序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！

篇1

2實(shí)驗(yàn)步驟

（1）熟悉監(jiān)控環(huán)境和分析平臺(tái)的使用。熟悉監(jiān)控環(huán)境的使用，并在其中運(yùn)行僵尸程序，嘗試和僵尸網(wǎng)絡(luò)命令與控制服務(wù)器進(jìn)行連接和通信；熟悉二進(jìn)制代碼分析平臺(tái)BitBlaze的使用，學(xué)習(xí)利用其動(dòng)態(tài)分析組件TEMU進(jìn)行軌跡捕獲、二進(jìn)制代碼插裝的技術(shù)和方法，熟悉利用靜態(tài)分析組件VINE進(jìn)行二進(jìn)制代碼的執(zhí)行軌跡反匯編及符號(hào)執(zhí)行、約束求解等分析方法。（2）僵尸程序執(zhí)行軌跡捕獲。執(zhí)行軌跡是僵尸程序路徑空間中一條路徑的執(zhí)行過(guò)程的詳細(xì)記錄。在BitBlaze平臺(tái)的TEMU中運(yùn)行僵尸程序，監(jiān)控其執(zhí)行過(guò)程，并將從命令與控制信道中接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)標(biāo)記為污點(diǎn)，捕獲得到僵尸程序的執(zhí)行軌跡文件?？梢苑謩e捕獲僵尸程序在與控制命令服務(wù)器無(wú)網(wǎng)絡(luò)交互、有網(wǎng)絡(luò)交互及接收到不同控制命令等情況的幾組不同的執(zhí)行軌跡，以便于進(jìn)行對(duì)比分析，并用BitBlaze平臺(tái)中的VINE將這些二進(jìn)制的執(zhí)行軌跡文件轉(zhuǎn)換成匯編語(yǔ)言格式。（3）僵尸程序執(zhí)行軌跡文件分析。對(duì)捕獲到的執(zhí)行軌跡文件進(jìn)行處理和簡(jiǎn)化，然后編寫(xiě)程序?qū)ζ溥M(jìn)行分析：統(tǒng)計(jì)分析僵尸程序執(zhí)行軌跡中的線(xiàn)程個(gè)數(shù)及線(xiàn)程號(hào)、污點(diǎn)傳播過(guò)程等信息；分析僵尸程序代碼空間中的代碼覆蓋情況，計(jì)算代碼覆蓋率并分析其特點(diǎn)；統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)API調(diào)用情況；從執(zhí)行軌跡文件構(gòu)造僵尸程序的控制流圖。通過(guò)分析，對(duì)執(zhí)行軌跡的特點(diǎn)和僵尸程序的執(zhí)行邏輯有更加清晰的認(rèn)識(shí)。（4）僵尸網(wǎng)絡(luò)控制命令提取。根據(jù)步驟（3）中的分析結(jié)果，結(jié)合僵尸程序的固有特點(diǎn)，從執(zhí)行軌跡中定位到僵尸程序中對(duì)控制命令進(jìn)行判斷、處理的命令控制邏輯代碼段。定位的方法可以結(jié)合參考文獻(xiàn)［3］中提出的規(guī)律，也希望學(xué)生探索和發(fā)現(xiàn)新的特點(diǎn)和規(guī)則。然后，在可控環(huán)境中執(zhí)行僵尸程序，當(dāng)執(zhí)行到命令控制邏輯代碼段時(shí)，利用代碼插裝等二進(jìn)制代碼動(dòng)態(tài)分析技術(shù)［13］提取出僵尸程序可執(zhí)行的控制命令。（5）僵尸程序行為分析。在可控環(huán)境中再次運(yùn)行僵尸程序，利用FileMon和Wireshark等軟件對(duì)僵尸程序的行為進(jìn)行跟蹤監(jiān)控。其一，在沒(méi)有與命令控制服務(wù)器交互時(shí)，分析僵尸程序執(zhí)行后會(huì)有怎樣的行為表現(xiàn)，例如自刪除、修改系統(tǒng)文件、修改注冊(cè)表選項(xiàng)、試圖連接命令與控制服務(wù)器等；其二，在和命令與控制服務(wù)器進(jìn)行交互時(shí)，利用步驟（4）中提取出的僵尸網(wǎng)絡(luò)命令，觸發(fā)僵尸程序運(yùn)行，再監(jiān)控其會(huì)有怎樣的行為，并總結(jié)控制命令與僵尸行為的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和觀(guān)察，對(duì)僵尸程序的行為和特征進(jìn)行歸納總結(jié)。（6）僵尸網(wǎng)絡(luò)命令與控制機(jī)制的進(jìn)一步思考和探索。思考上述從僵尸程序二進(jìn)制文件中挖掘未知命令方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并探索新的改進(jìn)方法。根據(jù)提取出的控制命令及其對(duì)應(yīng)的行為，分析僵尸程序和命令與控制服務(wù)器通信的方式，從整體上對(duì)該僵尸網(wǎng)絡(luò)的命令與控制機(jī)制進(jìn)行認(rèn)識(shí)和思考。在上述步驟中，步驟（3）“執(zhí)行軌跡文件分析”和步驟（4）“控制命令的提取”涉及較多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和二進(jìn)制代碼分析技術(shù)，是本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)。

3實(shí)例分析

在TEMU中運(yùn)行Zeus僵尸程序，在和命令與控制服務(wù)器進(jìn)行通信時(shí)，動(dòng)態(tài)捕獲了Zeus僵尸程序的3條執(zhí)行軌跡，其中的線(xiàn)程數(shù)、匯編指令總數(shù)和系統(tǒng)API調(diào)用個(gè)數(shù)見(jiàn)表1．對(duì)3個(gè)執(zhí)行軌跡進(jìn)行分析，了解Zeus僵尸程序的執(zhí)行邏輯，利用執(zhí)行軌跡中的代碼塊覆蓋率特征，從中定位到滿(mǎn)足參考文獻(xiàn)［3］中提出的覆蓋率規(guī)律的代碼塊，其所在代碼區(qū)域就是僵尸程序的命令控制邏輯代碼段。根據(jù)此方法，可以定位到的代碼段地址范圍為0x26e877c—0x26e87a2，其中調(diào)用了系統(tǒng)比較函數(shù)lstrcmpiw來(lái)進(jìn)行比較，它是一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖3）。將Zeus僵尸程序再次放在TEMU中運(yùn)行。當(dāng)僵尸程序運(yùn)行到命令判定循環(huán)的入口地址0x26e877c時(shí)，開(kāi)始監(jiān)控是否調(diào)用判定函數(shù)lstrcmpiw。如果發(fā)生調(diào)用，則修改輸入命令為隨機(jī)數(shù)據(jù)，使程序進(jìn)入判定循環(huán)。在判定過(guò)程中，通過(guò)獲取用來(lái)和輸入數(shù)據(jù)比較的參數(shù)，動(dòng)態(tài)捕獲了Zeus僵尸網(wǎng)絡(luò)的25個(gè)控制命令。提取出控制命令以后，就可以用這些控制命令作為網(wǎng)絡(luò)輸入來(lái)觸發(fā)Zeus僵尸程序，使其表現(xiàn)出相應(yīng)的行為。掌握了僵尸網(wǎng)絡(luò)的命令與控制機(jī)制以后，也可以嘗試偽造Zeus命令與控制服務(wù)器并向僵尸主機(jī)發(fā)送bot＿uninstall等命令來(lái)卸載、刪除僵尸程序，瓦解僵尸網(wǎng)絡(luò)。

篇2

二、材料準(zhǔn)備

1.三種不同顏色的墨水，分別是：紅色、純藍(lán)、墨汁（可適當(dāng)稀釋?zhuān)?.試劑瓶6個(gè)，一個(gè)裝紅墨水，標(biāo)明“A標(biāo)準(zhǔn)血清”，另一個(gè)裝純藍(lán)墨水，標(biāo)明“B標(biāo)準(zhǔn)血清”；其余四個(gè)分別裝紅墨水、純藍(lán)墨水、墨汁和清水，模擬四種待測(cè)血液樣品，在試劑瓶上標(biāo)明甲、乙、丙、丁。3.載玻片4個(gè)，在左右兩邊的邊緣分別用記號(hào)筆標(biāo)明A和B（與醫(yī)院中血型鑒定方法一致）。

三、實(shí)驗(yàn)原理

用紅墨水代表A型血樣；用純藍(lán)墨水代表B型血樣；墨汁代表AB型血樣；清水代表O型血樣。四種樣品在滴加紅、藍(lán)墨水代表的A、B兩種標(biāo)準(zhǔn)血清時(shí)，會(huì)有不同的顏色變化，用變色與否代表凝集反應(yīng)，如下表：

四、模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.取4張載玻片，均在標(biāo)明A的位置上方滴加1滴紅墨水（A標(biāo)準(zhǔn)血清），在標(biāo)明B的位置上方滴加純藍(lán)墨水（B標(biāo)準(zhǔn)血清）。2.在每張載玻片上滴加一種待測(cè)樣品，A、B標(biāo)準(zhǔn)血清中各加1滴。3.觀(guān)察是否變色，將結(jié)果記錄在下表中，在括號(hào)內(nèi)注明血型：

篇3

二、評(píng)價(jià)方法

科學(xué)探究能力的主要能力結(jié)構(gòu)是科學(xué)知識(shí)的掌握、科學(xué)方法的應(yīng)用、表達(dá)和交流三個(gè)方面，科學(xué)探究每個(gè)維度都可以從這三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而形成科學(xué)探究能力的評(píng)價(jià)體系。1.科學(xué)知識(shí)的掌握評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值5：能夠依據(jù)自己選擇的探究因素，選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單、合理、易操作的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合科學(xué)邏輯。分值3：能夠依據(jù)自己選擇的探究因素，選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)出合理可行的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合科學(xué)邏輯。分值1：實(shí)驗(yàn)材料選擇不恰當(dāng)，實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)不合理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程缺乏基本科學(xué)邏輯。2.科學(xué)方法的應(yīng)用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值5：選取恰當(dāng)數(shù)量的大豆種子，實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)考慮適宜的萌發(fā)條件，科學(xué)合理設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，考慮相同環(huán)境因素，保證某一外界因素這一單一變量，有明確可信的數(shù)據(jù)記錄。分值3：選取恰當(dāng)數(shù)量的大豆種子，科學(xué)合理設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，保證某一外界因素單一變量。分值1：未考慮實(shí)驗(yàn)的變量控制，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案與檢驗(yàn)假說(shuō)沒(méi)有邏輯上的關(guān)系。3.表達(dá)與交流評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值5：能夠簡(jiǎn)明有條理地?cái)⑹鎏骄糠桨?，?shí)驗(yàn)裝置描述清晰易懂，易被他人重復(fù)。分值3：能詳細(xì)敘述出探究方案，基本能被他人理解和重復(fù)。分值1：探究方案的表述不完成，邏輯混亂，不可重復(fù)。

案例1：

（1）先在2個(gè)紙杯上分別標(biāo)上“A”和“B”。

（2）分別在A杯和B杯內(nèi)放入250g土。

（3）再在A杯和B杯內(nèi)分別放入10粒大小相似并完整有生命力的大豆種子。

4）在A杯內(nèi)每天澆水，B杯不澆水。

（5）仔細(xì)觀(guān)察一周并記錄種子萌況。評(píng)價(jià)：科學(xué)知識(shí)的掌握5分；科學(xué)方法的應(yīng)用5分；表達(dá)與交流5分。

案例2：

（1）取兩個(gè)燒杯，都放入相等泥土。

（2）分別放入10粒種子，每天澆等量的水。

（3）一個(gè)放于溫暖陽(yáng)光下，另一個(gè)同樣放于陽(yáng)光下，但不讓它照到光。

（4）連續(xù)觀(guān)察一周，每天記錄萌發(fā)數(shù)量。待修改問(wèn)題：

（1）燒杯未標(biāo)記。

（2）表達(dá)可再詳細(xì)、具體些。評(píng)價(jià)：科學(xué)知識(shí)的掌握5分；科學(xué)方法的應(yīng)用3分；表達(dá)與交流3分。

案例3：在土壤里均勻播種種子和水，在溫度37度時(shí)會(huì)不會(huì)發(fā)芽。多試幾次，每次不同濕度溫度。待修改問(wèn)題：

（1）未用標(biāo)記。

（2）沒(méi)有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有控制實(shí)驗(yàn)變量，變量不唯一。

（3）表達(dá)沒(méi)有條理不清楚，沒(méi)有可操作性。評(píng)價(jià)：科學(xué)知識(shí)的掌握1分；科學(xué)方法的應(yīng)用1分；表達(dá)與交流1分。

三、結(jié)果與思考

通過(guò)對(duì)162份工作單的評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)七年級(jí)學(xué)生在設(shè)計(jì)探究方案中存在以下問(wèn)題：

1.器材的選擇：學(xué)生在沒(méi)有選擇探究溫度因素的情況下選用冰箱放置實(shí)驗(yàn)組。

2.大豆數(shù)量：三分之一的學(xué)生選擇每組5粒以下的大豆種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的編號(hào)：只有少數(shù)同學(xué)給培養(yǎng)皿或燒杯貼標(biāo)簽編號(hào)。

4.單一變量的控制:

（1）探究光：陽(yáng)光下和陰暗處有溫差，出現(xiàn)光和溫度兩個(gè)變量。

（2）探究溫度：冰箱里無(wú)光，與室溫下做對(duì)照，出現(xiàn)溫度和光兩個(gè)變量。

篇4

（二）實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的設(shè)計(jì)

依據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究方法要求，保證實(shí)驗(yàn)前后檢測(cè)的真實(shí)性，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。指標(biāo)包括：1.前測(cè)指標(biāo)：實(shí)驗(yàn)組排球隊(duì)員和對(duì)照組的柔韌、力量素質(zhì)和彈跳能力；2.后測(cè)指標(biāo)：實(shí)驗(yàn)組排球隊(duì)員和對(duì)照組身體素質(zhì)水平：傳球技術(shù)動(dòng)作的完成情況，傳球的效果；隊(duì)員的體育學(xué)習(xí)心理水平：體育學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)水平和認(rèn)知水平。

（三）實(shí)驗(yàn)控制的設(shè)計(jì)

在任何實(shí)驗(yàn)性的科學(xué)研究中，由于與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的條件或因素如果是可測(cè)量的、數(shù)量化的或等級(jí)化的參與因素很多，勢(shì)必就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的效果，不可避免，但是保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，合理的控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各因素、各環(huán)節(jié)的變量影響效果，就會(huì)最大限度的降低實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的誤差，從提高實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，就本實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程來(lái)看主要是控制以下幾種變量：1.對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的控制：論文開(kāi)展前通過(guò)走訪(fǎng)和調(diào)查，選定的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的教師或者教練，無(wú)論從排球的教學(xué)水平、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)都要處于同水平，這樣可以減少教師的影響誤差。2.對(duì)隊(duì)員的控制：參與對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析的兩組隊(duì)員，都是普通學(xué)生，都沒(méi)有運(yùn)動(dòng)員的經(jīng)歷，而且在本次實(shí)驗(yàn)前對(duì)兩組學(xué)生分別進(jìn)行指標(biāo)的前測(cè)分析，保證實(shí)驗(yàn)前的兩組學(xué)生身體素質(zhì)和體育學(xué)習(xí)水平測(cè)試的差異不具顯著性，從而降低學(xué)生水平差異帶來(lái)的誤差。3.對(duì)訓(xùn)練和教學(xué)過(guò)程的控制：為了實(shí)驗(yàn)的誤差降低到最小，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的場(chǎng)館一般要求在同一場(chǎng)地，盡可能的減少場(chǎng)館誤差的影響。4.對(duì)測(cè)試方式和數(shù)據(jù)的控制：實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的學(xué)生統(tǒng)一編排，并打亂測(cè)試順序，統(tǒng)一對(duì)具有排球教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一記錄，保證測(cè)試方式和數(shù)據(jù)統(tǒng)，從而降低數(shù)據(jù)的誤差。通過(guò)對(duì)以上幾個(gè)影響因素的控制，最大限度的降低外部環(huán)境的影響效果，實(shí)驗(yàn)控制在一定程度上直接影響了實(shí)驗(yàn)效果，因此實(shí)驗(yàn)的控制必須在實(shí)驗(yàn)前后控制在最小范圍內(nèi)，才能保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可靠性。

（四）實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，在不同時(shí)期安排不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，具體步驟如下圖所示實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)是為了使訓(xùn)練階段性更強(qiáng)，更能保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)完成，對(duì)于今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一定的指導(dǎo)性作用。

篇5

2.在飲料瓶蓋中間部位鉆一個(gè)直徑略小于油筆芯的小孔，剪下2cm長(zhǎng)的一段油筆芯，將其一端插入瓶蓋的孔中，并用強(qiáng)力膠黏固在瓶蓋上。把輸液管滴壺上端切掉1/4，做成一個(gè)盛液漏斗。在滴壺的下端留下30cm長(zhǎng)的一段輸液管，其余部分剪掉。再把輸液管的端部套在瓶蓋中的油筆芯上，并用棉線(xiàn)扎緊。這樣,一個(gè)演示浮力產(chǎn)生原因的裝置就制作好了。

二、裝置用法

1.把裝置安裝在支架上。在飲料瓶中加入清水，同時(shí)在水中滴入數(shù)滴紅墨水振蕩，使水變成紅顏色。

2.滴壺固定不動(dòng)，使瓶中液面與輸液管中液面相平。把小球放入瓶中，小球因受到水的浮力飄浮在水面上。當(dāng)用推桿將小球推到瓶口并堵在瓶口處時(shí)，移開(kāi)推桿，小球仍上浮到水面上。

3.當(dāng)再次用推桿將小球推到瓶口并堵在瓶口處時(shí)，此時(shí)下移滴壺，使輸液管中的液面低于瓶中液面，這時(shí)再移開(kāi)推桿，可以看到小球不再上浮，而是繼續(xù)堵在瓶口處。這表明，小球雖然完全浸在水里，但并不受浮力作用（小球重力很小，可以忽略）。通過(guò)分析水對(duì)小球的作用力可知，這時(shí)小球受到水對(duì)它向上的壓力小于水對(duì)它向下的壓力。因此，浮力等于零。移動(dòng)滴壺，只要輸液管中的液面低于瓶中液面，小球就能堵在瓶口處，即浮力為零。

4.移動(dòng)滴壺，只要輸液管中的液面高于瓶中的液面，小球就能上浮，表明小球受到了浮力作用。通過(guò)分析水對(duì)小球的作用力可知，這時(shí)小球受到水對(duì)它向上的壓力大于水對(duì)它向下的壓力，即產(chǎn)生了浮力。

篇6

波形Rom又叫正弦函數(shù)功能表Rom，它的意思就是波形存儲(chǔ)器，顧名思義，就是存儲(chǔ)波形的，它是用來(lái)儲(chǔ)存在循環(huán)中產(chǎn)生的那些失真的很小的波形，也就是那些被經(jīng)量化還有離散后的正弦波形幅值，用于來(lái)產(chǎn)生一個(gè)完整的波形，波形儲(chǔ)存器就像一個(gè)存放成品零件的地方，用于組裝更大的東西。

2）數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC

數(shù)模轉(zhuǎn)換器，又稱(chēng)D/A轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)DAC，它的作用就是把一些不合適的信號(hào)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生成所需的模擬信號(hào)，它一般有4個(gè)部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)算放大器，基準(zhǔn)電源和模擬開(kāi)關(guān)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過(guò)名字就知道是數(shù)字量到模擬量的一個(gè)轉(zhuǎn)換，它的作用就是將離散的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)的模擬信號(hào)，最后通過(guò)濾波器，然后輸出。它的作用就好像是一個(gè)組裝車(chē)間，把剛剛在波形儲(chǔ)存器里面的離散的波形，進(jìn)行組裝，把他們變?yōu)檫B續(xù)的波形。

3）低通濾波器LPF

低通濾波器，簡(jiǎn)稱(chēng)LPF，是這個(gè)系統(tǒng)循環(huán)中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，就是濾波，既然它是濾波器，那它一定是用來(lái)除去一些不要的頻率段的信號(hào)的，帶通是讓某一個(gè)范圍的頻率通過(guò)，低通濾波器是允許低于截止頻率的信號(hào)通過(guò)，而高于截止頻率的信號(hào)就不能通過(guò)了，最后得出一個(gè)純潔穩(wěn)定的波形信號(hào)。它的作用就好像車(chē)間里的最后一步，打磨拋光，是這個(gè)物品看起來(lái)更加的精美。

2DDS信號(hào)源設(shè)計(jì)

如果采用單片機(jī)來(lái)控制DDS的話(huà)，這樣DDS的效率就會(huì)提高很多了。采用了DDS專(zhuān)用的AD985X系列芯片后，它就能提高它的效率了，能滿(mǎn)足高分辨率，高速度，還有高精度的要求了。然后再以單片機(jī)作為DDS的控制電路，鍵盤(pán)、顯示、串行接口作為電路，能對(duì)信號(hào)的產(chǎn)生和顯示及處理進(jìn)行控制，而且后期還能對(duì)生成的信號(hào)進(jìn)行處理，比如低通濾波及信號(hào)的放大。通過(guò)控制電路對(duì)DDS輸入控制字，然后經(jīng)過(guò)DDS內(nèi)部轉(zhuǎn)換生成信號(hào)頻率，然后輸出信號(hào)頻率進(jìn)入低通濾波器進(jìn)行濾波除雜，最后通過(guò)運(yùn)放電路進(jìn)行信號(hào)的放大。這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行原理見(jiàn)圖2單片機(jī)控制DDS原理圖。

篇7

（1）實(shí)驗(yàn)信息管理。

實(shí)驗(yàn)信息管理主要包括對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作人員、實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度、實(shí)驗(yàn)室通知以及實(shí)驗(yàn)室辦公文件等信息的集中管理。

（2）實(shí)驗(yàn)課程管理。

實(shí)驗(yàn)課程管理是指面向不同的老師、不同的開(kāi)設(shè)班級(jí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行編排，以完成實(shí)驗(yàn)課程的統(tǒng)一集中管理，做到實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間、教室不沖突。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的重要資源，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行信息登記和管理，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化管理。

（4）實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理主要包括實(shí)驗(yàn)課程的準(zhǔn)備，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程視頻的保存，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的電子化及成績(jī)?cè)u(píng)定，以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)總結(jié)。

1.2模式設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)采用了C/S模式和B/S模式相結(jié)合的設(shè)計(jì)模式。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在WEB環(huán)境下運(yùn)行，客戶(hù)端與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間采用B/S模式，從而避免了客戶(hù)端專(zhuān)用程序的開(kāi)發(fā)；而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器之間采用C/S模式，適宜滿(mǎn)足應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間的大批量數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)和調(diào)用，從而提高了數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的靈活性。另一方面，由于數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在專(zhuān)用的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，而應(yīng)用程序服務(wù)器和客戶(hù)端只負(fù)責(zé)發(fā)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令，這樣在一定程度上也提高了數(shù)據(jù)的安全性，后期維護(hù)也更加趨于合理。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用方法

要將傳統(tǒng)的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)演變?yōu)榛谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)，必須要完成三維建模、虛擬場(chǎng)景重建以及動(dòng)作響應(yīng)設(shè)定等一系列設(shè)置，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化和虛擬化。目前三維建模主要依賴(lài)SolidWorks三維軟件完成，而虛擬場(chǎng)景的重新構(gòu)建，在很大程度上依賴(lài)于LabView等圖形化編程軟件的使用。要實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，離不開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用，因?yàn)樵谔摂M實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，離不開(kāi)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)訪(fǎng)問(wèn)，因此如何快速訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)成為虛擬技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。目前應(yīng)用在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，主要是依賴(lài)于數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)方式。對(duì)于底層傳遞來(lái)的數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)自身的屬性進(jìn)行分類(lèi)，從而將數(shù)據(jù)自動(dòng)劃分到不同的數(shù)據(jù)類(lèi)中。在同一數(shù)據(jù)類(lèi)中，按照所定義的關(guān)鍵字對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。采用分類(lèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)方式，能夠極大地提高數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)的效率。

2.2機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)的虛擬化設(shè)計(jì)應(yīng)用

本研究課題以具體的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)為例探討虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)主要完成傳感器檢測(cè)、數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、電機(jī)控制等一系列任務(wù)。針對(duì)該實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，虛擬化和信息化可以按照如下步驟實(shí)施：

（1）三維建模。

借助于SolidWorks三維軟件對(duì)傳感器、濾波器、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)碼管、CPU控制器、步進(jìn)電機(jī)等進(jìn)行三維建模，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的萬(wàn)用表、示波器等其他實(shí)驗(yàn)儀器也要建模，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的真實(shí)性。

（2）場(chǎng)景重建。

利用LabView圖形化編程軟件，將上述三維模型進(jìn)行空間布局設(shè)置，構(gòu)建與實(shí)驗(yàn)室完全一致的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。

（3）界面接口設(shè)計(jì)。

僅僅有圖形化場(chǎng)景是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須借助LabView圖形化編程軟件對(duì)接口進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如數(shù)據(jù)采集卡的接口應(yīng)當(dāng)與傳感器的輸出接口保持相同的電平規(guī)格；再比如，CPU控制器的輸出脈沖應(yīng)當(dāng)跟步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流保持相同電平規(guī)格，以確保電機(jī)能夠被驅(qū)動(dòng)。

（4）虛擬動(dòng)作響應(yīng)。

設(shè)計(jì)了界面接口，就能夠利用VRML工具對(duì)虛擬動(dòng)作響應(yīng)進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)設(shè)定使虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠智能地感知到操作者的意圖，從而順利完成虛擬實(shí)驗(yàn)。

（5）數(shù)據(jù)庫(kù)的快速訪(fǎng)問(wèn)。

在機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)中，需要保存的數(shù)據(jù)有傳感器采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集卡的采集頻率、CPU控制器的輸出脈沖規(guī)格以及步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)參數(shù)。這些參數(shù)按照其自身屬性可以劃分為采集數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)三大類(lèi)，將上述的數(shù)據(jù)自動(dòng)地劃分到這三大類(lèi)中。當(dāng)虛擬動(dòng)作響應(yīng)需要訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢(xún)上述相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，可以首先按照數(shù)據(jù)所在的大類(lèi)進(jìn)行查詢(xún)，這樣有助于提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)的快速性和準(zhǔn)確性。

篇8

1.創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)引入

問(wèn)題一：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流的關(guān)系？【實(shí)驗(yàn)一】探索電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流的關(guān)系。師：如何才能知道指針偏轉(zhuǎn)方向與電流進(jìn)入方向之間的關(guān)系？是否可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定呢？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)1】學(xué)生按圖接好電路，探究指針偏轉(zhuǎn)方向與電流進(jìn)入方向之間的關(guān)系，并完成下表。結(jié)論：電流從何方流入指針就向何方偏轉(zhuǎn)。問(wèn)題二：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件？【實(shí)驗(yàn)二】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：師：在上述實(shí)驗(yàn)中，我們已經(jīng)得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么？生：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。師：磁鐵插入與抽出時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的方向相同嗎？指針左偏與右偏意味著什么呢？生：不同。指針偏轉(zhuǎn)不同，表明電路中的電流方向不同。問(wèn)題三：怎樣判斷通電螺線(xiàn)管中的電流方向？師：怎樣判斷通電螺線(xiàn)管中的電流方向呢？生：根據(jù)電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向和螺線(xiàn)管上的導(dǎo)線(xiàn)繞向來(lái)判斷。問(wèn)題四：怎樣判斷通電螺線(xiàn)管中的磁場(chǎng)方向？師：怎樣判斷通電螺線(xiàn)管中的磁場(chǎng)方向呢？生：根據(jù)通電螺線(xiàn)管中的電流方向用安培定則判斷。師：那么感應(yīng)電流的方向是否遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探究。

2.確定課題，分組探究

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)2】學(xué)生按圖接好電路，做實(shí)驗(yàn)并填附表。

3.分組總結(jié)，難點(diǎn)依舊

描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填表。討論回答：師：穿過(guò)閉合回路的磁通量的增減會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？生：有感應(yīng)電流產(chǎn)生。師：感應(yīng)電流又會(huì)產(chǎn)生什么？生：會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。師：那么這兩個(gè)磁場(chǎng)的方向之間有什么關(guān)系呢？請(qǐng)大家分成兩組來(lái)回答?！拘〗M一】條形磁鐵插入螺線(xiàn)管的過(guò)程。（1）N級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向下磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加。（2）S級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向上磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加。【小組二】條形磁鐵拔出螺線(xiàn)管的過(guò)程。（1）N級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向下磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。（2）S級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向上磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。結(jié)論“：增反減同”，即：判定感應(yīng)電流方向的方法，其內(nèi)容為“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”，由此得出了楞次定律。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果如何呢？實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生共分成八個(gè)小組，其中有三個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)表格不清楚怎么填而求助于教師，三個(gè)小組的表格填了一部分，而只有兩個(gè)小組在參照課本的情況下填得比較好。這說(shuō)明，雖然在教學(xué)中運(yùn)用了各種物理學(xué)方法，但并沒(méi)有有效地幫助學(xué)生理解物理學(xué)知識(shí)?？上攵?，之后楞次定律的得出也就比較困難，對(duì)定律理解也就不夠透徹。如何“有效”運(yùn)用這些物理學(xué)的方法呢？關(guān)鍵還是要結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，合理地運(yùn)用物理學(xué)方法。于是，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下的改革，取得了很好的學(xué)習(xí)成效。

二、改革后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.實(shí)驗(yàn)法

所謂實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，使用一定的設(shè)備和材料，通過(guò)控制條件的操作過(guò)程，引起實(shí)驗(yàn)對(duì)象的某些變化，從觀(guān)察這些現(xiàn)象的變化中獲取新知識(shí)或驗(yàn)證知識(shí)的教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)法是學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)的前提和基礎(chǔ)，教師耐心細(xì)致地做好這一步，才能幫助學(xué)生順利進(jìn)行后面的分組實(shí)驗(yàn)。于是，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程做了如下改進(jìn)：（1）創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)引入【實(shí)驗(yàn)一】產(chǎn)生感應(yīng)電流的演示實(shí)驗(yàn)。教師演示分步連好電路，由學(xué)生上講臺(tái)操作，全體學(xué)生觀(guān)察。問(wèn)題一：怎樣做能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流？生：將條形磁鐵不斷插入或拔出螺線(xiàn)管。問(wèn)題二：為什么產(chǎn)生了感應(yīng)電流？（感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件）生：閉合回路中磁通量發(fā)生了變化。問(wèn)題三：靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)與螺線(xiàn)管中的電流方向有什么關(guān)系？生：電流從哪邊流入靈敏電流計(jì)，指針就向哪邊偏。根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)情況就能判斷出螺線(xiàn)管中的電流方向。問(wèn)題四：怎樣判斷通電螺線(xiàn)管中的磁場(chǎng)方向？師：怎樣判斷通電螺線(xiàn)管中的磁場(chǎng)方向呢？生：根據(jù)通電螺線(xiàn)管中的電流方向用安培定則判斷。師：那么感應(yīng)電流的方向是遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探究。（2）確定課題，互動(dòng)探究【實(shí)驗(yàn)二】探究感應(yīng)電流的方向。教師實(shí)驗(yàn)：N極向下插入螺線(xiàn)管中，請(qǐng)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，把電流方向標(biāo)在下圖中。學(xué)生分組：N極向下從螺線(xiàn)管中拔出，S極向下插入螺線(xiàn)管中，S極向下從螺線(xiàn)管中拔出，分別記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并把電流方向標(biāo)在下圖中：由于有教師在【實(shí)驗(yàn)一】中的電路連接演示及在【實(shí)驗(yàn)二】中的實(shí)驗(yàn)操作演示，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)做得很順利，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄也很準(zhǔn)確，可以說(shuō)又快又好，有效地完成了這一教學(xué)環(huán)節(jié)。那么接下來(lái)，如何由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象整理和歸納出所要得出的結(jié)論，這就要看歸納法運(yùn)用得是否有效了。

2.歸納法

所謂歸納法是指從個(gè)別元素中概括出一般結(jié)論的思維方法，也可以指學(xué)科學(xué)習(xí)中具體的一種科學(xué)方法。由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納得出物理規(guī)律，在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中具有重要作用。于是，教師進(jìn)一步對(duì)教學(xué)中的歸納過(guò)程做了如下改進(jìn)：首先，降低填表難度。整個(gè)表中對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析所需要填寫(xiě)的空格被縮減為兩個(gè)，如下所示：其次，設(shè)置問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的思考。師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們知道了在不同情況下感應(yīng)電流的方向（已畫(huà)在圖上），那么請(qǐng)大家分析一下，感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)呢?生甲：可能與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向有關(guān)。生乙：可能與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。生丙：可能與磁通量的變化有關(guān)。分析：由過(guò)程一、二判斷感應(yīng)電流的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向無(wú)關(guān)。由過(guò)程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。同樣，由過(guò)程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化無(wú)關(guān)。那么，到底與什么因素有關(guān)呢？最后，難點(diǎn)由教師引導(dǎo)學(xué)生突破。師：感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)嗎？生：會(huì)。師：請(qǐng)大家畫(huà)出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，并分析原磁場(chǎng)方向與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向有什么關(guān)系？分成兩組來(lái)回答。【小組一】條形磁鐵插入螺線(xiàn)管的過(guò)程（1）N級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向下磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加。（2）S級(jí)向下插入原磁場(chǎng)方向向上磁通量增加產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)增加?！拘〗M二】條形磁鐵拔出螺線(xiàn)管的過(guò)程。（1）N級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向下磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。（2）S級(jí)向下拔出原磁場(chǎng)方向向上磁通量減小產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上二者方向相同感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng)減小。得出結(jié)論“：增反減同”即這樣設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)課程，實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程順暢了，學(xué)生幾乎都能認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，記錄下觀(guān)察到的現(xiàn)象，并經(jīng)過(guò)分析討論得出了自己的結(jié)論，為楞次定律的進(jìn)一步理解和應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，在教學(xué)過(guò)程中，關(guān)鍵是要保證讓學(xué)生理解相應(yīng)的知識(shí)。所以，任何教學(xué)過(guò)程都應(yīng)當(dāng)按理解的要求進(jìn)行整體設(shè)計(jì)；任何教學(xué)方法的應(yīng)用，都是為實(shí)現(xiàn)這一目的而服務(wù)的。因此，教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須考慮讓學(xué)生透徹理解的有哪些內(nèi)容，怎樣才能有效地幫助或引導(dǎo)學(xué)生理解這些內(nèi)容，這些內(nèi)容的理解過(guò)程應(yīng)當(dāng)運(yùn)用哪些物理學(xué)方法最適合，在理解這些內(nèi)容的各個(gè)階段應(yīng)分別達(dá)到什么要求，等等。假如我們對(duì)這些問(wèn)題搞得比較清楚，在教學(xué)過(guò)程中恰當(dāng)而有效地運(yùn)用好物理學(xué)的方法，教學(xué)質(zhì)量就會(huì)有大幅度提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)也會(huì)有較大突破。

篇9

高分子精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)教材極少且不完善，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)且內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中不重視對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及過(guò)程的描述和分析，依葫蘆畫(huà)瓢，缺乏實(shí)驗(yàn)的目的性和能動(dòng)性，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。為此，一方面可從實(shí)驗(yàn)選材入手，將一些形象、有趣的與日常生活密切相關(guān)的元素融入到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，緊密聯(lián)系實(shí)際，做到知識(shí)性、趣味性與實(shí)用性相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。如在“高分子材料阻燃性的測(cè)定”、“高分子材料導(dǎo)電性的測(cè)定”等實(shí)驗(yàn)中，可由學(xué)生自由選擇生活中常見(jiàn)的一些材料如塑料瓶、快餐盒、塑料袋等作為樣品進(jìn)行測(cè)試，讓學(xué)生在較高的實(shí)驗(yàn)熱情和興趣下輕松地掌握阻燃高分子材料及導(dǎo)電高分子材料的表征方法。另一方面，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，優(yōu)化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)提問(wèn)、討論等方式，發(fā)散學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意識(shí)和動(dòng)機(jī)。如在講解“聚芳酰胺的溶液縮聚”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，可從單體二酰氯非?；顫娫诔叵戮湍芘c二胺單體反應(yīng)，但酰氯遇水很不穩(wěn)定等這些性質(zhì)來(lái)啟發(fā)學(xué)生對(duì)反應(yīng)條件的思考，從被動(dòng)的“接受學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)向“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”、“探究學(xué)習(xí)”。聯(lián)系生活實(shí)際挖掘?qū)嶒?yàn)素材，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情;結(jié)合多元化的教學(xué)方式，發(fā)散學(xué)生思維，滲透實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的一條有效途徑。

2開(kāi)展綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維品質(zhì)

高分子精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，主要體現(xiàn)在學(xué)生能否正確理解實(shí)驗(yàn)原理并在不同情境下靈活遷移，運(yùn)用高分子化學(xué)與高分子物理等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)新方案的能力。綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)著眼于學(xué)生掌握一定的實(shí)驗(yàn)理論原理和操作技能的基礎(chǔ)上，學(xué)生自己設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可充分激發(fā)學(xué)生形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的觀(guān)念和意識(shí)，能夠有效增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力、分析解決問(wèn)題的能力。例如，在講到高分子精細(xì)化工課程中高吸水性樹(shù)脂章節(jié)內(nèi)容時(shí)，可提供不同的實(shí)驗(yàn)原料和條件，要求學(xué)生通過(guò)所學(xué)的影響吸水性性能的結(jié)構(gòu)因素知識(shí)，設(shè)計(jì)合成不同的高吸水性樹(shù)脂。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過(guò)程加深了對(duì)吸水性樹(shù)脂的合成方法及影響因素的理解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程的進(jìn)一步了解。

3開(kāi)發(fā)開(kāi)放型研究性實(shí)驗(yàn)，形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

開(kāi)放型研究性實(shí)驗(yàn)通常是以科研實(shí)踐為主題，讓學(xué)生自由支配時(shí)間進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)或是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的更新和改造。教師可結(jié)合自己的科研工作，開(kāi)發(fā)開(kāi)放型研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以課題組為組織形式，讓學(xué)生查閱資料確定實(shí)驗(yàn)方案，自行地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這徹底打破了學(xué)生實(shí)驗(yàn)“照方抓藥”的傳統(tǒng)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步掌握進(jìn)行科學(xué)研究的方法，充分鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和獨(dú)立科研能力，從而促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的自主發(fā)展，使教學(xué)質(zhì)量不斷提高。例如，聚酰亞胺類(lèi)材料具有高強(qiáng)、高膜及本質(zhì)阻燃等特性，是本課程中的一類(lèi)非常重要的高性能材料，讓學(xué)生掌握該材料的制備方法是非常有必要的。然而該材料的制備周期長(zhǎng)，從聚酰亞胺的預(yù)聚體聚酰胺酸的合成、鋪膜到膜的熱環(huán)化需近3天的時(shí)間。為此可充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，開(kāi)發(fā)“聚酰亞胺類(lèi)高性能材料的制備及性能研究”開(kāi)放型研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自己查資料確定實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃安排，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。這種研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不僅能充分鍛煉學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，還可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

4將現(xiàn)代仿真技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開(kāi)拓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

一方面高分子精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)中功能高分子的合成實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)有限;另一方面由于實(shí)驗(yàn)條件以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ南拗?，?duì)設(shè)備及技術(shù)要求較高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法開(kāi)展。針對(duì)這一現(xiàn)象，可將現(xiàn)代仿真技術(shù)引入高分子精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。學(xué)生可以在仿真機(jī)上模擬高分子精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)狀態(tài)，感受實(shí)驗(yàn)室操作與工業(yè)化大生產(chǎn)的差異，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)和提高其分析問(wèn)題的能力和創(chuàng)新思維。例如高強(qiáng)高模纖維產(chǎn)品的制備，首先要通過(guò)聚合反應(yīng)合成相應(yīng)的聚合物，再經(jīng)過(guò)紡絲及一系列的后成型階段才能制成，整個(gè)過(guò)程對(duì)設(shè)備和技術(shù)都有很高的要求，實(shí)驗(yàn)室很難重現(xiàn)整個(gè)加工過(guò)程?？捎梅抡婕夹g(shù)展現(xiàn)高強(qiáng)高模纖維的合成及紡絲技術(shù)，可使學(xué)生親身感受高分子精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)用價(jià)值，能強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動(dòng)機(jī)。

5構(gòu)建科學(xué)的能力評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

建立科學(xué)完整的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，直接影響學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和提高，是促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)的行之有效的手段之一。目前，高分子精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，這種考核辦法重實(shí)驗(yàn)報(bào)告，輕實(shí)驗(yàn)過(guò)程、操作技能及創(chuàng)新能力等，缺乏全面、客觀(guān)的考察。為此，我們建立了一套符合高分子精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)的評(píng)價(jià)體系，采用平時(shí)考查和期末考查相結(jié)合的方式來(lái)綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)和能力。其中平時(shí)考查又分為課堂實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)兩部分，分別占總分的50%和30%。課堂實(shí)驗(yàn)的考查主要是通過(guò)預(yù)習(xí)報(bào)告(占總成績(jī)的10%)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程(占總成績(jī)的30%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(占總成績(jī)的10%)等形式對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)觀(guān)察能力、操作能力、合作能力、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)處理等能力進(jìn)行考查。開(kāi)放性探究實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生的分析能力、設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)作能力以及實(shí)驗(yàn)效果等。期末成績(jī)占總成績(jī)的20%，主要分為實(shí)驗(yàn)操作和筆試兩部分。這種考核體系側(cè)重于實(shí)驗(yàn)過(guò)程和學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，較為公正、客觀(guān)地反映了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰统煽?jī)，可有效地促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

篇10

完善的設(shè)計(jì)方案需具備六個(gè)條件

一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)具備以下條件：人力、物力和時(shí)間滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“三要素”和“四原則”均符合專(zhuān)業(yè)和統(tǒng)計(jì)學(xué)要求；重要的實(shí)驗(yàn)因素和觀(guān)測(cè)指標(biāo)沒(méi)有遺漏，并做了合理安排；重要的非實(shí)驗(yàn)因素（包括可能產(chǎn)生的各種偏性）都得到了很有效的預(yù)防和控制；研究過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種情況都已考慮在內(nèi)，并有相應(yīng)的對(duì)策和嚴(yán)格的質(zhì)量控抗對(duì)操作方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析等均有一套規(guī)范的規(guī)定和正確的方法。而其中準(zhǔn)確把握統(tǒng)計(jì)研究設(shè)計(jì)的“三要素和四原則”，無(wú)疑是其設(shè)計(jì)方案科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南笳鳌?/p>

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“三要素”

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三要素應(yīng)著重考慮：

一、受試對(duì)象的種類(lèi)問(wèn)題。這里面包含以下幾種情形：l、一般醫(yī)學(xué)科研——常用動(dòng)物、離體標(biāo)本或人體內(nèi)取得的某些樣本作為受試對(duì)象；2、新藥的臨床前試驗(yàn)——一般用動(dòng)物作為受試對(duì)象；3．新藥的臨床試驗(yàn)階段——一般用人作為受試對(duì)象。新藥臨床試驗(yàn)一般分為4期，在1期臨床試驗(yàn)階段，通常用健康志愿者作為受試對(duì)象；而在其他各期臨床試驗(yàn)階段，常用患特定疾病的患者作為受試對(duì)象。選擇什么樣的患者，應(yīng)有嚴(yán)格的規(guī)定。

二、實(shí)驗(yàn)因素。實(shí)驗(yàn)研究的目的不同，對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求也不同。若在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中影響觀(guān)察結(jié)果的因素很多，就必須結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)眾多的因素做全面分析，必要時(shí)做一些預(yù)實(shí)驗(yàn)，區(qū)分哪些是重要的實(shí)驗(yàn)因素，哪些是重要的非重要的實(shí)驗(yàn)因素，以便選用合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法妥善安排這些因素。水平選取的過(guò)于密集，實(shí)驗(yàn)次數(shù)就會(huì)增多，許多相鄰的水平對(duì)結(jié)果的影響十分接近，不僅不利于研究目的的實(shí)現(xiàn)，而且將會(huì)浪費(fèi)人力、物力和時(shí)間；反之，該因素的不同水平對(duì)結(jié)果的影響規(guī)律不能真實(shí)地反映出來(lái)，易于得出錯(cuò)誤的結(jié)論。在缺乏經(jīng)驗(yàn)的前提下，應(yīng)進(jìn)行必要的預(yù)實(shí)驗(yàn)或借助他人的經(jīng)驗(yàn)，選取較為合適的若干個(gè)水平。所謂質(zhì)量因素，就是因素水平的取值是定性的，如藥物的種類(lèi)、處理方法的種類(lèi)等。應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況和具體條件，選取質(zhì)最因素的水平，千萬(wàn)不能不顧客觀(guān)條件而盲目選取。

三、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是反映實(shí)驗(yàn)因素作用強(qiáng)弱的標(biāo)志，它必須通過(guò)具體的指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。要結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，盡可能多地選用客觀(guān)性強(qiáng)的指標(biāo)，在儀器和試劑允許的條件下，應(yīng)盡可能多選用特異性強(qiáng)、靈敏度高的客觀(guān)指標(biāo)。對(duì)一些半客觀(guān)（如讀取病理切片或X片上所獲得的結(jié)果）或主觀(guān)指標(biāo)（如給某些定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果人為打分或賦值），一定要事先規(guī)定讀取數(shù)值的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一的技術(shù)培訓(xùn)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“四原則”

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四原則的實(shí)施主要包括：

一、隨機(jī)原則的實(shí)施：即運(yùn)用“隨機(jī)數(shù)字表”實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化；運(yùn)用”隨機(jī)排列表”實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化；運(yùn)用’計(jì)算機(jī)產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)”實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化。

二、對(duì)照原則的實(shí)施：空白對(duì)照組的設(shè)立——此種對(duì)照一般用干動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，在臨床上只適用于慢性病的對(duì)比研究中，而且必須慎用；相互對(duì)照組的設(shè)立——有時(shí)要考察的某因素不能取零水平，如考察某化學(xué)實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響，此時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組分別人不同的溫度條件下做實(shí)驗(yàn)，各組在實(shí)驗(yàn)中起到了相互對(duì)照的作用；標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照組的設(shè)立——為了比較某新藥的療效，往往以當(dāng)前社會(huì)上被公認(rèn)的、療效比較好且比較穩(wěn)定的同類(lèi)藥物作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照；實(shí)驗(yàn)對(duì)照組的設(shè)立——當(dāng)某些處理本身夾雜著重要的非處理因素時(shí)，還需設(shè)立僅含該非處理因素的實(shí)驗(yàn)組為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組；歷史或中外對(duì)照組的設(shè)立一一這種對(duì)照形式應(yīng)慎用，其對(duì)比的結(jié)果僅供參考，不能作為推理的依據(jù)；多種對(duì)照形式同時(shí)并存。

篇11

(一)實(shí)驗(yàn)方案探究設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)方案的探究主要培養(yǎng)學(xué)生的工程宏觀(guān)分析能力。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)按照統(tǒng)一的方案展開(kāi)，學(xué)生沒(méi)有選擇性。這種教學(xué)模式適用于理論驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，但在以培養(yǎng)學(xué)生工程能力為主的實(shí)驗(yàn)中，就會(huì)壓制學(xué)生的想象力和主動(dòng)探究的意識(shí)。因此，實(shí)驗(yàn)方案探究是實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的最重要部分。實(shí)驗(yàn)的主要目的是認(rèn)識(shí)和探索理論規(guī)律，掌握工程技能，應(yīng)該以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案的探究，學(xué)生對(duì)于老師提出的問(wèn)題，以分析問(wèn)題和解決問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考和研究，自主制定實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)對(duì)象，準(zhǔn)備儀器設(shè)備、測(cè)量各種工況下的數(shù)據(jù)，整理和判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的正確性。這就要求實(shí)驗(yàn)具有基于工程的實(shí)際背景設(shè)計(jì)，學(xué)生才可能在這種開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，對(duì)多種可能的實(shí)驗(yàn)方案展開(kāi)探究。英國(guó)開(kāi)放大學(xué)的實(shí)驗(yàn)“能量轉(zhuǎn)換(EnergyConversion)”是典型的實(shí)驗(yàn)方案探究型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)背景是銅的工業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)問(wèn)題是如何從銅礦石經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)得到電解銅。教師首先要求學(xué)生設(shè)計(jì)基本方案。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前1個(gè)月必須預(yù)習(xí)，由4人組成的實(shí)驗(yàn)小組需要集體制定實(shí)驗(yàn)方案，由于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題本身的開(kāi)放性，實(shí)驗(yàn)方案也并不是確定的，指導(dǎo)老師只給出一些建議。從粉碎礦石到解析出銅的多步實(shí)驗(yàn)步驟中，有多種途徑可以完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們集體討論得到設(shè)計(jì)方案。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，方案根據(jù)實(shí)際情況還繼續(xù)修正。完成基本方案設(shè)計(jì)以后，實(shí)驗(yàn)完成過(guò)程也是實(shí)驗(yàn)方案探究過(guò)程。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室邊實(shí)驗(yàn)、邊觀(guān)察、邊記錄、邊討論，每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都要求去解答或解決一些相關(guān)的問(wèn)題，如粉碎的效率、溶解濃度以及電解效率等，部分環(huán)節(jié)還要到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的求解。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行觀(guān)察記錄和模型預(yù)測(cè)，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生還必須根據(jù)本星期實(shí)驗(yàn)情況，做口頭報(bào)告(Presentation)，教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)和作業(yè)情況、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的表現(xiàn)以及口頭報(bào)告，給出實(shí)驗(yàn)課程的最終評(píng)價(jià)?？梢钥闯?，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程就是針對(duì)如何從銅礦石得到電解銅的這個(gè)具有工程背景的問(wèn)題，在不斷探究的過(guò)程中制定和實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程，這對(duì)學(xué)生工程宏觀(guān)分析能力的培養(yǎng)大有裨益。

(二)實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究

實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究主要培養(yǎng)學(xué)生的工程微觀(guān)分析與操作能力。傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)操作基本是按部就班地完成，對(duì)于故障分析與解決、規(guī)范操作等重要技能以及如何培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、工程能力、創(chuàng)新能力還較少涉及，這顯然不能滿(mǎn)足工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求。實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究式是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師給學(xué)生一定的引導(dǎo)和提示，讓學(xué)生自己通過(guò)觀(guān)察、思考、動(dòng)手實(shí)施等途徑去獨(dú)立探索和研究，自行實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的教學(xué)策略。概括起來(lái)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究中，學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，實(shí)施和運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)探與究的學(xué)習(xí)過(guò)程。在工程實(shí)際環(huán)境中，觀(guān)察與發(fā)現(xiàn)各種現(xiàn)象、分析現(xiàn)象之間的聯(lián)系。因此在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)會(huì)較為真實(shí)地模擬這些現(xiàn)象，學(xué)生經(jīng)過(guò)現(xiàn)象分析，確定現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)因與外因；結(jié)合理論進(jìn)行討論，明確調(diào)節(jié)目標(biāo)與調(diào)節(jié)手段，形成解決方案。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須便于討論和方案設(shè)計(jì)。華東理工大學(xué)DCS實(shí)驗(yàn)是較為典型的實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)主要培訓(xùn)學(xué)生DCS操作能力和故障處理能力。由于DCS系統(tǒng)本身的大多數(shù)操作都是基于計(jì)算機(jī)的操作，因此網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)課程的界面仿真DCS系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制部分操作的界面。以下用一個(gè)簡(jiǎn)單的故障處理實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了一個(gè)常見(jiàn)的故障處理，在圖1的界面中，學(xué)生觀(guān)察到粗丙酮塔T-601頂溫度儀表TI-6006出發(fā)異常過(guò)高報(bào)警，系統(tǒng)要求學(xué)生調(diào)節(jié)至正常運(yùn)行溫度73.0-80.0℃。在觀(guān)察到異常過(guò)高報(bào)警后，學(xué)生將按照所學(xué)知識(shí)和工程常識(shí)，作出如下分析：粗丙酮塔頂溫度上升可能有4三個(gè)工藝方面的原因，分別是加水量過(guò)大、回流量過(guò)小或再沸器回水量過(guò)小，也有可能是儀表自身故障因素。既然存在這三種可能，就必須通過(guò)其他觀(guān)察和分析來(lái)確定故障原因，因此學(xué)生首先需分別檢查相關(guān)三個(gè)儀表，即加水量?jī)x表FRC-6015，回流量?jī)x表FR-6019，E-601再沸器回水儀表FRC-6014，以確定儀表正常工作。學(xué)生觀(guān)察到回流量?jī)x表FR-6019讀數(shù)偏小，就可以判斷出是因?yàn)榛亓髁坎蛔阍斐伤敎囟壬?。在通過(guò)觀(guān)察分析找到故障原因后，學(xué)生根據(jù)工藝?yán)碚摚_定解決方案，即增大塔頂回流量，需要調(diào)節(jié)FR-6019儀表。在工程環(huán)境中，不能進(jìn)行一步到位的調(diào)節(jié)，以免造成大的擾動(dòng)，需逐步小范圍調(diào)整，邊調(diào)邊等。因此學(xué)生在實(shí)施解決方案，必須仔細(xì)閱讀操作守則，將溫度調(diào)節(jié)至正常運(yùn)行溫度的整個(gè)操作過(guò)程必須符合現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)范。操作實(shí)施時(shí)，首先將LRC-6023改為手動(dòng)控制，每次增加調(diào)節(jié)閥閥位必須小于2%—這是操作守則要求的，如果學(xué)生超出這個(gè)閥位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，訓(xùn)練中系統(tǒng)將給出警告，在考試中則行為將被記錄，作為扣分依據(jù)。每次調(diào)節(jié)后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算將相應(yīng)儀表調(diào)至相應(yīng)位置，學(xué)生一邊觀(guān)察表顯示情況一邊調(diào)解，直至塔頂溫度恢復(fù)到73.0-80.0℃，最后將LRC-6023設(shè)置為自動(dòng)控制?？梢钥闯觯藢?shí)驗(yàn)在整個(gè)故障處理過(guò)程中，并不像普通課程實(shí)驗(yàn)制定嚴(yán)格的步驟，而是讓學(xué)生根據(jù)工程實(shí)際情況，通過(guò)自主觀(guān)察分析來(lái)制定解決方案，然后根據(jù)操作規(guī)范來(lái)一邊觀(guān)察一邊操作運(yùn)行，整個(gè)課程設(shè)計(jì)與教學(xué)過(guò)程較好地體現(xiàn)了探究式的教學(xué)策略。

二、基于過(guò)程考核的在線(xiàn)評(píng)價(jià)體系

對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行全面評(píng)價(jià)是在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，這樣才能對(duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街幸詳?shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)只能作為在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)中評(píng)價(jià)模式的參考。對(duì)于參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，主要應(yīng)考慮的因素是其在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備情況、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探與究的情況，即觀(guān)察問(wèn)題和分析問(wèn)題的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，操作實(shí)施過(guò)程的規(guī)范性、和其他同學(xué)交流情況，以及對(duì)理論知識(shí)的掌握能力和應(yīng)用能力，因此必須據(jù)此建立新的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系，即基于實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核的評(píng)價(jià)體系。在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系主要分為理論掌握情況、實(shí)驗(yàn)操作能力、合作交流能力，其中實(shí)驗(yàn)操作能力是最為重要的指標(biāo)。理論掌握情況主要考察預(yù)習(xí)思考題，實(shí)驗(yàn)操作能力包括是否選擇了正確的儀器或儀表、設(shè)計(jì)方案是否適當(dāng)、操作目標(biāo)是否達(dá)到、操作過(guò)程是否規(guī)范、數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否符合要求等都可以作為實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核的指標(biāo)。同時(shí)，每一門(mén)實(shí)驗(yàn)課程提供BBS建立單門(mén)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)社區(qū)，學(xué)習(xí)者就一些問(wèn)題難題發(fā)帖，由專(zhuān)門(mén)的輔導(dǎo)教師回答問(wèn)題，并確認(rèn)學(xué)習(xí)者所發(fā)的有效帖數(shù)等。其中實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范是較為特殊的指標(biāo)，在工程實(shí)際中，操作規(guī)范化及其重要，否則將引來(lái)災(zāi)難性后果。因此，必須設(shè)定一個(gè)閥值，學(xué)生如果出現(xiàn)較為嚴(yán)重的操作規(guī)范問(wèn)題，不論其他指標(biāo)分?jǐn)?shù)如何，都將判定為不合格，我們定義為罰指標(biāo)。本文選取上述7個(gè)指標(biāo)因子構(gòu)成學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并依次設(shè)其為A1，A2，…，A7，其中A6為罰指標(biāo)因子。通過(guò)在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)儀器選取、操作等參數(shù)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行跟蹤。結(jié)合在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用，在實(shí)踐中我們采用了一個(gè)有七個(gè)參數(shù)的指標(biāo)體系，包括預(yù)習(xí)思考題分?jǐn)?shù)、實(shí)驗(yàn)儀器選取、實(shí)驗(yàn)方案正確性，操作規(guī)范性、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、在學(xué)習(xí)社區(qū)的交流情況。對(duì)這七個(gè)參數(shù)賦予不同的權(quán)重就可以得到該學(xué)生的最終成績(jī)，下面分項(xiàng)說(shuō)明一下每個(gè)指標(biāo)的含義。由于每個(gè)指標(biāo)因子只反映了學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的某個(gè)方面的特征，各學(xué)?？梢愿鶕?jù)本校實(shí)際情況規(guī)定指標(biāo)因子及其特征值，以及罰指標(biāo)因子的規(guī)定。表1顯示的是華東理工大學(xué)指標(biāo)因子的重要性規(guī)定，并因此為權(quán)重來(lái)加權(quán)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的綜合得分。在指標(biāo)體系中，各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重大致說(shuō)明了其重要性，這七個(gè)參數(shù)基本上涵蓋了學(xué)生從準(zhǔn)備到完成全過(guò)程的表現(xiàn)情況，對(duì)每一個(gè)指標(biāo)賦于權(quán)值并最終得到終結(jié)性評(píng)價(jià)課程成績(jī)，各項(xiàng)指標(biāo)的加權(quán)和就是實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。少數(shù)指標(biāo)雖然權(quán)重并不高，由于在工程實(shí)踐中具有重要意義，低于一定分?jǐn)?shù)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程將評(píng)價(jià)為不合格。比如在前文提到的DCS實(shí)驗(yàn)中，在多次出現(xiàn)不規(guī)范操作并且在系統(tǒng)警告后仍然出現(xiàn)2次以上不規(guī)范操作，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程將被判定為不合格。對(duì)于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)方式得到的實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核評(píng)價(jià)體系，在經(jīng)過(guò)一定的數(shù)據(jù)積累以后，可以進(jìn)行智能化的處理和分析，為學(xué)生提供更優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案。比如在DCS實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)的分析，得出每個(gè)學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn)。在選取的兩個(gè)學(xué)生中，甲學(xué)生雖然分?jǐn)?shù)略高，但操作相關(guān)的指標(biāo)得分都不高，因此在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，主要給該學(xué)生提供注重操作及規(guī)范的實(shí)驗(yàn)，比如開(kāi)關(guān)機(jī)實(shí)驗(yàn)和某些故障處理實(shí)驗(yàn)。而乙學(xué)生操作和動(dòng)手能力較好，但不注意理論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以及數(shù)據(jù)處理等工作，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)多推送理論學(xué)習(xí)的模塊，提醒學(xué)生注意數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成。

三、在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架

作為在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)核心部分的探究式學(xué)習(xí)模式以及相應(yīng)的在線(xiàn)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)完成以后，在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框架基本構(gòu)筑完畢。在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)本著簡(jiǎn)單、適用、高效的原則，實(shí)行通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、人性化的設(shè)計(jì)思想。學(xué)生可以通過(guò)在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程，而在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)則通過(guò)記錄學(xué)生在線(xiàn)上參加的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)練習(xí)以及培訓(xùn)交流等情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況的全程跟蹤管理和對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的全面掌握。在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本架構(gòu)如圖2所示?？梢钥闯?，在框架核心部分的業(yè)務(wù)層中，支持探究式學(xué)習(xí)過(guò)程是貫穿設(shè)計(jì)始終的問(wèn)題，所以應(yīng)改變?cè)饶承?shí)驗(yàn)只是為驗(yàn)證理論的設(shè)計(jì)，把發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)解決方案、實(shí)施解決方案的探究式思路在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)。同時(shí)需要學(xué)生在各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行完整的記錄，作為其是否按照教學(xué)思想完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行考核的依據(jù)，同時(shí)還可以通過(guò)智能化的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，為學(xué)生提供經(jīng)過(guò)優(yōu)化的個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊。組件層和服務(wù)層和平臺(tái)軟硬件設(shè)計(jì)相關(guān)，在其他文章中有詳細(xì)介紹，本文不再贅述。