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[!--downpath--]近年来，数学教学部深入研究应用型人才内涵，不断践行以中学生为中心、以能力培养为目标的教育理念，将改革实践贯穿于实验课程的全过程，建立了“基础-综合-开放”分支层次的实验教学体系。 在教学中，实践“问题启发式”和“结对课堂”的教学技巧； 自主研发“3D虚拟仿真系统”，创新教学方法； 建设丰富的教学资源库； 与课程同步成立课外兴趣小组，组织参加各种竞赛，加强中学生创新意识和创新能力的培养； 建立基于能力的评估模型； 研究思想政治课与实验课的有机结合。 通过上述改革，将传统的灌输式课堂转变为对话式课堂，将封闭式课堂转变为开放式课堂，将知行合一转变为知行合一，进而实现知识课堂的转变。变身能力课堂，让中学生获得“知识、能力、素质”三合一综合训练大学物理实验(第一册)，重点发挥化学实验班的作用。
图1 “基础-综合-开放”分层实验教学体系
01
在基础化学实验中
“知识、能力、素质”培训
在化学实验教学体系中，基础化学实验是培养综合能力和创新能力的前提。 在设计课程时，分析每个实验的知识、能力、素质培养要点，并将其与实验教学的各个环节融为一体，做到日常培养与“知识、能力、素质”培养的统一。
知识修养水平
设计制作3D虚拟仿真软件，可以观察仪器的外部和内部结构，解决实验预览时只有文字介绍，看不到实际物体的问题，也可以用来练习实验操作流程。 构建多元实验视频资源库，针对每个实验重点、难点深挖课程思政要素，制作适合中学生课外学习的微视频。
图2 3D虚拟仿真软件
能力发展水平
建立以能力为导向的问题激发教学模式，瞄准应用型人才培养需求，建立以中学生为中心的实验课程教学，课程思政一体化，“知识、能力、素养”融为一体渗透到教学的各个方面。
图3 能力发展关系图
识字水平培养
实验质量、动手能力和创新意识将对中学生今后的学习、工作乃至生活产生深远的影响。 基础化学实验课程要求每个中学生独立完成预习、操作和数据处理三个环节，可以充分发挥和培养中学生的独立思考能力和意识。 特别是很多化学实验仪器调节起来比较困难，需要花费大量的时间来操作。 通过这种训练，可以培养中学生面对困难、坚持不懈的实验精神，从而提高实验质量。 此外大学物理实验(第一册)，实验室氛围建设也为人才培养提供环境支撑。
图4 识字培养
经过多年的实践检验，以“问题启发”为核心的基础化学实验教学体系逐渐形成。 本课程将于2021年获批山东省一流课程，为应用型人才培养目标奠定坚实基础。
图5 山东省批准的一流课程文献
02
高级技能培训—综合设计化学实验
以培养中学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力、开放的思维和创新意识。 实验室根据中学生的专业特点，根据中学生的兴趣设置热学、热学、光学、热学模块。 每个模块都由一系列实验组成。 中学生可以根据自己的兴趣选择相应的模块。 学习基于研究的学习技能。
图6 综合设计实验框架图
03
项目培训-开放化学实验
中学生具备基本的实践能力，经过系统的技能训练，可以通过项目训练进一步提高创新能力，根据中学生专业设置项目：（1）以示范实验装置制作为主的开放项目针对经济类、管理类、工程类中学生，致力于培养中学生的动手能力，提高科学素质； （2）为文科学生提供设备改进、实用小制作和科研项目，致力于培养中学生的创新能力和科学精神。
在选题时，根据基本的实验技能和技能来扩展现有的内容：如改进现有的实验仪器、采用新的方法检测某个数学量等。该项目需要中学生查阅大量的资料，自己设计实验方案，最后采购零部件完成仪器的组装和调试，是有一定挑战的。 通过完整项目的制作，中学生可以掌握研究性学习的方法。 为保持选题的创新性和挑战性，除少数选题不断拓展外，其余均为新选题。
图7 查看信息
图8 电路分析与讨论
图9 模型加工制作
04
创新创业——学科竞赛
中学生通过“基础—综合—开放”分级实验教学体系的训练后，已初步具备了创新工作的条件。 在此基础上，教师和中学生利用课外时间构建和拓展项目功能，培养中学生创新创业意识。
2021年是研究性学习培养模式实施的元年。 数学教学部从开放实验中评选出3个项目参加省高校生物化学实验竞赛，最终获得国家级二等奖1项、三等奖2项。 良好的结果。
图8 师生暑假备战
图9 2021年全省大学生生物化学实验竞赛获奖名单
图10 2021年省高校生物化学实验竞赛获奖证书
2022年是研究性学习培养模式实施的第二年，在总结经验的基础上完成了培养方案的进一步优化和建设。 数学教学部选派23位朋友参加全省大学生生物化学实验竞赛，参赛作品全部来自公开实验。 朱有章、刘慧玲、赵云芳、雷玉明、李玉新、赵丽华、刘兆梅等多名班主任自愿放弃假期，组成辅导小组为中学生提供辅导。
图11 暑假周末教师工作情况
备战期间，中学生的表现也让人惊喜。 很多玩家还是大一、中学生。 他们牺牲假期时间，全身心投入到课题的研究中。 有的根据课题要求设计自己的实验方案，并在团队中发挥带头作用； 自学了一些仿真软件和算法，并进行了实验数值模拟； 材料准备问题……同学们整体营造了一种奋发向上的学习氛围。 我院管理系2021级中学生孙云佳通过化学实验课程的学习，对化学产生了浓厚的兴趣。 她说：“作为一名工科中学生，化学实验比赛让我进一步提高了独立思考能力和动手操作能力，极大地提高了我对未来大学学习的信心，也激励了我。”以独特的力量前进。”
在朋友们和老师们的努力下，2022年省大学生生物化学实验大赛荣获国家级二等奖2项、三等奖2项、优秀奖1项，创历史最好成绩。
图12 2022年全省大学生生物化学实验竞赛获奖名单
图13 2022年全省大学生生物化学实验竞赛获奖证书
取得这样的成绩后，教学团队开始思考如何在提高中学生实践能力的前提下提高应用型人才培养质量，提出了基于开放实验和研究性学习的创新创业培养模式方法。 。 从实际问题中发现项目，用科学研究的方法来解决。 在这一思路指导下，“挑战杯”的筹划工作于2022年底启动，经过多轮论证，推荐参赛作品3件，其中2件进入省赛答辩阶段。 最终，“基于稳态模型的稳态分析：半导体加热在人体器官保存中的应用研究”荣获省赛银奖，“基于数学模型的实验系统开发与设计”获得省赛银奖。 《模拟》获省赛二等奖。 八年来最好成绩。
图14 参加2023年广东省大学生课外学术科技作品大赛
图15 2023年四川省大学生课外学术科技作品大赛获奖证书
五年来，数学系在中学生创新活动中取得的成绩并非偶然，而是各方共同努力的结果：学校对开放实验方向的指导和支持，中学生的无私奋斗。 数学系坚持“以中学生为中心”的教学理念和9年的经验积累。面对现在的新形势，数学教学部将继续推进教学改革，加强班主任建设提高中学生创新创业能力，为提高应用型人才培养质量不断探索。