關(guān)鍵詞：論文

眾所周知，科研工作者在進行醫(yī)藥方面的科學(xué)研究之前，需要制定完善的統(tǒng)計研究設(shè)計方案，那么什么樣的設(shè)計方案才稱得上是完善的呢？

完善的設(shè)計方案需具備六個條件

一般來說，應(yīng)具備以下條件：人力、物力和時間滿足設(shè)計要求；實驗設(shè)計的“三要素”和“四原則”均符合專業(yè)和統(tǒng)計學(xué)要求；重要的實驗因素和觀測指標沒有遺漏，并做了合理安排；重要的非實驗因素（包括可能產(chǎn)生的各種偏性）都得到了很有效的預(yù)防和控制；研究過程中可能出現(xiàn)的各種情況都已考慮在內(nèi)，并有相應(yīng)的對策和嚴格的質(zhì)量控抗對操作方法、實驗數(shù)據(jù)的收集、整理、分析等均有一套規(guī)范的規(guī)定和正確的方法。而其中準確把握統(tǒng)計研究設(shè)計的“三要素和四原則”，無疑是其設(shè)計方案科學(xué)嚴謹?shù)南笳鳌?/p>

實驗設(shè)計的“三要素”

實驗設(shè)計三要素應(yīng)著重考慮：

機能實驗教學(xué)作為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分,在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的實踐能力和團隊精神中發(fā)揮了重要的作用。但傳統(tǒng)的機能實驗教學(xué)強調(diào)的是驗證性實驗,是理論課教學(xué)內(nèi)容在實驗室的再現(xiàn),對啟發(fā)學(xué)生的科研思維、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力還遠遠不夠。為此,自1999年我校機能實驗中心成立后,我們進行了一系列機能實驗教學(xué)改革,包括最初的綜合性實驗、隨后的自主實驗設(shè)計以及新近設(shè)立的醫(yī)學(xué)動物實驗設(shè)計理論課,為促進學(xué)生多學(xué)科知識的交叉與融合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和獨立分析問題、解決問題的能力奠定了良好的基礎(chǔ),受到學(xué)生廣泛的好評。但同時我們也注意到,在這些實驗的具體實施過程中還存在一些問題,需要我們不斷進行總結(jié),及時調(diào)整教學(xué)方案,為深化機能實驗教學(xué)的研究與改革,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和開闊的視野發(fā)揮積極的作用。

一、綜合性實驗的開展

傳統(tǒng)的機能實驗教學(xué)以驗證性實驗為主,主要目的在于強化與鞏固課堂理論知識,往往忽視了對學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。而且,由于各學(xué)科之間缺乏有效地融合,使得實驗內(nèi)容有較多的重復(fù),因此在一定程度上還造成了教學(xué)資源的浪費。為此,北醫(yī)在1999年成立了統(tǒng)一的機能實驗中心,將生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)三個教學(xué)實驗室融合在一起,實現(xiàn)了資源的優(yōu)化和共享,并相應(yīng)開設(shè)了一系列綜合性實驗,如“血壓調(diào)節(jié)和失血性休克”、“影響離體心臟灌流的因素及缺血—再灌注損傷”和“家兔腎功能測定及急性腎功能衰竭”等”,將生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)的知識有機地結(jié)合起來,使學(xué)生對機體正常的生理調(diào)節(jié)機制、疾病時功能代謝的改變和藥物的作用有了直觀和連貫的認識,促進了學(xué)生對所學(xué)知識的融會貫通,提高了他們綜合運用知識的能力及彼此互助合作的團隊精神。綜合性實驗的不足之處在于實驗往往比較復(fù)雜,需要較多的課時來完成一個完整的實驗,因此在時間安排上常常具有一定的難度。另外,綜合性實驗中依然是教師占據(jù)主導(dǎo)地位,學(xué)生相對來說還是處于一個被動的地位,對于培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新性還遠遠不夠。

二、自主實驗設(shè)計的開展

在掌握基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗的前提下,為了進一步加強學(xué)生在實驗過程中的主動性,激發(fā)他們的科研興趣,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和獨立分析問題的能力,我們在2001年又開設(shè)了設(shè)計性實驗課程[1]。針對與機能學(xué)內(nèi)容相關(guān)的研究目標,由學(xué)生以實驗小組為單位自選題目,課下利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)查閱文獻,提出實驗設(shè)計方案,然后在實驗課上進行實驗設(shè)計答辯,通過學(xué)生之間的提問、回答以及老師的點評完善學(xué)生的實驗設(shè)計,選擇優(yōu)秀的設(shè)計方案在櫥窗展出。比如學(xué)完肝功能衰竭,很多學(xué)生就會想到去設(shè)計一個肝性腦病及其防治的實驗方案;學(xué)完呼吸衰竭,就會想到去設(shè)計一個肺水腫及其搶救的實驗方案。設(shè)計性實驗的優(yōu)點在于能夠提高學(xué)生的自學(xué)能力,使他們能夠結(jié)合課堂所學(xué)內(nèi)容,針對某個有爭議的環(huán)節(jié)去設(shè)計實驗進行驗證;或者突破所學(xué)課程的局限,設(shè)計跨學(xué)科的綜合性實驗,對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、文獻檢索能力和表達能力具有較大的幫助。不足之處在于最初的實驗設(shè)計只是紙上談兵,缺乏實際操作,很多學(xué)生感到意猶未盡,抱有不小的遺憾。

三、自主實驗設(shè)計及操作

1.通過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題，提出科學(xué)假設(shè)。首先，指導(dǎo)學(xué)生選定小分子藥對小鼠肺癌LL/2細胞進行藥物處理，并設(shè)置對照實驗，對學(xué)生進行初步的實驗規(guī)范化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的細胞學(xué)無菌操作能力。隨后，帶教老師通過引導(dǎo)學(xué)生運用已掌握的細胞凋亡相關(guān)理論知識，調(diào)動其思考問題的積極性，提出細胞出現(xiàn)凋亡的機制的科學(xué)假設(shè)。

2.設(shè)計相關(guān)實驗驗證科學(xué)假設(shè)。帶教教師協(xié)同學(xué)生依據(jù)凋亡相關(guān)理論提出檢測方法，學(xué)生自行設(shè)計相關(guān)實驗驗證假設(shè)，并論證設(shè)計方案的可行性，分析重難點問題，完善設(shè)計方案，并最終確定實驗的主要儀器（倒置熒光顯微鏡、凝膠電泳和成像系統(tǒng)）、流程和可能的結(jié)果。教師在這個過程中應(yīng)重點關(guān)注學(xué)生設(shè)計方案的合理性及實施的可行性。在給予必要的協(xié)作基礎(chǔ)上，給學(xué)生留有積極思考的空間，注重訓(xùn)練學(xué)生的自主創(chuàng)新思維、綜合運用知識解釋現(xiàn)象的能力。

3.按照預(yù)定實驗設(shè)計方案驗證科學(xué)假設(shè)。帶教教師協(xié)同學(xué)生依據(jù)預(yù)定實驗方案，對已經(jīng)過小分子藥處理的LL/2細胞凋亡進行初步檢測。帶教教師采用引導(dǎo)和提示形式參與實驗過程，不過多干預(yù)學(xué)生的實驗流程和操作步驟，引導(dǎo)學(xué)生運用所掌握理論知識分析和解決實驗現(xiàn)象和實驗過程中遇到的問題。其中LL/2細胞DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳是本實驗的重難點，為幫助學(xué)生熟悉實驗步驟和注意事項，可以帶領(lǐng)學(xué)生觀看DNA提取和瓊脂糖凝膠電泳相關(guān)的教學(xué)視頻或幻燈片，強化學(xué)生對該部分實驗的操作規(guī)范化。

4.記錄實驗流程步驟，完成實驗，撰寫報告。帶教教師從實驗設(shè)計開始就要求學(xué)生做好實驗記錄，待實驗完成獲得結(jié)果后，協(xié)作學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)果，并分析實驗中出現(xiàn)的問題，提出合理解釋，最后撰寫并提交報告。完整的實驗報告應(yīng)包括實驗設(shè)計方案、流程步驟、結(jié)果的呈現(xiàn)形式、分析與討論，旨在訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)，同時體會整個實驗過程的科學(xué)合理性與可行性，使其意識到科學(xué)素養(yǎng)的重要性。

總之，通過“科研早接觸計劃”進行的“小分子化學(xué)藥物誘導(dǎo)小鼠肺癌LL/2細胞凋亡檢測”這一探索式綜合設(shè)計性實驗，激發(fā)了醫(yī)學(xué)生通過現(xiàn)象探索機制的興趣，最大限度地調(diào)動了其分析解決問題的主動性，提高了醫(yī)學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣，同時對醫(yī)學(xué)生的科研素養(yǎng)的培養(yǎng)與提高意義很大，深受學(xué)生喜愛，達到醫(yī)學(xué)生科研早接觸計劃要求的探索式綜合設(shè)計性實驗?zāi)康摹?/p>

作者:徐有志盧海妹李菲菲汪思應(yīng)單位:安徽醫(yī)科大學(xué)

一、基本知識

1．元件的選擇．電學(xué)實驗中，元件的選擇十分重要，它關(guān)乎著電路是否能設(shè)計成功．首先應(yīng)該選擇合適的電源，在選擇時一定要考慮符合電路設(shè)計的電流值，其次還要對電表進行選擇，盡量選擇更貼近自己需要的量程，保證設(shè)計的精確性．還要選擇適合電路的元件的型號等，將這些問題都進行全面考慮才能保證實驗的進行．2．了解元件的使用方法．電路設(shè)計中存在許多電路元件，要想電學(xué)實驗?zāi)茼樌倪M行，就必須了解各種電路元件的使用方法和使用規(guī)則．例如電表，電表上顯示兩個數(shù)值，如果不提前進行了解很容易將數(shù)值弄混．造成實驗結(jié)果的錯誤．因此電學(xué)實驗中電路設(shè)計時一定要先弄清電路元件的使用方法，才能保障實驗的進行．3．熟悉電路構(gòu)成，加強對特殊電路的記憶與理解電學(xué)實驗中有許多特殊的電路，如果內(nèi)心沒有一個完整的電路構(gòu)成圖，在遇到這些特殊電路時，就沒有辦法將實驗順利開展下去．因此在實驗前一定要加強對電路構(gòu)成的設(shè)計．

二、電路設(shè)計的原則

1、整體性原則．在電路設(shè)計時不能將每一部分分開設(shè)計，電路的各個部分的關(guān)聯(lián)性都很強，必須以整體性的原則進行設(shè)計，電流、電壓的選擇等都是根據(jù)電路的整體方案進行選擇的．2、優(yōu)化原則．電路設(shè)計不是一個簡單的電學(xué)實驗，它有龐大的系統(tǒng)性，在這個系統(tǒng)里又有許多小系統(tǒng)，這樣才能形成一個完整的電路，電路設(shè)計時或多或少都會有一定的問題存在，出現(xiàn)這些問題不能視而不見，要將問題進行整合，拿出一套合理的改進方案，將電路設(shè)計達到最佳的設(shè)計效果．3、功能性原則．電學(xué)實驗電路設(shè)計不是讓學(xué)生完成一個簡單的實驗，目的是為了讓學(xué)生通過電路設(shè)計來掌握一定的學(xué)習(xí)技能，這才是進行電路設(shè)計最終要完成的目標，所以在電路設(shè)計上一定要考慮它的功能性．

三、電路設(shè)計的方法

1．明確實驗?zāi)康模械膶嶒炘O(shè)計都有一個設(shè)計目的，為了達到這個目的才來進行實驗操作，電路設(shè)計前也應(yīng)該如此，首先要設(shè)定一個實驗的目標，然后再進行實驗，實驗結(jié)束后來看看自己的實驗結(jié)果是否達到了設(shè)計目的，才能從中分析思路找到設(shè)計的缺陷，從而進行改進．2．選擇實驗器材．實驗設(shè)計除了理論的知識還需要實驗器材的支撐，我們明確了實驗的目的后就要進行實驗器材的選擇，選擇時一定要配合自己的設(shè)計目標，盡可能的保證實驗器材對實驗帶來的誤差影響，選擇最適宜的器材將誤差降到最低．選擇器材時還要考慮器材的操作性是否適用于自己的實驗設(shè)計中，避免在進行實驗時造成實驗失敗．在器材選擇上最應(yīng)該注意的就是器材的安全性，由于電路設(shè)計的復(fù)雜性往往會由于器材的選擇不當造成電路燒毀，因此在器材的選擇上這些問題都應(yīng)該被注意．3．選擇設(shè)計方案．電路設(shè)計是一種靈活的設(shè)計，不同的方案可以有不同的設(shè)計效果，實驗?zāi)康?、實驗器材確定后根據(jù)這些內(nèi)容來進行分析選擇一些適宜的電路設(shè)計方案，將它們整理出來，繪制成設(shè)計圖，結(jié)合學(xué)過的理論知識加以比較選擇最適宜的設(shè)計方案．包括電流表應(yīng)設(shè)計內(nèi)接還是外接，滑動變阻器應(yīng)采取分壓式接法還是限流式接法，電路結(jié)構(gòu)原理選擇伏安法還是半偏法等等．保證電路的設(shè)計方案能順利的運用在電學(xué)實驗中．4．簡化電路方程．電路設(shè)計中有許多的電路方程，它們是非常復(fù)雜的，但是在電路設(shè)計時還必須要用到，如果不將其進行簡化在設(shè)計的過程中就會遇到許多麻煩，不僅會對電路的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，還有可能造成電路系統(tǒng)紊亂，所以在進行電路設(shè)計前要在合理的范圍內(nèi)將復(fù)雜的電路方程簡化，保證電學(xué)實驗的有效進行．5．電路設(shè)計案例分析．在描繪標有“2．5V0．3A”字樣小燈泡的伏安特性曲線實驗中，使用3V干電池和滑動變阻器進行供電．該實驗本就要求小燈泡兩端的電壓從零起調(diào)，所以也只能是選用分壓接法進行供電．只是在滑動變阻器的阻值選擇上，考慮到燈泡正常發(fā)光時的電阻為12．5Ω，因此最好是選用實驗室配備的5Ω或10Ω的滑動變阻器．電路實驗設(shè)計題其設(shè)計思路、方法一般都來源于教材，要求用學(xué)過的物理知識、原理、實驗思路、方法設(shè)計出合理的方案．因此在教學(xué)中或者復(fù)習(xí)過程中要特別注意對所學(xué)過電學(xué)實驗問題的多種方法、遠離的優(yōu)劣、電路聯(lián)接式的選擇方法以及有關(guān)的實驗注意事項進行歸納總結(jié)．從中體會多種方法的優(yōu)劣，養(yǎng)成發(fā)散性思維的好習(xí)慣，才能比較順利完成實驗設(shè)計問題．高中物理電學(xué)實驗電路設(shè)計學(xué)習(xí)起來雖然復(fù)雜，但是如果方法得當，進行實驗前考慮的全面，在進行電路設(shè)計時就會相對簡單些．高中生進行實驗是對學(xué)生的理論知識及動手能力的考察，教師在學(xué)生的操作過程中也要加以指導(dǎo)幫助學(xué)生實驗的誤差變小，安全性提高，學(xué)生才能更好的將電學(xué)知識運用到考試中和實際生活中．

“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢?！笨茖W(xué)探究也是如此：自主設(shè)計實驗,可以讓學(xué)生有目的地去探究、去分析、去總結(jié)，能有效發(fā)展學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新思維。但許多教師總片面地認為實驗?zāi)芰褪遣僮髂芰?，在教學(xué)時，常常讓學(xué)生按照已有的設(shè)計機械地操作。學(xué)生對實驗的理解很淺顯，探究只停留在膚淺的表面，不能很好地找到科學(xué)規(guī)律。這種教學(xué)方式既不能培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力，又無法體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。那我們?nèi)绾螏椭鷮W(xué)生提高實驗設(shè)計能力呢？

一、有的放矢——引導(dǎo)學(xué)生明確實驗?zāi)康?/p>

實驗?zāi)康氖菍W(xué)生設(shè)計科學(xué)實驗的出發(fā)點和最終目的，每個實驗都至少有一個目的，學(xué)生必須清楚自己要設(shè)計的實驗是為了解決什么問題。只有學(xué)生對實驗?zāi)康睦斫馔笍?對要研究的問題思考才會深。也就是說這個目的對后續(xù)的實驗操作、交流分析、討論總結(jié)等流程影響很大，學(xué)生對實驗?zāi)康牡慕馕鏊綄⒅苯佑绊懻麄€科學(xué)探究。學(xué)生在進行自主的實驗設(shè)計時，就能提出科學(xué)的問題，明確探究的內(nèi)容，理解實驗的目的。如在教學(xué)三年級的《蚯蚓》一課時，觀察蚯蚓部分，教師可以在探究活動前布置任務(wù)讓學(xué)生分辨蚯蚓的哪一端是口，哪一端是肛門。質(zhì)疑是最佳的學(xué)習(xí)動力，這個細致的問題是三年級學(xué)生有興趣、有疑惑的，也是他們急想解決的問題。這一任務(wù)的設(shè)置可以幫助學(xué)生更好地理解實驗?zāi)康?，更快地設(shè)計實驗方案，之后的實驗探究也會更加仔細。小學(xué)生為了證明自己對蚯蚓的相關(guān)猜測，必定會仔細探究蚯蚓的身體結(jié)構(gòu)、運動方式，等等。這樣了解實驗?zāi)康暮蟮淖灾髟O(shè)計，比簡簡單單的一句：“觀察蚯蚓外形并記錄”效果要好得多，學(xué)生在設(shè)計實驗證明蚯蚓哪一端是口、哪一端是肛門的過程中，始終處于要探究的問題情境之中。這種“扶”式教育，提高了學(xué)生的設(shè)計能力，也為后續(xù)實驗提供了思維基礎(chǔ)。

二、對癥下藥——引導(dǎo)學(xué)生選擇合適器材

“工欲善其事，必先利其器?！笨茖W(xué)探究需要充足的科學(xué)儀器和實驗材料，其教學(xué)效果也是由材料的多寡、是否適用決定的，合適的器材可以讓探究實驗事半功倍。引導(dǎo)學(xué)生在選擇器材上花心思，可以在思維上提示學(xué)生，讓他們更全面、更深入地思考實驗，理解實驗，這樣無形之中也就提高了學(xué)生的實驗設(shè)計能力。在學(xué)生周圍，有著許多的科學(xué)儀器和實驗材料，它們有的功能不同，適用范圍不一；有的功能相似，可以互相替換。小學(xué)生在設(shè)計實驗方案時必須考慮探究實驗的具體情況，進行科學(xué)合理的篩選。所選的科學(xué)儀器和實驗材料應(yīng)該是適用恰當、能達成實驗?zāi)康牡?。簡單來說就是：學(xué)生要選擇盡量簡單的實驗材料，讓實驗效果盡量明顯。如在教學(xué)五年級《光是怎樣傳播的》時，證明光是沿直線傳播部分，“選擇哪些材料讓光傳播的實驗效果更大、更明顯？”“這個卡紙的實驗材料是不是比那個塑料板的實驗材料更簡單、更適用？”“改變了實驗材料是否也要相應(yīng)地改變光傳播的實驗設(shè)計？”……這一系列問題能激發(fā)小學(xué)生對光傳播實驗的理解。如果學(xué)生選擇用生活物品來進行實驗，如用吸管代替直彎管，用一次性塑料杯代替玻璃燒杯等，只要不影響探究實驗的效果，是很值得提倡的。因為這些“替代式”設(shè)計改變了原有教學(xué)的封閉狀態(tài)，可以讓學(xué)生在家繼續(xù)探究，從而大大突破科學(xué)探究活動在時間和空間上的限制。

三、因材施教——引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計不同實驗

摘要:為了滿足國家社會轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，加強應(yīng)用型人才培養(yǎng)成為地方本科高校的中心工作。突出“以學(xué)生為主體，自主學(xué)習(xí)策略”的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Γ欣谔岣邔W(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。針對目前地方高?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織與學(xué)習(xí)評價等方面的問題進行分析，提出了相應(yīng)的教學(xué)策略，如實驗教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化、調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性、學(xué)生學(xué)習(xí)考核過程化等，有效促進了高素質(zhì)應(yīng)用型人才脫穎而出。

關(guān)鍵詞:化學(xué)實驗教學(xué);實驗教學(xué)現(xiàn)狀;教學(xué)策略

目前，我國正處于社會轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要時期，正面臨從傳統(tǒng)社會向現(xiàn)代社會、從封閉性社會向開放性社會的發(fā)展和變遷，就業(yè)形式發(fā)生了急劇的變化，不僅需要一大批科學(xué)家、工程師和經(jīng)營管理人才，更需要數(shù)以億計的高技能人才和高素質(zhì)勞動者。為了滿足國家社會轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，2014年，國務(wù)院頒布的《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》指出，采取試點推動、示范引導(dǎo)等方式，引導(dǎo)一批普通本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類型學(xué)校轉(zhuǎn)型，重點舉辦本科職業(yè)教育。應(yīng)用型人才應(yīng)具有較系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和扎實的工程實踐能力，是具備可持續(xù)發(fā)展?jié)摿蛣?chuàng)新精神的應(yīng)用型科技人才和行業(yè)技術(shù)骨干或領(lǐng)軍人物［1］。應(yīng)用型人才培養(yǎng)強調(diào)淡化知識傳授、重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，其核心環(huán)節(jié)是實驗教學(xué)和實踐教學(xué)［2－3］。實驗教學(xué)是鞏固學(xué)生理論學(xué)習(xí)和加深對理論認識的有效途徑，是規(guī)范基本操作、培養(yǎng)科學(xué)處理問題的方法和技巧、樹立安全意識的一個重要環(huán)節(jié)，是有效實施實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的保障［4－6］。2013年許昌學(xué)院成為河南省地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的首批試點單位，2015年確立為河南省高校轉(zhuǎn)型示范單位。教育部將許昌學(xué)院轉(zhuǎn)型探索贊譽為“許昌模式”，同年4月，全國人大委員長張德江到校調(diào)研，對許昌學(xué)院應(yīng)用型本科院校轉(zhuǎn)型的思路與實踐，以及學(xué)校主動融入地方經(jīng)濟社會發(fā)展的辦學(xué)模式給予了充分的肯定，這條路子很好，要繼續(xù)走下去。為了落實各級領(lǐng)導(dǎo)的囑托，學(xué)校大力推進應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)改革試點、示范工作，采取了一系列舉措，鼓勵教師積極投身教學(xué)改革，加強實驗教學(xué)改革是許昌學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)改革的重要舉措之一。實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的最基本特征［7－8］。針對基礎(chǔ)課實驗教學(xué)中存在的問題進行分析，探討基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)策略，對于提升化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量具有積極的現(xiàn)實意義。

1基礎(chǔ)實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀

1．1實驗教學(xué)內(nèi)容開設(shè)現(xiàn)狀

(1)實驗教學(xué)內(nèi)容重復(fù)或雷同?；瘜W(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程包括無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)，各門課程教學(xué)內(nèi)容自成體系，造成同一實驗技能的訓(xùn)練與方法在不同課程的實驗中重復(fù)出現(xiàn)，實驗教學(xué)內(nèi)容體系缺乏系統(tǒng)性和完整性。(2)實驗教學(xué)內(nèi)容與時展不同步。實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊滯后，體現(xiàn)現(xiàn)代科技發(fā)展水平的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容匱乏。僅僅是對理論的簡單驗證、難以實現(xiàn)對已學(xué)知識的融會貫通、舉一反三。(3)實驗教學(xué)內(nèi)容中主要是基礎(chǔ)性實驗，綜合性實驗較少，設(shè)計性實驗基本沒有開設(shè)。由于地方院校教師資源匱乏，學(xué)生人數(shù)多，教學(xué)任務(wù)繁重，沒有足夠的教師指導(dǎo)學(xué)生進行設(shè)計性實驗，因此，絕大多數(shù)學(xué)校實驗教學(xué)內(nèi)容根本就沒有開設(shè)設(shè)計性實驗。

(一)研究內(nèi)容

1．模擬噴泉的原理。

2．氣體溶解度的大小對噴泉實驗的影響。

3．吸收液的作用，吸收液的使用有何要求。

4．噴泉的顏色、裝置的改進。

(二)研究目的

摘要：污泥作為一種特殊固廢，因其含水率大、易獲得等特點，在脫水、熱解處理等科研課題方面被大量研究，在高?？蒲衅脚_開展廣泛實驗。如何基于高校對于污泥脫水及熱解處理的眾多科研平臺及人才資源優(yōu)勢，搭建適宜于本科教學(xué)實驗的創(chuàng)新平臺，具有重要意義。本論文對搭建基于污泥處理科研平臺的本科教學(xué)實驗設(shè)計思路進行研討和分析，并提出具體實施路徑。

關(guān)鍵詞：污泥處理；科學(xué)研究；本科教學(xué)；實驗設(shè)計

污泥是一種較為特殊的固廢，為廢水凈化過程產(chǎn)生的、富含水分的、具有流動性或塑性的廢物[1]。目前，隨著廢水處理技術(shù)的推廣應(yīng)用與發(fā)展，污泥的產(chǎn)生量越來越大，種類和性質(zhì)也變得愈加復(fù)雜[2]。污泥中濃縮了廢水中有毒有害物質(zhì)，所以污泥是影響環(huán)境較為嚴重的固體廢棄物[3]，污泥的合理化處理和處置是目前研究的熱點和難點。近年來關(guān)于“污泥”主題發(fā)表的論文呈逐年增加的趨勢（如圖1所示，見知網(wǎng)），且對于污泥的研究多集中在污泥脫水。國內(nèi)實驗室對污泥處理進行科學(xué)研究的平臺大量建立，同時也有一大批研究污泥處理的高校教師及工程師。若能基于目前較大量的關(guān)于污泥處理的科研平臺和科學(xué)研究人員開展與“污泥處理”相關(guān)的《固體廢物處理與處置》（以下簡稱《固廢》）本科教學(xué)實驗，具有較大優(yōu)勢。

一、基于污泥處理科研平臺進行本科教學(xué)實驗的優(yōu)勢

（一）污泥的處理和處置囊括“固廢”課程的多個知識點

污泥的處理包含污泥濃縮、污泥調(diào)理、污泥脫水、污泥消化、污泥干化及污泥熱解等，同時污泥處置主要包括污泥堆置、衛(wèi)生填埋等，以上內(nèi)容已涉及固廢的特性分析、預(yù)處理、物化處理、生物處理、填埋處置等“固廢”課程主要章節(jié)內(nèi)容。污泥的處理與處置明顯由多個環(huán)節(jié)組成，而每個環(huán)節(jié)又可與實驗方法的選擇或?qū)嶒炂脚_的搭建一一對應(yīng)。以各學(xué)校最常開設(shè)的“污泥的真空脫水過濾實驗”為例，雖實驗裝置簡單，所需購置的耗材數(shù)量也較少，但通過該實驗的設(shè)置使學(xué)生系統(tǒng)地掌握污泥特性分析、污泥調(diào)理及脫水過程操作及基本原理。

摘要：3R原則（即替代，減少，優(yōu)化）廣泛適用于實驗教學(xué)和任何科研領(lǐng)域的動物實驗中。成功應(yīng)用3R的關(guān)鍵是在收集數(shù)據(jù)之前，需要提前考慮好合理的實驗設(shè)計和分析方法。很多實驗設(shè)計原則，比如實驗設(shè)計要有效、可靠和高效；實驗結(jié)果的統(tǒng)計方法要清晰透明；在實驗室確保對動物福利的尊重和理解，都是有助于實現(xiàn)3R原則目標的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：3R原則；實驗設(shè)計；應(yīng)用

3R原則適用范圍很廣，比如基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的實驗教學(xué)，科學(xué)研究，或是獸醫(yī)學(xué)，最直接的就是實驗室的動物實驗。然而目前，3R原則是否可以成功應(yīng)用于實驗室，仍然是一個不容樂觀的問題。十年前歐盟每年用于研究和藥物檢測的實驗動物大約1200萬只，美國每年至少1700～2200萬只[1]。而最近幾年每年全球?qū)嶒瀯游锸褂昧款A(yù)計至少在一億以上。然而，這還僅僅是保守估計，因為很難準確統(tǒng)計出所有用于實驗的動物數(shù)量，大部分國家不會將相關(guān)數(shù)據(jù)公布出來。從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)可以清楚地看到，在過去幾十年里，用于科學(xué)研究的實驗動物數(shù)量有增無減。合理應(yīng)用3R原則可以有效解決這個問題，因此，3R原則及其在實驗中的應(yīng)用和推廣至關(guān)重要。

13R原則

3R原則是1959年英國動物學(xué)家WilliamRussell和微生物學(xué)家RexBurch在經(jīng)典著作《仁慈試驗技術(shù)原理》提出的[2]。3R原則中的“R”分別是replacement（替代），reduction（減少），refinement（優(yōu)化）。作為實驗動物倫理法則，應(yīng)用于任何與動物實驗相關(guān)的科學(xué)研究、實驗教學(xué)及其他領(lǐng)域中。旨在倡導(dǎo)研究者在工作中用其他實驗方法或?qū)嶒灢牧先〈鷮嶒瀯游?，通過合理的實驗設(shè)計把實驗動物的使用量降到最低，改善或者降低實驗動物承受的痛苦。第一個“R”，replacement（替代），分為絕對替代和相對替代。絕對替代是最理想的結(jié)果，比如通過計算機建立虛擬模型來替代活體動物和動物來源的細胞、組織、器官，完全取代實驗動物。而相對替代，則是指使用動物來源的，已經(jīng)建立好的細胞系，或者用低疼痛感的模式動物（單細胞動物）替代哺乳動物。第二個“R”，reduction（減少），指在不影響實驗數(shù)據(jù)的“質(zhì)”和“量”的前提下，盡可能減少實驗動物的使用量，提高實驗動物的利用率和實驗的精確度?！皽p少”不單是指在原有的實驗上減少使用實驗動物的數(shù)量，除此之外，還有一層“相反”的含義，就是增加單個小實驗的動物使用量，所獲得的實驗結(jié)果可以有效減少整個實驗設(shè)計所需的動物數(shù)總量。最后，第三個“R”，refinement（優(yōu)化），指通過任何途徑來避免或減少實驗動物現(xiàn)有的或潛在的精神緊張、痛苦和不良反應(yīng)，提高實驗動物福利。Russell和Burch把對動物的傷害分為必然傷害和偶然傷害。必然傷害是指實驗設(shè)計帶給實驗動物的傷害，偶然傷害則是由于操作不當對實驗動物造成的意外傷害。

23R在實驗設(shè)計中的應(yīng)用

摘要：小學(xué)科學(xué)課學(xué)生實驗設(shè)計能力是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，也是實現(xiàn)科技創(chuàng)新的重大前提?？茖W(xué)課堂教學(xué)中，很多探究實驗前都要有一個完整的實驗設(shè)計方案或設(shè)想。經(jīng)過多年科學(xué)課的教學(xué)實踐，做了大量的科學(xué)調(diào)查、分析，對培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力進行了嘗試研究。

關(guān)鍵詞：實驗設(shè)計；能力；課程理念；科學(xué)素養(yǎng)

近年來，大家開始側(cè)重讓學(xué)生進行實驗設(shè)計，考查學(xué)生的實驗?zāi)芰?、思維能力和創(chuàng)新能力，以及進行科學(xué)實驗的思想和方法。在日?？茖W(xué)課堂教學(xué)中，部分的實驗教學(xué)雖然重視培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ徊糠纸處煱褜嶒災(zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)等同于單一的實驗操作技能的培養(yǎng)，很少讓學(xué)生獨立進行實驗設(shè)計，或者說實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)性。培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力是減輕學(xué)生負擔(dān)、提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、提升科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。

一、現(xiàn)狀分析

在小學(xué)科學(xué)課堂中，學(xué)生普遍存在實驗設(shè)計能力不強的問題，究其原因，主要存在于以下幾個方面。1.科學(xué)教師師資問題制約著實驗教學(xué)在小學(xué)，首先要保證語數(shù)外三門主課的師資；其次要保證音體美三門專業(yè)性較強的副課的師資；而科學(xué)、思想品德這幾門被認為專業(yè)性不強的“副課”，50%~70%由主課教師兼職，部分學(xué)校專職科學(xué)的教師偏少。兼職教師精力有限，在科學(xué)知識、科學(xué)技能等方面并不是很專業(yè)，因此在教學(xué)中，這部分教師更關(guān)注結(jié)果，而不注重探究的過程，更不會去培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力。2.科學(xué)教師課程理念沒有完全轉(zhuǎn)變對教師而言，課堂教學(xué)就必須給學(xué)生自由的空間，依據(jù)學(xué)生的志趣、才能、資質(zhì)和特長，尊重學(xué)生個體的差異性、獨特性、創(chuàng)造性，鼓勵學(xué)生自由探索，大膽猜測，大膽質(zhì)疑，敢于發(fā)表不同意見，甚至是異想天開。但很大一部分教師還沒有完全擺脫“以知識為中心”的課程觀念的束縛，還沒有完全建立以全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的教學(xué)觀念。因此，在課堂中，實驗教學(xué)往往匆匆而過，實驗設(shè)計等不到關(guān)注。3.學(xué)生實驗訓(xùn)練時間得不到保證實驗設(shè)計包括提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達與交流等方面，過程長環(huán)節(jié)多?？茖W(xué)學(xué)科在小學(xué)階段每周只有2~3課時，一節(jié)課留給實驗探究環(huán)節(jié)的時間并不是很多，老師在上課時要求學(xué)生在較短時間內(nèi)完成，有時教師為了得到正確結(jié)論，不愿花費很多時間讓學(xué)生自己去設(shè)計，大多時候是模仿做一下算了，得到結(jié)論就可以了。這樣一來，實驗教學(xué)經(jīng)常匆匆而過，學(xué)生的實驗設(shè)計能力自然難以提高。4.學(xué)生缺少實驗成功的體驗良好的學(xué)習(xí)環(huán)境要為學(xué)生創(chuàng)造成功的機會，培養(yǎng)成功心理，讓學(xué)生多點成功的體驗，減少失敗的負面影響，鼓勵進步，增強信心。但目前的教學(xué)環(huán)境下，部分老師有一種誤解，經(jīng)常要求實驗設(shè)計面面俱到，學(xué)生很難取得成功、很難獲得老師的表揚。長此以往，在多次失敗的打擊下，學(xué)生就會對實驗設(shè)計產(chǎn)生厭倦、害怕甚至對抗的心理。在這種消極情緒的支配下，又怎能提高學(xué)生設(shè)計科學(xué)實驗的能力呢？

二、培養(yǎng)策略