實驗教學(xué)案例全文(5篇)

摘要：以譯碼器設(shè)計為例，闡述采用個性創(chuàng)新設(shè)計實驗形式，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。實踐表明，創(chuàng)新實驗取得良好效果，實驗過程增強了創(chuàng)新意識，達到通過實驗進行創(chuàng)新的教學(xué)目標。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；實驗創(chuàng)新；譯碼器

引言

數(shù)字電子技術(shù)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，在電氣信息類學(xué)科扮演著重要角色，針對如何提高工科背景下大學(xué)生創(chuàng)新能力的問題，數(shù)字電子技術(shù)課程實驗進行改革創(chuàng)新，用課程實驗創(chuàng)新教導(dǎo)大學(xué)生科技為國之基、創(chuàng)新為進步之魂的道理。使得學(xué)生在我國科技能力全面提升之重要時刻，明確創(chuàng)新的重要性、明確大學(xué)生的時代擔(dān)當(dāng)，在課程實驗中敢于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新、全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1譯碼器特點

譯碼器作為一種常用的數(shù)字邏輯功能器件（圖1），本質(zhì)特點是：當(dāng)三個使能端E3，E2，E1接到各自有效電平上的時候，A2，A1，A0輸入000時，對應(yīng)Y0為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入001時，對應(yīng)Y1為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入010時，對應(yīng)Y2為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入011時，對應(yīng)Y3為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入100時，對應(yīng)Y4為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入101時，對應(yīng)Y5為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入110時，對應(yīng)Y6為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入111時，對應(yīng)Y7為低電平，其他端口為高電平。如果在譯碼器的輸出端Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0連接8個發(fā)光二極管，當(dāng)A2，A1，A0輸入依次從000、001、010……跳變到111，發(fā)光二極管依次滅掉，形成“流水燈”的狀態(tài)，這就是譯碼器的本質(zhì)：“流水燈”。

2譯碼器基礎(chǔ)應(yīng)用

摘要：虛擬仿真技術(shù)作為輔助教學(xué)手段業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。不同于虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)實驗中應(yīng)用的早期階段，得益于當(dāng)前空前強大的計算機性能和硬件設(shè)備，高沉浸感、高仿真度的虛擬仿真教學(xué)實驗得以展開。地球科學(xué)教學(xué)中的許多課程的教學(xué)內(nèi)容是“不可及、不可逆”的，虛擬仿真所包含的各種技術(shù)手段可以輕松構(gòu)建出逼真的教學(xué)環(huán)境，為教師提供全新的教學(xué)手段，也創(chuàng)造出全新的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；地球科學(xué)；教學(xué)模式改革

0引言

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展對地球科學(xué)教育的教學(xué)方法和教學(xué)模式產(chǎn)生了巨大的影響。虛擬仿真技術(shù)以其強大的現(xiàn)場沉浸體驗和人機互動能力，成為一種非常適合應(yīng)用在教育教學(xué)中的技術(shù)手段。虛擬仿真實驗教學(xué)適應(yīng)信息時代高等教育開放辦學(xué)、資源共享的變革要求，為學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)、自主實驗和創(chuàng)新實踐提供了先進手段、開放平臺和優(yōu)質(zhì)資源[1]。近年來在國家持續(xù)投入和高校不斷建設(shè)的背景下，涌現(xiàn)了一批成熟的虛擬仿真實驗案例。以國家級虛擬仿真教學(xué)實驗中心為例，地球科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域已獲得批準的國家級虛擬仿真教學(xué)實驗中心有：北京大學(xué)的“地球科學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2013），吉林大學(xué)的“地質(zhì)資源立體探測虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2013），南京師范大學(xué)的“虛擬地理環(huán)境實驗教學(xué)中心”（2013），中國海洋大學(xué)的“海洋地球科學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2014），成都理工大學(xué)的“地質(zhì)與巖土工程虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2014）。這些虛擬仿真實驗教學(xué)中心依托本校特色的教學(xué)資源，深耕于地球科學(xué)領(lǐng)域某個或某幾個方面。

1虛擬仿真技術(shù)在地球科學(xué)教育中應(yīng)用必要性

地學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的特性以及地質(zhì)、資源、環(huán)境、災(zāi)害等涉及高?；驑O端環(huán)境、不可及或不可逆的操作、大范圍、大數(shù)量、抽象化以及高成本、高消耗的大型綜合性實驗項目，需要通過虛擬仿真實驗來完成教學(xué)過程，提升學(xué)生的能力。具體來講，其必要性主要體現(xiàn)在以下五個方面：（1）不同于其他學(xué)科，在地球科學(xué)領(lǐng)域中，相關(guān)現(xiàn)象一般具有較大范圍的空間分布。學(xué)生在進行野外實驗、實習(xí)時，需要運用空間想象等認知能力來掌握全局概況，這對于初學(xué)者來說難度頗大。以地質(zhì)認識實習(xí)為例，雖然學(xué)生可以觀察局部某一個點上出露地表地層的巖性，分析其年代特征，卻難以將各觀察點的情況串聯(lián)起來，形成對這一地區(qū)的綜合認識。但如果在此之前，學(xué)生通過“三維地層仿真環(huán)境”對實習(xí)區(qū)域進行了全方位的觀察，便可以獲得更為全面、深刻的認識。（2）地球科學(xué)除了研究地表的各種地物，還深入地殼，進入海洋。另外，現(xiàn)在更有很多輔助地學(xué)研究的工具設(shè)備進入了高空、深空，如對地觀測衛(wèi)星。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，這些位置都是“不可及”的。因此，對于這部分知識，傳統(tǒng)教學(xué)方法以課堂的原理講授為主，以示意圖表作為輔助說明，很難建立直觀認識。而虛擬仿真實驗教學(xué)的沉浸式環(huán)境可以讓學(xué)生仿佛身臨其境，并且通過交互式的操作遨游其間，這種實驗教學(xué)的效果是枯燥的理論介紹所不能比擬的。（3）地球科學(xué)研究的現(xiàn)象，從發(fā)生、發(fā)展，到形成最終的結(jié)果一般需要漫長的時間，而且其過程一般是“不可逆”的，因此很難通過真實實驗來復(fù)現(xiàn)這個過程。虛擬仿真實驗可以完美的解決這個問題。對于一個經(jīng)過漫長時間發(fā)育的地學(xué)現(xiàn)象，可以為它在若干關(guān)鍵的時間節(jié)點上，基于現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)、知識構(gòu)建模型，從而為學(xué)生直觀的呈現(xiàn)出這一現(xiàn)象發(fā)展的全過程。學(xué)生甚至還可以通過調(diào)節(jié)模型的參數(shù)來改變這個過程的發(fā)展路徑、方向，得到完全不同的結(jié)果，從而更加深刻的掌握和理解相關(guān)地學(xué)原理。（4）信息技術(shù)的發(fā)展極大的改進了地球科學(xué)的研究方法和手段。高校培養(yǎng)的地學(xué)領(lǐng)域人才也需要順應(yīng)這一趨勢和潮流，學(xué)生不僅僅能使用計算機查閱文獻、撰寫報告，還能夠具備信息科學(xué)的思維能力，主動應(yīng)用信息技術(shù)來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。充分結(jié)合信息技術(shù)的虛擬仿真實驗，是培養(yǎng)學(xué)生信息化能力的最佳途徑。（5）隨著科學(xué)技術(shù)的進步，在地球科學(xué)研究中，出現(xiàn)很多先進的工具、設(shè)備，如手持光譜儀、無人機、地學(xué)物聯(lián)網(wǎng)傳感器。掌握這些設(shè)備的操作方法已成為今后從事地學(xué)領(lǐng)域相關(guān)事業(yè)學(xué)生的必備知識。但是這些設(shè)備或者價格高企，或者難以部署，高校限于財力無法大規(guī)模購置這些設(shè)備，學(xué)生在使用過程中的誤操作也可能帶來較大的經(jīng)濟損失。開設(shè)虛擬仿真實驗可以解決這個問題：對于那些難以部署的設(shè)備，如地學(xué)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中部署，并觀察傳感器的工作過程；對于那些昂貴的設(shè)備，如無人機等，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進行操作練習(xí)，達到熟練操作的程度以后再開展無人機測量等真實實驗。

2地球科學(xué)虛擬仿真教學(xué)建設(shè)內(nèi)容

一、“一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制”探究性實驗教學(xué)案例

1.設(shè)置相關(guān)課堂情境，引出本節(jié)課的實驗課題。展示幾種溶液，如2mol/LHCl，1mol/LK2SO4等，使學(xué)生思考：如何得到這樣的溶液呢？依據(jù)這一課堂疑問筆者引出本節(jié)實驗內(nèi)容：配制250mL1mol/LNaCl溶液。課堂上給出幾種實驗室常用化學(xué)試劑，使學(xué)生獲得直觀認識，從而引發(fā)學(xué)生思考，很自然地引出課堂實驗內(nèi)容。

2.學(xué)生通過親身設(shè)計、分組討論實驗方案，初步完成本次實驗方案設(shè)計。實驗室管理教師在課前已為每個小組準備了本次實驗可能要用到的一些實驗用品，筆者要求每組學(xué)生先初步選取實驗所需的各種儀器、試劑，親自完成實驗設(shè)計，然后小組內(nèi)組織質(zhì)疑、討論，對實驗方案進行完善。

3.小組展示，確定最終嚴密的實驗設(shè)計方案。在小組展示過程中，學(xué)生熱情很高，各小組學(xué)生踴躍發(fā)言。各小組在互相討論、質(zhì)疑過程中使實驗設(shè)計方案得以完善，最終確定了合適的實驗設(shè)計方案。通過小組展示、討論、質(zhì)疑，極大地提高了學(xué)生的自學(xué)能力、與人合作能力、創(chuàng)新能力。

4.學(xué)生依據(jù)實驗設(shè)計方案進行實驗，驗證其正確性。學(xué)生依據(jù)實驗設(shè)計方案配制250mL1mol/LNaCl，教師在課堂上巡視并給予個別指導(dǎo)。

5.教師在以上基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生分析實驗誤差，再引導(dǎo)學(xué)生分析引起實驗誤差的原因和操作。

6.課后學(xué)生做好實驗課總結(jié)，進一步探究提高。實驗課結(jié)束了，筆者告訴同學(xué)們，實驗課上其他問題利用課外時間探究解決。

【摘要】

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，早期的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)不再適應(yīng)時代的發(fā)展，EDA技術(shù)逐漸在數(shù)字電子實驗中被引用。本文通過對EDA技術(shù)含義、框架的闡述，分析其在數(shù)字電子技術(shù)實驗中運用的意義，并為EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的具體運用提供策略指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù)；數(shù)字電子技術(shù)實驗；運用

數(shù)字電子技術(shù)是各類院校中電子信息專業(yè)開設(shè)的一門必修課，具有很強的理論性和實踐性。高校數(shù)字電子技術(shù)實驗的教學(xué)環(huán)境和形勢發(fā)生了深刻的變化，傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)在很多方面跟不上現(xiàn)代教育形勢的發(fā)展，是現(xiàn)代化教育和人才培養(yǎng)的阻力。本文對EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的運用進行具體分析。

1EDA技術(shù)含義

EDA技術(shù)又叫電子設(shè)計自動化技術(shù)，是在電子電路技術(shù)和CAD技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，主要借助計算機軟件進行實驗教學(xué)。具體可以從以下幾個方面描述：EDA技術(shù)是以大規(guī)?？删幊唐骷鳛樵O(shè)計載體，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要方式，以計算機、大規(guī)模的可編程器件開發(fā)軟件及實驗系統(tǒng)為設(shè)計工具，通過有關(guān)軟件的開發(fā)，自動實現(xiàn)用軟件的方式設(shè)計電子硬件系統(tǒng)的一門技術(shù)。

2EDA技術(shù)的實驗構(gòu)架

摘要：針對案例教學(xué)法及網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)的實際特點，提出基于情景引導(dǎo)型、實戰(zhàn)演示型、綜合應(yīng)用型3種教學(xué)案例形成的網(wǎng)絡(luò)信息安全本科教學(xué)案例體系，并結(jié)合WannyCry網(wǎng)絡(luò)勒索病毒事件闡述情境引導(dǎo)型教學(xué)案例設(shè)計過程。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)安全；教學(xué)改革

0引言

2016年12月，國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室正式《國家網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略》，從國家層面實施網(wǎng)絡(luò)安全人才工程，推動網(wǎng)絡(luò)安全教育進教材、進學(xué)校、進課堂。在網(wǎng)絡(luò)安全教育教學(xué)中，案例教學(xué)法作為一種有效的方法正逐步得到重視。案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，能夠把理論和實踐有機聯(lián)系，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力[1]。案例教學(xué)的特點是要學(xué)生通過自身對所處情景問題的思考，探索掌握分析問題、解決問題的方法，獲得知識與技能，體驗學(xué)習(xí)知識的樂趣，同時給予學(xué)生一定的學(xué)習(xí)探索空間。因此，教師可以選取發(fā)生在實踐過程中的真實案例為教學(xué)素材，進行有步驟、有目標的案例教學(xué)研究，尋找該案例中涵蓋的知識點及規(guī)律，并以此培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。案例是針對一個真實、具體發(fā)生事件的反思、探討、再現(xiàn)與思考。案例教學(xué)法的定義為：通過對一個具體教學(xué)情境的描述，引導(dǎo)學(xué)生對這一特殊情境進行討論，從中引出某些一般性、規(guī)律性認識的一種教學(xué)法[2]。哈佛大學(xué)教授認為案例教學(xué)沒有正確的標準答案，只有解決問題的不同方案，案例教學(xué)訓(xùn)練的是一種系統(tǒng)思考問題的方法和采用行動的勇氣與決心。案例教學(xué)是極度開發(fā)學(xué)生潛能的一種教學(xué)方法，它能最大限度地調(diào)動每一位學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。國外一些從事案例教學(xué)的教師認為更新案例是保持課程內(nèi)容新鮮度的重要方法[3]。教學(xué)案例應(yīng)選用真實、典型且含有問題的教學(xué)事件，教師能創(chuàng)設(shè)切合實際的教學(xué)實踐情景，把真實的典型問題展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生通過對事件本身和所處環(huán)境的分析、討論、交流，做出正確的判斷和決策，進而提高分析問題和解決問題的能力[4]。教學(xué)案例的設(shè)計必須緊密聯(lián)系理論，按照從易到難、由簡單到復(fù)雜的過程來設(shè)計安排，需要教師具備一定的工程背景或者工程意識[5]，并在案例教學(xué)之后能適當(dāng)總結(jié)、擴展與提高?？茖W(xué)的教學(xué)案例要具有以下6個基本特點：①典型性，案例要能突出某個理論在實踐中的典型應(yīng)用、縮短理論知識與實際應(yīng)用的差距；②時效性，引用的案例應(yīng)緊跟形勢發(fā)展，盡量引進近三年的典型實例，使學(xué)生有新鮮感，引發(fā)學(xué)生興趣；③準確性，引用的案例應(yīng)真實準確，來源可靠，不宜人為的夸大或縮??；④啟發(fā)性，所選案例應(yīng)引人深思、啟迪思路，能促使學(xué)生深入理解知識點；⑤可擴展性，案例內(nèi)容安排方面有一定的靈活性，留給學(xué)生充分的思考空間，有利于學(xué)生進行能力拓展；⑥系統(tǒng)性，所選用的案例與理論之間聯(lián)系密切，能夠形成知識系統(tǒng)。

1網(wǎng)絡(luò)安全與管理課程教學(xué)的特點

網(wǎng)絡(luò)安全與管理是一門涉及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)論與密碼學(xué)、通信技術(shù)、信息論與編碼、網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全法律法規(guī)等多門學(xué)科知識的交叉課程，它具有知識面廣、知識更新快、多學(xué)科交叉、短期難以掌握的特點[6]。網(wǎng)絡(luò)安全作為一門講述網(wǎng)絡(luò)安全原理、技術(shù)及方法的綜合性專業(yè)課程，是信息安全專業(yè)的必修課，也是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)、計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心選修課程，對授課教師的綜合能力要求較高，既要熟悉網(wǎng)絡(luò)安全知識結(jié)構(gòu)，又要具備一定的實踐能力，引領(lǐng)學(xué)生積極參與網(wǎng)絡(luò)安全課程理論教學(xué)并深入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過理論與實踐的綜合運用，使學(xué)生深刻理解并掌握網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)綜合運用能力，理解網(wǎng)絡(luò)安全法律保護范圍，以及對網(wǎng)絡(luò)進行合理安全防護方法與策略。

2網(wǎng)絡(luò)安全與管理課程教學(xué)案例設(shè)計