浅谈医学生物实验教学改革:医学生生物化学实验教学改革研究 摘要：高职高专医学院校最根本的目标是培养技能型、创新型的医学人才，而创新型人才需具备专业的医学理论知识和熟练的临床技能。实验课是将学生所学理论与实践相结合的重要教学环节，也是增强医学生实践能力和创新能力的重要途径。针对生物化学实验教学进行了全面的研究与探索，并进行简单论述。 关键词：医学生；生物化学；实验教学；实践探索 提高医学生的综合素质与创新能力是改革医学教育的重要风向标。生物化学是一门重要的医学基础课程，实验课是增强学生思维能力和实验技能的重要环节。随着新材料、新设备的出现和新理论的提出，生物化学的实验技术已有很大的变化。传统的生化实验教学已不能满足学生需要，医学生生物化学实验教学的改革势在必行。 一、传统医学生物化学实验中所存在的不足 传统的生物化学教学内容比较陈旧，许多实验手段和实验方式都已经不再适用于现代的发展，也很难应用到当今的科学领域。同时，也不再适用于现代的医学教学。以往的实验教学只注重加强学生对基础知识的领悟，忽视对学生动手能力、创新能力和科研能力的培养[1]。 （一）教学内容枯燥单一 教师的教学形式较为单一、教学内容较为枯燥。例如，在学习紫外吸收测定核酸的含量、考马斯亮蓝法测定蛋白质含量等实验中，缺乏对学生独立解决问题和创新思维能力的锻炼与提升，教师只是一味地授予知识，学生本能地吸收知识，学生无法真正地掌握医学生物化学知识的精髓[2]。 （二）缺少充足的实验设备 与以往传统的实验设备相比，现代的生物化学实验设备简单易操作，方便教师教学和学生学习。例如，对蛋白质浓度的检测，现代的科研机构已经可以用更节省样本更精确的酶标仪的方法来进行实验，而传统的医学生物教学实验还在用老式的分光光度计来进行对蛋白浓度的测量[3]。实验设备的老化导致实验场地和设备不能满足实验所需。 二、探索生物化学实验的改革措施 （一）教师要提前对课堂教学内容进行梳理 教师是联结学生和知识之间的纽带与桥梁，教师的教学方式会影响到学生的思维方式和学习方式。不同的教师对实验课的教学有不同的理解和认识，其教学效果也有所不同。教师教学的根本目标是培养学生的创造能力和思维能力，改善教师一味讲解，学生一味接收的状态。教师还要运用启发式的课堂教学方式，提前对课堂教学内容进行梳理。 （二）要以研究性的实验为重点 对于一些常见的病症和对大众身心造成危害的生物化学问题的探究是医学生物化学的主要研究课题之一，学生可以有效对病症进行提前预防，并且提出解决方案，实施医学治疗。例如，血清尿素氮含量对肾衰竭的诊断、转氨酶用于肝病的诊断。生物化学的知识理念和临床实践相融合，形成医学生物化学和分子生物学的更多领域。同时，学生要合理运用学科知识，并且要在教师的指导下独自完成课堂实验。教师要选择具有研究性的实验，对教学方式和方法进行探究和改进，学生要制作课堂教学需要的课件，并对教学需要的仪器进行合理的改良，写出与实验课题相符的研究性报告。教师要培养学生的创新思维和实践动手能力，提高学生的专业能力和思想素质。同时，教师也要努力提高自身的课堂教学水平，使医学生物化学实验的教学可以更上一层楼。如学生在学完《酶》一章后，可指导学生自行进行酶学实验的设计。 （三）要合理分配实验所需要的仪器 教师在进行实验教学前要将实验所需要的仪器设备进行合理的规划和管理，并且要将所用仪器都能够得到充分合理的利用。随着高校的扩招，学生使用实验仪器的频率增加，要想医学人才的发展不落后于时代的进步，就要及时更新替换实验室所需要的医学器材和设备。譬如：加样器的出现替代了吸量管，大大减少实验的时间、准确测量加样量而且使实验得出的数据更具准确性，匀浆机的出现取代了研磨碗[4]。此外，想要保证实验教学的质量和成效，就要及时替换和淘汰落伍的实验教学仪器。例如，把同学分成两人一组，两人共同保管两人实验所需要的实验器材，如若出现破损由两人共同赔偿，教师在实验教学结束后，要严格按照仪器使用清单进行逐组检查，保证实验器材完好无损，学生方可离开实验室。这样不仅可以降低实验器材的破坏率，还可以保证实验教学的顺利开展，为学校节省教学经费支出。 三、结语 在生物化学实验教学的实践中可以看出，对生物化学教学实验的改革要从资金和人才两方面进行，努力改善教学环境，加大对现代化实验教学设备的投入。培养专业能力和专业素质较强的师资队伍，及时替换和更新实验内容，减少验证性实验，多开设综合性和创新性实验，开启学生的智慧之门，只有这样才能够使生化实验的教学得到成功的改革。 作者：郭劲霞 邹自征 刘蓉 单位：益阳医学高等专科学校 浅谈医学生物实验教学改革:医学生物学实验教学改革初探 摘要：医学生物学实验教学在提高医学生的实践动手能力，培养医学生的科研思维和创新能力中发挥着不可替代的作用。因此，我们有必要依据现代科学技术的发展，改革传统的实验教学方法，加强现代化教学手段。本文将从医学生物学实验教学的改革方面展开探讨。 关键词：医学生物学实验；教学改革；实验技能 医学生物学是一门与生物学有关的基本理论、基本知识和基本实验方法的基础医学学科，具有很强的理论性和实践性，是医学院校医学生必修的基础医学课程[1]，在细胞、亚细胞、分子水平三个层次上，帮助医学生了解生命科学，获得普遍的、规律性的生命知识，建立生物学与医学更深入的联系，为后续医学基础课程和医学专业课程奠定基础。而医学生物学实验教学是医学生物学课程中的重要环节，通过基本实验操作技术和方法的学习，提高学生分析问题和解决问题的能力。结合医学改革的新趋势与我院实际教学情况，探讨医学生物学实验的教学改革，更好地激发学生的兴趣和探求欲望，培养学生独立自主性、解决问题的能力和创新力。 一、目前教学现状及存在问题 1.实验学时少。我院医学生物学实验课为12学时，内容多学时少，涵盖细胞生物学和医学遗传学两部分，所以只能选择性地设置实验课程，开展部分基础型的验证性实验，并且对实验内容进行压缩合并，实验操作过程中教学过程紧张，为了按时完成实验课程，教师将实验目的、原理、内容、步骤甚至预期结果告诉学生，因此也难以产生在未来开展深入科学研究的兴致和能力的培养。部分实验只能利用制备好的标本进行观察，比如人类染色体标本的观察和核型分析，学生不能自己制作标本而直接观察制好的染色体标本，缺乏系统性和主观能动性。 2.教学方法单一。实验教学以讲授和演示教学为主，授课前教师已经将实验所需的仪器、试剂、材料等准备好，并且讲清楚实验的操作流程，细化步骤中容易出错的地方，指出使用过程的注意事项，学生只需要按部就班操作，甚至预先知道实验的结果，降低了主动探索的积极性，失去了独立思考和解决问题的锻炼机会，影响学生创造性思维的培养[2]。 3.考核方式缺乏科学性。实验考核是实验教学中的重要部分，是检查教学效果、巩固学生所学知识、改革教学方法的重要手段。在医学生物学实验考核中，重点以实验报告的质量作为考核的对象，缺乏科学性，不注重实验前预习思考、具体实验过程中具体操作、学生实验的态度、课堂表现等各方面考核，导致部分学生不认真动手操作实验，不积极思考和提问，学生之间存在报告抄袭现象，为追求实验报告的完美，忽略实验操作，达不到巩固理论，培养实验能力和严谨作风的良好效果。 4.实验内容落后。由于实验室硬件条件和学时限制，使得医学生物学实验内容都是验证性基础实验，缺少综合性和设计性实验。对于那些促进生物学发展的现代生物学技术更是无从谈起，如细胞培养技术、细胞分离技术、荧光染色技术等，不利于学生实验能力的培养和科研素质的塑造。 二、实验教学改革的探讨 1.优化实验内容。在实验室现有条件和学时少的情况下，在实验课程内容的选择上要精益求精，遵循有利于理论知识的巩固与应用，有利于学生掌握基本的实验方法和技能的原则，优化实验内容。以培养学生实践动手能力为核心，强化基本技能训练为目的，为后续基础实验课和专业实验课学习奠定良好基础。在各专业实验教学中我们保留了“光学显微镜的结构和使用方法”实验，扎实实验室基本技能。在以后的实验课程中有条件地增加开放性、设计创新型实验内容，以及与学科前沿联系的技术性、综合性实验，如：细胞融合、细胞培养、三体综合征的产前诊断等，使学生更好地理解生物学的理论知识及生命现象，同时还兼顾医学生创新、探索精神的培养。 2.改进实验方法。实验具有很强的实践性，实验结果的好与坏与实验方法、实验操作、人为因素、实验设备、实验试剂等很多因素有关。其中好的实验方法能提高实验的成功率，更好地激发学生的探知欲望。教师在实践过程中要积极钻研探究，不断进取，优化实验方法，确定最佳的实验条件。例如：“小白鼠腹腔巨噬细胞吞噬活动的观察”实验中，我们将实验指导中的鸡红细胞更换成兔红细胞，经过实践操作，发现在处理过的小白鼠腹腔注射0.5%的兔红细胞悬液的吞噬活动要比1%的兔红细胞悬液强，学生看到的吞噬活动和过程更加明显，与理论知识紧密联系，通过改进实验方法使学生更深入理解吞噬活动的意义。 3.教学方法多元化。采用多元化教学方法，丰富实验教学，调动学生学习积极性，拓展学生的知识面。 （1）启发式教学。在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，引导学生积极思考，调动学生的学习主动性和积极性。例如：在“人类性别鉴定”实验教学中，提问学生人类的性别如何决定？男性和女性的性染色体的组成是怎样的？女性的两条X染色体如何保持和男性基因产物剂量一致？如何用细胞生物学方法进行性别鉴定以及性染色体畸变的鉴定？联系理论课莱昂假说，引导学生理解实验目的和原理，加深对X染色质的认识，调动学生的主动性和积极性，鼓励学生运用理论知识进行积极思考。 （2）_放式实验教学。为满足学生对医学生物学知识学习的需求，可以增设部分开放性实验。学生可以利用课余时间到开放实验室完成感兴趣的实验，既解决了学时少、内容多、实验仪器材料不足等方面的问题，又为学生创造了独立动手的机会，从而培养学生的科研创新能力，这是实验室教学改革努力的方向。针对我院现有条件可以逐步采取开放实验室教学，先采取将实验内容革新，设计为必做和选做两种类型。必做实验要求学生在规定的时间内完成，而选作实验的内容，可以根据学生的兴趣、能力和专业特点来自己制定或者和教师讨论后制定，并利用课余时间，到实验室独立或者小组合作来完成。 （3）问题导向法。问题导向法是“以问题为基础，学生为中心、教师为指导的小组讨论及自学的”的教学模式。教师预先将实验内容涉及的题告诉学生，学生根据问题预习、思考，发现更多的问题，然后根据相关问题去查阅书籍资料，互相讨论。学生带着问题做实验，在操作中找答案[3]。在以后的在医学生物学实验教学中根据教学内容尝试推行PBL教学方法，有助于增强实验的目的性，提高学生的兴趣和专注度。 4.完善实验考核办法。传统的实验考核主要包括实验报告完成质量和到课率，缺乏对实验技能和实验理论的考核。为了学生实验技能、动手操作和分析能力的提高，还需建立科学系统的考核方式。平时成绩的考核，除了出勤和课堂纪律以外，还应加强课前预习、课堂提问、课后值日的考核，培养自主学习和探究的能力、严谨的学风和端正的实验态度。实验报告不能真实反应学生对实验内容掌握和理解程度及动手操作能力。为了调动学生实验动手操作的积极性，有必要对实验技能和理论进行考核，系统科学地评价学生学习态度、对知识的掌握和实验操作技能，培养良好的习惯，重视实验操作的规范性，不断提高操作技能，从整体上提高教学质量。 5.注重科学素质培养。医学生物学实验教学就是通过科学实验将生物学中的基础知识、基本概念及基本规律得以验证，培养学生观察事物、提出问题、分析问题及解决问题的能力。实验教学中要加强培养学生实事求是的科学态度、严谨认真的治学作风和敢于质疑的科学探究精神，使学生具备科学知识，能运用科学原理和方法解释或处理学习和生活中的常见问题，以科学精神为核心用科学的态度观察和思考问题[4]。 三、结语 总之，实验课与理论课紧密联系，一方面巩固加强理论知识，一方面培养学生独立自主思考的实验能力和综合分析能力。为培养现代医学人才，在实验教学过程中，需要改革原有的实验教学方法，把启发式、开放式、探究式、问题引导式等多种教学方法适时灵活运用于实验教学课堂，充分利用多媒体辅助教学，调动学生动手操作的积极性，主动参与教学全过程，开发创新思维能力，培养探究科学知识、崇尚科学的意识。 浅谈医学生物实验教学改革:浅谈医学生生物化学实验教学改革的实践与探索 摘要：当代医学院校最重要的目的之一就是培养综合创新型医学人才，为社会医学事业更好地服务。而培养综合创新型医学人才除了要培养他们夯实的医学理论知识以及熟练准确的临床技能之外，还必须要着重培养医学生扎实的实验技能、卓越的创新能力以及坚持不懈的探索精神。生物化学实验是培养医学生综合创新能力的重要手段，因此，我们在此讨论了目前生物化学实验教学的现状和不足，并对生物化学实验教学改革进行了初步探讨。 关键词：生物化学实验；教学改革；实验教学 一、前言 培养学生的创新能力和综合素质是深化高等医学教育改革的一个根本性指导思想。生物化学是生命科学的重要分支，它不但是一门重要的基础学科，同时又是一门实验性很强的学科。学生可以通过实验来验证生物化学的基本理论知识，同时又可以掌握基本的实验操作过程，培养独立实验技能，并对学生的科研思维进行一定的培养和训练。因此，其他的教学形式不能完全有效地替代实验教学在培养学生创新能力和综合素质方面所起到的重要作用。近年来，生物化学实验技术发展迅速，不断发展出新理论、推出新技术，在生命科学和医学相关的许多领域都显示出了非常重要的应用价值。因此，生物化学实验教学在生命医学领域中的地位更加显得十分重要。生物化学实验课作为一门专业基础课，在加深学生对生物化学理论知识的理解、锻炼学生的动手能力和科研思维方面都起着非常重要的作用。对于医学生来说，生物化学是他们进入大学后接触最早的专业课，也是必修课，生物化学知识的学习，不仅为他们日后医学专业课的学习打下坚实的基础，也是理解临床疾病表征，以及治疗方案的确立所必须具备的基本知识。进入21世纪，医学生不仅要具备扎实的医学知识，还应具备较高的科学素养和科研能力。面对新世纪医学教育的挑战，为了更好地培养综合创新型医学人才，适应当今社会对医学人才的需求，学习和掌握生物化学的理论知识和相关的实验技术就成为了当今医学生学习阶段的重要内容，这对于培养医学生的科研能力、开阔科研思路、提高科研素质都起着非常重要的作用。因此，为适应社会对高素质医学人才的需求，加强生物化学实验教学改革势在必行。 二、生物化学实验教学中存在的问题 传统的生物化学实验教学内容相对陈旧，很多的实验方法和实验手段都已经逐渐被淘汰，很少再应用于当今的科研领域，已经不再适用当今对医学生的培养和教学。而且传统的生物化学实验项目单一，枯燥乏味，并且大多数实验仅仅只侧重于加深学生对基本理论知识的理解，而忽略了对学生动手能力、研究兴趣和科研能力的培养，因此，学生对实验课程缺乏主动性和积极性。并且传统的生物化学实验安排缺乏系统性以及理论教学重于实验教学，这不利于学生系统地掌握各种实验技能，更谈不上培养学生的创新能力。因此我们重新编写了《生命科学基础实验讲义》，对实验内容进行了较大幅度的调整和改变，将沿用多年的比较陈旧实验方法删除，更换为更适应现在医学生科研综合能力培养的实验方法和技术。这些问题表现在以下几方面。 （一）实验设备不足 原来的实验室设备远远跟不上现在生物化学技术的发展，现代生物化学实验设备多简单易用，极大地节省了实验者的时间，提高了工作效率。而传统的很多生物化学实验方法，还局限于用简单落后的实验设备完成基本的生化实验。如蛋白浓度的测定，现在大多科研机构已经改用更精确更节省样品的酶标仪方法，而传统的生化实验还在使用老式分光光度计来测量蛋白浓度。 （二）教学内容单一陈旧 教学内容主要集中在基础的验证性实验，如考马斯亮染色法测定蛋白质的含量、紫外吸收测定核酸的含量等。缺少对学生科研思维和独立解决问题的能力的培养和锻炼。 三、生物化学实验的改革 （一）加强实验室建设，促进实验教学 现代生命医学的研究发展必须要依赖现代化的实验室为基础。目前，现代化的实验室既是科学技术研究的基地，同时也是培养医学生实验技能、综合创新能力以及卓越科研素质的主要实践基地。实验室作为课堂理论教学的延伸，承担着将理论联系实际的重要作用，让医学生能够把课堂上的理论知识应用于实践，同时，通过在实验室的实践进一步加深理论知识学习。因此，现代化的实验室建设是生物化学教学的重要组成部分。所以，应当进一步加大对现代化实验室建设经费的投入，建设一个实验设备先进、实验条件完善的生物化学实验教学中心。目前，我校生化实验中心已经投入使用，大量较为先进的实验仪器如酶标仪、凝胶成像仪、实时定量PCR仪等已经投入实验。这些实验设备既符合目前生物化学实验技术的发展，同时又能满足生物化学实验教学的需求。另外，我们还努力培养了一支专业化的实验教学队伍，将生物化学师资培养、优秀实验技术人员培养和现代化实验设备结合起来，为生物化学实验教学和学生自主实验创造有利条件。 （二）提高学生实验基本技能的同时注重学生对新的实验手段和技术的了解 生物化学实验既是对医学生物化学理论知识的验证，同时也是创新性实验和综合性实验的基础。在教学过程中，为了让学生系统有效地了解和掌握比色、电泳、色谱、离心及生物大分子物质的分离提取等五类基本的生物化学实验技术，我们分别选择既具有代表性又符合现在科研需求的实验：BCA法测定蛋白浓度、免疫印迹、层析法分离蛋白质和氨基酸等。学生通过这些实验掌握了电泳仪、离心机、酶标仪、恒温水浴锅等生化仪器的使用方法，学会了生物大分子物质的分离纯化方法和物质含量的分析方法。此外，我们还结合医学生的培养需求，设立了“饮食和激素对大鼠血糖和血浆脂蛋白的影响”这个临床生化实验，结合临床，让学生认识到生物化学实验与临床结合的紧密型和重要性。另外，我们还会提前告知学生每次实验的具体内容，并要求学生提前预习，实验过程中每两个同学一组，既让每位同学都有动手的机会，又培养他们的团队合作精神。允许学生根据具体的实验内容和各组的实际情况合理安排实验，如在蛋白测定的实验内容中，我们要求同学们分别用考马斯亮蓝法、双缩脲法和BCA三种方法测定同一种蛋白的浓度，每组同学可自己安排三种方法测定蛋白的先后顺序，并比较三种方法的优缺点，在实际应用中如何根据自己的实际情况选择合适的蛋白浓度测定方法，总结实验中的注意事项和经验，对实验中的实验现象和实验结果做出合理的分析，培养学生分析问题和解决问题的能力。让同学们通过实验课不仅仅学会了某种实验方法，还要学会把这些方法应用到具体的科研问题中。 （三）设立综合性实验，加强学生综合研究素质培养 综合性实验的教学能够有效地提高学生动手能力，同时还能够加强对学生分析问题、解决问题等综合能力的培养。生物化学综合性实验选择当前科研领域广泛使用的microRNA方法，主要运用生物化学手段检测microRNA对靶基因转录和蛋白水平的影响。让学生运用已掌握的理论知识去分析、思考，并通过自己查阅相关文献，了解当前科研的最新进展。通过自己动手动脑并在老师的引导和指导下总结和分析实验结果，着重培养他们的动手能力和创新能力，并且让他们学会分析和解决实验中遇到的问题。通过综合实验的设立，学生可以巩固已经掌握的实验操作技能，并学会如何运用这些技能来解决科学问题。并且，综合实验可以有效地激发学生的生物化学学习和研究兴趣，引导学生积极主动获取知识的愿望，培养运用学习的知识解决实际问题的能力，不断提高学生的综合素质和实践能力。 （四）优化实验成绩考核制度 以往的教学过程中，对生物化学实验课程的考核往往侧重于实验报告的成绩和最后的实验考试成绩，这种考核方式的不足之处在于个别同学可能忽略了实验操作的重要性，而把更多的精力用在写出让老师满意的实验报告上面，从而忽略了实验过程，忽略对自己动手能力的培养。因此，为了提高学生对实验操作的重视，我们将实验考核的内容分为以下几部分：实验课考勤（15%）、实验报告（25%）、实验操作（30%）、实验课理论考试（30%）。将实验课考勤、实验报告和实验操作归为平时成绩，最后的实验课理论考试为考试成绩，将平时实验成绩和实验考试成绩相结合。老师判定平时实验成绩时可以根据学生的实验态度是否认真、实验报告书写是否规范、能否如实记录自己的实验结果并对结果进行合理的分析和解释、实验操作的规范性等内容综合评定给出。实验考试成绩则主要是通过笔试考查学生对平时教师在生物化学实验授课中讲解的生物化学基本理论知识、实验原理的掌握情况以及对特定的实验现象、实验中遇到的问题的分析、解释等。综合性实验主要考察学生独立查阅文献并进行汇总、解决问题和设计实验能力、团队合作意识和创新精神。 四、结论 我们的生物化学实验教学实践表明，从资金和人力方面加大对生物化学教学实验中心的投入，加强对现代化实验室的建设，努力改善实验条件，培养优秀的师资和生物化学实验技术人员，建立科学的实验教学体系，及时更新和改进教学观念以及实验内容，既重视基础实验技能训练，又注重创新性和综合性实验，使得医学生除了具备扎实的医学知识外还具有较高的科学素养，这对于培养符合当代需求的医学人才是非常有必要的。 浅谈医学生物实验教学改革:应用型人才培养模式下的医学生物技术专业实验教学改革与实践 为了培养具有医学背景的应用型生物技术人才，结合我校生物技术实验教学实践，探讨了生物技术专业实验教学改革的基本思路。从实验室建设、教师队伍、教学方法等方面进行了探讨，提出当前生物技术的实验教学必须满足培养应用型人才的需求。 应用型人才生物技术实验教学近几年来，随着生物医药产业的迅速发展，生物技术领域的新方法、新技术不断应用到生产企业中，这就要求医学院校生物技术专业的学生必须不断自我提高，具有较强的实验能力和科研素质，适应行业的高速发展。因此，强调应用型人才对于医学院校的生物技术专业显得尤为重要。实验教学是生物技术专业教学的重要组成部分，对于培养学生实验能力、创新能力、独立工作能力有不可替代的重要作用。近年来，对应用型生物技术人才的需求不断增多。因此，建立应用型医学生物技术实验教学更加重要。 吉林医药学院依托基础医学、临床医学、检验医学的特点与相关学科优势，适应生物医药产业经济迅速发展的需求，建立了具有医学背景的应用型生物技术人才的培养模式。探索与实践了应用型生物技术专业人才的实验教学方法，重点培养学生对实验的应用能力，取得了一些成果，更好地满足了社会对应用型医学生物技术人才的需求。 一、医学生物技术专业的特点 医学生物技术主要是由生物学、医学等学科交叉而成的一种应用型很强的新兴学科，是集医学、生物学、药学、实验方法等为一体的综合技术，这就要求学生不但具有生物学和医学基础知识，而且还要具有生物学和医学的实验技能。形成符合国家对应用型医学生物技术人才的需求，培养具有现代生物技术和医学背景的，满足我国医学生物产业发展需要的应用型生物技术高级专门人才。 二、生物技术专业实验教学现状 吉林医药学院原先是一所军队院校，2004年移交给地方办学，是一所医学类本科院校。生物技术专业是我校新办专业，在实验教学方面比较薄弱。在生物技术实验室建设方面，主要存在基础仪器设备数量不够，而且有的仪器设备比较陈旧，缺少一些与生产实践相结合的一些仪器设备；在教师队伍建设方面，缺少具有医学背景的应用型实验教师；在实验教学内容上，实验内容脱离时代前沿，和生产实际结合不够，教学模式比较单一，一般采用教师讲解学生操作的教学模式；另外在实验考核方面，还缺乏科学合理性。 三、实验教学改革与实践 基于以上问题和不足，我校生物技术专业以医药生物技术产业的发展趋势和人才的需求为导向，制定了应用型生物技术人才的培养模式，转变教育理念，对医学生物技术专业实验教学进行了改革与实践。 1.通过更新整合资源，建立生物技术实验教学中心 在我院实验室原有的仪器的基础上，进行了资源整合，又购进了PCR仪，凝胶成像系统，二氧化碳培养箱，荧光倒置显微镜，发酵罐，蛋白质纯化系统，高效液相色谱，多功能酶标仪等先进的实验设备。在临床生物化学检验实验室、细胞培养室的基础上，建立了具有医学背景的生物技术实验教学中心。中心包括分子生物学实验室、发酵实验室、蛋白质纯化分析室、药物筛选实验室，并且还做到对学生完全开放，学生可以申请毕业论文和大学生科研创新项目等。通过教学中心的建设，既促进了学科的发展，又顺应了医药生物技术产业对人才培养的需要。 2.引进优秀实验教师 医学生物技术实验课具有医学和生物技术多学科交叉融合的特点，实践性很强，实验室技术人员不仅要具备扎实的医学和生物学的基础知识，还要有高水平的医学和生物学相关的实验技术。我们实验室对人才的引进，要求具有医学相关学科背景的硕士研究生，优先录用具有医学和生物技术交叉学科背景的人才。并且由科研骨干教师考核，考核期合格才能被录用。并且新入职的实验教师还要进行生产实训，到医药生物技术公司进行系统培训。 3.改革教学方法和实验内容 改变传统的实验课的教学方法，将多媒体先进的教学手段运用到实验课中。它可以将一些陌生、抽象的知识直观化、形象化，激发学生主动学习的积极性。例如，对于一些抽象的实验，如PCR实验，可以用动画讲解整个实验过程，将抽象的原理变得形象化，并可活跃课堂气氛，加深学生对整个实验过程的理解和记忆。在实验内容上，减少一些陈旧性的实验内容，多开设一些设计性、应用型实验，与医药生物技术公司生产紧密结合，如基因工程疫苗的制备，蛋白质药物的纯化，基因工程菌的高密度发酵等综合性实验。 4.改革实验考核制度 改变评分标准主要依据实验报告的传统实验教学考核方式，我们制定了一套完整的实验考核制度。在学期实验结束后，除了考核学生对基本原理、基本操作的掌握程度外，还要考察学生综合实验能力和团结协作精神，对其进行量化打分。让学生自主选择课题，指导教师对学生的实践动手能力、分析问题解决问题的能力、创新能力进行综合评价。其中，实验数据20%，实验操作50%，解决问题的能力20%，创新能力10%。突出了应用型人才培养的实验教学地位，转变了学生重理论、轻实践的观念。 四、结束语 经过几年的探索，我们在应用型生物技术专业人才培养模式下，在生物技术实验教学中不断地进行改革探索，初步建立了以培养学生的实验动手能力、分析问题和解决问题的应用型人才培养方案。但是还存在一些问题，比如实验室的开放管理，大学生实验创新平台建设方面还不够完善，医学生物技术实验教学改革是一项长期而艰巨的工作，要想培养社会需要的应用型医学生物技术人才，需要我们不断地去探索与尝试。

新课标中明确指出“小学科学课程的主要任务是培养学生科学素养”。随着国家对农村地区教育日益重视，旨在培养学生科学素养的小学科学课程得到了很大重视，实验教学作为科学课程的重要组成部分，在培养学生科学素养这一要求上的作用显著，因此地位也更加突出，在农村小学亦是如此。面对农村与城市教育的差距，农村小学科学课程实验教学必须采取创新策略，才能充分发挥实验教学对学生科学素养的培养作用。本文立足农村小学实际，分析了农村小学科学课程实验教学及管理的特点，从教师基本情况、教学相关硬件、学生和教师的认知、农村小学科学课程实验教学开展情况、教学相关内容、教育评价六个维度，探究了农村小学科学课程实验教学的现状，并提出了针对性的意见与建议，如学校高度重视、师生重点关注、家长提供支持等，以期提升农村小学科学课程实验教学的有效性，为改善农村小学科学教育献计献策。 一、核心概念界定 （一）农村小学 对农村小学而言，国内并没有非常明确的概念界定标准。我国在1986年通过实施的《中华人民共和国义务教育法》中提出“农村学校，是地处农村的学校的统称。”国外对农村小学的界定比较固定，认为“分布在农村地区的小学教育阶段的学校为农村小学，或是地域上分布在农村地区，学段为小学的学校”。由此可见，界定农村小学这一概念时，主要是从学生所处的教育阶段和学校的地域分布两方面进行界定。从地域角度来说，农村指主要从事农业生产的劳动人民居住的地域，也就是俗称的“村庄”。一般来看，相比城市而言，农村的分布比较分散，不同于城市的数量多和高度密集。基于本文的研究对象，笔者将农村小学定义为：在地域上分布于城市之外，并且位于村庄周围的小学，其特点是比较分散。 （二）实验教学 实验教学的概念，在现今的多学科教育中经常被提及，通俗地讲，实验教学就是学生口中的实验课。在课堂上学生通过一系列的动手操作实践，达到学习知识、培养能力的目的。实验教学是一个探究、实践、提升的过程，在探索自然界的过程中寻求新理解，从新问题中获取新发现。故实验教学，是一种可以培养学生综合能力的实践性较强的教育活动。另外，实验教学是实践性教学的一种组织形式。教师通过一些特定的实验仪器和设备材料，经过人为控制与操作，让实验对象发生变化，教师指导并帮助学生观察，测定和分析这些变化，以此获取新知识，在验证已学知识的同时发展自己的能力。实验教学在基础课程和实验课程中广泛利用，其教学目的不仅是局限于验证书本知识，还能培养学生正确使用实验仪器，设计实验方案，对实验过程进行测试、调整、分析、综合，以及撰写实验报告的能力。 二、农村小学科学课程实验教学现状 （一）教师基本情况 农村小学科学课程实验教学的主要任务由教师来实现，因此，教师的素质在一定程度上决定了实验教学的有效性。目前，农村小学科学教师大多为40岁以下的青年教师，40～50岁、50岁以上的中老年教师占比较小，青年教师充满激情和活力，愿意并乐于探索实验教学的创新与优化。在这些青年教师中，有相当一部分教师所学专业是理科类专业，与小学科学课程紧密相关；还有一部分教师所学专业是文科类专业，但是科学素养和实践能力都比较突出。此外，在部分农村小学中，小学科学课程的教师为兼职教师，虽然小学科学课程是这些教师兼任的学科，但他们并没有因为是兼职就减少教授科学课程的热情，即使大部分任教科学课程的教师都来自语、数、英三门主科，但在师资水平方面还是有所保证的。 （二）教学相关硬件 不同于其他课程的教学，科学课程实验教学要一定的实验场地、实验器材、实验时间，且涉及的方面很多。这些实验有的可以在教室进行，有的要在实验室进行，有的要在户外进行，都离不开相应的实验仪器和器材。换言之，实验教学的开展与相关硬件的配备息息相关。在农村的小学科学课程上，国家投入的经费比较多，因此，很多农村小学已经拥有了自己的科学实验室，在实验室的硬件配备上，固定的硬件、日常损耗器材的配备基本完善，尽管与城市学校相比存在很大的提升空间，但已经能有效满足日常实验需求。在每次实验过后，学校能摒弃以往“做一次是一次”的旧观念，及时对玻璃制品和酒精蜡烛这些损耗数量比较大的用品进行补充，以保证多个小组同时进行相关实验，相较于以往存在较大进步。 （三）学生和教师的认知 从学生的角度来看，大部分学生十分喜欢小学科学课程中的实验课，对科学实验的热情也很高。其原因包括：可以不用考试、气氛轻松、可以动手操作、可以帮助理解理论知识等，其中，“可以动手操作”是大部分学生的选项。可见学生已经能正确认识小学科学课程实验教学。从教师的角度来看，大部分教师认为小学科学课程十分重要，能帮助学生深化理论知识、增强学生动手能力、提升学生创新思维，只是地位相较于语、数、英等传统科目尚有不足。究其原因，一方面，是语、数、英主课的主体地位导致教师“分本位”观念根深蒂固，对实践性为主的科学课程存在急于求成的现象，有时甚至跳过学生实践环节自己操作，一定程度上损害了学生学习的自主性；另一方面，部分学生认为科学课程实验教学就是背实验，写报告，为了记住原理进行考试，往往无法体会到科学实验中实践探究带来的乐趣。 （四）农村小学科学课程实验教学开展情况 当前，大多数农村地区的小学科学课程的安排是3～6年级，每周2个课时，每学期的实验课程大概在10课左右，其中大部分由科学教师自主安排。目前，农村小学科学课程实验教学开展情况良好，尽管偶尔会出现被占用、实验课变成理论课的情况，但是实验课的课时基本都有所保障，对学生科学素养的培养也能持续化、常态化、合理化地进行。虽然家长还是较为关注学生语、数、英等主课的学习情况，但也有越来越多的家长开始关心科学课程中的科学实验，并在与教师的交谈中咨询学生的科学学习情况，不得不说这是一个很大的进步。 （五）教学相关内容 为了满足学生的多元化、个性化需求，如今，很多农村小学科学课程实验教学内容都较为丰富，教材上的相关实验基本都能开展，学校、教师也会根据实际情况增加一些内容，这也说明从学校层面已经重视科学实验教学。同时，一些农村小学开设了形式多元的兴趣小组，各式各样的兴趣小组是对农村小学科学课程实验教学的有效补充，不仅能契合学生兴趣、满足学生需求，还能对实验教学内容进行一定的延伸，从而丰富学生的见识。教师逐渐认识到学习的最终目的是将学到的知识服务于人们的工作和生活中，小学科学课程更是与学生的生活息息相关。故教师在进行科学课程实验教学内容选择时，要注重将学生生活的实际背景、生活经验和课本知识有机结合起来，使所学知识更好地贴近生活。 （六）教育评价 完善的评价体系能确保科学课程高质量地实施，形成闭环的反馈机制。随着素质教育的推行和深入发展，小学科学课程的地位也在不断提高，目前，部分学校引进了全面考察评价的模式，相较于以往评价学生对小学科学知识的掌握情况，考查知识与技能目标完成情况的传统方式，新模式更注重过程与方法目标、情感态度与价值观目标的完成程度。基于小学科学培养学生科学素养这一核心宗旨，教师通过教学可以让小学生知道与身边事物息息相关、浅显的科学知识，养成科学的行为与生活习惯，进而通过实践进一步探究，科学地思考问题、解决问题，在解答的过程中始终保持对周围事物的求知欲与好奇心，在反复进行上述过程后，最终形成勇于创新、大胆想象的科学态度，包括亲近自然、人与自然和谐相处、主动保护资源环境等，并通过实验教学实现小学课程总目标，培养学生爱科学、爱家乡、爱祖国的情感。 三、农村小学科学课程实验教学的管理对策 （一）学校高度重视 学校作为小学科学课程教师工作、生活的主要场所，应对科学课程实验教学高度重视。一方面，要增进不同学校教师之间的互动交流，团队的力量是巨大的，由于农村小学较为分散、彼此沟通相对缺乏，且一个学校往往只有2～3名科学教师，因此难以形成教育合力，这就要求学校之间相互协调，增进不同学校教师之间的互动、学习、交流，使教师认识到自己的不足，看到他人的优点，逐渐提高教师的专业素养及教学水平；另一方面，要强化小学科学实验教学的硬件配备，小学科学实验教学对硬件的要求较高，实验仪器是否充足、能否得到及时补充等，都会极大地影响一节实验课的效果，这就需要学校从教育经费中拿出一定的资金用于硬件配备，资金不足的学校，可以号召广大师生利用身边资源制作实验器材，在增强学生实践能力、观察能力的同时，保证实验教学的顺利进行。 （二）师生重点关注 小学生是十分相信教师的，教师可以通过各种方式加强对学生的引导，使其更加关注小学科学课程实验教学。一方面，科学教师可以与班主任合作，利用班会实践向小学生传递科学实验的必要性与重要性，告诉他们科学素养关乎他们一生的发展。科学教师则可以多利用课外活动、课下时间，用科学知识或实验解答学生关于身边事物、现象的各种疑惑，从而提高学生对小学科学课程实验教学的兴趣；另一方面，教师自身要加强对小学科学课程实验教学的重视程度，要将这门学科与语、数、英一样看待，通过做好课前准备、认真完成课程安排、积极邀请同校师生进行监督等方式，尽可能地提升小学科学课程实验教学质量，同时认真完成教学任务。 （三）家长提供支持 家长要及时转变对小学科学课程实验教学的认识，要能正确认识、看待它。家长要转变以成绩为评价的唯一依据的观念，要看到科学课程实验教学对孩子动手能力、创造力、分析和解决问题能力的提升，并主动鼓励、夸奖孩子，提升其开展科学实验的信心与决心，促使其将这种信心、决心应用到其他学科的学习上。同时，要加强监督，除了要监督和引导学生重视小学科学实验，家长在家中也可以锻炼孩子的动手能力和创新能力，与此同时，也要监督小学科学课程实验教学的课时量、教学质量，从而保障农村小学科学课程实验教学的学科地位。 （四）创新教学内容 俗话说“兴趣是最好的老师”，新颖的教学内容可以极大地提高学生的兴趣，学生也能更积极主动地建构新的知识框架。由于农村地理位置的特点和经济发展水平，虽然农村小学在科学课程实验教学硬件配备方面相对城市小学存在不足，但农村小学拥有城市小学没有的丰富的自然资源。农村小学可以从周边有代表性的资源出发，开发有地域特点的科学实验教学内容。要注意的是，在创新开发实验教学内容时要遵循三项基本原则：一是必须满足小学生的身心发展特点，从学生的兴趣爱好为出发点，开发实验内容；二是开发内容要具有鲜明的本地农村特点，让学生切身体会到科学来源于生活，服务于生活；三是内容必须紧紧围绕小学科学课程目标，依据课程标准进行教学内容的制定。 （五）完善评价机制 前文提到，一些农村小学已经采用全面评价考查模式，但对大部分农村小学而言，还是以纸笔考试为主。纸笔考试虽然能直接反映学生对科学知识的接受和掌握程度，但评价方式比较片面，无法对学生的实践能力和操作技能进行评估。因此，笔者认为，要完善农村小学课程实验教学的评价机制，一要将实践操作和理论测验相结合，适时抽查学生所学的实验操作情况，从实验设计思路、仪器使用情况等多方面进行考查；二要将过程评价与期末检查相结合，每一次实验教学结束后，当堂对学生本堂课学习成果进行点评并记录，在单元实验课程结束后进行阶段性测试，接触高频率的过程性评价，掌握学生学习情况的同时，更好地督促学生学习科学知识；三要突出学生评价的主体地位，在每个班级中，选取学生对班级内其他学生的实践操作进行评价，让学生参与到评价过程中，在突出学生主体地位的同时也能让学生发现不足，进而巩固其所学知识。总之，农村小学科学课程实验教学不仅能帮助学生验证书本知识，还能培养学生正确使用实验仪器，设计实验方案，对实验过程进行测试、调整、分析、综合，以及撰写实验报告的能力。为进一步提升农村小学科学课程实验教学及管理能力，需要学校高度重视、师生重点关注、家长提供支持、创新教学内容、完善评价机制，让学生真正将所学与生活结合起来。 作者:张继伟 单位:山东省临沂金雀山小学

文章分析了声势训练对钢琴教学的意义，并提出了在钢琴教学中如何运用声势的方法，对日后的钢琴教学有一定的帮助。钢琴是学前教育专业一门重要的技能类课程，该专业的职业需求决定了钢琴课程不仅仅是学习单纯的技能，而是综合素质的提升。奥尔夫教学法的理念恰好可以满足学前教育专业的培养目标。声势是用身体作为乐器，通过拍手、拍腿、跺脚、捻指等不同力度的动作发出声响的一种手段。作为奥尔夫教学法中节奏教学的重要形式之一，声势训练对培养学生的节奏感、听辨能力、反应能力、记忆能力以及创造能力是一种非常好的方法。将声势训练运用在学前教育专业钢琴教学中，既能改变枯燥乏味的教学形式，又能提高学生的综合能力，是值得探索的一种教学方法。 一、在钢琴教学中运用声势的意义 （一）培养学生的节奏感 在学习新乐曲时，如果仅仅通过读谱或者聆听教师示范演奏，从节奏本身入手培养学生的节奏感，学生很难对节奏有一个理性的认识，对节奏的感知不会太强烈在实际操作中很容易出现问题。如果利用声势动作，通过拍手、跺脚、点头等方式进行节奏练习，将抽象的东西具体化，从动作的节奏上把这些甘心体验木放出来，就可以增进学生的理解和认识，从而增强学生的节奏感。 （二）有利于手臂的放松 学前教育专业的学生，在入校前大多数没有经过专业的音乐训练，更没有学习过乐器演奏。在学习钢琴弹奏初期，学生由于紧张，手臂在触键时往往很僵硬，根本体会不到手臂自然下落的感觉，而是使劲“砸”向琴键底部或者用手掌直接推进去，这样弹出来的音色很刺耳，对以后乐曲的理解也造成了困难。这时如果利用声势动作，让学生先用拍腿或者相互击掌的动作来模仿拍皮球或者生活中的一些日常动作，就能使学生更好地理解手臂放松的感觉，从而弹出饱满、圆润的音色来。 （三）有利于肢体的协调 由于钢琴演奏是一项综合性的技术，不仅要求学生用手指进行音乐的演奏，还要求学生用耳朵和用心去倾听、去感受，尤其是学前教育专业还要求一边弹奏一边歌唱。所以，学前教育专业的钢琴教学，更多的是将学生的肢体动作、大脑思维、嗓音的结合为一体，这就需要学生有着良好的音乐综合能力。声势训练可以锻炼学生大脑和身体的协调性，使学生能够将节奏和演唱演绎得更精准。 （四）提高学生的合作能力 由于学前教育专业的钢琴课程大多为集体课，其教学内容里包含了一部分合奏以及弹唱的学习，所以在教学过程中既要培养学生之间的合作能力，还要培养学生的手与口的合作能力。不同的声部采用不同的声势动作，使学生在击拍的过程中能明显分辨各声部的节奏，也能和同声部其他同学的节奏协调一致，为进一步练习合奏打好了基础。儿歌弹唱练习的首要保证是先弹奏好歌曲，然后再结合唱歌表演。但是学生在进行弹唱练习时，演奏部分往往就会受到干扰，那么可以将演奏部分的一个声部用声势动作表现出来，同时结合唱歌练习，熟练之后再练习更外一个声部，这样将技术难题化整为零，再进行弹唱时把握就更大。 二、声势在钢琴教学中的运用 （一）节奏训练 节奏训练的目的，一是体会节拍的强弱，二是掌握节奏的时值，三是体会节奏的变化，提高反应能力。长期以来，学生对于拍子的强弱概念，只是停留在理论的基础上，例如在学习4/4拍的乐曲时，向学生提问四拍子的强弱规律，学生都知道是“强、弱、次强、弱”，但这种教学指停留在概念上，那么我们就可以用拍手来表示强拍，用拍肩表示弱拍，用跺脚表示次强拍。同时教师可以示范要学习的乐曲或者播放一首四拍子的音乐，让学生跟着音乐来进行声势训练。通过身体不同部位发出声音的强弱，让学生感受四拍子的强弱规律。钢琴教学中，最难解决的问题就是学生对于节奏的掌握和如何准确而又连贯地将其弹奏出来。将声势训练穿插在钢琴教学中，就能解决学生的节奏问题。例如在学习八分音符或者更短的音符时，可以让一部分学生用跺脚的形式打出乐曲基本的拍子，另外一部分学生用拍手的方式打出八分音符或更短音符的节奏，让学生在击拍的或者中来感受节奏的长短关系。另外，因为钢琴演奏的乐曲是多声部的音乐，也就是要把两个声部不同的节奏同时演奏出来，那么也可以让学生用拍手代表高声部，用跺脚代表低声部，这样既可以使学生更好地掌握乐曲的节奏，还可以锻炼学生的协调能力。 （二）用声势伴奏——固定音型 利用声势为语言、歌唱伴奏，是课堂上最方便的多声部训练，也是音乐教学中对设备要求少、应用最广泛的教学手段之一。奥尔夫设计的这种共伴奏用的声势，最重要的是应用了“固定音型”的手法，在教学中我们也可以将其延伸为“固定节奏”。由于学前教育专业的学生在入校前大多没有音乐基础，入校后也只能学到最基本的演奏技能，这对集体可中的合奏教学造成了很大的很难。如果将合奏中的伴奏声部设计为固定音型（节奏），那么学生掌握起来就容易的多了。首先，固定音型一般从学生熟悉的语言、身体动作或者日常生活中的音响中来获取，材料来源丰富，且又容易掌握，学生的兴趣就更加浓厚；其次，让学生从头至尾仅用一种节奏型或音型为熟悉的儿歌或者乐曲伴奏，就降低了技能学习的难度，使乐器合奏变成了简单、有趣的事情，同时还能获得很好的演奏效果。例如儿歌《娃哈哈》，我们可以选用具有民族特色的切分节奏来进行伴奏。为了突出切分音的特点，可以将切分音用拍手表示，其他节奏用拍腿和跺脚来表示，这样的伴奏既简单易学，又能让学生理解切分音的强弱规律。 （三）为演奏的准备 在遇到一些较难解决的节奏问题时，可以先抛开琴键，不考虑音高问题，只考虑双手的配合，利用声势拍出节奏。例如在学习《拜厄》第48条中的附点四分音符节奏时，学生往往都能理解附点节奏的特点，也能打着拍子唱出单声部的节奏，但是在双手配合时总是容易出现节拍不稳定的问题。这时就可以借助声势训练，先将双手合奏时需要弹的音用拍腿来代替，打出“齐左右齐”的动作，这样学生可以先不考虑琴键的位置以及指法，只考虑双手的先后次序，降低了难度，等熟练了之后再在琴键上练习。再如学习切分踏板时，学生往往把握不好换踏板的时间，或者由于心理紧张将音弹错或者踏板踩得非常僵硬。这时可以先用拍手或者捻指的动作来代替双手的弹奏，用跺脚的动作代替踩换踏板，熟练之后再去练习弹奏乐曲。 （四）为学习曲式结构的练习 在乐曲的不同章节，我们可以配以不同的声势动作，增强乐器的丰富性和表现力。同样地，在涉及幼儿人数较多时，我们可以将学生分成不同的组，在不同的章节，让不同的学生做出不同的动作，将一部音乐作品很好地阐示出来。例如儿歌《我们多么幸福》是一首二段体的歌曲，第一段比较抒情，第二段比较欢快。可以让学生在欣赏教师示范的同时，将两段音乐的节奏用不同的声势动作表现出来，学生通过亲自拍打动作，直接感受乐曲的曲式结构，也能帮助学生感受歌曲的不同情绪。 三、结语 总而言之，奥尔夫教学体系强调“人本主义思想”，将声势训练融入到钢琴教学中，营造了一个轻松有趣的环境和氛围，提高了学生的参与性，化解学生在学习中遇到的难题，使学生更好地理解和掌握钢琴演奏的基础知识和专业技能，进而更好地学习和创作。在这样一个自由、开放的环境中，学生敢于表达自我，自信心也得到增强。这样的结合需要教师更新教学思想，完善教学内容，突出专业特色，创新教学方法，才能培养出更多更优秀的幼儿教师。 参考文献： [1]李妲娜,修海林,尹爱青.奥尔夫音乐教育思想与实践[M].上海:上海教育出版社,2011,9. [2]张明靖.奥尔夫声势动作在学前教育专业钢琴教学中的运用研究[J].当代音乐,2017,20. [3]韦伊.奥尔夫音乐教学法在钢琴集体教学中的应用[J].大众文艺,2017,09. 作者:赵静 单位:天水师范学院教师教育学院

物理课程资源的开发与利用包括多个方面，其中实验器材开发是课程资源开发的重要组成部分。对于一些物理实验，教师使用传统实验器材很难取得预期效果，可借助信息技术手段创造条件开展实验，充分发挥学科育人功能。有条件的学校可配备数字化实验仪器，增强实验现象的可视化和实验数据采集的实时化。对于大多数教师来讲，自制器材也是不错的选择。自制传感器采集系统在中学物理教学中有很好的应用前景，具有精度高、可视化强、造价低廉等优点。笔者基于51单片机自制传感器采集系统，在课程资源开发方面做了一些探索。 一、基于51单片机自制传感器采集系统 数字化信息系统（DIS）功能强大，被不少学校采用，但由于价格高昂、装置复杂，短时间内难以在初中物理教学中普及应用。笔者自制的传感器采集系统，基于51单片机开发，以数码管（38.1mm）作为显示元件，并配有声、光、力、液压、大气压、温度等传感器用于采集数据。此外，笔者将该装置通过串口通信线连接电脑，应用自编的VB程序在电脑上完成数据采集及描图工作。系统的电源由2节干电池组成。该系统具有造价低廉、操作简单、效果明显等优点，可以便捷而精准地采集原始数据，非常适合初中物理教学（如图1）。笔者自制该系统用到如下材料：自行研发设计的单片机主板、stc89c52rc及stc12c5a60s2单片机芯片、串口模块RS232转TTL模块、称重传感器1kg压力传感、双通道24位模数转换HX711AD、GY-68BMP180新款BOSCH温自制传感器采集系统改进物理实验教学文|谢立行度、US-015超声波测距模块、防水型DS18b20温度探头、E18-D80NK光电传感器、数字光强度/光照传感器BH1750FVI、数码管（共阳）、USB转串口线USB转RS232USB转COMUSB转232340芯片、49S晶体晶振、5V升压模块等材料。教师应用该系统可开展多个项目的实验教学：通过数码管显示方式可操作超声波测距、超声波测声速、超声波测身高、大气压测量、液压测量、力的测量（验证阿基米德原理实验、飞机机翼升力测量）、电压测量、光强度测量、单摆周期测量、跑步计时、小车斜坡下滑前后半段时间测量、数字温度计等实验；通过串口连接电脑可以完成力的相互作用、比热容、超声波测物体移动速度、不同液体的沸点对比等实验。系统具有以下特点：一是造价低廉（整套成本在300元以内），适合在经济欠发达的农村学校及山区学校推广应用；二是可以选择数码管显示方式操作，降低对计算机的依赖，数码管可视度高，显示效果极佳，能对传统测量器材进行改良；三是具备连接电脑进行描图的功能，可以采集数据；四是功耗极低，电源匹配方便（既可使用5V通用USB接口供电，又可以选择两节干电池结合升压模块供电）；五是不同传感器可以通过小扩展板与主板进行切换连接，从电脑下载程序很方便；六是相对传统数据采集系统，操作更简单，非常适合教学。 二、应用自制传感器采集系统实验的两种方式 （一）通过数码管显示方式实验 1.红外光电传感器的应用实例 红外光电传感器既可用于单摆周期测量实验，以即时显示单摆每摆动一个周期所用的时间（如图2），又可用于跑步计时测量，以精确测量学生穿越两个红外光电传感器所需时间。物理教师开展实验教学应重视学生参与探究和体验的过程，但是一些实验受场地和器材限制，难以在课堂上进行。百米赛跑是引入速度概念的绝佳例子，但在教室里无法实施，教材只用图片和文字的方式阐述。教师利用红外光电传感器能帮学生解决短距离高精度计时问题（如图3），让学生真正参与其中，体验探究过程。 2.压力传感器的应用实例 自制的压力传感器系统是以hx71124位AD模块作为数据采集器，并结合压力传感器（量程为10N）构建的一套数字测力装置。传统实验室配备的弹簧测力计只能用于单向的测量（拉伸方向），而压力传感器可用于双向测量（如图4），其特殊性能是传统弹簧测力计无法比拟的。在演示“压力的作用效果”的实验教学中，为了说明压力的作用效果与受力面积有关，教师常利用水气球和钉床进行演示，但学生无法利用弹簧测力计测量水气球的受力数据。笔者利用压力传感器对该实验进行改进：利用压力传感器对气球产生一个下压力，并测量其大小。受力面积较大时，压力达9.33N，气球还是完好无损。笔者在压力传感器上加上钉子，改变受力面积，再次下压气球，仅用0.21N的压力，气球马上破裂（如图5）。笔者还利用压力传感器测量精确度高（精确到0.01N）的特性对验证阿基米德原理实验进行改进。利用传统弹簧测力计验证阿基米德原理实验往往存在较大误差，甚至无法得出“物体所示浮力等于其排开液体所受的重力”这一结论。笔者利用压力传感器操作“验证阿基米德原理实验”时，恰好手头上没有合适的小水杯盛装物体排开的水，故用轻质的空手套替代小水杯，顺带检验一下测力计的精确度。笔者将测力计调零，以大钩码作为被测物体进行测量，先测量空手套重力0.06N，后测量大钩码重力2.00N（如图6）。笔者准备好盛满水的溢水杯和空手套，使大钩码浸没入水中，同时用空手套接住排开的水；发现测力计示数在1.74N与1.75N之间徘徊；取下钩码，测得手套和水重力为0.31N。2.00N-1.75N=0.31N-0.06N，结论得证。即使按1.74N算，误差仅有0.01N。相较于传统弹簧测力计，新器材优势明显。 3.超声波传感器的应用实例 超声波传感器可用于测距，笔者指导学生对原有程序稍作修改，用于测量身高（如图7）。 4.大气压传感器的应用实例 大气压传感器可用于测量室内大气压随高度的变化情况。笔者采用的大气压传感器是通过BOSCHBMP085气压模块采集数据，其精度很高。笔者让学生利用该大气压传感器在课堂上做实验，了解大气压随海拔高度变化的特点。学生举起大气压传感器站在凳子上，然后将其贴近教室地面（如图8），测得数据分别为1.105×105Pa和1.102×105Pa。大气压传感器还可用于测量电梯随楼层高度变化的大气压变化情况。 5.液压传感器的应用实例 一杯水能产生多大压强？笔者利用液压传感器解答这个问题。如图9所示，笔者准备一烧杯注入红墨水（300mL），将液压传感器放入烧杯底部，测得液压值为0.0055×105Pa，然后根据液压公式P=ρgh，让学生思考如何让这杯红墨水的压强增大。学生通过实验验证他们的想法：将液压传感器固定在一根长约1.4m的有机玻璃空管底部，将这杯红墨水灌入管中，当水快灌满管子时，测得液压值为0.1325×105Pa（如图10）。该实验能让学生深刻认识液压的特点。学生用测量数据推算红墨水的深度，所得结果非常精准。 （二）通过串口连接电脑完成实验 1.比热容实验 笔者将长度相同的两段加热丝（电阻值均为1.7Ω）接到电脑电源的12V电压输出线上（如图11），保证两者产生的热量相同；用两个18B20温度传感器对等质量的食用油和水进行温度数据采集（如图12）；利用串口数据线连接电脑生成图像（如图13）。 2.超声波测物体移动速度实验 笔者在实验中使用了超声波传感器和电动推杆。首先给电动推杆加上不同的电压，使其以不同的速度做匀速直线运动，然后利用超声波传感器采集探头到推杆白色挡板之间的距离数据，将串口数据线连接电脑，生成白色挡板移动的S-T图（如图14）。此外，师生通过串口连接电脑的方式还可以完成“力的相互作用”验证性实验。笔者基于51单片机自制传感器采集系统开展实验教学，利用其高精度特性，对部分传统实验进行改进和创新，用全新的方法操作教材上的实验，实现传统实验器材无法实现的功能，对传统实验做了很好的补充和拓展，教学效果明显提高。该系统小巧独立，不依靠电脑显示，操作简便，得到用户一致认可，具有推广价值。 作者:谢立行 单位:广东省广州市广园中学