實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素精選(九篇)

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第1篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

關(guān)鍵詞：生物教學(xué) 學(xué)習(xí)興趣 學(xué)生

生物學(xué)是一門自然學(xué)科，它具有直觀性、生動性、豐富性。興趣是人們愛好某種活動或力求認(rèn)識某種事物的心理傾向。興趣的作用有三種：一是對未來的活動的準(zhǔn)備作用，學(xué)生時(shí)代的興趣常對其未來的事業(yè)有重大價(jià)值。二是對正在進(jìn)行的活動起推動作用。當(dāng)引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣時(shí)，他便精神愉快，精力集中，不易疲倦，效果顯著。三是對活動的創(chuàng)造性態(tài)度的促進(jìn)作用。[在義務(wù)教育和高中階段，要求同學(xué)通過學(xué)習(xí)生物課程后要掌握一定的自然科學(xué)知識，這對同學(xué)的全面發(fā)展是有積極意義的，而在學(xué)習(xí)生物學(xué)的過程中，興趣尤為重要。

一、生物課堂教學(xué)設(shè)計(jì)及基本要素

教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)思想和方法，以學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論和傳播學(xué)理論為基礎(chǔ)來計(jì)劃和安排教學(xué)全過程的誅環(huán)節(jié)及各要素，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果最優(yōu)化為目的的科學(xué)。好的教學(xué)設(shè)計(jì)能靈活應(yīng)用好各種教學(xué)手段，能把學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)移和參與到教學(xué)中，大大的減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，為學(xué)生營造了一個(gè)好的學(xué)習(xí)氛圍，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。

教學(xué)實(shí)際過程中要考慮到幾個(gè)基本要素：教學(xué)對象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略、教學(xué)評價(jià)。這些基本要素都是教師在教學(xué)之前應(yīng)該充分考慮到的，教師只有綜合了這些基本要素，才能上好一堂課。

二、運(yùn)用教學(xué)技能組織好課堂教學(xué)

教師認(rèn)真?zhèn)湔n，為上好這節(jié)課打下了基礎(chǔ)。怎樣在課堂教學(xué)中進(jìn)一步的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢？這得看教師如何運(yùn)用教學(xué)技能來組織好課堂教學(xué)。參加工作了一年，就教學(xué)技能這塊談?wù)勛约旱男牡皿w會。下面就簡單的介紹幾種教學(xué)技能，旨在能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，營造出好的學(xué)習(xí)氛圍。

導(dǎo)課是在講授新內(nèi)容時(shí)，教師利用導(dǎo)入方法對這部分內(nèi)容進(jìn)行個(gè)開路，希望通過新課的導(dǎo)入，能引起學(xué)生的注意，進(jìn)入新知識學(xué)習(xí)的狀態(tài)，同時(shí)，好的導(dǎo)入內(nèi)容能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)欲望的形成。在導(dǎo)入過程中，教師要注意把教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際情況相結(jié)合，還要考慮到學(xué)生的年齡和心理特征，方便學(xué)生理解，讓學(xué)生感覺到新內(nèi)容的有趣性和價(jià)值性。接下來就是設(shè)計(jì)好導(dǎo)入內(nèi)容，使每節(jié)課一開始，就緊緊地把學(xué)生的注意力集中起來，使他們?nèi)褙炞⒌膶W(xué)習(xí)新課。另外，導(dǎo)入還可以做到使前后內(nèi)容相互連貫，溫固而知新，復(fù)習(xí)前面的內(nèi)容，又為以后的內(nèi)容做個(gè)鋪墊。再教學(xué)中，通常使用復(fù)習(xí)導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入、設(shè)置疑問等方法。比如，在講解必修課“植物的光合作用”這個(gè)章節(jié)中，通過上一節(jié)內(nèi)容“新陳代謝和酶”的復(fù)習(xí)后，導(dǎo)入新內(nèi)容，首先教師給出光合作用的概念，為了幫助學(xué)生更好理解光合作用的概念，要從它的場所、條件、原料、產(chǎn)物出發(fā)，其中，條件是光和酶，原料有CO2和水，對植物體來說，CO2可以從大氣中獲得，那么水呢？植物對水分的吸收和利用又是下一章節(jié)所要講的內(nèi)容。 所以，導(dǎo)入在教學(xué)中是種非常重要的方法，這不僅能啟發(fā)學(xué)生去思考問題，而且能發(fā)散學(xué)生的思維，同時(shí)為課堂營造了積極主動的學(xué)習(xí)情趣。

三、合理運(yùn)用好其它技能

好的導(dǎo)入能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在接下來的教學(xué)中，教師同樣得運(yùn)用好其它教學(xué)技能，來進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，完成教學(xué)任務(wù)。比如，提問技能，分組討論等方法。

提問技能是由教師提出問題，給學(xué)生一定的思考時(shí)間來完成。其目的在于讓學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，集中學(xué)生注意力，師生雙方相互交流、互動，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且還能通過對學(xué)生的提問鍛煉他們的思維和語言表達(dá)能力，通過教師提問，可以檢查到學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)情況，并能鞏固和運(yùn)用所學(xué)知識，提問技能的方式很多，特別是自然學(xué)科，它跟日常生活比較貼切，比如，我們講了“植物對水分的吸收”這一節(jié)內(nèi)容后，知道了植物要進(jìn)行光合作用，必須從土壤中吸收水分，而吸水的方式是滲透作用，并在黑板上形象做圖，讓學(xué)生理解植物細(xì)胞怎么吸水，怎么失水，吸水、失水對植物細(xì)胞會產(chǎn)生什么樣的結(jié)果后，根據(jù)日常生活中的經(jīng)歷，教師可以提出問題：“為什么賣菜的小販要不間斷的往菜上澆水，請同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識來進(jìn)行解釋?！崩碚撆c實(shí)踐想結(jié)合，學(xué)生很容易就理解這個(gè)知識點(diǎn)。

分組討論學(xué)習(xí)是一種開放的教學(xué)方法，充分體現(xiàn)出以學(xué)生為中心、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。在分組討論學(xué)習(xí)中，可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，更能讓學(xué)生相互溝通，相互鼓勵(lì)，相互幫助，學(xué)生的團(tuán)體意識增強(qiáng)，提高學(xué)習(xí)效率。在這個(gè)過程中，教師要控制好課堂秩序，設(shè)置好討論的主題，討論結(jié)束后，教師要做相應(yīng)的歸納總結(jié)。

四、實(shí)施開展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，我們要給學(xué)生講解的各種理論都是前人在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的。如今，高考“3+X”到來，給生物教師帶來了新的挑戰(zhàn)，為了幫助學(xué)生高考，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這塊成為重中之重。在課本知識的基礎(chǔ)上，學(xué)生怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？在高考時(shí)，如何面對最后一題——?jiǎng)?chuàng)新試驗(yàn)設(shè)計(jì)，這得靠平時(shí)試驗(yàn)的累積。

實(shí)際上，興趣因人而異，因教材內(nèi)容也不相同。在教學(xué)過程中，教師可以采用更多的、更好的方法來培養(yǎng)并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從實(shí)際出發(fā)，因材施教，利用多種教學(xué)資源，不斷豐富自己的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生愛這門課，喜歡上這門課，提高教學(xué)質(zhì)量，為素質(zhì)教育的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使得學(xué)生能在課堂上和學(xué)校里快樂的學(xué)習(xí)，健康的成長。

參考文獻(xiàn)：

第2篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)本質(zhì)；教學(xué)策略

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1認(rèn)識

1.1本科教學(xué)的本質(zhì)及其重要性

“本”是草木之根的意思，根在草木整個(gè)生長過程中起著決定性的作用，是草木成長的內(nèi)因。顯然，本科教育需要解決的是一個(gè)人成長的“本”的問題，也就是要解決一個(gè)人的認(rèn)識和思維方法問題。映射到教學(xué)中，也就是要落實(shí)兩點(diǎn)：①如何培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力。因?yàn)橐粋€(gè)人的學(xué)習(xí)能力是其所有能力的基礎(chǔ)，是本質(zhì)能力。②如何培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)化思維模式。因?yàn)橄到y(tǒng)化思維模式不但可以使學(xué)生真正理解概念的形成(來源)和本質(zhì)，更重要的是，它能夠使學(xué)生潛移默化地養(yǎng)成正確的分析問題和認(rèn)識問題的方法，以及逐步建立其持續(xù)創(chuàng)新的科學(xué)研究能力。具體而言，按照認(rèn)知科學(xué)的現(xiàn)代研究成果，前者要培養(yǎng)基于模式及其建構(gòu)的學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識論在學(xué)習(xí)問題中的具體應(yīng)用，即解決如何學(xué)習(xí)的問題。圖1是該方法的直觀視圖。對于后者，就是要培養(yǎng)基于聯(lián)系的系統(tǒng)化思維方法，實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)到知識線，知識線到知識面，知識面到知識體的融會貫通，最終實(shí)現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新。圖2是其直觀視圖。兩者的關(guān)系可以通過圖3直觀表述，也就是說，前者是局部微觀的“本”，后者是整體宏觀的“本”。

針對本科教學(xué)，另一個(gè)值得重視的方面是，從人的生理角度講，大學(xué)本科階段是一個(gè)人的思維模式和認(rèn)識能力形成的重要和主要階段。人的思維模式一旦形成，改變起來十分困難，有時(shí)甚至是不可能的。因此，作為生產(chǎn)特殊產(chǎn)品的本科教學(xué)，對于一個(gè)人的成長來說具有極其重要的影響和關(guān)鍵的作用。

1.2本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的本質(zhì)和內(nèi)涵

本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)，顯然是本科教學(xué)的一個(gè)特例，因此本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的本質(zhì)和內(nèi)涵，應(yīng)該是本科教學(xué)的本質(zhì)和內(nèi)涵在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程中的具體體現(xiàn)，或者說，它就是本科教學(xué)的本質(zhì)和內(nèi)涵對“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的直接投影。具體來說，就是要將基于模式及其建構(gòu)的學(xué)習(xí)方法投影到“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)中，挖掘“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程中的知識應(yīng)用模式，建立面向模式教學(xué)的教學(xué)模式。更進(jìn)一步，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化思維模式教學(xué)思想對“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的直接投影，建立面向“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程知識系統(tǒng)化思維教學(xué)的教學(xué)體系。最終，解決本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的“本”。圖4直觀表述了本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的本質(zhì)和內(nèi)涵。

2思考

2.1教學(xué)的基本要素及其關(guān)系

教學(xué)包括四個(gè)基本要素：教師、學(xué)生、教材(教學(xué)內(nèi)容)和教學(xué)過程(教學(xué)活動、教學(xué)環(huán)境等)。教材要素體現(xiàn)的是教學(xué)的靜態(tài)屬性，教學(xué)過程要素體現(xiàn)的是教學(xué)的動態(tài)屬性，兩者的有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)教師要素和學(xué)生要素的互動作用。通過互動作用，達(dá)到教學(xué)的目標(biāo)。

四個(gè)要素中，教師要素是本質(zhì)要素，它直接驅(qū)動教學(xué)過程要素，或者直接決定教材要素、并由教材(間接)驅(qū)動教學(xué)過程要素。如圖5所示。

2.2本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的問題

依據(jù)教學(xué)基本要素及其關(guān)系，基于上述認(rèn)識，作者認(rèn)為本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的主要問題反映在如下幾個(gè)方面。

(1) 教材體系設(shè)計(jì)缺乏多維性和認(rèn)知性

教材體系的多維性是指教材內(nèi)容、教材習(xí)題、自學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教材的一體化設(shè)計(jì)關(guān)系。考慮到教學(xué)內(nèi)容多與教學(xué)學(xué)時(shí)少之間的矛盾，主教學(xué)內(nèi)容不可能面面俱到，一些延伸或拓展性的內(nèi)容可以放到相應(yīng)習(xí)題、自學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)中。目前，已有的一些教材已經(jīng)考慮到了這些問題，比如，國外的教材對習(xí)題設(shè)計(jì)考慮比較多，而對實(shí)驗(yàn)考慮相對較少。國內(nèi)教材比較強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教材的關(guān)系相對松散。教材體系的認(rèn)知性是指教材一體化設(shè)計(jì)必須建立在面向系統(tǒng)化思維培養(yǎng)的基點(diǎn)上，強(qiáng)調(diào)人類認(rèn)知的自然規(guī)律。也就是說，一體化設(shè)計(jì)的邏輯體系必須符合認(rèn)知規(guī)律特性。目前，教材設(shè)計(jì)的多維邏輯松散性沒有形成圍繞系統(tǒng)化思維能力培養(yǎng)的一體化教學(xué)理念和目標(biāo)定位，弱化了系統(tǒng)化思維能力的培養(yǎng)。

(2) 教材內(nèi)容設(shè)計(jì)缺乏現(xiàn)代教學(xué)理論支持

主教材內(nèi)容的設(shè)計(jì)沒有考慮元認(rèn)知能力培養(yǎng)問題，太多地注重知識的邏輯組織，而忽略了面向基于模式及其建構(gòu)的元認(rèn)知能力培養(yǎng)的內(nèi)容的邏輯組織。也就是說，沒有重視技術(shù)和原理背后的思維教學(xué)，強(qiáng)調(diào)了靜態(tài)型知識，而弱化了動態(tài)型知識。由此，也就自然地影響了系統(tǒng)化思維的培養(yǎng)。

(3) 教材寫作風(fēng)格缺乏演繹與歸納的統(tǒng)一

演繹和歸納是人類認(rèn)知的兩種基本方法，演繹一般對應(yīng)于間接經(jīng)驗(yàn)的獲取，歸納一般對應(yīng)于直接經(jīng)驗(yàn)的獲取。對于知識的學(xué)習(xí)，人類大部分是基于教材和書本獲得，即

基于演繹的間接獲取。然而，這對于初學(xué)者而言，概念的理解和消化存在一定的困難。因此，如果采用歸納式介紹，再引入演繹式體系，則可以得到良好的效果。具體而言，就是采用問題驅(qū)動的拋錨式教學(xué)策略為先，然后引入演繹式的支架式教學(xué)策略，要比單純的演繹式策略好。目前，大部分教材都采用演繹式寫作結(jié)構(gòu)，由于教材直接驅(qū)動了教學(xué)過程，因此，受制于教材的問題，一般教師的教學(xué)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)就存在演繹與歸納的不統(tǒng)一問題。該問題直接導(dǎo)致了較差的教學(xué)效果。

綜上所述，目前常用的教材(部分)及其面向“本”的教學(xué)特性分析如表1所示。

(4) 教師對教材的個(gè)性化演繹能力弱化

教材是靜態(tài)的，教學(xué)過程是動態(tài)的。教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)到動態(tài)的轉(zhuǎn)變。教學(xué)設(shè)計(jì)與教材的關(guān)系是一個(gè)M：N的關(guān)系，對這種關(guān)系的認(rèn)識，可以體現(xiàn)一個(gè)教師的教學(xué)能力，即教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了一個(gè)教師對一本教材的個(gè)性化演繹能力。教學(xué)設(shè)計(jì)本身是一個(gè)創(chuàng)造性的過程，其創(chuàng)造性特性主要體現(xiàn)在如何針對教材的內(nèi)容，不斷構(gòu)建和創(chuàng)造面向?qū)W生自身主動建構(gòu)其知識的各種環(huán)境，包括案例選擇、交互問題、表述思路、拓展延伸話題、與其他知識點(diǎn)的聯(lián)結(jié)等等。從而幫助學(xué)生的主動建構(gòu)。因此，目前普遍采用的與教材同步提供PPT的做法是一個(gè)嚴(yán)重制約教師創(chuàng)造性的障礙，這也間接地弱化了系統(tǒng)化思維能力的培養(yǎng)。另外，目前教師自身教學(xué)理論基礎(chǔ)的匱乏，導(dǎo)致其教學(xué)設(shè)計(jì)中教學(xué)策略運(yùn)用的弱化，進(jìn)而影響了教學(xué)的效果。

(5) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏開放性

目前，盡管強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)的重要性，但基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即所謂的應(yīng)用型、技能型實(shí)驗(yàn)，缺乏開放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和教學(xué)。正是由于我們準(zhǔn)備得太充分，學(xué)生不要花費(fèi)太多力氣就能按圖索驥地完成實(shí)驗(yàn)，失去了對實(shí)驗(yàn)過程中的思維的訓(xùn)練，從而導(dǎo)致了目前教學(xué)達(dá)不到面向思維能力培養(yǎng)的“本”的目標(biāo)。

2.3本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)應(yīng)有的策略和方法

(1) 建立面向系統(tǒng)化思維教學(xué)的基本理念

基本教學(xué)理念體現(xiàn)了對本科教學(xué)的認(rèn)識程度，作為一種指導(dǎo)思想，它直接決定了整個(gè)教學(xué)體系的建立。盡管基本教學(xué)理念是抽象的，但它可以通過教材、教學(xué)設(shè)計(jì)等具體表現(xiàn)出來。根據(jù)上述認(rèn)識，應(yīng)該建立面向系統(tǒng)化思維教學(xué)的本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)理念，并在此基礎(chǔ)上建立其教學(xué)體系。比如，對于各種協(xié)議的教學(xué)，不僅僅是解析其原理，更重要的是解析其產(chǎn)生的原因，即為什么會誕生這種協(xié)議？該協(xié)議主要解決什么問題？也就是說，要理解協(xié)議的動態(tài)性(面向思維)的知識，而不僅僅是理解協(xié)議的靜態(tài)性(面向工作原理)的知識。同時(shí)，對于協(xié)議的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅僅是使用和剖析，而是要通過設(shè)計(jì)開放性問題，進(jìn)行協(xié)議設(shè)計(jì)機(jī)制的改造和分析。再者，應(yīng)該將多個(gè)協(xié)議聯(lián)合起來，從多個(gè)協(xié)議的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)機(jī)制中尋找和挖掘一些設(shè)計(jì)模式，并且從某種協(xié)議的發(fā)展歷程中領(lǐng)會其進(jìn)化的本質(zhì)。從而，由此可以學(xué)會人類不斷認(rèn)識問題、解決問題的思維方法，達(dá)到培養(yǎng)持續(xù)創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

(2) 建立基于模式及其建構(gòu)的教學(xué)模式

為了實(shí)現(xiàn)基本教學(xué)理念，在戰(zhàn)術(shù)層面上應(yīng)該建立基于模式及其建構(gòu)的教學(xué)模式。所謂模式，在此是指知識應(yīng)用模式。知識應(yīng)用模式是一種隱性知識，相對于一般的顯性知識而言，它一般存在于個(gè)體的意識里。按照現(xiàn)代認(rèn)知科學(xué)的研究，知識應(yīng)用模式在一個(gè)人的學(xué)習(xí)活動中起到?jīng)Q定性的作用，直接體現(xiàn)了一個(gè)人的學(xué)習(xí)能力。然而，在傳統(tǒng)的教學(xué)策略中，對于該知識的教學(xué)一般由個(gè)體自身領(lǐng)會。教學(xué)的層次是局限于知識及其關(guān)系平面，如圖6所示。針對本科教學(xué)，應(yīng)該重點(diǎn)突出隱性知識的教學(xué)，使教學(xué)層次覆蓋兩個(gè)平面。比如，樹型管理結(jié)構(gòu)與DNS問題、組播(樹)問題，IP連接端口和實(shí)際主機(jī)地址之間的映射問題(NAT、虛擬主機(jī))，路由協(xié)議與P2P結(jié)構(gòu)問題，等等。

(3) 采用多維體系設(shè)計(jì)方法

基于面向系統(tǒng)化思維教學(xué)的基本理念，實(shí)現(xiàn)教材的多維體系設(shè)計(jì)。也就是說，教材內(nèi)容、自學(xué)內(nèi)容、習(xí)題以及實(shí)驗(yàn)教材的體系設(shè)計(jì)應(yīng)該統(tǒng)一在基本理念基礎(chǔ)上，多個(gè)維度形成邏輯上的一個(gè)整體，而不是多個(gè)維度的邏輯并列。比如，針對網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，教材內(nèi)容給出從單機(jī)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)Overlay網(wǎng)絡(luò)的思維變遷及相關(guān)原理，自學(xué)內(nèi)容給出典型網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)內(nèi)容及其思維本質(zhì)，習(xí)題部分可以拓展教材內(nèi)容(比如IP地址與二進(jìn)制)、以及建立面向模式的思維方法(比如連接與非連接)，實(shí)驗(yàn)部分除安排基

本實(shí)驗(yàn)外，給出一些開放型實(shí)驗(yàn)(比如給出應(yīng)用場景，要求設(shè)計(jì)方案并分析)。

(4) 采用拋錨法和支架法并重的教學(xué)策略

教學(xué)設(shè)計(jì)中，時(shí)刻注意問題驅(qū)動方法的設(shè)計(jì)，圍繞著一個(gè)知識或概念，可以從一個(gè)問題或情景開始，然后，再給出另一個(gè)相似問題，并從這些問題中抽象出概念和方法、原理，最后解析概念和方法、原理，并將其運(yùn)用到其他相似問題，實(shí)現(xiàn)從具體特殊性――普遍性――特殊性的認(rèn)識思維過程的教學(xué)。比如，對于IP地址的理解，可以從互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)，即網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)如何標(biāo)識一個(gè)連接端點(diǎn)這一問題著手，得出IP地址的兩個(gè)基本組成部分，然后再解析針對不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，地址分類問題。接著將地址匱乏問題引入，由此介紹子網(wǎng)概念、子網(wǎng)掩碼概念、NAT概念等。使學(xué)生理解概念和具體問題解決的關(guān)系，以便充分理解概念。而不是直接按演繹式方法，直接告訴學(xué)生IP地址的構(gòu)成和分類，讓學(xué)生死記它。更進(jìn)一步，通過開放實(shí)驗(yàn)，給出一個(gè)應(yīng)用場景，讓學(xué)生設(shè)計(jì)和運(yùn)用子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼概念，鞏固概念的理解。

(5) 增加開放性實(shí)驗(yàn)

面向本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開放性實(shí)驗(yàn)的比例應(yīng)該大大加強(qiáng)。也就是說，要強(qiáng)調(diào)針對具體問題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析，首先從理論層面分析實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的結(jié)論和現(xiàn)象，知道如何去驗(yàn)證該結(jié)論。然后，再通過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證方案的正確性，并注意觀察和分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，在將實(shí)驗(yàn)拓展，提出新的問題，進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)過程。

(6) 深層應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

針對教師要素問題，受現(xiàn)實(shí)條件的限制，教師本身的教學(xué)理論水平和能力不可能達(dá)到同一種水平和要求。另一方面，受重科研輕教學(xué)思路的影響，教師也不可能全身心地投入到教學(xué)研究中。因此，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，建立網(wǎng)絡(luò)虛擬教學(xué)研究中心，進(jìn)行教學(xué)研討和交流，共享名家的教學(xué)理念和思路，是一種比較可行比較經(jīng)濟(jì)的方法。更進(jìn)一步，將各名家的隱性知識挖掘出來，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的動態(tài)教學(xué)設(shè)計(jì)，建立面向本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的動態(tài)增長型知識庫，可以有效地彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)條件的制約帶來的問題。

3總結(jié)

本文針對本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)，論述了其內(nèi)涵和本質(zhì)，剖析了目前教學(xué)中存在的一些問題。在此基礎(chǔ)上，論述了應(yīng)有的教學(xué)策略和方法。本文的核心在于強(qiáng)調(diào)本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)中對“本”的內(nèi)涵的演繹，也就是說，面向?qū)W生的未來，如何“傳道”，而不僅僅是“授業(yè)”和“解惑”。盡管本文主要針對本科“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)，但其論述的思想和方法，對其他本科課程的教學(xué)也具有普遍的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

【關(guān)鍵詞】科研設(shè)計(jì)；醫(yī)學(xué)本科生；課程設(shè)置

【中圖分類號】G633.23 【文章標(biāo)識碼】A 【文章編號】1326-3587（2013）01-0001-02

科研設(shè)計(jì)是決定醫(yī)學(xué)研究成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。科學(xué)合理的設(shè)計(jì)是研究成功的基石，反之則可能會使其面臨被葬送的風(fēng)險(xiǎn)。科學(xué)研究設(shè)計(jì)不僅體現(xiàn)在專業(yè)設(shè)計(jì)上，也體現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)研究設(shè)計(jì)上。一般說，應(yīng)以專業(yè)知識為基礎(chǔ)、為主導(dǎo)；以統(tǒng)計(jì)學(xué)知識為輔助、為護(hù)衛(wèi)。

目前，某醫(yī)科大學(xué)在研究生課程中開設(shè)了《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》選修課，與公共課程《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》相得益彰。但是對于臨床醫(yī)學(xué)、麻醉等專業(yè)本科生，僅開設(shè)了《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》必修課，在講解統(tǒng)計(jì)分析方法時(shí)介紹相關(guān)的科研設(shè)計(jì)內(nèi)容，沒有單獨(dú)設(shè)置科研設(shè)計(jì)的課程。因此，有必要探討在本科生中開設(shè)《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程的必要性及存在的難點(diǎn)和對策。

一、本科教學(xué)中開設(shè)《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程的必要性

1、培養(yǎng)本科生科學(xué)的科研設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

近年來，隨著各醫(yī)科院校培養(yǎng)實(shí)用型人才教學(xué)目標(biāo)的實(shí)施，《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程的重要性與實(shí)用性就顯得更加突出。同時(shí)高校的一系列現(xiàn)況也表明了《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程在本科生中廣泛開展的必要性，例如：①部分院校有良好的“本科生導(dǎo)師制”的培養(yǎng)模式。學(xué)生從大一入學(xué)開始便有相應(yīng)的導(dǎo)師指導(dǎo)科研及學(xué)習(xí)等，部分學(xué)生已經(jīng)撰寫并發(fā)表了核心期刊及SCI論文。②部分院校設(shè)有“大學(xué)生創(chuàng)新基金”等項(xiàng)目，用于鼓勵(lì)優(yōu)秀的本科生參與科研活動，提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。③部分院校的本科畢業(yè)生需要撰寫畢業(yè)論文。④本科生中第二課堂、暑期社會實(shí)踐等一系列活動大多與科研有關(guān)，均需要科學(xué)合理的科研設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)分析作為其良好的支柱。⑤大多數(shù)本科生由于在《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程中了解了部分科研設(shè)計(jì)的內(nèi)容，對系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科研設(shè)計(jì)知識有著強(qiáng)烈的需求。

綜上所述，醫(yī)學(xué)生在本科階段已開始嘗試進(jìn)行一定的科研活動，因此系統(tǒng)地了解科研設(shè)計(jì)知識，有助于培養(yǎng)本科生科學(xué)的科研設(shè)計(jì)思維，提升創(chuàng)新實(shí)踐能力，促進(jìn)科研實(shí)驗(yàn)的合理設(shè)計(jì)與正確實(shí)施等。

2、為研究生階段及以后的科研和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

某研究者對該醫(yī)科大學(xué)2011級473名碩士研究生的科研設(shè)計(jì)認(rèn)知現(xiàn)狀調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括常用的隨機(jī)化方法、實(shí)驗(yàn)研究對照設(shè)置方法、樣本量估計(jì)方法，常用抽樣方法等10種常見的科研設(shè)計(jì)方法。結(jié)果顯示：275人（58.14%）曾參加過科學(xué)研究，但是對于問卷中設(shè)計(jì)的10種常見科研設(shè)計(jì)方法，大多數(shù)研究生（>80%）只是了解，熟悉者很少，部分學(xué)生甚至不知道。據(jù)此認(rèn)為，將《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》引入本科生教學(xué)中，學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)基本科研設(shè)計(jì)的方法，不但可以加強(qiáng)科研設(shè)計(jì)中統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)的基本理論、方法與技能的訓(xùn)練，而且為研究生階段的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

有學(xué)者對某醫(yī)學(xué)院校五年制畢業(yè)生1～6年內(nèi)發(fā)表的論文進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示論文存在著大量科研設(shè)計(jì)方面的錯(cuò)誤。隨著我國醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展，醫(yī)科大學(xué)每年都有大量的本科畢業(yè)生走上工作崗位，而大部分學(xué)生畢業(yè)后接受再教育一般間隔2～3年左右。為了使他們也能成為科研隊(duì)伍的一員，促進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，在校學(xué)習(xí)時(shí)盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生了解相關(guān)的科研知識，包括醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)內(nèi)容，使科研能力在校時(shí)就得到培養(yǎng)，并以此為目標(biāo)改進(jìn)當(dāng)前的本科生教學(xué)。

我國的科研設(shè)計(jì)文章中存在著大量包括樣本量估計(jì)與隨機(jī)化等設(shè)計(jì)問題；一項(xiàng)調(diào)查研究結(jié)果表明，我國發(fā)表的隨機(jī)對照試驗(yàn)的文章中，僅有9.3%的文章真正實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)化；10種中華雜志2008年發(fā)表的文章與1998年相比，質(zhì)量有較大提高，但是仍然存在著隨機(jī)化及樣本量估計(jì)等科研設(shè)計(jì)缺陷。由此可見，強(qiáng)化科研工作者的科研設(shè)計(jì)知識和應(yīng)用能力是十分必要，而本科階段設(shè)置科研設(shè)計(jì)課程，將有助于他們在將來的科研工作中正確使用科研設(shè)計(jì)的方法。

以上現(xiàn)象顯示，在本科階段開設(shè)醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)課程，可以為研究生階段及以后的學(xué)習(xí)和科研打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，最終促進(jìn)我國衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。

二、本科教學(xué)中開展《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程的難點(diǎn)及對策

1、國內(nèi)尚無配套教材。

目前國內(nèi)編寫的專供醫(yī)學(xué)本科生使用的科研設(shè)計(jì)的教材較少。在此情況下，可以借鑒一些相關(guān)教材，如賀佳主編的《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》，介紹了醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)的基本概念、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識、單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析、多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析、診斷試驗(yàn)和調(diào)查設(shè)計(jì)等。并且從醫(yī)學(xué)科研實(shí)例出發(fā)，針對常見的研究問題，詳細(xì)介紹了如何進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、報(bào)告結(jié)果和陳述結(jié)論的全過程，是可供本科教學(xué)選用的教材。其次，王仁安主編的《醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》和胡良平主編的《科研課題的研究設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》均系統(tǒng)地介紹了科研設(shè)計(jì)知識及統(tǒng)計(jì)分析知識等，值得教學(xué)人員充分利用。此外，網(wǎng)絡(luò)上大量系列介紹科研設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的文獻(xiàn)，均可以用來積累教學(xué)素材。

2、無成型的課程設(shè)置模式可借鑒。

國內(nèi)在醫(yī)學(xué)本科教學(xué)中廣泛開展《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程，尚無成型的課程設(shè)置模式可借鑒。由于《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程在研究生教學(xué)中，是作為公共選修課的形式廣泛開展的，所以本科生中該課程的設(shè)置可以借鑒該模式，以公共選修課的形式開展，供學(xué)有余力且對系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科研設(shè)計(jì)知識有強(qiáng)烈需求的學(xué)生選擇學(xué)習(xí)。

由于部分院校的《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程主要安排在大二或大三，選修課開始時(shí)大一與大二年級學(xué)生均還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程。在授課時(shí)需要結(jié)合其實(shí)際需要，通俗易懂地講解設(shè)計(jì)的基本概念、設(shè)計(jì)上存在的問題、以及怎么樣進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)，可以為將要學(xué)習(xí)的《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》課程奠定科研設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)；而對于大三及以上年級的學(xué)生，可以結(jié)合其已有的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識，介紹各種設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題，及如何合理地選擇統(tǒng)計(jì)分析方法。與已有的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識相輔相成，為高年級學(xué)生正在開展的科研實(shí)驗(yàn)及論文撰寫提供幫助。

鑒于選修課不能根據(jù)年級分為多個(gè)班級教學(xué)的局限性，以及不分班級教學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容組織的困難，和學(xué)生對該課程需求的強(qiáng)烈程度，在此建議若以選修課的形式開展該課程，宜在選課時(shí)限定年級，比如可以限定大三及以上年級。

三、實(shí)施建議

研究者認(rèn)為在本科生中開展《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》的教學(xué)，應(yīng)注意把握以下幾個(gè)問題。

1、精心選擇和設(shè)計(jì)授課內(nèi)容，滿足學(xué)員需要。

若以選修課的形式在本科教學(xué)中開設(shè)《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)》課程，且限定了高年級學(xué)生選修，在介紹科研設(shè)計(jì)的基本概念、基本要素、單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，也可以拓展介紹多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、調(diào)查設(shè)計(jì)、診斷試驗(yàn)、臨床試驗(yàn)及醫(yī)學(xué)科研論文的寫作等，為高年級學(xué)生正在開展的科研實(shí)驗(yàn)及論文撰寫提供幫助。

此外，在教學(xué)中應(yīng)經(jīng)常介紹國內(nèi)外醫(yī)學(xué)科研的新成果、新方法和新理論及其產(chǎn)生的過程，突出介紹其中的一些重點(diǎn)、難點(diǎn)、爭論點(diǎn)、空白區(qū)和邊緣區(qū)，幫助學(xué)員培養(yǎng)創(chuàng)新意識，活躍科研思維，激發(fā)創(chuàng)新欲望。

2、提高自身業(yè)務(wù)能力，適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的復(fù)雜性。

醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)作為《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》的輔助學(xué)科，具有綜合性、交叉性的特點(diǎn)。其學(xué)科性質(zhì)決定了教學(xué)內(nèi)容的復(fù)雜性，因此對老師的知識水平與綜合能力要求較高。任課老師不僅要熟知科研設(shè)計(jì)方面的知識，也要對醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與臨床各學(xué)科的內(nèi)容有所了解，并結(jié)合故事或典型案例，才能做到生動形象、言之有物地講解枯燥的理論知識。如在講解藥物臨床試驗(yàn)的不良反應(yīng)時(shí)介紹“大象人”事件等，則可以給學(xué)生留下深刻的印象。所以任課老師自身一定要不斷完善與進(jìn)步，以勝任不斷發(fā)展變化的醫(yī)學(xué)科學(xué)研究。

3、豐富教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對比較抽象，若采用傳統(tǒng)以課堂講授為主的方法，學(xué)生會感到乏味，學(xué)習(xí)缺乏主動性。而積極采用討論式、導(dǎo)學(xué)式、案例式等教學(xué)方法，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，實(shí)現(xiàn)從注重傳授知識為主向知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展轉(zhuǎn)變，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。如開展科研論文的錯(cuò)誤辨析討論、請學(xué)生介紹自己參與的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等活動，實(shí)現(xiàn)在傳授知識的同時(shí)，使學(xué)員獲得一定的分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)員探求新知識的熱情。

4、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，提高學(xué)生人文素質(zhì)。

“師者，所以傳道授業(yè)解惑也。”因此，不但要深入淺出地講解科研設(shè)計(jì)的相關(guān)知識，幫助學(xué)生解決碰到的問題，更要注重學(xué)生的人格品質(zhì)的培養(yǎng)。在醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)有著科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究結(jié)果才可信，應(yīng)客觀真實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，提高學(xué)生的人文素質(zhì)。

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第4篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

1提高學(xué)生的興趣

演示實(shí)驗(yàn)，能夠緊扣課堂的教學(xué)環(huán)節(jié)，以它形象生動的教學(xué)效果、靈活多變的試驗(yàn)方式有效地配合生物學(xué)的課堂教學(xué)，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生對知識的理解和掌握。？例如，講“血液成分”這一節(jié)時(shí)，可先演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)，取A、B兩支試管，分別加入等量的新鮮血液，在A試管的血液中不加入抗凝劑，B試管的血液中加入抗凝劑，讓學(xué)生分別觀察A、B試管內(nèi)的液體。靜置一會兒后，A支試管中的血液凝結(jié)成了血塊，B支試管的血液則出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，學(xué)生很驚訝：兩支試管內(nèi)都是血液，為什么會出現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象？這說明什么？這一系列的問題，使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈地好奇心，學(xué)習(xí)的積極性被調(diào)動了起來，從而為講解“血液成分”這一課奠定了基礎(chǔ)。

2培養(yǎng)學(xué)生觀察能力

以觀察實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，形成科學(xué)概念，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如：觀察洋蔥鱗片表皮細(xì)胞、觀察花的結(jié)構(gòu)、觀察根尖的結(jié)構(gòu)、觀察魚如何游泳，還有觀察人體的四種基本組織、觀察小魚尾鰭內(nèi)的血液流動以及觀察兔與狼牙齒的不同、觀察校園內(nèi)或?qū)W校附近的植物和動物。在這些觀察實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，我們要明確觀察的目的和任務(wù)，擬定一定的計(jì)劃，按計(jì)劃仔細(xì)的觀察，提出問題，并且尋求某種答案。觀察與一般的看見不能相提并論，在顯微鏡下，我看到了，但是看到的是什么卻不清楚，看到的對不對也不明確，這不是我們在生物實(shí)驗(yàn)中真正意義上的觀察。特別是初中學(xué)生，活潑好動，我們更應(yīng)該以任務(wù)驅(qū)動的方式來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和集中學(xué)生的觀察注意力。觀察能力的提高，有賴于正確的觀察方法和程序，我們要教會學(xué)生用正確的方法進(jìn)行觀察，這對培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力是非常必要的。

3培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性

生物學(xué)的基本概念和概念體系是生物科學(xué)知識的基礎(chǔ)，所以，我們必須重視基本概念的教學(xué)。但是，應(yīng)該讓學(xué)生自己通過“勞動”取得這些概念，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、觀察、思考形成這些概念，并且能夠用科學(xué)的語言 把它們表達(dá)出來。堅(jiān)持讓學(xué)生給概念下定義，讓學(xué)生推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，實(shí)際上是訓(xùn)練了學(xué)生思維的邏輯能力。比如，在觀察蚯蚓的時(shí)候，為什么要用濕潤的棉球擦拭蚯蚓的軀干，讓它的體表保持濕潤，根據(jù)蚯蚓的特殊呼吸方式，歸納出空氣中的氧氣必須溶解在蚯蚓體壁的粘液中才能被體壁吸收，如體壁干燥，蚯蚓會因缺氧而死亡。

4培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即已經(jīng)知道了結(jié)論，只是在實(shí)驗(yàn)室中通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下。由于已經(jīng)知道了結(jié)果，所以會大大降低學(xué)生的好奇心和研究興趣，有些學(xué)生就是由于對實(shí)驗(yàn)失去了興趣，注意力渙散，破壞課堂秩序?？赏ㄟ^將這類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供一個(gè)能動腦思考、交流、合作、親自探究創(chuàng)新的空間，激發(fā)學(xué)生的求知欲，促使學(xué)生主動探究，使學(xué)生的知識水平和探究能力在探究過程中逐漸增長起來。

5培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力

第5篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

[關(guān)鍵詞]經(jīng)管類專業(yè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；體系構(gòu)建

[中圖分類號]G642423 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]

2095-3283（2012）08-0130-04

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作者簡介：王鳳羽（1974-），男，遼寧葫蘆島人，博士研究生，長江師范學(xué)院副教授，研究方向：財(cái)政與財(cái)務(wù)、課程與教學(xué)理論；王素梅（1968-），女，黑龍江鐵力人，碩士研究生，長江師范學(xué)院教授，研究方向：工商管理。

基金項(xiàng)目：長江師范學(xué)院教改項(xiàng)目“基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的經(jīng)管類專業(yè)課程教學(xué)范式研究與實(shí)踐（2011—2013）”；“《營銷策劃》課程教學(xué)范式改革（2011—2013）”階段性成果。

一、經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建理念

（一）注重行業(yè)需求與能力培養(yǎng)相結(jié)合

經(jīng)管類人才的培養(yǎng)要密切結(jié)合行業(yè)、企業(yè)對人才的需求，特別是人才所對應(yīng)的專業(yè)崗位及其所要求的能力結(jié)構(gòu)、技能水平、職業(yè)素質(zhì)等。一般行業(yè)、企業(yè)對經(jīng)管類人才的基本要求是要具有實(shí)際操作能力，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建，對學(xué)生實(shí)踐能力的提高具有重要意義。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系要著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力、經(jīng)營管理能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等。

（二）注重以學(xué)生為主體與以教師為主導(dǎo)相結(jié)合

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中學(xué)生作為主體，在教師的指導(dǎo)下充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、積極性和創(chuàng)造性，從感性上培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力，進(jìn)而提升學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的專業(yè)素養(yǎng)以更好地適應(yīng)社會需求。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師成為倡導(dǎo)者、組織者、引導(dǎo)者、咨詢者、合作者，使學(xué)生在一種寬松、和諧的氛圍中完成知識的探究和能力的提高。

（三）注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)是辯證統(tǒng)一的關(guān)系，是相對獨(dú)立的兩個(gè)子系統(tǒng)，二者相互聯(lián)系和密不可分。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對理論教學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證的同時(shí)也是對理論教學(xué)的延伸和補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)教學(xué)既要破除傳統(tǒng)教學(xué)的“四一模式”（一塊黑板、一支粉筆、一本教材、一張嘴巴），又不能完全替論教學(xué)，應(yīng)有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的原則

（一）系統(tǒng)性原則

系統(tǒng)性原則是從系統(tǒng)論的視角設(shè)計(jì)經(jīng)管類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。經(jīng)管類所涉及專業(yè)較多，覆蓋范圍較廣。盡管長江師范學(xué)院經(jīng)管學(xué)院成立較晚，但發(fā)展迅速，主要有國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易、市場營銷、旅游管理、財(cái)務(wù)管理4個(gè)本科專業(yè)，還有相關(guān)的職教師資專業(yè)，在校生近2000人。因此，構(gòu)建經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要遵從系統(tǒng)性原則，特別是發(fā)揮系統(tǒng)論中整體性和相互聯(lián)系性作用，才能進(jìn)一步理清經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與其他實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的關(guān)系以及經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與理論教學(xué)體系之間的相互作用和關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建出一個(gè)科學(xué)、合理的經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

（二）效益性原則

無論從哪個(gè)角度進(jìn)行劃分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是否合理的判斷標(biāo)準(zhǔn)都是以效益為中心。這里的效益包括經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。經(jīng)濟(jì)效益是指經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系軟硬件規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化是否以最小的投入實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，既培養(yǎng)學(xué)生動手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，又提高學(xué)生綜合素質(zhì)的效應(yīng)；社會效益是指所培養(yǎng)的學(xué)生能夠得到社會的認(rèn)可，滿足社會的需求，進(jìn)而發(fā)揮示范、輻射、引領(lǐng)效應(yīng)。兼顧二者，促進(jìn)經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的有效整合，構(gòu)建完整體系。

（三）創(chuàng)新性原則

目前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)發(fā)展還不夠平衡，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對理論教學(xué)的依附性依然很強(qiáng)。根據(jù)學(xué)校的客觀實(shí)際，符合經(jīng)管類專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在一定條件下實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系可以相對獨(dú)立運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心，具有自身的內(nèi)在發(fā)展規(guī)律和獨(dú)特的軌跡。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建在教學(xué)內(nèi)容、方法、手段管理等方面進(jìn)行創(chuàng)新性研究，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。

三、經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建要素

（一）剛性要素

剛性要素主要包括計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（完善的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的硬件應(yīng)用平臺）、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺（財(cái)會實(shí)訓(xùn)、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)營銷、集成供應(yīng)鏈、管理信息系統(tǒng)等）、經(jīng)管類專業(yè)機(jī)軟件與專用設(shè)備（金融投資、國際貿(mào)易等相關(guān)實(shí)驗(yàn)軟件和專用設(shè)備）以及一定量的實(shí)體實(shí)驗(yàn)設(shè)備和裝置（視頻投影儀、多功能操作服務(wù)器、手工沙盤、圖表等）。

（二）柔性要素

王鳳羽 王素梅：經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建探索

王鳳羽 王素梅：經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建探索

1實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。以綱要的形式規(guī)定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的、基本要求、內(nèi)容方法、計(jì)劃進(jìn)度以及學(xué)時(shí)分配等，既是編寫實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書、檢查實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量等的重要依據(jù)，也是明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生能力培養(yǎng)中的作用和地位的指導(dǎo)性文件。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱編制實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書，能夠規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量。由于經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)起步較晚，比較規(guī)范的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)教材較少。目前，長江師范學(xué)院經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主要來源于三個(gè)方面：一是教師自己編寫的指導(dǎo)書；二是其他兄弟院校教師編寫并公開出版的指導(dǎo)書；三是實(shí)驗(yàn)教具或軟件提供商編寫的指導(dǎo)書。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法主要有以下三種：一是手工操作與電算化結(jié)合，比如財(cái)會專業(yè)可以進(jìn)行手工記賬，也可以利用用友或金蝶等會計(jì)電算化軟件進(jìn)行記賬操作；二是利用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，即運(yùn)用錄像、電影、投影、幻燈、電視、計(jì)算機(jī)和虛擬儀器等多種電子媒體和技術(shù)設(shè)備，以其形象、生動、活潑的表現(xiàn)手法，展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到吸引學(xué)生注意力、使其達(dá)到感知充分、理解容易、記憶牢固的效果；三是利用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程協(xié)助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是指學(xué)生可以在寢室利用自己的電腦登陸經(jīng)管實(shí)驗(yàn)中心的服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，教師可以通過實(shí)驗(yàn)平臺作指導(dǎo)。如果實(shí)驗(yàn)教師不在線，學(xué)生可以留言。這種方法使實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間、內(nèi)容、指導(dǎo)等方面具有開放性與鮮明的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代特征。

4實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效保障，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱要求對實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動及其影響因素作出系統(tǒng)描述，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的診斷機(jī)制。一般來講，經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)主要包括以下三種形式：一是專家評價(jià)，能夠完整、全面地體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的實(shí)際效果，反映教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)規(guī)律的要求，重點(diǎn)評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備、過程、內(nèi)容、態(tài)度、效果五大方面；二是學(xué)生評價(jià)，主要包括實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、內(nèi)容、準(zhǔn)備以及對實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)態(tài)度、執(zhí)教能力等；三是實(shí)驗(yàn)教師的評價(jià)，主要包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、操作技能、效果等方面。

此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)成要素中還包括實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)課程以及衍生出來的項(xiàng)目等。

四、經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)與實(shí)施

要科學(xué)構(gòu)建經(jīng)管類本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，首先必須深入認(rèn)識經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念，分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的基本要素，然后從本地本校的實(shí)際出發(fā)，按照人才培養(yǎng)目標(biāo)，本著系統(tǒng)性、效益性等原則進(jìn)行整合設(shè)計(jì)。結(jié)合長江師范學(xué)院實(shí)際，其設(shè)計(jì)的總體思路為：根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格，按實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)與職業(yè)資格培訓(xùn)相結(jié)合構(gòu)建“一體化、分層次、開放式”的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，如圖1?！耙惑w化”指實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)與職業(yè)資格培訓(xùn)的同一化；“分層次”指實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）課程由基本技能訓(xùn)練型、綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型三個(gè)類型層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組成；“開放式”指實(shí)驗(yàn)課程要具有一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生自主選擇，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)開放教學(xué)。最終要構(gòu)建兩類課程、三類層次、四種性質(zhì)、三個(gè)階段組成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

圖1 經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

（一）兩類課程

兩類課程包括必修課和選修課。必修實(shí)驗(yàn)課保證學(xué)生的基本培養(yǎng)規(guī)格與培養(yǎng)質(zhì)量，選修實(shí)驗(yàn)課鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。必修課和選修課二者是“靜”與“動”的辯證關(guān)系，將兩者有機(jī)地結(jié)合起來，對完成人才培養(yǎng)目標(biāo)具有重要的價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。長江師范學(xué)院已有4個(gè)本科經(jīng)管類專業(yè)具體必修、選修實(shí)驗(yàn)課程（見表1）。

（二）三類設(shè)置層次

第一類：基本技能訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)，簡稱基本型實(shí)驗(yàn)，指以強(qiáng)化學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蚵殬I(yè)技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生自我獲取知識的能力、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驈臉I(yè)技能、啟迪學(xué)生創(chuàng)新意識為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)。通過這類實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生扎實(shí)系統(tǒng)地掌握本學(xué)科研究的基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，掌握常規(guī)設(shè)備的使用，并有較強(qiáng)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、從業(yè)技能和自主學(xué)習(xí)訓(xùn)練的積極性，使學(xué)生在這方面的訓(xùn)練中萌生探索的欲望。

第二類：綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，指運(yùn)用模擬教學(xué)軟件模擬經(jīng)濟(jì)與管理的實(shí)際運(yùn)行過程，使學(xué)生全面了解本專業(yè)的業(yè)務(wù)過程，掌握本專業(yè)軟件的應(yīng)用，具有綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識進(jìn)行模擬操作的能力，為成為專業(yè)應(yīng)用型人才打下基礎(chǔ)。

第三類：研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，指以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的思維方法、科學(xué)研究的能力和創(chuàng)新意識為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)。通過這類實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從科研選題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果分析、圖片和數(shù)據(jù)處理、文獻(xiàn)查閱、論文撰寫和答辯等環(huán)節(jié)得到較全面的科學(xué)研究思維的方法和創(chuàng)新思維訓(xùn)練，同時(shí)發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢和教師的積極性，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究及創(chuàng)新有機(jī)地結(jié)合起來。

表1 經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系

第一層次：基本技能型實(shí)驗(yàn)

要求

第二層次：

綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

要求

第三層次：

研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)

要求

實(shí)驗(yàn)

模塊

成本會計(jì)

必修

企業(yè)會計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)

必修

會計(jì)學(xué)原理實(shí)驗(yàn)

必修應(yīng)用（社會）統(tǒng)計(jì)學(xué)

必修

ERP信息平臺模擬實(shí)驗(yàn)

必修

高級財(cái)務(wù)會計(jì)

選修報(bào)關(guān)業(yè)務(wù)

必修

ERP沙盤模擬實(shí)驗(yàn)

必修

旅游圖件設(shè)計(jì)與制作

選修外貿(mào)單證

必修

會計(jì)電算化

必修

會計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)

必修

計(jì)算機(jī)財(cái)務(wù)管理模擬實(shí)驗(yàn)

必修電子商務(wù)實(shí)驗(yàn)

必修國際貿(mào)易綜合實(shí)驗(yàn)

選修數(shù)據(jù)分析與SPSS應(yīng)用

必修旅游地理信息系統(tǒng)

選修國際結(jié)算

選修管理信息系統(tǒng)

選修營銷模擬實(shí)驗(yàn)

選修財(cái)務(wù)預(yù)算與分析

選修

（三）四種項(xiàng)目性質(zhì)

第一種：演示性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生獲得基本實(shí)驗(yàn)技能的感性認(rèn)識，培養(yǎng)應(yīng)用型人才基本操作的宏觀認(rèn)知。在教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用投影進(jìn)行演示。

第二種：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，接觸經(jīng)管學(xué)科研究工作思路，開發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。開始時(shí)，可以由指導(dǎo)教師出題，給出方案，由學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，提出實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、選擇儀器設(shè)備，并進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，由學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)全過程。經(jīng)過一段訓(xùn)練后，可以由學(xué)生自行選題，組織實(shí)驗(yàn)。

第三種：綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生初步接觸本學(xué)科研究方法。就是把已學(xué)過的多方面知識、多學(xué)科內(nèi)容、多因素要求作綜合運(yùn)用，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，擬訂實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行可行性論證，選擇最佳實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行安裝調(diào)試，寫出綜合報(bào)告，以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。

第四種：研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為拔尖人才成長提供科研訓(xùn)練平臺。在這類實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段與方法，進(jìn)行綜合分析、研究與探索，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立研究能力與創(chuàng)新能力。

表2 國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)課

程名稱

項(xiàng)目名稱

類型

演示性

驗(yàn)證性

綜合性

設(shè)計(jì)性

其他

交易磋商√

簽訂出口合同√

信用證業(yè)務(wù)√

租船訂艙√

出口報(bào)檢√

填制出口報(bào)關(guān)單√

外貿(mào)

單證出口貨物投保√

裝船出運(yùn)√

制定一般產(chǎn)地證及普惠制產(chǎn)地證√

制作議付單證√

審單√

進(jìn)口單據(jù)填寫√

報(bào)關(guān)基礎(chǔ)知識√

海關(guān)監(jiān)管貨物及其報(bào)關(guān)程序√

報(bào)關(guān)

業(yè)務(wù)進(jìn)出口商品歸類√

進(jìn)出口稅費(fèi)√

進(jìn)出口貨物報(bào)關(guān)單填制√

外貿(mào)交易準(zhǔn)備√

交易磋商談判√

簽訂合同√

信用證業(yè)務(wù)√

備貨√

租船訂艙√

出口報(bào)檢√

國際

貿(mào)易

綜合

實(shí)驗(yàn)辦理保險(xiǎn)√

出口報(bào)關(guān)√

裝船出運(yùn)√

制單結(jié)匯√

出口核銷退稅√

進(jìn)口報(bào)檢√

進(jìn)口報(bào)關(guān)與提貨√

進(jìn)口付匯核銷√

銷貨√

匯票、支票、本票的繕制與填寫√

匯款業(yè)務(wù)流程與托收業(yè)務(wù)流程模擬√

信用證業(yè)務(wù)流程模擬√

國際

結(jié)算銀行保函業(yè)務(wù)流程與備用信用證業(yè)務(wù)流程模擬√

單保與雙保業(yè)務(wù)流程模擬√

運(yùn)輸單據(jù)、保險(xiǎn)單據(jù)填寫√

旅行支票、旅行信用證的制作和使用√

（四）三個(gè)培養(yǎng)階段

第一階段：大一至大二重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基本操作、基本技能和創(chuàng)新意識。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以基礎(chǔ)單元操作實(shí)驗(yàn)為主。

第二階段：大二至大三重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技巧和創(chuàng)新思維，輔之以分析問題、解決問題能力的初步訓(xùn)練，基本技能和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練并重。

第三階段：大三至大四重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識與實(shí)驗(yàn)技能解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力，以綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為主。

五、結(jié)束語

經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建要本著行業(yè)需求與能力培養(yǎng)相結(jié)合、以學(xué)生為主體與以教師為主導(dǎo)相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合的理念，圍繞著人才培養(yǎng)目標(biāo)有條不紊地進(jìn)行。但是，許多高校在經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面仍沒有一套成熟的經(jīng)驗(yàn)和辦法，一直處于一種探索研究狀態(tài)。隨著經(jīng)濟(jì)社會對經(jīng)管類人才需求的變化，經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建愈發(fā)顯得緊迫和重要，構(gòu)建經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系更具時(shí)代價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1]楊世奎構(gòu)建經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的研究與實(shí)踐[J]實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008（3）：125-128

[2]陶雷，何斌高校經(jīng)濟(jì)管理本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的研究與實(shí)踐[J]實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009（3）：120-121

[3]紀(jì)曉麗，王慶高校經(jīng)濟(jì)管理類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)模式探索[J]現(xiàn)代教育技術(shù)，2009（6）：133-135

第6篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

關(guān)鍵詞：智能計(jì)算；課程建設(shè)；教學(xué)方法

智能科學(xué)與技術(shù)是西安電子科技大學(xué)于2005年獲教育部批準(zhǔn)、2008年被評為第三批國家級特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)的一個(gè)本科專業(yè)。智能計(jì)算導(dǎo)論課程是該專業(yè)的一門主干課程，主要向?qū)W生介紹智能計(jì)算、系統(tǒng)辨識和優(yōu)化的方法以及這些智能計(jì)算方法的一些高級應(yīng)用。該課程在大三下學(xué)期開設(shè)，至今已經(jīng)有四屆本科生(至少500名)上過這門課程。如何讓學(xué)生對該門課程產(chǎn)生濃厚的興趣，并為有志于深入研究智能計(jì)算的學(xué)生指明方向，成為我們教師首先注重的問題。在這樣的目標(biāo)引導(dǎo)下，我們從選擇教材、準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容、制作ppt、探索教學(xué)方法入手，形成了目前的“立足基礎(chǔ)、動手編程、展望前沿”的教學(xué)體系，深受學(xué)生的歡迎。在此，我們對這門課程有關(guān)教學(xué)的各個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)和思考，以期更好的提高我們對該門課程的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)希望這些心得體會能為同行提供參考。

1教材選擇

教材是教師教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要工具。鑒于智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生每年上研究生的比例保持在50%左右，所以在教材的選擇上，既要滿足畢業(yè)以后選擇參加工作的學(xué)生在“廣度”上的需求，又要滿足畢業(yè)以后繼續(xù)攻讀研究生的學(xué)生在“深度”上的需求。同時(shí)也要能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能掌握理論基礎(chǔ)、理解生物和工程應(yīng)用的背景并能了解智能計(jì)算研究的過去、未來、現(xiàn)狀及前沿。鑒于以上要求，我們選擇了西安交通大學(xué)徐宗本教授等編著，科學(xué)出版社2003年5月出版的《計(jì)算智能中的仿生學(xué)：理論與算法》。這是一部順應(yīng)了信息技術(shù)與教學(xué)發(fā)展要求的教材，它系統(tǒng)地介紹智能計(jì)算的基本理論、基本原理與基本方法，選擇了既能代表智能計(jì)算過去20多年間發(fā)展的最突出成果又能反映智能計(jì)算當(dāng)前研究熱點(diǎn)的模擬進(jìn)化計(jì)算、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和模糊邏輯與模糊推理[1]。

在教學(xué)中，我們的ppt采用中英文相結(jié)合的方式，在基礎(chǔ)理論部分使用中文ppt便于學(xué)生理解；在介紹我們團(tuán)隊(duì)的研究成果、具體算法和國際發(fā)展前沿時(shí)采用英文ppt、中文講解相結(jié)合的方式，這樣中英文對照，一方面加深了學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，另一方面也為學(xué)生今后閱讀專業(yè)的英文論了鋪墊。

2課程特點(diǎn)及教學(xué)內(nèi)容

智能計(jì)算是以模型(計(jì)算模型、數(shù)學(xué)模型)為基礎(chǔ)、以分布并行計(jì)算為特征的模擬人的智能求解問題的理論與方法[1-3]。不同于一般的課程，其特點(diǎn)在于它是一個(gè)交叉學(xué)科。該課程主要向?qū)W生講解三部分內(nèi)容，具體如下。

1) 仿生過程算法：模擬進(jìn)化計(jì)算(20學(xué)時(shí))。該部分主要以教材為主，重點(diǎn)講解模擬進(jìn)化計(jì)算技術(shù)的基本原理、生物基礎(chǔ)、算法框架、基本要素、本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)及其適用領(lǐng)域；并從編碼、群體初始化、個(gè)體評價(jià)、遺傳算子和參數(shù)選擇這五個(gè)用遺傳算法求解問題需要解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。同時(shí)，借鑒“智能感知與圖像理解教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的最新研究成果，向?qū)W生介紹了基于人工免疫系統(tǒng)的免疫克隆選擇算法，并強(qiáng)調(diào)了與遺傳算法的區(qū)別和聯(lián)系。

2) 仿生結(jié)構(gòu)算法：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(14學(xué)時(shí))。該部分主要通過向?qū)W生簡要介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物背景、數(shù)學(xué)模型和學(xué)習(xí)機(jī)理，重點(diǎn)介紹了感知器和單層前向網(wǎng)以及多層感知器，簡單介紹了徑向基函數(shù)和回歸神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。

3) 仿生行為算法：模糊邏輯與模糊推理(12學(xué)時(shí))。該部分簡要介紹了模糊邏輯的生物基礎(chǔ)，通過與經(jīng)典集合的對比向?qū)W生展示了什么是模糊集合及其運(yùn)算、模糊關(guān)系及其矩陣，最后簡要介紹了模糊推理的各種模型。

3教學(xué)方法

3.1結(jié)合實(shí)例的講解

為了更好的讓學(xué)生理解智能計(jì)算算法是行之有效的，我們選取合適的示例，并結(jié)合算法讓學(xué)生從算法機(jī)理上明白該類算法是有效的，其仿生背景是合理的。比如在講解遺傳算法這部分時(shí)，首先講明了學(xué)生大三上學(xué)期學(xué)過的共軛梯度法、擬牛頓法、單純形方法等基于梯度方向的經(jīng)典優(yōu)化搜索算法，無法求解目標(biāo)函數(shù)不具備可導(dǎo)等數(shù)學(xué)信息的問題，以及離散性問題、不確定性問題、半結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)化的問題和大規(guī)模問題。而遺傳算法直接以目標(biāo)函數(shù)值作為搜索信息，這樣對許多目標(biāo)函數(shù)無法求導(dǎo)或很難求導(dǎo)的函數(shù)，遺傳算法就比較方便。為此引入如下優(yōu)化問題：

max f(x1,x2)=21.5+x1•sin(4pi* x1)+x2•sin(20pi* x2)

s.t.-3.0≤x1≤12.1

4.1≤x2≤5.8

然后從如何編碼、如何初始化群體、如何對個(gè)體進(jìn)行評價(jià)、如何選擇合適的交叉、變異等遺傳算子以及如何選擇算法中用到的種群規(guī)模、交叉概率和變異概率等參數(shù)方面，詳細(xì)地向?qū)W生展示了遺傳算法求解問題的機(jī)理和要解決的關(guān)鍵問題。同時(shí)向?qū)W生展示了遺傳算法求解該問題的尋優(yōu)曲線，以及所求得的滿意解。這種方法有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了記憶，加深了理解，取得了良好的教學(xué)效果。

3.2實(shí)踐能力和科研興趣的培養(yǎng)

智能計(jì)算是一門理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科，該學(xué)科的發(fā)展日新月異，在智能信息處理領(lǐng)域的地位越來越重要。因此在智能計(jì)算的教學(xué)過程中，不僅要注重傳授知識，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的能力和素質(zhì)，以培養(yǎng)學(xué)生對科研的興趣[4-6]。在教學(xué)中，我們采用了上機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式。比如，在學(xué)生掌握了遺傳算法求解問題的基本流程以后，我們要求學(xué)生在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)遺傳算法求解3.1節(jié)所述的優(yōu)化問題。在上機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不僅掌握了如何在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)遺傳算法，更加形象直觀的了解遺傳算法的尋優(yōu)過程。更重要的是通過上機(jī)，學(xué)生深入理解和掌握了遺傳算法求解問題的每一個(gè)細(xì)節(jié)，并對編寫程序產(chǎn)生了濃厚的興趣。

同時(shí)，為了讓學(xué)生更深刻地理解針對不同的問題需要設(shè)計(jì)不同的遺傳算子，讓學(xué)生用遺傳算法求解了一個(gè)較簡單的TSP問題。并說明遺傳算法求解不同的問題要有不同的編碼、群體初始化和個(gè)體評價(jià)方式，并需要設(shè)計(jì)適合問題的遺傳算子以及需要調(diào)節(jié)參數(shù)以達(dá)到好的求解效果。鼓勵(lì)學(xué)生通過查資料等方式編程實(shí)現(xiàn)對該問題的求解。意想不到的是，通過兩周的時(shí)間，大部分學(xué)生都能親自編寫自己算法的程序源代碼，并求得了較好的結(jié)果，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。同時(shí)，向?qū)W生展示我們課題組對TSP問題研究的最新成果，比如10萬個(gè)城市的Monalisa_ small問題，71 009個(gè)城市的China_71009，同時(shí)告訴大家目前求解TSP問題最好的成果，解決該類問題最出名的專家，從而大大激發(fā)了學(xué)生的科研興趣。

3.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)也是本課程的一個(gè)重要內(nèi)容。比如，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分，在向?qū)W生講解了感知器的學(xué)習(xí)算法之后，讓學(xué)生根據(jù)感知器學(xué)習(xí)規(guī)則，試寫出算法流程，并通過實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)一個(gè)感知器。讓學(xué)生在自己實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中加深了對知識的理解。

同時(shí)，隨著智能計(jì)算的快速發(fā)展，每年我們的教學(xué)內(nèi)容和課件都在更新，以包括最新的研究內(nèi)容，尤其是我們課題組的研究內(nèi)容，從而擴(kuò)大學(xué)生的知識范圍。

4考試方法

對智能計(jì)算導(dǎo)論這門具體課程來說，最重要的是注重學(xué)生的交叉學(xué)科知識和能力的培養(yǎng)。因此，本課程的考察方式主要采用：1)閉卷考試。主要考察對智能計(jì)算原理的理解和綜合運(yùn)用能力。2)課程作業(yè)。要求對介紹過的各種智能算法的概念、原理、方法、應(yīng)用等方面進(jìn)行總結(jié)、分析、對比等，形成一個(gè)簡要總結(jié)報(bào)告。3)科技報(bào)告。要求學(xué)生在智能計(jì)算領(lǐng)域的主流英文期刊上選擇感興趣的英文文獻(xiàn)，翻譯成中文；

或者就智能計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)感興趣的話題談?wù)勛约旱闹鲝埡涂捶ā?)出勤率。根據(jù)學(xué)生平時(shí)到課的情況給出該項(xiàng)分?jǐn)?shù)，其目的是督促學(xué)生按時(shí)到課。該門課成績分配如下：成績=閉卷考試(50%)+小作業(yè)(20%)+大作業(yè)(20%)+出勤率(10%)。

5結(jié)語

本科智能計(jì)算教學(xué)的困難之一是學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)有限，因此為了讓學(xué)生能更好的理解原理和方法，我們?nèi)趸藦?fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，通過借助具體的實(shí)例來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對問題的理解，增強(qiáng)對知識點(diǎn)的記憶。同時(shí)我們也期待能尋找到更合適于本科生的教材來供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。智能計(jì)算是實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)，并且該學(xué)科的發(fā)展十分迅速。在教學(xué)實(shí)踐中，我們十分重視學(xué)生動手能力和科研興趣的培養(yǎng)。通過編寫程序、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科學(xué)報(bào)告的形式引導(dǎo)學(xué)生積極動手，積極思考。

參考文獻(xiàn)：

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Research on Intelligent Computing Introduction Course Construction

SHANG Ronghua1, LI Yangyang1, JIAO Licheng1, HOU Xiaohui2

(1. School of Electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China; 2. Teaching Affairs Faculty, Xidian University,

Xi’an 710071, China)

第7篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

關(guān)鍵詞：STEM；項(xiàng)目學(xué)習(xí)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；圖像比色法

文章編號：1005C6629（2016）11C0043C05 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)概述

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的簡稱。它將四門學(xué)科內(nèi)容組合成為有機(jī)整體，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合，以培養(yǎng)學(xué)生在掌握知識和技能的同時(shí)，能夠?qū)⑵溥w移應(yīng)用到解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新精神。STEM最核心的特征是跨學(xué)科性，此外還包括趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性等特征。

STEM有兩種最基本的課程模式：相關(guān)課程模式和廣域課程模式[1]，前者在課程形式上依然屬于分科教育，但在各學(xué)科內(nèi)容編排上注重相互之間的聯(lián)系；后者是通過活動項(xiàng)目將各學(xué)科整合為有組織的課程結(jié)構(gòu)。基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)是STEM和基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（Project-based learning：PBL）模式相結(jié)合的產(chǎn)物，是進(jìn)行跨學(xué)科整合的一種基本取向[2]。PBL利用學(xué)生自主探究的過程來獲得與現(xiàn)實(shí)生活有關(guān)聯(lián)并且能付諸應(yīng)用的學(xué)習(xí)結(jié)果[3]，基本要素為內(nèi)容、活動、情境和結(jié)果[4，5]。因此，基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)可以理解為以PBL的基本要素為框架整合STEM內(nèi)容的學(xué)習(xí)模式，是利用科學(xué)、數(shù)學(xué)知識和技術(shù)手段，通過工程設(shè)計(jì)活動解決工程問題的學(xué)習(xí)過程，其基本要素如表1所示。

2 基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的STEM項(xiàng)目開發(fā)

2.1項(xiàng)目的開發(fā)過程

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究活動的主要載體，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)具有基于問題和基于探究的屬性，因此將化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合工程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)是可行的。對于化學(xué)分科課程的教師來說，開發(fā)STEM項(xiàng)目更具操作性，開發(fā)過程如圖1所示。

本文選取高中化學(xué)教科書《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》（人教版）中比色法這一內(nèi)容。經(jīng)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，基于手機(jī)攝像頭的圖像比色法在健康診斷與環(huán)境、醫(yī)藥、食品檢測等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用[6]。在分析了圖像比色法中蘊(yùn)含的跨學(xué)科知識和技術(shù)后，最終開發(fā)了“設(shè)計(jì)檢測Co2+濃度的技術(shù)方案”這一項(xiàng)目。

2.2 項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目活動的技術(shù)核心為圖像比色法這一融合了信息技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方法，該方法較為新興，原理與目視比色法相同，即物質(zhì)顯色的實(shí)質(zhì)是對不同波長光的選擇性吸收，顯出的顏色是它所吸收光的互補(bǔ)色，溶液顏色的深淺取決于吸光物質(zhì)濃度的高低[7]。但圖像比色法以手機(jī)等拍照設(shè)備作為圖像采集器，以計(jì)算機(jī)代替人眼，將顏色深淺轉(zhuǎn)化為RGB分量值，從而將色溶質(zhì)的濃度與RGB分量值之間建立關(guān)聯(lián)，能夠更精確地檢測有色溶質(zhì)溶液的濃度，且所需的器材便利、步驟簡單，具體步驟如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)涵蓋了化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)知識和信息技術(shù)，結(jié)合工程設(shè)計(jì)后轉(zhuǎn)化為“設(shè)計(jì)檢測Co2+濃度的技術(shù)方案”的STEM項(xiàng)目也必然涵蓋這些跨學(xué)科知識，體現(xiàn)了STEM的跨學(xué)科性，如表2所示。

3 活動的實(shí)施過程設(shè)計(jì)

STEM項(xiàng)目的實(shí)施主要是通過工程設(shè)計(jì)過程和探究學(xué)習(xí)的5E教學(xué)模型的整合來實(shí)現(xiàn)的，如ITEEA開發(fā)的基于設(shè)計(jì)的工程設(shè)計(jì)EbDTM項(xiàng)目、波士頓科學(xué)博物館創(chuàng)立的工程是基礎(chǔ)EiE項(xiàng)目、世界在運(yùn)動AWIM項(xiàng)目[8]。工程設(shè)計(jì)過程包括“識別問題和制約因素”、“調(diào)查研究”、“形成概念”、“分析觀點(diǎn)”、“建立模型”、“測試和優(yōu)化”、“溝通和反思”七個(gè)步驟。其中，“識別問題和制約因素”是指明晰問題和任務(wù)，知道制約因素和標(biāo)準(zhǔn)，比如時(shí)間、資源、經(jīng)費(fèi)、預(yù)期任務(wù)成品的特征；“調(diào)查研究”是指了解與主題相關(guān)的信息，如已有的解決方案，以防止做重復(fù)勞動；“形成概念”是指運(yùn)用頭腦風(fēng)暴想出多種解決方案，并識別每個(gè)方案的風(fēng)險(xiǎn)和利益；“分析觀點(diǎn)”是指依據(jù)數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)原理和項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)以及限制篩選和精細(xì)化出前一步驟的方案；“建立模型”是指學(xué)生在分析觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上建立一個(gè)工作模型或原型；“測試和優(yōu)化”是指測試模型是否滿足要求，根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)化現(xiàn)有的設(shè)計(jì)；“溝通和反思”是指進(jìn)行人際互動、口頭、視覺、書面方式的溝通，既適應(yīng)于團(tuán)隊(duì)工作環(huán)境，又用于對方案和產(chǎn)品的開發(fā)過程記錄和解釋[9]。

本項(xiàng)目的活動實(shí)施過程兼顧了工程設(shè)計(jì)和探究學(xué)習(xí)兩大實(shí)踐系統(tǒng)，結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特性，以“問題聚焦和明確”、“思考和探究”、“解釋和方案確立”、“構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)”、“測試和優(yōu)化”、“溝通和評價(jià)”六個(gè)過程構(gòu)成?！皢栴}聚焦和明確”包含了“識別問題和制約因素”的工程內(nèi)涵，且強(qiáng)調(diào)從社會、環(huán)境、生活等問題聚焦到化學(xué)問題，將化學(xué)問題明確為具有制約因素和評估標(biāo)準(zhǔn)的工程問題；“思考和探究”的目的與“調(diào)查研究”相一致，同時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行思考和實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)；“解釋和方案確立”包含“形成概念”和“分析觀點(diǎn)”的過程，同時(shí)強(qiáng)調(diào)對新方案原理性知識的解釋；“構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)”是“建立模型”中的一種工作模型，是STEM項(xiàng)目中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)主體部分；“測試和優(yōu)化”與工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過程相同；“溝通和評價(jià)”融合了“溝通和反思”與科學(xué)探究中的“反思與評價(jià)”環(huán)節(jié)。

3.1 問題聚焦和明確：觀看圖文資料引發(fā)工程問題

[教師]演示有關(guān)工廠排放含Co2+廢水、大量Co2+對生命體健康造成危害、Co2+廢水處理方法的圖文資料，提出問題：要確定Co2+處理達(dá)標(biāo)與否需要環(huán)境檢測工程師做些什么？

[學(xué)生]檢測處理前后的廢水中Co2+的濃度。

[教師]某廠排放的含鈷污水只有Co2+有顏色，濃度范圍不超過0.1M。那么，如果你是一位環(huán)境監(jiān)測工程師，如何設(shè)計(jì)一個(gè)檢測工業(yè)廢水中重金屬離子Co2+濃度的技術(shù)方案？制約因素是什么？什么樣的技術(shù)方案是好的？發(fā)放可用材料的清單：LED燈泡、液晶屏、拍照手機(jī)、白色A4紙、白色紙板、7mL離心管、25mL容量瓶、10mL量筒、燒杯、分析天平、藥匙、玻璃棒、蒸餾水、CoCl2?6H2O固體。

[學(xué)生]交流討論，歸納：制約因素是含鈷污水只有Co2+有顏色，濃度范圍不超過0.1M。

評估標(biāo)準(zhǔn)：要求檢測的相對誤差不超過10%，且誤差越小越好；需要自己設(shè)計(jì)和組裝裝置，裝置要滿足簡易、便宜的要求；制作方案文本，并進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的匯報(bào)。

設(shè)計(jì)意圖：強(qiáng)調(diào)STEM學(xué)習(xí)中的工程思想，創(chuàng)設(shè)工程問題情境，幫助學(xué)生識別工程問題；通過提問促使學(xué)生對制約因素和評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交流討論，進(jìn)一步明確任務(wù)。

3.2 思考和探究：學(xué)習(xí)比色法和比色分析的化學(xué)史

[教師]發(fā)給每組學(xué)生3種不同濃度的CoCl2溶液，提出問題：通過觀察現(xiàn)象能夠得出什么結(jié)論？

[學(xué)生]不同濃度的有色溶液，顏色深淺與溶液的濃度有關(guān)，顏色越深，濃度越高。

[教師]告訴學(xué)生3種CoCl2溶液中顏色最淺和最深的溶液的濃度，提出問題：如何知道待測溶液的大致濃度？

[學(xué)生]思考得出：大致濃度是另兩種溶液濃度的平均值。

[教師]講解比色法的原理：物質(zhì)顯色的實(shí)質(zhì)就是對不同波長光的選擇性吸收，顯出的顏色是它所吸收光的互補(bǔ)色，CoCl2溶液顯粉紅色就是因?yàn)樗x擇性吸收青色光。溶液顏色的深淺決定于溶液吸收光的量的多少，即取決于吸光物質(zhì)濃度的高低[10]。CoCl2溶液的濃度越高，對青色光的吸收就越多，透過的紅色光越強(qiáng)，顏色就越深，在一定濃度范圍內(nèi)，其顏色深淺與濃度成正比。講述目視比色法的操作步驟和誤差的計(jì)算方法。提出問題：誤差大小的范圍是多少，如何進(jìn)一步確定待測溶液濃度？引導(dǎo)并輔助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

[學(xué)生]進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動：配制中間濃度的溶液，再次對比待測溶液的顏色，通過顏色的不斷漸進(jìn)，最終確定待測溶液濃度。

[教師]告訴學(xué)生待測溶液的實(shí)際濃度，組織學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

[學(xué)生]交流各自測得的濃度和誤差，得出目視比色法受到人眼識別顏色能力限制和半定量分析的特點(diǎn)。

[教師]進(jìn)一步講述比色分析發(fā)展的化學(xué)史，提出問題：目視比色法、分光光度法的特點(diǎn)和利弊分別是什么？

[學(xué)生]比較目視比色法、分光光度法的特點(diǎn)和利弊。

設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)行STEM項(xiàng)目中科學(xué)知識的教學(xué)，通過問題串刺激學(xué)生思考和探究，發(fā)現(xiàn)目視比色的實(shí)驗(yàn)方法，引導(dǎo)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)了解比色法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而傳授比色法和比色分析發(fā)展的化學(xué)史的知識，引導(dǎo)學(xué)生從各方面綜合考慮使用不同方法和儀器檢測有色物質(zhì)的利弊，為工程設(shè)計(jì)過程中方案的確立做鋪墊。

3.3 解釋和方案確立：學(xué)習(xí)圖像的數(shù)字化，“發(fā)明”并采納圖像比色法

[教師]講解：由于不同人識別顏色的能力不同，故剛才同學(xué)們測得待測溶液的濃度不盡相同，但計(jì)算機(jī)能夠高精度地識別顏色，是通過圖像的數(shù)字化處理實(shí)現(xiàn)的，它是指將一幅圖像從其原來的形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的處理過程[11]。對于彩色圖像，量化步驟能夠獲得RGB三原色的分量值[12]。

提出問題：如何讓計(jì)算機(jī)代替我們的眼睛讀出且量化有色溶液的顏色深淺？

[學(xué)生]理解計(jì)算機(jī)識別顏色的原理：圖像的數(shù)字化。結(jié)合目視比色法和圖像數(shù)字化技術(shù)，“發(fā)明”圖像比色法。

[教師]總結(jié)性地講述圖像比色法的原理和步驟（圖2所示）。引導(dǎo)學(xué)生再次綜合比較各濃度檢測方法，確立問題解決方案。

[學(xué)生]圖像比色法綜合了目視比色法和分光光度法的優(yōu)點(diǎn)，故采納圖像比色法作為項(xiàng)目問題的解決方案。

設(shè)計(jì)意圖：繼續(xù)講解STEM項(xiàng)目中的跨學(xué)科知識：圖像的數(shù)字化，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方法和技術(shù)的聯(lián)用，從而“發(fā)明”圖像比色法；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目中工程設(shè)計(jì)原則，結(jié)合評估標(biāo)準(zhǔn)綜合對比各個(gè)方法的利弊，使得學(xué)生關(guān)注到圖像比色法的應(yīng)用。

3.4 構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)：構(gòu)建圖像比色法的檢測裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

[教師]確定了圖像比色法作為解決方案后，就要構(gòu)建圖像比色法的檢測裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。提出問題：根據(jù)Co2+濃度范圍不超過0.1M的制約因素，如何配制一定濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液？濃度范圍應(yīng)如何？

[學(xué)生]交流討論：用容量瓶配制一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，再通過稀釋的方法配制其他濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。濃度范圍可以是0M到0.1M之間。

[教師]提出問題：影響圖像比色法可靠性的重要條件是什么？

[學(xué)生]交流討論：圖像清晰與否、顏色是否失真、RGB分量值提取時(shí)注意圖像范圍的選取等。

[教師]講述：重要條件之一是獲取樣品溶液顏色的真實(shí)信息，照片圖像顏色能真實(shí)地體現(xiàn)溶液顏色。因此，在構(gòu)建圖像比色法檢測Co2+濃度的裝置時(shí)，要注意選擇白光作為光源，且光源均勻穩(wěn)定；所有溶液樣品的前景和背景都應(yīng)是白色；拍攝的像素不能過低；手機(jī)攝像頭或相機(jī)攝像頭應(yīng)與桌面垂直，高度與樣品高度一致，置于中央的樣品前方至少30cm處[13]。其次，用專業(yè)的生物圖像處理軟件ImageJ提取RGB分量值，使用矩形選框工具，點(diǎn)擊菜單欄中的Analyze?Histogram，即可讀出矩形選框中的灰度值和RGB分量值。應(yīng)采用移動矩形選框的方式讀取各溶液樣品中心區(qū)域的RGB分量值。

[學(xué)生]按小組合作構(gòu)建裝置、配制溶液、進(jìn)行圖像比色法的實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：強(qiáng)調(diào)STEM項(xiàng)目中的技術(shù)學(xué)習(xí)，講述使用圖像比色法的操作注意事項(xiàng)和ImageJ軟件的操作要領(lǐng)，為學(xué)生自主構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)提供必要的腳手架支持。

3.5 測試和優(yōu)化：測試檢測方案的檢測誤差，采用控制變量法優(yōu)化解決方案

[教師]提出問題：如何測試基于圖像比色法所構(gòu)建的裝置能夠準(zhǔn)確地檢測Co2+濃度？

[學(xué)生]交流討論：用某已知濃度的CoCl2溶液作為待測樣品，與空白樣品、標(biāo)準(zhǔn)樣品一起進(jìn)行圖像采集，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定檢測誤差。

[教師]提出問題：如果對檢測結(jié)果不滿意，如何優(yōu)化解決方案？

[學(xué)生]交流討論：采用控制變量法，可以優(yōu)化的條件包括光源的選擇、RGB分量值的選擇、加顯色劑與否等。

[教師]請根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化解決方案，最后設(shè)計(jì)出條件明確的檢測Co2+濃度的技術(shù)方案，制作方案文本。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目中的工程設(shè)計(jì)原則，以測試結(jié)果為導(dǎo)向優(yōu)化目前的解決方案，以呈現(xiàn)方案結(jié)果為導(dǎo)向體驗(yàn)工程思想解決問題的過程。

3.6 溝通和評價(jià)：展示方案設(shè)計(jì)成果，多角度評價(jià)活動表現(xiàn)

[教師]要求學(xué)生匯報(bào)技術(shù)方案的設(shè)計(jì)、測試和優(yōu)化過程，展示技術(shù)方案文本，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生交流方案設(shè)計(jì)構(gòu)成中所遇到的挫折，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作態(tài)度、計(jì)劃安排、結(jié)果表達(dá)、方案制作、跨學(xué)科知識和工程設(shè)計(jì)原理掌握方面的自評和互評。

[學(xué)生]各小組匯報(bào)技術(shù)方案的設(shè)計(jì)、測試和優(yōu)化過程，展示最終的技術(shù)方案，并用數(shù)據(jù)、圖表展示方案的檢測誤差、成本大小等預(yù)期結(jié)果，最后進(jìn)行自我評價(jià)，其他學(xué)生對其技術(shù)方案的設(shè)計(jì)過程、小組分工合作和計(jì)劃安排、方案制作等方面提出質(zhì)疑、意見或積極評價(jià)，小組成員對這些評價(jià)進(jìn)行反思和溝通。

[教師]總結(jié)各小組在方案設(shè)計(jì)過程中的表現(xiàn)和技術(shù)方案的合理性，鞏固本STEM項(xiàng)目中涉及的跨學(xué)科知識，強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)需要識別問題和制約因素、調(diào)查研究、形成概念、分析觀點(diǎn)、建立模型、測試和優(yōu)化、溝通和反思的過程。

設(shè)計(jì)意圖：促進(jìn)學(xué)生的合作意識，體會STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的跨學(xué)科性。

4 結(jié)語

“設(shè)計(jì)檢測Co2+濃度的技術(shù)方案”項(xiàng)目基于圖像比色法，涵蓋了化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)技能和定量思想、信息的數(shù)字化技術(shù)及Excel軟件操作、函數(shù)模型的建立、工程設(shè)計(jì)思想，融合性高，思維性強(qiáng)，切實(shí)地指向了信息時(shí)代背景下中學(xué)生STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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第8篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

關(guān)鍵字：教學(xué)改革 教學(xué)研究 識別技術(shù) 智能卡

隨著智能化社會的發(fā)展，智能卡技術(shù)已經(jīng)滲透到我們社會生活的各個(gè)領(lǐng)域。為了跟進(jìn)時(shí)代的步伐，使學(xué)生了解由智能識別技術(shù)應(yīng)用而生的各種智能化產(chǎn)品，我院為高年級學(xué)生開設(shè)ID識別技術(shù)及應(yīng)用課程。該課程是技術(shù)性、工程性和應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)課程，其目標(biāo)是要強(qiáng)化學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，同時(shí)也作為一種就業(yè)前的技能實(shí)訓(xùn)。

1 課程教學(xué)存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性

ID識別技術(shù)及應(yīng)用是一門新型課程，涉及ID識別中的諸多技術(shù)，包括磁卡識別技術(shù)、條形碼識別技術(shù)、IC卡識別技術(shù)以及射頻卡識別技術(shù)等。目前市場上很難找到相應(yīng)內(nèi)容的教材，而課程教學(xué)內(nèi)容主要以相關(guān)的ISO國際標(biāo)準(zhǔn)和以解剖市場上典型的ID識別產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)來規(guī)劃的。由于課程內(nèi)容相對零亂，教學(xué)與實(shí)驗(yàn)也未能有機(jī)地結(jié)合，導(dǎo)致課程內(nèi)容在設(shè)計(jì)和組織上缺乏系統(tǒng)性和連貫性。隨著教學(xué)的逐年深入，這門技術(shù)性很強(qiáng)的課程不僅沒有體現(xiàn)出強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐水平和提高學(xué)生動手能力的特點(diǎn)，而且逐步變成了一門科普性的教學(xué)課程，這與當(dāng)初規(guī)劃課程的目標(biāo)相違背。如何克服課程教學(xué)中存在的問題，規(guī)劃出系統(tǒng)性強(qiáng)、教學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芫o密結(jié)合的內(nèi)容就成為我們課程改革的主要目標(biāo)。

1.2 對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)重視不夠

在最初的課程建設(shè)中，沒有將實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)放在課程教學(xué)的重要地位，理論教學(xué)內(nèi)容偏多，課堂上涉及大量的ISO國際標(biāo)準(zhǔn)、抽象的概念和復(fù)雜的硬件控制時(shí)序。對于這些課堂教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生往往感覺枯燥無味，沒有什么吸引力，致使思想容易渙散，注意力不夠集中[1]，教學(xué)效果極其不佳，導(dǎo)致一部分學(xué)生離開課堂，甚至某些學(xué)生把選修這門課程作為獲取學(xué)分的一種手段。另一方面，由于教學(xué)內(nèi)容沒有與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密結(jié)合，使很多ID識別技術(shù)的常用方法和手段不能通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證和再設(shè)計(jì)，很多學(xué)生本想通過這門課的學(xué)習(xí)來提升自己的動手能力，但教學(xué)內(nèi)容未能體現(xiàn)強(qiáng)化實(shí)踐能力的特點(diǎn)，反而成了這門課程的短處，使部分學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)興趣。

1.3 實(shí)驗(yàn)平臺相對落后和不足

課程實(shí)驗(yàn)是以MCS51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱為實(shí)驗(yàn)平臺，平臺相對陳舊，并經(jīng)常出現(xiàn)故障，使很多實(shí)驗(yàn)難以開展和進(jìn)行。由于教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，MCS51實(shí)驗(yàn)平臺相對落后，學(xué)院也不愿意在這種平臺上投入更多的經(jīng)費(fèi)，致使實(shí)驗(yàn)裝置不能更新和補(bǔ)充，其中磁卡刷卡頭、IC卡讀卡裝置和射頻卡讀卡器每種都不足10臺，而選課學(xué)生較多，經(jīng)常5～6人使用一套實(shí)驗(yàn)平臺和裝置。這樣一來，每套實(shí)驗(yàn)裝置只有2～3人能真正投入到實(shí)驗(yàn)過程中，其他學(xué)生不能有效地參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和程序調(diào)試的整個(gè)過程，明顯地降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)對這門課程所起的作用和產(chǎn)生的效果。這個(gè)原本強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的課程，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足和老舊，實(shí)驗(yàn)平臺相對落后，而失去了開設(shè)的意義。隨著時(shí)間的推移，這門培養(yǎng)學(xué)生動手能力和實(shí)踐能力的課程也就逐步停留在口頭上了。

2 課程教學(xué)改革

2.1 以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為導(dǎo)向優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)課程的定位和對以往教學(xué)實(shí)踐活動的總結(jié)，我們對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新優(yōu)化，以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為主線，在ISO國際標(biāo)準(zhǔn)的限定范圍內(nèi)，將ID識別技術(shù)中涉及的概念、方法和內(nèi)容，以及ID識別產(chǎn)品中廣泛采用的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)作為重點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化課程。我們分別針對磁卡識別、條形碼識別、IC卡識別和射頻卡識別規(guī)劃出了相關(guān)ID產(chǎn)品應(yīng)具有的功能和設(shè)計(jì)方案，并采取理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密配合的方式來開展教學(xué)實(shí)踐活動。通過將抽象的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要解決的問題和采用的方法作為課程教學(xué)內(nèi)容，并將諸多技術(shù)問題逐個(gè)從概念、理論和技術(shù)上進(jìn)行突破，來充分凸顯課程技術(shù)性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。這種用產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中涉及的各個(gè)重要環(huán)節(jié)來布局課程教學(xué)內(nèi)容的方法，大大增強(qiáng)了課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性。通過以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的教學(xué)活動，使學(xué)生掌握了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本思路、方法和過程，同時(shí)也為他們今后的產(chǎn)品開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2.2 注重培養(yǎng)學(xué)生的興趣和熱情[2]

“興趣”是最好的學(xué)習(xí)動力，只有讓學(xué)生有了興趣，才能使他們更好地完成課程教學(xué)內(nèi)容。該課程直觀上有一定的吸引力，但其內(nèi)容卻非常枯燥，怎樣能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和興趣，是前期教學(xué)需要解決的問題。我們首選磁卡識別技術(shù)作為這門課程的突破口，原因是磁卡識別技術(shù)相對簡單，概念比較清晰，容易理解，內(nèi)容除了計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的知識外，還涉及磁電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換、機(jī)械等很多相關(guān)學(xué)科知識，這些都是學(xué)生非常感興趣的內(nèi)容。理論部分講完之后，馬上進(jìn)入磁卡識別技術(shù)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)完成一個(gè)具有銀行使用磁卡讀卡器功能的設(shè)備。按照這個(gè)思路，將教學(xué)和實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合起來，連貫操作，使學(xué)生逐步進(jìn)入我們預(yù)想的教學(xué)和學(xué)習(xí)境地，學(xué)生的興趣逐步提高，并能把實(shí)驗(yàn)當(dāng)做完成一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)認(rèn)真對待，使課程教學(xué)順利地展開和進(jìn)行。

2.3 以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的教學(xué)模式

產(chǎn)品化教學(xué)是“行為導(dǎo)向”教學(xué)法的一種，它主要是選取生產(chǎn)實(shí)踐中具有典型意義的若干“項(xiàng)目”作為載體，或者借用生產(chǎn)實(shí)踐中的“項(xiàng)目”概念，根據(jù)項(xiàng)目的基本特征和形式，為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)要求而設(shè)計(jì)出若干個(gè)與課程要求相一致的“教學(xué)項(xiàng)目”，把課程教學(xué)內(nèi)容包括課程所要求的知識和技能融合在這些項(xiàng)目中，通過完成這些項(xiàng)目中規(guī)定的每一項(xiàng)工作任務(wù)達(dá)到教學(xué)目的的教學(xué)方法[3]。

在教學(xué)中，我們注重教學(xué)內(nèi)容的產(chǎn)品化設(shè)計(jì)導(dǎo)向，把每個(gè)教學(xué)部分都規(guī)劃成不同產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中的各個(gè)知識環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。就射頻卡而言，我們選擇學(xué)校食堂使用的售飯機(jī)作為射頻卡教學(xué)對象，根據(jù)食堂售飯機(jī)的基本功能，分析了售飯機(jī)的基本組成和需要解決的問題。從硬件來看，它包括射頻部分、LCD顯示部分、射頻卡內(nèi)數(shù)據(jù)的讀取部分、密鑰的校驗(yàn)和卡的識別部分等；從軟件來看，它包括密鑰的校對算法編程、射頻IC卡的數(shù)據(jù)輸入與輸出控制編程、LCD的顯示控制編程及數(shù)據(jù)通信編程等軟件。在功能分析的基礎(chǔ)上，我們講述了食堂售飯機(jī)的設(shè)計(jì)思路、硬件技術(shù)和軟件技術(shù)等問題，特別是每個(gè)部分涉及的關(guān)鍵知識和應(yīng)該采用的方法，使學(xué)生從整體上建立實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方案，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。

3 實(shí)踐教學(xué)改革

3.1 建設(shè)新型實(shí)驗(yàn)平臺

以前采用的MCS51實(shí)驗(yàn)平臺相對落后，不能滿足日益發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)要求。為此我院專門為這門課程購置了30臺STM32單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺，并結(jié)合STM32實(shí)驗(yàn)平臺接口的特點(diǎn)設(shè)計(jì)和制作了30塊STM32單片機(jī)與ID識別裝置的接口電路板，以滿足課程實(shí)驗(yàn)的要求。另外，我們還設(shè)計(jì)和制作了30塊STM32單片機(jī)與IC卡接口的電路板，用以完成IC卡的數(shù)據(jù)識別實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)平臺的更新和升級，課程實(shí)驗(yàn)水平達(dá)到了一個(gè)新的高度。在新的實(shí)驗(yàn)平臺上做ID識別技術(shù)實(shí)驗(yàn)，不僅使學(xué)生接觸到新型單片機(jī)技術(shù)，加深了對STM32單片機(jī)內(nèi)部接口的認(rèn)識和理解，提高了STM32單片機(jī)的編程能力，而且還掌握了ID識別技術(shù)的硬件設(shè)計(jì)方法，時(shí)序控制中的軟件編程技巧，是一舉多得的事情。另外，學(xué)院還為該課程購置了磁卡刷卡頭、射頻讀卡器等裝置，使總實(shí)驗(yàn)裝置達(dá)到30套，若2人一組，一次可接納60名學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，大大改善了實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

3.2 以設(shè)計(jì)產(chǎn)品為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

目前我們已經(jīng)開設(shè)了3個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，分別面向磁卡、IC卡和射頻卡的數(shù)據(jù)識別。在磁卡識別技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生完成一個(gè)具有正反向刷卡的磁卡數(shù)據(jù)識別裝置，該實(shí)驗(yàn)需達(dá)到的目標(biāo)是具有銀行磁卡讀卡器正反向刷卡的功能。在IC卡識別技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，使用SLE4442邏輯加密卡來模擬公交卡的應(yīng)用模式，完成IC卡充值、乘車單次刷卡減費(fèi)、乘車上下車刷卡減費(fèi)等功能。在射頻卡識別技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合學(xué)校食堂售飯系統(tǒng)的應(yīng)用模式，完成射頻卡充值和售飯減費(fèi)的功能。這些產(chǎn)品功能對學(xué)生來講是非常熟悉的，他們不必在理解上花費(fèi)更多的時(shí)間。另外實(shí)驗(yàn)中涉及很多時(shí)序控制問題，而時(shí)序控制在以往硬件課程實(shí)驗(yàn)中是很少遇到的，難度相對較大，且要求必須嚴(yán)格和準(zhǔn)確，這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程培養(yǎng)了學(xué)生的耐心和細(xì)心，加深了對硬件控制的理解，學(xué)生在體驗(yàn)這個(gè)過程的同時(shí)也提高了自身的實(shí)踐能力。

3.3 充分利用課外時(shí)間

由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為目的，實(shí)驗(yàn)工作量相對較大，要在有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)里完成這些任務(wù)是不可能的。為此我們將實(shí)驗(yàn)平臺和實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)放給學(xué)生實(shí)驗(yàn)組，由組長負(fù)責(zé)維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全。學(xué)生可以利用課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行討論、設(shè)計(jì)和調(diào)試程序。在實(shí)驗(yàn)課上教師除了解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，與學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)調(diào)試等問題外，還要掌握各實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，完成的內(nèi)容和質(zhì)量，以及每名學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的貢獻(xiàn)等，以便給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)成績。

4 考核與評價(jià)方式

提高學(xué)生的實(shí)踐能力是課程的教學(xué)目標(biāo)，考核實(shí)踐能力而不是考核記憶能力是我們課程教學(xué)對學(xué)生評價(jià)的重要方面。多年來我們一直采用開卷考試，并保持部分試題源自于實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)以應(yīng)用為導(dǎo)向的試題內(nèi)容。這種考核方式能夠較好反映學(xué)生的實(shí)踐能力和對知識的綜合應(yīng)用能力。另外我們擴(kuò)大了學(xué)生平時(shí)成績的比例，使學(xué)生平時(shí)的實(shí)踐活動得到認(rèn)可，這樣學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)就注重實(shí)際綜合能力的訓(xùn)練。

總成績的評定方案：考試成績占50%，平時(shí)成績占10%，實(shí)驗(yàn)成績占40%。

5 結(jié)束語

培養(yǎng)高水平且具有實(shí)際應(yīng)用能力的學(xué)生是我國現(xiàn)代化建設(shè)中不可缺少的基本要素，而提高教學(xué)水平是培養(yǎng)高水平人才的基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)符合社會需要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才，我們對ID識別技術(shù)及應(yīng)用課程進(jìn)行了改革，堅(jiān)持以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為導(dǎo)向規(guī)劃教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，證明這種教學(xué)模式對于提高學(xué)生的實(shí)踐能力是非常有幫助的。我們將繼續(xù)對課程進(jìn)行研究和探索，尋找更加適合培養(yǎng)高質(zhì)量人才的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡曉婷，王樹梅，任世錦.提高計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)效果的途徑與方法[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（22）：97-100.

第9篇：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素范文

一 通過地理實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解知識

達(dá)·芬奇有句名言：“實(shí)驗(yàn)是科學(xué)知識的來源，智慧是實(shí)驗(yàn)的女兒?！睆?qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)知識的重要方法，是提高聰明才智的重要途徑。地理實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生將抽象的理論變?yōu)樾蜗蟮默F(xiàn)實(shí)，有助于建立感性認(rèn)識，有利于知識的理解、鞏固和應(yīng)用。例如，學(xué)習(xí)“熱力環(huán)流”知識點(diǎn)時(shí)，可通過一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親眼目睹大氣的運(yùn)動狀況，從而總結(jié)出大氣運(yùn)動的基本規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)步驟：將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端；用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴(yán)；在膠合板或塑料薄膜的一側(cè)（裝冰塊的盆上方）開一個(gè)小洞；將一束香點(diǎn)燃并放進(jìn)小洞內(nèi)，觀察煙霧在玻璃缸內(nèi)是如何飄動的。思考為什么會那樣飄動，發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律，得出結(jié)論。最后，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納探索：熱力環(huán)流是一種常見的自然現(xiàn)象。研究海洋和陸地之間、城市與郊區(qū)之間、山谷和山頂之間，大氣運(yùn)動是否也能形成熱力環(huán)流。

二 通過地理實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生主動獲取知識

地理實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)演示與參與，它能夠有力地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，從而改變被動接受知識的學(xué)習(xí)方式。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和觀察、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)分析研究的過程中主動獲取知識。此外，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和創(chuàng)造能力；通過實(shí)驗(yàn)操作和觀察，能培養(yǎng)學(xué)生敏銳的感知力和觀察力。通過分析、對比、判斷、推理等，能培養(yǎng)邏輯思維能力和歸納分析問題的能力；通過小組合作，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的組織能力、實(shí)際操作能力和解決問題的能力。

例如，在進(jìn)行“自然界的水循環(huán)”的學(xué)習(xí)過程時(shí)，可以引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生自行設(shè)計(jì)水循環(huán)實(shí)驗(yàn)作為課外作業(yè)。要求寫出實(shí)驗(yàn)材料和步驟，觀察和記錄發(fā)生的現(xiàn)象，評比看誰做得最好。有一位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)是這樣的：

將裝滿沙子的小瓶放入底部有水的盆內(nèi)，用透明的塑料薄膜蓋住盆，用橡皮筋扎住盆口；在小瓶的正上方的塑料薄膜上，放上小石子；將盆放在強(qiáng)烈的陽光下直曬，過一段時(shí)間后觀察。將觀察到的現(xiàn)象記錄下來，思考沙子為什么濕了？寫出水循環(huán)的過程（蒸發(fā)——水氣輸送——凝結(jié)——降水），總結(jié)出規(guī)律。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是海洋與陸地間、陸地與陸地間的水循環(huán)模式的濃縮。

教師在點(diǎn)評時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識遷移：假如該實(shí)驗(yàn)?zāi)M發(fā)生在黃土高原上會有什么結(jié)果，我們該怎么做呢？（針對此問題，學(xué)生會提出各種各樣的解決方法并加以討論，教師點(diǎn)評哪一種方法能更好地解決實(shí)際問題。）

三 通過動手操作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

獲取知識，培養(yǎng)能力的捷徑是將教師講解與學(xué)生的動手操作相結(jié)合。教師的講解只起到引導(dǎo)作用，學(xué)生自己動手操作會遇到一系列的實(shí)際問題，這會促進(jìn)其思考探索，在不斷失敗中求得成功。經(jīng)常讓學(xué)生動手操作，不僅可使學(xué)生的動手能力得以提高，而且可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，甚至?xí)虐l(fā)出創(chuàng)造發(fā)明的火花。

例如，進(jìn)行地球自轉(zhuǎn)的教學(xué)時(shí)，讓學(xué)生用照相機(jī)拍攝星空圖。（要求：把照相機(jī)固定，對準(zhǔn)北極星附近的星空，曝光10個(gè)多小時(shí)，就可以得到一幅北極星附近星星運(yùn)動的照片。）思考為什么照片上的恒星會呈現(xiàn)出這樣的運(yùn)動軌跡？還可以用地球儀和太陽光（或燈光）進(jìn)行地球自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，研究地球表面不同地點(diǎn)的晝夜變化情況，選擇若干具體城市（如北京和倫敦）研究其晝夜差異。學(xué)生通過自己動手操作將會真正理解由地球自轉(zhuǎn)所致的晝夜交替現(xiàn)象。

再如，教師向?qū)W生講解“氣壓帶和風(fēng)帶”時(shí)，為了讓學(xué)生更好地理解掌握難點(diǎn)，可以制作三圈環(huán)流模型。分別用不同顏色的紙條表示上升氣流、下沉氣流、高空氣流、近地面氣流（只制作北半球的）。思考赤道低氣壓帶、極地高氣壓帶與副熱帶高氣壓帶、副極地低氣壓帶在形成原因上有什么不同？用自己的語言描述東北信風(fēng)帶、西風(fēng)帶、極地東風(fēng)帶的形成原因。經(jīng)過動手操作，學(xué)生不僅能夠較順利地掌握了有關(guān)的知識點(diǎn)，還向教師提出了不少在制作過程中遇到的問題。多采用這種教學(xué)方法，不僅能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造精神，對培養(yǎng)創(chuàng)造性人才很有幫助。

四 通過動手操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為，智慧的鮮花是開放在手指尖上的。他一語道出了動手操作的重要性。教育要與實(shí)踐活動相結(jié)合，我們應(yīng)不斷提供給學(xué)生動手操作的機(jī)會。一方面，它有利于學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，掌握基本技能；另一方面，也有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，提高他們的實(shí)踐能力。

例如，在講授完“地圖”這一節(jié)后，筆者布置了課外作業(yè)——繪制學(xué)校平面簡圖。筆者將全班分成了五個(gè)小組，告訴他們最后將評比哪個(gè)小組繪制得最精確、最完美（比例適當(dāng)）。各小組成員迅速行動起來，他們分工明確，有的測量學(xué)校的長度和寬度，有的測量學(xué)校的主要樓房，有的測量學(xué)校的主要花園，有的測量學(xué)校的主要道路……在實(shí)地測量的基礎(chǔ)上，小組集體討論并確定了繪圖的比例尺、基本圖例和地圖的指向標(biāo)。實(shí)踐過程中，學(xué)生自然會運(yùn)用所學(xué)的地圖知識去熟悉地圖的基本要素，按要求完成所繪草圖。在繪圖過程中，每個(gè)同學(xué)充分發(fā)揮自己的特長，既有分工又有合作，最后將校園平面圖繪制得非常精確，達(dá)到了學(xué)以致用的目的。

雖然學(xué)生從地理教學(xué)中獲得了較為豐富的感性認(rèn)識，但是通過親自動手能促進(jìn)學(xué)生對地理概念和規(guī)律的深刻理解，更重要的是學(xué)生在這個(gè)過程中所獲得的豐富情感體驗(yàn)，幫助學(xué)生形成探索能力和研究能力，應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，對于其養(yǎng)成科學(xué)的研究習(xí)慣和熱愛科學(xué)、尊重科學(xué)更是必不可少的。

參考文獻(xiàn)