实验室实验与生命科学论文范文第1篇
摘要：在高校众多的实验室中，运动人体科学实验室是极具特色的一类，此类实验室不仅要为学校的教学和科研服务，还要为更广泛的群体提供健康咨询、运动指导等服务。
关键词：高校 运动人体科学 实验室
运动人体科学实验的主要任务是揭示运动过程中人体形态结构、生理功能和能量代谢变化规律及其适应机制，传授体育保健康复的相关技能，探讨运动中各种生理现象及生理变化不同水平的机制，掌握与运动相关的若干生理指标的测定方法，培养学生的动手操作能力，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，评定和监控运动人体的机能。
一、运动人体科学实验室建设的主要问题
（一）重视资源配置，忽视资源共享
在运动人体科学高度发展的今天，以往学科分离、各自为政的实验室建设模式已经无法满足运动实践的要求，长期延续的结果必然使运动人体科学的研究与实践面临重大、复杂的障碍。同时，我国高校运动人体科学实验室的研究条件、研究成果、经费水平、建设规模，都与发达国家存在明显差距，即便是在学术传统和基础积累方面，也显得十分薄弱。因此，需要从这一实际情况出发，采用“走出去”和“引进来”相结合的模式来加强专业高效的实验平台建设。
（二）组织机构之间相互独立
在目前高校运动人体科学实验室组织结构中，往往根据专业课程建设的需要，又单独设置不同的实验分支机构。这些机构或分支都不可避免的要从自身的利益出发，强调自身的完整性，而对其他分支的建设情况却较少关注。这就使得实验室的整体建设中资源重复配置严重，实验设备难以得到及时的补充和充分的利用，极大地限制了实验室的资源共享，使学生的实践能力难以得到有效的锻炼。
（三）教学和管理方式落后
高校运动人体科学专业的学生长期以来都存在动手能力差的弊病，这主要是学校长期受“重理论、轻实践”、“重基础、轻实验”思想的束缚，致使实验教学被置于尴尬的境地。一个基本的事实是，运动人体科学实验必须通过“教师讲解 + 学生动手方能实现，封闭的教学模式必将使学与用脱节、知与行不一”。此外，这种落后的教学和管理方式使学科之间、师生之间、理论教师与实验技术人员之间难以相互沟通和融合，对学科的发展和人才的培养极为不利。
二、当前高校运动人体科学实验室建设思考
（一）加强实验室的特色建设
高校运动人体科学实验室是隶属于体育系的基础实验室，它的主要任务是验证运动人体科学相关课程的理论知识，培养体育专业学生的实验操作能力，解决体育活动过程中出现的身体机能、能量代谢以及运动损伤等问题。随着实验室开放工作的实施，它不仅承担着完成实验教学的功能，而且承担着健身活动过程中的身体检测和健身指导等功能。
（二）加强交叉学科建设
在高校，运动人体科学实验室所拥有的仪器设备“大而全、多而贵”，这些资源不但能够应用于运动生理学、运动生物化学、运动生物力学等相关课程中，在其他学科中也能够得到一定的利用。因此，有必要加强实验室资源在学科-学科之间的共享力度，使实验室的外延性功能得到体现，在本学科发展的基础上带动相关学科的进步。
（三）加强实验室的社会功效
运动人体科学实验室实验项目的特色决定了它与社会的千丝万缕的关系，已不仅仅使学生受益,对于指导大众健康与健身也具有重要的意义。通过血压、心电图、尿成分、血糖等项目的检测与分析，评定身体的健康状况，为他们提供身体体质测评、健康监督、健身等生理学问题咨询，同时根据他们各自的身体状况，尤其对于高血压、心脏病、糖尿病、动脉粥样硬化等特殊人群，提供有针对性地锻炼方案，即运动处方，全面指导大众健身，推动全民健身计划的实施。运动人体科学实验室除具有指导大众健身的功效外，对于指导高水平运动员的训练也具有重要作用，通过测定运动员心肺功能、运动前后的血乳酸浓度变化及尿蛋白的检测，可以评定运动员的运动能力和运动后的恢复能力，从而判断运动员的发展潜力，一方面可以制定有效的训练处方，另一方面也为运动员的选材提供了测试标准。
（四）加强实验室开放力度
实验室开放是目前我国高校实验室改革和发展的大趋势，实验室作为教学、科研和为社会服务的基础，对提高人才培养质量，促进学科建设具有重要意义。本着适应素质教育的需要，为学生实践能力和创新能力培养创造有利条件，在原有实验室开放的基础上，选择一批有利于学生实践能力和创新能力提高，对学生有吸引力，基础条件较好的实验，提供一定的经费支持，在实验内容、时间和条件等方面都有保证的情况下，面向广大学生开放，为学生提供实验条件，鼓励学生积极参与各种创新实践活动。
（五）加强运动人体科学实验人才培养
运动人体科学实验室在配备专职实验人员，新转入教师时，必须经过一年的培训，考核通过后才能上岗。鼓励青年教师继续深造，每年定期组织教师开展教研活动，参加学术研讨、考察学习，并主持、参与高水平研究项目，提高师资队伍的整体水平。加强思想道德教育，弘扬科学精神，坚持实事求是，克服浮躁心理，端正学风，勤奋治学，强化服务意识和团队精神。
目前，高校运动人体科学实验室的建设已具备一定的基础，还需要进一步加大开放力度，在保证教学的同时，加强开放，实现资源共享，以开放促建设，以建设促发展，全面提升运动人体科学实验室的水平。
参考文献：
[1]段立军.高校运动人体科学实验室建设探究[J].实验室研究与探索,2012,31(4 )
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[5]邢晓冬,王文燕,陈晨等.论高校运动人体科学实验室的建设改革[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2007, 22(6)
实验室实验与生命科学论文范文第2篇
我们今天在讨论科学教育与技术教育关系的时候，与其说讨论二者的关系，不如说是讨论现代技术的特征、技术的形态、技术的结构、技术的属性、技术的形成方式有了哪些变化；与其说讨论科学与技术的关系，不如说是在讨论一种人才培养的理念——现在需要什么样的人才，这些人才究竟是单一化的、碎片化的，还是综合性的；与其说在讨论科学与技术的关系，不如说在讨论一种课程思想与模式。
本文将沿着如下的思路与问题展开。首先是科学与技术融合的基础是什么。如果说没有基础，皮之不存，毛将焉附？其次是融合的使命。我们面向未来，融合走向哪里，它的价值是什么。第三是融合的路径，实际上是讲何以融合。最后是融合的反思，怎样能把融合做得更好。
融合的基础——当代科学与技术的“共生”生态
当代科学与技术之间有一种生态变化的关系，我在这里用“共生”的概念来反映这种关系。斯坦福大学科学教育学者P. D. Hurd教授指出：“今日自然科学与过去4个世纪的学科概念大不一样。”为了揭示当代科学内涵的这种深刻变化，国外一些学者创造了许多新词汇予以概括。美国科学哲学家B. Latour创造了“技术 科学”（technoscience）一词，以示当代科学与以往科学的区分。著名科学史学家D.D. Price则把今天的科学描述为“应用性科学”（applied science），旨在揭示当代科学已不再是过去的“纯”科学了。此外，还有人创造了“sci-tech”一词，揭示当代科学内涵的变化。上述科学概念内涵的变化标示了现代科学与技术的共生与融合的关系。
当然，现代科学与技术共生与融合的背后实际上是科学与技术的发展。比如说第三次技术革命是在现代自然科学革命的直接作用下，并与其相互交叉而发生的，这个技术体系有个明显不同于以往的新特点，它不仅更依赖于科学知识，而且更重要的是科学向技术转化的周期越来越短。工业4.0、物联网、3D打印技术，还有创客等，这些技术对于科学与技术的融合，又带来了很多机遇。我们可以看到科学与技术结合的能量，产生和释放出来的生产力。
这种变化，对教育也造成了影响。传统的科学教育以理论知识为中心。近10年以来这种情况得到改变，设计与技术、物理与技术、化学与技术、地理与技术等开始进入学生的课程，成为科学教育的一部分。传统的技术教育主要强调“动手做”，强调技能，注重手工，关注学生的大肌肉、小肌肉运动，关注对技术工具的驾驭和包含材料在内的对象物的加工，注重身体姿势、状态、力量、精度，以及技术目标的达成。而现代技术教育项目则增加了“科学含量”更高的技术设计、技术试验、技术探究、技术体验等实践活动，主要是“动脑做”。
融合的使命——培养现代创新人才
融合的使命，就是培养现代的创新人才，这也是国家战略。另一方面，为什么说人才培养要讲究融合，实际上是现在知识与技能的增长方式发生了变化，由“点式”增长变成了“框架式”增长——在认知结构上、认知框架上寻求新的知识的增长方式。也正因为科学与技术的结合，造就了一种新型的认知方式。在这个过程中，还有“被动式”增长到“主动式”增长，“可言知识与技能”增长与“缄默知识与技能”增长。
在工业革命以前，人们推崇百科全书式的知识型人才。在20世纪中叶，由于科学技术的激烈竞争，社会需要得更多的是能力型人才。20世纪末以来，随着知识经济时代与信息时代的到来，需要培养的是具有综合运用多种理论与方法解决复杂情境问题、非确定性问题、结构不良问题，并进行深度学习的创新型人才。
科学教育与技术教育的融合对于现代创新人才的培养具有独特的价值。从科学教育与技术教育的过程来看，传统科学教育侧重于“内部认知”活动，而技术教育更加强调动手操作的“外部认知”，科学教育与技术教育的融合更加有利于学生“动手动脑动心”，从而实现真正意义上的“做中学”，培养学生的探究能力。科学教育与技术教育的融合能够培养学生综合解决问题的能力，培养学生的合作、交流与表达能力，并能够在丰富的科技创新活动中发展学生的责任心，为现代创新素质的培养打下基础。
融合的路径—一多元融合模式的探索
课程内容上的嵌入式融合
《美国新一代科学教育标准》（NGSS）是培养创新性科技人才的重要科学教育改革蓝本，它的核心是加强了科学教育与技术教育的深度融合。NGSS尤其强调科学教育与技术、工程及科学应用的联系。它实际上已经把技术与工程、技术设计嵌入到科学教育标准当中去了。我国义务教育阶段课程内容涉及领域包括物质科学、生命科学，地球与空间科学、技术与设计等；技术教育部分内容也嵌入在科学教育课程之中。
课程模块上的嫁接式融合
嫁接式融合实际上就是怎么把科学和技术有机地嫁接起来，实现一种新的融合。举一个课程案例，南京市一中的地理科技实践课程基地就特别注重了科学教育与技术教育的嫁接式融合，课程分为3级。第1级在科学的基础上进行，自然地理、区域地理、人文地理。第2级就有了天文、“动手做”地理。第3级是技术与科学的融合更加放得开。第1级课程如验证温室效应，可以通过触摸式电脑一体机、网络互动、语音立体地图等，另外配备了风力地貌、流水地貌、喀斯特地貌、冰川地貌等实验。第2级“动手做”地理，结合学生兴趣、学校特色、高校资源等进行科学实验。到了第3级内容就更加丰富了，融入了很多因素。比如开展天文观测，开展气象实时监控等。另外比如进行地理测量，让学生测量学校的平面图，设计月球、地球模型，制作昼夜长短演示学具等。再举一些其他国家和地区的例子。加拿大1-9年级的科学与技术课程，菲律宾的科学与技术学习领域，我国香港、澳门、台湾的资讯科技，实际上也都是把科学与技术嫁接在一起。
课程结构的整合式融合
美国和国际流行的STEM教育，英国的SATIS课程，实际上都是在整合的基础上进行的。还有STC （Science Technology andChildren）这样的课程模式，它把科技与儿童将科学、技术、人文整合成一种新的形态。我国的综合实践活动课程是国家规定的中小学阶段必修课，包括研究性学习、劳动与技术教育、信息技术、社区服务与社会实践4部分内容，其突出的性质体现了综合性、实践性与活动性，也具有整合式的特点。
课程设计上的叠加式融合
举几个例子进行说明。日本1——9年级的理科课程、技术与家政课程，到了高中就是科学的分科课程、技术的分科课程，也就是在融合的基础上分化、在分化的基础上融合。澳大利亚2000年的中小学8大学习领域中就包括科学学习领域、技术学习领域。我国2015年普通高中新课程也体现了科学教育、技术教育的叠加式融合，加拿大魁北克省一些学校大量选修课程中的40%以上是技术与科学的融合。在不久的将来，大家都能看到这种融合的趋势和形态。
综上所述，如果讲路径的话，就是4种融合方式；如果讲形态的话，是科学与技术的联络课程、科学与技术的合科课程、科学与技术的广域课程，以及科学与技术的核心课程。
课程理念的转变意味着学习方式的转变，如何将科学教育、技术教育融合的学习方式集联结学习、探究学习、实践学习、拓展学习等于一体呢？举一个情境设计的例子。
高中1年级第2学期，同学们开始学习“控制及其设计”内容。新学期一开始，教师为了改善和优化教室的室内环境，配置了一些不同品种的盆花，由于不同种类的盆花需要的水量不一样，有同学提议结合控制系统设计内容的学习，设计一个能够符合不同品种盆花水量需要的人工浇水装置。这就需要了解这些花草的习性、消耗水分等情况，思考如何实施不同水量的控制手段，以及控制装置又是如何满足于这种要求的。
1周时间过去了，根据不同品种盆花水量需要的人工定量浇水装置开始使用了。但是大家发现，由于周六日没有人到学校浇水，需要设计一个装置，便于对花盆进行集中浇水。同时大家还发现人工浇水常常有水渗出，于是改进了原有装置，把花盆浇水后渗出的水收集进行二次使用。
又1周过去了，同学们学习到了自动控制系统原理与技术，有同学建议设计一个能够定时定量自动浇水的装置，这样就不会有水渗出和浪费，同时也可以节省人工管理的时间。经过一定的设计分析和方案物化，能够根据不同盆花品种水量需要的自动定时定量浇水装置设计并试验成功了。
随着天气的转暖，天气变化无常，有同学发现安装了自动浇水装置的部分盆花的根部开始霉烂，长势很差。大家开始分析原因，并提出改进方案，提出设计一个自动适应气候变化的定时定量自动浇水装置。这里，天气问题、下雨的雨量问题、花草树木对气候的适应性问题，等等，涉及到很多科学问题。
暑假到了，住在学校附近的章宇宙同学负责花卉的浇水和管理工作。但2周后章宇宙有一个远途旅行，在同学们的建议下，章宇宙设计了自己的基于手机终端的班级花卉自动控制与远程监测系统，以便自己随时察看盆花的状况，实施管理。
又过去2个星期了，班上2个女同学提出她们非常想念花卉，想看看花卉的最近状况。于是大家商量，利用物联网技术和大数据技术等，设计与制作了一个实现全班同学用手机远程监控和共同管理的远程控制系统，并增加了施肥、浇水、成长记录与分析功能，以便在系统与工程意义上为花卉管理系统的改进和优化提供自己的建议。
融合的反思——融合的限度与区分度
科学教育与技术教育的融合并非完全消解科学与技术的差别。即使在现代社会，科学与技术仍然有不同的“范式”，有着诸多“不可通约性”。因此，要保持科学教育与技术教育的有机融合性和适度独立性，实现二者“共生——良性互动”。此外，伴随着现代科学与技术高度融合与高度分化两种并行不悖的趋势，科学教育与技术教育的融合必须有所侧重，应以某一方面为中心进行融合，而非仅仅是不分彼此的“混合”，进而形成人类知识结构的“混沌”现象。
总之，从当代科学与技术的高度融合这一科学与技术关系的最基本形态出发，应当确立“大科技教育”观，采取多种路径和策略，进一步加强科学教育与技术教育的融合，开发出多种形态、多种样式的科学与技术融合课程，促进适应现代创新人才培养的社会性需求，以此促进科学教育与技术教育的价值结构化和教育现代化。
实验室实验与生命科学论文范文第3篇
数字化时代，实验方式、实验工具、实验手段越来越智能化，随着时代的发展也越来越贴近生活。实验教学应为学生的发展赋能。为解决传统的科学实验教学中存在的问题，笔者尝试在科学实验中应用开源硬件，将创客教育融入小学科学教学中，并以项目式学习的方式积极开展实验活动。
一、利用开源硬件改进小学科学实验教学的需要
《义务教育小学科学课程标准》强调：“科学学习要以科学探究为核心。”探究既是科学学习的方式，又是科学学习的目的，而实验则是探究的主要方式。传统的实验工具已难以满足当下小学科学实验教学需求。比如，由于存在安全隐患，水银温度计将于2026年全面禁止生产。酒精灯、火柴等实验器具也面临同样的问题。在传统环境下由于实验室工具和设备短缺，并受环境、资源影响，小学科学实验教学的过程和效果都不太理想。
（一）开源硬件与掌控板
开源硬件是与自由及开放原始码软件相同方式设计的计算机和电子硬件。这类计算机和电子硬件的所有设计信息是公开的，学生可借此深入学习和个性化地开发。与开源硬件功能类似的智能设备已经在生活中得到大量应用，如智能家居、智慧校园，这些设备和应用贴近学生的学习和生活。同时，它们在安全性、可拓展性、智能化程度上相较于传统的科学实验工具有了很大提升。小学五、六年级的学生已经具备了一定的图形化编程的知识基础，他们通过选择和使用编程模块，设定相关参数，给模块连线并上传到掌控板等控制器板，便能轻松快速地做好开源硬件使用前的准备。掌控板非常适用于创客教学，它是一款开源的Micro Python微控制器板。通过板载的各类传感器，它能科学地检测得到各种准确可靠的信息，不仅可以用于青少年编程学习，而且是科学实验中非常好用的智能小工具。
（二）使用开源硬件开展科学实验教学的优势
相较传统的实验方式，用开源硬件开展科学实验教学具备以下优势。
1.创设“真实”的科学实验环境
作为数字原住民的当代学生，他们对于信息技术有着天然的亲近感。他们对新技术、新事物充满好奇。教師利用传统的科学技术手段、工具和方法，也能让学生了解科学知识，培养他们的科学精神。面向未来，培养学生解决不可知问题的能力，需要更好的教学方式。教师为学生提供多种实验方式、多种实验工具，让他们自主选择，帮助学生提升面向未来的能力和竞争力，是数字时代教育发展的必然。
巧用开源硬件，既能帮助学生解决存在于科学实验中而又难以用传统方法解决的问题，又能培养学生的创新能力与实践精神。笔者在实验教学中的运用开源硬件，为学生深入探究提供技术支持。正如许知远先生所说：“教育不是首先着眼于实用性的，而是要去‘唤醒’学生的力量，以使他们能在目前还无法预料的未来局势中做出有意义的选择。”
2.提高学生适应数字时代的能力
笔者利用开源硬件开展小学科学实验教学，以跨学科的核心素养和关键能力为载体，指向实验中真实的问题解决，帮助学生对不同学科知识与技能进行整体理解与融合运用。通过科学知识与智能硬件的融合，笔者为学生设置了真实的、有吸引力和复杂的实验问题，培养学生数字化能力，鼓励学生用数字工具分析问题和解决问题，引导学生主动适应数字时代。
3. 培养学生的创新精神和实践能力
教师引导学生使用开源硬件参与科学实验，有助于培养学生的创新精神和实践能力。学生自主选择开源硬件，参与科学实验，改变了传统的按部就班的实验方式，突破了传统科学实验对于实验时间、地点的限制。学生可以使用开源硬件，在合适的地点和时间，根据需要开展科学实验活动，还可以对实验的过程和方法进行改进。
二、小学科学实验教学中掌控板的应用要领
（一）利用传感技术获取实验数据
传统的小学科学实验教学中，学生依赖主观判断和人工采集来获取相关实验数据。比如，对于光线亮度的判断，学生可以通过视觉来感受光线的明暗和强弱，但是对于具体的光线值则难以判断，而大多数小学科学实验室缺乏相应的检测设备。实验者通过掌控板加载的光敏传感器和LED显示屏及模块化的编程软件，可以观察光线强弱的模拟值。学生可以通过前后的数值对比，跟自己的主观判断相互印证，加深对知识的理解。相较于传统方式，学生使用掌控板获取实验数据，更加精准，能够采集到以往难以获取的实验数据。
（二）物联网技术助力实验数据的积累、整理、分析
教师整合掌控板、Mind+和Siot，可以组建一个小型的本地物联网，方便学生在科学实验中收集、整理和分析实验数据。有些科学实验耗时较长，需要长时间的数据采集，可是小学生每天还有其他的学习任务，不可能长时间通过人工的方式采集数据。教师利用掌控板、Mind+和Siot，实现物物相连，赋予每个实验对象以生命，创建本地物联网服务器。系统将动态采集的数据数字化，并生成相应的数据模型，为小学生参与科学实验提供精准的数据支持。
（三）支持项目式学习
项目式学习理念坚持以真实问题驱动教学，注重持续探究和学生核心素养的培养。在小学科学实验教学中，项目式学习越来越多地被教师采用。在传统的实验条件下，由于教学方法和实验工具受限，以及安全考虑，教师对于部分实验教学还是以体验为主，探究则被放在次要位置。“教师演示，学生模仿”，甚至以教师演示来替代学生实验操作是常态。教师借助掌控板等开源硬件可为学生合作探究实验提供技术和硬件支持。由于实验安全性大大提升，教师可以通过问题驱动，引导学生以持续探究的方式参与实验学习。相关物联网技术为学生课后参与小组合作探究提供了硬件和平台支持。
（四）拓展学习时空
传统的小学科学实验教学受制于实验条件和工具，往往只能在科学实验室完成，实验过程跟学生在生活中见到的实际情况有一定的距离。借助掌控板等开源硬件，学生可以根据学习需要，在更多合适的地点和时间开展科学实验活动。实验的场域可以是科学实验室和班级课堂，也可以是校园或郊外等地方。实验的时间也可以从课堂延伸至课后、假期。
（五）促进学科深度融合
掌控板在科学实验中的应用促进了学科深度融合。信息技术与科学在开源硬件领域互融互通，不仅可以促进技术在学生科学学习中的应用，而且可以促进教学环境、教学方式和学习方式的改进。基于真实问题和学习需求的学科深度融合，促进了学生跨学科学习能力和学科核心素养的提升，也为教师的专业成长开辟了路径。以前，科学实验教学中学科之间的融合是浅层次的，比如在实验中使用电子表格记录或录制视频来记录和演示实验等。在掌控板等开源硬件的支持下，学科壁垒被打破，学生可以融合各学科的知识、技能与方法，在实验中探索与解决问题。
三、掌控板在科学实验教学中的应用及分析
（一）精准记录实验环境数据并控制实验环境
在小学科学实验中，使用开源硬件附载的各类传感器，能够更精准、更科学、更快捷地获取实验对象的各种数据，控制实验环境，为科学实验提供技术和数据支撑。以“养蚕”为例，它是小学科学传统的实验项目，教学目标是培养学生的科学精神和态度、动手实践能力和正确的劳动价值观念。以前，学生是以传统的方式养蚕，存在“以喂代养”的问题，实验流于形式，很少深入探究问题。这样的做法不仅与现在工厂现代化养蚕的实际相脱离，而且不利于学生深入开展科学实验活动。笔者引导学生智慧养蚕，基于学生在养蚕过程中遇到的问题，让学生使用掌控板、温湿度传感器、气压温度传感器、物联网环境、智能手机或平板电脑等开展实验。
养蚕实验项目是学校传统的科学实验项目，学生或多或少在养蚕过程中遇到问题。笔者鼓励学生根据蚕的生活习性，分析在养蚕过程中遇到的问题。学生提出的问题集中在两方面：一是对蚕生长环境的营造和监控。蚕的生长发育与环境关系紧密，温度、湿度、空气与气流、光线等因素直接影响蚕的生长发育。二是蚕沙的收集。蚕沙又名蚕屎，是家蚕的粪便，也是一味中药。如何收集蚕沙又保证干净卫生是学生养蚕实验中的难题。针对这些问题，笔者鼓励学生结合已学习的开源硬件知识，提出解决问题的方法，设计方案，并准备相关材料。为解决蚕生长环境的问题，学生使用掌控板、光线传感器、温湿度传感器，实时观察蚕的生长环境，同时在蚕盒上部安装风扇，将蚕盒光强、温度、湿度控制在一个适合蚕生长的范围（如图1）。学生借助掌控板搭建养蚕盒环境监控系统，既可以通过掌控板的OLED屏幕实时了解蚕盒的环境信息，又可以通过掌控板与物联网MQTT（EasyIot）的结合应用，远程了解蚕的生长环境，自动记录蚕生长环境相关数据（如图2和图3）。为解决收集蚕沙的问题，笔者引导学生使用激光切割技术制作双层蚕盒，设计镂空的中间隔板，以便收集蚕沙。
在养蚕实验的教学过程中，笔者借助技术引导学生主动探究，培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力。在实验过程中，笔者坚持科学学科的育人理念，通过问题驱动，将大项目分解成多个小项目，让学生参与实验探究。
（二）支持长周期观察实验活动
在小学科学实验中，有的实验所需测量工具多，测量周期长。如果在实验中融合应用开源硬件，采集到以往小学阶段科学实验中不易测量的相关数据，可为学生提供长期、精准、实时的数据，为深入探究提供技术支持。以“观测天气”为例，以往由于实验时间跨度大，学生需要记录不同天气甚至不同季节的天气数据，操作难度较高。同时，在实验中还需要用到气温计、雨量器、风向风力计、空气质量检测仪等工具，很多学校难以为每个小组配齐配足实验工具。实验者利用掌控板以及光线传感器、温湿度传感器、空气质量传感器、闪电传感器、雨量计、风向风力计等传感器，可以实现智慧化、网络化的长周期天气观察。
为解决“观测天气”实验中遇到的问题，笔者鼓励学生分析问题，并提出智能化的解决方案。学生使用掌控板将其与物联网平台MQTT（EasyIot）联通，借助系统自动收集天气收据，自动传输、存储数据，解决了天气数据记录、存储的问题。同时，使用掌控板自带的温度传感器、光线传感器等，外接空气质量传感器、闪电传感器等，检测校园内的空气质量（如图4和图5），为学习、生活提供便利。掌控板与物联网平台互联互通，能够实现相关数据自动记录和快速查询的功能（如图6）。
在“观测天气”教学过程中，笔者注重实验的持续性和设备、技术的不断更新。在实验过程中，做好指导工作，并充分与学生交流，尊重学生的个性化选择;引导学生通过小组合作完成任务，创设平台，让实验成果对学生的生活有用。
（三）综合解决复杂观察問题
在传统的实验条件下，学生参与复杂的观察实验，需要用到多种实验工具，非常不便。掌控板具有集成化、数字化、智能化、多功能化、系统化以及物联化等特性。在实验中，学生用一块掌控板就可以综合解决复杂的观察问题。这样既能节约准备实验器具的时间，又大大节省实验的经济成本。
在上述两个案例中，笔者既解决了实验中环境数据采集、环境控制、长周期记录等问题，又让学生在面对真实的复杂观察实验时能够充分利用开源硬件解决观察问题。掌控板附载的传感器以及外接的传感器的组合应用，不仅让实验者的触觉、味觉和嗅觉得到延伸，而且能采集到很多用传统的方式难以采集的数据，比如在“观测天气”实验中，实验者还可以用其检测空气质量，采集闪电次数等数据。
四、应用前景
（一）开源硬件将在小学科学实验教学中得到普及和应用
在传统的实验条件下，教学前期，科学教师要做大量的器材准备工作。教师在小学科学教学中应用开源硬件，可大大缩短准备科学实验器材的时间，有效促进科学实验教学的常态化实施。同时，相比传统的科学实验工具，开源硬件更为安全，其应用符合数字时代要加强对学生人文关怀的价值追求，也有利于培养学生解决未来未知问题的能力。随着模块化编程软件的普及，掌控板附载传感器越来越丰富，将会受到越来越多师生的认可和欢迎。
（二）开源硬件的应用让科学实验与学生生活联系更紧密
以掌控板为代表的开源硬件是很好的教学工具。实验教学中应用掌控板可满足数字时代学生对于多元化学习工具选择的需求，符合当代学生的成长经历和需求。它贴近学生当下的生活，又能够为学生未来的生活做准备。掌控板为跨学科的项目式学习提供了有力的平台和工具，可促进学科深度融合和课堂教学变革。
（作者系江苏省常州市雕庄中心小学教师）
实验室实验与生命科学论文范文第4篇
一、高校实验室管理与维护的现状
笔者根据工作实践, 以及对于管理工作的理论分析, 梳理出了高校实验室管理与维护的现状, 并从中分析出了主要的问题所在:
(1) 实验室管理团队, 资质欠佳。高校实验室作为教研工作重要组成部分, 其中很多设备更新换代较快, 需要的技术手段, 与理论知识都较高。但是高校实验室的管理人员, 其业务水平相对停滞, 甚至落后。随着实验室教学任务的加重, 管理人员的培训更加难以跟进。最终导致在管理中, 差强人意。
(2) 实验室建设架构, 缺乏整体性。我国高校实验室的设置是依据高校实验室管理细则, 根据不同学科的不同设置进行划分的。实验室的资源实际上是分属于不同专业、院系中的。但是随着高校系部组织的细化, 实验室管理便出现了混乱。例如, 高校设置某个计算机实验室, 分别将其分配给了文学院与机电工程学院、管理学院, 在实际使用中, 也就由三个学院分而管制, 又由同一管理部门管制, 这在管理上便出现了混乱, 也容易造成资源的浪费, 与分配上的不均。
(3) 实验室维护资金, 投入不足。公立院校中, 尤其是其中一些位于经济落后, 发展速度较慢的地区;所得资金本就有限, 对于实验室管理与维护的资金投入就更少了。此外, 高等院校本身在基础建设方面也需要进行资金投入, 因此本身可支配资金数额相对有限。在高校实验室管理中需要使用的资金, 也就相对减半, 难以正常的维系了。
(4) 实验室管理制度, 有待完善。高校实验室管理制度是各项工作开展基础, 但是在实践中发现, 管理制度的设置, 难以跟上高校实验室设备更新、实验室扩建的速度。导致实验室科学管理与维护工作逐渐无章可循, 管理制度也就成为了空谈, 难以维系科学院校管理的初衷。
二、促进高校实验室科学管理与维护的有效策略
(1) 提升实验室管理团队素质。为了弥补现阶段管理团队素质不高的现状, 笔者认为应该从细化管理工作分工开始, 推进各项管理事项落实到人头上。进而定期对管理人员进行培训, 从管理制度、管理方式、实验室设备、基础实验知识等几个方面培训, 提升管理人员的管理水平, 最终实现对于实验室的科学管理与维护。
(2) 完善实验室建设架构。根据高校实验室以及各个专业需求, 进行定向的采买选购。根据不同的设备, 针对实验用房进账的问题, 进行仪器的购置与配置。对于整个实验室的管理, 需要各个专业选取具有专业学科背景的管理人员, 与现有管理团队一起进行管理。也就是, 建立具有管理水平、学科背景的综合管理队伍, 从管理上完善实验室建设架构。
(3) 加大实验室维护资金。各个高校应该进行基础建设的规划, 在各项是相中逐一进行划分, 明细资金投入, 全面为实验室管理维护进行费用上的保障, 确保实验室的各项教学任务都有能得以保障, 有章可循。保证高校在基础设施建设的前提下, 对于实验室进行管理与维护。
(4) 全面构建实验室管理制度。由于高校实验室更新换代、扩建速度都较快, 因此管理制度应定期进行更新、完善。各个专业、院校应该按照实验教学的主要任务与目标, 以及自身的实际情况, 制定制度建设, 科学有效的进行实验室管理维护。同时, 应设立专门的监督制度, 对于各项管理工作进行监督与管控, 设立激励制度, 对于管理中没有差错的, 进行定期奖金的奖励, 对于出现失误施以小惩。避免各项制度的模糊不清, 减少无章可循现象的出现。
三、结论
新时期高校各项建设, 都需要紧跟时代发展。本文认为高校实验室的管理与维护除了必要的设备保养维护之外, 从根本上来说还是对于人员的使用。因此, 笔者首先建议从管理团队的素质入手, 从完善实验室建构建构角度出发, 为实验室的科学管理与维护注入更多的资金, 最终落实到建立健全实验室的管理制度。希望本文的成文可以有效改善现阶段实验室管理与维护中的窘况, 提供有效的参考建议。
摘要：新时期高校成为各项科研工作的“重镇”, 对于实验室的建设也随之迈向了新的视域。实验所使用的仪器越来越精密, 设备越来越昂贵。因此, 对于高校进行试验与实践教学重要基地——高校实验室, 应该更好的进行管理与维护, 为教学提供良好的环境。本文将以现阶段高校科研工作大跨步发展为背景, 立足探索高校实验室的科学管理与维护, 希望本文可以为现阶段高校实验室的维护与管理提供借鉴与参考。
关键词：新时期,高校实验室,科学管理,维护
参考文献
[1] 程振诚.新时期高校实验室的科学管理和维护[J].湖北函授大学学报, 2013, 26 (5) :35.
[2] 刘春林, 张翔宇.新形势下高校仪器设备科学管理探讨[J].实验室科学, 2006 (5) :88-90.
[3] 牟景华.新形势下对高校实验室的管理模式与方法再探讨[J].人力资源管理:学术版, 2009 (11) :91-92.
[4] 马岩, 关宇.高校实验室共享平台建设与创新管理模式探讨[J].知识文库, 2017 (20) :22-23.
实验室实验与生命科学论文范文第5篇
【摘要】生物实验教学是生命科学的基础，是素质教育的有效途径。然而，由于主、客观原因及生物实验考查评价体系、要求等流于形式，致使生物实验被长期、严重的“弱化”、“打折”，现状与21世纪生命科学的需要相距甚远。据此，本文认为生物实验教学必须在规范和创新上下功夫。
【关键词】实验教学 定位 现状与创新
作为生物科学的基础课程——中学生物实验教学如何定位、如何正视现状、如何创新是生物科师生需要面对和探索的课题。本文是多年实践和认识的积累，现刍议如下、意在抛砖引玉。
一、生物实验教学是生命科学的基础，是素质教育的有效途径
生命科学经过百余年的发展，己从静态的、形态描述演化为动态的、定性、定量并存的实验科学。而生物学既是生命科学的重要组成更是以实验为基础的自然学科。由此，实验在生物教学中的地位是不言而喻的。而新课程标准的实验要求，更加关注学生在科学的过程和方法上的发展；注重培养学生的思维方式；综合考虑知识、能力、情感态度和价值观三维目标的达成，极大地丰富了学生的实践活动，增加学生学习的兴趣，同时也培养了学生的探究能力和创新精神。由此，生物实验教学是增进学生智商、情商的良好平台和载体，更是体现了“实验室是素质教育的最好切入点”。
二、生物实验教学的现状不容乐观
实验在生物教学的重要性是勿庸置疑的。然而，由于主、客观的原因，生物实验教学重知识、重理论，轻实验、轻实践，致使学生“高分低能”的现象至今仍普遍存在。不少的学生对实验设计的方法、步骤知其然不知其所以然，对实验过程、结果可以对答如流，却在实验操作时一筹莫展、不尽如意。造成上述状况的原因主要是现行的生物实验教学的评价体系不完善。一是生物虽作为高考的科目，生物实验题也占一定比例，但仅是课本实验向卷面实验的一种转移，没有从本质上摆脱为实验而实验的困境和尴尬，无法真正成为择取高等学子的考核依据；二是生物实验考查的评价体系及要求流于形式，致使生物实验被长期的严重的“弱化”，学校不关心，教师不重视，学生不肯学。于是出现了教师“画实验”、“讲实验”，学生“听实验”、“背实验”；于是实验设备残缺老化。实验经费或难以到位；于是实验员被兼职，不安心本职、不钻研业务，无所事事、得过且过；这种忽视生物学认知规律的无实验、实践验证的纯理论的教学怎能培养出高素质、高技能品学兼优的好学生，又怎能促使他们在生命科学的领域有所作为，成就事业呢？因此，可以肯定地说，生物实验教学的现状与21世纪生命科学的需要相距甚远，为此生物实验教学应当并且必须引起教育界和国人的高度重视。
三、生物实验教学必须在规范和创新上下功夫
一方面是生物实验教学是生命科学的基础，是素质教育的有效途径；另一方面是生物实验教学的现状不容乐观。针对这一矛盾，本人认为生物实验教学必须在规范和创新上下功夫。
1.要牢固地树立以实验为基础的生物教学观
树立以实验为基础的生物教学观是由生物学的性质所决定的。因此，无论是学校、教师还是学生都应当站在中华民族必须领先发展生命科学的战略高度来加以认识，它是继承和创新生物实验教学的根本保障。
2.要建立科学的评价机制和规范的制约体系
（1）评价机制是教学质量及教学结果的指挥棒。其重要性显而易见的。因此，建立一套科学的有利于保障和促进生物实验教学的评价机制是十分必要的。本人认为这个评价机制必须是全面的、多样的、动态的。所谓“全面的”即不仅要对学生所掌握的知识进行评价，更要对其运用知识的技能进行评价；所谓“多样的”即不仅要看其卷面的成绩，更要观察其动口、动脑、动手的表现；所谓“动态的”即不仅要讲求结果，更要注重过程。同时，评价机制要突出落实高中生物实验的考查，并且在生物会考、高考、奥赛等其他可能的环节适当增加生物实验的成份；（2）规范的制约体系主要是针对学校和教师，制约的目的是尽可能地消除不关心生物实验教学的学校和不重视生物实验教学的教师；制约的手段至少包括：将实验的设备、实验的开课率和学生实验的成绩等相关要素列入学校的评定升级和任课教师的年度业务考核及职称评聘的重要依据之一。
3.要做好继承和创新这篇大文章
根据生命科学的发展和素质教育的要求，生物实验教学必须在继承传统有效的教与学方法的基础上，致力于实验形式、实验手段、实验内容、实验教学模式的创新。本人认为：（1）实验形式的创新主要是拓宽实验的时空。由原来单一的课堂实验转向兼容面向自然、走进家园。面向自然：即组织学生开展环境污染对生物的影响、SO2对植物的影响、物种及生态等相关生物知识自然现象的调研，使学生在接触自然的进程中了解情况、发现问题并思考解决问题的办法，以实现学以致用和理论联系实际；走进家园：主要是指导学生应用学习掌握的有关生物知识在家园进行或种植名贵花卉、或饲养小动物、或培育食用菌、或制作标本、或解剖家禽等适宜实验，亦可进行植物向性运动的实验、遗传病的调查等，既使理论得以深化，亦锻炼和培养学生的劳动技能和智能开发；（2）实验手段的创新主要是着力提高实验手段的科技含量。即充分运用幻灯、投影、录像、光盘、微机、多媒体等功能，突出直观、增强动感。既有利于学生进行模似实验亦有利于指导学生的实验操作，更有利于学生自己动手规范实验操作的成功；（3）实验内容的创新主要指实验内容要在完成课本中用来帮助学生形成、理解、巩固生物知识的验证性实验的基础上，充分利用地方资源进行生物实验校本课程的开发，在老师引导下，可采用自我报告、出刊物、成果展示，也可以组织知识竞赛、论文评比，还可以开展趣味性实验、探索性实验、创意性实验的探究方案等。这种有效的评价机制，既激发学生的学习积极性和主动性，亦培养了学生的独立性和创造性；（4）实验教学模式的创新是运用观察、实验调查、假说演绎、建立模型、系统分析等方法，让学生参与实验的准备、实验课的管理、实验计划的制定。不仅要注重实验结果，更应让学生着重体验实验过程。教师只能是引导者、指导者，让学生明确实验的目标和方向，解决好做什么、怎么做、做到什么程度以及解答学生在实验中遇到的疑惑。要千方百计地鼓励学生体验动手实验的快乐、感受创新实验的成果。在科学探索中，使学生在掌握知识、技能的同时也得到态度、意识、能力的培养，获得综合性、协调性的发展。从而更好地营造实验氛围、优化实验教学模式。
作者简介：
鄢燕英，任中学生物教学27年，中教高级职称。
实验室实验与生命科学论文范文第6篇
摘 要: 外语语音实验室的管理与维护工作一直是讨论的热点,如何更好地管理与维护呢?每位语音实验室管理人员都有一套自己成熟完整的管理理论。本文从如何更好地利用语音实验室提高学生英语综合水平的角度,多方位地分析了外语语音实验室的管理与维护工作。
关键词: 外语语音实验室 管理 维护
随着科技的发展,外语语音实验室经历了变革:从初始的录音机加磁带,发展为投影仪加大屏幕,再到教师中控机加学生电脑终端的新型语音实验室。外语语音实验室不同于传统的理工科类实验室,它对语言有着特殊的要求。外语语音实验室将文字、声音、图像、动画和声像技术中的音频、视频等多种媒体形式与计算机集成在一起,更能充分激发学生的学习兴趣,提高学习效率。所以语音实验室在外语教学中的作用越来越受到师生的认可和重视。面对语音实验室设备的更新换代,管理与维护工作需要与日俱进。本文从如何更好地利用语音实验室提高学生英语综合水平的角度出发,简要分析外语语音实验室的科学管理与维护。
一、外语语音实验室的管理
外语语音实验室管理的对象是与外语语音实验室有关的人、事、物、信息、经费等,外语语音实验室管理的内容涉及实验室管理工作的全部活动[1]。外语语音实验室的设备比较复杂,学生端包括学生电脑、语音终端、耳机、鼠标、键盘等常用外设,教师机端包括教师电脑、主控台、展台、各种交换机、音频播放设备(音响等)、耳机、鼠标、键盘等外设,固定的有桌椅板凳,一些教室还配备监控摄像头。目前,学校的外语语音实验室既用于正常上课,又用于学生业余时间自学,承担的教学任务比较重,设备的使用率较高,这样机器的损耗就比较大,要使语音设备高效并良好地使用,就必须对其实行科学的管理。
(一)必须制定科学的管理制度。“不以规矩,不成方圆”,制度的实施可以提高管理外语语音实验室的有效性。针对外语语音实验室管理人员,可以制定《外语语音实验室工作人员细则》,涉及内容包括工作人员每日工作的内容、工作的要求、注意事项等。对于可能多变的外语语音实验室管理人员,只要制度完善,就可以以不变应万变。学生是应用的主体,学生使用的合理程度决定着机器的质量及寿命,所以更应该制定《语言实验室学生守则》规范其使用。学生需要思考如何利用外语语音实验室的设备及资源提高自己的英语学习水平,更要有责任心和安全意识,每次使用时都应看清楚注意事项,保持周围环境整洁,爱护设备。教室也应该有《外语语音实验室教室使用明细》,包括教室使用需要提前申请,合理安排使用设备,每次使用都必须责任到个人,任课教师提醒学生注意事项,告知学生出现问题时的解决办法和使用不当造成的损坏依照《外语语音实验室仪器设备损坏、丢失赔偿处理办法》处理等内容。还要建立《外语语音实验室设备使用档案》将维修过的或者经常出问题的都应有详细的记录,记录导致产生故障的原因和解决方法。对于新进语音设备,要保存其使用说明、质保材料等。
(二)实验室的使用者管理者都是人,所以人的活动就与之息息相关。外语语音实验室管理人员的整体素质、技术水平、学历程度等直接影响外语语音实验室的建设与管理。外语语音实验室管理人员,首先要有过硬的技术。即面对复杂的机器,必须条理清楚,熟悉设备的操作流程,懂得设备的工作原理、拓扑结构,对影响正常授课的突发状况要及时做出判断,小问题及时解决,大问题解决不了的需要及时记下来,联系厂家马上维修;其次必须有比较高的素质,有责任心,认清自己的职责,有吃苦耐劳、乐于奉献的精神。因为外语语音实验室承担的任务比较重,有时业余时间还要开放,这就要求管理人员需要早起晚走,还要利用其他时间查找排除故障;最后需要加强技术方面的学习,不断更新知识,硬件软件更新换代的都非常快,只有不断学习,才能适应工作的需要。还要积极参与教学与科研,参与教学、实验、立项,这样才能提高综合能力,更好地服务于教学。任课老师需要从学生使用方便,从有效提高学习效率角度出发。首先教师本人要积极主动地学习,定期参与培训,正确、熟练操作语言设备的各种控制,并教会学生安全有效地使用;其次,教师要合理利用外语语音实验室的座位编排和学生适当互动。传统的课堂座位排列会有一些负面的影响,教师的授课重点习惯落于前排和中排,后排和旁边的学生很难受到老师的重视,这样就会挫伤他们的积极性,所以任课老师要根据实际情况,对座位进行适当的调换。但是在每次使用过程中,都需要学生填写座位表,责任到个人,防止使用不当造成损坏。学生一定要遵守《语言实验室学生守则》,不做不规范的行为,不私自携带食物、饮料等进入实验室,不乱扔垃圾,因为这将严重影响教室的环境,不仅不美观,反而可能会招来老鼠,使各种数据线和电源线遭到潜在的破坏,成为安全隐患。上课前查看机器是否完好,学会使用设备。不能私自拔插电源、硬件设备、鼠标键盘等外设。不能折断耳机,偷走一些可以使用的外设。也不得在课桌椅上乱刻乱画。上课时要有效利用设备,外语语音实验室可以提供各种视听说的资源,有效利用这些资源提高能力,而不是做一些与上课无关的事情,比如:聊天、上网、打游戏等。课后要将所有的设备归位,并检查周围环境,自己的东西是否有遗漏等。
我们要以学生为主导,各方面人员积极协调,各种语音设备合理利用,各种制度尽其完善,各司其职又相互关联配合,这样管理才能有效、科学。
二、外语语音实验室的维护
维护是外语语音实验室的重中之重,只有很好地维护语音设备,才能更好地使用。对语音设备的检查与维护,对软件的升级与更新,对教室的清扫与除尘,对数据的备份与更新,运用一些维护的技巧,不仅能延长语音设备的使用寿命,还能使外语语音实验室的管理工作有序、轻松[2]。维护要做到有规律,有要求,并且要有高度的责任心。维护需要从三个方面进行,硬件方面的维护、软件方面的维护及教室环境的维护。
(一)硬件方面的维护。每日都必须做到检查所有的设备能否正常运行,上课前检查语音设备能否正常打开,教师端能否快速有效地控制学生端,耳机能否听录,鼠标键盘能否正常使用;上课时也要四处巡视,看有没有什么不当的行为,会导致语音设备遭遇损坏;下课后要检查所有的设备是否关闭,电源是否关闭。对于课堂上遇到的问题,小问题及时解决,大问题在下课后及时处理,看看问题出在什么地方,如果不能解决,就及时通知厂家,直到解决为止。还应有常出问题的设备的备件,比如说耳机、鼠标等。
硬件常见的问题有显示器不显示或者显示不正确,先查看教师机端是否控制学生端显示,如果不是,就检查显示器的电源线是否松动,VGA分配器接口线路是否插好。鼠标键盘不能正常使用,这有可能是由热插拔造成的,可重启计算机,并检查插口是否插得正确,是否因松动造成接触不良。主机打不开,首先看电源是否正常,如果正常看是否插得结实,都没有问题就需要打开机箱,这需要课下解决,检查内存、电源、主板、硬盘等硬件设备。常见的还有连接不上数据库或者Internet网,可能是网线插的不好,先检查计算机这端是否连接正确,网线接头是否接触良好,线序是否正确,再如此顺序检查交换机一端。还有一些小问题,耳机听不到或者话筒不发声,如果在计算机上及语音设备上都安装正确,清理一下灰尘就行,如果仍然不能正常工作,就可能是耳机出了问题,需及时更换。
(二)软件方面的维护。软件的发展是日新月异的,每天的杀毒都是必不可少的,做到每日定时查杀病毒,病毒库升级。定时清理系统垃圾,做好备份工作。在计算机上安装硬盘还原卡,做到每次开机都和新安装一样。学生电脑不能有输出用的USB接口,光驱、软驱。另外还需要对语音学习软件的及时更新,新软件要不断地学习。教师语音设备端使用U盘要先查杀病毒,不用时要按规定拔掉,不用的软件尽量不往语音设备上安装。
(三)教室环境的维护。整洁有序的外语语音实验室环境给人心情舒畅的感觉,有利于提高学习兴趣,维护设备的正常运转和有效的使用,可以提高学习效率。灰尘会使语音设备的寿命减少,所以要做好教室及其语音设备的环境卫生,教室环境要做到每日清洁桌面,板凳,以及其他外露的设备要用半干不湿的抹布擦拭,地面也要用半干不湿的拖布擦拭。任何人不能随意将食物饮料等东西带入外语语音实验室,上课产生的垃圾要及时清理。同时注意检查供电系统、消防系统能否正常工作,注意通风、防潮、除尘,让外语语音实验室时刻保持安全及清洁。
外语语音实验室的管理与维护是一项繁琐的工作,只有每个人都做好本职工作:外语语音实验室管理人员保证语音设备的正常运行,任课教师在教授学生知识的同时,正确熟练地使用语音设备,学生遵守秩序及规章制度,各方面积极配合,这样外语语音实验室才能发挥最大的作用,更好地为教学服务。
参考文献:
[1]董贾寿,张文桂.实验室管理学[M].电子科技大学出版社,2004.5.
[2]连纯华.语音实验室的维护技巧[J].中国现代教育装备,2011(23):68-70.