實驗設(shè)計的基本要素精選(九篇)

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第1篇：實驗設(shè)計的基本要素范文

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)生時代的興趣常對其未來的事業(yè)有重大價值。二是對正在進行的活動起推動作用。當(dāng)引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣時，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)計及基本要素

教學(xué)設(shè)計是運用系統(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)來計劃和安排教學(xué)全過程的誅環(huán)節(jié)及各要素，以實現(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)負擔(dān)，為學(xué)生營造了一個好的學(xué)習(xí)氛圍，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。

教學(xué)實際過程中要考慮到幾個基本要素：教學(xué)對象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略、教學(xué)評價。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，教師利用導(dǎo)入方法對這部分內(nèi)容進行個開路，希望通過新課的導(dǎo)入，能引起學(xué)生的注意，進入新知識學(xué)習(xí)的狀態(tài)，同時，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)容的有趣性和價值性。接下來就是設(shè)計好導(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)容做個鋪墊。再教學(xué)中，通常使用復(fù)習(xí)導(dǎo)入、實驗導(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，同時為課堂營造了積極主動的學(xué)習(xí)情趣。

三、合理運用好其它技能

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，教師同樣得運用好其它教學(xué)技能，來進一步強化學(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)生理解植物細胞怎么吸水，怎么失水，吸水、失水對植物細胞會產(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)知識來進行解釋?！崩碚撆c實踐想結(jié)合，學(xué)生很容易就理解這個知識點。

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，更能讓學(xué)生相互溝通，相互鼓勵，相互幫助，學(xué)生的團體意識增強，提高學(xué)習(xí)效率。在這個過程中，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、實施開展多項實驗教學(xué)

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(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驗的基礎(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，實驗設(shè)計這塊成為重中之重。在課本知識的基礎(chǔ)上，學(xué)生怎么設(shè)計實驗？在高考時，如何面對最后一題——創(chuàng)新試驗設(shè)計，這得靠平時試驗的累積。

實際上，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)展打下堅實基礎(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：

第2篇：實驗設(shè)計的基本要素范文

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)本質(zhì)；教學(xué)策略

中圖分類號：G642 文獻標(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人成長的“本”的問題，也就是要解決一個人的認(rèn)識和思維方法問題。映射到教學(xué)中，也就是要落實兩點：①如何培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力。因為一個人的學(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。因為系統(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，實現(xiàn)知識點到知識線，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“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的本質(zhì)和內(nèi)涵

本科“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)，顯然是本科教學(xué)的一個特例，因此本科“計算機網(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“計算機網(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“計算機網(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“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)中，挖掘“計算機網(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。更進一步，實現(xiàn)系統(tǒng)化思維模式教學(xué)思想對“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的直接投影，建立面向“計算機網(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“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的“本”。圖4直觀表述了本科“計算機網(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，兩者的有機結(jié)合實現(xiàn)教師要素和學(xué)生要素的互動作用。通過互動作用，達到教學(xué)的目標(biāo)。

四個要素中，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“計算機網(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“計算機網(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方面。

(1) 教材體系設(shè)計缺乏多維性和認(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)容和實驗教材的一體化設(shè)計關(guān)系?？紤]到教學(xué)內(nèi)容多與教學(xué)學(xué)時少之間的矛盾，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)容和實驗中。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)計考慮比較多，而對實驗考慮相對較少。國內(nèi)教材比較強調(diào)實驗，但實驗的設(shè)計與教材的關(guān)系相對松散。教材體系的認(rèn)知性是指教材一體化設(shè)計必須建立在面向系統(tǒng)化思維培養(yǎng)的基點上，強調(diào)人類認(rèn)知的自然規(guī)律。也就是說，一體化設(shè)計的邏輯體系必須符合認(rèn)知規(guī)律特性。目前，教材設(shè)計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)計缺乏現(xiàn)代教學(xué)理論支持

主教材內(nèi)容的設(shè)計沒有考慮元認(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)驗的獲取，歸納一般對應(yīng)于直接經(jīng)驗的獲取。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)計及其實現(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)計實現(xiàn)了靜態(tài)到動態(tài)的轉(zhuǎn)變。教學(xué)設(shè)計與教材的關(guān)系是一個M：N的關(guān)系，對這種關(guān)系的認(rèn)識，可以體現(xiàn)一個教師的教學(xué)能力，即教學(xué)設(shè)計體現(xiàn)了一個教師對一本教材的個性化演繹能力。教學(xué)設(shè)計本身是一個創(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)計中教學(xué)策略運用的弱化，進而影響了教學(xué)的效果。

(5) 實驗教學(xué)缺乏開放性

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

2.3本科“計算機網(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“計算機網(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，對于協(xié)議的實驗教學(xué)，不僅僅是使用和剖析，而是要通過設(shè)計開放性問題，進行協(xié)議設(shè)計機制的改造和分析。再者，應(yīng)該將多個協(xié)議聯(lián)合起來，從多個協(xié)議的設(shè)計思想和實現(xiàn)機制中尋找和挖掘一些設(shè)計模式，并且從某種協(xié)議的發(fā)展歷程中領(lǐng)會其進化的本質(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)該重點突出隱性知識的教學(xué)，使教學(xué)層次覆蓋兩個平面。比如，樹型管理結(jié)構(gòu)與DNS問題、組播(樹)問題，IP連接端口和實際主機地址之間的映射問題(NAT、虛擬主機)，路由協(xié)議與P2P結(jié)構(gòu)問題，等等。

(3) 采用多維體系設(shè)計方法

基于面向系統(tǒng)化思維教學(xué)的基本理念，實現(xiàn)教材的多維體系設(shè)計。也就是說，教材內(nèi)容、自學(xué)內(nèi)容、習(xí)題以及實驗教材的體系設(shè)計應(yīng)該統(tǒng)一在基本理念基礎(chǔ)上，多個維度形成邏輯上的一個整體，而不是多個維度的邏輯并列。比如，針對網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，教材內(nèi)容給出從單機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地址與二進制)、以及建立面向模式的思維方法(比如連接與非連接)，實驗部分除安排基

本實驗外，給出一些開放型實驗(比如給出應(yīng)用場景，要求設(shè)計方案并分析)。

(4) 采用拋錨法和支架法并重的教學(xué)策略

教學(xué)設(shè)計中，時刻注意問題驅(qū)動方法的設(shè)計，圍繞著一個知識或概念，可以從一個問題或情景開始，然后，再給出另一個相似問題，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，并將其運用到其他相似問題，實現(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)時如何標(biāo)識一個連接端點這一問題著手，得出IP地址的兩個基本組成部分，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。更進一步，通過開放實驗，給出一個應(yīng)用場景，讓學(xué)生設(shè)計和運用子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼概念，鞏固概念的理解。

(5) 增加開放性實驗

面向本科“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程的實驗教學(xué)，開放性實驗的比例應(yīng)該大大加強。也就是說，要強調(diào)針對具體問題的實驗設(shè)計和分析，首先從理論層面分析實驗應(yīng)有的結(jié)論和現(xiàn)象，知道如何去驗證該結(jié)論。然后，再通過實驗去驗證方案的正確性，并注意觀察和分析實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，在將實驗拓展，提出新的問題，進行新的實驗過程。

(6) 深層應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

針對教師要素問題，受現(xiàn)實條件的限制，教師本身的教學(xué)理論水平和能力不可能達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)濟的方法。更進一步，將各名家的隱性知識挖掘出來，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的動態(tài)教學(xué)設(shè)計，建立面向本科“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的動態(tài)增長型知識庫，可以有效地彌補現(xiàn)實條件的制約帶來的問題。

3總結(jié)

本文針對本科“計算機網(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。本文的核心在于強調(diào)本科“計算機網(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“計算機網(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

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第3篇：實驗設(shè)計的基本要素范文

【關(guān)鍵詞】科研設(shè)計；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)計是決定醫(yī)學(xué)研究成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一?？茖W(xué)合理的設(shè)計是研究成功的基石，反之則可能會使其面臨被葬送的風(fēng)險?？茖W(xué)研究設(shè)計不僅體現(xiàn)在專業(yè)設(shè)計上，也體現(xiàn)在統(tǒng)計研究設(shè)計上。一般說，應(yīng)以專業(yè)知識為基礎(chǔ)、為主導(dǎo)；以統(tǒng)計學(xué)知識為輔助、為護衛(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》選修課，與公共課程《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(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)計學(xué)》必修課，在講解統(tǒng)計分析方法時介紹相關(guān)的科研設(shè)計內(nèi)容，沒有單獨設(shè)置科研設(shè)計的課程。因此，有必要探討在本科生中開設(shè)《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計》課程的必要性及存在的難點和對策。

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

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

近年來，隨著各醫(yī)科院校培養(yǎng)實用型人才教學(xué)目標(biāo)的實施，《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計》課程的重要性與實用性就顯得更加突出。同時高校的一系列現(xiàn)況也表明了《醫(yī)學(xué)科研設(shè)計》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”等項目，用于鼓勵優(yōu)秀的本科生參與科研活動，提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。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)計及統(tǒng)計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)計學(xué)》課程中了解了部分科研設(shè)計的內(nèi)容，對系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科研設(shè)計知識有著強烈的需求。

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

2、為研究生階段及以后的科研和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(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)計認(rèn)知現(xiàn)狀調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括常用的隨機化方法、實驗研究對照設(shè)置方法、樣本量估計方法，常用抽樣方法等10種常見的科研設(shè)計方法。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)計的10種常見科研設(shè)計方法，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》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)計的方法，不但可以加強科研設(shè)計中統(tǒng)計設(shè)計的基本理論、方法與技能的訓(xùn)練，而且為研究生階段的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(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)表的論文進行調(diào)查，結(jié)果顯示論文存在著大量科研設(shè)計方面的錯誤。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伍的一員，促進醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，在校學(xué)習(xí)時盡量創(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)計內(nèi)容，使科研能力在校時就得到培養(yǎng)，并以此為目標(biāo)改進當(dāng)前的本科生教學(xué)。

我國的科研設(shè)計文章中存在著大量包括樣本量估計與隨機化等設(shè)計問題；一項調(diào)查研究結(jié)果表明，我國發(fā)表的隨機對照試驗的文章中，僅有9.3%的文章真正實現(xiàn)了隨機化；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化及樣本量估計等科研設(shè)計缺陷。由此可見，強化科研工作者的科研設(shè)計知識和應(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)計課程，可以為研究生階段及以后的學(xué)習(xí)和科研打下堅實的基礎(chǔ)，最終促進我國衛(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》課程的難點及對策

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)計與統(tǒng)計分析》，介紹了醫(yī)學(xué)科研設(shè)計的基本概念、實驗設(shè)計的基礎(chǔ)知識、單因素試驗設(shè)計與分析、多因素試驗設(shè)計與分析、診斷試驗和調(diào)查設(shè)計等。并且從醫(yī)學(xué)科研實例出發(fā)，針對常見的研究問題，詳細介紹了如何進行設(shè)計、分析、報告結(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)實驗設(shè)計與統(tǒng)計分析》和胡良平主編的《科研課題的研究設(shè)計與統(tǒng)計分析》均系統(tǒng)地介紹了科研設(shè)計知識及統(tǒng)計分析知識等，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)計錯誤的文獻，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》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》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)計知識有強烈需求的學(xué)生選擇學(xué)習(xí)。

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

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

三、實施建議

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

1、精心選擇和設(shè)計授課內(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》課程，且限定了高年級學(xué)生選修，在介紹科研設(shè)計的基本概念、基本要素、單因素實驗設(shè)計與統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，也可以拓展介紹多因素實驗設(shè)計、調(diào)查設(shè)計、診斷試驗、臨床試驗及醫(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驗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、難點、爭論點、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)計作為《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)》的輔助學(xué)科，具有綜合性、交叉性的特點。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的不良反應(yīng)時介紹“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)新精神和實踐能力。

醫(yī)學(xué)科研設(shè)計的內(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，促進學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。如開展科研論文的錯誤辨析討論、請學(xué)生介紹自己參與的實驗設(shè)計等活動，實現(xiàn)在傳授知識的同時，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?！币虼?，不但要深入淺出地講解科研設(shè)計的相關(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)計的教學(xué)過程中，強調(diào)有著科學(xué)合理的實驗設(shè)計的研究結(jié)果才可信，應(yīng)客觀真實地記錄實驗數(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：實驗設(shè)計的基本要素范文

1提高學(xué)生的興趣

演示實驗，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，可先演示一個實驗，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

以觀察實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，形成科學(xué)概念，進而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如：觀察洋蔥鱗片表皮細胞、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。在這些觀察實驗當(dāng)中，我們要明確觀察的目的和任務(wù)，擬定一定的計劃，按計劃仔細的觀察，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驗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)生通過實驗、觀察、思考形成這些概念，并且能夠用科學(xué)的語言 把它們表達出來。堅持讓學(xué)生給概念下定義，讓學(xué)生推導(dǎo)實驗的結(jié)論，實際上是訓(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

驗證性實驗，即已經(jīng)知道了結(jié)論，只是在實驗室中通過實驗來驗證一下。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)生就是由于對實驗失去了興趣，注意力渙散，破壞課堂秩序?？赏ㄟ^將這類實驗設(shè)計為探究性實驗，為學(xué)生提供一個能動腦思考、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)系實踐的能力

第5篇：實驗設(shè)計的基本要素范文

[關(guān)鍵詞]經(jīng)管類專業(yè)；實驗教學(xué)；體系構(gòu)建

[中圖分類號]G642423 [文獻標(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：財政與財務(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。

基金項目：長江師范學(xué)院教改項目“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)實驗教學(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際操作能力，而實驗教學(xué)體系的構(gòu)建，對學(xué)生實踐能力的提高具有重要意義。因此，實驗教學(xué)體系要著力培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力、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

在實驗教學(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。在實驗教學(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）注重實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合

實驗教學(xué)與理論教學(xué)是辯證統(tǒng)一的關(guān)系，是相對獨立的兩個子系統(tǒng)，二者相互聯(lián)系和密不可分。因此，實驗教學(xué)對理論教學(xué)進行驗證的同時也是對理論教學(xué)的延伸和補充。實驗教學(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)有機結(jié)合，促進學(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)實驗教學(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)計經(jīng)管類專業(yè)的實驗教學(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)濟與貿(mào)易、市場營銷、旅游管理、財務(wù)管理4個本科專業(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)管類實驗教學(xué)體系是一項復(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，才能進一步理清經(jīng)管類實驗教學(xué)體系與其他實驗教學(xué)體系的關(guān)系以及經(jīng)管類實驗教學(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)建出一個科學(xué)、合理的經(jīng)管類實驗教學(xué)體系。

（二）效益性原則

無論從哪個角度進行劃分，實驗教學(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)濟效益和社會效益。經(jīng)濟效益是指經(jīng)管類專業(yè)實驗教學(xué)體系軟硬件規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化是否以最小的投入實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，既培養(yǎng)學(xué)生動手能力、實踐能力、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，進而發(fā)揮示范、輻射、引領(lǐng)效應(yīng)。兼顧二者，促進經(jīng)管類實驗教學(xué)資源的有效整合，構(gòu)建完整體系。

（三）創(chuàng)新性原則

目前，實驗教學(xué)與理論教學(xué)發(fā)展還不夠平衡，實驗教學(xué)對理論教學(xué)的依附性依然很強。根據(jù)學(xué)校的客觀實際，符合經(jīng)管類專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在一定條件下實驗教學(xué)體系可以相對獨立運行。實驗教學(xué)主要以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力為核心，具有自身的內(nèi)在發(fā)展規(guī)律和獨特的軌跡。因此，實驗教學(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)實驗教學(xué)體系的構(gòu)建要素

（一）剛性要素

剛性要素主要包括計算機及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（完善的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信、計算機等技術(shù)的硬件應(yīng)用平臺）、實驗教學(xué)平臺（財會實訓(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)機軟件與專用設(shè)備（金融投資、國際貿(mào)易等相關(guān)實驗軟件和專用設(shè)備）以及一定量的實體實驗設(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)實驗教學(xué)體系構(gòu)建探索

王鳳羽 王素梅：經(jīng)管類專業(yè)實驗教學(xué)體系構(gòu)建探索

1實驗教學(xué)大綱。以綱要的形式規(guī)定了實驗教學(xué)目的、基本要求、內(nèi)容方法、計劃進度以及學(xué)時分配等，既是編寫實驗教材、實驗教學(xué)指導(dǎo)書、檢查實驗教學(xué)質(zhì)量等的重要依據(jù)，也是明確實驗教學(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實驗教學(xué)指導(dǎo)書。根據(jù)實驗教學(xué)大綱編制實驗教學(xué)指導(dǎo)書，能夠規(guī)范實驗教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量。由于經(jīng)管類實驗教學(xué)起步較晚，比較規(guī)范的實驗教學(xué)指導(dǎo)教材較少。目前，長江師范學(xué)院經(jīng)管類專業(yè)實驗指導(dǎo)書主要來源于三個方面：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；三是實驗教具或軟件提供商編寫的指導(dǎo)書。

3實驗教學(xué)方法。在實驗教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，經(jīng)管類實驗教學(xué)方法主要有以下三種：一是手工操作與電算化結(jié)合，比如財會專業(yè)可以進行手工記賬，也可以利用用友或金蝶等會計電算化軟件進行記賬操作；二是利用多媒體進行實驗教學(xué)，即運用錄像、電影、投影、幻燈、電視、計算機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)實驗教學(xué)內(nèi)容，達到吸引學(xué)生注意力、使其達到感知充分、理解容易、記憶牢固的效果；三是利用互聯(lián)網(wǎng)遠程協(xié)助實驗教學(xué)，這種實驗教學(xué)方法是指學(xué)生可以在寢室利用自己的電腦登陸經(jīng)管實驗中心的服務(wù)器進行遠程實驗，教師可以通過實驗平臺作指導(dǎo)。如果實驗教師不在線，學(xué)生可以留言。這種方法使實驗教學(xué)時間、內(nèi)容、指導(dǎo)等方面具有開放性與鮮明的網(wǎng)絡(luò)時代特征。

4實驗教學(xué)評價。實驗教學(xué)評價是實驗教學(xué)質(zhì)量的有效保障，根據(jù)實驗教學(xué)大綱要求對實驗教學(xué)活動及其影響因素作出系統(tǒng)描述，是實驗教學(xué)體系的診斷機制。一般來講，經(jīng)管類實驗教學(xué)評價主要包括以下三種形式：一是專家評價，能夠完整、全面地體現(xiàn)實驗教學(xué)活動的實際效果，反映教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)規(guī)律的要求，重點評價實驗教學(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，主要包括實驗的環(huán)境、內(nèi)容、準(zhǔn)備以及對實驗教師的教學(xué)態(tài)度、執(zhí)教能力等；三是實驗教師的評價，主要包括學(xué)生實驗預(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，實驗教學(xué)體系構(gòu)成要素中還包括實驗教材、實驗課程以及衍生出來的項目等。

四、經(jīng)管類專業(yè)實驗教學(xué)體系的設(shè)計與實施

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

圖1 經(jīng)管類專業(yè)實驗教學(xué)體系

（一）兩類課程

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

（二）三類設(shè)置層次

第一類：基本技能訓(xùn)練型實驗，簡稱基本型實驗，指以強化學(xué)生基本實驗?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、獨立實驗?zāi)芰驈臉I(yè)技能、啟迪學(xué)生創(chuàng)新意識為目標(biāo)的實驗。通過這類實驗，使學(xué)生扎實系統(tǒng)地掌握本學(xué)科研究的基本實驗方法和實驗技術(shù)，掌握常規(guī)設(shè)備的使用，并有較強的獨立實驗?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)計型實驗，指運用模擬教學(xué)軟件模擬經(jīng)濟與管理的實際運行過程，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，具有綜合運用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識進行模擬操作的能力，為成為專業(yè)應(yīng)用型人才打下基礎(chǔ)。

第三類：研究創(chuàng)新型實驗，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)的實驗。通過這類實驗，使學(xué)生從科研選題、實驗設(shè)計、實驗操作、結(jié)果分析、圖片和數(shù)據(jù)處理、文獻查閱、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，同時發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢和教師的積極性，將實驗教學(xué)和科學(xué)研究及創(chuàng)新有機地結(jié)合起來。

表1 經(jīng)管類專業(yè)實驗課程體系

第一層次：基本技能型實驗

要求

第二層次：

綜合設(shè)計型實驗

要求

第三層次：

研究創(chuàng)新型實驗

要求

實驗

模塊

成本會計

必修

企業(yè)會計模擬實驗

必修

會計學(xué)原理實驗

必修應(yīng)用（社會）統(tǒng)計學(xué)

必修

ERP信息平臺模擬實驗

必修

高級財務(wù)會計

選修報關(guān)業(yè)務(wù)

必修

ERP沙盤模擬實驗

必修

旅游圖件設(shè)計與制作

選修外貿(mào)單證

必修

會計電算化

必修

會計綜合實驗

必修

計算機財務(wù)管理模擬實驗

必修電子商務(wù)實驗

必修國際貿(mào)易綜合實驗

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)

選修營銷模擬實驗

選修財務(wù)預(yù)算與分析

選修

（三）四種項目性質(zhì)

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

第二種：設(shè)計性實驗項目，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，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，提出實驗方案、實驗方法和步驟、選擇儀器設(shè)備，并進行試驗準(zhǔn)備工作，由學(xué)生完成實驗全過程。經(jīng)過一段訓(xùn)練后，可以由學(xué)生自行選題，組織實驗。

第三種：綜合性實驗項目，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用，通過實驗設(shè)計，擬訂實驗方案，進行可行性論證，選擇最佳實驗方案，并進行安裝調(diào)試，寫出綜合報告，以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。

第四種：研究性實驗項目，為拔尖人才成長提供科研訓(xùn)練平臺。在這類實驗中，學(xué)生運用實驗手段與方法，進行綜合分析、研究與探索，從而培養(yǎng)學(xué)生獨立研究能力與創(chuàng)新能力。

表2 國際經(jīng)濟與貿(mào)易專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容

實驗課

程名稱

項目名稱

類型

演示性

驗證性

綜合性

設(shè)計性

其他

交易磋商√

簽訂出口合同√

信用證業(yè)務(wù)√

租船訂艙√

出口報檢√

填制出口報關(guān)單√

外貿(mào)

單證出口貨物投?！?/p>

裝船出運√

制定一般產(chǎn)地證及普惠制產(chǎn)地證√

制作議付單證√

審單√

進口單據(jù)填寫√

報關(guān)基礎(chǔ)知識√

海關(guān)監(jiān)管貨物及其報關(guān)程序√

報關(guān)

業(yè)務(wù)進出口商品歸類√

進出口稅費√

進出口貨物報關(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√

出口報檢√

國際

貿(mào)易

綜合

實驗辦理保險√

出口報關(guān)√

裝船出運√

制單結(jié)匯√

出口核銷退稅√

進口報檢√

進口報關(guān)與提貨√

進口付匯核銷√

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√

運輸單據(jù)、保險單據(jù)填寫√

旅行支票、旅行信用證的制作和使用√

（四）三個培養(yǎng)階段

第一階段：大一至大二重點培養(yǎng)學(xué)生的基本操作、基本技能和創(chuàng)新意識。實驗內(nèi)容以基礎(chǔ)單元操作實驗為主。

第二階段：大二至大三重點培養(yǎng)學(xué)生的實驗技巧和創(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)計實驗技能訓(xùn)練并重。

第三階段：大三至大四重點培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識與實驗技能解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，以綜合性設(shè)計實驗為主。

五、結(jié)束語

經(jīng)管類專業(yè)實驗教學(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、實驗教學(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)有條不紊地進行。但是，許多高校在經(jīng)管類專業(yè)實驗教學(xué)方面仍沒有一套成熟的經(jīng)驗和辦法，一直處于一種探索研究狀態(tài)。隨著經(jīng)濟社會對經(jīng)管類人才需求的變化，經(jīng)管類專業(yè)實驗教學(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)實驗教學(xué)體系更具時代價值和現(xiàn)實意義。

[參考文獻]

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

[2]陶雷，何斌高校經(jīng)濟管理本科實驗教學(xué)體系構(gòu)建的研究與實踐[J]實驗技術(shù)與管理，2009（3）：120-121

[3]紀(jì)曉麗，王慶高校經(jīng)濟管理類實驗教學(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：實驗設(shè)計的基本要素范文

關(guān)鍵詞：智能計算；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)點的一個本科專業(yè)。智能計算導(dǎo)論課程是該專業(yè)的一門主干課程，主要向?qū)W生介紹智能計算、系統(tǒng)辨識和優(yōu)化的方法以及這些智能計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)的各個方面進行總結(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算過去20多年間發(fā)展的最突出成果又能反映智能計算當(dāng)前研究熱點的模擬進化計算、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；在介紹我們團隊的研究成果、具體算法和國際發(fā)展前沿時采用英文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課程特點及教學(xué)內(nèi)容

智能計算是以模型(計算模型、數(shù)學(xué)模型)為基礎(chǔ)、以分布并行計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，其特點在于它是一個交叉學(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：模擬進化計算(20學(xué)時)。該部分主要以教材為主，重點講解模擬進化計算技術(shù)的基本原理、生物基礎(chǔ)、算法框架、基本要素、本質(zhì)優(yōu)點及其適用領(lǐng)域；并從編碼、群體初始化、個體評價、遺傳算子和參數(shù)選擇這五個用遺傳算法求解問題需要解決的關(guān)鍵問題進行了詳細的闡述。同時，借鑒“智能感知與圖像理解教育部重點實驗室”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)。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)機理，重點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)。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)合實例的講解

為了更好的讓學(xué)生理解智能計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，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、如何對個體進行評價、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，詳細地向?qū)W生展示了遺傳算法求解問題的機理和要解決的關(guān)鍵問題。同時向?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，增強了記憶，加深了理解，取得了良好的教學(xué)效果。

3.2實踐能力和科研興趣的培養(yǎng)

智能計算是一門理論和實踐緊密結(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，我們采用了上機實驗的教學(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)生在計算機上實現(xiàn)遺傳算法求解3.1節(jié)所述的優(yōu)化問題。在上機實驗過程中，學(xué)生不僅掌握了如何在計算機上實現(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，學(xué)生深入理解和掌握了遺傳算法求解問題的每一個細節(jié)，并對編寫程序產(chǎn)生了濃厚的興趣。

同時，為了讓學(xué)生更深刻地理解針對不同的問題需要設(shè)計不同的遺傳算子，讓學(xué)生用遺傳算法求解了一個較簡單的TSP問題。并說明遺傳算法求解不同的問題要有不同的編碼、群體初始化和個體評價方式，并需要設(shè)計適合問題的遺傳算子以及需要調(diào)節(jié)參數(shù)以達到好的求解效果。鼓勵學(xué)生通過查資料等方式編程實現(xiàn)對該問題的求解。意想不到的是，通過兩周的時間，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)生獨立解決問題的能力。同時，向?qū)W生展示我們課題組對TSP問題研究的最新成果，比如10萬個城市的Monalisa_ small問題，71 009個城市的China_71009，同時告訴大家目前求解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實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)

實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)也是本課程的一個重要內(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，并通過實驗實現(xiàn)一個感知器。讓學(xué)生在自己實驗的設(shè)計中加深了對知識的理解。

同時，隨著智能計算的快速發(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，從而擴大學(xué)生的知識范圍。

4考試方法

對智能計算導(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。主要考察對智能計算原理的理解和綜合運用能力。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)用等方面進行總結(jié)、分析、對比等，形成一個簡要總結(jié)報告。3)科技報告。要求學(xué)生在智能計算領(lǐng)域的主流英文期刊上選擇感興趣的英文文獻，翻譯成中文；

或者就智能計算領(lǐng)域的一個感興趣的話題談?wù)勛约旱闹鲝埡涂捶ā?)出勤率。根據(jù)學(xué)生平時到課的情況給出該項分?jǐn)?shù)，其目的是督促學(xué)生按時到課。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)，通過借助具體的實例來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對問題的理解，增強對知識點的記憶。同時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)。智能計算是實踐性很強的科學(xué)，并且該學(xué)科的發(fā)展十分迅速。在教學(xué)實踐中，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、實驗設(shè)計和科學(xué)報告的形式引導(dǎo)學(xué)生積極動手，積極思考。

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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：實驗設(shè)計的基本要素范文

關(guān)鍵詞：STEM；項目學(xué)習(xí)；化學(xué)實驗；圖像比色法

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

1 基于項目的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)容組合成為有機整體，強調(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，能夠?qū)⑵溥w移應(yīng)用到解決實際問題的能力和創(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、體驗性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計性、藝術(shù)性、實證性和技術(shù)增強性等特征。

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；后者是通過活動項目將各學(xué)科整合為有組織的課程結(jié)構(gòu)?；陧椖康腟TEM學(xué)習(xí)是STEM和基于項目的學(xué)習(xí)（Project-based learning：PBL）模式相結(jié)合的產(chǎn)物，是進行跨學(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)實驗的STEM項目開發(fā)

2.1項目的開發(fā)過程

化學(xué)實驗是科學(xué)探究活動的主要載體，基于項目的學(xué)習(xí)具有基于問題和基于探究的屬性，因此將化學(xué)實驗結(jié)合工程設(shè)計轉(zhuǎn)化為基于項目的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《實驗化學(xué)》（人教版）中比色法這一內(nèi)容。經(jīng)查閱文獻發(fā)現(xiàn)，基于手機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含的跨學(xué)科知識和技術(shù)后，最終開發(fā)了“設(shè)計檢測Co2+濃度的技術(shù)方案”這一項目。

2.2 項目的實驗設(shè)計

該項目活動的技術(shù)核心為圖像比色法這一融合了信息技術(shù)的實驗方法，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等拍照設(shè)備作為圖像采集器，以計算機代替人眼，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。

實驗涵蓋了化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)知識和信息技術(shù)，結(jié)合工程設(shè)計后轉(zhuǎn)化為“設(shè)計檢測Co2+濃度的技術(shù)方案”的STEM項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 活動的實施過程設(shè)計

STEM項目的實施主要是通過工程設(shè)計過程和探究學(xué)習(xí)的5E教學(xué)模型的整合來實現(xiàn)的，如ITEEA開發(fā)的基于設(shè)計的工程設(shè)計EbDTM項目、波士頓科學(xué)博物館創(chuàng)立的工程是基礎(chǔ)EiE項目、世界在運動AWIM項目[8]。工程設(shè)計過程包括“識別問題和制約因素”、“調(diào)查研究”、“形成概念”、“分析觀點”、“建立模型”、“測試和優(yōu)化”、“溝通和反思”七個步驟。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)，比如時間、資源、經(jīng)費、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”是指運用頭腦風(fēng)暴想出多種解決方案，并識別每個方案的風(fēng)險和利益；“分析觀點”是指依據(jù)數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)原理和項目的標(biāo)準(zhǔn)以及限制篩選和精細化出前一步驟的方案；“建立模型”是指學(xué)生在分析觀點的基礎(chǔ)上建立一個工作模型或原型；“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；“溝通和反思”是指進行人際互動、口頭、視覺、書面方式的溝通，既適應(yīng)于團隊工作環(huán)境，又用于對方案和產(chǎn)品的開發(fā)過程記錄和解釋[9]。

本項目的活動實施過程兼顧了工程設(shè)計和探究學(xué)習(xí)兩大實踐系統(tǒng)，結(jié)合化學(xué)實驗的特性，以“問題聚焦和明確”、“思考和探究”、“解釋和方案確立”、“構(gòu)建和實驗”、“測試和優(yōu)化”、“溝通和評價”六個過程構(gòu)成。“問題聚焦和明確”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，同時強調(diào)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進行思考和實驗探究學(xué)習(xí)；“解釋和方案確立”包含“形成概念”和“分析觀點”的過程，同時強調(diào)對新方案原理性知識的解釋；“構(gòu)建和實驗”是“建立模型”中的一種工作模型，是STEM項目中的化學(xué)實驗主體部分；“測試和優(yōu)化”與工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過程相同；“溝通和評價”融合了“溝通和反思”與科學(xué)探究中的“反思與評價”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)計一個檢測工業(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、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，并進行方案設(shè)計的匯報。

設(shè)計意圖：強調(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)進行交流討論，進一步明確任務(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色，CoCl2溶液顯粉紅色就是因為它選擇性吸收青色光。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，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算方法。提出問題：誤差大小的范圍是多少，如何進一步確定待測溶液濃度？引導(dǎo)并輔助學(xué)生進行實驗探究。

[學(xué)生]進行實驗活動：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，最終確定待測溶液濃度。

[教師]告訴學(xué)生待測溶液的實際濃度，組織學(xué)生交流實驗結(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。

[教師]進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、分光光度法的特點和利弊。

設(shè)計意圖：進行STEM項目中科學(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)目視比色的實驗方法，引導(dǎo)學(xué)生基于實驗證據(jù)了解比色法的原理和優(yōu)缺點，進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，但計算機能夠高精度地識別顏色，是通過圖像的數(shù)字化處理實現(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：如何讓計算機代替我們的眼睛讀出且量化有色溶液的顏色深淺？

[學(xué)生]理解計算機識別顏色的原理：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，故采納圖像比色法作為項目問題的解決方案。

設(shè)計意圖：繼續(xù)講解STEM項目中的跨學(xué)科知識：圖像的數(shù)字化，引導(dǎo)學(xué)生進行方法和技術(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項目中工程設(shè)計原則，結(jié)合評估標(biāo)準(zhǔn)綜合對比各個方法的利弊，使得學(xué)生關(guān)注到圖像比色法的應(yīng)用。

3.4 構(gòu)建和實驗：構(gòu)建圖像比色法的檢測裝置并進行實驗

[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行實驗。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信息，照片圖像顏色能真實地體現(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，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；手機攝像頭或相機攝像頭應(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、進行圖像比色法的實驗。

設(shè)計意圖：強調(diào)STEM項目中的技術(shù)學(xué)習(xí)，講述使用圖像比色法的操作注意事項和ImageJ軟件的操作要領(lǐng)，為學(xué)生自主構(gòu)建和實驗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)樣品一起進行圖像采集，進行實驗確定檢測誤差。

[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)果進一步優(yōu)化解決方案，最后設(shè)計出條件明確的檢測Co2+濃度的技術(shù)方案，制作方案文本。

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)STEM項目中的工程設(shè)計原則，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)向體驗工程思想解決問題的過程。

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

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

[學(xué)生]各小組匯報技術(shù)方案的設(shè)計、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，最后進行自我評價，其他學(xué)生對其技術(shù)方案的設(shè)計過程、小組分工合作和計劃安排、方案制作等方面提出質(zhì)疑、意見或積極評價，小組成員對這些評價進行反思和溝通。

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

設(shè)計意圖：促進學(xué)生的合作意識，體會STEM項目學(xué)習(xí)的跨學(xué)科性。

4 結(jié)語

“設(shè)計檢測Co2+濃度的技術(shù)方案”項目基于圖像比色法，涵蓋了化學(xué)定量實驗技能和定量思想、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)計思想，融合性高，思維性強，切實地指向了信息時代背景下中學(xué)生STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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第8篇：實驗設(shè)計的基本要素范文

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領(lǐng)域。為了跟進時代的步伐，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)用性很強的專業(yè)課程，其目標(biāo)是要強化學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，同時也作為一種就業(yè)前的技能實訓(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)與實驗也未能有機地結(jié)合，導(dǎo)致課程內(nèi)容在設(shè)計和組織上缺乏系統(tǒng)性和連貫性。隨著教學(xué)的逐年深入，這門技術(shù)性很強的課程不僅沒有體現(xiàn)出強化學(xué)生實踐水平和提高學(xué)生動手能力的特點，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、教學(xué)和實驗?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，沒有將實驗教學(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)容沒有與實驗內(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驗進行驗證和再設(shè)計，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)強化實踐能力的特點，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 實驗平臺相對落后和不足

課程實驗是以MCS51單片機實驗箱為實驗平臺，平臺相對陳舊，并經(jīng)常出現(xiàn)故障，使很多實驗難以開展和進行。由于教學(xué)經(jīng)費有限，MCS51實驗平臺相對落后，學(xué)院也不愿意在這種平臺上投入更多的經(jīng)費，致使實驗裝置不能更新和補充，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人使用一套實驗平臺和裝置。這樣一來，每套實驗裝置只有2～3人能真正投入到實驗過程中，其他學(xué)生不能有效地參與到實驗的設(shè)計和程序調(diào)試的整個過程，明顯地降低了實驗教學(xué)對這門課程所起的作用和產(chǎn)生的效果。這個原本強調(diào)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的課程，由于實驗設(shè)備不足和老舊，實驗平臺相對落后，而失去了開設(shè)的意義。隨著時間的推移，這門培養(yǎng)學(xué)生動手能力和實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)實踐活動的總結(jié)，我們對教學(xué)內(nèi)容進行了重新優(yōu)化，以產(chǎn)品設(shè)計為主線，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)作為重點系統(tǒng)設(shè)計和優(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)計方案，并采取理論教學(xué)與實踐教學(xué)緊密配合的方式來開展教學(xué)實踐活動。通過將抽象的產(chǎn)品設(shè)計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)問題逐個從概念、理論和技術(shù)上進行突破，來充分凸顯課程技術(shù)性和實踐性強的特點。這種用產(chǎn)品設(shè)計過程中涉及的各個重要環(huán)節(jié)來布局課程教學(xué)內(nèi)容的方法，大大增強了課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性。通過以產(chǎn)品設(shè)計為導(dǎo)向的教學(xué)活動，使學(xué)生掌握了產(chǎn)品設(shè)計的基本思路、方法和過程，同時也為他們今后的產(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?？菰铮鯓幽軌蚣ぐl(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)容除了計算機應(yīng)用方面的知識外，還涉及磁電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換、機械等很多相關(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，馬上進入磁卡識別技術(shù)的實驗環(huán)節(jié)，讓學(xué)生設(shè)計完成一個具有銀行使用磁卡讀卡器功能的設(shè)備。按照這個思路，將教學(xué)和實驗緊密結(jié)合起來，連貫操作，使學(xué)生逐步進入我們預(yù)想的教學(xué)和學(xué)習(xí)境地，學(xué)生的興趣逐步提高，并能把實驗當(dāng)做完成一個產(chǎn)品的設(shè)計與實現(xiàn)認(rèn)真對待，使課程教學(xué)順利地展開和進行。

2.3 以產(chǎn)品設(shè)計為導(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)實踐中具有典型意義的若干“項目”作為載體，或者借用生產(chǎn)實踐中的“項目”概念，根據(jù)項目的基本特征和形式，為達到教學(xué)目標(biāo)要求而設(shè)計出若干個與課程要求相一致的“教學(xué)項目”，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目中，通過完成這些項目中規(guī)定的每一項工作任務(wù)達到教學(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)計導(dǎo)向，把每個教學(xué)部分都規(guī)劃成不同產(chǎn)品設(shè)計與實現(xiàn)過程中的各個知識環(huán)節(jié)和實踐環(huán)節(jié)。就射頻卡而言，我們選擇學(xué)校食堂使用的售飯機作為射頻卡教學(xué)對象，根據(jù)食堂售飯機的基本功能，分析了售飯機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的設(shè)計思路、硬件技術(shù)和軟件技術(shù)等問題，特別是每個部分涉及的關(guān)鍵知識和應(yīng)該采用的方法，使學(xué)生從整體上建立實驗設(shè)計思路和方案，為后續(xù)實驗打下良好的基礎(chǔ)。

3 實踐教學(xué)改革

3.1 建設(shè)新型實驗平臺

以前采用的MCS51實驗平臺相對落后，不能滿足日益發(fā)展的計算機技術(shù)要求。為此我院專門為這門課程購置了30臺STM32單片機實驗平臺，并結(jié)合STM32實驗平臺接口的特點設(shè)計和制作了30塊STM32單片機與ID識別裝置的接口電路板，以滿足課程實驗的要求。另外，我們還設(shè)計和制作了30塊STM32單片機與IC卡接口的電路板，用以完成IC卡的數(shù)據(jù)識別實驗。通過實驗平臺的更新和升級，課程實驗水平達到了一個新的高度。在新的實驗平臺上做ID識別技術(shù)實驗，不僅使學(xué)生接觸到新型單片機技術(shù)，加深了對STM32單片機內(nèi)部接口的認(rèn)識和理解，提高了STM32單片機的編程能力，而且還掌握了ID識別技術(shù)的硬件設(shè)計方法，時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，使總實驗裝置達到30套，若2人一組，一次可接納60名學(xué)生參與實驗，大大改善了實驗環(huán)境。

3.2 以設(shè)計產(chǎn)品為目標(biāo)的實驗內(nèi)容

目前我們已經(jīng)開設(shè)了3個產(chǎn)品設(shè)計性實驗，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)實驗中，要求學(xué)生完成一個具有正反向刷卡的磁卡數(shù)據(jù)識別裝置，該實驗需達到的目標(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)實驗中，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、乘車上下車刷卡減費等功能。在射頻卡識別技術(shù)實驗中，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更多的時間。另外實驗中涉及很多時序控制問題，而時序控制在以往硬件課程實驗中是很少遇到的，難度相對較大，且要求必須嚴(yán)格和準(zhǔn)確，這個實驗過程培養(yǎng)了學(xué)生的耐心和細心，加深了對硬件控制的理解，學(xué)生在體驗這個過程的同時也提高了自身的實踐能力。

3.3 充分利用課外時間

由于實驗內(nèi)容是以產(chǎn)品設(shè)計為目的，實驗工作量相對較大，要在有限的實驗課時里完成這些任務(wù)是不可能的。為此我們將實驗平臺和實驗裝置發(fā)放給學(xué)生實驗組，由組長負責(zé)維護實驗設(shè)備的安全。學(xué)生可以利用課余時間到實驗室進行討論、設(shè)計和調(diào)試程序。在實驗課上教師除了解決學(xué)生在實驗中遇到的問題，與學(xué)生討論實驗方案、實驗設(shè)計和實驗調(diào)試等問題外，還要掌握各實驗組的實驗進度，完成的內(nèi)容和質(zhì)量，以及每名學(xué)生對實驗的貢獻等，以便給出相應(yīng)的實驗成績。

4 考核與評價方式

提高學(xué)生的實踐能力是課程的教學(xué)目標(biāo)，考核實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際應(yīng)用，強調(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)生的實踐能力和對知識的綜合應(yīng)用能力。另外我們擴大了學(xué)生平時成績的比例，使學(xué)生平時的實踐活動得到認(rèn)可，這樣學(xué)生在平時學(xué)習(xí)時就注重實際綜合能力的訓(xùn)練。

總成績的評定方案：考試成績占50%，平時成績占10%，實驗成績占40%。

5 結(jié)束語

培養(yǎng)高水平且具有實際應(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)符合社會需要的計算機應(yīng)用人才，我們對ID識別技術(shù)及應(yīng)用課程進行了改革，堅持以產(chǎn)品設(shè)計為導(dǎo)向規(guī)劃教學(xué)和實踐內(nèi)容。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，證明這種教學(xué)模式對于提高學(xué)生的實踐能力是非常有幫助的。我們將繼續(xù)對課程進行研究和探索，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

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第9篇：實驗設(shè)計的基本要素范文

一 通過地理實驗，幫助學(xué)生理解知識

達·芬奇有句名言：“實驗是科學(xué)知識的來源，智慧是實驗的女兒?！睆娬{(diào)了實驗是學(xué)習(xí)知識的重要方法，是提高聰明才智的重要途徑。地理實驗?zāi)軒椭鷮W(xué)生將抽象的理論變?yōu)樾蜗蟮默F(xiàn)實，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”知識點時，可通過一個小實驗，讓學(xué)生親眼目睹大氣的運動狀況，從而總結(jié)出大氣運動的基本規(guī)律。

實驗步驟：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）開一個小洞；將一束香點燃并放進小洞內(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，進一步引導(dǎo)學(xué)生進行歸納探索：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，大氣運動是否也能形成熱力環(huán)流。

二 通過地理實驗，幫助學(xué)生主動獲取知識

地理實驗強調(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)生在實驗設(shè)計、實驗操作和觀察、實驗記錄、實驗分析研究的過程中主動獲取知識。此外，通過設(shè)計實驗，能鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和創(chuàng)造能力；通過實驗操作和觀察，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、實際操作能力和解決問題的能力。

例如，在進行“自然界的水循環(huán)”的學(xué)習(xí)過程時，可以引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生自行設(shè)計水循環(huán)實驗作為課外作業(yè)。要求寫出實驗材料和步驟，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)生的實驗是這樣的：

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；將盆放在強烈的陽光下直曬，過一段時間后觀察。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。這個實驗是海洋與陸地間、陸地與陸地間的水循環(huán)模式的濃縮。

教師在點評時可引導(dǎo)學(xué)生進行知識遷移：假如該實驗?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，教師點評哪一種方法能更好地解決實際問題。）

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際問題，這會促進其思考探索，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，進行地球自轉(zhuǎn)的教學(xué)時，讓學(xué)生用照相機拍攝星空圖。（要求：把照相機固定，對準(zhǔn)北極星附近的星空，曝光10個多小時，就可以得到一幅北極星附近星星運動的照片。）思考為什么照片上的恒星會呈現(xiàn)出這樣的運動軌跡？還可以用地球儀和太陽光（或燈光）進行地球自轉(zhuǎn)的實驗，研究地球表面不同地點的晝夜變化情況，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，為了讓學(xué)生更好地理解掌握難點，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，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小組，告訴他們最后將評比哪個小組繪制得最精確、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)。實踐過程中，學(xué)生自然會運用所學(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)生在這個過程中所獲得的豐富情感體驗，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