時間：2022-04-01 14:16:05
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當前的時代，是科學技術、信息技術高速發展的時代，其中物理實驗對科學技術發展的貢獻也是非常巨大的。與物理相關的新技術、新產品，正在不斷地融入我們的日常生活中，而且其中有很多成果在我們的生活中逐漸地普及，成為日常生活的必需品，而且這一趨勢有增無減。所以，讓學生多參與物理實驗課，讓學生們多多討論，不僅能夠開拓思維，激發學生的創新能力，培養學生的素質，而且能夠幫助他們更加適應未來社會的發展需要。由于新課程標準的提出，對于物理實驗課教學的目標要求也高。這需要每位物理教師精心地設計并組織一堂高效的實驗課，教師要通過這堂課激發學生的興趣，引導學生去觀察與思考，啟發學生的思維，培養學生的綜合素質，這是實驗課教學的關鍵所在。素質提高的重要途徑是讓學生主動地去學習、去發展。只有讓學生變被動為主動，才能培養學生的各方面能力，才能提高學生的綜合素質。這就需要教師以訓練并培養學生的思維能力為核心，包括培養學生自主學習的能力，培養學生的抽象思維能力，培養學生通過現象看本質的能力等等。這更需要教師在現行的教材基礎上，通過認真分析教材的特點結合學生的實際情況，用心地去教學，不僅要傳授給學生知識，更重要的是培養學生的能力，提高學生的綜合素質。
二、培養學生的創新能力
實驗教學是初中物理教學中的一個重要內容，實驗也是組成物理學的一個很重要的部分，因此，要求學生動手做實驗也是初中物理教學中一個不可或缺的環節。然而，在目前的初中物理教學中的普遍現狀是，教師重點講授理論知識，學生被要求做大量的習題，對于實驗，則很少讓學生動手操作，教師也是偶爾做做演示實驗。這種狀況對學生的全面發展有一定的影響。學生通過做實驗認識物理科學，更符合人類探索自然認識規律的過程，可以讓學生更清晰地更具體地認識物理事實，培養學生的觀察力、動手操作能力。實驗也可以培養學生實事求是的學習生活態度，激發學生對物理的興趣。由于學生能參與其中，且體現學生的主體地位，進而可激發培養學生的創新能力。
三、綜合素質的培養
通過讓學生動手操作實驗，把學生分為兩人或者三人一組，在實驗過程中，教師要注重培養學生之間在操作、問題解決方面的合作意識，培養鍛煉學生的團隊合作精神。通過讓學生動手操作實驗，也可以較好的培養學生的表達能力。例如，在做實驗之前，教師可以讓學生表述該實驗的實驗步驟、預期達到的實驗目的；在做實驗的過程中，學生遇到了問題，教師可以鼓勵學生之間多做交流，互抒己見，或者向自己多提問，以加強口頭表達能力；在實驗結束之后，教師則以要求學生做實驗報告的形式，培養學生的書面表達能力。通過加強教師與學生或者學生與學生之間的交流，既鍛煉了學生的表達能力，又加深了學生對實驗內容的印象，使學生獲得較好的學習效果。通過讓學生動手操作實驗，也可以培養學生的自學能力，而自學能力的具備對學生今后的學習生活有很大的益處。
四、結語
近幾年來，高考加強了對實驗的考查，實驗題已成為高考中非常重要的一項，實驗題占全卷分值的比例已略有增加（由前幾年的12%增至今年的17%），而且實驗題的要求也逐年升高，由單純考查實驗原理的理解、實驗知識的簡單運用（如讀數、實驗步驟的選擇等），逐漸轉向考核學生的實驗能力（特別是實驗設計能力），縱觀最近兩三年高考物理卷中沒有完全與教材相同的實驗試題，而是都經過了一定的改造，題意是新穎的。
從近幾年高考評卷分析反饋的信息來看，實驗試題失分相當嚴重，如今年我省對實驗題作答成績抽樣顯示，平均得分7.03（滿分20分），得分率僅0.35，是整份考試卷中作答最差題目之一。因此，要求我們在教學中，不僅要對學生進行思想教育，使他們明確物理實驗的重要性，更要對實驗進行系統地復習。現就如何進行考前實驗復習談談自己粗淺的看法。
一、夯實基礎，做好實驗基本儀器的復習
根據《考試說明》，高考所涉及的基本儀器包括刻度尺、游標卡尺、打點計時器、天平等13種，歷年來高考將基本儀器的考查放在非常重要的地位。因此在復習期間，必須對《考試說明》所要求的13件基本儀器的構造原理、使用方法、讀數規則、注意事項等逐件過“關”，逐項弄通弄懂，精心選編例題習題，精講精練，舉一反三，促進遷移。在復習期間，可借且于多媒體，利用其容量大、交互性強、再現性和重復性的特點對常見的基本測量儀器的讀數、使用方法及實物連線進行專題訓練，使學生徹底掌握儀器的結構、原理、用法和讀數。
二、課堂講解與課后動手相結合，做好演示實驗的復習
從93年起，全國高考物理試題出現了一個新特點，加強了中學物理教材中演示實驗的考查。連續幾年對教材中演示實驗的考查，絕不是偶然，這表明中學物理教學必須按綱扣本，以本為本，以強化素質教育。但考綱上所規定的演示實驗多達100個左右，在復習期間對每一個實驗重做一遍是不可能的，也是不科學的。本人認為，在復習期間可以從兩方面著手，一方面將演示實驗的復習安排在第一輪復習中，相應的實驗穿插在每個單元知識中進行；另一方面，可以安排在高考前夕，即5月下旬到6月初，向學生開放實驗室，給學生再次動手操作的機會，同時附上相應的實驗習題，讓學生根據自己的掌握情況、熟練程度針對性動手操作。通過這樣的復習，學生一來可以熟悉比較重要的演示實驗，二來能使實驗操作與學生的思維有機地結合起來，使得實驗得到活化和深化。
三、顧及全面，突出重點，做好分組實驗的復習。
分組實驗是實驗考查的重點，高考涉及的分組實驗共有17個，力學實驗8個，電學實驗5個，光學實驗3個，外加一個熱學實驗。歷年來，實驗得分率較低，說明學生對實驗并沒有真正理解，走馬觀花，不求甚解。主要原因在于教材給定了器材，規定了操作方法，確定了實驗步驟，實驗結果只能得到一些學過的結論，學生的思維被課本束縛住，思維不夠開闊。在復習期間，我們不僅要掌握課本上的要求，還要能運用學過的物理知識設計出既能解決問題又較合理的實驗方案來。在復習分組實驗時，應注意：1、實驗原理的復習是關鍵；2、結合實驗原理，指導學生對實驗器材進行正確選擇和運用；3、指導學生對實驗步驟的理解；4、指導學生掌握對實驗數據進行正確處理方法。
下面再著重談談在具體復習中如何改進實驗教學，培養學生的創新思維。
一、以立足獨立操作滲透基本方法培養思維能力
在物理教學中過程，要充分發揮教材中演示實驗和學生實驗的作用，引導學生根據已學的知識去明確實驗的目的、設計意圖、實驗原理，在明確的前提下積極鼓勵學生獨立操作實驗。讓學生在操作中學會正確使用儀器和掌握操作觀測、數據讀取、數據處理、歸納結論、寫出報告等實驗技能。同時啟發學生在獨立操作過程中理解、掌握、運用物理基本概念和規律，讓學生在實驗中培養思維能力。并通過實驗注重向學生滲透實驗設計思想和實驗基本方法，培養發展學生實驗思維能力。如通過游標卡尺和布朗實驗等讓學生領會“放大法”（疊加法）思想；通過測定勻變直線運動的加速度、測定玻璃的折射率和云室等實驗讓學生領會“轉換法”（代替法、間接法）思想；通過牛頓第二定律和氣態定律的驗證讓學生領會“控制條件”法思想；通過自感現象、光譜分析等實驗讓學生領會“比較法”思想。通過實驗數據記錄、數據處理、有限數字的運算、誤差分析等讓學生領會掌握物理數據的處理基本方法，如列表法、解析法和作圖法等。
二、以同一實驗有限儀器多種方案培養思維的流暢性
在物理實驗教學過程中，除了指導學生明確實驗目的、實驗原理、鼓勵學生獨立操作領會實驗思想和方法外。還應選用一些典型的實驗，在同一實驗和有限儀器的條件下，通過多種方案的設計、討論和辨析等思維活動，培養學生思維的流暢性。如在測金屬導線的電阻率實驗教學中，可設置測電阻值的設計型實驗讓學生設計多種實驗方案。如給學生3V的直流電源、電阻箱、安培表或伏特表、開關各一個和導線若干，讓學生設計方案粗略地測出金屬導線電阻值，要求畫出方案電路圖，并說明原理。學生通過設計、討論、辨析和篩選，可得設出與教材不同的幾種正確方案：
方案一：如圖一所示，電阻箱與待測電阻串聯，從安培表讀出電路中的電流強度，從電阻箱中讀出分壓電阻值，由歐姆定律求出電阻箱兩端的電壓V=IR。因為題意要求粗略，可以認為電源電壓保持3V。根據串聯電路的電壓分配與電阻成比的關系可求出等測電阻值。改變電阻箱的阻值，可得到另幾組數據，最后求出它們的平均值。
方案二：如圖二所示電路，用伏特表直接測出電阻箱的兩端電壓，以下步驟同方案一。
方案三：如圖三所示電路，通過測出總電流和電阻箱支路的電流，間接算出待測電阻中的電流，根據并聯電路各支路電流與各支電阻成反比的關系，即可求出待測電阻值。
三、以設置新情景實驗遷移實驗方法培養思維的變通性
在物理實驗教學過程中，應設置新情景實驗材料，讓學生根據實驗目的要求和現有提供的儀器設備，發揮思維遷移功能，將已學的物理知識和實驗方法遷移到新情景問題中去，引導學生開動腦筋自行設計多種方案進行實驗，培養思維的變通性。例如：在LC振蕩電路中，如已知電容C，并測得電路的固有周期T，即可求得L。為了提高測量度，需多次改變C值并測得相應的T值。現將這六組數據標示在以C為橫坐標，T2為縱坐標的坐標紙上，即圖中用“×”表示的點。⑴T、L、C的關系為____。⑵根據圖中給出的數據作出T2與C的關系圖線。⑶求得的L值是__________。
一般情況下，實驗數據處理的方法有兩種，一種是計算法，多次測量求平均值，另一種是圖象法。用圖線來表示物理規律或用圖線來研究物理規律是物理學中常用方法之一。考試說明書中明確地指出：“必要時能運用幾何圖形、函數圖象進行表達分析”。歷年的高考試題常考查這方面的能力，因此考前要對學生進行圖象專題訓練，以培養這方面的能力。培養了這方面的能力，既使出現了一些新的物理情景，學生也會把學過的知識、方法遷移過來，順利完成任務。
四、以同一實驗自選儀器多種設計培養思維的獨特性
在物理實驗教學過程中，應有計劃地組織學生進行與眾不同的系列實驗設計，激發學生根據實驗目的運用已學理論和實驗方法確定原理、設計獨特的實驗方案、自選儀器按方案步驟進行實驗，培養學生思維的獨特性和創新性。如重力加速度的測量方法，在指導學生獨立完成教材用單擺測定實驗后，應恰時誘發學生獨立思考，想出其它與眾不同的測定重力加速度的實驗方案。因為在做本實驗前學生已做過“測定勻變速直線運動的加速度”和利用重物自由下落“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置和方法。于此，啟發學生設計利用重物自由下落過程中打出的紙帶上的點，用“逐差法”算得重力加速度的實驗方案，并根據設計方案確定步驟自選儀器進行實驗。也可啟發學生根據自由落移公式h=gt2/2設計實驗方法。將一個低偏金屬盤放在地板上，再將一條酸式滴定管安裝好，使得從閥門流出的水滴從1cm以上的高度處落到盤中，發出清晰的滴水聲響。細心地調整閥門，使得一個水滴碰到盤子的瞬間，下一個水滴正好從閥門處開始下滴，用秒表記錄水滴下落時間（計下半分鐘內落下水滴數取平均值t），用米尺量出管口距盤子的距離h，代入公式h=gt2/2。即可求得g。還可設計其它獨特的實驗方案，在此不最一一舉例。
五、以實驗設計的全面細致思考培養思維的精致性
提高裝備試驗指揮綜合演練課程的教學效果,需要針對上述問題從以下幾點進行改革:
（一）立足培養目標，優化演練總體設計以綜合演練對學員的總體要求為目標，以優化學員的課程內容體系為基礎，實現學員知識技能體系的總體銜接。綜合演練對學員綜合素質需求是多方面的。從基本理論和技能要求來看，裝備試驗指揮綜合演練既涉及試驗籌劃、試驗設計、試驗指揮、試驗保障等理論方法，也涉及很多工程技術問題。這就要求在構建以綜合演練為末端的課程體系時，應考慮先期課程對演練實施的理論支撐，使前后內容銜接有度、理論到實踐過度自然。在前期課程中，應涵蓋綜合演練所需知識體系，確保教學效果的落實。
（二）明確演練目的，突出試驗指揮特點裝備試驗是一項綜合性、工程性和實踐性很強的軍事活動。試驗指揮的特點是行政與技術相融合，不僅需要組織管理能力，同時對試驗指揮人員的專業水平和業務素質提出了很高的要求。因此，在演練時，不能缺少作業要素，只演程序、走過場。需要完善相關數據，使得學員能夠通過平時的工作積累研究這些數據，開展更加具體的指揮作業，切實提高業務水平。為了提高裝備試驗指揮的能力，最佳的方法是將綜合演練定位于新型武器裝備作戰試驗指揮，這是由于新型武器裝備的時間緊、任務重，對試驗指揮人員的鍛煉效果更加突出，同時與目前總部“做好打仗準備”“部隊訓練向實戰靠攏，院校教育向部隊靠攏”的要求相一致。研究近實戰環境條件下的裝備試驗指揮問題是未來裝備試驗指揮綜合演練的著眼點。
（三）改善演練環境，科學編組參演學員從頂層設計開始做好裝備試驗體系仿真中心的建設工作，配備完善的軟硬件環境。設計針對裝備試驗指揮模擬訓練系統，通過收集底層數據，既要模擬試驗的自然環境，又要模擬試驗的技術環境；既要模擬試驗指揮的技術形態，又要模擬試驗指揮的技術手段，建立各演練要素的概念模型與數學模型，將被試對象、試驗裝備和指揮活動模型化，用仿真的手段建立裝備試驗指揮綜合演練模擬系統，為學員提供逼真的演練環境，提高學員的參與度。系統應具有自動記錄和自動回放的功能，能夠詳細地記錄學員的每一個動作與指令，為演練成績的評定提供依據，方便教員根據考核標準進行評分，由此不僅增加了演練的公平性，還提高了工作人員的工作效率。編寫用戶使用指南，便于學員熟悉和掌握軟件的使用。合理布置演練場地，在硬件方面，若為室內演練，則要保證各參演學員個人的辦公設備正常工作，各演練場所的網絡、音頻、視頻互聯互通，這就要求LED顯示系統、視頻矩陣切換控制系統、攝像監視控制系統、聲頻系統、局域網系統等高效運轉。同時為保證演練的安全進行，須建立安保系統、手機屏蔽子系統和計算機泄露防護器等。若需要與現地演練人員溝通，可采用多種通信方法，如傳真、電報等。將裝備試驗指揮三個專業班次的學員統一編組，開展聯合演練。依托裝備試驗體系仿真中心作為任務指揮部，模擬試驗的指揮層次。設計基地級、團站級和崗位級三個層次，包括負責行政指揮、技術指揮、后勤指揮等行動的多個席位，如司令部、組織計劃、測控通信、信息對抗、無人機、試驗安全、試驗勤務、總體技術、政治部、組織宣傳、安全保衛、群眾工作、后勤部、戰勤財務、生活保障、衛勤保障、裝備部、團站指揮所、現場指揮等，各個小組中設置組長（參謀長、主任、部長）和組員（參謀、干事、助理）。基地級和團站級的指揮員或部門領導由裝備團級指揮學員（裝備試驗專業）擔任，各組組員可視情由三個專業班次的學員分別擔任，根據學員的現任職和擬任職情況安排演練崗位。同一層次不同崗位可橫向協調，提高組織能力；不同層次之間可縱向聯系，鍛煉指揮能力，同時形成作業效果的回路，由此可檢驗作業情況。每份文書可能會涉及上下級的任務，上級文書的質量影響下級的工作質量，下級的請示報告又增加了上級的工作，可以嘗試讓學員參與到演練的評估過程中。
（四）改進演練內容，提高教學綜合效益一是加強理論研究。演練的內容應有助于學員深入思考問題，研究平時和戰時裝備試驗，現行靶場試驗與裝備作戰試驗、裝備體系試驗的區別，如試驗目的、試驗方法、平時數據是否可以服務戰時、戰場使用過程中需如何改進等。二是明確演練內容。精心選擇演練課題，設計能夠突出裝備試驗指揮特色的演練內容。著眼提高學員的裝備試驗指揮能力，根據當前裝備試驗的重難點現實問題以及學院教學工作指示和計劃，正確選擇和確定演練課題，確保綜合演練教學的針對性、時效性和有效性。三是提高文書作業研究性和文書質量。根據演練課題，認真編寫和修訂各類演練文書，為演練的組織與實施奠定基礎。針對目前文書的格式和內容不夠合理的問題，專門組織對教員的培訓。逐步完善企圖立案、實施方案、基本想定、補充想定、導調文書、導調提綱、導調實施計劃、文書發放計劃、導播計劃等演練文書。作業內容要符合崗位身份，注意任務的均衡性，避免出現任務量分配不均的情況。要收集必要的底層數據，如被試產品信息、氣象條件等，為作業提供數據支撐，充實演練內容，使學員能夠分析設計具體試驗，增加作業任務量，從練程序變為練技能。運用靈活的導調文書為參演人員提供復雜多變的情況，尤其對裝備試驗指揮的關節點進行導調，使他們通過對這些情況的分析判斷和處理，創造性地運用作戰理論、裝備試驗指揮理論，提高裝備試驗的組織指揮能力。
（五）豐富演練形式，增強演練可操作性演練形式包括網上演練、圖上作業、沙盤作業、室外現地作業、召開會議、撰寫文書等，可將其結合起來，多種形式并用，滿足演練的多種要求，使演練方式更加豐富，演練的可操作性更強，演練的效果更好。組織多種形式的綜合演練時，需把握如下問題：一是選好演練場所。尤其是現地實兵演練，要在多種地形上演練多種試驗指揮活動，所以，既要考慮場所的空間，又要考慮便于設置情況和方便推演。二是把握好演練轉換。演練方式轉換時，不僅存在內容與內容的轉換，可能還存在場所與場所間的轉換。因此，要求參演人員具有從形式到內容的轉換能力，自如地順應轉換，保證演練的連貫推演。三是通過方式的轉換，檢驗演練效果。例如，在擬制試驗資源部署使用方案時，需要學員圖上作業，可以先在室內進行計算機標繪或手工標繪試驗要圖，而后轉入實地勘察，驗證試驗資源部署是否合理，可根據現地作業適當修正室內作業結果。
（六）深化教學改革，提高教員理論水平對裝備試驗指揮綜合演練進行改革的一項重要工作就是首先提高教員的相關理論基礎，由此不斷完善綜合演練教學內容。一是充分調研論證。總結目前綜合演練中的薄弱環節，了解學員重點關注的問題，深入到總部機關和試驗基地等單位進行調研，認真學習、切實掌握裝備試驗指揮的相關理論，提高演練文書質量，使綜合演練的內容更充實、更深入。二是堅持集體攻關。組織綜合演練教學骨干成立專門的課題組，集中研究綜合演練教學內容的設置。集思廣益，規范演練程序和演練內容，編寫綜合演練教材，為參演人員提供指南。三是組織聯合審定。積極創建院校與試驗基地聯合審定、動態更新教學內容的工作機制，結合人才培養方案與課程標準修訂工作，邀請其他院校和試驗基地的專家對綜合演練內容進行指導把關，使教學內容及時體現部隊建設、試驗訓練和試驗發展的最新成果。
二、結語
實驗室對大學生科研及畢業設計進行開放，有效提高實驗室利用率。藥學綜合實驗室建成后，進行三次藥學綜合實驗課程，學生從查找文獻、收集資料、方案設計到藥物合成、分析、藥理毒理試驗、制劑、質量檢測，最后進行總結交流，完成一整套實驗過程。與以往實驗不同，學生通過文獻查閱，拓寬了知識面，每個實驗數據都來自自己的實驗探索，有效激發了學生的學習熱情和學習興趣，最后的總結交流更有利于學生發現自身的不足之處，為以后學習和工作打好扎實的基礎。實驗室經過三年運行，學生普遍反映收獲很大，不僅鍛煉了動手能力，還讓他們對書本所學知識更加深刻。實踐證明，這種綜合實驗室的運行模式順應了學科發展的需要，提高了實驗教學資源利用率，推動了多個關聯學科和整個專業發展進程，有效提高了學生的實驗動手能力，培養了創新精神。
2.實驗室管理體制
藥學綜合實驗室自成立以來，先后制定了實驗室管理條例、學生實驗守則及實驗室開放制度等一系列規章制度。
2.1做好儀器設備的規范化管理，建立相應的物資設備檔案，包括儀器設備的信息、配件及耗材情況登記。做好各項運行檔案的記載，特別對大型儀器高效液相色譜儀包括使用時間、使用人、使用時的運轉情況、使用效果等進行登記。對儀器的基本操作方法及重點注意事項簡易化，并在醒目位置張貼。
2.2合理配備實驗技術人員，提高實驗教學人員的業務水平與職業技能。要求實驗技術人員熟練掌握所管儀器設備的各種使用方法、操作技能及日常維護技能。同時，實驗技術人員應不斷學習有關理論知識，更新實驗知識，特別是藥學綜合課程的學習，掌握涉及課程的理論知識，到其他高校先進實驗室進行參觀學習，開闊眼界，更有效地為教學服務。
2.3為了提高實驗教學質量，提高實驗室使用效率，對藥學綜合實驗室實現網絡化管理。對實驗室的基本信息、功能等實現網上查詢、網上預約開放。
2.4建立健全實驗室管理規章制度并上墻，包括學生進入實驗室的行為規范，實驗室的安全與環境管理規范，實驗室開放管理制度及實驗室管理人員的崗位職責等。
3.實驗教學體系的改革
3.1改革實驗教學內容與方法，提高實驗教學質量。藥學綜合實驗室成立后，根據自身實際情況，編寫藥學綜合實驗的指導大綱，提出幾種藥物由合成到制劑分析的一系列實驗指導，引導學生自行設計實驗，激發學生學習興趣和自覺性，培養學生獨立工作能力和團隊合作精神。學生自行查找資料，設計實驗方案，在設計和實驗過程中掌握較多的基本理論知識和操作技能，幫助學生提高動手能力和科研水平。
3.2建立包含多學科的綜合實驗體系。根據教學計劃與課程大綱，重組實驗教學內容，分別包含藥物化學、藥物分析、藥理學、藥劑學及藥代動力學實驗等課程，完成從原料到成品藥的全過程學習。另外，學生通過對各種制劑制備、質量分析、藥物在體內的代謝等實驗，掌握藥物制備、質量控制、藥效學和藥物安全性評價等基本方法和技術，從而學習如何獲取安全有效的藥物。
3.3改革藥學綜合實驗的評價方法藥學綜合實驗是一門以學生為中心、以學生自我訓練為主的實驗課程，由過去老師上課、演示指導轉變為學生全過程的綜合設計性實驗，每一階段由不同老師負責，學生自行設計方案，再經老師負責確定可行性后，學生動手操作，整理實驗數據，并進行科學分析判斷，得出結論，最后學生分組答辯。老師對學生的整個過程進行考核評價。
傳統的土工試驗采用分散教學的方法，一般分散在理論教學過程中，內容主要包括密度、含水率、液塑限、固結、直剪試驗等，一般為8個學時。傳統教學模式主要特點有：
（一）內容有限且分散
除清華大學、同濟大學等高校開設自選實驗和演示現場測試實驗外，一般高校只開設以上必選試驗項目，內容有限且分散。傳統的教學模式屬于“灌輸式”教學，強調教會學生各個指標的測定方法，而分散的教學模式割裂了各個指標之間的聯系，不利于學生對基本概念的理解；傳統模式過于注重“是什么”和“怎么做”，忽略了“為什么”的引導，缺乏對指標的物理意義、作用等方面的分析和總結，沒有給學生發揮創造性的空間。
（二）實驗指導教師不足
由于學生人數較多，而實驗指導教師有限，一般每個指導教師同時指導30名左右的學生完成試驗。有的學校要求理論授課老師參與到實驗教學中，但指導教師仍相對不足，教學效果得不到保障。
（三）學生參與積極性差
傳統的教學模式中，土工試驗只是土力學課程的一部分，學生對土工試驗的重視程度嚴重不足，很多學生并沒有親自動手操作；試驗完成后只是按照老師教的方法完成試驗報告，沒有總結和思考。從實驗準備、實施到分析總結，學生的主動性和積極性都沒有得到發揮。因此，這樣的土工試驗僅僅只是完成任務，無法達到預期的鞏固理論知識、鍛煉動手能力的效果，更不用說實踐與創新能力的培養。
二、新型教學模式
針對以上傳統土工試驗教學模式的特點，提出以下教學模式。
（一）將土工試驗作為單獨必修課
改變傳統土工試驗為土力學課程組成部分的現狀，將土工試驗設置為單獨的必修課，以此增強學生對土工試驗的重視程度。必修課分為兩部分，即常規指標測試和綜合性試驗。常規指標即前述必選試驗，采用視頻演示和實驗室內操作等相結合的方式，讓學生熟悉各常規指標的測試方法。實驗室內操作時，將學生分為5個一組，每組配至少1名老師或研究生指導。土的滲透特性、強度特性、變形特性并稱為土的三大特性。將三大特性分解為若干個專題，形成綜合性試驗。土木工程相關專業的科研項目一般都以土力學為基礎，因此這些專題還可結合教師的科研項目進行設置，讓教師和所指導的研究生都參與到土工試驗教學中來，以此增強土工試驗教學師資。將研究生作為土工試驗輔助教師，還可對鍛煉研究生的綜合素質起到積極作用。還可將大的綜合性試驗分解為若干個子題，供學生選擇。
（二）集中時間開展綜合性試驗
為避免土工試驗分散的不利影響，采用集中時間開展綜合性試驗的方法。每個班以3周為一個周期錯開開課，以免造成設備和人員緊張的現象。在一個周期內，集中在上午、下午或晚上的時間開展試驗。將一個班分為若干組，每組5人左右，每組選定一個子題。綜合性試驗周期分為三個階段完成工作：第一段3~4天為試驗準備階段，主要任務是小組選定子題并初步確定試驗方案；第二段10天左右為試驗實施階段，包括完善試驗方案、按照試驗方案開展試驗；第三段7天左右為試驗結果分析階段，主要任務是將試驗成果總結為試驗報告，并匯報展示。
（三）注重研究成果的整理
針對每個周期結束時的各小組的匯報情況和指導老師的意見與建議，每組對試驗結果進一步分析，對試驗報告進行完善。學期結束時，將所有學習土工試驗課程的小組集中在一起再次匯報，根據研究成果和匯報情況集體評分。將專題試驗周期內的成績作為平時成績，將學期末集中匯報的成績作為期末成績。按平時成績和期末成績給出總評成績。
（四）后期實踐活動
除了土工試驗實踐環節以外，學生大四下學期還設有畢業設計環節。另外，很多高校還設置有大學生科研項目等活動，鼓勵學生參加開展科學研究。這些活動都是土工試驗教學環節的有益補充。通過土工試驗課程中綜合性試驗的學習，學生能夠初步具備一定的科研能力，為畢業設計和其他科研活動打下了良好的基礎。同時，教師在指導綜合性試驗的過程中，還可發掘表現優秀、有潛質的學生，在畢業設計和其他科研活動中加強指導，進一步提高學生的實踐和創新能力。以湖北工業大學為例，我校開展了大學生科研基金項目、“凌云計劃”項目等，鼓勵大學生參與課外學術科技活動。單“凌云計劃“項目，全校每年就有400多名學生參與到老師的科研項目中。在土工實驗課程中，通過綜合性試驗的完成，可增強學生和老師之間學術上的了解。在后期畢業設計和科研活動等實踐時，老師可以根據學生的特點進行針對性地指導，而學生在后期實踐活動選題時方向性也會更加明確。
三、以“土的滲透特性”綜合性試驗為例
（一）子題設定
假設一個班30人，初步指定3大組分別進行土的強度、變形和滲透三大綜合性試驗專題，每個綜合性試驗專題大約有10人參加。首先將所有學生集中，講解三大試驗專題的主要內容；然后劃分小組，針對某一專題講解子題的主要內容。滲透特性是土體非常重要的工程性質，滲透系數的影響因素包括土粒特性（粒徑大小及級配、孔隙比、礦物成分、結構構造）和流體特性（水的動力粘滯系數，飽和度）等。結合筆者的國家自然科學基金項目“滲濾液與土相互作用機理及裂隙襯墊材料防滲性能研究”和“固結過程非飽和黏性土孔隙結構演化規律及其對水力特性影響機制”等，設置“土的滲透特性”綜合性試驗專題。根據滲透系數的影響因素，該綜合性試驗專題下設“礦物成分對黏土滲透性的影響”、“土樣含水率及干密度對黏土滲透性的影響”、“流體特性對黏土滲透性的影響”和“非飽和黏性土滲透性”等子題。將專題、子題及相應的試驗任務書告知學生，供學生選擇。
（二）試驗準備
試驗準備階段的主要任務是小組選定子課題并初步確定試驗方案。將滲透特性綜合性試驗專題的學生分為若干小組，分別完成該專題下的子題。學生完成選題后，首要的任務是讓學生弄清楚相關概念，并布置初步確定試驗方案的任務。為弄清楚滲透特性相關的基本概念，采用提問的方法。例如：什么是土的滲透系數？為什么要研究土的滲透系數？滲透性能與變形和強度有什么關系？如何得到土的滲透系數？各種滲透系數測量方法有什么優缺點？同時，鼓勵學生自己提問，發揮學生的主觀能動性。提出問題并布置任務后，要求學生自己尋找答案、確定試驗方案。給學生詳細講解查閱文獻及相關規范的方法，以及確定試驗方案的方法。
（三）試驗實施
完善學生給出的初步試驗方案，指導學生制定詳細的試驗方案。要求學生遵循《土工試驗規程》等規范的規定，嚴格操作，完成試驗。以“礦物成分對黏土滲透性的影響”子題為例，要完成這個子題，學生需要開展的試驗主要有：擊實試驗、含水率和干密度測試、變水頭滲透試驗等。每一種試驗都有老師或研究生指導，隨時答疑。
（四）試驗結果分析
要求學生按照規范的方法及時整理試驗數據，分析實驗結果出現的問題。對于“礦物成分對黏土滲透性的影響”子題，要求學生給出礦物成分與黏土滲透性的定量關系，并能初步分析滲透性變化規律的機理。還可以給出引申分析的主題，如基于試驗結果進一步分析“如何利用黏土的低滲透性進行防滲”等，進一步引導學生思考。最后，將分析和討論得到的結果整理成完整的研究報告，并做出PPT展示。
四、教學效果
1.1任務的布置及方案的制定
實驗指導教師在設計實驗實施前三周對實驗任務進行布置，學生依據個人興趣圍繞著水體中微生物的檢測和高效功能菌的分離篩選兩個主題自主選擇。如水體中微生物的檢測，允許學生選擇自己感興趣的水體作為研究對象，如對宿舍、教室、圖書館等學生生活學習的區域進行生活飲用水的微生物學測定，監測大腸菌群總數和細菌菌落總數，依照國家標準對該生活飲用水進行評價，也可以選擇學校周邊的一些河、湖、庫(如瑪納斯河、蘑菇湖水庫、北湖等)水體作為研究的對象，進行實驗、分析及評價。高效功能菌的篩選是環境污染治理領域的關鍵環節，林下土壤中分離篩選纖維素高效降解菌，印染廠生產廢水中高效降解偶氮染料菌的分離與篩選等都是學生期望通過微生物的處理手段資源化有機廢棄物或降解有毒有害物質的設計思路。設計實驗研究對象與學生的生活、生產密切相關，有利于充分調動了學生的積極性，掌握學科的發展前沿。通過查閱文獻并與教師進行相應的溝通，每位同學在設計實驗開展前一周上交設計方案，避免了有些同學在實驗過程中常常將自己定位于“旁觀者”的地位，做到每位同學在實驗實施前都是“心中有數”。設計方案包括實驗目的、實驗材料、實驗步驟、實驗預期結果等。指導教師對設計方案進行匯總和分類，將設計方案相近的學生分為一組，同時要考慮學生能力的差異、性別的差異，每組3～4人，指定組長，組員們再次對整組的設計方案進行調整，進一步的完善和合理化，最終方案由指導教師審定后方能進行。
1.2設計性實驗的實施
設計實驗的實施階段，按照設計方案，各小組學生自己動手采集及預處理樣品，自己配制所需試劑及培養基，自己觀察分析實驗結果，自己確定實驗具體時間，教師只是從總體上把握實驗進程，不過多干預實驗，做教學過程的組織者、協調者和服務者。為保證實驗的實施，做到實驗室全天開發，有實驗指導教師、實驗員教師及學生班委輪流負責。教師“教”的地位的弱化并不等于將學生置于無人管理狀態，教師應對實驗中存在的普遍問題進行集中指導，對各小組的個別問題進行分散指導。與此同時，教師通過對各實驗小組實驗記錄的檢查加強實驗過程管理。要求學生每天實驗時，必須做好詳細的實驗記錄，包括實驗時間，實驗人員姓名，實驗具體內容，使用儀器設備及設定的參數，儀器狀態、出現的實驗現象以及可能出現的原因、實驗數據等，不僅能清楚的掌握實驗進展，了解每位學生的實驗情況，還能讓學生養成良好的實驗記錄習慣。微生物實驗豐富多彩，建議學生運用影像技術對微生物的形態、生長情況、采樣地點、處理結果等進行拍照，不僅生動形象地保留了原始記錄，更增強了學生的成就感。
1.3實驗報告的撰寫及實驗成績的評定
實驗部分整體結束后要求學生認真撰寫實驗報告。報告內容包括兩部分，一部分是對實驗數據和結果進行整理、歸納、統計和分析，并與預期結果進行對比;還有很重要的一部分內容是每位同學需要對實驗中的重點難點及關鍵環節進行總結，對實驗中的不足之處提出改進措施或建議。實驗報告的撰寫不僅提高了學生的數據處理能力，而且也培養了學生思考問題和解決問題的能力。實驗成績的評定圍繞整個實驗的全過程，占課程總成績的30%，主要包括實驗方案的制定20%、實驗實施過程中承擔的任務及表現30%、實驗記錄10%、實驗報告40%等，注重實驗過程和結果分析，而不是僅以是否達到預期實驗結果來給定成績。
2教學效果
學生在實驗結束后反映花費在綜合設計性實驗上的時間和精力遠超出他們之前的想象，但收獲頗多。首先在實驗技能上更加的嫻熟，操作上更加的規范;其次，在實驗實施過程中真正的實現了通過自己的思維加工將多門課程的知識有機的聯系起來;再有，學生自行完成了一次提出問題、發現問題、分析問題以及解決問題的能力鍛煉，也是對自我能力剖析、認識和肯定的一個過程。良好的教學效果在學生的本科畢業論文環節中也有所呈現。學生在開題報告的展示、論文主旨的把握、實驗操作能力及數據處理等方面普遍表現良好，畢業論文指導教師普遍反映學生的動手能力及分析解決問題的能力有很大程度的提高。同時，有更多的學生期望在專業方面有進一步深造的機會，我校2010級環境工程專業畢業生中碩士研究生錄取比率較往屆有很大的提高，而且報考及錄取院校大多是國內知名環境相關院校。
3教學思考
關鍵詞：變速器試驗臺體系結構控制軟件
汽車變速器是汽車中的一個關鍵設備，其性能直接影響到汽車的動力性、經濟性和可靠性。汽車變速器綜合性能的測試比較復雜，目前國內的汽車變速器試驗臺自動化程度低、機界面不友好、測試過程依賴于測試者的經驗。因此，本試驗臺系統自動程度高、測試項目多、實時性強且完全可靠。
1系統介紹
具體說來，該試驗臺系統具有以下優點：可進行五種不同型號變速器及其擴展類型變速器的性能測試；自動測試過程可智能控制；短時間內可完成綜合性能（換檔、加載、同步器）測試；運行參數可實時顯示；可進行故障的自動檢測、報警及處理等。
1.1系統硬件介紹
本系統采用雙變頻電機模擬汽車變速器實現工況，從而實現對變速器性能的真實檢測。電機的控制通過西門子6SE70系列變頻器來實現。該系統變頻器采用交流矢量控制技術，對大功率交流電機實現了精確控制。因為該系統中變頻器數量不多、數據傳輸量不大，采用RS485總線來實現工控機與變頻器之間的通訊，滿足了實時性要求。由于PLC控制穩定、可靠，所以自動換檔執行機構（機械手）采用PLC控制器來實現不同型號變速器的自動換檔動作。
圖1系統結構圖
1.2系統軟件開發環境
工業過程控制軟件往往需要具有很強的通訊能力、現場數據的實時檢測能力及強大的數據庫、良好的圖形界面。組態王6.01采用全新中文Explorer界面并擁有豐富的繪圖工具和龐大的圖形庫（包括大量的工業標準元件），支持多媒體和ODBC數據庫提供的功能、具有強大的控件和控制語言，使用靈活、方便，提供給用戶一方便的集成開發環境，使開發者可快速構造應用系統。它還具有強大的通訊能力和良好的開放性。本系統控制軟件基于組態王6.01二次開發，實現了測試過程的控制、測試數據的實時顯示，而且縮短了開發時間。
2系統體系結構
2.1系統要求
廠方要求試驗臺系統能夠在線檢測變速器的綜合性能，包括以下試驗：①各檔換檔試驗；②變速器加載能力測試；③變速器操縱（同步器）性能的測試；④跳檔檢測；⑤變速器的疲功壽命試驗；⑥傳動效率試驗。
工作性能要求為：
(1)系統運行穩定、安全可靠；
（2）測試數據報表和測試及故障診斷的界面友好；
（3）臺架試驗方法科室、規范，達到汽車機械式變速器臺架試驗方法國家標準；
（4）在同一臺架上對不同種變速器完成測試功能。
2.2系統體系結構
系統整體結構如圖1所示。
系統分為三大模塊：①控制部分；②換檔機械手部分；③試驗臺機電部分。控制部分以計算機為中心，控制軟件根據現場數據和當前工作狀態控制系統的流程、任傷分配、指令發送、故障檢測等；通過板卡通訊向PLC機械手發送換檔控制指令、通過RS485總線變頻器發送測試所需的轉速和加載扭矩信號。控制部分還包括變頻器、現場數據采集卡（PCL818L）、PLC控制器。變頻器可以實現三相交流異步電動機的無級調速。變頻器選用西門子6SE70系列變頻器，該系列變頻器采用交流電機的矢量控制技術對電機進行控制。矢量控制也叫磁場定向控制。它的基本思路是利用d-q旋轉坐標變換，將定子電流分成勵磁電流id1和轉矩電流iq1，在調速過程中保持轉子磁鏈不變，即id1為常數，此時交流電機調速原理與直流電機相同。現場數據采集卡將現場采集的數據傳輸到計算機。PLD控制器根據計算機發送的指令完成將換檔信號轉換為換機械手的執行命令。
換檔機械手部分是控制部分的執行機構，機械手根據PLD發送的換檔指令完成指公平的換檔動作。
試驗臺機電部分是本系統是最終執行機構，完成將變速器驅動到相應轉速和加載扭矩，以達到特定測試工況。機械部分包括兩個功率比較大的變頻電機和試驗臺架。本系統中電機的性能對整體性能影響很大，因而選用交流變頻電機。該電機能滿足高精度的扭矩、轉速控制，而且功率足夠大，可以滿足本系統試驗工況要求。工作時，加載電機工作在發電狀態下，能量回饋到電網，大大節約了能源。試驗臺架包括離合器、傳動機構和汽車變速器。因為試驗時要達到高轉速、高扭矩的工作狀態，所以機械部分加精度要高。汽車變速器是本系統測試對象，為了使裝卸變速器的時間短，本試驗臺變速器的夾緊松開操作是通過油缸4軸連動壓板來實現的。
2.3系統工作原理
系統采用雙電機模擬汽車工況，其中驅動電機通過變頻器的速度閉環控制模擬汽車的驅動機構，加載電機通過變頻器的扭矩閉環控制模擬汽車加載。機械手根據計算機發出的指令信號完成對不同型號變速器的換檔動作，從而能控制變速器換檔到指定檔位。在測試過程中，控制軟件對系統的運行參數實時記錄顯示，并對溫度、轉速、扭矩、電流、完全罩到位信號等實時監控，遇到故障自動報警、自動分析。
3系統軟件的開發與實現
本系統控制軟件是基于組態王6.01二次開發的、功能結構如圖2所示。
本系統從功能上完成了自動試驗、手動試驗、單獨換檔試驗、疲勞試驗和效率試驗。計算機自動試驗是本系統的主要部分，在這種狀態下計算機控制變速器的測試過程，包括：試驗流程、試驗過程中換檔順序、各個檔位的轉速給定、加載扭矩給定、系統協調、信號檢測及處理等。在自動試驗控制下，完成從空檔到最高檔位的換檔和加載交替過程，接著完成從最高檔位降低到最低檔位的降檔換檔，最后完成倒檔測試。手動試驗是由人操作手動操作臺的扭鈕完成的，其程序主要完成監測、報警功能。單獨換檔是應廠家要求對某一指定檔位進行試驗。疲勞試驗和效率試驗分別對變速器的耐久性和傳動效率進行測試。組態王6.01有豐富的畫面制作系統，支持無限色和二十四種過濾色，并具有豐富的圖庫和圖庫精靈、豐富的動畫連接向導。利用組態王6.01界面開發系統可給各種控制模式開發生動的界面，非常形象、美觀。由于自動試驗過程是本軟件系統的關鍵，故以下僅對自動試驗進行討論。
3.1接口通訊參數
組態王與I/O設備之間的通訊很方便，主要通過以下幾種方式進行通訊：串口通訊方式、DDE方式、板卡方式、網絡節點方式、人機接口方式。組態王有豐富的數據類型，使用起來特別方便。
接口通訊參數如圖3所示。
計算機通過檢測現場數據，根據任務規劃狀態向PLC和變頻器發送相應的控制指令。
現場數據包括：變速器當前檔位、轉速、扭矩、通過拉壓力傳感所測得的掛檔力、離合器開關信號、變速器夾緊信號、軸承溫度等。其中與PLC的通訊利用組態王的板卡通訊方式，組態王與變頻器通訊采用組態王的串口通訊方式，組態王與現場數據通訊通過PCL818L擴展板卡來實現。現場數據用于檢測工作狀態是否到位和故障報警等，如機械手是否換檔到位是根據現場采集的速度之比和配方中的速比是否一致來判斷的，而溫度、轉速等指標又是故障報警的依據。
3.2自動換檔過程的實現
3.2.1自動換檔過程流程圖
自動換檔過程流程圖如圖4所示。
自動換檔過程要完成松開離合器、換檔、閉合離合器的動作和定時加載以及檔位的自動更替。由于松開離合器、換檔、閉合離合器都是在電機運轉的情況下工作的，因而每一動作命令的發出都要先檢驗其條件是否嚴格滿足以保證安全。離合器松開的條件為：電機的轉速必須在預設的范圍內；檔檔的條件為：必須檢測到離合器已松開；離合器閉合條件為：換檔到位。如果條件不滿足就等待條件滿足，但是等待時間也是有限制的，故采用定時器計時的方法來控制順序動作等待時間。當檔位換到位時，按該檔位的測試參數加載，加載一段時間就可以測得變速器的加載能力，因而加載的定時也采用定時器來完成。加載計時完畢，將進行下一檔位的測試，在程序中進入換檔準備過程。在換檔準備過程中，當前檔位標志更替為下一個測試檔位的標志，檔位參數（變比、檔位、加載扭矩、加載轉速）更改為下一測試檔位的參數。
3.2.2基于組態王編程實現自動檔換過程
組態王事件命令語言可以規定在事件發生、存在和消失時分別執行的程序。離散變量名或表達式都可以作為事件。當該事件剛剛發生時，該單元的程序只執行一次；當該事件存在時，按照設定的時間間隔反復執行該單元程序；當該事件消失時，該單元程序只執行一次。事件命令語言存在時的循環執行程序與普通程序的while循環類似，但不完全相同。事件命令語言在事件存在條件下可以控制和調節系統循環執行的時間，因而有利于過程控制的定時操作。事件命令語言可以完成普通程序的if、while條件，同時可以達到定時功能。而且工業控制中很多都是通過離散狀態變更來激發程序的流程。組態王命令語言形式很適合開發這種過程。
自動換檔過程建立了多種工作狀態：“換檔準備”、“換檔開始”、“換檔成功”、“加載”、“運行”、“試驗完成”等。以這些工作狀態和計算機檢測到的現場數據組合構成不同的事件，再以這些不同的事件之間相互激發、轉換的邏輯關系實現自動換檔過程的邏輯關系。
這里采用了組態王事件命令語言中事件存在時循環的定時功能。當程序進入定時器狀態時，采用計數器進行倒計時，事件存在時命令語言其它的程序都處于不被激發狀態。在這種狀態下，通過設定計數器起始計數值n和事件命令語言存在時循環執行一次的時間t，可以設定定時器的定時T（T=n×t）。
組態王還具有配方功能。在制造領域，配方用來描述生產一件產品所用的不同配料之間的比例關系，具生產過程中一些變量對應的參數設定值的集合。不同型號變速器和不同檔位的測試參數（轉速、加載扭矩等）數據結構類型是一致的，只是比例關系不同，因而采用配方功能比例方便。
了解普通陶瓷的原料及坯料的配方設計；掌握泥漿制備、性能檢測和調整的方法；掌握普通陶瓷燒成過程中的物理化學變化；掌握陶瓷燒結性能評價方法；完成從原料制備到最終燒出制品的整個陶瓷生產工藝過程，鍛煉學生的動手能力、綜合運用專業知識的能力以及分工合作精神。
2實驗原料及儀器設備
2.1實驗原料
礦物原料有：石英、砂巖、長石、蘇州土、星子高嶺、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木節、唐山木節、秦皇島瓷石、湛江原礦、依安黑泥、沁陽土、大同土、新會球土、白云石、松陽高嶺土、盛超粘土等。化學試劑：碳酸鋇、堿面、水玻璃、PC67等。
2.2儀器設備
球磨機（包括瓷磨罐）、電熱干燥箱、燒結爐、電子天平、涂4粘度計、泥漿攪拌機、電子秤、標準篩、石膏模型、秒表、溫度計、數顯式游標卡尺等。
3實驗步驟
3.1泥漿配方的設計與計算
查閱文獻，參考經驗配方，通過化學組成、礦物組成的計算，初步擬定坯料配方并按3kg總量計算出泥漿的配料單，測出原料的含水率，計算出實際配料單。
3.2泥漿制備
(1)按實際配料單稱量原料，加水，加水量按30%左右計算。并加入球石，可用鵝卵石或高鋁石球，料球比為1∶2，球石的級配為大球:中球:小球=（20%～25%）:（30%～50%）:（30%～50%）。加入0.1%～0.2%的氯化鈣或醋酸，可促使泥漿凝聚構成較粗的毛細管，從而提高壓濾效率。(2)研磨3.5h后，檢測細度。用水篩法測篩余，若過粗，再繼續研磨，直到350目篩篩余0.7%～0.8%，同時調整泥漿濃度，目標值達到（356±2）g/200mL。
3.3泥漿性能測定
(1)含水率:準確稱量泥漿10～20g置于蒸發皿中，在烘箱內烘干至恒重后，冷卻稱重。記錄濕試樣質量W1，干試樣質量W2。則相對水分(X)為(W1-W2)/W1×100%；絕對水分(Y)為(W1-W2)/W2×100%。(2)細度：取100g泥漿，緩慢倒入350目篩中，同時置于自來水下沖洗，直至篩下水流不渾濁為止。將篩上殘渣傾入蒸發皿中，靜置30min倒出蒸發皿上部清水，放在烘箱內烘干，稱量殘渣重量，細度（或篩余）用殘渣占干料重量的百分比來表示。(3)濃度：將200mL比重瓶洗凈、控干水分、烘干后稱重。再將制備好的泥漿倒入容量瓶至規定刻度于電子天平上稱重，記錄數據，單位為g/200mL。(4)流動性：將泥漿注滿涂4粘度計（100mL）。在打開出口的同時按下秒表，記錄秒表數據，即為泥漿的即刻粘度V0。
3.4注試條和試樣，并燒成細度和濃度達到要求后，放磨，過80目篩
放入塑料桶中陳腐7天后，利用石膏模具澆注試條和陶瓷半成品（如花瓶等）。將試條和坯體干燥后修坯、坯體施釉，在一定溫度下燒成。
3.5試條性能測定
(1)收縮率。用石膏模具澆注試條，開模后用游標卡尺做記號，長度100mm或150mm。放入烘箱烘干。烘干后再測量記號長度，計算干燥收縮率，公式如下：干燥收縮率%=燒成收縮率%=×100%總收縮率=（1-干燥收縮率）×燒成收縮率+干燥收縮率(2)彎曲強度。計算公式為：式中：Ra為彎曲強度（MPa）；P為作用力（N）；L為跨距（mm）；D為試條斷口處直徑（mm）。(3)燒結性。將燒后的試條作吸紅實驗，測定吸水率、氣孔率和體積密度等指標表征試樣的燒結性。
4實驗結果與討論
測定泥漿各參數如細度、濃度、流動度及含水率等；測定試樣干燥收縮率、燒成收縮率和總收縮率；進行試樣吸紅實驗及彎曲強度、氣孔率、吸水率和體積密度等指標的測定，并分析燒成制度對陶瓷制品燒結性的影響。
5教學組織與成績評定
將參加實驗的學生分組，3人/組。首先安排學生查閱資料，讓學生對實驗內容有初步了解；其次討論確定實驗路線和方法。最后，3人協作共同完成實驗內容，每組至少完成一個配方。在教學實踐過程中，我們發現由于實驗方案和實驗內容相對獨立、靈活性強，很難用同一尺度來對學生進行考核。因此，在綜合性實驗的評定過程中，我們重過程輕結果。實驗成績的評定包括：出勤10分、實驗動手能力40分，實驗結果分析20分，實驗報告30分。其中動手能力的考核要求每個學生至少提交一件合格的陶瓷制品。實際每個學生都能完成幾件，有的還非常美觀漂亮。力爭較全面的考查學生的綜合能力和科研素質。
6教學效果反饋
該綜合性實驗項目歷時4周，實驗完成后，學生們普遍反映獲得了很多生動的知識，在實踐過程中通過查閱文獻和實際動手，將理論知識應用于實踐過程中，使知識融會貫通，既提高了學習興趣，也鍛煉了動手能力。
7結語
藻膽體由“桿”復合物和“核”復合物組成。前者直徑12nm，長度18nm，由若干個藻膽蛋白(包括藻紅蛋白、藻藍蛋白)六聚體通過連接肽聚合而成，組成六聚體的每個單體包括藻藍蛋白α和β兩個亞基;核復合物直徑12nm，長度12nm，由3個藻膽蛋白(別藻藍蛋白)三聚體和相應的連接肽組成，三聚體中每個單體由別藻藍蛋白α和β兩個亞基組成。核結構并排排列并附著于類囊體表面，桿結構分布于其核結構側面，呈放射狀排列，構成完整的藻膽體。在完整的藻膽體中，藻紅蛋白、藻藍蛋白復合物將吸收的光能傳遞給別藻藍蛋白復合物，能量最終被匯集并傳遞給光系統中的葉綠素a。不同物種藻膽體的組成和結構差異較大，而在實驗教學中宜選擇組成和結構比較簡單的藻膽體(如Synechococcus6301)。尤其是只含有藻藍蛋白和別藻藍蛋白，不包含藻紅蛋白的藻膽體，更適宜于該綜合實驗。
2實驗流程
藻膽體分離、純化以及性質分析實驗的具體操作步驟在相關文獻中均有詳細介紹，在此只給出實驗流程及所用到的實驗技術。其中，藻膽體分離和純化過程中，常溫操作及高濃度(0．6～0.9mol/L)磷酸緩沖液是保持藻膽體結構完整的關鍵，這兩個條件也是分離藻膽體實驗操作的特殊之處，完整的藻膽體經蔗糖密度梯度離心后形成明藍色區帶，吸收光譜最大吸收峰位于610～615nm;而藻膽蛋白的分離純化需在4℃下進行。另外，通過透析除去磷酸鹽(通常降至5mmol/L以下)后，藻膽體自動解體。
3藻膽體作為實驗材料的優勢
3．1實驗材料容易獲得
藍藻培養方法現已非常成熟，且藍藻在旺盛生長時，藻膽體占可溶性蛋白含量的80%左右，因此完成以上實驗流程每組只需要30～50g藍藻細胞。
3．2綜合性強
該實驗涉及表面活性劑的使用、密度梯度離心、透析、吸收光譜分析、SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳以及色譜等多項常用生化技術。
3．3實驗結果明顯、成功率高
實驗中得到的藻膽體及其解聚得到的藻膽蛋白均為有色的色素蛋白，密度梯度離心和層析結果均可直接觀察，增加了學生實驗過程中的興趣度，且各組往往是得到藻膽體和藻膽蛋白量上的差異，基本不會出現無實驗結果的問題。
3．4難度適當
在進行充分準備后，高年級本科生均可完成整個實驗流程，該實驗流程約需要24～36學時。該實驗靈活性強，既可作為綜合性實驗，也可作為分步實驗，隨講隨做，將每個實驗結果凍存備用，因此各院校可根據課時情況、學生基礎以及具體實驗條件對該實驗流程進行適當修改。此外，有條件的學校還可以在此基礎上，完成完整藻膽體的電鏡觀察、藻膽體及藻膽蛋白室溫或低溫熒光激發/發射光譜分析以及連接肽的分離純化等實驗，以增加實驗難度。
3．5實驗費用較低
完成實驗操作，若藻膽蛋白的純化使用羥基磷灰石柱層析，每組所需試劑耗材300元左右。
4實驗存在的問題
(1)密度梯度離心是純化藻膽體的必需途徑，也是制約該綜合性實驗大規模開展的重要因素，完成該實驗流程需至少收集2管的藻膽體(每管容量50mL，上樣5～10mL)，而每臺超速離心機只能同時放置6支離心管。由于我院擁有1臺超速離心機，因此該實驗每次開設均不超過6個小組。
(2)藻膽體結構與功能的研究始于上世紀70年代，現在已成為研究得最為透徹的生物大分子之一，目前已不是研究熱點，因此該實驗設計基本屬于驗證型，相比而言創新性稍顯不足，但無疑是訓練學生蛋白分離純化相關技術不可多得的實驗材料。
5結語
