设计方案型分析实验

设计方案型分析实验（精选7篇）

设计方案型分析实验 第1篇

体内药物分析作为实践性和应用性均较强的一门学科, 目前为本校药学专业四年级本科生的一门专业课。体内药物分析知识体系繁杂, 囊括药代动力学、临床药理学、分析化学和生物统计学等多方面, 其在链接药学知识体系中具有重要作用。

普通高等学校本科教学工作水平评估方案给出了综合性设计性实验定义:综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件, 由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。

目前, 体内药物分析实验内容大多为对理论教学内容的验证性实验, 即运用所学理论知识对某些体内药物分析方法进行验证的实验教学方式。而综合性、设计性实验较少。这种实验教学模式明显不利于学生对知识的整体性及系统化掌握, 亦不能发挥学生的主动性和创造性, 这也导致学生在工作岗位上不能解决实际的体内药物分析问题。因此, 目前的体内药物分析实验教学不能满足现代社会对创新性人才的需求, 尤其是药学类的专门技术创新型和复合型人才。那么如何将实验教学与实际应用相结合?如何提高学生的体内药物分析实验技术, 培养高素质、能独立解决实际问题的专业人才?

将上述综合性设计型的实验教学理念引入体内药物分析实验教学中, 可以大大拓宽学生的视野, 培养学生的自学及实践能力, 以及分析问题和解决问题的能力, 进而培养复合型、创新型、能力型的药学人才。实验教学尤其是开放性实验教学对培养和提高学生综合实践能力具有重要意义。

1本校体内药物分析实验教学的概况

由于体内药物分析是一门新兴学科, 目前国内的体内药物分析本科教学实验还未编写专门的实验教材, 大多为学校的自编讲义, 缺乏系统实验内容来培养学生对体内药物分析相关实验技术的认识和理解。此外, 体内药物分析实验大多需要配备较多分析仪器, 如高效液相色谱仪, 液相色谱-质谱联用仪等, 所需仪器成本较高。因此, 目前体内药物分析的本科教学实验内容大多是对理论教学内容进行验证的验证性实验, 而综合性、设计性实验较少, 不利于学生深入理解和掌握本门课程。

2体内药物分析综合性设计型实验教学模式的思路

综合性设计型实验教学的目的是为了培养综合性、创新性、能力型的人才, 因此在实践教学过程中, 应着重培养学生的自主学习能力、创新能力、团队合作及综合运用所学知识的能力。为了更好地反映学生的实验能力, 在实验教学的成绩评定时需具体落实到每一次实验和每一个环节, 如文献查阅与分析能力、实验设计是否合理、操作规范性、团结协作能力、实验结果的分析等各个方面。此外, 我们还通过小规模的开展开放性实验, 拓宽实验教学的时间和空间, 为进一步开展体内药物分析综合性设计型实验教学奠定基础。

3体内药物分析综合性设计型实验的具体环节

本校体内药物分析实验的总学时为18学时, 我们安排了6学时的验证性实验, 并结合影像视频资料, 使学生掌握基本的实验操作技能。在前期教学实践基础上, 结合本教研室近期的科研成果, 我们安排了12学时的综合性实验即“生物样品中黄芩素的HPLC测定方法及黄芩苷在肠道菌群中的代谢研究”。其具体设计步骤如下。

3.1学习高效液相色谱仪的基本原理与标准操作规程

介绍体内药物分析综合性设计型实验教学的内容, 包含即将开展实验的简介, 如黄芩苷的背景资料、体内药物分析的一些相关基础知识的复习和拓展。同时介绍高效液相色谱仪的原理、标准操作规程和注意事项, 结合视频操作进行仪器操作的演示, 使学生能基本掌握高效液相色谱仪的基本结构组成、 原理、操作方法, 并培养学生养成良好的实验习惯。

3.2实验方案的设计

在验证性实验内容结束前, 教师布置综合性设计型实验的内容:生物样品中黄芩素的HPLC测定方法及黄芩苷在肠道菌群中的代谢研究。同学们组成四人一组的研究小组, 学生利用学校图书馆的期刊资源, 如中国知网, Web Science, Pubmed等数据库查阅黄芩苷的体内药物分析及体外代谢的相关研究文献, 并在熟读研究文献的基础上, 制定实验方案。学生的设计方案经教师审阅、修改后最终确定一条操作性较强的实验方案。本实验在设计过程中需考虑的问题包括:生物样品的种类、生物样品的量和其浓度的大概范围等。同时, 进行高效液相色谱操作时, 还要关注样品处理方法的选择、色谱柱的选择、流动相的组成、柱温的选择、检测器的波长和定量下限和标准曲线范围等。

实验方案确定后要对实验过程中容易出现的一些问题进行预分析, 并根据所确定的实验方案在老师的监督下进行实验准备工作, 并在有条件的情况下进行预实验 (通过开放实验进行) 。在此过程中, 让学生对后续正式实验时的时间进行统筹安排。之后学生组织实验, 实施实验, 得到实验数据, 并分析实验结果, 提交实验报告。

3.3生物样品的获取与处理

本实验待分析的生物样品为大鼠血浆, 学生根据实验方案进行动物实验, 获取规定时间点下的血样, 并对血样进行离心处理, 获得血浆样品。为高效液相色谱法测定黄芩苷的血药浓度做准备。

常见的生物样品处理方法主要包括:过滤、沉淀, 萃取 (如液-固萃取、液-液萃取、固相萃取) 等。沉淀法常用于除去生物样品中的大量蛋白, 可采用有机溶剂 (如乙腈、甲醇) 、强酸 (如三氯乙酸、高氯酸) 等试剂。样品分析前应设计2~3种样品处理的方法, 结合药物的理化性质, 通过预实验来确定样品处理的方法。此外还可向同行了解是否做过此类样品, 或是否有类似样品的分析方法。

3.4生物样品的定量分析测定

生物样品中黄芩苷定量分析方法的建立是本实验的关键内容, 学生需在此实验过程中, 熟悉分析方法的建立流程、分析方法的考证、分析样品的测试等3个环节。

在分析方法的建立中, 学生需通过改变色谱条件摸索合适的分析条件, 包括流动相种类、比例、色谱柱的型号等。着重了解如何通过改变色谱条件消除干扰物质对测定的影响, 此外应结合生物样品大概的浓度范围确定标准曲线的范围。在定量分析中, 通过保留时间确定黄芩苷的色谱峰, 通过峰面积百分比法、外标法或内标法进行定量分析。

在方法学考证过程中, 学生需对分析方法的线性范围、准确度与精密度、回收率等方面进行考察, 因为此过程需要较长的时间, 可鼓励学生结合开放实验室的开放时间进行此部分实验, 使学生牢固树立“分析方法的建立并不是体内药物分析的全部, 重要的是方法的考证”的概念。

分析方法经建立和考证后, 需进行样品的检测。在样品检测过程中, 需建立随行标准曲线, 随行质控样品, 确保分析结果的可靠性。

3.5数据处理

学生根据高效液相色谱测定保留时间、峰面积等参数, 利用高效液相色谱定量分析方法相关公式计算血药浓度, 并与文献报道值及其他组同学的结果进行比较分析。

3.6实验评价

实验完成后, 老师应对整个实验进行分析总结, 学生应积极参与讨论, 通过回顾实验过程中的关键环节, 总结实验结果及成败得失。在此过程中, 学生通过新技术、新方法进行实验, 使学生增加对新技术、新方法的感知, 这样有利于拓宽学生的思维, 培养创新意识, 使学生既有扎实的理论知识又有一定的实践能力。

3.7实验拓展

围绕开展“黄芩苷在肠道菌群中的体外代谢研究”这一选题, 组织学生查阅研究黄芩苷体外脱糖基代谢的文献资料, 由各组学生将自己所查阅的文献进行总结, 并在课堂上进行汇报交流, 结合本实验的目的, 对方法进行优化, 最终得到一个实验方案。

后续通过组织黄芩苷在肠道菌群中的代谢研究, 获取样品, 并组织学生对得到的样本进行浓度测定, 包括标准曲线和实测样本。最终可描绘出黄芩苷的代谢消除曲线以及其代谢物黄芩素的生成曲线, 最终评价肠道菌群的代谢速率等参数, 同时还需学生能通过文献资料查阅这些代谢参数的含义, 加深相关知识点的掌握。

4经验总结

综合性设计型实验教学是实验教学改革发展的趋势, 但对学生基本理论知识和实验操作的掌握有一定的要求, 此外很多学校由于教学观念陈旧、教学资源不足使该教学模式的发展受阻。老师如何利用有限的教学资源在规定的学时内开展内容丰富而应用性强的综合性设计型开放性实验成为一个教学难题。

本文在实际操作过程中, 主要通过以下措施来解决: (1) 老师思想上足够重视实验, 在实验中严格把关, 公平评价, 并对实验进行小结, 综合性设计型实验才能真正发挥它应有的作用。 (2) 通过翻转课堂等手段使学生在课前掌握大量的相关实验知识, 提高实验过程中的效率。 (3) 对实验目的进行分解, 明确每项实验目的所需掌握的实验技能, 通过大量视频及影像资料让学生对各实验环节进行掌握。 (4) 通过开放实验, 优化学校现有的实验资源, 拓宽学生的学习时间和学习空间。

摘要：体内药物分析作为一门实践性和应用性均较强的学科, 其实验教学过程中, 在一定数量的验证实验教学的基础上, 可锻炼学生的基本操作。通过开设体内药物分析综合性设计型实验教学, 以课题研究的模式, 通过开放性实验的形式实施。实践表明, 学生的自学能力、实践能力、探索精神及创新能力都有所提高, 为培养创新性药学人才创造了有利条件。文章具体分析了体内药物分析综合性设计型实验的设计思路。

关键词：体内药物分析,综合性设计型实验,设计思路

参考文献

[1]李好枝.体内药物分析[M].2版.北京:中国医药科技出版社, 2011.

[2]杨燕云, 许亮, 张振秋, 等.体内药物分析教学方法实践与思考[J].中国中医药现代远程教育, 2013 (2) :69-70.

探究型教学设计案例-《化学实验》 第2篇

教学目的： 1．认识化学实验方案设计的重要性。2．复习化学实验方案设计的基本要求。3．化学探究性实验方案设计的原则和方法。教学重点： 化学探究性实验方案设计的原则和方法。教学难点： 设计化学探究性实验方案的体会和领悟。课时安排：1课时 [引入] 化学实验是化学认识的源泉，是启迪学生思维、培养能力的有效途径，是培养学生科学态度、科学方法的必由之路，是培养学生创新意识和实践能力的重要手段。前面我们学习了化学实验方案设计的基本要求，请同学们归纳一下。

[学生回答，老师板书]

一、化学实验方案设计的基本要求

1．科学性 2．安全性 3．可行性 4．简约性

[引入]化学实验从传统的演示实验、验证性实验为主发展到探究性实验为主，教师通过启发性讲解，培养学生问题意识、实验探究和实验设计能力。

[板书]

二、探究性实验设计的原则

1．科学性的原则。所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。

2．对照性的原则。要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实验。

3．等量性的原则。所设计的实验中的平行反应，试剂的取用应该是等量的。

4．单因子的变量原则。对某个实验的影响，会有很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。

[板书]

三、探究性实验的设计 1．探索性探究实验的设计

这类实验方案设计过程重在分析比较，操作中的现象是对方案设计合理与否的检验，以及探究性结论得出的重要依据。学生对实验方案的设计思路可能会多种多样，实验方案相应也会教多，只要无明显失误或不妥，均可由学生通过实验进行验证，之后再将方案修正完善。

例1．含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致；乙同学认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。

[分析]：如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则红色可能重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，则红色不可能重现。

[实验设计]：向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若红色重现，则是因为HCl和HClO的酸性所致；若红色不再重现，则是因为HClO的强氧化性所致。

例2．对于CO3和HCO3结合H+能力，甲认为HCO3结合H能力强，理由是在等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体中加入等体积等浓度的盐酸，碳酸氢钠固体中产生气体速率快；乙认为CO3－+

22－

－

－

+结合H能力强，理由是在同一温度下同浓度碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH，前者大于后者。

[分析]：CO3与H的反应是分步进行的：CO3+H = HCO3 HCO3+ H = H2O+CO2，在碳酸2－+

2－

+

－

－

+钠和碳酸氢钠混合溶液里滴加盐酸，若CO3结合H能力强，则不会马上产生气泡，HCO3结合H能力强，马上有气泡产生。

[实验设计]：取相同体积、相同浓度的碳酸钠的碳酸氢钠溶液放入同一试管中，再滴加盐酸，如果马上有气泡产生，则是CO3先结合H；如果是滴入一定量盐酸后才产生气泡，则是CO3先结合H。

例3．在室温下，把铜片放入浓硫酸中，没有明显的反应现象。对此，甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象；乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象，主要是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率很慢。

[分析]：如果铜发生钝化，则表面会覆盖致密的氧化物薄膜，一般情形下难于反应。[实验设计]：在烧杯中放入一块铜片，再加入适量的浓硫酸，使铜片浸没在酸中，稍待片刻，用镊子取出，用水洗净铜片表面的酸液。将用浓酸处理过的铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，观察现象。如果表面有白色的物质析出，溶液的颜色变蓝，说明铜在浓硫酸里没有产生2－+

2－

++

2－+－钝化现象，乙的说法正确。如果表面没有白色物质析出，溶液的颜色也无明显变化，则甲的说法正确。

例4．请结合所学知识设计实验，证实AlO2结合H+的能力比CO3强，供选试剂：NaOH溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液（仪器自选）。

⑴应选试剂；⑵操作要点；（3）能证明AlO2结合H的能力强于CO3的反应的原理的离子方程式。

[分析]：该实验为验证性实验，如果AlO2和HCO3相遇时，生成 Al(OH)3白色沉淀，即可AlO2结合H的能力强于CO3

[解答]：⑴应选试剂：NaOH溶液、AlCl3溶液、NaHCO3溶液

（2）操作要点：①取少量的AlCl3溶液于试管中；②向试管中逐滴加入NaOH溶液直至产生白色沉淀恰好全部消失；③向其中再滴入NaHCO3溶液至足量。

（3）离子方程式：AlO2+HCO3+H2O = Al(OH)3↓+CO3 [板书]3．综合性探究实验的设计

例5．已知镁能跟盐酸、醋酸反应，产生氢气。即：

Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Mg+2CH3COOH = Mg(CH3COO)2+H2↑

⑴请用镁粉、盐酸和醋酸为原料证明在同温同压下，当上述两种酸的物质的量相同时，反应产生的氢气的体积相同。

⑵若收集到的氢气体积不同，则请推测氢气体积不同的原因。

[分析]：⑴因为该实验是比较性实验，故在设计时要控制好两实验的条件（镁粉质量、盐酸、醋酸浓度体积要完全相同，产生氢气的实验装置要完全相同，实验时的外界温度压强要相同）。具体如下：

A、组装如图装置

－

－

2－－+

2－

－

－

－

+

2－

－

2－

B、气密性检查

C、取下反应发生装置，分别加入镁粉和盐酸或醋酸，再重新连接好装置

D、打开分液漏斗向烧杯加入100mL、0.1mol.L盐酸或100mL、0.1mol.L醋酸 E、测量烧杯中水的体积，比较两次实验结果。

⑵影响生成氢气的体积大小因素有：一是产生氢气的量，所取的两种酸的浓度，量取两种酸的体积大小；实际参加反应的两种酸的量（因反应放热，两酸挥发而减小的程度不同）。二是收集氢气时的温度压强不同，由于两者酸性强弱不同，反应的剧烈程度不同，瞬间放出的热量不等，导致容器中的温度压强不同。

[能力训练] 1．将双氧水溶液滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，红色消失。甲认为这是由于H2O2是二元酸：H2O2 H+HO2消耗了OH，而使红色消失；乙认为双氧水具有强氧化性，将酚酞氧+－

－

－1

－1化使红色消失。

2．向品红溶液中通入一种常见的气体后，品红褪色。甲认为通入的是氯气，乙认为通入的是二氧化硫。

[设计参考] 1．向红色消失后的溶液中滴入氢氧化钠溶液，若再现红色，则为H2O2的酸性所致，甲的见解正确；若不再为红色，则是因酚酞被双氧水氧化而褪色，乙的见解正确。

电学设计型实验题破题技巧 第3篇

【关键词】 设计型实验 破题技巧

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2016）03-031-01

实验原理的考查方式是多种多样的：有的题目仅给出条件和实验器材，要求阐述实验原理；有的给出实验电路图，要求领会实验原理；有的则要求考生根据操作步骤及测定的物理量判断出实验原理。实验原理的确定，要根据题目的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理；或者回顾物理原理，寻找有关的物理规律，设法创设相关的物理情景，建立已知量（根据已给的基本仪器确定能够测定的物理量）和要求量（题目的要求）之间的关系。

而在掌握了这些基础之后，如何灵活运用，则需要一定的技巧。在考场中如何从条件入手，快速破题，粗略得出实验原理，对于解答设计型实验题，至关重要。根据题目类型的不同，以下列举几种常用的实验题破题技巧，希望可以提高学生的解题效率，建立解设计型实验题的信心。

一、唤醒、类比破题

通过回忆把日常识记的知识加以整理，看现在的题干和表述，属于哪部分知识。包括什么样的问题常规用什么方法，或与那种常规实验的方法类似，通过对知识的对应、排除、筛选、类比，来解题。此法要求首先熟练的掌握所有的常规实验方法，如时间的四种求法，摩擦阻力的五种求法，实验中固定电阻的应用，滑动变阻器分压的四种特性等等。例：利用图所示电路测量量程为800 mV的电压表内阻RV，RV约为900Ω，某同学的实验步骤如下：a.按电路图正确连接好电路，将变阻器R1的滑片移到最右端，电阻箱的阻值调到最大；b.合上开关S1和S2并调节R1，使电压表的指针指到满刻度；c.合上开关S1并打开S2，调整电阻箱R的阻值及变阻器R1的大小，使电压表的指针指到满偏的一半；d.读出电阻箱的阻值R，即为电压表内阻。

在该实验中，除滑线变阻器R1外，其他器材均符合实验要求，现有两个变阻器可供选择（ ）

A.最大阻值200 Ω，额定电流1 A

B.最大阻值10 Ω，额定电流2 A

根据以上设计的实验方法，回答下列问题。

（1）选用的变阻器为____________.

（2）上述实验步骤中，有错误的步骤___________，改正为________.

（3）该实验中存在着系统误差，设RV的测量值为R测，真实值为R真，则R测____________R真（填“>”“=”或“<”）

解析：通过实验步骤，与常规的实验进行对比，可发现此实验的原理与半偏法测电流表内阻相似，于是参考半偏法测电流表内阻的原理分析。

半偏法测电流表内阻的实验中，关键在于接通开关前后可认为干路总电流不变，其成立条件是R》Rg，对比此题，发现其关键在于改变R阻值前后总电压必须近似不变，其成立条件是RV》R1.到此，此题的关键问题已经完全突破，其破题关键在于掌握常规实验，与题设问题进行类比。

二、根据暗示破题

很多设计型实验题中，为了降低难度，命题人往往会给出一些暗示条件，以暗示条件为突破口，认真思考其用意，往往能够一举成功。例如，题目若给出定值电阻，则此电阻一般需要用到；题目若不给出具体阻值，而只给一个比较小的模糊值，则很有可能有其用意，等等。

例：用以下仪器，尽可能精确地测量待测电阻Rx的阻值：

A.电动势约2 V左右、内阻r<1Ω的电源一个；

B.内阻Rv=30 kΩ，刻度如右图的电压表一个；

C.开关一个；

D.电阻在10 kΩ～20 kΩ范围内的待测电阻Rx一个；

E.导线若干条。

（1）电压表的满偏电流Ig=______________。

（2）在下面虚线框内画出必要的测量待测电阻Rx阻值的实验电路图。

（3）实验中要直接测量的物理量有（注明每个物理量的意义和符号）__________。

（4）待测电阻Rx的表达式为：Rx=_________。

解析：初见此题，很多同学感觉十分迷茫，电表只有一个，实验原理一无所知，有一种无从下手的感觉。

仔细审题，认真思考为何题中强调电源内阻r<1.一般题中都会告知电源内阻约为5左右，但此题为何仅告知r<1？r<1意指电源内阻很小，再审题注意到待测电阻为10 kΩ～20 kΩ，远远大于电源内阻，即电源内阻可以忽略不计。于是解决第一个关键问题。

再认真审题，发现电压表内阻与待测电阻属于可比较范围，于是可考虑将电压表与待测电阻串联。大致构成图示电路。

但在电源电动势未知的情况下，也不可能根据伏特表读数求得待测电阻值。于是再进一步思考可否用伏特表直接测量电源电动势，从题述条件可知，伏特表量程大于电源电动势，且电源内阻忽略不计，故可直接用伏特表测量电源电动势。于是确定实验原理图如下：

设计方案型分析实验 第4篇

1 分析化学实验教学的不足之处

1.1 课程内容设置不够合理

分析化学实验教学内容上存在重复性, 验证性实验多, 研究型, 设计型实验少;单元性操作实验多, 综合型实验少;经典型实验多, 反映学科前沿的实验少的现象。特别是所谓的设计性实验、综合性实验, 老师提前给学生准备好, 并不能给学生多少选择和设计的空间。这种设计性、综合性实验也仅仅是一种形式, 意义并不大[7]。

1.2 教学方法陈旧

目前分析化学实验教学模式多采用“注入式”传统教学方法, 即由教师讲授实验目的, 原理, 内容及操作步骤, 然后由学生操作。这种教学方法使学生始终处于被动状态, 对教师产生依赖心理, 其结果必然会造成学生实验课前部思考, 实验时“照方抓药“, 实验结果和实验报告千篇一律的不良现象。它忽略了实验教学对培养学生严谨科学态度的教育价值, 不能激发学生实验的积极性和主动性, 不利于激发学生的思维及创新能力的培养[8]。

1.3 实践教学少

分析化学实验是一门实践性很强的专业课, 为提高学生解决问题的能力, 应该让学生到一些应用分析化学实验解决问题的工厂, 企业和检测机构进行实际分析操作, 然而这样的实践教学却很少, 甚至没有。

2 分析化学改革实验教学改革措施

2.1 注重实践、强化技能训练

研究型设计型实验项目的选择是顺利完成设计实验的关键。选题太难, 会让学生无从下手, 挫败其学习积极性;太简单时, 会让学生觉得没有意思, 失去了挑战性, 也就没有了学习兴趣, 达不到好的教学效果。应根据实验室条件和学生已掌握的理论知识和基本操作技能, 本着既不能超出学生的基本操作能力和知识水平, 又不能照搬已做过的实验方法, 同时, 又要贴近实际生产或生活的原则, 选择新颖的实用性的实验项目, 给予学生充分的思考空间, 学生才会感兴趣。

将整个分析化学实验教学分为三个阶段进行教学改革。第一阶段规范化操作训练阶段, 主要侧重于对学生实验基本操作技术的训练。如:滴定管、移液管、容量瓶等的操作方法, 通过观看视频、反复示范、学生加强练习等手段进行强化训练。第二阶段验证分析化学理论, 正确树立“量”的概念, 培养观察思维能力阶段。分析化学特别重视“量”的概念, 通过实验课能使学生养成一丝不苟、实事求是的科学态度, 形成认真、求实的工作作风。第三阶段综合设计实验阶段。这类实验不仅能提高学生逻辑思维能力、解决实际问题能力和经历初步的科学研究的过程, 而且也将增强学生的动手能力, 从而培养学生的分析问题、解决问题的能力, 进而启发培养学生的设计能力和综合应用能力。

2.2 内容改革、实用先进

分析化学实验在化学学科占有很重要的地位, 实验教学不能单纯满足于照本宣科的实验现状, 应改革传统的实验教学内容, 增加综合性、设计性实验, 以确保多层次的实验教学体系。

(1) 基础化学实验是以化学实验基本知识、基本技能和基本操作为主要教学目标, 重点在于引发学生对化学的兴趣, 使学生掌握化学实验中最为基本的操作技能和最常用的方法。由于这类基础实验分析方法用途广, 成本低廉, 仪器简单, 结果相对准确, 用它作为基础实验, 对于培养学生的基本操作能力和分析化学的素质, 具有非常重要的作用。

(2) 加强综合化学实验:在加强基础性实验的同时, 应加大综合性实验的比例, 培养学生分析问题和解决问题的能力, 从而使学生的综合素质得到锻炼和提高。

(3) 增加设计型实验:通过增加设计型实验, 一方面可以提高学生分析问题和解决问题的能力, 另一方面可以让学生感觉到学有所用, 增加对实验探究的兴趣。对于设计性实验, 完成配位和氧化还原滴定可安排铁、铝混合液、Mg-EDTA混合液、铝镁合金和铜镍合金中各组分含量测定的四个不同层次设计性实验;学生可根据自己的实际情况和兴趣, 自行选择实验内容, 有利于学生个性的发展。为给优秀学生留有更多的自我发展空间, 在计划学时外给一些偏爱化学实验的学生开放综合性和研究型做为选作内容, 以满足他们的求知欲望, 培养他们的创新精神和科研素质。学生可以自愿组合成4或5人小组, 在教师的适当引导下, 小组讨论、研究, 设计方案, 在实验室开放时间进行实验探索, 共同完成一个实验。

2.3 优化教学方法、促进创新思维

重视理论和实验过程的教学, 利用启发式与课堂讨论相结合的教学方式上好每一堂实验课。指导学生利用实验资源、学习指导材料等, 巩固所学的知识。在实验项目和实验内容安排上不仅强调基本技能训练, 更强调创新思维与应用能力, 强调“用脑子做实验”, 注重科学思维方法的培养。

尽管研究型设计性实验的过程也是课前学习, 然后动手操作实验, 最后写出实验报告, 但是和基础实验相比, 整个教学方法应有很大的不同, 应采取自主学习、合作学习, 以及开放式、研究性学习的实验教学模式, 发挥学生在实验教学中的主体作用。实验教师既要放手, 让学生主动思考, 大胆创新, 又要参与研究, 适时引导, 细心解答各种问题。如此才能达到预期的教学效果。通常, 提前2周给出设计实验的题目 (每个小班给出不同的实验项目) , 明确实验目的和要求, 以及实验报告的书写格式 (实验原理、主要试剂和仪器、实验步骤、实验记录表格、计算公式) 等, 特别强调同学们要自行设计科学合理的方案。已经经过基础实验训练的同学们基本上能够正确地把握实验思路, 但是还必须通过查询相关资料, 解决细节问题, 最后书写规范的设计实验报告。实验老师认真批改每一份设计实验报告, 挑选出所有合理可行的方案, 在实验课堂上让各种方案的提出者讲述自己的实验思路和实验步骤, 其他学生可以提出质疑, 相互讨论。这种课堂答辩的过程, 可以让学生深化理解许多问题, 同时也锻炼了其表达能力和应答能力, 为毕业论文的答辩打下基础。老师听取答辩后对各种设计方案进行点评。每位学生根据自己的理解修改和完善各自的实验方案, 在老师的认可 (依据现有的仪器和试剂) 和指导下配制药品进行实验。实验结束后处理实验数据, 完成实验报告当堂上交实验报告, 在实验报告的讨论部分可以比较不同实验方案的优缺点, 提出新的思路等。如果一次实验课没有完成, 可以预约下次实验的时间直至完成为止。如在设计性实验/HClNH4Cl混合液中各自含量的测定的设计报告中会出现各种各样的想法, 有用酸碱滴定法设计方案的, 有用酸碱滴定法加上沉淀滴定法设计方案的;对于NH4Cl分量的测定有的考虑用甲醛法间接测定, 有的考虑用蒸馏法 (凯式定氮法) ;至于滴定方式有的选用分别滴定法, 有的选用连续滴定法。而其中不同的组合又会产生许多方案, 在同学们的答辩和老师的指点下更多的学生对于不同滴定方式、不同滴定方法以及不同指示剂之间的差异理解得更透彻, 不少同学要求能够给出更多的时间去尝试每一个合理的方案, 靠实验结果说明方法之间的差异进而验证理论, 有效提高了学生的积极性。

2.4 改革考核体制、全面考核学生的综合实践能力

考核只是一种辅助手段, 学校的教育教学工作才是培养人才的核心, 考核不只是考核学生的学习成绩, 要改革考核评价制度, 要按照综合性、全面性、阶段性等来改进现在的考核评价制度。为了使学生的实验成绩能客观地反映学生对实验基本知识、基本技能的掌握程度, 我们改革了考试的方式和学生成绩的评定方法。在实验考核方面以“重在过程, 不惟结果”为指导思想, 强调基本操作和基本技能, 突出创新思维和创新能力, 根据分析化学实验课自身特点制定相应的考核方法和评分标准。对实验考核办法, 采取“笔试”、“口试”与“实验操作”相结合, 只有这样才能全面地衡量学生的综合能力。

2.5 加强教师水平的提高

研究型设计性实验要求教师既要有扎实的理论知识和科研能力去指导学生, 又要掌握一定的教学艺术和技巧去帮助和引导学生的创新。因此高水平的师资是研究型设计性实验教学开展的前提。长期的验证性实验教学方式养成了实验老师的惰性, 多年不变的实验项目和教学方法, 授课教师可以不备课、不做预实验, 使得实验教学习惯和风气俞来俞差, 甚至部分老师轻视实验课, 而且不愿意带实验课。实验课的教学改革不光是实验项目的增减, 应该是实验教学体系的全面变革和提升。研究型设计性实验的开设就要依托于高水平的实验教师队伍。只有实验老师的教学水平提高了, 才能够保证对学生知识的传授、正确的指导、能力和素质的培养等。而这种高水平的教学包括教师的爱岗敬业的精神、严谨的工作态度、持久的创新意识、融会贯通的学科知识等。而大学生思路活跃, 没有束缚, 时常会提出一些意想不到的思路, 这时老师对学生应该做到共同探讨、鼓励创新, 真正做到教学相长。

3 结语

实验教学改革是一项长期的系统工程, 需要在实验项目、教学方法、实验室仪器更新管理、学生的考核方法、教师工作量的计算方法等诸多方面进行不断地探索, 才能逐步摆脱落后僵化的教学体系, 形成一种科学、合理、有效的实验教学新模式, 以促进我国高等学校实验教学水平的提高。同时不同学校不同专业也会有不同的特点, 也不能千篇一律地照搬照套别人的经验。相信在树立了坚定的实验改革信心之后, 一定会探索出一条适合我们学校化学各专业学生的实验教学道路来。

摘要：化学是一门以实验为基础的学科, 学生对理论知识的理解和消化, 以及解决问题能力的提高和动手能力的强化, 均要依托于对实验课的学习。研究型设计性实验的开设是目前实验教学改革的重要内容之一。该类实验要求学生针对某个课题, 通过课外查询相关资料, 自行设计科学合理的实验步骤, 独立完成实验, 报告实验结果。本文对开设研究型设计型分析化学实验做一探讨, 在教学方法等诸方面进行总结归纳, 并对如何更好地依托设计性实验提高教学质量提出了新的思路。

关键词：分析化学,实验教学,研究设计

参考文献

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设计方案型分析实验 第5篇

摘 要:新课程强调培养学生的创新精神和实践能力,改变学生的学习方式,这就要求教师处理好学生的自主性与教师的指导之间的关系。

关键词:学习的主体 创新能力 实验设计

物理学是一门自然科学,物理学本身的特点,决定了物理实验教学的重要的地位。中学物理教学中,大量的概念和规律的获得都需要建立在实验的基础上,而且观察实验现象和动手实验本身就是物理学研究的重要的方法,所以,实验是促进学生形成概念规律、掌握物理学研究方法的一项重要的措施。而要想提高学生的实验能力,首先要从改变上实验课的教法上入手。本人在物理实验课上做了一些尝试,取得了一定的效果,下面以一节实验课为例,来加以说明。

学习《串联电路和并联电路》后,教材上有串联电路和并联电路的应用,要求把电流计改装成电压表和电流表。在课堂上有学生提出了这样的问题:“要把电流计改装成电压表和电流表,首先要知道电流计的满偏电流和内阻才能改装,那么如何才能测出电流计的内阻呢?”

针对学生在课堂上提出的这样一个问题,由于时间关系,不可能在课堂上完成,于是就给学生布置了这样的课外作业:请同学们课后思考如何测电流表和电压表的内阻?同学们可以查资料,也可以相互讨论。

实验课上,通过学生的反馈,本人进行收集整理以后,主要有以下几种测电表的内阻的方案。

设计方案一:电路如下图所示,怎样用这个电路来测电表的内阻呢?

学生:先闭合开关K1,然后调节R的阻值,使得电流计的指针达到满偏,再闭合开关K2,调节电阻箱R1的电阻,使电流计的指针半偏,这时电流计的内阻就和电阻箱R1的电阻相等。

这种方案叫半偏法,虽然是在复习资料上找到的,但学生还是有收获的:能找到一种测量电表内阻的方法,并且弄清了用这个电路测电表内阻的步骤。

设计方案二:电路如下图所示,怎样用这个电路来测量电流表内阻呢?

学生:先把R1调节到某个适当的值,闭合电键K,调节滑动变阻器的阻值,设A1和A2两个安培表的示数分别为I1和I2,然后根据并联电路的特点有:I1r1=(I2-I1)R1,解得r1=(I2-I1)/I1。

这个方案是学生经过自己思考后得到的,学生巧妙地应用了电阻箱能读出电阻的值,同时电流表本身能读出电流的特点,然后应用并联电路的特点,通过简单的计算,就可以得到电流表的内电阻。

设计方案三:电路如下图所示,如何用这个电路来测量电压表内阻呢?

学生:利用了欧姆定律的知识,因为电压表本身是一个电阻(也就是电压表本身的内阻),不仅可以读出自身的电压,同时只要知道了通过电压表的电流,利用欧姆定律,就很容易测出电压表的内阻。

这个电路运用了电压表的双重身份,电压表不仅是一个电阻,同时又是可以读出自己电压的电表,然后运用欧姆定律,就可以得到电压表的内阻RV=U/R。

下面让学生根据自己的电路图选择适当的仪器来做实验,检验一下自己所设计的电路是否合理。教师要强调做实验时安全第一,一定要确保所用电器的安全。

经过学生的实际操作,结果发现了下面的问题:

运用方案一的这一组同学找不到合适的滑动变阻器,所以无法把实验进行下去。学生找教师来帮忙,这时教师可以跟学生说清楚,这里不是滑动变阻器,滑动变阻器没有这么大的电阻,这里使用的是电位器,并找出电位器,给学生做实验,实验很快就成功了。

运用方案二的这一组同学通过简单的计算很快就获得了成功,测出了电流表的内阻。

运用方案三的这一组同学在实验中也遇到了问题,主要是电压表的内阻很大,串在电路中,电路中的电流很小,很难准确地读出电流值。

教师提示:可不可以不用电流表,用一个电阻值很大的定值电阻来代替电流表做这个实验呢?

在教师的提示下,学生通过思考以后,画出了如下图所示的电路图。测量的方法是先闭合K,断开K1,读出电压表的示数U1,再闭合K1,读出电压表的示数U2,根据串联电路的有关知识有:U2/Rv=(U1-U2)/R,就可以得到电压表的内阻。

这节课进行设计以后,学生能够灵活运用所学的知识,来解决所遇到的问题,学生在创新方面也有一定程度的体现,敢于在课堂上提出自己的观点和看法。虽然学生设计的方案还有待进一步研究,但是这些方案都是学生通过主动参与、积极思考而获得的,是很可贵的。要培养学生的创新精神和主动参与的意识,教师就要在课堂上创造一个良好的教学情景,引导学生从不同角度思考问题,让学生尽可能提出新观点、新方法,激发学生思维的火花。

参考文献:

王棣生主编.中学物理创新教法实验改革指导.学苑出版社,1999年第一版

设计方案型分析实验 第6篇

《金属材料及热处理》是材料学院材料科学与工程专业 (以下简称材科专业) 和材料成型及控制工程专业 (以下简称成型专业) 的一门重要的学科主干课程, 是一门典型的以基础理论和实验实践紧密结合为特征的课程, 其对应开设的实验课程即《金属材料及热处理实验》是材料工程学科中一门实践性和综合性均较强的专业实践必修课。该课程与实验具有很强的互补性, 在材料科学专业和材料成型专业的教学中, 具有举足轻重的地位。因此, 该课程的实验设计应能够使学生在实验过程中充分发挥自己的想象力与创造力, 从而达到优化学生知识结构并扩大其知识面的目的。

我国传统教育观念更加重视理论课的教学, 而实验教学经常被当做是理论教学的附庸, 很多高校开设的《金属材料及热处理实验》属于传统的“验证型”实验, 即:学生只是进行最基本的热处理操作, 实验内容古板, 学生不需要动脑, 只是“照葫芦画瓢”地按照实验指导书上的文字, 按部就班地完成实验, 实验过程缺少设计性和创新性。按照这种“验证型”实验的教学方法, 学生做实验只能像“照猫画虎”一般, 完全没有发挥主观能动性, 学生无法养成创新思维和独立思维的好习惯, 对课本形成了严重的依赖性, 最终对教育质量造成不良影响。随着教学改革的不断深入发展, “验证型”热处理实验已远远满足不了“应用型工科人才培养体系”开发学生智能, 发挥学生主观能动作用的需要。因此, 要从传统的“验证型”实验逐渐过渡到“设计-实践型”实验, 这样不仅可以达到一般的实验目的, 更主要是实验一开始就能使每个学生开动脑筋, 提高每个同学对书本知识灵活运用的能力, 发挥主观能动性, 变被动为主动, 成为学习的主体[1,2]。

1《金属材料及热处理实验》教学现状

目前, 我院所开设的《金属材料及热处理实验》是以单项验证、演示的传统教学手段为主, 由实验教师在课前将实验内容和实验仪器、材料规定好, 并调试好, 一切准备就绪后, 学生才开始实验, 这就事先排除了实验过程中可能发生的问题。学生按照实验教师撰写的实验步骤、实验原理完成实验, 也屏蔽了学生本来应该接触的实验安排和选题过程, 除了实验课那短短的几十分钟, 其他所有的工作几乎都有教师和教材代劳了。这样的教学方式无疑扼杀了学生的想象力和创造力。科学实验本身就是无数次失败, 最后总结提炼出一个正确方法的过程, 而传统的实验教学, 让学生无法体会失败, 因而将实验的顺利也认为是理所当然, 完全不能够领会实验的真谛。这样的机械化的教学方法和传统理论课程的教学如出一辙, 实验室成了教室的另一种形式。反观教育发达国家的学生, 动手能力普遍强于中国学生, 善于、也敢于摆弄实验仪器, 而不是因为害怕损坏仪器而不敢“轻举妄动”。这种惰于动手和动脑的不良习惯, 显然是我们实验教学方法的僵化和老化造成的。

传统实验教学, 漠视学生的主体性和学生之间客观存在的基础、兴趣、智力、思维方法等差异, 在实验时间、时数上全班齐步走, 不但要求学生同时进入实验室, 还规定所有学生在统一的起止时间内完成实验任务。造成的结果就是, 实验能力强的学生没有机会进行进一步的探索, 实验能力差的同学无法在规定时间内独立完整完成实验, 有较高热情的学生不能研究自己感兴趣却不是老师指定的实验内容的实验。这种无视差异和个性的实验教学方式, 完全忽视了学生的主体性, 学生的积极性更无从谈起。高校实验室通常为高校投资的重头部分, 应该才人才教育中发挥与价格相符的价值。然而实际情况是, 学生只被允许在有限的实验课中接触这些昂贵的实验仪器设备, 课后学生甚至无权进入实验室。有的实验室在一年中只有一学期安排实验课, 实验仪器设备的空置率较高, 利用率太低, 加上平时的维护管理成本, 造成了资源的浪费和不必要的损失。

综上所述, 传统的“验证型”实验教学在内容、方法、管理效益等方面都不符合现代教育的发展趋势, 改革实验教学刻不容缓。

2 实验教学内容改革

参照北方民族大学新的培养方案要求, 对于《金属材料及热处理实验》实验指导书进行重新编写。新的实验指导书针对实践性环节进行了进一步加强, 把学习的主动权重新还给学生。通过热处理实验课的教学, 使学生更好地掌握金属热处理的原理, 并在实践过程中加深对概念的理解并能很好的在实践过程中运用, 为学生进行毕业设计或今后从事金属热处理行业打下坚实的基础。

为提高《金属材料及热处理》课程实验的效率, 充分体现学生的自主性, 对实验教学内容作了较大的改革, 主要有以下几点: (1) 明确向学生提出实验要求和考核标准, 具体内容参照新的《金属材料及热处理实验》指导书; (2) 学生随机分配, 分成若干学习小组 (组数根据上课学生人数确定, 每组4-5人) , 每个学习小组选出一名组长。在组长的带领下, 小组成员共同查阅相关的文献和资料, 讨论制定实验方案, 并在指定的日期内, 将讨论结果通过电子邮件的方式发送给指导老师; (3) 指导教师经反复审阅和修改后, 将完善后实验方案反馈给学生, 并通知学生根据最终的方案熟悉实验设备; (4) 合理安排实验室工作人员, 保证实验室全天 (工作时间内) 对学生开放, 让学生有充分的时间 (集中2-3周) 进行实验准备和实验操作, 学生认真学习实验室规章制度, 并在严格按照制度的前提下完成所制定的实验内容。实验室的长时间开放不仅可以提高实验设备的利用率和投资效益, 对调动学生学习的积极性和主动性, 培养学生的创新意识、动手能力、分析问题和解决问题的能力, 培养高质量的创新人才也具有十分重要的意义。 (5) 实验的最后步骤是拍摄金相组织图片, 根据照片分析组织特征并撰写实验报告; (6) 各组成员按时给组长上交实验报告, 组长转交给指导教师, 再由指导教师和实验员共同组成评审小组, 分别对学生的实验态度和实验操作是否按照实验考核标准进行, 以及学生的实验报告进行考评[3]。

3 应用效果分析

“设计-实践型”热处理实验可以开发学生智能, 培养学生能力, 能够将课堂上学到的零散的热处理知识综合起来, 从而加深学生对教材中的一些概念的进一步理解, 并将书本上的知识、概念应用于制定热处理工艺方案设计中。学生经过整个实验流程后既掌握了热处理原理, 又学会了热处理的基本方法, 做到了理论联系实践。能够亲身参与实验方案设计也能够显著提高学生的学习兴趣, 使学生对于实验内容理解更加深刻, 进一步提高实践动手能力。

新的实验教学内容和教学方法已在北方民族大学11级材料科学与工程专业一个教学班的《金属材料与热处理》课程实验教学中试运行, 目前已经取得良好的预期的效果。学生的积极性和热情度明显提高, 自学能力以及自主设计实验能力显著增强。此外, 学生表现在其他实践过程中的创新意识也明显得到增强, 解决工作和学习中实际问题能力有了大幅度提高, 实践课程考核成绩优良率提高到90%以上。

摘要：针对金属材料及热处理实验目前存在的问题, 结合实验课程的性质及特点, 就实验课程改革的目标、内容和教学方法进行了探索。在实验教学过程中采用开放的实验教学方法, 充分发挥学生的主观能动性, 使学生成为学习的主体, 并通过在教学中进行实践, 取得良好效果。

关键词：设计,实践教学,实验课程,教学改革

参考文献

[1]洪景娥, 张丽.高职“金属学与热处理"课程实验教学内容的改革与实践[J].山东电力高等专科学校学报, 2010 (04) :54-56.

[2]洪景娥, 张丽.金属学与热处理实验教学内容的改革与实践[J].价值工程, 2012 (01) :232-233.

设计方案型分析实验 第7篇

关键词： 材料成型及控制工程 实验教学 存在问题 对策

1.引言

实验教学是整个高等学校（简称高校）教学过程中的重要环节，与学科结构、课程体系和教学改革密切相关。它不仅是对理论教学的验证、补充和拓展，更是培养学生独立解决实际工程问题能力、提高学生自主创新能力、实践动手能力和综合素质的重要途径[1]-[2]。由于材料成型及控制工程专业（简称成型专业）属于实践性比较强的学科，在做好专业理论教学的基础上，加强对实验教学培养模式、理念和管理机制的改革与创新，最大限度地发挥实验教学的作用，对于提高学生的实验能力和创新能力具有重要意义。

2.成型专业实验教学不足

2.1实验教学严重依附理论教学

受传统观念影响，高校一直以理论教学为主，实践教学为辅。理论教学体现了学术性，实践教学是理论教学的一个环节、一个补充[3]。在成型专业实验教学过程中，实验教学环节也得不到足够重视。主要表现为学时较少；实验内容严重依附于理论教学；各个实验之间彼此独立，缺少联系和配合；各门实验课程规模小且分散，实验课安排伸缩性、随意性强；教学内容相互脱节，经常出现内容遗漏和重复设置的现象。在教师和学生的潜意识中，实验教学只是理论教学的辅助手段，造成对课堂纪律、出勤率、课堂教学质量、课后实验报告等环节的重视程度明显不足。学校常以理论教学为主要的考评依据评价教学质量，或者进行教学检查时实验教学仅占很小的部分。另外，部分实验教师本身没有正确认识实验教学与理论教学的区别，忽视了理论知识重在实践应用，未能形成以培养学生创新能力和工程实践能力为主线的实验教学体系，长此以往根本不能适应材料类专业的定位目标[3]。可以说，实验教学处于理论教学的从属地位，在培养学生的创新精神和实践能力中发挥的作用远远不够，严重影响教学质量。

2.2实验教学缺乏科学的管理与指导

实验教学过程中，由于学生人数多，相对散乱，给管理带来了很多不便。第一，让一些逃课的同学有机可乘。请同学“代到”、“帮忙签名”，甚至在老师点名后便不见踪影等现象屡见不鲜；第二，学生实验操作能力存在差异，难免有损坏设备、浪费材料的现象，给教师的指导工作带来不便；第三，有的实验具有一定的危险性，尽管教师反复强调注意安全，仍然有学生在好奇心、粗心的驱使下做出违反实验规章的事情，带来极大的安全隐患；第四，为了保证学生的绝对安全和实验室设备的完好，如合金熔炼及浇注，教师只能亲自示范，学生只需记录操作步骤和实验结果，任务单一且缺乏实践性。总之，上述原因都大大增加了实验教学的工作量，对实验室的管理和维护等提出了极高的要求。

2.3实验教学内容与教学模式滞后

受实验条件的限制，有的高校存在实验课程开设少、实验内容陈旧、验证性实验所占比例偏高等问题。对于培养学生综合性、应用性和创新性能力的实验偏少，体现现代科学技术和专业特色的实验就更少，根本做不到与时俱进式地教学。在实验教学方法上，仍采用“填鸭式、依葫芦画瓢”的方式，网络科技、虚拟仿真等先进实验技术尚未在教学中推广应用。对于学生而言，过于依赖实验指导书，每次实验按部就班操作，急于完成实验，根本不设计、分析和思考其中的原因及原理。学生作为实验主体，在实验教学中不能充分发挥主观能动性，依然处于机械式照搬实验书和被动学习的状态，在一定程度上对学生的开放创新思维起到抑制作用，不利于他们独立思考、创新能力和分析解决问题能力的培养。

2.4实验设备和实验经费不足

成型专业实验涉及购买实验原材料、制备试样、试样组织与性能观测分析等，需要大型实验设备，且实验周期长、原材料价格贵、分析测试费用高。近年来，高校不断扩招，一方面实验仪器数量不够，另一方面也许投入更多的经费。为了保证实验教学质量，势必需要增加实验岗教师，购买更多的仪器设备、增添实验场地等，这就需要学校加大对实验教学的经费投入。倘若经费不足，不但影响实验教学作用的正常发挥，更在一定程度上使实验岗教师工作积极性乃至学生学习热情下降。

2.5考核机制不完善

科学地评定学生的实验成绩对引导学生重视实践教学，正确处理知识、能力和素质的关系具有导向作用[4]。目前实验教学中，教师要么根据学生实验报告给出成绩，要么将实验成绩依附于理论考试成绩给出课程总成绩，不能充分反映学生的实验设计、实践能力、数据处理及分析问题等综合实验能力。这样的考核机制无形中削弱了学生实验的积极性，降低了学生对实验课程的重视程度，甚至出现了抄袭、篡改、编造实验结果和实验报告的现象，这两种考核机制均不完善[5]-[6]。

3.成型专业实验教学改革

3.1设计型综合实验教学

我校成型专业实验教学在课程体系总体规划上，广泛收集工科专业工程实践的教学资料，单独设立了能够突出不同专业方向能力的设计型综合实验，涵盖了铸锻焊三个方向的多个工艺方案。实验内容分为：选材（成分设计）、材料成形工艺设计、材料性能测试与分析、材料微观组织检测与分析、计算机辅助模拟设计和工艺方案优化设计6个实验模块。教学过程侧重材料成型原理及材料成型控制技术、成型过程组织变化规律及相关的现代测试技术方法的训练，以进一步学生对材料加工工艺、性能和组织间相互关系的深入理解。学生从选题、查阅文献，到设计实验方案、工艺流程，到选择实验设备、仪器，直至完成实验记录、实验报告和参加答辩，整个实验过程全部由自己独立完成。这种教学方式模拟了实际工业生产和科学研究的基本过程，向企业工艺设计工程师工作看齐，目的是让学生在掌握相关专业知识的基础上，以培养学生综合能力为目标，对学生专业知识交叉渗透、相互融合的能力进行培养和训练，提高了学生查阅资料能力、实验动手能力、综合分析能力[7]-[8]，使其掌握正确的实验设计方法和科学研究方法，强化实验技术和技能，突出对学生创新意识和创新能力及工程素质的综合培养。通过上述实践训练给学生创造了运用理论教学知识解决实际问题的环境，让学生学以致用，实现从理论向实践能力的转化，培养学生独立分析、解决问题的能力。

3.2开放性实验教学

我校成型专业实验教学在开设设计型综合实验的同时还引进了开放式实验教学。该系统的核心是教师与学生角色的转变，教师主要发挥启发和引导作用，学生由“填鸭式”的被动学习变为“海绵式”的主动学习。在保证正常教学的前提下，实验室实行全天开放，学生可根据自身实际情况选择时间进行不同的实验。在实验教师的指导下，学生以小组或个人为单位独立完成实验，通过查阅文献资料、制订实验方案及工艺路线，充分发挥主观能动性和创造性，自主选择实验设备仪器、工艺方法、实验流程。开放式实验教学系统，不仅有利于学生独立工作、分析解决实际问题能力的提高，更能促进学生个性化的发展和创新思维的发挥，在整个实验教学环节中真正确立了学生的主体地位。这极大地推动了教学改革向更深层次发展，为培养学生的创新意识和创新能力营造了理想的教学环境[9]-[10]。

3.3完善实验教学考核制度

实验考核考核实行目标控制，依据实验教学目标进行考核，设计型综合实验成绩评定与理论课一样严格。考核内容包括：上课出勤率（10%）、动手实践能力（20%）、相互协作能力（10%）、实验记录（150%）、实验报告（15%）、综合答辩（30%）。其中，出勤率通过点名、签到形式完成；动手能力需在实验操作现场考核，着重考查学生制订实验方案的合理性，实验操作的规范程度；相互协作能力主要是通过将个人成绩与小组总成绩捆绑实现，目的是鼓励学生发扬团结协作的团队精神；实验记录和实验报告是学生完成整套实验流程的记录和总结；综合答辩环节中，一方面根据学生利用计算机辅助工艺设计时，计算机评定的工艺方案结果，另一方面根据学生实验项目的完成情况提出问题，学生根据自己所掌握的知识进行回答。教师参照学生以上表现，给出设计型综合实验的最终成绩。

3.4虚拟仿真实验教学

我校成型专业实验教学积极探索理论教学与实验教学相结合的新方式，优化教学内容，删去落后的实验，减少验证性实验。将先进的网络、多媒体技术引入实验教学系统，开展直观教学，改革实验教学的模式。目前，我校成型专业实验教学正在积极构建实验虚拟仿真系统、多媒体实验操作系统。实验虚拟仿真系统主要是针对精密大型设备的内部构造原理，实验过程复杂、实验成本较高的实验内容而设计的一个实验教学子系统。实验操作系统是一套能够播放实验录像视频资料的实验教学子系统，如老师根据实验教学的需求播放能够对有关工艺方案——显微组织进行动态演示和分析的实验录像资料。这种虚拟仿真教学模式信息量大、内容丰富、直观易懂，使得学生积极投入教学活动，实现以学生为主体的启发式教育，对于培养学生创新思维、思考和解决问题的能力起到十分积极的作用。

4.余论

竞争在教育，取胜在人才。当今社会，材料专业正向复合型、先进型、功能型方向发展，单一的材料专业基础人才将不能满足社会需求，为了适应社会发展，我们应在高等教育中继续推行发展创新综合实验的人才培养模式，充分发挥高校实验教学不可替代的主体作用，将实验教学做到实处，积极培养学生创新思维，分析、思考和解决实际问题的能力，努力提高学生的科学素养、促进学生个性化发展、开发学生思维潜能，为社会培养与时俱进、可持续发展的高素质应用型人才作贡献。

参考文献：

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