开放式研究性实验教学的实践探索论文[本站推荐]

第一篇：开放式研究性实验教学的实践探索论文[本站推荐]

一、开放式、研究性实验教学意义

教育部早在2001年4号文件中明确指出，实践教学对于提高学生的综合素质，培养学生创新精神与实践能力具有特殊作用。但是现有的实验教学存在学生学习不主动的问题，不利于学生实验组织能力的培养，对于分析和解决问题的能力训练不足，实验操作技能没有得到很好的训练。基于能力培养过程的复杂性、培养模式及教学方式的多样性、人才的个性化和发展目标的多元化等因素，上海大学机电自动化学院通过前期的准备与探索，利用现有自制的开放性实验设备资源，在实验项目、实验设备和实验时间上，为学有余力、对实验及实践活动有浓厚兴趣的学生提供了开放性的实践与尝试。开放式实验教学模式的内涵特征就是实验教学的开放性，即实验教学的目标是开放的、实验教学的主体是开放的、实验教学的方式是开放的、实验教学的内容是开放的、实验教学的资源是开放的。让学生早进实验室，早进入机械电子学科的研究领域，突出实验现场的真实性、生动性、丰富性，营造有利于学生自由发展的环境和平台，激发学生对机械电子学科的实践兴趣和学习主动性，引导学生主动参与实验的设计与研究，让学生把所学的知识自觉地应用于实际问题，使学生从实际问题中总结、感悟知识，提高学生主动实践能力与自主创新能力，增加学生的社会适应能力，让学生自由发展，使学生的潜能得到释放，创造力得到充分的挖掘。

二、开放式、研究性实验教学的尝试设想

开放式的实验教学模式。将实验教学空间延伸于实验室以外，将实验教学时间延伸到“8小时”以外，极大地拓展了实验教学的时间和空间。主动参与、自主学习、自由探索，让他们体验实验的快乐，体现了以学生发展为本、教育人性化和学习个性化的教育教学理念。实验室开放是多种途径的，包括相关课程设计、毕业设计以及各种学科竞赛和“大学生创新项目”等活动。实验系统是开放的，可重置和可扩展的，这样的系统可以激发学生的学习兴趣。实验中可以告诉学生，这些系统还能够在这个基础上进行进一步的开发，设计出新的功能，或者这些部分可以重新组合为其他功能。这样的教学可以调动学生的参与积极性，提出自己的想法。学院积极支持实验中心组织学生参加各类学科竞赛，以竞赛为载体和任务驱动，组织学生团队协作攻关，提高学生的实践能力，培养团队协作精神。通过多种层次的竞赛，能充分调动学生学习的主动性和积极性，有利于锻炼学生提出问题、分析问题和解决问题的综合实践能力。本着个性化、自我选择的原则，学生自主设计的研究性、创新性实验项目，通过任课教师向实验室提出实验申请。实验项目的开展是按主题规划实验项目，分层次组织实验教学，实验教学不脱离课程体系，又不局限于课程，既要有利于学生自由设计实验，又要有利于教学的组织与安排，注重设计型、综合型、开放型实验的开发，学生根据需要设计不同的创新实验，可选择单一的模块进行机械或是电气控制方而的单个实验，也可以通过组合来进行机电设备综合实验，使学生熟悉机械、电气控制以及典型机电设备的原理，掌握机电设备的常用设计方法。在实验过程中，自主安排实验时间，每周一至周五的白天、晚上，可自行选择或者重新安排实验的步骤，逐步培养学生在机电方而的设计应用能力。

三、整合教学内容，优化实验内容

通过对目前机电实验设备的调研，结合案例教学实验的目标，对实验室建设中需要的设备进行改进和功能设计，实验室设备要达到:为典型的机电装置;实验系统是可开放的;实验系统是分不同层次和模块的;实验室模块是可以重组的、可扩展的。实验室的实验装置来源于现实的典型机电系统，让学生可以学习到实际中的机电设备的设计原理和制作的过程。同时可以鼓励学生将自己的想法赋予付诸实践，能够通过在实验室的综合学习，自行设计和制作出新的机电设备。不管是从认识上，还是在教学实践环节，实验室都可以给学生进行直观的感知，对于激发学生兴趣、锻炼学生的动手方而都能给予帮助。随着课程体系改革的不断深入，实验教学的课程体系教学内容已经逐步向多层次、模块化课程结构转变。模块化案例教学实验室已开发的创新性实验主要有:典型表而车削成型工艺实验;典型表而铣削成型工艺实验;机械制造中的CAD;计算机辅助制造(CCAM);机电一体化系统的组装与调试创新性实验;数控系统的基本组成;机械传动方案的选择;机电系统中单片机的程序设计;PLC常用执行元件器件以及选择;步进电机的控制;步进电机的运动测量;PLC方案控制设计实验。目前实验室对本科生进行开放，可以作为他们创新性实验的一个场所，在此基础上进一步的开发。因为在这个实验系统中，所有的机械部分、控制部分都是可重组的、可扩展的，并开放给学生的。

四、开放式、研究性实验运行与管理

CDIO教学理念是“做中学”原则和“基于项目的教学和学习”的集中概括和抽象的表达。利用开放性创新实验室平台，吸引、鼓励广大学生踊跃参加延伸于课外的实践创新活动，结合CDIO的工程教学理念，通过创设符合各种主题教学内容要求的情境，要求学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方法，完成主题项目的C(构思),D(设计)、I(实现)和O(运作)，旨在锻炼学生主动学习和主动实践的能力。学生结合竞赛课题，自己在实验课程体系的框架下，构思、设计、实施和运作，最后将已经实现的产品提供给指导教师，指导教师判断是否达到的预期价值。以答辩的形式向教师汇报系统及其完成情况，并以报告的形式对自己技术团队工作上的表现进行叙述，评委教师会评估他们的答辩及报告，对他们的实践能力和创新能力进行评判。实践能力包括字秀能力(文献阅读、项目编制、方案设计)、手秀能力(精通技术方法、设备熟悉、心灵手巧、胆大心细)、口秀能力(镜像思维、头脑风暴、即系演讲、案例分柳。创新能力包括创新意识(批判性、好奇性、信念力、知性力)、创新思维(逆向思维、换位思考、辩证分析、培养悟性)、创新能力(原始创新、集成创新、吸收创新、团队创新)。指导教师不拘泥与程式方法的符合度，看重对方法(路径)的找寻过程，看重结果的创新度，以科学研究和实践创新为主导，组织协作学习(讨论、交流)，教师引导正确的方向，把问题一步一步引向深入，加深学生对知识的理解。

五、强化实验教学平台的管理与规范

实验室进行开放，增加了实验室工作人员的工作时间、实验指导工作量和管理难度，必须安排责任心强的教师进行专人负责管理，同时制定了开放实验室等特殊的管理制度，完善实验室安全制度以及准入制度，加强安全教育，规范实验操作，安全管理责任到人。采用每周一至周五的白天、晚上，周六、周日的白天全开放形式，配齐、配强实验室教师，鼓励教师集体指导、轮换值班负责，鼓励任课教师参与实践教学，确保实验室有教师辅导。实验室开放是对传统实验管理的改革，要求以学生为本来组织实践教学活动，在使用时间和空间上存在较大的不可预见性，同时实验教学时间相对集中;采用对综合性较强的专题实验、课程设计等实现指定时间段的预约开放、教学计划外的学科竞赛、创新项目、科研实践活动可预约实现全而开放，确保教学计划顺利进行的同时，提高实验资源的利用率。

六、结语

实验教学是大学教学的一个重要组成部分，从实验教学发展来看，实验教学从依附理论课的验证性转变为独立、综合性课程的应用性、创新性实践等教学，在转变过程中，根据学院整体发展的要求，拓展视野，借鉴国内外高校先进的实验教学经验，准确定位培养目标，形成学科竞赛、科研创新与教学改革的协同发展。近几年来，本科生通过开放实验平台，参加了四届全国大学生机械产品数字化设计大赛，获2个一等奖，8个二等奖;参加了四届“上图杯”上海大学生先进成图技术大赛，获本科三维建模设计3个一等奖，15个二等奖;参加了第四届、第五届“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，获个人8个二等奖。参加实践活动的学生能力明显提高了，多人次获得上海大学优秀毕业论文和大学生创新项目，在学生中已取得了一定的影响。

第二篇：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.

第三篇：语文课堂开放式教学的实践与探索论文

【关键词】语文课堂 开放式 实践 探索

随着时代的发展,社会的进步,人类社会已进入了新的千年。新时代的学生有许多新的特点,培养适合社会竞争的具有综合素质的人才,是摆在新时代教师面前的历史责任。我作为年轻教师,更应该走在改革、探索的道路上,摸索课堂教学的发展方向。

一、“开放式”的学习内容

我们所教的学生是活生生的人,他们个个有头脑、有思想、有个性。在语文课堂教学中应该以他们为主体,根据他们的需要确定教学内容。老师不再提出问题,学生也不再只等待回答老师提出的问题,而是老师以亲切的口吻或商量的语调试问学生:你们想知道什么;你们对哪些问题感兴趣……从学生最关注的问题出发,引导学生深入研究课文,理解课文。

在问题的研究过程中,支持学生异想天开的想法,激发他们的多元思维,肯定他们的新思路、新见解、新观点,不强求一致性,允许多种答案并存。在教学过程中,教师要有目的的安排一些开放的、没有单一答案的问题,让学生从多方面、多角度思考问题、研究问题。在充分动脑的基础上,结合自己的生活实际和知识经验,发表自己与众不同的观点,达到互相启发,互相学习的目的。

“开放式”的学习内容使学生成为学习的主人,关注了人自身的发展,提高了学生自身的素质。

二、“开放式”的学习形式

老师站讲台,学生一人一位的学习形式整齐而有序,但是限制了学生的自由,影响了学生的主动性,所以在课堂教学中,学生的学习形式也需“开放式”。比如:小组合作学习,全班自由学习等。改变传统的单行单列,把学生座位摆成四人一组、五人一组、六人一组,摆成方形、圆形、花形……,平时根据男女差异分成几个小组,在授课过程中,还可以根据需要让学生自由结组,结成“问题小组”,即研究相同问题的同学一组;结成“伙伴小组”,即研究问题最为默契的同学一组。让学生在小组中与他人合作学习,说说自己的意见、观点,听听其他同学的意见、观点,集他人之长补己之短。老师作为课堂学习中的重要一员,也参与到学生小组中去,与他们一起思考、讨论、交流。学习形式的开放,给学生创造了自由活动的空间,营造了宽松的学习氛围,使学生在快乐中学习,在学习中获得快乐。

“开放式”的学习形式使学生获得了自由,为学生营造了宽松的学习环境,学生在语文课堂上真正的活起来、动起来,让语文课堂充满了青春活力。同时,增强了学生与人合作学习的意识,提高了与人交往的能力,培养了学生良好的性格。

三、“开放式”的学习方法

在教学中,老师运用灵活多变的教学手段,设置多样化的教学情境,采用灵活多样的活动方式,激发学生的求知欲。语文课文大多是精选一些文质兼美的名家名作,语言文字中所蕴涵的美可以让学生通过多种方法感悟理解。运用多种学习方法学习语文,在特定的环境中学习语文,学生自然其乐融融。

“开放式”的语文课堂教学以“以人为本”的原则,对学生实施素质教育,使他们逐渐学会求知、学会审美、学会做人……将“开放式”语文课堂教学研究到底,我想长此下去,我们所培养出的学生将是适应社会需要的高素质的合格人才。

第四篇：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).

第五篇：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.