許小亮工作總結 (2)

工作總結

年剛過完，我已換了新環(huán)境，我來到了房山。在這里我認識了新一批同事，在這里我們互相配合，同事們也很照顧我這個新來的。通過一個月的磨合期我已對這邊有所了解，這樣未來我們的工作會更有效率。

一、工作概況：

我主要負責公司內(nèi)部網(wǎng)絡系統(tǒng)的維護工作，通過這段時間的工作，對公司的網(wǎng)絡狀況，拓撲結構，已經(jīng)比較熟悉。面對日常網(wǎng)絡運行中所發(fā)生的問題故障，基本可以快速判斷和解決。在維護工作上按著日常網(wǎng)絡維護流程。每天分時段對關鍵設備運行狀況進行監(jiān)控，以便及時發(fā)現(xiàn)解決出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，確保設備正常運行。每天寫工作日志，記錄每天工作內(nèi)容和所出現(xiàn)故障，解決排除過程和故障原因。對信息管理部所負責維護的其他部門和單位所出現(xiàn)的故障和問題。能夠做到耐心和及時的解決，讓各部門對信息中心的工作比較滿意。遵守部門的各項制度，服從并認真完成領導安排的工作。

二、作好日常機器設備的檢修維護工作

自我入職以來，客戶的電腦出現(xiàn)問題我都能及時趕到，排除故障，保證了辦公電腦的正常運行，節(jié)約了維護資金，作為網(wǎng)絡維護，不僅要具備網(wǎng)絡技術，軟件等多種前沿知識的儲備，還要具備臨危不亂，沉著冷靜的心理素質(zhì)，在最短的時間內(nèi)用最有效的辦法來解決問題。工作的時候，我常常覺得自己象個消防員。為了維護好機器，保證網(wǎng)絡暢通，讓所有的機器都能正常工作，工作以來，我每天觀察機器的工作情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。我們還定期對維修記錄進行總結，使自己對網(wǎng)絡中的每個細節(jié)都做到心中有數(shù)，有效保證了客戶網(wǎng)絡的正常運行。

雖然在工作上取得了一點成效，但是，成績只屬于過去，將來還需要繼續(xù)努力，學海無涯，工作無止境。將本著對本職工作的認真和責任心，以“服務創(chuàng)造價值”的部門理念為宗旨把維護工作做好做精。希望能夠為公司的整體發(fā)展做出貢獻。

許小亮

201*.2.

擴展閱讀：物理實驗中如何指導學生進行科研設計

物理實驗中如何指導學生進行科研設計

徐軍許小亮徐傳明何海燕楊曉杰劉洪圖

(中國科學技術大學物理系，安徽合肥230026)

摘要：大學物理實驗對于培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)起著非常重要的作用，它可以使學生能在接近于實際科研的實驗中不斷提高自身的科研能力。如在實驗中，我們結合ZnO基薄膜的制備和特性這一具體的科研課題，充分發(fā)揮學生自身的創(chuàng)新能力。讓學生以一個接近科技前沿的科研實驗為題，由此了解和掌握科研的一般規(guī)律和方法，為其以后從事科學研究提供實踐經(jīng)驗。

關鍵詞：四級物理；薄膜制備；科研設計；創(chuàng)新能力中圖分類號：G424.31文獻標識碼：A

HowtoGuideStudentsinResearchDesignWhileConductingPhysicalExperiments

XuJun,XuXiaoliang,XuChuanming,HeHaiyan,YangXiaojie,andLiuHongtu

(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:Physicalexperimentscloselyrelatedtoongoingresearchmayhelpstudentsdeveloptheirresearchcapabilities.WeincorporatedouractualresearchprojectpreparationofZnOmembranesanddeterminationoftheircharacteristicsintostudentsexperimentswheretheircreativeabilitywasgivenfullplay.Studentshadanopportunitytoworkonthisleading-edgetopicandintheprocesslearnedaboutthegeneralnatureofandmethodsforscientificresearch,therebygainingusefulexperiencefortheirfutureresearchwork.

Keywords:Band4physics;preparationofmembrane;researchdesign,creativeability

201*年7月初，由教育部委托中國科技大學天文與應用物理系承辦的“面向21世紀全國物理實驗教學改革研討會”上，我們科大物理系薄膜制備與測試實驗室作的“半導體薄膜制備實驗的特殊性及教學嘗試”的報告，贏得了與會代表的一致好評。并應代表的要求，作為大會優(yōu)秀報告上網(wǎng)（見）。其教學改革的嘗試及其收到的效果，也得到了有關領導的肯定。由于大學物理實驗在學生基本能力培養(yǎng)中具有的重要地位，其課程的設置一直得到校各級領導和老師的重視。我校在幾十年的物理實驗教學實踐活動中，形成了一套完整的大學物理實驗教學體系，即：將實驗課程分為基礎性的一級物理實驗訓練至四級物理實驗的科研入門培養(yǎng)系列。其中以科研實踐為主題的四級實驗，目的是正確引導學生的科研入門以及培養(yǎng)和鍛煉其獨立的科研能力。

薄膜材料和制備技術的研究在材料、能源、信息、微電子工業(yè)等重要高新科技領域中發(fā)揮著越來越重要的作用。而以氧化鋅、氧化銦等為典型代表的透明導電薄膜，是薄膜材料科學中最重要的領域之一［1］。它的基本特性是在可見光范圍內(nèi)，具有低電阻率、高透射率等特性，目前在氣體敏感器、太陽電池、低波長激光器、高密度存儲、光纖通信、導波光學、防護涂層、高功率激光技術中抗激光損傷涂層以及軌道衛(wèi)星上溫度控制涂層上的抗靜電表面層等許多方面得到了廣泛的應用。這種大面積低成本的廉價薄膜制備技術的發(fā)展，為未來高技術領域的大發(fā)展開辟了廣闊的新天地。因此，薄膜材料的制備與特性測試成為四級物理實驗的重要內(nèi)容，這對于學生及時了解國內(nèi)外前沿課題、運用已有的理論知識去深入了解薄膜材料結構及基本特性，拓展視野等方面起著非常重要的作用。

薄膜制備與測試作為四級物理實驗的新興內(nèi)容，存在著與其他教學實驗不同的特殊性。如何將實際半導體薄膜科研課題與教學有機結合起來，并且讓學生能夠消化吸收其中較難的理論并融會貫通，為學生以后從事科研打下堅實的基礎，成為指導教師面臨的問題。由于本實驗是面向全校學生開放，但設備和師資有限，面對這一現(xiàn)狀，如何做到讓每個學生既參與教學實驗又不脫離其理論基礎？這就要求我們在教學中結合學生的實際基礎與科研課題的具體情況，制訂出一套切合實際的實驗教學模式，以真正達到培養(yǎng)學生科研素質(zhì)的目標。經(jīng)過實驗室全體老師的深入調(diào)研和討論，我們制訂了詳細全面的實驗教學計劃，（包括從襯底基片的清洗到薄膜制備、性能測試等整個過程）。在教學中采用啟發(fā)漸進的方法，真正實現(xiàn)了每個學生主動參與、老師解答指導的互動式教學氛圍。最后在學期臨近結束的3周時間內(nèi)，完全由學生自己調(diào)研并設計一個接近科技前沿的科研實驗題目，并在教師指導下，由學生從查閱國內(nèi)外相關領域的文獻直至在實驗中驗證自己的實驗，最終讓每個學生了解從事科研的一般規(guī)律和方法。

一實驗的特殊性及教改嘗試

大學物理實驗分為四級是面向21世紀教學改革的重要舉措［1］，它是以科學研究的方式進行實驗教學

，以培養(yǎng)和訓練學生從事科研能力為指導思想。由于受學生掌握的基礎理論、實驗設備以及師資條件等諸多實際因素的約束，要想使每個學生都真正得到科研實踐的鍛煉，達到物理教學實驗改革的目的，在實驗教學活動中教師必須結合實際情況來擬訂計劃、訓練和培養(yǎng)學生的科研能力。

對于四級實驗而言，要達到實際教學實驗目的，目前主要存在以下難點：1.四級實驗的對象是理科和物理類學生，由于設備和師資有限，若讓學生自己設計并準備儀器完成實驗，則設備總量嚴重不足，實驗周期將大大拉長、指導教師工作量必然大大增加。

2.由于有些現(xiàn)代實驗具有時代性和先進性，如：計算機仿真、薄膜技術、傳感器技術等，引入了一些高精尖設備（如我們實驗室的鍍膜設備）。這些設備不可能讓每人都得到充分的操作訓練，因而存在實驗越先進，學生越束手無策的現(xiàn)象。而且這些先進實驗多數(shù)超前了學生已學過的理論。同時由于實驗標題及方法固定、操作規(guī)程過于規(guī)范，束縛了學生的思維，無法真正達到培養(yǎng)與鍛煉學生科研素質(zhì)的目的。

由于存在類似上述的諸多特殊性和困難，且這些問題同樣出現(xiàn)在薄膜制備與測試實驗中。半導體薄膜制備有相當?shù)那把匦裕�與科研課題緊密相關，而參加本實驗的同學大多數(shù)是低年級本科生。這就要求教師在實驗中，不僅要讓同學充分了解實驗原理和操作規(guī)程，而且要兼顧到同學的理論背景，補充講解相關的基本理論，真正能讓學生做到實驗與理論的融會貫通。針對這些難點，我們經(jīng)過調(diào)研和討論后，制訂出詳細的實驗教學計劃，進行了有針對性的教改嘗試［2］。包括教學實驗流程（清洗Si基片薄膜制備性能測試），同時在實驗儀器真空獲得過程中，采用計算機輔助教學實驗演示，幫助同學更清晰地理解本實驗的實驗原理及相關內(nèi)容。在向?qū)W生講解實驗中，循序漸進地結合科研課題的研究方法，讓學生逐步理解科研的基本規(guī)律。最后在學期結束前，通過教師指導、學生調(diào)研并設計一個科研實驗，讓每個學生在實際設計中了解從事科研的一般方法。薄膜制備及測試實驗教學流程，如圖1所示。

圖1薄膜制備與測試實驗教學流程

下面以實驗過程中的互動式場景對話為例，說明我們的具體操作方法。實驗過程中的場景對話［2］既包含了豐富的物理內(nèi)容，也概括了薄膜生長制備過程中的一些特殊性。而后者是全然沒有體現(xiàn)在實驗指導手冊中的，需要同學自己加以總結。我們實驗教學中的場景對話包含下列三個方面的內(nèi)容：

1．場景一：打開裝置，說明各部分的用途→問物理原理，請自己總結問題；2．場景二：調(diào)節(jié)儀器，說明其作用→請紀錄和自己總結問題；3．場景三：提示學生，觀察試驗現(xiàn)象→請紀錄和自己總結問題。

以上三個部分的描述必須體現(xiàn)在實驗報告之中。由于每個同學的紀錄和自己總結問題的廣度、深度及其著眼點不一樣，實驗報告就不可能一模一樣。這就避免了實驗報告的雷同和相互抄襲，從而保證了物理實驗教學的質(zhì)量。

二實際的科研指導

為達到理論結合實際，全面提高學生從事實際科研的能力之目的，本實驗在學期臨近結束階段，結合科研課題出現(xiàn)的實際問題，在教師指導下，通過安排一個學生為主的科研設計實驗，以引導學生的科研入門，達到培養(yǎng)和提高學生科研素質(zhì)的目的。我們實驗室教師在經(jīng)過分析和討論后，結合一個正在研究的省自然科學基金重點項目課題“ZnO-基P-N結的制備及紫外發(fā)光的性能研究”［3］，提出一個符合學生實際能力的、與之有關聯(lián)的題目“Si襯底表面氮化硅薄膜的生長”［2］，與學生一起討論該題目與科研的關系，使學生認識到其重要性，調(diào)動起學生的積極性，并給他們一個大致的完成進度時間表。根據(jù)這個科研課題，教師指導學生如何正確使用電子資源檢索文獻，如何查閱國內(nèi)外相關領域的文獻，如何選出重要的方面并作相應的文獻總結。在調(diào)研的基礎上，由學生寫出調(diào)研報告（包括：導言，國際上該領域從事這方面研究的進展與重要性，國際同行研究有什么需要改進之處，我們?nèi)绾吾槍�這些不足之處加以改進和創(chuàng)新）和實驗設計方案。在此基礎上，教師組織同學對設計方案進行討論，不斷修正實驗方案。在整個實驗設計過程中，真正實現(xiàn)了每個學生都主動參與、老師輔助指導的活躍科研氛圍。指導學生科研實驗流程如圖2所示。

圖2指導學生科研實驗流程圖

以下是中國科學技術大學天文與應用物理系201*級同學經(jīng)過討論修改后提出的一個ZnO薄膜生長預處理的實驗方案摘要。該方案與其它文獻相比，具有其獨特的改進思想，較好地體現(xiàn)出同學們的科研創(chuàng)新能力。

題目：“Si襯底表面氮化硅薄膜的生長”

1.課題的重要性：硅是一種既便宜又容易加工的襯底材料，以硅為襯底生長ZnO基疊層薄膜是我國寬禁帶半導體光電器件的研究非常重要的一環(huán)，它已被國家列入863攻堅計［4］，也是國際上光電學界所重點研究的領域之一［5-6］。對襯底表面的處理及生長緩沖層的作用在于可以最大限度地減少界面態(tài)，同時減少異質(zhì)襯底與薄膜間的應力，以提高薄膜的晶體質(zhì)量和電學輸運及發(fā)光效率。

2.目前在生長緩沖層方面國際上通行的方法及優(yōu)缺點分析：SiO2薄層［7-11］；Zn薄層

［12］；ZnO緩沖層［13］；再生長ZnO基薄膜。但這些方法都存在一定的缺點，比如SiO2薄膜不夠平整，從而生長的ZnO也不夠平整，結晶度較差；在Zn緩沖層上再生長ZnO薄膜，緩沖層會部分氧化，呈現(xiàn)出非常高的n型導電性質(zhì)，不利于器件設計；低溫生長ZnO緩沖層同樣會在襯底和緩沖層的界面中出現(xiàn)大量的缺陷和層錯，效果仍不理想。在這種情況下，日本研究人員提出［14］，對Si表面實行氮化處理，生長一層薄的氮化硅緩沖層，這樣取得的效果要優(yōu)于前面的方法。他們的主要方法是：將硅片置于MBE（分子束外延）系統(tǒng)中，襯底保持600～700℃溫度，在系統(tǒng)中通入0.6ccm（每分鐘0.6cc）的NH3,用射頻方法應用等離子體激發(fā)反應生成氮化硅薄膜。同時他們還建議使用其它含氮的反應氣體，比如N2，NO2等。

我們通過深入的調(diào)研，認為他們的方法是有缺點的。首先，他們使用的是MBE法生長ZnO及疊層材料，雖然技術先進，但設備過于昂貴，對生長技術要求較高，如其真空度達到10torr等，與普通的濺射法或化學氣象沉積法相比，推廣普及度要難得多。

其次，用NH3作為反應氣體生長氮化硅緩沖層也有缺點，NH3是一種易離解的氣體，在不高的溫度下即可離解為N2和H2，在N2與Si反應生成氮化硅的同時，也有大量的H進入了Si襯底中形成Si∶H和SiNx∶［H］復合體，在這樣的緩沖層上再生長ZnO基薄膜時，由于有一定的溫度，這樣的復合體很容易鍵解。H擴散入ZnO中，它具有較強的自補償作用，使受主鈍化，失去活性；而考慮其它含氮的氣體，如N2，因為離化能太高［13］，所以生長的氮化硅薄膜中的氮很可能是以分子形式存在，既不能生成氮化硅，也不能充當p型摻雜物，反而會使薄膜吸附很多的N2雜質(zhì)，同時因為N2分子體積龐大，會占據(jù)很多空間而影響ZnO薄膜的晶化過程；對NO2，因其中含有較多的O，故形成的緩和層將以SiO2為主，這顯然和我們的初衷不符。于是我們把目光集中到N2O上，N2O的離化能較低，而且其中含O量較少，用它生長的氮化硅可能具有以上所列氣體所不能相比的優(yōu)越性。

3.我們的實驗方案

在以上調(diào)研和分析的基礎上，我們擬定了下述實驗方案：

（1）將MBE生長方式移植到磁控射頻濺射系統(tǒng)，期望以這一簡單而易于推廣的技術來取代MBE。

（2）在反應氣體的選擇上我們除了采用文獻［14］所建議的氣體NH3、N2、NO2來生長氮化硅，進行比較研究以外，我們還將N2O作為主要反應氣體生長氮化硅薄膜。

（3）在生長過程中，采用等時生長法（即生長時間與溫度不變，而改變通氣流量），等壓生長法（即通氣流量和反應壓強不變，而改變生長時間），以上生長的溫度控制在650℃左右，因為襯底的溫度對MBE系統(tǒng)和濺射系統(tǒng)具有相似的意義，而無須有大的改變。

（4）對上述樣品進行結構和發(fā)光特性測量，結構特性主要是用SEM和STM進行形貌的測量，而發(fā)光特性主要使用陰極射線熒光束測量和比較分析。

（5）在上述制得的含有不同厚度的氮化硅緩沖層上用濺射法生長出ZnO薄膜，同樣要進行結構和發(fā)光特性的測量，以此來比較不同的效果。

由于四級物理實驗的重要性，薄膜制備與測試作為新興內(nèi)容在四級實驗中顯示出它的特殊性及其難點。針對這些問題和難點，我們教學實驗室在經(jīng)過調(diào)研和討論后，制訂出詳細的教學實驗計劃，包括詳細的教學實驗流程、科研實驗流程。該教改實驗在對中國科技大學物理系、近代物理系、地球與空間科學系以及天文與應用物理系等201*級同學的四級物理實驗教學活動中，收到了良好的效果。同學們紛紛在其實驗總結報告中熱情地稱贊了該教改實

-驗的新穎性及眾多特點：在整個實驗過程中自己一直不斷地有問題提出，需要動腦思考，同時由于該實驗與科研課題始終緊密結合，在自己參與課題設計中，通過調(diào)研、閱讀和消化最新文獻資料，研究它們的優(yōu)缺點，建立具有自己特色的實驗方案，并不斷地進行改進和完善設計思想，因為親身經(jīng)歷整個科研過程，從而真正理解了其中的科研的含義。

通過這樣的教學科研實驗，對于同學們來說，不僅開拓了自己的眼界，而且在求學生涯中首次真正地在科學研究中扮演了一個重要的角色。這樣的經(jīng)歷，對他們今后從事科研活動或其他工作，其益處是顯而易見的。

參考文獻：

［1］霍劍青，吳泳華，劉洪圖，趙永飛主編.大學物理實驗第四冊［M］.高等教育出版社，201*.

［2］許小亮，徐軍，何海燕，劉洪圖.半導體薄膜制備實驗的特殊性及教學嘗試［J］.物理實驗，201*（已接收）.

［3］許小亮，劉洪圖等.ZnO基PN結的制備及紫外發(fā)光性能的研究［Z］.安徽省自然科學基金重點項目，201*年1月-201*年12月，批準號：00046506.［4］國家高技術發(fā)展計劃（863）201*年申請指南［Z］.

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［12］FuZX,LinBX,LiaoGHandWuZQ.J.Cryst.Growth,1998,193:316.

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“系統(tǒng)與控制”實驗教學研究與建設

魏衡華

(中國科學技術大學自動化系，安徽合肥230027)

摘要：本文介紹了信息科學技術學院“系統(tǒng)與控制實驗教學研究與建設”的教學實驗改革方案及其實施。本方案以其很強的可操性和強大的擴展功能得到了實驗老師及其學生們的一致好評。

關鍵詞：系統(tǒng)與控制；先進控制；計算機控制；實驗教學研究中圖分類號：G420文獻標識碼：A

ResearchandDevelopmentinLaboratoryTeachingof“SystemsandControl”

WeiHenghua

(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:ThispaperreportstheCollegeofInformationScienceandTechnologsreformprogramforresearchanddevelopmentinlaboratoryteachingofsystemsandcontrol,andtheimplementationoftheprogram.Theprogramwashighlyacclaimedbyfacultyandstudentsalikeforitsremarkablepracticalityandpowerfulexpandability.

Keywords:systemandcontrol;advancedcontrol;computerizedcontrol;researchonlaboratoryteaching

自動化是一門面向被控對象，解決實際問題的學科。一方面，它要求學生必須掌握專門的自動控制理論；另一方面，還要求學生將所學到的理論與解決實際問題相結合。所以自動化專業(yè)的學生應當具有對控制系統(tǒng)進行分析、設計、仿真以及實驗的綜合能力。社會對自動化學科的本科生提出更高的要求。高水平大學建設也要求科大的本科生比一般高等學校的學生應具有更強的動手實驗能力和解決實際問題的能力，這也正是本科生教學實驗中所能表現(xiàn)出的“高水平”之處。而這些只有通過在教學實驗過程中，采用較高水平的教學設備與實驗儀器，使本科生在學習理論的同時，真正在計算機控制的較復雜系統(tǒng)上進行較為綜合的實驗練習與訓練方能達到。作為為國民經(jīng)濟服務的一個重要的技術學科，國家對自動化專業(yè)人材的需求已經(jīng)大大增加。近五年來，我系的學生人數(shù)增加到90年代初的4倍多。面對這一形勢，如何滿足學生人數(shù)急劇膨脹帶來的教學實驗需求？如何培養(yǎng)符合時代要求的創(chuàng)新人才，已成為實驗教學研究的重要內(nèi)容。

一、主要教學實驗改革思想

在我�！案咚�平大學教學實驗室建設”大力支持下，結合教學計劃修訂和新教改方案，我們把過去的自動檢測、控制電機、單片機原理和控制系統(tǒng)四個實驗室拆掉后有機地整合起來，建立起了“系統(tǒng)與控制實驗室”。這是一個綜合性實驗室。這樣可以合理利用有限的資金、有限的場地，使軟硬資源共享，儀器設備綜合利用，達到以最小的投資產(chǎn)生最大的教學效益。其主要思想是：以典型、有代表性的被控對象為核心，采用計算機控制，依托網(wǎng)絡系統(tǒng)，構成模塊化的教學設備；以先進的系統(tǒng)軟件和應用軟件為基礎，構成系統(tǒng)建模、分析、仿真、控制器設計、常規(guī)控制、先進控制的軟件環(huán)境。軟件環(huán)境和硬件設備有機結合，是本項目的最大特點。我們經(jīng)過多年的教學實驗研究和改革，在《自動控制原理》實驗教學環(huán)節(jié)上，從95屆本科生起，就在國內(nèi)率先采用當今世界先進的Matlab和Simulink設計軟件,用于實驗數(shù)據(jù)分析處理和設計校正裝置。在《計算機控制基礎》實驗課上，自行研制了電烤箱溫度控制裝置。經(jīng)過幾次改進，現(xiàn)在外形設計和質(zhì)量有了很大提高，目前，已在該設備上進行了《計算機控制基礎》和《模糊控制理論及應用》等兩門實驗課5屆學生的實驗教學，收到了很好的教學效果。在近幾年來，由于各高校擴招，學生人數(shù)急劇膨脹，教學實驗需求加大，導致許多高校實驗教學質(zhì)量下滑。我們學校雖然也擴大了招生數(shù)量，碰到了與其它學校同樣的困難，但我們合理利用場地和軟硬件資源，以最小的投資產(chǎn)生出了最大的教學效益。我校的控制類實驗教學質(zhì)量不僅沒有下滑，而且增加了許多綜合性、設計性的實驗，并得到了來訪的國內(nèi)外專家學者的一致好評。

二、教學實驗改革特點

系統(tǒng)與控制實驗應具有基礎性、綜合性和多用性、先進性、可發(fā)展性等四大特點。

1.基礎性特點主要體現(xiàn)于開設的9門實驗課程，它覆蓋了自動化學科實驗教學的全部內(nèi)容。學生通過基礎性實驗加深對基礎性理論的理解，并通過靈活運用以獲得能力和素質(zhì)的提高。目前已能滿足本科生實驗教學的要求，尚需進一步解決研究生實驗教學的需求。

2.綜合性、多用性的特點主要體現(xiàn)于：

保留必要的基礎性實驗，精簡內(nèi)容單一的驗證性實驗，增開提高學生動手能力的設計性、綜合性實驗。將原單片機實驗室、技能訓練實驗室和控制電機實驗室并入控制系統(tǒng)實驗室。以控制理論、控制工程為基礎，將自動控制技術、檢測元件、執(zhí)行機構、被控對象、先進控制與優(yōu)化等教學研究內(nèi)容融為一體。把系統(tǒng)與控制實驗室改、擴建為先進的多功能綜合實驗室。我們通過相應接口，把具有典型性、代表性的被控對象與計算機構成了各組實驗，各組實驗又通過網(wǎng)絡構成了一個現(xiàn)代化的實驗教學平臺。在該平臺上已徹底打破了按各自課程設立實驗裝置的框框，其實驗裝置可以為多門課程服務，既可單獨做傳感器技術、自動化元件、計算機接口（A/D、D/A）實驗，又可做系統(tǒng)綜合實驗。由于實驗室并不是簡單的合并，而是有機的結合，因此硬件設備互補，資源共享。特別是PC機作為多種控制對象的控制器，配上相應接口，可以為許多實驗共用。如水箱液位、倒立擺平衡、電烤箱溫度控制等。

3.先進性特點主要表現(xiàn)如下：

（1）利用計算機運算速度和邏輯處理能力，構建了一個先進控制系統(tǒng)實驗平臺。服務器配有大量實驗及開發(fā)軟件，學生們可用當今世界先進的Matlab和Simulink軟件，進行系統(tǒng)建模、分析、仿真和綜合設計。過去的控制器，常常是用模擬元件，例如運算放大器來實現(xiàn)，通過改變電阻電容來改變控制器參數(shù)�，F(xiàn)在利用計算機作為控制器，控制方案的改變和參數(shù)的調(diào)整變得相當容易。而且，用計算機完成諸如Bode圖、根軌跡圖、尼氏圖、時域響應曲線的繪制，提高了實驗水平和實驗效率。另外，充分利用PC機的資源，特別是使用Windows下的VC編程，人機界面友好。同時還省掉了萬用表、信號發(fā)生器、記錄儀和示波器。例如，倒立擺的計算機控制是很復雜的，利用Matlab和Simulink，從繁重的系統(tǒng)分析和設計中解脫出來；又如過去自動控制原理實驗，控制參數(shù)的計算是由手工完成的，而控制器校正網(wǎng)絡的實現(xiàn)是在運算放大器上實現(xiàn)的。現(xiàn)在我們在國內(nèi)率先使用matlab和simulmic軟件，深受歡迎。

（2）將科研成果轉(zhuǎn)化為實驗條件。在水箱液位系統(tǒng)，引入動態(tài)矩陣和模型預測控制策略，進行液位控制和雙容水箱多變量解耦控制。水箱中液位控制問題和電烤箱中溫度控制問題，在工業(yè)過程中普遍存在，具有代表性而非常典型、實用。而且對時延問題的研究和雙容水箱的多變量解耦控制反映了當今控制的先進水平。

（3）倒立擺是現(xiàn)代控制理論與應用的最典型裝置。目前我們已經(jīng)實現(xiàn)了單級擺、二級擺和平行擺的計算機控制，并多次接待國內(nèi)外朋友的參觀，受到同行的好評。倒立擺的平衡控制具有一定的難度，而多級倒立擺的實時控制具有一定的先進性。其中控制算法用到了最優(yōu)二次型性能指標和閉環(huán)極點配置，以及神經(jīng)網(wǎng)絡模糊控制技術。

（4）在電烤箱溫度控制系統(tǒng)的研制中，其設計思想體現(xiàn)了多年在工業(yè)過程控制領域中取得的成果。并把模糊控制、預測控制等先進的過程控制算法引進到實驗研究內(nèi)容中，這對于促進專業(yè)實驗的改革，將高水平的科研成果轉(zhuǎn)化為高水平的教學實驗是一種有益的嘗試。

（5）先進控制系統(tǒng)實驗平臺具有分布式結構、靈活易擴展。它包含著有關信息處理和網(wǎng)絡通迅的相關研究課題，為進一步構成分級遞階的分布式結構、研究集散控制系統(tǒng)提供了基礎，為可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。

可持續(xù)特點表現(xiàn)如下：

（1）突出創(chuàng)新能力。保留必要的基礎性實驗，精簡內(nèi)容單一的驗證性實驗，增加知識面廣的綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗。（2）軟件仿真與硬件設計統(tǒng)一。在國內(nèi)率先使用Matlab和Simulink軟件。作為計算機輔助教學，將其增加到自動控制原理教學實驗內(nèi)容中。雖然沒有增加實驗學時，但提高了實驗效率和水平。

（3）單個訓練與綜合設計統(tǒng)一：打破按課程設立實驗的框框，將控制電機、單片機、技能訓練和控制系統(tǒng)實驗室有機合并，構建系統(tǒng)與控制實驗室，既可為各自課程開設實驗，又可做符合現(xiàn)代工業(yè)、科學技術水平要求的綜合性系統(tǒng)實驗。

(4)實驗教學與科研相融合：將科研成果轉(zhuǎn)化成教學實驗設備。新研制的電烤箱溫度控制系統(tǒng)的許多設計思想，來自我們在工業(yè)過程控制領域中取得的各種科研成果，并把先進的控制算法引入實驗研究內(nèi)容。

（5）一個平臺，多個擴展：由模塊化教學設備組成的該平臺具有分布式結構，靈活易擴展。可進一步增加或更新實驗內(nèi)容。還可構成分級遞階的分布式結構、研究集散控制系統(tǒng)，為可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。

三、教學實驗配置與實施

1.專業(yè)基礎性實驗套數(shù)按40套規(guī)模配置，以適應學生人數(shù)急劇膨脹帶來的教學實驗需求,并做到一人一組的實驗教學需求，充分鍛煉學生的動手能力；

2.專業(yè)層次較高的實驗，由于設備相對昂貴，只能按10套進行配置。但是我們的實驗教學必須上一個臺階，將過去本科生用作畢業(yè)論文的實驗內(nèi)容提前用于高年級本科生實驗。我們選擇了少量典型性、代表性和綜合性好的被控對象，如倒立擺、液位控制系統(tǒng)等，以前只有少量學生在做畢業(yè)論文時才能接觸到的東西（設備、知識背景），在這次建設時也讓學生做了些前期工作。雖然由于經(jīng)費問題只能按10臺進行配置，但也基本滿足了學生的實驗要求。

3.為了開出綜合性、研究性實驗，根據(jù)現(xiàn)已購置的設備，采用了如下方式開發(fā)出高層次高檔次的實驗內(nèi)容來：一是年青教員投入，二是研究生開發(fā)實驗算作助教，三是利用本科生做畢業(yè)論文來開發(fā)新的實驗內(nèi)容，同時列入大學生研究計劃。將過去僅給本科生作畢業(yè)論文用的內(nèi)容改為高年級本科生去做。

4.自制教學設備

利用寒暑假，在新制作的實驗臺上，合理布線，焊接連接插頭等。

新制做40套計算機溫度控制系統(tǒng)，經(jīng)過幾次改進、現(xiàn)在外形設計和質(zhì)量有提高，并已在該設備上進行了“計算機控制基礎”和“模糊控制理論及應用”實驗教學。

四、實驗系統(tǒng)的應用情況

經(jīng)過系統(tǒng)與控制實驗教學研究與建設，本實驗室實驗教學環(huán)境大大改善，能夠承擔《自動化元件》、《傳感器原理與技術》、《自動控制原理》、《控制系統(tǒng)設計》、《計算機控制基礎》、《現(xiàn)代控制理論》、《模糊控制理論及應用》、《計算機控制技術實踐》、《過程控制》等九門課26200人.時/年的教學實驗課。

96、97、98、99、00五個班本科生在本實驗室進行了“自動控制原理”和“計算機控制”教

學實驗改革，深受歡迎。

四屆37名本科生在實驗環(huán)境里，做了許多設計性、創(chuàng)新性實驗研究，完成了畢業(yè)論文工作。參加本實驗的師生在教學實驗設備上進行了大量工作，正式發(fā)表論文10篇。

六、結論

該實驗系統(tǒng)具有基礎性、綜合性、先進性、多用性和可發(fā)展性，其內(nèi)容覆蓋面廣，適合于廣大的相關專業(yè)的學生。由于實驗中有一部分屬于設計性實驗（即自己設計控制算法），因此要求學生在實驗前做好準備，編好程序，在正式實驗時可以在系統(tǒng)上驗證、調(diào)試。通過實驗，可以提高學生綜合實驗能力，提高學生對新技術發(fā)展的適應能力，對于促進自動化專業(yè)課程體系的改革有積極的作用。由于該實驗系統(tǒng)可靠、準確、方便，有效地提高了實驗效果和實驗質(zhì)量，在科大自動化系98屆本科生使用后，實驗老師和學生們都給予了本系統(tǒng)較高的評價。

但也存在下列一些問題：我們尚缺乏適合大學生的實踐動手能力的創(chuàng)造創(chuàng)新能力培養(yǎng)、激發(fā)學生專業(yè)學習興趣、能培養(yǎng)學生獨立開展科學研究的集機、電、氣、計算機控制為一體的實驗教學設備。

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普通生物學實驗課教學的改革與實踐

張文銳李樹美楊捷頻李祥沈顯生

（中國科學技術大學生命科學學院，安徽合肥230027）

摘要：為了使學生在掌握好基本實驗技能的基礎上，充分發(fā)揮其學習的主觀能動性，全面提高學生的綜合素質(zhì)，本文介紹了在普通生物學實驗的教學內(nèi)容、教學方法及考核體系等方面所進行的有益的教學改革探索和一些經(jīng)驗與體會。

關鍵詞：實驗課教學；教學改革；素質(zhì)教育中圖分類號：G420文獻標識碼：A

ReformandPracticeinLaboratoryTeachingofGeneralBiologyZhangWenrui,LiShumei,YangJiepin,LiXiang,andShenXiansheng(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:Toenablestudentstobringtheirowninitiativeintofullplayonthebasisofasolidbackgroundandtoraisetheirqualityinanall-roundmanner,anefforthasbeenmadetoreformourteachingmaterials,methods,andtestingsystemsforthecourseofgeneralbiology.Thispaperreportstheexperiencegainedintheprocess.

Keywords:laboratoryteaching;teachingreform;qualityeducation

普通生物學實驗是生命學科專業(yè)的基礎課程之一，是整個教學環(huán)節(jié)中的一個重要子系統(tǒng)。但是，傳統(tǒng)的普通生物學實驗教學是注入式的，從實驗原理、步驟、注意事項，甚至連實驗結果都面面俱到地由老師講解，然后由學生“按方抓藥”地操作。這使學生處于消極被動的地位，影響其學習主觀能動性的發(fā)揮，嚴重阻礙了學生的全面綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。為了能在實驗教學中充分培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)造能力，使其掌握基本的生物學實驗技能，提高綜合素質(zhì)，我們在教學內(nèi)容、教學方法及實驗考核體系等方面作了一些改革。

一、更新教學內(nèi)容：實現(xiàn)實驗課程獨立開課

由于基礎實驗課程的教學重點是打基礎，是為將來高年級綜合性的專業(yè)實驗課或科研工作提供基本方法、基本技能和科學思維的保障。因此，教學內(nèi)容必須要立足于基本技能、基本方法的教授，不能片面追求革新而動搖“雙基”教學。我們的具體調(diào)整方法是將基礎實驗內(nèi)容進行優(yōu)化、組合，使其具有從易到難、由基礎到綜合的獨立系統(tǒng)性。同以往相比，它打破了實驗課依附于一門相應的理論課的教學模式，既不受理論課教學進程的制約，而又與理論課教學相互配合。

基礎微生物學實驗和普通遺傳學實驗都是面向本科二年級開設的基礎實驗課程。課程面向低年級學生，其教學目標是傳授微生物學和普通遺傳學的基本實驗方法和基本實驗技能，培養(yǎng)學生良好的實驗習慣和科學的思維方法。但這兩門課程各具特點而教學側重點有所不同�；�礎微生物學實驗側重于基本實驗技能的強化訓練，要求學生嚴格地進行規(guī)范操作，掌握最基本的實驗技能，熟悉常用實驗儀器的使用方法。普通遺傳學實驗則由于涉及的基本實驗技能包含在基礎微生物學實驗及基礎化學實驗中，它側重于基本實驗方法的傳授，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能，獨立解決實際問題的能力。根據(jù)上述特點，我們于201*年將這兩門實驗課程剝離相應的理論課程而獨立開課，并在同一學期開課�；�礎微生物學實驗課在前，重基礎；普通遺傳學實驗課在后，重綜合；再通過適當調(diào)整實驗內(nèi)容，使得前后科學合理地銜接。從三年來的實際教學情況來看，我們的改革取得了成功。通過這種獨立的連續(xù)實驗課程的學習，學生無論是實驗基本功還是綜合實驗能力都得到了顯著的提高。

植物生物學實驗面向一年級學生開設，傳統(tǒng)的教學內(nèi)容以驗證型實驗為主，幾乎沒有綜合型或設計型實驗。我們考慮到本學科的特色，刪除了部分落后的驗證型實驗項目，保留有價值的驗證型和技能型實驗內(nèi)容，大幅度地增加新的探索型實驗內(nèi)容，或?qū)⒃�先的驗證型實驗改為探索型實驗。例如，以前在做“觀察輸導組織中的導管和管胞”實驗時，從材料的準備、離析等都由老師準備好，學生只要做一個水裝片觀察到幾種不同的形態(tài)結構就可以了。現(xiàn)在，我們要求學生親自在同一生境下采集不同類群的維管植物（蕨類植物、裸子植物、被子植物），然后離析、制片、觀察。由于學生須獨立地完成這一系列過程，不僅掌握了維管植物輸水組織的形態(tài)結構，還了解了它們的進化趨勢；更重要的是鍛煉了學生的動手能力，培養(yǎng)了他們的探索精神和創(chuàng)新能力，使我們的教學取得了事半功倍的效果。

二、改革實驗課的教學方法

華裔科學家楊振寧先生在比較中美的教學方法時指出：中國傳統(tǒng)的教學方法重演繹、推理、按部就班，所以嚴謹認真，基礎扎實，但缺少創(chuàng)新意識；美國的教學方法重歸納、分析、滲透、綜合，是一種“體會式”的教學方法，其效果是獨立思考能力和創(chuàng)造能力強，易于較快地進入科學發(fā)展的前沿，但根基不扎實。如何讓兩種教學方法取長補短，充分調(diào)動學生的積極主動性，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維，這就要求我們對傳統(tǒng)的教學方法進行一系列的改革。近年我們主要從以下五個方面進行教學改革。

1.要求學生課前充分預習，并要求學生初步了解實驗目的和原理、儀器設備的使用、操作方法和實驗步驟等。教師會在講課之前或講課過程中通過提問以檢查預習的情況。我們還經(jīng)常鼓勵學生自由發(fā)言，大家共同探討實驗原理、實驗方案以及實驗技術難點等。通過課前預習，保證了學生在實驗前有了足夠的理論儲備，實驗中才能思路清晰，才能及時發(fā)現(xiàn)問題，其分析問題和解決問題的能力也自然得到增強，當然更易于取得實驗的成功。

2.培養(yǎng)學生在實驗過程中做實驗記錄的習慣。實驗記錄是描述實驗過程并為實驗后提供相關感性認識的原始資料，同時也是寫好實驗報告的前提，因此要求學生在實驗中邊操作、邊觀察、邊思考、邊記錄。我們對學生的實驗記錄要求嚴格。實驗記錄絕不是實驗步驟的簡單拷貝，它應包括實驗操作過程中每一個步驟的時間、所用儀器設備和參數(shù)設定及其每一個實驗的現(xiàn)象、結果的描述。另外，實驗記錄中要體現(xiàn)出實驗者的思維過程，即實驗者是如何理解每一個實驗步驟，其目的和原理是什么，關鍵在哪里，可否有更好的改進方法等等。當觀察到的實驗現(xiàn)象與預期不符時，要求學生深入思考，分析其產(chǎn)生的根源，是操作不當，還是實驗條件的改變等。從而培養(yǎng)學生具有從事科學研究所必須的嚴肅的科學態(tài)度、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和分析問題、解決問題的能力。學生在每次實驗結束后，要將實驗記錄交給教師檢查、簽字后才能離開實驗室。

3.在實驗過程中引導學生積極思維。在實驗教學過程中，我們不再充當“保姆”的角色，而是放開學生的手腳，使他們能發(fā)揮出最大的主觀能動性。實驗開始前，教師充分運用多媒體教學設備的強大功能，生動、詳實地向?qū)W生闡述實驗的基本原理及其該實驗技術的發(fā)展狀況、應用前景等，使他們在全面掌握實驗原理的基礎上開闊了視野，激發(fā)了學習的興趣。對于實驗操作過程，只是簡單敘述，將大體的步驟和相關的注意事項粗略地寫在黑板上，供他們參考。在實驗進行過程中，教師要融入到學生當中，與他們進行雙向的交流，針對學生在實驗中出現(xiàn)的錯誤，要采用提示和設疑的方法讓他們自己動腦筋找出并糾正錯誤。這使學生對實驗方法以及操作過程認識深刻而記憶牢固，很快地提高了實驗操作技能，而且也培養(yǎng)了他們的獨立思考能力。

基礎實驗課程中有很多驗證型的教學內(nèi)容是不可刪除的。對此，我們特意進行一些設計，使其達到良好的教學效果。例如，在做細菌的革蘭氏染色實驗時，酒精脫色和媒染的操作步驟很關鍵，它需要準確把握時間。于是我們在實驗講義中只給出了范圍很寬的參考時間，而精確的時間則要求學生在實際操作中通過不斷摸索總結得出。在做糖發(fā)酵試驗時，學生通過課前預習得知大腸桿菌能分解葡萄糖和乳糖并產(chǎn)酸產(chǎn)氣。教師在準備實驗材料時特意從科研實驗室找來糖發(fā)酵反應遲緩的大腸桿菌替換原先的菌株，造成學生的實驗結果與預期不符。教師再引導學生分析實驗結果，鼓勵他們查閱相關資料。很多學生都交來了十幾頁的分析報告，從各個角度詳細分析了造成實驗結果偏差的可能原因。我們覺得通過這種教學方法，真正把驗證性實驗變成了探索性實驗，充分調(diào)動了學生的學習積極性，活躍了其思維。

4.要求學生完成高質(zhì)量的實驗報告。實驗報告是對整個實驗過程的總結，要求學生能從實驗的方法、原理、操作步驟、實驗的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)等方面進行分析，掌握其中的基本實驗方法。過去，學生寫實驗報告時，大段地摘抄實驗講義上的實驗原理和實驗步驟，再附上實驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒灷L圖便完成了。這種機械式的實驗報告對于培養(yǎng)學生的能力幾乎沒有絲毫的幫助，也不利于教師對學生學習情況的掌握，無法公平地評定學生的成績，往往是文字抄得多，字跡整潔就可得高分。如今我們對實驗報告的要求是，它必須包含三部分內(nèi)容：第一，經(jīng)任課教師簽字的原始實驗記錄（可以重新整理，但原件必須附上）；第二，實驗中的異�，F(xiàn)象分析、實驗方法的重新設計或改進、實驗總結等；第三，完成實驗講義上的思考題，完成課外閱讀任務。這樣做，強調(diào)了對實驗過程和結果的討論，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。另外，由于考評體系的改變，使學生不再盲目追求實驗結果的準確性，轉(zhuǎn)為追求解決問題的方法和過程，實驗過程中關鍵步驟的原理及操作技術成了大家探討的中心話題。

5.引導學生廣泛閱讀，開闊知識視野。生命科學是一門建立在實驗基礎上的蓬勃發(fā)展的學科，實驗技術的進步日新月異。我們在傳授基本方法和基本技能的同時，應該引導學生去了解新方法、新技術，拓寬知識面，激發(fā)他們的學習興趣和熱情。例如，我們在介紹顯微鏡油鏡的使用方法時，要求學生課外查閱有關“激光共聚焦顯微鏡”的知識；我們在講解染色體標本制作方法時，希望學生課后了解“熒光原位雜交”技術等等。學生在查閱相關資料后，需要寫一段201*00字的小結，作為實驗報告的一部分交給教師查閱。為了不給學生帶來更多的負擔，我們只要求他們對相關知識有大致的了解，不必詳細論述和探討，但學生對此還是表現(xiàn)出了極大的熱情。

三、初步完善了實驗課的考核方法

關于實驗成績的考核，由于過去過分依賴實驗報告的優(yōu)劣，導致學生不注重實驗過程，片面追求實驗結果的正確性、實驗報告的篇幅和整潔程度，嚴重制約了對學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。我們現(xiàn)在考核實驗，是綜合評定一個學生的實驗態(tài)度、基本方法和技能的掌握程度，實驗過程中獨立思考的能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力等多方面的成績。各項所占比例如下：

平時成績60%實驗態(tài)度實驗預習實驗技能實驗報告期末考核30%解答問題規(guī)探范索操能作力10%10%20%20%15%

改革后的實驗課考核方法，既調(diào)動了學生學習的積極性，提高了他們對實驗課的重視程度,又保證了成績評定的客觀性和公正性，提高了實驗教學的質(zhì)量。

總之，普通生物學實驗課教學改革涉及面廣，環(huán)節(jié)多，是個比較復雜的問題。我們只是在這方面做了一些有益的嘗試，并取得了一定的成功經(jīng)驗。我們改革的目的很明確，就是要讓學生感覺到每一個實驗都是一次挑戰(zhàn)，要想取得成功必須要有充分的準備、嚴謹?shù)膽B(tài)度、細致的操作和靈活的思維。每一次實驗的完成，不僅要讓學生的實驗能力得到充分的訓練和提高，更重要的是要激發(fā)學生的主觀能動性和創(chuàng)造性。我們認為，只有這樣，在強調(diào)“雙基”的前提下，才能真正實現(xiàn)在實驗教學中培養(yǎng)學生分析問題與解決問題的能力、獨立自主的工

15%10%實驗作能力、合作與交流的能力、改革與創(chuàng)新的能力，最終為國家培養(yǎng)出具有較高的全面素質(zhì)的一流人才。

參考文獻：

［1］劉淑芬.從培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維入手提高實驗教學質(zhì)量［J］.高師理科學刊，201*，20（3）：85－86.

［2］何小慧等.普通生物學實踐教學探析［J］.沈陽大學學報，201*，（4）：79－80.［3］沈顯生等.生物學專業(yè)素質(zhì)教學的新模式探索［J］.教育與現(xiàn)代化，201*，（1）：42－45.

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構建具有時代特征的微機實驗教學環(huán)境

傅忠謙周佩玲郭明明周正葆何克東

(中國科學技術大學電子科學與技術系，安徽合肥230026)

摘要：計算機是當今發(fā)展最迅速的領域，其教學和實驗應該適應這樣的變化。本文以建設微機原理課程為主的計算機實驗室的設備配置為目標，以課程建設為基礎，對教學對象、教學內(nèi)容和實驗室配置等進行分析，為構建具有超前意識、適應發(fā)展的微機實驗教學環(huán)境提出了一些思路和方案。

關鍵詞：微機原理；實驗教學體系；教學改革；實驗環(huán)境中圖分類號：G434文獻標識碼：A

EstablishmentofaMicrocomputerLaboratoryandTeaching

EnvironmentThatKeepsUpwiththeTimes

FuZhongqian,ZhouPeiling,GuoMingming,ZhouZhengbao,HeKedong(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:Computerteachingandexperimentsmustkeepupwiththefastchangingfieldofcomputertechnology.Fromtheperspectiveoflaboratoryequipmentrequirementforcoursesinthefundamentalsofmicrocomputersanddevelopmentofsuchcourses,thispaperoffersananalysisoftheobjectandmaterialofteachinginrelationtotheequipmentoflaboratories.Italsosuggestshowaproactivelaboratoryenvironmentcanbeestablishedthatwillmeettheneedsinthedevelopmentofteachingmicrocomputers.

Keywords:fundamentalsofmicrocomputer;laboratoryteachingsystem;teachingreform;laboratoryenvironment

計算機是當今發(fā)展最快的領域，隨著計算機技術的發(fā)展，微型計算機已經(jīng)是以Pentium為核心的32位微處理器，操作系統(tǒng)平臺從Dos環(huán)境完全過渡到Windows環(huán)境，微型計算機體系結構有了巨大的變化。這種軟、硬件的更新?lián)Q代，對微機原理課程教學體系的影響是巨大的，同時，微機原理課程是教育部規(guī)定的大學計算機基礎教學第三層次中的必修課程。按照這個要求，我校也將該課程開設為面向全校的通修課程，因此做好該課程的教學體系和實驗體系的建設是十分必要的。

要做到課程及其實驗教學改革，使同學所學習的知識有助于今后的科學研究，有必要將微型計算機原理及相關課程的教學和實驗，從目前以介紹十六位微機為主的內(nèi)容進行全面改革，建立以Pentium為核心的微機原理教學體系。要做到這一點，除了改進教學方法、更新課堂教學內(nèi)容外，還必須對目前實驗室的實驗設備、實驗手段以及實驗編排等水平進行全面提升，以配合課程的改革，這樣才可以構建出具有時代特征的微機實驗教學環(huán)境。

一、教學對象

大學教學應該以人為本，建立新的教學體系，首先應該從受教育者的基礎和需要開始，分析其特點，尋找出最佳的教學方案。以我校為例，微機原理課程是全校的通修課程，在校同學（除少數(shù)專業(yè)外）都必須參加該課程的學習。由于同學的專業(yè)不同，前導課程不同，對教學的要求也不同。要完成課程的改革，必須對同學從專業(yè)要求、學習基礎、前導課程、學習能力等方面作全面的分析，這樣才可能針對同學的特點，做到各有側重，有的放矢。以我校為例，我們可以將授課對象分為工科類（電口和非電口）、理科類、人文類等不同類型，在為他們組織教學和實驗內(nèi)容方面有以下特點：

1.工科類（電口）：具有扎實的電子線路、數(shù)字電路等基礎，開設的課程和實驗以32位微機系統(tǒng)為主，軟件編程除了基本的匯編程序外，還包括匯編程序的保護模式、高級語言與匯編語言混合編程等要求，同時有對接口芯片的編程。其中，又有計算機專業(yè)同學，他們具有計算機組成原理基礎、匯編程序設計等課程基礎，其重點是接口實驗，側重于接口的驅(qū)動，微機體系結構的創(chuàng)建等。2.工科類（非電口）：具有電子線路、數(shù)字電路等基礎，開設的課程和實驗包括32位微機系統(tǒng)，軟件編程除了基本的匯編程序、高級語言與匯編語言混合編程等要求，保留對接口芯片的編程等。

3.理科類：對32位微機系統(tǒng)有所介紹，同時完成匯編程序的程序設計、高級語言與匯編程序混合編程設計等，但編程要求難度適中，以基本掌握為主，同時掌握對可編程芯片的編程設計等，要求具有直觀性。

4.人文類：由于前導課程開設較少，基礎薄弱，同時社會對計算機知識的要求又高，促使他們的大多數(shù)有更強烈的求知欲，需要更直觀的實驗模式，如微機的組裝實驗等，以提高其學習興趣。

此外在大學中有部分同學，他們對計算機有強烈的學習欲望，并通過旁聽和自學，已具有了較豐富的計算機基礎。他們希望深入了解和掌握計算機軟硬件知識，而不滿足計算機基礎教學中的內(nèi)容。在實驗室建設中，應該考慮為這部分同學開設計算機接口、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等相關課程并配備實驗。

實驗室的改建工作是與課程改革密切相關的，實驗室設備的選擇和購置，必須配合課程改革，要做到這一點，就有必要對課程改革的思路進行全面的了解，以便在實驗室設備的購置上有所考慮。

二、課程及其體系改革建設

要完成高水平的計算機實驗室建設，首先必須對開展的課程改革有全面的了解。計算機教學，尤其是微機原理課程教學，其課程體系的改革一直貫穿于始終。在這方面，授課老師有深刻的感受和豐富的經(jīng)驗，發(fā)揮他們的作用是十分必要的。在實驗室建設啟動階段，以“微機原理”課程教學組的名義，召集全校與課程相關的教員進行討論，對課程的大綱進行新一輪的修改，并對課程的將來發(fā)展、改革思路進行深入的探討，這些都將對實驗室的建設具有很強的啟發(fā)作用。通過參與教學討論，了解課堂教學的需求，并根據(jù)課程改革要求制定出實驗室建設的對策和方案。另外，還應當多出去調(diào)研和參加學術會議，了解國內(nèi)高校對微機原理課程改革的想法和做法，以開拓自己的思路。

1.微機原理課程改革

工科類（電口）對微型計算機原理的教學應該進行全面的改革。微機系統(tǒng)已經(jīng)采用P4系列，因此微機原理的課程教學也必須適應這方面的發(fā)展。教學改革的思想是增加對現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)的介紹，以80x86為核心，增加保護模式和高級語言與匯編的混合編程以及總線（PCI和USB）等相關內(nèi)容的介紹。有的學校老師提出了在微機原理課程中淡化匯編的教改思路，不再對匯編程序設計提出高要求，我們也希望在部分課程中做些嘗試。如用C或C++完成對接口芯片的訪問與管理，這就需要購置PC機，至少具有目前流行的較高性能價格比的配置。對工科類（非電口）和理科類來說，作為通修課程的微機原理課程，在介紹微機新的結構基礎上，仍保留具有直觀性的分立元件的編程實驗。因為實驗設備就要求具有直觀性，所以采用分立元件的形式。

2.多媒體教學模式

計算機教學的變化和教學內(nèi)容的增加，多媒體教學作為先進的教學手段是必不可少的。由于課時壓縮，實驗教學作為課堂教學的補充，越來越凸顯其作用。逐步將原課堂教學的一些內(nèi)容放在實驗教學中介紹，是解決目前課時緊張的一個可行的途徑。要做到這一點，就需要配置投影儀等多媒體教學設備，采用邊授課、邊實驗的教學模式。如可以將指令系統(tǒng)和匯編程序設計等安排在實驗教學中介紹，以減少對教學課時的壓力。對實驗室建設，除了對實驗內(nèi)容安排外，還必須將編寫實驗教學課件作為實驗內(nèi)容的組成部分，充分利用多媒體手段，這樣有助于提高實驗教學的效果。

3.開設高級計算機課程

IT業(yè)是當今發(fā)展最快的行業(yè)，大學教學也應該適應這樣的發(fā)展。如前所述，在大學中開設一系列計算機提高課程（以選修課程方式），為那些對計算機知識有濃厚興趣的同學服務是十分必要的。如《嵌入式系統(tǒng)設計與實現(xiàn)》、《高級微機接口技術》、《數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)集成技術》、《PCI、USB總線及驅(qū)動程序設計》等。當然，這些課程的開設就需要提供必要的實驗設備，如嵌入式系統(tǒng)實驗設備等。以上選修課程也可從開設Seminar教學方式開始，逐步過渡到面向全校的選修課程（主要對感興趣者提供，為提高課程的教學效果，控制選修人數(shù)不超過40～50人為宜）。

三、實驗室建設

針對以上課程改革的設想，我們在改建實驗室過程中，做了以下幾方面的工作：1.實驗設備選擇

實驗室改建最重要的工作是微機原理課程的實驗設備選擇，這也是整個實驗室組建的關鍵。我們根據(jù)上課同學的特點，結合理科和工科同學特點和思維方式的差異，對實驗設備采用購買和自行設計相結合方法，實現(xiàn)基本實驗設備的設置。

對于工科類（電口）的相關課程實驗，在結合教學大綱和這部分同學特點基礎上，采用計算機系自主研制、開發(fā)的32位微機的硬件實驗平臺。該平臺從設計思想上，利用更有實用意義的現(xiàn)場可編程芯片，不是采用傳統(tǒng)的分立芯片的實驗設備模式，采用大規(guī)模的現(xiàn)場可編程芯片，通過硬件重構方式，構造出滿足課程要求的可編程芯片邏輯。由于是軟件控制下的硬件重構，可以構造各種需要的邏輯，具有較高的靈活性，豐富了實驗內(nèi)容，為開設設計類型實驗提供了好的環(huán)境。這是一種有別于傳統(tǒng)的、全新的32位機實驗平臺，它將使我校的微機教學、實驗課程有可能在國內(nèi)達到領先水平，并具有一定的顯示度。對校通修課程（即非電口工科類和理科類），采用購買定做的實驗設備的方式，對國內(nèi)做微機硬件實驗設備較有影響的幾家公司，在考察了他們的技術能力的基礎上，按課程大綱提出設計要求，再由公司為我們專門設計滿足課程要求的實驗設備。這部分設備主要以分立元件為主，比較直觀，有助于非電類同學的學習。當然，由于接口采用了PCI總線，其先進性勿容置疑，同時也可以在該實驗設備上開設面向接口的提高課程的實驗，如PCI總線驅(qū)動程序設計等。

2.多媒體教學平臺

在實驗教學中采用多媒體教學，是提高實驗效果的手段之一。除了以上介紹的對課程內(nèi)容的補充外，還要充分利用多媒體教學環(huán)境，為實驗教學服務。要做到這一點，我們在新的實驗設計中，除了按照過去的要求對實驗內(nèi)容編排外，還提出將多媒體實驗教學課件作為實驗編排內(nèi)容的組成部分，組成更為豐富的實驗教學內(nèi)容。

3.走出去，請進來

實驗室建設不能“閉門造車”，必須了解國內(nèi)其他高校在相關課程中采用的成功的方法和手段，尤其是他們的教學內(nèi)容、實驗環(huán)境等。通過對全國其它高校的調(diào)研，了解到的實際情況是，盡管32位計算機已經(jīng)使用了許多年，但高校中除了在課堂教學中有所涉及外，微機原理課程的實驗教學模式仍不成熟，各高校和實驗設備公司也在探索階段�？梢�，這既是實驗室建設的難度，同時也是機遇�！白叱鋈ァ睉�該是全方位的考察，即通過調(diào)研和參加國內(nèi)計算機基礎教學會議，全面地了解目前國內(nèi)微型計算機原理課程的狀況，通過比較其長處和短處，再結合我校實際，提出合適的實驗教學模式。

“請進來”就是與國內(nèi)比較有影響的設計生產(chǎn)相關實驗設備的公司和廠家保持聯(lián)系，以獲取較新的國內(nèi)實驗設備發(fā)展動態(tài)，經(jīng)常請他們將最新的設備帶到學校演示，具體了解其功能，同時邀請授課老師參觀，并結合課程，請他們提出對設備的看法、意見和建議等，為我校通修課程的實驗設備及其功能要求提出確實可行的方案。

另外，先購買少量的相關設備，以檢驗其使用情況和生產(chǎn)公司的技術實力等，并且也可以基于這些設備，先期對實驗室教師培訓，以提高他們的水平，并為全校全面開設相關實驗做好技術準備。

4.網(wǎng)上教學

網(wǎng)絡作為教學的必要手段，越來越體現(xiàn)其重要性，實驗室建設也應該適應這樣的潮流。在實驗室建設中，購置網(wǎng)絡服務器，建立實驗室教學網(wǎng)站，充分利用網(wǎng)絡的快速便捷、內(nèi)容容易更新的特點，將編排的實驗講義、實驗課件、相關軟件和資料及時放在教學網(wǎng)站上，方便同學的下載。

在教學網(wǎng)站設計中，設置留言版和討論區(qū)，以方便同學對課堂教學和實驗教學的有關問題進行留言和討論，這是教員與同學之間進行交流的一種途徑。教員對留言版上提出的問題進行解答，這只是一個方面的功能，另一個功能是，如果同學提出的問題具有共性，對其他同學也將會是一個啟發(fā)。另外，網(wǎng)站設置具有實驗報告的提交功能，使實驗報告的管理上一個檔次。

以上是我們微機原理和接口實驗室改建的一些思路和設想，按照這個思路，在實驗室建成后，可以做到在幾年內(nèi)保持主要設備具有一定的先進性，尤其是自己設計的新型微機原理實驗設備�？梢哉f，這是微機原理課程的實驗設備在設計理念上的一次突破，這在國內(nèi)高校微機實驗設計上并沒有先例，具有技術上的領先性。

計算機實驗室的建設是一個綜合性的工程，對新知識、新概念的需求尤其突出。這就要求在實驗室建設工程中，學習新方法、采用新思路，以適應計算機實驗室建設的快速發(fā)展。只有這樣，才能實現(xiàn)構建具有時代特征的微機實驗教學環(huán)境的目標。

參考資料：

［1］王恒才.關于建立《計算機集成化制定系統(tǒng)》先進高級硬件實驗室的設想［J］.教育與現(xiàn)代化，1997，（4）.

［2］鄭海燕，吳為團.80X86《微機計算機原理》CAI課件的研制與應用［J］.青島化工學院學報，201*,(3).

［3］張瑞晾，田進.計算機專業(yè)開放實驗室系統(tǒng)維護技術的探討［J］.貴州工業(yè)大學學報，201*,(3).

［4］劉毅.計算機實驗室開放方案的研究［J］.天津理工學院學報，201*,(1).

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建設有科研特色的神經(jīng)生物學實驗課程

白永勝李祥瑞徐天樂

(中國科學技術大學生命科學學院，安徽合肥230027)

摘要：注重實驗教學與科學研究相結合，將有利于提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。本文以膜片鉗技術實驗課程為例，就在神經(jīng)生物學實驗課程建設中如何將科研的設備、技術和思維方法引入實驗教學，在實驗教學中培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力，以及將實驗教學內(nèi)容和科研課題相結合等方面進行了闡述。

關鍵詞：神經(jīng)生物學；科研；實驗教學

中圖分類號：G420；G424.31文獻標識碼：A

DevelopmentofaLaboratoryCourseinNeurobiology

ThatIsCharacterizedbyScientificResearchBaiYongsheng,LiXiangrui,andXuTiandong

(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:Theintegrationoflaboratoryteachingandscientificresearchhelpsimprovethequalityofteachingandcultivationoftalents.Usingalabcourseinthetechnologyofmembranepliersasanexample,thisarticlediscusseshowtointroduceresearchequipment,techniques,andrelevantwaysofthinkingintothelabteachingofneurobiologysoastocultivatestudentsresearchandcreativeabilities,andhowtointegratelaboratoryteachingandongoingresearchprojects.

Keywords:neurobiology;scientificresearch;laboratoryteaching

隨著神經(jīng)生物學研究的不斷深入，神經(jīng)生物學的研究方法和實驗技術也在不斷進步。如何建設好神經(jīng)生物學實驗課程，以提高學生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與動手能力，是擺在我們面前的嶄新課題。為適應神經(jīng)生物學發(fā)展的需要，我們將最新的實驗技術和方法引入實驗教學，使學生較早地參與科學研究活動，以利于提高本科教學質(zhì)量，提高學生的創(chuàng)新能力，使學生能夠較好地適應日后的科研工作和實踐需求。

一、發(fā)揮科研優(yōu)勢，將科研設備和技術引入實驗教學

近年來神經(jīng)生物學研究的飛速發(fā)展已經(jīng)涉及到包括整體、系統(tǒng)、器官、細胞和分子水平的各個層次，研究的內(nèi)容和方法越來越多，要想在較短時間內(nèi)使學生掌握所有的最新研究方法是不太現(xiàn)實的。但是，如果神經(jīng)生物學實驗課程不能反映目前科學研究中的實驗技術和研究方法，學生不能得到實際研究方法的訓練，實驗課程的教學意義必將大打折扣。因此，建設神經(jīng)生物學實驗課程，必須在注重全面發(fā)展的同時，根據(jù)自身的特點和優(yōu)勢，有所選擇地引入新的科研技術和方法。例如，我們選擇膜片鉗技術實驗作為將科研引入實驗教學的切入點，正是基于膜片鉗技術的重要性和我們在神經(jīng)電生理學和膜片鉗技術方面的科研優(yōu)勢。

首先，膜片鉗技術現(xiàn)已成為神經(jīng)科學、藥理學等學科的基本研究方法之一。自從德國科學家Neher和Sakmann創(chuàng)立該技術［1,2］并應用于分離的單細胞以來，該技術一直在完善和發(fā)展，先后在離體腦片［3］、整體動物［4,5］上有了用武之地。由于該技術在神經(jīng)科學等學科中的重要作用，Neher和Sakmann獲得了1991年諾貝爾醫(yī)學與生理學獎，這是因技術而獲得諾貝爾獎的少數(shù)幾個例子之一。其次，神經(jīng)電生理學研究也一直是我們的優(yōu)勢和特色項目之一，目前已有較多的實驗室開展以膜片鉗技術為手段的研究工作，從而也擁有技術全面、力量強大的膜片鉗技術師資隊伍。同時，在科研實驗室的建設過程中我們與相關單位的合作和研發(fā)也為相應的硬件和技術提供了保障。這些都為膜片鉗技術實驗課程的開設創(chuàng)造了必要的條件。

在將新的科研方法引入實驗教學的過程中，新的科研設備也必須引入教學實驗室，這也是我們面臨的一個難題。目前，神經(jīng)生物學研究中所使用的儀器設備越來越先進和精密，價格也相當昂貴。例如，一套完整的膜片鉗實驗裝置需投資幾十萬元人民幣。如此高的投入，對于許多科研實驗室來說，也不是容易的事。況且教學實驗往往需要重復的若干套設備，才能保證一定的受益面。因此，在將科研設備引入教學實驗室的過程中，必須發(fā)揮自身優(yōu)勢，總結科研實驗室的建設經(jīng)驗，爭取以最小的投入獲得最大的受益面。在建設膜片鉗教學實驗室中，我們利用科研實驗已有的基礎，采取了購置與自主開發(fā)設備相結合的方法，有效地解決了資金問題。一方面，我們購置了必要的相關設備；另一方面，我們利用自身的優(yōu)勢和科研過程中的設備創(chuàng)新，自行開發(fā)部分設備和軟件，利用有限的經(jīng)費建設成高水平的教學實驗室。例如，一套全套的AXON膜片鉗放大器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的價格為17300美元，其中數(shù)據(jù)采集的硬件和軟件就需6900美元，然而，同樣高性能的NI數(shù)據(jù)采集硬件其價格僅為1000美元。因此，我們采用AXON放大器、NI采集卡、自主開發(fā)軟件的方法，達到了同樣的性能，但成本降低約三分之一。再如，我們利用科研實驗室技術開發(fā)的細胞震動分離裝置［6］，不僅大大降低了通常神經(jīng)細胞分離或培養(yǎng)所需設備的經(jīng)費，而且基本上不再需要神經(jīng)細胞分離或培養(yǎng)所需藥品的費用。由于這些方法大多是我們在科研實驗中積累的經(jīng)驗，經(jīng)過了科研實踐的檢驗，所以保證了設備和技術的整體水平?jīng)]有降低。同時，由于對整個系統(tǒng)了解的加深，更為今后實驗內(nèi)容的進一步擴展提供了方便。

二、在實驗教學中注重培養(yǎng)學生的科研能力

在實驗教學中引入科學研究的設備和技術，為學生掌握先進的技術方法創(chuàng)造了條件。但要真正培養(yǎng)學生的科研思維和創(chuàng)新精神，還應該將科研方法和科研思路引入實驗教學。為此，我們需要在實驗課內(nèi)容的設置和教學方法方面進行新的探索。

傳統(tǒng)的實驗教學的目的是使學生掌握相關的實驗方法和技術，并利用這些方法對理論課的一些內(nèi)容進行驗證，從而加深和鞏固理論知識。這些固然重要，但卻在客觀上導致學生缺乏獨立思考，這對于培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新精神極為不利。因此我們選擇課程的宗旨是，既要讓學生能夠掌握有關的技術，鍛煉學生的動手能力，同時又能夠開發(fā)學生進行科學研究的潛力，鍛煉和培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力。

具體的方法是通過合理安排教學內(nèi)容和采用適當?shù)慕虒W方法，使實驗課程成為科學實驗過程的模擬。例如，在實驗前，學生不一定知道實驗結果（與驗證性實驗不同），學生可以根據(jù)自己的知識預測實驗結果，并對出現(xiàn)的可能結果給予一定的解釋。盡管有些解釋顯得片面，甚至似是而非，但卻可以使他們了解科學研究的過程和思維，并養(yǎng)成勤于思考的習慣。由于學生的實驗往往是第一次涉及有關內(nèi)容，操作生疏不可避免。但只要掌握了實驗的方法和培養(yǎng)了良好的思維能力，很多方面不應求全責備。

同樣，對學生的實驗報告的要求也是如此。我們要求學生按照科研論文的形式完成報告，不同的是報告應著重對實驗方法和結果作出自己的分析、總結和討論，而不一定要求結果的完美和分析的準確。在學生掌握科研實驗的技能和方法后，根據(jù)不同學生的特點和能力，要求學生自行設計實驗內(nèi)容和步驟，完成實驗項目，從而鍛煉他們解決問題的能力。

為使學生能夠較好地完成實驗課的目的要求，指導學生進行必要的科技閱讀和文獻綜述，同樣可起到培養(yǎng)學生科研能力和創(chuàng)新精神的作用［7］。同時，在實驗課程中適當組織討論和交流，不僅可以起到及時反饋實驗教學效果和不足的作用，而且能培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和總結問題的能力。通過這些形式，可以使學生在實驗教學中掌握科學研究的思路，真正掌握科學研究的方法。

通過一學期膜片鉗技術實驗選修課的實踐，學生不僅產(chǎn)生了濃厚的學習興趣，而且取得了較大的收獲。對此，可以佐證的是部分學生也提出了增加研究性內(nèi)容的要求。

三、將教學內(nèi)容擴展到科研課題，實現(xiàn)教學與科研的相互促進

大學生在課程學習中參與科學研究，是提高本科教學質(zhì)量，滿足社會對高素質(zhì)創(chuàng)新人才需求的重要措施，對開發(fā)大學生的研究潛能，親身體驗科研工作的意義和培養(yǎng)創(chuàng)新精神能起到積極的作用。教學實驗室設備水平的提高和完善，使我們可以將教學內(nèi)容擴展到科研課題，有計劃地在教學實驗室組織大學生開展研究工作，將教學實驗室的功能擴展到科研領域。這樣不僅對大學生參與科學研究工作起到了積極的推進作用，也滿足了學生的需求，合理地利用了資源。

教學實驗室開展大學生研究工作，是實驗室教學內(nèi)容的進一步擴展，它有利于學生日后研究工作的進行。一方面，大學生在教學實驗室從事科研活動，是對我們常規(guī)實驗教學在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實驗動手能力方面的一個檢驗。實驗任課教師在組織和開展大學生研究工作的同時，可以根據(jù)學生的研究進展情況，了解實驗的內(nèi)容和方法等在設置上的長處和不足，因而可以促進我們對實驗教學質(zhì)量的提高和對實驗教學的進一步改革。另一方面，在教學實驗室開展大學生研究工作，可以將大學生研究工作開始于教學階段，在進行實驗教學時即可根據(jù)學生的特點和能力，進行個性化的教學和培養(yǎng)，在掌握基本技能的同時，指導他們選擇研究課題，并在教學實驗內(nèi)容的安排上注重于對他們即將從事的研究工作的鍛煉，以便他們能夠更好地完成研究工作，做出較好的科研成果。

在教學實驗室開展大學生研究工作，對于培養(yǎng)學生的科研態(tài)度，倡導學術自由和科學協(xié)作精神，也大有益處。教學實驗室的設備較多，同時有多名學生進行研究活動。因而，研究指導教師和實驗室教學管理人員可以有計劃地組織他們開展學術討論和交流，共同分析和解決研究中的問題，總結經(jīng)驗，指導他們相互學習、協(xié)同工作。

教學實驗室開展的大學生研究工作，充分利用了教學實驗室的資源，避免了實驗室設備閑置所造成的浪費。教學實驗室所承擔的教學任務通常不可能一直占用這些先進的專業(yè)化設備，必然有相當?shù)目臻e時間。如果沒有有效地發(fā)揮這些設備的作用的手段，如此昂貴的設備閑置造成的浪費將是驚人的。教學實驗室的先進設備用于開展大學生研究活動，可以在不影響教學任務的同時，為更多大學生的研究創(chuàng)新活動提供設備支持，實現(xiàn)大學的教學和研究的設備資源的共享。

參考文獻

［1］NeherE,SakmannB,SteinbachJH.Theextracellularpatchclamp:amethodforresolvingcurrentsthroughindividualopenchannelsinbiologicalmembranes［J］.PflugersArch,1978,375:219228.

［2］HamillOP,MartyA,NeherE,etal.Improvedpatch-clamptechniquesforhigh-resolutioncurrentrecordingfromcellsandcellfreemembranepatches［J］.PflugersArch,1981,391:85100.

［3］EdwardsFA,KonnerthA,SakmannB,etal.Athinslicepreparationforpatchclamprecordingsfromneuronesofthemammaliancentralnervoussystem［J］.PflugersArch,1989,414:600612.

［4］MargrieTW,BrechtM,SakmannB.Invivo,lowresistance,wholecellrecordingsfromneuronsintheanaesthetizedandawakemammalianbrain［J］.PflugersArch,201*,444:491498.

［5］李祥瑞，周逸峰.活體動物全細胞記錄技術及其應用［J］.生物物理學報，201*,18:287292.

［6］WuLJ,LuY,XuTL.AnovelmechanicaldissociationtechniqueforstudyingacutelyisolatedmaturingDrosophilacentralneurons［J］.JNeurosciMethods,201*，108:199206.［7］徐天樂.科技閱讀和文獻綜述活動是提高大學生科研能力的有效途徑［J］.教育與現(xiàn)代化，1999,(4):63.

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機械與測控教學實驗室改革

王琪民李勝利李永新

(中國科學技術大學精密機械與精密儀器系，安徽合肥230026)

摘要：針對機械與測控實驗發(fā)展的需要，對精密機械與精密儀器實驗室建設提出了一定的要求，并給出實驗室建設規(guī)劃。文章較詳細地介紹了該實驗室在學校的資助下，全系師生在增加實驗類型、擴充實驗內(nèi)容、完善實驗課體系、加強對實驗課的統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一管理以及藝術課教材建設等方面所做的工作。最后，文章還總結了幾年來實驗改革的體會和尚存在的問題。

關鍵詞：機械；測控教學；實驗改革

中圖分類號：G420；G482文獻標識碼：A

ReforminLaboratoryTeachingofMachinery,MeasurementandControl

WangQimin,LiShengli,andLiYongxin

(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:Thisarticlereportstheworkdonebythelaboratoryofprecisionmachineryandinstruments,withthefundingbytheuniversity,inincreasingthevarietyofexperiments,enrichingtheircontents,improvinglabcourses,strengtheningcourseplanningandmanagement,andwritingtextbooks.Italsosummarizesthereformthathasbeencarriedoutinthepastfewyearsandproblemsthatstillexist.

Keywords:machinery;teachingofmeasurementandcontrol;reforminlaboratoryteaching

機械與測控實驗室承擔了機械工程類專業(yè)學生本科教學大綱中要求的基礎實驗和綜合性提高實驗內(nèi)容，使工科學生在本科學習期間接受機械基礎與測控系統(tǒng)方面的基本實驗技能訓練，對培養(yǎng)學生科學實驗能力和創(chuàng)新實踐能力具有重要意義。

一、機械與測控實驗室發(fā)展情況

自1978年建立精密機械與精密儀器系（九系）至1998年止，整整20年。在這期間，全系師生對教學實驗工作作出了很大的貢獻，為機械與測控教學實驗打下了一定的基礎。但限于當時的條件，仍存在許多不足。最初實驗設備大部分從北京搬遷過來，實驗設備陳舊老化，數(shù)量少，機械方面主要為零件模型。公差測量、金相、材料、測試技術、自動控制類只能開出為數(shù)不多的實驗，金工實踐主要依靠原校機械廠。

1980年以后，中日大學開展技術合作交流。接受日本先進的實驗方法，增加了振動實驗，光學實驗和少量傳感器實驗。由于實驗設備少，實驗條件限制，主要為演示型教學實驗。

長期以來，實驗的設備和內(nèi)容陳舊，手段落后，覆蓋面小，遠遠落后于新技術的發(fā)展需要。儀器老化已不能適應當前信息化、數(shù)字化、計算機化的形勢要求。如機械設計中面凸輪、連桿等實驗，只考慮了零件、構件等單一的實驗，而缺乏系統(tǒng)的實驗；互換性及測量技術基礎實驗幾乎沒有一項數(shù)字類量儀。

這段時間的實驗以圖解示教為主，解析分析少，大部分實驗只按照老師的要求或?qū)嶒炛笇�書中所要求依樣畫葫蘆，無需動腦筋想辦法，就可順利完成，因而沒有起到應有的實驗訓練效果。另外，實驗套數(shù)太少，一個組多達6到8人，同學旁觀者多，動手機會少，以至對實驗課走馬觀花，敷衍了事。更主要的是，原有的實驗分散在各個課程中，實驗由課程主講老師負責，有限的儀器也分散在不同的教研室，難以統(tǒng)一管理、監(jiān)督實驗效果，難于組織起綜合性和實踐性實驗。

二、機械與測控實驗發(fā)展要求

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，機械、儀器行業(yè)在祖國新興工業(yè)化中的地位越來越重要。為此，九系近幾年來學生擴招數(shù)量已是原來的3倍，導致原有的實驗遠遠不能滿足要求。為了適應這種需求，九系對傳統(tǒng)的課程教學體系進行了較大的改革，強調(diào)機、光、電、自動控制和計算機一體化，強調(diào)多學科交叉滲透、協(xié)調(diào)發(fā)展，特別著重培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。

九系作為典型的工科系，培養(yǎng)高級工程技術研究型人才是我們系制定教學課程體系的主要目標。特別是現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，新材料、新技術、新工藝、新設計手段不斷涌現(xiàn)，古老的機械制造與測量專業(yè)與電子、光學、自動控制、計算機、智能工程緊密結合，使單一的機械設計制造變成光、機、電、計算機、自動控制等多學科融合的一體化系統(tǒng)工程。數(shù)控機床、加工中心、現(xiàn)代化無人數(shù)字工廠、機器人、微操作系統(tǒng)、納米加工、計算機輔助設計、計算機優(yōu)化設計、精密數(shù)字測量儀器儀表等眾多與機械直接緊密聯(lián)系的尖端技術，都需要綜合型高級工程技術人才。因此調(diào)整九系的課程教學實驗體系，適應現(xiàn)代技術發(fā)展需求已是刻不容緩的工作。

三、機械與測控實驗建設規(guī)劃

近幾年來，九系得到了創(chuàng)建高水平大學的資金的資助，同時在全系師生的共同努力下，創(chuàng)建了“機械與測控基礎實驗室”�，F(xiàn)在實驗室煥然一新，正向建設4個基地的目標努力（即建成理論與實踐相結合、增加學生實踐動手機會的實驗基地，建成拓寬知識面、淡化專業(yè)、打破原有專業(yè)界限的實驗基地，建成培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質(zhì)、靈活運用所學知識、掌握新技術和新方法的實驗基地，建成支持學生課外科技活動、大學生研究計劃及其它大獎賽活動的實驗基地）。具體建設規(guī)劃如下：

1.將實驗分為基礎、綜合和實踐型3類

（1）基礎型實驗：體現(xiàn)課程教學需要的基礎性原理實驗，為學生學好專業(yè)知識打下堅實基礎。如新增的機械原理機械零件電控展示實驗、機構測繪分析實驗、自控原理實驗箱、幾何量測量技術、測試技術等。

（2）綜合型實驗：體現(xiàn)科學性、先進性、新穎性和可操作性，采用先進技術手段，反映現(xiàn)代科技發(fā)展，鍛煉學生用光、機、電、計算機、控制技術綜合設計現(xiàn)代機械與現(xiàn)代儀器的能力。如自行研制的實時數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)實驗，集中了磁懸浮荷重、激光光電測速等多種先進傳感器和A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、微機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、動態(tài)傳感器采集處理系統(tǒng)。機床剛度、主軸回轉(zhuǎn)精度、運動精度測試實驗集中了機械、電子、傳感器、信號處理、計算機等，光學系統(tǒng)基本參數(shù)測量與系統(tǒng)評價等

（3）實踐型實驗：給學生提供自行設計、制作、調(diào)試等環(huán)節(jié)的實驗操作平臺，使學生通過實驗提高動手能力和創(chuàng)新意識。如創(chuàng)意設計室給學生提供零散的機械零部件、電機、控制單元，傳感器元件、計算機，實驗電路板，控制電路制作、調(diào)試設備等；測控實驗室增加多傳感器綜合應用實驗等；創(chuàng)新實踐基地給學生提供自行設計、加工、制作、調(diào)試、組裝等。

通過上述3類實驗，使學生鞏固和加深了所學的理論知識，進而把理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q實際問題的能力。與國內(nèi)重點高校相比，我們更注重實驗能力的階段性培養(yǎng)，最終達到可以解決系統(tǒng)問題的水平，使傳統(tǒng)的機械教學向現(xiàn)代光、機、電、控制的新型專業(yè)教學轉(zhuǎn)換。

2.將實驗歸總為一門獨立的實驗課程

我們將原來分散在各門課程中的實驗統(tǒng)一為3學分的一門實驗課。實驗內(nèi)容涵蓋本專業(yè)所有基礎實驗和綜合實驗，由專職老師負責管理，定人、定崗、定責。做到實驗、儀器設備統(tǒng)一管理，實驗室統(tǒng)一建設，打破界限，充分利用有限的人力、物力和財力，提高資源利用率，提高資源的維護率。加強實驗效果的檢查、監(jiān)督，不斷提高實驗指導老師的自身素質(zhì)，不斷充實新的實驗內(nèi)容，創(chuàng)造新的實驗方法。加強學生親自動手機會，把原來68人一組的實驗變成3人一組進行，把過去演示型、驗證型實驗變?yōu)榉治鲂�、思考型實驗，把過去統(tǒng)一安排實驗時間變?yōu)閷W生與實驗指導老師在規(guī)定時間段內(nèi)自主商定。實驗報告由實驗指導老師審定、記分。

3.編制配套的實驗教材

我們在教務處立項后，請經(jīng)驗豐富的教師編寫便于學生自學的實驗教材，目前已寫完大綱，其教材為：（1）《機械基礎實驗》（包括機械原理、機械零件、互換性與技術測量、工程材料、機制工藝等門課程的實驗）；

（2）《光電測控實驗》（包括應用光學、光電技術、測試技術、控制工程等門課程的實驗）。新書內(nèi)容力求反映學科發(fā)展趨勢，教材編寫后，通過實踐，爭取建成網(wǎng)上教學。

4.加強實踐性實驗

創(chuàng)建中我們不僅增加了基礎實驗和綜合實驗，從提高實驗質(zhì)量和培養(yǎng)系統(tǒng)工程高級人才需要出發(fā)，新增加了實踐性強、知識面廣的開放性實驗，如創(chuàng)新實踐基地給學生提供各種機床、實驗設備、實驗場地、實物模型，讓學生充分發(fā)揮自己的主觀想象力、創(chuàng)造力，主動完成設計、制作、實驗等全過程。組合創(chuàng)意設計實驗提供工業(yè)機器人控制、結構搭接、編程等綜合實驗，讓學生自己設計、組裝、搭建或研制控制系統(tǒng)和控制編程等一套完整的實驗體系，體現(xiàn)系統(tǒng)工程設計概念。在全校范圍內(nèi)已經(jīng)開展的兩次機器人設計、制作、比賽活動和一次創(chuàng)意設計比賽活動中，接納了100多名學生直接參與實驗研究工作，取得了優(yōu)異的成績。學生對此項活動的興趣和積極性都很高，綜合設計能力和實際動手能力也因此得到了很大的鍛煉與提高。

5.建立完善的實驗體系

改建和新建的教學實驗項目經(jīng)過整合，統(tǒng)一購置實驗設備，統(tǒng)一編制實驗教材，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一使用。各實驗增加了介紹實驗內(nèi)容的展板，新增的實驗使原有的實驗結構更加合理，機械類實驗從4個增加到13個，測試類從4個實驗增加到8個，光電類從3個增加到6個，自控類從2個增加到5個，虛擬儀器從沒有到5個等。實驗對象從九系擴展到整個工程學院，部分實驗延伸到全校。整個實驗規(guī)劃從99級本科生開始實施。

機械與測控教學實驗室規(guī)劃建設已初見成效，但由于條件限制，實驗室場地有待進一步集中。若實驗室能夠相對集中，可以減輕實驗室管理人員的勞動強度，提高儀器設備使用率和完好率，降低設備投入比重。如將測試、自控、光電、虛擬、精密儀器電路等實驗場所集中在一起，則計算機、示波器、信號發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、萬用電表、工具、元器件等通用儀器可便于集中管理使用，充分利用實驗資源，免除搬運工作，避免不必要的損壞，使實驗室發(fā)揮更大潛能。

總之，實驗課程體系的改革，是教學改革的重要內(nèi)容。在學科相互交叉、相互滲透的今天，為了全面提高學生的素質(zhì)，必須建立新的實驗教學體系，才能跟上學科發(fā)展的步伐。這就要求我們對傳統(tǒng)的內(nèi)容進行重組和改造，壓縮那些較陳舊的內(nèi)容以減少學時，同時增加那些新發(fā)展的內(nèi)容，使學生能始終站在學科發(fā)展最前沿，以便激發(fā)學生興趣，提高教育質(zhì)量。

通過九系的幾年來的實驗教學改革，我們有以下一些體會：1.實驗室要統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設，既要綜合考慮原有各課程教學中的實驗要求（如機械、材料、設計、工藝、光學、測量、控制等），又要考慮到多學科的融合與交叉的實驗的需要（如機器人學有機械設計、傳感器技術、自動控制等）。2.實驗內(nèi)容要進一步更新，除基礎性實驗外，增加綜合性實驗和實踐性實驗，以提高學生動手的積極性。

3.實驗室管理要相對集中，儀器設備要統(tǒng)一配置、統(tǒng)一維護，要專人負責，以提高設備的利用率和完好率。

4.實驗時間由教師和學生自行商定，以增加學生動手的機會。

我們的改革還存在一些問題：如各實驗室的場地不夠集中，增加了實驗人員的勞動強度，實驗設備不易統(tǒng)一管理。綜合性和實踐性實驗對教師的要求很高，需要進一步提高教師素質(zhì)。靈活的實驗時間，雖便利了學生，但加大了實驗教師的工作量，希望學校在政策上能對實驗教師給予一定的關照等。

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改建地球化學教學實驗室的體會

楊曉勇

(中國科學技術大學地球和空間科學學院，安徽合肥230026)

摘要：我校地球和空間科學學院地球探測項目地球化學實驗室目前已初步建成，這是自中國科大成立以來的地球化學專業(yè)教學實驗室的最大的資金投入。在實驗室改建和重建過程中，我們遇到許多新的問題，但經(jīng)過校院各極領導的支持指導，以及有關教員的共同努力，終于初顯成效。本文就我們在實驗室建設過程中的建設方案、實驗課程建設和室內(nèi)及野外教學時間結合等方面的經(jīng)驗體會總結出來，并對今后教學實驗室的管理以及實驗人員的培訓等提出一些思考和建議。

關鍵詞：地球探測；地球化學實驗室；建設方案；教學效果；實驗課程建設；實驗室管理

中圖分類號：G420;G482文獻標識碼：A

ReflectionsontheRebuildingofaGeochemistryTeachingLaboratory

YangXiaoyong

(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:TherebuildingofUSTCsgeochemistryteachinglaboratoryhasbeencompletedwiththesupportfromtheuniversityandcollegeleadershipandjointeffortsbyallthoseconcernedaftersuccessfulsolutionofaseriesofproblems.Thispaperdescribesourlabbuildingplan,developmentoflabcourses,andexperienceinallocatingtimeforindoorteachingandfieldwork.Inaddition,somereflectionsandsuggestionsareofferedonfuturelaboratorymanagementandtrainingofthelabstaff.

Keywords:surveyoftheearth;geochemistrylaboratory;buildingplan;effectofteaching;developmentoflabcourse;laboratorymanagement

當前，以大陸為家園的人類還面臨著地震、火山等嚴重地質(zhì)災害，面臨對石油、水、礦產(chǎn)等重要自然資源的日益增長需求的壓力，面臨與自然和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的挑戰(zhàn)等這些問題的解決在很大程度上依賴于人們對大陸巖石層精細結構與演化動力學的深入研究。地球內(nèi)部探測主要是對物質(zhì)成分和結構的精細探測。這就需要配備巖石礦石的微區(qū)成分和結構分析觀察設備，才能滿足高水平大學教學實驗的要求。我們的教學實踐活動應使學生掌握必備的現(xiàn)代化的探測儀器，使他們能夠在基礎研究和應用兩個方面服務于國民經(jīng)濟建設。

一、改建前的地球化學實驗室

改建前的我院地球化學實驗室，其基礎還是上世紀八十年代配置的。許多教學實驗只能在書本上描述，而無法具體實施。地球化學專業(yè)基礎課和專業(yè)課，一直處于維持狀態(tài)，教學質(zhì)量難以保障。常規(guī)儀器和分析手段均難以形成完整、系統(tǒng)的實驗,這對培養(yǎng)高質(zhì)量人才十分不利。因為缺少先進的現(xiàn)代化的設備，象巖石、礦物、礦石等微區(qū)教學實驗，無法在課堂上演示。因為沒有先進的成像及投影設備，教學效果不好。還有巖礦成分分析不能很好地開展，因為缺少必備的實驗裝置及高精度的測量系統(tǒng)。同時野外的地質(zhì)教學還停留在五六十年代的三大件地質(zhì)羅盤、地質(zhì)錘和放大鏡的階段。這種狀態(tài)，給野外地質(zhì)教學帶來很大的困難，導致地質(zhì)定點極其不精確，復雜的地質(zhì)現(xiàn)象觀察得不到準確的記錄，所獲得的野外地質(zhì)現(xiàn)象支離破碎，缺乏系統(tǒng)性。這種狀況與建設世界高水平大學的要求相距很大，制約著教學效果的正常發(fā)揮。眾所周知，地球科學體系，是一個復雜的系統(tǒng)，只有運用現(xiàn)代化的實驗教學手段，才能使學生對地球內(nèi)部有一個全面、整體的認識，進而才能有更深的理解。只有培養(yǎng)學生具備地球化學和地質(zhì)學的基本理論、基本知識和基本技能，受到基礎研究、應用基礎研究和技術開發(fā)的基本訓練，才能使學生具有較好的科學素養(yǎng)及初步的教學、研究、開發(fā)和管理能力，才能在科研機構、高等院校從事地球化學研究或教學工作，在資源、能源、材料、環(huán)境、基礎工程等方面從事生產(chǎn)、測試、技術管理等工作以及在行政管理部門從事管理工作。通過現(xiàn)代化的高水平實驗教學，方可使學生在應用基礎研究和技術開發(fā)方面得到基本訓練，方可掌握野外和室內(nèi)傳統(tǒng)地質(zhì)學和當代地球化學的基本技能，掌握運用現(xiàn)代信息技術獲取相關信息的基本方法。

二、地球化學實驗室的改建

針對上述情況，我們對地球化學實驗室進行改建。其設計的技術路線分兩步進行：一是精心改造實驗室的硬環(huán)境，包括教學實驗室及各類標本柜臺的添置和改造，使其硬件達到國內(nèi)一流大學的地球化學實驗室的要求；二是實驗室軟環(huán)境建設，包括購置各類實驗器材和室內(nèi)演示的教學標本等。

多年來地球化學實驗室未添置過任何現(xiàn)代化的儀器設備，如何在有限的經(jīng)費支持下達到最大最好的教學效果，是我們在建設實驗室過程中所必須面臨的問題，值得精心設計思考�？紤]到地球化學實驗教學的特點，必須考慮理論聯(lián)系實際，室內(nèi)教學和野外教學并舉。為此我們設計了三個教學實驗平臺：野外地質(zhì)教學平臺、巖石礦物微區(qū)教學平臺和巖礦石化學成分分析教學平臺。各個教學平臺中包含若干個主題骨干設備，并支撐著若干個骨干課程。如野外地質(zhì)教學平臺包含高精度的衛(wèi)星定位系統(tǒng)和圖象分析處理系統(tǒng)（野外圖象采集和室內(nèi)圖象處理）組成，其支撐普通地質(zhì)學、構造地質(zhì)學和巖石學綜合三門野外教學實習骨干課程。通過上述三個實驗教學平臺的系統(tǒng)實驗教學，可以使地球化學專業(yè)的大學生的野外和室內(nèi)實驗課程得到全面的訓練，使野外和室內(nèi)實驗教學達到有機的結合。所有的實驗儀器設備在上述三個教學平臺的框架內(nèi)進行建設。

野外地質(zhì)教學平臺的設備要適應野外工作的需求，如我們在采購全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)時主要采用手持式。野外地質(zhì)現(xiàn)象復雜多變，我們在采購野外教學成像系統(tǒng)時主要應用小型的數(shù)碼相機和手提式電腦，這些設備既便于攜帶又有很高精度，而在巖石礦物微區(qū)教學平臺的建設中我們則重點考察高精度的微區(qū)成像顯微鏡。

三、實驗室改建的效果

通過近兩年的努力，現(xiàn)在的地球化學實驗室已初步具備一流大學的地球化學專業(yè)的實驗教學功能。特別指出的是，通過改建的地球化學實驗室，克服了許多教學實驗只能紙上談兵的困難。在項目的支持下，逐步規(guī)范、完善地球科學（化學）探測方面的實驗教學課程的建設，使學生對地球科學的各種（化學）探測方法、數(shù)據(jù)處理的全過程有完整、深入、形象的理解，體現(xiàn)出地球科學的特色，激發(fā)了學生的學習興趣，增強了學生對專業(yè)的熱愛。通過這些實驗教學，可以培養(yǎng)學生綜合利用各種探測方法，解決復雜的地質(zhì)問題，樹立起應用地球科學專業(yè)知識解決國民經(jīng)濟建設中的重大地質(zhì)問題的信心。

通過對實驗室的維修改造、部分儀器的添置、配件的更新，為創(chuàng)建數(shù)字化微區(qū)圖象處理、為野外和室內(nèi)的觀測和測試等實驗教學水平的提高，邁出了堅實的一步。

四、相關的配套建設1.實驗課程建設在實驗室的軟硬環(huán)境已經(jīng)具備的條件下，要充分利用教學實驗條件，其前提是改革和整合實驗教學內(nèi)容，更新實驗講義。實驗室負責人組織編寫了《硅酸巖石成分分析》實驗講義，更新了部分傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容，使實驗教學更加合理。該講義獲得了201*年度科大優(yōu)秀實驗講義獎。目前我們正在組織編寫《巖礦石成分與結構實驗講義》，以適應目前我們新增設的部分實驗內(nèi)容的需要。我們在組織201*年度全校大學生野外地質(zhì)旅行時，還編寫了《齊云山浮山國家地質(zhì)公園地質(zhì)旅行指導手冊》，對全校大學生的素質(zhì)教育作出了一定的貢獻。

2.對今后教學實驗室管理的一點思考

今后我們在建設實驗室和購置大型現(xiàn)代化的儀器時，必須思考一個問題，即如何更加合理地利用現(xiàn)存的實驗室和實驗儀器。我們在貴重儀器設備方面的投資，有時令西方人都感到羨慕。但如何使學校的教學實驗室處于良性高效的運行狀態(tài)？這是擺在我們教學實驗工作人員面前一個十分重要的問題。我們有些實驗室工作效率不高，實驗室經(jīng)常關門，做出的實驗數(shù)據(jù)是否正確也沒有相關的制約。另外，有些儀器往往成為少數(shù)人的“生產(chǎn)工具”。這種現(xiàn)象應當引起有關方面的重視。同時還要注意如何使高價進口儀器得到有效的使用。

很明顯，管理現(xiàn)代化的教學實驗室和儀器必須有現(xiàn)代化的管理思想、工作方法和研究環(huán)境相配合，必須有嚴格的規(guī)章制度去約束，需要有更多的年輕人積極參與。雖然，我們希望那些敬業(yè)稱職的教師能夠在環(huán)境不利的情況下堅持下去，繼續(xù)努力。但也希望學校有關部門要給這些在實驗室勤勤懇懇工作的人以恰當?shù)拇�遇，同時對那些不負責的人員提出批評和警告。

總之，隨著科技的突飛猛進，需要對儀器的功能有深入的了解，才能用好儀器。為了使儀器正常使用，管理體制的改革、學術思想的更新和教學實踐的加強都是必須的。除了儀器選購和應用時須有良好科學道德和很強的責任心之外，培訓提高工作人員(包括研究員)的修護能力也是十分必要的。

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網(wǎng)絡化機房管理的思考與實踐

陳曉輝邱林

（中國科技大學電子工程與信息科學系，安徽合肥230027）

摘要：網(wǎng)絡技術的發(fā)展賦予機房管理工作新的內(nèi)涵。教學機房現(xiàn)代化管理不僅需要實現(xiàn)事務性管理的計算機化，還需要適應網(wǎng)絡環(huán)境實現(xiàn)管理網(wǎng)絡化。本文結合中國科學技術大學電子工程與信息科學系實驗教學中心的建設實例，討論如何基于Linux構建用于機房管理的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)。

關鍵詞：機房管理；網(wǎng)絡；網(wǎng)絡化教學；Linux中圖分類號：G434文獻標識碼：A

ThinkingandPracticeinRelationtoManagementof

Network-BasedComputerLaboratories

ChenXiaohuiandQiuLin

(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230026)

Abstract:Thedevelopmentofnetworktechnologymakesnewdemandsonthemanagementofcomputerlaboratories.Itrequiresnetworkedaswellascomputerizedmanagement.UsingthebuildingoftheDepartmentofElectronicEngineeringandInformationSciencesteachinglaboratoryasanexample,thisarticlediscusseshowtobuildaLinux-basednetworkinformationsystemforthemanagementofacomputerlaboratory.

Keywords:managementofcomputerlaboratory;network;network-basedteaching;Linux

管理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡化是不可避免的趨勢，全國各高校由于其得天獨厚的條件，早就開展了計算機輔助教學和多媒體遠程教學的研究工作。計算機機房作為教學的前沿，其管理信息系統(tǒng)逐漸向網(wǎng)絡化發(fā)展也是必然的結果。隨著Linux在高校中的逐漸升溫，利用Linux作為計算機機房的網(wǎng)絡支撐幾乎已經(jīng)成為事實。在Linux操作系統(tǒng)的基礎上構建基于WEB的機房管理信息系統(tǒng)，具有十分深遠的現(xiàn)實意義。

一、機房管理的核心內(nèi)容

用戶管理和實驗安排以及日程管理是機房管理的主要工作。在90年代早期一般采用人工方法進行，96年后教育網(wǎng)成型、微型計算機性能階躍性提高，軟件管理的概念也應運而生。由于高校教學對計算機教育的需求越來越迫切，高校內(nèi)的計算機機房急劇增加，所管理的PC機數(shù)量和種類也不斷增加。在實際操作中，既可利用讀卡器等硬件設備計時計費，也可以利用軟件實現(xiàn)計時計費以及綜合管理。基于軟件的管理升級方便，適用面廣，與網(wǎng)絡的結合又非常方便，是高校計算機機房管理的發(fā)展方向。

1.用戶管理（包括賬號管理、記賬功能、磁盤配額、用戶環(huán)境等）。從計算機機房的發(fā)展歷史來看，最初以小型機為核心的終端機房雄霸天下。所謂的用戶管理就是UNIX管理，隨后出現(xiàn)的NOVELL潮流是早期微型計算機機房的一貫形式。NOVELL的記賬功能堪稱一流；90年代后期由于操作系統(tǒng)趨于多樣化，出現(xiàn)了基于WindowsNT的管理模式，最近Linux又在高校機房中占據(jù)了重要的地位。在我系實驗教學中心各個機房，都采用軟件協(xié)助的方式為每位同學建立登錄賬號、分配磁盤空間目錄，并進行一定程度的監(jiān)控。實現(xiàn)的方法多種多樣，可采用一般的DOS批處理、通用Windows圖形界面程序、Linux腳本編程以及Perl腳本編程等。通過計算機自動采集的有關信息，可以了解到每位上機者的上機頻率、上機時間、機房閑忙時間段等決策信息。既為機房監(jiān)督提供了數(shù)據(jù)、也為任課教師提供了必要的統(tǒng)計信息，同時為實驗教學中心提供了宏觀調(diào)控的現(xiàn)實依據(jù)。

2.實驗時間的安排。和課程安排類似，需要為各班級合理安排實驗的時間，但由于其功能的特殊性而實現(xiàn)較為困難。高性能PC機能夠完成各種要求的軟件實驗，通過合理安排實驗時間段，可以提高機房使用效率。借助計算機輔助完成實驗安排就是利用計算機自動課程安排的縮減模型。即在計算機軟件的協(xié)助下，工作人員可以最大程度地進行實驗時間段的優(yōu)化，在可修改性極大提高的同時，借助計算機生成文字化、圖表化存儲的結果。不僅能夠節(jié)約大量人工安排的時間，又能提供更加直觀、美觀的文檔結果。我系實驗教學中心通過實驗安排軟件系統(tǒng)可以在每年教學計劃制定時，根據(jù)各個機房的資源配置情況進行預安排，各教學機房也可以在實驗開始前就將實驗課程時間段確定。這樣，增加了宏觀調(diào)配能力，提供了資源整合的可行性分析，從而在時間上有了提前量，為實驗教學工作提供了充分的靈活性。同時，通過網(wǎng)絡發(fā)布安排結果，方便了師生與機房的溝通。

3.日程維護管理工作。最簡單的日常工作是開機和關機，更進一步可以拓展到磁盤管理，幫助系統(tǒng)提供軟件更新等各個方面。日程管理也不僅僅是為了將部分人工工作自動化，也是機房管理規(guī)范化、科學化、現(xiàn)代化的基本要求。

日程管理中可以融合先進的管理理念和高效的工作流程，既為維護工作提供幫助，也為機房管理工作的監(jiān)督提供支持。在實際操作過程中，很明顯可以觀察到人工管理、計算機自動管理在效果上的差別。國內(nèi)諸多流行的機房管理系統(tǒng)一般都支持日程管理功能，我系實驗教學中心也在此方面進行了深入的研究并研制成功了自己的日程管理系列軟件。這些軟件將機房內(nèi)部重復性高、可計算機化的工作，通過軟件自動定時執(zhí)行。工作人員可通過軟件進行一定程度的軟件升級以輔助教學工作，實際的運行效果非常好。

二、機房管理的網(wǎng)絡化

在計算機機房的發(fā)展過程中，網(wǎng)絡的演變和發(fā)展充當著重要的角色。局域網(wǎng)的出現(xiàn)到現(xiàn)今廣域網(wǎng)的普及，PC機的性能提高的同時，又推動了高校計算機機房的更新?lián)Q代。機房管理的核心內(nèi)容不會改變，但是管理工作的實現(xiàn)形式卻發(fā)生了翻天覆地的革新。在傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)（MIS）向辦公自動化（OA軟件）發(fā)展的時候，機房管理也面臨相同的轉(zhuǎn)換。一方面是機房內(nèi)的網(wǎng)絡本身需要管理和監(jiān)控，另一方面是通過網(wǎng)絡可以進行更加豐富、更加靈活的管理。這兩個因素決定了機房管理軟件網(wǎng)絡化的內(nèi)容和形式。1.網(wǎng)絡監(jiān)控的實施

網(wǎng)絡監(jiān)控包括網(wǎng)絡性能監(jiān)控和網(wǎng)絡使用情況統(tǒng)計。網(wǎng)絡性能跟蹤、網(wǎng)絡故障檢測是機房管理的日常內(nèi)容，對于避免升級建設中的盲目性以及提高改造過程的可行性具有重要的意義。網(wǎng)絡使用情況的統(tǒng)計，需要存儲機房內(nèi)計算機的網(wǎng)絡訪問紀錄，通過對這些記錄的分析，獲取上機者網(wǎng)絡訪問的信息。

實現(xiàn)網(wǎng)絡性能監(jiān)控一般需要通過簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議（SNMP）。如果機房內(nèi)的HUB、交換機或路由器支持SNMP，可以通過一些簡單的設置完成網(wǎng)絡流量信息的采集加以分析。如果機房基礎網(wǎng)絡設備不支持網(wǎng)絡監(jiān)控功能，就只能利用機房內(nèi)的服務器來實現(xiàn)，因為在因特網(wǎng)上有一些自由軟件可以提供這樣的功能。利用網(wǎng)絡性能監(jiān)控，可以收集整個機房網(wǎng)絡性能整體參數(shù)、也可以收集每一臺PC機的網(wǎng)絡參數(shù)。這些參數(shù)是機房改造、升級的重要依據(jù)。網(wǎng)絡使用情況的統(tǒng)計在機房管理中有著十分特別的功能。機房在提供因特網(wǎng)連接功能的同時，必須對被訪問的信息做一定程度的限制。這既出于網(wǎng)絡安全的考慮，也是教學工作的要求，是提供健康、豐富的網(wǎng)絡資源的必要手段。機房可以根據(jù)獲取的網(wǎng)絡使用情況的信息適度地進行網(wǎng)絡訪問限制，可以凈化教學環(huán)境，提高教學效果。

2.機房管理WEB化

便捷性是機房有效管理的基本特征，通過WEB實現(xiàn)機房管理，最有利于操作，各方面技術要求也相對成熟。由于WEB模式的管理系統(tǒng)最符合發(fā)展趨勢，各類管理系統(tǒng)紛紛轉(zhuǎn)型，機房管理WEB化符合技術發(fā)展趨勢。

在我系實驗教學中心的實踐過程中，最初雖然只是利用教學中心的網(wǎng)站提供開機提示和在線幫助等簡單功能，都收到了很好的效果。在陸續(xù)實現(xiàn)了用戶使用時間統(tǒng)計、網(wǎng)絡流量統(tǒng)計的功能后，開始嘗試了WEB化的機房管理。當然管理WEB化存在一個度的問題，并非所有軟件的功能都可以WEB化，應該遵循嚴格管理和資源開放相結合的原則，綜合考慮實效性和可控性。

三、機房管理的未來趨勢

高校的特殊地位更容易受到網(wǎng)絡技術的發(fā)展和自由軟件成熟的沖擊。計算機機房是新技術應用的陣地之一，機房的職能、機房管理的內(nèi)涵和模式必將受到技術發(fā)展的影響。機房建設的可持續(xù)性不僅僅是硬件基礎設施的先進性、可升級性，其軟件部分的建設也不容忽視，建立在軟硬件平臺上的機房管理也需要具有前瞻性。實踐證明，在有限的投資基礎上盡量提高機房效能是一條不變的原則。通過最大程度的開放可以有效提高使用效率（如：計算機輔助教學的支持），通過集中化的管理則可以在最大程度上節(jié)約管理成本。

1.網(wǎng)絡化教學網(wǎng)絡化教學是計算機輔助教學的發(fā)展方向，計算機機房理應在網(wǎng)絡化教學中充當重要的角色。在機房管理發(fā)展的過程中，必須為網(wǎng)絡化教學提供良好的準備。實現(xiàn)管理現(xiàn)代化和教學資源共享化的結合是機房管理不可或缺的內(nèi)容。

正如WWW發(fā)展的各個階段，最初的網(wǎng)絡化教學僅限于資料提供，接著是動態(tài)、多媒體資料的提供，進而是交互式的網(wǎng)絡多媒體教學。機房內(nèi)可以實現(xiàn)實驗講義的電子化、網(wǎng)絡化，可以實現(xiàn)任課教師授課內(nèi)容的網(wǎng)絡化，也可以實現(xiàn)網(wǎng)絡上的交互式教學。

2.自由軟件Linux的使用

自由軟件Linux作為新興的操作系統(tǒng)，在高校內(nèi)首先得到普及，機房管理中的服務器采用Linux操作系統(tǒng)的比例逐年增大，機房軟件投入成本的節(jié)約是顯而易見的。而Linux穩(wěn)定的性能和優(yōu)秀的傳導能力也為機房管理奠定了堅實的基礎。

在我校，Linux操作系統(tǒng)于96年首先作為教學內(nèi)容出現(xiàn)在計算機機房中，繼而又成為機房連接因特網(wǎng)的核心，目前各種機房中Linux操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)的融合也成為既定的事實。早期，由于Linux作為新生事物的不成熟性和管理人員知識體系更新不能及時跟上等兩個方面的原因，在機房管理中并未顯示出特別的優(yōu)勢，但作為自由軟件的先驅(qū)，使Linux很快進入機房管理人員的視野。充分挖掘Linux的功能特性使之配合機房管理的工作將是今后機房管理的重要內(nèi)容。

3.集中管理

集中管理是由高校機房發(fā)展現(xiàn)狀決定的。集中管理的目標是最大程度降低機房管理工作量、提高管理力度、方便學生上機。高校中的機房不同于公共網(wǎng)吧，其服務對象相對固定，經(jīng)常出現(xiàn)同一位學生在校期間在不同機房完成上機練習。由于各個機房的管理模式不盡相同，每個機房都需要為這位同學提供相應的資源（賬號、使用空間、配置環(huán)境）。通過分析現(xiàn)狀得知：由于機房管理工作高度重復，學生上機不方便。

網(wǎng)絡的出現(xiàn)為不同機房的集中管理提供了可能性，因為幾乎所有的機房都擁有因特網(wǎng)IP地址，完全能夠?qū)崿F(xiàn)互連互通。集中管理最典型的例子是各個高校的電子郵件服務器，由一臺（或多臺集群）服務器處理全校學生的電子郵件。在教育網(wǎng)日趨成熟的今天，實現(xiàn)集中化的機房管理已經(jīng)具備相當?shù)幕�礎。服務器性能的提高和軟件功能的豐富在很大程度上決定了集中管理的可行性。專用服務器在機房中絕對數(shù)量的增加、服務器性能的提高以及網(wǎng)絡操作系統(tǒng)對IP網(wǎng)絡的良好支持都是機房集中管理的基本前提。

從性能角度考慮，一臺Pentium4的PC機配以Linux操作系統(tǒng)就可以支撐上千用戶的管理，若采用專用服務器則完全可以承擔更多用戶的并發(fā)管理。我系教學實驗中心利用Linux+Samba作為域管理，已經(jīng)實現(xiàn)不同子網(wǎng)、不同配置的Windows客戶機的統(tǒng)一管理。目前關于擴大管理范圍、拓展互連管理模式的研究工作正在繼續(xù)進行之中。

四、結束語在高校發(fā)展過程中，實驗教學資源不斷豐富，如何對已有的資源進行有效整合并最大程度地發(fā)揮實驗教學職能是一個值得認真思索的問題。本文分析了網(wǎng)絡化趨勢對機房管理工作提出的新問題，并總結了我系實驗教學中心建設過程中所作的有益探索，闡述了上述關于機房管理網(wǎng)絡化實踐工作的實際效果，希望能夠為高校機房管理工作提供有益的思路。

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改善人文課程教學推動大學人文教育

我國大學人文課程教學的調(diào)查與分析

姚進鳳

（華中科技大學教科院，湖北，武漢430074）

摘要：高等學校的人文課程的教學效果如何，將直接影響校園文化的營造與整個大學及其學生的素質(zhì)教育的進程。調(diào)查表明，由于教師素質(zhì)、教學內(nèi)容以及管理制度等方面的原因，目前人文課程的教學還停留于較淺的知識層面的傳授，故難以調(diào)動學生選修人文課的熱情。因此，理解人文教育的真諦，采取有效措施，完善人文課程教學，推動大學人文教育。

關鍵詞：人文課程；文化素質(zhì)；人文教育中圖分類號：G420文獻標識碼：A

ImprovetheTeachingofCoursesintheHumanitiesand

PromoteHumaneStudiesinUniversitiesAnInvestigationandAnalysisoftheTeachingofCoursesintheHumanitiesinChinasUniversities

YaoJinfeng

(HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan,Hubei430074)

Abstract:Thequalityofauniversityscoursesinthehumanitieshasadirectimpactonthecampuscultureandstudentsquality.Studiesshowthat,duetolimitationsintheareasofteachersquality,teachingmaterial,andmanagementframework,thehumanitiescoursesofferedbymanyuniversitiesaregenerallynomorethanadisseminationofrelativelyshallowknowledgeand,therefore,cannotarousestudentsenthusiasmforsuchstudies.Betterunderstandingandmeasuresareneededtoimprovetheteachingofsuchcoursesandpromotehumanestudiesinuniversities.

Keywords:courseinthehumanities;culturalattainment;humanestudies

近年來我國大部分高校相繼開設了大量人文選修課，以提高學生的文化素質(zhì)，并以此作為全面推進素質(zhì)教育的突破口。可以說，人文課程的開設是高校推進素質(zhì)教育的一個重要舉措，也是進行人文教育的主要途徑。這些課程的教學效果如何，直接影響大學生人文素養(yǎng)的提高、校園文化的營造以及整個大學素質(zhì)教育的進程。為了解當前我國高校人文課程教學的現(xiàn)狀，為改進和完善高校的人文教育提供現(xiàn)實的依據(jù)和可行的對策，在華中科技大學文化素質(zhì)教育基地的支持下，我們對部分高校進行了調(diào)查。

本調(diào)查選取了武漢地區(qū)六所高校，分別為武漢大學、華中科技大學、華中師范大學、湖北大學、武漢科技大學、武漢化工學院。這六所高校涵蓋了國家重點大學、非重點大學等不同層次以及理工、綜合、師范等不同類型。因為調(diào)查內(nèi)容主要與課程和教學相關，所以調(diào)查對象確定為對大學本科階段課程已有全面接觸的本科三、四年級學生，在綜合考慮各校在校學生數(shù)、學科分布狀況以及男女生比例的基礎上進行了整群抽樣。

本調(diào)查主要以訪談和自填式問卷的形式進行。在考慮專業(yè)分布的基礎上隨機選取了15人進行訪談。訪談方式部分是單獨談話，部分是5－6人的小型座談，訪談記錄經(jīng)過了匯總整理。問卷調(diào)查共發(fā)放問卷900份，回收有效問卷805份，有效回收率為97.9%，其中男生占55.5%，女生占45.5%。對有效問卷采用SPSS社會統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)錄入和統(tǒng)計分析。

一、調(diào)查的結果與分析

我們的調(diào)查主要涉及到學生選課的數(shù)量、動機、投入的時間與精力以及課程教學內(nèi)容、教學方法等方面。

1.學生選課動機和選課數(shù)量

學生選課的動機和數(shù)量是反映高校人文課程教學狀況的一個重要方面，它一方面可以反映學生的學習心態(tài)，另一方面也能夠說明學校教學與管理工作的完善與否。

調(diào)查表明，人文課程的選課數(shù)量方面，總體狀況比較好。在805個調(diào)查對象之中，絕大部分的學生選修了人文課程，占學生總數(shù)的91.3%，其中選修了3門以上（含3門）的占56.5%；1門都沒選的學生極少，僅占學生總數(shù)的8.7%。

學生選修人文課的動機，我們主要列出了可能的5種因素，具體情況見表1。

表1學生選修人文課程的原因選課原因自己的興趣希望進一步完善自己學校對學分的要求教師的魅力吸引周圍同學的影響

人數(shù)51640038912864百分比（%）64.149.748.315.98.0從選修人文選修課的原因來看，學生自己的興趣、完善自身素質(zhì)的愿望排在了前兩位，可見大學生對人文課程還是有興趣的，對人文課程的重要性也有比較明確的認識，所以在高校開設人文選修課是有一定必要性的。但另一方面，我們從上面的數(shù)據(jù)也可以看出，在影響學生選修人文課程的因素中，有兩個因素來自學校方面對學生產(chǎn)生的影響，即學校對學分的要求和教師的魅力吸引等兩個因素。前者是強制性的力量在起作用，后者則是出于學生的自愿。但是選擇前者（學校對學分的要求）的有389人，占所有調(diào)查對象的48.3%，而選擇后者（教師魅力的吸引）的只占15.9%，這是一個值得我們深思的問題。

2.人文課程的教學內(nèi)容

關于學生對現(xiàn)行人文課程的教學內(nèi)容的評價，我們也進行了調(diào)查。評價為“一般”的學生居多，感到“很滿意”與“比較滿意”的占32.5%，感覺“不太滿意”與“很不滿意”的占17.2%，其它44.7%的學生沒有特別明確的傾向而選擇了“一般”。①總的看來，這樣的評價不算太差，但是這種感受、評價與高校開設人文選修課的初衷與目標還有很大的距離，畢竟我們不是只需要得到大部分學生一個“一般”的評價。所以在人文課程的教學內(nèi)容方面，必須有一個更大的進步。

3.人文課程教師的素質(zhì)狀況

人文課程教師素質(zhì)方面，除未填的4.8%外，認為教師素質(zhì)“很高”或“比較高”的學生占總體的39%，作出“較差”“很差”評價的學生占6.8%，其它49.2%的學生認為教師素質(zhì)“一般”。當問到“你對人文課程教師素質(zhì)的評價具體表現(xiàn)在什么方面”時，大部分學生的評價主要集中于“學術水平”和“教學方法”上。其中選擇“學術水平”的有45.0%，選擇“教學方法”的占27.7%，而教師的“道德情操”“人格魅力”則相對不太受學生關注，選擇的學生共有21.7%。這兩項內(nèi)容的調(diào)查結果有一個共同點，就是約三分之一的學生作出了較好的評價，如對教學內(nèi)容感到“很滿意”或“比較滿意”，認為人文課程教師素質(zhì)“很高”或“較高”的調(diào)查對象的17.2%。而與此相對的評價，如對教學內(nèi)容感到“不太滿意”與“很不滿意”和認為教師素質(zhì)“較差”“很差”的，則占較小的比例，僅為調(diào)查對象的6.8%。值得注意的是持中間態(tài)度的居多，即對教學的滿意度和對教師素質(zhì)程度的回答為“一般”的比例，分別為44.7%和49.2%。

4.人文課程的教學方法和考試方法關于學生對人文選修課的教學方法和考試方法方面的調(diào)查結果，見表2和表3。如表2、表3顯示，人文選修課教學方法并不都是傳統(tǒng)的“滿堂灌”模式，也有10.4%的人文課程采取討論為主或從問題出發(fā)的研究性教學方式，采取討論和講授相結合的教學方法的占24.2%的比例。但是，我們也可以看到，人文課程的主要教學方法還是以教師講授為主（59.3%），其它能夠更大程度地激發(fā)學生積極性的教學方法還沒有得到廣泛的采用。相對教學方法而言，人文課程的考試方法對傳統(tǒng)作出的變革要大得多。如表格所示，采用作論文或作課程論文與開卷考試方式相結合的占41.1%，純粹用開卷考試方式的占28.0%，采用傳統(tǒng)的閉卷考試方式的占24.6%。雖然在考試方式的這些變革中難免會有教師迎合學生愿望的現(xiàn)象，但這是走向多樣化考試方式的第一步。

表2人文選修課的教學方法

教學方法講授為主講授與討論結合從問題出發(fā)的研究性教學討論為主

表3人文選修課的考試方法考試方法課程論文或課程論文與開卷考試結合開卷考試閉卷考試

5.學生學習人文課程的收獲

如前所述，高校開設人文課程的初衷在于提高大學生的人文素養(yǎng)、營造良好校園文化以及推動整個大學素質(zhì)教育的進程，其中最直接的目標就是激發(fā)學生的學習興趣、開拓學生的視野、訓練學生的思維方式，并最終提高大學生的人文素養(yǎng)。從實踐情況來看，學生學習人文課程的收獲便是實現(xiàn)這一直接目標的程度的重要反映。

學生“學習人文課程的收獲”狀況如何？對這個問題的調(diào)查結果見表4。

表4學生學習人文課程的收獲

學習人文課程的收獲人數(shù)百分比（%）人數(shù)331225198百分比（%）41.128.024.6人數(shù)4771954638百分比（%）59.324.25.74.豐富了知識、開拓了視野提高了精神境界訓練了思維方式?jīng)]有什么收獲激發(fā)了進一步學習的興趣

51325521313411763.731.726.516.614.5從這一調(diào)查結果可以看出，學生學習人文選修課的收獲在于豐富知識與開拓視野、提高精神境界以及訓練了思維方式。不過大部分學生的收獲主要是豐富了知識、開拓了視野，它占調(diào)查對象的63.7%。在激發(fā)學習興趣、訓練思維方式以及提高精神境界方面學生受到的影響較小。從這個現(xiàn)狀看，人文課程的教學效果離預期的目標還相距甚遠。

6.與人文課程相關的兩個問題

關于大學文化素質(zhì)教育，我們還提出了兩個間接性的問題。第一個是“你能夠投入到人文課程學習上的時間與精力怎樣？”對這個問題，回答“很多”和“比較多”的只占15.5%，“比較少”和“很少”的約占40%，選擇“一般”的占42%。這個結果表明，相當一部分學生由于課業(yè)負擔重和社會競爭激烈等方面的壓力沒有余力學習人文課程，但同時也顯示有42%的學生在時間與精力上還大有潛力可挖。

第二個問題是非常值得注意的，當問到“你感到有助于提高自身人文素質(zhì)最有效的途徑是什么”時，學生的回答見表5。我們發(fā)現(xiàn)，學生對有助于提高自身人文素質(zhì)最有效的途徑看法不一。在6個選項中，課外閱讀排在了第一位，依次是參加社會實踐活動和參加學術講座，而學習人文選修課則排在第五位。通過對學生的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)高校比較重視的人文選修課在提高學生的文化素質(zhì)方面并沒有產(chǎn)生我們預期的效果，而課外閱讀、參加社會實踐活動等主要屬于學生自身行為的因素，卻占有重要地位。

表5對提高自身文化素質(zhì)最有效的途徑你認為最有效的途徑課外閱讀參加社會實踐活動參加學術講座教師言傳身教學習人文選修課參加學校社團活動

人數(shù)307171103846156百分比（%）38.121.212.810.47.67.二、結論與建議

1.基本結論

從上面的種種調(diào)查結果看，高校開展的人文教育取得了初步的成績。大學生普遍認為有必要開設人文課程，事實證明，選修的學生也比較多。最重要的是，學生的選課動機比較積極，多是出于自身的興趣和完善自身的愿望。人文課程在教學方法與考試方式上，也邁出了一些改革的步伐，一些靈活而有利于發(fā)揮學生主體性的教學方法開始被運用，考試方式也出現(xiàn)了多樣化的趨勢。相應地，人文課程的教學也取得了一定的效果，大部分學生通過學習人文課程豐富了知識、開拓了視野，也有部分學生感到精神境界有所提高，思維的方式也得到了一定的訓練。

但是，目前所取得的這些成績是遠遠不夠的。人文教育的根本目的在于提高學生精神境界、陶冶學生人格，幫助營造良好的大學氛圍，塑造崇高的大學精神。人文課程的教學是人文教育的一個主要途徑，但就其現(xiàn)實狀況來看，它與這一目標還相距甚遠，對以下很多問題我們不得不予以重視。

（1）高校沒有真正調(diào)動學生選修人文課程的熱情。

目前高校雖然在人文課程的開設方面作了很多努力，學生選課的狀況比較理想。但是我們注意到，學生選修人文課程，除了因為自身興趣和素質(zhì)完善的需要外，首要的就是學校學分的要求。從高校方面來看，對學生產(chǎn)生較大影響的因素屬于強制性的，這不能認為是一種積極的因素。而真正能夠?qū)�學生產(chǎn)生長期、深遠而積極影響的因素（比如說教師的魅力、課程的吸引力等）發(fā)揮的作用卻比較小，與此緊密相連的由學生之間相互的感染影響也非常少。在這種情況下，要發(fā)揮人文課程本應有的長期而深遠的影響作用是非常困難的。

（2）目前高校人文課程的教學效果還停留于較淺的層面，有待繼續(xù)深入。

調(diào)查結果表明，人文課程對學生的影響主要局限于知識層面，而精神境界的提高、思維方式的訓練以及學習興趣的激發(fā)這些較深遠的影響力還發(fā)揮得不夠。

從我們調(diào)查的情況看，人文課教學效果不佳的原因主要在于以下幾個方面。

首先，高校教師素質(zhì)不能滿足人文課教學的要求。人文課程的目的主要不在于傳授知識，而在于提高學生的人文素養(yǎng)和精神境界，這就要求教師本身在學術水平、道德情操和人格魅力等方面能夠作出表率。顯然，目前高校人文課教師的水平還遠遠達不到這種要求。

其次，缺乏彈性的教學管理制度也影響了人文課教學。很多學校有限選的制度，學生沒有足夠的自由，選課與學習的積極性受到挫傷。上課時間的安排不夠完善，導致學生經(jīng)常面臨人文課程與其它課程的沖突而放棄人文課程的選修。另外，人文課程的教學內(nèi)容不夠完善，甚至有學生反映，有些人文課程的教學內(nèi)容過于粗淺，有應付之嫌，收這樣的教學內(nèi)容顯然不能收到很好的教學效果。

（3）努力提高學生文化素質(zhì)的有效途徑。調(diào)查結果表明，在我們列出的多種途徑中，課外閱讀被學生認為是提高文化素質(zhì)最有效的途徑，參加社會實踐和學術講座居于其次，而人文課程的學習和教師言傳身教則被認為是不太有效的途徑。這是值得注意的一個問題。雖然學生的這種判斷主要來源于自身即時的感受，可能會因為忽略教育的長遠影響而不可避免地存在短視性。但是學生的感受畢竟是一種事實，它不能不是我們選擇教育途徑時要考慮的重要因素。而且，什么是最有效的教育途徑需要長期的實踐探索與檢驗，我們不能從理論的研究出發(fā)而輕易地舍棄某一種途徑，更何況它來自于教育活動的主體學生的切身感受。

這一調(diào)查結果也提醒我們深刻反思現(xiàn)在的人文教育的各種途徑，諸如開設人文課程（特別是那些規(guī)定所有學生必選的人文課程）、舉辦人文講座、開展課外活動等。通過比較我們會發(fā)現(xiàn)，學生認為提高自身文化素質(zhì)的有效途徑（如課外閱讀、社會實踐）和不太有效的途徑（如學習人文課程、教師影響）的最主要的區(qū)別在于：前者是學生主動選擇而積極參與的活動，時間、場所、組織形式等很多外在條件要求都比較低，學生的自主性可以得到極大的發(fā)揮；而后者主要是外在的施與，很多外在的因素是學生無法主動選擇和調(diào)整的，所以主要是被動地接受。這兩種情況下學生學習的熱情程度、學習潛力的發(fā)揮和創(chuàng)造能力的施展是完全不同的，獲得的效果也自然不同。

2.相關建議

針對以上種種現(xiàn)實問題，各個高校在實施人文教學中，應該根據(jù)自身的情況，因地制宜地采取有效的措施。

（1）轉(zhuǎn)變思想觀念，理解人文教育真諦

一些傳統(tǒng)的人文課程并不一定就能導致與現(xiàn)代社會發(fā)展要求相一致的弘揚人文精神的教育，弘揚人文精神的教育還要創(chuàng)建一些新的課程以及開設這些課程體系的新的正確科學合理的指導思想。從根本上說，指導思想不僅應該具有知道更新、改革課程體系，指導選擇、甄別課程內(nèi)容和方法的作用，而且還具有某種評鑒、分析和指導整個教育的更一般的作用。這種指導思想應該明確人文教育的地位，即人文教育不僅使人能夠獲得人文知識，更能夠認識人的本質(zhì)，建立價值體系塑造精神家園，使人得以安身立命。人文教育的這種作用，用中國哲學家的話講，是使人“安身立命”；用西方哲學家的話講，是對于人的“終極關懷”；在現(xiàn)代教育家看來，就是使人成為一個“完善的人”。這種指導思想還應該尊重每個具體的人，應該重視人的潛力，相信每個教育者也包括被教育者的潛力都是無限的。只有思想上深刻理解了人文教育，才能在實踐中較好地實施人文教育。

教育是多種因素相互作用的活動，單是學校領導理解和重視人文教育是不夠的。高校領導的思想、理念必須被廣大工作在一線的教師們理解接受，才會形成上下互動的良好氛圍與環(huán)境，成為塑造人格的強大力量，才能使人文教育在思想和行動上達成一致，真正取得實際的效果。否則，人文教育可能只停留于一些口號而已，即使有所作為，也只會流于形式，無法深入。（2）采取有效措施，完善人文課程教學

鑒于高校文化素質(zhì)教育方面的教師素質(zhì)不高、教學管理制度缺乏彈性、教學內(nèi)容不夠完善等實際情況，在推進大學素質(zhì)教育的過程中，應該注意以下幾個方面的工作。

首先，要切實提高人文課程教師的素質(zhì)。

德國教育家第斯多惠曾經(jīng)指出，正如沒有人能把自己不會的東西給予別人一樣，誰要是自己還沒有發(fā)展、培養(yǎng)和教育好，他就不能發(fā)展、培養(yǎng)和教育別人。在高校推進素質(zhì)教育的過程中，教師是首要的因素，從根本上說，素質(zhì)教育的途徑、方法和效果在很大程度上取決于教師。

人文課程培養(yǎng)學生對世界、對人生的理性認識，這還不夠，還需要從情感上、意志上培養(yǎng)和熏陶學生，使他們有豐富的情感、充實的精神生活。這就要求人文課教師自身具備較高的文化素養(yǎng)和人格魅力。如果教師本身就缺乏人文底蘊，沒有詩意，沒有激情，沒有崇高的境界，沒有精神的追求，就不可能豐富學生的心靈，提高學生的境界了。

其次，改革教學內(nèi)容和教學方法，建設“精品課程”。

人文課程要真正激發(fā)學生的興趣，調(diào)動學生學習的熱情，必須著眼于教學質(zhì)量的提高，將人類科學文化的精髓古代的經(jīng)典的文化成果呈獻給學生，即建設“精品課程”來吸引學生，而不是依靠限選、必修等強制性的制度性措施把學生拉到課堂中來。同時在教學中努力提高學生學習人文課的興趣，激發(fā)學生課余自我閱讀與學習的熱情，使學生的學習動力從“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”。這樣，人文課程才能逐步達到預期的目標。

再次，要創(chuàng)造寬松自由的學習環(huán)境和濃厚的學習氛圍。

高校必須減輕學生的課業(yè)負擔，以保證學生足夠的自我學習時間，教學管理制度應該靈活而有彈性，讓學生能夠自己選擇感興趣的課程，自己決定學習的時間，從而滿足學生多方面的需要。

另外，在進行人文教育的過程中，高校應該努力營造濃厚的學習氛圍，高度重視圖書館建設，開展各種促進讀書的活動，努力使學生在這種環(huán)境的熏陶下，養(yǎng)成良好的閱讀意識與習慣，不僅在短期內(nèi)提高自身素養(yǎng)，而且為終身的自我完善奠定良好的基礎。只有在這種良好的大環(huán)境中，學生把提高自身修養(yǎng)、完善自身素質(zhì)變成一種自覺的行為，人文教育才能從根本上影響學生，從而產(chǎn)生良好的效果。注釋：

①給出這三種評價的學生合計占94.4%，其它5.6%為漏填。由于篇幅所限，漏填部分不一一列舉。文章其它各處的百分比同此。

參考文獻：

［1］賈永堂.我國大學素質(zhì)教育的理論審視［D］.華中科技大學教科院資料室，201*.［2］李維武.大學人文教育的失落與復興［J］.高等教育研究，201*，（3）.

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提高大學生學習主動性的幾點建議

孫亮

(北京化工大學高教研究所，北京100029)

摘要：本文在對相關的學習理論進行仔細分析的基礎上，結合大學學習的特點，提出了提高大學生學習主動性的四點建議：一、學生的情感不可忽視；二、要樹立正確的學習動機；三、制定適宜的學習目標；四、教師及時而有效的指導。

關鍵詞：大學生；學習；主動性；建議中圖分類號：G40文獻標識碼：A

SuggestionsforStrengtheningCollegeStudentsInitiativeforAcademicStudy

SunLiang

(BeijingUniversityofChemicalEngineering,Beijing100029)

Abstract:Withananalysisoftheoriesrelevanttoacademicstudyandcharacteristicsofcollegeeducation,thispaperoffersfourrecommendationsforstrengtheningcollegestudentsinitiativeforacademicstudy.Theyare1)payingdueattentiontostudentsemotions,2)settinguptherightmotiveforstudy,3)formulatingapropergoalforstudy,and4)providingtimelyandeffectiveguidance.

Keywords:collegestudent;academicstudy;initiative;suggestion

影響大學生學習效果的因素主要包括理性因素和非理性因素兩個方面。理性因素指學生在接受知識過程中整體的理性直觀和理性思維，非理性因素主要指學生的情感和意志。非理性因素不屬于學生的認知能力，但是對于他們學習活動的發(fā)生與停止，學習能力的發(fā)揮與抑制起重要的控制和調(diào)節(jié)作用。積極的情感和意志給學生的學習注入了生氣和活力，對學習是一種巨大的推動力量，是學生為達到學習目的而克服困難和障礙的主觀條件。當學生的非理性因素和學習活動發(fā)生共鳴時，學生對知識的接受就會受到情感等因素的激化而激發(fā)學習潛能，提高學習效果，其外在表現(xiàn)就是學習主動性。否則，學生的學習活動只能是機械的、低效的。

古今中外很多著名的教育家都格外注重調(diào)動學生在學習過程中的主動性�？鬃诱f：“學而不思則罔，思而不學則殆�！蓖怀鰪娬{(diào)了學習者在學習過程中的主體作用。法國啟蒙教育家盧梭講：“形成一種獨立的學習方法，要比獲取知識更重要�！币舱f明了只有學習者以自己獨有的方式主動、高效地投入到學習活動中去，才能從根本上提高學習質(zhì)量。馬克思主義強調(diào)非理性因素要受理性因素的制約，認為人應當在理性因素的主導下發(fā)揮非理性因素的作用，這說明了大學生理性思維和學習主動性之間的辨證關系。培養(yǎng)學生學習的興趣和啟發(fā)學生參與教學活動的主動性則是提高學習質(zhì)量的重要途徑。本文擬對如何提高大學生學習的主動性進行粗略的探討。

一、學生的情感不可忽視

早期的行為主義心理學家，如巴甫洛夫、華生和斯金納等人僅僅局限于把學習看作為刺激反應聯(lián)結的形成，他們由于研究對象的局限性根本沒有也不可能研究學習者的情感因素。隨著認知主義心理學的發(fā)展，以布魯姆為代表的學者開始把學習者的情感作為研究的重要組成部分。布魯姆注意到當人們提及學生認知的復雜性時，常常把認知與情感的相互作用作為學習過程的一個重要特征。他把學生的學習分為認知、情感和動作技能三個領域，并且十分重視學生的認知與情感的相互作用。強調(diào)把學習分為這樣幾個方面，其本身帶有主觀任意性。事實上他們總是交織在一起的，即學生在認知過程中始終都有個人情感成份，而情感目標中也受到認知水平的制約，有時兩者互為手段。在布魯姆看來，所謂情感動機就是指“學生學習新的學習任務的動機”。

大學生一般都已經(jīng)進入青年時期，他們的世界觀、人生觀、價值觀都基本形成，對事物的認知過程有自己獨特的方式。他們在性格的養(yǎng)成、興趣的培養(yǎng)等方面有很大的可塑性。特別是隨著我國高等教育不斷地進行教育創(chuàng)新，探索復合型人才培養(yǎng)模式，不但要使學生具備寬厚、堅實的專業(yè)基礎知識，注重對他們進行創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，而且積極提倡培養(yǎng)學生的個性，體現(xiàn)出人才培養(yǎng)的多樣性。同時加強對大學生進行人文素質(zhì)教育，以強化他們的形象思維能力。在此條件下，大學生們在學習過程中將有更多的自我選擇的機會，學習的主動性將在他們的發(fā)展中起重要作用。這就需要教師要更加注重學生的情感特征，充分了解他們的愛好與特長，對他們進行因材施教，注意并有意識地培養(yǎng)學生的學習情感，能夠使他們在學習上由被動變主動，樂觀地對待學習，增強對偶然失敗的承受能力。大學生們已經(jīng)具有一定的社會經(jīng)驗，他們希望自己的能力得到社會的認可，人格得到尊重。因此，我們在要求學生尊重老師的同時，也需要教師充分地尊重學生的人格、思想，把他們看作自己的同事，給予他們充分的發(fā)揮自己潛能的空間，尊重他們的學習成果，激發(fā)他們的學習熱情，使之成為精神上的強者。這種情感上的教與學生的學習具有強大的推動作用。

筆者通過對于學習效果的分析表明，不少教師主觀地認為只有少數(shù)學生能夠完全掌握教學的內(nèi)容，即少數(shù)學生成績優(yōu)秀而多數(shù)學生成績一般或不及格是正常現(xiàn)象，其結果就會使相當一部分學生認為自己能力不夠，從而形成一定程度的心理障礙，喪失對學習的興趣。相反，如果教師能夠引導學生對自己所講授的知識樹立正確的認識，并不斷引導他們摸索正確的學習方法，激發(fā)他們學習的興趣，進而提高學習的主動性，這樣學生將會在學習能力允許的范圍內(nèi)取得最佳的學習效果。

二、要樹立正確的學習動機

學習動機是學生主動探求知識的一種心理傾向。學習動機的內(nèi)涵決定了學生在學習過程中努力的強度及持續(xù)時間的長短。根據(jù)馬斯洛需要層次理論，需要是引發(fā)動機的直接原因。大學生所處的層次應該是追求自我實現(xiàn)、求知與審美，適應社會激烈競爭的需要而不斷完善自己。因此，為實現(xiàn)遠大理想而引發(fā)的動機是強烈的、持久的。以功利主義、利己主義為內(nèi)涵的動機則是暫短的，一旦學習者的目標實現(xiàn)，學習動機就會隨之消失。因此，當代大學生要從社會需要的大局出發(fā)，正確認識自身的社會價值，拋棄近期的、功利的觀念，有助于他們長期的、堅定的學習品質(zhì)的養(yǎng)成。

著名學習理論家奧蘇貝爾對學習者的成就動機進行了系統(tǒng)的研究，其中認知驅(qū)力與自我增強驅(qū)力對大學生的學習具有一定的指導意義。認知驅(qū)力是指學生渴望認知理解和掌握知識、以及陳述和解決問題的傾向。它發(fā)端于學生的好奇、探究、操作、理解和應付環(huán)境的心理傾向。這些心理傾向受成功學習的結果激發(fā)，又會受到家庭和社會的影響。這種認知驅(qū)力最終會因競爭、計較名譽、擔心失敗等外部因素所削弱。因此，奧蘇貝爾認為必須重視學生認知和理解的價值，而不應把實際利益作為首要目標。其中動機變量對記憶的影響，一般是以有選擇地抑制和再現(xiàn)為中介來影響信息保持的，因此，動機變量只影響特定信息的提取。引發(fā)學生認知學習最好的辦法是讓新的學習內(nèi)容與學生認知結構之間具有一定的差距。自我增強驅(qū)力是指要求憑自己的才能和成就獲得相應社會地位的愿望，大學生正處于這個心理發(fā)展階段，他們希望通過大學學習而出人頭地，這種驅(qū)力直接影響其學業(yè)成績、未來的學術和職業(yè)生涯等。對自我增強、社會地位的追求和希望憑成就獲得褒獎以及對職業(yè)的遠大抱負，歷來被認為是個性成熟的標志。因此除鼓勵學習的內(nèi)部動機外，還必須從個性成熟的角度來培養(yǎng)學生的自我增強動機。由于大學生有時擔心學業(yè)失敗而失去自己的地位和自尊，會產(chǎn)生一種焦慮感。這種焦慮如果沖破一定的閾限，學生有可能形成不切實際的學業(yè)動機、職業(yè)抱負和功利主義心理。一旦遭到失敗，自我增強驅(qū)力會自動消失。由于大學生學習動機的復雜性，正確的學習動機在學生的信息加工過程中，能夠保證他們對信息選擇的針對性和加工信息的主動性，從而使學習效率得到提高。學習動機的強度，取決于學習成功的概率或誘因。就成功的概率而言，學習成功率非常高或非常低都會減弱學生的動機。

三、制定適宜的學習目標

走進大學殿堂的大學生不再盲無目的地學習，他們能夠深刻地意識到知識在“知識經(jīng)濟”中的重要作用。為此，他們總會根據(jù)自己的興趣，制定出許多不同的學習目標。事實卻是有的目標根本不可能實現(xiàn)，這其中既有意志不堅定這一主觀原因，也有學習目標過高這一客觀原因。

20世紀五十年代興起的信息加工理論為心理學家分析和推斷心理過程提供了一個重要的工具。該理論認為“人類加工信息的能量是有限的”，即學習者在某一時刻只能把焦點集中在某種特定的刺激上，同時也必然會拒絕其它刺激，而短時記憶與長時記憶的差別就在于能量的不同。基于這一觀點，大學生雖然具備了很高的處理信息的能力，但是大學課業(yè)繁重是客觀現(xiàn)實。如果學生制定的目標與自己處理信息的能力不相符合，那么大量的信息也只能在大腦中做短時間的感覺登記后便匆匆消失。信息加工的過程分為感覺登記、短時記憶與長時記憶三個階段。心理學家羅德本特認為人在每一個時刻只能加工一定數(shù)量的信息。另外，為了防止過多的信息進入能量通道，只有被過濾后的信息才被加工。能夠進入短時記憶的信息只是學習者接受刺激中的一部分而已，而要使這些信息進入長時記憶還要經(jīng)過幾次短時記憶的信息的有效提取。為此，大學生只有制定相對于自己學習能力相符的學習目標，才能保證有更多的有效信息經(jīng)過反復提取而進入長時記憶。如果學生接受的刺激過多而超過自身處理信息的能力，反而會使最終進入能量通道的信息量減少，其外在表現(xiàn)就是事倍功半。

建構主義學習理論中的“最近發(fā)展區(qū)”即指學習者現(xiàn)有水平與經(jīng)過努力可達到的水平之間的差距，為大學生合理確立自身的學習目標提供了理論基礎�！敖�(jīng)過努力可達到的水平”應該就是學生的科學的學習目標，這個發(fā)展區(qū)對不同的學生是不同的。例如，在高等數(shù)學中對“積分”概念的理解，假定學生甲經(jīng)過努力后能夠達到熟練應用的程度，學生乙不但能熟練運用，還能深入理解積分的幾何意義，如果要求學生甲達到學生乙的水平，顯然超出了他能力所及。目標過高會使學生選擇信息的強度與難度加大，使之出現(xiàn)力不從心的現(xiàn)象，不但不會提高他們對學習內(nèi)容的興趣，反而會在很大程度上打擊他們繼續(xù)努力學習的積極性。因此，大學生絕對不要盲目地指定自己學習目標，而是要通過與教師進行教學互動，在教師的指導下制定目標，同時要隨自己能力的不斷提高而不斷優(yōu)化學習目標。

四、教師及時而有效的指導

教師對學生的有效指導是建立在對學生的特點充分了解的基礎上的，大學生對信息的選擇往往帶有很強的感情色彩，他們在記憶某種信息時是受一定動機驅(qū)使的。要實現(xiàn)個性化教學，教師應該把充足的時間留給學生，鼓勵他們按照自己的思路主動去構建知識體系，教師

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