浅析高等学校开放式实验教学探索论文

第一篇：浅析高等学校开放式实验教学探索论文

论文关键词：高等学校 开放实验教学 探索

论文摘要：实验教学在培养学生的创新意识、创新思维和创新精神中具有重要的作用，开放实验教学更能开拓学生的创新潜能，也是提高整体教学质量的根本保证和有效途径。建立开放式的实验教学机制，增强本科学生的工程实践意识和应用创新能力。本文结合开放实验教学的体会和实践经验，对开放实验教学的特点以及应该注意的问题进行了探索。

当今社会，创新已经成为一个重要的方法来保持竞争优势。因此，在各高校十分重视学生的创新和创造能力。如何培养学生的创新能力已成为实验中需要研究的教学问题。

高校教学实验室是进行科研和生产基地的重要地基，也是培育和发展创新人才的平台。因此，实验教学的重要地位已日益成为高校教学一个不可分割的重要组成部分。[1]实验教学是高等教育的重要组成部分，侧重于培养学生的操作技能以及发现，分析和解决问题的能力，目前的实验教学只是对学生有限的辅助教学形式，创新和研究方面的训练是不够的。随着经济和信息社会对专业技能的发展，创新人才的需求增加。高校不仅承担传统的实验室实验教学任务，而且是转变学生的思维方式，培养发明创造和科学的态度意识的重要场所。开放式实验教学中重点培养学生实践能力，创造力和创新意识，鼓励创新和积极性引导学生的兴趣，拓展学生学习和实践训练的发展空间。

在新形势下，高校教育和教育制度的改革提出了新要求，是面临新的机遇和挑战。高等教育必须转变思想，更新教育体制，改革人才培养和加强学生的整体素质和创新能力的培养。[2]本文结合开放实验教学的体会和实践经验，对开放实验教学的特点以及应该注意的问题进行了探索。

一、开放式实验室管理

1.开放式实验教学的三要素

开放式实验教学包括实验时间，实验内容和实验主体三个要素。[3]

（1）实验时间开放。实验时间开放包括时间点开放和实验学时开放，不再统一要求，可以自由选配。开放实验室，学生可以在任何时间进入，实验室的实验必须立足于开放时间的前提。

（2）实验内容的开放。主要是指我们的实验内容，已不再是千篇一律，不同的学生可与不同的学科实验，实验对象相同的具体测试程序也有所不同。

（3）实验主体开放。其含义之一是实验教学的主题是自愿的，参与不再是标准要求；另一层含义是指主体试点范围扩大。

2.开放式实验性质

高校开放实验室从功能可分为开放式教学，科研和社会服务开放型。高校实验室工作应该是开放的实验教学，促进开放运行，并促进作为首要任务人员的培训。作为实验教学，实验室开放，为学生自主学习环境，因此从实验教学的角度来看，开放实验室的完全意义上应包括三个方面：教学时间的开放，开放式的教学内容和教学环境开放。

3.开放式实验的意义

传统的观念认为实验教学是课堂理论教学的补充，作为一种辅助实验课程，并且是验证式实验教学。实验室开放，学生可以根据自己的学习情况和兴趣来选择或设计自己的试验项目，实验从验证性实验到综合性和设计性过渡。[4，5]这种转变的作用和意义主要体现在：

（1）提高教学水平和教学质量，并在实际中能更好地培养学生的创新能力。实验室开放有利于开放的教学活动的顺利实施，在这一事件中，在合作的“双重”模式的学生和教师使用，在“教”与“学”，以找到最佳结合点，充分发挥学生的主观能动性。学生的创新能力，以实现一个开放性实验，首要条件是建立一个开放实验室。这是我们对教学改革的第一步。开放性实验不是简单地打开了实验室将实验时间延长，而是根据项目的实验测试独立发展自己，设计实验步骤，实验的内容应具有探索和创新。

（2）促进和提高实验室技术人员，提高实验室资源的有效利用水平。综合实验室，实验的设计将涉及大量的新知识，随时会有问题，这是对实验的指导教师及实验室技术员提出了更高的要求。促进教师不断学习新知识，拓宽他们的知识和提高自己。开放实验室，学生做实验在时间和内容方面不再受限制，可以由学生自己选择，测试频率和测试周期节律的调控提高利用实验室资源。

二、开放式实验室队伍建设

1.实验队伍建设

该实验室的水平，不仅要看看先进的实验设备和良好的环境条件，更重要的是看是否有一个思想先进，业务水平高，具有创新能力的实验教学队伍的优良作风。[3，4]

（1）加强队伍的素质教育，重视对实验教学人员的业务培训。在一定的理论基础，以雄厚的技术，奉献，敬业，创业精神，求实的精神，建立了实验队伍，实验室建设与管理是关键。[2]随着时代的发展，学科之间的交叉学科，高校实验室技术人员发展的相互渗透，越来越高的知识层次的需求，对实验室人员的整体情况，以便能够统筹规划和有序运行的实验室。因此，为了提高实验室的整体水平，学校应建立工作人员业务培训制度，不断提高实验室技术人员和管理水平，更新知识的专业素质，提高质量，使他们的理论水平和实验方法不断提升。

（2）加强实验教师队伍的稳定，促进实验教学队伍结构的合理化。高校实验室应给予最优先的教师队伍。一个结构合理，优秀的运营测试团队，实验教学和科学实验的有序，提高了实验教学保障的基本水平。高校教学型的测试团队，应该注意的年龄结构和合理的职称，使技术职称和知识结构的合理化，团队年轻，并给高级工作人员充分发挥青年实验者主导作用，逐步完成了新的取代旧的实验室技术人员，以提高实验队伍业务水平。[4]充分吸引理论和研究培训和教学经验的高品位，高学历，高品质，高素质的人才充实到实验队伍作为实验室的学术带头人，以促进学术标准，提高教学水平。

2.引入新的激励和竞争机制

为了调动教师和实验技术人员充分发挥积极性和创造性，建立适当的政策和措施，以激励教师和实验室技术人员，自觉地为实现实验室工作的各项目做出贡献智慧，高效，有序运作的主动性，充分发挥他们的积极性。这些创新的体制和机制都必须围绕实验室工作人员和教师，调动积极性，主动性和创新性，积极参与，有利于教师和实验室人员的培训，为全民终身教育，不断更新知识，借鉴现代新知识，新管理，帮助促进了实验室人员的智慧发挥。

3.结合专业特点建立实习基地

专业教学实践是高等教育的重要组成部分。在实习基地开展课外开放实验，创新实践教学的实验研究本科学位的学生提供了课堂的主会场，帮助学生巩固和验证理论知识，提高学生运用他们的知识解决实际问题的能力一个不可替代的作用。不仅提高了学生的生产实践，而且要帮助学生研究自己的实践课外活动，有助于培养学生的研究思路。

三、开放式实验的指导问题

1.建立交流平台，提高教师的素质和水平

开放式实验室对指导教师提出更高的要求，不仅要求他们有扎实的理论功底、娴熟的动手能力和丰富的实践经验，而且要求他们有超前的科学实验意识和世界一流的敏锐眼光。实验指导教师实行相互交流互访制度，国外著名大学教师来国内学校对实验室指导和建设，从实验使用、管理和实验设计等多方面进行交流，使实验室吸收国外先进科学思想。另外给国内实验指导教师提供进修和培训的机会，让他们去国外大学实验室进行访问学者，才能提高他们的业务能力和综合素质，才能保证实验室教师吸收新鲜思想，保持世界一流实验指导意识，进而为学生能力的培养创造更好的条件。在实验室开放教学中，实验性质由验证性向设计性、综合性过渡，使学生处于教学的中心地位，这样有利于调动学生的学习积极性，激发学生解决问题的兴趣，培养学生分析和解决问题的能力。目前的实验教学中，无论是实验项目的数量，还是实验项目的难度都远远超过以往，为了保证实验室开放的效果和质量，各实验室需选拔出责任心强、知识面宽、实验技能水平高的教师和实验技术人员参加实验室开放工作。

2.尽快培养或引进一批承担实验室开放的师资队伍

承担实验室开放教学的教师在准备、辅导开放式实验的过程中，常常会碰到比以往更多的知识难点，因此对教师的要求将会更高。首先实验室主任要由高学历、有较强实际工作经验的人来担任，只有高水平的实验室主任才能对实验室的建设发展做出良好的规划，并对实验室行使有效的管理；对实验指导老师从思想和业务两个方面加强培训，要求全体任课教师熟练掌握基本的多媒体教学与实验演示的手段；其次要引进一批了解新技术、新知识国外大学的师资队伍，探索实验新方法，提高实验室开放的质量和效率，对新进教师全部引入实验室工作，熟悉相关课程的实验程序。最后探索对高校实验教师实行合理走读形式，有利于充分利用高校实验教师资源以及资源均衡发展，促进实验教师资源薄弱学校实验发展和提高，另外走读还有利于提高实验教师积极性，防止实验教师资源浪费。

四、开放式实验室资源共享

为了实现实验室资源的合理配置，对未来高校实验室建设和管理的指导思想应当是开放和共享教学资源。高校实验室资源包括人力资源，设备资源，硬件和软件，三个重要方面的管理。实验室人力资源发展是原动力，设备和硬件资源是实验室发展的基础，实验室软件管理是有序高效运行的保障。这项工作不仅有利于教师进行科学研究，提高研究水平，而且提高仪器的利用率，也有利于学生创新能力。另一方面，扩大开放，开放给学生和教师，提高设备利用率，避免重复，提高现有设备的利用率。因此，做好人力资源，设备和实验室资源，是实验室建设的基础工作中的合理分配。[4]

五、结束语

在这个重要的教学实验室、科研平台建设中，人力资源、设备和资源的合理配置以及实验室管理的三个和谐管理是重要方面。实验教学是培养创新人才的重要保障，开放式实验室是一个重要手段，可以充分调动学生积极性，培养学生的实践能力和创新精神。努力促进实验教学的开放形式，提高资源利用效率，促进实验教学质量。

参考文献：

[1]籍长志.基于高校实验室建设发展趋势的几点改革建议[J].现代企业文化,2009,(11):183-184.[2]杜亚琳,马鸿艳.高校研究型实验室管理初探[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2010,(4):47-48.[3]徐小明,张湘伟,丁政,等.开放型实验教学管理模式与系统实现[J].实验室研究与探索,2007,26(8):80-82,112.[4]杨洲,李静.开放式实验教学对培养学生创新能力的研究[J].高校实验室工作研究,2009,(3):32-34.[5]王其军,吕栋梁,辜音奎,等.实验室开放对学生创新能力培养的研究[J].实验科学与技术,2009,(6):88-89.

第二篇：开放式实验室管理探索论文

【摘 要】传统实验室资源管理和开放管理都不完善，信息化程度低，已无法满足实验室发展和培养具有综合素质学生的需要，本文针对目前实验室管理中存在的问题，结合建设开放式实验室的理念，对基于网络的开放式实验室管理进行了探索研究。

【关键词】开放式实验室 实验室管理 网络

随着社会对学生创新能力的要求的提高，以及高校实验教学的发展，逐步出现了开放式实验

教学的概念。开放式实验体现了高等教育以学生为中心的教学理念，着重培养学生的实践动手能力、综合分析和解决问题的能力、创新能力。本文以创建开放式实验为理念，结合经管类专业实验环境，对经管类开放式实验室的管理方法进行了探索研究。

一、经管类实验室现状

信息技术引入高校实验室建设后，许多高校的经管学院创建了多种类型的经管类应用实验室。我院从九十年代初开始建设经管实验室，最初下设两个专业实验室，分别是管理信息系统实验室和会计电算化实验室。2004年获国家财政部专项资金的资助，建设了经济运行与管理综合实验室，下设经管类专业基础实验室、金融模拟交易实验室、ERP沙盘演练室以及中心机房。目前实验室已对本科生开出27门实验课程，这些课程都需要在电脑上借助各种软件来完成，说明了经管类实验是以计算机模拟为主要特征。

新建实验室经过一段时间的运转后逐渐暴露出以下问题：（1）实验课开课时间集中，任课教师对原定实验课表改动频繁，增加了管理难度；（2）实验主要以课内实验为主，这造成了在实验资源使用方面呈现出课内时间资源较为不足，课外时间资源使用率较低的现象，尤其是部分功能较为强大、适用于综合性和设计性实验的软件资源表现突出，例如ERP等软件；（3）缺乏有效的考核与激励机制，造成教师缺乏对所授实验课程的实验项目进行研究改进，指导学生课外实验的积极性；造成学生缺乏在课外时间利用实验室资源进行自主实验的积极性。

上述问题主要由以下原因造成：第一，对加强经管类专业实验建设的迫切性认识不足；第二，经管类课程本身具有一定的特殊性，实验的创新改革比较困难；第三，实验建设投入不足；第四，缺乏科学的实验室管理方法。

二、具体方案

我院目前在实验室管理方面的信息化程度较低，虽然采用了一些实验资源管理系统，但是系统的用户仅面向实验室管理人员，实验课任课教师对资源的任何需求变动都需要通过实验室管理人员才能反应到管理系统中。实验资源安排信息流通不畅与课外时间教师与学生的交流不畅，这两方面严重阻碍着开放式实验教学的有效实施。为了解决这两方面的问题，我院在实验教学中心建设程中，以建设开放式实验室为理念，借助网络技术，具体设计并实施了以下方案。

1．实验室网络建设

网络平台是建设开放式实验的基础条件。我院实验教学中心在新近建设的实验室中，根据不同的功能，设置了不同的实验室和一个中心机房。在网络建设方面，我们设计并建成了实验室内部局域网（如图1）。整个网络采用了具有良好性能的三层交换机作为网络核心设备，一方面实现与校园网的互联互通，另一方面依据不同的实验室，划分不同的VLAN。每个实验室采用多台二层交换机汇聚工作站及相关网络设备，二层交换机与三层交换机直连。所有的网络交换机和应用服务器统一放置在中心机房，中心机房配有UPS不间断电源，实现无人值守，全天运行。

这样的网络结构设置对于实验室运行具有以下优点：（1）减少了对校园网的依赖性，若校园网因意外中断时，不会影响到本实验室的正常教学活动；（2）在部分实验课或上机考试不需要访问实验室外部资源的情况下，可以中断某一个实验室或整个实验教学中心网络与校园网的连接，避免学生玩网络游戏或在线聊天，保证教学质量或良好的考试环境；(3）教师和学生可以在任意时间、在校园网内的任一电脑上运行实验室所提供的网络实验软件进行自主实验。2.实验室管理平台设计

实验室管理平台在具备上述功能后，可以有效的支持开放式实验室管理，主要体现在以下几个方面：

（1）课程管理中的课程申请同时支持教师在线申请计划内或计划外实验项目和允许学生申请个人设计的实验项目；（2）设备管理功能实现对设备使用的管理，将其与课程管理功能结合起来可以实现在申请实验项目的同时实现对相关实验设备的申请，简化实验安排的难度，学生可以在网上查询实验室的安排，自行预约课外实验；（3）课程管理中的作业管理支持学生在线提交课内外实验报告；（4）通过聊天功能和论坛功能，加强教师与学生之间的有效交流。

从上述几个方面可以看出，对于只能要在实验室完成的项目，课内的由教师统一预约，课外的由学生通过网络自行预约。对基于网络软件的实验，学生可以在校内任何时间进行，可将得到的结果在线提交给指导教师。通过日志功能可以将教师及学生的相关操作进行记录，便于日后核查统计。

3．增强激励机制

有效地促进教师与学生充分的利用实验资源进行相关实验教学活动，仅有便捷的网络平台是不够的，还应当制定一系列的激励机制来加以保障。

首先，要规范实验课程绩效的评估，当前的实验课主要属于课堂教学的一个部分，没有单独的实验课成绩，教师和学生对实验缺乏足够的重视，所以需要规范实验绩效评估，在机制上增强激励机制，提高教师和学生对实验课程的重视。

其次，要制定有效的奖励及资助办法，在改善实验室实验环境、实验条件同时，应留出一部分资金用于对教师和学生进行创新实验的资助，例如对教师完成实验项目的改进或新实验项目的设计进行奖励，对教师在课外时间指导学生实验进行补助，对学生的自主创新实验进行资助等。

在实验环境和实验条件得到改善的同时，传统的实验管理方法和手段已经难以解决不断出现的新问题，所以有必要从建设开放式实验的理念出发，对实验室资源管理及开放管理加以研究并付诸实施。针对这一问题，我们提出了基于网络的开放式实验室管理，从实验室网络，管理平台及激励机制三个方面的建设入手建设开放式实验室。

三、总结

文章以建设开放式实验室的理念出发，对实验室资源管理及开放管理加以探索研究。根据我院实验教学中心的实际情况，从实验室网络建设，管理平台设计和激励机制设计三个方面入手，完善实验室管理，从而给教师和学生提供一个进行教学科研和锻炼创新能力的平台。

参考文献：

[1]秦晓静.开放实验教学培养创新人才[J].实验技术与管理,2005,(7).[2]徐建平,章学拯.经管类专业实验室建设若干问题研究[J].实验室研究与探索,2007,(1).

第三篇：静电实验教学探索论文

论文关键词：静电静电实验静电产生

论文摘要：静电实验是物理实验的重要组成部分。叙述了静电产生的原因和特点，分析影响实验成功的各种因素，讨论了在实践中抓住主要矛盾是确保实验教学成功的关键。

静电实验是物理实验的重要组成部分，而且属于较难在课堂上驾御的物理演示实验，原因是影响静电实验成败因素颇多。因此，就要求教师既要从理论上掌握静电产生的原因和特点，又要在实践中研究静电实验的规律，分析影响实验的各种因素，抓住主要矛盾，有针对性地解决问题。方能在一个具体实验环境条件下，把握试验关键，确保静电实验成功。

一、静电研究的历史

古代人们对自然界中的各种电现象，不了解他们内在的联系，认为它们是各不相干的。有些现象实在无法解释，只能求助于神的力量。16世纪英国御医吉尔伯特是第一个比较系统地研究了静电现象的人，吉尔伯特的工作停留在定性的阶段，进展不快。1752年，美国社会活动家富兰克林用风筝将雷电引下来，把“天电”收集到莱顿瓶中，从而弄明白“天电”和“地电”原来是一回事。18世纪后期，贝内特发明验电器，这种仪器一直沿用到现在。它可以近似地测量一个物体上所带的电量。另外，库仑发明了扭秤，用它来测量静电力，推导出了库仑定律。科学家使用了验电器和扭秤以后，静电现象的研究工作就从定性走到了定量的道路。经过长期对自然现象的观察和研究，人们对静电现象有了一定程度的认识。但是对电的本质问题，一直到研究物质结构后，才算比较清楚。

二、静电中的电荷本质

电荷本身不是物质，但电荷与物质不可分离，自然界不存在脱离物质而单独存在的电荷，电荷是物质的固有属性之一，它有正电荷与负电荷两种，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。导体上所带的电荷是可以自由移动的自由电荷，以传导方式实现电荷的转移；而绝缘体带电情况与导体带电情况大不相同，绝缘体所带的电荷是以束缚电荷的形式出现，不能以传导方式转移，而是以放电形式实现转移。所以，带电的绝缘体与导体接触后，导体上所得到的电荷是通过放电形式转移而来的，即金属中的电子在强电场作用下，从金属表面逸出，导体表面电荷集中部分最易发生这种现象。我们通过接触可以实现绝缘体与带电体上电荷的转移，但其本质上不是传导而是放电，这个问题的正确理解，有助于我们理论上正确分析静电产生的原因。通常物体由原子组成，原子中有带正点的原子核和带负电的电子，由于正、负电荷相等，一般物体呈中性而不带电。但当物体经过摩擦、加热、感应、照射等变化，往往使物体获得或失去一些电荷（电子），呈现带静电状态。由此可见，静电产生是具有多样性和复杂性。

三、实验中静电的产生

1.摩擦带电是课堂教学中最常用的起电方法。两种不同物质互相接触时，由于两种物质原子核外电子分布的不同，两者之间就存在着一个电位差，叫接触电位差。因电位差存在，常常有电子从一个物体转移到另一物体，从而使前者带正电，后者带负电。两物体相互摩擦，摩擦的作用使两物体接触的点增多，接触更紧密，从而增加电子转移的机会，加之摩擦温度升高，加速了电子转移。但是，从物理本质上来讲，摩擦带电是一种接触带电，相互接触紧密时的接触电位差是主要矛盾，相互摩擦的两种材料之间挤压的越紧，越容易实现电子在两种材料的转移而使之带电，而只有快速．反复而不紧压的摩擦是不易生电的，有经验的教师是用紧压的摩擦来成功使物体带电的。实验中有时用丝绸摩擦两根玻璃棒，却得到两玻璃棒带电性质相反的反常现象。研究后认为，用丝绸摩擦第一根玻璃棒，因玻璃棒失掉电子而带正电，丝绸得到电子带负电，在空气特别干燥时，丝绸上的电子不易漏失。当与第二根玻璃棒一起摩擦时，由于摩擦次数较少或较轻，不仅没有使玻璃棒失掉电子，反而把丝绸上的多余电子转移到玻璃棒上，使第二根玻璃棒带负电，发生两棒相吸现象，为防止反常现象发生，第二次丝绸与玻璃棒摩擦起电前，应用手充分与丝绸接触，使丝绸原先所带负电荷放净后，再于玻璃棒摩擦。

2.感应带电也是静电实验中较常用的方法。静电感应是静电场中的导体内，自由电荷受到场力作用移动，电荷重新分布，最后达到静电平衡，从而使导体不同部位出现正、负电荷的现象。感应带电是在静电感应的条件下，使导体的一端接地后，去掉静电场，则导体另一端的电荷重新分布在导体表面，用这种方法使导体带电的优点是：导体容易带电且带电量也易控制，需注意导体是处于与地绝缘状态。

3.实验中注意静电的特征

静电具有高电压特征。例如，人在地毯行走或从椅子上起立时，人体静电电压可高达一万多伏，静电的电量小、电容小。为什么电压高呢？原来两导体之间的电容、电压与其上电量之间保持U=Q/C的关系，而C=εS/d．如果介电常数ε,极板面积S保持不变，则电容与极板间距离成反比。举例说明：如两物体紧密接触时，其间距离为25×10-8厘米，其接触电位差很小，当两物体迅速离开至0.1厘米时，由于距离增大为原来的40万倍，电容则减小为原来的40万分之。如果分离前后物体上电量保持不变，电压将升为原来的40万倍。即使接触电位差只有0.01伏，分离至0.1厘米时电压可达4千伏。因此，数万伏静电压就不足为奇了。由此分析，不难看出，静电的高压特征主要来自电容，而不是来自电量。故其电量小，但电压高。

静电在高电压的特征下，对绝缘体材料性能的要求相应也很高。有些教师在流电实验范围形成的绝缘体概念，在静电范围许多材料却是亚导体，电荷易漏失，导致实验失败。因此静电实验要求使用高电阻率的绝缘材料。一般电阻率为107欧姆米以下的物体，在静电范围都属静电导体，而电阻率为107獈1014欧姆米的物体只能算亚导体。静电绝缘体，一般指电阻率为1014欧姆米以上的物体。因此，静电实验中，要选好用的静电绝缘体。如：有机玻璃，各种塑料，硬泡沫塑料，石蜡等等，而不能用亚导体：棉线，纸张，木材，橡胶，胶木，玻璃等做绝缘体，认识这一点是查找静电实验失败原因的关键。

在静电实验中，影响实验成功的因素：一是空气湿度，二是仪器的绝缘性能，绝缘材料表面受潮，不清洁导致其绝缘性能下降致使实效差或根本做不出来。解决的方法是，在潮湿的天气条件下，在实验前和实验过程中，最好用钨灯烘烤。经过研究发现，空气湿度对静电的影响处于次要地位，而仪器的绝缘性能处于主要地位。为解决这个主要矛盾，需要改善仪器绝缘性能，一是用清洁剂将仪器洗净，清除杂质，增加绝缘性。二是改善仪器中关键的绝缘元件的绝缘性。仪器的清洁是静电实验成功的重要因素。

总之，每个教师要确保课堂教学成功，就必须对教学内容有更深层次的理解。即“知其然，更知其所以然。”静电实验教学的成功，要求教师既要从理论上掌握静电产生的原因和特点，又要在实践中研究静电实验的规律，要在理论和实践中不断提高自己，才能确保静电实验教学的成功。

参考文献：

[1]陈啡暇.材料物理性能[M].北京：机械工业出版社，2006.[2]马文蔚.物理学[M].北京：高等教育出版社，1978.[3]张瑞琨.教学全书物理卷[M].上海：上海教育出版社，1996.

第四篇：论高职开放式实验教学

摘要：实行开放式实验教学是改革传统的验证性实验教学的有效途径，其目的在于让学生在掌握有关知识和技能的同时，获得较高的创新意识和创新能力。实行开放式实验教学必须遵循质量第一、资源优化和开放式管理原则，处理好主导与主体、继承与创新、开放与约束的关系，充分调动一切积极因素，快速启动，分步推进，优质高效地完成实验教学任务。关键词：高等职业教育；实验教学；开放式；原则；策略中图分类号：G718.5；G424.31文献标识码：A文章编号：1008-3219（20xx）07-0043-03知识经济时代的到来，对高职实验教学将产生深远影响和提出新的要求、因此，这种教学应大力改革，推陈出新，用开放式实验培养和造就新时代的高职人才。

一、高职开放式实验与传统实验的区别1．教学主体不同在传统实验教学中，实验教师是传授知识和技能的主体，而学生则被动地接受知识和技能。这种教学多采用注入式，其实验课题的选择，实验步骤的制定和仪器设备的组织准备等概由实验教师进行。实验时学生只需按规定的步骤机械地操作即可。开放式实验教学则把学生推到实验的主体位置。在实验教学过程中，由学生亲自选定实验课题，选择仪器设备，制定实验步骤，处理和分析实验结果、实验数据。实验教师只在提供实验资料、解答实验问题等方面为学生提供服务。2．教材不同传统实验教材因受传统观念制约和出版周期的限制，其内容往往滞后于新知识和新技术的产生。同时，这些教材把实验原理、步骤，甚至某些实验现象都写得一清二楚，使学生失去了想象和思维的空间。高职开放式实验教材则不同，其内容大多是现代的新知识和新技术，并具有编写简明扼要的特点。这种教材只向学生提出实验任务和要求，而对实验原理、步骤等都不作交待，让学生在实验教学过程中有较大的思维空间和活动空间。3．教学内容不同传统实验教材的滞后性导致实验教学内容也出现滞后现象。同时，传统实验教学内容还具有理论验证性和内容单一性的特征。高职开放式实验教学内容综合现代高信息技术和其他高新技术，不但与现代企业应用的科学技术同步，还保持适当的超前性。同时，高职开放式实验教学内容综合性较强。它既综合单学科的知识和技术，又融进相关学科内容，并具有较强的实践性。4．教学方法不同传统实验教学具有一定的模仿性。实验前，实验教师一般要进行详细讲解，甚至操作示范。实验中，学生不需主动思维和创新，只需按实验教材“依样画葫芦”。高职开放式实验教学力戒刻板，它给学生提供较大的创新思维的自由空间。在这种实验教学过程中，学生自选实验课，自己选择和组合仪器设备，自己确定实验方法和步骤。总之，作为实验教学主体的学生，可以充分运用自己所掌握的知识和技能，淋漓尽致地发挥自己的聪明才智。5．教学目的不同高职教育不像普通高等教育那样培养设计型和研究型人才，它所培养的是高新技术应用型人才。对这种人才的要求是：不仅必须具有应用现代信息技术和其他高新技术的能力，而且还必须具有进行技术与设备更新改造所需要的创新意识和创新能力。因此，高职开放式实验教学的目的是让学生在掌握有关知识和技能的同时，获得较高的创新意识和创新能力，为他们将来投身知识经济建设打下坚实的基础。

二、高职开放式实验教学的原则1．质量第一原则高职实行开放式实验的根本目的是提高实验教学质量。因此，高职院校实行开放式实验应坚持质量第一的原则。要坚持这个原则，就要把质量意识和质量控制措施自始至终地贯穿于整个实验教学过程，使实验教学虽实行开放式，但不会出现放任自流现象。与此同时，要制定实验教学质量考核标准，建立实验教学质量监控系统，严格进行实验教学的质量监控。2．资源优化原则由于高职教育起步较晚，实验教学资源匮乏，因此必须十分重视高职实验教学资源有效利用和优化配置。在高职院校实行开放式实验时，必须坚持实验教学资源优化原则，将实验教学的智力资源、人力资源、物力资源和财力资源进行最大限度的开放和利用，并努力使它们产生共振效应。3．开放式管理原则高职开放式实验教学摆脱了传统封闭式实验教学时空观念的束缚，坚持时空开放原则。高职开放式实验教学虽作出具体的实验日程安排，但这种安排不僵化，有一定的弹性。让学生既可在实验课内完成实验任务，也可在实验课外利用实验室开放时间完成实验任务，还可在高职院校所安排的实验自习课内完成实验任务。为此，高职的实验室必须实行开放式管理，让这些实验室在课余时间，尤其是双休日对学生开放。

第五篇：高职数学实验教学探索教育论文

【摘要】数学实验的目的是以实验为载体，展示数学的探索发现过程，使学生亲历这个过程，从中发现数学、体验数学、理解数学、运用数学。开设数学实验是数学科学发展的需要，是高职院校培养目标的需要，是数学教学改革的需要。它有助于提高学生的创新能力和实践能力的培养。

【关键词】数学实验；数学课程；数学软件

1“数学实验”的背景

多少年来人们心目中的数学就是它的抽象与难懂，以及它的严密的推理和证明，是属于纯理论的范畴。数学活动只是高度的抽象思维活动，使人望而生畏。20世纪下半叶以来，随着社会的发展，科学技术的更新，数学发生了重大变化，它已经不仅仅是一种纯理论训练思维的载体，或其它学科进行表达的工具，而是从一种基础理论转变为可以直接产生经济效益的技术，加之与计算机技术的完美融合，计算机的使用数学只用纸和笔进行研究的传统方式，改变了数学的性质，数学正在成为一门“实验科学”。

“数学实验”是近几年来才开设的一门新兴课程，泛指学生在教师指导下应用现代计算机技术和数学应用软件（如Mathematica、Mathcad、Matlab等）学习数学，进行数学模型的求解。通过“引例→知识→软件→范例→实验（实践）”的教学过程，以实际问题为载体，将数学建模、数学知识、数学软件和计算机应用有机地结合起来。它特别强调学生的主体地位，在教师的引导下，学习查阅文献资料、用学到的数学知识和计算机技术，借助适当的数学软件，分析、解决一些经过简化的实际问题，并撰写实验报告或论文，经受全方位的锻炼。这项新事物是对数学教学体系、内容和方法改革的又一尝试。

20世纪70年代末，我国数学家吴文俊从中国传统的数学机械化思想出发，创立了几何定理机器（计算机）证明的“吴方法”，实现了利用计算机进行推理证明的突破，获得了国内外学术界的高度称赞与广泛重视，他因此获我国首届重大科技成果奖。1989年美国的MountHolykeCollege数学系于在本科的教学计划中，增加了一门大学二年级水平的导引性课程──数学实验室。施普林格出版社出版了该大学编写的《数学实验室》一书。1995年，国家教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革”计划中，课题组提出在大学开设“数学实验”课程。从这以后，一些知名大学率先开设了“数学实验”，如北京大学、上海交通大学等。2000年8月教育部高教司全国高等学校教学研究中心编的《高等数学改革研究报告（非数学类专业）》正式出版，书中明确阐述了数学实验课在数学教学体系中应有的地位、作用及建议，讲授的内容和方法。在这样的背景下，国内的一些传统的教科书如高等数学、微积分等都引入了许多数学实验的内容。这时，不但本科院校在积极创造条件开设数学实验课，高职院校也不落后，纷纷将这项改革付诸实践。

高职教育人才培养目标要求教学必须突出实用性，强调学生的动手能力。要求教学过程与社会实践过程的高度符合与统一。“数学实验”课程恰能很好地体现这高职教育的特点。将数学应用到自然科学和社会科学的各个领域。经济学、金融学、社会学等都涉及到许多数学问题。“数学实验”就是用数学解决这些问题必不可少的工具。

于是在2005年底，学院也成立了“数学实验课程建设初探”课题组，开始了“数学实验”课程的实践与建设。

2“数学实验”的过程

2.1课程的目的与组织模式

“数学实验”课程的目的就是以实验为载体，展示数学的探索发现过程，使学生亲历这个过程，从中发现数学、体验数学、理解数学、运用数学，既获得数学知识，又养成探索能力、非逻辑思维能力。课程的教学目的从两个方面来体现。首先是加强“用数学”的教育，一方面指导学生学习较实用的数学软件包Mathematica及Mathcad、Matlab等数学软件，从而对高数、线代、概率统计等教材中涉及的导数运算、积分计算、图像及数据处理、级数解法、矩阵运算及回归分析等内容在微机上得以求解和处理；更主要的是培养学生利用数学理论在计算机上实现对有生产、生活实际背景问题的解决。使学生动手、动眼、动脑、，更有效、更主动地提高“用数学”的能力。由于课程要突出体现数学的实用性及计算机在解决问题中的重要作用。因此我们的每一节课都在建立描述问题的数学模型，应用所学的数学知识去解决问题。其次是将数学教学与现代教育技术结合起来，充分利用计算机技术、网络技术，以及成功的数学软件，培养学生进行数值计算和数据处理的能力。这正是新的数字时代对应用性人才所提出的要求。

由于“数学实验”课程需要一定的数学基础知识作依托，因此基本上定位于大

二、大三的学生。故面向04、05级学生开设“数学实验”选修课，每周四课时，大多数都在计算机房上课，便于上机实验。讲课与实验的学时比一般为1：2。

教材采用高职高专《应用高等数学》教材中的数学实验部分内容，及教研室老师根据建筑行业的实际编写的《数学实验讲义》。

实践证明：一直以来由于内容多、负担重、理论性强、苦燥乏味，且学生的数学基础参差不齐，学习积极性不高，困扰着高职数学教学的现象，通过“数学实验”，有了一定改变。现在的“数学实验”由学生自己动手，用他们熟悉的、喜欢“玩”的计算机去做数学，并用数学解决几个经过简化的实际问题。让学生亲身感受到了用所学的数学知识解决实际问题的快感，大大激发了他们的学习积极性。“数学实验”不仅给了学生一种全新的感觉，加深了对所学知识的理解，提高了学习能力，也为今后在工作岗位上运用数学解决实际问题打下了一定的基础。

2.2课程的内容与实施方法

“数学实验”的内容大多选自高等数学、线性代数、概率统计等数学课程。将实际问题经浅化、简化、线性化处理之后，最终归结为较为简单的形式，其内容的深度和广度上通常介于常规数学课程与数学建模之间，是数学应用教学的过度性内容。通过数学实验，可以使学生对运用数学知识解决实际问题的过程有一个初步的了解。“数学实验”课特别强调学生的动手能力，使学生以更直观、更真切的方式感受课堂上听起来枯燥的数学理论与数学原理，对实验内容有更好的理解和掌握，这种新视觉、新感受会极大地激发学生学数学的兴趣与热情。所以我们“数学实验”课程的主要内容归纳起来大致可分为三个部分。

一是基础理论，结合已经学过的高等数学知识，再适当补充介绍一些最常用的解决实际问题的数学方法。如微分方程、数值计算、优化方法、数理统计、图论与组合等，只讲这些内容中的基本原理和算法，不讲证明，也不做纸上作业。二是基础实验，选择Mathematica、Matlab作为数学软件平台，熟悉其符号、指令，围绕高等数学的基本内容，让学生充分利用计算机及软件的数值功能和图形功能展示基本概念与结论，初步体验数学软件的强大实用性，如解方程、求极限、求导、求积分、求解微分方程等等。三是综合实验，结合学生自身专业进行专业课的数学实验。以专业实际为背景，纵向引入问题、引出方法，并落实于问题的解决，（如象建筑结构的可靠度的分析与计算，不规则图形的面积计算，土方的计算等）。让学生利用已掌握的实验知识，独立利用计算机去编程、去计算并注重解决问题的多样性。这方面的训练将极大地提高数学知识应用于专业知识的能力。让学生体验从实际问题——数学模型——解决问题——实验报告的数学实验全过程。这种实验对培养学生的创新思维，提高专业技能具有直接的意义。

“数学实验”的期末考试与通常的高等数学考试有也完全不同，全部采用无纸化形式，在计算机房进行，时间两个小时，在电脑上完成并提交。考试内容由两部分组成，一是基础题以检验学生运用数学软件，通过计算机进行高等数学的计算；二是应用题以检验学生运用数学知识解决实际问题的能力。

3开设“数学实验”的收获与体会

3.1有助于激发学生的学习兴趣

“数学实验”从问题出发，抛开抽象的数学定义、定理的推导证明，不追求内容的系统性、完整性，而讲究处理问题的过程与总结出的规律，只需将复杂的公式和方程变为有限的操作程序，即可得到各种需要的数值结果，而这些结果的取得也许用传统的计算方法需要花费十倍甚至几十倍的时间才能解决。对于数学基础较薄弱，怕数学，又不太愿学数学等情况较严重的高职学生来讲，在通过电脑成功地求解了数学问题的时候，使他们享受到了久违了的成功喜悦。为自己也能进入数学的微妙世界，感到新奇与兴奋，一扫以前矮人一头的自卑感，然后以更大的热情投入到新的数学知识的学习中去。让学生在感叹数学奇妙的同时，提高了学习兴趣，促进了对数学的深刻理解。并在实际问题的解决中对社会责任增加一份凝重和对自身的能力平添一份信心。

“数学实验”面向问题的学习方法激发了学生的自信心和求知欲，学生不仅会重新拾起以前学过的知识，而且还自发地找有关书籍，去学习以前课中没有学到的以及其它学科的专业知识，然后去尝试完成新的实验，去经受成功的磨练，从而促进数学与其它专业课程之间的交叉互融，开阔了学生的眼界，达到爱学习，主动学习的目的。

3.2有利于培养学生的创新能力

学生在“数学实验”课程中的学习由过去被动接受转为主动参与，由以前做书本中的习题变化为做自己设计的问题。让学生真正从一个旁观者和听众变成一个主导者，有利于学生学习积极性的发挥及独立思考问题和解决问题能力的锻炼。由于实验任务具有多样性，因此学生可以选择任务的一部分，或者全部来完成，学生还可以改变实验的任务，提出设想，提出条件，在新的设想和条件下完成任务。因此有利于学生创新意识和创造能力的培养。

3.3是高职院校数学教学改革的需要

中央职业教育工作会议及《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》中明确指示：“高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分，培养拥护党的基本路线，适应生产、经营、管理、服务第一线需要的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才；学生应在具备必要的基础理论知识和专业知识的基础上，重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能，具有良好的职业道德和敬业精神。”

高等职业教育不同于普通高等教育，其区别主要体现在培养目标和培养模式上。高等职业教育是为基层和生产第一线培养技能型、实用型的人才。在人才培养上，坚持以“能力为中心”的培养模式，强调职业性与适应性。重点强化学生的动手能力，突出实践。“数学实验”能促进数学教学改变原有的从概念定理出发进行理论教学的模式，转向加强数学知识的应用能力的培养。提高学生自觉地应用数学知识解决实际问题的能力，能够有效地促进学生基本技能和专业技术水平的提高。

毋庸置疑，开设数学实验是高职院校数学教学改革的需要，是适应高职院校培养目标的需要。