实验课程设计论文范例6篇

实验课程设计论文

实验课程设计论文范文1

大学物理实验是面向高等院校理工科专业学生开设的一门必修课程,也是对学生进行科学实验基本训练的一门基础课,旨在使学生获得基本的实验知识、方法和技能方面的训练,激发学生学习物理的兴趣,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生积极探索、团结合作的精神[1].随着多媒体技术和互联网技术的发展和普及,传统的教学方式已不再适应时代要求.教育部印发《教育信息化“十三五”规划》,明确提出“以教育信息化引领教育现代化”的要求,各高等院校正在加快教育信息化基础设施和数字教育资源建设,提高教师信息化应用水平,促进信息技术与教育教学深度融合,不断提高大学物理实验教育教学质量[2].笔者根据学校提供的moodle网络教学平台,设计了符合大学物理实验教学特点的网络课程,并应用于日常教学和管理中,起到较好的教学效果.

2大学物理实验教学存在的问题

大学物理实验的教学对象是大学一、二年级的学生,是物理专业学生进入大学后的第一门实验课程,所以学好大学物理实验对后续其它实验课程的学习至关重要.在多年的传统教学模式下,大学物理实验的教学现状存在以下几方面的问题.(1)教学计划学时数少.受新教学计划和新教学大纲的影响,大学物理实验的学时数减少,实验理论课堂讲授的时间更少,教师与学生的互动很难进行,启发性和探究性教学难以实施[3].(2)学生物理实验基础水平参差不齐.来自城市优质学校的学生动手能力较强,基本上都能够在规定的时间内完成实验.而来自边远农村地区或城市部分面上中学的学生动手能力相对较差,由于这些学校的实验设备不足,学校无法开展物理实验基本技能的训练,所以这些学生很难在规定的时间内完成实验,有些同学连最基本的测量仪表如电压表、电流表都没见过.(3)实验教学效果差,学生做完实验就忘记.由于受实验时间的限制,教师一般采用传统的教学模式,即先集中简要介绍实验原理、实验步骤、仪器操作规程、原始数据记录及数据处理与分析,再让学生独立完成实验操作和实验记录.教师讲授完这些教学内容后,留给学生独立完成实验的时间少,学生怕无法按时完成,产生紧张情绪,对老师的启发性提问不屑一顾,对一些实验现象缺乏思考.虽然按要求完成了实验数据的记录,也只是对老师的实验演示的重现,对实验理解不透彻,做完实验就把操作忘记.等到期末操作考试时,面对曾经做过的实验束手无策.(4)学生实验报告书写潦草,不规范,提交不及时.近年来,随着高校扩招,学生数多,教师队伍建设跟不上,教师的教学工作量大,实验报告无法及时批改,堆积如山.(5)考核制度落后,有待改革.目前的考核方式是根据不同专业采用纸质笔试或操作考试.有了网络课程的试题库后,就可以采用网上抽题网上笔试和网上抽题现场操作考试相结合的方式.

3基于Moodle网络教学平台的优势

Moodle(ModularObject-OrientedDevelopmentLearningEnvironment)是一套公开源代码的网络课程管理系统,Moodle翻译成中文就是“面向对象的模块化开发动态学习环境”.Moodle是以建构主义为教学依据,采用与我国新课程类似的模块教学,它的基本模块有:站点管理模块、用户管理模块、课程管理模块、作业模块、论坛模块、资源模块、测试模块等.Moodle作为网络教学平台具有以下几点优势[4-5]:(1)界面设计简单、高效、安全,绝大部分教学内容、资源等可即时添加、即时显现.(2)支持多种课程形式和灵活多样的学习活动,例如Booking、ForumNG、Journal、Technical、wiki、协作程序教学等.教师能够随时选择合适的标准进行教学评价,并根据学生的学习情况调整生成新的课程目标.(3)教师可以查看成员日志,统计每个学生的活动细节如最后访问时间、阅读次数,汇编每个学生的详细报告.一般访问次数多的学生,学习比较认真,学习成绩也比较好.(4)教师可以布置作业,平台可以自动记录学生上传作业的时间,教师可以随时查看学生的作业,并在平台上进行评定,了解教学效果.平台即时把评判结果反馈给学生,使学生能及时修改并再次提交.(5)支持教师的混合式教学和学生的个性化学习,帮助教师与学生在协助的在线环境中交流.有多种类型的论坛如聊天室、课程新闻讨论区、教学讨论区等供选择,促进了教师与学员、学员与学员、学员与课程之间的交互.(6)支持多种格式文件资源的上传,如Word、Powerpoint、Flash、视频和声音等电子文档.

4《大学物理实验》网络课程的设计

基于大学物理实验的教学特点和Moodle网络教学平台的优势,设计的大学物理实验网络教学课程,可以弥补传统大学物理实验教学中存在的不足.该网络课程的总体设计如图1所示,网络课程主界面截图如图2所示,各主要功能模块介绍如下:(1)用户管理.用户成员包括管理员、课程创建者、教师、无编辑权教师、学生、访客等.教师可以手动添加学生名单,也可以设置“选课密码”让学生自己选课成为该课程学员.(2)课程设置.教师可以对课程名称、课程简介、课程开始时间和结束时间、课程格式、外观、命名角色进行设置.(3)实验教学资源.包括课程基本信息、实验项目、实验讲义下载、实验教学视频、虚拟仿真实••105验、基于Excel的数据处理系统、实验仪器介绍、优秀学生实验报告展示等.课程基本信息:包括课程介绍、实验教学大纲、实验考试大纲、教师队伍介绍、互联网上的其它教学资源链接.实验项目:根据学校开展的实验项目力热、电磁、光学等实验,分别进行独一介绍,介绍内容包括实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、数据记录及处理.实验讲义下载:教师每学期都会对教学内容做适当的修改,提供最新电子版的实验讲义和其它网络上的优秀教材供学生参考.实验教学视频:将教师的课堂教学视频、实验操作视频等通过采集录制、剪辑、字幕后期处理,或针对具体某一实验操作流程、实验现象的观察等制作成微视频、微课上传到该模块,供学生课前预习,课后复习.支持多种视频格式如MP4、FLV等,但为了保证视频能兼容各类终端(如PC、安卓、苹果)系统的各种浏览器,实现视频的在线播放,教师在上传视频之前,应先将视频转换成MP4格式(采用AVC720p或者AVC480p),视频上传后将视频文件名称改为英文名称.虚拟仿真实验:该模块添加了由中国科学技术大学基础物理中心研发的霍尔效应、双臂电桥测电阻、热敏电阻温度特性等部分物理仿真实验和由学校师生自行开发的基于LabVIEW的虚拟示波器、虚拟信号发生器等虚拟仪器.利用虚拟实验或仿真实验辅助实验教学,可以打破传统实验教学的束缚,有利于学生能动性的发挥,让学生有更多的时间讨论和解释实验结果、反思实验过程,同时也能促进同学之间的合作与互动,减少实验设备与空间,节约资金,改善实验条件[6].实验数据处理系统:利用Excel、Origin等软件制作实验数据处理模板,输入原始数据后,便能直接计算出实验结果.该功能应用于实验室,提供给学生检查实验数据是否正确,能减少实验数据处理的时间.实验仪器介绍:该部分包含实验仪器图片和仪器使用说明及注意事项.让学生在做实验之前,先了解和熟悉实验仪器的使用方法,减少实验时间,提高实验质量.优秀学生实验报告展示:教师可以挑选一些优秀的学生实验报告进行展示、表扬,起到示范作用.一些典型错误的学生实验报告,也可以经教师批改指正后展示,防止学生重复错误.教学课件下载:提供教师的课件及教学资料,方便学生自学.基础较差的学生能重新学习掌握基本知识,而优等生则能发现更深层次的问题[7].(4)实验室开放预约:该功能有利于开放实验室的科学管理和方便想补做实验或提高实验的同学预约实验时间.(5)网上考试系统:教师可以对每个实验项目直接添加小测验,也可以利用MQE试题编辑软件制作试题库后,再添加到该模块中.小测验用于课程的正式考试、每一实验项目的测验、使用以往旧题目做练习性测验、提供学生表现立即反馈、让学生自我评价.学生期末考试方式,采用网上随机抽题,网上笔试和实验室现场操作考试,省去了人工纸质抽题的麻烦.(6)实验教学活动.该模块包括实验报告提交、教学讨论区和教学信息.实验报告提交模块:对于部分实验项目,鼓励学生利用计算机软件进行数据处理,并完成一份完整的实验报告,通过作业提交功能提交,教师可以随时随地利用移动终端网络设备进行批改和评价.教学讨论区模块:该讨论区的类型有博客形式的标准讨论区、单个简单话题、单个人发表一个话题、问题及解答讨论区和一般问题的标准讨论区.教师提出一些实验中出现的问题,供学生进行讨论、探究.随着学生应用手机微信的普及,教师可以利用微信的群聊功能,在微信中建立群聊,将“群二维码名片”到网络课程中,学生通过微信“扫一扫”就能加入群聊,进而开展基于微信的教学互动.教学信息模块:利用新闻讨论区普通新闻与通告,把学生实验安排表、实验分组情况表,考勤统计表、成绩统计表等到网络课程上,方便学生及时掌握课程教学信息.还可以本学科学术讲座、学术交流活动、学科最新研究动态、物理实验设计大赛和学生获奖新闻等信息.(7)实验教学评价.评价的类型有反馈、互动评价和投票.反馈可建立自定义的问卷调查;互动评价允许收集、查看以及评价学生的工作;在投票模块中,教师提出一个问题,并给出多个应答选项,由学生在线投票.

5结束语

利用基于Moodle网络教学平台进行物理实验教学,能够有效弥补传统实验教学之不足,能够充分运用以教师为主导和学生为主体的教学活动,有利于加强教师与学生之间的交流和互动,也有利于加快推进学校教育信息化管理和提高实验室信息化管理水平.

作者:黄贤群 石燕飞 刘秋武 单位:韩山师范学院

参考文献:

[1]文亚芹.大学物理实验[M].西安:西安电子科技大学出版社,2010:1-5.

[2]教育部科技司.2016年12月教育信息化工作日报[EB/OL].[2017-02-06]./xxh/focus/201702/t20170206_1486426.shtml

[3]肖立娟.大学物理实验教学的现状与教学改革的探究[J].大学物理实验,2015,6(28):114-116.

[4]谢幼如,柯清超.网络课程的开发与应用[M].北京:电子工业出版社,2005:208-211.

[5]张豪峰,葛晨光.信息技术及其教育应用[M].北京:科学出版社,2008:130-161.

实验课程设计论文范文2

关键词:试验设计;实验;实践;改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)40-0040-02

一、引言

试验是考察某事的结果或者某物的性能而从事的活动,合理科学地制定试验计划,编制试验方案,在试验过程中控制试验干扰,并对试验结果进行科学有效地处理,关乎着从事试验活动的工作者能否获得切实有效的试验信息。《试验设计》课程主要是讲授如何降低因为干扰因素带来的试验误差,如何用尽可能少的试验量获得全面可靠的试验信息,课程所讲授的试验设计方法是一个全过程、多目标的现代优化方法,在技术领域如系统设计、药品工艺改进、技术改造、质量管理和非技术领域如市场动态分析、产品试销、民意测验、用户使用跟踪中都有极广泛的应用。该课程是一门理论和实践结合比较紧密、实用性很强的工具课程,基于试验设计方法的实用性,本课程应该设有针对实际生产科研的实践环节。通过课程的实践性教学改革,重视实验课环节,能够从根本上加深学生对理论知识的理解和应用,加强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的科研能力和创新兴趣。

二、《试验设计》实验课存在问题

《试验设计》相关课程在国内很多高校均已展开,过去教师在教学过程中往往以知识教育为主,教学重理论轻实践,重知识轻能力;学生在学习过程中往往由于缺乏实践体验的机会或者与个人关联性不大,而在学习过程中多以结课获取学分为目的,缺乏学习的主动性和积极性。课程“教”和“学”环节与实际脱离状况的存在,实践环节和实践环节创新举措不足,直接导致学生在毕业以后,虽然经过了本课程的学习,但依旧缺乏作为一名工程技术人员或者科研人员所应具备的综合运用知识能力,有违设置本课程的目的,因此国内各高校对《试验设计》相关课程的实践环节进行了大量的探索与尝试,取得了显著的效果。但目前为止,单独开设《试验设计》相关课程实验课的学校相对较少,一是由于《试验设计》课程总学时数不够,导致无法占用更多的学时安排实验课程;另一个原因是传统实验课都是在一定的实验场所,由固定人员采用一定的仪器设备才能完成,而《试验设计》课程实验不同于化学或物理实验可以单次实验,一般是多个试验点进行的试验,有试验周期或者试验次数要求,没有太多实验资源让学生做实验。因此,如何合理地设置与安排实验课,对于《试验设计》课程的完整体系构建,培养好学生的实践能力和让学生真正掌握试验设计方法至关重要。

三、《试验设计》实验课改革

《试验设计》实验课的改革主要是从课程的实用性和适用性特点出发,通过课程的设计、教学模式的探索、教学体系的构建等手段实现培养学生学习能动性和实践能力的目标。

(一)改革课程规划设置

增加《试验设计》课程实验教学环节学时,由于《试验设计》课程总学时为24学时,总学时数不变的情况下,为避免过多占用理论教学学时,积极申报吉林大学开放性创新实验项目,将《试验设计》的实验课作为开放性创新实验项目。该环节作为实验课的课外学时环节,将该环节的考核成绩纳入《试验设计》课程的考核体系;而课内学时主要是依据教学大纲设置,设置为2学时。课内实验和课外实验环节的设置,可以确保足够的学时数进行实验教学。在学时有保障的基础上,将实验教学课程设置为三个模块,分别为:①DPS软件讲授与操作模块;②试验设计案例查找及分析模块;③试验设计案例探讨模块。第一模块以DPS软件为载体,在介绍DPS数据处理系统的基本功能、基本操作的同时,通过软件认知操作,进一步强化试验设计原理、设计方法和试验结果分析方法等相关理论课知识;第二模块是利用网络资源和建立的实验课数据库,让学生查找与农业机械化专业相关的案例,进行案例整理与计算分析;第三模块是让学生按照试验设计程式化的步骤进行案例分析,并进行试验方案及结果展示。

(二)实验教学模式与方法

实验课教学过程中以学生实践为主,教师进行辅助指导,构建一种以学生为主体的开放性实验教学方式。结合《试验设计》课程实用性强、应用范围广、实物实验受条件限制实施不易等特点,指导学生进行网络自主化学习与非实物试验设计相结合,学生个体自主实验与小组协作训练相结合。网络自主化学习主要是让学生通过文献资料搜集,寻找试验设计应用的案例,在此基础上进行试验方案编制与结果处理,完成非实物实验要求。在个体自主实验环节,学生可自主选题,主要是让学生在非实物实验过程中加深对试验设计方法的掌握;小组协作训练环节选题必须为与农业机械领域相关的试验设计应用案例,要求学生分组实验,进行案例分析,并以报告形式陈述展示,激活和唤醒学生的主体意识,提高学生的自我组织能力和表达能力,更重要的是,可以通过试验设计技术与农业机械专业相结合的实际实践案例分析,培养学生的专业意识和试验优化意识。

(三)构建与完善试验教学体系

结合实验教学目标与要求,《试验设计》实验课设计为认知性实验与专业综合性实验两个层次,以此逐步建立并完善实验教学体系,如图1所示。在实验教学体系构建与完善过程中,编写实验手册,建设实验课案例库,实验课案例库按照与农业机械专业的相关性分为一般性实验案例库与专业案例库。在实验教学软硬件环境建设方面,改善现有的机房上机条件,包括网络资源获取环境,购置共享版数据处理分析软件,为学生进行非实物试验提供软件和硬件。

四、结束语

《试验设计》课程的实验课改革要想取得实效,必须重视试验实践环节,以学生为主体,通过试验实践环节,让学生体会试验设计方法的普遍性和实用性,充分调动学生上课的热情和积极性,通过实践夯实学生的理论知识,培养学生的实践意识与实践能力,锻造学生的实践精神。

参考文献:

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[4]罩海元.高职食品试验设计与统计分析课程教学改革的探讨[J].广西轻工业,2007,(5):117-118.

[5]田为军,丛茜,任露泉.《试验设计》课程实践性教学改革探索[J].实验科学与技术,2013,11(2):120-122.

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[9]马萍,郑丽娜,曹冬梅.试验设计与数据处理课程教学改革初探[J].农产品加工(学刊),2010,(5):93-94.

实验课程设计论文范文3

    针对唐山师范学院体育教育专业2009级本科生选题结果进行统计,关于调查研究的选题占82.5%,与往年基本一样。特定的选题内容决定了后面的研究方法,绝大多数学生的论文中尽管有文献资料法、问卷调查法、访谈法、实验法、数理统计法等,实际上绝大多数人仅仅使用了文献法和问卷调查法,其余方法并未真正使用,流于形式。出现以上情况有学生的主观原因也有客观原因。主观方面的原因的学生研究方法能力掌握极少,平时学习中教师没有教给学生一些常见研究方法,仅有极个别学生参与到任课教师课题研究项目,经历一些研究学习,掌握一些科研方法和技巧,而绝大多数学生对研究方法仅仅从体育统计学等课程中零星掌握一点,且缺乏实践训练,因此自身论文设计中只能选择文献资料法及问卷调查法,而文献资料法是学术论文研究最基本的基础性研究方法,因而学生论文主要使用的是问卷调查法,研究论文也是对调查数据做一个简单归类,进行定性描述,缺乏精确的统计分析。研究方法能力的不足反过来也限制了毕业论文的选题,运动生理学、运动生物力学等内容很少涉及,实验法、测量法、统计法应用偏少。客观方面,地方院校体育师资力量相对薄弱,教师本身科研能力有限,在毕业论文的选题和研究方法上缺乏有效指导,另外学校毕业论文规范中对综述性文章比例有一定限制,因此学生更多选择调查性研究论文,但本科生具备的理论水平有限,难以在拟定选题中采用各种研究方法进行深层次挖掘与分析,单一的研究方法限制了毕业论文的质量。

    2“体育科研方法”课程的局限性

    直到1991年,国家教委出台的第三套体育教育专业《教学计划》中,才在限制选修的课程模块中,设置了“体育方法学”课程,并明确规定在第8学期安排“科学研究与毕业论文”这一环节,其目标是“培养学生的科学思维和文字表达能力”[4]。2003年教育部出台新课程方案中“体育科研方法”规定为一般必修课程,但不硬性规定学分、学时,明确其为研究方法的入门课程,其宗旨是让学生掌握基本科研方法,培养体育科研的能力[5]。“体育科研方法”课程的学习对学生科研能力的掌握,撰写毕业论文至关重要,但目前唐山师范学院相应课程教学存在一定问题。第一点,对课程的重视度不够,体育教育专业培养大纲虽然将“体育科研方法”列为必修课,但考核性质安排为一般考察课,平时和期末考核比较松散,学生简单完成一个考核作业即完成任务,大纲修订时学分、学时的调整比较频繁,效果不理想。第二点,课程安排和“体育统计学”重合较多“,体育科研方法”课程和“体育统计学”课程学时都安排为32学时,两门课程在研究方法的章节教学中重合较多,较多内容重复教学,而且两门课程都是以课堂理论面授为主,内容枯燥,课后实践较少。第三,教师执教能力有待完善,同其他院校类似“,体育科研方法”课程教学由本专业科研能力突出的教师担任,该课程需要教师有丰富的跨学科知识,不但要掌握一定扎实的统计学知识,对本学科科研特点及学术前沿要有深入理解,但近几年教学工作以青年教师为主,教师缺乏系统的科研方法学习,只是根据自身优势科研方向对“体育科研方法”进行一定角度的阐述,而且以理论性灌输为主,与体育科研实践结合较少。结果就是授课内容与学生毕业论文需要不相符合,如教师讲授很多调查性研究方法,一旦学生选择应用实验法相关题目,论文如何撰写就将极大困扰学生,不得不求教指导教师。

    3体育教育专业毕业论文引入实验研究的可行性分析

    3.1选题内容可行性分析

    体育学属于交叉性学科,各专业均涉及大量文科及理科课程。根据黄汉升[3]对2004-2009届全国优秀本科毕业论文的调查,认为运动人体科学类论文是学士论文中总体质量较高的文章,选题能够反映该学科热点问题,实验设计较严谨,仪器比较先进,学生独立操作的能力较强,优秀论文多集中在运动生理、生化方向。体育教育专业和运动人体科学专业虽然培养方向不一样,但体育教育专业课程方案中依然保留大量自然科学类必修课程,可以从理科方向选题去探索体育实践问题,分析动作技术特点,可以从运动生物力学方向选题,涉及人体机能评定,研究评价方法可以从运动生理等角度选题。但体育教育专业选题一大问题就是大量重复,选题困难,无新意和亮点,实验方法应用太少,唐山师范学院体育专业近几年学生毕业论文选题也存在同样问题,学生选题追求简单、易写,以学校体育调查类选题为主,运动人体科学类选题极少。原因是多方面的,首先,学生理论基础极为薄弱,缺乏应用多种研究方法去深度挖掘运动人体科学类论文的内容,不敢有质疑,不了解通过何种渠道去获取文献资料,因此对此类选题不敢涉及,实践访谈中有学生对大学生减肥方法感兴趣,但考虑到要进行实验设计,使用体成分仪进行测试获取数据,还要进一步统计分析,感觉困难,选择放弃。此类情况不少见,实际上对于本科毕业论文的实验设计和要求对于体育教育专业学生并不复杂,需要相关课程教师,尤其是理论课教师教学中引导学生多思考,扎实掌握理论基础。其次,教师的实验教学工作不足,学生实验课学习不够扎实,不能利用现有条件去设计实验思路,还有一个常见原因,那就是学生有良好的实验基础,但不了解此类选题而遗漏,个别地方院校教学和毕业工作思路较为保守,墨守成规,学生毕业论文工作以稳为主,很多指导教师并未引导学生在自然科学方向去选题,一届照搬一届,选题内容上无新意,没有突破。唐山师范学院体育系针对以上情况,2010年开始引导学生选择运动人体科学类选题,并进行精心指导,帮助学生充分利用实验室,进行合理实验设计,个别学生毕业论文质量明显提高,同时也带动了其他学生学习,取得不错效果,证明利用实验室,进行实验设计完成运动人体科学类毕业论文是可行的。例如,有学生对运动性疲劳评价感兴趣,设计体育课后各类恢复手段对疲劳消除影响的实验,测定不同方式恢复方式后人体心率、血压和血乳酸的水平,实验采用重复测量设计,取得良好效果,观察到了积极性恢复手段的应用起到加速心率和血压恢复的过程,学生通过论文的完成也加深了对相关理论的学习。另有学生选择应用性研究,比较不同力量训练方式对跆拳道大学生运动员下肢肌肉爆发力的影响差异,取得预期效果,论文均入选本校优秀本科毕业论文。以上表明,体育教育专业学生采用实验性、测量性等方法,充分利用实验室条件,可扩大选题范围,提高毕业论文的研究价值和质量。

    3.2研究方法可行性分析

    毕业论文引入实验性工作,一个前提是必须具备相应的实验条件,教育部2005年颁布的《高等学校基础课教学实验室评估标准表》及大学实验室评估标准明确了高校实验室应具备的条件,目前我国体育类院校、师范类体育院系均不同程度建有实验室,唐山师范学院自2007年迎评以来,实验室经过扩建,添置先进设备和仪器,条件满足现有教学和师生的科研要求。实验室条件满足需要,但部分师生对实验重视不够,实验课程没有形成独立的教学体系,实验教学方法不够灵活,考核评价体系不健全,仪器利用率不高,实验教学师资队伍薄弱。这些问题影响了实验室的利用,这也是学生毕业论文利用实验室较少的原因。理论课教师和实验室相关人员要高度重视实验教学,首先思想上予以重视,不能把理论课实验边缘化,改进实验教学方法,增加综合性、设计性实验,让学生主动利用实验室发现问题,解决问题,大力鼓励学生参与到教师科研工作中,使其熟悉实验,喜欢实验,有能力完成运动人体科学选题论文。学院可以制定各种政策鼓励师生充分利用实验室现有的仪器设备,提高科研水平。以前学生毕业论文大部分是问卷调查类型,实验室先进仪器设备利用率不够,实质上与院系整体科研业务水平不高相关。不但实验教学人员科研业务水平要提高,其他理论教学人员也需要熟悉专业理论知识,对实验室加深了解,熟悉相关仪器的原理和用途,形成普遍能够指导学生在自然科学领域选题的能力,建议定期培训师生了解实验室具备的条件和功能定位,也可通过运动人体科学领域学术讲座给师生提供相关信息,要鼓励师生积极学习实验理论。

实验课程设计论文范文4

关键词 创新能力培养 机械制造技术基础 理论教学

中图分类号:G424 文献标识码:A

1 概述

在知识经济与经济全球化的今天,培养具有创新精神和创新能力的高素质人才是社会对高校的要求和期望。①机械工业作为制造业的基础行业,为国民经济建设提供技术装备,它的发展更是需要大量全面发展、综合素质优秀的专业人才,机械工程教育模式必须与快速发展的机械工程技术相适应。从事机械工程高等教育必须创新教育理念和运行机制,跟上时代前进的步伐,大力推行以发展学生创新能力为核心的创造教育。

机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化专业非常重要的一门专业技术基础课,该课程内容覆盖面广、信息量大,包含金属切削原理与刀具设计、金属切削机床概论与设计、机械制造工艺学、机床夹具设计原理等多门学科的内容。②③同时机械制造技术基础也是一门重在实践的课程,教材中的很多知识需要在实践中学习和掌握,仅凭根据教材进行理论讲解和习题练习远远达不到教学效果,学生不能真正地感受到所学知识的用途,更谈不上如何应用。

为了适应现代社会对机械专业人才创新能力提出的新要求,培养学生既有动手能力、创新能力又要具备一定的理论深度,本文针对机械制造技术基础课程进行了一系列的教学改革,构建了实践教学体系,将理论教学与金工实习、课程实验、专业课程设计、生产实习等实践环节有效结合,提高学生在接受知识信息、综合分析问题及工程实践等方面的能力。

2 改革内容与举措

针对机械制造技术基础课程的上述特点,为达到创新能力培养的预期目标,本文从以下几方面进行了课程教学的改革。

2.1 加强金工实习教学

金工实习是机械类专业学生学习机械制造技术基础及工程材料等课程必不可少的实践基础课,是机类与非机类有关专业教学计划中重要的实践教学环节。④机械金工实习包括车工,铣工,特殊加工(线切割,激光加工),钳工,砂型铸造等实践环节,它对于培养学生的动手能力有很大的意义,同时可以使学生了解传统的机械制造工艺和现代机械制造技术。

按照本校本专业学生的教学计划,金工实习在前,机械制造技术基础理论教学在后,由于没有针对性地建立两者的有机联系,导致学生们的学习是孤立、片面的进行,无法真正达到金工实习的教学效果。本文将机械制造课程的教学任务提前,在进行金工实习时,安排专业教师详细讲述金工实习与机械制造技术基础课程的内在联系,并向学生介绍课程的主要内容,在金工实习的整个过程中,指定专业教师对学生进行理论讲解、辅导和答疑,深化实习内涵,使学生清楚地认识到金工实习并不是孤立的,提高实习的积极性和主动性,从而为将来的理论课程学习打下良好的基础。

2.2 优化改革课堂教学体系

为实现学生创新能力的提高,首先要让学生深入、扎实地掌握理论知识,考虑到该课程知识面广、信息量大、理论性强的特点,本文运用先进的计算机技术,建立机械制造技术基础课程的电子教案、多媒体课件等教学素材,在保持原有核心教学内容的基础上,辅助以大量的图片、三维动画与实际加工影像等,丰富形象教学内容,增强学生学习的积极性;同时进行创新性教学模式的探讨,变单一教学模式为多样化教学模式,提高学生学习的主动性,达到较好的课堂教学效果。

2.3 构建实验教学新模式

目前本课程的实验内容包括:刀具几何角度测量、工艺系统静刚度测定、机床主轴箱拆装实验等,多半是传统的验证性实验。⑤通常是由专门的实验员教师进行题目的下达、内容的指导和成绩的评定,实验员教师无法了解课堂教学的进度和深度,专业课教师不能真正掌握学生实验操作情况,同时验证性实验的目的是使学生掌握课程基本原理,通过亲自动手操作验证并加深学生对理论的认识,但没有设计性实验相辅助,就会欠缺了对学生研究创新能力的培养。

针对本课程的实验教学进行以下改革:(1)对传统的验证性实验(如刀具角度测量等)进行方法和手段的改进,让专业课教师参与到学生的实验过程中,结合课堂的讲解情况与实验员教师进行内容的协调与安排,由实验员教师提前下达任务,学生在动手操作验证后讲解自己的实验过程和结果,并给出必要的理论支持,变被动学习为主动学习,大大提高了实验教学的效果。(2)增设创新性实验环节,根据课堂所学知识和实验室现有设备设计实验,由学生自主搭建实验平台,在实验中发现问题和寻找解决问题的方法等等,激发学生的创造性思维,提高学生的创新能力。

2.4 改革生产实习和课程设计

机械制造技术基础生产实习和课程设计是对该课程进行实践教学的两个重要环节,⑥通过这两个实践环节,将学生们的课堂理论在实践中加深理解和进一步验证,可更好培养学生实践创新能力。在生产实习过程中,学生可以进一步接触到真正的企业生产,将对零件、刀具、夹具、机床等装备的认识实现从理论到实物的转换,借助课程设计中进行的机械制造技术基础课程的总结与应用,实现对学生理论知识的考查、巩固和加深。

本文针对机械制造技术基础课程设计进行题目选编、时间进度改革、典型零件和夹具的建模与仿真等多项内容改革,⑦并将课程设计融合到机械制造技术基础理论课程的教学和生产实习中,提前下达设计题目,让学生在课程学习和生产实习的过程中熟悉设计任务,引导其积极、主动地学习相关知识。

3 总结

学生创新能力的培养是各高校面临的一项重要任务,不仅涉及到教师的创新素质、学校的创新环境,还和学生自身的创新思维有关,目前在这方面的工作仍处于起步和探索阶段。为配合创新能力培养的教学改革,检验改革成效,以笔者指导的机械设计制造及其自动化专业2010-2011级本科生十个班级为试点班级,从理论教学和实践环节等多个方面对机械制造技术基础课程的教学改革进行了初步尝试,并取得了一定的效果。

基金项目:本文系“山东科技大学群星计划项目”(项目编号:QX2013224)的研究成果;本文系“2013年山东省特色名校工程建设―机械制造技术基础课程资源库”的研究成果

注释

① 刘秀莲.培养机械专业大学生创新能力的方法探索[J].中国电力教学,2013(16):30-31.

② 王素玉.机械制造技术基础[M].北京:清华大学出版社,2012.

③ 张树森.机械制造工程学[M].沈阳:东北大学出版社,2001.

④ 傅水根.创建有中国特色的工程实践教学体系[J].中国大学教学,2004(7):24-26.

⑤ 朱从容.机械制造技术基础课程实践教学改革探讨[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2012(3):6-7.

实验课程设计论文范文5

专业的理论课程主要包括电工技术、自动控制原理、电机与拖动基础、控制电机、运动控制系统、过程控制系统、可编程控制器、电力电子技术、传感器与检测技术、现场总线技术、电工电子技术、电气工程、专业英语等四十余门课程。在传统的理论教学中,存在着课程数目多,面比较广,不深入、难度大等缺陷。学生进入大二之后,常常要在一周面临着上28课时至32课时的情况,这对一本学生无可厚非。而独立院校的学生由于普遍基础较差,接受能力有限,从而造成了学生的负担过重,教学效果不好,造成了老师与学生互相埋怨。仔细一想,很多理论课程都是有调整的空间的。在信息爆炸的今天,一些课程的设置就没有太大的必要,甚至完全可以取消。以传感器与检测技术这门课程为例,这门课程多是介绍性的内容,没有任何公式推导以及分析计算,学生在工作遇到相应的传感器通过网上查阅资料即可。但是在理论教学过程中,不能一味地减少课程,要有保有压。在教学过程中必须突出核心课程,进行大量的训练。例如,单片机这门课程,就需要大大增强,很多高新企业招聘学生的过程中,常常要考查单片机的相关知识,但是在很多独立院校中,单片机的课时得到不断的压缩,得不到相应的重视。

2改善实践教学

2.1减少验证性实验内容

增加设计性实验内容传统的实验教学大多数是验证性的,主要让学生通过实验验证某一物理定律和物理现象。这种教学方式学生没有任何的主观能动性,只是按照老师所给的图纸进行接线、通电,最后得出实验结果。这种实验教学的缺陷在于结论已知,没有任何神秘感。很多学生在没有做出实验结果的情况下,编造或者抄袭数据,造成老师无法判断学生成绩的混乱境地。在教学过程应该逐步用一些设计性、综合性的实验项目取代简单验证性实验。这些设计性、综合性的实验由于实验结果未知,会增加学生的兴趣,提高了学生自身分析问题、解决问题的能力,使学生的创新能力得到充分的发挥。

2.2用仿真实验来代替

现实实验使用教学仿真软件有很多好处。一方面可以在一台电脑中做多个仿真实验,减少由于实际实验过程中造成的元件损耗,大幅度降低教学成本。另外一方面可以利用仿真软件对实验结果进行处理很分析,并根据实际需要自动绘制出系统的特性曲线,大大减轻了学生的工作量,例如在电气工程及其自动化专业,组态王仿真软件就得到了师生的好评,很多学校都开展了工控组态的实验教学。

2.3严抓实训教学

考核实训和实验不同,实验通常是验证某一存在的物理定律和物理现象,而实训通常是完成某一任务,来达到训练的目的。实训成绩的考核是摆在我们面前比较重要的问题之一。针对学生普通反映出的实训教学的打分随意,弹性大的缺点,通过在实训教学过程中采用过程考核的方法,把一个实训教学课程分成若个的子项目,每个子项目又分成若干个子子项目,每个子子项目都有相应的权重。每完成某个子项目就打相应的分数,最大程度上保证实训教学考核科学化、规范化、标准化。

2.4取消课程设计环节

以相应的实训环节来代替以笔者个人的求学经历和教学经历来说,绝大部分的学科的课程设计环节是失败的,至少是不成功的。传统的课程设计,是在该门课程结束后,根据课程要求,与实际应用相结合,出一些设计题目,让学生自己完成。例如在学习完单片机课程后,通过安排学生两周的时间内,按照要求,设计出一种用单片机控制的实际电路,并把它制作出来,通电调试、运行,写出规范的设计报告交老师。然而在实际的操作过程中常常变味了,具体的做法是把学生圈禁在一个带有电脑的大教室里面,给学生布置一个题目,学生在这个教师里面完成课程设计报告即可,其中没有任何学生实际动手的内容,这样的课程设计对学生的锻炼是极其有限的。学生通常互相抄袭课程设计报告是常事,老师也没有一些比较好的方法来制止这种行为。针对这种情况,笔者认为应该取消课程设计,取而代之的是一些与课程对应的实训环节。作为独立学院的学生,课程设计对他们来说不现实,在以后的工作中,企业也很难有机会让独立学院的学生做设计,给他们安排的工作往往是实际操作。与其效果不好,还不如让学生多做实训练练手。比如在完成了电子电路设计理论课程之后,安排学生做相应课程的实训环节,在规定的时间按照图纸安装、调试出一个万能充电器,写出实训报告即可。

2.5取消毕业论文环节

以顶岗实习报告来代替我国本科生的毕业论文环节一直被教育专家所诟病,关于毕业论文的存废一直存在较大的争议,一定程度上这不是一个学术问题,而是一个利益问题。通常来说,一个本科生的毕业设计按照工作量计算10个学时,一般的教师带10~15个学生,这就是100~150学时,而老师一学期的基本教学任务就在200学时左右。如果取消了毕业论文,老师的利益会受到影响,高校老师肯定会反对。而且,毕业设计不仅仅对老师有利益瓜葛,而且对学校中的打印社有巨大的经济利益。按照一个学生打印的费用为100元计算(包括初稿和终稿),按学校有3000学生来计算,这就有30万元的经济利益,由学校的几家打印社瓜分。所以,作为利益共同体,学校的打印社也不希望取消毕业论文。毕业设计到底对学生多大好处呢?毕业设计的全过程一般是这样的:通常在大四上学期期末给学生布置毕业论文题目之后,学生就去企业顶岗实习了,根本没有时间写所谓的毕业论文。到了来年的4月底5月初的时候,学校会通知学生返校交论文,并且安排五月中旬答辩。大部分学生写毕业论文的时间在五月初,写毕业论文的时间都在1~2周。这样的毕业论文到底有什么意义?大家心知肚明。除了浪费纸张扩大内需以外,一点用处也没有。所以笔者建议在一本以下的学校都取消毕业设计,取而代之的是顶岗实习报告。顶岗实习报告主要让学生写一下在企业中实习内容以及感想,同样也可以安排答辩。笔者经过调查,大部分学生均可以接受顶岗实习报告,它具有可操作性。

2.6加强第二课堂的教学

加强第二课堂的教学工作,以申请实验室的契机,在校内开展一些诸如电工实训技能大赛的活动,提高学生学习专业的兴趣。另外,挑选那些对专业有兴趣的学生,组队参加电子设计大赛、数学建模大赛和挑战杯等等。总之,通过这些比赛,引导学生对专业学习的热情和兴趣,帮助和指导学生开展科研活动,探讨通过所学职业知识解决实际问题的思路和方法。通过这些活动,提高学生的实际动手能力,造成一种崇尚科学、追求真理、勇于探索的学习氛围,激励学生创新思想火花的碰撞,培养学生的创新思想、创新意识和创新观念。

3结语

实验课程设计论文范文6

本科教育 毕业设计 长线教学机制 专业课程

一、引言

本科生毕业设计是应用型高等教育系统中一个十分重要的实践性教学子工程,是锻炼学生的综合能力、提高综合素质的关键性教学环节。毕业设计的内容非常广泛,对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论结合实际去处理问题的能力、实验能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力都有着很高的要求。

本科阶段的学习与硕士生和博士生有很大的不同,大部分时间学习基础课程,少部分时间做毕业设计,因而出现了毕业设计不被重视,与前面所学知识游离,结果是从设计过程到结果包括论文撰写都很不理想。原因是多方面的,有教师层面的,诸如指导方法、选题等方面做得不到位等;也有管理机制层面的,诸如保障措施、奖惩制度等。本文所讲的长线教学机制是一个新的视角,充分保证知识的系统性和连续性,从学生进入大学就引导其围绕毕业设计进入角色直至最终完成。教师根据自己指导的毕业设计多方总结,将经验到融入各门课程、相关实验以及课程设计当中,并通过各类竞赛的参与和教师科研的注入为学生毕业设计提供有益的支持。

二、与毕业设计相关的课程探讨

1.专业课程的授课面向毕业设计

大学的每个专业课程进程中的基础课、专业基础课和专业课都有很完善的体系,课程环环相扣,这些课程与毕业设计的联系需要教师在教学过程中根据以往指导毕业设计的经验传授给学生,着重强调这些基础知识理论对于解决实际问题的意义和价值,使学生从大一就不断接受强化运用所学知识解决实际问题的意识。面向应用型的工科专业课,与毕业设计的关系更加密切,在专业课教学过程中应采取“淡化考试,重视实践”的做法,在实践中使学生对所学的知识得到巩固与升华,以避免学生为考试而学习而造成知识掌握不灵活,实践能力缺失的不良后果。

多数工科专业课程都有对应的实验和课程设计,或通过大作业的布置提高学生的理论联系实际的能力。大作业就是一个小型的设计,认真完成这样的设计,可以将学生掌握的相对分散的知识整合在一起,真正将所学知识融会贯通。

2.实验和课程设计培养学生创新能力

课程的相关实验和集中的课程设计环节,同样为毕业设计起到很好的铺垫作用。实验包括验证性实验和设计性实验,由浅入深。验证性实验所占比例更大一些,经过一定数量的验证性基础实验训练掌握了较为系统的实验基本知识之后,可要求学生根据自己的兴趣爱好和知识水平选做设计性实验,充分发挥学生的创造力,使学生的动手实践能力得到提高。

课程设计的题目要求综合性强,任务量低于毕业设计,需要的知识结构也相对单一,但认真做好每门课的课程设计将使自己的科研方法、感性认识及实践能力的获得显著提升,帮助学生能够更快更好地完成毕业设计。

三、与论文写作相关的课程探讨

1.文献检索课程养成良好的学习习惯

毕业论文要求选题新颖,就必须广泛查阅有关文献资料,了解与选题有关的前人或他人的工作,并指出存在哪些不足或空白,从而确定新的论题和研究方向。针对以上情况,在文献检索课程当中要有意识地引导学生及早查阅一些文献资料,外图书馆应与教学单位应建立信息互通关系,为学生提供网络学术资源导航服务,让学生熟悉掌握图书馆及其他文献信息机构的检索,结合自己的知识和兴趣有选择性地阅读文章,并对所学课程的研究现状有一定的了解,为将来毕业论文写作奠定基础。并将文献检索能力培养渗透到各门课程的教学当中。经过文献检索能力的培养,使学生养成充分利用资源学习的习惯而成为一个终身学习者。

四、课外活动对毕业设计的催化作用

1.积极引导学生参加各类竞赛

全国数学建模、电子设计、大学生“挑战杯”、机械设计、土木专业“结构力学”等大赛其参赛内容既有理论设计,又有实际制作,与高校相关专业的课程体系和内容息息相关。学生参加这些竞赛会使创新能力、动手能力、团队协作能力获得大幅度提高。整个过程包括设计、撰写设计报告以及答辩,深度和广度丝毫不亚于一次毕业设计。另外每年各个学校的大学生科技节活动也为学生提供了创新的平台,参与这类活动也是一个很好的选择,对创新能力的提高也大有帮助。

2.教师科研为毕业设计提供新鲜血液

产学研合作是高等工程教育的实际需求,将成为工科各专业毕业设计的基本导向。教师在毕业设计命题时应减少教学虚拟题和真题假做类的题目,引导学生参与教师科研课题使知识学以致用。在参与纵向课题和横向课题的过程中要克服其相应的弊端,适当变通使学生更好的参与,达到双赢的目的。纵向课题反映了技术的发展趋势,其学术性强,具有理论深度,将研究成果介绍给学生有利于开拓思维、培养其创造性。组织本科生参与这类课题时要注意使学生有得做又不能不切实际拔苗助长。横向课题重实现和应用,其工程性特点适合本科生参与,但应避免学生在参与过程中过分偏重实用而做简单的重复劳动,学生得不到有效地实践锻炼,对毕业设计提供的帮助也就很有限了。

3.多学科交叉型毕业设计培养复合型人才

多学科交叉的方式可以克服某专业知识单一的问题,拓宽学生的知识面,为今后的就业提供更广泛的空间。教师可组织各个专业学生之间相互学习,取长补短,在完成自己的子课题同时了解整个课题的思想是培养学生综合素质。通过多学科交叉可使毕业设计的选题更加灵活,有利于培养复合型工程技术人才。通过多学科交叉综合毕业设计,一方面给学生互相学习创建了合适的平台,增强了学生的团结协作意识,更好地体现了科研团队精神;另一方面多学科交叉综合毕业设计也给指导教师提出了更高的要求,对师生双方都是挑战。

参考文献:

[1]江平.论毕业论文的全面质量管理和监控[J].黑龙江高教研究,2009,(12).

[2]武卫红.大学生就业看高校通识教育的问题与对策[J].黑龙江高教研究,2005,(1).

[3]宇.大学通识教育的根本出发点[J].中国高教研究,2008,(10).