時間:2022-12-01 14:36:58
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇實驗報告論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞] 小學科學 實驗報告 科學素養
在科學教學中,實驗教學不僅可以激發學生學習科學的興趣,幫助學生獲得科學知識和實驗技能,更重要的是可以培養學生的觀察和實驗能力,以及實事求是、嚴謹認真的科學態度,從而提高其科學素養。科學實驗的全過程應包括:明確實驗目的,進行實驗操作,觀察和分析實驗現象及數據,得出實驗結論,并寫出實驗報告的一系列活動。把科學實驗的目的、方法、過程、結論等記錄下來,經過整理,寫成的書面匯報,就叫科學實驗報告。因此科學實驗報告的書寫是在學生經過動手操作、觀察現象、分析思考之后作出的書面報告,完整的記錄了科學實驗的全過程,包括對實驗結果的分析和總結,這是對科學實驗的再認識過程,是實驗教學的重要環節。因此實驗報告的書寫不僅有助于學生理解和掌握實驗的目的、方法和技能,還能通過對實驗現象和結果的分析得出自己的體會和結論,使學生的知識與能力得到升華,同時激發學生的學習興趣,培養學生多觀察、勤思考、善總結的科學素養。
隨著科學課程改革的日益發展,科學實驗也隨之有了較明顯的變化,實驗的種類日見繁多,如由驗證性實驗向探究性實驗和應用性實驗的逐漸過渡,由定性實驗向定量實驗的逐漸轉變,由課內實驗向家庭實驗、研究性實驗的逐步擴大……在新的形勢下科學實驗報告應該如何書寫呢?不同的年級階段要求不同,高年級階段學生要能夠自主設計簡單的實驗報告或撰寫科學小論文,不同的實驗目的和要求不同,在實驗報告的書寫內容上應不必強求一致,該繁則繁,該簡則簡。
一、 科學實驗報告的書寫:
一般情況下化學實驗報告是根據實驗步驟和順序從六方面展開來寫的:
1、實驗名稱:即本次實驗所要達到的目標或目的是什么。使實驗在明確的目的下進行,可避免學生無目的的忙碌。
2、實驗日期和實驗者:注明實驗時間和實驗者名字。這是很重要的實驗資料,便于老師掌握學生的查找時進行核對。
3、實驗器材:寫出主要的儀器和藥品,應分類羅列,不能遺漏。此項書寫可以促使學生去思考儀器的用法和用途,藥品的作用,從而有助于理解實驗的原理和特點。需要注意的是實驗報告中應該有為完成實驗所用試劑的濃度和儀器的規格。
4、實驗步驟:根據具體的實驗目的和原理來設計實驗,寫出主要的操作步驟,這是報告中比較重要的部分。此項可以使學生了解實驗的全過程,明確每一步的目的,理解實驗的設計原理,掌握實驗的核心部分,養成科學的思維方法。在此項中還應寫出實驗的注意事項,以保證實驗的順利進行。
5、實驗現象:正確如實的記錄實驗現象或數據,為表述準確應使用專業術語,盡量避免口語的出現。這是報告的主體部分,對實驗現象進行記錄,應要求學生即使得到的結果不理想,也不能修改,可以通過分析和討論找出原因和解決的辦法,養成實事求是和嚴謹的科學態度。
6、實驗結論:對于所進行的操作和得到的相關現象運用已知的科學知識去分析和解釋,得出結論,這是實驗報告的關鍵所在,有助于學生將感性認識上升到理性認識,進一步理解和掌握科學知識。
二、在實驗報告的書寫過程中,應注意表達的方式方法。
教師應結合科學實驗報告的特點指導學生書寫。科學實驗報告有如下特點:
1、以說明為主。即實驗報告以說明為主,不用像記敘文一樣進行生動細致的描寫,更不用在說明過程中展開聯想或比喻等,要避免主觀感受的出現。
2、必須記實,資料客觀。實驗報告所使用的資料都應是通過實驗所觀察到的現象和所獲得的數據。這些內容應是客觀、真實、確切的,不允許有半點虛假。
3、盡量用圖解輔助。圖解可以增加實驗報告的表達能力,比如實驗裝置有時較復雜,光靠文字無法完全說明,如果使用圖解輔助,加上文字注解,就可以一目了然;圖解有時也可以省略繁瑣的實驗步驟的表達;對于非標準儀器的使用,則必須進行圖解說明,使他人對本實驗所用儀器能有一個感性認識。
4、表達準確簡明。準確,就是按照實驗的客觀實際,選擇合乎科學學科特點的最恰當的詞句,科學地表達意思;簡明,就是在說明問題時語言簡潔明了,避免冗長的句子和啰嗦含糊的表達。教師可以利用書寫表達方面的要求訓練學生的科學語言表達能力,培養學生嚴謹的作風,提高科學素養。
三、科學實驗報告的書寫格式沒有固定的要求,可以根據實驗類型的不同而不同,教師應鼓勵學生根據不同的實驗類型設計不同形式的報告。
1、對于常見的驗證性實驗,由于實驗內容較多且相互間無過多聯系,一般可以采用表格形式。表格可以分成三大塊:實驗步驟、實驗現象、結論。
也可以不采用上述表格形式,只需按照實驗項目的順序,羅列成條,完整表述即可。
2、近年來科學課出現了越來越多的探究性實驗。這種類型的實驗重在綜合運用所學的科學知識與技能去解決一些實驗問題,因此重點在實驗的設計和評價上。實驗內容較為單一,只圍繞一個主題,但實驗各環節聯系緊密。這類科學實驗的書寫格式較為開放,可以采用表格式、羅列式或論文式等。
3、論文式實驗報告要求以論文形式書寫實驗,除適用于以上實驗類型外,更加適用于科學研究性學習的實驗以及一些家庭和課外實驗。這是對學生更高層次的要求,可以為撰寫科學小論文打下一定的基礎。教師對論文式實驗報告應作細致的說明和指導。論文式實驗報告應包括:
① 選擇該項實驗課題的原因,
② 實驗采用的方法,
③ 實驗設計依據的原理,
④ 實驗步驟和實驗記錄,
⑤ 實驗結果及分析,
⑥ 實驗結論,
⑦ 實驗評價和改進,
⑧ 實驗體會,
【關鍵詞】重視;生態學實驗;環節
生態學實驗是一門根據普通生態學領域的共性技術和技能入手設計實驗內容,通過室內外實驗來獲得知識與能力的課程。它把個體生態、種群生態、群落生態等不同層次的共性技術進行了整合,實驗內容主要包括:生態因子的識別及測定方法;樣品的取樣與制備技術(包括各種生物與非生物樣品的的取樣,含野外取樣樣點的布設、取樣的方法、樣品的制備處理、樣品的分析等);樣方技術(包括樣方形式的選擇、拉樣方、樣方調查與記錄、樣方數據的統計分析等);綜合設計性實驗(根據前期所學的技術與方法,在教師的指導下完成綜合性、設計性實驗,進行數據的統計分析,撰寫小論文)。作為一門實踐性和應用性較強的學科,生態學實驗教學是生態學課程中十分重要的環節,通過生態學實驗課程的學習,不僅使學生加深對生態學理論知識的理解,而且對培養學生的實踐技能、提高學生的綜合素質,解決生產和科學研究中相關問題打下良好的基礎。
生態學實驗可分為3個階段:課前實驗預習、課堂實驗操作和課后實驗總結,這3個環節缺一不可。認真進行實驗預習,做好各個實驗,撰寫規范的實驗報告,是完成實驗的保證,是整個實驗教學的主要環節。因此,抓好這幾個環節,對學生熟練掌握生態學實驗技能和養成良好的實驗習慣,鞏固理論知識,培養創新理念、分析問題和解決問題能力有重要意義。
1 實驗預習
實驗教學是由教師組織并由學生獨立實踐的教學活動。在實驗之前,教師務必要做好預實驗,反復摸索實驗條件,為輔導實驗課和實驗課前的講解做好準備。要求學生認真閱讀實驗內容,明確實驗目的,了解實驗步驟、操作過程和實驗注意事項。以往一般實驗課指導老師對實驗講解過于詳細,導致學生實驗不用“動腦”,只需“動手”,不利于真正提高學生的“動手能力”;另外,學生沒有意識到課前預習的重要性,在試驗時邊看書邊做實驗,手忙腳亂,實驗過程慢、效果差;還有的同學毫無準備,對實驗敷衍了事,課后抄襲別人的實驗報告。這樣實驗既浪費了實驗器材,也浪費的寶貴的時間。達不到教學大綱的要求,更不利于嚴謹學風的樹立和應用型人才的培養。
為督促學生預習,教師務必要強調預習的重要性,同時在上課過程中隨時抽查學生的預習情況,一旦發現盲目實驗的學生,首先提出警告,暫停實驗,讓學生準備好再做。如果沒有做夠實驗,不允許參加理論課程的考試。通過抓預習,學生逐漸能認真預習準備,提高實驗效果。
2 實驗操作
在正式開始實驗操作前首先要上好每學年的第一堂實驗課,要求學生在實驗過程中做到:認真操作,仔細觀察,及時、如實記錄實驗結果;嚴格遵守實驗室規章制度,保持肅靜;養成良好的實驗習慣,節約藥品,愛惜儀器,實驗結束把儀器放置原位,做好實驗桌面衛生,增強學生的主人翁意識,培養其嚴謹的工作作風、良好的學習習慣和熱愛勞動的美德。
在實驗過程中,教師要充分調動學生上實驗課的積極性,要求并引導學生人人動手,同時給予耐心指導,回答好學生提出的問題。實驗中有的學生只是好奇,把實驗儀器當“玩具”,無目的地擺弄,或者被動做實驗,或者動作遲緩,實驗內容做不完;或者由于設備條件的限制,有的學生“霸占”操作,有的懶得動手,當“觀眾”,甚至聊天嬉戲;室外實驗,有的學生對周邊花草樹木的熱情程度遠大于實驗熱情,尤其是樣方設置實驗和植物群落調查時,都是幾個人一組,實驗數據相同,而有些同學對實驗不夠重視,實驗報告抄襲嚴重;在做綜合設計性實驗時,工作量很大,單靠一兩個人是不能完成的,既要分工,各司其職,也要協作。從實驗的選題到資料的搜集,方案的確定到實施,都需要所有成員的參與。學生需要進行各種嘗試并完成各項實驗,在有限的時間內掌握必要的實驗技能較為困難,這就需要成員相互協作,相互學習,交流經驗。合理安排任務,一方面可以提高工作效率,實現資源的最優化配置,同時也能增強同學間的合作意識,促進團隊成長。
由于學生人數較多,指導教師不能每次都記錄每個同學的實驗操作的詳細情況,因此只能根據實驗報告給成績,這樣不但助長了那些不重視能力培養,學習投機取巧的同學,還打擊了其他同學的積極性,非常不利于實用型人才的培養。因此通過合理安排,努力使學生小組人數降至1~2人,使得人人都有動手操作的機會,激發學習熱情,提高實驗技能。
3 實驗總結
實驗報告是對實驗的總結,是學生學習、分析和總結問題的過程,是實驗教學的主要組成部分。通過對實驗報告的批改,發現學生在實驗操作中的問題和檢查其觀察分析解決問題的能力。傳統的實驗成績基本上是根據學生的實驗報告而定,實驗報告以學生抄寫實驗目的、原理、過程為主,不利于學生良好實驗素質和嚴謹科學態度的培養和形成。
在評判學生成績時,要通過建立多元化的實驗考核體系來評判。針對開設的基礎性驗證型、綜合設計性實驗的不同特點,建立相應的考核標準。基礎驗證型實驗報告包括兩方面內容:(1)是否把實驗目的、原理、步驟、實驗結論和數據結果分析、討論寫好,實驗操作是否規范、繪圖是否合格;(2)通過解答實驗后的思考題鞏固實驗內容。綜合設計性實驗要看學生設計實驗的思路是否正確合理,方法是否科學,并要求學生以研究報告(或科研論文)的形式寫實驗報告,以考察對知識的掌握程度和創造能力。要注重對學生創新能力進行考核,其中的論文寫作可為以后的畢業論文以及科研論文的寫作奠定良好基礎。
此外,許多學校都建立了開放的實驗室,使學生能將自己放在研究的主置,激發創造力和思考能力;同時利用跟老師從事課題研究,參加大學生科技立項等機會為他們的學習提供更為廣闊的平臺,在這個過程中經過長期的嚴格訓練,為未來的工作奠定良好的基礎。
通過生態學實驗教學管理方法的實施,認清實驗的各個環節的重要性,可使學生受到系統的訓練,養成認真的學習風氣,增強他們從理論和實際的結合上分析問題和解決問題的能力,提高學生整體素質。
【參考文獻】
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綜合與設計性化學實驗教學改革實驗小組數據共享工業生產概念設計《綜合與設計性化學實驗》是在基礎化學實驗課程基礎上開設的一門可以提高學生綜合能力和科學素養,并可以銜接畢業論文的實踐性很強的實驗課程。
近年來對《綜合與設計性化學實驗》的教學改革研究非常活躍,主要圍繞實驗課程體系的設置=和實驗教學體系的改革(如實驗指導教師的配備、實驗方案的自主設計、實驗室開放、實驗成績的評定等方面)進行,目的在于激發學生實驗興趣,充分調動學生實驗積極性和主動性,重點培養學生的研究能力和創新能力。
吉林化工學院對化學與制藥工程學院和化工與材料工程學院的化學、應化、制藥、藥劑、化學工程與工藝、輕化等專業的大三或大四學生開設《綜合與設計性化學實驗》,對于在大一和大二階段已經經歷多門基礎化學實驗課程的歷練,進入大四第二學期就要面臨畢業論文環節的大三學生來說,是一門承上啟下的重要的實踐課程。多年來,對大四學生畢業論文指導工作中發現,絕大多數學生在實驗方案的設計、同學之間的協作和畢業論文的撰寫等方面表現出明顯的不足,在畢業論文的撰寫過程中,面對幾十個在不同條件下獲得的大量實驗數據,不能進行較深度的剖析和討論,不能發掘有意義的問題,不能很好地利用所學理論知識分析問題和解決問題,而且不能很好地闡述自己的觀點、并提出建設性的意見和設想。
針對以上問題,為了全面提高學生的綜合科學素養,對《綜合與設計性化學實驗》課程教學進行了如下改革,并通過對學生的問卷調查驗證了實施效果。
一、《綜合與設計性化學實驗》教學改革
1.《綜合與設計性化學實驗》課程中引入實驗小組,通過實驗小組二次實驗方案的設計和實驗過程中分工實施與協作實施相結合,強化學生的團隊協作能力
團隊協作可以充分利用團隊成員的智慧和能力,通過激發個人潛能,往往達到1+1>2的效果,因此團隊協作能力越來越被視為一個人的必備素質。
過去對《綜合與設計性化學實驗》的教學研究中,更多地是要求學生獨立完成文獻檢索和設計實驗方案,并在實驗室條件允許的情況下實施實驗,這對于學生的文獻檢索能力和研究能力、創新能力的培養、以及激發學生主觀能動性很有幫助,但由于實驗過程中每個學生只針對自己的實驗負責,實驗過程中學生之間沒有更多的機會進行相互交流。為了培養學生更多的團隊協作精神,在《綜合與設計性化學實驗》教學中,引入了實驗小組。即學生隨機分成若干實驗小組,每一個實驗小組圍繞一個因素,參考小組成員各自所設計的實驗方案,通過集體協商討論,設計進一步完善的二次實驗方案,并在實驗室條件允許的情況下,將分工實施和合作實施相結合,共同完成實驗內容。以綜合設計性實驗題目《VB1催化下安息香縮合反應》為例,該實驗包括四個部分內容。第一部分是實驗方案的設計,是由實驗小組共同參與討論制定;第二部分是VB1催化下的安息香的合成和分離,是由小組成員按照不同的實驗條件分工實施;第三部分和第四部分分別為安息香的重結晶以及安息香的紅外光譜分析,是由實驗小組成員協作完成。在《VB1催化下安息香縮合反應》實驗實施過程中,教師引導學生找出安息香合成反應的主要影響因素,如反應溫度、反應時間、催化劑VB1的用量、pH值、堿的種類、溶劑種類、溶劑配比、原料加入方式、相轉移催化劑的用量、反應方式等。在學生了解各種影響反應因素的基礎上,實驗小組圍繞各自感興趣的實驗因素進行二次實驗方案的設計,通過分工實施和協作實施,完成綜合設計性實驗。在此期間,指導教師只提出啟發性參考意見,拋磚引玉,調動學生參與實驗討論的興趣和積極性,誘導學生的思路向能夠解決問題的方向引導,使學生在《綜合與設計性化學實驗》過程中,由教師依賴型、實驗講義依賴型向自我依賴型和團隊依賴型轉變,并通過激發學生對實驗的興趣,充分調動學生的實驗積極性、主動性和創造性,加強了學生團隊協作能力,更有利于研究型、創新型人才的培養目標,也真正做到指導教師為主導,學生為主體的啟發式教學。
2.實現實驗數據共享,強化有深度實驗報告的撰寫能力,為畢業環節打下良好基礎
無論是《基礎化學實驗》還是《綜合與設計性化學實驗》,過去更多注重實驗技能的培養,強調一人一組進行實驗,并只針對自己的單一實驗結果進行數據處理,進行討論,實驗信息量少,獲取知識量少。通過教學改革,我們將實驗人員編成若干實驗小組,每一個實驗小組對不同的實驗因素進行探索實驗,并通過同一實驗小組的實驗數據的共享,使學生通過一次綜合設計性實驗,就可以獲取多次實驗才能獲得的大量實驗數據,學生對實驗條件的變化對反應的影響有更直觀的體驗,擁有更多的實驗數據可供處理、更多的實驗過程中產生的問題可供發掘、分析和解決,這對于培養學生探究能力、創新能力、培養學生有深度實驗報告的撰寫能力均有很大幫助,對于大四畢業論文的撰寫是一個很好的鍛煉機會。
3.實驗報告與工業生產概念設計有機結合
《綜合與設計性化學實驗》中,將合成實驗與化工原理課程學習相結合,進行工業生產概念設計,即在實驗過程中引入工業生產中的物料衡算、設備選型等內容,可進一步加強實驗與理論、工業生產的相結合,進一步提升和拓寬學生的知識領域。
二、《綜合與設計性化學實驗》教學改革問卷調查
為了驗證教學改革對學生綜合能力的影響,以文獻檢索和整理能力的提高、團隊協作能力的提高、實驗報告寫作能力的提高等為調查選項,對吉林化工學院09化學專業88名同學為調查對象,發放了問卷調查表,共回收79份調查表,統計結果見表1。
回收的問卷調查結果表明,通過《綜合設計性化學實驗》的教學改革,學生不僅在文獻檢索和整理能力、實驗方案設計能力、分析問題和解決問題能力方面得到了提高,而且在文字編輯和制表制圖能力、實驗報告寫作能力方面也得到較顯著的提高,尤其是在團隊協作能力和實驗興趣的提高方面提高更加顯著。為了更直觀地了解教學改革對學生能力提高的影響,以調查選項為橫坐標,顯著提高和較顯著提高的百分比之和為縱坐標,繪制了如下柱形圖。
注:(1)文獻檢索能力的提高;(2)文獻整理能力的提高;(3)實驗方案自主設計能力的提高;(4)發現問題、分析問題和解決問題能力的提高;(5)團隊協作能力的提高;(6)文字編輯,制表制圖能力的提高;(7)實驗報告寫作能力的提高;(8)實驗興趣的提高
由圖1可以看出,經過綜合設計性實驗的教學改革與實踐,對各項能力提高較顯著和顯著的比例均超過了60%,其中團隊協作能力和實驗興趣的提高百分率最高,在回收的調查表中占到87.2%(如果考慮未回收到的調查表,占比為75.0%),而文字編輯、制表制圖能力的提高和實驗報告寫作能力的提高百分率最低,分別為65.8%和69.6%(如果考慮未回收到的調查表,占比分別為60.2%和62.5%),這也說明了給學生更多的“我的實驗我做主”的機會,學生的實驗興趣會得到明顯提高,另外實驗課程在設計上,增加了集體設計實驗方案和共同協作進行部分實驗內容,增加了學生間溝通和協商的機會,團隊協作能力同樣得到明顯的提高。反觀文字編輯、制表制圖能力的提高和實驗報告寫作能力的提高百分率相對較低表明,這些能力的培養并不能通過一兩次實驗就能得到大幅度提高,而是需要反復的鍛煉才能得到理想的效果。
三、結論
目前對《綜合與設計性化學實驗》的改革更多地強調個人研究能力和創新能力的培養,而忽略了對團隊協作能力的培養,而且對實驗過后形成的報告關注度相對較低。
通過對綜合設計性實驗的三方面的教學改革,學生不僅在文獻檢索和整理能力、實驗方案的設計能力、實驗過程中分析問題和解決問題的探究能力、創新能力方面得到提高,而且在團隊協作能力和實驗報告的寫作能力方面得到相應的鍛煉和提高,這對于畢業班級學生順利開展畢業論文,乃至培養研究型、創新型人才都具有很大幫助。
對《綜合與設計性化學實驗》的教學改革不需要明顯的人力投入和物力投入,在安全的實驗室環境下,通過有限的學時,可以讓學生學到更多的知識和能力,可操作性強,便于管理、實施和推廣,對今后教學建設與改革工作有較高的參考價值。
參考文獻:
[1]吳性良,陸靖.綜合化學實驗內容及課程體系的設計[J].實驗技術與管理,2001,18(2):108-120.
一、網絡虛擬實驗室的建立
1.虛擬現實技術
虛擬現實VR(VirtualReality)是近幾年來信息技術迅速發展的產物,寫作畢業論文是一門在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術和傳感技術的基礎上發展起來的交叉學科。其基本方法和目標是集成并利用高性能的計算機軟硬件及各類傳感器創建一個使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發構思的信息環境,即讓用戶在人工合成的環境里獲得角色的體驗。
虛擬現實具有三個基本特征。沉浸性,是指觀察者對虛擬世界的情感反映,這種感覺能使用戶全方位地投入這個虛擬世界,這是虛擬現實的首要特征。交互性,是指虛擬現實是一個開放的環境,能對用戶的輸入作出響應,并能通過監控裝置來影響用戶和被用戶影響。想象性,是指虛擬現實不僅是一個媒體、一個高級用戶界面,還是一個應用系統,它以生動形象的形式反映設計者的思想。虛擬現實的三個基本特征強調了人在這個系統中的主導作用。虛擬現實系統按其功能不同,可以分為三種類型:沉浸式虛擬現實系統、桌面式虛擬現實系統和分布式虛擬現實系統。其中,桌面式虛擬現實系統是運用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場景,用戶通過鍵盤、鼠標等設備與虛擬場景交互,它的特點是結構簡單、成本較低,易于推廣。
2.網絡虛擬實驗室
所謂網絡虛擬實驗室,是指利用區域網或互聯網,由虛擬現實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統,包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實實現,也可以是虛擬構想的實驗室,虛擬實驗通過虛擬實驗室進行。在虛擬實驗中,實驗者有逼真的感覺,有身臨其境的感受,好像是真正在現實實驗室里近距離進行現場操作。在虛擬實驗中,沒有一個有形的實驗室,也沒有以實物形態存在的實驗工具與實驗對象,實驗過程主要是對虛擬物的操作。
3.計算機專業虛擬實驗室的創建
構建專業虛擬實驗室,其實就是搭建一個網絡平臺系統,包括硬件、軟件及管理三個方面。在硬件上,
目前各校都建立了校園網絡并接入了互聯網,這些基礎設施基本可以滿足需求,不需要太多的投入。在軟件方面,一個是實驗室平臺軟件系統的開發,它與網站建設相聯系;另一個是網站的內容(實驗內容)建設,這是實驗室建設的關鍵。虛擬實驗室應有可以做的實驗來支撐,不然軟件平臺就是一個空架子,形同虛設。同時,該平臺上還應有實驗管理的支持,對實驗儀器、實驗報告、實驗指導、實驗成績及網上答疑等進行有效管理,并對虛擬實驗室進行監控,計算機網絡虛擬實驗室系統各模塊的主要功能如下。
(1)實驗管理模塊,由學生管理、教師管理、儀器管理和學生成績管理等組成。寫作碩士論文在學生管理方面,學生通過瀏覽器進行注冊登錄,登陸成功后可瀏覽實驗項目,查看實驗的詳細資料,預約實驗項目及做實驗的時間,在線發送和接受消息,進行問題討論,進行實驗登記,實驗完成后可通過網絡寫實驗報告并提交報告。教師管理方面,可對實驗內容添加、修改、整理、刪除,對學生提交的實驗報告列表,批改實驗報告,填寫評語和成績,提交批改結果,與學生進行討論。儀器管理方面,對新設計開發的虛擬儀器上傳并進行分類整理,以便實驗使用。成績管理方面對學生的實驗情況(實驗次數、實驗報告及完成情況)給出成績,并進行統計分析及提供查詢等。
(2)儀器展示模塊,對虛擬實驗室可用虛擬元器件、虛擬儀器設備分門別類地進行管理,以圖形的方式直觀呈現出來,供學生在實驗時進行選擇。
(3)實驗指導模塊,包括實驗介紹、實驗方法、實驗項目的重點及難點、實驗目的、實驗原理、實驗準備、實驗任務、實驗過程、實驗報告的要求及實驗應注意的事項等。
(4)實驗報告模塊,主要對學生完成實驗后,提供相關的實驗報告模板,供學生下載,由學生填寫相關內容以及實驗的結果,完成后上傳電子版實驗報告,由教師進行批閱,并進行記載。
(5)實驗答疑模塊,由專業教師對學生實驗中出現的疑難問題進行及時解答,幫助學生順利通過實驗。同時了解學生對實驗的掌握程度,并及時反饋、調整教學。
(6)論壇交流模塊,教師和學生可以通過論壇進行充分的交流,學生可以將實驗中的收獲、經驗和體會及問題到論壇上,教師可以將一些典型的問題提出來,供大家探討。學生在這樣寬松的環境下發表自己的見解,教師從中可以得到及時的實驗教學反饋信息,以便整改7)虛擬實驗模塊,是虛擬實驗室建設的重要部分。學生通過該模塊進行虛擬實驗,寫作醫學論文以達到鞏固強化知識的目的。該模塊內容根據專業學習的具體情況及實驗建設條件,可不斷增加。計算機專業網絡虛擬實驗室系統的建設,可以引入其他學校的虛擬實驗室中。這種方式比較簡單,容易實現,見效較快。但需要投入較多的軟件購置費用,同時也需要結合本校的實際情況進行一些調整,有一個磨合期。另一種是因地制宜,自主開發。根據本校的實際教學和實驗情況,結合學生的實際水平,由任課教師或聘請部分專家組成開發小組,進行一系列的虛擬實驗項目的開發研究,并將研究的成果連接到虛擬實驗室中,逐漸擴充直至完善。這種方式比較靈活,能充分發揮教師的積極性,能有針對性地進行設計開發,適合學生的實際情況,學生容易接受,并且經費投入較少。缺點是開發周期較長,系統性不夠,水平有限。也可以將上述兩種方式結合起來,一是引入、購置部分自己不宜開發的實驗項目,二是結合自身的優勢和長處開發一些實驗項目,如非交互性的、演示性的虛擬實驗項目等。
二、加強網絡虛擬實驗室的管理
1.加強用戶管理,為每個學生分配賬號。對學生進入虛擬實驗室,使用實驗室做虛擬實驗等進行登記保存。鼓勵學生經常訪問虛擬實驗室,在上面提出問題、發表見解,做好實驗,努力提高虛擬實驗室的人氣。
2.全天候開放虛擬實驗室。學生可以隨時進入虛擬實驗實自己動手組織實驗,自己設計實驗方案,動手完成實驗,整理和總結實驗數據,寫作職稱論文提交實驗報告,培養學生的分析能力和創新能力,逐步向以“學生為中心”的自主個性發展模式轉變。
3.組織專業教師網上指導與答疑,參與論壇討論交流,及時批改實驗報告,為學生順利完成實驗提供服務。在虛擬實驗室中,教師應對學生提出的疑問盡快給出幫助和解答,并進行必要的指導。在實驗室論壇上發表觀點,提出問題讓學生思考,使師生在虛擬實驗室中有較強的互動性,教師應充當好學生實驗的合作者和知識的建構者的角色。
4.對學生在虛擬實驗室的表現及實驗效果進行
評價。針對學生每一門課程的虛擬實驗完成情況、實驗報告、網上提問、論壇發帖的情況,給學生一個成績和評價,反饋給學生,寫作英語論文并與該課程的正常實物實驗一起記入實驗總分。教師也要在對學生評價的同時,征求學生對虛擬實驗室的意見,對學生反饋的信息進行整改。
計算機網絡虛擬實驗室的建立,可以很好地解決目前硬件設備跟不上實驗的要求、學生實驗時間不夠用等問題,對于提高學生的動手能力、分析問題和解決實際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應用中還要注意處理好“虛擬實驗”和“實物實驗”的關系,不能一味地強調虛擬實驗,要“虛實”結合,既相互補充,又各有側重,這樣才能取得很好的實驗教學效果。同時,在虛擬實驗中要注意培養學生嚴謹的、一絲不茍的科學實驗作風。
參考文獻
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關鍵詞: 《獸醫微生物學》 動手能力 教學改革
《獸醫微生物學》是動物醫學專業的專業基礎課,學好該門課程可以提高學生對動物醫學專業的興趣,并為專業課的學習奠定牢固基礎。動手能力是學生考研、就業面臨的一項重要考查指標,其能力反映學生對理論知識的靈活運用程度,以及解決實際問題的能力。目前許多高校本科生的實驗動手能力較差[1],某些畢業生在獸醫微生物學實驗室和研究室的畢業實習就反映出許多問題。雖然微生物學的大多數實驗操作都在瓶瓶罐罐內進行,有人戲稱微生物學實驗為“小兒科”或“過家家”,但不規范的實驗操作將給科研工作帶來很大的麻煩,導致臨床微生物學檢查誤診。本文從獸醫微生物學教學的實際出發,分析造成學生動手能力低下的根本原因,并由此提出提高動手能力的幾種措施。
一、學生動手能力差的原因分析
目前全國許多高校面臨著學生綜合素質下降的問題,尤其是學生的實驗動手能力明顯欠缺。不同的高校有不同的實際情況,原因多種多樣,現就往年我校獸醫微生物學實驗教學的實際情況進行客觀評價。
1.學生課余時間少,實驗課安排緊張。
獸醫微生物學是動物醫學和動物科學專業的必修課,在第五學期或第四學期開設,由于課程多,學生的實驗課安排往往很緊張,有時不得不安排在晚上和周末進行。疲勞戰術在一定程度上降低了學生的積極性,許多學生逃課,或為了應付了事而照抄實驗報告的現象非常突出。教師為學生精心設計、準備了實驗,學生的反映卻并不積極,這種現象也打擊了教師的教學積極性。
2.實驗課缺乏有效的考核、監督方法。
由于學生人數眾多,加上許多實驗的考核需要經過二十四小時培養后才可以檢查操作效果,實驗結束后進行操作考核存在一定的難度。除了開展過幾次實驗課考核外,通常情況下根據實驗報告和實驗出勤情況評定學生的實驗成績。由于沒有切實可行的考核監督辦法,學生對待實驗課的態度明顯不認真。
3.學生片面追求英語過關,忽視動手能力的培養。
獸醫微生物學實驗課開設的學期,學生正好面臨英語四、六級考試。這一時期的學生還沒有充分意識到實驗技能的重要性,不少學生認為可利用的時間都用在了英語學習上,片面追求英語高分,相對忽視了專業課的學習,許多學生經常不上實驗課。
4.實驗教學方法改革缺乏力度。
在傳統的實驗教學中,實驗員準備好實驗試劑、器械、材料、培養基等,教師將實驗原理、目的、操作步驟講解清楚,學生只需要按照操作步驟進行即可[2]。這種教學方法不利于激發學生的興趣和積極性,學生很少能主動參與到實驗中,袖手旁觀者居多,動手能力提高緩慢。許多高校的《微生物學》實驗課也暴露出類似的問題[3]。
二、實驗課教學改革
在總結經驗教訓的基礎上,獸醫微生物學課程組進行了《獸醫微生物學》A類課程的建設,同時承擔了校級教改課題“獸醫微生物學師生互動式教學改革”。在教改精神的指導下,我們先后進行了如下改革。
1.新學期開始就制訂本學期實驗課安排計劃。
根據學生的課程表,開學第一周就對全學期的實驗課進行了統籌安排,每個班級的實驗時間均固定,同時在學時安排上充分考慮了學生參與實驗準備和實驗設計的要求。實驗計劃性更強,避免了往年與學生聯系實驗課時與臨時增加的某些課程和活動發生沖突,保證有充足的時間讓學生參與實驗準備。
2.制定切實有效的實驗監督檢查方法。
課程小組教師和實驗員經共同商定,對每個實驗都制定了相應的監督檢查方法。在傳統的實驗教學中,學生練習了無菌操作倒平板后,為了節省時間,后續實驗用的平板大多由實驗員或課代表將全班同學用的平板倒好,再分發下去。由于缺乏鍛煉,學生的無菌觀念較差,不嚴格按照規定進行操作,對實驗草草了事。改革后,實驗用的平板由學生在實驗課上輪流到講臺進行無菌灌制,并同時對學生的操作打分。許多學生平時沒有認真鍛煉實踐技能,上了講臺不知所措,抓耳撓腮,不是讓酒精燈火焰燒了手,就是把培養基撒滿桌子。通過檢查刺激,大多數學生端正了實驗態度,在實驗課堂中經常可見學生以組為單位認真討論實驗問題的現象。
3.調動教師的責任心。
教師的責任心與學生的認真態度密切相關。在傳統的實驗課教學中,教師對學生的出勤檢查不嚴,有的學生點完名后就溜號。改革后課程組教師統一認識,每次實驗課至少兩次檢查學生的出勤率。課程組規定,實驗平時成績占該門課程總成績的15%,其中實驗出勤占10%,實驗報告占5%;缺課一次扣1分,缺課兩次扣2分,缺課三次扣10分,同時實驗報告計0分。由于制度嚴格,學生再沒有了缺課的情況,保證了學生有提高動手能力的機會。
4.開設綜合性實驗和大型設計實驗。
將實驗內容與實踐相結合,容易調動學生參與實驗的積極性。在傳統實驗的基礎上開設了綜合性及設計性實驗。綜合性實驗中需要的實驗技術在傳統實驗教學中都以孤立實驗的形式開設,新的教學模式下將幾個實驗內容進行融合,而且可在不同微生物的分離鑒定中反復練習微生物學實驗操作技術。例如我們開設了綜合性實驗“腸桿菌科細菌的分離鑒定”,改革前該內容分兩個獨立的實驗:“細菌的生化試驗”及“腸桿菌科”,按照教師準備、學生操作的方法,學生往往對實驗印象不深。改革后該實驗的開設方法為:以臨床癥狀疑似大腸桿菌病的病死雞為實驗材料,讓學生自己設計大腸桿菌病的微生物學診斷方法,從實驗準備到具體操作均讓學生自己動手進行。這種實驗需要應用細菌的抹片制備及染色、細菌的分離培養、細菌的生化反應、腸桿菌科及藥敏實驗等多個方面的實驗知識,學生從培養基的配制著手,查閱資料,請教老師,制訂出實驗計劃并逐步作出診斷。通過“腸桿菌科細菌的分離鑒定”、“葡萄球菌與鏈球菌的分離鑒定”、“病原真菌的分離鑒定”及“新城疫病毒的分離鑒定”等四個綜合性、設計性實驗,學生基本上對分離鑒定建立了清晰的思路,提高了動手能力,鍛煉了綜合運用微生物學實驗手段的能力,也密切了與生產實踐的聯系。在綜合性實驗中,我們盡可能要求學生到教學基地采樣,熟悉采樣原則、臨床疾病的類型和特征等,學生對自己采集的病料有較強的責任心,更愿意親自用微生物學的實驗方法對疾病進行系統的診斷,有效地激發了學習積極性。
5.改變實驗報告的書寫格式。
針對學生抄襲實驗報告的現象,實驗課教師經過交流,統一了實驗報告的書寫格式。以往的實驗報告內容分為實驗目的、實驗原理、實驗材料、實驗步驟、實驗結果、思考題等內容,由于學生自由發揮的空間較小,給學生抄襲報告提供了便利。改革后,實驗報告的內容進行了如下規范:對開設的四個基礎實驗(細菌培養基的配制、細菌的染色及形態觀察、細菌的移植及分離培養、自然界微生物的分布等),實驗報告按原格式書寫,對開設的綜合性實驗,要求學生按照研究論文的格式書寫,包括前言、材料與方法、結果與分析、討論、參考文獻等內容,實驗報告增加了學生自由發揮的內容,并規定如有抄襲現象,不論抄與被抄,實驗報告一律計0分。改革后的實驗報告書寫格式給學生提供了許多寫作科研論文的鍛煉機會,為學生的課程論文及畢業論文的寫作奠定了基礎。
目前,獸醫微生物學課程已完成校級精品課程建設。在課程組教師的一致努力下,獸醫微生物學的實驗教學改革取得了可喜的進展,教師的責任心大大增強,實驗設計更加合理,學生的學習積極性也在逐步提高。
參考文獻:
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[2]柯野,黃曉敏,方白玉等.提高微生物學教學質量的幾點體會.生物學雜志,2008,25,(3):73-74.
[3]劉建玲,陳文強,鄧百萬.建設高質量的微生物實驗課程探析.延安大學學報(自然科學版),2005,24,(1):88-90.
論文摘要:21世紀的醫學教育更應注重學生實踐能力的培養,婦產科實驗技能操作是婦產科教學中的重要環節,是理論聯系實踐的橋梁。本文就婦產科實驗教學中的體會,探討如何提高實驗教學質量。
進入21世紀,醫學教育改革不斷深化,各醫學院校都更重視學生實踐能力的培養。實驗教學是醫學教育的重要組成部分,是理論聯系臨床實踐的橋梁。婦產科是一門動手能力很強的學科,但是臨床實習操作容易被患者拒絕,所以提高婦產科實驗教學質量就更加重要。近年來我們通過不斷改革教學方法來提高教學質量。現將具體做法介紹如下:
1.加強實驗室建設,促進教學質量提高
要提高婦產科實驗教學質量,首先要加強實驗室建設。我校積極籌措資金先后購置了一批婦產科實驗教學比較先進的儀器和設備。如多功能產床,孕期腹部檢查模型,胎心聽診模型,高級分娩模型,透明刮宮模型及現代婦產科常用手術器械等。以滿足各專業婦產科實驗教學任務提高教學質量。
2.改革教學方法,提高教學質量
2. 1課前做好各項準備工作
首先在實驗課前要保證實驗設備性能完好,實驗用物齊備充足。其次實驗指導教師在課前必須認真備課,要緊緊圍繞實驗教學大綱,把實驗目的,實驗內容,實驗要求及實驗技能要點落實,做到胸有成竹。并且要把當前臨床的新技術新進展融人實驗課教學中。最后同一操作項目必須制定統一標準和操作程序,以避免學生無所是從。
2. 2提高學習興趣,端正學習態度
教學過程是師生互動共同邁向目標的過程。學生是核心和主體,學習的學習興趣越高,學習效率就回越好。傳統的婦產科實驗教學是教師在模型上講解,學生在旁邊聽和記,學習興趣不高。現在我們進行教學改革,采用模擬臨床診療和操作,學生在教師指導下親自在模型上進行操作訓練。如在講“新生兒沐浴”實驗項目時,教師可以拿著新生兒模型及新生兒用品:洗澡盆、洗澡網架(或是洗澡網兜)、嬰兒浴巾,小毛巾及嬰兒衣物來配合講解,學生肯定會饒有興趣接受這一內容。通過調動學習興趣,使學生對教學內容有深刻印象。
在上實驗課過程中有的學生覺得好玩,有的學生覺得操作模型是假的,態度不認真等是當前的普遍現象。要提高實驗課教學質量,端正學生學習態度非常重要。我們可以讓學生進行換位思考,各位學習的女生將來都要經歷生育過程。假如你是一位產婦,你希望醫生是馬虎還是認真,是技術嫻熟還是操作不當。通過換位思考激發學生同情心,懂得關愛患者,只有現在在模型上反復操作練習,將來在工作中才能技術熟練,減少患者痛苦。
2. 3教師指導規范,嚴格要求,提高操作準確率
規范性操作應貫穿實驗全過程。教師在示教時要做到聲音洪亮,語言清晰,要講解清楚實驗步驟及注意事項。在學生練習時認真巡視耐心指導,對不規范操作應給與及時糾正,提高學生動手操作的準確率。
2. 4實驗記錄客觀真實,實驗報告準確規范
在實驗課中要培養學生嚴謹的科學態度,養成良好的實驗習慣。認真觀察詳細記錄實驗的結果及出現的問題,并且要把實驗結果與理論知識進行對比,加以分析。有的學生雖然實驗結果不正常,但能依據所學知識分析原因,思考“為什么實驗失敗”的同時對教學內容也有了深刻掌握。實驗課結束后,指導學生根據實驗記錄進行整理,分析,歸納,總結認真書寫實驗報告。有的學生對實驗報告不重視,以致照抄現象嚴重,這主要是學生不明白實驗報告寫作的重要性。因此要告訴學生實驗報告的寫作與以后的科研論文寫作密切相關,并且有助于邏輯,語言等素質能力的培養,提高學生在思想上的重視。
3實行嚴格的實驗操作考試制度
【關鍵詞】高分子專業實驗;實驗教學;教學改革
實驗課作為高校工科專業人才培養方案的組成部分,是將理論知識學以致用的實踐環節,是培養應用型人才綜合能力的重要途徑[1]。目前,實驗教學改革的主要方向為改革實驗類型,增加綜合型和設計型實驗,但相應的實驗教學方法及實驗課模式也要進行適當調整來適應綜合型、設計型實驗的特點,從實驗教學環節方面進行相應的改革,可以達到事半功倍的效果。結合多年實驗教學經驗,對高分子專業實驗的教學模式進行了初步探索,以期在實驗過程中,既教書又育人,提升應用型人才在知識技能及人格素質各方面的競爭力[2]。
1 傳統實驗教學模式存在的問題
傳統實驗教學中,無論實驗講義還是教師講解都有詳細的實驗原理、操作步驟及注意事項,課前學生按照實驗講義預習,實驗課時照方抓藥,結果大部分同學的實驗報告甚至連實驗結果都是一樣的。由于被動的重復實驗講義,完全沒有培養學生探索和研究的興趣,等到畢業論文環節,類似的實驗方案學生也無法獨立設計完成,基本的實驗操作也不過關,缺乏獨立解決問題的能力,對指導教師的依賴性很強。參加工作后不能較快的適應崗位獨擋一面。
2 新型實驗教學模式的探索與實踐
2.1 實驗教材的編寫
實驗教材編寫可提綱摯領,不要過于詳細。實驗內容結合課本知識,將知識體系貫穿,加深學生對理論知識的理解,并學以致用。實驗講義給出實驗目的,試劑用品及儀器名稱型號,具體實驗方案由學生通過查找文獻、小組討論等自行填寫。
2.2 實驗預習
發揮學生的主觀能動性,各自查閱文獻,寫出實驗原理、裝置圖、操作方法、實驗步驟等,并列出參考文獻。每實驗小組為一個團隊,團隊一起討論制定最終的實驗方案,實驗前教師評估可行性,團隊集體討論修改。實驗預習過程集體編寫了一份實驗講義,有利于培養學生科研創新的興趣和能力。
2.3 實驗過程
實驗過程注重知識與能力并重。不同小組實驗內容有區別,例如聚合物熔體流動速率的測定實驗,分別給出不同牌號的HDPE、LDPE、LLDPE、PP等多種原料,四個小組在實驗時間內選做其中幾種原料進行分析比較,同時小組之間數據共享,共同分析實驗結果,討論相同或不同結構聚合物間熔體流動速率與分子量的大小、擠出脹大比、流變性能等的關系與區別。聚合物的介電擊穿實驗中,實驗預習時讓學生收集各種塑料制品,用簡易方法判斷原料可能是什么,再進行電性能測試。通過將日常生活與理論知識緊密聯系,激發學生的學習興趣和探究心理以及對高分子專業的熱愛。
實驗過程中,團隊成員分工協作,自己確立個人在團隊中的地位角色,協力完成實驗,在充分預習的基礎上,將實驗課堂時間更多的交給學生。對于實驗過程中出現的問題,在保證學生及儀器安全的前提下,由團隊共同討論獨立解決,指導教師在必要時啟發引導監督。學生在實驗過程中積極參與,大大提高了課堂學習的積極性。實驗過程中教師要做到語言規范,操作標準,以自己的言傳身教,潛移默化的去影響學生,培養學生良好的科研習慣和技能。
2.4 實驗報告
實驗報告的書寫改變以往將數據加上,實驗預習再抄一遍的毫無意義的重復,重視學生一項技能一個知識點的掌握。比如流變儀測定聚合物熔體流變性能的實驗,要求學生自學繪制三線表和利用origine軟件作圖,為畢業論文的書寫及研究生學習奠定基礎。實驗報告按科技論文格式書寫,要有結果與討論,列出參考文獻,且最后一定要有小結或心得體會,可以是實驗操作方面的進步,可以是對知識的進一步理解,或者是個人品質的提升等等,總之每次課要有所收獲。
【參考文獻】
【關鍵詞】實驗考核體系;實驗能力;流體力學實驗
實驗教學是高等學校教學工作的重要組成部分。高校實驗教學應該注重培養學生的實驗能力,滿足高等教育應用型、創新型人才培養的要求。學生在實驗室通過觀察、思考和操作,來提高判斷能力和創新能力,做到有思想地做實驗,自主完成實驗任務。實驗能力的培養應該配合實驗考核來具體實施,文章就此提出了一套旨在提高學生實驗能力的流體力學實驗考核體系,對實驗前、實驗中、實驗后的各個環節列出了具體的考核方法,主要包括五個考核部分:實驗準備、實驗操作、實驗報告、實驗創新和實驗考試。
1.實驗準備考核
實驗準備要求學生在實驗前理解實驗原理,明確實驗要求,熟悉實驗內容及步驟,并按照要求言簡意賅地編寫實驗預習報告。通過實驗準備培養學生的自學能力,加深對流體力學理論知識的理解。實驗教師根據學生的實驗準備情況進行具體考核,對實驗預習報告打分,對未完成實驗準備的學生,取消其實驗資格。實驗準備考核占實驗總成績的10%,詳細評分標準見表1,取所有實驗準備考核分值的平均分作為實驗準備考核成績。通過實驗準備考核,可以起到兩個作用:一是實驗準備考核成績組成實驗總成績的一部分;二是實驗準備考核對學生進實驗室起到一個篩選作用。
表1 流體力學實驗準備考核評分標準
序號 評分標準 分值
1 實驗準備充分,實驗預習報告規范認真,有預習思考 10
2 實驗準備比較充分,實驗預習報告規范認真,有預習思考痕跡 8
3 實驗準備基本充分,實驗預習報告規范認真,但僅是抄書,無思考痕跡 6
4 實驗準備不充分,實驗預習報告馬虎,不規范,無思考痕跡 4
5 未完成實驗準備,未完成實驗預習報告 0
在實驗準備這一階段,實驗教師需要給學生準備具體的預習資料,包括:學生實驗守則,規定學生進實驗室需要遵守哪些規則;流體力學實驗要求細則,對學生說明參加流體力學實驗的具體要求;流體力學分室平面布置圖,以便學生了解實驗室情況;流體力學實驗指導書,主要給學生提供每個實驗的具體指導,如:實驗目的要求、實驗儀器、實驗原理、實驗方法與步驟、實驗成果及要求、實驗分析與討論、實驗數據記錄表、實驗數據計算表;另外,還可以補充說明一下,實驗預習報告書寫要求、原始實驗數據記錄要求、實驗報告要求書寫哪些內容等等。
特別是實驗儀器這一塊,因為學生事先不熟悉儀器,實驗時操作儀器比較困難,所以一定要先讓學生熟悉儀器設備,有必要提供實驗儀器的說明書。另外,實驗教師還可以提供一些經典實驗的介紹,如雷諾實驗的工作環境,增加學生的學習興趣。實驗教師可以把這些資料編寫成流體力學實驗指導書,印發給每位學生,還可以把相關資料放到實驗室網站上去,讓學生自行下載查閱學習。
2.實驗操作考核
實驗操作考核作為實驗教師對學生連續評估的主要形式,在平時實驗當中對學生進行觀察,并將觀察記錄作為對學生操作能力的直接評價。實驗操作主要考核學生實驗操作技能和分析問題、解決問題的能力[1]。實驗教師在實驗指導過程中,以啟發學生思維為主,充分發揮學生的主動性,在學生提問時予以適當指點和提示,主要考察學生的動手能力和排除故障能力。因為這部分考核以實驗教師的主觀判斷為主,所以在實驗操作考核過程中要作定性定量處理,以便實驗操作考核具體實施。實驗操作考核占實驗總成績的20%,具體評分標準見表2。下面簡要介紹一下流體力學實驗操作考核的過程。
實驗開始時,實驗教師對每組學生的實驗情況進行觀察,簽字確認。如能量方程(伯努利方程)實驗開始時,檢查每組學生是否將能量方程實驗儀的所有測壓管液面調整到齊平狀態,簽字確認。
實驗過程中,實驗教師檢查學生的實驗操作情況。如實驗操作時間是否符合要求,實驗次數是否達標等等。
實驗結束時,實驗教師對每位學生的實驗原始數據記錄進行初步分析,判斷實驗結果是否符合規律,確保實驗質量。引導啟發學生分析歸納實驗結果,撰寫好實驗報告。對實驗有重大錯誤、失敗或不能完成者,安排其在實驗室開放時間重做。
實驗結束后,要求學生按要求關閉儀器,清理現場,做好環境清潔工作。實驗教師檢查每組學生儀器設備整理情況,電源是否關閉,水桶(水杯)水是否倒入水箱中,雷諾實驗的有色水閥門是否關閉,桌面是否整理,并作相應記錄。
表2 流體力學實驗操作考核評分標準
序號 評分標準 扣分值
1 測壓管齊平缺認可/次 –0.5
2 測壓管測點未達到實驗要求/次 –0.5
3 排氣泡缺核查/次 –0.5
4 操作時間未達到實驗要求/次 –0.5
5 操作次數未達到實驗要求/次 –1
6 儀器電源未關、閥門未關水未處理、桌面未整理/項 –0.5
7 實驗結果不符合規律/組數據 –0.5
8 沒參加實驗操作/個實驗 –5
注:流體力學實驗操作考核滿分20分,如在實驗過程中,發生上述情況,則扣除相應的分值,扣完為止。
3.實驗報告考核
實驗報告作為考核的依據,自身存在不足的地方,既不能反映學生的操作技能,不能表現學生動手解決實際問題的能力。即使學生不動手或不作為主要參與者,也可以寫出一份較好的實驗報告。另外,由于實驗報告是在實驗室外完成的,可能會出現修改數據的現象,實驗教師也很難了解學生對某些問題的理解程度和真實的看法。因此,實驗報告需要補充一些主觀方面的報告成果,比如實驗作業、實驗總結等等。實驗報告考核占實驗總成績的30%,由三部分組成:實驗報告成績、實驗作業成績和實驗總結成績。
實驗報告主要考核學生實驗后對所做實驗進行的分析和評價,以及撰寫報告的能力,達到總結和提高的目的。實驗報告成績滿分20分,取所有實驗報告分值的平均分作為實驗報告成績,詳細評分標準見表3,主要根據實驗數據計算是否正確,實驗現象分析是否客觀完整等評定。對于實驗報告其固有的缺陷,流體力學實驗報告考核采用數據記錄復份,來避免學生修改數據。
表3 流體力學實驗報告評分標準
序號 評分標準 分值
1 實驗報告規范認真,圖表清晰,實驗數據計算正確,實驗現象分析客觀完整,能做較深層的探研,優秀 20
2 實驗報告規范認真,圖表清晰,實驗數據計算正確,實驗現象分析比較客觀,良好 16
3 實驗報告規范,圖表清晰,實驗數據計算基本正確,實驗現象分析基本客觀,及格 12
4 實驗報告格式規范,實驗數據計算不正確,實驗現象分析不正確,不及格 8
5 未完成實驗報告 0
實驗作業是根據實驗內容和實驗要求精心設計的,可以加深學生對實驗的認識、補充和擴展。實驗準備時,教師對將要進行的實驗提出問題,引導學生深入思考。學生通過查找資料,操作實驗,編寫實驗報告,將問題引入深層次的探究,然后回答問題。如能量方程實驗,提出問題:“測點2、3和測點10、11的測壓管讀數分別說明了什么問題?[2]”學生進行一系列思考后探究答案。實驗作業成績滿分5分,每個實驗作業以5分制為標準進行評分,最后求平均分作為實驗作業成績。
實驗總結在流體力學全部實驗結束后完成。此時,學生對實驗知識、技能、儀器設備等都有了真切的體會、深刻的認識,每個人都會有不同程度的收獲。學生可以在實驗總結中寫:實驗后的收獲和感想,對實驗教學的意見和建議,對實驗室發展的建設性意見。這些信息反饋給實驗教師,可使教師進一步了解學生對實驗的真實感受,從而總結出寶貴的經驗和教訓,改進實驗教學方法。實驗總結是教師提高實驗教學水平的基礎。實驗總結成績滿分5分,以5分制為標準打分。
4.實驗創新考核
實驗創新主要培養學生的創新能力。流體力學實驗創新分兩個方向:學習性實驗創新和創造性實驗創新。實驗創新考核占實驗總成績的20%。
對于那些創新能力比較薄弱的學生,可以從學習別人的已有成果開始,讓學生收集現有的實驗創新實例,運用學過的流體力學理論知識和實驗知識重新剖析,在規定的時間內闡明自己的觀點,進行答辯。學習性實驗創新成績滿分10分。
對于創新能力較強的學生,鼓勵學生在現有儀器設備基礎上,進行創新性、設計性研究與探索,組合成為新的實驗或量測新的內容,也可以通過電腦進行模擬。實驗創新也鼓勵改良改進設計實驗設備裝置。另外,鼓勵教師教改項目、科研項目帶進實驗室,開設綜合性、設計性實驗,研制開發教學儀器設備,更新和改造舊的實驗內容和手段。
開展實驗研究可由團體進行,研究的一般步驟包括:確定題目、收集資料、制訂研究計劃、實驗測試、分析與概括、反復論證或實踐驗證、完成實驗報告或論文。學生在教師的指導下,自主選題、自主進行研究性學習、自主進行實驗方法設計、開展實驗性研究、進行數據統計分析處理,撰寫研究性論文和總結報告等工作。實驗創新小組向全體參加同學和指導老師介紹實驗設計思路、實驗過程、創新點等主要內容,并回答同學和教師的提問,由同學和實驗教師一起打分考核。創造性實驗創新成績滿分20分。
通過實驗創新求得學生的發展,教師的發展,實驗室的發展。
5.實驗考試考核
流體力學實驗考核分兩種形式:教師與學生的交談、閉卷考試。實驗考試考核占實驗總成績的20%,實驗考試成績滿分100分,其中教師與學生交談成績50分,閉卷考試成績50分。
教師與學生的交談,可以了解學生在實驗室獲得知識的掌握情況,可以評估學生對知識的理解及口頭表達的技巧,以及對實驗結果的解釋等,具有教高的表面效度。
閉卷考試可以克服實驗報告的某些缺陷。流體力學實驗考試內容側重于實驗方法與原理的理解,流體流動的某些基本概念和基本原理的認識,靜態流動參數測試方法的掌握。
綜合流體力學實驗五個部分的考核,可以給出完整的流體力學實驗考核體系,如表4所示。
表4 流體力學實驗操作考核體系
序號 實驗考核 比例 分值 備注
結束語:
隨著實驗課程的獨立開設,需要更精確、更契合實際的實驗考核方法來適應實驗課程的發展建設需要。實驗考核要求能夠公平合理地評價每個學生的實驗成績,能夠對學生實驗學習起到較好的引導作用,激發學生的實驗興趣,規范學生的實驗過程,提高學生的實驗能力[3]。流體力學實驗考核體系根據實驗教學的過程,對實驗前、實驗中、實驗后各個環節,分別進行具體考核,提出了一套新的實驗考核體系。該實驗考核體系從實驗整體出發,注重培養學生各項實驗能力,提高學生綜合素質,提倡自主實驗來提高學生的學習自主性,通過定性定量的實驗操作考核來提高學生的實際動手能力,以實驗創新考核來推動學生的創新能力,從而真正提高實驗教學效果。
參考文獻
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關鍵詞:運籌學;實驗教學; 必要性;改革
《運籌學》是近六十年來發展起來的一門新興的應用學科,它運用分析、試驗、量化的方法對系統中人、財、物等有限資源進行統籌安排,為管理人員在做決策時提供科學的依據。
1、《運籌學》實驗教學的必要性
1.1符合當前教學改革的需要
學生在進行了的課堂教學之后,根據自身的實際情況選擇課題,查閱資料,仔細研究,建立模型、選擇算法、調試運行后得出結果,并進行結果分析。該過程主要鍛煉學生的系統性思維,將理論和實踐相結合,提高他們分析和解決實際問題的能力。
1.2培養學生學習興趣的需要
在與學生的接觸過程中了解到有一部分學生在開始《運籌學》課程學習之前,從他們的學長處就知道《運籌學》難學,考試難過,而有一部分學生是在開始《運籌學》課程學習之初,在學習線性規劃單純形法計算時,被其煩瑣而枯燥的計算過程弄得學習的興趣和信心全無。如果在學習中,加強實踐環節,啟發學生運用已有知識解決生活中的實際問題和開拓新的領域,可以在一定程度上提高學生的學習興趣和學習熱情。
1.3培養學生創新能力的需要
借助現代信息技術設計一種新穎的教學環境,使學生置身于一個“數學實驗室”中,進行觀察模擬,發現并作出猜想,進行實驗、計算和檢驗。《運籌學》擁有相當多的數學模型有利于計算機上機實驗的開展,借助邏輯推理加以證明,讓學生對《運籌學》課程內容有較為深刻的認識,從而學生的創新能力得到一定程度的培養。
1.4《運籌學》課程是一門應用性很強的課程
隨著科學和計算機技術的不斷發展,許多數學軟件都具有優化計算的功能。為了使學生和教師從煩瑣的重復計算中解脫出來,我們設計了運籌學實驗。通過運籌學實驗課程解決實際的工程問題,使學生在了解到運籌學應用領域廣泛的同時,能夠更好的把握《運籌學》課程學習的重點和方向。
1.5開展實踐活動的需要
實驗教學不僅僅是一種教學手段,還是一項專門的實踐活動。學生通過做實驗來實現個體與客體的相互作用,不斷積累個人經驗,擴大自己的認識范圍,提高自己的能力。盡管四年的大學學習期間開展實踐活動的形式多樣化,還有競賽、實習、課程設計、畢業設計(論文)、社會調查、生產勞動等,但是實驗教學是最基本的首選形式。結合《運籌學》課程學習特點,有效的開展實驗教學是開展實踐活動的需要。
2、《運籌學》實驗教學中存在的問題
2.1實驗教學內容單調。
實驗課上主要是運用優化軟件包LINDO、LINGO、QSB等來計算已經建好的模型,得出計算結果,要求學生掌握各常用的軟件的運用。基本上是一類問題一題,實驗沒有把各章節的內容有機的結合起來,缺乏設計性與綜合性。
2.2《運籌學》實驗教學存在著學生“被動參與”的弊端。
《運籌學》實驗教學中,一般是任課教師事先提供實驗指導書,規定了詳細的實驗步驟和細節,學生只能逐條照此辦理。這種重復、被動的實驗教學模式,束縛了學生的手腳,學生則是被動地接受實驗技能,在某種程度上窒息了學生的創新思維和想象能力,其實驗課效果不是很理想。這種教師為完成教學任務,向學生灌輸知識,滿足學生拿學分、考高分要求的教學,不利于學生能力、素質的培養。
2.3《運籌學》實驗教學考核的形式單一
上機實驗內容的考核主要是要求學生提交一份實驗報告,根據實驗報告的內容評定分數。這種考核方式主要對實驗結果進行評定,不能完全體現實驗過程中學生發現問題,解決問題的能力。
3、關于《運籌學》實驗教學的幾條改進意見
3.1改變傳統的教學模式
實驗教學的改革在于拋棄傳統的教學模式,在于充分尊重學生在實驗教學中的主體地位,允許學生按照教學要求自行設計實驗方案,充分發揮學生在實驗教學中的想象力和創造力。教師主要是宏觀把握和原則指導,改“實驗指導”為“實驗引導”,改傳統的“教師為主”的實驗教學模式為“學生為主體,教師為主導”的模式。
《運籌學》實驗教學主要要求學生掌握幾個常用的運籌學軟件的運用。應該先由學生自己由簡單的案例開始,學習各軟件的使用方法,不懂的地方,老師再給予指導,要求學生完成教學大綱要求的基本實驗;然后由學生自主設計一到二個綜合性實驗。如果是教師給出實際工程資料,給每一小組的資料背景要盡量不同,要具有一定的靈活性。
3.2實驗項目“少而精”
加強實驗教學,提高學生運用運籌學的相關理論解決實際問題的能力,可以適當增加實驗教學的總時數,但實驗項目選定時,要貫徹“少而精”的原則。
實驗項目不宜過多,而是加強每個實驗的力度,一個實驗項目可以運用幾章的理論知識,注意章節之間的聯系,以及不同模型之間相互轉化的原則。在融會貫通的同時,進一步提高實驗技能和運用實驗解決實際問題的能力。
3.3加強實驗過程中的監控
由于實驗項目相同,實驗數據也基本一致,所以有部分學生總指望在提交實驗報告之前拷貝其他同學的,以此來獲得實驗課程的成績。在評閱每一屆學生提交的實驗報告時,總能發現雷同的情況,所以加強實驗課堂實驗過程的監控也是十分必要的。
3.4增強實驗報告撰寫的靈活性
由于《運籌學》的某一些問題能建立不同類型的模型來進行求解,而且同一個模型又能用不同的軟件求解,如果按照實驗報告的規范,經常會造成實驗結果的堆砌和實驗報告的冗長。《運籌學》軟件幾乎都是英文版的,部分學生認為只要實驗結果出來,能完成實驗報告,就算做完了實驗,其實對實驗結果的內容都一知半解。所以,針對具體的《運籌學》實驗項目,實驗報告撰寫的規范需要做適當的調整,在一定程度上體現其靈活性。
《運籌學》實驗教學改革是一項長期而復雜的工程,目前只是一些初步的探索,在今后的教學過程中,有些問題還有待于進一步的探索與解決。
基金項目:長沙理工大學教研教改項目:應用型人才培養模式下《運籌學》教學改革研究
參考文獻:
1.1創新意識少實驗內容依附于理論教學的驗證性實驗多,研究型、設計型、綜合型及反映學科前沿的實驗少。實驗教學模式單一,學生在實驗時按實驗指導書或老師的要求,使用規定的儀器或設備完成規定的實驗內容,而后按規定的格式完成試驗報告。這種單一的實驗教學模式影響了學生積極參與實驗的興趣,不利于學生創新能力的培養[7],嚴重影響了高師類化工專業教育的整體水平。
1.2實驗教學評價體系陳舊實驗課的測評往往是根據平時實驗操作和實驗報告來定,較少采用綜合能力測試的考核辦法,不能完全反映學生的實驗操作水平和實際應用能力。該評價形式很易讓學生形成一種錯誤觀念,即無論實驗做得好壞與否,只要實驗報告寫得好,就會得到較好的成績。故而學生做實驗的興趣大大降低,達不到實驗教學的目的[8]。
2實驗教學改革對策
化工專業實驗課的目的不僅是驗證理論和把握實驗技能,更重要的是培養學生發現問題和解決問題的能力[9],為今后從事生產和科學研究打下良好的基礎。
2.1優化實驗教學內容實驗教材是實驗教學質量的重要保證,實驗教學內容要適應社會需求和專業發展。實驗內容的改革與新實驗項目的建設必須以提高學生綜合實驗能力、專業實踐能力、創新意識與創新能力為目標來整合和豐富實驗教學內容。化工專業實驗教學內容應注重與化工學科前沿結合,注重與科研、社會實踐應用緊密聯系,實驗教學改革成果及時融入實驗教學中。配合化學工程與工藝專業綜合設計實驗的開發設計方案,編寫相應的配套教材,教材內容設計應更加系統化、科學化,突出實用性。在學生掌握專業實驗基本操作和技能的基礎上,通過綜合性、設計性、創新性實驗訓練,培養學生自主實驗的能力和水平。最后,開設專業應用性實驗項目,達到專業實驗教學與社會需求有效接軌的目的。
2.2轉變實驗教學方法提高實驗教學質量必需不斷改進實驗教學方法[11]。在化工專業實驗教學過程中,要突出學生的主體地位,充分發揮學生在實驗中的想象力,重視對學生實驗能力、研究能力和創新能力的培養,提高學生運用科學的思維和研究方法分析問題和解決問題的能力,使實驗教學成為學生有效地掌握和運用科學技術與研究理論的方法和途徑。高師類院校受辦學特點的限制,每次實驗時學生不可能都有動手機會。因此,可以采用大循環的方式同時開出全部實驗項目,學生同時實驗并完成不同的實驗項目,同組的學生根據指導教師的要求采用不同的實驗參數與條件,盡可能要求學生熟練掌握實驗過程的每個環節,學生必須獨立操作完成實驗流程,調動學生的學習積極性,最大程度地發揮學生的主觀能動性,培養和提高學生的實驗操作技能。
2.3增加實踐教學比重高等學校的教育目標是培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才[12]。實踐教學是提高學生素質、培養學生創新精神和實踐能力所必須的[13],不僅是要學會對本專業一些理論知識的驗證,更重要的應該是能應用理論知識,去對本專業科學研究中有待解決的問題進行研究[14]。學校可以在原有培養方案的基礎上,改變理論課和實踐課的總體格局,增加學生的實踐教學課時和學分,經常組織學生到周邊工廠進行實地參觀,使學生深入工廠車間,全面了解工業生產設備運行、操作管理、產品研發、銷售與售后服務等流程,加深認識化工生產的專業特點,使實踐教學與實際生產相結合。
2.4搭建實驗創新平臺為了更好地培養學生的創新能力,院系可組建開放性實驗室。該實驗室全天開放,學生可以利用業余時間,開展具有創新內容的科學實驗、工藝流程或流程設備改良改造實驗;也可自選研究課題,自行設計實施方案、工藝流程和操作步驟,構建實驗測試或生產系統。這樣,使學生有足夠的獨立思考、自由發揮、自主學習的時間和空間。在開放性實驗室的建設中,經常組織學生進行學術與經驗交流活動,對比較成功的、完整的科技創新成果給予必要的評定和表彰,能更好地激發學生的創新思維能力,鍛煉了創新實踐能力。
2.5建立合理的實驗考核評價體系化工專業實驗的考核是實驗教學中的重要一環,一個完善的實驗教學評價體系,能夠保證教學質量監控的準確、高效,從而使考核更全面、更準確地評價學生的學習質量[15]。因此,構建獨立的比較適合化學工程與工藝專業實際的實驗教學質量評價體系是非常有必要的。對于化工專業實驗教學,可將實驗成績分為平時成績和考核成績,并且對二者進行一定的比例劃分,最后再綜合這兩個成績來給出最終的實驗成績。其中,平時成績包括實驗預習情況、操作過程和實驗報告三個部分。而考核成績,可以在實驗過程中隨機抽取一次實驗或實驗的一部分來進行考察,教師現場打分;也可以在實驗課程的最后階段讓學生以小組為單位獨立進行實驗設計,然后教師根據設計實驗的完成情況來給出考核成績;或者也可以將兩種形式結合起來,綜合給出考核成績。在整個實驗考核過程中,實行動態考評,把學生實驗過程的態度和紀律也納入考評內容,并占一定比例,這樣做能夠提高學生做實驗的積極性,更有利于學生學習能力、運用知識能力和創新能力的培養。而實驗報告是實驗操作過程總結以及對實驗結果分析討論的書面表達形成,如果以小論文形式撰寫實驗報告既能提高教學質量,對提高學生查閱文獻資料和撰寫科技論文的能力以及培養學生實事求是的科研態度也有積極作用,為大四的畢業論文以及后續的繼續學習或科研奠定良好的基礎[16]。
3結束語
一、培養學生的學習興趣
1.通過介紹生物的廣闊前景,激發學生的學習熱情。許多諾貝爾獎金獲得者就是生物專家,隨著DNA解碼的不斷深入,越來越多的遺傳密碼被揭開,人類對自身的了解也越來越深入。生物正處在一個蓬勃發展的時期,特別是前幾年轟動全球的“克隆綿羊多利誕生”,成為最前沿的生物技術的典范。
2.組織學生討論生活中常見的現象并利用學到的知識來解釋。以生活中常見的現象為懸念,引出要講授的內容。譬如:“為什么要用鹵水點豆腐?重金屬中毒該如何搶救?”同學們就有各種答案。“同學回答正不正確呢?請看蛋白質的沉淀。”“為什么吃素也可以長肉?請看三脂酰甘油的合成。”根據章節內容提出相應的生活常識問題讓學生解釋。學生在解釋實際問題的過程中,一是能鞏固知識,二是能修正知識,三是能拓展思維方式,四是能帶來自我成功的喜悅情緒,這種喜悅情緒正是建立穩定持久的興趣所必需的。
二、改革生物教學方法,提高教學質量
1.刻苦鉆研新教材,多采用框架式教學。專任教師應刻苦鉆研新教材,努力挖掘教材中的趣味因素,通過各種途徑使知識趣味化,激發學生對新學科、新知識的求知欲望。每次新課前,先給學生課堂目標,讓學生帶著問題預習;課堂上就本次課的內容先給出一個框架式結構,教師先講清主線索,給學生一總體印象,然后根據不同專業、不同程度學生的需要,再逐步分解內容,達到目標要求,再講清基本理論的同時,逐步引導學生分析基礎知識與臨床、疾病、治療之間的關系。
2.精心設計教學程序。醫學高職《生物》教材內容多、深奧、抽象難懂、學時偏緊,在實際教學中,要全面掌握內容,應精心設計教學程序,加強章節間的聯系,以典型的病例,學生最關注的問題導入新課,緊扣前后知識間的內在聯系,巧妙設置懸念,將書本知識與日常生活、臨床需要緊密結合。讓接受能力強的學生不乏味;讓接受能力差的學生先學會,讓學生都享受到獲取知識的喜悅,從而使整個教學過程始終有更深層次的知識吸引學生。
3.充分利用多媒體教學。多媒體教學的應用會創造一個圖文并茂、視聽一體的教學環境,能充分調動學生學習的主動性,使學生在輕松愉悅的環境中接受知識,變“要我學”為“我要學”;多媒體教學課件容量大,簡明生動,條理清晰,更容易突破難點。例如在講授蛋白質的生物合成時,應用教學課件,模擬蛋白質的合成過程,使枯燥的內容變得新穎有趣,學生容易理解,便于記憶,取得了明顯的教學效果。
三、改進實驗教學
實驗教學是理論聯系實際的重要環節,其目的是讓學生能夠將所學的基本實驗技能熟練運用到實際工作中,并具備一定的理科素質和基本的科研方法的思路。
1.改革實驗教學內容,明確教學目的。生物是一門實踐性很強的學科,其實驗教學的目的是讓學生掌握所學的基本實驗技能,并自如的運用到實際工作中。一是要注重基本操作規范化訓練和基本技能訓練。基本操作規范化訓練包括一般玻璃儀器及容量儀器訓練,常用的有分光光度計、離心機使用等內容;基本技能訓練包括溶液轉移,固體溶解、溶液配制、陰陽定性分析、滴定分析、固液分離、標準曲線制作、數據記錄和處理等。二是加強學生綜合實驗和自行設計實驗。自行設計實驗的具體做法是將學生分成若干實驗小組,由每個小組自行設計一個實驗,制定實驗目的、材料儀器、實驗步驟以及需要得出的實驗結果等,上交教師審查通過后在教師的指導監督下做好實驗前各項準備及進行實驗,然后根據實驗結果撰寫實驗報告,這樣的自行設計實驗不僅可培養學生的創新能力,也能考察學生的動手能力、團結協作能力和綜合實驗能力。
2.開放實驗室,加強學生操作能力的訓練。動手機會少是學生基本操作技能差的主要原因。因此,我們在課外時間有計劃開放實驗室,提供學生動手訓練的機會,在進行操作技能考核前增加實驗室開放時間及次數,以對學生進行考核前強化訓練。
3.改革實驗報告形式,培養學生科研意識。在教學過程中培養學生的科研意識十分必要,影響著學生以后的科研能力及其興趣。傳統的實驗報告僅僅要求學生對實驗結果進行簡單歸納、分析。可以要求學生按科研小論文的形式完成實驗報告,格式包括文題、摘要、關鍵詞、正文等,評價實驗報告時要從格式、內容、實驗結果、歸納分析等去審查,結果要求如實反映實驗結果,得不到預期結果的不可隨意改動實驗數據,討論應分析實驗失敗的原因。
關鍵詞 分子診斷學 創新能力 教學改革
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A
隨著人類遺傳學和分子生物學的迅猛發展,分子生物學技術在醫學檢驗診斷中被廣泛應用,逐步形成分子診斷學這一學科分支。分子診斷學是以分子生物學理論為基礎,研究人體內源性或外源性生物大分子的存在、結構或表達調控的變化,為疾病的預防、預測、診斷、治療和轉歸提供信息和決策依據。①②分子診斷學已成為臨床檢驗診斷學的一個重要組成部分,逐漸成為醫學檢驗本科專業開設的主干課程之一。
1 國內教學現狀及開展創新性實驗教學的意義
通過對國內高校分子診斷學實驗教學開設情況進行調研,發現分子診斷學實驗教學環節整體現狀存在以下幾個方面的不足。(1)對實驗教學重視程度不夠。由于分子診斷學實驗需要較高的經費投入,以及對師資的分子生物學技術要求較高等原因,國內很多高校重理論輕實踐,學生的動手能力、分析和解決問題的能力并未得到很好的發展。(2)傳統的分子診斷學實驗缺乏系統性和完整性。傳統的實驗一般是幾個基本的操作技術如:核酸的提取與檢測、DNA酶切、PCR技術、細胞培養、電泳技術等分子診斷學實驗技術,獨立的小實驗缺少與其它學科的融會貫通,無法使學生形成完整的科研思路,限制了學生創新能力的培養。(3)驗證性實驗占的比例大,綜合性、設計性實驗少。因為實驗教學以驗證課堂教學理論為主要目的,學生實驗主要是按教材設計好的實驗路線去做,以保證成功率。學生機械地模仿式做實驗,抑制了他們思維和創造能力的發揮。
2 基于培養學生創新能力的分子診斷學實驗教學改革
以培養和提高學生創新能力為目標,對廣東醫學院醫學檢驗專業三年級本科生的分子診斷學課程實驗教學進行了改革,探索符合分子診斷學學科發展的實驗教學模式。重點是有針對性地在以下四個方面進行教學改革:
2.1 增強學生對實驗教學的興趣與重視度
通過開課前開展師生交流會、學習經驗分享會等模式向學生介紹分子診斷學實驗課的重要性,并與學生交流學習經驗。組織開展高低年級學生學習交流會,由上一年級學生向授課年級學生介紹學習方法、學習經驗等,了解學生對本課程實驗教學的了解、期望及教學建議。
2.2 多樣化教學模式的開展
在實驗教學班實施雙語教學、論文式實驗報告,實驗分組討論、文獻導讀、科研實驗案例教學等多樣化教學模式。
(1)雙語教學。教師根據實驗室內容及當前分子診斷的最新知識,結合學生外語水平實施雙語教學,雙語教學有利于學生提高和運用專業英語水平的能力,有利于學生查閱國際最新的文獻資料,提高學生學習積極主動性。
(2)論文式實驗報告。根據實驗操作、實驗現象和實驗結果,采用論文的形式進行充分論述,論文式實驗報告提高學生分析討論能力,鍛煉學生邏輯和語言表達能力,激發學生的學習興趣,還可為以后的論文撰寫奠定基礎。
(3)實驗分組討論。在實驗結束,針對實驗原理、實驗過程遇到的問題及實驗結果出現的異常情況分成小組展開討論,實驗組討論進一步加強學生對實驗操作步驟和結果的理解,解決實驗過程遇到的問題,增加學生實驗探討熱情。
(4)文獻導讀。教師向學生講授查閱文獻的途徑、技能和方法,并引導學生閱讀一些有關的論文文獻,通過文獻導讀,有助于學生掌握查閱資料途徑,了解前沿科學技術發展情況,豐富課外科研知識,發掘學生實驗主動性。
2.3 完善實驗教學的系統性和完整性,增加綜合性、設計性、研究性等創新性實驗
完善基本實驗技術與技能訓練,主要包括現代分子生物學技術中最基本的實驗及不斷加入的隨技術發展的先進性實驗。創建系統性綜合實驗,以疾病為主線,以臨床常用的診斷試劑盒為材料,內容涵蓋感染性疾病、遺傳性疾病、腫瘤等診斷領域。開展綜合性大實驗,例如開展包括總RNA提取逆轉錄PCR膠回收基因重組質粒轉化細菌培養質粒DNA提取酶切鑒定等系列實驗的基因克隆綜合性實驗。開展蛋白質提取蛋白質定量SDS—PAGE電泳電轉移抗體結合顯影等系列實驗的Western blot綜合性實驗。經過這些綜合性實驗加強學生對各知識點的融會貫通,強化學生對整體知識的掌握。
2.4 改革實驗考核制度
開展多元化的考核方案,不僅要從操作技能、實驗報告、實驗結果、實驗室常識、實驗素質等方面考核學生的常規實驗技能,而且要對學生獨立完成實驗、創新性思維、獨立分析問題、解決問題的能力進行考核。
3 實施效果總結
3.1 建立了創新性、綜合性的實驗教學模式
學生不再是被動地接受老師的灌輸,機械地照著實驗指導照做,而是帶著自己設計的課題進入實驗室,教師的知識傳授方式也從灌輸式轉變為引導式。有助于學生將所學的知識點系統化和整體化,掌握本專業所學的基本實驗知識和技能。學生自行設計的設計性、創新性實驗培養了學生創新性思維和創造性能力,增加學生對分子診斷學實驗的熱情和主觀能動性。
3.2 增強了學生的團隊合作意識
現代科學技術發展的趨勢,更加看重團隊意識,以及集體智慧的結晶,科學實驗不是一個人隨意的活動,分工與協作是一個科研工作者應具備的素質,而這正是當前絕大多數同學所欠缺的。③由學生自愿組成團隊,每個團隊由4~6名學生組成,每個團隊通過討論決定研究的課題,設計課題過程中隊員之間的相互合作、分工與協調是必不可少的。通過相互溝通、相互幫助,培養了良好的工作態度和團隊精神,養成良好的科研素質,為將來從事科研工作打下良好的基礎。
3.3 促進了教學方法的改進和教師知識的更新
通過實驗教學的實施情況分析,創新性實驗教學能激發學生的主觀能動性,有利于教學方法的進行,促進創新性教學方法的研究。學生設計的課題,知識面比較廣,有些涉及最新前沿科學,部分課題對老師來說也是新知識,這對教師的思想素質和專業素質提出了更高的要求,這就要求教師要跟著科學發展的步伐,不斷更新自己的知識,提高自身知識水平。
基金項目:全國高等學校特色專業建設點經費(TS10466),廣東醫學院教育教學研究課題(JY1028)
注釋
① 馬佳,楊清玲,陳昌杰,等.分子診斷學實驗教學改革初探[J].山西醫科大學學報,2010,12(1):69—70.