实验教育范例

摘要:本文以工程教育认证为背景，指出现阶段冶金实验教学存在学生对实验设备不熟悉、实验目的不明确和实验积极性不高等问题，提出从实验设备培训、虚拟仿真应用、导师制应用实验教学和多角度的实验考核方式四方面入手，提高学生的学习兴趣，培养其学习自主性和独立思考能力，进一步来提高学生解决复杂工程问题的能力，促进冶金专业综合性实验改革。

关键词:工程专业认证;冶金实验;虚拟仿真

中国于2016年正式加入《华盛顿协议》，成为第18个正式成员国。《华盛顿协议》是国际上最具权威性和影响力的工程教育互认协议之一，其宗旨是通过多边认可工程教育资格，促进工程学位互认和工程技术人员的国际流动。在工程教育认证的条件下，培养人才方式需从“以知识传授为主、以教师为中心”的传统教学理念向“以学生为中心、以能力输出为导向”的新型教育模式进行转变［1］，以工程教育认证推动实验教学改革。这对实验教学提出了更高的要求，不仅要求培养学生的创新意识、独立思考能力，而且要培养学生解决复杂工程工问题的能力。

1存在的问题

1．1学生对实验设备不熟悉

学生进入实验环节前，存在从来没接触过本实验设备的问题。虽然在进入实验环节前，学生通过学习《冶金实验方法》和预习实验指导书等途径了解了实验过程，但是由于钢铁冶金实验很多属于高温、毒性实验，存在一定的安全隐患，使得教师对于学生直接动手操作有所顾忌，不能让没经过培训的学生直接操作，导致学生主观印象不深与实践能力差，不利于学习能力的培养。

1．2实验目的不明确

生物学是一门实验科学，生物实验教学是生物教学一个不可分割的重要组成部分，它是帮助学生实现由感性认识到理性认识，由具体思维到抽象思维飞跃的一个重要环节。因此，在初中生物实验教学中，加强培养学生的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力是新课程改革的主要特点之一。如何在教学中通过实验发展学生的动手动脑能力，使之为理解、掌握书本内容服务，并且培养科学的态度，提高分析问题、解决问题的能力，应当引起广大生物教师的高度重视。那么，如何在初中生物教学中实施实验教学呢？笔者认为：   一、培养探索科学态度   初中生物实验注重培养学生的探索科学态度，鼓励学生能创造性地学习，要求学生在做实验的同时，一定要做好记录，如果一个实验小组两人，则一人做实验，一人记录，下一次实验互相对调。实验绘图要求学生实事求是照看到的实际画，在实验课中完成。如在解剖鲫鱼时，有的同学发现鱼的心室和动脉球的搏动位置在心房的上方，而在生物教学挂图中，心室位于心房下侧，在心室前端有一白色的动脉球，这就要按实际看到的画。又如用显微镜观察“人的口腔上皮细胞装片”实验，而在实验报告册上则要求，观察人的口腔上皮细胞要用0.01％亚基蓝溶液作为染色剂，如果一时买不到此种试剂，不进行染色，人的口腔上皮细胞透明度大，那么在显微镜下很难看清其细胞膜和细胞核等。为了观察清楚，可提示学生是否也可用稀释的碘酒或墨水作为染色剂观察人的口腔上皮细胞装片，学生试着做了结果很满意。人的口腔上皮细胞被染成黄（红）色，细胞膜、细胞质、细胞核看得很清楚。细胞周围空间呈白色，图像很清晰。再如有些同学，即使不用牙签轻刮口腔上皮，用一滴口水，处理后也可找到口腔上皮细胞，这又是为什么等等。从而培养了学生独立探索和实际操作、制作能力，培养了学生观察思维、动手能力，培养了学生严谨的科学态度。   二、突出学生主体作用   在实验教学中，突出学生的主体地位，应该在老师的指导下，按照认知规律，努力为学生提供宽松的实验环境，为他们创设亲身实践、动手操作、亲身感受与体会、自主合作与探究的学习氛围。使学生自主能动地、创造性地学习和实验，这有赖于老师观念的转变，手段的更新，教师应提供学生实验的舞台，克服实验条件的限制，尽可能地让学生动起来。让学生真正体会到学习的快乐感和科学探究的成功感与自豪感。新课程标准倡导学生的学习方式为“自主、合作与探究”，而学生分组实验正是这种学习方式的一个具体体现，也是落实“双基”的一个重要环节。在学生实验中，学生的观察能力，合作、探究能力，分析问题、解决问题的思维能力，以及动手操作技能都得到了锻炼与提高。在实验中我们可以让学生独立完成，这样既培养了兴趣，又掌握了知识。比如，在实验课上可组织学生观察动植物、制作装片，还可以教学生学做发豆芽、制作标本；请学生组织评比自己的“杰作”，使学生体验成功的喜悦。   三、开展实验探究活动   生物实验探究活动是生物教学不可分割的一个重要组成部分，既能提高学生的学习兴趣，又是生物教学中一种重要的教学手段，它在帮助学生认识生物学概念、现象，培养学生动手能力、创新能力，全面提高学生的科学素质等方面起着其它教学手段都无法替代的作用。探究活动组织的好坏直接影响学生学习生物学的兴趣和能力。同时对学生学习生物学兴趣以及课堂教学效果都有很大影响。首先，探究活动要密切结合课堂教学。实验探究活动是教学的又一重要手段和方法，进行生物探究活动不能脱离开教学实际，要以教学内容为基础适当深化，做到教学与活动齐头并进。其次，生物实验探究活动尽可能的面向全体学生，并做好分层教学。我在实验教学中尽可能多地使那些学习较差的同学参加，因为他们更需要帮助，更需要关心和爱护，于是我将生物探究内容分成两类进行，第一类是普通类，一般较简单，大多数学生都能完成的；第二类是深化类，是有一定难度的内容，部分接受能力较好的学生才能完成的，这样，可以让尽可能多的学生参加生物科技活动，使全体学生都有发展。再次，生物实验探究活动内容要有季节特点，教师可根据季节的不同，安排活动内容，如春夏季多安排一些野外实践内容。如培养和种植植物，采集动植物和制作生物标本，秋冬季多安排些室内的实验，如在实验室教室里能完成的实验，以及动植物标本的鉴定和命名。年初制定可行的具有一定灵活性的活动方案。实施过程中因实际情况而定，不受课本限制将活动内容限定过死，根据情况调整，这样的教学才能适应学生的身心发展。   四、关心爱护教学仪器   在做每个实验前后，要求学生一定要养成洗手的习惯，以免实验时沾污实验仪器和试剂、样品、标本，从而引起实验误差，同时还要求学生不应做与本实验无关的动作，以免损坏实验仪器，甚至发生意外事故。要节约实验材料，如在制作洋葱表皮细胞临时装片时，只要取一张洋葱表皮就够了，不必取大块，另外如擦镜纸、吸水纸、大头针和各种试剂等也要节约使用。严禁将教学器具如镊子、放大镜、剪子等带出实验室。同时为保证实验用品、材料、仪器不丢失，在实验前分发给每个小组一份实验仪器、材料登记表，要求学生在实验前后核实，并填写本节课的实验名称、日期、班级和组别等，最后要签名，以清点核实无误并承担责任。实践证明，在实验中对学生进行爱护关心仪器和经常节约实验材料教育，有助于培养学生爱护公共财产、艰苦奋斗、自力更生的精神，有利于调动学生上好实验课的积极性。   总之，生物教学不仅要重视实验教学，更要重视实验教学的有效性，这不仅是课程改革的要求，也是提高学生科学素养的必须。因此，在教学过程中，必须对生物实验教学进行有效的组织，并在教学实践中不断贯彻落实。只有这样，才能使“三维目标”真正落到实处。

［摘要］教育技术专业目标是培养具有创造、创新能力的实践应用型人才，掌握适当的技术和资源来推动学习和改善绩效，促进日后顺利走向就业岗位，适应现代化教育趋势。应用型人才培养是当前教育技术专业实验教学的根本目标，从该专业课程性质出发，构建起教育技术专业实验教学的体系框架，注重学生实践能力的培养。本文从现实出发，首先阐述教育技术专业实验教学对培养应用型人才的重要意义，其次分析教育技术专业实验教学现状，最后提出基于应用型人才培养的教育技术专业实验教学策略，希望具有一定的借鉴意义和参考价值。

［关键词］应用型人才;教育技术专业;实验教学;对策

教育技术由“教育”和“技术”两部分组成，是教育理论联系实践的桥梁，专门用以研究现代技术手段的一门学科。该专业表明科学技术是促进人类教育的有效手段，能够真正提高教育的质量和效率，保证教育效果。因此教育技术专业主要讨论了科学技术和人类教育的关系，揭示教育要遵循一定的规律，借助有效的方法。教育技术专业实验教学围绕实验教学内容体系，它体现于教学计划中，围绕培养应用型人才这一目标设置合理的实验教学环节。

一、教育技术专业实验教学对培养应用型人才的重要意义

首先有助于深化学生对知识的理解和掌握。实验课教育技术专业中占有重要地位，而当前仅有少数院校开设该课程，并且教学中以演示及研究前人研究成果为主，从经典理论和知识体系中形成自己院校的教学模板。但是实验课可以让这些先进技术和成果被论证，让学生理解知识的由来，明白其中的关联，这样学生才能掌握牢固，从而应用到实践过程中，培养出实践应用型人才。其次有助于锻炼学生的观察力和思考力。实验在理论教学基础上验证取得成果的真实性，通过实验学生的观察力更加敏锐，思考更加有深度，能够根据实验中出现的现象来发现问题、分析问题和总结问题，发现问题是观察力的体现，分析问题是思考力的体现，在这一反复操作过程中提高学生的推理判断能力，将教育技术知识更好地融会贯通。最后有助于端正学习态度，获得良好的学科认识。实验体现出教育技术专业的真实性，是端正学生态度的最佳手段，良好的科学态度依靠实验培养，以实验过程中的数据和现象为出发点，尊重客观事实，养成实事求是的科学态度，若实验过程中遇到意料之外的问题，需要不断思考，激发学生自主探究的兴趣和热情。

二、分析教育技术专业实验教学现状

随着现代科学技术的发展，社会各界对教育技术专业人才标准提出了更高的要求，各个院校都面临应用型人才培养的困境，传统教学模式已经无法满足人才培养目标的需求，教育技术专业迫切寻找一种实践途径来激发学生学习兴趣。实验教学作为培养学生实践能力的重要渠道成为教育教学改革的首要对象。以往实验教育处于理论教学的辅助地位，是对其补充和延伸，并没有真正意识到实验教学的重要性，在教学过程中仍然以教师演示为主，没有明确学生实验教学主体的地位，学生的动手能力得不到锻炼，创新创造力不足。当前教育技术专业实验教学中存在课程设置不完整、学生动手操作机会少、实验内容陈旧等问题，加之教育技术专业开设时间短，尚未积累较为成熟的教学经验，不同院校设置课程各有不同，实验内容大同小异，无法满足行业领域发展对人才的需求，学生进入就业岗位后还要接受再教育，浪费教育资源，对此必须对教育技术实验教学现有问题进行改革。此外当前教育技术专业实验教学将培养应用型人才的重点集中到“应用”方面，认为不需要扎实的理论，只要将所学知识用于社会实践活动中即可。美国对教育技术专业的定位是为了促进学习，将相关过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践，因此教育技术专业涉及范围广泛，需要多方面理论知识的支撑。

在我国特殊教育“医教结合”的改革背景下，应用型特教教师的专业实践能力培养面临着困境[1]。特殊教育与康复实验教学因受伦理要求、实验场所、实验条件、实验成本等限制，导致很多特殊教育与康复的实验项目无法开展，学生无法在现场全面体验各类残障人群的多方面功能康复与特殊教育。而虚拟仿真技术是解决真实情境中事件不可控、现场教学成本高、现场评估与康复训练的时程较长等问题的有效手段。虚拟仿真实验教学，顺应了信息时代高等教育开放办学、资源共享的变革要求，为学生开展自主实验、创新实践和探究性学习提供了先进手段、开放平台和优质资源，在提高人才培养质量的同时，也为实验教学改革和实验室建设增添了活力和动力[2-3]。本研究在我校虚拟仿真实验教学平台的支持下，进行特殊教育与康复虚拟仿真实验教学的教学改革探索研究，现报告如下。

一、特殊教育与康复虚拟仿真实验教学平台的构建

（一）线下模块

虚拟仿真实验室由虚拟情境和实践演练两个功能区域构成。虚拟情境区配备曼恒数字自主研发的虚拟现实协作工作平台，可实时获取多种3D数据模块，搭建3D虚拟场景，结合立体沉浸式投影系统和交互设备，教师和学生能置身于特殊教育与康复的仿真环境中进行技能展示、模拟训练等。目前，实验室已研发了按照虚拟场景分类、OT活动分类、ICF-CY分类三个模块的虚拟场景，构建了层次清晰、易于扩展的虚拟仿真实验教学资源。实践演练区配备专业器具，采用研讨式教学，学生在教师引导、帮助下，通过虚实结合的双向演练来学习特殊教育与康复的知识并掌握实践技能，实现师生互动、生生互动。

（二）线上模块

自主研发的特殊教育与康复虚拟仿真实验教学平台，可将虚拟现实技术与教学情景相融合，以优质化的教学资源为基点，集终端、软件系统、云平台、课程内容于一体，将抽象概念情景化，提供简易的教育教学互动操作，为学习者打造高度仿真、沉浸式、可交互虚拟互动学习场景。线上教学可提供———虚拟特殊教育学校、康复机构的教育与康复训练，在实施“功能评估”、“个别化教育计划”、“功能康复训练”等课程教学时，需要模拟还原真实校园场景与人员互动，便于学习者有情境体验与真实感受，在线学习的实验设备材料主要是自主开发的系统内设学习资源：课程预习资源、在线交互学习、课程考核评价。

二、研究设计

摘要：

阐明了虚拟实验发展的状况以及它的重要意义所在，提出了远程教育中开展虚拟实验的可行性以及必要性，更深层次的研究虚拟实验的构建过程以及方法，为相关人员提供资料。

关键词：

虚拟实验教学系统；远程教育；应用评价

在当今远程教育不断发展进步的现状之下，如何依据良好的网络信息构建的环境创建一个完善的实验教学环境，这就是现在我们所面临的巨大的问题，也是当今人们关注的焦点所在。

1虚拟实验教学系统简介

1.1虚拟实验发展概况。虚拟体验技术原始于20世纪，是基于虚拟现实技术和实验模型而产生和发展的。当时，一些国内外的远程教育机构都曾经采用了各种各样的方法来解决远距离实验教学的方法。在进行实验的过程中，有的仅仅只有少数情况符合要求，而大多数由于与理论教学的衔接不是很密切，产生的效果不是很好。直到1990年，虚拟体验才在远程教学中崛起，为虚拟实验教学的发展带来了希望。它可以让远程实验教学实现完整性，解决了实验教学模式和远程教育地位不相容的问题。在短短十几年的时间里，虚拟实验室概念的提出，由于其广阔的应用前景，并且在各国大力发展的前提下，已取得了非常大的进展。目前，虚拟实验室的建设在发达国家已经非常流行了，越来越多的大学和研究机构正在从事着虚拟网络实验的工作。与西方发达国家相比，国内对于虚拟实验方面的工作还仍然缺乏，但在最近几年其获得的重要性逐步增强，一些大学和研究机构还专门开发了许多更先进的虚拟实验室。

一、物理实验是实施素质教育的重要途径

在课堂教学中实施素质教育，重要的是要确立学生的主体地位，让学生主动地学习、主动地发展．物理实验是一种能动的实践活动，是手脑并用的过程．它不但能为学生主动地获取知识抛“砖”引“玉”，而且实验本身能很好地展示知识发生的过程，从实验方案的制定到实验仪器的选用，从实验操作到实验结果的分析，无不体现着素质教育的内涵，为学生自觉而主动地获取知识提供了客观条件．学生能从实验的过程中，实验结果的分析中获取知识、找出规律、悟出道理，并且能发现和掌握解决一般物理问题的方法．第四，物理实验能培养学生的各种能力．实验能力不能仅依靠教师的讲解来培养，而必须在相应的实践活动中才能得到发展，只有通过实验才能培养实验能力．除此之外，通过实验还可以培养学生的想象能力、思维能力等等．例如，在进行观察与实验中，需要用精细敏锐的感知和观察力，去及时捕获一些重要现象，从而培养了观察能力;通过设计实验，分析结果等能锻炼和培养想象能力和分析能力;在研究原因、结果和形成概念的过程中，要进行概括、抽象的逻辑思维和辨证思维，通过分析、比较、判断、推理等能培养逻辑思维能力;通过想象、假设能锻炼和发展想象能力、创造能力;在实际操作和汇报实验结果的过程中，还能培养组织和表达能力等等．

二、努力加强与改革物理实验教学

首先，要研讨与改革物理实验教材的内容，以期更有效地达到实验教学的目的．物理实验教材的内容除了要密切结合知识的讲授外，特别要注意它的科学性、探索性、启发性、典型性和成功率．在教学中，可以依据教学大纲和上述原则来调整、补充、改进教材中的实验内容．在实验内容的补充上，要注意引入新颖有趣的实验;在实验的改进方面，要力求提高实验的可见度和成功率，使实验现象更鲜明．

其次，要系统全面地考虑安排整个中学阶段的实验教学计划，落实各项教学的要求．中学物理实验教学的内容以演示实验、随堂实验和学生实验三种形式结合物理知识的讲授分散穿插安排在各年级教学中．其中，有帮助学生形成概念、建立规律的;有应用物理知识，训练物理技能的．对各个实验的教学要求要逐项分解，按水平层次的高低，依序编排列入各章节实验教学之中，扎扎实实地完成．例如，观察能力的培养包括:(1)观察要有目的性，能细心持久地观察并养成好的观察习惯;(2)掌握科学的物理观察方法;(3)能用口语或文字准确地、有条理地描述观察到的现象;(4)善于从观察中提出问题．这些能力要求要有计划地分散在各项实验课题中进行培养、训练．

第三，变演示实验为学生实验．尽管物理教学中的演示实验有着极为重要的作用，然而由于演示实验把学生置于“看”或“听”的位置，他们虽心里“跃跃”，而两手却不能“一试”，使学生的兴趣、爱好不能充分地激发，他们的实验能力，特别是动手技能得不到进一步提高．从这个意义上说，变教师的演示实验为学生实验，应成为改革物理教学方法的重点之一．

第四，根据授课内容和教学目的，增加一定数量的学生实验．具体做法主要有:(1)为建立物理概念设计必要的学生实验;(2)为教材里只有定律的内容陈述而无定量实验的课题配上相应的学生实验;(3)对只有理论推导得出新结论的课题可安排验证性实验;(4)在复习课上增做适量的学生实验;(5)给课本中的有关例题和习题配上相应的学生实验．

1现代教育技术的具体应用

1.1复杂演示简单化

大多数装备结构复杂，许多实验受器材、设备的限制，实验现象无法展现。多媒体技术可提供声音、图像、文字和动画等多种信息，使复杂演示大大简化，形成良好的教学效果。在某些设备原理、构造课教学中，采用了多媒体演示教学，收到了良好的效果。比如，在讲授发动机燃油系统原理、构造时，部件结构与连接传动的关系相当复杂，教学难点很多，利用教学软件演示各部件内外部结构、各部件零件之间的连接和燃油供给情况，可使复杂结构便于观察，复杂演示简单明了，缩短了授课时间，较好地解决了复杂结构在课堂上讲解难、表述难和演示难等问题。

1.2昂贵实验模拟化

新设备价格昂贵，实装短缺，使新装备在实验教学中面临着很多困难。进行多媒体训练模拟化教学是一条低耗、高效的道路，学员在计算机上可进行各种设备使用维护技能的模拟训练、排故训练和应急情况处置训练。近年来，研制了一系列与装备专业基础课、专业课配套的多媒体教学软件，这些教学软件生动、形象，可进行空中操作模拟教学。应用这些教学软件缓解了新装备短缺的压力。在实验教学中，大大提高了学员掌握各种设备的维修能力、排除故障能力和各种应急状态下的紧急处置能力。

1.3抽象知识形象化

在装备实验教学中有许多概念、原理是在理想状态下推导出来的，用一般的实验设备无法验证或显示。对于这类知识，学员很难理解和掌握，但利用多媒体技术可模拟装备教学中要求的理想状态，将高度抽象化的内容具体化，有利于学员理解概念、原理，方便记忆，从而减轻学员的学习负担，提高学员的学习能力。比如，在旋翼桨叶轨迹检查和调整的实验课上，分析直升机在垂直飞行状态下旋翼旋转过程中桨叶在挥舞平面上的受力情况和锥角变化时采用了多媒体技术，利用多媒体动画演示了各片桨叶旋转过程中的受力情况和锥角大小，使抽象的知识形象、生动、便于掌握。

摘要：

素质教育理念下如何有效开展物理实验教学是一个非常关键的课题，也是决定物理学科改革成果的重要环节。本文结合初中物理实验课中的一些感悟，简单总结了几点提高物理实验教学有效性的方法。

关键词：

素质教育；物理实验；学生主体

实验课是初中物理学科中的常规课程，在很多师生看来，实验课无非就是观察、操作、记录、归纳、总结这样几个步骤，比起理论课，实验课似乎上起来更加轻松有趣。这样的认知其实是对实验课一种很大的误解，事实上，比起理论课，上好实验课的难度要大得多，尤其是在如今素质教育理念下，实验课的目标绝不仅仅局限在让学生简单地看一看、做一做的标准，实验课要承担培养学生多方面能力的重责，包括创新能力、实践能力、探究能力等多种能力。为了实现素质教育赋予实验课的责任，我们必须严肃对待实验课，努力对实验教学进行改进优化，提高实验教学的有效性。

一、认真备实验

很多教师都认为实验课很好上，因为大多数学生都喜欢上实验课，上课的积极性很高，不需要教师挖空心思提前进行教学设计，只要在实验室一步步教给学生怎么做就可以了，很多教师都不会花时间认真地备实验课。事实上，与理论课一样，实验课也需要认真撰写教案，教师要及时获取实验的第一手资料，把握实验过程中的每一个重要环节，即使很多教师拥有多年的讲课经验，对于每个实验都烂熟于心，但在上课之前依然要认真进行实验预演，因为即使做过千百次的实验，选用的实验器材和面对的学生都是不同的，只有踏实地再做一次，才能将意外降到最低，在有了充分的准备以后，在实验课堂上教师才能显得游刃有余。除了教师在实验前要做大量的准备工作以外，学生也应该在实验前做好实验准备。如果学生空着脑袋走进实验室，在实验过程中，就会缺乏主动思考的资源和能力，只能按照教师的思路亦步亦趋，这样单纯的模仿实验是素质教育理念下需要重点解决的问题之一。为了强化学生的预习效果，教师可以采用提问、布置实验笔记、发放实验预案等方式，如果是分组实验，教师就可以把权力下放给小组负责人，由他们帮助教师进修监督指导。一旦学生在课前对实验进行了提前预习，就会在课堂上更好地掌握思维主动权，学生在实验过程中可以迸发出更多的想法，这是我们对实验进行改革的一大重要目标。