综合实验论文十篇

时间:2023-04-04 18:01:16

综合实验论文

综合实验论文篇1

实验课时分散,教学效果有限单次验证性实验存在实验周期短,每次实验相对独立,不利于阐明制剂研究各个环节的相关性。比如中药颗粒剂的制备需要提取、醇沉、制粒、干燥等多个单元操作过程,时间较长,目前的相关单元操作内容分散在多个实验中实验教学课时利用率相对较低,且不利于拓展学生思维与培养学生思考能力,影响教学效果。如果在此基础上进一步将实验进行有效组合,在有效部位或有效成分提取后引入药物制剂新技术研究、制剂质量评价、药代动力学研究等,形成一套系统的实验体系,分3~4次实验教学可以让学生掌握一套完整的制剂研究的流程,将极大地提高教学效果。

药剂学综合性实验的实施

本教研室开设了“丹皮酚包合物片剂的制备及质量评价”综合性实验,以水蒸气蒸馏法从中药材料中提取精制丹皮酚,采用环糊精包合技术解决丹皮酚水溶性不佳的问题,接着制备丹皮酚环糊精包合物片剂并进一步评价片剂的质量,通过体外溶出实验比较一般丹皮酚片剂与环糊精包合后的片剂溶出度差异。整套实验涉及了中药提取分离、包合技术、传统片剂的制备、片剂质量评价、溶出度测定、丹皮酚含量测定等多个方面,整合了药剂学及其相关学科的多个教学环节和理论知识点,培养学生查阅文献及解决实际问题的能力综合性实验涉及知识面相对于普通验证性实验较广,因此在实验开设之前可以引导学生查阅相关文献,以小组进行讨论,并细化实验方案,同时分析讨论实验过程中可能出现的问题。综合性实验需要大约1周的时间完成,在教师的指导下,每次实验过后可以组织学生进行小组讨论,针对本次实验中出现的问题,及如何解决问题进行分析讨论与总结,对实验结果分析以及下次实验如何开展进行讨论与预测,设计、调整并完善实验方案,进一步切实培养和加强学生创新思维与综合素质[4]。建立健全完善的评估方案对于学生综合性实验技能和解决问题能力的评估需要有完善方案和标准,仅以实验报告的好坏来评价学生综合性实验的成绩过于单一且不够客观,应结合对于实验前准备工作的开展及相关文献查阅整理,实验方案设计与优化,关于实验中遇到的问题及如何解决相关问题的讨论,加深学生对于实验的理解和感受,从而真正达到提高学生综合能力的目的。因此,除了常规的实验报告评分外,综合性实验尤其加大了对学生综合素质的要求,并作为主要的评分标准。

综合实验论文篇2

1.1仪器100mL茄形瓶,50mL茄形瓶,卜形蒸馏头,直形冷凝管,真空接受管,温度计,温度计套管,普通二通,磨口二通,鼓泡器,沸石,长钢勺,温度指示电加热套2个,石棉带,干燥真空橡皮管,冷凝水管,冷阱,1L烧杯(装冰盐浴),真空泵车,真空干燥箱,烧瓶夹,冷凝管夹,十字夹,旋转蒸发仪,数字熔点仪,核磁管,核磁共振仪,凝胶透过色谱仪(GPC)。

1.2试剂D,L-乳酸,SnCl2•2H2O,甲醇,四氢呋喃(以上均为分析纯),辛酸亚锡。

2实验步骤

2.1D,L-丙交酯的合成与纯化在100mL茄形瓶中加入9gD,L-乳酸,0.045gSnCl2•2H2O,少许沸石。搭建减压蒸馏装置,见图2(a),装配卜形蒸馏头、温度计、直形冷凝管、真空接受管、50mL茄形瓶,连接普通二通、冷阱、真空泵车。用加热套加热至140℃,使乳酸(沸点125℃)开始沸腾。打开真空泵,调节泵车安全瓶二通,使系统真空度达到26.6~39.9kPa,蒸出乳酸中游离及反应生成的水。反应物逐渐变稠,至脱水量约为理论值的80%时,完全关闭安全瓶二通,使系统真空度达到0.66~1.33kPa,再蒸馏出少量的水。关闭系统管路二通A,将橡皮管从B处缓慢取下。移去直形冷凝管。更换干净卜形蒸馏头、真空接受管和50mL茄形瓶,再次连接B处橡皮管,见图2(b)。打开管路二通A,使系统真空度达到0.66~1.33kPa、加热使温度上升至230~240℃,蒸馏出丙交酯,冷却,析出淡黄色D,L-丙交酯结晶,粗产品约3g。丙交酯由乳酸环化二聚而成,主要杂质为残留的乳酸和水。用约10mL甲醇作溶剂,对D,L-丙交酯粗晶进行加热重结晶,反复3~4次即得白色晶体,真空干燥得到丙交酯单体。

2.2开环聚合及后处理将2gD,L-丙交酯,0.004g辛酸亚锡按比例加入50mL茄形瓶中,塞好磨口二通,使二通连接鼓泡器。用电加热套加热、保持反应温度为130~140℃,聚合4小时。冷却,抽出溶剂所得的固体(含有聚合物和单体),所得的固体经过甲醇处理3次,每次10mL,以溶解剩余的丙交酯单体,沉析出白色的PDLLA聚合物,倾倒出甲醇液体,剩余聚合物置真空烘箱于50℃加热干燥过夜至恒重,称量,得到聚合物1.72g,收率86%。

2.3产品表征(1)测丙交酯的熔点。(2)测丙交酯的核磁共振谱。(3)测聚丙交酯的相对分子质量及相对分子质量分布。

3结果与讨论

3.1单体丙交酯的制备丙交酯单体是由乳酸分子间脱水缩聚得到的低聚物在高温低压下裂解生成的环状二酯,通过进一步重结晶得到较纯的丙交酯。由于低聚物在200℃以上的高温解聚过程中容易氧化和发生其他副反应,导致产物变色及焦化,从而影响收率和纯度。因此,我们在制备过程中改用减压蒸馏,直接蒸出反应生成的丙交酯,这样既有利于低聚物的解聚平衡朝着生成丙交酯的方向进行,同时又可以减少氧化等副反应的发生,提高收率和纯度。在实验中发现,如果直接使用常见的减压蒸馏装置,在解聚反应时,蒸出的丙交酯容易在直形冷凝管中析出,而无法收集得到。因此在实验的设计中,在通过乳酸减压得到聚乳酸低聚物后,将减压蒸馏装置中的冷凝管移去,更换卜形蒸馏头、真空接受管和50mL茄形瓶,搭建如图2所示的减压装置,这样能很好地接收蒸出的丙交酯产品。乳酸分子中有一个手性中心,具有两种光学活性异构体:右旋L-(+)和左旋D-(-)乳酸,因而所得到的丙交酯有3种异构体(图1):L-丙交酯(L-LA)、D-丙交酯(D-LA)、内消旋丙交酯(meso-LA)。外消旋丙交酯(rac-LA)则是D-LA和L-LA的1:1混合物。由于存在多种异构体,因此在制备丙交酯单体时必须重结晶。实验中使用甲醇溶剂重结晶,得到白色针状丙交酯,收率21.7%;采用数字熔点仪(WRS-1B)测定其熔点为125~126℃(文献值125~127℃)。1HNMR(CDCl3,400MHz)δ1.60(d,J=6.4Hz,3H,CH3),4.99(q,J=6.4Hz,1H,CH)。

3.2聚丙交酯的制备及相对分子质量测定丙交酯的聚合实验使用辛酸亚锡作为催化剂,主要是因为它具有较高的催化活性和转化率;且相对于其他金属而言,辛酸亚锡的毒性较小,符合生物用材料的要求。此外,辛酸亚锡在熔融的单体中有较好的溶解性,能与单体充分混合,使聚合反应顺利进行。辛酸亚锡催化丙交酯聚合反应机理如图3所示,通过配位-插入机理实现丙交酯的开环聚合,中心金属锡首先与丙交酯作用,活化羰基氧,然后与金属相连的引发基团烷氧基进攻羰基碳,丙交酯单体的酰氧键断裂,丙交酯开环,形成活性聚合物链,单体继续插入到连有金属的另一端,形成链增长。将实验得到的聚丙交酯聚合物在50℃真空干燥箱中干燥16小时后,取少量聚合物,以THF为溶剂,使用Agilent-GPC,在25℃以窄分布聚苯乙烯为标准测定其相对分子质量,所测得的聚合物相对分子质量为Mn=5.7167×104,Mw=9.1072×104;相对分子质量分布较宽(Mw/Mn=1.59)。

4实验教学效果

综合实验论文篇3

藻胆体由“杆”复合物和“核”复合物组成。前者直径12nm,长度18nm,由若干个藻胆蛋白(包括藻红蛋白、藻蓝蛋白)六聚体通过连接肽聚合而成,组成六聚体的每个单体包括藻蓝蛋白α和β两个亚基;核复合物直径12nm,长度12nm,由3个藻胆蛋白(别藻蓝蛋白)三聚体和相应的连接肽组成,三聚体中每个单体由别藻蓝蛋白α和β两个亚基组成。核结构并排排列并附着于类囊体表面,杆结构分布于其核结构侧面,呈放射状排列,构成完整的藻胆体。在完整的藻胆体中,藻红蛋白、藻蓝蛋白复合物将吸收的光能传递给别藻蓝蛋白复合物,能量最终被汇集并传递给光系统中的叶绿素a。不同物种藻胆体的组成和结构差异较大,而在实验教学中宜选择组成和结构比较简单的藻胆体(如Synechococcus6301)。尤其是只含有藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白,不包含藻红蛋白的藻胆体,更适宜于该综合实验。

2实验流程

藻胆体分离、纯化以及性质分析实验的具体操作步骤在相关文献中均有详细介绍,在此只给出实验流程及所用到的实验技术。其中,藻胆体分离和纯化过程中,常温操作及高浓度(0.6~0.9mol/L)磷酸缓冲液是保持藻胆体结构完整的关键,这两个条件也是分离藻胆体实验操作的特殊之处,完整的藻胆体经蔗糖密度梯度离心后形成明蓝色区带,吸收光谱最大吸收峰位于610~615nm;而藻胆蛋白的分离纯化需在4℃下进行。另外,通过透析除去磷酸盐(通常降至5mmol/L以下)后,藻胆体自动解体。

3藻胆体作为实验材料的优势

3.1实验材料容易获得

蓝藻培养方法现已非常成熟,且蓝藻在旺盛生长时,藻胆体占可溶性蛋白含量的80%左右,因此完成以上实验流程每组只需要30~50g蓝藻细胞。

3.2综合性强

该实验涉及表面活性剂的使用、密度梯度离心、透析、吸收光谱分析、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳以及色谱等多项常用生化技术。

3.3实验结果明显、成功率高

实验中得到的藻胆体及其解聚得到的藻胆蛋白均为有色的色素蛋白,密度梯度离心和层析结果均可直接观察,增加了学生实验过程中的兴趣度,且各组往往是得到藻胆体和藻胆蛋白量上的差异,基本不会出现无实验结果的问题。

3.4难度适当

在进行充分准备后,高年级本科生均可完成整个实验流程,该实验流程约需要24~36学时。该实验灵活性强,既可作为综合性实验,也可作为分步实验,随讲随做,将每个实验结果冻存备用,因此各院校可根据课时情况、学生基础以及具体实验条件对该实验流程进行适当修改。此外,有条件的学校还可以在此基础上,完成完整藻胆体的电镜观察、藻胆体及藻胆蛋白室温或低温荧光激发/发射光谱分析以及连接肽的分离纯化等实验,以增加实验难度。

3.5实验费用较低

完成实验操作,若藻胆蛋白的纯化使用羟基磷灰石柱层析,每组所需试剂耗材300元左右。

4实验存在的问题

(1)密度梯度离心是纯化藻胆体的必需途径,也是制约该综合性实验大规模开展的重要因素,完成该实验流程需至少收集2管的藻胆体(每管容量50mL,上样5~10mL),而每台超速离心机只能同时放置6支离心管。由于我院拥有1台超速离心机,因此该实验每次开设均不超过6个小组。

(2)藻胆体结构与功能的研究始于上世纪70年代,现在已成为研究得最为透彻的生物大分子之一,目前已不是研究热点,因此该实验设计基本属于验证型,相比而言创新性稍显不足,但无疑是训练学生蛋白分离纯化相关技术不可多得的实验材料。

5结语

综合实验论文篇4

关键词:腐蚀与防护综合实验;特色;创新

作者简介:谢学军(1968-),男,湖南益阳人,武汉大学动力与机械学院,教授。(湖北 武汉 430072)

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0124-01

“水质科学与技术”专业是根据教育部2001年11月6日印发的教高[2001]5号文件《关于做好普通高等学校本科学科专业结构调整工作的若干原则意见》的精神,于2003年在原武汉水利电力大学“应用化学(电厂化学,工科)”专业的基础上,由武汉大学自主设置并由教育部批准的新专业。原武汉水利电力大学“应用化学(电厂化学,工科)”专业,历经五十多年的建设和发展,形成了以水质工程和水处理技术、工业水系统腐蚀与防护为特色,涵盖水处理过程监测、系统设计和自动控制等内容的专业体系。

“水质科学与技术”专业为进一步发挥在火力发电厂、核电站等大型蒸汽动力设备高品质水的净化、水质调节、水质检测与水汽系统材料保护等方面的专业特色与优势,进一步提高教学质量,打造专业品牌,在加强和夯实专业主干(核心)课程“金属腐蚀与防护”及“金属腐蚀实验”课程的基础上,开设了“腐蚀防护综合实验”。

一、“腐蚀防护综合实验”的教学要求

教师在讲授“金属腐蚀与防护”课程中的发电热力设备水汽系统的腐蚀与防护理论知识时,针对生产实际问题,提出目前发电热力设备腐蚀与防护方面带有普遍性、正在解决的热点问题。作为“腐蚀防护综合实验”的实验选题,要求学生在学习理论知识的同时即开始思考腐蚀防护综合实验的设计。

综合实验开始前,教师要重点讲授发电热力设备水汽系统的腐蚀防护要求、[1]腐蚀防护综合实验设计、实验与评价的基本原理,以及必要的实验操作要点,[2]并在此基础上指导学生独立进行腐蚀防护综合实验方案的设计(包括实验内容、实验原理、实验方法、实验仪器与用品、实验步骤、实验现象的观察、实验结果的记录与评价、解决同一生产实际问题的不同防护方法的技术经济比较),对学生独立设计的实验方案进行面对面的交流、评价、探讨、修改、完善,直至学生设计的实验方案能顺利进行实验;学生实验时实验室实施开放式管理,教师考察学生整个综合实验的全过程,并随时进行指导、讲评,最后由学生撰写实验报告,在实验报告中根据实验结果提出指导解决生产实际问题的可行方法,并发表实验感想。整个过程强调实事求是和创新发现的科学探索精神。

二、“腐蚀防护综合实验”的特色与创新

1.创新了实验理念与实验方式,有利于培养学生综合运用理论知识分析、解决生产实际问题的科学研究能力

“腐蚀防护综合实验”课程开设前,学生们已做过很多实验,但都是单纯为巩固某些理论知识和培养某些实验技能的验证性实验,教师已准备好实验方案、实验仪器和各种实验用品,学生们只要照着实验方案做即可。而“腐蚀防护综合实验”集设计、实验、评价、指导解决生产实际问题于一体,实验方案由学生在教师的指导下独立设计,实验由学生按照自己设计的实验方案进行,并对实验结果进行评价,对解决同一生产实际问题的不同防护方法进行技术经济比较,提出指导解决生产实际问题的可行方法。这样,实验不再是单纯的、被动性的实验,而是集设计、实验、评价、指导解决生产实际问题于一体的主动性综合实验,带有科学研究试验的成分,既有利于学生进一步加深理解、巩固和综合检阅所学的理论知识与实验技能,也有利于培养学生综合运用理论知识分析、解决生产实际问题的科学研究能力。

2.创新了实验内容与实验方案,有利于培养学生的自主学习能力

“腐蚀防护综合实验”的实验内容是教师在讲授理论课时针对生产实际提出的带有普遍性、正在解决的热点问题,如凝汽器管的腐蚀与防护,发电机水内冷空芯铜导线的腐蚀与防护,不同水化学工况防腐蚀效果的评价等。与以往的实验内容相比,“腐蚀防护综合实验”的实验内容与理论知识、生产实际紧密结合,具有实效性、实时性甚至前瞻性的特点,既创新了实验内容,也有利于培养学生的自主学习能力,是理论联系实际、学以致用的创新探索。因为学生在学习腐蚀与防护理论知识时就已知道“腐蚀防护综合实验”的实验方案要自己设计,因此学生们在学习理论课时能主动学习,除在上课时认真听讲、积极思考外,课后还能自觉查阅、分析、整理相关文献资料,并主动与教师交流、探讨。因为他们知道,设计实验方案必须有理论指导,而理论必须靠理论学习获得;“腐蚀防护综合实验”的实验由学生按照自己设计的实验方案进行,并对实验结果进行评价,对解决同一生产实际问题的不同防护方法进行技术经济比较,从而提出指导解决生产实际问题的可行方法,因而在设计实验方案时必须考虑实验方案的实验可行性,也必须结合生产实际的特殊性与复杂性,考虑解决生产实际问题的现实性。因此,学生们能主动运用所学理论知识,从实验能否付诸实施、能否指导解决生产实际问题着想设计实验方案。所设计出的实验方案既不能与理论脱节,也不能与生产实际脱节,而是要既理论联系实际,实验结果又能用于指导解决生产实际问题的创新实验方案。

3.改变了学生的实验态度,激发了学生的实验热情

由于学生们以往做的都是验证性实验,实验方案已有,实验结果已知,学生对实验缺乏新鲜感,因而实验兴趣不大,有为实验而实验的消极应付情绪。而这次综合实验,学生们面对自己设计的实验方案,实验能不能顺利进行,实验结果能否用于指导解决生产实际问题,学生们跃跃欲试且都急于知道,因此实验态度端正,实验过程中积极主动,既动脑又动手,还不时请教教师。因此,可以说“腐蚀防护综合实验”改变了学生的实验态度,大大激发了学生们的实验热情。

三、结论

“腐蚀防护综合实验”已给九届学生开设,从学生设计实验方案和进行实验的态度及所写实验感想可以看出,学生们非常喜欢这种实验形式,受益颇多。教师和学生都认为:“腐蚀防护综合实验”集设计、实验、评价、指导解决生产实际问题于一体,创新了实验理念、实验方式、实验内容和实验方案,改变了学生的实验态度,激发了学生的实验热情,有利于学生进一步加深理解、巩固和综合检阅所学理论知识与实验技能,有利于培养学生的自主学习能力,也有利于培养学生综合运用理论知识分析、解决生产实际问题的科学研究能力。

参考文献:

综合实验论文篇5

关键词:生命科学;综合性实验;创新能力;学生;高等院校

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)20-0272-03

面对科学发展的突飞猛进,面对就业竞争压力的增大,高等院校需要进行教学改革,需要根据学科的理论知识和专业特点,不断更新实验教学内容、改变教学方法、提高教学质量。实行创新教育,培养学生的创新能力是摆在我们面前的一项重要任务。为了培养学生的创新能力、综合能力,高校采用多种形式对学生加强培养,综合性实验课的开设就是为了更好地利用实验教学的手段来培养学生的创新能力和综合应用知识的能力。

一、综合性实验教学的重要性

创新能力包括想象能力、思维能力、认知能力、归纳能力和实践能力。实验教学的特点是直观、实践以及探索性与启发性等。所以,实验教学在生命科学领域人才培养中占有重要位置,它在提高学生的综合素质、培养学生实践能力和创新能力等方面发挥重要作用。实验教学是高等院校教学体系和实践教学的重要组成部分,是培养学生理论联系实际、提高学生创新能力的重要环节,实验教学质量的高低直接影响着创新型人才培养的质与量。综合性实验是指实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段,对学生的知识、能力、素质形成进行综合培养的实验。通过综合性实验的实施,对学生实验技能和实验方法进行多方位训练的一种复合型实验,其主要特点体现在“综合”上,旨在培养学生的综合分析问题能力、文献查阅能力、实践能力、实验结果分析能力、运用多学科知识解决实验中所遇到的问题能力。培养学生应用多学科的方法与技术来完成计划的实验内容。所以,在此过程中,学生的各种能力得到锻炼与提高,尤其是对创新能力的培养提供了很好的平台。

二、合理安排实验内容

综合性实验教学在内容安排上,主要有两种形式:一是课程内部实验的综合;二是不同课程实验的综合。后者所涉及的知识面、技术与方法较广,需要学生上完相应的基础课程和专业基础课程以及与相关课程的基础实验课之后开设。实验教学作为培养学生创新能力的主战场,教学内容的安排需合理,尤其是综合性实验,选题应以先进性为前提,尽可能地接近实际应用,实验内容及技术需要综合现代生物技术的相关知识背景和技术。在综合性实验内容的设计上,要着重提高学生的综合实验能力、实践能力、动手能力和创新思维能力,以提高学生的整体素质。所以,在综合性实验内容的设置上,能够达到通过综合性实验教学培养学生创新能力的目的。

1.结合实践选题,提高学生兴趣。合理安排综合性实验教学内容非常重要。合理的实验内容,会激发学生的学习热情,提高学生的兴趣,调动学生认真实施实验的主动性和积极性,从而达到培养学生良好的科学研究能力的目的。在传统的实验教学过程中,实验课一般与理论课伴随进行,在师生中存在着实验课处于附属地位的认识;并且,实验课设置多以验证性为主,缺乏综合能力和创新能力的培养。学生在验证性实验过程中,较少主动思考,即使实验结果与理论不符,也不会去分析产生不符的可能原因。在综合性实验教学中,结合生产实践选题,有利于提高学生的兴趣,学生在进行实验的过程中,可以从中体会到理论知识来源于生产实践,是在生产实践基础上进行的理论升华,然后又指导实践。学生通过这类综合性实验的锻炼,以了解和见识理论知识在实践中的应用,也能更加深入认识和理解相关理论知识。

2.以科研促教学质量提高,推动学生创新能力形成。在综合性实验教学中适当引入教师的研究性实验内容可保证实验教学内容的先进性,而且能让学生意识到创新能力对于科学研究的重要性。在综合性实验教学过程中应始终贯穿以学生为本,以科研促进教学,以培养创新型人才,达到提高人才培养质量的目的。带综合性实验课的老师也应积极开展科学研究,可以将科研项目中成熟的技术成果转化为相应的实验教学内容,为本科综合性实验教学不断注入新的内容、新的活力,以增加学生对学术动态的了解,开阔他们的视野,活跃学术思想。教师的研究课题所涉及的内容是多方面、多学科的交叉。所以,教师应积极地将科研成果和学科前沿知识融入实验教学,激发学生的学习兴趣,拓展学生的视野;本科生能从中了解更多的学科前沿知识,学会如何开展科学研究并得到较好的科研训练及创新能力培养。以科研促进教学质量提高,推动学生创新能力形成,教师能有效地促进教学内容的不断更新,保障教学质量的稳步提升。

3.强调实验报告格式,以提高学生综合能力。要求学生在整个实验过程中做好详细的实验记录。学生大多都比较懒,并且喜欢心记,时间长了难免会忘记。并且一旦实验中出了问题,帮助学生分析原因时,往往发现他们对做过的实验没有记录,无法查找出现问题的原因。鼓励学生对实验设计、实验步骤和实验结果进行分组讨论,在培养学生团结协作的集体主义观念的同时鼓励学生形成独立思考问题的能力和解决问题的能力。对实验过程中出现的问题要进行分析,并提出解决方案,这些都需要在实验报告中体现出来,避免实验报告相互抄袭的现象。要求学生按照研究论文的格式书写实验报告,一方面,可以训练学生的科技论文写作能力,提前为本科毕业论文写作打下基础;另一方面,通过写科研论文,促使学生认真分析实验结果,更深刻思考整个实验方案的设计思路,促进其自主查阅更多、更新的相关文献,拓展学生的知识面,使学生不只是停留在完成实验任务上。实验报告的内容包括实验题目、学生个人信息(姓名、学号、年级、专业、小组编号等)、目的、材料和方法、实验结果与分析、讨论。讨论部分是实验报告的核心,要求学生利用所学的基础理论知识,对实验结果可能存在的原因进行讨论,同时,鼓励学生提出创造性的见解和认识,为今后书写科研论文奠定基础。

三、实验过程中强调创新

1.启发式授课方式的应用。在生命科学综合性实验教学中,老师的授课方式至关重要。综合性实验教学要改变传统的实验教学模式,从老师教学生被动学的模式中走出来,把它变成师生间的互动性教学,变成启发引导式教学。“提问式”、“讨论式”授课方式是实验教学中比较常用的方法,“研究式”和“启发式”是目前提倡的方法,但“启发式”在实验教学中对学生创新能力的培养尤为重要。在大学四年级的综合性实验教学时,许多基础理论、与之相对应的基础实验已经完成,需要启发、引导学生把他们潜意识中的能力调动起来,把以前学过的知识应用到综合性实验中来。“启发式”比“命令式”、“灌输式”更能提高学生的主观能动性,更能提高学生对科学探索的兴趣,更有利于培养学生的创新能力。运用“启发式”教学方法,能激发学生的求知欲,使学生对实验原理和方法有更深刻的理解,在实验过程中更认真地进行实验操作,学生也有机会去积极思考实验中的问题,学生的收获更大。此外,在进行实验之前,结合实验内容,设计一些问题,让学生有目的地进行预习,在实验过程中,结合实验内容的讲解,再次提出问题,让学生注意问题所涉及的实验环节,实验结束时,问题也得到解决。对于解决不了的问题,让学生去分析可能的原因。使他们通过综合性实验课的实验操作掌握更多的东西,学生的创新能力在实验过程中也得到了培养。此外,实验教学教师本身必须是具有创新精神和创新能力的高素质人才,只有富有创新精神的教师才能培养出创新型的学生,才能谈得上培养具有创新能力和综合素质高的学生。

2.强化学生的动手能力与创新能力培养。在综合性实验教学中,提倡在教师的指导下由学生自己查阅文献并进行实验方案设计,然后经过讨论筛选出最优方案,根据确定的方案实施实验,并让学生独立完成实验数据分析处理,使学生的创新能力从中得到培养。实践能力是理论联系实际,将理论应用于实践,并指导实践的能力。学生的实践能力是指学生利用已经掌握的基础理论知识去发现实践过程中出现的问题以及分析和解决问题的综合能力,是学生创新意识、创新能力在实践过程中的最终表现。实验教学作为学生实践训练的重要形式之一,学生的实践能力强弱,主要体现在学生在进行实验时的动手能力上,许多学生,面对实验内容不知如何下手,动手之后,不是把什么东西碰坏了,就是操作时漏掉操作步骤或者操作错误。基于目前大学生实验动手能力仍然较差的情况,以及部分学生缺乏自信心的状况,在综合性实验教学中,应注重强化学生动手能力培养,让每个小组的每个成员都有机会亲自动手实验。因为,有些学生在之前的单个学科的实验教学中,较少自己动手操作,每一个小组中往往是一人操作其余人看,有的学生连看都不看。如果在综合性实验中,学生的动手能力再得不到培养,对学生将来的实践能力势必有影响,创新能力也就可想而知了。实验教学的特点是既可以向学生传授知识,又能训练学生实验技能,培养学生创新能力,是一种理论联系实际的实践活动。在综合性实验教学中,为了强化学生的动手能力,让学生成为实验教学的主体,由教师准备实验材料、配制各种试剂变为由学生参加准备。生命科学实验有大量的准备工作,尤其是综合性实验所涉及的准备工作更多,课堂上的实验操作只是整个实验过程的一部分。教师可让学生参加实验的准备工作,熟悉整个实验过程。学生从中得到了动手能力的强化和创新能力的培养。在实验过程中,允许学生提出不同意见,对有创新意识、创新能力的学生应及时给予肯定,鼓励学生大胆创新。

四、开放式教学与开放实验室的必要性

1.开放式实验教学有利于培养学生的创新能力。在传统的实验教学中,实验材料的准备、所用试剂的配制以及实验原理与操作步骤的讲解等都由老师完成,而学生则“照方抓药”式地进行实验操作。为了改变这种填鸭式教学方式,改变学生课后自学的效率低和盲目性,采取课堂授课分教师授课和学生授课讨论两部分,平时学生授课讨论和实验成绩占据考核成绩的主要部分。在综合性实验教学中,采用开放式教学方法,放手让学生亲自参加采集生物样品、准备实验材料和配制实验试剂等实验的各种准备工作,并独立完成整个实验操作,学习和体会生命科学实验的每一个环节。在进行每一次实验之前让学生简述实验目的、原理、操作要点、实验过程中的注意事项、实验成败的关键和预期结果,然后教师对学生讲解进行相应的指导和启发。这种教学方法能有效提高学生的学习兴趣,学生能够通过查阅文献、设计实验、实施实验等过程对实验原理、方法等有更深入的理解和掌握。在发挥学生主观能动性的同时,创新能力得到了挖掘和体现。当然,综合性实验教学采用开放式教学手段时,需要有相应的课时保障。在开放式教学中,最大的受益者是学生,通过让学生参与实验准备,不仅培养了学生的团结协作品质,增强了学生的责任感,而且有利于提高学生的综合能力和素质。实践已经证明,采取开放式教学,有利于激发学生的学习兴趣,培养创新意识,磨炼意志,培养综合素质。在开放式教学中,教师的观念需要转变,让学生变成综合性实验教学的主体,而教师则在关键时刻起到把关、定向的作用,让老师和学生共同讨论、完成综合性实验教学任务。

2.开放实验室的必要性。采用开放式实验教学方法,需要有开放的实验室,实行实验室开放制度,对学生充分开放。只有让学生充分利用综合性实验教学提供的实践机会,多动手操作,在体验成功与失败的过程中,锻炼学生的综合能力;让学生认识到一个综合性实验涉及到许多方面,任何一个环节出现问题就会影响到整个实验,关系到实验结果的正确性。对于生命科学实验而言,每一个细节都很重要,细节决定成败。实践证明,常规的实验教学方法不能充分提高学生的创新能力,采用开放式实验教学方法和开放实验室制度是培养学生创新能力的有效途径。开放实验室可以为学生提供一个发挥个人潜能的广阔空间,在实验过程中他们的创造性思维得到实践。尤其是综合性实验,更需要有开放的实验室。生命科学实验本身需要有开放的实验室,此外,综合性实验教学内容决定了开放实验室的必要性。高校的实验室是进行实验教学、开展科学研究的重要场所,是培养学生实践能力的重要平台。学生通过实验收集和处理信息,学习新知识,培养动手能力、分析和解决问题能力及创新能力。对于生命科学而言,开放的实验室对学生各方面能力的培养更为重要。多数高校的实验室平时常常关闭,这在某种程度上抑制了学生的求知欲,不利于创新能力的形成。生命科学不同于其他学科,有许多生命现象需要通过实验来解决,从而加深对理论的理解和探讨新理论。开放实验室使学生不仅在实验教学过程中可以到实验室来,而且在学习生命科学知识的过程中,也可以到实验室来。利用开放实验室的条件,在相应教师的指导下,让学生进行相关实验,学生通过实际操作锻炼,不仅可以学到更多的知识,学生的创新能力也能从中得到培养。同时,开放实验室还可以提高现有仪器设备、实验室的利用率,发掘实验室的潜力,可以解决一些高校实验教学经费投入不足所带来的资源紧张问题,并且有利于加速实验室建设。

五、及时和学生沟通,听取反馈意见

实验课是理论联系实际,培养学生分析问题、解决问题能力和强化理论知识,增强动手能力和创新能力的重要手段。有一些学生不善于交流,在实验过程有问题也不敢提出来,害怕同学或老师取笑。所以,在鼓励学生大胆提问的同时,让学生采用多渠道和老师交流,有什么意见和建议或问题都可以和老师沟通,采用的交流方式有:(1)在实验进行期间随时找老师面谈;(2)和老师预约时间单独交流;(3)给老师发邮件或打电话交流;(4)无记名写纸条提出问题和建议。前三种形式的交流是本人在实验教学过程中保持开展的,但在每一次综合性实验之中和之后,本人都会要求学生以第四种形式交流,主要是听取学生对综合性实验教学的效果反馈,以便改进教学方法,提高教学质量与教学效果,这种信息反馈的方式能收到较好的效果。因为是不记名,学生可以大胆地提出自己的看法,一方面了解了学生的愿望,另一方面可以根据学生的需求,适当调整实验教学方法,为了满足个别学生对实验的个别需求,可以安排他们参与到教师的研究课题中来,或介绍他们到相应老师的研究课题中去。所以,及时和学生沟通、听取学生的意见和建议是提高实验教学质量,鼓励学生大胆创新和个性化创新能力培养的有效方法之一。

要培养出具有创新能力的大学生,为社会输送有用人才,高校需要有先进的教育理念和实验教学观念。在综合性实验教学中,在传授知识和实验技能的同时,注重对学生探索精神、科研能力、思维能力的培养以及提高学生综合素质、实践能力和创新能力。所以,实验室硬件与环境建设的改进、实验空间的开放需要考虑,而且还需要开拓教育,实现新的教学理念与传统理论、实验教学在人才培养上相互促进、相互补充,以达到培养学生创新能力的目的。在综合性实验教学过程中,真正把实验室建成启发学生创新思维的摇篮,提高学生综合素质的基地,学生获得创新能力的平台,要实现这些目标需要高等院校的领导、教师和学生共同努力。

参考文献:

综合实验论文篇6

针对土木工程材料专业的特点,立足于实验教学的基础性、系统性和层次性,强调综合性和创新性,创新性的构建了土木工程材料专业的独立实验教学体系,单独设立材料科学基础、材料制备、性能测试、材料分析技术、专业方向综合实验、毕业论文设计等实验课程,并在教学中逐次推进,实现了实验教学的独立性和系统性。

关键词:

土木工程;材料专业;实验课程;教学体系

创新源于问题,始于实践[1]。实验是理论课程抽象知识的具体化,是理论的延伸,是理论再实践的深化。实验是所有工学和理学科技工作者必须掌握的基本手段。实验不同于理论,往往理论是美好的,实践时却经常因某个细节而造成实验结果与理论预期不相符,而某些细节经过研究探索,可能会促进理论的发展。因此,对以实验为基础的学科,实验和理论显得更相辅相成。土木工程材料属于传统材料,属于典型的应用型科学,更是以实验为基础的学科的典型代表,其大量的科学理论首先来源于实际经验的总结,来源于实验规律的总结和提升。

1实验教学的分析

良好的实验教学是促进并实现“工学并举”的重要手段。实验教学不同于理论教学,更注重于培养学生理论联系实际、综合运用知识、观察与思考的能力,即培养学生动手,用所学知识解决实际问题的能力;通过观察实验现象、分析实验问题和结果,培养学生在实践中的探索和创新意识。我校郑家茂校长指出:相对于理论教学,实验教学更有利于促进学生主动构建科学的知识体系、促进理论与实践结合;更有利于突出研究探索,培养学生创新意识和能力;更有利于提高学生综合科学素质、突出知、情、意、能的高级复合作用,帮助学生取得创新成果并得到全面综合发展[1]。如何通过实验有效地培养学生的动手能力呢?以往的实验教学一般均作为理论教学的一部分,采用非单独设课方式,以平时成绩计入课程总分,一般占10~30%,但多为论证性实验,仅针对某单一目标,对课程整体理论的连贯性理解不足,对知识的综合运用能力不足。事实上,培养一个学生动手能力和实践能力,应在满足若干学时的基础上,通过一个与课程紧密相关但又相对独立的完整实践体系的实施,才能实现[3]。同时,高水平的实验教师队伍也是提高实验教学、提高单独设课效果的基本保障。我校材料专业实验室拥有多位博士和全校仅有的两位教授级高工,在院系的支持下,构建了独立实验教学体系,建立了实验课程间、不同实验间的紧密联系,并从2011级学生开始实践。采用单独设课,实验教师具有较大的自,但同时对实验教师和学生的要求更高[2],要求实验教师兼具扎实的理论知识、丰富的实践经验、足够的科研经历。

2实验教学体系的设置原则

为培养创新型人才,大学实验教学应在立足基础性、系统性和层次性的基础上,强调综合性和创新性。基础实验是扎实掌握相关专业知识点的重要手段,不能忽视基础实验的作用。虽然综合设计性实验项目对于培养学生创新意识、全面提升学生的知识应用能力和解决问题能力方面发挥着不可替代的作用。但基础不够,过多的强调综合性、设计性实验,很难达到预期的效果。二者应相得益彰,不可偏废[4]。综合性、设计性实验更不能片面强调实验教学的探索功能,甚至过高要求产生创新成果,应强调培养学生掌握如何综合设计的基本思路、基本流程和基本方法,强调方案设计的重要性,强调与理论知识的结合,强调合作与团队意识等[5]。事实上,综合性实验往往也是由一系列简单的基础实验组成,只是更强调各种结果之间的相关性。如某个简单实验的结果,能用来表征该材料的某些关键性能,无疑该简单实验本身就是一个完美实验设计的诠释。一个完整的综合性实验教学,应包含与该实验相关的知识体系,包含文献综述,熟悉和了解与实验内容相关的知识背景、材料性能、整个实验设计原理和方法、实验过程的影响因素、实验可能的结果,实验过程的操作,结果计算,对实验过程出现的现象进行分析总结等。实验前,应了解实验背景知识、基本理论和实验过程,了解实验设计方法,了解实验过程可能出现的偏差和现象,并初步预期实验结果;实验过程中,要认真观察实验现象,思考问题所在,对比实验结果与预期结果等;实验结束后,认真总结实验结论,分析实验过程中的现象和实验结果的偏离等。通过完成从了解实验、设计到结论分析的整个实验过程,通过有趣的实验现象和有效的实验结论,调动学生的求知欲,启发学生的创新性思维,使学生由被动接受转变为主动求知,从而达到提高实践能力的目的。

3全新实验教学体系的构建

从培养“创新研究型人才”和高素质人才的角度出发,我校土木工程材料专业基于实践教学体系全局化、整体构建的思路,制定了相对独立而又完整的实验课程体系。课程体系的设计以材料科学基础、材料制备、性能测试和分析为主线,以材料的组成、结构、性能、工艺的相关性为牵引,突出系统性和学科交叉性,同时设置专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计,以强调综合性和创新性。实验课程具体设置了材料科学基础实验、材料制备技术实验、材料性能测试技术实验、材料分析技术实验、专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计等独立课程。每门课程中,又同时包含基础性实验和综合型实验,充分体现了基础性和层次性。材料科学基础实验结合硅酸盐材料方向的材料科学基础理论课程,通过丰富多彩的显微世界和材料的鉴别技术,引导学生对材料的兴趣。而材料制备、性能测试与分析技术三门课程均偏重于方法的学习,同时注意学科交叉,制备技术偏重于材料的各种制备工艺与方法,性能测试则在充分考虑材料的物理、力学、声学、热学、电学等方面的基础上,对实验课程所制备的具体材料进行系列性能的测试,分析技术则偏重于所制备样品的微观分析,三者之间借助制备的材料相互联系,相互穿插,但同时又各有侧重;实验内容囊括了土木工程材料的各种典型实验,及相关性较强的部分金属材料性能试验,提升了实验内容的深度,突出“理论够用,实验为主”,基础性实验项目教学中,更强调理解实验原理、步骤的流程,重点讲解其中易引起实验结果产生偏离的步骤、原因及注意事项等;而综合性实验项目或课程注重学生对实验方案的设计,注重科研思维、科研方法等的教学,以实际工程应用问题和指标要求为目标,综合应用各种基础实验,分析材料组成、结构、工艺与性能之间的相关关系,通过对实验的理解、动手操作、对现象和结果的分析、总结和评估,培养学生独立解决问题及创新的能力。

4实验教学体系的构建说明

材料制备实验教学内容的设计,在考虑了专业特点的同时,又充分考虑了材料或产品在生产工艺上的延伸。大多数材料的更新发展和进步,主要通过配方的改进和工艺的更新来实现。配合比设计即材料的配方设计。混凝土的配合比设计为通过计算配方,实验验证性能,得到合理配方;各种泡沫轻质材料的制备原理基本相近,均为在基体中加入各种气体形成气孔,以金属为基体,加入气体即成为泡沫金属,以陶瓷为基体引入气孔,即成为泡沫陶瓷,以混凝土为基体引入气孔,即成为泡沫混凝土。而不同基体,因其特性不同,引入气孔的方式和方法也有所不同。模压法是采用预先制备好的模型,将所需制备的材料加入模具中,采用浇注或者加压的方法制备出与模型相同的产品,除广泛用于混凝土模型、构件或试件的浇筑、墙体材料的压制成型外,同时也是模具设计和工艺制品常用的方法。水热法广泛应用于各种材料领域,如用于生产纳米材料、陶瓷材料、生物材料、使合金变成超细粉末或结晶粉末等,是指温度为100~1000℃、压力为1MPa~1GPa条件下利用水溶液中物质,进行化学反应,从而制备出一种新材料的方法,其关键是根据所需制备的产品选择合适的原材料、合适的反应温度及反应时长等。高温烧结法是把各种原料粉末或粉末压坯,配入适量的燃料和熔剂,在高温炉或窑中加热到低于其中基本成分的熔点的温度,经过一系列的物理化学反应,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程,采用不同原材料,在不同的烧结工艺制度下,可制得不同的产品。高温烧结是陶瓷材料制备的常用方法,也是合金等材料改性的主要方法,该制备方法的关键主要是选择合适的原材料,然后根据原材料的特性进行工艺的合理优化。性能测试实验课程的设置,注重实验间的对比与分析。如不同材料的力学性能有何异同?如同样是力学性能,木材、钢筋、高分子材料各有何特性,实际使用中如何考虑?另外,同样的检测方法,如超声无损检测,测试不同材料如金属和混凝土时,方法有何异同,是否可相互借鉴?通过课程中的综合实验,分析性能间的相互关系,如力学性能与渗透性的关系;同样是混凝土渗透性的表征,RCM法、电通量法、气渗法等,有何异同,结果之间的关联性如何?总之,就是培养学生分析材料组成、性能、结构与工艺等之间的相关性、对比材料性能之间或方法之间的异同、并分析异同产生之根本缘由等。综合实验中,还包含制备实验所制备材料的部分性能,从而进一步了解制备方法的合理性和有效性,最终形成对材料制备、性能的综合评估与分析。专业方向大型实验则在补充了前述缺乏的少量专业实验的基础上,设置以解决实际工程应用问题为目标的小型课题,其包含技术较成熟、目标相对简单且较易实现,结合学生理论课程试验设计与数据处理进行实验方案的设计,实验内容包含从原材料、性能指标、测试、分析技术的测试应用和综合分析,必须覆盖原材料的关键性能(含物理性能和形貌)、工作性、重要的力学性能和易于实现的耐久性或功能性(如吸声/导热/无损等特性)测试等,适当微观分析。且尽量控制工作量和学生的实验时间,工作量不宜太大,需轻重、难易结合,注重于前述知识的综合运用,注重于整个科研方法和思维的培养,注重于解决实际问题。作为毕业论文设计,结合科研项目,学生必须独立完成一个相对系统的微型课题。需要学习者较为全面地熟悉掌握专业和课程的基本原理,才能综合运用各种方法进行设计。如果学生不具备相应的理论基础和实践基础,难以达到预期的效果,所以,设计性实验的安排应与本专业的基础理论教学进程紧密结合。

5结语

以材料科学基础实验引导学生了解材料,以材料制备-性能测试-分析为主线,分析材料组成、性能、结构与工艺之间的相关性,对比材料性能之间或方法之间的异同,并分析异同产生之根本缘由,结合专业综合性实验和毕业设计,进一步掌握各种实验技能的综合应用,结合理论教学体系,培养学生实验或科研设计的思路和方法,从而培养学生的分析问题和解决问题的能力。

作者:庞超明 张亚梅 梅建平 张萍 韩雪芹 单位:东南大学材料科学与工程学院 江苏省土木工程材料重点实验室

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,2007,26(10):1-3.

[2]金南国,钱匡亮,孟涛.高校土木工程材料实验教学单独设课的探讨[J].实验室研究与探索,2009,29(9):111-112.

[3]庞超明,秦鸿根,张亚梅,等.材料专业本科实验教学课程设置的思考[J].实验技术与管理,2011,28(6):271-275.

综合实验论文篇7

关键词:有机化学;实验教学;开放性综合实验

1有机化学实验课程现状分析

1.1实验教学内容方面

为了培养应用型药学人才,目前我院药学专业有机化学理论和实验课程分两个学期进行,分别为一年级第二学期和二年级第一学期,有机化学实验两学期学时分别为48和18。通过蒸馏、回流、重结晶等操作,让学生掌握了基本的实验技能;通过乙酸乙酯的制备、茶叶中咖啡碱的提取等实验培养了学生的综合能力;醛、酮、酯等性质的鉴定巩固了学生对化合物性质的认识;而菠菜中胡萝卜素的提取实验则考查了学生设计实验的能力。相对于一年级第二学期,二年级第一学期有机化学实验学时较少,学生自由支配时间相对充足;同时期,药学专业的学生也学过药物分析的理论和实验课程,这为开展跨学科的开放性综合实验提供了充足的时间和理论基础保障。

1.2师资情况

滨州医学院药学院化学教研室现有6位有机化学专任教师和4位实验技术人员,分别毕业于浙江大学、天津大学、山东大学等高等院校,其科研领域涉及多肽的合成、药物的载送、生物探针等多个方面,对有机化学实验的基础操作、综合实验的设计与实践有很好的把控,并对学科的发展动向有很好的洞察力,可根据学生的学情开展有针对性的有机化学实验。

1.3学生学习情况

在二年级第一学期后半程,药学专业的学生已学过无机化学、有机化学和药物分析的大部分理论与实验课程,掌握了化学反应中的基础知识和基本技能,具备了在设计性和综合性实验中发现问题、分析问题和解决问题的能力。但在实践教学过程中,也存在一些问题。例如:在有机化学实验教学过程中,教师一般提前布置实验项目,大部分学生能提前预习实验内容,但还有相当一部分同学则置若罔闻,我行我素,对实验内容不求甚解,处于被动接受的模式。在实验操作过程中,照方抓药,知其然不知其所以然,重结果轻过程的现象普遍存在,这些都限制了学生参与实验的主观能动性和积极性,更无法提高其设计能力和创新能力。

1.4实验室的配备情况

我校化学实验中心现有6间实验室和2间仪器室。其中,有机化学实验室配备常用的玻璃仪器,如烧杯、滴定管、容量瓶等;仪器室配有合成与分析相关仪器如电子天平、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等,并可借用药学研究中心的压片机,为开放性综合设计实验的开展提供了实验基础条件。同期,药学院提供了一定的开放性综合实验基金,保障了实验的顺利开展。

2开放性综合实验的内容

通过对学生学情的分析,并结合有机化学实验和后续课程的实际情况,希望开展跨越有机化学、药剂学和药物分析的多学科开放性综合实验课程。通过开展开放性综合实验,改变学生按部就班、照单抓药的操作习惯,发挥学生的主体能动性,培养团队协作精神、分析问题和解决问题的能力。故将阿司匹林的合成、药剂的制备和有效含量的测定作为本次开放性综合实验的内容。学生需要查阅阿司匹林的药物作用、合成方法、药物纯化、纯度检验、片剂制备、有效含量的测定等内容。此实验有利于将有机化学实验的基本原理、基本实验技能与药学专业紧密结合起来,促进药学专业知识体系的大融合。2017级药学专业分为两个班,共90人。为了便于开展实验,三人一组,自由组合,由5位老师进行指导。每小组选出一位组长负责综合实验的统筹工作。每小组完成文献查阅、仪器选择、溶液配制、路线选择、药剂制备、仪器调试、检测等内容。团队协调合作,完成研究报告。教师将通过观察实验操作、批阅研究报告和听取PPT汇报的方式对实验结果进行综合性评价。

3开放性综合实验的具体操作

3.1项目确定

有机化学理论与实验教师通过集体备课的方式,对药学院药学专业学生理论知识的学习情况、实验技能的掌握和储备情况,以及后续课程的连贯性进行分析,从培养学生的主动性、协调性和综合应用能力方面出发,确定了阿司匹林的合成、药剂的制备和有效含量测定的开放性综合实验。提前两周通知学生,做好分组分工,开展开放性综合实验。

3.2资料查阅

利用图书馆中英文数据库,查阅阿司匹林的药物作用、合成方法、药物纯化、纯度检验、片剂制备、有效含量的测定方法,汇总文献资料,确定阿司匹林的研究背景和最新发展动向,撰写综述。指导老师审阅各小组的综述并进行点评,学生对综述进行进一步修改。

3.3方案设计与汇报

在实验开展前,让学生了解我院化学实验中心和药学研究中心拥有的仪器设备和本实验中可提供的药品试剂,结合自己查阅的文献资料,以小组为单位,设计实验的执行方案。包括实验需要的仪器、药品、合成方法、步骤、溶液的配制、检测方法、数据收集等。各小组对设计内容进行组织,制作成PPT予以汇报。指导老师和参与学生通过提问和集体讨论的方式对实验方法、实验过程和数据处理的可行性进行分析和修正,以保障设计方案的可实施性。

3.4材料准备和合成

根据小组的设计方案,从化学实验中心领取本小组需要的仪器与药品,组员团结合作,称量药品,组装仪器、合成药物阿司匹林,并对粗产品进行纯化、检测与干燥。在整个过程中,指导老师要亲临现场,在保障实验安全的前提条件下,解决学生实验过程中遇到的问题,为实验的顺利开展保驾护航。

3.5阿司匹林药剂制备

结合查阅文献资料,实验小组分工合作称量适量的新合成药物阿司匹林、粘合剂微晶纤维素、稀释剂乳糖和矫味剂甘露醇,过60目筛,混合均匀。每小组称取10份混合物,每份约350mg,采用干法制粒压片法,得10粒大小均匀、表面光滑、硬度适中的片剂。此过程需借用药学研究中心的手动压片机,由药剂老师对仪器的使用进行演示,并对压片过程中的注意事项进行指导。

3.6有效成分的测定

每小组对制备的片剂进行研磨、准确称量、配制溶液,并根据本小组的设计方案,配制相应适当浓度的溶液,或采用酸碱滴定法,或采用紫外可见分光光度法,对片剂的有效成分进行定量分析。指导老师可对紫外可见分光光度仪的使用情况进行指导,并指导小组如何收集数据、分析数据和处理数据,引导学生养成科学严谨的学习态度。

3.7研究报告书写与汇报

实验结束后,每个小组要对实验内容进行归纳和总结,撰写实验论文。内容包括前言、实验原理、仪器与药品、实验方法与步骤、结果与讨论、结论等内容,提交研究论文,并采用PPT的形式对实验结果进行汇报。指导老师对实验的完整性、创新性及研究报告的严谨性进行评阅,指导学生如何撰写科研论文。

综合实验论文篇8

[关键词] 制药工程;综合实验;教学改革;研究

[中图分类号] R-05 [文献标识码] C [文章编号] 1674-4721(2012)02(b)-0140-02

Study on reforms in comprehensive experiments teaching in pharmaceutical engineering

OU-YANG Zhen YU Xiaofeng CHEN Hongxia HAN Bangxing XU Xiuquan

Pharmacy School of Jiangsu University in Jiangsu Province, Zhenjiang 212013, China

[Abstract] This article introduces the thought of opening comprehensive experiment in pharmaceutical engineering major and summarizes it's reform measures in teaching contents, teaching methods and assessment methods. The teaching quality in comprehensive experiment has been remarkably improved by adopting the reform measures above.

[Key words] Pharmaceutical engineering; Comprehensive experiment; Teaching reform; Research

制药工程专业是建立在药学、生物技术、化学和工程学基础上形成的新兴交叉学科,主要应用化学、药学、工程学、管理学及相关学科的理论和技术手段,解决药品生产过程中的工程技术问题,要求学生具备坚实宽厚的理论基础和解决复杂工程技术问题的实际能力[1]。该专业实践性、专业性较强,其中实践教学是该专业教学的重要内容, 是培养学生实际工作能力、综合能力的重要环节,对于培养学生认真的实践作风、提高实践能力、加深对理论知识的理解应用和开拓创新等方面起着决定性作用。基于此理念,江苏大学制药工程专业自创办以来一直坚持以实践促理论的原则,重视创新,强化实践,为加大实验与实践环节的训练,专门设置了综合实验的实践环节,重在培养学生的综合素质和创新能力,并在教学中不断地进行改革研究,以提高综合实验的教学效果。本文结合本校在制药工程专业综合实验教学中的具体实践和体会,对该专业综合实验教学改革进行研究和探讨,以供同仁参考。

1 开设综合实验环节的思路

制药工程是以生产药品这种特殊商品为对象的工程类专业,工程类专业本身要求有较强的动手能力,而药学又是一门实践性较强的学科,这些都要求制药工程专业加强实践环节。目前制药工程一些主干课程都开设了实验课,但由于每门实验课的课时均不多,其实验内容多局限于本课程的知识点而不能拓展,各门课程之间的知识点不能有机的结合,如天然药物化学实验只注重中药有效成分的提取与分离,药剂学实验只注重剂型及其评价,药物分析实验只注重药物分析的方法与技术等,基于此,笔者在各主干课程的理论与实验教学结束之后,及时开设综合实验教学环节,将主干课程的实验内容进行有机整合,实现药物制备整个过程即从中药提取分离(或药物合成纯化)、制剂成型、质量评价到药物分析的锻炼,发现并解决实验过程中出现的各种问题,达到培养学生将所学各主干课程的知识点融会贯通、有机结合的综合能力,并进一步升华,提高学生的实践能力、科研素质及创新能力。为此本校制药工程专业在创立之初就把综合实验环节视作重要的教学内容写进教学计划之中,并在实践中不断探索适合于本校的教学模式,逐渐形成了较完整的综合实验教学体系,成为本校制药工程专业实践教学中的一大特色。事实证明,综合实验的开设和不断完善,极大地提高了学生的实践技能和创新意识,奠定了进一步深造或就业的基础。

2 综合实验教学内容的改革

制药工程专业综合实验的改革重在教学内容的改革。本专业以往的综合实验教学内容偏向于验证性和演示性的实验,大多是课前由教师定好实验内容,准备好试剂、材料及实验设备,3~5个学生一组,按照既定实验步骤,按部就班地去做,而且往往是全班同学做相同的实验内容。整个实验过程学生是被动的参与,缺乏主动性和积极性,有些学生甚至自己不动手做实验,依靠同组其他同学完成整个实验过程。学生的动手能力及创新能力得不到基本的锻炼,教学效果很不理想。为提高学生的积极性和主动性及培养学生的创新能力,对综合实验内容做了以下改革,取得了满意的效果。

2.1 综合实验内容与教师科研课题相结合

教师的科研项目大都来源于学科理论的前沿或来源于工程实际,有完整的科研体系。学生亲自参加科研工作,不仅可以让学生了解本学科的前沿,掌握科学的研究方法,开拓科研思路,而且可以让学生认识到科学研究是一项严谨和艰苦的工作,需要扎实的理论基础和娴熟的实验技能,从而促使他们更努力地学习。此外,由于承担科研课题的教师学术水平较高,经验丰富,学生参加部分科研工作,和教师一起讨论和研究,有利于启迪学生的创造性思维,并且能在科研工作中,培养学生独立思考的能力以及团结协作的精神。因此,把综合实验与教师课题结合起来,对提高学生的积极主动性以及实验技能、创新能力的培养均具有重要的意义,且便于教师有针对性地指导,便于教师科研的发展。如学生参与的课题“响应面法优化桑黄中总黄酮的提取工艺研究”中,首先要求学生查阅文献了解桑黄的有效成分、提取方法及含量测定方法,确定桑黄提取工艺路线,然后进行单因素实验,根据单因素实验结果选择合适的因素和水平进行响应面设计,优化桑黄中总黄酮的提取工艺。通过参与此类创新型科研项目的研究工作,学生能亲身体验科研的艰辛和成功的喜悦,极大地激发了学生的研究兴趣,培养了学生的科研素质和创新精神。

2.2 综合实验内容与生产实践相结合

制药工程专业是培养既懂药物制备又懂工程技术应用的药学复合型人才[2],将综合实验环节与生产实践相结合更有助于学生了解实验室研究与工业生产的区别,了解工业化生产的重点,了解企业生产的工艺流程和工序操作,并可针对药厂中某药物制备过程中产生的问题,设立综合实验研究选题,将综合实验环节与生产实践环节相结合,解决药物生产中产生的一些实际问题。如生产实践中发现利血生的合成工艺有待改进,由此设立“利血生的合成工艺改进研究”的综合实验选题。实验要求:(1)利血生药物合成工艺路线设计和选择(重点要考虑原辅材料的供应和价格,实际操作的可行性,技术条件与设备要求,安全生产和环境保护);(2)完成利血生小试并对其工艺进行优化;(3)用最佳小试工艺放大到中试。学生经过药厂的生产实践,切身体验了药物生产的整个流程及关键步骤,掌握了一些基本仪器设备的使用,可利用本校的实验设施完成诸如“利血生的合成工艺改进研究”“贝诺酯的合成及片剂制备”、“银杏总黄酮的大量提取及速释滴丸的制备”等“应用型”综合实验项目。通过综合实验内容与生产实践的相结合,通过综合实验内容与生产实践的相结合,让学生更深刻地体会实验室研究与工业生产的区别和联系,培养学生解决生产中实际问题的能力,达到培养应用型人才的目的,有助于学生就业。

3 综合实验教学方法的改革

制药工程专业以往的教学方法由于受到教学内容的影响,多以教师为主体,学生在整个实验过程中被动地按既定的内容、步骤进行实验,缺乏主动性和积极性,缺乏独立思考和创新的能力。为了提高教学效果,笔者对教学内容做了改革,则教学方法也发生根本的改变。学生可自立选题,或结合教师课题进行选题,确定选题后,学生独立地查阅文献并整理思路,拿出实验方案,进而进行整个实验。在此期间,教师采取与学生平等讨论、切磋交流、协同合作的方式,形成以学生为中心的教学氛围,除了在学生会感到棘手的几个关键环节进行把关与审视外,指导教师对掌握了基本实验技能的学生大胆放手,以充分保证学生的独立自主,让他们亲自去体验、感受、摸索、思考和发现,从中品尝艰辛,积累经验,享受成功,获取信心[3]。事实证明,这样的教学方法更有利于锻炼学生的逻辑思维能力、知识应用能力、独立思考能力及创新能力。

4 综合实验考核方式的改革

制药工程专业综合实验是一门独立的实践课程,以往的考核方式由于受到教学内容的影响,教师只能通过学生实验中的表现及最后呈交的实验报告作为考核的依据,考核方式单一,呆板,不够客观。随着综合实验内容的改革,我们建立了新的考核体系,不拘泥于原来的实验报告形式,而是根据系统、合理、有效原则,要求学生以论文的形式提交综合实验结果,参照研究生管理方法,建立更灵活的多元考核评价标准。考核内容具体分为两大部分,即实验部分和答辩部分。实验部分主要包括文献查阅及利用、主题综述、实验方案、工艺路线设计或选择、数据分析及实验过程中分析问题和解决问题的能力;答辩部分主要包括论文表述、结果总结、讨论以及对所提问题的回答。指导老师和答辩老师根据实验部分和答辩部分的表现进行量化考核。事实证明,这样的考核方式更加公正、客观,考核成绩更能反映学生的真实水平。

总之,制药工程专业综合实验是整个实践环节的重要部分,是培养高层次制药人才的需要。目前该课程在具体实施过程中仍存在一些问题[4],在后续的教学中需要不断的改革和实践。只有在思想上高度重视,在实践中不断地大胆的改革、探索和创新,充分调动学生的学习兴趣和积极主动性,才能真正提高综合实验的教学效果,培养真正的具有高素质和创新精神的人才。

[参考文献]

[1] 蒋建兰,刘明言,白鹏,等.我国高等院校制药工程本科专业调研[J].化工高等教育,2003,(1):15-18.

[2] 元英进,蒋建兰,赵广荣,等. 21世纪初高校制药工程本科专业建设构想[J]. 药学教育,2002,18(3):1-4.

[3] 欧阳臻,宁德刚,徐卫东,等.制药工程专业实验和实践环节教学改革的探讨[J].江苏大学学报(高教研究版),2004,24(6):71-74.

综合实验论文篇9

关键词: 机械工程及自动化; 实验教学; 教学改革; 方案

机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究的意义和目的毋庸质疑,但是,如何才能使我们的机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究,如何能够在现有的条件下真正提高机械工程及自动化专业实验教学的质量和水平, 从而提高人才培养质量与水平,这是我们首先要解决的问题,也就是,如何进行的机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究是首先要解决的问题,换言之,机械工程及自动化专业实验教学改革方案的研究与确定是一个关键问题。

一、机械工程及自动化专业实验教学现状分析

笔者以实事求是的思想路线为指导,为了做好机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究工作,除了对省内相关高校进行了调研,着重研究了近几十年来的机械工程及自动化专业实验教学的情况,并重点研究了本项目立项时的实验教学现状,从而,为机械工程及自动化专业实验教学的改革与研究方案的确定提供了科学的依据。机械工程设立最早的院系之一,机械制造及其自动化学科创立于1958年, 进行了按大类培养探索和教学改革。在国内率先提出了“以机为主、机电结合、缩机扩电、淡化专业、宽口教育”的机械类人才培养教改总思路,1998年,根据教改思路制订了机械大类专业培养计划并在机械工程系进行改革试点。新产学研结合的办学模式,培养应用型人才方面取得了一定的成绩。尽管机械工程及自动化专业在学科建设和教学改革与研究中取得了上述的成绩,然而,机械工程及自动化专业实验教学方面还存在如下问题:(1)拥有的实验设备和条件,远远落后于制造企业所应用的设备和条件。(2)实验课不是全面系统地统筹安排,而是把实验课当成理论课的附属,跟着理论课教学走,且各门理论课程按自己的要求安排实验, 实验内容之间缺乏相互联系与协调, 致使实验内容重复、脱节、遗漏、不系统。(3)实验教材滞后,实验内容与当代机械工程与自动化专业学科的发展状况不相适应,实验技术、方法、手段未能跟上现代科技的发展,实验项目基本上是验证性实验,缺少综合性、设计性、研究创新性实验。

二、机械工程及自动化专业综合实验教学改革方案分析与研究

近几年来,根据国家教育部的文件精神, 新的机械工程及自动化专业是一个口径更宽的专业,要求技术人员懂机、懂电、懂数控、懂液压、懂计算机,既能搞设计,也能搞实际操作, 因此,要求设计综合性实验,提高技术人员动手能力、实践能力、创新能力和综合素质是十分必要的,不同专业有许多教师进行了不断的探索与研究 [1~8]。2005版本科培养方案中,机械工程及自动化专业体现上述知识点的相关课程有“机械制造技术基础”、“机电传动控制”、“液压与气压传动” 等专业基础课,为配合课程的学习,每门课程各开设有4学时两个实验。但是,存在的问题也很明显,就是各门课程配置的实验仅仅反映本门课程的知识点,独立分割,没能体现机、电、液相互配合的综合效果,与实际应用严重脱节,已经无法满足培养应用人才和创新型复合型人才的需要。2008版四年本科培养方案中专业课程基础综合实验在于2009年10月前基本还属空白,急需规划与建设,本项目的实施为机械工程及自动化专业技术人员的培养工作提供了必不可少的保障,同时,项目的实验内容与以往相比具有综合性和一定难度,因此,本项目对技术人员不仅具有实价值,而且还具有一定的创新意义。在上述背景下,在本项目立项研讨之初,有的课题组成员提出为了不影响新的四年本科培养方案的如期实施,同时,彻底改变实验课内容独立分割、脱节、遗漏、不系统的问题,要求技术人员在财力、人力上加大投入,一步到位地改革机械工程及自动化专业实验课的体系和内容。通过借鉴其他国内技术人员的做法,紧密结合实际,根据我们的机械工程技术人员教学研究项目的实践情况,经认真分析、充分讨论,提出先组合、后融合,循序渐进的改革思路。考虑到的实际实验条件存在的不足,综合实验内容的规划方案体现出发展的动态特点,即制订出“现在”、“近期”、“远期”三种不同的实验内容方案,以体现“利用现有条件,综合性稍差”“补充实验条件,综合性较好”“完善实验条件,综合性得到高度认同”的三个阶段发展脉络, 边研究、边实践、边总结,既要注重以理论研究成果指导实践,更要注重通过实践检验理论研究成果。最终提出该发展过程需要解决的问题和解决途径,为机械工程及自动化专业基础综合实验提供一条可持续的发展近期和远景规划。具体实施方案是:①完成第一轮的初步实施专业基础综合实验,总结院级教学研究项目“专业基础综合实验的设计方案”的实施工作教训与经验,为进一步调研提出问题,做到有的放矢。②调研和实地考察,了解技术人员的实验设置情况,写出调研报告。③组织相关教研中心及实验中心的教职员工,摸底查清现有的实验仪器、设备等实验条件,设计现阶段可以开设的综合实验的内容;确定相对稳定的实验指导人员队伍,对实验主管人员进行必备的培训;具体实施第二轮专业综合实验。④根据培养方案的培养目标,修改和完善近期和远期的综合实验的实验内容和方案,给出实现该两方案的途径和需解决的问题,对实验教学模式及其运行机制创新进行探索与实践。⑤补充和完善实验设备与仪器,进一步加强相对稳定的实验指导人员队伍建设,编写相应的综合实验操作规程和管理制度。⑥具体实施第三轮专业综合实验,完善实验大纲、实验指导书、实验考核评定办法等相关教学文件。⑦对项目进行全面总结,完成结题报告。

根据所制订的实验方案,隶属于不同教研中心和实验中心的项目组多名成员,进行了多次的讨论与研究,编制了《机械工程及自动化专业综合实验教学大纲》,开发了具有一定综合性的实验内容,如:已经完成了《数控机床自动编程与加工操作》综合实验开发、《机电制综合实训装置研制及实验开发》、《机电液控制综合课程设计》 等实验和实践教学内容, 并已经于2010年完成了首轮实施,2012年完成了第二轮实施,深受技术人员欢迎,并取得了预期效果,目前正在总结前期实施的经验,为下一轮研究与实施积极准备。有关综合实验的具体内容、 实施过程和实施效果等内容的总结, 将在第三轮教学实验改革后进行全面总结, 并撰文汇报。

参考文献:

[1]廖文武,加强机械工程及自动化专业基础综合实验改革方案 [J].建材高教理论与实2001,(1):102- 103.

综合实验论文篇10

关键词:材料成型及控制工程 综合实践 教学思考

中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(c)-0169-01

实践教学是高校培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,是高等学校教学改革的重点和难点之一[1]。但是,长期以来我国高等教育中存在着实验教学附属于理论教学的现象。教学体系是以理论教学为主线,实验教学只是理论教学的辅助手段。因此,造成理论知识与实践应用衔接不畅,学生的实验技能匮乏和工程意识淡漠,创新意识和创新能力更无从培养。

材料成型及控制工程专业(铸造方向)综合实践是材料成型专业(铸造方向)教学计划中的一个重要的实践性环节,几乎涉及到本专业课程体系的所有知识。其目的是培养学生解决本专业问题的系统思维能力和综合实践能力。要求学生能综合运用所学的专业理论知识解决实际工程问题,培养学生的团队协作精神,锻炼学生分析问题、解决问题的综合实践能力。[2]

1 课程实施的条件

学校具备液态成型综合实践的设备,具备实践和理论经验丰富的授课教师。学生已经修过专业理论课和实践课,为综合实践奠定了理论与实践基础。

2 课程内容的设计与实施

2.1 液态成型综合实践内容的选定

采用由铸件到铸件的方式,学生选取零件,选择铸造方法(砂型铸造、熔模铸造、消失模铸造),测量铸件尺寸,进行三维绘图,Procast软件模拟。对零件进行方案分析、试验操作、试验结果分析、撰写试验报告。

2.2 液态成型综合实践的实施

时间安排:根据培养计划安排,综合实训安排在第7学期18~19周进行,即待所有专业理论课学完以后开设。

实施过程和实施方法:综合实践进行分组,根据学生人数、学习成绩、学生兴趣、师资情况和综合实践条件等把学生分成若个小组。

综合实践实施过程中,首先由学生运用所用知识,利用Procast软件进行三维模拟,完成铸件工艺图的绘制。经与指导教师讨论通过后,进行试验操作。撰写实验报告,学生制作ppt并讲解综合实践的操作过程及出现的问题,进行相应地思考。

综合实践评价体系:评价体系是对学生的课程学习目标是否实现及实现程度的价值判断,是鉴定学生学习效果和综合能力的手段[3]。综合实践的考核应是一个综合指标,包括:考勤、小组讨论、综合实践过程(包括软件应用能力、设备操作能力)、制作并讲解ppt的情况。

3 课程开设的目的与实施效果

3.1 综合应用专业理论知识的

液态成型综合实践具有综合性,几乎涉及了本专业课程体系的所有知识。要求学生有扎实的理论知识,并具有很强的综合运用能力。

3.2 深化认识实习和生产实习的实践效果

液态成型工艺综合实践要求学生根据具体实习环境提供的材料和设备,对具体的零件进行工艺设计,制订工艺规范,并实际操作制备零件,写出实习报告。学生能够全面掌握工艺过程,对认识实习和生产实习所学知识有了一个深入的理解与应用。通过综合实践整个过程,学生具备了较强的动手能力,并对相关问题进行思考,为毕业设计做准备。

3.3 培养学生的创新能力和工程应用能力

综合实践过程中学生可以根据计算机模拟和查阅相关资料选择铸造工艺方案,培养了学生的创新能力和工程应用能力。在试验操作阶段,对于原材料的选择和成形工艺都由学生选择,比如熔模铸造中蜡模的制备,学生可以选择注蜡机制备蜡模或者数控加工成型蜡,也可以选择用快速成形技术制备模样,这样学生对既接触到了新的技术与工艺,又解决了实际问题,因而学生的创新能力和工程应用能力得到提高。

4 液态成型综合实践的发展方向

4.1 加强师资队伍建设

目前教师主要由理论课教师和实验教师共同承担,有一定的理论基础和动手能力,但缺乏企业实践经验,综合实践内容和生产实践不能相对接。要定期组织教师相互学习交流,另外,聘请本校或其他高校、企业具有双师型的教师来指导本校青年教师,起到传、帮、带的作用,使本校年青教师很快能够胜任实践教学工作,最终建设一支具有双师型的实践教学队伍,为培养学生工程实践与创新能力提供保障[4]。

4.2 优化考核体系

本门课程由学生分组完成,需要学生之间相互配合协调。学生工作量和成绩优劣不易评定,增大了考核的难度。因此需要在综合实践过程中细化考核标准,指导教师深入了解学生的情况,从而保证考核结果的公正、合理。

4.3 协调该门课程与相关课程的关系

本门课程是一门集理论、实践于一体的综合实践课程,实践时间为两周,要在两周内对所学课程有整体的掌握是有难度的。因此,在前期课程学习中就将相关课程与专业综合实践相结合,无疑是一种好的办法。比如,前期实践中尝试在学习《铸造工艺工装课程设计》时就选择综合实践零件的铸造工艺设计,在学习《特种铸造》时就选择熔模铸造或者消失模铸造的模样和造型材料。这样,既对所学课程进行了练习,又为综合实践奠定了基础。只有将理论和实践进行良好的结合,学生思考问题才会更加全面。

5 结语

液态成型综合实践作为材料成型及控制工程专业(铸造方向)的一门专业综合实践类课程,起到了承上启下的作用,既是对前序所学专业知识的综合运用,又为毕业设计奠定了基础。在这个过程中,学生的动手能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力都有所提高,取得了很好的教学效果。在毕业生调查反馈中,学生普遍反映该课程让他们印象深刻,得到了较为全面的专业训练;签约单位也反馈,学生就业后动手实践能力很强,能够很快投入到工作中。

参考文献

[1] 胡明星,范海燕.以科学发展观构建高校实践教学可持续创新体系[J].实验技术与管理,2007,24(9):17-20.

[2] 刘建永,张元好.铸造技术综合实践指导书[J].汽车工业学院,2008