生物实验教学计划（精选8篇）

时间流逝得如此之快，我们的工作又将在忙碌中充实着，在喜悦中收获着，此时此刻需要为接下来的工作做一个详细的计划了。计划到底怎么拟定才合适呢？下面这8篇生物实验教学计划是宣传员为您整理的生物实验教学计划范文模板，欢迎查阅参考。

生物实验教学计划 篇一

初三物理新学期教学工作计划

新的学期又开始了，为了使初三物理下学期教学工作顺利有序的进行，提高自己的教学水平，学校要求初三物理教师都要制定并写出初三物理下学期教学工作计划，初三物理下学期教学工作计划是该科教师在学期开学后提前做好的准备工作，也是学校使用范围最广的论文，初三物理下学期教学工作计划。首先经过初三物理备课组对初三物理下学期教学工作计划的草稿展开讨论，然后再在自己的初三物理下学期教学工作计划中要对学情、教材内容和教学目标、教学措施、教学进度等进一步做详细的说明，才算是真正制定好了初三物理下学期教学工作计划，并在实际工作中，初三物理老师要严格按初三物理下学期教学工作计划里的要求和措施去实施，如果出现特殊情况，也可以对初三物理下学期教学工作计划中的某些内容做适当调整。在平时教研活动时，经过讨论也可对初三物理下学期教学工作计划有所变动，但要以完成学期目标为基本，可以改变教学措施和方法，对教学内容不可随意删减。本空间的初三物理下学期教学工作计划是经过老师精心编写而成，但也可能对你不适用，有什么意见请提出。

一、指导思想

本学期初三物理科已全面进入中考复习工作，面对中考复习，我们是以《初中物理课程标准》为依据。在复习中，强化基础教育，帮助学生掌握好物理基础知识和基本技能，提高学生应用物理知识的能力，教学中，加强生活、科学、技术和社会相联系的教学，关注学习过程中如何使学生进行自主探究学习，培养学生观察、分析、探究、归纳总结的能力。

二、教学目标

1、努力提高学生的实验操作技能，使他们能独立进行实验操作，力争中考实验操作考试合格率达98%以上，工作计划《初三物理下学期教学工作计划》。

2、强化学生的分析问题和解决问题的能力，对各种类型的考题，能熟练运用多种解题方法进行解答。

3、使学生能熟练运用所学的物理知识去解答生活和生产中的实际问题。

4、力争中考平均分达90分以上，优分率达85%以上，及格率达90%以上，低分率控制在3%以内。

三、教学措施

1、对学生要严格要求。学生虽逐步懂得了学习的重要性，但学生的自制力不是很强。所以，教师在教学过程中，必须对学生严格要求，不能放松任何一个细节的管理。做到课前有预习，课后有复习，课堂勤学习；每课必有一练，杜绝学生不做作业、抄袭他人作业；教育学生养成独立思问题的习惯，使每一个学生真正做到学习成为自已终身的乐趣。

2、要重视基础教学：物理现象、规律和基本的实验操作是教学的基础。因此，认真研究书本中出现的每个问题，是学习的第一步。在学习过程中，要注重对基础知识、基本技能的学习，在基础知识和基本技能的学习中，应灵活多样、适当拓宽，促进有意义学习。不做超过课程标准的繁难试题，提高学习效率。

3、联系实际：注意观察生活中经常接触的物理现象(如家用电器等)，能利用生活中最常见的物品设计实验，会用学过的物理知识解决简单实际问题。在学习过程中对习题中出现的与生活相关的电现象进行透彻的分析是学好电学知识的重要手段，切忌就题论题。能从不同角度对问题进行深入的分析，是学好物理的必经之路。

4、关注探究：在中考的各类试题中，实验与探究题所占的比例既是最高的，也是部分同学在学习过程中感到头疼的问题。对实验探究的学习，应以考试说明所规定的基本要求为依据。实验能力作为进行科学探究所需的重要能力，在学习过程中也应得到足够的重视。实验学习应包括：实验器材的选择、实验操作、实验方案设计、实验数据的分析、处理及必要的分析与论证等内容。

5、强化规范：规范是成功学习的前提。因此，在学习过程中应强化解题规范化训练，明确方法、严格要求。学习时应注意以下几个问题：

四、教学课程和时间安排

周次日期教学内容课时备注

补课2.1-2.8第1讲声音的产生与传播第2讲声音的特性噪声与声的利用第3讲光的传播光的反射与平面镜成像第4讲光的折射凸透镜成像及应用

补课2.18-2.27第5讲物态变化第25讲分子热运动内能第26讲比热容热机第27讲能源与可持续发展

一3.1-3.7第6讲电流和电路第7讲串并联电路第8讲电压电阻第9讲欧姆定律

二3.8-3.14第10讲电功率及其测量第11讲电与热安全用电

三3.15-3.21第12讲磁场电流的磁场第13讲电动机与发电机第14讲信息的传递

四3.22-3.28第15讲宇宙和微观世界第16讲质量和密度第17讲运动的描述时间与长度的测量

五3.29-4.4第18讲力与运动第19讲弹力重力摩擦力第20讲杠杆简单机械第21讲压强流体压强与流速

六4.5-4.11第22讲浮力及其应用第23讲功功率机械效率第24讲机械能

七4.12-4.18综合一与声音相关的问题综合二与光相关的问题综合三与物态变化相关的问题综合四与内能和热量相关的问题

八4.19-4.25综合五与密度相关的问题综合六与压强、浮力相关的问题综合七与运动和力相关的问题综合八与做功、机械相关的问题

九4.26-5.2综合九电路的连接和控制综合十欧姆定律电功率综合十一电与磁

十5.3-5.9专题一作图专题二简答

十一5.10-5.16专题三实验5+2

十二5.17-5.23专题四计算题5+2

十三5.24-5.30基础补漏5+2

十四5.31-6.6作图实验5+2

十五6.7-6.13计算创新

生物实验教学计划 篇二

一、激发导入，提出问题

首先，要根据生物教材的特点和学生的年龄特征，创设学生探究的情境，在此基础上，引导学生发现问题和提出问题。教师要建立和谐、融洽、民主的师生关系，尊重每一个学生，鼓励他们发现问题和提出问题。教师要让学生尝试从日常生活、生产实际或学习中发现与生物学相关的问题，并尝试书面或口头表述这些问题，描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在。

比如，在探究哪些环境因素影响鼠妇的分布时，教师要将学生分成若干组，每组在课前观察鼠妇的生活环境，捕捉鼠妇若干个（注意：不能破坏学校或社区的草坪或花坛等），针对鼠妇的生活环境提出问题。

二、合作讨论，提出假设

教师在学生提出问题后，要为学生提供一个独立自主、合作讨论、相互交流的机会，在学生充分思考交流后，从学生已经有的知识基础和能力出发，对不同的问题提出假设，引导学生应用已有知识对问题的答案提出可能的设想，估计假设的可检验性。同时，教师要充分引导学生大胆设想，对提出的问题加以否定或肯定，最后集中提出一个或几个假设，从而提升学生科学的判断力和洞察力。比如，在探究哪些环境因素影响鼠妇的分布时，学生通过交流自己是在什么地方捕捉到鼠妇的，对影响鼠妇分布的主要环境因素作出假设。再如，动物激素饲喂小动物的实验，其假设是“甲状腺激素对动物的生长发育有影响”，教师要引导学生讨论其影响的各种因素。

三、小组交流，制订计划

提出假设后，如何设计方案去验证假设是探究的关键。这个时候教师要在已有资料的基础上予以点拨、启发，指导学生制定出与自己水平能力相符的计划去或支持假设，同时设计要符合单一变量原则、对照性原则（分为空白对照、自身对照、条件对照、相互对照）、科学性原则、重复性原则。设计探究的计划时要列举所需要的用具与材料，找出控制变量，设计对比实验等。比如，在探究哪些环境因素影响鼠妇的分布时，教师提供器具和实验室，学生再根据假设设计一个方案来验证它。

四、实施计划，得出结论

实施计划，即指进行观察、调查和实验。先收集数据，评价数据的可靠性，然后描述现象，处理数据，最后得出结论。比如，在探究哪些环境因素影响鼠妇的分布时，根据实验设计，进行实验，观察并记录鼠妇在一定时间内的活动变化。然后各组交流实验数据，分析小组和全班的数据，讨论实验数据是否支持假设。再如，动物激素饲喂小动物的实验，其预期结果是“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪，将促使蝌蚪的生长发育加速”，实验预期是较具体的推断。教师要求学生在实践的基础上，对实验现象进行解释，得出结论。

五、激励评价，引申探究

生物实验教学计划 篇三

关键词：生物化学实验；实验教学改革；卓越医生班

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）39-0112-02

为适应我国经济社会发展，人民生活的需要以及实现和国际医学教育发展接轨，2010年，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》颁布，明确提出实施“卓越医师人才教育培养计划”，2012年5月，教育部、卫生部共同《教育部卫生部关于实施卓越医生教育培养计划的意见》。2013年“卓越医生教育培养计划”项目，作为人才模式改革试点项目，其重点发展完善临床医学人才培养体系。对于卓越医生培养的核心任务是改革医学人才培养体系，主要包括人才培养观念、培养模式、课程体系建设、教学内容更新、教学方法改革及考核评价体系等方面；传统的教学方法已不能满足新时代医学人才知识、能力及素质等多元化的要求。遵义医学院第一批入选了国家“卓越医生教育培养计划项目”试点高校，从2013年起我校就全面启动了“卓越医生教育培养计划”项目，每年从新生进校的第二学期开始，通过笔试和面试，主要从临床医学专业挑选出40名左右品学兼优的学生组成卓越医生教改班，实施教育培养计划。

基础医学院肩负着“培养卓越医生”早期教育的重任，为积极配合学校这一改革计划的开展，基础医学院多次召集具有丰富教学经验的教师反复讨论，明确卓越医生培养的真正内涵，并结合我院的实际情况，首次提出将生物化学、细胞生物学、组织胚胎学和系统解剖学课程在同一学年完成，将四门课整合为人体结构学，主要是从器官组织细胞分子这一从宏观向微观逐级递进的讲解方式阐述人体的复杂结构与功能。

生物化学授课学时在人体结构学课程中占有相当的比重，鉴于此，生物化学教研室的老师们经研究决定尝试对生物化学的教学内容进行调整，以更好地与其他三门学科内容相结合。临床医学专业生物化学理论课和实验课以往都是在第三学期全部完成，而现在把它分成两大部分，即第一部分包括生物大分子结构与功能、遗传信息传递；第二部分包括物质代谢与器官生化。这两部分内容分别在第二和第三学期分别完成。理论课第二学期主要讲解蛋白质、核酸、酶、维生素、基因表达调控、癌基因、抑癌基因、生长因子和基因工程等；第三学期主要讲解糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢、核苷酸的代谢、生物氧化、血液生物化学、肝胆生物化学等。实验课的内容为了与理论课的内容相匹配，我们在第二学期主要选择了与蛋白质、核酸有关的实验内容；第三学期选择的实验内容主要与物质代谢有关。为顺应新形式的发展，我科专门制定了针对卓越医生教改班的“实验教学大纲和实验考核标准”。卓越医生教改班学生基础较好，理解能力较强，我们在实验内容上作了很大的改革，把一些简单的验证性实验换成了综合性或设计性实验。因此实验的难度增加了，操作时间增长了，以前每次安排4个学时能完成的实验，现在需要8个学时才能完成。对于这一改革，学校也给予了大力支持，把卓越医生班的生物化学实验课安排全天进行。从这两年上课的效果来看比较满意，学生在很多方面都有所提高，以下是几点体会，供大家借鉴。

一、学生能有目的、有计划地安排好实验

本科医学教育的根本任务是培养医学生完成医学课程的基本训练，训练要从基础课开始，基础课大多是实验性学科，实验教学是教学计划中的重要组成部分，是理论教学的继续、深化、论证和补充。通过实验，可以提高学生分析问题、解决问题和动手的能力，培养学生实事求是、严谨的科学态度和作风。生物化学实验是以生物实验与化学实验为基础的实验，大多数是蛋白质、酶、核酸及糖的提取、定量及鉴定的实验，要求严格，操作复杂，要保证实验的完成质量，每个环节都不能有丝毫的疏忽大意。对于实验来说，预习是关键，首先要吃透实验原理，了解各种试剂的作用、掌握每一步反应的意义、写出操作流程图，有目的、有计划地安排好实验，这样做实验才不盲目。因此，实验课改革后，学生在操作前的预习准备工作就比较充分，在老师讲完原理和操作注意事项后，他们有时间吃透实验讲义，提出重点和疑难问题问老师，把问题弄懂后才动手操作。因此他们可以更科学合理地安排实验操作，提高实验效率，做出满意的实验结果。

二、学生的团结协作能力提高了

为了操作更加方便，我们将卓越医生班的学生分为两个实验室，每一个实验室约20个学生，很多试剂和仪器为大家共用。因此，团结协作尤为重要，如第二次实验内容是：“基因组DNA的提取、浓度测定及琼脂糖凝胶电泳分析”。首先要取得新鲜鼠肝称量，提取DNA紫外分光光度法测定浓度琼脂糖凝胶电泳分析，实验步骤繁多，条件要求严格，用时也较长，有些步骤需2人一小组操作，有些步骤需5人一大组进行，要想让实验有条不紊地进行，同学之间一定要配合好；此外，大家还要一起讨论问题并共同解决，选定最佳技巧，完成实验，如DNA提取关键步骤的把握，离心机使用的配平与开启，比色计的预热，电泳过程中的实时观察，染色和脱色液的更换等都需要安排好。越是复杂难做的实验越需要同学们的团结协作。通过这两年的实验观察，感觉教改班的团结协作能力比其他班要好很多。

三、学生全面分析问题的能力提高了

我们开设的综合性或设计性实验，是由几个相关的小实验进行科学地组合设计而成，涉及到的知识面较广，如第三次实验：“蛋白质定量分析及SDS-PAGE凝胶电泳分析”，一个实验涉及到几种生物化学实验技术，如离心法、比色法和电泳法等技术。在实验课中，利用操作中等待的时间，老师提出一些与实验内容相关的问题让同学们串联着去思考、讨论并回答，有时会有几种不同的答案，这样他们的知识面得到了提高，对实验的整体认识也增强了。做完实验后，老师再理论联系实验进行点评、总结，同学们再回去经过分析讨论写出实验报告。从他们班的报告来看，就比其他班的要理想，特别是对结果的分析讨论部分要全面一些：如做了什么实验？得到了什么结果？结果是多少？为什么会得到这样的结果？实验中要注意哪些问题？今后应该怎样做？等等，都分析得比较清楚、透彻。

四、启蒙与引导了学生的科学创新与设计能力

对于医学生要更好地掌握理论知识、实验技能，培养他们的科学思维、创新意识和动手能力极为重要。卓越医生的培养目标，是培养高素质、高质量、高水平，适应我国医疗卫生改革和发展的卓越医疗人才。而科学合理的基础教学模式和手段的应用，可以有效地启蒙和引导他们更快地达到这一要求。验证性的小实验只是将实验课作为理论课的论证与补充，过多强调实验的结果、结论，过分注重对理论的重复性验证，教学方法单一，手段落后，学生是在老师一切都准备好的条件下操作完成实验。而综合性或设计性实验，是对所学的理论知识和实验方法进行优化、组合；不仅涉及对理论知识的复习与验证，更重要的是通过不同实验方法的科学组合，通过实验设计帮助学生科学合理地应用理论知识和实验技能，提高学生的学习兴趣，实现其感性到理性认识的升华。如我们开设的最后一次实验是设计性实验，我们给出实验题目与要求，要学生们以组为单位，根据所学的生物化学理论和实验技术，查阅资料、写出方案（实验的目的、原理、仪器、试剂、操作流程、结果预测、参考资料）、实施完成，写出实验报告及综合评价。通过这种方式启发学生的科研创新能力，分析问题和解决问题的能力，帮助引导学生涉入科学研究的大门。

综上所述，由验证性实验改成综合性或设计性实验，不仅是对理论知识的复习与验证，更重要的是通过不同实验方法的科学组合才能高质量地完成相关实验，通过实验设计提出问题、查阅资料、设计方法流程、实施完成、分析评价等程序，帮助学生既要进行基本操作技能的训练、基本实验方法的训练和验证理论知识的训练，还要培养学生灵活应用所学知识和技能解决问题；用科学的方法进行创造性思维，使学生在实验中学习，在学习中完成实验，既动手又动脑；培养学生做事情要有目的，有计划，有群体精神；还要培养学生胆大、心细、积极、主动和有爱心，使他们尽快地成为新一代的卓越医生。

参考文献：

[1]厉岩，郑力，彭义香，等。高等医药院校大学生临床技能竞赛的实践与思考[J].中华医学教育探索杂志，2012，11（6）：558-562.

[2]张潜，薛黔，罗军敏，等。卓越医师班人体结构学课程体系中系统解剖学授课初探[J].基础医学教育，2014，16（9）：687-689.

生物实验教学计划 篇四

目前我国探究实验主要侧重于利用实验仪器开展探究（即实验的实际操作研究），而对如何开发网络在学生实验探究能力培养的方面的研究较少。比如，如何利用网络互相讨论、进行思想的碰撞，提升提出问题的能力；如何利用网络共享探究成果等，均较少有人研究。

我校的设备为开展这类实验提供了可能。我校的网络硬件设备好，学校有生物探究性实验室，学校网络与国际互联网相连接，能够实现学生实验与模拟实验同步进行。全校每间课室都有电脑多媒体设备，且随时可以接入国际互联网。学校配备4个网络教室，有近300台学生用电脑。

2 具体做法

2.1基于网络环境培养学生“制定计划”的能力

生物科学探究需要通过具体的实验操作来获取证据和验证假设。制定生物学探究计划、设计实验方案，将探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上来。探究计划是否科学、有序，将直接影响探究结果的可靠性和科学性。

因此，制定计划与设计实验是生物科学探究过程中重要的环节。但在大多数情况下，为了节约时间，使科学探究能在规定的时间内完成，教师或教科书都会介绍现成的探究方案，因此在传统课堂教学中，这个环节学生较少有锻炼的机会。由此看来，让学生经历制定计划与设计实验的过程就显得特别必要。

网络环境下的实验探究能力教学使学生“制定计划”的能力培养成为可能。笔者针对不同学段的学生这方面的能力培养采用不同的做法。

通过文献研究，发现生物探究性实验方案框架一般包括以下几个项目：“确定实验题目、提出问题、作出假设、制订实验计划、实验、预测结果、做出结论等”。其中的实验操作步骤为：“第一步：取材、分组、编号；第二步：分实验组和对照组，要体现出单一变量原则和对照原则；第三步：放在相同适宜条件下进行或反应等；第四步，观察并记录实验结果”。

在网络环境下，笔者为培养学生“制定计划”的能力，主要做了以下工作。

对于初级学习者（如高一学生）“制定计划”的能力培养：在网络教室中通过在网络环境下给m学习支架（即给出科学家探究方案的范本、给出实验方案的框架、给出探究部分的条件、药品、仪器、给出适当的指引等）让学生学习，学生在思维层面做网络下的模拟实验。即根据“提出的问题”用计算机软件设计探究方案，通过网络提交探究方案。提交方案后计算机才给出专业人员的方案设计。对照专业人员的方案设计和其他同学的方案设计，教师引导学生对方案进行自评、小组评价。

对于中高级学习（如高二、高三）者“制定计划”的能力培养：在网络教室中，教师不给出学习支架，让学生根据“提出的问题和做出的猜想假设”在思维层面做网络下的模拟实验，根据“提出的问题”用计算机软件设计探究方案，通过网络提交探究方案。提交方案后计算机才给出专业人员的方案设计。对照专业人员的方案设计和其他同学的方案设计，教师引导学生对方案进行自评、小组评价。学生对方案做出选择，是坚持自己的，还是按科学家或专业人员的方案进行修改（教学流程见图1）。

案例1：测定水绵的细胞液浓度。

在学完“植物细胞的质壁分离和复原”后，有不少学生提出了许多值得探究的问题。如：“能否用水绵等其他材料代替洋葱表皮细胞做实验材料”、“能否测定水绵的细胞液浓度”、“能否采用其他溶液（如胭脂红、龙胆紫溶液）代替蔗糖溶液”等。在引导学生进行大胆的猜想和假设后，笔者要求学生做出相关的实验方案。不少学生做出了不错的方案，并上传至网络。虽然方案的细节有值得打磨的地方，但对初学者来说是难能可贵的。教师利用口头和网络等形式大力表扬了这种精神和做法，并引导学生进行了讨论和学习。

某学生的方案如下：

实验方案：探究水绵的细胞液浓度

（1）提出问题：水绵的细胞液浓度是多少？

（2）做出假设：水绵的细胞液浓度为20%。

（3）实验方案：

①配制质量分数为10%、15%、20%、25%、30%的蔗糖溶液。

②用上述蔗糖溶液对水绵细胞分别进行质壁分离实验。

③将进行了质壁分离的细胞放到显微镜下观察，得出结论。

（4）预测结果：水绵细胞在浓度为10%、15%、20%蔗糖溶液下无明显变化，在浓度为25%、30%蔗糖溶液下发生质壁分离。

（5）结论：猜想正确，水绵的细胞液浓度为20%。

3.2基于网络环境培养“表达与交流”的能力

古人说：“言之无文，行而不远”。新课程标准对学生的“表达与交流”的能力要求主要包括：能写出自己的探究报告，准确表述自己观点，能思考别人的意见，改进自己的探究方案，有合作精神等。

在基于网络环境培养“表达与交流”的能力培养中，笔者的做法是：要求学生写出电子版的探究报告，充分运用QQ、电子邮件、论坛、麦圈、贴吧等、BBS、微博等其中的一项或几项进行交流。能进行现场的交流，包括做探究汇报、接受其他同学或教师提问等（教学流程图2）。

学生活动

案例2：利用网络进行探究结果的汇报。

在进行高二生物“其他的植物激素”一节教学时，教师提前两周引导学生进行分组，布置了收集“植物生长调节剂在生产中的应用”相关资料的任务。学生’通过上网、实地考察等方式收集了相关资料，并制作了相关的汇报材料。两周后，学生进行了“植物生长调节剂在生产中的应用”汇报交流。师生共同学习，共同点评、交流。

受到案例发生的过程和结果的启发，不少学生进行其他的生物探究实验。

如：有学生发现用洋葱鳞片叶的外表皮做“植物细胞的质壁分离和复原”的效果不明显。大胆采用逆向思维，采用洋葱鳞片叶的内表皮来做实验材料，分别用“胭脂红、红墨水、龙胆紫溶液”来代替蔗糖溶液做这个实验。通过反复研究，他们发现：“胭脂红”和洋葱鳞片叶的内表皮搭配来做这个实验能取得更好的效果。他们观察到外界溶液浓度高于细胞液浓度时，洋葱液泡不断缩小，红色的外界溶液进入细胞壁，但不能进入原生质层；反之，外界溶液浓度低于细胞液浓度时，洋葱液泡不断涨大，红色的外界溶液被挤出细胞壁。

又如：有学生大胆采用水绵、黑藻、金鱼藻等新材料来代替洋葱鳞片叶做实验材料，经过多次探究，反复试验，发现用“水绵”做材料的效果也非常好。

由于发现了实验的新方法、新材料，学生们的兴奋之情难于言表。教师又将他们的探究性实验的方案、过程图片、探究结果等上传到局域网制定空间、QQ群、论坛等处供其他同学共享，激发了更多的学生创新的激情。

4 讨论

生物实验教学计划 篇五

随着国内设立工业工程(IndustrialEngineering，IE)专业的高校数量日益增长，对于IE专业实验室的建设受到越来越多的重视。根据IE学科特点，国内较早设立IE专业的学校在进行专业实验室的规划与建设时，一般设置了基础IE实验室和现代IE实验室两个模块［1-3］。

基础IE实验，或称经典IE实验主要研究劳动者同劳动对象和周围环境之间的内在联系，以及人的心理、体力、能力与岗位作业要求、作业环境、疲劳状态之间的关系；以及以生产系统的微观基础———作业或操作为研究对象，对工作过程中的程序、操作、动作进行诊断分析。通过实验让学生对工业工程产生直观、综合性的认识，启发学生探索适宜的操作环境和高效的操作方法，掌握工作研究这一专门的IE诊断技术和有效的人因测试分析方法［2］。可开设的实验非常多，基本涵盖工业工程基础、人因工程学和工程心理学(研究生课程)三门课程，大部分为一般性的验证性实验，涉及程序分析、操作分析等内容的实验有些是建立在录像分析的基础上进行的。

现代IE实验，主要是利用现代高科技手段与计算机，采集、分析并优化产供销一体化企业中人、财、物、设备、方法、信息等资源的运行状况，充分挖掘企业人财物的利用潜力，进行整体分解并实现系统优化。主要建设内容体现在(各高校在名称上有所不同，但主要实验类型基本一致):

(1)先进制造及数字化企业实验室［2］。与制造、生产系统有关课程。如清华大学的微型CIMS、自建的“微型工厂”［3］和购置商品化“微型工厂”再开发［4］，目的是营造一个类似真实的生产环境，来从事CAD/CAM技术、CNC技术、NC编程、物流系统控制、FMS技术、CIMS技术、设施规划及物料搬运和运作研究、作业研究、系统工程与分析和工效学等等实验与研究。

(2)企业资源规划实验室。生产计划与控制，管理信息系统，现代质量管理等课程。主要通过软件模拟企业生产、销售、供应链中所涉及的一切活动，实时跟踪控制和管理所涉及的信息流、资金流和物流运行状况；如上海交通大学的基于WWW的ERP系统WelcomeSoft，用友企业资源计划ERP系统(很多高校均有使用)［1］。

(3)系统仿真与设施规划实验室。设施规划与物流分析，运筹学，系统仿真和试验设计等课程，如在线仿真系统［6］、柔性制造系统仿真平台［7］。

(4)物流工程实验室。与物流、供应链相关课程，如混流装配实验软件平台［5］。相对于基础IE实验而言，现代IE实验更注重在设计性、综合性实验，以及少部分的研究创新型实验，以培养学生的科学实验能力和创新能力［8］。

1工业工程研究型实验的开发基础

现代IE实验完全体现了工业工程专业突出的设计性、综合性要求，但是在创新性和研究型实验方面表现一般，本人认为原因在于：不管实验室的硬件营建起点多高，由于IE与生产实际的关联度高过很多其他专业，不可能将IE面临的各种系统及其运行状态在实验室展示出来，因而必须有其他方法和技术来补充IE实验室的内涵，例如信息技术、虚拟现实技术等等，而所有这一切必须建立在IE的基石———工业工程基础上。

1．1基于生产实习的实验开发

1998年，经广东省教育厅批准，我校工业工程专业于1999年招收本科生。IE实验室经过10多年的建设，已经建成了工作设计与时间研究实验室和人因工程实验室(经典IE)和企业资源规划实验室和系统仿真与设施规划实验室(现代IE实验室)，为IE专业本科生和研究生教学实验服务。实际教学中注重专业特色，率先在国内实施生产实习到珠三角的台资、港资及外资开展IE比较早和比较成功的企业进行生产实习和毕业设计［9-10］，在企业中担当实习IE工程师的角色。生产实习的时间安排非常灵活，从大二结束的暑假、大三的寒假到大三的暑假，以老师联系为主学生联系实习单位为辅，企业将实习学生完全看成是自己的员工，工资福利与实习生一致。而学生则必须帮助企业解决生产实际问题，一般以小组形式成立各种IE专案改善小组，实习结束面向企业高中层进行成果汇报，并由企业给出实习成绩及评定。实习优秀和改善效果显著的，有些可以获得企业提供的奖励，同时也可以为毕业就业奠定基础。

我校是较早在IE专业开设“试验设计(DesignofExperiment，DOE)”课程教学的学校之一，上机实验基本上是使用Minitab软件进行相关的数据分析处理，这些数据大部分是从其他教材中摘取的，与生产实际的关联不大，学生认为该课程非常有用，但是不知道应该如何与生产实际过程相关联，从而定量分析解决生产实际问题。从2004年起开始，我们尝试要求学生完成正常实习要求及企业IE专案外，增加用DOE方法定量解决一个具体问题，要求从发现问题入手，进行DOE指标确定、因子确定、数据采集、方法分析、因子设计等工作，并写出报告，而非一般实验室报告。将实验内容中与生产实际关联密切的部分移出到工厂企业进行真正的DOE的尝试是成功的，启发了我们在后续的广东省质量工程项目建设和广东省特色专业的建设中，重新审视IE专业教学体系构成，在2011版的工业工程“3+1”教学大纲中已经完全体现了这种方法。由此，我校工业工程专业实验室体系构成为“基础IE实验+现代IE实验+实习基地生产实验”的模式。

1．2研究型实验的开发

校外实习穿插生产实验可能会碰到的一个最大问题是有些实习工厂难于提供合适的工作环境与条件，因此这类实验必须是多向可选型，即教师必须从众多的课程教学与实验教学中提取相关的适宜在工厂企业进行的实验项目供学生选择，同时也供实习单位选择。同样地，有些实习单位也提供了一些与企业自身产品相关的实验项目，这样一来就可以保证学生在1～3次实习过程中完成至少一项综合性的实验过程。以往的实习过程中，有些同学3个假期均在工厂实习，完成了几项IE专案改善的同时，也进行了几次综合性、设计性实验。这些同学在三年级下学期、四年级上学期的“设施规划与物流分析”及“生产计划与控制”等专业课程学习时给我们提出了一个问题：在已经完成基础IE等实验情况下，能否进行一些研究型的实验？

以“生产计划与控制”的“生产作业计划”教学为例，涵盖的内容有主要讲解作业排序及排队论的基础知识，流水车间作业排序主要介绍几个经典的启发式求解排序的方法，对于作业车间排序问题则只讲解能动计划的生成。相应地，对于该章节教学是不安排实验教学环节的。研究生的教学中则增加优化算法求解排序问题的相关内容，并且很多研究生的毕业论文多少与生产系统的优化相关。例如有IE专业本科生毕业后到纺织印染企业从事生产调度与排产工作，凸显了实际生产系统对于系统优化知识的需求。因此在工业工程本科教学中，除了通过教学与实验实践使学生具有运用工业工程理论与方法、面向实际生产/服务系统进行开发、改进、管理的基本能力外，有条件的情况下，可以培养学生对系统进行优化的能力和进行研究的能力。

研究型实验教学注重实验教学中的研究性，故又称研究性实验教学，研究性表现在实验的内容、方法、技术和过程上面［12］。浙江大学国家力学实验教学示范中心采用了“自助式实验教学模式”［11］，特别强调学生的自主性，即以科研模式进行实验，鼓励学生自立课题，并依托实验室资源由学生自己设计实验装置并自主指导工人制作，自己构思实验方案、独立完成实验并提交实验报告，学校则必须为学生提供放式(宽口径)研究型实验教学平台［13-14］。

鉴于IE专业的特点，研究型实验的开发应该是在已有硬件设施的前提下，充分运用信息技术、系统仿真技术、虚拟现实技术等等，面向生产/服务系统的优化而进行的。应该即能为本科高年级提供研究型实验，也能为研究生提供相关实验，同时为教学科研服务。

2工业工程研究型仿真实验系统的开发

2008年，我校正式成为Siemens数字化工厂软件的客户，主要是工厂设计和优化相关的软件系统，包括ProcessDesigner/ProcessSimulate/PlantSimulation/FactoryCAD。其中PlantSimulation主要面向本科研究生教学和相关科研项目，其他模块则主要为科研项目服务。作为拟成立的“西门子广东工业大学生产系统仿真实验室”的一个主要内容，面向工业工程领域的经典问题的优化仿真模型的建立其实从2005年就开始了。从研究型实验教学的需求出发，我们从运筹学、试验设计、设施规划与物流分析、生产计划与控制等几门课程中提取了一些经典IE优化问题，并结合系统仿真课程，于2006年的教学改革中将这5门课程的实验单独成2门独立的实验课程，实现了实验的课程化建设。2010年广东省质量工程项目建设、特色专业建设和校质量工程项目中，又提出了工业工程研究型仿真实验系统的建设。我们的初衷非常朴实：与其让部分学生大量课外时间花在网络及网络游戏上，不如让他们参与到一些同样是在电脑上完成的有意思的研究型仿真建模上面来。经过近1年的努力，已经初步建设完成。

2．1工业工程研究型仿真实验系统基本框架

本仿真试验系统涵盖5门IE专业主干课程：运筹学、试验设计、设施规划与物流分析、生产计划与控制和系统仿真，基本构成框架如下(部分仿真模型界面见图1)。

(1)运用DOE技术和仿真技术研究变动性对生产系统产出效率的影响的相关优化实验；

(2)一般装配及混流装配系统中的物流配送系统的设计，装载小车的优化及线边暂存区在JIT生产方式下的最佳容量大小设置；

(3)设施规划中的布置设计优化，包括工艺原则布置设计和产品原则布置设计的优化；

(4)流水生产排产问题的优化求解；

(5)作业车间排产问题的优化求解。

对于研究型仿真试验系统，在设计时应遵循的一些基本原则有：

(1)系统为工业工程的每类经典问题提供一个基本框架，由研究实验者自己动手构建模型中的物流对象、信息流对象、用户接口对象等等；

(2)系统提供一些优化算法，由研究实验者根据问题的特征进行选取。同时提供这些优化算法的说明，研究实验者自己编写相应的程序；

(3)系统应具有良好的用户界面，模型简单易懂，便于研究实验者进行多方面的扩充开发；

(4)仿真系统内的模型应该是可重用的，如标准HFS模型应该是对标准FSP模型重用，变异性HFS模型则是标准HFS模型的重用等等；

(5)系统的发展应该朝网络化、实时化方向开发，以便实现“何时何地”均能进行，甚至学生在宿舍、在实习单位等等都可以方便登陆系统。

2．2变动性对生产系统产出效率的影响

生产系统的变动包括：加工时间波动、机器故障的波动及故障修复时间的波动、供料的波动、生产切换(换模/换型)及返工(重工)等等，在DOE中属于影响因子，而系统指标为生产系统的产出率，因此本研究型实验就是要求学生通过仿真试验方法，通过方差分析、回归分析、因子设计和正交试验设计等方法，找出变动性对系统产出效率的影响规律来，然后从IE的角度提出提高效率的方法。其中，在加工系统的工站之间设立暂存区是一个不错的选择，而暂存区在系统的什么位置设置比较合适？暂存区的容量设置为多大可以使系统整体最优？等等这些问题预先提出给学生，让学生自己提出仿真模型构建的方案并且自己编程搭建模型，然后再运行优化求解。

2．3混流装配系统物料配送优化

对于面向订单的制造企业，当生产计划与排产已经优化，即假设对于不同类型产品的装配序列已经确定的情况下的物料配送，混流装配线为保证已有装配任务的及时完成，如何在正确的条件下，将正确的物料按正确的数量在正确的时刻从物料中转区正确地运送到混装线的各个备料暂存区。及时制生产方式下，物料配送采用拉动方式，在装配线工站旁边设立有物料暂存区，暂存区的最小最大库存的设置与优化以及物料搬运小车的优化等等是本仿真实验研究的两个主要目标。

2．4布置设计的优化

设施规划中关于布置设计这一节的教学，主要面向本科学生讲述新建法、改建法和图论法，研究生教学中讲述常见的智能优化算法：模拟退火算法和遗传算法。由于实际工作中对于车间级的布置设计与布置改善有较多的需求，这一点在学生的生产实习和毕业设计中已经反映了很多年了，而国内有关“设施规划与物流分析”的教材对于车间级的布置设计基本没有讲述，更没有相应的实验教学内容了。鉴于PlantSimulation提供了很好的遗传算法工具库，对于高年级本科生可以开设一些基本的遗传算法应用研究，用于进行布置设计中等面积设置布置中二次分配问题(Quadraticassignmentproblem，QAP)的优化求解，不等面积的多行布置设计的优化求解。

已知作业单位的物料搬运量及布置工作地之间的位置关系，以此构造工作地之间的距离，要求得到一个最小物流量的优化布置方案，这是本实验的基本要求。变异型的布置设计研究则可以考虑部分设备之间的工艺约束、环境约束等等。不等面积的布置设计问题是指已知作业单位间的物料搬运量，以及各作业单位的面积需求、布置场所的总面积大小，进行多行布置得优化求解。

2．5生产排产问题的优化求解

生产排产优化对于本科生教学只做启发式算法的仿真实验设计，个别学生要求可以进行标准的流水车间调度(Flow－shopSchedulingProblem，FSP)的仿真模型构建及优化求解，而对研究生则要求在标准FSP基础上，对于混合流水车间调度(HybridFlow-shopScheduling，HFS)及并行流水车间调度问题做一定的要求，而对于作业车间调度问题的研究实验仅限于研究生开设。

生物实验教学计划 篇六

课程体系和教学内容是“卓越计划”指导思想和教育理念付诸实践的桥梁。根据《卓越工程师教育培养计划通用标准》对本科工程型人才知识、能力与素质的要求，我们提出构建生物化学实验教学体系的基本思路是夯实专业基础，提升实践能力，拓展创新能力。在此思路上，优化整合原有实验内容，将实验分成验证型和综合设计型，根据学生能力发展进程将实验内容分成基础模块、提升模块、创新模块。生物化学实验多层次教学体系。生物化学实验教学的第一阶段为基础模块实验，教学目标是使学生掌握扎实的实验基础知识，具备基本技能，规范实验操作；第二阶段为提升模块实验，教学目标是提升学生实验能力，注重培养观察、思维与动手能力，培养组织管理团队协作能力，培养分析、提出方案并解决实际问题的能力；第三阶段为创新模块实验，教学目标是培养学生的科研能力、创新能力、产品开发和设计能力。针对原先生物化学实验教学中存在实验教学内容与工程实际结合不够紧密的问题，注重按工程问题优化教学内容，开设一些与企业生产密切相关的实验项目，培养学生的工程实践能力，如“皂化价的测定”“蛋白质浓度测定方法比较”“食品中粗脂肪的提取和含量测定”等实验项目与食品生产过程中的产品开发和质检标准等紧密相关。

2改革实验教学方法与手段

充分利用现代化教学手段，将教学大纲、任务书、教案、多媒体课件、参考资料及实验操作视频等资料上传到课程网站，并要求学生提前预习，写好预习报告。在实验教学中灵活运用多种教学方法，以“提问式”和“讨论交流式”教学法为主，由以往教师讲实验、学生听实验的教学方法，改为教师提问学生回答、师生开展讨论与交流的方法，加深学生对实验原理和实验操作过程的理解。在综合设计型实验中着力推动“基于项目的学习”，以学生为中心，强调小组合作学习，要求学生对现实生活中的真实性问题进行探究。下面以实验项目“土豆中过氧化物酶的提取、纯化与性质测定”为例，叙述“基于项目的学习”的开展过程。该实验项目内容包括：粗酶液提取、粗酶的沉淀、粗酶的纯化、分子量的测定、性质分析。粗酶液提取中，要求学生确定细胞破碎的方法、选择合适的缓冲溶液、确定恰当的固液分离的方法；粗酶的沉淀中，要求学生确定合适的沉淀方法及沉淀条件；粗酶的纯化中，要求学生根据过氧化物酶的理化性质，制定合理的纯化方案；分子量的测定中，要求学生选择恰当的测定方法；性质分析中，要求学生考察过氧化物酶的最适pH、最适温度及金属离子对酶活的影响。1)组织任务小组。实验开始前两周告知学生实验项目信息，并将学生分成若干小组，每组5人，要求每位成员具体负责该实验项目中的1项任务。另外指定一名责任心强、有一定领导能力的学生作为总负责人。2)制定项目任务。项目任务步骤为：小组集体讨论，小组成员根据各自特长及兴趣爱好确定具体实验内容制定总体实验方法和技术路线小组成员分头完成各自实验方案小组成员汇总集体协作完成实验方案实施实验方案，获得实验结果。上述任务步骤中，除实施实验方案之外，其余步骤均需在实验开始前完成。实验方案实施过程中，要求各小组自行配制所需试剂，并在教师的指导下独立使用匀浆机、离心机、层析柱、分光光度计等仪器设备。3)小组实验方案及实验结果汇报。完成实验后，组织各小组以实验报告的形式呈现他们的实验方案及结果，并制作成幻灯片，在小组间交流讨论。4)实验方案及结果评价。评价内容包括：学生查阅文献能力、提出问题能力、实验方案设计及实施能力以及团队合作技能。“基于项目的学习”改变了过去教师预先给学生配好实验试剂，实验前讲授实验步骤的做法，而让学生自己设计实验方案、配制试剂、实施实验的全过程，促进了学生文献查阅、实验操作技能、团队协作、工程实践及创新能力的培养。

3改革实验考核方法

过去对生物化学实验成绩的考核主要是依据学生的实验报告，导致很多学生不重视实验操作，有些学生实验中不愿意动手操作，甚至出现抄袭报告等不正常现象，这严重影响了实验教学效果，更不利于卓越计划的实施。近年来，我们改变了以往只重实验报告的考核方式，探索了适合考查学生学习能力及实验过程的考核方法。考核过程中采取平时考核与期末考核相结合的方式，两者各占总成绩的50%。平时成绩中，实验纪律占10%、操作技能占60%、实验报告占30%。每次实验均作考勤，缺席者不得参加期末考试。实验纪律的考核内容包括学生在实验期间是否遵守实验室规章制度、安全与卫生情况。操作技能考核内容包括操作是否规范、团队协作及解决实际问题能力等。实验报告考查内容包括实验报告是否详细、完整，有无实验结果及分析，凡实验报告抄袭者一律重写。期末考核为开卷考试，试卷内容涵盖本课程开设的所有实验项目，考查内容包括实验原理及方法、操作注意事项，以及针对某个具体问题进行综合分析并设计实验方案。新的考核方式使教师能够对每个学生做出客观、公正的评价，激发了学生的实验操作积极性，提升了学生自主学习能力，促进了学生创新精神和实践能力的培养。

4优化师资队伍

要实现基于“卓越计划”的生物化学实验教学改革，必须建立一支高素质的能够满足卓越工程师培养所需的生物化学实验教师队伍。徐州工程学院近年来，尤其在成为卓越工程师培养高校之后十分重视教师队伍建设，大力提升教师专业素质，积极引进高水平教授和优秀博士，鼓励校内教师到海内外作访问学者、攻读博士学位进修；组织“教授公开课”和“青年教师讲课比赛”，促进教师提高教学水平；有计划地选送教师到企业工程岗位工作，积累工程实践经验；从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员担任兼职教师。目前徐州工程学院生物化学实验教学团队的年龄、学历、职称与专业结构如图1所示。从图中可以看出生物化学实验教师队伍的现状是：1)年龄组成以年轻教师为主，并注重老中青相结合；2)学历学位普遍较高，博士学位占大多数；3)职称组成较高，以副教授职称为主；4)专业组成多样，大部分教师具有生物学方面的理学知识，除此之外，还具有食品科学与工程、化学工程与技术、环境安全与工程等工程知识与经验。综上所述，徐州工程学院生物化学实验教学队伍是一支高学历、年龄及职称结构合理、专业组成多样的团队，能够满足卓越工程师培养的需要。

5结语

生物实验教学计划 篇七

学校是传播科学知识、科学技术的地方。当然，要把最好的方法传授给学生，使他们能够在比较短的时间里，获取比较先进的做事方法，以此来提高他们地做事效率，增强他们地创新能力。因此，生物课的教学要向学生介绍科学的探究方法。另外，中学生大多在11—18岁之间，他们的生活阅历浅，社会经验不是那么丰富，尤其是经历的探究过程比较少，对探究方法了解不足，给一个具有的问题，不知道该怎么思考，怎样操作。人都是有争胜心的，年轻人尤其如此。他们渴望得到科学的探究方法，能够在生物科学研究方面有所发现，有所发明，有所创造。教给学生科学探究的方法，能够快速提高他们的科学探究能力。生物科学的探究，通常要经过如下过程：

（1）提出问题；

（2）作出假设；

（3）制定计划；

（4）实施计划；

（5）得出结论；

（6）表达和交流。由于人们认识事物总是“从感性到理性”。因此，教师可以先叙述和或者组织学生进行一次简单的科学研究，当学生对这些科学研究的事例有所了解之后，再来分析这些科学探究的过程，把它分解为上述六个步骤。这样，学生不但对科学探究的方法有感性认识，而且也有理性认识，获得的方法就是完备的。

2、要培养学生发现问题的能力

从某种意义讲，提出问题要比研究问题难。一方面是因为人们的活动总是依据于现有的经验，而现有的经验都是经过实践所检验的，非特殊情况不会出现问题。也就是说，一般情况下，没有发现问题的机会；另一方面是因为长期依据过去经验活动，没有遇到问题，人们发现问题的意识淡漠，不会去刻意寻找活动中的问题。还有一个方面是问题总是隐藏在事物的背后，具有一定的隐蔽性，有些问题特别隐蔽，极不容易被人发现。还有，问题具有不确定性，我们不知道在什么地方，什么时间，在哪一个工作过程中会出现一个什么样的问题，寻找问题没有明确的方向。而一旦问题被提出，解决它就有了明确的方向，只不过解决问题的方法是否简捷，是否科学而已。在科学探究的过程中，提出问题是重要的，而且有比较大的难度。因此，提出问题的能力是科学探究能力中的一个重要的能力。提高学生的科学探究能力，首先要培养学生的质疑能力。培养学生提出问题的能力，关键是要给学生发现问题的机会，使他们在发现问题的过程中，不断吸取教训总结经验，逐渐增强质疑提问的本领。教师在教学的时候，可以故意留下后门，让学生钻空子，找问题。例如，教学人民教育出版社出版的《义务教育课程标准实验教科书生物学八年级下册》“生物的生殖和发育”第二节“昆虫的生殖和发育”。教师可以先组织学生复习上一节的内容“植物的生殖和发育”，强调植物的繁殖方式有两种，一种是有性繁殖，一种是无性繁殖。然后，按照教科书的介绍，引导学生学习动物的生殖和发育。经过前面的复习，繁殖的两种方式在学生的心目中根深蒂固，可是学习昆虫的生殖和发育，教科书所列举的例子都是有性繁殖，学生不免会想到：昆虫有没有无性繁殖呢？如果有它又在哪里呢？这就引出了一个生物方面的科研课题。但是，如果教师不做复习，或者在复习的时候不强调两种繁殖方式，那么学生可能就提不出这样的问题。

3、要重视研究计划的制定

生物实验教学计划 篇八

关键词关键词：CDIO；协同创新；物联网；卓越工程师；培养模式

DOIDOI：10.11907/rjdk.161988

中图分类号：G434文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2017）001018504

引言

“十三五”规划将“建设物联网应用基础设施和服务平台”列入信息产业未来发展的重大举措，物联网行业进入加速发展时期，需要大批能将科技成果迅速转化为生产力的创新型技术人才。物联网工程的人才培养特点可概括为：高、新、快，即高要求，需建立全新培养体系，人才需求紧迫[1]。因此，研究如何做好人才培养的顶层设计，探索具有指导意义的紧缺人才培养规律与方法，并指导践行，成为物联网工程专业可持续发展的核心问题，也是高校服务国家战略与社会需求的一个热点问题。武汉理工大学是全国第一批获批物联网工程专业的院校，本文以该校物联网专业作为研究个案，基于CDIO与协同创新理论，结合教育部“卓越工程师教育培养计划”实践，提出一种应用型卓越人才培养新模式优化框架，并探讨在此框架指导下的专业建设实践。

1国内外研究现状

国家教育部2010年推出“卓越计划”，把培养创新型工程师作为重要战略目标，物联网工程专业培养的很大一部分正是“工程应用型”人才（另外一部分是继续深造的科学研究型人才）。校企联合培养环节是“卓越计划”人才培养标准及其实现矩阵建构的关键因素，是有效实施“卓越计划”的保障，其重要性已获得很多国家共识。国外比较成功的校企合作模式有：德国的“双元制”模式、英国的“三明治”模式和美国的“合作教育”模式等[2]。国内不少高校相继采取了形式多样的校企合作方式，例如：卓越工程师计划、卓越教师计划、订单式人才培养模式、产学研一体化、校企合作培养、3C立体培养、局域项目学习等培养模式[3]。

国家教育部在2012年提出“协同创新”计划，指出“高校要与科研机构、企业开展深度合作，建立协同创新的战略联盟”。协同创新理念下校企合作的内涵是高校和企业利用各自不同的教育方法和教育理念，相互融合，以促进资源的流动和整合，培养符合国家和社会需要的创新型人才，提高高校人才培养质量，实现创新价值的最大化。在协同创新中，协同是手段，创新是目的[4]。文献[5]将校企协同创新具体举措总结为参与培养过程、校企共建、企业赞助、委托培养、合作培养等5类17种。

为解决创新工程型人才培养过程中出现的问题，美国麻省理工学院联合4所大学通过4年国际合作研究创立了CDIO工程教育方法（CDIO Approach）。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）。它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的方式，按照课程之间的内在有机联系学习工程理论和实践[6]。CDIO核心内容包括1个愿景、1个大纲和12条标准[7]，该方法继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的大工程理念。在此基A上，国内外有多所大学和研究机构采用CDIO作为改革方法，并提出体现教育目标的CDIO教学大纲和体现系统化改革的CDIO标准，具有很高的借鉴价值。

我国开设物联网工程专业的高校，从2010年首批的30所，增加到目前的约600余所。经过几年的发展，我国在创新工程型人才培养模式研究领域，无论是在理论研究还是实践应用方面都取得了很大进步，但是大多数高校物联网工程类专业主要还是采用以理论教学和实验室为中心的传统人才培养模式。武汉理工大学于2009年开始进行物联网工程方向试点，获首批物联网工程专业后，参考国内外相关经验，并结合本院实际情况，形成了一套切实可行的物联网专业卓越工程师培养模式的系统方案，获批第七批国家特色专业。

2物联网工程专业卓越工程师培养模式优化框架人才培养模式指在一定的教育思想和教育理论指导下，学校根据人才培养目标，对培养对象采取的某种特定的人才培养结构、策略、体系及教育教学活动的组织样式和运行方式的总称[8]。人才培养模式的优化涉及培养目标、课程体系、教学与管理队伍、考核与激励机制等多个维度。协同创新理念下的“卓越计划”内容与CDIO内容在人才培养模式的多个维度具有高度的融合性（见表1），两者结合具有相互促进的作用。因此，本文以CDIO和协同创新理论为基础，以卓越工程师教育培养计划为中心，并结合学校物联网专业的实际情况，提出一种工程型卓越人才培养新模式。以企业需求为逻辑起点，从校企观念转变与文化融合的顶层设计入手，建立以学校为主体、企业参与的创新创业人才培养目标、课程体系、教学模式、实践基地，以及共同评价人才培养质量的人才培养体系，其框架结构如图1所示。

该框架借鉴国内外CDIO工程教育的经验，结合物联网专业卓越计划的特点，构建稳定的卓越计划实践教育平台；提出校企共建实践基地的新方法，学校和企业明确各方的职责、任务和利益，企业积极参与大学生实践基地建设，学生们在基地里参与企业的工程设计、产品制造、项目管理等工作，在实践中锻炼工程素质，使企业、学校都在基地建设中取得成果，形成多赢的局面；建立企业层面的校企协同内在需求机制，在借助企业岗位实训提高物联网专业学生应用实践能力的同时，还可以依托高校的科研力量，提升企业的研发和创新能力，确保企业从卓越计划中直接受益。

3物联网工程专业卓越工程师培养模式实践

武汉理工大学物联网工程专业依据上述人才培养模式优化框架制定了“3330策略”、“2544目标”系列建设规划（见表2）[1]。其中3330策略为：优先建设3个基础（队伍、知识体系、实践训练条件）；3个结合（与校内相关专业结合、与相关培训单位结合、与行业结合）；3个折中（近期与远期、传感层与系统集成、新体系与老专业）；在专业组建初期开展“零点行动”，即：全国都在起步阶段，务必强抓竞赛与教材建设。近期与中远期制定了两阶段目标，概括为“2544目标”，即两年内建成5个平台，4年4类知识融合，包括计算机、控制、通信、海量数据处理融合。

专业卓越工程师培养模式比较序号CDIO的12条标准协同创新+“卓越”理念本校培养模式优化1*专业培养理念（将产品和系统生命周期的发展原理，即“构思一设计一实施一运行”作为工程教育背景）校企联合培养人才机制协同的物联网卓越工程师培养体系2*学习效果（与专业目标一致，并得到利益相关者验证的个人人际能力和产品、 过程与系统建造能力以及学科知识）按通用标准和行业标准培养工程人才基于CDIO的物联网卓越工程师培养方案3*一体化课程计划（一个由相互支持的专业课程和明确集成个人人际交往能力以及产品、过程和系统建造能力为一体的方案所设计出的课程计划）4工程导论（一门导论课程，提品、过程和系统建造中工程实践的所需框架，并且引出个人所需培养的能力）5*设计-实现的经验（在课程计划中应有两个或更多的设计-实现经验，其中一个为初级，一个为高级）以强化工程能力和创新能力为重点改革人才培养模式特色实训课程设置6工程实践场所（工程实践场所和实验室能支持和鼓励学生通过动手学习产品、过程和系统建造，学习学科知识和社会知识）基于协同合作理念的岗位实训方案7*一体化学习经验（一体化学习经验带动学科知识与人际交往能力，产品、过程和系统建造能力的获取）强化培养学生的工程能力和创新能力教学资源平台课堂教学形式改革8主动学习（基于主动经验学习方法的教与学）9*提高教师的工程实践能力（提高教师的人际交往能力以及产品、过程和系统建造的能力）扩大工程教育的对外开放“走出、引进”的师资培养方案10提高教师的教学能力（提高教师在提供一体化学习、使用主动经验学习方法和考核学生学习等方面的能力）改革完善工程教师职务聘任、考核制度 11*学习考核（考核学生在人际交往能力，产品、过程和系统建造能力以及学科知识等方面的学习情况）教育界与工业界联合制定人才培养标准校企共同参与的质量评价体系12专业评估（对照12条标准评估专业，并以持续改进为目的，向学生、教师和其他利益相关者提供反馈）注：12条标准中，有7条是最基本的（用*号表示），体现了CDIO与其它教育模式的不同。另外5条标准反映了工程教育的最佳实践，作为补充标准

3.1协同式物联网卓越工程师培养体系

协同式创新强调高校与企业两种资源和诸多优势要素的合理配置、全面共享和有机融合，不仅为学生的实习、企业实训等工程实践教育环节提供了更多机会、途径和保障，也为企业改进技术、促进科技成果转化、提高工程质量赢得了更多智力资源，实现了校企协同的互利共赢局面，在更深层次和更高水平上推进高校与企业的联合。因此，要结合物联网工程行业背景，优选合作企业。2013年物联网专业与无锡感知博览园等企业签订了校企合作意向书，双方通过不断商榷、修订，结合学校优势专业，联合制定了本专业的知识体系、课程与实验体系，以及专业培养方案，形成了突出交通、物流应用背景和科研成果特色的物联网专业培养方向。

3330策略3类资源结合：结合社会、校内、行业资源3项折衷原则：折衷近/远期、高起点/适用性、分层/系统技术“零点行动”：在建设起点采用竞赛、兴趣项目促进自主学习与知识更新传感网络平台智能终端开发平台2年建5个平_雏形数据服务平台（云服务平台）基础训练平台（接口、通信、现场总线控制）2544目标工程实践平台（智能抄表、家居、物流、交通）C3SD融合（计算机/通信/控制，海量数据处理技术）

4年4项任务完善实验教学环境及体系完善工程实践体系面向我校三大行业服务应用3.2基于CDIO的物联网卓越工程师培养方案

在积极参与国内物联网专业建设研讨会和各种形式调研的基础上，从社会和企业的实际需求出发，优化“卓越”课程体系，综合统筹制订培养方案，主要包括：设计专业知识与应用技能培养课程体系、创新能力培养课程体系；建立包含核心理论课程、开发应用类课程和创新类课程等阶段性培养任务的方案；基于协同合作理念制定岗位实训方案；制定培养学生创新能力的综合实践计划，强调学生交流沟通能力与团队协作意识的培养，注重提高学生主动学习的能力。

把课程体系划分为核心理论课程、实训实验课程和应用创新类课程3部分，提高应用性较强的课程比重，加强应用开发实践的参与性，降低一些理论深、与项目应用开发实践相关度低的课程比重。通过卓越工程师教育培养计划的运用，优化应用型创新人才知识结构。

3.3特色实训课程设置

针对物联网专业部分特有的实训实验课程（传感器技术实验课程、RFID实验课程、无线传感网技术实验课程、智能家居实训系统、多点传感数据传输、传感数据簇聚优化实时处理等实验课程）进行优化设置，并制定完善的物联网工程专业实验课程建设方案。

3.4校内外实训与实验保障

在多次到全国物联网先进战略基地与研发企业调研的基础上，结合学校“十二五”建设规划，确立物联网工程实验和实训中心的建设原则为：充分利用校企合作模式，建立健全物联网专业综合性创新实践基地，为学生提供需求分析师、测试工程师、系统研发工程师、产品经理、硬件安装与销售工程师等多种岗位的实习。依托实践基地，以项目实践训练为中心任务，切实提高物联网专业学生的合作和应用能力。

实验和实训中心包括5大实验和实训平台：传感技术应用平台、嵌入式与移动智能终端开发应用平台、云计算与服务计算平台、物联网应用工程实训平台、物联网基础技术支撑平台。实验平台涵盖了物联网架构的各个层次，可满足本科教学与研究需要。同时，建立“物联网综合演示实训中心”，并与“教育部信息中心”联合建立了“全国物联网技术应用人才培养认证湖北实训基地”，相关环节充分体现了卓越计划和CDIO的特色。

3.5教学资源平台

根据物联网专业技术知识面宽、实践教学内容丰富的特点，将物联网专业的实践教学内容进行整合创新，提出以物联网专业人才知识能力生长规律为引领的实践教学平台构架，以有效提升大学生的工程技术能力。

在教学资源建设过程中，改革传统以固定教材为中心的教学资源组织形式，联合具有实用工程知识、丰富实践经验和工程创新能力的企业高级工程技术人员，建立以工程项目实施为目标的教学资源平台，将源于工程实践的具体问题、实际案例，以及来自行业企业的设计与研发项目转化为教学资源。

3.6课堂教学形式改革

优化传统教学组织模式，需要采取灵活多样的教学形式。基于项目的教学法与卓越工程师培养目标具有极强的融合性。教在组织教学内容时，以项目需求划分知识单元，最大化地增加以项目应用开发为中心的实践教学内容，坚持精讲多练，夯实专业基础。同时，并未完全摒弃传统的以教为主的教学模式，而是与以学生为本位的教学方法相结合，灵活使用以项目设计为导向（Design-Directed Learning）的能力培养理念、基于问题学习（Project-Based Learning）的教学模式、探究式课堂教学（Inquiring-based Learning）与实践教学（Experimental Learning）等[9]多种教学方法，引导学生积极思考，并穿插讨论、实操等环节，培养学生发现、探索与解决问题的能力，以及在实践中的创新思维和应变能力。

为了构建学生的自主学习环境，促进专业教师的知识更新以及将专业和学科建设的研究成果付之实践，武汉理工大学与教育部信息中心合作，联合建立了“物联网工程训练中心”，以及物联网工程专业“大学生创新设计竞赛集训中心”。物联网工程专业学生已组建了多个创新兴趣小组，学生参加了第七届“博创杯”全国大学生嵌入式设计大赛、“TI杯”首届全国大学生物联网创新应用设计大赛、第二届中国大学生服务外包创新应用大赛、中国大学生计算机设计大赛等，并取得佳绩。

3.7高水平工程教育教师队伍建设

基于CDIO的课程教学改革是一项长期的工程，需要教师持之以恒，同时也需要学校制定相应的教师培养方案与考核机制，激励教师参与教改，做到教学与科研均衡发展。因此，需要依托校企合作、校校合作等形式，以跟踪掌握物联网最新技术动态和提升工程项目技能为重点，设计长期有效的师资培训体系。

武汉理工大学为保证专业领先发展，除资金投入保证外，还坚持与国际化大环境密切联系，采取了“走出去、引进来”措施。“引进来”即从海外引进优秀人才，强化教师队伍。在引进人才的同时，也将先进理念引入培养过程。定期聘请海内外学者、知名企业的高级技术人员到学校开设培训课程，如“开源硬件平台报告”、“大数据时代报告”等，由此拓展教师的专业国际视野，有针对性地培养掌握先进技术和先进教学理念的双师型教师队伍；“走出去”即每年派遣骨干力量赴海外研修访问，组织教师参加教指委专业建设研讨，让教师进入企业全职在岗学习，深入企业了解和掌握新技术及其实际生产流程。

3.8学习考核与专业评估

改变以往以课程为单元的考试形式，以校企共同参与的方式，采用兼顾项目实践过程和效果评价的考核形式，强调对学生应用技能和创新能力的评价，提高学生的学习积极性和主动性。

制定一个校企共同参与的具有CDIO特色的物联网专业教学质量评价体系，以检验学生的应用和研发技能。以工程项目实践为单位进行考察，以考察工程项目实践的完成过程及效果为主要手段，结合过程评价与效果评价，建立准确、可监控的校企共同评价体系，包括评价框架体系、考核指标、评分标准等。评价体系由校方提出实施原型，给予企业在实施中进行修正调整的权限，使标准逐步变得精准。

4实践成效与展望

武汉理工大学于2009年开始进行物联网工程方向试点，获批首批物联网工程专业后，招收本科生人数逐年递增，现已培养了200多名本科生。自进行人才培养模式优化实践以来，本专业CDIO模式基本形成，已建立完整的包含课程结构、教学模式、资源平台等内容的教学体系，并通过教育质量评价体系检验了其有效性，教学效果良好。本专业学生表现出很高的学习热情，积极参加各类大赛，以体验式与自主方式学习的学生明显增多，学生综合素质与工程能力有较大提升，并且培养了若干名物联网技术人才认证资质教师。2015年，在全国213所获批此专业的学校中，武汉理工大学排名前11，其物联网人才培养模式获湖北省教学成果2等奖。然而，相关人才的培养要实现可持续发展，还需要不断优化完善培养模式、与时俱进。物联网工程专业将来在深度国际交流合作、行业与政府支持等方面还有更多提升空间。

参考文献：

[1]徐东平。武汉理工大学计算机科学与技术学院物联网工程专业建设与发展研究[R].2015.

[2]邓秋实。校企深度合作办学机制的探究[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2014.

[3]刘爱华。基于协同创新理念的校企合作研究[J].中国成人教育，2015（16）：99101.

[4]董馨，吴薇，王奕衡。基于协同创新理念的校企合作模式研究[J].国家教育行政学院学报，2014（7）：5963.

[5]赵l.创新型人才培养的校企协同创新机制探索[J].实验室研究与探索，2015（34） ：172175，179.

[6]郁敏，张亚辉。“卓越”+“CDIO”理念下景观设计职业化人才培养的策略研究[J].江西建材，2016（4）：290，292.

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