科学小实验及其原理范例

科学小实验及其原理范文1

摘要：校企合作人才培养模式是新教育环境下产生的新教育模式，它主要是促进学校和企业形成一个联合体，共同目标是实现共赢和发展。研究校企合作人才培养模式，对推动工科教育体系改革工作有重要的意义，也有利于建立合理的基础教育，实现底子厚、能力好、够全面的人才培养目标。本文以集宁师范学院的计算机与技术专业为依据，对校企合作人才培养教育模式进行详细的研究和分析，探讨这种模式对人才培养的积极作用。

关键词 ：校企合作；高等院校；能力培养；培养模式；计算机科学技术

引言

二十一世纪是知识人才跨越式发展的时代，近些年随着我国教育改革的深入开展，高校教育的改革力度也得到加强，已经成为我国教育改革的主要内容。并且随着计算机技术的快速发展，社会对计算机人才的需求量也越来越大。在这样的大环境下，校企合作模式应运而生。通过这种合作模式，不但能够让学校和企业都实现好处，而且学校和企业的合作能够将理论和实际有效的结合，从而培养出真正需要的人才。本文就针对这种模式，来详细分析一下人才培养的模式。

1、校企合作人才培养模式的基本概念

直观讲，校企合作人才培养模式指的就是学校和企业之间达成合作，一般由企业出资，高校负责提供师资力量，从而构成一个学校和企业的培养人才模式，利用资源的合理配置，实现学校和企业的资源互补，共同向目标努力。这种人才培养模式可以有两种模式：一个是由学校主导；另一个是由企业主导。

由学校为主导的人才培养合作模式，指的是学校为企业设计相应的培训，并且由学校方面提供师资力量来协助企业完成培训。在这种模式中，企业可以将培训人员派遣到学校，能让教师进入企业[1]。但需要注意的是，学校和企业终究不是一个性质的两个组织机构，所在培训课的内容不一定会和企业的实际情况一定符合，肯定会存在一定的误差，所以说这种模式也不是十全十美的合作模式。

由企业为主导的人才培养合作模式，指的是以企业的需要为第一目的，充分利用高校的文献资料和试验设备等优势为企业服务。由企业主导的合作模式要比学校为主导的合作模式优点要多，企业主导可以改变学校主导不符合公司实际情况的现象，还能充分发挥两方的优势，实现共赢。同时，企业主导的话，在高校里企业有一定的调配权，更好更快捷的获得所需要的人才。校企合作的模式已经发展多年，如今有越来越多的企业和高校达成合作，效果也非常的显著。

2、高校对于校企合作人才培养模式的对策以及存在的问题

2.1 基本概念

根据对几个高校和其合作企业的调查和访问，高校和企业方面均认为校企合作人才培养模式对高校培养计算机专业人才和企业都有很大好处，它能让企业加入到教学过程中，使得教育内容和企业实际岗位需要相一致[2]。

2.2 校企合作人才培养模式存在的问题

虽然校企合作模式发展了很多年，但是这种模式之间还是存在有很多的问题，具体如下：

2.2.1 高校没有领悟透彻校企合作模式的真正含义，导致高校所教的教学内容和课程体系之间存在矛盾现象；

2.2.2 有关校企合作人才培养模式的法律法规不完善，不能有效的加强高校计算机专业人才培养；

2.2.3 关于校企合作人才培养模式的相关思想还不开放，不能有效的展开；

只有对校企合作人才培养模式有深刻的认识，再加上对现实情况有足够的了解，提出有针对性的方法，才能有效的促进校企合作人才培养健康、可持续的发展下去。

2.3 了解合作模式含义，强调“能力为本”的课程理论对高校计算机科学与技术专业的校企合作人才培养必须有全面、充足的了解才能顺利开展，否则基础不牢靠，在以后的实施过程中会影响效果。计算机专业培养的是技术性人才，所以更要注重“能力为本”的概念。高校可以借助计算机多媒体技术加强企业岗位和教学课程的结合，从根本上提升计算机专业的学生在理论和实践操作上得到提升。计算机专业开设的新课程一定要兼顾学生、企业的实际情况，还有社会的实际需要等多种因素，尽量满足企业对计算机仁慈啊的需求。“能力为本”的理论思想具体描述如下：

2.3.1 以企业相关岗位所具备的条件和实际需求为基础，对课程做出科学合理的改变，改变以前“学科为本”的落后理念，做到按照能力所需对计算机课程进行精简。比如，对一些不重要的课程削减一部分课时，转而用在专业技术课上。

2.3.2 高校应该为计算机专业的课程制定合理的考核标准和完善的评价体系。课程内容要以企业岗位的需要为参考标准，并且内容要涉及计算机岗位的实际操作和理论需求。关于评价体系，学校可以参考国家对计算机专业制定的职业技能鉴定考试等相关考试，要求必须获得职业资格证书或者过相关等级才能正式毕业。

2.3.3 高校要重视计算机专业的专业技能培养，经常对计算机专业的学生进行实践考核。计算机专业身为技术型工作，所学理论知识和实际操作到最后都是要应用在工作当中，所以高校要善于应用学校的实践基地，或者企业的培训机构等，尽量为学生多安排一些实践活动，走出校园，接受社会的熏陶[3]。

2.4 提倡学生“分散式实习”，提高实践技能

所谓的“分散式实习”指的是让计算机专业的学生在每个学期都有去外实习的机会，这样就可以将每一个学期学习到的理论知识和操作经验应用到实际工作当中。更详细的来说，就是让计算机专业的学生在第一个学期学习基础理论课程，掌握以后，在以后的每个学期都会安排去企业相关岗位实习，针对不同的学生掌握技术的不同，安排的实习时间也不相同。

这种“分散式实习”的方法和传统的实践方法最明显的区别在于“分散性实习”是持续的、不间断的，实习的过程贯穿于学生整个高校生涯。总而言之，“分散式实习”的最终目的，就是尽可能的为计算机专业的学生提供实习机会，让他们真真切切感受工作的实质，在实习中遇到的问题可以带回到学校的学习中去，有计划，有目的的掌握，更好将实习和学习结合起来。这样不仅能够刺激学生学习专业知识的积极性，增加掌握的专业知识，而且这种实习方式也复合“边做边学”的理念，可以一边学一边应用，有了错误可以及时改正，有效的结合认识与行动。

2.5 加强训练，提高教师素质

高校应该积极应对各种挑战，积极寻找解决问题的途径和办法，整体提高计算机专业的教师队伍专业水平，积极推动计算机专业校企合作人才培养模式发展。

老话说“名师出高徒”，这在一定程度上说明了教师的重要性。计算机专业教师的水平直接影响到学生的水平。在校企合作人才培养模式下，计算机专业的教师不仅要教会学生技术，更重要的要教会学生优良的学习品德[4]。而教师的品德也直接影响着学生的品德，教师的言行举止都会对学生产生影响。所以高校要重视教师的品德教育，教师要为人师表，自己建立正确的价值观，这样才能更好的反映给学生。高校可以基于师德建立一个考核系统和评价标准，与教师的职位和奖惩挂钩。

第二点就是要加强教师自身的专业培训。如果教师在计算机乐学与技术方面的知识掌握的不多不全，那学生纵使有很好的天赋，做很多的努力，在教师身上也汲取不了很好的知识。就像一块贫瘠的土壤上无法长出魁梧茂盛的槐树。所以说必须要加强教师的专业技能，这是提高学生计算机技术的根本办法之一。高校要鼓励教师多深入相关企业进行调研，甚至在企业中挂职培训，利用一切方法多掌握相关专业的知识。这样既有利于教师增加专业知识，也能促使企业的计算机技术的开发。第三，招聘计算机专业人才到学校兼职教师。高校要打破教师专职的模式，只要有一技之长的人、对学生的教育起到积极作用的人都可以任职教师。在校企合作人才培养模式下，学生可以进入企业实习，而企业的计算机专业技术员工当然也可以去学校向计算机专业学生传授专业知识，也就是“请进来”模式。。

3、外部环境对校企合作人才培养模式的对策

3.1 制定合作模式相关的法规

对于校企合作人才培养模式是持支持态度的，并且已经对计算机专业校企合作培养人才制定了相关的。但现在最大的问题是，高校和企业在实施这种合作模式的时候支持的力度不够，达不到所需的标准。

可以采用多种方法来促进校企合作人才培养模式的健康发展。比如在市场经济方面，可以采用宏观以及对经济杠杆调节等手法来。这方面外国做的比较好，能够为我国相关措施的实施提供借鉴。比如美国的高校在实施这种合作模式的时候可以通过法律手段来获得的财政支持，有效的促进校企合作在高校的实施。

3.2 构建有效的保障机制

各高校和各企业之间的人才培养合作模式的终极目标还是要达成一个长期的合作体系，达到互惠共赢[6]。在合作的过程中，高校必须要明确一下几个原则：

3.2.1 有共同的目标。有共同的目标，这是高校和企业之间合作之间最基础，也是最重要的条件。坚定目标，劲往一处使。3.2.2 优势互补的原则。高校和企业之间要重视彼此的优点和长处，合作中最重要的是互相学习、取长补短，从而让自己更强大，如此合作才能达到更高的水平。

3.2.3 良好信誉的原则。不管是高校还是公司企业，在计算机专业与技术校企合作人才培养模式中，都必须言而有信，良好的信誉是合作的桥梁，否则从根本上无法开展合作。

高校在合作模式中的地位要更重要一些，专业人才的培养还是以高校为主，所以在校企合作中要加大对企业的支持力度。高校要根据校企合作培养模式的要求对学生加强教育和自身建设，形成自己的办学特色，形成校企合作的“磁场”效应，保证计算机专业学生的质量，形成自己的竞争优势。

结语

总而言之，校企之间的合作模式不仅仅有经济效益，也有很大的教育性。如今的时代变化万千，信息化进程和科技的发展会越来越快，社会对计算机专业的科技人才的需求会变得更大，校企合作人才培养模式是促进培养计算机科学与技术发展的重要手段，是提高计算机技术人才竞争力的有效途径。可以确定，校企合作人才培养模式在以后的社会发展中会有更重要的地位。

参考文献

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[4] 张胜敏, 张二峰. 基于CDIO的计算机应用技术专业人才培养模式的构建[J]. 开封大学学报, 2014, (3):88-.

[5] 孟宗洁. 计算机网络技术专业基于校企合作的三阶段人才培养模式的课程体系建设研究[J]. 天津职业院校联合学报, 2012,14(6):14-17.

科学小实验及其原理范文2

根据物理学科的特点，把物理总复习分为三个阶段：

第一阶段：

以章、节为单元进行单元复习练习，时间上约从高三上学期到高三下学期期中考试前，即头年九月到第二年三月初，大约需要六个月，这一阶段主要针对各单元知识点及相关知识点进行分析、归纳、复习的重点在基本概念及其相互关系，基本规律及其应用，因此，在这一阶段里，要求同学们把握基本概念，基本规律和基本解题方法与技巧。

第二阶段：

按知识块(力学、热学、电磁学、光学、原子物理、物理实验)进行小综合复习练习，时间上第二年三月到四月，大约需要二个月，这个阶段主要针对物理学中的几个分支(力学、热学、电磁学、光学、原子物理)进行小综合复习，复习的重点是在本知识块内进行基本概念及其相互关系的分析与理解，基本规律在小综合运用。因此，在这一阶段要求同学们能正确辨析各知识内的基本概念及其相互关系，总结小范围内综合问题的解题方法与技巧，初步培养分析问题和解决问题的能力。

第三阶段：

进行大综合(包括理科综合和学科内综合)复习练习，时间为第二年五月至六月，这一阶段主要针对物理学科各个知识点间和理、化、生各学科之间知识点进行大综合复习练习，复习的重点是进行重要概念及相互关系的辨析、重要规律的应用，因此，在这一阶段里，要求同学们进一步总结解题的方法与技巧，培养分析和解决综合、复杂问题的能力。

二、复习方法

在制定好复习计划后，就要选定科学的、适合本人具体情况的复习方法，而且要根据不同的复习阶段确定不同的复习方法：

第一阶段：

以章或相关章节为单元复习时，首先要求同学们自己分析、归纳本单元知识结构网络，并在老师的指导下进一步充实、完整、使之系统化。其次，要对本单元的基本概念及其相互关系进行辨析，对本单元的典型问题及其分析方法进行有针对性的分析与归纳，并着重总结解题方法与技巧，然后对本章知识点进行针对性练习，但练习题不宜过多，应精选练习题，不能搞题海战术，最后要根据练习中和考试中出现的问题进行有针对性的分析和小结。

第二阶段：

本阶段可根据各知识块的特点，将有关内容分为几个专题，进行专题复习，着重进行思维方法与解题技巧的练习。

第三阶段：

本阶段主要是练习知识的大综合，较为复杂问题的分析方法，并将整个物理知识分为几个重要大专题，着重练习某些重要规律的应用，或某些重要的解题方法。如：动能定理及其在解题中的应用、变力做功问题的分析方法、极值问题的分析方法、临界问题的分析方法、假设法解题技巧等等。

本阶段要突出练习同学们的思维能力、分析问题的能力。具体方法有进行一题多解、一题多变、多题一解等方法，在本阶段要进行大综合模拟考的套题练习，试题要求在难度、覆盖面上均接近高考或达到高考的要求。

三、处理好几个关系

(一)“考纲”与“教纲”的关系

“考纲”即“考试说明”，它是高考复习的纲领；而“教纲”即“教学大纲”，它是中学物理教学的纲领，两者有相同的地方，也有不同之处，在高考总复习备考时，应以“考纲”为准。

(二)课本与复习资料的关系

目前，各种高考复习资料很多，往往会造成你以复习资料代替课本的现象，这是大错特错的，将会直接影响复习效果，因此，在复习备考时，应以课本为本，充分发挥课本的主导作用，并选择适合本人具体情况的复习料辅复习，有利于提高复习效果。

(三)点与面的关系

在高考复习备考时，既要抓住本学科的重要知识点，也要全面、系统、完整地复习所有必考的知识点，要做到重点突出、覆盖面广。只有这样做，才能达到复习的效果。

(四)基础与能力的关系

在高考总复习中，要处理好与能力的关系，非凡是在第一阶段的复习过程中，重点是复习基本概念、基本规律及其应用，基本解题方法与技巧等基础知识，只有在打好基础的前提下，才能逐步提高自己的分析问题和解决问题的能力，假如忽视基础知识，专门做难题、怪题，是达不到培养能力的目的的。

四、要培养的几种能力

(一)加强信息迁移问题的练习，提高阅读能力、理解能力和分析问题的能力。

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(二)加强科技应用问题的练习，提高运用物理知识去分析和解决实际问题的能力。

科技应用问题一般都是运用物理科学知识、原理和方法去解决生活、生产科学技术中的实际问题，如：用物理科学技术原理去分析和解决我国在实施的“南水北调”“西电东送”“西气东输”几大重点工程中有关问题。

(三)加强实验技能练习，提高实验能力。

1、对基本仪器使用的练习

物理实验要通过各种基本仪器来完成，因此，只有熟练把握各种基本仪器的构造原理、使用方法和注重事项，才能做好各种实验，并提高实验技能。

如：要把握各种电表、游标卡尺、螺旋测微器、弹簧秤等仪器的原理、使用方法和注重事项。

物理实验中的实验操作技能是很重要的实验技能，加强这方面的练习，有助于提高实验技能。

3、加强物理实验思想、原理、方法与技巧的练习

物理实验思维、原理、方法与技巧是衡量学生实验能力的核心，如：伏安法测电阻实验中对实验条件的控制方法(滑动变阻器的接法)、实验误差的控制方法(电流表的内、外接)、作图时对个别点的舍弃、图线的“曲化直“(验证牛顿第二定律时画图象)等等，只有加强这方面的练习，才能提高实验能力。

4、加强设计性实验的练习，培养学生创新思维能力和实验能力

物理设计性实验，是要求学生根据给出的实验仪器，按要求设计出实验的原理、方法、步骤，最后得出实验结论：或只给出实验课题，由学生自选仪器、自己设计实验原理、方法与步骤，得出实验结论，这就要求学生具有较强的创造性思维能力和综合分析能力及实验技能与技巧。

如：在电学实验中，要求测电源的电动势和内电阻，自己设计方案，自选器材进行实验，看谁设计的方案多(有十几种方案)，哪种方案最佳？通过这样的练习，可培养创新思维能力和实验能力。

(四)加强创新思维练习，提高创新思维能力

创新思维题是近几年高考物理试题或理科综合能力测试题中考查学生能否寻求独特而新奇的，并具备社会价值的思维方法解决尚无先例的问题的能力，这些题大多数属于开放性的实际应用题，创新思维的主要成份是发散性思维和集中性思维。所谓发散性思维是一种不依常规，寻求尽可能多种多样的答案的思维，它具有流畅性、变通性和独创性的特点；。

1、类比推导法

将已知或新给出的原理、知识或方法横向类推到类似的新情境中去，以解决新问题或得出新知识，即已知(或新知A)类推新知(或新知B)，其要害在找好横向类比迁移的“参照点“。

2、逆向思维法

物理学中有些问题按常规正向思维分析不方便，此时可改变思维方向，由正向思维改为逆向思维，就能使问题迎刃而解，如光学中的光路可逆原理，匀减速运动倒过来考虑就变为匀加速运动等。

3、等效思维法

物理学中的问题，有时直接分析有困难，此时，可用效果相同的模型来等效代换，使问题便于分析解决，如：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，力的分解与合成等。

(五)加强学科交*渗透练习，提高综合分析问题能力

科学小实验及其原理范文3

摘要：本文分析了“数据库原理及其应用”课程传统教学存在的主要问题，提出了教学改革的目标和指导思想，确立了以教材建设为中心，实验改革为基础，考试改革为导向的改革任务和具体实施方法。

关键词：数据库；原理；应用；教学；改革

中图分类号：G2

文献标识码：B

1存在的问题

“数据库原理与应用”课程已经成为各类高校计算机课程的一门必修课，特别是计算机科学与技术本科专业的专业必修课程。2002年以来，由于计算机专业教学计划中新课程数目的不断增多，在专业计划总教学时数的下，“数据库原理及其应用”的教学课时数已从最早的72学时减少到48学时(含课内实验8学时)，教学中存在的问题和矛盾更加突出，改革势在必行。

作为计算机本科专业基础课程，其教学改革一直受到学校和学院的高度重视。从1996年以来，教学大纲几乎年年修订，教材也更换了4次，硬件环境从最早的VAX 8200小型机也转为微型计算机的平台，软件环境也从低端的DBASE转换为商用数据库产品SQL SERVER。但由于计算机非硬件课程的教学管理和研讨主要由教研室主任负责，加之计算机非硬件课程的数量在计算机专业课程总数中占主导地位，教研室主任很难关心到每一门课程的教改与建设问题，这就导致老师只管上课，而教学改革和研究少人问津局面。2001年在学院教学管理采取系主任领导下的课程责任教师负责制的引导下，笔者作为课程责任教师在2001年申请的数据库课程教改项目得到学校的立项，由此开始了“数据库原理及其应用”课程教学改革的探索与实践。

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(1) 课程管理缺位，教材变动频繁

学院每年都引进一些青年教师并充实到教学第一线，导致任课教师经常变化，有时一年一换，加之课程管理没有具体的责任人，课程的教学内容、实验方案、教学方法和考试模式等问题少人问津，更缺乏科学的组织和管理。教材也更换频繁，教学内容不稳定，教学目标不统一、新技术知识不足等问题。

(2) 教学思想僵化、教学质量下降

在教学思想上固守传统，仍然沿用“理论―实践―理论”的知识模块组织顺序进行教学，即首先介绍数据库的有关基本概念、概念模型、逻辑模型等各种数据模型、三级模式、关系代数等数据库基本原理之后，再通过例子介绍这些原理的应用，最后介绍其它相关的理论知识。由于数据库基本原理、基本方法和基本技术的理论性强、抽象程度高，导致学生在最初的理论知识学习阶段就感觉被动乏味、兴趣低下、理解困难。而进入在实践阶段后，学生由于理论基础不扎实，没有理论指导，又感到实践无从下手，致使实践与理论之间产生严重脱节，进一步挫伤了学生的积极性，教学质量下降。虽然学生对教学方法、教学质量等提出不少意见，但多数老师认为是教学时数减少造成的，用传统方法教学比较保险，不会出大问题。

(3) 实验方案陈旧、能力培养落空

目前我校该课程的实验内容仅以验证性为主(验证教材SQL命令的正确性)，技能训练(简单SQL Server工具的使用)为辅，缺乏能力培养方面的实验内容，不能满足培养学生解决实际问题能力和创新能力的需要。

(4) 考核方法单一、失去导向作用

在考核方法上，一直采用期末闭卷考试作为学生课程结业成绩的单一考核方法，没有将课程实验、课堂参与情况等纳入考核范畴，加之试题的类型以客观题居多，简述、理解和应用题型偏少，且每个题目都是必答，学生没有灵活选择的余地，这既不利于考查学生综合素质和能力，特别是操作能力以及利用数据库原理知识进行思考、解决实际应用问题的开发能力，也给学生学习以误导，导致学生学习积极性降低，学习方法呆板，平时听课后基本不看书、不查资料，有的干脆不来听课，考前死记硬背复习一下就参加考试，表现出知识的综合应用能力比较欠缺。

2教学改革实践

针对教学过程中存在的问题，我们确立了“以教材建设为中心，实验改革为基础，考试改革为导向”的改革方针，并在教学实践中取得了令人可喜成绩。本课程在2004年和2006年分别被评为浙江工业大学优秀课程和精品课程建设项目，2007年又成为浙江省精品课程建设项目。

2.1以教材建设为中心，提高教学质量

根据我校计算机本科专业培养目标，我们提出以学生为中心，教师为主导的“实践―理论―再实践―再理论”的“双循环”教学思想，将课程知识模块按照“标准SQL及应用实践(应用)，数据管理与数据库、关系数据库模型、规范化设计理论、数据库安全与保护、数据库设计(理论)、数据库应用系统开发(应用)和数据库发展新技术讲座(理论)”精心组织，编写出版了《数据库原理及其应用教程》(科学出版社，2006年7月第2版)以及相应的学习指导书和电子课件。该教材已被列为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”，并为课程实验改革和考试改革奠定了坚实的基础。

在教材编写思想指导下，我们提出以“需求”为导向的课堂教学方法，即以应用系统的实际演示，提出对数据库管理系统(DBMS)的需求，对SQL Server的应用提出数据模型、关系代数和模式规范化等理论需求。理论知识的完备为数据库应用系统设计与开发提出应用需求，简单应用系统的开发成功又对理论的进一步发展提出了新的需求。这种以“需求”为导向的教学方法受到学生的极大欢迎。

2.2以实验改革为基础，培养学生创新能力

我们将原先的3个知识验证性实验，改造提出10个集知识验证、技能训练和能力培养为一体的单元实验方案，并将学生的实验报告作为期末考试评分的一部分。这些改革措施和改革方法推出以后，学生不仅在课内积极认真进行实验，课后也不断进行深入地钻研和探讨，撰写实验报告。通过这些实验的锻炼，学生对数据库理论知识的学习积极性也得到空前提高，大大提高了学生的实际动手能力和创新能力。

2.3以考试改革为导向，培养学生自主获取知识能力

针对以前由单一的期末闭卷考试成绩作为学生课程结业成绩存在的问题，我们将该课程的期末成绩分解成四个方面，即平时随机小测验(15%)，平时单元实验(20%)、半期闭卷考试(20%)和期末闭卷考试(45%)四个部分，逐步形成了原理与应用兼顾、平时与期末并举、开卷与闭卷结合、必答与选答组合的多样化、多层次考试模式。

(1) 平时随机小测验(属开卷考试)，就是在课堂结束前10分种左右布置给学生现场回答的思考题，测验题目一般需要计算和推理才能得出答案。每学期一般安排4~5次这样的测验，其具体时间由教师根据教学实际情况随机选取，不仅可以检验学生最近课堂学习的情况，起到考勤抽查的效果，而且促进了学生更加注意平时的知识学习和积累，减少了学生无故缺课的现象，还可能及时发现教师授课过程中值得改进的问题。

(2) 平时单元实验，就是我们改革后提出的9个SQL上机操作实验，每个实验都要求学生提交实验报告，期末时教师从中随机抽取4~5个实验报告作为评定成绩的依据(属于操作型开卷考核)。这样，学生对每个实验和实验报告都做得非常认真，促进了学生平时自主学习和操作实践的积极性，收到了很好的学习效果。

(3) 在半期和期末考试中，我们采取了“多题选答”的闭卷考试方式，即除了考核学生基本原理和基本方法的单项选择题、填空题、简答题、计算题等必答题以外，还在简答题、计算题和综合题中增加了选答题，比如，在简答题部分规定1~3题为每个学生的必答题，它们涉及数据库原理课程的基本概念和基本原理，另外要求学生在4~7题中任意回答2个问题，这些问题主要是增加知识覆盖面的扩展性知识题目，既考察学生对知识的扩展能力，有增加了学生答题的灵活性，避免学生因一个题目不能回答就被扣分的僵化考试模式，受到学生的普遍欢迎。

参考文献

[1] 张爱春. 教学改革的原则―以学生为中心[J]. 安顺师范高等专科学校学报,2004,(2):21-23.

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[5] 赵静静,徐新民. 论课程改革的基本特征[J]. 教育探索,2007,(1):26-27.

科学小实验及其原理范文4

关键词中医药;药学;药物化学实验;教学改革

药物化学实验是药学本科专业教学计划中重要的专业实践必修课程之一，药物化学为西药药物研究发展来的学科，实验教学中需要综合利用经典药物设计、计算机辅助药物设计和化学合成技术等药学理论知识，开展化学药物的设计、合成，综合性、应用性较强。结合中医药院校教育特色，更好地将药物化学知识及技能运用到中医药研究中，从培养中医药人才出发进行实践教学改革与探索，而药物化学实验是培养学生创新意识和实践能力的重要综合环节［1］。当前，全国25所中医药院校都相继开设了药学本科专业，实验教学建设的好坏直接关系到药学专业学生能力的培养与学校科研水平的高低［2］。如何开展高质量、高水平的实践教学，使中医药院校药物化学实验课程尽快适应中医药院校教育改革和发展的需要，是药物化学实验教育面临的一个重要问题。根据中医药院校药物化学实验教学面临的改革问题，北京中医药大学药物化学课题组进行中医药院校药物化学实验教学改革的探索，中医药理论渗入，扩展药学专业学生科研思路，增进药学生专业实践能力和创新精神的培养;更为重要的是，通过将西药和中药在同一门实验教学中融合，使实验教学与理论教学相辅相成，可以使药学专业学生更加理性地认识到自身的特色和优势，增强中医药院校药学专业学生对自身专业的认同感，避免自身陷入中医院校药学专业学生“不中不西”的定位陷阱，真正实现“西学中用”，增进学生人格和心智的健全完善，进而加强学生学习能力、控制能力、承受能力、服务意识和敬业精神的培养，提高学生经济社会发展适应能力［3］。

1中医药院校药物化学实验教学现状分析

目前，中医药院校药物化学实验课程多采用西医院校或是综合性大学的经典药物合成实验案例，其专业培养及实验课程内容上缺少与中医药基本理论的融合，未能体现中医药教育培养的特色，在使学生掌握药物化学知识和运用药物化学知识进行中药研究的教学目标上出现断层，不利于体现现代中药研究的新进展。药物化学实验教学是培养学生创新能力的重要途径，实验教学与理论学习及科学研究在实践性方面具有一致性。现阶段，本校药物化学实验教学定位在通过培养学生创新精神和实践能力，进一步将药物化学知识及技能运用到中医药科学研究中。因此，结合当前高等教育改革发展趋势及本校教育教学改革的新要求，积极探索药学专业培养的新模式，以药物化学实验教程改革为切入点，选取经典药物化学实验，指导学生熟练掌握药物化学实验知识及技能。同时，在课程内容设置上，将中医药配伍理论和药物设计方法相结合，将经典化学药物的全合成、中药活性成分全合成和中药活性成分的结构修饰融于一课，兼具当代药物化学合成培养要求，又能够体现现代中医药特色。笔者论述具有中医药院校特色的药物化学实验课程内容设置及指导思路，旨在通过药学和中药学的相互融合，满足本校药学专业培养的新要求，探索出一条适合中医药院校药学专业培养的新思路，为其他院校药物化学实验教学提供借鉴。

2药物化学实验教学课程内容设置及教学阶段

2.1阶段一:经典化学药物的合成实验

通过经典化学药物的合成实验，巩固学生药物化学理论知识，锻炼药物合成基本技能，加深药学生对药物化学的理解。例如，缩合、还原、重氮化、偶合、成盐、重排等单元反应机理的认识，熟悉实验方案的设计与实验条件的选择，掌握药物合成的设计思路及制备过程。在教学前要求学生发掘相关化学分子研究的文献，提高学生自主学习知识的能力，同时要求学生结合文献，了解涉及的反应原料、反应方法、反应中间体及溶剂性质等，熟悉反应及分离、纯化原理，并运用结构表征手段将实验得到的产物与文献数据进行比对，将药物化学理论知识与实践技能相结合，提高学生随后进行中医药相关研究的专业素养，并为对此类领域具有兴趣及特长的学生提供学习机会，为其日后从事相关工作打下基础。目前，药物化学实验教材涉及多的案例有苯妥英钠(抗癫痫药)、巴柳氮钠(抗溃疡)、硝苯地平(降压药)、盐酸普鲁卡因()、贝诺酯(非甾体解热、镇痛、抗炎药)等化学药物的全合成;尤其是贝诺酯的合成(图1)不仅包括了酰氯结构的制备、分子缩合等常规单元反应，更体现了理论课程中所学的药物经典设计方法———拼合原理［4］。“拼合原理”主要指选取两种及两种以上生物活性化合物，利用化学合成技术将所选结构拼合在一个分子内，或选取药物的药效基团组合为新的分子，以达到联合二者药效，改善生物利用度、降低毒副作用、增强疗效，使拼合结构相互取长补短，从而获得更好的治疗效果。贝诺酯是阿司匹林与对乙酰氨基酚以酯键结合的中性化合物，在降低了阿司匹林和对乙酰氨基酚毒副作用的同时，疗效上得到了提高。因此，药物“拼合原理”与中医药通过“配伍法则”使单味中药经联用达到减毒、增效的临床用药思路具有内在的一致性。。基于此，笔者开展了阶段二和阶段三的教学实验设计。

2.2阶段二:中药小分子活性物质的全合成实验

中药疗效不但经受住了长期医疗实践的检验，其有效成分的理化性质、结构特征等也已被现代科学解析，并且许多中药活性成分的结构全合成亦是现代药物化学研究的热点。因此阶段二的实验教学内容主要通过中药小分子活性物质的全合成实验，使学生熟练掌握中药小分子相关知识。在中药创新药物的定义中，无论是有效部位新药，还是有效成分新药，最终落脚点都归结于中药的有效物质基础研究。但目前中药里发现的明星分子或活性成分一般含量较低，仅靠提取、分离不能解决其成药性问题，因此，中医药院校的药学生，需要掌握一些代表性中药里活性成分的全合成工作，例如川芎中川芎嗪的合成、秦皮中秦皮乙素的合成、蜂胶中咖啡酸苯乙酯的合成(图2)等。通过中药小分子活性成分的合成实训，不仅让学生回顾了中药学基本知识，锻炼了药物合成基本技能，更能够加深药学生对中药有效成分结构特征、构效关系，回答中药发挥疗效的物质基础是什么这一科学问题;具备开展中药有效成分分析及探索性研究的科研素养。青蒿素及其衍生物的发现正是在充分认识中药基础上，借助现代药学分离、合成技术，获得改变人类历史的重大发现，是我国现代药学发展的里程碑。中医药院校的药学生有必要、有责任掌握中药活性成分的设计、合成技能，为中药创新药物的发现打下基础。。前两个阶段更注重对学生药物化学理论知识及实验技能的培养，而本阶段注重培养的是学生将中医药理论思想与药物化学设计理论结合进行中药新药研发的思路培养。中医临床用药讲究配伍法则，按照君臣佐使的原则将单味中药有机组成一个整体，以期达到增效、减毒的目的。。因此，本节内容主要基于中药经典方药开展系列设计性实验。例如，基于蛇胆川贝散开展胆酸———浙贝乙素衍生物的合成［5］、基于丹参冰片药对开展丹参素———冰片酯的合成［6］、基于川芎丹参药对其中的活性成分开展川芎嗪———酚酸衍生物的合成［7］及其他中药复方中先导化合物的设计、合成、发现等过程［8］，力求药学专业学生能将传统中医配伍理念和现代药物化学拼合设计理论融会贯通。此外，利用“中医配伍法则”和“化药拼合原理”为指导，设计、合成、筛选得到的先导化合物，不仅成药性良好且具有一定靶向性，与21世纪精准医疗的理念不谋而合，能够获得国内和国际授权发明专利。据悉在这一思路指导下，北京中医药大学雷海民教授的“精准I类抗肿瘤药物”已成功完成市场转化，推进了我国自主知识产权的创新药物研发的进程，再次彰显了中医药源头创新的重要性。同时，这些案例能够激发药学生的学习热情，增强专业认同感并树立更高的职业发展目标。

3小结

科学小实验及其原理范文5

关键词：实验教学；对策；基本原则

一、问题的提出

探究式实验教学是新一轮的教学改革极为推崇的教学。这种教学重视实验的探究，可以使学生体验物理规律发现和形成的过程。通过探究性的学习，不仅培养了学生的探究、发现、创新的良好科学素质，而且使学生品尝到探究过程中成功的喜悦，从而激发浓厚的学习兴趣。新编物理教材中给出了较多探究性实验，但有些实验存在可见度小，受气温、湿度、阳光等条件的，成功率低；有些结论缺乏实验探究。

我们的物理实验教学现状还是不容乐观；学校和教师受传统教育的影响，普遍存在着重理论轻实验的思想；实验教学模式僵化，物理实验教学的基本原则没有充分体现，教学方式呆板；学生对基本测量仪器的使用不规范，学生动手操作能力差，以“背”实验结论“代替”实验操作。

实验教学是物理教学中的一种重要手段，它不仅使学生直接地形成物理概念掌握物理规律，而且对学生实验技能的培养起着决定性作用。但目前实验的教学还比较普遍的存在一个误区：教师先演示给学生看，然后把原理、结论讲给学生听。这种教法的最终结果必然造成学生处于被动地们位，教师的主导作用和学生的主体作用末能有机结合。

怎样才能把课堂教学与素质教育要求的探究性学习、发现性学习和自主性学习相结合？在大力倡导探究式实验教学的今天，迫切需要大量优秀的、具有创新性的探究实验来丰富我们的课堂教学，为此，我们立足农村高中对探究式实验教学作一些有益的探索。对于学生较为深入地学习物理实验的相关理论、方法、技能：进一步提高学生的实验素养，激发学生实验探究的兴趣；增强学生的创新意识；培养学生实事求是、严谨认真的科学态度；养成交流与合作的良好习惯；发展学生的实践能力，具有非常重要的现实意义。

二、几点对策

（一）、正确把握“开放”与“收敛”的“度”，选择和设计合适的探究点

在对某一知识内容的实验教学设计中，可选择某个环节作为探究点，予以“开放”；其余的环节相对淡化，这个淡化就是指强化有意义接受学习的成分，采用讲授或质疑应答方式予以“收敛”。但从中学生学过程来看，其科学探究能力还是能均衡地得到培养和提高。至于对某个探究点的实验设计，我们可通过教材文本、物理学史料、方、现有的经验和资讯中寻找和制定适合现有教学对象的，符合现有学校教学资源条件的多种的、可供选择的方案。

（二）创设能适度探究活动方向与水平的实验情景

情景不但可以激发兴趣、引发问题、引导思考，在现代课堂教学中，还具有诱导与调节探究活动的方向与水平的功能。下面以研究气体压强与体积的关系这一节课的引入所创设的两个情景为例证：

情景1注射器实验情景2吹气球游戏

实验：1、用手推压针筒活塞后放手

2、用手拉拔针筒活塞拉开距离放手

问题：1、在推（或拉）时，手有什么感觉？

同时观察到针筒内气体如何变化？

2、由此你对针筒内气体的压强与体积的变化及其关系作一推断吗？实验：用两个可乐塑料瓶，在瓶中上各反套一个气球（其中一个瓶底有洞），二人比赛用力吹气球

问题：为什么比赛结果是使劲吹气的大男生反而不吹不大？（展示两个瓶底）你们发现吹气球的条件有什么不同呢？能作一个解释吗？

很显然，上述二个情景都可能推断出一定量气体的压强与体积的定性关系，但推拉注射器活塞情景能直接观察与体验到筒内气体p.v的变化关系，推断较容易；而吹气球游戏有一定的悬念，能唤起学生探究的兴趣，可是，推断分析较难，学生往往不容易发现研究对象是瓶内封闭气体。究竟取哪一个实验？问题应怎样铺垫才是最有效的，只能视教学对象的实际水平作出抉择了。

（三）、进一步开发与拓展数字化实验系统与原有实验整合的功能

运用传感器、数据采集器和计算机作为中学物理实验探究的工具，无论在测量精度上、数据采集的速度上，以及函数图象处理的功能上，与原有实验的测量工具相比，其先进性与不可替代性是显而易见的。但从目前构成实验探究所需的配套装置而言，就显不足和捉襟见肘了。；又如用原有实验中的秒表、刻度尺、单摆等装置研究其周期T与摆长L的关系，可将已采集的数据输入计算机由Excel软件来处理，立即就能获得数学表达式与函数图象，得出结论。（2）将DIS实验系统与原有实验资源整合，以拓展数字化实验系统的功能。如教材中关于机械能守恒定律的实验设计是以DIS实验系统与单摆的装置配套完成实验验证，而现在我们可以形成新的组合，利用位移传感器和数据采集器采集小车在不同表面（粗布面、细布面、木板面）上滑下时各点的高度h与速度v，并由计算机转换与能与机械能随位移变化的图象，以及小车在粗糙程度不同的表面上滑下时，其机械能随位移变化的图象，以及小车在粗糙程度不同的表面上滑下时，其机械能随位移变化的图象。

此时,可组织学生讨论,运用外推的方法,得出在无摩擦阻力的情况下,且只有重力做功时,物体的机械能将守恒的推论。上述整合方式产生的积极效果表现在物理规律的形成更有其内在合理性，学生对科学方法的运用和认识更深刻。综上所述，加强和深化课堂内在探究学习的实验设计及其优化策略的研究，将有可能：

1、解决课程设置中有限的课时数与探究活动时空的开放性、不确定性的矛盾；

2、克服实施自主学习、实施探究、交流合作这种学习方式与完成一定学习任务之间的困难；

3、提供适合不同资源和环境条件的学校，不同层次的教学对象，可供选择的优化的实验教学设计方案和纪念。为过程和方法教学目标的多样性提供可操作的程序与素材。

（四）、做好课外小实验、小制作，培养学生的探究能力

。用学生熟悉的生活用品做实验，在完成小实验，小制作的过程中，学生必须弄懂实验原理，寻求合适的器材，进行部分加工、组装，在操作过程中不仅培养学生的动手能力，更重要的是培养了学生的创造性思维。例如：在学完托盘天平后，可要求学生利用均匀的小木条或直尺、瓶盖、铁丝、橡皮泥、细线等自制一架简易天平，用它来测量一些物体的质量，并与标准质量进行比较。在小实验、小制作过程中，应培养学生做“一物多用”的实验，充分发挥学生的独创能力。如用一次性针筒就能做中学十几个实验，杨振宁教授说：“自制的仪器永远比买来的好”。

三、探究式实验教学的设计原则

1、探索性原则

探索性原则是指：设计的实验所包含的物理规律要较隐蔽，实验的条件和结论之间要有较大的距离，解决解决问题的方法和途径要较模糊，学生需要自已通过智力“苦斗”才能有所新“发现”。

2、科学性原则

科学性原则是指：设计的实验不出现科学性错误，并且具有科学思想和科学方法方面的教育因素。整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离科学基本知识和基本原理以及其它学科领域的基本原则。科学性是设计实验成功的前提。

3、简易性原则

简易性原则是指：实验的装置要力求结构较为简单，操作比较方便，实验现象和变化过程要明显，测量的数据要比较精确，实验误差应在允许范围内，以便于学生在实验观测的基础上，集中注意力进行思考分析，比较总结，探究规律。。

4、趣味性原则

趣味性原则是指：探究性物理实验的设计要充分考虑学生心理特点和认知水平，实验设计要行动、有趣，能使学生在进行实验探究时，自始至终保持很高兴趣。

5、发展性原则

发展性原则是指：设计的探究性物理实验应具有促进学生智力和非智力素质的功能。一个设计良好的探究性物理实验不仅应该针对学生心理发展的“现有水平”，更重要的是要针对学生心理发展的“最近发展区”；不仅应该构建起良好的知识结构，包含着促进学生智力发展的知识信息，而且应该营造起亢奋的心理环境，蕴涵着促进学生非智力素质发展情感信息。

6、重复性原则

在同样条件下重复做同样的实验，观察实验结果是相同的。任何实验都必须要足够的实验次数，才能判断结果的可靠性。如果设计的实验只能进行一次，而无法重复下，那么这样得出的结论是不可靠的。

7、安全性原则

在实验过程中不会对实验设备器材产生损坏，对人生安全产生危害，对环境产生污染。

探究式实验教学是当今物理教学改革中极为推崇的一种课堂教学模式。课堂教学中应用这一模式进行教学一定要注意避免：

1、放任自流

2、研究目标不明确

3、创设情境激发学生兴趣不够。

在备课上要围绕的问题，不仅要考虑好探究目标、过程和方法，而且要设计丰富多彩的实验来实现知识的应用和升华。在上课时，要善于诱导、启发学生进行实验来实现探究的过程，摒弃空洞的说教来传授知识。物理教学离开了实验探究将是无源之水，无本之木。对于一些难以说清道明的概念和规律，往往是千言万语说不清，一看实验便分明。围绕目标设计新颖实验难度较大，我想只要物理老师注意观察生活，扩大视野，注意收集，是可以很好地做到的。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社.2003.4

[2]聂六英.中学物理实验情境教学研究[G].湖南师范大学教育硕士学位论文.2004.4

[3]丁玉祥.中学物理实验教学目标的分类测量与评价体系[J].教学仪器与实验.2001.12

[4]张军朋.中学物理实验教学目标的分类测量与评价初探[J].课程.教材.教法.1996.1

科学小实验及其原理范文6

虚拟技术是使相关工作在计算机上实现或通过计算机模拟实现的技术[1]，早在20世纪70年代便开始将其应用于宇航员培训。由于这是一种消耗低、安全有效的培训方法，现今已被推广到各行各业的培训中，并已在科研、教育、商业、医疗、生物制药、环境保护、农业生产、娱乐等多个领域得到广泛应用。在此，只简单介绍它们在教育、生物制药和医疗领域的应用状况。

1.1教育领域

随着虚拟技术的发展和教学要求的不断提高，虚拟技术已进入教育领域，并且已成为完成教育工作的一种有效方式。例如利用化学教育软件，展示化学实验的流程和结果。学生可以通过使用该软件，了解和掌握整个实验过程，然后再进行实践操作。这样，既可以减少实验的危险性，又可以提高学生的学习兴趣和效率，减少不必要的浪费。再如利用物理教学软件，开展“欧姆定律”的讲解，其效果生动，且学生便于理解。

1.2生物制药领域

虚拟技术在生物制药方面的应用主要是在药物的设计阶段：采用相关的分子设计软件，设计药物小分子，模拟小分子与受体的相互作用，预测小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代谢途径、代谢物及其各类性质。目前，这种药物设计模式已被国际专业制药公司在研发新药时采用，并与实验相结合，以达到减少研发消耗，提高研发成功率的目标。1.3医疗领域虚拟技术在医疗领域的应用主要有：手术培训、手术模拟、医学影像检查和临床诊断。。

2、化学信息学

化学信息学的研究领域并未经过刻意界定，很多化学家在各自不同的研究领域中力争发展和采用计算机的方法来处理大量涌现的化学信息，建立化合物的结构与性质的关系。在20世纪60年代，化学信息学的发展已初见端倪，到了70年代开始出现了飓风式的发展。因此，相关的化学信息学的定义有多种。

。

（1）采用分子模拟和数据分析技术与高分辨图形显示组合，得到了令人惊讶的结果。因此，化学信息学是通过应用信息技术帮助化学家研究新问题、组织并分析科学数据，以研发新化合物、新材料的过程。

（2）很多人认为化学信息学是化学信息的扩展，它涵盖了与化学结构、数据存储和计算方法相关的领域，如化合物登记系统、在线化学文献、结构-活性关系分析和分子性质计算[3]。化学信息学作为一个学科名称来说是很新的，但我们可以体会到，它存在于我们周围已经有了一段时间。不同的阶段常会给出不同的化学信息学的定义。

所以，在讨论这些不同观点的时候，我们认为“化学信息学是一门应用信息学方法和计算机技术来辅助解决化学问题的学科”[4]这个论述更具有普适性。

化学信息学方法主要有三种，即基于数据、基于逻辑和基于原理。

（1）基于数据的方法建立和利用多种化学数据库管理系统和化学数据库中的数据。该方法主要的作用是在数据库中获得已记录的相关信息。

（2）基于逻辑的方法利用已有的化学数据库中的数据，并在此基础上，利用归纳、推理和分类等方法将数据转化为知识，并对知识实施有效的管理，以便于知识得到广泛的应用。最终，能用于解决实际的化学问题。该方法适用于大量数据的处理，对象具有比较强的规律性。同时，它能解决数据库系统不能解决的问题。

（3）基于原理的方法利用已有的量子化学的理论，对化学对象作相关的量化计算，并根据计算结果，研究对应的化学问题。该方法能从原理上解释化学问题，但不适用于大批数据和大的体系的处理。在化学研究中，这三种方法相辅相成。对于不同的研究对象或不同的研究阶段，采用对应的方法组合。

3、化学研究

化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。。化学的研究内容主要可归纳为三部分：分子设计、合成设计和结构确定。利用相关技术设计具有特定功能的化合物即为分子设计[5]；利用相关技术设计特定化合物的合成路线即是合成设计；结构确定包括两部分：结构解析和谱图模拟。结构解析是根据已有的化学谱图，推测对应的化学结构。谱图模拟是基于化合物的化学结构，预测其化学谱图。化学是重要的基础科学之一，它也是一门建立在实验基础上的科学。在化学研究中实验和理论这两方面一直是相互依赖、彼此促进的。化学是一门古老而历史悠久的科学，它的研究模式为灵感、经验和实验（见图1）。长期实验数据的积累，为现在和今后的化学研究提供了宝贵的财富。截至2013年12月，已有记载的小分子化合物达7600多万个，化学反应约5580万个。要有效应用如此大量的研究和实验数据，只有采用信息技术才能实现。在此，我们提出了化学研究的现代模式，即在化学研究的传统模式中融入虚拟技术（见图2）。分子设计是化学研究的内容之一。传统模式的分子设计流程如图3所示，某种化合物的性质，通常是在得到化合物之后，经过实验测试才可获得对应的性质。现代模式的分子设计流程如图4所示，化合物的性质，可以用相关软件预测获得。根据获得的预测结果和经验，决定是否要合成该化合物。图3和图4中的分子设计流程显示，两者的差异主要在合成之前。传统模式在合成之前的分析工作仅以文献信息作为判断依据。而现代模式，既以文献信息作为判断依据，又以软件预测结果作为分析判断依据。从原理上讲，采用现代模式合成的化合物，其符合需求的成功率要高于传统模式，研究过程中产生污染的几率要比传统模式的低。

4、结论