多层次实验教学模式

多层次实验教学模式（精选12篇）

多层次实验教学模式 第1篇

关键词：高校多层次电子电工实验教学体系,问题研究,建设

一、多层次电子电工实验教学体系的建设意义

高校多层次电子电工实验教学体系是高校整体教学过程中的重要组成部分, 是直接主导整个高校教学过程中教学质量以及教学方向的一项根本性举措。教学体系建设中的各个环节都极大程度地影响了高校教学过程中各项工作的开展, 一旦存在疏漏, 则极有可能颠覆高校素质化教学阶段的设计工作。因此, 高校多层次电子电工实验教学体系的建设也是高校实现素质化教学模式的主要继承点。而且, 近几年来, 由于我国社会主义现代化建设工作的不断落实, 也直接给以了高校多层次电子电工实验教学体系的建设工作扎实的科技基础。同时, 在现今科教兴国这一伟大战略目标给以各高校带来的压力不断增大, 教学资源在我国科教兴国这一伟大战略目标的落实下日渐紧缺的环境下, 高校多层次电子电工实验教学体系更成为现今高校教学高效化进程中的一项最主要工作了。由于教学资源的不断紧缩, 高校所受教学环境的限制也愈来愈大。如何在保证教学资源足够充足的同时保证教学过程中的教学质量, 是对我国高校多层次电子电工实验教学体系的一个重要考验。

二、我国高校多层次电子电工实验教学体系建设工作中所存在的问题

1. 建设观念较为模糊。

就我国目前现状而言, 我国部分高校在开展多层次电子电工实验教学体系建设工作的过程中往往存在着较为模糊的教学观念。在建设的过程中并没有深刻的了解到高校自身的教学定位, 使得整个多层次电子电工实验教学体系建设工作往往会出现教学矛盾等现象, 在没有突显多层次电子电工实验教学体系建设工作的系统性优势的同时, 也不能够保证传统教学体系的稳定性。此外, 部分高校在推行多层次电子电工实验教学体系建设工作的过程中往往也没有认识到高校自身的教学目标, 建设的过程中也没有一个明确的教学方向, 只通过建设工作来扩大高校自身的教学系统规模, 使得整个高校多层次电子电工实验教学体系建设工作流于形式, 甚至出现教学系统得不到有效控制的现象, 直接导致了整个高校的教学效率低下。这归根到底, 都是由于高校教职人员对建设观念的模糊所造成的。

2. 科技运用能力的不足。

科技运用能力是决定高校能否落实科教兴国这一伟大战略的一个重要因素。就我国目前现状而言, 大部分的高校在多层次电子电工实验教学体系建设工作的过程中往往会因为科技运用能力的不足而滞碍了整个建设的进度。多层次电子电工实验教学体系建设工作对于高校的科技运用能力的要求是极高的, 而科技运用能力也是整个多层次电子电工实验教学体系建设工作的支撑主体。假如在没有科技运用能力的环境下, 整个多层次电子电工实验教学体系建设工作的优势就得不到有效的发挥, 且同时也会滞碍了高校整体教学运作, 严重降低了高校在教学过程中的教学成效发挥。

三、多层次电子电工实验教学体系建设关键点

1. 多层次电子电工实验教学体系规划的编制。多层次电子电工实验教学体系规划的编制在近几年来的高校多层次电子电工实验教学体系中得到了极为广泛的认可, 其能够清晰、准确且具体地反映出整个高校教学的实验教学要点以及教学的不稳定因素。而要保证高校教学过程的教学质量, 首要工作就是对其实验教学要点以及不稳定因素进行分析, 只有在能够清晰、准确且具体地反映出实验教学要点以及不稳定因素的特点的前提下, 整个高校多层次电子电工实验教学体系才能够更具实际意义而不流于形式。因此, 编制多层次电子电工实验教学体系规划则可以起到稳定高校教学过程教学实效的作用。

多层次电子电工实验教学体系规划不仅是保证我国高校教学实效的一项重要工作, 也是我国高校多层次电子电工实验教学体系建设的基础, 其对高校多层次电子电工实验教学体系所需的不稳定性因素分析工作有着重大的影响意义。教职人员在编制多层次电子电工实验教学体系规划进行不稳定性因素分析工作的过程中, 必须严格控制其可靠性。这就要求教职人员必须拥有足够的教学经验作为支撑, 对多层次电子电工实验教学体系规划的各个要点有一个深度的了解, 并能够清晰准确地分析出多层次电子电工实验教学体系规划的编制可靠性, 使整个多层次电子电工实验教学体系规划的编制更具实际性意义。但就我国目前现状而言, 多层次电子电工实验教学体系规划的编制在我国高校多层次电子电工实验教学体系中仍然处于发展阶段。规划内容的模糊问题随着我国高校多层次电子电工实验教学体系的建设模式的不断发展也日渐凸显, 且在高校多层次电子电工实验教学体系的迫切性需求下, 高校教职人员往往并没有对高校的教学体系现状作出合理、有效、客观的评估。在学生自身也没有能够很好地认识到多层次电子电工实验教学体系规划的专业性, 在参加规划讨论的过程中较为盲目, 使得整个多层次电子电工实验教学体系规划的编制实效得不到有效控制。

2.实验教学课程体系。以基础、设计、综合应用、创新四个实验教学课程群为核心, 对专业课程实行课程群建设。每一个课程群中有1名以上重点岗位教师担任责任教师, 具体负责课程群的课程建设, 确保“点、线、面、体”多层次教学体系的形成及实验教学效果。如图1所示。

3. 实验室建设的思路。以浙江师范大学的实验室建设为例, 新的实验教学体系和新的教学方法, 需要新的实验室配置和新的管理体制支撑。为了适应新的课程体系独立设课、自成体系的要求, 实验室建设过程中执行“并、整、增、扩, 效、人”的六字方针。将原来依附于理论教学某一门课程的实验室进行合并;将原来依附于课程的实验内容及实验室布局进行重新整合;为新增的教学内容增添相应的设备条件, 新增应用性、实用性、综合性、研究性、创新性实验设备;将仪器设备台套数、实验室面积、生均值等项指标扩充达到标准化建设的要求。实验教学中心构建见图2。

4. 实验教学体系。实验教学体系必须依据实验教学课程体系建设与此相呼应的实验教学中心。因此, 以“厚基础、重实践、强能力、高素质”为人才培养目标;围绕“以学生为本, 创造优良的实验教学环境, 坚持知识、能力与素质协调发展”的实验教学理念;构建“基本型、设计型、综合型和研究创新型”的系统实验类型体系;积极尝试多层次课程群、多层次的实验内容、多层次的能力培养实验教学方法;充分利用先进的现代化网络、投影设备, 计算机辅助教学实验软件, 推广运用虚拟、仿真等实验技术手段。电工电子实验教学中心的完整实验教学体系如图3所示。

四、结束语

随着我国教育改革逐步向纵深方向发展, 高等教育向开放化、社会化、专业化方向的进一步推进, 原来的一些实验室的设置和管理模式已不能完全适应教学和科研需要, 急需改革。

参考文献

[1]吴文全, 胡金华.浅谈电子技术实验教学改革[J].实验室研究与探索, 2006, 25 (6) :681-683.

[2]何苏勤, 王建林.信息类教学实验平台的建设与实践教学改革[J].实验室研究与探索, 2006, 25 (1) :21-23.

“分层次教学”的理论与实验研究 第2篇

1995年以来，东北师大与白山21中合作开展了“分层次教学”的研究与实验，取得了显著的成果。9月，白山21中作为吉林省的代表在国家教委召开的“全国中小学素质教育经验交流会”上，介绍了“分层次教学”的经验;同年第11期《人民教育》又发表了论文《初中分流教育的实验研究》，引起了全国的关注。实践证明，“分层次教学”是实施素质教育的重要措施之一，具有强大的生命力。我们应当认真总结经验，使之得到进一步的推广。本文仅就中学数学学科的“分层次教学”问题作如下探讨。

一、问题的提出

目前，我国中学的课堂教学基本是按学科教学大纲、教材的统一要求进行的。学生升入初中后，社会、家庭环境的影响不同，学生的个性不同，使他们的学习差异较大，数学学习差异更大，学习困难的学生增多，两极分化日益加剧，导致部分学生厌学、辍学。要扭转这种教学被动局面，使所有学生在各方面都能得到发展，必须打破传统课堂教学的一统模式，做到既不压制学习基础好的学生，又不放弃学习基础差的学生，根据学生的实际水平实施“分层次教学”。白山21中的实践，证明了“分层次教学”是大面积提高教学质量，防止学生流失的有效途径之一。

二、“分层次教学”的理论基础

“分层次教学”思想，源于孔子提出的“因材施教”。“分层次教学”是在班级授课制下按学生实际学习程度施教的一种重要手段。

原苏联教育学家赞可夫在《教学与发展》中，提出“使包括后进生在内的全体学生都得到一般发展”的原则。“分层次教学”是尊重学生的个性，促进包括后进生在内所有学生发展的有效措施。

美国心理学家布鲁姆在掌握学习理论中指出，“许多学生在学习中未能取得优异成绩，主要问题不是学生智慧能力欠缺，而是由于未得到适当的教学条件和合理的帮助造成的”，“如果提供适当的学习条件，大多数学生在学习能力、学习速度、进一步学习动机等多方面就会变得十分相似”。这里所说的学习条件，就是指学生学习并达到掌握所学内容的必需的`学习时间，给予个别指导和全新的学习机会等，“分层次教学”就是要最大限度的为不同层次的学生提供这种“学习条件”和“必要的全新的学习机会”。

数学的“分层次教学”也有其心理学依据，原苏联著名心理学家科鲁捷茨基对儿童的研究实验表明他们的数学学习能力存在差异。由于学生先天的遗传素质及环境教育条件的不同，因而学生数学学习活动表现出明显的差异性，不同的学生在完成同一数学活动所具有的能力的差异，与同一学生在不同类型数学活动中所表现的能力的差异。

数学是一门科学性、系统性非常强的学科，其内在的知识结构及严密体系，决定了数学必须遵循可接受性原则。在数学知识链条中，不掌握前面知识，就难以接受后面知识。要解决学生数学基础差异大的问题，也必须实施分层次教学。

多层次实验教学模式 第3篇

【摘要】说明编写同时适合“中职升本”、“专升本”和“高中升本”三种学历层次起点学生的教材的必要性，根据不同起点的学生培养目标不同从而实施多层次差异化教学的需要，教材内容分基础篇、进阶篇和综合篇三篇，不同篇章适合不同学历层次起点的学生。

【关键词】多层次起点 差异化教学 中职升本 立交桥

【基金项目】2015年桂林电子科技大学海洋信息工程学院教育教学改革项目、2015年广西高等教育教学改革项目（2016JGA）、2015年桂林电子科技大学校级教育教学改革（电子与信息工程示范特色专业及实训基地建设专项）。

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0210-02

0.引言

桂林电子科技大学北海校区自从2013年建立海洋信息工程学院以来，逐步形成了职业教育多层次衔接贯通“立交桥”的应用型技术技能型人才培养模式，在“中职升本”、“专升本”和“高中升本”的多层次起点的学生培养过程中探索分层“因材施教”、“分设目标发展”的培养思路，不断探索专业结构的优化与教学内涵的建设，这其中的一个重要内容就是针对不同层次学生的差异化教学和相应的教材建设。

目前专门针对“中职升本”学生的教材还比较少，传统本科教材并不适合理论基础薄弱的“中职升本”学生使用，本科教学也不宜使用理论深度不够的高职教材，这也使得我们必须加快建设适合“中职升本”学生教材的步伐。

鉴于我院多层次衔接贯通“立交桥”的应用型技术技能型人才培养模式，若每门课的教材均按“中职升本”、“专升本”和“高中升本”三个层次分开建设，将是一件非常麻烦的事情，那么如何编写一本同时适合三种学历层次起点学生的教材呢？本文以C语言程序设计实验实训教材建设为例进行阐述。

1.三种学历层次起点学生的特点

1.1“中职升本”学生的特点

实践动手能力普遍较强，但是未读过高中，理论（特别是英语和数学）基础较弱，缺乏逻辑思维的训练，部分同学主观上虽然在努力学习，但思维不够活跃，跟不上教师讲课和训练思路，这部分学生的培养目标为高级技师。

1.2“专升本”学生的特点

读过高中，计算机相关专业的学生有一定的编程基础，学习程序设计但是专科阶段的学习偏重实践，理论基础相对较弱，这部分学生的培养目标为开发工程师。

1.3“高中升本”学生的特点

一般来说理论基础较好，理解能力相对较强，教师讲过的知识能很快理解并掌握，为“学有余力”类型。但是这部分学生在高中阶段主要是进行理论学习，故实践动手能力相对较弱，这部分学生的培养目标为算法设计、开发工程师。

2.适合三种学历层次起点的C语言程序设计实验实训教材建设

根据多层次差异化教学的需要，教材内容分基础篇、进阶篇和综合篇三篇，不同篇章适合不同学历层次起点的学生，其学习的先后关系如图1所示：

每个实训项目前除了提出实验目的和要求，还对相关知识点进行详细地阐述，并给出相应的例子，使得学生在进一步夯实理论基础的前提下再做实验，并反过来通过实验更好地掌握理论知识。

（1）基础篇

针对初学者，从C语言的基础开始，使略有计算机基础的人都能容易地学会C语言编程，该篇内容对于“中职升本”、“专升本”和“高中升本”三种学历起点的学生均适用。

（2）进阶篇

在原有基础上介绍了C语言的复杂运用，高级编程技巧等，适用于“专升本”和“高中升本”学生。本篇需要学生具备一定的数学基础和逻辑思维能力。

（3）综合篇

从C语言综合实训角度出发，使读者了解使用C语言进行系统设计，游戏开发，图形绘制的相关内容，适用于“高中升本”学生。本篇需要学生具备较好的数学基础和较强的逻辑思维能力。

主要实验实训内容如表1所示：

需要说明的是，每篇内容的适用对象并不是绝对的，仅供教师在教学时进行分层授课有一个参考。教师在给不同学历层次起点学生授课时对学生所掌握的内容可以有相应不同的要求，但是对于三种层次所有学有余力的学生来说，则应多加鼓励，可以引导“中职升本”学生根据自身的接受能力、理解能力主动学习进阶篇和综合篇，也可以引导“专升本”学生根据自身的努力情况及后续学习状态选择综合篇进行学习。

3.结论

多层次实验教学模式 第4篇

关键词：电工与电子,实验教学,多层次

随着我国高等教育改革的不断深化, 在大众教育的背景下, 积极探索精英教育模式是目前高校本科教育的普遍共识, 出现了如“詹天佑班”、“茅以升班”、“卓越工程师班”等特色教育班。在课堂教学上通常通过采用分层教学的模式, 使特色班的学生“吃的饱”, 普通班的学生“吃的了”。虽然这样的教学模式大体上可以满足不同学生的理论需求, 但是对于理论性和实践性都很强的课程而言, 在实验教学上存在一定的局限, 因为对于相同课时的课程, 大多采用的是传统普通实验教学资源, 在一定程度上可以满足普通班的实验教学, 但这对于特色班的学生缺乏创新的兴趣和欲望, 使其在实践创新能力方面提高缓慢。实验教学是高等工科院校培养创新人才重要的实践性教学环节, 优质的实验教学应当注重启迪激发学生的独立思考和勇于探索的能力, 培养学生初期的科研素质。因此, 考虑建立实验教学内容的不同层次, 培养不同层次学生的实践技能和创新能力, 是实验教学要解决的重要问题。《电工与电子技术》是一门理论性和实践性都很强的高等学校工科非电类专业的公共技术基础课程, 是一门影响面广的专业基础课程, 我们对“詹天佑班”和普通班实施了分层实验教学模式, 挖掘出不同学生的创新潜能, 不仅取得了较好的实验教学效果, 也增强了理论教学的效果。

一、实验分层教学原则

1. 班级分层。

考虑到考核成绩的公平性, 采用班级分层的分层教学方式。由于“詹天佑班”的学生来源采用滚动模式, 也就是说“詹天佑班”的学生几乎都是“尖子生”, 运用理论知识和实践动手解的能力更强, 因此将其分为A型层次, 普通班则整体分为B型层次。

2. 教学分层。

采用对一个班级进行“划一性”教学, 这样对他们教学更容易。对于A型层次和B型层次的学生, 分别采用我们编著出版的分层教学系列教材《电工技术A》、《电子技术A》和《电工技术B》和《电子技术B》, 这样在教学中真正体现出“以人为本, 因材施教”的理念。

3. 实验教学目标分层。

主要完成分3层次实践环节: (1) 第1层次为仿真验证型实验。要求学生学会电子器件和电子线路的基本分析方法, 通过采用Multisim实验仿真软件, 需要完成规定的仿真验证实验, 学生可以进行元器件参数的修改, 观察仿真结果的变化, 此过程能够使学生对理论知识在实际中的应用有一个正确的深刻的认识, 避免“一学”就忘的现象, 并能熟悉常用的电类仪器的测量方法, 做到理论知识和应用技术的协调同步发展, 提高了学习效率。 (2) 第2层次为构建实际电路进行验证型实验。依托我校国家级电工电子实验教学示范中心, 对第1层次的仿真实验进行实物操作实验, 体会仿真实验和操作实验的关联与不同, 通过1、2层次实践环节, 使学生对实际电路有一个非常直观地全面理解。 (3) 第3层次为拓展综合型实验, 是具有研究型的设计性实验, 相当于“第二课堂”, 选择指定的设计题目或者自拟题目, 自行确定和完成实验方案, 最后每小组通过现场演示和答辩的形式来考核完成的情况。其中对于A型层次的“詹天佑班”的学生, 上述3个层次实践环节均为必做实验;对于B型层次的“普通班”的学生, 上述第1和2层次实践环节为必做实验, 第3层次实践环节为选做实验。在A型层次的学生中, 对于第3层次实践环节完成优秀者, 同时推荐在B型层次的学生前进行经验交流。

二、实验分层教学效果

从2012年2月至2014年12月, 我们对机电工程学院的车辆工程专业的9个“詹天佑班”和12个“普通班”开始实施分层实验教学, 通过引导型和自主选题多层次的实践过程, 实现了学生“阶梯递进式”的学习过程, 为非电类专业学生学习后续涉及到电的知识的专业课程和应用打下坚实的基础。三年间, 学生团队在中国机器人大赛暨Ro Bo Cup公开赛中收获冠军1项、亚军1项、季军2项;以第一发明人申请专利3个。在学生的理论课程成绩上, A型层次班级和B型层次班级的期末考试卷面成绩均有大幅度提高。实验分层教学的教学模式, 因此受到不同层次的学生的广泛肯定和欢迎, 改变了教师和学生“重理论, 轻实践”的思想。

三、实验分层教学实践过程的问题

1.我们采用的是“显式”的分层方式还比较粗略。特别是B型层次班中基于学生基础差异, 因此有必要在B型层次班中需再采用“隐式”分层, 在A型层次班中也可以进行小组的分层。

2.如何制定分层标准, 避免“促优”现象, 同时跟踪分层阶段成果, 关注动态分层, 是我们值得思考和研究的问题。

多层次实验教学模式 第5篇

摘要：依据有关教育理论，开展了《高中物理课程文理分层次教学实验研究》课题。在课题研究工作中，主要讨论了文理物理教学内容、物理习题分层设置的问题，并在学生学习物理的自主性、兴趣、个性、物理文化素质取得了一些成绩。关键词：高中物理课程分层实验研究

在基础教育中，课程无论以综合课程、科学课程，还是原来的分科课程的形式存在，在具体的教学过程中，必然按学生的学历，能力层次进行教学。然而教学过程是一个复杂的、动态的系统，在教学中，如何实施分层教学，这个“层”也将是动态的。为此，我们抓住了中国教育学会物理教学专业委员会提倡基础教育研究的契机，于1999年11月申请了《高中物理课程文理分层次教学研究》资助课题

一、研究主要内容

（一）物理教学内容的分层次教学

物理教学内容分层次教学，是以绍兴市马山中学实施文、理分层教学为标志。课题组对绍兴市马山中学的学生曾作过几次有关物理学习方面的调查。结果发现，在班级统一授课制下，有的学生认为最难学，最害怕的学科就是物理，最没有兴趣的学科也是物理；但有些学生感到物理知识过少而吃不饱，这种现象同样也影响这部分学生学习物理的积极性。调查表明：现行物理课程的统一设置和统一要求明显存在着一些不足之处。因此，物理教学内容分层次教学，这是物理教学实际的需要。

（二）习题分层设置的教学

诸暨中学是浙江省一级重点中学。师资力量雄厚的，在课题研究中认识到，目前的习题教学存在着较大的问题。首先，习题教学过分强调解题数量及高频的重复，试图把学生变成“可以向他的头脑中填塞知识，并且在他身上训练出准确无误地起作用的技巧的学习者。”忽视解题活动中心工作是对学生心智参与力度的引导激励。误认为物理教学知识和物理思维方法的掌握是在大量习题训练后形成的。第二，习题教学组织过程中，不管学生间有多大的认识和心理差异，大家都有做同样的质和量的习题，结果优秀生“吃好了”，中下生“吃不了”。第三、高中物理课程文理分层次教学研究，以面对客观存在的学生个性差异为研究前提，遵循因材施教的教学原则，选择物理教学重要环节——习题分层教学入手，是配合整个课题展开工作的保证。

二、理论依据 第一、对学生的教学必须要符合学生可接受的原则。根据教育心理学的“最近发展区”理论，学生在学习物理知识时，如果学习的知识与学生原有的知识的认识结构不一致时，原有的认识结构会失去平衡，形成认识冲突，在冲突的解决中实现有意义的学习。我们在进行物理内容与物理习题分层设置时，首先致力于摸准学生原有的认识结构，了解学生目前的认识和心理发展水平，然后针对性地进行不同层次的教学，创造学生的“最近发展区”，即发展学生的智力不能低于学生的现有水平区，也不能高于学生的潜在水平区，这样才能最大限度地挖掘学生的潜力，使学生的智力得到充分的发展。第二、对学生进行知识传授必须要符合因材施教的原则。在教学走向以学生为主体的现代教学体系中，怎样从学生实际出发，分别对待，通过不同的途径和方式，既达到教学的基本要求，又使每个学生在原有的基础上都有一定的提高，并获得进一步的发展。我们在课题设计中，把教学内容分成文、理两个层次。在文理两个层次内又确定不同层次，对每一实验班的学生的作业再进行A、B层次有布置。这正是我们课题的关键。

三、分层教学原则及课题设计

（一）分层教学原则

分层教学原则包括科学性原则、针对性原则和发展性原则。

1、科学性原则，首先要求在有关教育理论指导下，对高中物理的每一个章节的教学内容进行分层设置。对应于每一节后的习题，按难度、编选出定位在学生能力培养和发展的“最近区”上，使物理练习发挥它独特的教学功能。科学性原则还要求分层的教学内容，配备相应的同步练习题，根据知识递进序列，有梯度的合理设置习题。

2、针对性原则，要求在分层教学中，充分把握分层的“度”，即充分了解文、理层次的学生已有的知识和心理发展水平，了解他们已经掌握了哪些物理知识与方法，了解学生掌握的物理知识的程度，使分层的教学内容，能真正适应学生的学习能力。

3、发展性原则，要求在分层教学时，确立分层是为了促进学生发展，提高整体科学素质的教育思想，不能把分层当作是区分优等生与差等生的标准。通过分层，在调动文、理科实验班的学生学习物理的积极性、自觉性，发挥学生学习物理的潜力。

（二）课题设计

1、教学内容及教学目标设计

毕业后不参加高考、参加文科高考及“3+1”中不考物理或与物理知识联系较少的高考的学生，作为文科班学生的对象，余下的学生作为理科班学生的对象。根据文科类和理科类的学生，学习物理程度差异，抽象思维发展和形象思维发展之间的差异。分别重新制订文科类和理科类的教学要求和教学目标。物理知识分成文科类和理科类两个层次，对文科类物理知识分成a、b、c、d四个不同要求的教学层次，其中a是识记层次；b领会层次；c是运用层次；d是分析和综合层次。对理科类物理知识也分成A、B、C三个不同教学层次。其中A层次是指：对所列的物理知识要知道其内容和含义，并能在有关问题中识别和直接使用；B层次要求是指：对所列的物理知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中加以运用；C层次要求是指：对中学物理中应用较广泛的某些重要的概念和规律，像B层次那样的要求进行掌握，只是要求学生更为熟练而已。在此基础上，我们制订好高中物理文、理科知识内容设置的具体设想。

2、习题教学分层设计

我们对每一节物理课的同步练习按教学要求，教学目标，学生的实际的认识水平和心理活动水平分成A、B两个层次，这是课题设计的关键。通过设置A、B层次，实际上，把课题的理论研究层次，落实到操作层次，即正视了学生个性差异发展各层次学生学习能力。A层次的习题设置，重在基本概念、基本规律和基本技能的巩固掌握，要求全体学生完成。B层次设置，重在概念的深入理解和规律的较高层次的运用，要求学生结合自己的学习水平，在教师的指导下，选择做，以明确定位的习题层次。

四、课题的操作实践

1、实验班级的选择

选九九级为实验对象，任选两个班为A、B实验班和一个班为对照班C。实验开始，对三个班级进行物理基础知识及思维发展情况的测验。依据测验结果，把测验成绩较好的学生组成了A实验班，测验成绩较差的学生组成了B实验班，测验成绩既有好的学生又有差的学生组成C对照班。高一期中考后、高二和高三初我们又进行了略微的调整，以适应不同学生学习的实际情况。

2、实验条件的控制

为了尽可能消除外界因素对本实验的影响，减少实验误差，提高实验的科学性。在实验过程中首先把好课时关，做到A、B、C三个班的周课时，年课时相同；其次把好课外作业量和时间关，做到课后作业量、作业时间基本一样。第三做到A、B两个实验班由同一个任课教师任教，C班由另一个任课教师任教。第四做到严格按文、理科知识内容设置的要求进行教学。

3、教学过程和教学方法的控制

在实施课堂教学前，我们要求任课教师先认真学习课程设置的具体内容和知识要求，根据这个内容和要求认真备好课，设计好教学的具体过程和教学方法。在教学中严格按事先的安排落实好课堂教学，减少课堂教学中教师的随意性和盲目性，消除同一任课教师对实验的影响。

4、分层同步练习的分层教学

分层同步练习是针对实验班的学生的课后作业的布置而提出的。在布置同步练习时，要求A层次题目每同学都要完成，以巩固新课教学中的基础知识和基本方法；B层次题，要求B组同学全做，A组同学按自己的学习能力选做（学生的A、B分组是根据学生自愿报名和调查摸底情况确定，实验班中B组占32%），在试图保证学习质量下，以充分调动学生的学习主动性。

五、课题的主要成果

1、拓展了培养学生自主学习能力的广阔时空 文理内容分层与习题分层教学，通过把教学内容分层以及相应的习题设置，能使我们的教学符合学生的实际，学生通过适合自己的物理教学，做富有弹性的作业，有效地激发学生主动参与物理教学的兴趣，增加了物理学习的活动中的心智技能的培养与参与的力度。同时，还让不同层次的学生，在物理教学的情境中尝试与体验学习成功的快乐，克服了“物理难学”的心理障碍，增强了自尊心和自信心，进一步激励主动参与的热情和调动自主参与的内驱力。使学生形成了良好的认知结构。

2、提高了学生学习物理兴趣

在马山中学，通过一个阶段的课题实施以后，对学生进行有关兴趣方面调查，发现A、B班学生感兴趣的人数在增加，而C班感兴趣的学生人数基本不变，甚至略有下降，说明分层次教学后，学生对学习物理的主动性有了明显的提高。A、B班学生废票人数在减小，而C班学生废票人数略增，说明分层次教学后，学生学习的目的性在逐渐明显。这些都说明分层次教学在增加学生的目的性、提高学生自觉性和主动性方面都优于传统教学。

3、分层教学充分展现了学生的个性，让学生个体获得最优发展的有效教学策略

学生的个体的最优发展得益于学生个体的觉悟，弘扬学生个性，实施个性化教学。分层教学目标的设立，就是在重视学生个性差异、发展学生个性差异的基础上，力求让全体学生的整体素质有一个提高。分层教学的各个层次都有确立主题与目标，这些主题与目标，就是让学生的个性展示的舞台，从而让学生在不同的主题中现实自己学习的目标，使自己的创造性思维得到发挥。丰富多样的分层主题，给学生的物理学习活动增添非凡的活力，发挥更大的学习潜力，为最优化发展教学学生的个性提供了有效的策略。

4、分层教学减轻了学生的课业负担，开辟了实施素质教育的绿色通道 分层教学，为寻求既能有效减速轻学生的课业负担，又能落实能力培养且要提高教学质量的现代教学，提供了一条切实可行的教学途径。在课题实验中，我们通过集体备课、集体出题、分层要求等，使“优生得到优教、中等生得到宜教、困难生得到补教”，减轻了学生重复机械带来的题海练习，提高了学生思维创新能力的高度，为实施素质教育提开辟了一条绿色通道。同时，通过分层教学，落实“优生得到优教、中等生得到宜教、困难生得到补教”的教学策略。使学生的物理学习成绩有了明显的提高。

多层次实验教学模式 第6篇

一、提出问题

教学中的探究与真正的科学探究是有区别的。毕竟教学的探究是让学生“学习”，而不是真正的摸索，教学计划、教材、教师的课前准备、学校的设施都已经决定了一节课的内容、目标和基本方法，以及大致结果。有的教师在新课前让学生讨论“关于×××，你想研究哪些问题”，对于学生在仓促无准备情况下缺乏深入思考，随心所欲提出的问题，最后只能说“因为时间有限，今天我们就来研究×××……”从而纳入自己预设的教学中（长此以往，学生也会明白老师在耍我们），既费了不少时间，又不能对所要研究的问题有所帮助。我认为引导学生提出问题，应当做到切口小，针对教学目标，富有思考与辨析内容。

在此，我把自己提出的问题限制在教材中要学生知道“是什么”的问题，探究它的“为什么”和“真是这样吗”。

1.关于沉浮子的原理。《教师教学用书》的解释是“笔帽内的空气被压缩，笔帽内进了更多的水，笔帽重量增大了，才使‘潜艇’下沉”。但笔帽的下部是敞开的，水从下部进去，真会增加笔帽的重量？

2.关于碘液与淀粉混合后的变化。为什么会变成蓝紫色？是碘液变色了还是淀粉变色了？或两者同时变成蓝紫色？

3.关于大小不同的两个气球相通后的变化。为什么大的更大，小的更小？

此外还有不少问题，如：

在淀粉糊里加进唾液，摇晃几下后，再滴入碘酒，就不会变色了？

有人说，氧气是易燃物，又有人说，氧气是助燃物，还有人说氧气支持燃烧、参加燃烧，等等。这些说法的区别在哪里？准确的说法应该是怎样？

……

以上问题都是在教学中引发的，“因为时间和其他条件有限”（套用一些老师对学生说的话），我只能探究第一个问题。

二、分析与假设

对问题做出分析，提出假设，是建立在已有经验和概念系统之上的，是对问题研究中方向和本质的预设。

※沉浮子为什么能在水中沉浮？

有人把沉浮子与潜水艇的原理归为同一类，其实是不对的。沉浮子有两类，分为敞口式和封闭式。

敞口式沉浮子

开口朝下，水能从下部自由进出。教材上的笔帽沉浮子就属于这一类。水的重力没有作用在沉浮子上，因此水的进出不会改变沉浮子的重量。随外部压强变化，沉浮子内空气的体积发生变化，即排开水的体积发生变化，从而使受到的浮力大小发生变化。还有一种敞口式沉浮子有所不同，有底，在体壁侧面打洞，水的重力作用在沉浮子上。水随着压强变化而进出沉浮子，影响沉浮子升降的因素既有内部空气体积变化形成的浮力变化，又有水的增减形成的重量变化。

封闭式沉浮子

用盖有软盖的瓶子或软塑料盒做成，全封闭，与外部没有物质交流。内部水的重力作用在沉浮子上，但水的多少不发生变化，所以重量也不发生变化。沉浮子的软性部分随外部压强变化发生变形，即排开水的体积发生变化，从而使受到的浮力大小发生变化。

潜水艇

艇体是钢性的，在水中体积不变，因此受到浮力大小也不变。通过密封式管道与外界进行水体流通，水的重力作用在艇体上。随着艇内水的增减，艇体的重量发生变化。

通过以上分析，我得出结论（不是假设）：沉浮子的沉浮主要是由于它排开水的体积发生变化，从而造成所受浮力大小发生变化而形成的；潜水艇的沉浮是艇内水的增减造成艇体重量发生变化而形成的。

三、搜集证据

科学探究的关键之处是拿出确凿的证据。如何取得证据，不同的问题有不同的途径。

对于沉浮子的问题，我目前难以用实验方法证明，主要是没有测量有关体积、重量细微变化的仪器。但我认为，前面的逻辑推理分析是建立在已有证据和概念基础之上的，已经说明了其中的原理，这也是某种情况下的探究途径。当然，这样的结果是阶段性的，有待实验的证实。

四、交流与评价

探究的途径不是单一的。关于沉浮子的力的分析，我是运用已有经验和概念系统进行的逻辑推理，尚未取得证据。关于碘遇淀粉变色的问题，我是查找资料，是别人在证据基础上所做的结论，那么，别人研究的科学性、真实性、先进性如何，就决定了我的结论如何。因此，我们设计学生研究的问题时，一定要考虑它的可操作性，即现有条件与学生基础。

多层次实验教学模式 第7篇

一、科学地实施中职生物实验教学

现代心理学表明兴趣是最重要的学习动机之一, 不科学的教育教学行为会削弱,甚至磨灭学生的兴趣。例如,刚接触到演示实验或分组实验时, 学生过分惊喜的表现常常与学科教师循规蹈矩的要求不相符合而被指责, 这种不科学的随意的教育行为很可能变成扼杀兴趣的起因。又如不把中职生物实验里的现象解释当成培养学生观察思维的契机, 而简单地要求学生记住现象、背熟文字,使学生的认知过程面临一个实验现象后面紧跟一大堆文字所作的大量解释, 这样会扼杀学生观察实验现象而引发的学习兴趣。所以,合理、科学地实施生物实验教学显得十分必要。

教师要真正做到这点,不但要有强烈的事业心、责任感,更要有扎实的专业功底,对每一节实验课应认真审视,精心选材,选材要注意到确保成功、安全、直观,有利于各种技能巩固和能力发展等诸方面,甚至对实验中可能发生的现象,做到心中有数。实验之前都是教学应提示学生观察什么? 怎样观察?为什么这样观察? 在实验过程中,教师应不失时机地指导学生有序、全面、客观、敏锐地观察实验品质和正确的观察方法,并逐步提高观察能力。同时教师要善于把握机会去启发他们的思维。例如在讲解中职生物第一册“绿叶在光下制造有机物”的实验中,实验的前一天,布置生物实验兴趣小组把天竺葵放在黑暗处一昼夜,用黑纸把叶片的部分上下两面遮盖起来,然后移到到阳光下照射几小时后。搬到课堂上,教师应启发学生根据条件、方法和思路解决问题,而且“必须有说服别人的证据”。通过讨论、交流,学生根据其中所包含的知识点提出问题和见解,如“为什么要放在黑暗处一昼夜? 叶片部分遮光的目的? 为什么要在阳光下照射几小时? ”这样学生急于弄懂各种现象及其原因,调动他们仔细观察,积极思维,认真分析。只有这样科学地实施教学过程, 才能使学生处于主动、活跃状态中,取得良好的教学效果。

二、勇于探索、积极开展多媒体辅助教学

实践表明, 多媒体技术应用于教育将会极大地促进教育的发展,将会带来教育思想、教育内容、教育方法、教育手段、教育模式、教育过程的深刻变革,传统的教学模式将会打破,学习过程将会呈现多元化、社会化、主体化趋势。要认识到有什么样的教育思想,就会有什么样的教育行为。但是反过来,教育技术手段的改革会影响教育思想,形成新的教育思想,会形成新的教育教学内容。教育手段的现代化意义是不可低估的。在教学中,继承传统教学媒体技术,各展其长,相辅相成,从而解决中职生物实验教学中存在的不足之处。例如:在讲解中职生物第一册《细胞有丝分裂》的实验知识时,枯燥难懂,在以两对同源染色体为例讲解时, 我问学生:“在分裂后期细胞内染色单体有几条? ”有学生认为有4条,有的学生认为有8条,意见不一。“那么究竟有几条? 应该是8的一半。”我一边自问自答,一边用板擦擦去8的下半部分。“哇!原来‘8’的半是零!”学生神情兴奋。这时,我启发学生分析分裂后期染色体为零的原因,此时学生兴趣大增。然后我再用PPT课件演示整个分裂的过程。由于软件开发较成功,模拟十分逼真、生动,课堂气氛活跃,学生很快理解,但是不能用计算机模拟实验代替学生实验与教师的演示实验。从以上步骤可以看出,课堂教学在目标指导下将各种教学媒体有机组合,各展所长,互为补充,运用各种手段向学生传递知识信息,可以使学生感知全面,理解深刻,既掌握知识,又培养能力。

三、积极创造条件让中职学生多做实验

教师要主动进行教学改革, 创造条件让中职学生有较多的机会动手做实验,从而调动中职学生的积极性,发挥教师在实验教学中的主导作用。例如:在教学中职生物第二册《营养物质吸收和利用》一节中,其主要的教学目标是小肠的结构特点及其功能。我的思路是:(1)先学生用肉眼观察鸡的小肠(实物)。 (2)然后用剪刀纵向剖开露出鸡小肠内表面,注意小肠内外表面的对比,使学生看清楚小肠内表面的环形皱襞;再用放大镜观察小肠绒毛,引用学生用手左右抚摸小肠黏膜表面,使他们看到、摸到小肠绒毛,增强感性认识;接下去组织学生用显微镜观看小肠横切装片。 (3)利用课件展示小肠绒毛对营养物质吸收的动态过程,加深对课本知识的理解和掌握。 (4)根据课本提示要求学生自制小肠环形环形皱襞模型, 发挥他们的想象力和展示创造力,培养他们的科学素养和探究精神,使学生的思维从客观到微观,从现象到本质,产生质的飞跃。

教师根据教材内容,安排不同形式的实验,既可使学生掌握的知识系统化,又可使学生的思维得到多层的训练。同时教师也可结合实验组织学生开展一些有趣的课外活动,如举办晚会、小物品制作等等,进一步调动学习化学的积极性和探索研究精神。

四、引入考核机制,促进中职学生实践能力和动手能力的提高

学生是教学活动中的主体,其接受知识和技能的积极性、主动性,对良好教学效果的实现有重要作用。学生学习的积极性、主动性,固然受多种因素的影响,但在目前体制下,与所学课程考核与否有直接关系。考什么学什么,不考的不学或不好好学的情况,已是客观存在。所以中职学生学习的积极性和主动性,不仅是一个认识问题,而且有一个机制问题。引入考核是压力,是评价,也是激励。没有考核机制,即使学生认识问题得到了较好的解决,即使教师的教学比较出色,学生学习的积极性和主动性也难持久保持。考核时可争取各种方式,如对实验报告的批改, 分组实验时对个人或整组学生进行考核或学生根据老师要求对某些评分点进行自评。例如: 对讲解实验“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”内容时 ,总共分五个评分点:(1)实验的原理10分;(2)实验的目的要求和材料用具10分 ;(3)设计记录表格 ,记录预测结果10分 ;(4)检测的方法步骤:1包括还原糖的检测和观察20分,2脂肪的检测和观察20分,3蛋白质的检测和观察20分 ;(5)讨论、总结并整理实验10分。然后根据评分标准进行评估 ,在考核实验完毕后 ,可立即反馈给学生,指出该生哪个项目的哪个步骤、哪个问题是错误的。正是建立对实验技能的考核制度,调动学生学习的积极性和主动性,使实验教学得到加强,理论联系实际的教学原则得以实现,强化学生对知识的理解、掌握、巩固、运用,提高学生的实验操作能力。

多层次实验教学模式 第8篇

外语实验教学既是我国高等教育的基础内容, 也是外语学科建设的重要组成部分。一直以来, 外语实验教学注重多媒体语言实验室和数字网络语言实验室的发展和运用, 相应的实践训练对于提升学生的自主学习、个性化学习效率, 加强外语综合应用能力, 培养学生的学术素养和创新思维, 都具有重要作用。面对社会对外语通用型和专业型人才的不同层次需求, 如何将前沿的技术发展、最新的学科研究成果与外语教学实践深度融合, 既是摆在外语实验教学体系探索与实践面前的契机, 也是一种挑战。

二、多层次实验教学体系的理论基础

将已有的外语实验教学模式与手段进一步发展完善, 统合成一套能够突出外语学科特色、重基础求创新、具备高度可共享性和可拓展性的开放型体系, 以满足学生自身发展以及社会对外语人才的不同需求。具体结构可分为三个层次四个模块:第一层次扎实语言基础教学;第二层次提高学生综合素养和专业能力;第三层次大胆推出创新型实验, 培养学生的学术研究能力。

多年积累已形成成熟的基础语言教学模式, 在此基础上, 强调对学生综合素养的培养, 以顺应“全球化”的时代变迁, 一方面以语言为桥梁, 开拓学生视野, 另一方面加强中国文化对外传播, 增强中华文化软实力, 加强学生的跨文化交流能力, 提升人文素养。

同时, 进一步明晰专业外语实验教学的模式, 提高外语专业学生的能力, 使得公共外语实验教学和专业外语实验教学相辅相成。

三、实验教学体系的主要内容

具体内容包括以下几点:

1、在语言基础方面, 主要培养学生对于语言自主学习能力的实验教学。

以现代外语教学理论为指导, 充分利用现代教育技术, 丰富多媒体外语学习资源, 面向不同层次的需求, 从视听、写作、翻译和沟通等各角度全方位给学生提供语言学习和实践的环境, 强调代入感、真实感体验, 实施基于网络的自主学习和模拟实践学习, 构建外语实验教学所涉及的课堂、网络与实践三项结合的外语实验教学体系, 拓展教师为中心的课堂教学模式, 提高学生自主学习、个性化学习效率和语言实践能力;

2、在综合素养和专业能力上, 主要针对学生进行语言互动实验教学。

以培养学生在外语真实情境下进行各种实用或专业性交际时外语实验教学的终极目标。成立由专业 (外籍) 教师负责的各种实践性活动, 如外教参与的外语工作室、响应社会需求进行的外语笔译和口译实践。同时, 通过上述平台为学生的自主学习和学术兴趣提供专业性支持与帮助, 设计各种语言学习活动, 掌握高层次外语学习资源的处理、利用与分析, 从而提高学生的专业能力和学术素养;

3、在科研创新方面, 主要针对学生进行语言研究与设计的实验教学。

根据外语学科特色, 将目前已有的实验中心进行规划设计, 凸现各语言实验室的不同功能, 如语言学实验室 (心理语言学、认知语言学、语料库等) 、口译实验室、计算机辅助翻译实验室等等, 教师通过语言研究和实验设计, 应用于语言学研究, 并进一步将形成的成果反哺到实际语言学习和转化实践中去, 形成教学和研究的共同发展。

四、多层次实验教学体系的实践方法

第一、提升理论教学与实验教学的深度融合。外语实验教学有其特殊性, 一方面需要专业教师整合自己的教学和研究成果, 应用于实验教学, 另一方面新技术手段的运用, 需要实验技术人员的支撑。加强双方的沟通与合作, 实质上是一个学科交叉的过程。如何让专业教师及时将学科成果引入教学, 又如何让实验技术人员深入理解外语学科的特点和需求, 需要两方面的协调与共同努力。

第二、整合现有实验设备, 合理引进新技术手段, 积极开展创新型实验。外语实验设备主要包括视听、同声传译等课程教学设备, 以及语言学研究需要的语料库、心理测试等相关设备。将现有硬件设备有效地规划和利用、进一步丰富软件资源以实现共享和拓展。同时, 合理引进新技术手段, 例如当前前沿的VR虚拟现实技术与可穿戴技术, 学生带上相关设备之后, 置身一个极具现实感的虚拟环境, 增强学生的体验感, 深入体验相应的语言与文化, 也可以与语言学研究结合起来。

第三、建立有利于激励学生学习积极性和提高学生能力的有效管理体制, 创造学生自主实验、个性化学习的实验环境, 建立实验教学的科学评价体制, 引导专业教师积极改革创新;以及引进和培养实验教学师资队伍, 保障教学、科研、技术兼容、核心骨干相对稳定、结构合理的实验教学团队。

五、最终效果

在构建多层次外语实验教学体系的探索与实践过程, 采用理论与实践相结合的方法, 在现有的基础上实施焦点性的探索, 以相对成熟的外语实验教学课程带动相对薄弱的实验教学课程, 形成良性互动发展, 最终形成良好的外语实验教学体系。拥有了省级示范中心的基础, 加上专业教师在实验教学方面的热情和关注, 该实验教学体系的实施发展势头良好。

六、结语

构建具有创新性的体系一直以来是外语实验教学关注的焦点, 本次的多层次外语实验教学体系主要在以下三个方面进行了研究:

1、以当前数字化语言学习的大背景, 将外语学习、外语研究以及外语实践三者有机地结合起来, 建立三层次四模块的外语实验教学体系, 改变原有的以学习语言本身为主的实验平台, 使其内容更为丰富、更为有效, 更吸引教师和学生;

2、强调现有资源的整合与新技术手段的运用, 强调外语学科特色, 扎实原有基础, 积极发展创新, 实现了外语实验教学与现代信息技术的深度融合, 满足了不同层次的人才培养需求。

多层次实验教学模式 第9篇

传统实验课堂中教师讲得热情洋溢, 学生却沉闷而无趣。课堂上常常会有一些学生游离在教学活动之外, 优秀生吃不饱, 学困生吃不了。如何使这两部分学生各得其所, 不让一个学生掉队, 成为老师的问题。这些问题主要是由于传统的实验课堂学习目标多由家长和教师制定, 学生学习反思意识薄弱, 自我监控能力还比较低, 教师受自身成长经历的局限, 普遍低估学生的能力, 不敢放手, 学生潜能的发挥缺少足够的空间。教师指导学生自主学习的能力不足。教师更多的注重自身教的能力, 培养学生自主学习的意识较弱, 能力较低。

多元化实验体系具体表现为不同背景, 不同兴趣爱好, 不同能力和不同求职目标的学生提供多样化得实验需求;为学生提供多元化得实验内容和个性化的实验方法, 辅导方式;让学生能够根据自己的择业目标和求职方向制定自己的学习计划, 选定自己的实验课题, 使学校的教学资源达到较合理的调度。多元化得实验体系主要目标是将实验过程中学生的角色从知识的被动接受者转为主动学习者。通过教师与学生达成的良性互动, 对实验过程的协调指导, 实验手段的不断更新, 来营造出色的学习氛围和实验环境, 激发学生学习实验内容的兴趣, 开发学生学习的潜能, 鼓励学生的创造性学习。

一、构建梯级实验体系

传统的电工电子实验课程往往是依附于理论教学, 作为理论教学的验证手段存在。教学的内容往往是理论课程的知识验证。学生的思维局限于原有的理论学习。这样的教学模式只能适应基本技能的训练, 自主创新能力的培养很是缺乏。多元化梯级实验体系就是要以学生操作为主体, 教学过程优化, 以创新能力培养为主线的新教学体系。整个体系分为基础型实验, 综合型实验, 设计型实验, 全面提高学生的理论联系实际, 综合应用及创新设计能力。

(一) 基础型实验

在给学生介绍完实验基础知识和安全用电知识之后, 进行基础型实验的学习。这部分实验帮助巩固基本的理论知识, 培养学生掌握常用的电工电子仪表, 电路测量方法, 让学生具有基本的实验技能。

基础型实验预先给出明确的实验内容, 使用仪表, 操作的步骤, 操作的手段。这类实验包括了基本电工电子仪表的使用与测量误差的计算, 基本电路原理的验证, 主要电子元件参数的测试等。

(二) 综合型实验

综合型实验是在基础型实验的基础上更高一层的实验训练。其重点在于电路的自行设计和自我调试。该类的实验主要只提出实验的任务和要求, 由学生自己参考阅读资料自主设计电路, 完成实验。在该过程中学生必须了解电路中的电工电子器件工作特性和使用方法, 合理选用元器件, 自己设计的实验线路、实验方案、实验仪器设备须经指导教师审查后实施。该类实验有广告灯控制系统, 语音控制门开关系统, 模数转换系统等。此类实验设及数电模电, 强电弱电等知识的综合应用。学生在完成问题的同时也提高了综合运用知识分析问题解决问题的能力。

(三) 设计型实验

设计型实验是指具有一定系统性, 复杂程度研究性的大型实验。实验题目往往是具有一定生产实践意义的课题。该类实验的教学目的是以培育学生的创新意识为主。学生往往在教师的指导下进行创新设计, 采用软硬件结合的方式, 通过计算机仿真优化, 进行系统设计。学生在整个实验的过程中查阅资料, 设计实施方案, 设计电路, 组织实验, 总结成果。通过实验学生获取了新的知识和经验, 得到全面组织实验的锻炼, 培养了从事科学实验的素质与能力。

二、预设多层次的实验课题

时代对于教育和人才的要求赋予了教师职能以更丰富的内涵, 要求教师全方位地发挥自身的主导作用, 而改革为教师发挥主导作用提供了从未有过的宽广领域。教师不仅是课程实施中的执行者, 而且还是课程的建设者和开发者。事实上, 教师在学生和实验资源的共生互动中越是发挥自己的主导作用, 也就越能充分彰显自身个性和教学特长, 从而使教学活动达到一种理想的境界。多层次多元化的实验课堂在提高学生学习兴趣的同时也对教师提出了更高的要求。下面以“三相异步电动机”课题为实例探讨实验课题的多元化选择问题。

该题目的基础型实验是实现三相异步电机的拆装, 要求:1) 掌握三相异步电机工作原理;2) 掌握三相异步电机的内外结构;3) 掌握三相异步电机的拆装要点。

对于学习过电工知识的学生综合型实验是让其实现三相异步电动机正反转的电路安装, 要求:1) 电机由按钮或开关控制启动停止, 能正反转切换;2) 电路具有过载, 短路保护。

作为实用设计型课题综合运用已学知识完成车库门自动开关系统的设计。要求:1) 车库受光控传感器感应系统控制;2) 应用PLC进行车库门开还是关的程序控制;3) 三相异步电机正反转实现卷轴门的开关控制。

三、结语

实验是研究自然科学的一种重要方法。英国科学家培根曾经指出:任何科学都是实验科学。实验不仅仅促进了科技技术的发展, 还是培养高素质专门人才的重要途径。电工电子作为电工类非常重要基础课程, 在职业类学校中实践性要求很高。多元化的实验体系是对实验课程改革的探索, 从传统实验课程中发展出来有一定优越性, 但也有不足, 例如实验时间的不易把握, 实验室管理制度不完善, 实验成本的提高等等。相信这些问题会在以后的教学实践中得到圆满解决。

摘要：实验课堂是职业类学校教学的重要组成部分, 是学生掌握实际操作技能和培养创新意识的重要平台。针对传统实验教学的种种弊端, 引入多元化理念, 将课堂的主角由教师变为学生, 让不同层次学生各得其所。文中将探讨如何将该理念渗透到实验课堂的各个环节, 对高效培养高技能人才有一定现实意义。

关键词：多元化实验体系,电工电子实验课堂,实验课堂改革

参考文献

[1]陈新华, 张秀娟等.电工与电子实验教学改革模式的探讨和实践.实验室研究与探索, 2004.

[2]刘银萍.数字电子技术实验教学改革的探讨.实验室研究与探索, 2006.

多层次实验教学模式 第10篇

1 多层次实验教学的内涵和任务

实验教学是基础理论知识与实验活动, 间接经验与直接经验相结合的教学过程。其主要任务是使学生掌握教学大纲中要求的基本实验原理和实验技能, 培养学生的科学素质、创新意识和动手能力、分析问题和解决问题的能力。而传统实验教学多以课程实验为主, 多是验证型实验, 一般按课程设置实验内容, 学生在掌握所学课程部分的理论知识和实验原理的基础上, 按照规定的实验方法和操作步骤完成实验内容。教学模式重理论轻实验, 实验内容单调重复、趣味性差, 学生对实验积极性不高, 教学效果不理想, 现代化的先进实验教学效果难以体现, 也不利于提高学生的基本实验技能和开发学生的智力和创造性。

为改变传统实验教学模式, 提高实验教学质量, 许多高校的教学和科研工作者进行了探索[1,2,3,4,5,6,7,8], 多层次实验教学模式是适合大材料专业的模式[8,9]。多层次实验教学模式是以科研实验室开放和强有力的实验教学队伍为基础, 以学生为实验教学的主体, 以教师为引导的开放式实验教学模式[9]。它以一般教学实验为基础, 以教学实验中心和科研实验室为平台, 以教师科研项目为牵引, 提升学生的实践能力和创新能力。实验教学的内容由验证型实验向综合应用型、研究创新型实验逐步升级。多层次实验教学的基本任务包括两方面:完成教学大纲规定的实验教学任务, 帮助学生巩固、深化理论知识, 培养学生良好的实践能力;通过综合设计型、研究应用型和创新型实验项目, 培养学生理论联系实际的能力, 提高学生的实践创新能力和科学素养。

2 多层次实验教学的方法和实施

我校金属材料工程专业和材料成型与控制工程专业本科生依托教育部重点实验室、材料科学与工程国家级实验教学示范中心、河南省镁合金及制品工程中心、省铝合金材料及加工工程中心、省低碳及环境材料国际联合实验室、郑州市汽车新材料重点实验室和郑州大学材料研究中心等科研基地, 建立本科生创新实验平台;以国家精品课程、名牌专业、教学团队、视频公开课和国家资源共享课建设项目为驱动, 以笔者团队的科研项目为牵引, 通过一系列探索和实践, 构建了具有立体化、多层次、开放式特色的实验教学与创新实践平台, 为高素质创新人才的培养打造了良好的实验教学与创新实践环境。

2.1 构建多层次实验教学体系

在培养学生的实验技能和创新能力方面, 基础性实验和探索性实验教学都具有十分重要的意义和作用。所谓多层次, 是遵循认识事物的规律, 由浅入深, 由简到繁, 学生首先掌握材料方面的基础理论知识和专业课实验教学的原理和实验技能, 然后根据基础、兴趣等实际情况的不同, 选择不同层次的实验内容;实验教学的内容由验证材料基础知识的实验到材料综合应用设计实验, 再到研究创新型实验逐步升级, 有层次地设置实验项目并形成实验课程体系。据此, 我院大材料专业的金属材料工程方向和材料成型与控制工程方向的实验教学体系设置主要分为三个层次。

(1) 基础课程实验和专业课程实验。基础课程实验主要包括大学物理、化学、电工学等课程实验, 专业课程实验主要包括学院材料科学与工程基础平台实验、专业课程实验和实习实训等。课程实验是通过实验加深学生对理论教学的理解, 验证理论教学的相关定理和基本概念, 使学生了解和掌握本学科中本专业各种实验基本原理和基本实验操作方法, 具有实际操作和解决问题的基本技能与实践知识。这类实验主要在校内基础实验室和我院国家级实验教学示范中心完成。

(2) 综合应用实验[10], 主要包括课程设计、综合实验。综合应用实验是通过材料工程训练和个性化实验, 综合应用所学有关材料设计、加工和相变等方面的专业知识, 提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。在这类实验项目中, 要重视实验方案设计, 深化和拓展理论教学的内容, 创造条件让学生独立设计实验方案并完成实验, 达到启发学生科学思维, 提高其独立研究能力和创新意识。

(3) 研究创新实验, 主要包括科技活动、毕业论文 (设计) 、创新实验、依托学科建设的开放性实验、提前进入实验室开展的实验等。研究创新实验融入了创新思维基于实践、始于问题的教育理念, 通过课外创新实践和毕业论文环节, 培养学生的创新创造能力。

2.2 完善多层次实验教学的内容

与教育部有关理工类 (材料类) 本科生的基础课程实验内容相似, 本文不再赘述。

在专业基础实验教学方面, 我院大材料类专业开设了材料科学与工程基础平台实验, 主要培养学生基本实验技能、仪器使用与维护、材料的显微分析和参数测定, 促进对课堂理论课程内容的学习和理解, 培养其专业综合素质。平台实验将金属材料、无机非金属材料、高分子材料、材料成型加工等实验教学体系重组, 打破以不同材料为基础组织实验教学的框架, 建立一体化、多层次、开放式的专业基础实验教学新体系。平台实验既注重了材料的基础理论和基础实验, 又兼顾了交叉学科的基础实验。16个实验包括12个必做实验和4个选做实验, 分为掌握、熟悉、了解、选学四个层次。要求学生掌握金相显微镜的使用和显微组织分析, 性能测试仪器的使用原理和方法, 硬度测试原理和方法, 显微分析样品的制备和分析技术, 金属、高分子和陶瓷材料的力学性能测试和分析等基本实验技能;熟悉一般偏光显微镜的构造和使用, 金属材料成分、组织和性能之间的关系, 并能对不同状态金属材料的组织进行分析比较, 以深化对所学知识的全面理解和掌握;了解材料现代分析方法, 包括X射线衍射仪与物相定性分析。选学部分包括扫描电子显微镜结构与样品分析, 电子探针结构与微区成分分析, 透射电子显微镜薄膜样品制备与观察以及材料制备新技术等。

专业课程实验20个, 主要侧重于材料成型的工艺方法和数值模拟、工程材料制备与表征实验、钢的热处理组织分析及热处理工艺实验、材料表面改性技术实验等。通过专业课程实验, 帮助学生进一步巩固和运用所学的专业基础理论知识, 掌握材料制备、分析与测试的基本技能, 掌握材料成分—工艺—组织结构—性能关系, 培养和发展学生的观察能力, 提高实践动手能力与综合素质, 进一步加强实验基本技能的训练和探索自然与科学规律的能力, 为适应现代材料工程对工程技术人员知识、能力与素质的全面要求以及研发材料、制造生产材料和合理应用材料打好基础。

综合实验是结合专业课程的知识, 运用实验室的现有设备进行实验。实验涉及专业知识面较宽, 包含了金属材料及其制备、加工、热处理、性能测试等专业课程及实验的相关知识内容, 是专业知识和实验技能的综合应用。在实验内容的选择上, 指导学生自己进行实验方案设计, 实验方案应具有多样性和新颖性, 实验过程操作性强和工艺选择性强。学生之间实验的内容和解决的思路各不相同, 避免了多人一个答案、一组数据的情况的出现。这有利于学生较完整和系统地掌握与综合运用专业知识, 提高其运用分析和测试仪器等方面的技能。

研究创新实验是在有经验教师的指导下, 为鼓励学生在导师课题范围内, 灵活多变地参与科学研究、技术开发、科技竞赛活动及各类创新活动开设的实验。创新实验的课题设计是依托学科建设平台和指导教师的在研项目, 在大量文献调研基础上制订合理可行的方案。创新实验要有趣味性。学生可以申请国家级、校级大学生科研创新计划, 也可以结合教师在研项目自主设计创新的实验项目。学院鼓励教师依托自己的在研项目开展创新实验, 对本科生开放专业科研实验室及实验室设备, 招募积极性高、成绩好的本科生组成5～7人的科研兴趣小组, 提前进入科研实验室开展创新实验。指导教师为学生的创新活动和科学研究提供经费、条件等支持。创新实验项目的实施, 可充分发挥学生的主动性, 使学生了解科研实验的一般程序, 提高学生对科学研究的兴趣, 有利于培养他们独立思考、善于创新创造、综合运用知识的能力。我院学生毕业论文 (设计) 24周, 是我院金属材料类专业最重要的、综合性强、让学生主动思考、以实验研究型为主的实践过程。

2.3 创新型实验教学的实施

多层次实验教学要根据学生年级的不同, 有针对性地建立学生进入实验室的不同模式, 并通过实践考查学生进入实验室学习的效果。如对于一年级新生, 主要以到科研实验室观摩学习、听学术报告、旁听研究生课题小组讨论会等方式, 让他们接触、观察和了解科研实验室, 满足他们希望进入实验室的意愿;对于二、三年级学生, 根据课程的进展, 结合教师的课题, 安排他们跟随团队的研究生参与科研实验、阅读文献, 也可以参加一些教学实验的方案设计工作;有兴趣且能力较强的学生, 通过选拔, 提前进入实验室, 申请国家、校级大学生科研创新创业计划, 适度参加导师的科研项目;对于在实验中有较好表现且预计研究成果较好的三年级学生, 可以确定一些具体题目开展研究探索, 参加挑战杯、创业大赛、科技竞赛等活动;三年级下学期或四年级上学期的学生可以确定毕业论文 (设计) 的内容和题目, 在教师的指导下, 由学生制订实验研究计划, 确定实验方案, 独立完成毕业论文。

对于提前进入实验室开展的创新实验, 其实施过程如下: (1) 选题。选题以指导教师为主, 学生参与。教师根据教学与科研经验, 选择一些切合学生实际能力和学识水平的实验题目, 实验要能用到专业基础知识, 能充分利用平台实验室的仪器设备, 要明确实验的重点、难点和关键科学问题。 (2) 研究技术路线和实验方案设计。实验方案设计要在导师指导下由学生自主完成, 然后由创新小组和导师一起讨论确定。 (3) 进行创新实验研究。学生根据方案进行实验研究, 分析实验结果, 教师主要释疑解惑, 宏观把握实验进度, 引导学生独立思考, 锻炼学生的实验操作技能, 提高其综合运用专业知识和独立开展科研实验的能力。 (4) 实验总结。实验结束后, 要求学生分析实验结果, 并得出实验结论, 研究结果可以是科研论文、专利或产品等形式, 撰写实验研究报告, 并参加由材料学院知名教授组成的专家组的答辩。通过创新实验, 全面提升了教学实验水平和学生的实践创新能力、设计能力和前沿科学意识。

笔者在材料科学基础和金属材料及热处理教学过程中, 将课题组在可降解生物镁合金及其表面改性领域多年的研究成果介绍给学生。详细介绍工程结构用镁合金材料和可降解生物镁合金材料的设计原则、合金熔炼、塑性变形加工和特种制备技术、镁合金表面改性技术、生物镁合金器件 (骨板、骨钉、内髓钉和血管支架等) 开发及发展应用前景等, 对比介绍了合金在制备、加工和改性过程中与课程有关的知识内容之间的关系, 特别注重在研发生物镁合金及其加工过程中用到的学术思想, 如利用镁合金腐蚀性能差作为生物材料的可降解性, 经大塑性变形细化镁合金晶粒可获得准超塑性和均匀腐蚀性能, 在生物镁合金表面涂层可控制镁合金降解等。在丰富课程理论内容的同时, 也向学生传达了金属材料及加工前沿的研究思想与发展趋势, 有助于学生对材料领域的认识并建立对材料科学整体的宏观认知。由此激发学生的兴趣。自2009年以来, 我们团队在生物镁合金及表面改性技术方面, 指导了15个有关镁合金的创新实验小组, 其中3个项目获批国家级大学生创新实验计划。2个小组参加河南省大学生挑战杯竞赛, 其中一组获自然科学类二等奖;有2个小组参加了全国大学生创业大赛, 其中一组获得一等奖;参加两届全国金相大赛, 均获得非常优异的成绩。

3 注重对学生优良科研品质的培养

在多层次实验教学中, 应该把学生各种实验技能, 特别是创新能力的培养作为实验教学工作的重中之重。实验教学作为培养创新型人才的重要课堂, 为学生创造了一个培养科研兴趣、创新思维和创新能力的实践环境。教师不仅要在有限的实验教学学时内使学生掌握基本的专业实验技能, 还应让学生在掌握专业基础理论和专业实验技能的基础上能够举一反三, 具有提出自己的新观点、新方法的能力。

在多层次实验教学过程中还应引入文化素质教育, 注意培养学生的团队意识和合作精神, 严谨务实的工作作风, 实事求是的科学态度和诚实的科研品德及大胆、细心和耐挫的心理素质, 这些都是与材料实验技能掌握同样重要的职业素养要求。研究创新实验是综合性、设计性和不确定性很强的实验, 需要小组成员之间分工协作, 需要本科生和研究生、教师之间的讨论与交流, 在反复不断的讨论、争辩、分析、验证和总结过程中取得进展。但是, 在创新实验过程中, 我们发现个别学生虽然思维活跃、动手能力很强, 但是在实验方案设计时和实验过程中常以自我为中心, 不善于与别人交流, 不善于听取和借鉴别人的意见, 这种能力强但缺乏团队合作精神的学生只能暂时满足岗位要求, 不会有更大的发展空间。所以, 我们在指导创新实验的过程中, 不仅强化学生的实验技能和创新精神, 还有意识地引导学生在做研究的过程中学会表达自己的观点, 与团队其他成员合作, 听取和理解他人的意见, 做到互相取长补短。只有这样, 才能让学生学会人与人之间要相互理解与宽容, 培养团队意识和合作精神。

4 结束语

材料类专业是实践性很强的专业, 实行多层次实验教学是必然趋势。多层次实验教学模式可以实现实验教学形式、内容和手段多样化。我们在整个完整的实验教学体系中, 融入了创新思维基于实践、始于问题的教育理念, 遵循培养学生“实验操作技能、实践创新能力和团队合作精神”并重的原则, 使学生专业知识、科研能力提高的同时, 形成优良的道德品质和科学素养。多层次实验教学模式的实施不是一项短期工程, 在今后的教学实践中, 仍需要我们不断开拓思路, 进一步提高材料类专业的实验教学质量。在多层次实验教学模式实施过程中, 要“抓教师”和“抓学生”并行, 指导教师要不断地掌握新技术、推陈出新, 只有这样才能培养出符合社会需求的创新型技术人才。

摘要：介绍了课程教学和实验教学的方法和体会。以科研实验室为依托, 将基础理论与生物镁合金设计、加工、合金熔炼、塑性热处理和表面改性等前沿研究相结合, 向学生讲授基础理论的同时, 结合课题组的科研项目, 选拔本科生提前进入实验室, 组成自主性创新实验小组, 开展创新实验。通过课程实验、综合设计实验、创新实验和创业实验等多层次实验环节, 调动学生学习的主动性, 培养其实验基本技能、创新能力和团队合作精神。

关键词：实验教学,创新实验,教学方法,材料

参考文献

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多层次实验教学模式 第11篇

通过对学生实验的广泛调查和查看学生的相关作业、实验报告、实验课后体会等资料，发现学生对实验的兴趣异常浓厚，他们在化学实验中表现出对化学美、成果美的强烈追求；对同组同学间良好合作、愉快交流的期盼；对规范操作、实验数据准确、实验装置图美观、实验现象结论描述准确的热切希望；对操作、观察、探究有着浓厚的兴趣。

一、化学实验过程中学生的心理需求特点

1.强烈的操作兴趣

“噢！我们终于可以上化学实验课了”，学生欢呼着，多天来积蓄在心头的盼望如山洪一样暴发。

听完老师的讲解，同学们要亲手动手了，他们都迫不及待地将手伸向那些器皿，一时间“叮叮”的清脆之声不绝于耳，犹如每一次亲自掌厨一般，只不过精细一些而已。

2.强烈的感知与验证兴趣

“化学实验课很有趣，能亲手去摸那些各种各样的玻璃器皿，看着那些五颜六色的试剂在自己的调配之下变色，冒气泡，生成沉淀，这些，都足以让我兴奋不已了。”

实验中，也观察到了一些与理论不相符的实验现象。如将一小块表面擦拭干净的铁块投入浓硫酸中，为什么开始有气泡冒出？我就想，是不是铁与浓硫酸反应放出氢气？不可能，那样铁会钝化。那么，是不是铁表面附着有其他杂质、阴离子？对，这便对了。

3.强烈的探索兴趣

现在我们进入了高中，“化学实验仍然很好玩”我们这样想。但是心中却有另一种感情在滋长，“我们想探索，我们想问为什么？我们依然好奇”，而化学实验室则为我们的研究创造了条件，让我们有时间、有机会向化学的圣殿探索。

4.强烈地追求成功和自尊

有时出现一些意想不到的现象，和老师一起讨论其原因，若没有找出原因，心中犹如压了一块大石头，若找到了原因顿时浑身舒坦，心里甜丝丝的。

5.强烈地追求自由交流和轻松学习

我们对实验课钟情，不仅因为它有趣，而且没有了教室里的沉闷、压抑，我们就能在轻松、乐趣之中完成实验，并且实验也算是我们的一种新玩法。同桌几人，进行比赛，看谁实验做得好，又把实验转化为竞技，让我们更觉得实验有刺激性。

实验需要组内成员通力协作，有一个志同道合的搭档，可以顺利完成实验，还可以交流学习的体会，是人生的一大乐趣。

6.装置整洁美观，操作规范流畅，能协调完成实验

化学操作是精细的，药品用量、器材的使用方法，一些细微的地方的注意和操作技巧，都要求操作者沉着稳重，要做到四平八稳，手不抖、心不慌，沉着的性格就在不经意中培养起来了。

7.准确描述实验现象和实验结论

希望实验结果与理论相符，实验数据准确，追求科学美、成果美，还希望实验结果得到同学和老师的赞许。

实验过后，理所当然要填写实验报告，犹如果子丰收后采摘果实一般，看着填得整整齐齐，挂满红钩钩的实验报告，乐！

8.自己设计实验步骤而得到需要的结论

自己设计实验步骤，就必须对实验内容有深刻且全面的了解，这其中就要恰当地运用统筹方法，自然地注意到关键点，理出注意事项。在这些工作之后就可以安排实验步骤，实验步骤必须紧凑、省时、合理。在紧接着的实验过程中就可得心应手了。

二、根据心理需求，发展学生的多种智能

1.身体—运动智能

身体—运动智能是指运用全身或身体的某一部分,解决问题或创造产品的能力。身体运动智能体现在化学实验中首先是模仿动作的能力。通过模仿形成习惯性、规范性的操作技能,并能用这些技能顺利地完成化学实验。根据学生对实验操作的强烈兴趣，老师应该保护这种兴趣，尽可能地让学生多动手，创造条件开齐开足学生实验，开展丰富多彩的课外兴趣实验。

2.视觉—空间智能

视觉—空间智能是指针对所观察的事物,在脑海中形成一个模型或图像从而加以运用的能力。化学实验中的空间智能主要包括：（1）通过觀察实验,善于辨别物质的形状、颜色、质地及变化过程，实验仪器形状、用途等其他细节；（2）可以同时知觉到鲜明而细微的变化,善于进行图像思维并观察细节；（3）根据实验要求选用恰当的仪器对实验仪器进行组装调试拆除并能画出实验装置图；（4）根据现象判断停止和继续某项操作、增加或插入某项操作。

3.逻辑—数理智能

逻辑—数理智能是指逻辑推理、数学运算、科学分析以及对模型和关系的辨别等方面的能力。学生在化学实验表现出的逻辑—数理智能有:（1）提出假说,通过实验设计、建构实验模式,并用实验的方法加以论证；（2）能用抽象的符号来代表物质及其变化；（3）学生能进行实验现象到本质的探索；（4）对实验中测得的数据能进行分析和归纳得出物质变化规律。

4.语言智能

语言智能是指运用语言、文字进行倾听、阅读、写作、讨论达成有效沟通的能力。口头语言智能，（1）指能准确表述实验仪器的名称、化学实验用语并理解其内涵,如分液漏斗或长颈漏斗、向上排空法或向下排空气法、鉴别或鉴定物质；（2）指对产生的化学现象能正确、流利的描述，如产生白烟或白雾。在实验过程中鼓励学生间相互交流，老师在巡查中注意和学生的交流。

5.音乐—节奏智能

化学实验中的音乐—节奏智能的核心是对声音和节奏的敏感力。化学反应发生时往往伴有声音的变化。如在金属钾与水的反应中,钾在水面中快速运动,时而发出“哧、哧”的响声,时而发出轻微爆炸。再如氢气和氧气混合后的爆鸣气在点燃后“轰”的猛烈的爆炸声,这些现象之所以让人难以忘怀,其原因在于发出的声音给了学生强烈的听觉刺激。另外，元素的金属性和非金属性的周期性变化中都蕴涵着节奏。

6.自然观察者智能

化学实验中的自然观察者智能不仅指的是观察实验并记录实验现象的能力，还包括对化学变化中能量变化的观察与感受，也包含了学生对实验项目以外的其他相关对象的观察和好奇心。在现实的教学实际中，许多学生对实验很感兴趣，觉得好奇，但在观察实验时不够仔细和深入，甚至于停留在看热闹的低级阶段，没有形成良好的观察品质。因此，在实验观察中教师要注意适时引导、激励设疑、引发想象，在条件允许的情况下，引导激发学生多做实验，开放实验室等，使学生多实验、多体验、多观察,并允许学生把他们在生活中观察和体验到的有关物质带进实验室进行相关实验。

7.人际关系智能

人际关系智能指能够有效地理解别人和与他人交流沟通的能力。在学生分组实验和探究实验中，学生间需要既有分工又有合作才能完成实验。在化学实验过程中,学生通过协作过程中的合作、交流,相互评价和反思来达到规范自己的实验操作,提高自己的实验技能,开拓自己的实验思路等目的,可使自己的人际关系智能得到锻炼。

8.自我认识智能

自我认识智能是指关于建构正确自我知觉的能力，其核心就是留心、反思与重建。学生实验中的自我认识智能是普遍存在的，如对自己所提出的实验课题和采用的实验方法及进行实验过程的合理性有一个正确的自我认识,有确定并追求实验成功的动机，实验遇到挫折时,能努力挖掘与理解内在的学习经验，激励自己持续完成实验，学生实验过程的自我评价、组内互评、教师评价都有助于自我认识智能的提高。

在新课程背景下，我们深刻地体会到化学实验教学的每一个内容，都蕴涵着培养八种智能的素材。我们只有不断探究学生的心理需求，挖掘实验的深层次功能，充分发挥学生在实验教学中的主体地位，才能适应时代的挑战。

多层次实验教学模式 第12篇

关键词：操作系统,实验,分层,教学

操作系统课程教学分理论教学与实验教学两部分,该课程内容丰富,涉及原理、算法、实现技术等,理论性与实践性较强、较抽象。该门课对学生而言,较难学。而对教师来说,也较难教。在以往操作系统教学中,大部分教师以理论讲解为主,辅以少量的实践操作,导致学生缺少分析、设计一个操作系统实例的过程,对大部分操作系统原理理解不够透彻,学习兴趣不浓。随着社会的不断发展,社会对创新思维能力和综合应用技能的计算机专业人才的需求越来越迫切,对计算机教学提出了更高的要求。因此,很多院校为适应发展,对操作系统教学方法和教学手段进行改进,修订教学大纲,提高实验教学的课时,以此提高学生的动手实践能力,让学生加深对操作系统的原理、技术和实现方法的掌握,培养学生开发系统软件和应用软件的意识和能力。

1 操作系统实验教学现状

操作系统实验是理论教学的重要补充和延伸,对培养学生发现问题、分析问题和解决问题能力非常重要。操作系统实验内容多、涉及的知识面广,对学生的要求较高。操作系统实验教学目前已得到很多高校的重视。在传统的操作系统教学中,往往只侧重于操作系统理论知识和基础概念的讲解,同时又没有一个功能强大而逼真的操作系统实验教学环境,从而使理论学习与系统实践相脱节,使得教学效果不够理想[1]。他们大多采用“课堂讲授+课后作业+上机实验”的教学模式,其中上机实验一般只是对操作系统功能的简单模拟,编写模拟程序枯燥乏味,实验课完全依附于理论教学,实验教学内容老化,手段单一,学生学习的兴趣不浓,无法达到辅助理论课教学的目的。并且,实验教学课时偏少,学生只接触到一些皮毛,根本达不到培养学生运用计算机解决问题的综合能力。

目前,很多院校为了克服以往教学中存在的不足,进一步提高学生的动手实践操作能力,对操作系统实验课越来越重视。不仅实验课时增多,同时也在不断的改进实验的手段与方式,采用的实验平台也多样化。例如:国外大学主要使用的教学操作系统有GeekOS、OSP、NACHOS、MINIX、XINIX、TOYOS等[2]。而国内大部分院校使用的是Linux、Windows操作系统作为实验平台。也有以教学型操作系GeekOS为实验平台[3];以MIT操作系统实验为基础设计的以MIPS为硬件平台的操作系统实验[4];基于KVM实现虚拟化Linux操作系统实验环境的方法[5];基于OS Lab实验平台[2]等。在操作系统教学中,一般采用如下三种方式[6]:一是,观察型实验。部分学校操作系统实验因课时较少,只能让学生了解操作系统用户界面、用户接口和操作实现方式。二是,模拟型实验。部分高校受师资、教学环境、学生素质与能力等方面的影响,操作系统实验只是对一些具体的算法进行模拟实现。三是,设计型实验。国内一些一流的大学要求学习完成一个小型的操作系统的设计。部分学校结合某个具体的操作系统,分析源代码,对其中的部分代码进行修改与完善,以及补充其他部分的功能。这三种方式各有其优缺点。观察型实验可以帮助学生理解操作系统基本原理,实验内容较少且难度偏低,学生对操作系统的理解仅仅是表面层次,不利于真正理解操作系统内核,无法提高学生分析、设计与开发操作系统的能力。模拟实验被很多学校采用,最主要原因是该方式易于实施,有利于学生更好的理解操作系统算法。但学生很难通过此方式理解操作系统的整体设计思想。设计型实验内容较深,有利于提高学生对操作系统的理解,可以培养学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣。但是设计型实验对学生要求较高,只有基础好的同学才能完成,而大部分学生无法上手,导致抄袭现象严重,流于形式。最终达不到实验的目标。此种实验方法在国外很多大学里采用,由于师资力量、教学环境、学生素质等因素,目前国内采用此方法的不多[7]。

很多大学结合各校的实际情况,都对自己的实验教学进行了改革,都非常重视操作系统实验设计,例如北京大学根据MIT课程,建立了自己的操作系统实验体系;清华大学专门设置了操作系统专题训练课程,以提高学生的工程实践能力;南开大学提倡使用系统仿真的实验环境加强学生理论联系实际的能力;浙江大学提出了“边学边干”的操作系统教学理念;北京航空航天大学把操作系统课程序分成两门课程,一门讲授“操作系统”原理,一门“操作系统课程设计”专门进行操作系统实验等[4]。通过实验设计,提高学生学习兴趣,以及提高学生的动手操作能力,深入了解操作系统原理,能够开发出一个小型的操作系统。

2 分层实验教学

针对目前操作系统实验教学中存在的不足,本文提出基于分层实验教学的方法。主要包括两个方面,一是实验教学内容分层;二是根据学生的基础及学习能力,进行分层次教学,不同层次的学生要达到的教学目标各不相同。

2.1 实验内容分层

在教学中,本人结合学生的实际,采用Windows与Linux相结合的分层次实验教学方法。首先,根据实验的难易程度,把要做的实验分成易、中、难三个层次。较易的是观察型实验。观察型实验,只需要学生会安装和使用Windows与Linux操作系统,熟悉软件编程环境。从而来理解操作系统原理,简单的分析操作系统的某些基本功能,不要求学生会写复杂的代码来模拟或实现操作系统的功能。处于中间层次的是模拟实验,通过模拟作业调度、进程调度、内存空间分配与回收、虚拟存储管理中的地址转换和缺页中断、磁盘文件操作及设备分配与回收等,此方法在实际教学中易于实施,有利于学生加深理解操作系统算法。较难的是分析型实验和设计型实验,分析型实验采用Linux操作系统,因为Linux是一个完全自由的软件,源代码开放,但系统结构复杂,代码多。通过在理解操作系统的整体设计的思想上,修改操作系统原代码,替换某些具体功能。对学生的要求较高,要求学生具备一定的Linux操作系统学习基础。设计型实验,通过选取一种教学操作系统作为实践平台,该操作系统仅具有一个简单的操作系统内核,其余功能由学生进行完善与扩充,通过实验来提高学生的基本应用和开发能力。对于这几种层次的实验,教学中采用难易搭配,选做与必做相结合,从而提高学生的学习兴趣。其中,观察型实验与验证型实验中的大部分要求所有学生必做,只有少部分是选做。而分析型实验中,少部分实验必做,大部分实验选做。对于基础较差的同学只要求把必做的内容中的代码读懂即可,而对于基础较好的同学不仅要能读懂代码,还要能对代码进行修改,增加或删除操作系统的某些功能;对于设计型实验只要求基础好同学对已有的操作系统平台的功能进行完善与扩充,而对于基础差的同学只要求他们能对比扩充前后操作系统功能有何不同即可。

2.2 学生的学习能力分层次教学

根据学生的学习兴趣和能力不同,针对不同学生,制定不同的教学目标,分成基本目标、中级目标和高级目标。基本目标:要求学生掌握操作系统的基本概念和典型的实现技术,在实际应用中能应用操作系统设计的思想和方法;中级目标,要求学生会做模拟实验,加深对操作系统算法的理解,能模拟实验一些算法;高级目标要求学生在理解操作系统的整体设计的思想上,具备修改部分操作系统代码的能力;要求学生能综合应用所学知识对操作系统进行分析,并能设计和实现一个小型的操作系统。学习兴趣不浓以及学习能力较差的要求掌握难度较易实验,而能力一般要求必须掌握难易、中层次实验,对于较难的实验能理解多少就理解多少;而对于学习兴趣较浓、学习能力较强的要求三个层次的实验都掌握;对于第一类学生,要求其能基本达到基本目标,而第二类学生要求其必须达到基本目标,而第三种类型的学生要求其学完操作系统这门课以后,能把理论知识应用于实践中,能够设计和实现一个小型的操作系统,达到高级目标。

3 结语

操作系统实验教学是操作系统教学中的重要环节。本文从操作系统实验教学的现状入手,提出了基于分层实验的教学方法,通过不同层次的学生要求其掌握的实验内容不同,可以有效的提升学生对该课程的学习兴趣,同时可以增强学生的动手操作能力,在实践中证明该方法是有效的。

参考文献

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