实验动物科学研究范文篇1

在近年来新一轮的学科发展中，中国科学院古地磁与年代学实验室（PGL）研究团队获得基金委创新研究群体以及中科院创新团队项目资助，立足学科前沿，在古地磁学与年代学以及相关研究的领域取得了丰硕的成果。

科学利器：建设国际一流的实验室

古地磁学是一门集成野外与实验观测以及理论模拟的综合学科，而实验室平台建设是学科发展的前提与依托，尤其是PGL科研领域的发展与实验平台建设密切相关。在过去十几年中，PGL的平台建设发生了质的飞跃，研究领域不断拓宽。

PGL的前身是中国科学院原地球物理研究所的“古地磁实验室”，其研究内容主要涉及古地磁的传统领域。中国科学院地球物理研究所与地质研究所合并之后，PGL增加了岩石磁学实验、地磁场古强度测定、同位素定年、生物地磁学和稀有气体等实验研究平台，成为国际上仅有的能开展古地磁、环境磁学、年代学和稀有气体示踪地球深部过程的综合性实验室，大大拓展了传统古地磁的研究领域。

目前PGL的研究方向有地磁场演化与地球内部动力学，板块运动学、综合地质年代学、生物地磁学、岩石磁学与环境磁学以及稀有气体研究等领域。研究的介质从地球各种岩石，到行星陨石，大到行星尺度，小到微生物体内的纳米级磁性颗粒。PGL实验室综合平台的建设极大地促进了不同学科的交叉与研究成果的产出。

和谐团队：人才梯队建设与学科互补的优势

自实验室创建以来，PGL研究团队吸收了来自地球物理学、地质学、地球化学、生物学、地理学与物理学等多个学科的人才，为开展学科交叉研究提供了基础与保障。该团队拥有研究员5名，副研究员4名（包括1名英国学者），开发技术员1名，研究梯队与研究内容相辅相成。目前，研究团队成员刘青松研究员侧重于基础岩石磁学、沉积物复杂磁性机理以及海洋磁学的研究；潘永信研究员从事地磁场与地球内部动力学以及生物地磁学方面研究；邓成龙研究员的研究重点在于沉积盆地定年和中、新生代陆地生物群年代学及其沉积环境背景演变；王非研究员的研究特色是氩－氩年代学与热年代学及其在地学中的应用，目前正在拓展建立U-Th／He低温热年代学实验平台；贺怀宇副研究员的研究侧重地幔稀有气体同位素组成，为大陆岩石圈地幔性质等重大基础地质问题提供了有效的研究方法；田兰香副研究员主要从事生物地磁学研究；秦华峰副研究员和Paterson副研究员主要从事地磁场古强度研究和仪器研发。

PGL团队的贡献充分地得到国际同行的认可。目前，潘永信研究员任国际地球深部研究（SEDI）咨询委员以及国际知名地球物理杂志的编委；刘青松研究员任国际地磁学与高空物理学协会（IAGA）岩石磁学工作组主席。

PGL目前已经逐渐发展成为一个多学科交叉的联合实验大平台。在未来的5年中，PGL将组建两个相互联系的学科组：古地磁与年代学学科组以及地磁学与内部动力学学科组。各个分支方向的学术带头人在和谐的科研气氛，侧重各自重点，同时围绕地球与行星磁场演化核心主题联合攻关。

前沿理念：开放、创新、育人、快乐科研

如果说先进的仪器是基础，高素质的团队是源动力，那么前沿的理念便是整个实验室团队的灵魂与核心，是引领实验室的发展方向，培养创新人才，推动前沿学科发展的关键所在。PGL在发展历程中，始终秉承开放、创新和育人的前沿理念，在经验中积累，在积累中前行。

古语说“流水不腐，户枢不蠹”，PGL的第一个重要理念就是“开放”。实验室每天24小时，全年运转，其中有三分之一的时间开放给国内外的研究人员进行相关研究。进入实验室所有科研人员自己亲自做实验，并负责值班期间实验室的卫生与安全。实验室有完善的仪器预约、由学生当研究助理并操作培训的管理体系。

在PGL的开放体系下，这里成为了来自各地科研工作者思想交流的场所。PGL研究团队定期举办各种层次的会议，从团队内部例行的周会，到3年一次的地球行星内部国际研讨会（BEPIS），帮助团队内部及国内外团队之间的交流讨论。在PGL，最大的感触就是国际化的研究氛围，这里有来自世界各地优秀科研工作者的身影。目前PGL团队已经创建了中－法生物矿化与纳米结构联合实验室（LIA_BioMNSL）和中－法季风－海洋－气候联合实验室（LIA_MONOCL），分别在生物矿化、生物地磁学，以及海洋地质与地球物理学方面开展卓有成效的国际合作。这种开放化的管理体系不仅极大地促进了科研人员之间思维的碰撞和新思想的产生，而且成为不同国度和不同领域研究人员之间的纽带。实验室已成功举办了两届地球与行星内部国际研讨会和第2届趋磁细菌与生物矿化国际研讨会。

PGL的第二个理念就是坚持创新。PGL团队在不同学科知识体系的交叉下，把握学科交叉机遇，开辟了生物地磁学研究新方向，拓宽了古地磁学的传统研究领域。先进的设备和实验手段是保持实验室长久站在研究领域前沿的基础，也是推动整个领域发展的客观条件。针对实验研究的需求，实验室已经成功研发古地磁领域新一代热退磁炉，目前正在积极开发变频磁化率仪、自动磁化率仪等。此外，通过建立新的生物磁学、矿物磁学、稀有气体等技术平台，保证实验室在技术创新方面的优势地位。

实验室发展的目标之一是培养一流科学家。PGL的育人理念分为两部分：育才和育德。科学研究与教学活动相结合，是PGL主要的育才理念。在科学研究方面，鼓励学生在实践中学习，创造宽松自由的学术环境，提供高水平的交流平台和合作机会。PGL团队最具特色的育才理念是培养学生对仪器的了解，每台仪器都有学生做仪器助理，负责日常的仪器监控和维护。在此过程中，学生不仅加深了对仪器原理的了解，也培养了作为实验室成员的责任心。PGL团队也为其他机构研究工作者提供培训，比如PGL开设的“古地磁与年代学及地质应用”培训班，除了为学员提供高质量的课程外，也提供给了一个共同交流的平台。

在育德方面，PGL制定了明确的规章制度规范和监督学生的实验态度和行为。育德育才，方能育人。正是由于坚持自己的育才理念，PGL团队才能坚实迈出每一步，拥有今天的发展。迄今为止，PGL为古地磁学及相关地学领域培养了大量的优秀青年人才，成为名副其实的科研与教育基地，实验室已经毕业研究生50余人，其中有8人获得教授／研究员职位、10人获得副教授／副研究员职位、7人获得国家杰出青年科学基金资助、3人获得中科院青年科学家奖。

人才培养是实验室持续发展的动力源泉，实验室为青年人才的成长和科研提供了紧张而又有张力的环境，并且这股年轻的力量也充分发挥了他们的能动性。为了加强学生们的凝聚力，实验室非常注重实验室文化和体育建设，营造健康快乐的工作学习氛围，在实验室上下形成了良好的精神面貌。他们拥有自己的民族乐队、足球联盟、篮球团体、攀岩小队。极具特色的咖啡角更是成为实验室成员休闲、聊天、分享新闻的天地。PGL推出了自己的学术生活杂志“PGLLetters”，展示出了实验室的精神面貌。这种时尚气息使PGL团队充满快乐与激情，大大改善了实验室的科研创新氛围，促进了团队的建设与发展。

地磁场演化：穿凿时空的钥匙

古地磁信息是穿凿时空的一把钥匙，其研究涉及多重领域，可以从磁性物理学研究跨越到地质学应用研究。古地磁信息的载体是磁性矿物，我们可以从如下多个角度去研究：1）自然介质中所含磁性在地磁场中会定向排列，从而记录地质历史时期的地磁场信息。样品携带的剩磁我们称之为天然剩磁。在实验室中，对天然剩磁进行退磁，可以获得地磁场的方向和强度信息；2）磁性矿物作为一类特殊的矿物，它的生成、运移，沉积以及后期改造与各种地质环境过程相关，从而样品的磁性可以被有效地用来研究地质历史时期中相关的气候与环境演化过程；3）磁性矿物的磁性变化机理研究。通过综合计算机模拟与先进的岩石磁学方法，研究模式磁性矿物（包括实验室合成的标准磁性矿物以及磁细菌体内外合成的磁性矿物）的磁性与控制因素，为判别古地磁信息可靠性、正确解译环境磁学信息以及研究生物矿化与生物医学等提供基础。

在地质历史时期中，地磁场并非一成不变，而是在不同的时间尺度上变化。地磁极性曾发生过频繁的倒转，但其倒转过程和机制并不清楚。为了解释这个谜底，在上世纪末期，我们对中国黄土－古土壤序列开展了高分辨率的古地磁研究。结果表明，发生在78万年的最后一次地磁极性倒转（松山－布容倒转）持续了几千年的时间，一个完整的地磁极性转换包含了多次快速倒转过程，同时伴生着地磁场强度的大幅度降低。如果把在转换过程中的地磁极投影在地球上，会进一步发现地磁极的运动轨迹不仅存在环太平洋分布的特征，而且还常常在一些特定的地点（如澳大利亚）聚集成簇，暗示着倒转过程与地球内部结构密切相关。这些发现极大地加深我们极性倒转这一神秘现象的理解。

在地质历史时期中，发生了很多次的极性倒转行为，我们把1百万年发生的地磁极性倒转次数定义为地磁极性倒频率。在白垩纪中期的121－83百万年间，地磁场极性没发生倒转，看上去非常平静，这一现象被称之为白垩纪正极性超时（CNS），或白垩纪超静磁期。对于形成CNS的机制在国际上一直存在争议，其核心问题在于CNS期间地球磁场的强度到底是高还是低。我国东部分布着大量的白垩纪火山岩，它是记录地磁场信息的最有效的介质之一。PGL团队通过深入研究这些火山岩记录的古地磁场信息，揭示出了在CNS之前地磁场地磁强度在升高，与地磁极性倒转频率的降低呈负相关关系；而在CNS期间地磁古强度并非单一的高或者低，而是在一个较高的值附近波动，这些研究发现为揭示CNS发生机制提供了重要的约束，具有重要地球内部动力学意义。

地磁极性倒转具有全球统一性，把过去165百万年以来所有的地磁极性倒转时间排在一起，可以建立一个全球标准的地磁极性年表（GPTS）。如果把沉积物记录的地磁极性序列与GPTS相对比，就能获得沉积物序列的年代框架，这个研究方向称之为磁极性地层学。比如，中国北方著名的泥河湾盆地发育了良好的晚新生代河湖相地层，并且其中包含有丰富的哺乳动物化石和旧石器遗址，是研究中国北方第四纪环境、旧石器考古和早期人类演化的一个关键地区。然而由于这套沉积物中缺乏适合进行同位素精确定年的材料，致使该盆地内诸多旧石器地点的年代问题一直存在争议。PGL团队首先深入研究了泥河湾盆地复杂沉积物记录弱剩磁的机理和研发了新的实验方法，在此基础上，综合岩石地层学和生物地层学研究，建立了该盆地的磁性地层年代框架，厘定了泥河湾动物群的时代，并在国际上首次确定了争论已久的小长梁、马圈沟等著名旧石器遗址的年代，建立了泥河湾地区早期人类活动年代序列，为早期人类演化研究提供了新思路。

实验动物科学研究范文

关键词：实践教学；植物生物学；综合应用能力

中图分类号：G642.4文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）15-0236-02

植物生物学是是衡水学院生物技术专业本科生必修的专业基础课，包含植物解剖学、植物分类学和植物生理学三门课程的内容。植物生物学的教学包括理论教学和实践教学二大环节。其中，实践教学的好坏直接关系到理论教学的质量。我课程组不断加大实践教学的改革力度，主要从实验教学手段、第二课堂活动、教学基地建设、本科生毕业论文等环节进行。这四个环节均与教师的科研进行了有机结合，不断加强科研成果服务教学工作。

一、改革实验教学手段

在实验课教学过程中，不断进行教学手段的改革，注重学生的实验操作能力的培养。实验教师和学生之间建立良好的互动渠道，为高质量教学提供重要保证。采用电视显微装置，将教师某些示教内容和由学生完成的优秀实验结果展示在显示屏上，方便学生观看和教师分析、讲解和演示，激发学生学习兴趣。同时，下课前10分钟，找1～3名同学总结实验课的重点内容，充当教师角色，学生实验课上积极备战，踊跃发言，课堂气氛活跃。在实验鲜活材料的选取方面，结合教师的科研项目、教改项目及教师指导的大学生科技创新项目等进行了精心的选取，学生既掌握了实验操作的能力，还丰富了课外知识。

二、充分发挥实践教学基地功能

植物生物学是一门实践性很强的课程，教学基地建设对于培养学生创新思想和能力，提高教学质量至关重要。组织大学生结合各级各类科研项目全面调查校园植物资源、郊区植物资源及衡水湖湿地自然保护区的植物资源，编写植物名录和和植物检索表，制作植物标牌，既丰富了学生的植物学知识，又促进了地方建设。同时带领学生到河北省部级自然保护区——衡水湖湿地、园林规划局、河北旱作农业研究所等十几个实践教学基地等进行野外实习实训，充分满足了学生对植物多样性学习的需求。它们与课堂上的实验教学环节一起，构成了完整的植物生物学实践教学课程体系，使教学效果大大提高。

三、建立第二课堂教学活动

首先，通过开放植物实验室、植物标本室，引导学生建立课题小组，围绕自己的探究课题或教师的科研课题，进行实践活动，实现理论课、实验课、课堂教学、课外科技活动的有机统一。围绕植物生物学知识体系，积极开展丰富多彩的第二课堂教学活动，利用植物学知识参加校园、郊区、衡水湖、衡水地区中草药、食用、野生小麦近缘植物、入侵植物等资源调查，帮助衡水市桃城区农业局完成省农业厅的调查项目，列出植物名录，作出电子地图和资源分布图。植物园认识植物活动、标本制作活动及植物知识讲座、毕业生的毕业作品及大学自主创业活动、假期社会实践活动等等一些活动的开展，训练学生综合运用所学知识发现问题、分析问题的创新思维和解决问题的独立工作能力，培养严谨认真的科学态度和探究精神，为今后成为专业人才奠定了扎实的基础。

四、结合创新项目，引导学生解决实际问题

紧密围绕植物生物学知识体系，结合教师的科研课题，吸收本科生参与科研活动。根据学生专业基础和自身特长，制定创新实验活动规划，引导大学生通过自己动手设计和完成实验内容，拓宽其知识面，培养学生创新能力和综合素质。积极鼓励对本学科热爱的学生积极申请院级科研创新项目。组织和指导本科生参加大学生“挑战杯”和“创业大赛”活动，这些活动不仅激发了学生学习植物生物学的兴趣，也促进了学生创新思维和创新能力的培养。2009年6名同学完成了校级资助的大学生创新项目“入侵杂草黄顶菊的除草剂植物筛选研究”、2011年6名同学完成了校级资助的大学生创新项目“衡水湖习见植物抑菌筛选研究”。在指导过程中，主要以启发引导的方式训练学生自主地进行实验的操作。

五、教研相长，以教师科研课题为依托，科学指导学生毕业论文

有位学者这样说过：科研与教学相结合方为大学之本。“教不研则枯，研不深则殆”。教学为科研提供了理论基础，而科研又为高层次的教学提供了保证，教学与科研相辅相成。在多年的教学工作中，发现有些教材版本多次更新，但内容变动很少，几年前早已更新的知识点未能在新版教材里得到体现，如果不查阅大量的科研文献，不了解现代科学前沿，在课堂上仍滔滔不绝地讲述你大学期间接受的知识，这样的教学效果可想而知。没有科研的教学是盲目的、苍白无力的。教师科研素质的提高，会促使其教学水平提高到更高的层次。因此，在教学工作中，结合教学实际，注重将科研过程和科研成果融入教学环节，不断加强科研成果服务教学工作。近年来植物学课题组开展了由省教育厅、省科技厅、市科联、衡水学院等资助的课题10余项，50余篇，主编参编教材5部，学生专著或参与发表的论文6篇。在课程建设的基础上，紧密结合地方经济发展的需要，依托衡水湖地域资源优势，以植物形态解剖学、植物分类学、植物生理学、植物生态学等生物学科进行学科渗透和综合，开展重要野生植物种质资源的采集和保存、衡水湖湿地植物物种多样性调查与研究、外来植物的入侵与防治、观赏植物资源的引种与筛选及湿地退化植被的恢复与重建等主要研究内容，侧重解决植物生物学发展和植物资源可持续发展的理论和实践问题，形成基础研究、应用研究、社会公益研究和生态教育并重的格局。毕业论文是大学阶段最重要的实践环节，因此毕业论文环节在整个教学计划中占有重要地位，所以对植物生物学方面本科生毕业论文的指导，要注重培养学生的理论知识和科研的综合能力。在论文指导过程中，从选题、文献综述、开题报告、英文翻译、实验设计、实验步骤、实验总结等，均结合教师的科研课题，对学生进行科学研究的系统训练，将学生所学的理论知识不断应用于实践当中，在学生大力帮助下，不仅大大激发了教师科研的积极性，还大大促进了教师科研水平的提高。同时大大提高了学生解决问题的能力，为培养应用型人才奠定了坚实的基础。

近年来，植物生物学课题组，以植物学精品课为契机，不断对植物生物学实践教学课程进行大胆改革，以进一步规范化的教学方式、多样化的实践教学、丰富的科研活动等使我院的植物生物学课程形成了“特色突出的实验内容，丰富多样的实习实训，教学与科研并重”的教学体系，从而实现应用型人才的培养目标。

参考文献：

[1]贺学礼.教学和科研并重发展，提高植物生物学教学质量[J].科技创新导报，2011，（35）：17.

[2]陈林娇.植物生物学实验教学改革[J].实验室研究与探索，2006，25（8）：963-965.

[3]白丽荣.新建本科院校生物专业人才培养模式探讨[J].衡水学院学报，2008，10（4）：111-113.

实验动物科学研究范文

传感器与中学物理实验的整合能否取得成效，很大程度上取决于研究者和物理教师在此过程中所采取的策略是否有效，取决于是否体现了两者整合的发展特点和趋势。开展策略研究的目的不仅仅在于开展有效教学，同时还要起到引领该研究领域不断发展的作用，即两者整合的策略研究必然要超越教学实施的层面，要在制度和理论层面起到积极的引领作用。

传感器教学是新课程改革的重要内容，结合新课程改革开展有效的策略研究符合新课程改革的理念。我们认为，在传感器教学过程中的策略主要包括利用传感器开展实验探究，针对中学物理实验内容开展全面系统的研究，开展中学物理实验设计以及结合传感器和中学物理实验开展教研活动等几个方面。有效的策略将会对传感器与中学物理实验整合的研究起到积极的促进作用。

一、开展探究教学——改变传统实验教学方式

开展探究教学策略是指在传感器与中学物理实验整合过程中，以传感器为操作平台，以探究为教学方式的研究策略。实验探究教学是指在教师引导下，学生运用已有的物理知识和技能，通过自己设计实验方案、进行实验操作、处理和分析数据、解决物理问题和探索结论的一种教学模式。实验探究模式一般包括“提出问题——实验设计——实验探究——获得结论”等环节和过程[1]。开展物理实验探究教学可以改变传统教学过程中过于强调物理知识和技能的倾向，有利于提高学生实验的兴趣，有利于提高学生的实验技能，促进学生积极主动地参与到学习过程中来，使之在经历科学探究的过程中学会学习和思考，逐步培养学生的科学探究精神、参与意识、合作能力、实践能力和创新能力等。这就要求教师在开展实验探究教学的过程中，着力激发学生的学习兴趣，创造学生主动参与的氛围，充分调动学生参与实验探究教学的积极性和主动性[2]。

新课程改革之后，实验探究已经成为实现新课程目标的重要手段和内容。物理实验探究教学不仅要求教师具有探究的意识，还要求为教师配备基本的实验器材和实验平台。由于我国缺乏实验探究的传统，很多中学一线教师在开展实验探究的过程中往往会遇到实验器材或技术上的困难，因此，将传感器应用于物理实验探究教学是一个行之有效的策略。传感器能够精密准确地探测、感受外界信号，并将之转变成电信号，教学使用的传感器具有操作简便、数据图像准确清晰的特点，而且品种齐全。我国目前中学和高校使用的传感器主要包括美国PASCO公司生产的PASCO传感器系统和上海朗威DISLab传感器系统，这两套系统基本都涵盖了中学物理所涉及到的实验种类和实验内容。将传感器技术应用于物理实验探究教学中，实验操作简单方便，可以为学生和教师开展探究节省大量时间，学生不必从实验器材上考虑实验的可行性与可操作性，而且实验数据的采集和分析非常精确，图像清晰，学生可以集中精力思考实验探究的方法和思路，为实验探究设计方案，完成实验探究的过程。这也符合实验探究的真正目的，可以更加有效地培养学生的创新思维能力。

以传感器为平台开展实验探究的策略，可以有效地促进传感器与中学物理实验整合的有效性，可以有效地改变传统实验教学的方式，学生不再是一味听教师讲、看教师做，而是要积极主动地猜想、假设并实验证明，对实验的事实加以分析并获得结论。这必将有利于学生物理实验能力的提高，促进传感器与中学物理实验整合的研究。

二、开展系统研究——使中学物理教师得以借鉴

传感器与中学物理实验的整合研究已经成为物理新课程改革的重要内容和理念，是科学技术、信息技术与物理实验课程整合的重要突破口，对于提高学生的动手实践能力、提高学生的综合素质以及创新思维能力有着重要的作用。国外在这方面的研究经验和我国的现实状况都显示出我国传感器与中学物理实验整合的做法缺乏系统性，没能从整体的视角加以研究。

开展系统研究策略是指在将传感器与中学物理实验整合过程中，要有整体的研究思路，结合义务教育阶段和高中阶段的物理实验要求和设置，从力学、热学、电学、光学等专题角度开展全面而系统的研究，为中学物理教师开展传感器的教学提供理论指导和借鉴。从已有的研究中发现，我国现有的整合研究以案例为多，而且实验的类型多以验证性实验或测量性实验为主，缺乏系统地将传感器应用于中学物理实验的做法。由于中学阶段经费有限，很多中学没有能力购置传感器设备，所以我国的传感器与实验整合的研究主要集中在高校，相对系统的研究主要以硕士毕业论文的形式呈现，中学一线教师的系统研究相对较少。这在很大程度上限制了中学物理教师参与传感器研究的工作，也无法为广大中学物理教师提供系统而足够的示范，无法达到传感器应用于中学物理实验的理想价值。

因此，我们应该系统地对传感器与中学物理实验整合加以研究，既结合案例研究，又要涵盖中学物理实验的整体，将义务教育和高中教育阶段的物理实验内容通过传感器开展全面的研究，并将研究内容和研究成果以适当的形式展示出来，为中学一线物理教师和高校实验研究人员提供必要的借鉴和指导。同时，在研究过程中要具有更为广泛的研究视角，从理论探讨到策略分析，从模式建构到资源开发，从实验设计到实验探究等方面进行系统的研究。系统研究的策略要求我们要紧密结合义务教育阶段和高中阶段的物理课程标准和实验内容要求，利用传感器有针对性地开展全面的实验设计与研究，以便为中学物理教师开展传感器教学提供案例观摩和参考，促进传感器与中学物理实验的整合。唯有此才能实现传感技术与物理实验整合的系统化和全面化，才能为中学物理教师提供更直接、全面的指导。通过系统研究，可以促进传感器技术在中学物理教学中的有效应用，使传感器成为中学物理实验教学中重要而常见的操作平台。

三、开展实验设计——提高实验设计与开发能力

中学物理实验的设计和研究能力是物理实验教学的重要目标和内容，也是传感器与中学物理实验整合的重要策略之一。中学物理实验设计是一种介于基础教学实验和实际科学实验之间的、具有对科学实验全过程进行初步训练的实验教学方式，学生根据物理实验原理和要求，运用已学过的实验方法，结合实验器材，设计出合理的实验方案并加以实施的过程[3]。中学物理实验设计涉及到对物理实验原理的深刻理解，实验器材的合理选取，实验步骤的设计和安排，实验操作的合理进行，以及实验数据的分析处理、实验结论的得出等一系列过程，这些对于学生创新思维能力、动手操作能力、小组合作和交流能力的培养都有十分重要的作用。

将传感器系统作为开展实验设计的操作和研究平台，可以有效提高学生的实验设计与研究能力，促进学生创造性思维能力的发展。一般的数字传感器由计算机接口、传感器和软件三部分组成。其中传感器用来采集数据，将各种外界信号转换成电脑可以识别的电信号，通过数据转换接口在电脑软件中显示即时的实验数据。运用传感器开展的实验设计，学生通过自己查阅和搜集资料自行推证有关理论，自行设计实验方案，自行选择实验器材，独立地进行操作和测量，对学生实验设计和研究能力、创新能力的培养具有不可估量的作用。

在传感器与中学物理实验整合过程中，教师要尽可能多地为学生创造开展物理实验设计的机会，使学生在完成中学物理实验的过程中感受传感器的优点和科学技术的魅力，体会实验设计的重要价值。教师要有步骤地引导学生由易到难地开展实验设计，初级阶段的实验设计题目和内容可以完全由教师决定和完成，之后可以是教师跟学生合作完成，高级阶段的实验设计则主要由学生自行完成。教师要鼓励学生积极参与实验方案设计的过程中来，大胆地提出自己的设计思想，针对同一物理实验设计多种解决方案，鼓励学生运用多种证据对自己的实验方案进行论证，提出完善和改进的建议等。

例如，在牛顿第二定律的实验过程中，我们利用PASCO传感器对之进行了重新设计和改进。传统的牛顿第二定律实验是用沙桶带动小车运动，通过打点计时器在纸带上打点来分析和研究。但此方法要求沙桶质量远小于小车质量，而且打点计时器打点过程对实验亦有影响。为此，我们在研究过程中利用运动传感器来分析加速过程的实验数据，并且将沙桶（我们用砝码代替）自身的加速度问题也考虑进去，不再忽略沙桶自身的影响，实验效果非常准确[4]，参与的学生和教师的实验设计能力也得到了提升。

四、开展教研活动——促进教研意识与能力发展

在新课程改革背景下，教师的教学活动与研究活动是密切相关的，教师已经不是传统的教书匠，一个教师不仅要把书教好，即把知识和技能传授给学生，还要教会学生学会学习，学会思考和研究。这就需要教师具备基本的教学研究意识，在完成知识教学的同时，要开展一定的教学研究工作，掌握教学研究的基本方法，将教学经验层次的问题升华为更高层次的理论问题，从而提升研究的能力和水平。

在传感器与中学物理实验整合过程中开展教研活动是提高整合层次和水平的重要策略，这不仅有利于教师提升自己的研究能力，还可以更加有效地带动学生参与科研过程，提高研究能力。教师要紧密围绕传感器与中学物理实验教学有意识地发掘一些问题，紧密围绕传感器与中学物理实验的整合研究，保证教研活动的完整性和目标的指向性，使这种教研活动成为物理教师改进中学物理实验手段、提高实验效率、体会科技发展、开展实验探究、培养创新能力的重要手段和方式。结合传感器与中学物理实验开展教学研究的内容比较广泛，可以从理论上进行一些探讨。例如，国内外传感器教学的进展和现状、传感器的重要性、将传感器与物理实验整合的方式方法等。也可以结合具体的实验案例开展一定的实验研究与分析，例如实验验证动能定理的研究[5]、单摆的实验设计[6]、动量定理的实验设计与研究[7]等。在动量定理的实验研究过程中，我们将不易测量的合外力冲量通过力传感器测出，将动量的变化用运动传感器测出，两者进行比较即可分析出冲量和动量变化的关系。在研究过程中，教师不仅提高了教研的意识和能力，还积极引导学生参与科学研究的意识，教给他们基本的研究方法，这对参与研究的学生起到了积极的引导作用，提高了学生的科学素养和科学研究能力。通过教研活动的开展，可以促进教师专业能力和学生科研能力的发展，为创新型人才的培养奠定基础。

传感器与中学物理实验的整合是物理新课程提倡的重要内容和理念，体现了物理课程与科学技术的结合，也体现了物理课程内容的选择性和前沿性，其整合研究已经成为我国中学物理实验改革和研究的重要课题。策略更具普遍意义和方法论意义，开展有效的策略研究将会非常有效地促进传感器与中学物理实验整合的研究。

参考文献

[1]刘茂军.用数据采集器实施“实验探究”教学的理论与实践.教学研究，2011（2）.

[2]姚文俊，武丰旭.发展学生主体性的教学策略研究.中国教育学刊，1998（2）.

[3]刘茂军.中学物理实验设计思想方法拾萃.物理教师，2012（1）.

[4]刘茂军，刘惠莲，肖利.基于传感器的牛顿第二定律实验设计与研究.中学物理教学参考，2012（11）.

[5]刘茂军，赵志刚，肖利.实验验证动能定理的研究.中小学实验与装备，2007（4）.