期调控这个实验中, 传统的教学是让学生购买菊花幼苗, 在室内环境下观察其生长形态的变化。而在实验改革探索中, 我们选取在户外苗圃场, 让学生自行协作分工管理一个单位的菊花幼苗, 在熟练工人的协助下, 从土壤混装上盆、幼苗栽植、花枝修剪、花期控制等各个方面让学生全程参与。这切合实际环境的教学模式, 不仅使学生的学习主动性大为增加, 更极大的加强了学生的动手能力, 观察能力, 独立思考和分析问题能力。
2.2 改革教学手段, 提高学生的自主学习能力
在园林实验教学中, 由于教学时数、经费等条件的限制, 某些实验 (如园林制图施工) 很难让学生亲自操作, 而传统的教学往往是以教师口头介绍的方法来传授此类实验, 既抽象又枯燥, 难以达成实验教学的目的。为解决这一问题, 笔者就教学手段方面加以改革探索, 主要采用以下方法和手段:对实验内容关键原理进行课堂讲解, 对于难以在现有条件下实现的实验操作则以模拟式现场教学并以相关资料为辅助, 让学生亲自操作为主来完成实验内容。
例如, 在园林制图平面图绘制这个实验中, 由于缺乏实际工地测绘的基础条件, 往往只能按图索骥, 用平面图来描绘平面图, 而这种教学形式是很难调动起学生的自主学习能力。而在实验改革探索中, 我们放弃单纯的教学文字讲解, 而是寻求现场模拟式教学再辅以关键原理的课堂讲解。
在这个基础上, 笔者引导学生在校内区域中选取与平面图相似的地块, 让学生自行协作分组, 从资料查阅、实地测量、绘图步骤等各个方面让学生自行分组规划实施。通过这一系列的教学手段, 学生将自行处理一些实验的未知问题, 使学生较好的明确了实验步骤, 加强了学生查阅和整理资料的能力。最后, 通过不断地自主学习, 培养了学生查找资料、独立思考、概括总结等自主学习必备的能力, 并使学生从实验中认识到自身的不足, 体验到了科学探究的自我评价和反思精神。
2.3 改革评价标准, 全面考核学生的综合能力
教学评价的主要目的之一是评定学业成绩, 而学业成绩的评定务必追求全面客观地评价学生的综合能力。笔者在改革评价标准中, 为避免单一考试成绩评定的标准, 加强学生的综合练习能力, 使用多元评价法, 从定量、定性两个角度, 制订各项成绩评定的计分点, 最后才得出评价。
首先, 变换实验课实操成绩所占的比例, 从以往单纯重视实验报告, 变化为兼重现场操作和实验结果。其中的比例换算, 视实验类型而定。其次, 制订各项成绩评定的依据:“ (1) 实验的结果的准确性 (2) 学生自行打分的现场操作分析与讨论 (3) 实验的步骤流程的连贯性 (4) 最后, 必须用自己重新组织的语言或流程图来表达整个实验。”通过这些方法使学生养成良好的学习习惯, 重视每一次的实验, 全面提高综合的实验操作技能。
3 结论与总结
通过上述实验改革, 在以下几个方面得到较好的结果:
(上接第180页) 因而, 笔者根据这些分析, 提出相应的建议。
3.2 建议
(1) 教师要在自身对田径运动的本质价值深刻地理解上, 引导学生重视田径运动本身的意义。[4]在各种体育项目冲击田径运动的情形下, 唯有充分展示田径在提升人的毅力、耐力, 以及修身等使用价值以及精神价值上的优势, 才能让中学生提高对田径的兴趣, 并投入更多的时间。比如对于田径中长跑的健身作用是其它运动项目无法替代了。体育教师可以说“长跑能提高心血管系统机能与呼吸系统机能、加快心肌代谢和提高心脏工作能力、防范疾病的健身功能”。更为重要的是, 多次长跑能培养人克服困难, 形成积极乐观的精神态度、磨练顽强的意志等精神价值。
(2) 学校当适时地建设田径场地, 并派专人不定期地维护。在学生数量激增的情况下, 当扩大场地的面积。合理地安排上课课程表, 避免众多班级上体育课的时间过于集中而造成学生上课时无立锥之地。学校要及时维修已经陈旧、受损的运动器材, 避免因器材的破败而导致潜在的危险。在器材不足时, 学校要建立专项资金, 及时购买一些实际价值较 (1) 有效避免了可能产生的学生只为完成实验而实验, 甚至自己不动手, 完全依靠同学的现象。 (2) 加强了学生自主学习水平, 因为实验内容是由学生自己参与制定的, 在实验前学生能够做到提前预习, 并充分考虑实验中可能的情况。 (3) 与教师的互动程度较高, 远较常规实验中只能被动的接受知识的情况为优。 (4) 提高实验质量, 因为在常规实验中, 每一步基本上都有一定的流程, 学生查阅资料或规划思路有较大的局限性, 相对比传统的实验思路范围较为宽泛。
上述教学改革的实践, 有利于学生的创新意识和创新能力的培养, 使园林实验教学效果得到较大的提高。但在改革过程中, 某些问题, 如怎样制订出客观合理的评定量表, 如何观察学生的平时表现等, 仍有待进一步的探索与思考。
参考文献
[1]李艳, 左金淼, 王鹏.高职高专园林规划设计课程建设探讨[J].现代农业科技, 2011, (04) [1]李艳, 左金淼, 王鹏.高职高专园林规划设计课程建设探讨[J].现代农业科技, 2011, (04)
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[6]马金贵.高职园林技术专业课程体系设置和教学研究[J].唐山职业技术学院学报, 2008, (02) .[6]马金贵.高职园林技术专业课程体系设置和教学研究[J].唐山职业技术学院学报, 2008, (02) .
重视实验教学 推动课程改革 篇8
在新课程改革背景下的高中化学实验教学, 实际已处于一个十分困难的境地。现在多数普通高中存在着受课时安排的限制, 各模块中的演示实验、分组实验、探究活动的时间得不到保证, 很多可以进行分组的实验基本变成了演示实验, 演示实验又用一些课件进行展示, 有的甚至于以讲实验代替做实验。这些现象在实行新课程改革后变得更为突出, 新课程改革降低了原教材对化学理论的要求, 但本应得到加强的实验未能加强。
一、化学实验教学存在的问题
(一) 教师对新教材中实验教学的错误理解
实际上新教材对学生的动手活动给予了足够的重视, 在编排时都有很多栏目, 如“观察与思考”、“活动与探究”、“交流与讨论”, 还有“问题解决”、“调查研究”等都给学生的实验探究留下了空间, 但由于教材对实验没有严格的规定, 这使得教师对实验教学带来了误解, 多数教师认为这些课本实验可做可不做, 那么分组实验可变成演示实验, 演示实验可以用其他方式展示, 甚至不做。
(二) 教师的教学理念落后
由于传统教学思想等多方面的原因, 教师的教学观念、教学方法相对落后, 实验教学得不到应有的重视, 许多教师认为实验教学费时、费力, 在黑板上讲实验也能让学生通过高考, 于是, 实验往往通过教师讲实验和学生背实验原理的方式来完成。
(三) 教学内容的安排不当
实施新课程改革以来, 教育主管部门进一步强调规范办学, 课时量少, 用于化学实验的课时量更少, 除法定假日和考试及试卷评讲外, 比教参建议的课时还少, 而一些生源质量不太好的学校, 又必须对学生上课和作业中集中出现的问题进行订正, 时间就会特别紧, 教师也就自然将学生探究实验改成了演示实验, 学生分组实验也只能另想办法了。
二、提高化学实验教学效率的策略
目前中学化学实验教学现状与新课程改革的精神不配套, 严重背离新课程改革的目标, 要改变这种教学完全围着考试转的观念, 严格执行新的课程标准, 加强实验教学就必须要使所有的化学教师充分意识到实验教学对培养学生能力的重要作用。可从以下几个方面着手。
(一) 重视实验教学, 认识实验教学的意义
化学是一门实验科学, 化学实验不仅可以成为学生获取直观感性知识、积累直观感性经验的源泉, 而且也是培养学生观察能力、分析能力, 培养学生科学的观念及实事求是、严肃认真的科学态度, 让学生通过化学实验进行化学规律探索活动的一种重要手段。实验教学更能充分调动学生积极主动地参与学习。通过以化学实验为主的多种探究活动, 使学生体验科学研究的过程, 激发学习兴趣, 强化科学探究, 促进学习方式转变, 培养学生的科学素养和实践能力。
(二) 认真学习, 精准把握课程标准
普通高中化学课程标准对相关知识做出了明确的要求, 为解决教学中的课时不足提供了条件, 只要在具体的教学过程中, 严格根据新课程标准对知识的层次要求, 对相关知识的学习不强调一步到位, 那么, 在高中教学中还是有时间完成教材所规定的探究实验的。
(三) 学习新课程理论, 实现新课改的目标
新课程改革的核心目标是改变课程过于注重理论知识传授的倾向, 强调形成积极主动的学习态度, 使学生在获得基础知识与基本技能的同时学会学习和形成正确的价值观。即从单纯注重传授知识转变为引导学生学会学习, 学会合作, 学会生存, 学会做人, 打破传统的基于精英主义思想和升学取向的过于狭窄的课程定位, 而关注学生全面的发展。为此, 要求教师应从过去单纯重视知识的传授者, 转变为学生学习的组织者, 在教学中为学生构建一种自主、探究、合作、民主平等的学习模式。在此过程中, 化学实验是一个重要的载体, 必须要加强。
(四) 注重思维能力的培养
现行化学教材对每个具体的化学实验, 一般都是采用介绍性地叙述, 缺乏对学生思考的激发和引导。因此, 教师备课时要善于透过课本里叙述性的文字, 将隐含在其中的素质教育因素挖掘出来, 设计层层激发学生思考的问题, 诱导他们探究。学生对化学实验都颇有兴趣, 但往往只是好奇心驱使所致, 由于观察实验时目的不明确, 不善于集中注意力观察那些主要现象, 教师在组织学生进行化学实验活动中, 要培养学生养成据实完成实验报告的良好习惯, 即使实验失败或出现异常, 也要按观察的实情填报实验现象和结果, 然后及时分析失败或异常的原因, 从分析原因的过程中锻炼思维。只要化学教师提高对化学实验教学的认识, 充分认识到实验教学是培养学生的创新意识和创新思维最有效的方法, 新课程标准下的高中化学实验教学就一定能走出困境。
开发课程资源促进生物实验教学 篇9
一、利用身边的废弃物自制实验器材
(1) 自制培养皿。常用的培养皿是玻璃制品, 容易被打碎而且价格也较高。于是, 我发动学生找材料, 并告诉他们具体的制作方法。比如, 找两个口径不同的饮料瓶 (塑料的) , 从底部向上4厘米处用刀子平切, 切好后削平边缘, 然后合在一起, 培养皿便做成了。这样的培养皿, 可用于“制作临时装片并观察植物细胞结构”等实验。 (2) 自制昆虫针。取一条自行车废旧闸线, 剥去外皮, 将钢丝撒开待用, 将拉直的钢丝剪成4cm的小段, 一端磨尖即可。让学生动手参与制作实验仪器和标本, 本身就是培养学生动手能力的一个过程。这既为学校节约了资金, 也为学生实验提供了充足的材料仪器, 一举两得, 收效显著。
二、利用废弃物改进演示实验
人教版七年级上册第三单元《生物圈中的绿色植物》第四章《绿色植物是生物圈中有机物的制造者》第二节《绿色植物对有机物的利用》这一节中, 有很多的演示实验。其中有一个实验, 是验证萌发的植物种子能产生二氧化碳。课本上的实验装置相对复杂。我的做法是找两个同样的矿泉水瓶子, 分别编号为1号瓶和2号瓶, 1号瓶里面装入半瓶黄豆, 并倒入适量的凉水, 然后, 用塑料薄膜封闭瓶口, 放在温暖的环境中待用。2号瓶中装入等量的黄豆不加水, 和1号瓶放在一起作为对照, 一天后就能使用。演示时, 找两个塑料管和两个试管, 在试管中放入等量的澄清的石灰水。然后, 用一只塑料管把1号瓶与其中的一个试管相连接, 塑料管要插到试管底部, 轻轻挤压矿泉水瓶, 试管中的澄清的石灰水变浑浊。再用2号瓶重复上面的实验, 澄清的石灰水不变浑浊。这样, 就能很简单地证明萌发的种子能产生二氧化碳。改进的实验比原实验, 有材料容易得到、实验现象明显的特点, 我经过多次使用效果很好。
三、把校园植物引进课堂提高演示实验的效果
计算机实验课程教学的改进 篇10
计算机专业的课程主要分为基础课程和专业课程, 其中基础课程是面向全院学生的, 比如说《计算机文化基础》和《VB程序设计》等;而专业课程只是针对于计算机专业的学生, 如《计算机网络》和《软件工程》等。无论是基础课程还是专业课程, 大部分都需要教学与实验相结合来实施教学, 教学主要的场所是教室, 而实验主要的场所就是机房。在机房上实验课程主要是将在教室上课学过的知识应用于实践, 已达到巩固和扩展所学到的知识这个目的。所以, 实验课程的教学至关重要。
实验室教学管理体制中存在的问题
1.授课老师与实验教学老师缺乏沟通。由于我校刚刚起步, 专职老师很少, 而学校的工作量繁重, 完全由本学校的专职老师来完成是不可能的事情, 所以目前我校聘请了很多兼职老师, 兼职老师一般是负责教室授课, 而相应的机房实验教学则是由本校的专职老师完成。由于同一门课程授课老师和上机实验老师的不同, 虽然有教学计划, 但主观原因常常无法预料, 所以会常常导致授课和实验的内容不一致。比如说《VB程序设计》这门课, 实验老师按照实验教学的进度进行, 结果经常授课老师还没有教授完实验的内容, 导致学生做实验很盲目。
2.机房老师及实验教学老师责任感有待加强。每个机房都有固定的机房老师负责, 每次实验室上课的时候, 机房老师只是开机房门关机房门, 中间上课时间机房老师都在办公室, 不到机房巡视。而实际上机房老师应该配合实验老师把本堂课上好, 至少起到维护纪律的作用, 尤其是在大机房, 纪律显的尤为重要。
许多老师认为实验教学的重要性低于课堂授课, 所以到了实验教学的时候感觉很轻松, 给学生布置实验内容以后, 就一直在教师机位置上, 干自己的事情。对学生做的怎么样不闻不问, 而现在的学生自制力比较差, 三本院校的学生自制力远远低于一本、二本的学生, 所以实验老师如果不督促和监督好他们学习的话, 他们也就把实验课当成玩的课, 起不到实验教学的作用。
3.实验室教学纪律松散。许多学生认为上实验课不重要, 思想上松懈, 态度不端正, 所以往往会出现学生不充分利用机房中的机器好好学习, 而是玩游戏、聊天的情况居多。
改进思路
由于兼职老师只是授课, 非授课时间一般都不在学校, 与实验教学老师很难见面, 达不到互相沟通的目的。为此, 开学伊始应要求兼职老师和相关的实验教学老师见面, 规划该学期该门课的上课与上机事宜, 同时约定每周至少沟通一次, 当然沟通方式由双方定, 比如说每周约定时间见面或者电子邮件联系等方式, 也可以在每个机房放置一个本子, 里面记录上机的情况, 包括内容、进度及出现的问题等, 授课老师可以在随意时间去相应的机房查看有关实验课的情况。
同时, 机房老师要与实验教学老师在提高自己的业务水平的同时, 也应提高自己的业务素质, 应具备高度的敬业精神、奉献精神。只有热爱自己的本质工作才能把全部的精力投入到工作当中, 才能在平凡的岗位创造不平凡的业绩。
实验教学老师在备好实验课的同时, 应尽最大努力使每一位学生都掌握实验课的内容。所以上实验课的时候, 给学生分配完本次实验课的内容后, 应该积极地询问学生是否有问题, 对成绩比较差的学生要耐心的指导, 成绩比较好的学生要给你扩散性思维指导, 激发出学生的创新能力, 同时也要抓好课堂纪律, 坚决制止打游戏、聊天等行为, 不能听之任之。而作为机房老师也应该具备相关的知识, 与承担实验的教学老师一起对实验的各个要素进行整体设计, 以形成结构与功能最优化的教学系统。在上实验课期间, 不能只是负责开机房门关机房门, 应该在机房积极地配合教学老师, 认真回答学生的提问, 同时维护好课堂纪律。
在教师抓好纪律的同时, 也应采取措施规范学生, 可以制定一些规则来约束学生, 比如发现打游戏的在进行口头制止时并记录其姓名与学号等措施, 学生有时候也是需要吓唬的。
结束语
计算机专业的实验课程很多, 也很重要, 如何才能真正的发挥实验课程的作用, 不但是学生所有面临的问题, 更是承担实验课的教师和机房人员所有面临的问题。只要学生和教师积极配合, 互相努力, 才能提高实验室的利用率, 更好地实现教学服务。
摘要:本文从计算机实验课程目前教学存在的问题入手, 提出了相应的改进措施, 以提高计算机实验室的教学效果。
关键词:实验课程,实验教学,实践
参考文献
[1]张永兵.教学实验导论[M].济南:山东教育出版社, 2002.
[2]曲海粟.对实验队伍建设的思考[J].实验技术与管理, 2002.
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