新型实验项目范文

新型实验项目范文（精选8篇）

新型实验项目 第1篇

群体动画创作一直是计算机动画界的一个难题，目前群体动画的研究工作主要集中在对群体角色进行建模。Reynolds[1]提出了一个集群行为计算模型，其中每个角色是在各自的环境中独立的行为者，能通过感知局部环境来决定在给定的时间采取有仿真的简单视觉、触觉和听觉感受器，能够完成诸如跟随领导者、相互致意甚至玩球类游戏等任务。Mataric[2]通过物理机器人演示了群体队形，在Thamann[3]的工作中，虚拟角色具。Tu[4]提出了基于自然生命模型的动画自动生成方法，把鱼作为自激励的自主智能体，创作了生动逼真的人工鱼群，Tu的工作是智能角色动画的典型代表。

群体动画生成技术对与数字媒体艺术专业的学生来说，既是本学科领域应该掌握的知识，又具有前瞻性和创新性，将其作为综合性创新型实验项目，有助于学生创新能力和综合能力的提升。

1. 实验项目及实施方案步骤设计

1.1 理论基础的引入与论证

基于传统的智能角色动画和近来的运动编辑技术，笔者提出了一种基于云模型的群体动画创作框架，思路如下：对于一群运动的生物体，就二维来讲，在一个平面上，每个个体不确定的因素有三个：速度、横坐标位置、纵坐标位置。这三个参数有一定的随机性，又有一定规律性，符合不确定性人工职能的特点，为此现引入云计算模型来模拟这三个参数：

云模型的引入[5]：

设U是一个用精确数值表示的定量论域，C是U上的定性概念，若定量值x∈U，且x是定性概念C的一次随机实现，x对C的确定度μ(x)∈[0,1]是具有稳定倾向的随机数，μ∶U∈[0,1]坌x∈U,x→μ(x)，则x在论域U上的分布称为云(Cloud)，每一个x称为一个云滴。云的数字特征：定性概念的定量值;期望值Ex:概念的原型值;熵En:概念不确定程度的度量;超熵He:熵的不确定程度的度量，即熵的熵。

1.2 真实鱼群云参数的获取

逆向云发生器是实现从定量值到定性概念的转换模型，它可以将一定数量的精确数据转换为以数字特征Ex,En,He表示的定性概念。

实验中选择一个金鱼缸，共放养10条金鱼，大量采集这些金鱼的横坐标变化和纵坐标的变化，以及移动速度的变化，实验对每个个体共收集1000组数据，将这些参数逆向云发生器并进行归一化处理，得到该鱼群十个个体的移动的横坐标、纵坐标、速度等参数的期望，熵和超熵。

1.3 正态云发生器的算法实现

输入：数字特征Ex,En,He，云滴个数N.输出：N个云滴xi及其确定度yi，可表示为：drop(xi,yi),i=1,2，…，N。

Step1:生成以En为期望值，He2为方差的一个正态随机数Eni=NORM(En,He2);Step2:生成以Ex为期望值，Eni2为方差的一个正态随机数xi=NORM(Ex,Eni2);Step3:计算确定度;yi=e(xi-Ei)2/Ei2;Step4:具有确定度yi的xi成为论域中的一个云滴;Step5:重复Step1到Step4，直至产生满足要求的N个云滴。

1.4 基于云模型群体动画设计思路实现

根据自然鱼的2个基本特性，人工鱼应该具有以下特性：(1)它们是时变的;(2)它们应依赖于内部冲动或者依赖外部刺激，或两者都依赖。设计实现了两个精神状态变量：饥饿感H，恐惧感F。这两个变量值在闭区间[0,1]中变化，当取值较高时，依次表明有较强的愿望去进食、躲避捕食者。H由内部冲动和外部刺激决定，而F则单独由外部刺激引起。

饥饿感H和恐惧感F的设计：

饥饿感H:

At each time step

F1=d*F1:

If(foodEaten)

F1=truncate(F1+f);

hungerValue=1.0-F1/a;

其中：d是鱼的消化率0

在此模型中，通过刻画鱼的消化率d和鱼的饱和食欲a来仿真不同类型的鱼。

恐惧感F:

Fear=min{conmfortZone/preDistance(i),1}，其中，preDistance(i)是此时距离捕食i的距离;comfortZone是鱼的威胁感知距离。

1.5 软件实现方案及动画角色实现方案设计

根据前面实验的基础，设计软件的实验流程及动画角色的实验流程，将实验参与同学分成两个小组，分别担任软件设计和动画角色设计的工作。

2. 实验项目实施情况及效果

基于上述设计方案的实验项目在绵阳师范学院2007级的数字媒体艺术专业学生中进行了实施，由学生自由选择，有18名学生参与该实验项目的实施，整个实验项目的五个阶段实施时间为一学期，最终设计出逼真的鱼群活动规律的群体动画效果。同时，经过跟踪调查，该年级学生于2011年毕业，参与本文所设计实验方案的同学100%从事与自己专业相关的工作，同时学生都反馈在参与该创新型实验项目的过程中，自己的综合能力和创新能力有了质的提高。

3. 将来的工作

目前的实验方案设计是基于二维动画设计的，将来的实验方案将在三维动画的基础上进行探索，并且将实验的对象从鱼群推广到其他群体动画中去。

参考文献

[1]D Reynolds.Flocks,herds,and schools:A distributed be-havioral mode1.ACM Computer Graphics,1987,21(4):289-296.

[2]M Mataric.Interaction and intelligent behavior.Ph Ddis-sertation.Department of EEcS,MIT,Cambridge,MA,1994.

[3]D Thalmama.Virtual sensors:A key tool for the artificiallife of virtual actor.The Pacific Graphics 95,Singapore,1995.

[4]Xiaovuan Tu.Artificial animals for computer animation:Biomechanics,locomotion,perception,and behavior.Ph I)disser-tation.De partment of Computer science,University of Toronto,Toronto,1996.

化学实验创新型做法 第2篇

摘要：化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础，最大限度的发挥实验在化学教学中的作用，使化学实验教学更切合教学改革的潮流、适应素质教育和创新教育的需求，因此有必要对化学实验进行不断改进和创新，化学实验才会充满生命和活力、保持其在化学教学中的独特魅力。本文从实验教学落实到位和化学实验课堂教学如何创新两方面谈谈化学实验创新教学的看法。

从事教学工作多年，我一直在思考这样的问题，教师应该教什么？学生应该学什么？难道教给学生知识，让学生取得较好的考试成绩就是我们教育的根本目的吗？关于教育的目的，著名的物理学家劳厄曾有一段精辟的论述：“重要的不是获得知识，而是发展思维能力，教育无非是将一切学过的东西都遗忘时所剩下的东西。”显然，培养学生的各种能力才是教育的根本。化学实验教学不仅能培养学生的动手能力，还可以帮助他们学会观察、善于思考，是培养学生的科学精神和创新能力的有效途径。新的化学课程将科学探究作为课程改革的突破口，以激发学生的主动性和创新意识。化学实验是进行科学探究的主要方式，是学生获得化学知识的必要途径。因此，作为新世纪的化学教师不仅应该克服一切困难，做好演示实验，引导学生做好学生实验，鼓励并指导学生做一些课外小实验，合理布置研究性课题。还要勇于创新，根据教学需要和学校具体情况，大胆尝试化学实验改革，为化学教学服务。从而进一步培养学生的科学素质。本文拟对新课改下如何加强和改进化学实验教学，培养学生的实践能力和创新精神谈谈自己肤浅的体会和做法，与同行们研讨。

一、如何将实验教学落实到位

化学是以实验为基础的自然科学，实验是学生获取知识、进行知识创新的重要手段，是培养学生的科学兴趣、科学态度、提高学生科学能力的重要途径。当前化学实验教学效果不大理想的的主要原因：一是教师对实验教学的质量意识淡薄；二是有的教师实验能力差；三是课前准备与精心设计不够；四是忽视操作技巧或教师本身的操作技能差。为进一步把化学实验教学落实到位，我认为：

1、要有明确的实验教学目标

教师在实验教学中都有体会：许多学生表现出对实验的兴趣，往往是处于“好玩”、“有趣”。因此让学生知道实验目的和要求，是实验教学中的重点。只有这样才能使学生产生积极的学习动机，思维才会有方向，操作才会认真。如选择仪器、检验物质和配制溶液等实验，新课程标准要求通过“练习”达到“初步学会”，但学生往往只对仪器和实验中新奇的现象的观察产生好奇而忘记实验的目的,使教学目标不能完成。因此对这些实验教学的重点应放在学生操作的独立性和准确性上，指导学生严格操作，在学生的操作中要提出一个个“为什么”，从而加深学生对实验步骤的掌握，使学生初步、逐步“学会”这些实验。

2、充分做好实验教学的准备工作（1）制定切实可行的实验教学计划

在每学期初或每学年初，教师和实验员要根据教材要求、学校条件和当地实际，研究制定好切实可行的《化学实验教学计划》，并将每个实验所需的材料和负责老师等项目一一列入表内，然后复制几分交给教务处和总务处等有关部门，促使其他部门的领导能协助化学老师，适时地准备好有关化学实验器材和药品，保证化学实验能按计划保质保量开设。（2）精心设计好实验教学程序

教师在设计实验程序时，应认真构思观察操作过程中的每个环节，对实验出现的问题、现象、失败的原因要尽可能考虑得细致，尽可能设置“为什么”，以激发学生的思维，如观察质量守恒的实验，学生往往只对“白烟”、“蓝色沉淀”的“好玩”感兴趣而忽视必要的思考，教师在试验中要提醒学生“有白烟、蓝色沉淀生成，天平仍保持平衡，这有什么化学意义？”“化学反应的实质是什么？”等问题。另外，不能单为做实验而做实验，应全面系统地分析实验目的、操作要求、实验步骤等，要科学合理地安排好时间，避免出现学生无事可做的时间空档，以提高教学效率。（3）积极探索实验中的成败关键 教师实验操作的基本过程如何，直接影响到实验教学的效果，因此每个实验教学前，教师应按课本中的实验要求，认真做几遍，使自己的实验操作规范、熟练。在演练中还要研究和摸索学生可能会出现的问题和实验成败的关键，做到心中有数，以便在试验中能及时提醒学生，确保每个学生都能成功。如“用一氧化碳还原氧化铜”实验，教师在实验前应对学生强调“先通气体，后加热”、“先停止加热，后停止通气体”是关键，如果操作顺序有错，从而导致实验失败，甚至出现实验事故。

有些实验还要设法做好示范样品供学生对照，有条件的学校还可以把老师的示范操作拍下来，上课时给学生看，辅助学生掌握实验操作要领，从而提高实验课的质量。

3、加强实验教学的课堂组织管理

多数初中学生把观察简单地理解为“看”，对看到的现象缺乏分析和思考，实验完毕往往答不出产生现象的原因和实验结论，如果他们没经过必要的训练，那么一堂课下来，教师会被弄得疲惫不堪，学生也在嬉戏中一无所获。由于初中九年级的前几节实验课是培养学生良好实验习惯的关键，要下大力气抓好实验课堂纪律，规范实验习惯；每个实验完毕后要总结实验中的问题和原因；要培养好实验助手和实验小组长，让他们在试验中协助教师指导本组的其他同学，使老师能集中精力辅助差生。实践证明，让学生主动参与实验教学比教师唱“独角戏”要好得多。

4、正确指导是实验教学成败的关键

在实验教学中应重视对学生进行科学方法的指导，指导得法与否是实验成败的关键。

⑴对一些技巧性较强的实验操作，不但要对学生精心指导，还要让学生反复练习。如连接仪器、气密性检查、使用酒精灯加热等操作，学生都要反复操练才能掌握其操作技巧。

⑵善于指导学生认真思考实验现象和实验结果。如在探究“实验室制取二氧化碳”实验时可让学生思考：“如何选择发生装置？”“如何收集二氧化碳？”“制取氧气的装置能否用于制取二氧化碳？”这些问题能培养学生在实践中发现问题、提出问题、解决问题的能力。

⑶发现共性问题，应及时向全体学生做补充指导，发现学生的操作技能有错误或观察判断不正确时，要及时指导学生纠正。实验结束后要仔细评阅学生的实验报告。

二、化学实验课堂教学如何创新

素质教育要求教师在教学过程中充分发挥学生的主观能动性，让学生真正成为学习的主人。要想达到这一目的加强学生的实践活动是最有效的途径

1、在观察现象中，教会学生学会寻找问题，发现问题

作为自然学科的化学，其研究的范畴是化学反应的现象和规律。物质千姿百态的化学性质和反应规律，给了化学教师指导学生寻找问题、发现问题最好的素材。如在讲燃烧的条件时，我并不是直截了当地把“燃烧需要可燃物，需要氧气，需要一定的温度”的结论灌输给学生，而是引导学生从习以为常的现象背后去寻找问题，发现问题，引导学生意识到寻常现象中的非常之处。教学中我把这部分的内容作了这样的设计： ⑴白磷和红磷是不是可燃物？⑵为什么铜片上的白磷燃烧了，而红磷没有？⑶为什么铜片上的白磷燃烧了，而水中的白磷？……学生回答第1个问题时，几乎是不加思索，异口同声，因为这实在是一种太寻常不过的现象。正是这种寻常，导致学生忽视了寻常现象背后隐藏的问题，在被教师接二连三的问题问倒后，学生对一个普通现象后面居然隐藏了这么多让人深思的问题表现出了浓厚的兴趣！此时，教师演示三个对比实验：⑴蘸酒精的棉花用火一点就燃，而蘸水的棉花用火很难点燃⑵用火柴能将纸点燃，而用火柴不能将煤点燃⑶一支燃烧的蜡烛用烧杯罩住后很快熄灭，要求学生仔细观察实验现象，并据此说出自己寻找到的问题，比比谁找到的问题多，比比谁发现的问题最有思考价值。学生的问题意识一下子就被调动起来了！不少学生提出了值得深思的问题：蘸水的棉花等水蒸发完后能燃烧吗？将煤浇上酒精后能用火柴点燃吗？将燃烧的蜡烛放在装有二氧化锰的烧杯中，再沿烧杯壁倒入过氧化氢溶液，蜡烛会燃烧得很剧烈吗？将燃烧的蜡烛放在装有碳酸钠的烧杯中，再沿烧杯壁倒入稀盐酸，蜡烛会熄灭吗？液化气灶、煤炉为什么留有通风孔？……学生处在这样的问题情景中，思维空前活跃，他们的注意力高度集中在如何提问上，久而久之，问题意识就极易得到激活和强化，主动寻找和发现问题就会成为大多数学生的良好习惯。

2、在研究问题中，引导学生设计实验，培养创新能力 学生设计实验只是教材提出实验课题，而实验原理的运用、实验方法的采用、实验材料的选择准备、实验步骤的安排则由学生自己独立完成的一种模式。为了使实验课上得更生动精彩，我认为学生自己动手、动脑来设计实验，整个实验过程由学生来操作控制，不仅培养学生独立思考、独立解决问题的能力，而且为学生提供了更多的创新空间。正如著名的教育家陶行知先生曾经说过“动手动脑、心灵手巧”。例如：在了解燃烧的条件后，可设计实验验证可燃物燃烧受哪些因素影响及燃烧的剧烈程度与什么因素有关。在学习了“铁生锈的条件后”后，可设计防止金属锈蚀的实验方案。利用书本知识结合实际，可设计实验检测附近的河水污染及空气污染情况等，在实验条件许可的情况下，都可让他们去试一试。学生自己设计实验和按书用做的感觉和效果是不太一样的，通过这些过程，既能培养他们独立且科学地思考问题的能力，又能培养他们观察、实验、思维、自学等能力，从而提高学生的科学素质。

3、在动手实践中，教会学生学会探索问题，解决问题

当我们的学生已经有了对问题思考和分析的习惯后，指导学生在实践中探索问题，解决问题，在解决问题中触发新的问题……学生的问题意识才能进一步得到发展，问题意识才会变得更有创新意义，更趋向于创造，更接近于发明。

4、更新实验教学思路，调动学生的创新意识

人们的许多化学知识是通过观察和实验，认真地加以思索和总结得到的。教师在课堂上用白磷做自燃实验，使学生感到新奇；又感到化学就在身边，再引导让学生去讨论解开“鬼火”形成的这个谜团。同时教育学生努力学习科学文化知识与一切封建迷信作斗争。实验就是在人工控制条件下使化学现象重复出现供人们观察的工作。在这里学习的就不仅是燃烧的知识，更重要的是学习了这种探索事实的根本方法——实验。化学就是以实验为基础的学科，实验教学不仅局限可以在课上，也可以在课下；可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，经常用学生身边的物品做实验，如用矿泉水瓶、贝壳、鸡蛋壳、碱面、食醋、汽水、各种果皮花瓣的色素、石灰等，这些用品学生更熟悉，更有利于使学生明白化学就在身边，生活中处处有化学。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力：大家一起来想一想，还可以用什么日用品来代替实验仪器，或者，这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题，等等。调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神，总之，我们不是为做实验而做实验，我们做实验是学习这种研究事物内在联系，研究问题的方法。

5、变演示实验为探索性实验，激发学生的创新意识

化学是一门实验科学。特别在中等教育阶段，化学实验对于学生掌握知识，形成能力，具有重要意义。同时化学实验是培养学生创新思维和实践能力的重要手段，学生的实验能力是构成其科学素养的重要因素。设计性或探索性实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能，还要求他们灵活地创造性地综合运用这些知识和技能。设计性和探索性实验在激发学生的创新欲望，培养他们的创新意识和创新能力等方面所具有的作用是其他常规实验无法取代的。如学习酸碱指示剂时，可布置一个课外作业：利用生活中的某些果实的色素和花卉自制酸碱指示剂，引导学生把课本上学到的理论知识转变成实际应用。又如学习二氧化碳的实验室制法时，我要求学生根据二氧化碳的反应原理和反应条件及特点，自己设计一套制取二氧化碳的实验装置，可以参考教材的设计，但不能与教材相同。这样就迫使学生去发现问题，去设计实验，去创新。布置任务后，给学生一段时间，让他们先独立思考，再组织学生一起分析讨论比较设计方案的可行性和优缺点等。采用多种方法，如选择优秀的设计方案，由学生在课堂上演示。对于比较好的方案给予表扬，实验成绩适当加分，在实验室检验自己设计的方案等，以鼓励学生创新，调动学生创新的积极性和主动性。化学知识中能够实施创新教育的知识点很多，只要我们时时留心，以培养学生创新能力为己任，在教学中，有目的有意识地长期坚持下去，必定会使学生的创造力不断提高，培养出符合时代需要的优秀人才。

6、加强演示实验，培养学生的创造性思维

培养创新能力的关键是培养创造性思维。在教学中培养学生的创造性思维特别要注意培养学生敢于提出问题，阐述自己观点，不盲从教师，不盲从书本，不迷信权威的思维品质。例如学习质量守恒定律时，教材上用碳酸钠和盐酸的实验和镁带的燃烧实验，结果化学反应前后质量不等这样一个实验事实来。为此，可向学生提出问题：质量为什么不守恒？难道有的反应就是不守恒吗？是不是实验过程有错呢？学生没想到我会提出这样的问题，一时不知如何回答。我没有直接给出答案，而是补充了把二氧化碳收集起来然后再称量质量实验，又引导他们进行讨论。通过实验和讨论，学生弄清了质量守恒定律的真正含义，理解了教材结论的完整性。有了这样的经历，学生就敢于提出更多的问题，表达自己的观点。这是培养创造性思维的良好开端。创造性思维具有灵活性的特点。在教学中培养学生思维的灵活性，可以开阔学生的思路，使学生对化学现象的本质认识更深刻，更准确，培养学生分析问题和应用已有知识解决问题的能力。如：在学习金属活动性顺序时有学生对“排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，”这里的“一般”是什么意思，难道还有特殊的金属不符合这个规律吗？这时教师提示：金属钠行吗？把金属钠放到硫酸铜溶液中又有什么现象？钠的表面有一层红色的物质生成吗？事实胜于雄辩，最好的解决办法就是实验。这时带着这个猜想，演示钠与硫酸铜溶液反应，实验结果让学生茅塞顿开，同时也知道了事物的普遍性和特殊性规律。通过实验，学生对知识的理解更加准确，对实验现象的认识更加深刻，思维的灵活性也得到锻炼和提高。在实验中，要经常引导学生讨论观察的方法和应注意的问题。可以提示看到的不同的现象是由不同的原因引起的，但是具体到是哪些原因，应该由学生通过多次的实验得出一定的结论，而不是老师在黑板上把各种条件罗列出，让学生按部就班。那样做实际限制了学生的思维，是不利于学生形成创造性思维的。

7、利用学生分组实验，培养学生的创造性心理品质

实践出真知，唯有实践，才有创造。在化学教学中应鼓励学生动口、动手、动脑，重视理论联系实际，使学生在掌握现成知识的同时，也会努力去发现新的知识；在了解现成结论的同时，又会设法突破现成结论。在实验教学中，笔者所采取的一些做法是： 尽量解放学生的手让他们自己做，教师只给予必要的指导，而不过多地指手画脚。如果教师把实验原理及注意事项等都讲得非常详细或管得过死，就会在一定程度上限制学生的思维和想象空间，阻碍学生的创造力的发挥。久而久之，就会造成抑制甚至扼杀学生的创造力的严重后果。

对于“好奇、喜欢标新立异”的学生，只要实验条件允许，也不过多约束或指责他们，而是让他们按自己的想法去做，在实践中求真知，求发展。因为实践是创造的基础和源泉，学生在实验中获得的知识和经验要比教师的讲授深刻的多。适当增加实验内容，通过实验培养学生的好奇心和求知欲，以及不迷信书本、不迷信已有结论、勇于寻根问底的探索精神。

8、开发家庭小实验，培养学生创造实践能力

一种新型实验现场评分系统 第3篇

对于实验现场评分, 目前采用的一种方法是:教师人工将评分数据统计到纸质上, 然后将其录入到PC机中, 由PC机对数据进行处理, 这给教师带来很大的工作量, 并且容易出现录入错误。另一种是:使用实验数据采集卡, 将实验数据直接上传到PC机, 然后经过PC机的评定, 给予学生确定的成绩。这种方法不便于对学生进行加分或者扣分, 而且有些实验并不能通过数据采集进行分值评定。

1 系统设计方案

1.1 总体方案的确定

实验现场评分系统由服务器和终端机组成:服务器包括PC机和无线模块I两部分, 无线模块I通过RS232与PC机相连;终端机包括单片机、LCD显示、IIC键盘、无线模块II以及电源部分;LCD显示作为单片机的显示设备, IIC键盘作为系统的数据输入设备, 无线模块II与单片机的串口相连;服务器和终端机通过无线模块II进行无线串行通信;同时, PC机上安装上位机软件。

1.2 单片机的选择

采用STC12C5A16S2单片机进行控制。该单片机是单时钟/机器周期 (1T) 的单片机, 其运算速度高、低功耗、且超强抗干扰, 内部集成MAX810专用复位电路。

1.3 无线模块的选择

本设计中所采用的是无线模块JZ861。

无线模块I和II在使用前把两块的参数设置为一样的, 保证正常通信, 然后无线模块I和II分别与服务器和终端机的RS232模块的VCC、GND、RXD、TXD连接。

该无线模块提供标准的单片机TTL口;智能数据控制, 用户无需编制多余的程序, 即使是半双工通信, 只要从接口收/发数据即可, 传输距离远, 高抗干扰能力和低误码率等的优点。

1.4 单片机的外电路设计

无线模块JZ861的工作电平为TTL电平, 所以需要使用RS232模块作为电平转换模块, RS232模块使用MAX232芯片转换把电平转换为TTL电平。

终端机的显示采用串行LCD显示, 使用单片机P1口的6个I/0口驱动LCD显示模块;IIC键盘与单片机P1的2个I/0口以及P3的INT0口相连。IIC键盘由0至9共10个数字、“上、下、确认、取消”按键组成。

2 软件设计

2.1 软件实现的功能

该系统的终端机由负责实验的教师操作, 终端机通过LCD显示以菜单的方式显示提示信息, 教师根据LCD显示的提示信息, 通过IIC键盘选择相应的操作命令进行学号及评分数据的录入, 进行数据的发送、接收及确认。服务器的PC机安装有数据的接收统计的上位机软件, 并且该软件能够把接收的数据以Excel表的形式导出。

2.2 LCD显示主要程序设计

根据实验评分考勤流程的分析, LCD显示需要显示的内容如下:无线终端主界面、教师及实验信息界面、学生信息界面、数据上传等待界面、数据上传成功提示界面等几个界面的显示。

LCD显示的屏幕上的菜单界面的显示顺序是“欢迎”、“登录”、“成绩录入”、“上传中”、“上传完成”的界面。

2.3 上位机软件设计

实验评分系统服务器的PC机上安装一个接受并处数据的上位机软件。上位机软件运行起来后, 监听串口状态, 如果有数据发送过来, 则接收, 按照一定的格式解析出字符串中的“教师工号”、“实验代号”、“学号”、“成绩”中的值, 并将每一条记录加入到控件中;同时还运用了Excel插件对系统目标数据的保存。

终端在发送数据时使用的是一个形如“教师工号、实验代号、学号、成绩、时间”的字符串, 所以在接收端设计一个包含“学号、成绩、时间、教师ID、实验ID”的服务器界面的数据记录格式, 具体如下图1所示。同时, 该服务器还具有导出Excel表、串口开关、退出的功能。

3 系统调试结果

该系统用于同一间实验室的评分, 当输入教师工号为123456789, 实验代号为987654321, 学生1学号为20121020、成绩为98, 学生2学号为20121021、成绩为96时, 具体的上位机软件接收到的数据如图2所示, 导出的Excel表数据如图3所示。

经过一系列的测试, 该系统可以通过无线终端上输入教师工号、实验代号、学号、成绩, 即完成一次实验评分。确定实验评分完成后, 即可将上述数据通过无线模块上传至服务器。在服务器上装有实验现场评分系统的上位机, 该上位机可以对上述数据进行管理, 并以Excel表格的形式导出。

4 结论

本系统利用无线业余频段完成终端机向服务器无线传输实验的评分结果, 简化了系统通信连线, 扩展了终端机活动使用的空间, 能够方便、快捷地完成实验评分的工作。

因此, 本文的研究结果, 采用该“实验现场评分系统”的方法来改善目前实验评分工作量大、容易出错的问题, 提供了一个新途径。

摘要：针对目前实验评分的缺陷, 现以单片机为开发平台, 结合无线模块、IIC键盘、LCD液晶显示屏, 设计一种新型的实验现场评分系统。使用无线通信的方式将评定的成绩发送到服务器, 最终导出EXCEL文件, 从而实现实验评分的无纸化, 提高实验成绩评定效率。

关键词：单片机,无线模块,EXCEL文件,上位机

参考文献

[1]樊树海, Amanda Elizabeth, 蒋南云, 方叶祥.实验课创新激励平台开放式成绩评分系统研究与开发[J].实验技术与管理, 2011, 27 (5) :23-26.

[2]凌六一, 伍龙.基于软件模拟的51单片机IIC总线的实现[J].电子技术杂志, 2004 (5) :13-16.

[3]马洪芹, 吴锡淳.用单片机控制液晶模块显示[J].电子科技杂志, 2008年 (1) :9-13.

[4]马壮, 张国旭, 张雅静, 刘陟升.基于PROTEUS的PC机与单片机串行通信仿真系统的设计[J].机床与液压, 200917 (7) :236-238.

[5]黄智伟, 朱卫华.单片机无线串行接口电路设计[J].单片机与嵌入式系统应用, 2002 (2) :31-32.

新型装配式叠合板实验研究 第4篇

从现有房屋的建设施工模式来看,主要依靠工人现场作业,生产效率提高的空间不大,无法将工业化和现代化的技术成果运用到房屋建设施工项目中去。随着劳动力成本的快速增加,缩短房屋开发周期和减少劳动力用量是降低成本的最有效手段之一。

装配式叠合板是部分(底部)预制,部分(上部)现浇,在界面结合而形成整体受力的混凝土构件。叠合结构具有预制构件施工简便、快速的特点,又具有现浇结构整体性能好的长处。我国传统的叠合板楼盖均为单向受力板,本试验将预制底板横向钢筋从板边伸出而后锚入后浇叠合层,使单向受力转为双向受力,有效克服传统装配式受力板的弱点,提高叠合楼盖的承载力和整体性,在房屋建设的工业化方面有着广泛的应用前景[1]。

2 试验方案

2.1 实验原理

根据某示范工程的结构特点、试验目的及模型制作工艺等因素,从中选用具有代表性的楼板作为模型原型。为了克服传统叠合板靠剪力键连接,无法传递弯矩的弱点(见图1a)。实现板侧的连续传力,双向受力,做了如下处理[2](见图1b)。

1)在制作预制板时四周预留伸出钢筋,板边做成梯形,减小钢筋弯折角度,增强抗剪能力。

2)在浇铸的叠合层里按整体现浇板的思路配置负筋和合适的分布钢筋,以保证整体性能(见图2)。

由于采用了新型的拼板方式,无设计规范和试验理论作为设计依据,因而,需对此类拼板进行实验研究,验证拼板的设计参数、检验结构承载力,证明设计的可靠性。

2.2 试验方案

本楼板试验模型采用足尺试件,结构和模型相似关系简单。两种不同预制板尺寸分别为B1:2.35m×3.02m×0.05m,受力主筋为8根@150mm,连续跨处负筋为8根@200mm,其它负筋为8根@200mm;B2:1.8m×5.66m×0.07m,受力主筋为10根@200mm,连续跨处负筋为10根@200mm,其它负筋为8根@150mm,(fy k=400N/mm2,δs=38.7%)[3,4];预制板强度等级C30(实际fcu=33 N/mm2),叠合层强度等级C25(实际fcu=26 N/mm2)。

2.3 加载方案

试验采用铁块,均布加载的方案。试验模型设计时,附加恒载p=2.5kN/m2,活载q=2.0kN/m2。B1板自重p1=3.0 kN/m2,B2板自重p1=3.75 kN/m2。楼板达到设计荷载值时,试验加载的均布面荷载:B1板为6.4kN/m2,B2板为6.55kN/m2。最终加载值为设计值的1.5倍,实际最大加载:B1板为11.1kN/m2,B2板为11.7kN/m 2。按照以上加荷的总量,确定按六级加载模式进行加载,其中包含楼板设计荷载的标准值、设计值阶段。

2.4 测量方案

为了验证拼板的受力特性是否满足设计的变形要求,需对楼板挠度进行测试。B1按单向在板跨中部位。B2按双板布置位移计,位移计布置在板跨中部位,以及两对角线上。试验板上位移计和应变片的具体位置见图3。

用放大镜观察构件开裂并记录开裂荷载,Mcr开裂后测量板端、板底等地方的裂缝宽度Wmax,并画出裂缝分布图及裂缝宽度增长曲线。

3 试验概况和破坏形态

B1单向叠合板在三级加荷(设计值)后,板顶面和底面均未发现裂缝;四级加载后,板顶面和底面也未发现裂缝,竖向挠度未明显增大。

B2双向叠合板在三级加荷(设计值)后,板顶连续跨支座处出现细小可见裂缝;在四级加荷过程中,板顶连续跨支座处出现较明显的可见裂缝,其他各边梁支座跨中区域也出现一定长度裂缝,其中出现顺序是连续跨、两边沿预制板长跨方向、预制板端跨方向。板底与预制板短向平行的方向出现几条可见裂缝。

在五级加荷过程中,板顶连续跨支座处出现的可见裂缝不仅长度在延伸,而且裂缝宽度也在增大,同时,其他三个方向支座出现的裂缝在向两侧发展。板底与预制板短向平行的方向出现的几条可见裂缝向支座两侧延伸,同时,沿预制板长向出现一条可见裂缝。板底接缝处局部出现裂缝。

在六级加荷过程中,板顶面四周支座均出现可见裂缝,角部也出现裂缝,四周裂缝已基本形成封闭。板底两个方向均出现几条宽度较大的裂缝。板底接缝处出现的裂缝在扩展,但未出现明显的分离。板底两条对角线部位出现1道～3道裂缝,裂缝一直延伸到角部附近。同时,支撑边梁受较大扭矩作用,也出现多条较大斜向裂缝。

在各组模型试验加载过程中,最终的破坏形态明显出双向板的破坏形态,承载力也达到了设计的预期值,从而证明了这种叠合式的双向板设计是安全、可靠、可行的。具体裂缝图见图4。

4 挠度发展与结果分析

一期、二期试验B1、B2板荷载挠度曲线图见图5、图6。

B1板在加载过程表现出良好性能,在加载过程中一直呈现近似线性性能。B2叠合板在荷载标准值前基本是线性变形,在荷载设计值板陆续出现开裂现象后,叠合板越来越显示出非线性。

1)按荷载效应标准组合计算,B2板实测值为:(1)一边连续,三边简支,最大挠度值为2.53mm(理论计算值为2.1mm);(2)两边连续,两边简支,最大挠度值为2.23mm(理论计算值为1.83mm)。二者相差较少,这表明组合楼板整体效果较好。

2)在设计荷载值作用下,一边连续,三边简支的B2板实测挠度值为1/1200;两边连续,两边简支的B2板实测挠度值为1/1583。这表明,板的挠度具有较高的储备值。

3)在最大加载量作用下,一边连续,三边简支的楼板实测的最大挠度值为1/230;两边连续,两边简支的楼板实测的最大挠度值为1/297。这表明,此楼板在破坏阶段,板的挠度还处于较小的水平,仍满足规范对楼板挠度限值的要求。

(上接第155页)

4)双向板B2拼接方向上的板底受力钢筋是由三段钢筋通过搭接锚固形成受力体系的。板底钢筋锚固在板截面混凝土受压区部位。在整个加载过程中,双向板B2拼接方向上的钢筋应力并没有明显的突变,多数处于应力较小的状态,未达到屈服应力。

5 结论与建议

5.1 结论

1)双向板B2裂缝首先出现在板顶连续跨支座处、板底与预制板短向平行的方向。这表明此受力阶段,叠合楼板表现出单向板的受力特性,预制板长向承担主要荷载。

2)双向板B2的破坏形态表现为典型的双向板破坏形态,板顶支座四周出现较大裂缝,板底对角线上出现多条裂缝,并延伸到支座附近,板底跨中区域两个方向出现垂直交叉裂缝。

3)预制板接缝部位并未过早出现裂缝,预制部位和现浇部分结合完好,在破坏阶段,接缝处也未出现脱离现象。

4)在整个加载过程中,双向板B2拼接方向上的钢筋应力并没有明显的突变,多数处于应力较小的状态,未达到屈服应力。

5)以预制板代替模板,并浇注叠合板完全是安全、可靠、可行的。

5.2 建议

1)叠合板最终表现出典型的双向板的破坏形态,但在过程中出现单向板受力形态,建议加强板与梁的连接措施,特别是长向方向,以便弯矩传递。

2)建议简化预制板板边的构造措施,缩短预制板板边钢筋,方便施工,以利施工质量保证。

3)建议预制板的长宽控制在合理范围内,对跨度较大的预制板,板上部需增设构造配筋,以便于吊装运输。

参考文献

[1]严薇,曹永红,李国荣.装配式结构体系的发展与建筑工业化[J].重庆建筑大学学报.2004(5).

[2]东南大学,同济大学,天津大学.混凝土结构(中册):混凝土结构与砌体结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[3]GB50010—2002混凝土结构设计规范[S].

一种新型实验仪器的应用 第5篇

该试验机主要用于金属材料和非金属材料的静态力学性能、动态力学性能以及各种常规的断裂力学性能试验,还可以通过更换液压夹头、压缩附具、三点弯曲附具、剪切附具、反向架以及冲洗阀块等附具可以完成对材料和零部件的拉伸、压缩、高周、低周、疲劳裂纹等试验研究。

2 试验机的结构特征

试验机主要组成部分框图如图1。

2.1 主机工作原理

该试验机的主机为伺服作动器下置式,双立柱框架式结构,机座为焊接式结构,机座内部安装横梁运动控制液压模块,控制横梁的升降;机座的下部还安装有液压夹头运动控制液压模块,控制液压夹头的夹紧与松开以及调整液压夹头的系统压力。工作台的下方安装有试验机的核心部件伺服作动器,作动器外置伺服阀、粳米滤油器、进回油路蓄能器,内置位移传感器。试验机横梁为手动预拉应力锁紧、手动松开式结构。

(1)横梁运动控制液压模块。横梁运动控制模块由两只电磁换向阀和两只单向流量阀组成。电磁换向阀实现对横梁的升降的控制;单向流量阀实现对对横梁升降速度的控制。

(2)液压夹头运动控制模块。液压夹头运动控制模块由一只单向阀、两只电磁换向阀、四只单向流量阀和一只减压阀组成。电磁换向阀实现对液压夹头夹紧和松开;单向流量阀实现对液压夹头夹紧和松开速度的控制;减压阀实现对液压夹头系统压力的调整。

(3)伺服作动器。伺服作动器式试验机的执行系统,该机的伺服作动器具有低阻尼、高响应、高寿命的特点。作动器外置由电液伺服阀、精密滤油器以及进回油路蓄能器组成的伺服模块,内置位移传感器。伺服作动器在运行过程中,活塞杆表面会形成一层油膜,油膜有利于提高伺服作动器的使用寿命。为了避免缩短作动器的使用寿命和对作动器造成不必要的损伤,试验过程中应尽量避免对作动器施加侧向载荷。

(4)横梁。试验机横梁为手动预拉应力锁紧、液压松开式结构,这种结构保证了试验机无论在运行或非运行状态,横梁都不会产生滑移现象。

2.2 油源

该试验机的油源为恒压定流量伺服油源,具有低压启动、高低压切换的特点,具有液压油超温度范围禁止启动、有位过低滤油器堵塞报警等功能。由定量油泵、高低压切换液压模块、直列水冷却器、电控箱等组成。高低压切换液压模块由远程遥控先导溢流阀、直动溢流阀、截止式溢流阀、电磁换向阀、压力表以及精密滤油器等液压元件组成。油源上安装了一块电节点温度表,该温度表由两个接点,用于控制极限使用温度,如果油箱内液压油超过设定温度,则禁止油源运行。油源盖上还安装有液位继电器,用于油位极限报警,当油箱内液压油液面低于设计值时,油源电控箱上的报警指示灯会亮,油箱侧面的油标用于指示油箱内液压油的液面高度。

电控箱安装在油箱的侧上端,其内安装用于启动油源和控制横梁运动的液压模块、液压夹头运动控制模块、高低压液压模块以及连接伺服控制器的过渡电器元件等。

2.3 伺服控制器

该机的伺服控制器采用最先进的力值测量技术,使用英斯特朗公司最新研制的内置加速度计的动态力传感器,可以自动补偿惯性力对力值测量的影响,当试样刚度产生明显变化时,系统的动态相应将自动调整到最佳状态,为低周疲劳、疲劳裂纹扩展以及各种试样刚度明显变化的实验研究提供了稳定、精确的控制。控制系统采用高分辨率反馈采样和信号调节技术,从而有效地保证了系统精度。

2.4 微机系统

该试验机配置美国MTS公司的原装计算机软件,是具备程序谱、随机谱等软件的微机系统。实现实验的程序控制以及实验数据的采集和后处理。

3 试验方法

(1)液压夹头的使用方法。该试验机的液压夹头为新型的开式液压强迫夹头,最高系统压力达到1Mpa,通过更换随机配带的钳口,可以适应5～25mm的圆试样、0～21mm的扁试样。液压夹头第一次安装时应用强度大于50kN试样夹持到液压夹头上,拉伸试样加力至50kN,将预应力环锁紧,然后将拉伸力卸除,取下试样。液压夹头的卸除同样需要重复上面步骤,不同之处是将预应力环松开而不是锁紧。

(2)试验。该试验机随机附件包括液压夹头、压缩附具、三点弯曲附具、剪切附具、反力架及冲洗阀块。试验机安装不同的附件可以做各种不同的试验。安装三点弯曲附具,可以进行三点弯曲试验;安装压缩附具,用于试样的抗压缩试验和试验机力值计量校验;安装剪切附具可以做试样直径为6mm的剪切试验;安装反向架,用于力值校验。

参考文献

[1]左健民.液压与气压传动.机械工业出版社,1999.

新型分子生物学实验教学方式初探 第6篇

1实验教学改革

依据分子生物学实验课的特点, 将实验课程分为三类: 教学式、科研式和创新式实验内容, 并不断改进和完善。1) 教学式的实验内容相互独立, 每个实验可单独操作。此部分内容强调重复性, 实验室提供实验的材料, 重复已有的实验结果, 从而达到熟悉操作的目的。2) 科研式的实验内容以教师的课题为基础, 在教学式实验内容的基础上, 进行深一步的研究。 本科生参与, 全程跟踪, 熟悉实验内容, 形成整体、连贯的科研思路, 合理、周密的计划实验时间, 确保步步成功。科研式的实验, 步步相连, 上一步的实验结果是下一步实验开始必备的材料; 环环相扣, 任何一步出现失误都将导致实验无法正常进行。科研式的实验内容可以培养学生细心、认真、严谨的科学态度。 3) 创新式实验内容以创新为重点, 对于已经跟踪科研进展的学生, 熟悉实验操作之后, 通过查阅文献, 形成自己的思路, 设计实验内容, 申请科研项目, 学校提供平台, 完成自己的创新任务。

1.1教学式实验内容

原有的实验内容主要为基本基因克隆技术, 分以下几个实验: 1) 基因组DNA的提取和浓度测定; 2) PCR扩增、鉴定和纯化; 3 ) 质粒的提取和浓度测定; 4) 载体双酶切和胶回收; 5 ) PCR产物同载体片段相连接; 6) 大肠杆菌感受态细胞的制备; 7) 连接片段转化感受态细胞; 8) 重组克隆的双酶切鉴定[4]。

改进后的实验内容主要为基因敲除技术, 实验内容为: 1) λ Red同源重组原理介绍; 2) p KD46质粒提取及鉴定; 3) 大肠杆菌感受态细胞的制备 ( 氯化钙法) ; 4) p KD46质粒化学转化大肠杆菌感受态细胞; 5) 含同源臂的引物设计; 6 ) PCR扩增及纯化含卡那盒的线性突变盒; 7) λ Red重组系统的诱导表达和感受态的制备; 8) 卡那盒片段电转化至 λ Red重组系统; 9) 重组克隆的筛选鉴定。

1.2科研式实验内容

原有的科研项目一般为基因克隆、表达及鉴定, 以教师的科研为基础, 利用一个月的时间开展科研式的实验操作, 基本包括教学式的实验内容。不同的是, 每一步的材料需要自己准备。除了克隆外, 要做进一步的蛋白表达, 使用异丙基 - β - D - 硫代吡喃半乳糖苷 ( IPTG) 诱导表达蛋白, 通过十二烷基硫酸钠 - 聚丙烯酰胺凝胶电泳 ( SDS - PAGE) 电泳鉴定表达为可溶性还是包涵体表达, 再选择镍柱纯化得到的蛋白, 过柱后使 蛋白复性, 再进行蛋 白质印迹 法 ( Western - blot) 鉴定蛋白的反应原性。从分子克隆到蛋白表达及鉴定, 完成一套整体的实验方案[5]。

目前, 随着新型分子生物学实验技术的出现, “敲除热”波及到每一个分子实验室, 现有的科研从敲除到鉴定一系列的实验可以满足勤奋好学的本科生, 带领他们进入深层次的科研境界。利用 λ Red同源重组技术实现基因的敲除, 同时将基因克隆到过表达载体中, 过表达的质粒电转至敲除株, 进而利用Trizol提取总RNA, 琼脂糖凝胶电泳检查RNA质量, 体外转录制备5sRNA探针, Northern印迹杂交 ( Northern - blot) 试验验证过表达株。

1.3创新式实验内容

从本校本科生的毕业论文来看, 以前大多是老师提供思路, 学生照着操作, 没有积极主动性。经分子生物学实验课程改革后, 学生参与了众多的科研内容, 了解了分子实验的本质与关联, 通过查阅文献, 看近期的英文文章, 对照自己学到的知识, 总结提炼出既适合自己操作又符合当今发展形势的前沿性的科研思路, 以大学生创业题目、开放实验室项目以及自主科研项 目等形式 完成, 发挥了学 生的主观 能动性[6,7,8,9]。

创新式的实验内容由导师负责监督, 学生每月以PPT的形式向导师汇报自己的实验进展以及下一步的工作计划, 参与人员包括分子生物学实验室的负责教师、长期在分子实验室服务的贫困生以及相关研究内容的主要教师。这种“导师跟进制”, 一方面可以帮助学生解决在实验中遇到的问题, 有利于实验顺利的进行; 另一方面, 也起到督促学生学习的作用。

2实验考核标准

完整的实验记录是实验成功与否的关键, 及时准确的记录有利于信息的查找与分析总结。以往的学生只要求完成实验, 写出实验报告, 再根据上课情况、 动手操作、结果分析等项目综合评定。改革后, 要求学生除了完成自己的实验报告, 每人还要准备一个笔记本, 详细记录实验, 包括实验设计、题目、时间、原理、材料、溶液配置、方法步骤、结果分析等内容。方法步骤最为关键, 要准确记录实验开始的时间及结束的时间; 对于结果分析, 有图片的要张贴图片, 准确写出结果, 分析实验成功与失败的经验, 找出不足, 通过这个实验学到了哪些知识, 写出自己的感受。

3进一步改革计划

3. 1加大师资力量

实践教学在高校中占有举足轻重的地位, 教师是实现实验教学的主体, 可引进各学科的高学历人才, 补充新鲜的血液, 使得教师队伍呈现年龄梯度, 以适应当今培养创新式高素质人才的要求[10]。定期指派有学习热情的教师到国家重点实验室进修, 学习先进的管理技术、高端的设备使用, 了解获取知识的途径, 开阔视野, 形成先进思路与科研理念[11]。

3.2改进实验教材

不断推进分子生物学实验教学改革, 形成一套适合本校医学、农学、理学的综合性实验内容。完善实验方案, 规划实验教材, 在原来基本分子生物学实验的基础上, 与现有的科研成果接轨, 编制现代新型分子生物学实验教程; 同时刻制光盘, 以影像的形式展示实验操作步骤, 直观生动的呈现, 使得学生更容易接受, 从而提高教学质量并推广应用教改方案[12]。

3.3深化实验内容

实验数据的分析与处理非常重要, 从使用的软件类型可以看出一个实验室研究水平的高度。先进软件的使用, 可以起到事半功倍的效果。本院下一步计划开设相关软件使用的实验课程, 让本科生制作出精美的实验分析图片, 提高本校学生的综合素质。

4小结

当前, 社会发展需要高素质的人才, 高校担负着培养人才的重任。实验教学是提高学生实践能力的重要途径, 只有通过不断的改革, 才能提高学校教师及学生的综合能力[13]。传统的分子生物学实验教学模式, 学生是被动的群体, 缺乏积极主动性。基因敲除技术作为新型分子生物学实验内容引入本校本科生的分子实验中, 提高了学生的研究兴趣, 学生能够自主申报、完成科研内容, 学以致用并探索发现新的知识。

摘要：笔者结合本校的科研情况, 确定了分子生物学新的实验教学内容, 将基因敲除技术引入分子生物学实验教学中, 同时改进了教学方法及考核标准, 构建了适合医学、农学、理学的多学科实验教学体系, 并对进一步的工作提出设想。

新型实验项目 第7篇

综合设计实验以综合性,研究性和设计性实验为主,培养学生创新思维,自主实验,初步培养科研能力[4]。该实验是在化学各门课堂讲授课、文献检索课和基础化学实验和化学合成实验等课程的基础上开设的一门独立的高层次的综合性实验课。体现了多学科、多技能交叉的综合训练,又体现了一些化学前沿,热点研究和实际应用相结合,进行创新性研究,让学生真正感受到从事化学研究工作的氛围,旨在培养学生创新意识和提高其综合运用理论和实验知识独立地分析问题和解决问题的能力,为培养厚基础、高素质的创新型和研究型人才打下良好的基础。

克服传统实验教学模式(单纯的验证性实验和低水平的重复实验)的弊端,使化学实验真正体现“基础性、综合性、实践性、创新性”的特点,充分调动学生的学习热情,培养创新性人才。化学实验课程体系必须构建为分层次的、完整的、贯通的实验教学模式,开设“基础化学实验”、“专业实验”和“综合设计实验”[5]。基于培养创新型人才的理念,我们从以下几方面对化学实验教学进行设计和研究。

1 重视基础实验,开设综合设计实验

综合设计实验一般是对高年级学生开设的实验。学生具备了化学各门理论课程、文献检索课和基础化学实验、化学合成实验等课程的基础,因此要正确处理好基础实验和综合设计实验的关系。对于低年级的实验, 既要重基础、严规范, 又要激兴趣为学生打下坚实的实验操作技能基础, 养成严谨的实验作风。综合设计实验为学生提供拓展能力的平台, 二者都不可替代。

2 开设综合性设计型实验,加强学科交叉

(1)把化学与生物、环境、材料等相关学科交叉开展化学综合设计实验,如纳米材料的合成,表面修饰及结构表征等综合实验;磁性金属配合物的合成,结构表征及性质研究等。(2)结合“绿色化学”教学,开设有关的综合性设计型实验。通过对实验所有内容进行系统的研究,巧妙地安排实验的项目和次序,充分利用相关联反应,尽可能地使第一个反应的产物或废物转变成下一个实验的反应物,实现实验的连续性。即将化合物的合成实验、性质实验与物质含量测定实验等综合起来,使本来存在的几次污染变为一次污染,甚至变得没有污染。要求学生掌握样品合成、分离、提纯、结构鉴定、性能表征等综合实验技能,提高学生的实验能力、综合分析和解决问题的能力、创新能力[6]。(3)让学生学会亲自操作一些大型仪器。使学校的大型仪器得到充分的利用。

3 改革教学模式、教学方法,培养学生自主学习的能力

实施并不断改进学生在教学活动中的主体地位和教师在教学活动中的主导作用的教学原则。在设计实验中发挥学生的自主性并不意味着完全放开, 彻底自主, 而应该有一个循序渐进的自主训练的过程。有助于学生尽快了解并掌握设计实验的一般方法与思路, 减少盲目性,增加实验成功的概率。具体实施包括学生自主文献检索、拟定方案、讲解方案、讨论确定可行方案、总结和处理实验数据、撰写论文等环节。这也提供了一个相互交流、相互学习的空间, 营造研究性学习的氛围, 拓宽了学生的思路和眼界。教师引导学生通过讨论发现方案设计中的问题和不足, 进行修正与完善,多种教学方法有机结合,为创新型人才的培养创造良好的实验氛围。使学生受到在创新性科学研究方面的全面和系统的训练。

4 推行化学综合设计实验的双语教学

双语教学在我国并非新生事物。很多理工科新生一入校,数理化三门课程都是采用英文教材。教师上课有的用中文,有的用英文,有的混用。英语对概念和原理的表述方式与汉语有所差别,借助于中英文的意思,学生可以从不同的角度来学习新知识,从而加深对新知识的理解和记忆。通过训练能够提高学生阅读英文文献的能力,而且能提高学生用英语进行书写和口头交流的能力。化学综合设计实验的双语教学具体实施方法:要求学生查阅英文文献,用英文写研究报告的摘要、所使用的试剂和仪器的英文名称,开展应用英文对综合设计实验的方案进行讨论。

5 开展合作学习,提高合作和创新能力

综合设计实验涉及综合知识和综合操作,如果一个学生的精力和时间达不到,可以开展小组合作实验。合作学习是培养合作能力的有效途径,合作能力是创新能力的一个基础能力。一个小组或团队为了完成共同的任务相互学习即合作学习,有明确责任分工的互助性学习。在实验教学中把不同成绩、年龄、性别、能力和家庭背景的 6~7 名学生分成一个小组,采用专人负责,集体备课的方式进行课前预习,大家查找资料、提供信息、集体讨论提出意见 。小组成员聚在一起为了一个共同目标而工作的时候,他们互相关心、互相帮助、互相促进;在交流中,他们互相表达、互相评价、集思广益、取长补短,可以使每个人的知识和信息得到优化与整合,使不同层次的学生都能得到发展与提高。

6 提高实验教学条件

(1)逐步实现仿真多媒体实验。把实验课件和实验录像挂在学院网上,感兴趣的同学可以随时观看,反复学习。这不仅能非富学生的课外和课内知识,而且能提高学生学习的质量和效率,延展学生的学习时间和空间。(2)能够更大规模地开放实验室。设置些综合性课题或通过与指导老师的科研项目结合的课题,开放研究型实验室使学有余力的同学进行研究创新。(3)加强实验教学师资队伍的建设,充分发挥科研优势,以高水平的科研为背景,促使实验教学与科研融为一体。(4)采取多项激励政策,调动教师的实验教学积极性。

7 结 语

以基础为基石,开设综合设计型实验加深学生对所学的化学基础知识的综合理解与应用,有利于激发学生探索的欲望和独立思考的积极性,使学生受到全面的化学教育和训练,在学生掌握知识和技能的同时,还教给了学生一些基本的科研和创新方法。对培养创新型人才,建设创新型社会方面做些有意义的工作。

参考文献

[1]荣昶,赵向阳.实验教学与创新能力培养探析[J].实验室研究与探索,2004,23(1):12-14.

[2]姜忠华,董惠平,刘刚.谈大学生创新思维的培养[J].中国科技信息,2005(24):219-222.

[3]张剑荣,刘超,孙尔康,等.实验教学与创新人才培养[J].实验技术与管理,2008,25(8):20-21.

[4]陈静,石晓波.化学综合设计实验[M].化学工业出版社,2012:6-9.

[5]张志红,魏婷.无机化学实验中自主设计实验的教学研究[J].昌吉学院学报,2010(5):95-98.

加强实验教学改革培养创新型人才 第8篇

一、实验教学在创新人才培养中的作用

1. 实验教学主要培养学生的观察能力、动手能力、归纳总结能力、分析问题和解决问题能力以及自我学习能力。

引导学生从实验中发现问题、分析问题, 并通过对实验数据的分析和思考在实践的探索中找到解决问题的办法。

2. 培养学生团队协作精神。

团队协作是实验的基本素质, 它要求学生在实验活动中能与他人团结合作。现在高校开设的大部分专业实验都是分组进行的, 比如经济管理专业的ERP沙盘模拟实验, 是将学生分组, 每个学生在组内担任不同的角色, 互相协作, 组间竞争。这样增多了学生讨论、交流和操作的时间, 小组成员间相互取长补短、互相帮助、学会合作。

3. 培养学生勇于探索的精神。

培养学生利用现有条件和成果, 善于发现、提出新的见解、开拓领域、解决现实问题、创造新的事物和对已有的成果作出创造性的运用。

4. 培养学生创造性思维。

实验教学是培养学生创造性思维的良好途径。学生在实验设计和操作的过程中, 走出常规思维的圈子, 不盲从他人的观点, 在已有的基础上发现新事物、创造新方法、解决新问题。勇于求新求异, 设计新实验, 质疑现有的知识, 探索新观点, 从而发展自身的创造性思维能力。

二、高校实验教学现状

传统教育偏重书本知识的传授, 对实验环节重视不足, 灌输太多, 创新不够, 过分依赖书本, 培养的学生缺乏创新精神及创造能力。因此, 必须尽快转变观念, 运用现代科学手段, 特别是在实验室中的教学来培养, 来改变这种状况。这就要求我们积极探索如何改革实验教学, 培养学生的实践动手和创新能力。而我国高等教育长期以来形成的一套人才培养模式和教育思想观念, 已经不能适应21世纪人才培养的需要。一是以理论教学为主, 实验教学被置于从属地位。实验内容验证性实验偏多, 而综合性、设计性和研究性实验偏少。教学方法主要是学生按照规定的实验方法与步骤读取数据和得出结论。对实验质量的评价, 主要是看结论是否与书本一致。这样做的结果是, 学生在整个实验过程中始终处于被动地位, 实验结束后, 很多学生不会设计实验, 也不会观察、分析问题, 更谈不上对创新能力的培养, 效果很差。二是实验教学本身没有建立起科学的教学体系。在高校的整个教学计划中对实验教学的安排都是各专业课教师根据本门课程的需要自行衡量上报实验课时, 安排实验内容, 很少做全面、系统、科学的考虑与安排, 缺乏完整而又相对独立的实验教学计划, 各门课的实验安排不当、主次不清, 甚至存在重复, 很少重视它们之间的内在联系和相互衔接, 从而难以达到实验教学过程整体结构的优化。三是随着高校扩招步伐的加快, 很多实验设备陈旧, 不能及时更新, 实验内容及测试手段落后, 在数量上也不能满足实验需要, 各学院、专业、学科间设备资源不能共享, 浪费严重。

三、对高校实验教学改革的几点建议

实验教学在高校整个教学体系中占有十分重要的地位, 是衡量教学质量的关键之一。近几年来, 佳木斯大学教学改革不断深入, 为适应高素质创新人才的培养要求, 笔者结合多年从事实验教学的经验, 对如何提高经济管理专业实验教学质量进行了一些有益的探索和实践, 取得了一定的成效。

1. 树立新的实验教学观念

观念是行动的先导。进行创新教育, 我们就必须摈弃传统教育中崇尚经验、崇尚权威的旧教育观, 倡导针对新情况、新问题不断提出新思想、新方法。创新教育的实质是以加强学生的创新精神、创新能力和创新人格的培养为基本价值取向。我国高等教育要实施创新教育, 必须更新教育观念, 确立与创新教育相适应的新观念实验教学。不断地更新教育观念, 贯彻现代实验教学理念, 优化实验课程及实验室结构, 以培养出更多的适应社会需求的高层次的创新人才。

2. 改革实验教学体制

高校实验室是一个多隶属关系的机构, 大多数实验教学是按理论课和专业课设置的, 每学期由各教研室制订实验计划报给实验室, 实验教学内容各自独立, 在一定程度上会出现实验内容重复的情况, 造成人、财、物浪费。为了改变这种状况, 几年前, 我校在各院建立了由分管院长、实验室主任、教师与科技人员组成的院级实验室管理委员会, 统一管理全院的实验室和实验教学, 制订单独的实验教学计划, 并上报大学教务处, 力求做到课程结构优化、实验内容合理、实验室建设投资集中, 使规模效益的优势得到充分显示, 实验教学得到进一步的重视和加强。

3. 改革实验教学内容

高等学校的根本任务是培养高质量的人才, 其关键在于创新。首先, 我们根据改造和拓宽专业的要求, 重组实验教学体系和优化课程结构。在课程建设中, 尽可能让实验教学独立设课, 并要求改造和更新实验内容, 改变实验内容以验证性为主的状况, 提高了设计性、综合性和提高动手能力实验的比例, 提高了学生的实验动手操作能力和独立思考能力, 激发学生的学习热情, 使他们变被动学习为主动学习, 从而达到培养学生的综合思维和创造能力的目的。2004年, 佳木斯大学经管学院开设了ERP沙盘模拟课程, 建立了用友ERP实验基地, 组织学生成立协会, 定期举行比赛, 每年参加用友公司举办的全国ERP沙盘大赛, 都取得了优异的成绩。

4. 改革旧的实验教学方法与模式

过去的实验教学方法基本上以验证、灌输为主, 实验讲义编得很详细, 学生实验处于被动学习状态, 不利于培养学生的创新精神和思维能力。这就要求我们必须改革旧的实验教学方法与模式。第一, 完善多媒体教学, 利用多媒体直观方便的特点, 提高教学效果。近年来, 我校不断加大投入, 积极购置设备, 力争所有专业都采用多媒体教学, 实验室也制作了多种实验教学多媒体课件和电子教案, 取得良好效果。第二, 积极采用启发式实验教学方法, 实验由原来的教师演示、学生观看, 变成学生自己动手完成实验的全过程, 增强学生的主动参与性。教师仅为每位学生准备实验材料, 提供实验设备, 对于实验方法、步骤和所需的仪器设备等则由学生去查阅有关资料, 拟定实验方案和步骤, 使每一个实验真正由学生自己独立完成。这种实验方法, 不仅可使同学的学习变被动为主动, 同时也开拓了教师和学生的视野, 真正做到了教学相长。第三, 开展自主性实验教学。通过学生自主立项, 学校给予一定实验经费资助, 提供学生自行设计、安排和完成实验的机会, 培养学生创新能力、实践动手能力以及团队协作能力, 提高其综合素质。

5. 引入教师科研, 开展研究性实验教学

将实验教学与教师的科研相结合, 以科研资金促进实验室建设, 用科研成果充实、改进实验教学内容, 提高实验教学质量。教师可以将科研中有利于培养学生创新能力的部分及时转化为研究性实验, 增加实验的科研含量, 培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。同时, 进行多种模式、多种方法的教学探讨, 搞活实验教学, 激发学生的创新意识, 培养和提高学生的创新能力。

高等教育需要加强实践环节, 更需要我们加强教师与学生的实践意识。创新实践教学模式, 用新的适合时代发展的实验教学方法激发学生的学习兴趣、培养学生的动手能力和科学思维能力, 在主动实践的过程中, 注重学生素质的培养, 以满足新世纪对创新应用型人才的需要。

摘要：实验教学是高等院校重要教学内容之一, 也是其必不可少的重要环节。从实际出发, 阐述了实验教学在高校创新人才培养中发挥的作用及存在的问题, 并结合多年实验教学工作经验提出了加强实验教学管理的一些意见和建议。

关键词：实验教学,改革,创新人才

参考文献

[1]卢航, 陆文琴.提高实验教学质量应从实验教材改革做起[J].实验技术与管理, 2005, 20 (2) :112-113.

[2]孔德昭, 卞长弘.提高实验教学质量的途径[J].实验技术与管理, 2008, 25 (2) :151-153.

[3]朱威同, 杨厚俊, 贾民生.重点实验室建设与创新型人才培养新模式的探索[J].实验室研究与探索, 2007, (11) :10-12, 97.

[4]郑家茂.对大学实验教学若干问题的厘细 (续) [J].实验室研究与探索, 2007, (11) :1-3.

[5]楼盛华, 戴文战, 叶秉良.基于培养创新实践能力的高校实验教学体系改革探索[J].高等理科教育, 2008, (3) :109-113.