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科技实验论文

摘要:科技实验是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。如何激发学生科学探究的情感,真正体验科学活动的过程与方法,是摆在每一个科学教育工作者面前的重要课题。我认为,培养学生在科技实验中的良好习惯对小学生至关重要。
科技实验论文

科技实验论文:医学独立实验室的科技开发与科研管理

朱庆义,胡朝晖,梁耀铭,祖玉丽,汪凡军,陈建波,陈美才 

摘要: 本文对我国新兴的医学独立实验室,及其科研管理与科技开发等问题,结合自身特点进行探讨与分析。本中心学科建设有:标本接收室、临床生化室、卫生检验室、放射免疫室、基因诊断室、临床微生物室、细胞遗传室、组织病理室和细胞病理室等多个学科,以及质量控制体系、生物安全体系,在科研管理方面重视教育、培养人才,在科研协作大学设立“金域奖学金”,为科技发展培养高级技术人才。

关键词: 医学独立实验室;科研管理;科技开发

随着我国医疗制度改革的逐步深入,医学独立实验室作为医疗卫生事业的一个组成部分,正在我国悄然兴起与稳步发展[1]。我中心是我国具有法人资格独立运行的及时个医学独立实验室。中心成立于1994年,原属广州医学院,从一个做保健品研发和经营检验试剂与器材的校办小企业,历经10年的发展,从开始仅有3~4间房,几十平方米的实验场所,发展到目前拥有4000m2,近300名职工,由多学科、多部门组成的一个拥有现代检验医学科学仪器设备的、初具规模的现代化医学检验独立实验室。是国内首家通过ISO/IEC-17025认可和ISO9001-2000认证。目前正沿着美国CAP(病理学家协会)认可实验室发展,并且按照国际标准化实验室质量管理体系运行[2]:即要有高质量、高标准、快速、的检验技术服务项目,同时大力开展科学研究与科技开发工作,不断引进新技术、新项目,扩大检验服务范围,在竞争中求生存,在生存中求发展。现就我医学独立实验室及其科技开发与科研管理等进行以下初步探索。

1 医学独立实验室组织架构

目前,我中心以实验诊断部为主体,分设临床生化室、卫生检验室、放射免疫室、基因诊断室、临床微生物室、细胞遗传室、组织病理室、细胞病理室、免疫组化室和分子生物学实验室以及质量保障部和生物安全管理体系等多个学科。此外,中心还在北京等地建立了自己的检验试剂研发与生产中心、健康检查中心。开展检验项目达1000多项,为广东省700多家基层医院和20多家三甲医院提供高新检验诊断技术服务。检验项目和服务范围日趋扩大,在当今国内检验技术服务行业中处于经验丰富地位。

2 医学独立实验室科研管理体系

2.1 在提供检验技术服务中确立科研方向 我中心是实验诊断技术服务的提供者,是一个高度专业性的独立临床实验室。为了满足广大地市级基层医院和部分大型综合性三甲医院对一些特殊检验项目测试的需求,为了实现可持续发展的道路,按照国际与国内实验室标准化质量管理体系[3,4]和国家、省、市科技发展规划以及地区基层医院科研工作的需要,确立自身的科研方向。

2.1.1 建立实验室国际标准化质量管理体系 参照美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)及ISO/IEC 17025要求,制定实验室质量保障和管理制度。积极参与国际(CAP)、国内(卫生部临床检验中心)和省内(广东省临床检验中心)质量管理和质量控制体系,在ISO/IEC-17025检测和校准实验室认可的基础上[4],创建美国CAP认可的实验室,建立省级生物医药临床检测试验基地和技术平台为目标。

2.1.2 检验诊断试剂研发 一是在北京金域重点研制和开发干化学检验诊断试剂,如骨代谢(骨钙知A/B)、尿碘、BV(细菌性阴道病)等妇婴保健与健康评价快速诊断检测试剂盒等系列产品;二是对目前承担的省市科委科研项目及其取得的科研成果,进行研发新的诊断试剂盒(如改良嗜肺军团菌BCYEα-DGVP培养基和乙肝耐药基因分型检测试剂盒等)。

2.1.3 基础应用研究 检验中心通过自行研发、引进、合作等多种途径,运用分子生物学、分子免疫学、分子病理学等近期检验技术,整合先进的诊断技术和方法,大力开展特种检验项目:包括分子生物学基因诊断新技术、遗传性疾病易感基因诊断、感染性疾病病源微生物基因诊断等,为临床提供高新检验诊断技术服务。

2.2 确立重点科研项目 现阶段重点科研项目包括实验室质量保障体系研究及在ISO-IEC-17025认可基础上,创建美国CAP认可实验室和生物医药临床试验技术平台。研发妇婴健康评价系列诊断试剂盒、液基薄层细胞学(TCT)设备和试剂国产化、广东地区宫颈癌和癌前病变流行病学、细胞学和HPV(人乳头瘤病毒)病因学研究等。

2.3 承担和完成国家、省、市科技发展规划项目 中心科研管理部门引导中高级科技人员,每年向省、市、区各级科研机构申报科研项目。近5年来曾先后申报、承担和完成10多项省、市科技发展规划项目,创建了检验医学产、学、研一体化的检验科技诊断技术平台,促进了金域医学检验科技事业的高速发展。

3 人才培养与科研梯队建设

3.1 科研梯队建设 发展科技事业必须建立一支科研队伍,必须引进与培养学科带头人。为此,我中心在国内、外招聘了一批知名检验医学与病理学专家,组建了专家顾问委员会,指导科研工作。同时招聘与引进一批中青年科技专家,包括医学博士、硕士研究生等高中级科技人员,组成一支老中青三结合的科研队伍,承担各项科研项目。

3.2 人才培养 金域检验以广州医学院为依托,同时与国内部分具有检验医学专业的高等医学院校,包括中南大学湘雅医学院、重庆医科大学检验系等密切合作,建立硕士研究生培养点,共同招收硕士研究生,培养中高级检验医学人才。我中心亦选拔各学组技术骨干和人才,外送委派培养博士研究生和硕士研究生,自身培养本专业学科带头人。

4 建立科技攻关与科研奖励制度

4.1 科技攻关 对于目前承担的10多项省、市科委科研攻关项目,由老专家和学科带头人组织科研攻关小组,共同参与课题研究,撰写科研论文,组织科研成果鉴定。近2~3年来,先后开展和完成的省、市科委科研攻关项目有《嗜肺军团菌快速诊断试剂盒研发》、《乙肝病毒拉米夫定耐药基因快速诊断试剂盒研发》、《尿碘、骨钙知、BV妇幼健康评价快速诊断试剂盒研发》、《中国人PLGK1-3、K5及EDN 基因工程研究》、《医学检验诊断试剂产学研一体化应用开发研究》等项目,并且取得了阶段性科研成果。先后在国际、国内10多种医学期刊发表了60多篇科研论文,现正准备做系列科研成果鉴定。

4.2 学术活动 检验中心积极参与国际和国内学术会议,每年要派出5~6批科研管理人员、中青年科技专家和科技员参加国际(IFCC、APCCB)、国内(中华医学会检验学会)各种学术会议,不断提高学术水平。同时还申请承办或协办中华医学会的一些学术会议,以及卫生部和省卫生厅主办的检验专业继续教育学习班。近年来,中心先后承办了中华医学会检验专业委员会《中国医学独立实验室研讨会》、《医学微生物学检验新技术》、《分子生物学诊断新技术》等多个学习班,并邀请国内、外专家来讲学班授课。

4.3 科研奖励 我中心对科技人员在国家或国际级杂志上发表科研论文者,不仅提供全部费,而且给者以实际奖励。鼓励科技人员积极参与科研工作,撰写科研论文,提高学术水平。

5 建立检验诊断试剂产学研一体化研究开发基地

我中心参照国外大型现代化医学独立实验室产学研一体化运行模式,集科研、教学、检验、诊断、试剂产品开发和高科技检验诊断技术服务为一体,建立科研与科技开发生产基地。

5.1 高科技检验诊断技术服务 我中心引进国内外高新检验诊断技术,开展检验项目1000多项,为广东省700多家基层医院和部分三甲医院提供特种检验诊断技术服务。其特点:一是优化医疗卫生资源配置,实现资源共享;二是提供社区医疗卫生服务体系;三是提高检验诊断技术水平,方便患者,缩小基层医院医生与上级医生间诊断和科研水平上的差距,减小城乡之间医疗服务质量的差别,提高整体医学检验水平。病人可以实现就近就医,避免因为医院不具备检验技术而不得不转院的麻烦。尤其是对于广大农村患者来说,他们不用再专门到中心城市,也可以享受到高水平的医学检验服务。

5.2 建立科研与科技开发生产基地 中心自身建有检验产品研发基地(北京金域高科诊断技术有限公司),将科研成果直接转化为新产品,进行开发生产。目前已有妇幼保健和健康评价快速诊断系列产品(骨钙知、尿碘、VB快速诊断试剂盒),取得专利技术和生产许可证,其中有些为国内首创,解决了过去对这类产品依赖进口的难题。

5.3 通过医学检验诊断试剂产学研一体化应用开发系列研究 对我国检验医学事业的发展、对提供高新检验诊断技术服务与检验诊断试剂产学研一体化,营造一个高新技术平台。

6 医学独立实验室科技开发的有利因素

6.1 资源共享、设备优良 我中心现有全自动生化仪、放免仪、原子吸收光谱、荧光实时定量PCR、HC2、DNA杂交仪、化学发光仪、紫外分光仪、全自动病理组织制片系统、TCT检测仪、荧光显微镜、多头显微镜、远程病理诊断会诊系统、全排式生物安全柜等价值1000多万元现代检验仪器设备,最近又引进了气相和液相色谱仪、串联质谱仪等先进检验仪器设备。

6.2 标本来源广、数量多 每天有几千例临床检验和病理标本,来自全省、乃至国内其他地区,病例数之多、范围之广,是医院内检验科无法比拟的。2004年标本总量达到656973例,年测试量超过200万次,年收入6000万元以上。其中,病理标本量处于全国医疗机构首位,PCR、分子杂交等基因诊断、细胞遗传学诊断、优生优育系列诊断等项目的标本量在广东省位居前列。如果计算如此大的标本量和服务项目,为医院节约的设备等成本费用和为病人节约因异地求诊而导致的差旅支出,中心所创造的间接经济效益在数亿元人民币。

总之,随着临床医学检验独立实验室在国内的兴起和蓬勃发展,及其产学研一体化的运行模式和科学管理,科研与科技开发是推动我中心检验技术服务更加发展的源动力。

科技实验论文:谈科技实验教学中学生良好习惯的培养

科技实验是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。如何激发学生科学探究的情感,真正体验科学活动的过程与方法,是摆在每一个科学教育工作者面前的重要课题。我认为,培养学生在科技实验中的良好习惯对小学生至关重要。

一、培养良好的观察习惯

观察是科技实验探究的开始,观察能力不是与生俱来的,学生良好的观察习惯需要有意识地进行培养。“看见了”不等于“观察到了”,科学史上的重大发明往往归功于科学家细致的观察结果。如:牛顿就是从大家熟视无睹的苹果落地现象,得出了万有引力定律;傅科由简单的单摆现象得出了地球是自转的。所以,良好的观察习惯的养成对学生今后的发展十分重要。科学的观察作为一种思维活动,是将现在的观察与过去观察获得的经验联系起来进行加工改造。观察能力是发展学生认知能力的基础,也是构成学生创新能力的基本因素。创新能力的起点在于观察能力,没有敏锐的观察能力,就不会有很强的创新能力。观察是“源”,创新是“流”,只有使观察与思维互相渗透,才能促进学生的想象力,才有利于创造性思维的形成。因此,培养学生的创新能力必须首先从培养学生的观察能力开始。

教学中,教师要重视培养学生观察的兴趣、深入细致观察的品质,学会在观察中发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。要根据科学学科自身的特点培养学生的观察能力。科学课以实验为主,而几乎每个实验都要进行观察,所以,在实验过程中,我总是提醒学生动用一切感觉器官去观察。一是用眼看,眼是最重要的观察器官,如果不用眼仔细看,实验中的现象会“昙花一现”,要时刻提醒学生注意用眼观察每一个微小的环节、每一步细小的变化。如《冰、水和水蒸气》一课(教材四年级下册),在进行水的沸腾实验时,学生在老师提醒下用眼观察到了沸腾全过程的变化:底部聚集较小水泡水泡变多变大不断上升水上下翻滚试管口出现水气。二是用手摸、用耳听、用鼻闻、用舌尝,手、耳、鼻、舌也是人体重要的感官,它能帮助学生更地感知事物。通过反复强化练习,学生的观察能力就会大大提高,从而促进兴趣的发展,形成良性循环。

二、养成动手又动脑的学习习惯

新课程中小学科技教育倡导“做中学”,其实质是通过科学学习,养成“动手动脑”的学习习惯,在“做”中发现,在“做”中体验,在“做”中感悟,“动手”只是一种手段,会“动脑”才是真正的目的。然而小学生往往是乐于动手,但不善于动脑,面对眼前的各种实验器材,往往盲目地急于操作,实验中也只顾“热闹”,看不到“门道”。所以科学教育要养成学生动手与动脑相结合的学习习惯,引领学生有目的、有意识地开展科学探究活动。动手之前要明确动手操作的目的,弄清要解决的问题,预测可能获得的结果,制定实验方案,即动手之前先动脑。活动中要提醒学生手、脑、眼、鼻、耳多种器官的并用,要及时捕捉事物的细微变化,善于分析现象产生的原因,从直观现象中抽象出事物的本质。

如:在探究《电磁铁》的性质时,首先教师可以引导学生提出他们对于电磁铁感兴趣的问题:电磁铁是由什么构成的?怎样制作电磁铁?电磁铁能吸哪些物品?电磁铁的磁性强弱与什么有关?电磁铁有没有南北极?若有极性,与什么有关?电磁铁与磁铁有什么区别?然后,让每个研究小组对本组感兴趣的问题先提出预测,再根据多种实验材料,提出实验方案,动手实验,寻求问题的答案。同时在活动中,要使学生养成勤于做科学笔记的习惯,要及时记录下自己瞬间闪现的智慧火花,把观察的现象、发现的问题、预测的结果、对现象的分析以及对活动的感悟,都要及时记录下来,培养学生严谨认真的学习态度,养成动手又动脑的学习习惯。这样才是真正意义的探究,才能切实有效地培养学生的科技素养。

三、养成主动探究的学习习惯

小学科学教育的目的是培养学生的科学素养,探究又是科学学习的核心,科学教育只有引导学生通过科学探究来发展其科学素养,才能实现科学本质与教育宗旨的内在统一。然而,不少学生没有养成主动探究的学习习惯,尽管他们从学会说话开始,就可能提出这样或那样的问题,但很少有父母会有意识地引导孩子自己寻找问题的答案,他们会毫无保留地将答案告诉孩子,惟恐孩子听不明白。进入学校后,不少教师在教学中也是“绞尽脑汁”地将知识通过语言、演示实验等方式传授给学生,或者学生只是机械地照着教师指定的实验步骤按部就班地依样画葫芦,没有探究性思维活动的参与。久而久之,孩子们习惯于从老师或家长那里“省时省力”地获取知识,缺乏主动探究的精神。所以,小学科学教育应首先培养学生主动探究的学习习惯,遇到问题,不依赖老师,自觉主动地去探究,自主地去寻找问题的答案。如:植物的根是否在喝水?怎样证明?物体的滚动摩擦大于还是小于滑动摩擦?怎样证明?遇到这些问题,学生首先想到的应该是如何设计实验去探究问题的答案,而不是寻求老师的帮助和解答。当然,老师并不是要游离于学生探究学习之外“袖手旁观”,教师的引领和指导是必不可少的。

总之,在科技实验中,养成小学生良好的科学学习习惯,比获取知识的多少更为重要。良好习惯的形成将决定着学生后继的学习与生活,甚至会对他们一生的发展起到决定性的作用。

科技实验论文:浅谈现代科技在化学实验中的运用

浅谈现代科技在化学实验中的运用

二十一世纪是一个信息化和数字化的时代,是一个以计算机、多媒体、网络为代表的新技术时代。

科学技术的迅速发展也带来了教育的变革,通过多媒体辅助教学,无论是教育的质量,还是教育的效率都得到了飞一般的提升。在化学实验教学中,由于引进了现代多媒体作为教学的辅助工具,由此带来了化学教学的巨变。以信息化推动教育现代化,以教育现代化提高化学实验效率,为不断探索有益于学生思维发展的教学方法奠定了牢固的基础,为党建的每一位化学老师所喜爱。

例如,在实验教学中,有一些在课堂上难以演示的、有毒的、危险性较大的实验等,若能使用图片、动画、视频等清楚地展示出来,再融合到实验教学中,不仅增强了学生的学习兴趣,形象直观,还有利于增强学生记忆,增大课堂教学容量,有利于学生创新能力和实践精神的培养,为提高学生素质能力开辟了广阔的天地,同时,也为教师因材施教提供了更好的条件。为此,教师在实验教学中要敢于创新,与时俱进,要充分利用现有教学本文由论文联盟//收集整理设备和资源,优化实验教学。

1、运用摄像、录像技术,突破时空限制,保障实验的安全性

在教学中.传统的手工操作实验,必然会遇到一些化学反应时间长或者化学反应不明显的现象,这样,由于学生处在正在发展的阶段,好动是他们的天性,很容易因为别的事情而分散注意力,中断学习,影响他们的学习效率。在多年的教学生涯中,我知道,让学生在课上从头到尾都保持高度集中是很难做到的,况且每堂课对于每一个化学老师来讲,都比较短,要想让学生在有限的时间能够学到更多的知识,掌握更多的技能,让学生观察到化学反应的每一个现象并加以牢固,运用摄像、录像技术是不钱好的选择,因为这不必声道上述情况的限制,可以生动形象的为学生提供整个实验的过程,展现真实性,突出重要性。

在化学实验课上,一些实验会对人体产生一定的影响,有的反应剧烈的化学反应会产生对人体有害的气体,所以建议不适合在课堂上进行实验可以成分的借助录像,这样一方面可以对实验中的错误操作引起的危害进行真实再现。引起学生的重视,定义方面,图文并茂的讲解讲解方式,让学生提高兴趣,又可避免产生事故。录像技术具有功能效应。充分利用这一效应.可以演示实验的真实性,例如,录像可以随时快进与倒退,慢放与快放,这样可以让学生对一些极快的现象看得清楚,加深认识。

2、使用投影技术,增加实验的科学性

化学作为一种建立在实验基础上的科学,必须利用实验手段来增强学生的实践,利用实验为学生提供新颖的问题,在实验中产生新的发现,进一步促进学生思维分析能力的发展。化学教学中进行实验.是为了让学生通过一些列的化学反应来认识事物,在实验中得到启发,促进他们创造性思维的发展,进而升华为理论思考。提出疑问.获得结论,提高自己的认识水平和各种能力这才是至关重要的。作为一名化学教师,既要做到试验项目符合高考标准,又要利用化学实验对发展学生思维所起的重要作用,在教学活动中除了重视用实验来展示化学现象、验证化学原理、探索客观规律外让学生自己动手,这样才有利于拓展学生的思维空间。

传统实验方法一般采用放大实验仪器,抬高实验装置,增加实验药品的用量等来反复展示实验结果。由于实验仪器的放大是有限的。反复展示实验结果又浪费时间。所以有些现象是在实验中瞬问产生的而无法观察到。以至于影响教学效果。

在实验中采用投影技术,可以提高演示效果。投影技术主要的功能是将实验的过程和现象放大。克服传统实验可见度小的缺陷。能够使所有学生清晰地观察到实验的过程。特别

是一些细微的,不易观察到的现象。使实验的科学性得到提高。增强学生学习的积极性和参与程度。

3、利用计算机网络技术,让学生爱上化学实验

化学实验操作具有严格的规定。是不允许出任何差错的。而在进行实验前。先让学生通过计算机和网络技术进行模拟实验就可以在很大程度上防止失误的产生。有的实验在常规教学中存在不少局限性,课堂演示也不例外:(1)许多化学反应速率很快,瞬间即逝,例如氢、氧爆鸣气的化合;(2)有些化学反应则需较长时间才能完成,在常规课堂中很难进行演示,例如次氯酸的见光分解等;(3)有些化学反应装置规模小,多数学生难以观察到实验现象,等等。也有的是在实验过程中难以发现的规律,或者危险性的实验可以通过多媒体技术为支撑。

针对上述化学实验在常规教学中普遍存在的矛盾,可以充分利用微机的辅助功能,采用化快为慢、转慢为快、化小为大的方法,加强学生对实验过程的观察。例如:爆鸣气的化合反应可设计动画过程,逐步显示电火花点火、分子之间的化合、产生爆炸的全部过程,采用化快为慢的方法帮助学生了解其反应历程和现象;缓慢的反应则加快节奏,次氯酸的见光分解可设计为在光照下不断产生气泡的动画,使学生通过动画而加深对反应现象的认识;规模小的化学反应装置则可化小为大,像原电池、电解池等实验,放大实验现象过程示意图,向全体学生展示明显的实验现象过程,引导学生观察思考它们在反应条件和反应现象上的差别,使每个学生都能清楚地观察现象并分析原理,这些模拟实验是物质性质实验的有益补充,通过这些辅助教学手段,可以解决一些传统教学法中的局限,收到较好的效果。

对于一些危险性比较大的实验,例如,在稀释浓硫酸的操作中,必须将浓硫酸沿烧杯壁缓缓地倒入水中,而不能将水倒入浓硫酸中。如果实验演示错误操作的后果具有一定的危险性,那么使用计算机课件,用动画的方式模拟出水倒入浓硫酸时的沸腾和四溅现象,会加深学生对这一操作的认识,对学生的实际操作起了良好的指导作用,学生实际动手操作时将有显性认识,不致操作失误。因此多媒体课件可以通过视频信息为学生展示规范、严格的操作过程。同时也可以通过课件模拟出错误操作后造成的不安全后果。

4、结语

化学教学成分利用现代计算机网络技术,学生在上课的时候通过通过声音、画面、文字展示微观世界,一方面有利于开拓眼界,吸引他们学习的兴趣,另一方面可以打破学生认识中的时空限制,用各种感官来感知信息激发学生主动、积极的参与,在实践中增强他们对知识的掌握;,通过模拟技术,对学生的人身安却也起到了有效的保护,在一定程度上学生的探索和创造提供有利条件。

科技实验论文:低成本高科技物理实验浅析

一、低成本、高科技物理实验简介

1.成本低廉(低耗费),操作简单,运用广泛

低成本实验所需材料可以是各类废旧物品,对原物品的功能不产生损坏,易于获得,操作方便,只需做简单改装即可进行实验;可以广泛应用于各种实验方式(如演示实验、分组实验、研究课题、课外活动等)和各种教学(如分析、综合、示范学习、小组合作学习、做中学等);可应用于不同的年级水平(不依赖于学生的数学知识和物理背景知识);可还原学生日常经验中的各种物理现象和一些物理基本原理。

2.作用强大

许多复杂的设备往往基于一些基本的物理学厚理,如安全气囊传感器基于惯性定律、隐形眼镜基于粘滞力、遥控器基于红外辐射的调制等等,通过采用这些技术的简易实验进行教学,能消除学生对现代技术和新材料的困惑并加深理解,使学生清晰理解设备技术的工作原理’有利于激发学生学习兴趣及实际运用物理原理的动机;糊低成本、高科技实验教学,不仅能更好地发展学生的认知,而且能增强学生社会责任感(如讨论手机电磁辐射、新材料对环境的污染等);不仅能增强学生的合作51能力、计划组织能力和判断能力以及基于对物理理解的批判态度(如通过比较侵入式加热器与微波炉的效率),而且能促进学生掌握收集和处理信息、素材的方法(如,通过仪器使用说明书和搜索网络);通过布置实践性作业(如研究课题、小制作、小实验、家庭作业),还能够培养学生的动手能力和解决问题能力。鉴于此,物理教师应重视低成本、髙科技简易实验的开发与制作。为此,物理教师应注意关注学生的生活经验和日常生活实际,努力拓宽实施物理教学的空间,保障实验基于简单组装和低成本材料,并加强自身制作简易实验能力的训练,设法运用新材料(如聚四氟乙烯、尼龙搭扣等)和日常生活中所使用的现代设备(如电动牙刷、视听光盘、手机、安全带传感器等)设计实验。

二、低成本、高科技实验实例

1.新材料实验举例——枯滞力确定

(1)材料:A型物理支架(高50cm)、定滑轮、曲柄轮、测力计、移液管(滴管)、物体(如橡胶球、动物眼球、玻璃板以及各种光滑表面物体)、隐形眼镜、隐形眼镜分离器、钓鱼线(长50cm)、液体(淡水或盐水)。(2)准备:用一条短线将测力计与隐形眼镜分离器连接,隐形眼镜分离器的塑料帽与隐形眼镜或玻璃板固定在一起,隐形眼镜可以在物体上移动。建议用死猪或死牛的眼球(可以从屠宰场获得)作为物体,这样学生可以在现有条件下做实验。由于球的直径与隐形眼镜的直径相近,因此,隐形眼镜将与球可以良好接触。(3)实验步骤A.用移液管将液体滴在眼球上。B.将隐形眼镜放在猪或牛眼球上(以便良好接触),隐形眼镜与眼球之间的粘滞力可以由测力计测出。C.转动曲柄轮竖直向上拉测力计。若眼球与隐形眼镜之间进入空气,粘滞力将会减小,隐形眼镜不再能粘在球上。很明显,对学生来说,当隐形眼镜的内半径与眼球的外半径相等时,粘滞力较大。用其它材料的物体时要求相同。实际的粘滞力受多方面因素的影响,如球与隐形眼镜之间的液体、液体膜的厚度、球的材料、球的半径等。实验测得猪眼球的粘滞力为0.08#,半径相同的塑料球的粘滞力为0.06V;两块玻璃板之间的粘滞力为0.03iV。(4)解释:球与隐形眼镜之间液体膜的厚度对粘滞力的影响很大。因此,在所有实验中,球上滴液量应该相同。这也是我们为什么建议用移液管将水滴在球上的原因。

2.新技术实验举例一模拟安全气囊传感器

(1)材料:压电晶体、玩具车、木板(长1/?,宽0.2m)、灯泡(4厂)、直流放大器、细绳(长1/w、0.2m各一条)、润滑油、导线(长2m和0.5w米的各两根)、米尺、带泡沫的挡板、物体(100g)、钢球(质量100g,半径10/wm)、带有支架的定滑轮。(2)准备:玩具车上有一悬球装置,压电晶体m固定在玩具车上距离钢球5w;w,以便当钢球摆动时能与压电晶体撞击。因压电晶体受挤压时产生的电压较低,必须通过直流放大器放大才能点亮灯泡。直流放大器与压电晶体之间用两根2m长的导线连接,灯泡与放大器之间用痛o.2wW导线连接。整快木板被分成O.l/w的间隔,挡板固定在木板末端,以便泡沫吸住玩具车。玩具车与质量为100g的物体通过1/?长的细线相连,细线跨过定滑轮。物体竖直悬挂在桌边。玩具车在物体的牵引下就会加速运动。(3)实验:给车的轮轴上加润滑油,2w长的导线位置固定或拿在手上以防影响玩具车运动的加速度。当玩具车向挡板运动时,悬挂的钢球撞击压电晶体,产生电压,点亮灯泡(灯泡的亮度取决于玩具车撞击挡板时的速度,撞击速度愈大,灯泡的亮度愈亮)。(4)解释:压电晶体受到力旳作用时,电荷累积在压电晶体表面。电荷累积量与压电晶体的形变成正比。在安全气囊传感器里,灯泡的亮度正比于钢球所施加的作用力,进而正比于玩具车撞击时的加速度。在实际中,汽车在水平方向运动的加速度由以变形的压电晶体记录。在新一代安全气囊传感器上,所产生的电压通过模拟数字转化器反馈给计算机。汽车与障碍物撞击时的加速度超过一定值时,由压电晶体产生的电压可使安全气囊在10ms时间内打开,从而防止驾驶员与方向盘之间的剧烈撞击。

3.综合实驗举例一”模拟分光计

(1)材料:一张CZ)盘、白炽灯泡、荧光灯、气体发光灯。(2)实验方法:将三种光源置于桌面上,相互间隔约0.1/w,合上幵关点亮灯泡。桌子应背对房间窗户放置,以便人身体遮挡太阳光,减少自然光对实验的影响。将CD盘水平置于观察者面前(贴标签一面向下),慢慢倾斜并向光源移动,直至在CZ)盘上呈现出光谱(即七彩光)。用遮光罩遮住其它两个光源,依次观察与单个光源对应的光谱。(3)实验原理:一张O)光盘作为反射式光栅,当光照射到光盘上时,就会产生出反射光谱。比较不同光源所发光的光谱,可以看出白炽灯所发光的光谱是连续光谱,荧光的光谱在各种颜色之间有小小的间隔,而气体发光灯所发光的光谱是不连续线性光谱。

三、可用于简易物理买验的新材料新技术

新材料、新技术在现代生产、生活中随处可见,只要物理教师善于发现,善于组织、引导学生进行开发,同时能很好地将物理学科内容与现代技术结合起来,低成本、高科技物理实验就能发挥更大的作用。为了方便教师开发此类实验,下面就罗列出一些常见的新技术、新材料,以供读者参考。

1.新技术

BS(防抱死系统)、安全气囊、条形码读卡机、照相机(胶片式、数码式)(手动、自动)、照相机闪光灯、视听光盘(CZ)盘)、硬币分拣机、计算机鼠标、圣诞节电子蜡烛、电动牙刷、鞭炮、防伪标志、垃圾分拣机(机械式、电磁式)、厨房技术(天然气灶、电磁灶、微波炉、消毒柜、洗碗机等)、红外运动探测器、电视机(等离子、液晶)、红外遥控器、液晶显示器(LCD)、发光二极管aLED)、高音喇叭(静电的、压电的)、金属探_器、移动电话、打印机和复印机、袖珍计算器、原子钟、签名识别器、烟雾报警器、温度计(电子式、红外辐射式)、触摸式开关、声光控开关、触摸屏等等。

2.新材料

锡或锡箱、防反光涂料、新型建筑和装饰材料、万能胶、陶瓷材料、隐形眼镜、玻璃纤维、眼镜(变色镜、太阳镜)、髙温超导材料、隔热玻璃、红外传感芯片、激光笔、液晶(电敏式、热敏式)、魔板、縻方、金属涂层、外包装材料、偏振片、剃须刀刀片、亚光油漆、镜片渡膜、超导材料等等。

四、总结

总之,利用低成本、新材料、新技术资源不仅可以弥补由于实验器材不足所造成的弊端,还可以消除学生对高科技、新材料的神秘感,对培养学生的动手操作能力和物理学习兴趣有重要的作用。物理教师应充分挖掘身边资源,积极引导学生通过实验真正体验、感受物理学的无穷魅力,从而提升学生的科学素养。

作者:袁丽 单位:江苏技术师范学院数理学院

科技实验论文:馆校结合中科技馆的实验教育

一、采用科学实践教育的原因

1.馆校结合的教育政策要求

近几年,由我国中央的文明办、教育部门同我国科技协会联合开展的有关于将科技馆的活动带入到校园内的工作中明确的指出,要实现科技馆内的科学资源同当前学校教育,特别是科学类和综合实践类的课程活动相结合,有效地促进我国的校外科学技术活动同学校内的科学教育课程活动相连接。与此同时,相关部门还要求,要加强对学校的科学类教育前置性的研究与多样性的设计,为学校当前进行的素质教育与探究式学习模式构建一个良好的平台。另外,上世纪九十年代中期,美国政府出台的有关其国内科学教学的标准,也提出了“科技博物馆教育项目要向标准化靠拢”的教育政策,要求科技馆的各项服务活动都要积极主动的配合同时期学校进行的各项科学实验教育改革措施。由此我们不难看出,馆校结合的教育模式已经成为了当前世界发展的主流趋势,将科技馆的资源同学校的科学实验教育相融合,已经是我国科技馆未来发展的重要战略目标。

2.培养学生形成科学思维模式的要求

如何更好的开展馆校结合,科技馆除了利用展厅的展品外,另一个主要形式就是实验教育,以笔者所在的中国科技馆为例,主要包括展厅的实验表演台,科普实验室、活动室,科学表演秀等活动,都是通过动手互动让公众来探索其中的科学奥秘,从而对学生的校内知识进行生动的阐述和解释。在展厅的实验教育较单纯的对照展品教学比,其形式更轻松、活泼、有趣,将学校内书本上枯燥乏味的知识通过科学实验的方式展现给学生,可以极大地激发学生探究式学习的兴趣,更容易被学生所接受,在日后的学习生活中形成科学思维模式,从而帮助教师更好的完成教学任务,提高教师的教学效率和学生学习的效率,进而培养出符合社会需要的高素质人才。

二、如何开展馆校结合的实验教育

1.选择实验项目

首先,作为馆校结合的新型实验教育模式,其最主要的目标是要提高学生学习的兴趣和探究的意识。所以,在进行实验项目的选择时,不仅要考虑科技馆实际能够被利用的资源和条件,还需要根据当前本校的教学任务和教学重点难点内容来进行。因此,实践项目的开展应为各大学校通过对当前科技馆开展的各项实践活动进行调查后,结合本校各科目当前的教学进度选择能够同科技馆实验教育活动相吻合的内容。例如,可以根据中国科技馆当前开展的“探索微观世界”的活动来进行生物方面的教学等。

2.实验活动的实施

中国科技馆现有的实验活动包括了物理、化学、生物等多个方面,通过对学习课本的分析,对于馆校结合实验活动的开展,笔者有以下几个举例,可供参考:(1)生物课本中有关于遗传、染色体以及细胞分类、植物的光合作用等单元的教学内容,都可以拿到科技馆中进行教学。通过与中国科技馆科普实验室正开展的面向小学高年级及初中生推出“探索微观世界”系列活动相结合,依据活动中开展的包括认识显微镜、质壁分离及叶片气孔观察、观察自己的口腔粘膜上皮细胞、DNA提取等方面的内容,让学生在实验和娱乐中找到相应的生物知识,从而完成本次教学。(2)结合当前初中人教版的化学课本中有关液氮的特点和作用一课,同科技馆的液氮表演秀相结合,然后由教师进行相关理论的阐述,让学生通过液氮表演秀中利用液氮冷冻薯片、鲜花、以及产生液氮蘑菇云等科学实验,来充分的懂得液氮的特性和重要作用,帮助学生更好的理解这一较为复杂的化学元素。(3)从科学课本中选择一个静电方面的知识点,可与科技馆的展厅表演台的电磁表演相结合,让学生在体验“怒发冲冠”的同时了解电磁的特性。(4)根据学校的物理课本中水的特点与性质的单元内容,同展厅的海洋表演台相结合,海洋表演台通过气球的浮力来对海水、自来水、蒸馏水的密度进行对比,从而对海水的奥秘进行揭示,让学生能地了解到同水有关的相关知识内容。

三、结论

总而言之,将科技馆的实验教育同学校教育相结合的科学性教育模式,无论是国内还是国外,都具有较大的教学需求与良好的发展前景。由于外国开展馆校结合的教育方式要远远提前于我国,所以,我国相关教育部门在利用此方式进行实验教育时,可以充分的吸收和借鉴外国的先进教育经验和成功案例,加强和协调各教育部门同科技馆之间的交流与合作,提高科学实验教育同校内与科学相关课程的亲密度和连接度。与此同时,科技馆也应该要加大同科学实验教育相关的设施的建设,推出更多实验活动的精品,为馆校结合科技实验教育奠定良好的基础。

作者:袁辉 单位:中国科学技术馆展教中心

科技实验论文:高校实验科技平台构建与核算研究

一、高校构建实验技术公共平台的必要性

高校的实验技术公共平台是指在高校,以学科研究工作中方法学的共性为基础,把各学科实验研究中可共同使用,价值较高、大型精密仪器设备集中管理、使用、开展有偿服务的一种充分利用仪器设备,提高使用效率,节约科研成本的使用方式仪器。

目前,高校仪器设备的拥有量是比较大的,少的几千万,多则十几个亿。如何充分发挥其应有的作用、使用率,避免重复购买和闲置,达到的经济效益,是很值得探讨的一个问题。从高校仪器设备的管理上看,目前存在着一些问题。

1.重复购买。由于各个学科单位只考虑自己使用的方便,而在一些高校存在着对某项仪器重复购买的现象。特别是10万元以下的仪器设备,由于经费来源使用的是学科的经费或个人课题专项经费,而在经费的使用方面缺乏制度上的硬性规定,学校的主管部门审批也就十分容易,所以常出现重复购买的现象。例如,几万元低温冰箱、二氧化碳培养箱,在各个学科更是常见。至于十几到二十万的酶标仪仪器,汕头大学医学院就有13台之多。

2.使用率并不高。仪器设备由各学科自行购买,使用权归小单位,因而缺乏全局观念,则常限于本学科的研究与个人课题的使用。而其他学科或课题组需要使用要凭借个人的关系,也缺乏适当、合理的安排。使用率究竟如何,也极少有人去考核。近年由于高校引进人才的需要,不惜为一些引进的人才购进专用贵重的仪器设备,有价值几百万元,但由于某些原因,人才流出,购进的仪器长时间闲置,十分可惜。如汕头大学医学院十几万元以上的超低温冰箱就有5台,是否有此需要,有无闲置,却无人常去过问和检查其使用的情况。

3.没有详细进行经济上的核算。各个学科和课题组科研人员着重考虑科研工作,出数据,出文章,而较少仔细进行核算。科研的主管部门只重视出科研成果,而轻经济核算。目前的高校看重科研成果,以学术水平和科研论文的发表作为业绩考核指标。各学科同样是侧重业绩,并经常呼吁学校应对科研给予大力支持,课题给予配套经费。至于水电费的核算、维护费用、管理人员的费用,等等,无从查核,或只是象征性的扣点水电费。贵重仪器设备只有简单的使用时数登记表。

以上可见,如何充分发挥学校的仪器设备的作用,提高使用率,防止资源的浪费,取得资源的共享与更好的效益,是科研经费管理中亟待解决的问题。因此,构建高校的实验技术平台,是摆在高校面前的一个重要任务。

二、构建实验技术公共平台的几种模式

从目前高校的情况看,实验技术平台的构建主要有几种形式:

1.以学科(或学科群)为依托的组建模式。笔者认为,这种形式必须依据学科特点及需要,平台大中型设备分别依托相关学科投入(或学科群),制定统一严格的管理、运作和考核制度,多方位为学科、全院、全校各学科提供实验技术服务。适当地开展对外服务。从汕头大学医学院的情况看,属于规模比较小的院校,所处的区域高校较少,地区的经济和工业、科研并不十分发达,所以采取的就是这种以学科群投入的模式。并于2008年7月出台了文件,设立分子实验室、分析细胞实验室等三个公共技术平台。在2008年9月又出台了《汕头大学医学院贵重仪器设备开放管理条理》,从而优化资源配置,实现资源共享,提高了仪器设备的使用率,促进汕头大学医学院教学科研水平的提高。

2.以学校投入为主的组建模式。仪器设备、场地,全部由学院或学校投入,人员直属学院或学校,主要购买较大型的又比较普遍实用的贵重仪器设备。同样制定统一严格的管理、运作和考核制度,为全校服务并积极开展对外服务。

3.联合社会力量共建的组建模式。有的高校处于省会等较大的城市,与中央各有关部门或省相关部门或大型企业有着较好的联系,双方协作,互利互惠,建设相关的实验室技术平台,依托学校的科研力量,与企业合作,开展社会服务。例如,内蒙古农业大学与蒙牛集团共建的乳品生物技术与工程重点实验室,浙江大学科技园光电实验室与入园的企业共建等,都为我们提供了宝贵的经验。

三、实验技术公共平台的经费收支核算方式

高校的实验技术平台的核算,以上述的几种构建方式分开进行。除联合社会力量的形式比较复杂外,目前高校实验技术公共平台主要是学科群投入或学校投入的模式构建,因而这两种核算方式最为普遍。由此,本文主要是探讨学科群或学校投入的核算方法。

从总体上看,核算中最主要的是成本核算,如何进行各个项目各种仪器明细的分开核算,应由财务和主管部门进行协商,取得共识,原则是维护学校的利益,即在有较多收入的情况下,学校得大头,部门得小头。按劳取酬,多劳多得,勤俭节约,合理收费。

1.收入的核算。所有的收入按部门或各个小组进行核算,纳入财务部门统一管理。主要核算各项仪器设备开展对内、对外检测、观察等的收入。平台的构建主要是以为学校的科研服务为主,在此基础上,为充分发挥仪器设备的作用,提高使用效率,可以逐步考虑对外服务。高校的实验技术平台,开展对外服务有利于该地区的科研工作的发展,加强交流,提高学校的科研能力和高校的知名度。但毕竟内外有别,收费的标准应高于成本,我们认为,对外的收费可较校内的收费提高~30%。每个项目的实验收费标准,由实验平台的负责人根据成本核算提出方案,然后各有关部门进行研究确定,报有关部门审批,并在实践中给予逐步完善。

2.成本的核算。实验技术公共平台的成本,主要是包括仪器设备管理人员的薪金、水电费、仪器设备的购买、耗材的支出、维修费的支出等。从成本核算上看,还有一个仪器设备折旧的问题,但是一些贵重仪器的价值昂贵,其分摊后的费用如加入成本进行核算,那么,成本将是很高,例如,汕头大学医学院进口的透射电子显微镜需约240万元。假如电子设备的使用年限为5年(新制度规定才3年),按平均折旧法计算,每年约为48万元左右。由学科投入经费购买的,学科来分担折旧的费用,负担将过重。如是由学院投入的,一般使用的是专项资金,例如“211工程”公共服务体系项目的资金,从核算上无需提折旧。因为根据《高等学校会计制度》的规定,目前高校的固定资产不提折旧,所以我们认为在目前的情况下,特别是对刚刚起步构建实验技术平台或业务量不是太大的高校,可以暂时不提折旧。

(1)管理人员薪金的核算

公共平台的建设主要是学科群投入的,则以学科群或学科作为一种管理模式,其主要的管理者、技术骨干的基本薪金,应该由学校负担,其奖金应视管理者的业绩而定。其他的辅助技术人员,其薪金、奖金应由学科负担。由学校负担主要的管理人员的薪金,是从考虑扶持学科的实验技术平台考虑,特别是刚刚起步或收入不多的院校,目前还是应以这种方式较好。如是由学院投入建设为主的,管理者、技术骨干、辅助人员的基本薪金,应该由学校负担。其奖金应视业绩而定。从另一个角度上说,在以学校投入为主的运行模式中,管理负责人在应聘此岗位时,也应自己提出一些方案与建议,对此问题供领导决策。我们可以采用两种方法:及时种以每年的纯收入(扣除应有的成本)或工作量作为一个基数,超过部分的纯收入40%作为管理人员的奖金。例如,电子显微镜的观察费,假设以每年的纯收入基数为10万元,实际纯收入为13万元,超过的3万元,按六四分成的方法计算奖金;第二种以总收入为核算的,则扣除成本后,纯收入同样按六四分成的方法计算奖金。(2)仪器设备消耗性物资、维修和水电费等的核算。作为公共的平台,其开展的项目实验所需的试剂及耗材由谁申请的实验,谁负责的原则。其耗材可以自购,也可以由实验室购买,并按实际给予核算。日常的仪器维修,以一个标准的基数为原则,例如,单件材料为5000元,由实验平台负责,并摊入当年的成本核算,5000元以上至1万元以内的在实验平台的发展基金负责,超过1万元的由实验平台负责人写出书面报告,经主管部门的负责人提出意见,由学院领导根据具体情况,决定学科负责或由学校或学院负责支付。水电费的核算,我们采用安装电表,按实际支出数核算,计入当月成本,并返纳给学校。税金的核算也应同步进行,当高校开展服务有收入之时,应注意按照国家的统一规定,向有关部门申请领取统一的发票,办理税务登记,按规定进行纳税。

3.结余的核算。收支相抵后,结余资金的处理应从以下两个方面考虑。

(1)利润的分配。利润的分配,应考虑学校、学科群、管理人员及技术人员之间的利益,如在执行上述六四分成即学校得三成,学科得三成,管理人员得四成。利润分配的比例也不是一成不变的,最主要的是应视业务发展的情况,在刚起步时,管理人员的奖励可适当提高,当规模越来越大,收入越多,应注意适当调整分配的比例。

(2)建立基金的核算。在上述的利润分配后,归属学科或学校的利润,应建立专项基金,作为购买大型仪器设备或大维修之用,用于实验技术平台的再发展。

四、构建实验技术公共平台存在的几点问题

1.人才的问题。构建实验技术公共平台,目前较大的困难仍是管理负责人的人选问题。这个问题在规模不大的院校,尤为突出。从总体上看,负责人必须技术比较,大公无私,协调能力较强,总体素质较高,能全心全意为学校的各个学科服务,而不是为自己的课题服务。因此,应公开招聘,选出比较的人才来承担平台的负责人的工作。但作为学校,其本人如何进行年度考核,应另制定相关的规定。

2.平台是否能维持自收自支的问题。高校的实验技术平台,要维持自收自支,从内部看,必须提供品质服务和具备一定的业务水平,其收费合理,并且高校的规模较大,能提供的实验检测和观察项目。从外部看,必须有一定的特色,在区域上位于较大的城市,有较多的科研单位和企业作为依托,开展对外服务的业务比较多,收入资金达到一定的规模,否则,较难办到自收自支。但是,由于学校规模、特色、科研能力及所处的区域的条件的限制等因素,技术平台的发展与创收会受到一定的制约。所以,依靠学校的投入主要的设备与大项的维修,还是比较重要的,使学科的科研工作得到扶持与发展。笔者认为,作为高校的实验技术平台,主要是为学校的科研服务,资源合理配置、达到共享,争取更大的经济效益。其次,提高科研的层次与扩大学校的知名度。所以应综合考虑社会效益与经济效益。

3.关于与企业共建的科研成果如何归属与分配的问题。与企业进行共建实验技术平台,在进行实验之前,应对将来可能出现的科研成果归属、及时作者的署名、专利权等问题进行协商,达成共识,签署有关的合同,以免日后产生不必要的纠纷。

4.注意进行对技术平台的宣传。实验技术平台投入使用后,应注意把有关的仪器设备名称、开展服务的项目、技术力量的水平等编印成册,分发给附属单位及社会上有关单位,并利用网络、甚至新闻媒体开展宣传、报道。开拓更多的合作项目与交流渠道。

科技实验论文:浅谈应用科技大学软件创新实验室建设管理

摘要:应用科技大学软件工程专业的同学应具备应用软件的设计能力,创新能力等技能。软件创新实验室是这些能力培养的重要场所,该文阐述了软件创新实验室的作用,并针对软件创新实验室的建设、管理和发展模式等问题进行了初步的探讨。

关键词:软件创新实验室;实验室建设;实验室管理

对于应用科技大学的学生来说,就业是最主要的学习目的。因此,应用科技大学对学生的动手能力的培养,是日常教学工作的重中之重。对于软件工程专业的学生来说,应用软件的设计能力,是重要的动手能力和职业技能。软件创新实验室是学生软件设计能力培养的重要场所,对培养学生的动手能力,创新能力,自学能力,团队精神,就业和创业能力有着非常积极的作用,是创新教育模式的重要教育手段。创新教育模式是指建立在素质教育和学生个性发展基础上,高等学校采取各种教育手段,培养学生创新素质,提高学生创新能力和水平,最终以培养能适应二十一世纪需求的创新型人才为目标的高等教育模式[1]。为了更好的利用软件创新实验室的资源,充分发挥其在学生动手能力培养的作用,我把几年来对黑龙江东方学院软件创新实验室的管理和建设经验总结一下,形成此文,就如何进一步搞好软件创新实验室的建设和管理以培养更多富有创新精神的软件设计人才这一问题做了初步探索。

一、以兴趣为基础,做好人员建设。

软件创新实验室对计算机硬件没有特殊要求,配置较高的个人计算机就能够满足大多数的应用开发需求。因此,软件创新实验室的人员建设便成了建设的重点。实验室人员建设的原则:优胜劣汰,梯度培养。人员在进入实验室前应该组织考核,纳新的对象可以是掌握了一定的专业课基础的大二学生。对于一年级的同学,重点在于学习兴趣的激发,待二年级再参加实验室。指导教师在选拔时,重点选拔对计算机软件设计学习兴趣浓,学习态度认真的同学。在进入实验室以前,要进行一定的考核,以确保同学有一定的基础,同时让学生珍惜参加软件创新实验室的机会。对于通过考核的学生,可以采用"师徒制",以高年级的同学为老师,学习专业技术,形成以老带新的梯度人才培养模式。教师在整个人员培养过程中,只起到对学生工作督促和指导作用。创新实验室应该允许适当的人员流动,对于学习学习工作表现不好的同学,劝退离开实验室,同时定期吸纳新的同学进入实验室,从而实现人员的有序调整和流动。最终形成规模适中,技能过硬的团队。

二、以应用为目标,组织活动内容

作为锻炼学生创新能力的场所,软件创新实验室的项目,一定要贴近生产生活实际。创新内容,可以出自学生的日常生活,也可出自教师的科研项目或横向项目。在项目的开发过程中,要时刻保持项目的实用性,以商业标准来要求每个项目。这样能够更好的激发学生的学习兴趣和创新精神。如果教师能够拿来部分规模适中工期允许的商业项目作为软件创新实验室的项目,让学生接触到真正的商业项目开发,对学生职业素养的养成工程经验的积累,都将起到事半功倍的效果。

在日常的学习工作中,指导教师要定期组织同学进行集体学习科技要闻,拓展学生视野。同时,指导教师要积极激发学生的创新能力,鼓励同学们大胆设想并提出自己的想法,组织同学甚至是专家对这些想法进行论证,去掉哪些过于天马行空的想法。一旦想法通过论证,便可组织同学进行研发。对于成熟的产品,甚至可以推向市场产生经济效益。

三、以学生为根本,进行日常管理

为了实现学生"浸泡"在软件创新实验室的目标,软件创新必须全天开放。而全天开放的实验室管理是一个难题。最成功的管理方式是把实验室管理权交给学生,由学生自主管理,但是,学生自主管理不等于学生自由管理。必须建立一套切实可行的实验室管理制度,实现实验室的管理不依赖于某些学生,而是依赖于一套完整的制度。以往的实验室管理,通常依赖于某些教师或同学,一旦人员发生变动,实验室的管理又要重头开始,这样很难实现稳定的高水平管理。建立一套科学可行的管理制度就可以的解决这个问题。在制度的建立过程中,要体现以人为本,为同学和教师着想。制度制定之初,需要进行广泛的听取意见,同时,参考成功的实验室管理经验。在制度的条款中,避免出现空洞的内容,保障制度的可行性。良好的激励机制是创新实验室良好发展的保障[2]。制度的内容一定要包含激励机制。这样可以保障已经参加实验室同学的工作积极性。一旦制度形成,全体同学必须认真遵守。经过一个学年,对制度进行适当的修正,保障其能够适应新的学生情况。

四、以就业为导向,实现持久发展

创办创新软件创新实验室的一定要以就业为导向。软件创新实验室采用的技术,一定是软件人才市场上热门的技术。实现创新实验室的学生毕业后才能够无缝接轨人才市场,找到高薪的工作。只有往届创新实验室的同学实现了高薪就业,才能吸引更多的低年级同学加入软件创新实验室,实验室才能有强大的生命力和学生基础,实现持久发展。从而,在同学们中间形成良好的口碑,开创人人都想通过努力进入软件创新实验室的良好局面。

要充分相信学生的创新和创造能力,对于学生的作品,可以找风险投资帮助有能力的同学实现自主创业。在没有作品诞生的时候,可以通过商业项目赚取佣金的方式,实现创新实验室的盈利,从而改善实验室的工作条件,调动指导教师的工作热情。让软件创新实验室进入良性发展的轨道,成为学生创业的沃土,教师圆梦的乐园。

结束语

软件创新实验室,作为软件工程专业学生创新的阵地,对学生团队意识,创新意识,就业意识的培养起着积极的影响。我们会继续深入研究和探索软件创新实验的建设和管理办法,使软件创新实验室为社会培养出更多的具有创新意识的软件人才。

科技实验论文:大学生科技创新与实验室管理模式的探讨

摘 要 面向大学生开展科技创新项目是高校贯彻党的教育方针、培养创新型应用人才目的的重要途径。本文是在我校为了实现这一目的,开展管理创新课题研究的前提下,总结了当前开放实验中存在的一些问题,分析了当前实验教学不能满足科技创新项目现状的原因,对我校大学生科技创新与实验室管理模式进行了探讨。

关键词 科技创新 创新型人才 实验室管理模式 开放实验室

0 引言

培养创新型应用人才是我国高等教育(特别是地方性高校)的主要任务之一,开展大学生科技创新项目是培养创新型应用人才的重要途径,因此开展这一项目已经成为高校教育教学过程中的一项重要内容。

1 大学生科技创新对实验室管理模式的要求

1.1 完善的实验室建设机制是基础

面向大学生开展的科技创新的实验教学,需要专业的实验教学和实践操作的平台,包括实验室场地和设备、实验教学内容与方法、师资队伍以及督导机制。健全的机制和比较完善的实验平台,可以为大学生科技创新项目创造有利的条件,保障创新项目的各个环节能方便、高效地运行。

1.2 “双师型”教师队伍是实验的保障

教师在教学中的主导作用,决定不仅能够在思维上对学生开启灵感,激发他们对科技创新的浓厚兴趣,培养他们的创新意识,更能够在实践技能上进行熟练指导和提升,帮助他们将所学知识从广度和深度上提高一个层次,减少他们对开展创新项目的盲目性和项目过程的随意性,提高他们的创新能力。因此,具有一支创新意识较强的高素质的“双师型”教师队伍是开展科技创新项目的基本保障。

1.3 科学合理的实验内容是关键

从实现大学生科技创新的思路出发,结合他们的专业特点和掌握的实验技能设计开放实验,设计的实验项目要体现内容的自选性、设计性、专业性、应用性及研究性,这样才有利于激发学习兴趣,开发创新意识,培养创新思维,锻炼自主学习能力,达到提高综合应用能力。

2 科技创新与实验室管理模式的探讨

2.1 目前开放性实验教学存在的主要问题

(1)应有的重视程度不够。不少些人认为开放性实验是正常教学任务之外的内容,由于需要额外的人力、物力等投入,却难以在短期内取得明显的效果。所以,一般对于开放性实验总是有计划无落实、有安排无检查、有实验无效果(至少效果不明显),没有体现开放性实验的意义。

(2)参与学生数量不多。开放性实验是配合高等教育培养目的,而针对大学生开展的创新实验项目,通过开放实验提高他们的综合应用能力。但由于种种原因,大学生们普遍对学校有开放性实验知道不多,对真正开放性实验的意义认识不够。加之不少学生对实验本身就不感兴趣,重理论轻实践,致使参与实验的人数并不多,严重影响培养目标的贯彻执行。

(3)实验条件和设施较差。由于学校办学经费缺少,实验条件和设施较差,教学计划内的实验勉强开设,而另外开出的开放性实验项目从哪一方面也无法满足教学要求。

(4)学生做的实验重复验证的多,创新性实验很少。学生做的开放性实验应是创新性的项目,开设的目的在于激发学生的思维,提高学生的素质,提高他们的创新能力,但不少学校将开放性实验变成了弥补指导性实验的不足的补充。

(5)指导教师短缺,以及对开放性实验存在误解。开放性实验的指导教师应该是“双师型”教师,但“双师型”教师严重短缺,指导力量不足,另一方面一些人对开放实验也存在误解,甚至有抵触思想。其实大家应该知道,如果没有专职教师的指导,大学生做的开放性实验将具有很大的盲目性和随机性,因而也很难有所成效。

(6)开放实验制度和管理都不到位。对于开设了开放性实验项目的一些学校,但实验室管理制度不健全,既没有科学合理的教学计划,也没有完备的考核办法,所以对大学生做开放性实验就没有具体的要求,学生想怎么干就(下转第221页)(上接第210页)干什么,基本处于自由的“开放”状态,导致管理无序、器材和实验耗材浪费严重,最终开放实验的目的和效果也无法实现。

2.2 开放性实验的改革和管理模式的探索

(1)提高对开放性实验认识的重要性。积极宣传开放性实验的重要意义,营造重视实验教学、重视开放性实验项目的浓厚氛围,从根本上转变学生只重理论、轻视实验的现象,使学生真正从思想上转变认识,积极从行动上投入到开放实验中去,从而确立开放实验教学的特殊地位。

(2)健全管理制度,保障开放实验有序进行。修改不适合开放实验的有关制度,制定符合实际的管理制度,组织专人制定开放性实验项目管理方案,并在实验时间和场地等方面予以充分的保障,严格按照相关的规章制度执行,使开放实验教学过程有章可循、有规可依,保障开放性实验教学成果。

(3)培养足够数量的“双师型”教师。“双师型”教师是实验实践教学过程中的关键,教师的业务素质、操作技能和责任心决定大学生做开放性实验水平高低和成效的大小,每学期之初,结合专业特色和学生的要求,指导教师根据专业特点、社会需求和学生状况,列出一些创新实验项目,然后交由学生讨论,让学生自己选择项目,老师负责审查学生根据项目要求设计的实验方案是否合理、可行,帮助他们最终制定创新实验项目。对学生实验操作过程中的疑难问题进行讨论解决。学生每做完实验项目,根据实验情况撰写详实的创新性实验项目报告,由指导教师组织有关人员和实验学生在综合分析的情况下评议该项目,及时提出改进建议,以便提高实验效果、保障实验质量,达到实验目的。

(4)加强基础实验教学的管理。由于创新性实验项目是在学生一定的学习基础上开设的,所以在基础实验教学中,要加强对学生基本实验技能的培养与训练,引导学生养成注重观察实验现象、善于发现实验过程中的问题、勇于解决问题的良好习惯,为学生进行开放性实验奠定良好的基础。教师在积极探索教学方式的同时,要彻底转变观念,要坚持以学生为本,积极发挥他们的主体作用,调动他们的主观能动性,使开放性实验项目真正成为学生自己的学习、研究阵地,为实现自己美好的明天打好基础。

(5)开放实验教学和开放实验室。开放实验教学和开放实验室是学生开展创新性项目的基本平台,是当前高校实验教学改革的主要内容,也是有效的实验室管理模式。我校目前开展的实验教学改革(包括开放性实验室),应该在广泛调研的基础上,进行实验室管理形式、实验时间与空间的开放以及实验内容的开放等方面的工作,真正体现以学生为本的教学理念,在发挥学生的主观作用的同时,锻炼学生的组织能力、思维能力、动手能力、科研能力和自我管理能力,进而为大学生科技创新项目的开展开辟出一条行之有效的道路,进而实现培养学生科技创新能力的目的。

3 结束语

建工系成立以来,为了实现这一目标,曾经在系内进行了有关的实验教学改革,包括部分实验教学和实验项目的开放,这次在学校开展管理创新项目研究的形势下,结合本科合格评估整改任务,进行该项目的研究,取得了较好的成绩。

本文是陕西省榆林学院管理创新研究课题

科技实验论文:科技小实验在化学素质教育中的作用

摘 要:化学是一门以实验为基础的学科。科技小实验能有效提高学生的动手、动脑和发明创造能力,巩固化学知识与技能,提高观察、分析问题能力,提高学生的非智力因素,是提高学生科学素养和实施素质教育的重要手段。

关键词:科技小实验;化学素质教育;作用

新课程改革要求教育教学以学生为本,发展学生的个性特长,提高学生素质。化学是一门以实验为基础的学科,在教学中创设以实验为主的科学探究活动,有助于提高学生的科学探究能力与科学素养。鉴于此,本文着重谈谈科技小实验在化学素质教育中的作用。

一、科技小实验能有效提高学生的能力

1.提高学生的动手、动脑和发明创造能力

一个学生不但要学好书本知识,还要有较强的动手动脑能力,这样才能把所学到的知识应用到实践中,成为一个心灵手巧、具有创造才能的人。如,在讲“水的净化”一节时,我布置了一个课外作业――“自制简易净水器”。到了第二天就有20来个作品产生了,有的是独做,有的是合做。有的学生还相互用红墨水试验净化效果,并根据其美观程度和实用价值评出了作品。又如,在讲“铁与硫酸铜反应”时,有学生竟然想到把铁片剪成树型――“铁树”,倒入硫酸铜,使其变成“铜树”,增强实验的趣味性。这些小实验不但激发了学生的创造意识,大大提高了学生的动手、动脑能力,而且学生创作出来的作品也一件比一件美丽,一件比一件精巧。

2.巩固化学知识与技能,提高观察、分析问题能力

如,当我及时次布置家庭小实验“观察蜡烛色态、构造及燃烧现象”时,学生感到很新奇,后来渐渐产生了浓厚的兴趣。到后来布置小实验“用玻璃杯、饭碗和小蜡烛测定空气中氧气的含量”时,有的成功,有的没成功,第二天到学校相互讨论,有的请教教师,回家后又做了这个实验,一旦成功了,就会特别兴奋,学习化学的兴趣随之激发出来。后来,每逢做演示实验,学生往往会问:“我们在自己的家里能不能做?”配合课堂教学内容,我们除了布置学生完成新教材设计的小实验外,还会补充一些既有浓厚生活气息又与化学知识密切相关,同时学生在家中能找到材料独立完成的小实验作为作业。这些小实验不但丰富了学生的课余生活,开阔了视野,培养了动手能力和观察分析能力,而且与课堂教学内容同步,也对知识的理解和巩固起到了促进作用。

二、科技小实验能有效提高学生的非智力因素

1.有利于培养学生学习和掌握科学技术的兴趣

这种兴趣包括感知兴趣、操作兴趣、探索兴趣等。如,在讲“研究物质燃烧条件”前,我先给学生做了一个魔术实验:把适量溶有白磷的二硫化碳溶液倒到准备好的一张废纸中,然后我装着有气功的样子进行揉搓。这时学生注视我的手中的纸,露出疑惑不解的神色。突然有学生叫起来:“冒烟了!冒烟了!”有学生说:“好神奇!”惊喜之余,我感到时机成熟,就说:“大家想知道这张纸是怎么燃烧起来的吗?”学生带着好奇心开始对物质燃烧条件进行探讨。通过这些类似的小实验,大大激发了学生学习化学的兴趣,增强了学生探索的欲望。

2.有助于学生正确科学观的形成

科技小实验贯穿了科学思想的教育,目的是使学生逐步形成正确的科学观。通过一些小实验,如,“烧不坏的手帕”“是谁伤了我的手”“鬼火是怎么回事”等小实验,教育学生树立尊重客观事实、尊重客观规律的观点;树立为科学不断探索、不断奋斗的观点;确立运用科学为人民谋利益的观点;用科学去抨击“水变油”等的谬论。

3.有助于学生独立完整人格的形成

素质教育就是育人的教育,注重独立完整人格的形成。人格与素质有着极为密切的联系。素质教育有助于良好的心理素质、高尚的道德品质的形成。而科技小实验注重实践性、参与性、协作性,通过实验观察、思考、研究、认证、创造等进行教学,学生不但能从中学到科学知识的实践本领,而且还能感悟到追求真理的艰辛和乐趣,有利于他们形成坚忍顽强的意志,提高学生的生存能力。

总之,实践证明,科学小实验是培养学生实践能力和创造能力的主要措施,是培养学生良好的非智力因素的重要手段,是提高学生科学素养和实施素质教育的重要手段。

科技实验论文:基于信息科技实验室智能管理系统功能研究

摘 要 高校实验室建设是现代教育设施的重要构成,完善实验室日常管理工作是发挥教育功能的根本保障。早期高校仅关注于专业课程教学改革工作,对实验室内部管理缺乏先进的调控体系,导致实验室设备资源利用率偏低,影响了专业实验课程教学质量水平。当前,高校正积极推广信息化建设模式,信息科技融入实验室管理工作是一大创新措施。本文分析了高校实验室建设存在的问题,设计了智能实验室管理系统的软硬件构架,从智能应用角度对实验室管理模式提出科学的改革对策。

关键词 信息科技;实验室;智能管理;功能

新时期高等教育取得了优异的改革成就,高校不仅要编制一套完整的专业教学体系,还要注重校内配套设施的调控应用,建立完善的专业教学辅助系统,才能更好地开展专业教学活动。实验室是高校现代化教学不可缺少的一部分,借助实验室可完成理论与实践教学的相互集合。为了更好地利用实验室资源,需将信息技术应用于实验室智能管理系统,扩大实验室工作的教育服务职能。

1 高校实验室建设存在问题

高等教育为国家培养了多类专业人才,每年根据教育部门政策要求开展教学活动,扩大了社会专业人才的培养范围。从目前来看,高校实验室建设依旧存在着诸多问题,这类问题将限制实验室教育功能的发挥。高校实验室正处于深化市场机制的过程中,还未采用各种现代化管理手段,作为实验室主管,无法快速、、地掌控合同状况、试验进度、人员管理等实验室信息;人员和任务分配过程较复杂;检验任务书、试验报告、原始记录等信息需要重复录入,而且查询、生成不方便;实验仪器设备的查询、维修、校准、各种标准文本的发放、查询等管理手续繁琐;从检验任务书的传递、检验,以及检验报告等都由人工处理;虽然各部门都配备了电脑,但是大多数部门的计算机都是独立使用,没有很好地实现资源共享。

2 智能管理软硬件系统设计

实验室是服务于高校专业教学的配套设施,也是教育科研人员工资的主要场所。由于高校教育体制改革存在的缺陷,造成实验室管理工作未受到足够的重视。结合高校实验室建设存在的种种问题,面对信息时代改革发展趋势,高校实验室建设必须要朝着信息化方向转变,借助信息科技搭建智能化实验室管理平台,满足高等教育事业的快速发展需求。

2.1硬件系统

实验室构建数字化操控模式,需先配备专用硬件设施,才能进一步提升高校调度中心办事处理水平,从而实现数字化控制模式的状态。硬件系统构建中,主要是根据实验室工作要求设置计算机设备,从数量、配置、性能等方面选择,为管理操作提供良好的硬件平台。比如,选用高配置计算机为实验数据处理提供硬件功能。

1)服务器。实验室是用于高校科研教育的场所,每天产生了大量的专业领域数据,硬件系统必须配备大内存服务器,以及时收集相关的数据信息。实验室服务器应分为实时服务器、历史服务器等两类,前者用于现有数据的收录与处理,后者用于存储实验室早期产生的数据。

2)子站点。我国高校已经发展成为综合式的教育体系,各所高校分为多个不同的校区,每个校区实验室之间存在着密切的关联性。基于互联网科技应用下,实验室智能管理需设计总站点、子站点等分布式模式,由中心校区实验室对分校区实验室进行调控管理。因此,子站点是实验室硬件系统的服务终端,也是硬件规划不可缺少的一部分。

2.2软件系统

软件是决定信息管理系统运行速率的关键因素,数字化系统要考虑软件设施的升级改造,配备专用软件辅助实验室管理办公操作。现代计算机网络区域智能化改造,软件系统逐渐配备了多种实用型软件产品,并且根据用户操作要求执行动作指令。现有软件系统科采用超大容量数据库为支撑,及时处理高校实验室内产生的数据信息。

1)接收端。实时收录实验室操作相关的数据,对高校实验室信息化建设具有价值意义,也是现代教育科研工作取得的有效成果。软件系统设计数据接收层,重点对端口数据完成收集、处理等工作,强调了数据结构的总体性。软件系统中的数据接收层,主要是实验室管理员、教师、师生之间的三方联用,如图1,扩大了智能数据传输的工作范围。

2)处理端。无论是实时数据或历史数据,在软件系统里都要经过详细地处理,按照程序编码完成指令操作,为智能实验室建设创造技术性条件。数据处理层采用人工智能识别技术,对实验室建设相关数据及时收取,让实验室数据库运行流程更加规范化。比如,实验室远程控制安装人机工程系统,代替管理员执行人工指令操作。

3实验室智能管理系统的主要功能

实验室智能管理是利用计算机技术、电子传感技术、无线网络技术等共同组建的信息管理模式,在主要科学技术推动下实现了数字改造进程,为现代化实验室升级改造搭建了高科技平台。基于软硬件系统设计,智能实验室管理系统主要功能如图2。

3.1处理功能

包括数据收集和输入、数据传输、数据存储、数据加工和输出。高校建立数字化调度中心,对信息化管理所得数据实时自动化处理,维持了实验室监控区域内作业流程的规范化。调度中心主要结合计算机设备执行调控方案,重点解决实验室作业区的监控难点,创建更加宏观的工程信息化平台。比如,机算计远程网络科对教学期间实验室内部实施全程观测,24h监控可及时发现实验室内的异常情况,向调度管理人员输送的数据信号。

3.2计划功能

根据高校提供的约束条件,合理地安排各职能部门的计划,按照不同的管理层,提供不同的管理层,提供相应的计划报告。“安全化”是在高校实验室信号传播条件下,利用数字式控制系统对智能管理进行改造,进一步提升实验室运行流程的安全作业水平。软硬件系统是智能实验室尤为关键的组成部分,设计人员要根据专业实验教学的具体情况,编制切实的软硬件结构模式,提升高校实验室运行的工作效率。

3.3控制功能

根据各职能部门提供的数据,对计划的执行情况进行检测、检测、比较执行与计划的差异,对差异情况分析其原因。长期以来实验室在推动高校发展方面的作用显著,作为高校教育事业的基础服务设施,实验室功能得到了化升级。根据现有实验室作业模式,实验器材与配套设施是实验室信息化改造的核心构成,这是监控平台建设的主要对象。可采用远程视频监控系统,对实验室内部运行状态进行全程监测,由无线网络载入视频监控信号,为调度中心作业提出的指导。

3.4辅助功能

采用各种数学模型和所存储的大量数据,及时推倒出有关问题的解或满意解,辅助各级管理人员进行决策,以期合理利用人财物和信息资源,取得较大的经济效益。此外,运用现代数学方法、统计方法和模拟方法,根据过去的数据预测外来的情况。

4 高校实验室智能管理系统的具体应用

在科学技术改革条件的推动下,我国高等教育事业朝着数字化方向转变,实现了实验室工作模式的科技化改造,帮助管理人员解决了诸多信号处理方面的难题。高校实验室信息化建设,不仅设置了高端的软硬件系统构架,同时结合信息管理系统设定处理、计划、控制、辅助等功能模块,进一步完善了高校实验室管理体系,如图3。结合实验室日常使用情况,智能管理系统主要应用包括:

4.1人机管理

高校管理科技改革区域智能化,这种管理系统实现了计算机代替人工操控,减小了实验室管理员日常工作的难度。智能系统科根据实验室内部工作要求,设定不同的人机工程操作模块,主要包括:公告管理、用户管理、数据字典等系统。人机管理是人与计算机的协调运行,借助智能平台提升了实验室相关事务的处理效率,方便了实验室管理人员的多项工作。

4.2教学管理

专业教学、科技研究等是实验室的主要应用功能,高校建设实验室多数是为了满足专业教学要求,智能系统对实验室内教学管理业有很大的帮助。智能教学管理是指对老师教学过程的整体管理,包括对教学计划、教学资源、上传文档、学生数据报表、成绩的管理等,都可以利用实验室智能系统进行识别、存储。实验室教学是培养学生实践能力的关键,由智能实验室设计专项教学方案,提高了高校专业教育的工作水平。

4.3设备管理

实验器材是高校投资的采购对象,实验设备损坏则会造成较大的经济损失。智能实验室采用了数字化设备管理体系,对实验设备的加入、存储、使用、维修、损耗的管理。比如,实验设备器材采购管理中,智能系统可对建设规划步骤、设备采购流程等优化管理;设备分为三种:办公设备、科研设备、教学设备。如需申购,填写申购表格,然后根据审批流程进行审批,由采购部门统计生成采购清单。

4.4数据管理

对专业实验中产生的有价值数据,智能管理系统能够实时收录、存储,在系统内配备专用数据库可提升资源的有效利用率。实验室数据管理应用表现:一是实验室评估与评教,系统使用者对实验室的管理及教学的评价统计;二是数据与报表,系统根据录入的设备,低值品与耗材等的数据情况形成可查询的明细和统计,可形成报表。

5结论

实验室是用于高校专业实验或科学研究的重点场所,搞好实验室信息化建设关系着高等教育事业发展水平。信息科技是实验室智能管理系统的核心支撑,借助软硬件系统服务平台,实验室可设定处理功能、计划功能、控制功能、辅助功能等,为人机管理、教学管理、设备管理、数据管理等创造广阔的平台,从多个方面保障了实验室信息化建设水平。

科技实验论文:高中物理实验教学中渗透科技意识的尝试

【摘要】新一轮的高中课程改革,就是要培养学生的科技意识,促进人的个性发展,从而提升劳动者的科技素质。物理实验教学是科技教育的重要阵地这一,在实验教学中,挖掘、寻找科技知识的渗透点和连接点,激发学生搞科研的兴趣;高中物理的第二课堂是科技教育的广阔天地。在课外的科技活动中,可拓宽教育活动的内容,通过小制作、小论文及一些实验的研讨提高学生搞科研的能力。使高中生具有深厚的科技意识及文化素质是具有战略意义的大事。

【关键词】高中物理; 实验教学; 科技意识

科学技术已成为及时生产力,谁能掌握高新科技知识,谁就能成为时代的强者。要想经济腾飞社会发达、进步,主要靠科技进步和劳动者素质的提高。我国要在21世纪激烈的国际竞争和人才需求的挑战中立足,以至超过世界强国,当务之急是认真落实新的课程标准,改变以往重知识,轻能力;重理论,轻实践的传统教学模式,提高全民族科技素质,强化公民的科技意识应从学生开始抓起。在高中物理必修课中,结合教材内容,注意实验教学,挖掘、寻找科技知识的渗透点、连接点。在第二课堂的活动中,普及科普知识,提高学生的科学思维方法,辅导科技活动的基本功,使高中生具有浓厚的科技意识及文化素质是具有战略意义的大事。我在实验教学中渗透科技意识方面进行了一些探讨与尝试。

1 课堂教学是科技教育的重要渠道

物理是一门以实验为基础的学科,实验也是科技教育的重要内容,是培养学生科技意识,提高技能技巧的有效途径。

(1)教材基础知识与科技知识、实验有机联系:例如讲游标卡尺螺旋测微器的使用时联系我国神舟飞船进入太空的定位等高科技的应用;学习伽利略的自由落体实验时,注重培养学生求实创新的科技意识;学习牛顿运动定律时,让学生体会用控制变量法研究物理规律。高中教材内容与科技实验的内容有机地联系有很多,它们既巩固了基础的理论知识,又拓宽了学生的知识面。

(2)多做一些探索性实验,以激发学生搞科研的兴趣。兴趣能引起求知欲,可提高学习的效率。验证性实验因有已知目的,步骤和结论,学生往往“照方取药”,不动脑筋,而探索性实验就不同,例如,高中学生在磁场章节磁性材料中学习了磁性物质的居里点,任何物质在磁场的作用下都能或多或少地被磁化,只是被磁化程度不同。这一实验可以放手让学生自己去探索。它可以使学生在探索的实践中培养创造性思维能力。创造性思维能力是探求未知的能力,是一种开发力,是终身受益的能力。

(3)改一些演示实验为边观察边思考实验,以增加学生观察思考的机会。例如,我在讲“分子的热运动”时,分别给相临座位的两个学生每人一杯热水和一杯冷水,让他俩同时往杯子里的水中注入一滴红色墨水,过一会儿,就观察到热水中的红色墨水很快地而且均匀地扩散开来,而冷水杯中的红色墨水却扩散缓慢。实验表明,温度越高,分子做无规则运动的速度就越大,所以大量分子做无规则运动的速度跟温度有关。实验中,通过自己动手做做,自己再进行分析、总结,学生能透过具体的物理现象,理解并总结出抽象的物质运动的规律,从而提高了逻辑思维能力。

(4)结合课本内容,穿插讲一些历史上科学家废寝忘食地进行实验,克服困难,顽强拼搏搞创造发明,造福人类的故事。

(5)多让学生自行设计实验。例如筷子的神力,思考:把一根筷子插入装著米的杯子中,然后将筷子上提,筷子会把米和杯子提起吗?材料:塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根;操作:①将米倒满塑料杯。②用手将杯子里的米按一按。③用手按住米,从手指缝间插入筷子。④用手轻轻提起筷子,杯子和米一起被提起来了。在指导学生阅读课本中的有关理论知识的基础上,根据实验提示确定实验的目的要求,发动学生积极思维,培养学生分析、综合问题的创造能力和独立操作的实践能力。

2 第二课堂的活动是科技教育的广阔的天地

积极利用和创造条件,组织师生开展丰富的科技教育实践活动。在课外科技活动中能不断地拓宽教育活动的内容。科技教育的主要任务是提高青少年的科技素质,以适应未来的社会经济和科技发展的需要,课外科技活动的内容必须突破原来的模式。强调一个“新”字,以弥补教材的不足,满足学生的求知欲。按高中物理新课程标准要求:“加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系,反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想,关注物理学的技术应用所带来的社会问题,培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度。”使学生具备自制简易教具本领。在第二课堂中师生可以开展了一些小制作的实践活动。比如“沉在水底的兵乓球”

2.1 实验原理: 兵乓很轻,正常情况下他都是漂浮在水面上的,这是因为兵乓球的密度比水小,不能自己沉入水下。

本实验是通过流动的水流来将很轻的兵乓球固定在水底。因为流动的水流对兵乓球的压力作用,使兵乓球沉在水底。一旦我们阻止水的流动兵乓球又将浮在水面上。

2.2 试验操作方法及注意事项

①实验所用的漏斗大小应该适中,不应太大也不宜太小,要恰好能把兵乓球放进去。

②漏斗口不应太大,防止水流出过快,实验效果不明显。

③下边用来接水的容器应该足够大,防止水流出。

2.3 本实验仪器的制作过程及感想: 做实验不应该想当然,而要切切实实的动手做一做才能发现问题,进而解决问题。如本实验开始时,想着肯定能成功,结果没有考虑到漏斗口太大,导致开始的几次实验都失败了,我给漏斗加了个盖,再在盖上开一个较小的口。这样效果就明显多了。

通过学生动手实验,使学生明白科学并不神秘,制作、创造、发明都是可行的事。学生看到自己辛勤实验结果将会信心大百增,更激发他们对实验产生深厚的兴趣。兴趣是一种特殊的意识倾向,是动机产生的主观原因。兴趣会发展为志趣,志趣会演化为追求和理想,使高中生走进大学,对物理实验有更高一层的认识,并立志为祖国科技事业努力奋斗。

3 教师进行科研时,吸收一些学生参加,学生可以从教师的实验中开阔思路,学习科研的方法,了解科研的程序、步骤,提高实验的技能、技巧

例如指导探究《研究弹簧的伸长与拉力的关系》、《研究杠杆平衡条件》等实验,让学生边动手实验边进行探索。

4 开展撰写小论文活动,培养学生不断探索的精神

举行小论文征文比赛,激发他们对实验中的问题不断探索的愿望,培养严格的科学态度。例如:找找汽车中的光学知识就可指导学生从以下几点进生小论文撰写:

(1)汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜。利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保障行车安全。

(2)汽车头灯里的反射镜是一个凹镜。它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。

(3)汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩。汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。

(4)轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔,茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。

总之,要想培养学生的科技意识,物理教师就必须合理组织实验教学、积极开展课外活动,让学生在课堂、课外都感受到科学技术的重要性,从而增强他们的科技意识。科学实践是人类社会的三大实践活动之一随着现代文明的发展,科学实践对人类的影响也越来越大。

科技实验论文:防灾科技学院实验室固定资产在实践教学中存在的问题及解决对策探讨

摘 要:

本文分析了防灾科技学院自2006年升本以来在实验室固定资产管理方面存在的问题,说明了这些问题存在的严重性,并针对这些问题提出了解决方案。旨在通过分析问题,解决问题,来达到辅助实践教学,增强实验室固定资产管理。

关键词:固定资产;实践教学;仪器设备

1.学院简介

二十世纪七十年代以来,我国大陆地震频发,灾害损失严重,为减轻地震灾害,培养防震减灾的专业人才,国家于1975年组建了国家地震局天水地震学校。随着我国经济事业的快速发展,同时也促进了教育事业的发展,对于教育事业的资金投入正在逐年增长。随着生源的增加,学校各项设施的优化,教学质量的提高,天水地震学校于2006年正式更名为防灾科技学院,并开始举办本科教育,面向全国招生。

至今,学院已经形成理学、工学为主的五大学科门类。在一级学科的专业群中,形成各类学科专有实验室118个,由于教学实验室的增多,实验器材的购置频繁,教学科研仪器设备总值达1.54亿元,其中超过10万元的大型仪器设备共有222个。实验室仪器设备的完善与优化,为教学工作带来了很多优势,学生的学习积极性提高,知识掌握水平提高,但同时,也带来一些负面的影响。由于实验室仪器设备的过快增长,使得资产管理人员在管理方面并没有足够的配套管理办法与管理手段,进而暴露出一些实验室仪器设备在管理上存在的问题。

2.实践教学中实验室固定资产管理存在的问题

2.1开放实验内容单一。

在学院所拥有的一级学科中,共有实验室118个,在日常的实践教学中,实验课多以操作实验和验证实验为准,这是由于老师上课大多按照课程设置依附于课堂教学,以至于所布置的实验任务也大多是课堂的验证实验。此外,一些老师惰性严重,科研水平差,更倾向于按本宣科的进行教学讲解。这在一定程度上限制了学生的创新思维能力的提高与研究水平。

2.2忽略对校史文物的保护。

学院成立的前身是天水地震学校,校址在甘肃天水,于1983迁至北京东燕郊,搬迁过后,很多建校伊始的文物都没有得到应有的保护,很多岩石标本在途中丢失,还有很多岩石标本以及地震监测资料只是简单的堆放在系部的实验室,并没有作为校史馆的一部分,供学生参观。在地震科学系学生考研以及毕业设计的过程中,这些本来可以起到辅助性作用的资料却没能发挥应有的作用,很多学生只得自己掏钱去地震科学馆参观。

2.3仪器维护低效率。

实验室的管理缺乏制度化,实验室人手有限;同时,学生数量逐年增多,实验室经费困难,以至于实验室的仪器、设备、材料往往得不到及时的维护,加速损耗。很多系部反映,在室外实验的过程中,只有一名任课教师作为实验课指导,并没有专门的实验管理员辅助管理,很多学生在实验课上拿到有问题的仪器设备,需自行回仪器管理室更换,浪费了很多课堂时间。

2.4实验室固定资产管理体系不够完善。

自建校以来,实验室的建设与管理一直处于发展阶段。实验室设备的使用一直没有相关的管理规章制度,任课老师只能口头约束学生合理使用教学仪器。

3.实验室固定资产管理的存在问题的解决对策

3.1在课余时间开放实验室。

合理规划实验室的房间安排。在达到实验室配合教学的同时,也要实现实验室满足学生课余时间研究的需要。建立健全实验室固定资产管理的规范化,信息化。对于长期闲置和较少使用的固定资产,可进行学院内部系部之间的整合与调拨,实现物尽其用。

3.2修补历史标本,并移送到开放校史馆,随时供学生参观与使用。

校史文物是学院发展过程中留下的珍贵的资料,承载着学院几十年来的发展历程以及发展各阶段的重大事件记录。并且,其中包括地质考察队地质工程队在考察过程中留下的各种实物标本及文字资料。这些宝贵的资料对于地质学科的老师和学生来说非常重要,可以作为实验课的重要课堂辅助材料。应该召集相关系部的专业教师,并投入相当的财力,将天水地震学校留下的文物分类整理,陆续陈列在校史馆中,供学生随时学习、参观。

3.3配备实验室设备维护人员。

每次上课之前要做设备维护。有必要的实验室,要随堂进行设备维护,机器调试。对于学科内部的实验室要设定相应的实验室分类,并且配备相应的管理人员,建立实验人员的培养计划,不仅要求实验员熟悉实验室安全和各方面的管理工作,并且要求实验员掌握基本实验技能,能够随时进行课前与课后的设备调试工作。大型的仪器设备配备专业的实验员,并且将各种维护管理工作进行量化,设定相应的岗位津贴,通过学生与任课教师的民意打分,对其进行相应的监督式的薪酬制度,激发其工作的积极性,做好管理后勤保障工作。

3.4建立健全实验室固定资产管理的规章制度。

学院的资产部门成立较早,但由于学校较小,各项基础设施并不健全,以至于相应的固定资产管理制度并不完善。随着学院的发展与壮大,固定资产的管理制度急需完善,尤其要加强对固定资产购置、验收、管理等方面的制度完善。要加强对固定资产管理内部监督管理力度,实现账面、固定资产专用卡片、实有物资一一对应。与此同时,建立完善的固定资产报废制度,加强固定资产报废回收、转让、变卖、抵押、有偿调拨等程序的设定。在建立健全制度的同时,加大执行力度,让各个固定资产的使用部门能够更加高效、合理、节约的使用。

科技实验论文:生物学实验技术与科技活动几例初中生物实验的改进

摘要 针对初中生物课程中的“探究馒头在口腔中的变化”、“制作植物细胞临时装片”和“人体口腔上皮细胞的临时装片”三个学生探究实验所做的改进,改进后的实验更具有实际操作性。

关键词 生物实验 探究实验 实验改进

文献标识码B

初一年级的课程设置中以探究实验为主,不少探究实验课本上都给出了参考实验方案,这些方案在操作过程中往往会遇到一些细节性的问题,在不影响探究目的的基础上笔者对实验进行了一些简单易行的改进,这些改进使实验更具有实际操作性,提高了实验课堂教学的时效性。以下是几例在教学过程中摸索的实验细节的改进方法,在这里与同行分享。

1 “探究馒头在口腔中的变化”实验的改进

关于这一实验,在以下三个方面做了改进:

首先,教师对学生自取唾液这一步骤进行了改进。根据以往的经验让学生自取唾液既浪费宝贵的课堂时间又不卫生,而每个学校高中生物都做淀粉酶的实验,一瓶淀粉酶500g,高中实验一次也用不了多少,这样一瓶淀粉酶用几年都用不完,时间长了还会过期失效。所以笔者所任教的初一年级做这个实验也用配制的淀粉酶溶液做。但是教师要注意给学生讲清道理,现在的学生接受能力强,很容易理解。

其次,在这个实验中有一组实验室要求在试管中放入馒头块的,以往放人的是新鲜的馒头块,但是过一会馒头块就碎了,这就无法和放馒头碎屑的试管形成对照了,为了解决这一问题,采取的方法是把放到唾液淀粉酶的小馒头块事先晾干,这样放进唾液淀粉酶溶液中不容易碎,馒头块不碎加碘有部分变蓝,对照效果明显。

第三,对37℃水浴恒温也做了改进,用烧杯放热水做水浴加热,其温度不易控制,如果水温下降再用酒精灯加热,温度又很快升高,难于稳定在37℃,且初一学生在来回移动酒精灯过程中又存在着安全隐患。改进方法是让学生用手握住试管5-10 rain,并将试管轻轻摇动(馒头碎屑放唾液淀粉酶中的试管和馒头碎屑放清水中的试管要摇动,而馒头块放唾液淀粉酶中的试管只握住不要动。摇动就模拟了舌头的搅拌),等待的这段时间教师可以讲解实验中需要注意的内容或者播放视频,不仅不影响课堂进度,而且不用学生花时间看温度计的温度变化。再者人体体温是恒定的,这样做的效果既简便易行,又安全,还能节约能源,符合现代社会上提倡的低碳生活原则,而且实验效果相当好。

2 “制作植物细胞临时装片”和“人体口腔上皮细胞的临时装片”两个实验的改进

制作植物细胞临时装片的实验用的材料是洋葱鳞片叶,洋葱含挥发油,不亲水,制作装片时很容易产生气泡,染色时也不易着色,教材让学生染色时从一侧滴碘液,从另一侧用吸水纸把水吸过去,有些教师把整个制装片的过程概括成:滴――撕――盖――染――吸等几个字。但是这个“吸”字是需要大做文章的,如果让学生把盖片下的水全部吸干,做出的装片里会看到很多的大气泡,气泡掩盖了细胞,有的学生把气泡误认为是细胞,达不到观察植物细胞形态结构的效果。

改进的做法是在制装片时让学生至少滴两滴清水,这样加盖片时,盖玻片下的空间中水较充盈,气泡就少,细胞的活性也比较好,学生就容易观察到细胞的结构。另外,在染色时教师不用吸水纸吸水,而是把装片倾斜10°左右,这个角度一定不能太大,太大水就流出了盖玻片下的小空间了,然后从较高的一侧盖片与载片接缝处往里滴碘液,让碘液自己流进盖片下,如果有液体流到盖片外,用纸巾擦一下,但一定要强调不能从盖片边缘部位吸水,盖片周围一定要有充盈的液体,这样做出的临时装片才不会产生大气泡。

在制作人体口腔上皮细胞临时装片时,同样也不能把盖玻片下的水吸干,如果吸干不仅仅产生气泡多,而且动物细胞液没有细胞壁,失水后细胞会变形,就根本看不到正常的细胞形态了,所以做人体口腔上皮细胞的临时装片时,更要强调盖玻片下的水分要充盈。

科技实验论文:科技成果经济转化视野下国家重点实验室建设研究

摘要:本文简要回顾了我国在市场经济条件下国家重点实验室建设的历史背景,通过对2005―2010年国家重点实验室相关资料的研究,从国家重点实验室的分布、研究队伍、资产设备和科学研究等各方面分析了国家重点实验室的现状,提出了重点实验室的经济转化,指出了国家重点实验室发展面临的机遇和挑战。

一、引言

在经济发展日新月异的今天,国家重点实验室的建设作为贯彻科教兴国战略的一项重要举措,对中国科技创新体系和经济的推动作用具有重要的意义①。自1984年该计划实施以来至2010年止,我国国家重点实验室经过27年的建设,已经形成一支高素质的科研团队,培养了大批人才,承担并完成了大量国家重大科研任务,取得了大批高水平的科研成果,为我国科技事业和国家经济的发展做出了突出贡献。

二、国家重点实验室的现状和成就

(一)国家重点实验室学科分布情况

截至2010年12月,我国正在运行的国家重点实验室共220个,分布在7个学科领域,生命科学领域拥有的国家重点实验室数量最多,达到58个,占总数27.4%;其次是地球科学领域37个,占实验室总数的17.5%;第三位是工程科学领域35个,占总数16.5%。

2005―2010年6年间,除材料科学外,其他领域的国家重点实验室数量均有不同程度的增长。尤其是涵盖非常广泛的地球科学领域的重点实验室2010年的数量达到了37个,2005―2010年间年增长率为9.0%,大大超过其他领域重点实验室的增长。该领域的研究将带来巨大的经济和社会效益。结合我国经济转型的实际,我们更能清楚的体会到国家重点实验室所肩负科研任务的重要性与迫切性(见表1)。目前,国家重点实验室整体布局重点明确、体系日臻完善,紧紧围绕着国家重大需求和与人民群众息息相关的领域。这些都充分体现了“三高一优两重点”的建设原则②。

(二)科研团队建设现状

经过27年的不懈努力,截至2010年底,国家重点实验室共拥有两院院士401人,国家杰出青年基金获得者953人,获得创新研究群体科学基金资助132个。每个国家重点实验室拥有高级职称的固定人员占固定人员总数的73.9%,中级职称占19.9%。在实验室固定人员中拥有硕、博士学位人员的比例达到87.1%。年龄分布上,30―44岁中青年科研人员的比例为53.5%;团队结构上,研究人员所占比重从2004年79.8%上升到2010年的84.8%,上升5个百分点,而管理人员所占比重同期下降约4个百分点。2005―2010年6年间,国家重点实验室固定人员由2005年的8532人增加到2010年的15168人。特别要指出的是,在实验室固定人员规模扩大的同时,拥有博士学位人员的比例也由2005年的60.8%逐年递增到2010年的74.3%;同一时期,拥有硕士人员的比例基本持平,而拥有学士学位及以下的人员所占比例则呈现出逐年下降的变化趋势。

(三)科研成果转化经济情况

以国民经济发展中的新兴技术和国家重大需求为向导,国家重点实验室在国家建设和社会经济发展中做出了重要贡献,促进了国民经济健康、协调的发展。我国国家重点实验室在“开放、流动、联合、竞争”的新型运行机制下承担了大量国家重大科研项目③。

以2010年为例,当年国家重点实验室在研课题中部级课题达到了45.4%,省部级课题占比21.5%。例如,油气集输的节能减排和安全高效关键工艺、化工园区工业废水处理新技术及工程应用等大批具有自主知识产权科研成果的取得,推动了我国高新技术产业的发展,为解决资源短缺、生态脆弱、粮食安全等制约我国可持续发展的瓶颈问题奠定了重要的科学基础。

三、国家重点实验室建设的经验与思考

(一)稳定支持力度为国家重点实验室提供了坚强的物质保障

发达国家的经验表明,基础研究往往与国民经济的发展密不可分,但是原创性科研成果的取得不可能一蹴而就。这就要求为科研人员提供一切必要的条件,保障其能专心研究,不受干扰。2008年以前,研究经费不足是阻碍国家重点实验室的健康发展的瓶颈问题。2008年,国家重点实验室专项经费的设立,是国家加大对国家重点实验室稳定支持力度的重要举措,标志着国家重点实验室的发展自此进入了全新的历史发展阶段④。

(二)新型管理体制为国家重点实验室健康发展提供了制度保障

高水平的管理和良好的运行机制是国家重点实验室健康发展走向良性循环、促进科研工作顺利进行的重要保障⑤。世界著名实验室都非常重视开放、交流。当今,国际科技竞争日趋激烈、学科间相互交叉、渗透已成大势所趋。这就要求我们打破原有的旧体制,借鉴国外先进实验室管理经验,进行制度创新,探索适合国情的新型运行机制。2000年,科技部开始筹建国家实验室,以实现学科间的强强联合,形成强大的研发能力。2008年,科技部联合财政部修订了《国家重点实验室建设与运行管理办法》,进一步规范了实验室的建设与运行。

四、科研成果转化率特别是对经济发展的促进有待提高

自主创新科研成果创造了显著的社会效益和经济效益。如青藏铁路工程、多年冻土青藏公路建设与养护技术、急性早幼粒细胞白血病发病机制及药物研究等大批科研成果为解决制约我国经济社会的可持续发展的瓶颈问题奠定了基础。同时我们还应注意到,目前,我国虽然是科研成果大国,但是科研成果转化率与发达国家相比还有很大差距,许多耗费了大量人力、物力,凝聚了无数科研人员心血取得的先进成果不能及时转化为生产力,不能为经济的发展服务。为此,还需要进一步完善科研成果转化机制和体系,提高科研成果的转化率并带动相关产业的发展⑥。

国家重点实验室经过27年的建设与发展,取得了举世瞩目的成绩。事实证明,国家重点实验室是符合我国国情的正确发展方式。随着我国启动实施“十二五”科技发展计划,国家科技创新体系的建设也进入了一个新阶段。在新形势下,我国国家重点实验室在国家有关部门正确的领导下,必将为提高我国科技水平,使我国真正成为创新型国家和科技强国发挥越来越重要的作用。

科技实验论文:科技型数学实验教学模式初探

当今时代新的教学理念迫使我们站在及时线的教师不得不重新思索教育的实质、教育的模式、教育的方法等等。在实际教学过程中对学生创新能力的培养,已引起广大数学教师的高度重视,如何培养学生创新能力,怎样才能找到培养和发展学生创新能力的有效途径呢?在数学教学中愈来愈显得重要。

众所周知,数学课堂陈词滥调,不是一二三四五,就是六七八九十,那些定理、性质都是千古流传,教师讲得再也找不到讲的了,学生也学得枯燥无味。一个字“烦”;其它学科变革都好办,都可以制作PPT等把自己的课堂弄得更加丰富多彩、形式多样。而数学就不同了,随便你怎么变,都逃不出如来佛的手掌心。偶尔一两节教师精心准备的创新数学课,那也只是课堂上的花样点缀,也只能在学生心目中激起那么一点儿涟漪,而绝大多数数学课堂“还原性反应”。绝大数学教师都有这种心理:只要我能完成当堂课的教学任务,你管我用那种方法。甚至我发现我相当一部分成绩不错学生并不等你老师讲完,也并不去把那一个定理、性质弄究竟,而是稍加自我理解一下,看看例子套得来就开始答题了。毫无疑问在学生创新思维培养方面是失败的。怎么办呢?

我也是源自一次科学课的听课,让我有了一丝灵感。为什么学生那么喜欢科学课呢?难道只是认为这种课简单吗?可科学教师也并没有要求学生去死记硬背,而学生为什么会牢牢地记住那些科学知识呢?我的数学课堂能不能改成“科技型数学实验模式”?通过近几年的探索、研究,现在我回答你:能。不但能,而且还很有成效。下面就我自己的几点做法和体会表述如下:

首先教师要敢于在传统模式的数学教育有所创新,不能被一堂课的教学任务所约束,有很多一线的教师都在日常教学尝试过改革,尝试过创新,但由于受教学约束和教务常规的限制不得不放弃,就干起“穿新鞋走老路”。在教学研究中不可能没有失败,尤其是我们这些身在及时阵地的“一线教育家们”搞教育理论研究门路少、才学疏浅、时间有限、撰文水平不高。做起教研来那种难易程度是其他人难以想象和理解的。教师要搞教研必须做到四心,要有坚持到底的“决心”,要有持之以恒的“恒心”,要有久经百炼的“耐心”,要有体贴入微的“细心”。失败乃成功之母,只要你用四心去坚持你的教研之路,我相信教研的大门会为你打开。我们写不出理论专著,但我们能写出我们的经验点滴,哪怕只有那么一丁点儿,那也是我们的成功。我在开始做这个课题时,令我深深感到的是当堂课的教学任务压制着我,我开始着建立数学模型,设计数学游戏和规律性的趣味数学,由于总是从当堂课的教学任务出发,就地取材有时做得并不像样,还时不时让我的学生笑话我,有时设计出来的科技型模型,连我自己都觉得它应该是早产的畸形儿。我是多么想在我的每一堂都用发现法教学,培养学生的创新能力,启发学生思维。但结果是启而不发,课堂教学一团糟,当堂课的教学任务没法完成。我一次又一次的失败了,及时学期我多次灰心过,甚至想“算了”。但我后来反复推敲,我被课堂限制了,一堂课的教学任务是不容易设计出科技型数学模型的。只要在不违背一单元的教学内容,甚至一学期的教学任务大的框架下,可以设计出科技型数学模型。

其次教师要建立数学实验室。科技型数学模型不是数学教师拿两个几何模型在黑板上展示给学生看就行了。而是要让全班学生动起来。古语云“百闻不如一见”,同样的道理“百见不如自做”。我们可以像科学实验课那样来上数学课,这就需要教师花大量的时间建立数学实验室,单靠教育站、学校所配的数学教具、几何模型是远远不够的,好是群策群力,教育局组织领导、统筹安排,每一位教师分工协作,细化到课本上的每一个知识点、每一个例题都设计出相关的科技型数学模型。并且把相关的知识体系拿到一起来,让学生逐类旁通、举一反三、联想开来、拓展创新。其实很多小学生手中就有数学学习用具,只要在课堂上使用过这种学习用具的都会有这种感受,比如三角形的面积公式推导,使用了学习用具的学生比没使用的学生更容易理解和掌握,而且也更不容易忘记和更能具体运用。这可谓是简单的数学实验吧,但它也充分体现出数学实验的形象直观、兴趣体验。但这远远不够,还需要做大量的工作。我们刚开始干这项工作时,是有点不如人意的感觉,是有点过于简单和粗枝烂叶,只要我们这种模型放到日常的教学中去检验,我们就会不断的改进和完善。现在回过头来看我刚设计出来的雏形,我自己都为我当时的幼稚感觉可笑,把现有模型和雏形对比,有时甚至找不到他们之间相似的地方。

第三要把全班学生分成实验小组,分工明确。我是这样把全班分成实验小组的,首先我把全班学生按数学成绩和动手能力以及思维敏捷度把学生大致排序,每组五六个学生,每组尽可能都有动手能力强的和和思维敏捷的,尽量均衡。这样有利于教师开展科技型数学实验的成功。我最开始时简单地按座位顺序把前后两座的同学归为一组,结果我的数学实验课是开展不起来,有些组半天没有反应。为什么科学实验课行而我的数学实验课不行呢?我这才发现数学实验和科学实验尽管在模式上有他们相似的地方,数学实验比科学实验理论性更强、更严密,数学实验模型并不像科学模型那样形象直观,它还是具有它自己本质的抽象性和逻辑性。后来我才改进分组,让每组学生尽可能均衡。通过几个月的实践,我发现效果有了明显的改观。分组只是前奏,怎样才能把数学小科研合理分给每组工作才是至关重要的。每组的任务不一定相同,让学生一定明确自己组的分工,让他们团结协作、共同探究,他们只有具有小组合作的意识,才能创造出更好的课堂价值。

在课堂上开展科技型数学实验创新时,没有科学课的实验课那么好上,因为我们没有国家统一标准的实验器材(既是有那也是少量有限),我们也不可能有特别正规的实验步骤和实验报告,就算课前我们作了充分的准备,甚至我们八方面都考虑过。但在课堂上都有可能冒出始料未及的问题和困难,这就需要我们教师的灵活应变的能力和驾奴课堂的艺术魅力,我们不能把模式设计得过死,让学生转进笼子里,与其这样还不如不玩这种花样。

说明科技型数学模型并不是数学课本上的所有课都能适用,它只有利于探究数学规律(公式、定理、性质)和数学应用(运用数学知识解决实际问题)。我们吃菜都喜欢多样化,学生对学习也是一样。变着花样教学的教师更加有利于学生的学习。教学有法,教无定法,这只是我个人别出心裁的一点儿思索,让同仁们见笑了,欢迎同仁们就共同关心的问题作进一步的探讨,真理是在一步一步的辩论和实践中才显露出来的。

科技实验论文:在物理实验中提高学生科技创新能力的探索

【摘要】新课程改革背景下,物理实验教学应有助于调动学生学习的积极性,激发他们探索的兴趣和动力,促进学生科学方法、创造性思维以及实验能力的提升。因此,创新物理实验教学以提升学生的科学创新能力具有十分重要的意义和价值。本研究探索了在物理实验教学中提高学生科技创新能力的主要方法和策略:增强物理实验的新、奇、特,让学生在震撼中感受到物理实验的创意;创设问题情景,突出实验的生活化、社会化;重视实验方法的教育和实验思想的挖掘;引进数字化实验和虚拟实验,使学生在体验中学习物理;利用废旧材料和玩具做实验,开发实验教学资源;改变实验的形式,培养思维的灵活性。

【关键词】物理实验 科技创新 问题情境

传统的物理实验一般分为两类:一是以“老师做,学生看”为主的演示实验;二是在教师指导下,以验证性实验为主的学生分组实验。可以说,传统的物理实验教学模式是以“接受式教学”为主,有一定的局限性,演示实验是老师动手做的,学生只能被动接受演示过程和得出的结论,这影响了学生学习的积极性;传统的分组实验模式通常是由老师讲授实验原理,准备好实验器材,给出固定的实验方案,学生所做的往往只是照方抓药,而很少进行选择、创造甚至思考更好的测量和实验探究方法的机会。

新课程对实验的要求不仅仅是进行一些操作的训练,更重要的是通过学生独立自主地完成实验探究的过程,使其科学方法、创造性思维和实验能力都得到升华。为此,在实验教学中,我们力求唤醒学生的创新意识,激发他们探索的兴趣和动力。

一、增强物理实验的新、奇、特,让学生在震撼中感受到物理实验的创意

物理实验可以激发学生学习物理的兴趣,但做了物理实验,就一定能够激发和保持学生的学习兴趣吗?这是一个很值得思考的问题。国内外的各种调查显示,很多中学生对物理学习的兴趣正在明显降低,导致这一状况的原因比较复杂,物理实验的枯燥性是一个方面的原因。为此,我们创设了许多“趣味实验”,并注意积累、总结,使趣味实验系列化、多样化。

例如,演示“内能对外做功” 实验,实验室没有这方面的实验装置,所以我们用胶卷盒和打火机开关做了如上图所示的装置,演示时候,用棉花球涂一些酒精在胶卷盒的内壁擦一擦。然后盖上盖子,等酒精蒸发完了,一打火,“砰”的一声,塞子被崩出去很远,这个实验对学生很有震撼力(见图1)。

再如,演示“电动机”实验,实验室的装置很复杂,连接起来很不方便,我们一个干电池、一个线圈、一块磁铁就制成了简易的电动机模型(见图2)。

通过这个小发明,学生不但感觉到了实验的惊奇,也对这个教具的创意感到新奇!在玩的过程中学习了物理知识,增强了探索的兴趣。

二、创设问题情境,突出实验的生活化、社会化

物理情境是蕴涵物理知识和物理思想方法的情境,是物理知识产生的背景,是发现和提出物理问题的重要前提。只有当创设的物理情景进入学生的“最近发展区”,并且在内容上具有“挑战性和探索性”,才能激发学生在已有认知的基础上产生创新欲,促进其与同学、与教师互动合作,从而提出问题,探究问题,解决问题,进而不断发展和完善自己的知识结构与创新能力。因此,我们创设了许多生活化情境,设计出与此相关的实验探究,这不仅使我们的教学内容更真实、亲切,更能体现“从生活走向物理”的理念,更重要的是,贴近生活、社会的问题情景对实验设计还具有指导作用。

例如,在八年级下册“大气的压强”的探究中,我们使用提瓷砖的工具(见图3),创设探究情境,引导学生提出为什么能够提瓷砖。通过解决情境中的问题,学生认识到大气压强的存在,并且启发学生提出:“大气压强有多大”的问题供学生思考。为了测量大气压强的大小,学生利用针筒,通过二力平衡测量大气压强的大小。

联系学生的生活情境、社会情境,是中学物理实验教学改革的出发点和落脚点。它可以使学生感到物理就在自己的身边,无处不体现物理,进而使学生认识并理解物理学对个人和社会的作用与价值。同时,还可使学生形成运用物理知识解决“生活”问题的思维方式,培养和提高学生的科学素养。

三、重视实验方法的教育和实验思想的挖掘

李远哲说过,动手能力实际上是动脑能力,做实验时你先要深刻地动脑思考,动手只是动手,真正起作用的还是动脑。所以,实验教学不仅是“做中学”,还要“做中思”,只有重视实验方法的教育,才能有效把握实验的关键点。

例如,关于“平面镜成像”的实验探究中,用玻璃板做平面镜,是实验设计的巧妙之处。如何让学生想到这些方法,是教师指导过程中的关键环节。因此,探究中要让学生用镜子进行实验,经历实验失败的过程,然后再换玻璃板进行实验。同样,通过视觉和触觉让学生感知像的“虚”,也是我们对传统实验改革的探索。

物理学发展史上有许多著名的实验,其中巧妙的物理思想,独到的处理问题的方法,精心设计的仪器装置,完善合理的实验安排,高超的测量技术,无懈可击的分析推理,对后续的科学发展产生了不可磨灭的影响,是一笔宝贵的思想财富。所以,在教材编写中我们高度重视对这些实验方法进行深入挖掘。

四、引进数字化实验和虚拟实验,使学生在体验中学习物理

数字化实验,是以计算机为核心搭载各种传感器构成的实验平台。它以强大的技术优势促成良好的教学效果,让学生更快捷、地获得实验数据,更简便、直观地处理数据,从而节省了宝贵的教学时间,把更多的时间用于讨论、探究。可以说,在数字化实验中,数字技术是围绕知识的发现,而非知识的传授而展开的,数字技术在其中扮演着“研发工具”的角色,直接优化了师生的实验探究过程。

例如,通过两个电流传感器的“伏安法”测电阻实验,学生能动态认识电流和电压的关系(见图4)。

虚拟实验是利用计算机及相应的应用软件来模拟实验仪器、实验环境,以人机对话的方式来实现实验的过程。它具有内容丰富,操作简单,能无限复制,易于推广,可实现远程教学等特点。在教科版初中物理教材中,虚拟实验有两种类型:

其一,是计算机辅助教学多媒体课件,可用来讲解仪器结构,形象地演示其中某些难以理解的内容,或用图表、动画等展示动态的变化过程,它更多地起到“演示工具”的作用。

例如,对真空中不能传声的认识,八年级上册安排了“真空铃”实验,但是学校的抽气机不好使,通过录像展示实验的真实过程,也引导了学生对其进行思维的过程,学生由此可得出真空中不能传声的结论。

五、利用废旧材料和玩具做实验,开发实验教学资源

在老师的指导下,学生可以在家中和学校收集一些实验材料,如小石子、铁钉、螺母、饮料瓶等物品,再配备(自制、购买或借用)一些最基本的测量仪表和装置,学生不仅能在家做实验,更重要的是能在课堂教学中进行随堂实验。这样,不仅在学校实验室,而且在课堂、家中,学生也能像科学家那样去探究、去发现。利用自配的材料来充实我们的实验室,可以突破时间、空间上的限制,让学生以丰富多彩的形式体验物理实验的过程。

利用手边材料、废旧材料和玩具呈现物理现象,更容易引起学生注意力的集中,引发认知的兴趣和欲望。比如用带吸盘的挂衣钩来做马德堡半球实验,学生们会从熟悉的材料产生的实验现象中感知大气压的存在,这使学生兴奋不已,他们感受到物理就在身边,感受到生活中充满了物理现象,因此就会对物理学产生亲近感和愉悦感。

六、改变实验的形式,培养思维的灵活性

对于课本上有的演示实验和学生实验,供给学生操作的材料有的费时,有的不好取,有的严重脱离学生实际。因此,我们考虑用全新的实验来代替课本上的实验,从而探究相同的道理,这正是等效替代法的应用。

例如,“焦耳定律”的改进,我用如下图的方法来探究“电流热效应与电阻的关系”,学生每个人都能参与其中,反响很好。

例如“海波的熔化与凝固实验”,实验材料不好找,我们对其进行了改进,并用如下图的方法就比用燃烧皿熔化焊锡直观的多了(见图5)。

实验,是探索物理奥秘的工具,是物理学研究的基础,是物理学发展的动力,也是物理教学的内容、方法和手段;实验中追求“科技创新”的主题,也是“物理生活化,生活物理化”永恒的目标。

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