期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
医学检验是现代科学实验技术与生物医学渗透结合的一门多学科交叉的医学学科。随着医学技术的不断发展,对医学检验人才的素质和能力的要求也在不断提高,如何将学生培养成理论知识扎实、实践操作能力强、具有创新精神的高素质人才,是当前我国医学检验教育面临的艰巨任务[1-3]。 1开展创新型自主开放式实验教学的必要性 实验教学是培养创新人才的重要环节,是理论教学与临床实践的桥梁[4-5]。为进一步提高学生创新能力和个性发展,实验教学必须为学生提供能够充分发挥自主性、创造性的学习环境和实验内容,因此构建一个全方位、立体化、多样性的创新型开放式实验教学体系,有着至关重要的意义[3-6]。通过学习、交流、调研,以及查阅大量的有关教学改革文献,发现当前实验教学中存在如下问题:(1)实验教学从属于理论教学的地位未得到根本性改变。实验课大多仍为理论课的附属课程,在一定程度上造成了学生轻视实验学习和实验能力的培养。(2)科研小组形式的课外实验教学对专业能力强的学生很有帮助,但对专业基础一般、学习积极性差的学生帮助很少。(3)传统的实验教学,是以教师为“中心”的填鸭式教学,有悖于因材施教的教学理念。限制了学生自我展示、自主创新的空间,阻碍了学生探索科学的积极性和能动性[7]。 2创新型自主开放式实验教学的开展 2.1针对不同层次的学生设立实验项目 首先进行实验项目建设。实验项目建设要体现学生的自主性,同时又要满足不同层次学生的需要,因此既要设立可供学生选择的指定性实验项目,又要允许学生自行提出和设计实验题目的创新型实验项目。 2.2实行多级化的实验管理模式 为了充分发挥开放实验室在培养学生自主、创新、探究、合作学习上的作用,实行创新型开放式实验管理模式,从以往“保姆式”管理转变为“院系统筹、教师指导、学生主体”的管理新模式。实验前院系统筹实验室开放场地、时间、可利用设备资源等,引导教师督促、协助、指导,学生作为实验室开放管理的主体,是实验室管理的具体实施者。 2.3建立高素质的师资队伍 自主开放式实验项目多是创新性、综合性项目,较常规验证性实验,更容易出现复杂的问题。且学生管理经验不足,仪器设备的使用易出现损坏或者浪费的现象,故要求指导教师应具有丰富的综合知识和全心全意为学生的服务意识。随时解决学生实验中出现的一切问题。 2.4建立完善的激励机制 相应的激励机制对学生、指导教师和实验室管理人员都很有必要,更是决定开放实验的效果和水平的前提和保障。拟规定凡参与开放实验项目的学生经考核合格,可以在奖学金的评审中加分,以作为外部动力激发学生参加开放实验的积极性。开放实验项目中取得的成果,与其他成果同样的认可,激励教师和实验技术人员在实验室开放工作的热情。 2.5实施立体化的开放实验评价体系,巩固实践探索成果 自主开放式实验从设计性、创新性、综合性都优于传统实验,因此对开放实验项目的评价不能只重视结果,更要注重培养学生勇于创新不怕失败的创新探索精神和良好的学术素养。(1)只要学生有完整的实验记录,并按计划完成了实验项目,即使结果不正确或有差异,都应该给予肯定。(2)实验过程中是否按照制定的规章执行,制定惩罚措施并严格执行。(3)有详细的实验总结报告,杜绝懒惰不动手操作而抄袭他人的实验结果。(4)在项目完成后有无、作品获奖或者成功举办活动等成果。 3创新型自主开放式教学模式实施过程 3.1实验项目的选定 创新型自主开放式实验教学模式的探索,将为以后的教学改革提供参考和借鉴。因微生物检验的实验教学自2005年以来,就一直在不断的改革探索进行中,且微生物学检验是医学检验中唯一对操作者的操作技能和操作手法及检验技术要求相对较高的学科,故微生物学及微生物学检验的实验教学具有一定的改革经验和实践教学基础[8]。因此将微生物学及微生物学检验的实验教学作为探索试点课程,具有实验探索成功把握大,实践操作性强,实验成果推广的可行性高等特点。 3.2实验教师的培训 由于微生物学及微生物学检验实验教学一直在实践改革探索的路上,故参与微生物学及微生物学检验实验教学的相关教师,都具有一定的改革探索经验和能力。为了更好地完成本次探索,对所有参与人分批分次进行培训。(1)思想观念的转变:即教师的角色由“主动地教”变为“协助指导”;而学生则由原来的“被动的填鸭式学”转变为“主动的思考探索”。教师应充分认识到自己在“创新探索”中所扮演的角色。(2)所有参与“创新探索”的教师必须努力提高自己的专业理论知识和实际操作技能。(3)要求参与“创新探索”的带教老师,熟练掌握微生物实验所涉猎到的操作技术,遵守分工,各司其责,相互配合,共同努力完成探索目标。(4)心理准备,由于各组学生的实验内容不同,难易程度不同,实验进度不同,教师要有甘当学生勤务兵的精神。总之,该教学模式探索是一种全方位的挑战,对教师的教学能力、科研能力、因材施教能力和全心全意为学生服务的精神都提出了更高的要求。 3.3实验项目的建设 自2005年实施实验教学改革以来,该校不段探索改革,将实验内容分为验证性实验和综合性实验,事实证明改革取得了很有成效的成果。在完成教学大纲要求的基础上,结合不同层次学生的需求设立实验项目。指定性实验项目由教师给出实验项目或实验研究方向,学生查阅文献,小组讨论,设计方案开展实验并做出实验报告。以微生物学检验实验为例:如浓汁标本、血标本、尿标本、粪便标本的检验等由教师给出检验程序,学生自己查阅资料,完成实验步骤,给出目的菌的结论。自主创新型实验指由学生自行查阅相关资料后自行拟定的实验项目,设计实验方案,独立完成实验并做出实验报告。如以糖尿病病例为切入点,查阅相关资料,确立糖尿病的相关检验指标,学生自己设计方案、实施检验、做出检验报告。 3.4实验项目的实施安排 (1)动员讲解,展望医学检验发展的前景,使学生充分认识到“创新探索”的意义,激发学生积极参与。(2)实验带教老师对实验所涉及的基本技能及公共使用的仪器进行集中培训指导。(3)组织学生选题及提交实验申请。(4)确立实验方案。(5)学生按计划实施方案。(6)学生自行总结实验结果,并认真完成实验报告。(7)组织学生汇报实验并鼓励学生形成实验论文,最好能公开发表。3.5成绩评定在“创新探索”实践过程中,建立更加合理、客观、全面、多元化实验评价方案。教师要兼顾实验前(文献查询、实验设计是否合理等)、实验中(操作规范、独立操作能力、数据完整性、实验场地的管理)、实验后(实验仪器的归位保养、实验废弃物的妥善处理、实验报告是否完整、准确等)的综合表现来评价学生。 4结语 高等教育的根本任务是人才的培养,人才的质量是高校的生命[9]。只有充分体现学生的主体地位,调动学生学习的能动性和探索性,才能培养出高质量的创新型专业人才[10]。实验室开放建设是一项复杂的系统工程,是对实验教学的更高层次要求,只要学校、教师、学生共同努力,探索出适合本校实际的实验室开放的新模式与新的管理办法,采取各种措施解决好实践中出现的各方面问题,才能更好地将实验教学与理论教学有机衔接,达到以“夯实基础知识、注重能力培养、突出创新发展”为目的的医学检验教学的预期效果,使学生的创新精神和创造能力在开放式实验教学的实践中得到更好的培养和提高。 参考文献 [1]郑辉,孟繁星.海洋院校《环境微生物实验》课程教学改革初探[J].河北渔业,2017,2(4):60-62. [2]薛挺,陈晓琳.农业高校微生物学开放式实验教学模式的探索[J].现代农业科技,2016,22(7):276-277. [3]钱洁,房健民,陈志宏.生物技术专业综合性和设计性实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(1):207-210. [4]谭红铭.微生物技术综合实验教学改革[J].教育教学论坛,2013,15(2):43-44. [5]邓百万,陈文强,彭浩,等.基于能力培养的微生物实验教学手段与方法的改革研究[J].实验技术与管理,2011,28(2):7-10. [6]孙文平,柴英,綦霞,等.开放性实验教学模式的探讨[J].中国高等医学教育,2006,5(1):76-76. [7]赵颖,林晓东,高校实验教学改革探讨[J].山西建筑,2016,42(19):236-237. [8]朱勇喆,戚中田,赵平,等,医学微生物学实验教学改革探讨[J].基础医学教育,2015,17(4):315-317. [9]姚利民,段文彧.高校教学方法改革探讨[J].中国大学教学,2013,8(6):60-64. [10]耿晓菊.协同创新条件下高校实验教学改革探讨[J].当代教育实践与教学研究,2015,6(4):37-38. 作者:吴金明 綦霞 罗红 燕小梅 孙文平 单位:大连医科大学附属第一医院检验科 大连医科大学检验医学院
实验动物科学是现代科学技术不可分割的一个重要组成部分,实验动物科学的研究最重要的基本课题之一就是饲养实验动物的设备,没有现代化的设备,就不能得到优质的实验动物。而我国许多单位的实验动物设备,目前普遍都比较落后,管理措施也跟不上,为此提出一些建议。首先要求所用设备条件能满足实验动物生长、繁殖所必需的内在环境,从而能够获得令人信服的研究成果,其次要求加强对实验动物房的保护和日常的饲养管理工作。实验动物的设备与管理是相辅相成,互为条件,不可分割的两个方面。所有的科学家都公认要做好生物学研究的重要前提是健康实验动物。实验动物科学现在已成为现代科学技术的重要组成部分之一,并且逐渐形成了独立的综合性基础科学范畴。这一科学的重要性可以从两方面来阐述,一方面来讲,作为一种重要的科学研究手段,它将会直接影响着许多研究领域的成果的建立和水平。从另一方面来讲,作为一门科学,它的改进和发展将造就了许多研究领域的新局面。在生命科学领域,实验研究的基本条件可以概括为实验动物、实验设备、信息和试剂。我们可以把它们看作是生命科学实验研究中的四大基本要素,本文主要针对实验动物的设备管理展开论述。 1.动物实验室正确的管理措施 首先要求用比较简单而又能够满足某些基本条件的设备来饲养动物,这样才能做出令人信服的研究工作;其次,科学家应严格制止使用连最低标准都达不到的动物来做实验。很多单位饲养动物和做实验都在同一房间内进行,这样对笼子、房间的清洁工作和饲料的准备和储藏等监管的都不够严格,对技术员也无法妥善安排和监督。应该建议凡是可能的地方,最好由几个研究团体共同建立一个动物饲养中心,包括若干20~25m2或更小且相连的房间,这样有利于将常规饲养的和无特定病原菌的动物分开喂养,新进或有病的动物可以隔离,并可以满足个别株动物所能适应的条件,减少交叉感染的危险性。动物房一概严禁吸烟,技术人员应另有存放个人物件、饮食以及休息房间。 2.动物饲养的大小、容量与环境的控制管理 饲养室的大小可依据实验研究的目的、实验类型、动物种类及动物每年用量而定。每二十平方米房间的动物容量应该按照标准参考表进行安排。每一动物饲养室应备有空调设备、排风装置、定时器等,按需进行调节内环境,控制必须达到标准指标温度18~28℃,湿度60%;一般每小时调换空气1~2,每次持续5~40分钟,夏天要适当延长,噪声在70分贝以下光照每天12小时。 3.加强清洗消毒和卫生预防措施管理 使用过的笼具、垫料以及工作人员的工作服等都应严格消毒。工作人员进入动物室内必须穿上工作服,戴上口罩,穿上套鞋(小动物室内换穿拖鞋),在做工作前以及工作后应用肥皂洗手。每一饲养室必须建立严格的常规清洗制度,具体方法如下: 3.1啮齿类 每周至少更换垫料2~3次,同时清洗换下的笼子及支架,再用石炭酸进行消毒,每天注意墙面、地板的清洗。 3.2猫与狗 尽量避免潮湿,笼子和饲喂室地板一天清洁一次,消毒一周一次,每个月更换笼子或彻底清洗一次。 3.3兔子 硬底笼每天打扫一次,更换下的笼子可用去污剂清洗。饲养室内必须注意干燥,特别是笼底板不能被污水或脏物污染。 4.清洗扫除的次数管理 每一个动物的饲养室和笼子必须建立严格常规清扫制度,建议如下: 4.1啮齿类 调换笼子与垫料每周二次,铁栅底每周一次,同时清洗食槽及支架等。脏盘子每周洗刷2~3次。 4.2猫和狗 避免潮湿,笼子和饲喂室的地板每天清洁一次,每周消毒一次,每个月更换笼子,或彻底清洁。 4.3兔子 硬底笼每天打扫一次,污物盘每周调换三次,笼子用去污剂洗净消毒每月一次。注意在打扫饲养室后必须立即使房间干燥,清洗的器皿应置于室外,晾干后进室。 5.减少空气中的病菌数量措施管理 如经历空调器滤过,可使病菌数维持在较低水平;但若空气由外直接进入则须经消毒。新实验开始的前或用另一种动物时,房间均需事先消毒。按常规每年消4次,在相对湿度至少70%时,每1m2用5g福尔马林(40%甲醛)消毒12~14小时,或在每1m2空间用30ml福尔马林与20g高锰酸钾混和蒸发消毒。有动物的房间,每周消毒一次,特殊情况,要天天消毒,将0.5~1%福尔马林喷雾在洗净的墙壁和地板上。 6.食物及饮用水中微生物的含量措施管理 食物的成分或制成品及饮用水必须定期检查微生物污染情况。食品可经加热杀菌(于150~200Co烘烤60~120分钟;或在加压消毒锅,加压蒸气121oC,1个大气压,巴氏法灭菌5分钟;或134Co,2个大气压消毒5~10分钟)。高温下食品中部分维生素及某些营养素被破坏后必须及时补充。饮水用氯气(游离氯控制在1mg/l)或加热消毒。笼子上水瓶中的水可酸化至pH2.5~3.0,以减少细菌生长。应按照水中微生物含量决定更换或消毒的次数,但每周至少应更换新鲜水3次。综上所述,想要饲养出优质的实验动物,必须具备一定的设备条件,严格的科学管理措施,平时处处做到防患于未然。 作者:杨英 吴凯庆
高中生物实验教学研究:高中生物实验教学问题及对策 高中生物是一门依赖实验操作、所有的知识学习都来源于实验的学科,所以,为了促进我国高中生更好地掌握生物知识,各个学校应当重视生物实验教学,并对学生的高中生物实验进行有效指导。教师在实际的生物实验教学中应采取科学、合理、有效的方法,尽量规避高中生物实验教学存在的问题,增强生物教学效果,为促进学生学习高中生物打下坚实的基础。 一、高中生物实验教学存在的问题 (一)课时不足,分配不均 相对于初中而言,高中的课业安排比较紧凑,科目之间、章节之间、教学测试部分之间都存在着或多或少的分配不均问题,生物也是如此。如何在有限的课堂时间内完成课程改革要求的教学目标,同时还要符合素质教育的要求,是一件令老师甚至令学校头疼的一个问题。在新课程改革的环境下,生物教学实验的标准和内容在不断增加,而生物教学的课时却依然未变,这会导致教师只重视理论讲解,忽视实践操作。考试大纲规定的实验操作每一个都是考试的重点,在有限的时间范围内完成规定的目标对每一个生物老师都是一个难题。因此,课时不足是高中生物实验教学的主要问题之一。 (二)实验教学模式不科学 尽管我国的高中生物实验教学经过了很多年的改革,虽说其教学模式已经迈向科学化,正在不断进步,但是仍然受传统教学观念的影响,这导致在高中生物教学中存在着模式不可续、落后、低端的现象。如高中生物实验课程中,学生不是在老师讲解的基础上根据自己的理解和观点进行生物实验操作,而是通过老师的引导一步一步地按照老师的意思进行操作。虽然这种实验操作可以减少学生出现错误问题,但是这样重复性的操作会使学生完全丧失自主性,使学生对生物实验操作没有积极性,学生在实验中创新能力没有得到有效的提高。 (三)教师缺少对生物实验教学的研究 在我国的高中教学中,生物实验教学长期被忽视,这导致教师对生物实验教学缺乏研究。教师对如何组织生物实验教学、对实验教学的研究不足,导致学生不可能通过实验操作更好地理解生物知识。对于探究性试验而言,教师应当有较高的实验教导能力和技能,而在这方面教师的能力显得捉襟见肘。在新课程的实施过程中,生物教师工作量比较大,实验过程前,教师很少抽出时间提前练习实验,所以对实验过程中出现的问题预测不足。 (四)缺乏对学生动手能力的培养 在高中生物教学中,培养学生较强的动手能力也是培养学生形成生物学习兴趣的重要举措。在高中生物教学中,有很多知识可以由学生自主完成,但是在高中教学中,教师为了赶进度,缩短学生的自主学习时间,原本学生可以自主完成的实验被老师一步一步引导的实验所代替,这使得学生对生物实验丧失乐趣,从而对高中生物的学习失去兴趣。 二、高中生物实验教学对策 (一)联系生活实践,科学实验教学 作为一门基础学科,高中生物知识是和生活息息相关的,所以,教师在教学高中生物时可以在知识点中间加一些生活的实际案例,以吸引学生的注意力,让学生把兴趣放到实践中去。如“基因突变”“细胞癌变”等实例,其中畸形儿就是基因突变导致的,而咸菜、烧烤等物质就是引发细胞癌变的元凶。教师对生活中案例的讲解既可以让学生通过书本的知识联系实际,又能让学生加深学习的印象。在教学过程中,教师应当以生活中的实际案例结合书本知识让学生完成对知识的理解,使学生对生物知识产生兴趣。 (二)增加实验教学课程,满足实验 教学时间并加大资金投入力度在高中生物教学过程中,教师在教课的过程中完全是按照学校制定的课程表进行的,教师不可能把讲解理论知识的时间留给学生进行实验教学,这造成了学生实验教学时间过短现象的出现。学校应当专门制定出一个时间段,用这个时间段开展生物实验教学,加强生物实验教学,使学生和教师能全心全意地投入到生物实验教学中,从而满足实验教学的要求,使学生可以加深对知识的记忆。学校的领导可以合理地安排学校的流动资金,以更好地完善学校的生物实验设施,社会和国家也应当对高中进行一定的扶持,其客服资金缺乏的障碍,为学生的实验教学的开展提供奠定基础。 (三)改变实验教学模式和评价方式 传统的生物实验教学应当进行一定本质性的改变。传统的生物实验教学使学生处于被动的地位,从实验设计和操作到研究结论,学生并没有参与其中,会导致学生对生物实验的兴趣不高。生物实验教学模式的转变首先要从学生做起,加强学生对生物实验的参与度,让学生参与到生物实验的设计环节中去。如在细胞的观察过程中,生物组织的糖类、脂肪、蛋白质等试验都需要实验器材精准,学生参与其中可以训练基本功,提高基本素质。高中生物实验教学也要改变评价方式。之前的评价方式看中的是实验进行的次数,而新的评价方式应当注重实验过程中的每个细节、实验能力,同时也要通过客观的角度对实验的准确性进行更高的评价。我国生物实验教学存在着许多需要改进的问题,教师要肯下功夫、愿意投入大量时间精力,用心揣摩,以有效提高教学效率,提高学生的自主能力,使学生的整体综合素质提高。 作者:王立艳 单位:河北省巨鹿县第二中学 高中生物实验教学研究:高中生物实验教学新模式研究 摘要:生物学是一门以实验为基础的自然科学。在新课程背景下的高中生物实验教学中,可以把部分实验设计成研究性课题,让学生进行探究,效果更佳。通过十年的教学经验,结合生物实验教学的特点和学生能力的培养,生物科学素养的形成,以植物向性运动的实验设计为例,探索出把生物学实验巧设成研究性课题的有效性教学。课题研究可采用实验研究法,按照课题研究的程序实施,即准备阶段、实施阶段和结题阶段。并分别对这三个阶段的任务作了部署,为生物实验教学提供参考。 关键词:生物实验教学;研究性学习;研究性课题 据新课改后高考趋势来看,生物题量并不多,但是生物实验题年年都涉及,分值也较高,重在考查学生的实验探究能力和学生的生物科学素养的形成,为此,教师应该重视生物实验教学。常见的生物实验有探究性实验和验证性实验,在这两类实验教学中,教师都可以把研究性学习的特点、方法和过程运用起来,特别是探究性实验更为突出。研究性学习是学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选择和确定课题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识并解决问题的学习活动。在生物实验教学中,可以把某些实验设计成一个课题让学生分组研究,从而更好地培养学生的实践能力和创新精神,以及学生生物科学素养的形成。 1.准备阶段 准备阶段即问题情景阶段,对于植物向性运动的实验设计这个实验与高中生物中的其它实验在时间限制上有所不同,很多实验可以在一课时内完成,而此实验在一课时之内或更多课时都不能完成的,教师最好把此实验转变成一个课题,让学生成立生物课题兴趣活动小组,对这个实验展开研究。 1.1成立生物课题兴趣活动小组 新课标教学下,要求学生重点掌握植物向光性及向地性实验设计,还可以设子课题。为此,教师可以安排学生自由组合成课题小组。在成立课题小组时,要根据学生的兴趣进行组合,三至六人一个课题小组。这样,每个班就有多个课题小组,分别研究这两个实验。笔者所教的班级学生就是按这个方法成立的课题小组,便于每组中的各个成员都能够相互配合,不会半途而废。 1.2选择并确定课题 根据学生成立的课题小组,每组自行选择并确定好课题,每个班至少有两个不同的课题:一是植物向光性实验设计,二是植物向地性实验设计。尽可能地鼓励学生设立子课题进行研究。 1.3查找资料 研究性学习是一个开放的学习过程,在学习中,要培养学生围绕研究的课题主动地查找、收集、加工和利用信息的能力。教师应指导学生查找有关的资料、文献、书籍等,教学生查找资料的方法并制作资料卡初步处理资料、查找资料,可以了解国内外研究现状,取得的进展,遇到的问题,能否开题。 1.4填写开题报告书 学生已经确定了课题,查找了资料,但是还有其它的条件必须具备,如实验材料、器材、药品等,有了这些条件,此课题是否能长期实施下去,值得学生思考。所以教师应该指导学生填写开题报告书,制定研究计划、实施方案、成果预期等。经指导教师审阅后,如果条件具备,则进行开题报告会;如果不具有可行性,则教师要帮助学生寻找不具备的器材、材料等,让每组的课题都能实施。 1.5撰写准备阶段阶段性总结 在准备阶段学生完成了成立课题小组、选择和确定课题、初步查找资料和填写开题报告书等任务,教师应该要求学生写出这一阶段的阶段性总结,从而使学生体会此阶段的感受与阶段性成果。 2.实施阶段 实施阶段即实践体验阶段,在确定需要研究解决的问题以后,学生要进入具体解决问题的阶段,通过亲身参与研究探索、体验形成一定的观念、态度,掌握一定的研究方法。实施阶段占用的时间比准备阶段和结题阶段的时间要长,是课题式研究的主要环节。 2.1指导学生实验材料的选取 教师在研究性学习中起指导作用,教师应指导学生选取合适的材料,如植物幼苗(玉米、小麦等),刚萌发并已长出幼根的蚕豆种子或玉米种子等,分别为植物向光性和向地性实验设计的材料。当然,鼓励学生尝试用其它材料做此课题,通过实验对照,探索出影响植物向光性和向地性的外界因素和内部因素,使实验结论更具有说服力。 2.2指导学生的实验步骤 本实验不一定在实验室做,可以在家中或其它合适的地方做,教师在此过程中起指导作用,学生遇到了什么疑问或者每天观察到的现象,要作好记录,最后由组长与老师和其他同学交谈,分析讨论产生某现象的原因。研究性学习要求教学中要改变教师的教学方式和学生的学习方式,为学生构建开放的学习环境,提供多渠道获取知识,并将学到的知识应用于实践的机会,促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养创新精神和实践能力。教师不能先告诉结果,要由学生自己去探索、体验得到结果,学生要对观察到的现象、结果作好详细的记录。实验过程直接影响到实验结果,教师应作为学生学习的组织者和指导者,指导学生做此实验。其实,在此过程中就无形的建立起了新型的师生关系,学生也体会到了科学家探索真理的艰辛。在探究过程中学生的生物科学素养是自然感知的,不是教师传授的,这正是现代教育中提倡对学生优秀素养的培养的要求所在。 2.3初步的交流 不同课题小组得出结果后,要进行初步的交流。讨论、思考产生不同现象的原因,比如植物向光性实验设计和观察这个课题,如果材料完全相同,但实验结果有所不同,可能就是外界条件控制得不一样,如单侧光照射或密闭黑暗盒子是否控制得严密等等,出现这些问题,学生应该交流,找出失败原因。常言道:“失败是成功之母”,教师应该给学生信心,重复实验,直到成功。学生通过在小组内或小组间充分交流,学会认识客观事物,认真对待他人意见和建议,正确地认识自我,并逐步丰富个人的研究成果,培养科学精神与科学态度。学生通过科学的研究方法,经过教师的精心指导,经过初步的交流,得出结果。 2.4撰写实施阶段阶段性总结和中期汇报 实施阶段是课题研究的主要阶段,也是中心环节。此阶段学生完成了收集资料、实验材料的选取和实验实施步骤等任务,教师应该要求学生对此阶段作阶段性总结和研究中期汇报。通过总结,学生懂得科学家们探索真理的艰辛、实事求是的科学态度及科学的研究方法;通过中期汇报,指导教师也能充分了解学生对课题研究的进展、遇到的困难和下一步的计划。 3.结题阶段 结题阶段即表达交流阶段,是研究性学习的最后一个阶段,也是一个必要的阶段。在这一个阶段,学生要将对可统一研究的所有资料、实验过程记录和实验结果等数据,进行整理、总结、提炼,形成书面材料,撰写出课题研究结题报告。 3.1成果的展现 成果的展现形式具有多样化,经过学生做完此实验后,以课题组为单位,可以撰写实验报告,撰写科研小论文,也可以展现实验设计方案与装置等。在此阶段还可以开辩论赛,学生通过辩论、交流分享研究成果,在交流中,学生会懂得欣赏和发现他人的优点,学会客观地分析和辩论地思考问题。有的课题组可能会得出错误的结果,教师应该鼓励学生、帮助学生找出实验失败的原因,并纠正错误。虽然结果错了,但是在此研究过程中,学生同样获得了很多知识,研究性学习特别注重过程的体验,关注学生在过程中学习,在过程中成长。 3.2心得体会 结题后,教师最好再安排学生写一篇研究过程的心得体会,与学生做朋友。教师去了解学生的想法,有什么样的成果或建议,对合适的建议教师应该采纳。只有这样,教师才能更了解学生,教师作好教学反思,从而为高中生物学实验带来一定的参考性和指导性,使教学效果更加完美。通过此课题,原本是一节课或多节课都完成不了的实验,却把它设计成学生课题来研究,大大提高了生物实验教学的实效性。除此之外,还有其它实验如《甲状腺激素对蝌蚪变态和发育的影响》、《探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度》、《设计并制作生态瓶》、《果酒和果醋的制作》等也可以用此方法教学。教师把“三维”教学目标带进了生物实验教学课堂,展现了良好的教学效果。在研究过程中,学生体验了生物科学家们探索真理的过程,学生具有一定的收集、分析和利用信息的能力,学生学会了团结、分享与合作精神,树立起了一定的科学态度和科学道德,提高了学生的创新能力和实践能力。 作者:万显发 单位:铜仁市民族中学 高中生物实验教学研究:高中生物探究性实验教学方法 随着素质教育的不断深入,课堂教育教学改革持续推进,高中生物教学也要积极改进和创新教学方法,以期不断提高高中生物教学的质量。笔者经过实践与探索,认为探究性的教学方法能够让学生积极主动地去学习生物知识,将生物教材中的验证性实验转变为探究性的实验,可以满足学生的实际需求。通过探究性实验教学能够使学生的实验操作技能得到提升,也能够使学生的探究能力得到提高,形成科学的学习态度,保证生物研究性学习目标的顺利实现。本文拟就高中生物探究性实验教学方法进行分析和研究。 一、做好高中生物实验准备,丰富学生的生物知识 笔者认为,在高中生物教学中,实验教学是比较重要的内容之一,在生物实验教学时,为了提高实验效果,教师一般应在实验前都做好相应的准备工作,在教师的指导下,学生完成生物实验操作。但是目前的现实情况是,在一些课堂教学中,在学生实验准备方面还很少受到关注和重视。其实在学生学习新知识前,是有必要为学生提供一些他们熟悉的材料,并让学生对这些材料进行学习和熟悉,通过人为的方式将材料中的一些与新知识有关的内容纳入到学生的认知结构中,从而使学生能够更好的了解利用这些知识。高中生物实验教学也应使如此,在组织学生进行探究性实验时,在有些工作上教师不能完全替代学生,也要为学生提供自主操作和学习的平台,教师只是学生学习的引导者和组织者,以平等的身份参与到生物实验研究中,不能用自己的思路和想法左右学生,使实验达到既定的结果。需要坚持学生在生物实验中的主体地位,为学生提供更多的信息与资源,启发学生,引导学生,让学生产生疑问,提出疑问,并积极探究和创新,强化学生的思考能力,使学生在探究性的生物实验中发挥自己的智慧与能力。实验前,教师应为学生提供有价值的信息,比如在进行“可溶性还原糖的鉴定实验”时,教师就可以先组织学生查阅资料,并思考问题,诸如可溶性还原糖主要有哪些?可以使用哪些试剂鉴定可溶性还原糖?使用什么样的实验材料才能够获得更明显的结果。学生在实验材料搜集以及准备的过程中能够获得更多的知识,并且对于探究性实验的开展也是极为有利的。 二、重视探究性实验方法,提升其有效性 一般情况下,探究实验的方式就是准备、实验、总结、深化等过程,准备环节,教师需要有意识、有目的的诱导学生,让学生能够明确认识探究的目的以及途径,实验过程中,教师需要指导学生明确观测的方法,对实验的原因进行分析,把握好时机诱导学生,使其认真思考。如果在探究性实验中,教师能够把握好时机,创设带有疑问的情境,就能够达到良好的效果。比如在进行“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验时,学生使用花生、白萝卜和大豆进行实验,经过检测发现花生中含有脂肪,白萝卜中含有还原糖,大豆中含有蛋白质。这种实验比较简单,而且成功率比较高,因此教师就可以在实验中提出问题,为什么只选择这三种材料进行实验,可以用其他材料代替吗?让学生尝试思考使用其他材料代替实验,并验证结果。然后在引导学生思考,生物组织中只是含有一种物质吗?比如花生中只含有脂肪吗?还有没有其他物质?这样学生就会意识到生物组织中不只含有一种物质,然后进行实验探究。通过这种方式,让学生自己进行思考,教师只是实验的组织者,让学生自由思考,深入探究,从而提高其探究意识能力。 三、注重学生的参与性,认真分析实验结果 在传统的生物实验教学中,教师只注重实验的结论,对实验过程基本是忽视的,这种教学方式无法将学生的智慧能力展现出来。应组织学生进行科学、实事求是的实验,让学生在实验过程中积极探究和明白创新、协作等精神,能够积极参与到问题的探究与解决中。生物实验教学中,教师要注重学生的实验过程,了解学生在实验过程中遇到的问题,并进行科学的分析,才能够更好地分析实验的结果。总之,探究性实验教学没有固定的教学形式,但是对于学生学习能力、探究意识以及创新精神的培养都是极为有利的。高中生物教师应提高对探究性实验教学方法的重视,积极开展探究性实验,大力激发学生对生物学习的兴趣,不断地促进学生的全面发展。 作者:孟庆华 单位:松原市第二高级中学 高中生物实验教学研究:高中生物实验教学的策略 摘要:实验是生物学形成和发展的基础,实验教学在中学生物学教学中有着举足轻重的作用,是教学过程中重要的组成部分。传统教学中生物实验教学长期以被认为是理论教学的补充,从属于理论教学。随着新课程的推进,高中生物课程中加大了实验教学的比重,力图通过实验教学激发学生的学习兴趣,培养学生的各种能力和科学态度。就优化高中生物实验教学的策略进行探讨。 关键词:高中生物;实验教学;策略探讨 实验教学是生物教学中不可替代的组成部分,通过实验来探究生物的规律,不仅能帮助学生理解和掌握生物学知识,而且还能培养学生的创新思维、观察能力、实验操作能力以及分析解决生物学问题能力,实验教学是达成高中生物教学目标的有效途径。新课程增加了教材中实验所占的比重,突出了实验教学重要地位,将发展学生的科学探究能力和增强学生的生物学实验的基本技能列入了具体目标。而且从理科综合测试的发展趋势来看,实验试题着重于考查学生设计和完成实验的能力。可以说优化高中生物实验教学,不但有利于学生掌握知识和技能,而且是生物教学发展的需要,更是培养新时期人才的要求。本文结合教学中对高中生物实验教学进行优化的尝试,提出以下几点建议。 一、教师要转变教学观念,提高自身素质 传统的教学模式中,学生在实验教学过程中往往都是受教师支配进行操作,属于被动的接受,不能体现实验探究性的目的,对学生能力的培养和素质的提高更无从谈起。因此教师要积极转变观念,从思想意识上充分认识到实验探究对培养学生能力,实现新课程目标的重要性,才能真正改变实验教学的现状。由于新教材加大了实验教学的比重,增加了许多实验和实习的内容,这就要求生物教师必须加强学习,提高自身素质,除了具备较强的实验操作和一定的实验教学管理能力之外,还要有较强的实验创新意识,以适应新的教学要求。教师首先要对实验探究要有积极态度,坚定的信念,执着的精神,同时要善于学习和积累,不断提高自身素质和实验探究教学的能力。 二、完善实验教学设施 当前很多学校实验设备难以适应新的教学要求,实验教学受到场地、器材和设备的制约,导致学生无法通过生物实验教学理解和掌握教学内容,生物实验教学难以达到新课标的要求。学校及有关部门应对实验教学有足够的认识,根据新课标的要求,投入一定的经费配备必要的实验设备、器材等,支持实验教学的开展。另一方面教师也应刻克服困难,充分利用一些优势资源,充分发挥自己的创造力,利用现有实验条件,合理改进实验,完成教学目标。 三、优化高中生物实验教学过程 根据学生实验目标的不同可以将高中生物实验教学分为技能性实验、验证性实验以及探究性实验。教师要对具体的实验教学进行分析,根据不同的实验类型做好实验教学设计和规划,引导学生开展有效的实验教学。1.技能性实验以训练学生操作技能为主,目的是要通过实验让学生掌握仪器的规范使用,和生物实验基本操作技能。这种实验主要通过增加训练量来提高教学效果,孰能生巧,通过训练让学生了解实验中的一些常识,学会规范使用器材。2.验证性实验以检验已知的事实、概念或原理的真实性为目的所进行的实验过程,能有效培养学生掌握一定的知识和技能。可以通过优化教师指导以及将验证性实验改成探究性实验的策略优化验证实验教学。教师根据教材内容和学生经认知进行有针对性的指导,可以先让学生初步尝试,教师再根据尝试中出现的问题进行示范讲解,然后让学生再次尝试,直至基本掌握操作要领。另外就是尽可能的将验证性实验转换为探究式实验,从实验原理的角度和实验过程的角度将验证性实验改进设计为探究性实验。3.探究性实验是以实验者在不知晓实验结果的前提下,通过用实验来验证自己的质疑和假设,同归分析和思考最终归纳总结得出结论,形成科学概念的过程。实验探究法的一般模式是:问题诱导-产生质疑-大胆假设-实验验证-思考分析-归纳总结。探究式实验教学是教师发挥其主导作用和学生的主体作用,让学生通过一系列的自主探究实验,主动的掌握认识和解决问题的方法,通过研究客观事物发展的起因和事物内部的联系,发现其中的规律,最终形成对概念的认知。探究性实验中教师要设置有效的问题情境,引发学生产生质疑,将学生注意力吸引到教学内容上,然后让学生对质疑进行大胆的猜想和假设,并针对假设设计实验进行验证,在得到验证的成果之后进行思考和分析,最终归纳总是得出结论。例如探索蔗糖溶液质量浓度与植物细胞发生质壁分离和分离现象的关系,预测植物细胞细胞液的浓度等实验都可以用探究式实验进行验证。学生在探究过程中收集和分析得到的信息,并对信息进行加工和处理,有助于培养学生的各种能力和综合素质。 四、改进高中生物实验教学的评价体系 教学过程中的有效评价是不可缺少的,评价是教师了解教学过程、激励学生学习的重要手段。生物实验教学需要建立科学合理的评价体系,对实验过程与实验结果进行科学合理的评价,有助于优化实验教学,提高教学质量。在实际教学中,教师对学生充分肯定和理解才能让学生保持长久的学习兴趣,从而主动参与到生物实验教学的探究中去。优化高中生物实验教学对于高中学生来说,是提高生物教学质量的有效途径。伴随着新课改的不断深入,对生物教师也提出了更高的要求,要通过加强学习,提高自身的业务水平,认真钻研新教材,不断优化和改进高中生物实验教学有效性,提高教学质量。 作者:马衍红 单位:山东省泰安第一中学 高中生物实验教学研究:高中生物实验教学问题与对策 摘要:现阶段我国的教学改革有了进一步深化,在这一教学改革过程中,加强高中生物实验教学模式优化就显得尤为重要。高中生物实验教学是对学生的实践能力和理论结合的重要培养,所以要能在这一方面的教学中能得到充分重视。基于此,本文主要就高中生物实践教学的价值体现和存在的问题进行详细分析,然后结合实际对高中生物实验教学的优化策略进行探究,通过此次对高中生物实验教学的理论研究,希望对学生的学习实践能力加强有所裨益。 关键词:高中生物;实验教学;问题 一、引言 新课程标准的进一步实施下,也对高中的生物教学提出了更高的要求。以往的教学模式就不能有效适应当前的教学发展要求。现实的高中实验教学与国家新课程标准相去甚远,没有更高层面审视新课程标准,没有达到提高学生科学创新思维的目的,高中生物教学实验教学是对学生理论知识学习的验证,以及对学生实践操作能力培养的重要方法。在当前教学中还有着多方面的问题有待解决,加强对高中生物实验教学的理论研究对实际的教学发展就有着实质性意义。 二、高中生物实验教学的价值体现与问题分析 1.高中生物实验教学价值体现分析。高中生物教学中的实验教学是学生学习的重点,但也是教学的难点。由于实验需要的场所以及器材等都需要资金进行支持,一些学校由于资金的问题,就不能有效满足实际的教学需求,所以在实验教学方面就存在诸多问题。加强对高中生物实验教学,有着诸多的积极作用发挥,对学生的实践能力培养有着积极促进作用。学生在高中的生物学习过程中,有的一些生物知识点必须要通过实验教学才能得到解决的。学生在高中生物学习中的创新思维还不够,而在实验过程中,学生对实验操作的方法以及理论知识的运用等都能够起到综合应用的作用,让学生能够融会贯通,在创新思维上得到加强。并且在生物实验教学过程中,也能有效保障教学的质量和效率得到有效提升[1]。2.高中生物实验教学存在的问题分析。首先,教育主管部门问题。从当前我国高中的生物实验教学的现状来看,还有诸多方面存在着问题有待解决,这些问题主要体现在对新课程教学的理念没有重返全面的认识。新课程改革是对传统教学模式的突破,是对素质教学目标的追求,让学生掌握课堂的主体性发展地位。但在高中生物实验教学过程中,一些老师对新课程改革的一些要求等没有得到充分详细的了解,在教学理念上也相对比较模糊,这样就很难将实验教学的模式得到创新发展。再者,教师方面问题。高中生物实验教学中,在实验教学的理念上没有和时代教育的发展要求相契合。新课程教学对学生的创新思维以及实践能力的培养等比较重视,但是收到传统教学教学思想观念的影响,一些教师在实际的生物实验教学中,还没有将教学观念及时的转变。在具体的实验教学中,只是简单的进行操作让学生观看,学生的动手实践机会比较少。另外,学校方面的问题。高中生物实验教学中的实验教学条件没有得到满足。一些学校在实验的场地以及相关的器材仪器等方面都没有得到完善具备,就造成了实验中需求的器材等比较缺乏,这就造成了生物实验不能有效开封站[2]。还有是实验员自身的专业知识水平不高,在一些实验课程的准备工作做好,工作中缺乏有效管理,工作效率不高,而且实验教学本身繁琐,这就对生物教学的进一步发展有着很大的影响。除此之外,高中生物实验教学中的课时不足以及教学的模式没有科学化等问题也比较突出。在实验课程的模式上比较单一化,没有个性化的指导,学生对相关的实验也不感兴趣,老师在实验教学中的态度有待端正,这些方面的问题对学生的实验实践能力以及创新思维的发展都有着很大的影响,所以要充分重视这些层面的问题,并要找到应对的策略加以解决。 三、高中生物实验教学优化策略探究 基于以上问题笔者结合实际对高中生物实验教学的问题解决进行了策略探究,如下:第一,对高中生物实验教学进行优化要从多方面进行考虑,首先要能从实验教学的观念上进行转变,对生物实验教学的重视度要能得到有效加强。将高中生物实验室的教学成效进行有效提高,生物教学中,有诸多方面的内容都是需要进行实验才能解决的,所以要能在实验教学方面能够充分重视[3]。第二,高中生物实验教学中要将理论和实践两者得到有机结合。在思想观念上得到了转变之后,就比较有利于下一步的教学计划实施,也就是在教材的基础上,将理论和实践教学的结合能够紧密化,充分重视实验教学的理论知识运用。这样才能有利于培养学生的创新思维。高中的生物实验教学不管是必修的教材还是选修的教材,都要能够进行精心的设计,让学生的生物知识得到有效的运用,通过实验教学来加以呈现。第三,对高中生物实验教学要将生活和理论相结合,生物实验课程是和生活实际有着密切关系的,所以在进行实验教学过程中,就要将其和生活得到紧密联系,这样就能引发学生的共鸣,在知识的理解上就比较方便化。可以将生活中的一些生活实例在实验教学中进行融入,让学生对实验的价值作用以及重要性能够有充分的认识,并能够在相关实验教学下,认识到生物知识学习的重要性[4]。第四,对高中生物实验教学的模式创新要充分重视,并要在教学评价的方式上能得到充分重视,只有如此才能保障生物实验课程教学改革的进一步深化。 四、结语 总而言之,对高中生物实验教学过程中,要充分重视和学生的实际相结合,在实验过程中要注重学生个性发展,让学生的学习积极主动性在课堂教学中得到充分展示,这样才有利于学生的全面素质培养发展。通过高中生物实验教学提高了教师实验教学能力,提高了学生科学创新思维,提高学生综合素质。此次主要从高中生物实验教学的价值体现和现状进行了分析,并对教学的策略进行了探究,希望有助于实际教学发展。 作者:孙超
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一、体验式营销模式的概念 体验式营销是以顾客为中心,以产品为支柱,以服务为舞台,满足消费者的心理和精神需求。通过设计一系列的活动、场景和特定的设计体验,客户在制作过程中体验到美妙而深刻的印象或体验,并获得最大的精神满足感。体验式营销的出现表明企业不能只是关注产品本身的使用价值,产品延伸的内涵也要特别的光柱。只有这样,客户的价值才会更好地表现出来,也就是客户期望从特定产品或服务中获得的一组利益,包括经济、功能、心理效益,促进产品销售。在互联网时代中事情变得十分丰富的时候,人们对于价格也开始变得麻木起来,消费者更看重的是产品以及服务心理效益,这意味着人们的精神需求开始超越物质需求,开始变为人们主要的需求。体验式营销是以公司产品作为载体,人性化服务作为渠道,并以营销环境作为渲染,让客户在互动过程中超越经济水平的良好感受,从而激发客户购买或重复购买的意愿。公司在营销中获得利润,客户在体验中获得满意,最终达到最高水平的双赢局面。 二、体验式营销与传统营销的区别 第一,从重点角度来看,传统营销更注重产品功能和兴趣,而体验式营销则光柱客户体验。让客户积极识别和选择公司与产品,积极提出自己的产品设计意见,并参与产品设计和开发,人性化大大提高,其市场的导向作用也越来越强。第二,在进行消费者心理的分析中,传统营销的视角中,顾客是合理的购买决策者,并将其视为解决问题的过程。理性地进行分析,并最终做出决定。体验式营销则认为,顾客既理性又感性的,并且由于冲动和刺激下,客户具有相同的推理和购买的可能性。这为制定营销计划提供了基础,极大促进了创新和变革意识。第三,从体验式营销实际操作的角度来看,传统营销侧重于产品的分类和营销在竞争中的定位。体验式营销更注重为广大社会和文化背景的客户创造各种消费体验场景,这可以吸引到消费者的注意力。营销所发挥的作用会更加明显,对消费者的认知效应会更强。 三、体验式营销模式在市场营销中的具体应用策略——以迪卡侬企业为例 (一)迪卡侬简介 1976年,MichelLeclerq在法国成立了首家迪卡侬专业运动产品专卖店,开创了一种新的零售模式,将所有的运动品集中在商场内销售。自迪卡侬集团成立以来,逐渐发展为大型体育用品的零售商,同时还成了大型体育用品的设计以及生产商。 (二)迪卡侬桂林门店体验营销策略 1.产品体验策略 迪卡侬每年都会通过大量的新品来将企业的产品种类与类别进行扩大,在产品投入市场的同时,给消费者多种类相似产品的选择。其旗下的品牌主要有克丘亚山地运动系列、Tri-bord水上运动用品系列以及Kipsta团队运动用品系列等运动品牌。其中的每一款产品的使用及体验全部基于试用版与空间设计。不同级别的产品体验构成了一个产品体验的优秀梯队,在迪卡侬的商店中,每一个货架中的第一款商品代表的是该货架中说有产品分类。该产品会吸引顾客使用价格低但是性价比高的商品,如此抓住了消费者低价试用的体验心态同时生成了消费者的体验行为。这刺激了消费者心理并吸引客户进入第二中产品的体验。作为一家专业生产和销售体育用品的公司,迪卡侬在商场内销售各种运动商品,主要有各种流行的体育用品以及冷门的体验运动用品。商场内各种体育用品的层次齐全且明显,同时迪卡侬还提供无形的产品服务,比如自行车的安装及修理以及烫花印字等服务,收费也相对便宜,并保证质量和速度。这样做是为客户根据自己的特殊需求提供一系列支持性后续服务。 2.价格体验策略 迪卡侬主要采取了低价策略。通过研发团队和技术团队的合作,企业可以降低生产成本,尝试在全球范围内寻找合适的材料,并在合适的时间使用人为策略控制成本。充分发挥价格优势,消费者被低成本体验吸引,低价购买和低价体验的相结合使价格体验成为一种体验方式。低成本的商品体验已经成为刺激消费者购买的重要方法。 3.服务体验策略 迪卡侬门店拥有完整的服务体验。(1)安全服务。一方面在货架周围进行安全巡逻,以在保证商店安全的同时保护客户的安全。(2)培训服务。正在进行体验活动的客户的身边通常由具有专业体育知识的服务人员跟踪指导。(3)售后服务方面,迪卡侬专卖店有30天免费退换,并有售后维修部门。(4)会员服务,其分为两类,一类是免费自助商店,一类是官方网站,成为会员后,消费者便可以对迪卡侬的相关活动信息与运动只是共享进行自定义。会员还可以享受购物优惠,当积分达到一定标准时,会员可以凭借积分兑换礼品或者是代金券。由于产品质量或数量的召回事件,迪卡侬会及时通知会员。 四、结语 综上所述,与市场营销相比,体验式营销模式可以让消费者的个性化需求得到更好的满足,所以体验式营销开始被各个行业重视起来。以迪卡侬为例,由于体育用品超市是将顾客作为中心,也是具有其营销的宗旨以及自身特点的,开展体验式营销可以说是迪卡侬体育用品店发展的必然趋势,也是其参与业内激励竞争的一大法宝,这种模式显然有其合理性,值得其他企业学习与借鉴。 参考文献: [1]刘涛.企业体验营销策略分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010(09) [2]陈芳怡.体验营销策略对运动服装品牌形象的影响研究[D].北京服装学院,2016. [3]李珂.基于顾客满意的咖啡馆体验营销策略研究[D].河南科技学院,2016. 作者:车晓东 单位:陕西服装工程学院
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基础医学实验教学研究:基础医学创新性实验教学中的应用 1科研与教学相结合模式 1.1创新性实验教学的实施(1)辅导与培训:对学生进行理论知识与科研方法的辅导和培训,介绍科学研究所涉及的选题、提出假设、验证假设、查阅文献、常用实验技术方法、统计学处理及论文撰写等主要环节。(2)实验准备与预实验:指导学生针对实验题目进行文献查阅,明确实验原理,写出实验方法和步骤,着手进行预实验。(3)实验过程:按照制定的实验步骤,在导师的指导下完成实验内容,小组成员密切配合、分工合作,根据每一步的实验结果及时调整方案,定时召开实验结果汇报会,讨论实验中遇到的问题,由导师指导进行实验方案的调整与改进。(4)实验总结与评定:对实验数据进行分析,得出实验结论,写出研究报告,组织进行论文答辩,导师组依据学生的研究报告、答辩情况等对学生的科研能力和成果进行评定。(5)可持续发展:在完成创新性实验的基础上,导师指导学生自主进行文献查新、发现新问题,自行设计课题,进行大学生创新性项目申报,以达到可持续发展,协助学生撰写科研论文。 1.2实验教学效果评估建立教学模式的综合评价和质量评估体系,对该项目开展效果进行评价。 2创新性实验项目实例 2.1形态学基础医学实验项目(1)"导师制"实验小组:选定五年制临床医学专业学生开展试点,第一轮自2010年级学生开始,于一年级下学期遴选部分学生进入实验小组。之后,每年再从低一年级的学生中纳新,实现梯队建设。(2)实验项目设计:根据教师科研项目内容整合《MMP-9在肝癌及慢性肝脏病变发展过程中的表达及意义》实验项目,实验内容涉及《组织学与胚胎学》、《病理学》等多门形态学基础医学的实验教学内容。导师指导学生了解实验步骤与技术方法,由学生制定相应实验方案。(3)实验方案:①肝癌石蜡切片制备:从临床上获取肝癌标本进行切片技能的操作;②免疫组织化学染色:包括抗体孵育、显色、复染及封片;③形态学观察:对照肝脏的组织学结构,对肝纤维化、肝硬化及肝癌等多种病理学变化进行观察学习;④分析MMP-9表达在肝癌及慢性肝脏病变发展过程中的意义;⑤撰写实验报告。(4)考核与评价:导师组对实验小组进行量化考核:文献查阅(10%)、实验方案制订(20%)、实验操作(20%)、数据分析(10%)、实验报告撰写(25%)及答辩(15%)。(5)教学成效:通过实验项目训练,学生既能协助教师完成科研项目内容,更重要的是还完成了多门交叉学科常规教学中的5个实验项目学习:《组织学与胚胎学》之“组织切片制作与观察”、“消化腺之肝脏结构”,《病理学》中“肿瘤”、“消化系统疾病之病毒性肝炎和肝硬化”、“消化道恶性肿瘤之肝癌”等,教学效果良好。 2.2生物化学与分子生物学实验项目实例(1)“导师制”实验小组同前。(2)实验项目设计:根据教师立项的科研内容整合实验项目《cystatins家族基因在癌相关成纤维细胞中的表达》,实验内容涉及《生物化学》、《医用细胞生物学》及《分子生物学》等多门学科的部分实验教学内容。(3)实验方案:①提取成纤维细胞RNA及蛋白质;②将RNA逆转录成为cDNA;③设计相应指标(包括GAPDH内参)的引物,进行PCR,获取相应产物;④蛋白质凝胶电泳及Westernblot分析;⑤分析目的基因/目的蛋白的表达差异;⑥对实验数据进行统计分析;⑦撰写实验报告。(4)考核与评价:同前。(5)教学成效:指导学生完成了常规教学中的4个实验项目的学习:《生物化学》之“分光光度计技术”、“电泳技术”等;《生物化学》之“肝脏DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳与测定”;《分子生物学》之“蛋白质醋酸纤维素薄膜电泳”;《医学细胞生物学》之“细胞形态结构的观察”等。 3总体教学成效 通过实验小组成员与接受常规实验教学的学生进行实验操作及理论知识的考核比较中,发现实验小组学生在自主创新、文献检索、实验动手、语言表达、科技写作及逻辑思维等综合能力远高于接受常规教学的学生。学生在实验进展中既能协助教师开展科研工作,还能够高效地开展融汇多学科的基础性实验项目,摒弃了单学科、简易粗浅的实验内容,学生的创新性实验能力得到训练和提高,收到良好教学效果,且能每个实验小组均能以团队形式自主地申报各级大学生创新性科研训练项目,达到创新科研能力的升华。 4存在的问题 两年多的教学改革实践表明,科研与教学相结合模式在基础医学多学科的实验整合教学中具有较强的可行性,但是在具体实施过程中也还存在一些问题,如本轮的教学改革仅在临床医学本科专业部分学生当中试点开展,覆盖面仍不够广泛,目前由于科研资源的有限性导致吸纳进入实验小组的学生人数有限,导师的人数及科研室硬件的不足难以满足更多本科生尽早进实验室的愿望;再者,学生对实验原理与方法的掌握还不够扎实,阻碍了实验效率的提高;另外,学生在科研实验室的教学效果具体评价体系也还有待完善。这些问题还需要在进一步的教学探索中不断加以解决。 5结语 创新性实验是教学改革的一项重要举措,为创新性人才培养构建良好的平台。实践表明,科研与教学相结合模式是实现基础医学交叉学科实验教学内容的创新性改革的重要途径,更是培养学生创新意识和创新能力的必由之路。对于旨在培养应用型人才的地方性本科院校来说,该模式值得加以深入探讨与推广。 作者:谢群林扬元林丽彬林志萍杨学明许莉妍单位:莆田学院基础医学院 基础医学实验教学研究:基础医学实验教学体系的改革 一、基础医学实验教学课程体系改革拟解决的主要问题 1、教学方法及手段落后传统的实验教学,老师先讲理论,原后给学生示教,学生再按实验步骤进行操作。在实际操作中,忽视了学生实验综合水平能力的提高以及学生学习的主动性、创造性、积极性的培养,缺乏运用基本知识、基本理论、基本技能解决问题的能力。加上实验室管理体制上的弊端,使实验教学受人力物力限制,设备陈旧,教学手段落后,计算机多媒体等现代化教育技术尚未较好地在教学中得到应用。 2、缺乏有效的实验教学质量评价方法教学质量的评价是引导教师改进教学方法,提高教学质量的重要手段。我国高职医学教育实验教学一直缺乏系统科学的教学质量评价方法。实验教学的考试只注重结果忽视过程的评价,只注重考核学生对理论知识的记忆和实验操作技术的熟练程度,忽视了学生要掌握实验操作技术要领外,还要运用基本知识、基本理论、基本技能解决问题的能力的评价。 二、基础医学实验教学课程体系改革研究的对象和内容 1、医学专业培养目标是培养具有较扎实基础知识和熟练掌握专业技术的高级专门技术人才医学教育实践性很强,根据医学教育的规律和专业培养目标的要求,根据实践能力和职业岗位能力培养的关系,确定实验教学的教学模式、教学方法及教学。“三早”(早期接触临床、早期接触科研、早期接触社会)成为学校医科培养高素质人才的重要举措。 2、构建新的高职基础医学实验教学课程体系构建新的高职基础医学实验教学课程体系创新实验教学,对原来单一、陈旧的实验教学内容进行调整,对零散于各学科的实验教学内容进行有机地重新组合,根据临床护理所需技能重构基础医学实验教学内容,将传统的验证性的动物实验改为临床护理技能训练,着重培养学生实际操作能力,形成贯穿于医学高职教育全过程的新的实验教学内容体系。为卫生高职教育寻找一条适合基础医学教育课程体系。丰富、发展高职医学教育。 3、改革实验教学的教学方法和手段采用多种教学方法,如分组实验法、角色扮演法、计算机模拟实验法。现代化教学手段在教学中的应用是我们改革教学方法和提高教学效果的一项重要措施。借助现代教育技术,综合使用教学网站、电子教案、电子课件、计算机辅助教学、多媒体网络平台等多种教学手段;以视频和动画教学为突破口,加强VCD、DVD教学资源的建设。基础联系临床,理论联系护理工作实践。进行开放式实验教学,组织学生到医院见习和参加社会实践,融“教、学、做”为一体。目前,中心拥有数码互动显微教学系统、数字解剖实验室教学系统、形态学多媒体网络教学系统等一批可以满足现代基础医学实验教学的仪器设备。 4、改革传统的学生评价手段和方法,将“过程评价”与“结果评价”相结合“过程评价”包括每项实践任务的出勤及操作技能达标情况,课外作业和实践报告的完成情况,课堂笔记及随堂小测试的成绩。“结果评价”包括平时理论测验、操作技能考核及期末书面考试的成绩。 三、基础医学实验教学课程体系改革的应用价值 1、利用组织学、细胞生物学和病理学一些有学习价值或有代表性实验教学积累和科研成果,结合组织学与胚胎学实验教学的需要,对现有的实验项目进行改革。通过学生自己动手对实验动物进行操作,给予实验动物施行人工因素的干预,模拟异常发生过程,使动物正常形态结构发生改变,然后制作组织切片并通过观察(包括显微镜观察)记录实验过程,分析实验结果,得出结论,完成实验报告。培养学生提出问题和独立解决问题的能力,使学生得到初步的科研训练和具有创新精神。 2、在实验教学方法改革中,针对不同模块的特点,采用不同的教学方法,激发学生兴趣,增强教学效果。形态学的解剖学应用“学生学在先,教师导在后”的“三段五自”教学法(理论教学阶段-尸体操作阶段-课堂演讲阶段;自读教材、自剖标本、自查标本、自我总结、自我演讲)、病理学的“CBL教学法”、组织胚胎学的“分层实验学习模式”;机能学实验教学中采用“以疾病为主线的PBL教学法”等形式多样的教学法,培养学生自主学习的能力。 总之,对基础医学实验教学改革,逐步摸索和形成了分而不离、合而不拘、方向一致、互为推动的特色。在尊重相关教学规律的原则下对实验教学内容进行合理的优化整合,整合的同时适当保留原实验项目中的基础性、经典性实验内容。而实验教学以提高教学质量、培养技能型人才为最终目标,共同推进基础医学教学改革。 作者:涂开峰单位:黄冈职业技术学院 基础医学实验教学研究:实验教学的基础医学论文 1基础医学实验的实践性特征 应用型人才的培养以能力培养为中心,这种能力的优秀就是实践能力。对于医学本科学生而言,这不仅包括了实验能力、实训能力和实习能力,还包括在能力实现过程中必备的理论知识和良好的综合素质。其中,基础医学实验是诸多知识、能力和素质中最基本和最基础的,一方面是因为基础实验先于专业实践,学生对人体与动物、活体与尸体、细胞与细菌等各种实验操作都主要在基础实验中进行,具有很强的直观性和可操作性;另一方面,与单纯学科理论课相比,医学实验具有人数少、互动多、时间长、分组分批、开放式和易于个性化教学等特点,使基础医学实验在培养创新能力、沟通能力、科研能力和团队精神等方面比较有优势,兼具较好地开展素质教育的功能[3]。而现有学科模式的基础实验教学,由于长期依附于学科理论,处于从属地位,使得实验教学的重要作用难以发挥。 2构建基础医学实验教学体系 2.1目标构建基础医学实验教学目标的构建必须符合本科应用型人才的知识、能力和素质三方面协调发展的要求,要以实验能力培养为主线,在整体水平、细胞水平和分子水平3个层面,使学生全面、系统地掌握与现代实验技术相关的基本理论、基本知识和基本技能,养成初步的科研能力和创新能力,培养良好的团队精神、沟通能力和职业素质[4],构建一个相对独立、内在统一的基础医学实验教学体系。 2.2基本框架基础医学实验教学体系由独立实验课程、课外实验项目和基础医学实验中心3部分构成。 2.2.1设置独立实验课程,明确其优秀作用按照基础医学学科的内涵和相互间的关联进行系统整合,将基础医学实验分设成形态实验学、机能实验学、分子医学实验学和病原生物实验学4门独立的实验课程。形态实验学以组织和器官系统为中心,融合组织学与胚胎学和病理学实验内容,主要培养学生对正常与异常、镜下与肉眼形态的观察、识别技能;机能实验学以整体和器官机能为主线,整合生理学、病理生理学及药理学的实验内容,主要培养学生掌握认识机能、机制的技术与方法,以及分析问题、解决问题的能力;分子医学实验学则以现代分子生物技术为特征,有机地组合生物化学与分子生物学、细胞生物学、免疫学的实验内容,重点培养学生掌握对各类分子成分进行分离、检测等的现代生物技能;病原生物实验学以寻找和识别病原为重点,整合微生物学和寄生虫学基础性实验,主要培养学生认识和鉴别病原生物的技能[5]。上述的课程化模式是基础医学实验教学体系的优秀,以此来制订课程教学计划、教学大纲并组织实施。在教学内容上,取消或大幅度减少验证性实验,大幅度增加跨学科的综合性、设计性和研究性实验项目,实现实验教学内容由单学科、低水平向多学科、整体性、高平台转变,使实验理论知识与基本技术、新技术有机结合;在教学方法上,充分运用多媒体现代教育技术,引入PBL和CBL等方式的教学,使实验教学的方法和手段向现代技术型转变。 2.2.2规范课外实验项目,固化其辅助功能作者将实验室开放、实验室基金、学术基金、年度实验竞赛和教师课题等5个课外实验教学项目整合为二大类,一类以培养操作动手能力为主,包括实验室开放和年度实验竞赛项目;另一类以培养创新能力与学术能力为主的项目,包括实验室基金、学生学术基金和教师课题项目。学生可根据自身的具体情况选择。将课外实验活动纳入基础医学实验教学体系,并将其系统化、规范化、常态化、制度化,可使课外实验活动与课堂实验教学有机结合在一起,课外实验能较好地补充课内实验教学的不足,更好地促进学生创新意识和能力、人际交流能力、协调能力、团队精神及个性化等的培养,切实体现其教学辅助功能[6]。 2.2.3设立基础医学实验中心,形成统一管理平台要实现上述实验教学的改革,设置与之相适应的管理机构是非常必要的[7]。本院组建了基础医学实验教学中心,并下设形态学、机能学、分子医学、病原生物学4个实验室,各实验室与4门独立的实验课程相对应。基础医学实验中心统一规划、建设和管理,统筹安排各类课内外实验教学活动,实现人、财、物等各种资源的共享,为实验教学体系的运行提供了较好保障。 3新、旧基础医学实验教学的比较 3.1教学计划的比较以本科护理学专业为例,与旧的基础医学实验教学比较,实验教学体系的设置体现了一种多学科的综合实验技能的培养,教学时数显著增加,综合性、设计性实验比例大幅度提高,考核要求更加严格和全面,对培养本科应用型人才的实践能力具有更大优势。 3.2教学效果的比较近3年来,通过实施新的实验教学体系,改革的效果已逐步显现。学生对实验教学重要性的认识。学习的主动性以及参与研究的积极性显著提高,实验考核呈现出常态结果;教师对教学目标更为明确,教研项目、论文数量及水平均有较快提升,教学大纲、实验报告、考试总结及课程质量评价等更加规范完善,以基础医学实验中心为平台的实验室建设投入也大大增加,教学改革成效显著。 4新的实验教学体系运行中需注重的问题 4.1发挥教师的主体作用参与教学改革的主体是教师,教师的认识和做法是否正确关系到实验教学改革的成败。教师需要转变重理论、轻实践、轻实验能力的传统观念,学习领会应用型本科人才培养的深刻内涵,明确实验教学的重要作用,充分发挥主观能动性。在实验教学改革上,从教育理念、教学目标、教学内容、教学方法、教学评价等多方面与本科应用型人才培养的要求接轨[8]。 4.2正确处理实验与理论的关系学科理论依然是整个基础医学教育的主体和基础,直接或间接地指导着实验教学,实验的设计、原理、结果(现象)的解释主要依据理论知识进行,但实验教学有其独立性,特别是操作技能、技术创新以及跨学科的综合性、设计性实验等方面,学科理论是无法替代的。因此,理论教学与实验教学应当是本科应用型人才培养的2个不同方面,互为依存、相互促进。 4.3明确课堂内、外之间的关系实验教学课程化后,课堂教学随之成为实验教学的优秀,以课堂为主体,以课外为辅助,二者互相协调、相互补充,共同构成了新的实验教学模式。事实上,由于课堂上学生相对较多,设备有限,学生个体操作动手的机会是有限的,课外的实验室开放等项目反而成了强化学生实验技能的重要方法[9]。 4.4提高跨学科的实验融合跨学科实验内容的融合与设计是改革的重点和难点。本着先易后难、先生理后病理、先基础后临床的原则,优先选择相近学科如与分子水平相关的生物化学、生物学、免疫学,与形态学相关的组织学、病理解剖学之间进行融合,最后以细胞水平、整体动物水平和分子水平实验串联多个学科,以实现教学内容与教学目标的良好对接[10]。 4.5改革考核评价模式实验教学具有特殊性,要全面评价学生实验能力是较为困难的。本院设计了以实验能力为优秀的多元化综合评价方法,将实验能力分解为2个部分:(1)软指标如沟通能力、创新意识、团队精神和科学素养等;(2)硬指标如实验报告、操作能力、操作考试、项目完成和论文质量等。每个指标由若干个项目组成,通过权重分配确定项目得分,并依据各类别所占分值最终评定课程成绩。 作者:张晓林唐冬生刘芳龚道远刘爱平杨安平单位:佛山科学技术学院医学院 基础医学实验教学研究:基础医学实验教学问题试分析 一、新时期基础医学实验教学研究的重要意义 现代医学教育,其目标在于培养现代化实用人才。因此,传统教育中以理论教学为主要教学方式的教学已然不能满足现阶段人才培养的基本需要求。从这个角度出发,时代赋予了我们新的使命,那就是要推行基础医学课程的实践性教学内容。只有将优秀放在实践性教学当中去才能将学生学到的理论知识真正转化成为其的实践经验,从而帮助他们更好的掌握医疗技能。当前社会需求的是高素质的综合性人才,以往传统的单一实验教学模式需要进一步改进,我们的基础性目标是打造基础医学实验教学的整合性实验平台。在这个平台上真正实现医学不同学科之间的相互融合并能够在理论教学中结合实验教学来培养现代化有用人才。 二、现阶段基础医学实验教学策略分析 (一)关于新实验课程体系的建立 首先,我们要确认我们所要建立的实验教学模式的基本特点:1、整合性;2实验性;3学科交叉性。在这些特点的基础上,实验中心的建立将突破传统的学科界限以达到最大交叉性和整合性。在整个实验教学体系中,整个实验项目将分为一下几个具体实验教学环节:第一,基础性实验环节,在这个项目当中,将对学生教导最为基础技能和操作。举个例子来说吧,就像是生理基础实验和实体解剖操作等等。我们在实际教学过程当中要注意引入经典的炎症性实验,这对于学生掌握人体生理状况和形态结构是非常有帮助的;第二,综合性实验教学环节,在这个环节当中主要是训练学生对现有实验技能和知识进行综合性实验的环节。与上一环节基本相同,这个环节也包括了基础实验和经典实验。该项内容的实验教学主要是为学生打下牢固基础以便进行高层次的实验教学;第三,设计性实验环节,在这环节当中学生成为了实验教学的主体,我们可以让学生更具自己的兴趣来选择实验题目,这个环节将充分调动学生自身的主观能动性,以便提升其整体的综合素质。 (二)关于实验教学同临床实践相结合的教学方式 实验教学模式当中,如果能将自身的实验教学与科研项目相结合的话,就能最大程度的刺激学生创新艺术和创新能力。笔者认为,对于这项教学可以一分为二,将班级中有能力的和有强烈进步欲望的学生引进到探究性实验当中去,并由专业老师进行专项知道开展多种实验技术的基础实验,如果能在实验中有所发现或者能获得一定城轨后,教师可以安排学生进一步的开展高端医学性研究,要知道,实验和探索的乐趣总是学生所大力追寻的。 三、PBL教学法基础医学教学中的应用 在教学过程中,学习者——学生是主体,而不是传统教育中的以教师为中心,以学生为中心,教师是学生学习的支持者,教师的任务不仅仅是传授知识,而是促进学生学习及使学生获得学习能力,教师的教学效果以能否促进学生的学习及能否促进学生学习能力的获得作为评判标准。首先,取消各门基础课程学科教学,改为以临床问题为引导进行基础课程学习,打破了基础理论知识的完整性,使得推理能力和自学能力较差的学生不能适应这种教学方法;其次,高校扩招解决了高中生升学难的问题,也为高校的发展提供了新的机遇,但教学资源与师资力量不足,对PBL教学法的顺利开展带来一定困难。由于学生一入学就接触临床,某些课程必须按要求配备专业教师,每5一7名学生配备一名辅导教师,这就需要一支庞大的教师队伍;第三,为保证PBL教学法的顺利进行,必须向学生提供足够的参考书和电教设备以及实践基地,因此需要财力上的支持。 四、结束语 总而言之,当前社会医学人才需求量在不断增大,同时,医学人才的标准也在向高素质和综合性强的这两个方面靠拢。基础医学课程是整个医学体系的基础,是每个大学生所要打牢的地基所在。然而,在传统的教学方式方法下,基础医学的教学偏向于理论教学而忽视了基础医学的实践作用,本文就是在基础医学课程实践教学的基础上对现有基础医学教学提出了相应的建设性策略,希望能多同行起到借鉴的作用。 作者:孙国庆 单位:商丘医学高等专科学校 基础医学实验教学研究:构建中医院校基础医学实验教学虚拟实验室 摘要:现代医学教育中,中医院校对基础医学实验课教学大都存在着对实验形式和内容的要求越来越高,但实验设备、器材、环境和经费相对落后的矛盾。如果能构建虚拟实验室,恰当地运用现代教育技术的仿真、模拟功能,则可以变抽象为具体,使静态内容动态化,逼真地模拟实验时实验过程中宏观变化中的微观过程,变微观为直观,让学生观察、体验、感受事物发展过程中的微观现象,能够把实验教学中难以描述、难以突破的难点、重点、生动形象地表现出来,激发学生学习的兴趣,调动学生的学习积极性,强化学生对实验学知识的记忆和理解。 关键词:基础医学实验课教学;虚拟实验室;模拟实验 北京中医药大学基础医学实验教学中心属于部级实验教学示范中心也是北京市实验示范中心和北京高等学校示范性校内创新实践基地。在该实验教学示范中心的基础上正在有计划地进行虚拟实验室的建设 ,构建了虚实结合的实验教学模式,对开展虚拟仿真实验教学进行了初步探索。 构建医学实验教学虚拟实验室是科技发展的必然。医学实验教学是培养医学及相关专业学生实践能力、创新意识、科学思维方法及严谨科学态度的重要途径。中医专业的学生要成为一个合格的医生,不仅要掌握中医基本理论、中医经典及中医临床知识,也要掌握现代医学知识。教育部关于"十二五"期间实施"高等学校本科教学质量与教学改革工程"的意见中提出"卓越医生教育培养计划",对医学院校的人才培养也提出了更高的要求[1]。 1虚拟实验技术的引入可提高形态学实验课程的课时效率 1.1在传统人体解剖学教学中,教师使用实物标本、教学模具、多媒体课件等帮助学生理解人体的形态结构。虚拟实验室可通过建立数字虚拟人体平台,在计算机上建立三维人体模型,能更好地展现人体空间的准确结构和层次关系[3]。学生只需将鼠标移到某一解剖结构上,该结构的详细说明便会显示出来。这使学生能够反复多次观察人体复杂多样的组织器官,便于理解和记忆其形态、位置和毗邻关系。也可进行虚拟解剖操作,通过点击、选择即可完成逐层解剖、构建组织与器官等,极大地增加了学生的操作机会,锻炼了动手能力,同时启发临床思维。数字虚拟人体平台作为尸体解剖的辅助训练和前期练习,可以提高解剖学实验教学的时效。 1.2传统的医学组织胚胎学与病理验教学中,教师借助光学显微镜和组织切片,向学生阐述各种正常及病理状态下的细胞、组织、器官的结构和特点。教学模式存在玻片制作成本高,且易破损或褪色,后期投入资金加大、学生学习局限于专业实验室内进行,受时间和空间的限制的问题。这些问题必然会影响形态实验教学的质量。虚拟实验技术将普通玻璃切片扫描、重构形成数字化切片,以图像的方式呈现给学生,以模拟显微镜观察切片的全过程[4]。数字化切片具有图像分辨率及色彩还原度高、不受显微镜、场地和时间的限制、操作简单等特点,可完美解决上述问题。大大提高教师有限实验课程的课时教学效率。 2虚拟实验技术的引进可延伸人体机能学实验课程的时间和空间;提高学生实验的安全系数;提高实验教学效果。是实操实验课程的有益补充 人体机能学实验课程包括生化、生物、生理、病原微生物实验课程,在虚拟实验室中构建虚拟仿真技能学实验平台。依托网络通信技术、数据库技术、人机交互技术、多媒体技术等,构建一个虚拟的实验环境和实验对象,学生可通过鼠标在虚拟的实验环境对实验对象进行操作,掌握一些因实验条件不具备、实验操作危险性较高、实验成本过高、实验消耗过大等原因无法真实进行的实验[5]。以生理实验室为例,包含了神经肌肉电生理实验、心血管系统实验、呼吸系统实验、泌尿系统实验、消化道系统实验等5个实验模块,每个实验模块又下设若干个具体的实验项目。每个实验项目包括了实验简介、实验原理、实验模拟、实验录像、实验波形和结果等内容。学生可根据自己的兴趣选择实验项目进行操作或者预习,实验操作过程通过鼠标移动来实现,如果出现操作不当或者操作失误,系统会进行自动提示。学生也可以通过实验录像对实验内容进行提前预习或者在实验操作后进行回顾。通过这种教学方式,一方面可以节约教学成本,另一方面也可以提高高校对创新型人才的培养能力。 3虚拟实验技术引入中医诊断实训课程和中药学实训课程不仅提高了教学效果并延展课堂范围 中医诊断实训课程和中药学实训课程是中医院校的特色,对培养中医学生成为一名真正优秀的中医人才起着桥梁的作用。虚拟实验技术通过计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它通过视、听、触觉等作用于使用者,使之产生身临其境的交互视景的仿真。通过网络大数据可以将临床病例收集整理并通过计算机图形、图像处理与模式识别,智能技术、传感技术、语言处理与音响技术、网络技术等多门科学,是现代仿真技术的进一步发展和应用。使作者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,产生身临其境的感觉和体验,使人机交互更加自然和谐。以多媒体编程技术和虚拟现实技术为基础 ,应用语义识别、T TS 发音、动态图形识别和多种音视频素材,构建一个仿真的临床技能培训和诊断思维环境 ,采取人机交互方式进行实验。虚拟诊断技术具有创新性、交互性、智能性、仿真性、开放性和可扩展性等优点 ,用于训练和培养医学生、研究生和青年医师,有助于增强诊断学实验教学效果、提高学生的积极性和自主性、培养与学生临床技能和思维能力。 4虚拟实验室的局限性 虚拟实验室虽具有诸多优点,但是也存在某些局限性,所以在实际教学过程中不可以完全取代真实实验室。虚拟实验室的局限性体现在以下3方面。 4.1设备参数测试与实物测试有差别,虚拟实验不能完全代替实物实验。 4.2虚拟现实技术属于新兴计算机技术的一种,要求教师具有较专业的计算机技能,而医学专业教师主要侧重于教学能力的培养和教学方法的探索,两者有时不能得到统一。如何实现两种能力的有机组合,又发挥专业技能优势,是当前亟需解决的问题。 4.3传统的实验教学是在教师的指导下,学生分组进行实验,在实际操作中发现问题并通过合作解决问题。对于较复杂的自主设计实验,要求学生能对课本知识融会贯通,提高动手能力和创新能力;要求多位 学生团结协作,明确分工。而虚拟实验室是对现有实验的三维重现,只包含已经建模并输出的实验教学课程,难以模拟具有创新性的自主实验设计。 5结论 虚拟教学与实际教学要相辅相成。虚拟实验教学并不能完全取代实际实验教学,实际实验教学的优点不能被完全抹杀。实际实验教学应用于机能学实验教学可以培养学生的实际操作能力,在实际操作中遇到问题解决问题。所以要合理利用虚拟实验,补充、延展实际实验,提高教学效率。
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高分子化学实验教学研究:提高高分子化学实验教学效果的几点思考 摘 要:高分子化学实验课是高分子及相关专业必修的专业基础实验课之一。如何提高高分子化学实验课程的教学效果是高分子专业教学工作者不断探索的重点。综合前人的教学经验,结合在高分子化学实验教学中的体会,从学生"主体"意识的培养、合理的实验内容的设置以及引入较强专业素养的教师队伍等三个方面来论述了在提高高分子化学实验教学效果中的思考。 关键词:高分子化学实验教学;“主体”意识;教学效果 高分子化学实验课是许多院校高分子及相关专业学生的必修课[1]。高分子化学实验不仅验证高分子化学有关的聚合理论,如果合理引导与启发,更能为学生学习后继高分子相关课程奠定必要的认识基础。如何通过高分子化学实验来培养学生对本专业的兴趣,提高学生的高分子专业素养,是高分子专业教学工作者不断探索的重点。以前的一些教学改革的研究,大多侧重于对教学方式和实验内容进行改进,比如微型化实验探索[2] 、采用多媒体进行实验教学[3]、开设研究性实验[4-5]等等,很少涉及到学生主人翁精神的培养。本文综合前人的研究,从学生“主体”意识的培养、实验内容的设置以及教师队伍的素质三个方面来论述如何提高高分子化学实验教学效果,与同行商榷。 一、让学生自觉成为实验主体,从源头提高学生学习兴趣 高分子化学的基础实验对初入门的学生仍旧是全新的,通常实验都是学生按照实验讲义预习,讲义中十分详细地写着有关的实验配方和操作工艺,学生只要依照讲义“照方抓药”即可,同样配方的实验,观察同样的实验现象、得到同样的实验结果。一部分学生糊里糊涂只动手不动脑地完成实验。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养作用不大,甚至实验的基本目的也难以在学生头脑中留下深刻印象。有的学生甚至会产生惰性,对实验采取敷衍的态度。因此,提高学生对高分子实验的学习兴趣,变“他要我学”为“我要学”,激发学生去了解、学习、探索高分子化学的学科领域。 21世纪的大学生,大多是“90”后,个性张扬、自我另类。要想培养这样的学生从了解高分子化学基础理论――了解高分子材料的应用――热爱高分子化学学科――学习高分子化学的主动性――对高分子化学实验产生浓厚的学习兴趣很不容易,因此,必须从源头开始引导。 (一)开展实验动员 在学生开始做高分子实验以前,专门安排一定的时间进行高分子实验的动员会。借助现代教学手段,把实验视频、动画、图片、图表和实物投影等有机地结合起来,形象生动,让学生对高分子实验有一个感官上愉悦的认识,从而对自己动手做实验产生期待。 (二)提高对实验预习的要求 通常实验都是学生按照实验讲义预习,很多时候学生只是充当 “复印机”,将讲义中有关的实验配方和操作工艺照抄照搬到实验预习报告上。至于实验的机理是什么,涉及到哪些高分子化学理论,实验中所用到的药品哪些是中间体,哪些是引发剂,哪些是分散剂和乳化剂,为什么用这种中间体、引发剂、分散剂,实验采用哪一种实施方法,还可以有哪些方法等等,大部分学生感到茫然无措。因此,在实验开始前要求学生预习实验内容,通过自己的思考,运用所学理论知识或搜集的信息、文献资料写出实验预习报告。这样写出来的预习报告每一本都不一样,学生就会有一种创造“自己的”实验的感觉。 (三)保证学生单独完成实验 实验时,要求学生按自己设计的预习报告进行实验探索,如实记录实验现象和有关实验数据,对照假设分析归纳,完善实验报告。在条件允许情况下,应尽量安排学生一人一组进行实验,并且每人保管一套实验仪器。学生在实验室拥有自己的实验台和实验仪器,很符合“90后”自我的特点,能够激发学生的责任心,大大提高学生的主人翁精神。 (四)总结评价 实验结束后,教师先对实验情况进行分类点评,有代表性的交流实验探索过程,总结成功经验,分析失败原因。最后教师对本堂实验课进行较为全面的评价,并对实验效果比较好的同学给予肯定,推广经验。自己的努力得到老师积极地评价后,学生对实验的兴趣自然就会大增。 因此,让学生成为高分子化学实验的主体,使学生对高分子化学实验产生浓厚的学习兴趣,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很有益处。 二、设置合理的实验内容 高分子化学实验不仅可以验证高分子化学有关的聚合理论,合理引导与启发学生学习积极性,更能为学生学习后继高分子课程奠定必要的认识基础。但是,学生完成大量的基础化学实验后,常见的高分子合成实验,由于缺乏新的操作和技能,加之聚合反应耗时较长,如自由基溶液聚合搭好装置,加料后通常反应3小时以上,学生在等待的过程中觉得没意思,不利于启发学生的思维和创新意识,不利于调动和发挥学生的主观能动性。因此,合理设置高分子实验的内容是维持学生兴趣的另一个重要方面。 (一)合理的实验体系的安排 对于高分子化学专业的新生来说,高分子实验起着联系理论和实际生产的桥梁的作用。本着这一宗旨,在课程的设计上,既要注重基础,又要有所提高和创新。在本学院的课程体系中,既包含了验证性质的高分子基础实验,又包括了提高层次的高分子综合实验课,还开设研究性质的设计性实验。有利于学生循序渐进,逐渐提高学生的实验能力。 (二)丰富的实验内容 常见的高分子基础实验都是学生依照讲义上的实验内容进行,照单下药,同样配方的实验,观察同样的实验现象、得到同样的实验结果,这不利于提高学生的积极性,甚至于部分性急的学生不耐烦,创造条件导致实验失败。因此,用研究性实验替代基础验证性实验是一个很好的方法。让学生把基础实验做成研究性实验,即同时做实验的同学分别完成不同配方的实验,然后对实验结果进行比较分析。一方面,由于实验条件的变化会产生不同的结果,引发了学生的好奇心,他们在实验过程中能够应用已学理论知识对实验现象分析,对实验结果预测,可以帮助学生更深入的理解理论知识;另一方面,几个学生进行不同实验条件的探索、对比和总结,可以提高他们的协作精神,培养学生分析问题的能力和科学研究的探索精神。 (三)增加实验的趣味性和创意性 很多学生都觉得做化学实验比较枯燥,特别是高分子化学实验,实验时间比较长,过程变化慢,学生难以产生兴趣。可以尝试在这方面加以改进,在实验前让学生准备一些精美的树叶或准备几张自己的小画片、小照片,实验合成出聚甲基丙烯酸甲酯低聚体后加入少量颜料,调成一定颜色的透明浆料,然后让学生将准备好的树叶或小画(照)片放到模具中,倒人预聚合产物进行灌浆、加热后聚合处理,脱模后就得到一个自制的美丽画框。这样就可以使学生对实验有了美的感觉,觉得做实验是一种乐趣了。 三、提高教师队伍的专业素养 一个好的专业教师必须具备很多优秀的品质,但是专业素养无疑是其中最重要的品质,因此提高高分子化学实验教学效果,需要提高教师队伍的专业素养。 (一)提高教师的专业素养 开展研究性基础实验以及研究性实验,需要学生查阅大量的文献资料,然后拟出实验方案,根据方案进行实验。这就对教师的知识背景有更高的要求。一方面需要实验技能和教学经验丰富的教授等高职称的教师进实验室担任学生实验的指导教师,提高指导层次;另一方面也需要较低职称的教师了解高分子实验的发展现状和趋势,提升自身实验素养,提高教学效果。 (二)改进教学方法 在实验教学手段上可以采用多媒体、网络等先进手段代替传统的黑板教学,让学生更有效地利用资源,充分提高实验教学的效果。在学生做实验的过程中,教师应该融入到学生中间去,进行一对一的指导,这样不仅有利于教师了解学生的实验情况,更有利于增进学生和教师之间的关系,提高学生的实验兴趣和积极性。 教师深入研究高分子化学实验,广泛联想,积极引导,不断丰富实验的内涵,会极大地激发学生的学习兴趣与学习潜能,收到事半功倍的学习效果。 因此,让学生自觉地成为实验主体,合理地设置高分子化学实验的内容,以及提升教师队伍的专业素养,对于提高高分子化学实验的教学效果有很大的促进作用。 高分子化学实验教学研究:高分子化学实验教学改革与实践 摘要:高分子化学实验课程可以帮助学生接受课堂高分子化学理论学习,巩固高分子化学基本概念和理论,培养科学素质。文章介绍了嘉兴学院对高分子化学实验教学的改革和实践,主要通过学生参与实验前的部分准备工作、调整实验项目、完善实验考核制度及建设实验课程的网站方面进行改革与实践。通过两个学期的初步实践表明,高分子化学实验教学的改革探索激发了学生的学习兴趣,在提高学生的综合实验能力方面已初见成效。 关键词:高分子化学实验;改革;实践 高分子化学是嘉兴学院材料与纺织工程学院高分子材料科学与工程专业学生的优秀基础课程,它是以实验为基础的自然科学。通过实验课的教学,不仅能加深学生对理论知识的理解,培养学生熟练的实验操作,还可通过安装实验装置、观察和记录实验现象,培养学生动手能力,进而分析现象、解决问题,最终提高学生的综合素质和创新能力。由于本专业设立仅有5年时间,高分子化学专业课程的开设也只有短短的3个学年,由于教学经验有限及实验室建设的延迟,所开设的实验一般都是一些典型的验证性实验(如甲基丙烯酸甲酯的本体聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),学生往往不用动脑思考,只要按照标准步骤动手完成实验即可。基础性的实验可以培养学生基本的实验技能和熟悉实验仪器的操作,但是,往往难以培养学生分析问题、解决问题的能力,更不利于学生创新能力的培养及学生的学习兴趣的提高。等到学生到大四做毕业论文时,问题也暴露出来:缺乏思考问题、解决问题的能力,实验意识没体现出来。经初步调研论证,结合本校实际情况,我们确定选择即将开展高分子化学实验课程的高材09、10级学生作为这次实践教学改革的试点,有计划、有步骤地进行高分子化学实验教学模式的改革探索与实践。 一、让学生参与实验前的准备工作,珍惜实验教学,提高学生动手能力 实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。尤其是高分子化学实验,在实验前有大量实验准备工作,包括实验室仪器设备调试、检修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化学试剂的配制,如单体、引发剂的精制,溶液的配制等。这些工作都由实验老师来承担,学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动,所以,往往不珍惜实验过程。在已开展高分子化学实验的09级同学中,我们让学生适当参与实验的准备工作,如玻璃仪器的清洗,做过高分子化学实验的人都知道,残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗,同学在清洗玻璃仪器的过程中,既珍惜实验过程,又能初步了解高分子的性质;甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合,所以为了缩短实验时间,提高反应效率,实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯,加深理论课程中关于阻聚剂的理解。通过参与实验前的准备工作,同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程,与实验前的准备工作也密不可分,从而更加珍惜实验教学过程,珍惜自己的实验成果。更重要的是,实验的准备工作又加深了对理论知识的理解。 二、结合嘉兴学院高分子材料与工程专业特点及实际情况,改革优化实验项目,着重培养学生思考问题、解决问题的能力及团队精神 高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。传统的实验课程内容主要是验证性实验。通过无机及分析化学、有机化学及物理化学的基础实验,已使学生掌握了基本仪器设备的使用和相关实验操作。因此,在专业高分子化学实验中,过多地开设验证性实验,不利于学生思考问题和解决问题能力的培养,不利于创新能力的培养。因此,必须对高分子化学实验项目进行改革,主要包括:①基础实验项目的改进,巩固及培养学生的基础理论与操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制备,学生可根据兴趣选择悬浮聚合或本体聚合,确定实验所需仪器设备及药品。在实验过程中,不同聚合方法有不同的实验步骤及注意事项。如,本体聚合分为三阶段进行,不同阶段温度不同,关键在于第一阶段转化率的控制,避免出现爆聚,反应时间相对较长,最终的实验产品为板材;而悬浮聚合实质也是本体聚合,但由于分散介质的加入可以很好地进行传质和传热,避免爆聚现象的发生,搅拌速度是控制实验成败的关键,聚合时间相对较短,最终的实验产品为球状小珠。同学之间对各自的实验现象、产品外观、产品性状等进行热烈讨论,从而加深对于聚合方法的理解。②强化设计性、综合性实验,培养和提高学生的综合素质及创新能力。开设具有工程特色的综合性实验项目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合实验,扩展为一组设计性、综合性实验:从单体精制、引发剂精制、乳化剂的选择与用量、到动态光散射法测定乳胶粒尺寸、稳定性的测定,最后在将其配制成乳胶漆,测定涂层性能与乳胶粒尺寸之间的关系。学生通过对整个材料制备及使用过程的全程跟踪,掌握结构、性能与合成之间密切联系,充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,提高学生的工程能力,有利于引导学生参加大学生创新性实验的科学研究,培养学生的工程观念。③适当增加科研性实验项目,培养学生的团队精神,增强对本专业的了解与热爱。为进一步激发学生的创新能力及参与科研的积极性,浙江省设立了大学生科技创新项目,嘉兴学院每年也设立大学生研究训练(SRT)计划,本专业大部分09级的学生都参与到科研性实验项目研究中。学生们呈现出前所未有的申报热情,他们自愿组成实验小组、每组成员3~5人,分工明确,团结合作。如作者本人就指导了一项浙江省大学生科技创新项目的研究,团队负责人由08级同学担任,主要成员为09级同学。项目开展之初,主要由08级同学设计并实验,09级同学从旁学习并辅助完成实验,项目进行中期,09级同学已掌握实验方法与手段,具备独立完成实验能力,08级同学的主要精力可放在考研复习上面,顺利完成新老接替的工作,培养了学生的团队精神。同时,学生更多地接触到高新技术和应用技术,开阔思路与视野,增强他们对于本专业的了解与热爱。 ④增加经典验证性实验的趣味性,提高学生的学习兴趣。很多同学刚上大学的时候,严重缺乏对高分子材料科学与工程专业的了解,因此对于学习没有兴趣,甚至有些学生想要转专业。为了培养学生的专业素养,提高学生的学习兴趣,我们将一些经典的验证性实验与我们日常生活密切联系起来,增加实验的趣味性和实用性。如,制备有机玻璃板前,让学生们准备一些干花、干树叶或大头贴,在注模过程中放入其中,等产品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,学生们非常有成就感,同时提高了对于高分子化学实验的兴趣。 三、完善实验考核制度,全面反映学生实验各环节中的表现 我们进一步细化与完善了实验的考核方式,使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。以往我们只根据学生的实验报告来评定学生的实验成绩,学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现,缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。因此,我们借鉴比较传统的有机化学实验的考核机制,将实验成绩的评定细化:预习报告20分,实验着装10分,实验装置20分,操作规范20分,实验结果20分,卫生情况10分。将实验成绩的评定标准公布给学生,加强学生的实验规范观念,从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成,从而改善学生不注重实验教学过程的现象,增加了学生的主观能动性。 四、建设实验课程网站,有助于学生的课前预习,提高学生学习的自主性 在以往的实验教学前,教师要详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理及实验注意事项等,甚至要把实验从头到尾演示一遍,让学生看得清清楚楚,学生完全不用预习实验,也不用思考问题,这样就造成了学生对于实验教学的忽视。在理论教学中,多采用先进的多媒体教学手段,但在嘉兴学院大部分实验教学中,还没有利用多媒体的教学模式。而多媒体的生动性、可重复性可以让学生直观感受实验操作,可以很好地进行实验的预习。因此,我们正逐步建设高分子化学实验课程网站,初步将实验课的教学大纲、讲义等内容放到网站上。编制实验教学课件,如实验过程所涉及的基本仪器、基本操作、基本装置、注意事项等。实验课程网站的建成,方便学生的课前预习,提高学生学习的自主性。为了进一步完善课程网站的建设,我们还拟采用Flash演示等手段,帮助学生掌握实验步骤,了解注意事项。目前,实验课程网络的正在逐步建设与完善中。 高分子化学实验教学研究:基于协同创新的高分子化学实验教学内容建设 摘 要:加强对高分子化学实验教学内容的建设,保证教学质量,以获得更好的教学效果。本文首先了解什么是高分子化学,其次,通过高分子化学实验的研究,对协同创新思想影响下的实验项目建设进行分析,以保证实验内容可以更加全面、先进。 关键词:高分子化学实验;协同创新;实验教学;建设 高分子化学主要包括高分子化学、高分子物理以及高分子工艺。高分子化学主要就是研究高分子化合物合成、化学反应、物理化学、加工成型以及应用等方面的一门综合性学科。 一、高分子化学实验研究 霍夫曼和库特尔在1909年第一次提出C5H8的热聚合专利。一年后1910年海利斯和麦休斯用钠实验,也得到同样的结果C5H8。长期以来,人们对高分子物质研究也取得了一定的成果。有机化学家毕克斯在1920年的《关于聚合反应》一文中,明确提出,成为环状化合物和成为共价键结构的长链高分子化合根本不是一回事。在1922年,发现橡胶“溶液”仍然具有胶体性质。又于1924年明确提出了天然橡胶分子是高分子量的大分子,同时,将其溶于任何物得到的胶体和小分子结合得来的胶体不一样。分别在1926年和1928年,斯本先、多尔(1926)以及施道丁格(1928)同样认为纤维素分子可以从一个晶胞长入另一个晶胞而成为直链形状,而施道丁格并进一步提出,纤维素和橡胶分子的晶胞的大小或晶体的大小与线形高分子的长度无关,之后又在1930年,更进一步提出了高分子稀溶液的粘度和分子量之间的关系,从而引起了定量测定高分子分子量的兴起。1932年,施丁格发表了一部关于高分子有机化合物的总结性论著,标志高分子化学的建立。在此之后,高分子化学理论迅速发展,高分子工业也蓬勃兴起。尤其是1949年之后高分子化学的系统研究大规模地开展起来。 二、协同创新影响下的实验教学项目建设 在新形势下,科学技术正在不断发展,高分子材料也被广泛应用,这为基于协同创新的高分子化学实验提供了可能,加强了其与其他科之间的联系,进行了一系列的综合性以及创新性的实验教学项目的建设。 1、有机结合高分子化学、物理实验 由于高分子材料合成后是要对分子量和其分布量测定的,同时,对于高分子的乳液、溶液镍都也要进行测定,所以必须做到有机结合高分子化学实验和高分子物理实验。通过对高分子化学实验的安排,完成这些必要性能的测定。 2、结合高分子化学实验和食品质量标准 在实验中让学生学会思考、探索,将知识结合到实践中,学会解决问题,是以获得的丰富经验。就如环氧丙烷交联淀粉的制备,考虑它的应用范围,它属于一种粘稠剂,之前还做过食品添加剂,但是,它不符合《食品安全法》,其里面含有一定的氯元素的毒。因此学生对食品添加剂中高分子材料的应用作了研究,为保证聚合物的化学实验进行做了保证,同时,也让学生掌握了这种食物添加剂的检测办法。 3、结合高分子化学实验与药剂学实验 随着新型人才培养的需要,我们结合高分子化学实验与药剂学实验并且在实验中心增设了药剂学实验室。如高分子材料中的羧甲基纤维素钠就是药剂学常用的一种,我们同时也做过很多羧甲基纤维素钠方面的合成实验,甚至在最后得到一种混悬型液体药剂。这种药及对一些皮肤炎症(湿疹、荨麻疹以及丘疹等)效果十分好。 4、高分子化学实验结合固体废弃物处置 随着社会的进步,人们生活水平也有逐步提高,但是白色污染也日益困扰这我们,因此我们对这些高分子材料的废物回收工作必须加以重视,比如生活中最常见的,我们喝过的矿泉水瓶,它们都是聚对苯二甲酸乙二醇酯的,为此我们必须重视对这种高分子材料的矿泉水瓶进行回收,同时思考解决方案(乙二醇降解法),对其加以回收再利用。 5、协同创新影响下的高分子化学实验和水处理技术的结合 自2004年起,环境工程方面的水处理实验室就已开始运行,并将高分子材料运用在其中。为此,我们还专门开设聚苯胺的制备和它对铬离子吸附性进行研究。第一步,用溶液法制备聚苯胺;第二步,把制好的聚苯胺放在有铬离子的水质中;第三步,通过单因素分析实验得出结论:PH值对铬离子的吸附性影响很大。特别是PH值等于3时,去除率是最大的。通过实验,让我们认识到高分子材料对环境和水质方面的影响,为保护环境做了巨大贡献。 6、结合高分子化学实验和塑料成型工艺 由于新型创新人才培养的需要,我们必须加强对学校中实验基地建设,对学生接触塑料成型工艺一高分子化学实验结合到一起讲授,对学生开拓视野以及提高学习兴趣有很大影响,同时加强学生对此的了解。 综上所述,结合多门科学对高分子化学实验教学内容的建设意义十分重大,为此,我们在《高分子化学实验》中,增加了其与其它学科的紧密联系,保证实验内容的全面性、创新性以及导向性。 高分子化学实验教学研究:浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革 [摘 要]高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程,该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识,又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动,对高分子化学实验教学进行改革,激发学生的学习兴趣,提高学生的基本实验能力。 [关键词]材料化学专业;高分子化学实验;教学改革 《高分子化学》是有机化学的后续课程,但同时更是高分子材料科学的启蒙课程,是学生掌握高分子科学基本理论和分析、解决高分子材料加工过程中的问题的基础课程。考虑到我校材料化学专业的一个重要发展方向是高分子材料, 《高分子化学》被选为材料化学专业的优秀课程。高分子化学是一门以聚合物合成实验为基础的课程,聚合物合成实验教学有别于一般有机化学实验,但又是以有机化学实验为基础,它是培育创业创新人才的一个重要环节,是材料化学专业联系生产实际的实用性教学。高分子化课程实验教学相比于理论课程教学更具趣味性、实践性、复杂性、研究创新性。高分子化学实验教学在整个高分子化学的教学活动中起着重要的推动作用。 高分子化学实验教学属于课程内教学,开设的实验课程内容中有一部分能够很好地体现高分子科学的发展成果,学生的实践与创新能力在某种程度上能得到锻炼。但是仍然存在相当一部分验证性、认知性的实验,而且实验教学环节依然偏重于理论,注重高分子材料实用性的实验不多,不利于学生学习有关高分子材料的制备与加工。在学生进行高分子化学实验过程中,学生一般是按照已有的实验过程进行实验。实验前教师对相关实验重点、难点、细节等方面进行集中讲解,学生只需按照教师提供的实验过程,即可顺利完成实验。如此实验教学,不但阻碍了学生发现问题的能力、分析与解决问题的能力以及创业创新意识的提高,还使学生对教师产生依赖,并且抑制了学生的独立思考及创新能力的挖掘。 我校材料化学专业具有工科特色,和高分子材料专业比,材料化学专业的高分子材料相关课程的课时相对较少,开设《高分子材料化学》(《高分子化学》)、《高分子物理》与《高分子材料加工工艺学》,总共课时不到140学时。如何在有限的时间内,使我校的材料化学专业的学生既能掌握高分子科学的理论基础知识与学科前沿,又可以激发学生学习高分子材料的兴趣,是一个非常值得探讨的问题。 一、分配学生参与教师的前期实验工作 前期实验工作是实验顺利进行的前提条件。相比基础课程中的无机、有机化学实验,高分子化学实验有更多的实验前期工作需要准备,包括检修与调试反应仪器装置、玻璃器皿的清洗、配制溶液(如提纯单体、引发剂)等。粘附在玻璃仪器上的聚合物难以清除,学生在清洗玻璃仪器等设备的过程中,既懂得实验的成功来之不易,又能初步掌握聚合物的溶解性质。如聚苯乙烯单体中一般要加入微量的对苯二酚等阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合(变质)。所以为了使实验顺利进行,缩短反应时间,开始实验前,在教师的指导下学生采用减压蒸馏的方法对单体(加入阻聚剂)进行提纯。这样,学生既加深了对阻聚剂阻聚原理的理解,又掌握了减压蒸馏的操作方法。通过积极参与实验前的准备工作,学生懂得实验的成功不仅取决于实验过程,而且与实验前期工作密切相关,从而更加重视实验教学过程。更重要的是,通过参与教师实验前期工作的准备,加深了对课堂理论知识的理解,熟悉蒸馏、重结晶等提纯化学物质的方法。 二、设计能激发学生学习兴趣的实验 调动学生学习主动性的一个重要举措是激发学生的学习兴趣。要激发学生的学习兴趣,设计的实验最好是学生既熟悉又陌生的内容。如尼龙66的制备实验,尼龙绳、尼龙袜子等,生活中很常见,但是如何在实验中采用己二酰氯与己二胺的界面缩聚来制备学生却不清楚,这势必将大大提高学生主动参与实验的兴趣。而且实验装置相对简单,一个烧杯即可完成。当学生将有机相与水相混合后,在两相界面马上就能看到一层聚合物薄膜的生成,而且该层薄膜拉出之后,又立即生成新的聚合物薄膜,可以连续不断地拉出,形成纤维状物质。实验操作不复杂,成功率高,过程新颖,操作明了,学生学习的积极性高。 三、注重开设实用、应用型实验 高分子化学实验教学为学生的创业、创新意识的培养提供了良好的环境条件,尤其是一些能结合实际生活的应用型高分子材料的制备,能使学生体会到高分子化学实验的实用价值,有利于激发学生走向的创业、创新。如在“聚丙烯酸型高吸水性树脂的制备”实验中,高吸水性树脂可用于日常生活用品如尿不湿等,由于该产物的实用性强,一方面可以提高学生动手实验的积极性;另外一方面也使学生深刻认识到高分子材料是一个与人们的日常生产生活息息相关的学科方向。类似的高分子材料还有粘接剂、涂料等,这些实验的开出将会使学生对未来从事该行业的信心倍增。 四、适当设计综合型实验 教材内高分子化学实验大多数是认知和验证型实验,学生只需要按实验参考书的步骤操作基本就能完成。如此实验虽然可以使学生的动手能力得到一定程度的提高,却不能使学生的综合能力、分析和解决问题的能力、创新的能力等方面得到合适的锻炼。综合型实验是内容和步骤较为复杂的实验,其中包含多个的知识点和基本实验操作,需要结合多方面的理论知识和技能,才能够顺利完成。综合型实验既能够训练学生综合运用所学理论和实践的技能,又能培养和提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。在综合型实验训练过程中,学生主动思考,敢于提出问题、分析问题和解决问题,学生的科学思考和创新意识获得很大的提升。 五、开设研究型实验 学生经过综合型实验的基本训练后,实验理论知识和专业实验技能都有了一定程度的提高。为了使学生了解高分子科学学科前沿、激发学生创业创新的动机,教师允许学生采取自愿组合的方式组成若干个科研兴趣小组。通过查阅文献资料,小组讨论提出实验方案,并与指导老师讨论方案的可行性,最后开展实验。结束时,上交实验记录由指导教师批阅给出评价,并讨论实验的得失。整个过程中,要求学生提交文献综述、可行性方案、实验报告或科研论文,锻炼写作科研论文的能力。显然研究型实验需要教师付出更多的劳动,为学生创造一个独立完成、接近实际科学研究的环境。研究型实验有利于提升学生分析问题、解决问题、独立工作、团队精神及创业创新等方面的综合能力。 六、改革实验成绩的考核方式 一个好的实验成绩考核方式要能够反映学生在实验教学过程中各个环节的表现。仅凭一份实验报告来评定学生的成绩是远远不够的,学生在预习实验、搭建装置、清洗仪器设备、打扫卫生等方面的工作都将得不到很好的体现,缺乏客观性和公正性。因此,可以借鉴无机、有机化学实验的考核方式,将实验成绩的评定方式细化:平时实验成绩60分,包括书写预习10分、统一服装5分、装置搭建10分、规范操作10分、卫生情况5分和提交报告20分;期末实验操作考试40分(随机抽取)。将实验成绩的评定标准在开课前公布,使学生不得不复习巩固所有开设的实验,从而达到熟练掌握各项实验技能的教学目标。 七、结束语 高分子材料作为我校材料化学专业一个重要的培养方向,《高分子化学》成为材料化学专业的优秀课程,直接影响《高分子物理》《高分子材料加工工艺学》等后续课程的学习。我校材料化学教研室已通过对高分子化学实验教学的改革,在激发学生学习高分子化学科学的兴趣,提高学生的实践技能、创新能力和创业意识等方面有所收获。2015年3月5日,全国人民代表大会第十二届第三次会议开幕,国务院总理同志在作政府工作报告中提及 “大众创业、万众创新”。今后,我们将秉成这一新理念,继续深入研究与探索,使高分子化学教学不断适应社会发展的要求,为培育更多材料化学领域的优秀人才做不懈的努力。 高分子化学实验教学研究:高分子化学实验教学初探 摘要: 实验教学是培养复合型创新人才的重要实践环节,《高分子化学综合实验》是高分子材料科学与工程专业本科生的专业基础课之一。本文针对目前高分子化学实验教学体系中存在的问题探讨了教学改革的途径:通过开展多层次的教学内容,引入综合型、设计型和趣味型实验,结合现代教育技术,灵活应用互动式教学模式,引导学生对高分子科学的科研兴趣,发挥学生的主观能动性,并树立严谨的科学态度,培养其独立的思辨能力和创新能力。 关键词: 高分子化学实验;教学改革;创新能力 高分子化学是高分子学科的重要领域之一,是以实验为基础的自然学科[1,2]。《高分子化学综合实验》是我校《高分子化学》精品课程建设中重要的实践性教学环节,是高分子材料科学与工程专业和材料化学专业本科生的专业基础课之一。实验教学的目的是促进学生理解和掌握高分子化学理论知识并将其应用于实践,从而增强动手能力以及分析问题、解决问题的能力[3~6]。我校的《高分子化学综合实验》课程已开展多年,课程中开设了一系列具有代表性的实验,但在实践过程中也逐渐暴露出了一些问题,譬如,实验教学体系还不够系统,实验课内容中的验证型实验较多,难以提高学生的思辨能力和创新能力,教学方法和手段还不够多样化,不利于提高学生的学习积极性和增强教学效果。为提高教学质量,培养具有创新意识和创造能力的复合型人才,推进广东省精品开放课程———《高分子化学》的建设,对《高分子化学综合实验》教学体系进行改革势在必行。改革后的《高分子化学综合实验》除了能使学生在有限的实践过程中有效巩固本学科的理论知识,掌握基本实验技能,还应提高其自身软实力,通过实验课的开展引导学生对科研探索产生兴趣,发挥其主观能动性形成创新思维,同时增强其发现问题和解决问题的能力。为建立这样一套科学的《高分子化学综合实验》教学体系,应始终贯彻以学生为本的教学理念,从教学内容、教学方式、教学模式三方面系统开展教学改革。 1教学内容层次化:合理配置验证型、趣味型、综合型、设计型实验 传统的高分子化学实验教学项目以验证型实验为主,实验教材中写明实验目的、实验原理、实验注意事项等,教师在课前进行讲解,课堂上学生依据讲义中的操作流程进行实验,并通过实验结果验证高分子化学的理论知识。目前,《高分子化学综合实验》中已开展的验证型实验包括引发剂分解速率的测定、膨胀计法测定自由基聚合动力学。尽管在进行验证型实验的过程中学生的基本操作技能得到了训练,但是因为实验结果是明确的,实验留给学生思考和发挥创造力的余地非常有限[7,8]。为提高学生的工程素养和创新能力,应以充分调动学生主观能动性为突破口,调整高分子化学实验课的内容,引入设计型、综合型、趣味型实验项目,使教学内容更加层次化、系统化。 (1)设计型实验的实施过程中,教师预先给定学生实验设计要求,学生据此查阅相关文献和资料,自主设计实验方案并独立完成实验,通过观察实验现象分析实验成功和失败的原因以及影响实验结果的各种因素,由此让学生得到科学的思维训练。例如,苯乙烯的悬浮聚合可以作为验证型实验,预先给定实验条件,让学生“照方抓药”地进行实验,也可以作为设计型实验开展,不设定实验条件,只提出实验产物的设计要求———制备颗粒均匀、大小适中的聚苯乙烯粒子,让学生从配方(包括分散剂类型与用量、单体和水的比例等)、反应温度和搅拌策略等方面入手设计实验方案,最终独立完成实验并评价产品是否达到要求。让学生们始终带着“如何实现设计要求”的问题,进行“调研设计实验分析总结”的训练过程,通过这种锻炼能够充分发挥他们的主观能动性,大大提高其分析问题和解决问题的能力。下图是两组学生采用悬浮聚合所制备出的聚苯乙烯粒子,图1(a)显示颗粒直径在1.5mm~4mm之间,若增加有机分散剂聚乙烯醇的使用量还可以制备直径更小、粒径分布更均匀的聚苯乙烯粒子,如图1(b)所示。 (2)综合型实验的内容和过程较为复杂,涵盖了不同的知识点,开展此类实验能够锻炼学生综合运用所学知识和实验技术的能力,并有利于学生建立正确的科研思维和培养严谨的科研态度。譬如,以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,可以从产品设计的角度出发,采用“原料精制单体聚合产品性能检测”的思路将其扩展为综合实验内容。在苯乙烯悬浮聚合之前引入“苯乙烯单体和引发剂的精制”的实验内容,可以使学生巩固洗涤、萃取、蒸馏、结晶等基本实验操作。将苯乙烯悬浮聚合延伸到聚合物的下游应用,如交联聚苯乙烯粒子(聚苯乙烯离子交换树脂骨架)的制备与性能的研究,可以使学生体验一个较为完整的功能高分子材料合成的全过程。考虑到实验的难度和复杂度,该实验着重考察交联剂的用量对交联密度的影响。由于交联剂/单体摩尔比对产物的交联密度有影响,粒子最终会表现出不同的溶胀性。通过测定其在良溶剂中的溶胀度,学生可以非常直观地获得配方设计对聚合产物性能影响的相关知识。以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,经过一系列扩展后建立的综合型实验涉及原料的提纯、聚合反应、聚合物的改性以及性能评价的内容,该综合实验具有很好的系统性和延续性,既能全面提升学生的实验技能又能培养学生全局思考实验问题的能力,具有重要的教学实践意义。 (3)兴趣是最好的教师,采用有趣的与日常生活密切相关的实验项目,做到趣味性与知识性、实用性结合,寓教于乐激发学生们的兴趣,可以显著提高教学成效。例如,在高分子化学实验内容中引入甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验,学生可以自制有机玻璃相框或有机玻璃坠,将心爱的相片、小挂件、干花镶嵌在自己合成出的有机玻璃中。为了让有机玻璃制品更美观,还可以加入不同的着色剂,制备颜色各异的有机玻璃制品,实验过程因此而变得充满乐趣。学生们对该实验表现出了极大的兴趣。为了制备出合乎自己心意的“作品”,学生们会自发对反应条件进行优化,密切观察实验现象,防止聚合时产生气泡或温度失控发生爆聚而制备出失败的产品。在后期的热处理过程中,有部分学生很急切地盼望看到“作品”,在课余时间也会来实验室查看热处理过程是否已经完成。由于上课人数较多,实验课都是分批次进行的,通过对比可以发现后批次进行该实验的学生会比第一批学生准备更充分,制备出更多美观和特别的“作品”,这也反映了学生们对实验有浓厚的兴趣,融入了更多的设计理念,有助于激发学生的创新意识。图2展示的是学生通过本体聚合制作的成功、失败或有缺陷的有机玻璃制品。 2教学方式多样化:应用多媒体、虚拟化、网络教学等现代教育技术 高分子化学实验的教学普遍采用的是“言传身教”的方式,学生需要在有限的学时内掌握实验要领,这种单一的教学方式会限制教学质量的提升。借力于现代教育技术,普及视频教学、虚拟化教学、教学网站的应用能丰富教学方式,提高学生们的学习兴趣与学习效率,强化教学效果。 (1)视频教学:相对于文字讲义、口头讲解的方式,视频演示的优势在于能够使学生对高分子化学实验有一个初步的感性认识,预先从心理层面接受实验内容和掌握实验方法,提高实验成功率,增加教学质量。譬如,根据高分子化学实验教学大纲,可以将甲基丙烯酸甲酯本体聚合、发泡聚氨酯的制备等教学内容拍摄成教学录像,向学生演示基本实验流程,突出实验操作中的要点、难点、注意事项等,让学生对实验流程和仪器设备的使用方法获得直观地认识。须注意的是,教学视频虽然能再现实验过程,但不能替代学生亲自动手操作的环节,所谓“会看不一定会做”,只有实践才能让学生真正掌握实验技巧。 (2)虚拟化教学:对于一些受限于实验条件难以开展的实验教学项目(如原子转移自由基聚合)或具有一定危险性的实验项目(如高温、高压聚合等)可以应用虚拟化教学方式,通过模拟仿真实验过程,演示实验现象,穿插操作要点和注意事项等,让学生开拓眼界,学习更多的实验技术和研究方法。原子转移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一种,因为具有巨大的应用前景而受到广发关注,引入“ATRP的动力学研究”的实验内容有助于学生们掌握“活性”自由基聚合的原理和特点。尽管如此,在本科实验教学过程中开展ATRP实验项目难度很大。ATRP通常以亚铜/胺络合物作为催化组分,由于聚合所采用的催化剂量很少,即使存在微量的氧气就能大大降低催化剂的活性,导致聚合难以进行。因而,除氧的效率对于聚合的成败十分关键。首先,聚合之前须对反应溶液以及反应釜预先除氧,加料和取样时也应避免引入空气,这对学生们的操作技术要求很高,相对于普通自由基聚合,该聚合方法的成功率大大降低,实践教学效果难以收到理想效果。其次,通入反应体系中的惰性气体须预先经过除氧柱才能使用,并且该除氧柱中的填料事先必须活化(用H2或CO还原),该活化过程危险性极高,存在潜在的安全隐患,因而“ATRP的动力学研究”不适合纳入本科生的实践教学。采用仿真技术将“ATRP的动力学研究”制作成虚拟的演示实验,则能有效地化解以上问题。根据实验流程可以将“ATRP的动力学研究”的演示实验分解为惰性气体净化、反应器和反应混合物的除氧、聚合反应(包括引发、增长、终止)、取样和干燥称量等步骤,可有效促进学生们对ATRP原理的理解。此外,聚合过程中ATRP催化剂的颜色会发生变化,因而该仿真实验具有良好的指示性和演示度。 (3)实验教学网站:建设专门的实验教学网站,上传课件、讲义和教学视频,方便学生有效利用课余时间进行预习,有助于提高学习效率。此外,还可以通过网站开辟答疑专区,促进教师和学生们之间或者不同班级、不同专业的学生们之间的交流,营造良好的学习气氛,互相促进和互相提高。总之,一切教学方式都应以提高学生自主学习效率,激发学生学习兴趣,提高教学效果为宗旨。 3教学模式人性化:灵活应用互动式教学 传统的高分子化学实验课主要采用教师预先讲授继而学生动手实践的教学模式,无法达到现代教育以树立学生创新意识和培养学生创新能力为宗旨的教学要求,而采用互动式教学模式能活跃课堂气氛和促进师生之间的交流,是适应当代教学需求的一种教学模式。例如,在实验课堂中,授课教师可以随机抽取平时已经做过的实验考察学生的掌握情况。问题归纳法也是互动式教学方式的一种。在批改完实验报告之后,教师可组织学生们进行归纳和总结,分析各个实验成功和失败的原因,让他们对实验现象和结果分析得更为透彻,提升学习积极性。互动式教学过程中师生互为主体,学生发言可以帮助自己整理思路,强化对实验项目所涉及知识要点的理解以及对实验技术的掌握。若遇到学生对实验结果存在疑问,想通过再一次的实践验证自己推断的情况,授课教师应预留时间和提供实验场所、试剂、器材等,有效组织二次课堂的方式,用开放和包容的心态为学生开启探求真理的大门。 4小结 高分子化学实验教学改革是一项系统工程,应始终以学生为本,从教学内容、教学方式、教学模式三方面进行,改革后的高分子化学实验教学除了应该促进学生掌握基础知识,提高实验技能之外,更要发挥学生的主观能动性,引导其产生科研兴趣,树立创新意识和培养创新能力。改革过程中教育者应明确改革目标,不断修正或改变教学方法,为培养高层次的创新人才不断努力。 作者:赵颖 罗美香 蒋智杰 姜蕾 张安强 吴水珠 单位:华南理工大学材料科学与工程学院
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