园林工程实验教学大纲(精选8篇)
前 言
软件工程实验是为计算机相关专业本科《软件工程》课程配套设置的,是《软件工程》课程讲授中一个重要的、不可或缺的实践环节。其目的是使学生能够针对具体软件工程项目,全面掌握软件工程管理、软件需求分析、软件初步设计、软件详细设计、软件测试等阶段的方法和技术,通过该课程设计使学生进一步理解和掌握软件开发模型、软件生命周期、软件过程等理论在软件项目开发过程中的意义和作用,培养学生按照软件工程的原理、方法、技术、标准和规范,进行软件开发的能力,培养学生的合作意识和团队精神,培养学生对技术文档的编写能力,从而使学生提高软件工程的综合能力,提高软件项目的管理能力。
按该课程的特点,实验内容包括软件开发的两大方法学的专题训练,即结构化(生命周期学)的方法学和面向对象的方法学,通过对一个简单项目,要求学生利用结构化软件开发技术或面向对象的软件开发技术完成对该项目的开发。因此设置五个实验项目,从项目发的准备工作,系统分析过程,系统设计过程,软件测试到系统实施,覆盖软件开发的整个过程,此外又引入我国国家《计算机开发规范》,以规范技术文档的书写标准,提高实验教学质量。
通过实验训练,达到如下目的:
使学生进一步了解和掌握软件工程原理,提高对实际项目的分析和设计能力,通过实验课程,熟悉和基本掌握软件工程方法学、软件开发的过程,文档资料的编写格式及规范,全面领会和贯通所学习的理论知识,从而培养学生综合运用所学课程知识,分析解决问题的能力,培养学生理论联系实际作风,实事求是,严肃认真的科学态度和良好的工作作风,为今后从事科学研究工作打下基础。
实验一:项目开发的准备工作
实验学时:2 实验类型:验证性
一、目的与任务
目的:确定课题,组织组员,合理分工,熟悉软件开发环境,培养团队精神。
任务:学习软件开发小组的组织和管理,合理分工,将项目开发各阶段的任务明确,并熟悉相应的软件开发环境。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求:
根据各组选择的课题,实行项目经理制,各组推荐一名组长,统一管理整个项目的实施过程,并合理调整资源和负责项目全局;根据项目的难易合理分配组员的任务,对问题达成一致的看法;针对项目的实施,熟悉相应的软件开发工具的使用环境。
2、实验安排方式:
本实验为开放实验,各组可同时进行实验,每组4-6人。3.准备参考资料和阅读相关的国家有关软件开发的标准文档。
三、思考题
1、项目开发首先要做的事是什么?
2、你认为该软件应具备的最重要的特性是什么。
3、你认为怎样分工是最合理的?
实验二:系统分析过程
实验学时:4 实验类型:验证性
一、目的与任务
目的:确定项目的可实施性,在此基础上完成系统的逻辑功能模型的建立。
任务:采用不同的软件开发技术,完成对项目的分析过程,给出系统的逻辑功能模型,数据字典以及规格说明书。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求:
明白项目的业务流程图,绘制数据流程图,功能分析图,编写数据字典,数据加工处理的描述,软件系统流程设想图(新系统模型),需求规格说明书。
2、实验安排方式:
本实验为开放实验,各组可同时进行实验,每组8-10人。
三、思考题
1、需求分析在软件开发中真的有那么重要吗?
2、分析系统流程图,流程图和数据流图的区别和各自的特点。
3、怎样写合乎规范的数据流图和数据词典?
4、怎样组织对该工作的评审?
实验三:系统设计过程
实验学时:4 实验类型:设计性
一、目的与任务
目的:在实验二基础上完成系统的体系结构的建立和系统详 2 细设计,并给出相应的规格说明书。
任务:认真分析实验二的结果,给出系统合理的体系结构,描绘系统结构图,并合理划分系统的各组成模块,最后给出系统的各部分设计规格说明书。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求:
功能结构图设计,软件处理流程设计,输出设计(主要指打印输出设计),存储文件格式设计(数据库结构设计),输入设计(主要指数据录入卡设计),代码设计,程序设计说明书
2、实验安排方式:
本实验为开放实验,各组可同时进行实验,每组8-10人。
三、思考题
1.系统设计和需求分析的关系是什么?两者必须先后关联吗? 2.怎样描绘系统的体系结构? 3.怎样绘制复合规范的流程图。4.怎样组织对设计阶段工作的评审?
实验四:系统实现
实验学时:4 实验类型:设计性
一、目的与任务
目的:系统运行和软件后期制作,了解程序设计的风格。任务:编写源程序,正确书写软件说明书和用户手册,总结软件开发中的得失。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求:
完善系统所涉及的程序框图,源程序,模拟运行数据,打印报表,软件使用说明书和用户手册等。
2、验安排方式:
本实验为开放实验,各组可同时进行实验,每组8-10人。
三、思考题
1、怎样合理选择软件开发的工具?
2、怎样进行用户说明手册和使用手册的编写。
3、总结项目实施中的得失。
实验五:软件测试
实验学时:4 实验类型:综合性
一、目的与任务
目的:在实验四的基础上,完成对系统的组装和测试。
任务:正确运用软件测试技术和方法,完成系统的单元测试、综合测试、确认测试、系统测试的方法,掌握测试用例的设计方法,并给出测试报告。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求:
(1)能够正确运用软件测试的过程与方法,结合一个模拟课题,复习、巩固、软件工程中系统测试知识,提高软件测试的实践能力。
(2)熟悉单元测试、综合测试、确认测试、系统测试的方法,掌握测试用例的设计方法。
(3)树立正确的软件测试思想,培养分析问题、解决问题的能力,提高查询资料和撰写书面文件的能力。
2、验安排方式:
本实验为开放实验,各组可同时进行实验,每组8-10人。
三、思考题
1.怎样看待测试的重要性。2.怎样选择测试的技术和方案。
3.比较逻辑测试和基本路径测试的不同和联系。4.怎样组织对测试阶段工作的评审?
附录一:
实验要求
软件工程实验要求学生采用“项目小组”的形式,结合具体的开发项目进行设计。具体要求如下:
1、班级按项目小组进行分组,每组不得超过6人
2、每个项目小组选出项目负责人或项目经理,由项目经理召集项目组成员讨论、选定开发项目
3、项目中的每项任务要落实到人且规定该任务的起止日期和时间
4、每个项目小组必须按照《软件工程实验教学大纲》附录中给定的文档规范标准提供项目文档
5、题目自定或采用附录二中的题目
6、软件开发的方法自定(结构化或面向对象的方法学)
附录二:
实验题目
题目一:“基于最小二乘法的公交车辆GPS补偿定位系统的研究” 1. 研究内容: 本项目主要研究智能公交调度系统中,在不增加硬件设备的基础上,通过软件来解决GPS在动态环境中信号失锁问题的方法。提出了基于最小二乘曲线拟合方法的GPS数据补偿算法,该算法将公交车辆的行驶线路数字化为一个曲线模型,并且在客观条件影响车载GPS设备无法接收到GPS信号时,利用对应线路的曲线模型模拟公交车辆的行驶,实现补偿定位。解决由于GPS失锁引起的三个问题。2. 研究意义: 城市智能公共交通管理系统公交车辆的定位跟踪、辅助导航、车辆调度指挥、动态发布公交信息以及出行者最佳路径查询等功能。通过建设智能公交管理系统可以大大提高城市公交车辆的综合管理和调度的智能化,从而有效缓解城市交通的压力。3. 研究方案:
针对公交行业中公交车辆的行驶路线相对固定的特点,根据车辆的历史定位数据,对该行驶线路进行曲线拟合,形成一条数字曲线模型。由于公交线路形状存在复杂和多样性,所以在拟合中采用分段拟合,将线路根据其形状分成几条分别拟合。在GPS无法接收到定位信号时,将最后一次获得的定位坐标投影到曲线模型上,以此为起点,在曲线模型上模拟车辆行驶并按原定GPS采样间隔发送曲线模型上的对应坐标值,作为车辆的定位数据信息,解决GPS的失锁问题。当GPS定位信号重新获取后,停止模拟行驶,以实际定位数据为准。本项目采用最小二乘二次曲线拟合。4. 研究成果:
本系统以公交业务三级调度模式为系统设计框架,集计算机控制技术、无线通信技术、全球卫星定位技术、地理信息技术为一体的公共交通系统。该系统基本上实现了公交调度业务的覆盖和公交调度的智能化的要求,是一款比较出色的智能公交调度系统,本项目所探讨的用最小二乘曲线拟合解决GPS失锁问题的方法将在将来的智能公交调度系统软件中得到实际应用。
题目二:物业小区“一站式” 收费终端系统的软件实现
1、研究内容:
在选择合适的终端设备及运行系统平台基础上,利用目前流行的的面向对象程序设计语言Visual Basic 6.0和SQL的底层数据库设计的软件支持,硬件采用触摸式液晶屏幕实现用户与终端交互,通过网络实现终端和银行的交互,预先模拟出收费企业、银行、小区住户三方的数据库信息(以银行为交易中心),当住户在小区的终端上刷卡消费时,终端将实时发送信息至银行,实现银行数据库相应企业账户和该刷卡用户账户信息的更改和刷新。软件实现功能暂定代缴水费、电费、煤气费、电话费(固定电话、移动手机用户、联通手机用户)。
2、研究意义:
随着现代都市生活节奏的加快,人们对生活的便捷性也随之提出了更高的要求。而日常生活中消费性资源的固定费用,如电话费,燃气费,水电费等的交纳也面临着越来越突出的矛盾:一方面,周末到银行交纳各项费用的用户剧增,加大了银行的工作量;另一方面,也使用户浪费了大量的时间在排队上,产生了一些负面影响;第三,虽然目前银行开通了在网上在线交费业务,但由于互联网的很多安全漏洞,用户无法安心的在网上进行交费。针对目前用户需要解决这种矛盾的迫切性,我们设计了“物业小区一站式收费终端系统”:该终端有点像银行的自动取款机,位于中间位置的是一个触摸式的液晶屏幕,在正常状态下,屏幕上播放着城市(合肥)的风光片等信息,用手指触摸后,直接进入首页。利用该终端可以使用储蓄卡交纳水气煤电等各项费用。该项目的开发可以很好的解决银行与用户之间的不协调性,不仅可以提高银行处理数据的能力,而且为用户节省了时间。目前合肥市的大部分小区还没有这种终端,因此市场前景广阔。
3、研究方案:
在选择合适的终端设备及运行系统平台基础上,预先模拟出收费企业、银行、小区住户三方的数据库信息(以银行为交易中心),当住户在小区的终端上刷卡消费时,终端将实时发送信息至银行,实现银行数据库相应企业账户和该刷卡用户账户信息的更改和刷新。软件实现功能暂定代缴水费、电费、煤气费、电话费(固定电话、移动手机用户、联通手机用户)。软件开发将以瀑布模型为主要依托,进行问题陈述、问题定义、需求分析、可行性研究报告,并配以相应E-R图、DFD图、SC图和数据字典等,然后用统一建模语言UML描述软件,再结合动态模型机制构造状态图、顺序图、协作图、活动图等,以文档为驱动逐步进行系统的整体设 6 计。在硬件上,主要在于如何选择合适的服务器、客户机、交换机、打印机及网络设备来构建完整安全的终端;软件方面,集中体现在操作系统、数据库系统、开发语言的选择。需要解决的关键问题还有终端液晶屏幕是采用什么触发方式(电容触发等方式),服务器平台用LINUX还是用Windows 2000 Server及更高版本等。
4、研究成果:
利用目前流行的的面向对象程序设计语言Visual Basic 6.0和SQL的底层数据库设计的软件支持,硬件采用触摸式液晶屏幕实现用户与终端交互,通过网络实现终端和银行的交互。当住户在小区的终端上刷卡消费时,终端将实时发送信息至银行,实现银行数据库相应企业账户和该刷卡用户账户信息的更改和刷新。软件实现功能暂定代缴水费、电费、煤气费、电话费。
题目三:“大型超市品类管理子系统的研究与开发” 1.系统简介
随着社会经济的飞速发展,我国的大型超市及连锁企业步入多元化,跨地区,高效率为特点的新阶段。随之而来的是对超市物品管理,人员管理,库存量统计及物品进出超市记录管理的需要。而由于统计量大,管理过程中会出现很多问题,市场就需要一个全面的,详细的品类管理子系统对超市进行管理工作。研究的内容包括:商品陈列、库存量、各类商品的销售数量、单价、利润及供求关系。首先,品类管理系统主要分为三个子系统:采购系统,销售系统和管理系统。采购系统的主要工作过程是:在数据库中统计库存量小于一定数目的物品,将需要采购的物品上报给采购人员。在新的物品进库后,对物品数量进行重新统计。销售系统的主要工作过程是:每一次采购将物品单备份并储存,以便在月末结帐时进行核对。管理系统的主要工作过程是:每隔固定时间或者是在系统需要时统计出物品进出量以及超市盈利。以上功能要求在计算机上实现。2.技术要求和限制条件
(1)在当超市物品库中的各种物品数量发生变化(包括进货和出货)时,都应修改相关的物品记录,如库存表或进/出库表。(2)正当出货或进货时不得对物品数量进行统计,只有在出,进货完成后才可以统计
(3)系统的外部项要包括超市服务人员,出货人员和进货人员
题目四:“基于感应式门禁的中小学家校通系统的设计与实现” 1.系统简介
目前,学生的在校管理工作越来越受到学校和家长的重视。管理的好坏将直接影响到学生的安全,以及学生的学习状况与水平。而传统的管理工具及方法有着很大的局限性,例如,学生离开家时,家长不能很好的了解到他们在学校的情况,而离开学校时,校方又不能了解到学生在校外的表现与行为。近几年来,孩子经常让家长担心的事情莫过于放学不回家,甚至逃课去网吧和游戏厅。时间一长,他们就可能会生成网瘾、游戏瘾。
本套系统的开发,就是在于加强校方和家长之间的交流与联系,让家长在校外就能了解到孩子在学校的表现,这样,更有助于家长对孩子的管理、孩子成绩的提高。
当学生离开家来上学时,一旦他们从学校大门经过,门禁系统的感应器将感应到该同学的到来,并记录下来。然后将记录传到校方服务器,由校方服务器与移动电话公司服务系统建立联系。这时,移动电话公司便会以短信的形式把“孩子已经到校”的信息告诉给家长。相反的,如果家长在孩子离开家来学校的很长时间后没有受到信息,那么家长就可以知道他的孩子没有来学校。这样 就实现了 学校与家长时时的管理孩子。2.研究方案:
系统的建设描述:第一,采集学生的信息。这主要包括学生的班级、姓名、年级、家长姓名、家长手机。特别的就是家长的手机,这是系统的关键信息所在。第二,建立校园内部网络;首先,在每个学生的学生证件上安装磁条,并保证磁条与学生的学号一一对应,每个磁条中存储着持卡学生的信息。在学校大门安装磁条感应器,并与校园主机相连接。这样可以把磁条所感应到的信息第一时间反馈给主机。第三,班主任将根据学生在学校的表现分成不同的等级,然后将它输入主机。第四,学生每次的模拟成绩或作业完成情况也将输入主机。第五,校方和移动电话公司或网络公司建立联系,校方把所要向学生家长公布的信息通过移动电话公司的短信息业务或网络公司的电子邮件业务发送给家长。
题目五:基于手机短信业务的银行信用卡消费告知系统
1、系统简介
据调查,目前越来越多的人们放弃使用固定电话,更愿意使用方便、快捷的移动通讯工具。为方便人们及时掌握消费情况,通讯商需要开发一个信用卡消费告知系统。通讯商把用户的基本资料(手机号码、信用卡帐号、开户银行等)输入系统中,并且事先与银行、消费场所的数据库建立连接。用户申请开通此项业务后,系 8 统随时与用户建立联系,消费场所通过终端机把顾客的消费信息映射到银行的数据库中,银行通过与通讯商之间的共享关系,由通讯商以短信息形式将消费信息发给用户。此外系统应定时检查更新数据库用户的基本资料及其他相关信息。
2、技术要求及限制条件
(1)在使用本系统时应考虑用户信息的合法性(如银行帐号、身份证号码)等。
(2)对于本系统还应补充如下功能:
用户要对应多个银行帐号; 用户取消此业务的处理; 用户更改手机号码的处理;
一个银行帐号对应多个手机号码的处理;
关键词:工程力学实验教学,教学改革,能力培养,多媒体
实验教学是工程力学课程教学中的一个重要环节, 传统的教学方法主要是教师先示范, 然后学生按操作规程进行实验, 获取实验数据后撰写实验报告, 学生的主观能动性得不到发挥, 不利于动手能力和探索精神的培养。虽然许多高校改革了工程力学实验教学模式[1,2], 采用启发式、引导式教学, 但是随着时代的发展, 这些方法也显示出一些不足之处:或教学模式有一定局限性, 不是通用的教学模式, 或教学手段较为陈旧, 需要引入现代化教学方式, 提高效率。针对工程力学教学中存在的不足之处, 根据教学基本要求和培养目标, 结合笔者的实践, 从课程的教材编写、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了改革。
1 编写适合本校学生特色的实验指导书和 实验报告手册
实验指导书是针对不同专业, 不同院系的学生特点编写的, 内容全面, 非力学专业的六次实验只占其中的小部分, 而且设计的实验内容有的与实验指导书不完全相符, 部分学生在预习时往往会混淆, 搞不清或搞错书上的实验内容, 或者预习的内容和将要在实验室做的内容存在差异。因此有必要重新编写实验指导书, 解决以上问题。
我们在新编写的实验报告手册中, 根据实验内容, 编写了六次实验的实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项、处理内容以及需要回答的问题。学生在预习时目标明确而且不必抄写书上已有的内容, 节约了时间, 提高了效率, 又明确了实验应该注意的问题, 规范实验操作, 避免损坏仪器, 犯不必要的错误。设计实验后需要回答的基本问题能使大部分学生掌握实验基本原理和现象。这样, 学生在完成实验报告以后, 能够比较全面地处理实验数据, 避免各种疏漏, 同时也便于教师批改评分。
2 采用课堂授课与基础实验相结合的方式
启发式、引导式教学以学生为主体, 强调教学的互动性, 除了传授知识, 更加重视学生能力培养和素质提高, 有利于创新型人才的培养。在现代教学理念指导下, 传统的单向灌输式教学方法已被摒弃, 更多的教师采用启发式、引导式教学方法培养国家迫切需要的创新型人才。为在实验教学中更好地开展启发式、引导式教学, 必须有师生互动的教学平台。在传统实验课上, 由教师讲解并演示实验, 由于时间短, 难以实现师生互动。课堂教学是教师与学生集中交流互动最有效、最可行的方式, 因此我们尝试开展一定学时的课堂教学, 探讨适合课堂授课与基础实验相结合的启发式、引导式教学方式。鉴于不同院系、不同学科对实验要求不同、对非力学专业学生尝试采用4学时课堂授课与12学时基础实验相结合的方式, 把预习和实验方案设计移到课堂教学中。目前, 4个学时课堂教学内容为:实验原理和目的, 实验设备的结构和功能, 实验方案设计以及主要实验现象的解释。课堂教学能让学生做到心中有数, 为实验操作做好充分准备, 可以达到事半功倍的效果。课堂教学方式要基于引导、启发, 要注重联系实际, 激发学生的兴趣。例如在电测基础实验中, 不但要给学生讲清楚应变片基本工作原理, 而且还要告诉学生应变片的用途。拉伸实验中的引伸计, 扭转实验中的小角度扭角仪都使用应变片做传感器。在弯扭组合实验中, 我们可以通过变换桥路来启发学生设计不同的实验方案, 分离测量弯曲正应变、扭转切应变、弯曲切应变。通过对比常见两种梁:薄壁圆筒和矩形梁, 拓展分析两种状态下弯曲正应力、扭转切应力、弯曲切应力, 使学生融汇学过的材料力学知识, 加深对实验原理的认识, 同时给学生提供独立思考和解决实际问题的机会, 从而全面提升学生综合运用理论解决实际问题的能力。
在启发式、引导式教学中, 教师由主讲者转变为引导者, 学生由听讲者转变为积极主动参与者。教师应有针对性地按实验中的重点、难点设问、置疑, 鼓励和引导学生通过积极思维得出结论。不仅要使学生学会验证课程的基本公式, 掌握材料的基本性能, 更重要的是通过实验研究过程的训练, 掌握如何寻找所需要的知识, 掌握如何综合应用这些知识解决问题。大学实验不是简单地到实验室动动手按照教师的演示模仿并获取实验数据, 而是要重视整个实验过程, 从预习到实验, 再到撰写实验报告, 每个阶段都要认真对待。预习过程, 包括设计实验, 是实验操作成败的关键因素。只有经过认真思考, 发现问题, 运用所学知识主动地去解决问题, 才能培养独立解决问题的能力, 才能在实验中独立操作, 提高动手能力。实验报告的撰写可以让学生掌握处理实验数据的方法, 而且经常需要学生应用相关的理论解释一些实验现象, 只有认真思考并综合应用所学知识才能很好地完成。
3 多媒体在工程力学实验课堂教学中的实践
现代化的多媒体教学有很多优点, 直观、生动、形象的画面给学生深刻印象, 尤其是其信息量大的特点, 可轻易把许多复杂的设备、操作展示出来, 因此非常有利于开展实验演示教学。充分应用多媒体教学可以有效提高课堂效率, 提升教学质量。过去10年, 许多高校由于学生人数显著增多, 实验设备、人员配备跟不上, 实验室容纳学生人数有限, 教师主要是板书授课, 在实验台前给学生演示实验。学生挤在实验台前, 由于人数众多, 地方狭窄, 无法仔细观摩教师讲解与示范, 效果大打折扣。使用多媒体教学可以有效解决类似问题。随着时代发展, 实验室大多配备了多媒体设备, 普及多媒体教学已经没有障碍。
在课堂讲授中, 不再罗列实验步骤、注意事项, 而应着重讲授实验原理, 对知识面较宽, 理论知识较难较深的部分, 要深入浅出, 着重讲其实质、性质。由于公式、示意图较多, 有限的课时内无法完成板书, 用多媒体教学将具有很大优势, 可以将板书无法完成的任务完美实现。例如:在理论力学综合实验中, 既有三线摆微幅摆动测量均质圆盘转动惯量, 又有悬臂梁振动固有频率测试内容。一个是单自由度周期振动, 一个是连续体无限自由度周期振动。悬臂梁的主振型书中只给出结论和固有频率的计算公式, 其原理并未给出。笔者用PPT课件简要讲述其假设、推导及其性质, 使学生对梁的振动有深刻的认识。在用橡胶锤头敲击时, 属于冲击激励。而冲击函数属于非周期函数, 通过对冲击激励的傅里叶变换理论讲解, 使学生懂得周期振动、非周期振动的区别与联系, 从理论认识上得到提高。时域冲击实际上是给出了无限宽频率激励, 只有激励频率接近梁的固有频率才会发生共振, 从而深刻解释了实验操作原理。
在实验课讲授时, 可以将多媒体与实验演示有机结合起来。有些高校教师录制实验演示过程, 在学生实验操作前播放, 这样虽然省去了教师重复讲解, 但是类似于放电影的教学也易使学生抓不住重点, 缺乏师生之间的互动。在笔者制作的多媒体课件中, 图片主要涉及实验设备、实验操作软件等, 制作时用高清晰数码相机拍摄, 软件操作图片则采用拷屏方式, 并辅之以文字说明。以低碳钢拉伸实验为例, 操作步骤、注意事项以及软件操作的使用借助多媒体讲授, 尤其是软件操作, 在投影仪上放大讲解远比学生挤在计算机屏幕前观看效果好, 而且我们将不同阶段的操作图制作出来, 并合理地进行标注讲解, 重点突出, 层次分明, 让学生容易记忆和理解。在操作难度较大的地方辅之以动画演示, 动画要做到直观、生动, 静态文字与动画要搭配合理, 力图在有限时间内完成讲解, 不宜过多占用学生的动手操作时间。而试样装夹、引伸计安装等则可以给学生演示, 增加感性认识。传统的实验演示时, 由于讲解的内容较多较快, 尤其是实验操作和注意事项烦琐, 学生往往容易遗忘和疏漏, 用多媒体讲课则可以在讲授以后, 把要强调和注意的内容在屏幕上展示出来。每个实验台前都配有计算机, 在做拉压、扭转综合实验时, 可以把多媒体课件置于计算机桌面, 方便学生查阅。
4 改革实验成绩评定方式
实验成绩是对学生整个实验环节的综合评价, 应反映出学生在实验过程中操作能力和解决问题的能力。目前有的高校对学生实验成绩的评定以实验报告成绩为依据, 这样做的弊端很多, 不能全面真实地反映学生的实验水平, 因为有的学生不做预习, 实验时不知如何操作, 但是通过抄袭其他学生的实验报告同样可以得到很好的成绩。为此, 有的高校在此基础上增加了实验态度和实验操作评定环节, 但是由于学生人数众多, 教师无法实时跟踪评定每个学生的实验操作, 实施起来有较大难度, 难以对每个学生做到客观、公正的评价。为了考查学生的真实掌握情况, 我们对考核方式进行改革, 增加试卷考查方式, 考查学生对实验原理、实验现象的掌握以及实验报告的处理情况。改革后的实验成绩评定内容除了实验态度、实验操作和实验报告3部分以外, 还增加了考试成绩评定方式。考试题目须与实验内容紧密结合, 如在弯扭组合实验中, 实验报告要求学生对所测数据与理论值进行误差分析。在考题中, 我们模拟实验设计受横向力的薄壁环或矩形梁构成的悬臂梁, 要求学生从理论上进行应力应变分析, 并将实验数据与理论计算出的应力应变对比, 做误差分析。这样不仅考查了学生完成实验、处理实验报告的质量, 而且拓宽了学生思路, 培养了独立解决问题的能力。在考题中, 我们设计出各种实验现象, 让学生分析判断。例如:画出铸铁扭转断裂断口, 铸铁压缩破坏断口、两者曲线类似, 容易混淆;或者解释铸铁扭转断口形貌及原因, 这些都能很好地考查学生在实验中是否认真观察、仔细思考, 能很好地评价学生的实际水平。
5 结束语
通过教学内容和教学方法的研究, 利用课堂授课和实验教学相结合的方式, 积极展开启发式、引导式教学, 充分调动了学生的积极性、主动性和创造性, 有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。同时引入多媒体教学手段, 有效地提高了教学质量和学习效率。
参考文献
[1]柴维斯, 谢灵.高等院校材料力学实验教学新模式[J].力学与实践, 2008, 30 (5) :101-102.
关键词:土木工程 实验教学 改革
21世纪,这个充满竞争的社会,对于工程教育而言又有了新的挑战,所以要求大学上除了掌握一些专业知识和专业技能以外,还要求大学生具有一定的综合分析能力、创新能力、团队合作精神以及沟通能力等等,那么如何培养合格的应用型人才就充分受到了重视.我们根据佳木斯大学建筑工程学院土木工程专业实验教学改革的经验,并以土木工程专业实验教学为例,对培养应用型人才进行实验教学探讨,从而建立一种适合学生能力的发展,并且也适合试验教学的新改革思路。
一、土木工程专业实验教学现状
在一般情况下,有主讲教师为学生讲授一些基本理论知识后,再由指导教师对学生进行试验指导,在做实验的过程中,大部分学生都会以试验指导书为依据,按部就班的完成试验,之后在草率地填写试验报告,这样的试验教学存在很多弊端,指导老师只会指导一些在试验过程中遇到的问题,而对学生们在试验过程中表现出来的实际动手能力缺乏客观的评价。
目前,土木工程实验教学仍存在很多问题,在试验教学方法、实验教学理念、师资队伍和实验教学管理等方面都有着一定的影响,具体表现有以下几个影响:
其一,目前的试验教学,在很大程度上受到了传统教育理念的束缚,因此,不能形成具有特色的试验教学模式,也不能构建新型的教学模式,更重要的是,目前的试验教学模式不能转变学生们的思想,不能与时俱进,理所当然地就不能培养新型的专业人才。
其二,实验教学仍以授课形式为主,再加上受到试验设备、仪器及师资等方面的不足的影响,就很难培养出新型人才,再考虑到试验教师队伍中的教师职称偏低、学生的动手能力弱等因素,对学生创新能力的培养也就更加成为培养新型人才的最重要的环节。
其三,存在着一种不重视实验教学与管理的较普遍的现象,由于实验教学的内容比较老套,现在的有关试验的指导书与十几年前的试验指导书相比也没有什么太大的变化,这样就限制了师资等所方面的原因,这种着重强调理论知识,而缺少综合性实验项目的教学理念,使学生们的实际动手能力受到了极大的限制。
其四,由于试验课程已考核评价方式作为对学生们的考核,所以大多数学生以一种应付的态度来对待实验课程,据调查,实验课程的成绩被定为不及格的学生基本上是由于理论考试未通过而造成的,相反,由于实验课程成绩较差的使课程成绩不及格的学生却非常少,而且对于实验课程的成绩来说,教师会针对学生所写的试验报告质量来为学会评定分数,从某方面来讲,这也是很不公平的,因为学生们的实验报告大多数都存在着抄袭现象。
二、土木工程专业实验教学改革的做法
那么,如何在这么多弊端的情况下提高学生们的创新意识、动手能力、解决问题能力、增加学生们的素质是我们必须研究的重点课题,根据多年的教学经验,我们认为土木工程专业实验教学要把实验课程教学的组织与设计不断重视起来,以不断更新教学内容,改进教学方法和手段为前提来提高学生们的综合素质。
(一)重视实验目标设计
我们要以人才培养为目标来设置所有的环节,每一门课程及其相应的试验环节都应该为人才培养而服务,在人才培养方案中,就要求学生因该具备的知识、能力以及技能等在每门课程教学中都应该表现出来,换句话说,首先应该在分析课程体系的基础上,在科学的研究出课程教学的设计方案。
(二)重视实验设计和实验教学的组织
传统的试验教学方法的要求是让几个实验小组用固定的实验设备和固定的实验步骤来完成实验,这样做的害处是所有的学生所得到的实验结果几乎完全一样,所以就导致了大多数同学对实验的理解是片面的,对于这样现象的发生,我们要求实验要以小组为单位分别完成实验,共同观察试验的现象,加强学生的分析能力和综合能力的培养,同时还可以使学生们的团队合作精神得以提高。
(三)构建适宜能力发展的考核评价方法
对于不同的考核评价体系会产生不同的结果,考核评价体系占有一个非常重要的地位,它不仅决定了教师的教学方法和学生的学习习惯,而且还决定了人才的能力和质量。
教师在实验教学计划中占有至关重要的地位,至使至终,在中国的教育体系中,评价老师的方式是要看教师的学历、学位以及科研水平的,但是,要实现培养高级应用型人才而单纯的提高教师的学历、学位以及科研水平是远远不够的,所以,我们认为,对于教师而言,要积极参与工程实践,才能有效地提高教师的应用能力,并鼓励教师在实验教学过程中对每位学生给予不同的指导,并对每位同学的表现进行客观的评价。
参考文献:
[1]郑家茂.对大学实验教学若干问题的厘析[J].实验室研究与探索,2007(10)
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关于金融工程专业实验教学的思考
金融工程学是金融创新发展到一定阶段的产物,同时它又为更高层次的金融科学创新提供了理论基础和技术支持.高素质的金融工程人才,除了有扎实的理论功底还要有较强的动手操作和解决实际问题的能力.因此在金融工程专业人才培养中要加强实验教学,在实验教学中要坚持“两个结合”,使学生掌握“三个模块”的.知识与技能,培养学生“四个方向”的动手操作能力.
作 者:刘向华 Liu Xiang-hua 作者单位:中南财经政法大学,武汉,430073刊 名:金融教学与研究英文刊名:FINANCE TEACHING AND RESEARCH年,卷(期):“”(5)分类号:G642.423关键词:金融工程 专业 实验教学 人才
2.实验室工作档案是实验中心和各专业实验室各项工作活动的真实记录和历史凭证。工作档案的归档和管理,是实验室各项工作的重要组成部分,是实验室管理工作之一,是提高实验室工作效率、保证其正常运行不可缺少的重要环节,是衡量实验室管理水平的一个重要尺度。实验室工作档案的归档和管理,将纳入有关管理人员的职责范围内,保证实验室各项主要工作活动均有完整、准确、系统的文件资料归档保存。
3.食品科学实验中心和各专业实验室的归档和管理工作受食品科学学院领导,接受学院主管院长监督、检查和指导。各实验中心和实验室主任负责工作档案的归档和管理工作,对实验室日常工作过程中所形成的文件材料负责收集、整理和按时归档。工作档案的归档和管理工作,属实验室主任岗位职责之一,列入干部考核内容。
4.食品科学学院实验中心和各专业实验室专职和兼职人员在工作活动中形成的应当归档的文件材料,必须移交实验中心或实验室主任。任何人不得将其据为己有或拒绝归档。
5.食品科学学院实验中心和各实验室工作文件材料的归档范围为:
(1)实验室行政管理类包括实验室人员考核记录材料,人员聘任、培训和晋升工作文件资料等。
(2)实验室教学和科研类包括实验室专职和兼职人员在教学和科研实践以及实验室日常运行和管理等工作活动中的工作记录资料。
(3)实验室建设类包括实验室建设项目的立项、审批、项目进行情况以及评审和验收工作的文件资料。
(4)实验设备和仪器类包括实验设备和仪器的请购论证、订货合同、验收和安装调试、运行和管理、损坏和维修记录等文件资料。
[关键词]轻化工程;综合实验;教学研究
一、前言
轻化工程是高校轻工业中的一个重要的专业,包括三个专业方向,它们是制浆造纸工程、皮革工程、染整工程。在我校轻化工程主要是纸浆造纸方向,因此该研究主要是造纸综合实验的教学研究。造纸工业是一个以植物纤维为原料生产纸张的工业,该行业具有资金密集、技术密集、能源密集的特点。因此,轻化工程专业的培养应该符合工科专业的特点,该专业的实验培养应该是专业培养的重要组成部分。目前,很多高校都意识到仅仅提高学生的基本实验知识和技能是不够的,学生仅仅掌握基本的实验知识和技能只是提高了基本的动手能力,但对实验中出现的问题和现象不能进行分析,解决问题的能力亟待提高。基于这样的现状,越来越多的高校都在研究开展综合性的基础实验研究,比如上海交通大学材料科学与工程学院开展的材料综合实验,河北农业大学的食品综合实验,上海交通大学海科院的水下技术综合实验等。[1][2][3][4]一些有关综合实验的教材也相继出版,比如科学出版社出版的《遗传学综合实验》《光信息综合实验》等。有条件的高校已经开始着手于建设综合实验室,通过对实验硬件的建设为学生提供学习提高的平台,使学生通过实验环节,不仅加深理解专业基础课中的基本概念、重点和难点内容,而且有机会自己思考设计实验,自己动手完成实验,将学到的基础知识及专业知识灵活地应用到实验设计中去,培养学生的实践动手、分析和解决问题以及科学创新等综合能力和素质。[5][6][7][8]从以往毕业生的信息反馈的情况看,学生的基本知识和基本技能是可以的,但是在处理生产中的具体问题上表现出没有办法,手足无措。在国内开办制浆造纸专业的高校中,在本科教学中开展综合实验的高校不多,我校已开展了在这方面的探索,但在这方面的研究还很欠缺。怎样合理有效的开展综合实验,又不和已经开展的专业基础实验重复,是一个需要认真研究和分析的重要课题。
二、调查研究
该研究的目标是,通过对轻化工程综合实验的研究,找到学生在专业知识的掌握及综合运用方面存在的问题和不足,找到学生在实验技能及综合运用实验手段方面存在的问题,进一步提高学生在具体的实验中综合利用相关专业知识及实验手段和技能的能力,激发学生的实验兴趣,变“要我做”为“我要做”,充分调动他们的积极性和创造性,提高实验教学的效果,进一步提高学生独立解决问题的能力,使学生能进一步适应行业的要求,成为优秀的工程技术人才。任何教学工作的开展都是要面向授课对象的,综合实验课的开展同样是面对本专业学生的。学生对本专业专业知识的掌握情况如何,基本的实验技能掌握到什么程度,对具体问题的分析和处理能力都是综合实验开展前要调查的内容。以轻化工程专业的大四学生为调查对象,调查的开展分理论和实验两个方面。理论调查的形式是以口头回答问题和小型笔试进行的。口头回答问题主要是一些基本专业知识,通过学生的回答情况判断其对基本专业知识的掌握情况。小型笔试主要是考查学生对造纸企业生产中具体问题的解决能力,学生对具体问题提出解决思路,然后经过分析,找到学生的问题和不足。实验调查,主要是考查学生的基本动手能力和通过实验解决具体问题的能力,通过对基本实验操作考查学生的基本实验技能。教师提出一个具体的问题,让学生通过实验来解决,考查学生的通过实验解决问题的能力。通过调查,发现学生对基本的专业知识是清楚的,并且具备了基本的实验技能。但是,学生运用知识解决问题的能力较差,缺乏分析能力,对具体的问题如何解决缺乏方法,从而难以独立解决问题。
三、综合实验研究设计过程
(一)根据调查研究,先设计小型的实验性的综合实验,让一部分有代表性的学生进行实验,实验后分析实验效果。代表性学生的选择非常重要,因为这是小型综合实验设计效果评价的主要依据。一般依据学生的专业课成绩,分别从优、良、中、及格、不及格五个层次筛选一些学生。因为我校轻化工程专业有两个方向,分别是造纸工艺和造纸化学品,因此小型综合实验的设计也分成两个思路:第一个思路是造纸工艺方面的,第二个思路是有关造纸化学品的。
(二)小型试验做完后,加强和学生的互动,让学生写出对实验的认识、心得体会和收获,和同学交流,分析在做实验时他们哪些地方感到困难,如何通过分析总结找到产生这些困难的原因,并找到解决这些困难的方法。同时,听听他们对实验设计方案的意见和建议,综合分析对实验方案进行相应的改进。
(三)不断循环上述过程,指导师生双方均认为小型的综合实验的方案和效果比较满意。
(四)在小型实验的基础上,初步设计大型的综合实验,提出一个需要解决的问题,让学生根据问题,自行设计实验,自行决定实验所需的原料和仪器,通过不断的论证,开展实验,最终解决问题。
(五)听取学生对综合实验的方案的意见和建议,对实验方案进行相应改进,不断循环,最终得到较理想的综合实验的设计方案。
四、综合实验研究的评价和结论
轻化工程综合实验的效果的评价来自于对参加综合实验的学生的学习效果的评估。选取本专业学生作为研究对象,在学生参与综合实验的前后对学生的专业知识和运用知识解决问题的能力进行测试。测试的题目前后难度大体相当,通过前后的对比,发现参与综合实验后学生的专业知识掌握得更加全面,而且养成了运用所学知识解决问题的思维习惯,对于一个问题能够提出多个解决方案,这充分说明综合实验的开展取得了一定的效果。通过综合实验教学研究的开展,明显发现学生对实验的参与热情显著提高,改变了过去被动应付的局面。同时,发现学生的思维活跃,能够对提出的问题认真思考,积极讨论,并查阅相关的专业教材和文献,提出初步解决方案,然后进行试验,根据实验的结果对提出的实验方案进行修正和进一步的论证,不断对解决方案进行完善,最终达到较好的实验效果。通过综合实验的开展,发现学生的动手和思考能力明显提高,能初步利用已有的知识解决具体的问题,具有一定的分析和研究能力,这不论对以后到企业就业的同学还是考研深造的同学都是非常有利的。综合实验的研究只是取得了初步的成果,如何进一步评价该研究体系的科学性及成效,如何进一步提高学生的独立解决问题能力,还需要在综合实验的开展过程中不断总结和分析,不断和学生进行双向的交流和探讨,以获得更大的成果。
[注释]
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一、改善实验设施和实验环境
为加强实验教学, 扩大植物细胞工程实验室规模, 分别建立了准备室、化学实验室、接种室、培养室和分析室, 同时建造大型温室, 主要用于组培苗的移栽驯化;购置新型超净工作台、人工智能气候箱、臭氧发生器、细胞融合仪、解剖镜、振荡器、切片机、高压蒸汽灭菌锅和各种规格的组织细胞培养瓶等, 这为植物细胞工程实验课程开设奠定了良好的物质基础。植物细胞工程绝大部分实验要求在无菌的环境下进行, 因此我们设置专人专门定期为准备室、接种室、培养室和人工智能气候箱等进行无菌消毒处理, 一般30天左右培养室和接种室用乙二醇进行熏蒸一次, 平时每隔2~3天用臭氧进行消毒一次, 每次实验结束要用新洁儿灭溶液进行地面和桌面消毒。同时制定有效的实验室安全管理措施, 要求学生在培养室和接种室实验时一定要更换工作服、穿用一次性鞋套;接种过程中佩戴无菌消毒口罩和一次性卫生手套;接种时要求工作台提前吹无菌风30分钟以上, 并进行紫外线照射消毒;培养过程中发现的污染植株一定要及时移出培养室并进行再次灭菌后洗涤, 确保整个实验环境安全、卫生和无菌。
二、实验项目与专业和生产实践紧密结合
为提高学生学习和实验兴趣, 同时结合植物细胞工程技术在农业和园林业中的应用, 开设实用的实验项目, 准备充足的实验材料供学生实验选择:如花卉 (月季、文心兰、卡特兰、石斛兰、马蹄莲、康乃馨、蝴蝶兰) 快繁, 药用植物 (菊花、桔梗、铁皮石斛、栝楼) 快繁、经济作物 (甘薯、马铃薯) 脱毒快繁、植物细胞 (烟草、胡萝卜愈伤组织及细胞和原生质体) 培养, 花药 (百合、小麦、玉米花药) 培养, 胚胎 (小麦、玉米胚胎) 培养, 细胞 (烟草叶片原生质体、胡萝卜愈伤组织细胞) 培养等。不同的实验项目有各自的特点:菊花快繁项目可以让学生了解普通植物快繁的一般过程;铁皮石斛快繁可以让学生理解兰科植物特殊的增殖方式———原球茎增殖;小麦花药培养可以使学生加深对单倍体的认识, 明确植物细胞技术在植物育种中的应用;而马铃薯脱毒项目是植物细胞工程的一个重要应用领域, 学生可以加深对植物病毒的认识并学会植物脱毒的方法。在这些项目中基本都是以常见的植物作为试验材料, 与农业、园林专业和医药业紧密结合, 使学生意识到植物细胞工程技术与自己所学专业及生活关系密切, 对个人将来的就业很有帮助, 从而提高学生学好这门课程的积极性。此外, 实验项目的设计还考虑到生产实际, 目前全球的兰花工业蒸蒸日上, 我国各地也有很多兰花生产和销售公司利用植物细胞培养技术繁殖兰花取得成功的案例。园林专业的学生将来就业可能选择这样的单位, 为了使学生在校学习的内容与市场接轨, 更快地适应工作, 可开展石斛兰等快繁项目。每个实验项目都会涉及培养基的设计和配制、培养基的消毒灭菌、外植体的选择和消毒、无菌操作等实验技能的训练, 经过一个学期的实验课程, 学生基本可以熟练掌握植物细胞培养的基本技术。在这些项目中, 对马蹄莲快繁项目设计了完整的项目流程, 包括马蹄莲初代培养、继代培养、生根培养和炼苗移栽, 使学生掌握植物快繁的完整过程;在细胞培养环节中, 设置教学实习, 让学生对烟草叶片进行原生质体的游离和培养, 掌握细胞培养的基本操作过程, 并了解细胞培养的意义。
三、设置设计性实验, 提高学生知识综合应用能力和创新能力
在植物细胞工程课程的教学中, 通过前期的理论学习和基本的实验操作, 学生掌握了本课程的基本原理, 对教材上的实验结果进行验证, 掌握了一定的实验操作技能, 为进一步培养和提高学生独立思维能力和创新能力, 在教师指导下, 进行探索的设计性实验, 效果会更好。本课程综合实验材料的特性及实验过程的知识应用和实验操作等因素, 把“烟草叶片愈伤组织的诱导与分化”设置为设计性实验。在进行设计性实验的过程中, 教师首先引导学生确定烟草叶片的诱导目标, 是诱导叶片生根、生芽或愈伤组织等, 让学生根据自己的培养目标, 运用所学的基础知识并查阅相应的书籍和资料, 设计相应的实验方案, 进行独立实验操作, 达到自己的实验目的。由于设计性实验的主体是学生, 整个实验过程由学生独立设计和操作, 实验中出现的问题由学生自行解决, 因此设计性实验突出了学生在实验过程中的主体地位, 发挥了学生的开创性思维和综合应用知识的能力[3]。
四、注重实验结果观察和分析
植物细胞工程实验最大的特点在于其大部分的实验结果不能在本课堂上即时得出和观察, 接种在培养基中的外植体需在一定的温度、湿度和光照等适宜条件下培养生长一定时间后才能出现明显的生理指标变化, 进而进行观察、分析和记录。不同生长时期其生长状况不同, 因此需要多次分时间段观察和记录, 最终分析各次结果, 得出最终实验结果。外植体一般在接种后2~3天观察细菌污染情况, 此时如发现有细菌污染, 则要及时记录并对污染材料进行处理;7天左右观察真菌的污染情况, 并进行记录、分析和处理, 为以后的实验积累经验。接种后每5~7天观察外植体的生长变化, 并进行各项生理指标的记录和分析。例如接种的烟草叶片, 一般10天左右能观察到其生长和分化的明显变化, 不同培养基其诱导烟草叶片的生长情况明显不同, 生根培养基中能明显观察到叶片下面有细小的根毛开始生长, 诱导愈伤的培养基叶片边缘有少量的松散细胞着生, 生芽的培养基则在叶片上部和边缘开始有幼嫩的不定芽出现。20天左右时, 根、芽和愈伤组织有更明显的生长和分化。其他实验材料在各个生长时期都会有不同的生长发育现状, 要及时定时进行记录和分析。在以往的实验结果观察中, 由于教师强调和学生重视不够, 往往只是在外植体接种一个月左右才进行实验结果的最终观察, 忽略了中间多个生长时期, 这样看到的只是最终表观的生长情况, 造成学生对外植体的生长发育过程没有一个连续、整体的认识, 使实验效果大打折扣。鉴于植物细胞工程实验的这些特性, 在后期的观察过程中, 要根据外植体的特性和培养目标的不同, 要求学生制定合理、详细的观察计划, 定期定时进行观察、记录和分析, 使实验数据更加完善;每次观察老师应引导学生抓住观察重点, 记录详细数据, 并分析生长情况, 根据本次的生长情况, 预计下次的观察时间, 依次进行, 直到最终结果观察;每次的观察除进行数据分析外, 还可以对生长外植体拍照, 使学生在分析的过程中有更直观的认识。通过详细和系统的观察和记录后, 学生对整个实验的认知度有明显的提高, 同时在此过程中也提高了学生分析问题和解决具体问题的能力, 使理论和实践再次结合, 使所学知识得到质的升华。
五、结束语
植物细胞培养技术已应用到生产和生活的很多领域, 社会对具有细胞培养技术人才的需求日益增多, 并对这方面人才提出更高的要求, 因此高校对生物学方向专业的学生应进行植物细胞培养技术的专业和系统的培养, 让其在学校的实践学习环节就能很牢固和娴熟地掌握该技能, 并与生产实践相结合。笔者近年来在植物细胞培养技术实验教学中不断探索和实践, 使实验项目设置和实验方法不断完善, 学生反映在实验课堂上所学技能在工作实践中能得到很好应用, 但生物技术是一门日新月异的技术, 因此对我们的实验教学工作提出了更高的要求, 我们要紧随科技发展的步伐, 不断创新, 不断实践, 为培养新型细胞培养技术人才做出更大的努力。
摘要:针对在植物细胞工程实验教学中进行的改革和探索, 从实验设施改善、实验项目完备、设计性实验设置和实验结果观察与分析等方面进行了探讨, 以供实验教学参考。
关键词:植物细胞工程,实验教学,改革
参考文献
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关键词:实验教学 实践 环境工程原理
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-9795(2012)09(b)-0054-01
“环境工程原理”课程于2003年秋季学期首次在清华大学开设。2004年的8月教育部高等学校环境工程专业教学指导分委员会在四川大学召开的会议上将本课程确定为环境工程专业9门核心课程之一。本校环境科学专业在有些理论课程和实验课程设置上存在重复内容,因此,于2010年制订了新的教学大纲,目前该课程被列为本校环境科学专业的学位课。2005年正式出版了“十一五”国家级规划教材《环境工程原理》,然而清华大学也未出版过的环境工程原理实验教材,目前实验所用的是自编指导书,《环境工程原理实验》教材正在编写之中。国内的其他高校也纷纷开展环境工程原理及其实验教学,有些高校采用的实验教材是化工原理实验,部分高校则根据本单位的实验条件自编实验指导书。
1 环境工程原理实验存在的问题
1.1 实验教材内容不合适
环境工程原理实验是一门以环境工程单元操作过程原理和设备为主要内容,以处理环境工程问题的实验研究方法为特色的实践性课程。它在培养学生的工程能力、创新能力方面起着重要作用。通过本课程学习,不仅是验证环境工程单元操作的基本理论,加深对课堂教学内容的理解。更重要的还在于对学生进行工程实验方法、实验技能的基本训练。
环境治理工程中常应用化工工艺流程中的单元操作。由于环境工程有其独特性,并不是化工中的单元操作均可用于环境治理工程中。化工原理实验并不能完全代替环境工程原理实验,因此,编写一本适合环境科学专业用的环境工程原理实验指导书,并在首届学生中使用,同时探讨教学与实践中碰到的问题进行研究迫在眉睫。
1.2 实验项目类型单一
传统的实验一般是验证性实验,缺少设计性和综合性实验。教学模式是教师讲授实验原理和操作步骤,学生按部就班地完成实验内容,学生定期提交实验报告。该教学模式过于简单,学生缺乏对实验的设计和实验数据的分析,不仅不能激发学生的创造性思维和实验主动性,同时也无法培养学生科学严谨的实验态度,也导致学生不会独立思考,对于实验中出现的一些现象和问题无法做出判断与解释。另外,学生很少接触大型仪器,就算在《仪器分析实验》中也是无法亲自操作。
1.3 实验教学效果不佳
目前本校环境科学专业的实验课由一名老师负责一个班学生,由此造成实验课程教学秩序的混乱,甚至出现有些学生出工不出力的现象发生。另外,教师不能及时地解决学生在操作中的问题。比如学生在做苯酚废水的光化学降解实验中发现,苯酚的浓度随着反应的进程是满足一级动力学规律,但是降解过程中溶液由无色慢慢转变为浅棕色。学生针对该现象无法做出解释。
2 实验教学改革方案
2.1 编写合适的实验教材
根据自编实验指导书,指导环境科学10级学生完成了36学时的实验,并对学生实验报告做了批改。本次教改的重点是完成实验指导书的编写,并用于学生的实验教学。本实验指导书包含7个实验。实验内容与“环境工程原理”理论教学有关知识点对应,加深学生对课堂教学的理解,并培养理科学生一定的工程实验能力。主要实验项目见:表1。增加了设计性和综合性实验个数,减少验证性实验数目。
2.2 合理安排实验学生人数
本次教改的实践教学是依托应用化学实验室中型工业化的实验装置,通过学生的亲自实践操作,使得学生增强了对工业装置组成结构的认识,为将来走向工作岗位调试工程装置奠定了坚实基础。环境工程原理实验课程共设7个实验,同时安排7个老师负责一个实验。平均每位教师只需要负责指导学生人数5名。
3 结语
本实验课程经过2010级学生的使用,取得了一些明显效果:(1)学生实验课堂变得井然有序;(2)每个学生经过预习实验,小组间讨论,明确了实验分工,强化了团队合作;(3)学生亲自操作了中型实验设备和大型仪器HPLC,理解了实验中出现的现象,提高了学生实践能力与创新能力。
参考文献
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