實驗設計論文范文

導語：如何才能寫好一篇實驗設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

實驗目的：在類似船舶搖晃、液貨裝卸等外來擾動引起的液艙液貨晃蕩條件下，結合油品在整個液貨艙中的傳質過程，研究油品蒸發及透氣孔處油氣的排出規律。在影響油品蒸發傳質速率的其他因素（溫度、黏度和密度等相關液貨特征參數）相同的情況下，將重點考慮液貨艙液相厚度（即液貨裝載率相同）與晃蕩強度對油品蒸發、油氣傳遞的影響，以探尋油氣的蒸發排放規律。實驗內容：構建實物模型實驗，研究貨艙液相厚度與晃蕩強度對于油氣排放的作用規律。根據研究目標，基于研究對象的特征，設計兩組3種實驗方案。第1組為晃蕩實驗：一是考察在相同液相厚度、不同晃蕩強度下透氣濃度的變化；二是考察在相同晃蕩強度、不同液相厚度下透氣濃度的變化。第2組為裝貨實驗：考察在裝貨過程中（即液相厚度與裝貨形成的晃蕩強度同時改變），透氣濃度的變化。

2模型實驗設計與流程

2.1模型設計制作及儀器設備

2.1.1模型艙的設計制作綜合參考現有大型油船結構尺寸資料，選取單個邊艙模型原型尺寸：長25.7m、寬16.1m、艙深18.9m，艙容約為7820m3。根據幾何相似原理建立一個約為單個邊艙1/40的模型（模型尺寸為：640mm×400mm×470mm，容積約120L）。模型艙使用有機玻璃制成，側壁留有一個注油孔A（半徑r=8mm）頂部留有一個透氣孔B（半徑R=12mm）和一個儀器固定孔C。同時，為了便于數據的分析與處理，整個模型艙被分為3個區：液相區、氣相區和氣液邊界層（氣液邊界層是擾動的，這里取平均值）。液相區主要是液態油品，高度用L表示；氣相區主要是油氣與空氣的混合氣體，高度用V表示；氣相區與液相區的交界處稱為氣液邊界層；整個模型艙的深度為H。

2.1.2液艙晃動模擬平臺的設計制作液艙晃動模擬平臺是用來模擬油船的油艙受風、浪影響而晃動的實驗設備，包括了傳動和控制兩部分。該裝置利用一個液壓缸提供推動力，使工作臺左右擺動以模擬船體在海上的晃蕩。在單片機輸入指令后，信號經過數模轉化器傳給電源，以改變電源的輸出電壓，進而改變伺服閥兩端的輸入電流，然后在閥內改變閥芯的開口大小，控制回路的輸出流量和壓力，從而控制液壓缸的運動，最終保證液壓缸的運動速度在設計值附近，使工作臺產生預期的晃蕩效果。

2.1.3儀器設備主要實驗儀器：一臺計量泵，用于模擬加油；一套液艙晃動模擬裝置，用于模擬油船在海上航行時的晃蕩情形；一臺DR70C系列智能線式紅外VOCs檢測儀，用于實時記錄透氣孔處排出油氣的濃度；一臺計算機，用于存儲濃度檢測儀記錄的數據；兩臺高清攝像機，分別從正面和側面記錄整個實驗過程中模型艙及液相表面的變化。

2.2晃蕩實驗設計

對于第一組實驗，由于液相的晃蕩強度與液相厚度及外來晃蕩強度有關，因此，為了研究不同液相晃蕩強度對透氣孔處排出油氣濃度的影響，設置7種氣液比、5種晃蕩強度的交叉晃蕩實驗。7種氣液比分別為1％、3％、5％、25％、50％、75％及95％，5種晃蕩強度分別為a（a=0）、b、c和d、e，共計進行35組晃蕩實驗。其中，外來晃蕩強度通過調節液艙晃動模擬平臺負載大小來施加。a=0，即晃蕩發生裝置關閉，液相處于靜置狀態；b為整個量程的20％；c為整個量程的40％；d為整個量程的60％；e為整個量程的80％。

2.3裝貨實驗設計

對于第2組實驗，由于不同的裝貨速率代表著不同的液面上升速率及液相擾動強度，因此，為了研究不同裝貨速率對油氣產生及排出的影響，共設計7種裝貨速率：0.38L/min、0.88L/min、1.38L/min、1.88L/min、2.46L/min、2.96L/min及3.46L/min，其裝載率都是0～95％。其中裝貨速率1.38L/min是根據實際油船裝貨速率按歐拉相似準則（壓力差為注油孔內外油品的壓力差）得到；裝貨速率0.38L/min、0.88L/min和1.88L/min、2.46L/min、2.96L/min和3.46L/min是結合計量泵的量程及最小刻度的實際情況，從而設計出0.5L/min裝貨速率間隔的速度。

2.4模型實驗流程

晃蕩實驗：將濃度傳感器安裝在透氣孔處，將模型艙固定在晃蕩發生裝置的工作臺上，分別調節油品的裝載率和模擬平臺的晃蕩強度，依次進行實驗，通過計算機分別記錄透氣孔處排出油氣的實時濃度。每次實驗前，模型艙內都充滿干凈空氣，艙內壓力為標準大氣壓。實驗時通過空調系統控制環境溫度為26℃。裝貨實驗：將油品通過計量泵再經過加油管注入模型艙內，濃度傳感器安裝在透氣孔處，依次進行實驗，用計算機分別記錄透氣孔處排出油氣實時濃度。每次加油實驗前，模型艙內都充滿干凈空氣，艙內壓力為標準大氣壓。實驗時用空調系統控制環境溫度為26℃。

3部分實驗結果展示

3.1晃蕩實驗

油品裝載率25％（圖6），靜置時間6h。在靜置條件下，當裝載率為25％時，透氣孔處排出氣體濃度規律：前600s左右，透氣孔處排出氣體中油氣體積分數為0；600s后，排出氣體中油氣體積分數在短時間內迅速上升至60％，隨后曲線斜率變小，排出氣體中油氣體積分數增加速度變慢，直至達到飽和，即油氣體積分數Csat=81.6％。形成這種現象的原因：前600s左右，排出的氣體主要為原來模型艙中的空氣，因此排出的油氣體積分數為0；600~2500s后，在模型艙氣相區中，由于油氣濃度差很大，油氣的蒸發擴散非常快，致使透氣孔處排出油氣的體積分數迅速增加；2500~5000s，隨著氣相區內油氣濃度差的減小，油氣的蒸發擴散變慢，造成透氣孔處排出油氣的體積分數增加變慢；5000s后，氣體的蒸發擴散慢慢接近充分，使得艙內油氣濃度達到飽和，排出油氣的體積分數不再增加。

3.2裝貨實驗

加油速度1.38L/min（圖8），加油時間4957s。在裝載率達到70％之前，透氣口排出氣體中油氣體積分數處于較低水平，約35％，且上升速率較慢。當裝載率為70％～95％時，排出氣體中油氣體積分數快速上升，最后達到90％，接近飽和（圖9）。該實驗結果與文獻[4]實船所測裝貨過程中透氣孔排氣規律相同。形成這種現象的原因：在整個加油過程中，從液面蒸發出油氣分子的自然擴散是從高濃度處向低濃度處進行，這使得艙內的油氣濃度呈現分層現象，越靠近液面，油氣濃度越大。在裝載率到達70％之前，主要是進行油氣分子的自然擴散，聚集形成油氣濃度層。同時，艙內空間較大，油氣的對流效應較弱，油氣從產生至傳遞到透氣口有延遲效應，因而使該過程中透氣口排出的油氣體積分數較小。隨后，裝載率從70％上升至95％，隨著液面上升，氣相區體積縮小，對流效應越來越明顯，延遲效應越來越弱，并且此時油氣分子自然擴散也更加充分，因而使透氣口排出氣體的體積分數上升得越來越快，體積分數值越來越大。

4結束語

篇2

（一）實驗分析

高錳酸鉀制取氧氣是利用酒精燈、試管、鐵架臺、導管、集氣瓶、水槽等儀器，通過加熱高錳酸鉀制取氧氣，利用排水法來收集氧氣。學生不僅要掌握實驗原理、目的，實驗儀器和藥品的使用方法及注意事項，實驗步驟、化學方程式的書寫等內容，還要培養觀察、分析能力和實踐操作能力。

（二）《高錳酸鉀制取氧氣》的實驗目的

（1）通過虛擬實驗中的文本展示工具，使學習者了解實驗目的、原理和方法。

（2）通過對虛擬實驗的操作，掌握藥品的選擇以及儀器連接的先后順序，能夠動手制取氧氣。

（3）通過對實驗過程、現象的觀察、分析實驗反應機制，加深對實驗的認知和理解。

（三）《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實驗活動設計

學生要完成虛擬實驗首先需要安裝Secondlife客戶端，進入Secondlife虛擬環境，通過以下流程完成整個虛擬實驗。

（1）準備階段：學習者通過Secondlife提供的地圖工具搜索到虛擬實驗室地標并通過瞬間移動工具進入虛擬實驗室。

（2）實驗階段：學習者通過人-機交互選擇事先通過3D建模工具創建好的虛擬實驗儀器、藥品并通過資源工具查詢相關儀器的使用方法及實驗裝置圖，完成實驗儀器的裝置；點擊各個實驗儀器、添加藥品來完成實驗。

（3）評價反饋階段：教師根據學生提交的實驗報告和學習者的學習記錄對學習者本次實驗進行一個綜合評價，并將評價結果通過評價反饋系統及時反饋給學習者。

二、《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實驗環境設計

本研究以《高錳酸鉀制取氧氣》為例設計的虛擬實驗環境。以實驗過程的設計為理論基礎從場景及模型設計、交互設計、支持工具設計、特效設計、評價設計這幾方面設計三維虛擬實驗環境。

（一）實驗環境的場景及模型主要虛擬教室、虛擬實驗室和儀器設備組成

虛擬教室由講臺、桌椅、多媒體系統、音響設備、電子白板、書柜、書、電腦組成，供學習者實驗后進行交流、報告、探究、形成實驗結論。虛擬實驗室主要由實驗環境、實驗操作臺、水池、藥品柜、滅火設備為為學習者完成實驗并獲取實驗數據。儀器設備主要是酒精燈、試管、鐵架臺、導管、集氣瓶、水槽、鐵夾、燒杯。藥品耗材主要是高錳酸鉀等。

（二）交互系統設計

（1）人機交互設計：在實驗中通過操作交互，學習者能夠感受到實驗設備的控制感和體驗感。在Secondlife中，利用創建工具可以實現簡單的“點擊”“移動”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登腳本語言可以設置改變物體的性質、運動方式、運動軌跡、對外力的反應等等，能夠較好地支持學習者的操作交互。

（2）交流工具：學習者在實驗過程中和老師、同伴交流的方式主要有在線的同步交流和異步交流。

（三）支持工具設計

實驗支持工具是指支持學習者完成實驗的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、資源工具、實驗認知工具、評價反饋工具等。搜索工具主要是地圖工具和瞬間移動工具通過它們是搜索定位各種學習場所、用戶，并瞬間移動到目的地。資源工具包含Secondlife內部資源和外部資源。內部資源主要是3D瀏覽器；外部資源包括各大搜索引擎。這些工具可以搜索Secondlife內部和外部各種信息資源實驗認知工具主要包括3D建模工具、拍攝工具、記事本工具主要為為實驗過程中學習者觀察記錄實驗現象、采集數據提供支持。評價反饋工具主要包括問卷系統（choicer、Quizchair）、學習記錄系統（Tracker）、Web-Intercom，為實驗后學習者自評、反思以及教師評價反饋提供支持。

（四）特效設計

在Secondlife中，通過粒子系統結合林登腳本語言可以營造煙霧、火焰、氣體、雪花等各種現象。在本實驗中酒精燈加熱的火焰、水槽里面的氣泡、集氣瓶中的氧氣、反應過程中的煙霧、藥品晶體的狀態變化等效果都可以通過粒子系統來實現。

三、結論

篇3

1.彈性元件的虛擬模型根據導體材料的應變電阻效應，電阻的相對變化與應變之間的關系。為了獲得電橋輸出與載荷的關系，需要構建彈性元件的數學模型。電阻式傳感器的彈性元件結構有圓筒式、柱環式、懸梁式和輪輻式四種基本類型，各種不同的結構型式的彈性元件應變ε與載荷F的關系如下所示。（1）柱筒式彈性元件其中E為彈性模量，A為橫截面積。（2）柱環式彈性元件其中R0為內環半徑，b為柱環寬度，h為柱環厚度，E為彈性模量。（3）懸梁式彈性元件其中l為有效長度，b為懸梁寬度，h為懸梁厚度，E為彈性模量。（4）輪輻式彈性元件其中b為輪輻條厚度，h為輪輻條寬度，G為剪切模量。將四種彈性元件類型設計在一個子VI中，通過操作“彈性元件類型”下拉列表進行選擇。

2.虛擬電橋模型電橋是目前常用的電阻式傳感器測量電路，整個電橋電路由四個橋臂組成，當橋臂接入應變電阻時則成為應變電橋。當有一個臂被接入應變電阻時，被稱為單臂電橋；兩個臂被接入應變電阻時則為雙臂電橋（也稱半橋）；四個臂均被接入應變電阻時則稱為全橋。在橋路中均未接入應變電阻時。

3.電阻屬性和接橋方式設計前面板（如圖1所示）上電橋部分的電阻屬性分為固定電阻、應變電阻和平衡電阻三種，應變電阻的貼片方式分為受拉應力和受壓應力。（1）電阻屬性。圖1中的電阻R1的屬性只有兩種：應變電阻和固定電阻。該屬性通過操作“R1”設置開關進行選擇。若R1為應變電阻屬性，其阻值會隨載荷F的增減而產生相應的ΔR1以及因溫度變化產生的ΔR1t。電阻R2的屬性與R1相同。通過操作“R2”設置開關可以選擇R2的屬性。若R2作為應變電阻，則會隨載荷F的增減而產生相應的ΔR2以及因溫度變化產生的ΔR2t。若操作“差動設置”開關，則可使R2的受力方式為受壓應力，從而會隨載荷F的增減而產生相應的-ΔR2以及因溫度變化產生的ΔR2t。R3，R4需要參與調平電路的設計，因此接線也會相對復雜。通過操作“R3”和“R4”設置開關對該電阻進行屬性操作。圖中出現的Rr顯示框為調零電路中的R5的右半部分與R6串聯然后再與R3并聯后的阻值。Rl顯示框為R5的左半部分與R6串聯后再與R4并聯后的阻值。（2）接橋方式的設計。虛擬前面板上的電橋工作方式分別為：不工作、單臂工作，半橋工作和全電橋工作方式四大類型。對于半橋和全橋方式，其中應變片又分為差動和非差動兩種布片方式。不工作方式指的是R1，R2，R3和R4都設置成固定電阻。該方式無論怎樣施加外力，輸出始終為零。單臂工作時將R1設置為應變電阻，R2、R3、R4設置為固定電阻。此時，按“R1”按鈕，“R1”按鈕變綠，圖中應變電阻R1如果顯示向上的箭頭，表明該應變電阻受拉應力，對應電阻值增大；如果應變電阻R1顯示向下的箭頭，表明該應變電阻受壓應力，對應電阻值減小。半橋非差動工作時，R1、R2設置為應變電阻，R3、R4設置為固定電阻。按下“R1”、“R2”兩個按鈕，兩者均變綠表示接入工作臂，同時電阻R1、R2上的箭頭方向一致，表示應變片受到相同性質的應力，此時電橋輸出基本為零。半橋差動工作時，R1、R2設置為應變電阻，R3、R4設置為固定電阻。按下“R1”、“R2”兩個按鈕，兩者均變綠表示接入工作臂，同時電阻R1顯示向上箭頭，R2顯示向下的箭頭，表示對應的應變片受到拉應力和壓應力。全橋非差動工作時R1、R2、R3、R4屬性均為應變電阻，此時，按下“R1”、“R2”、“R3”、“R4”按鈕，均變為綠色。四個電阻上的箭頭方向一致，表明四個電阻受相同性質的應力，此時電橋輸出基本為零。全橋差動工作時，“R1”、“R3”電阻箭頭向上，表示受拉應力；“R2”“R4”箭頭向下，表示受壓應力。

4.溫度誤差計算及補償在討論應變計的工作特性時通常是以溫度恒定為前提的，但在實際應用過程中，工作溫度可能會發生變化，從而導致應變電阻的阻值發生變化。設工作溫度變化為Δt℃，則由此引起粘貼在試件上的應變電阻的相對變化為。將公式（11）代入公式（7）-（10），即可以計算出溫度變化時的電橋輸出，該輸出即為溫度誤差。單臂工作時，采用補償塊法進行溫度誤差補償，該方法利用兩塊參數相同的應變計R1、R2，R1貼于試件上并接入工作臂，R2貼于與試件材料相同溫度環境的補償塊上，但該補償塊不參與機械應變，同時接入電橋相鄰臂作為補償臂。當接通電源并施加負載時，補償臂產生的熱輸出與工作臂產生的熱輸出相同，則可達到溫度誤差補償的目的。對于半橋差動和全橋差動工作方式，根據公式（10）的和差特性即能進行溫度誤差補償。5.非線性誤差計算及補償公式（10）是對公式（9）進行線性化后的輸出。對于單臂工作時，非線性誤差可以通過在電路中加入補償臂（該臂不受外加應力作用）。對于半橋差動和全橋差動工作方式，不需要外接補償電路，因為差動工作方式具有很好的非線性補償作用。

二、虛擬操作面板的設計

用LabVIEW軟件開發虛擬儀器，用戶能“量身定制”儀器的操作面板。本實驗根據真實的電阻式傳感器實驗電路接線圖作為虛擬儀器的操作面板，能直觀地闡述電阻式傳感器實驗原理及操作方式，虛擬面板如圖1所示，主要包括虛擬彈性元件選擇、應變電阻布片方式選擇、電橋接法選擇、電橋調零模塊、差動放大模塊、直流電源模塊。此外前面板還包括電阻、外力、溫度的賦值等。

三、遠程虛擬實驗的演示步驟

電阻式傳感器實驗的遠程操作分別由DataSocket技術與Web網絡工具來實現。DataSocket技術以及網絡化技術的結合使虛擬儀器的遠程控制成為可能，可在若干計算機上對傳感器虛擬實驗進行操作及數據處理。這為傳感器虛擬實驗的互動教學提升了便捷性。電阻式傳感器虛擬實驗的遠程操作過程如下：第一步，打開服務器網頁。第二步，輸入R1、R2、R3、R4的阻值。第三步，選擇彈性元件類型。第四步，設置接橋和布片方式。第五步，打開電源開關。第六步，調節調零電位計，直至電橋近似達到初始平衡狀態。第七步，點擊“施力F”按鈕。第八步，查看客戶端網頁，查看電橋輸出曲線。第十步，點擊服務器面板中的“復位鍵”，使所有選項、開關及輸入數據均清零和初始化。第十一步，關閉電源開關。

四、結束語

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1．國內現狀及存在的問題

基礎醫學是醫學教育與研究的基石，基礎醫學研究生課程教育教學是國家培養高層次醫學人才的必由途徑。研究生基礎醫學階段創新性人才培養的目標是：培養具備扎實的基礎理論功底、具備自主進行醫學科學研究和技術創新的能力、具備在交叉學科領域進行廣泛探索的能力的研究生［3］。然而與創新性人才培養的要求相比，基礎醫學研究生培養卻面臨著諸多問題。

1．1實驗創新能力基礎薄弱

研究生生源情況堪憂，實驗創新能力基礎薄弱，自主設計和不斷修訂完善科學研究實驗計劃的能力欠缺。隨著當前研究生招生規模不斷擴大［4］，導致生源質量下降，特別是很多研究生實驗能力欠缺，綜合利用多學科知識的意識和能力不足，在較短的基礎階段學習之后，許多研究生自主設計和不斷修訂本完善科學研究實驗計劃的水平不強，難以獨立完成課題論文設計或設計水平不高。另外，近年來由于就業壓力和收入差距，許多優秀畢業生更多地選擇了臨床學科，選擇基礎醫學專業的研究生數量不斷下降，同時其它醫學專業研究生在基礎階段課程學習中也普遍存在著“輕基礎、重臨床”的觀念，這在很大程度上不僅極大地削弱了醫學基礎學科研究生的生源質量，也顯著地影響了基礎醫學課程的教學效果。

1．2課程設置、教學內容和方式不合理

（1）課程設置和教學內容不合理。研究生階段的課程與本科階段部分課程類同，內容重復，各課程之間的交叉互通不足。例如：為研究生開設的生物化學課程、計算機基礎等課程，講述的內容許多都與本科階段學習的內容相似。基礎理論課教學占據的時間較多，研究生培養需要的實踐教學訓練時間很少，且課程各自獨立，不能融匯成實驗體系，不利于學生綜合運用各學科知識和方法進行研究。另外，課程內容較為陳舊，更新較慢，吸收學科新進展、新成果、新技術不夠。這些課程對學生缺乏新鮮感，不能吸引學生產生學習興趣，這實際上造成了極其嚴重的時間和精力浪費。（2）研究生教學的方式和手段單一，研究生仍處于被動學習。研究生教學方式與本科階段類同，仍然以灌輸為主要形式，師生互動很少，無法體現研究生在學習中的主體地位。研究生的學習始終是比較被動的，這就無法為學生提供深層次思考的空間，不利于培養研究生獨立思考和進行實驗設計的能力。大多數教學內容局限于課本，書本以外的知識涉及不足，引導學生充分利用網絡進行自我學習的能力仍需加強。（3）對研究生的科研和實驗能力訓練不足。設計和完成研究生畢業論文是研究生在校期間必須經歷的學習過程。由于研究生自身的原因、學位課程設置、科研平臺、導師隊伍、學術氛圍等各方面因素的影響，大多數學生的實驗能力、科研素質得不到培養，獨立設計和完成研究任務的能力得不到提高。因此，若要提高研究生培養質量，必須使研究生科研素質和科研水平得到訓練和提高。（4）缺乏滿足學生實驗和科研能力培養的實驗平臺和師資隊伍。創新型研究生培養的核心內容是提高研究生的實踐和科學研究水平，這些都離不開高層次的研究實踐平臺和高水平的師資隊伍。目前，基礎醫學教學由于課程設置的緣故，多數實驗教學工作仍然依托本科生階段的教學中心完成，受實驗平臺和師資隊伍的限制，大多數實驗內容仍以驗證性實驗為主，缺乏設計性實驗內容，很難達到培養學生科研創新能力的效果。（5）教學效果考核評價制度不科學。對基礎醫學課程學習情況的考核還不完善，大多數課程的考試依然沿用本科階段的紙面考試為主的終結性考核模式，真正能夠檢驗學生自主設計實驗和解決問題能力的形成性考核方式還沒有形成。沒有一套科學合理的考核制度，就難以調動學生的積極性，實現基礎醫學的教學目標。因此非常有必要建立一套能充分調動學生積極性，發揮其主觀能動性的考評機制。（6）研究生團隊意識和學術道德規范的教育效果不佳。良好的學風和高尚的學術道德，是研究生必備的思想素質。近年來，學術界抄襲、剽竊、造假的事件屢屢發生，給研究生培養帶來了很大的負面影響。教育研究生自覺維護學術道德，杜絕學術不端行為，強化學術誠信意識，已經成為研究生教育不可或缺的重要內容。如何在基礎醫學教學中有效的將學術道德規范教育與研究生實驗技能培養相結合，使研究生學術誠信教育真正生效，是我們應著力研究的內容。

2．基礎醫學專業碩士研究生基礎醫學課程體系改革與實踐

研究生教育改革要整體設計，分步推進。充分調研，綜合分析當前教育培養模式中方面存在的主要問題及其成因。通過對當前各高校在校研究生、管理人員等面對面訪談，征求他們對當前的基礎醫學教育培養的看法，了解他們對目前教育模式、課程設置和內容選擇上存在異議的方面，收集對相關內容的意見和建議，發現存在的主要問題，并進行深入的原因分析；在此基礎上，對研究生培養過程進行系統的改革；要加強產學研合作，與科研機構和就業單位建立多渠道、多形式的緊密合作關系。

2．1改革基礎醫學教學的課程設置

總體設想是，以當前社會發展對高層次人才需求為出發點，在強化研究生自主設計實驗和科研創新為目的，改革現有的基礎醫學教學課程體系。課程體系建設中，逐步優化研究生課程學習時間，優化理論與實驗教學時間分配，縮減理論授課課時，增加實驗學時。探索按照學科門類相近的原則集中授課節約授課時間的新方式，縮短基礎醫學課程學習時間為8個月，使研究生盡早完成基礎醫學課程學習，將更多的精力投放科研實踐中，實現研究生早進實驗室、早完成實踐培訓，多出成果、多出人才的培養目標。在基礎課程教學中，以問題教學為主，注重各專業知識的橫向聯系，突出知識的高、精、深。定期進行調研分析，對于今年來選課人數少或學生評價差的課程逐步取消，同時根據最新進展及時開設部分前沿性課程，如：蛋白質組學技術、生物信息學、分子生物學技術、免疫學技術等重大技術的實驗技能課程，為學生進入科研階段打下扎實的知識和技能基礎。

2．2強化實驗實踐課程體系建設

沒有高水平的科學研究，要培養出高質量、高層次的人才是難以想象的。因此，建立創新的研究生實驗課程體系，突出對研究生實驗技能和自主設計實驗能力的培養成為改革探索的重要內容。研究生教育要體現應有的寬廣度和縱深度，我們將探索建立三個層次的實驗教學平臺。第一層次的實驗為基礎性實驗內容，關注PCR、細胞培養、SPF動物飼養、實驗動物處置、大型儀器設備操作等基本技能訓練。第二層次的實驗為整合性實驗，依托機能學、形態學、分子醫學等教學中心開設，綜合性實驗打破單一課程界限，按照學科相近的原則上重組實驗內容，由教學團隊給定研究內容，學生自主設計，導師組修訂完善后，采用小班制歷經2－3月由學生以自組團隊方式完成，實驗里程和最后結果由實驗室監督并給出成績。第三層次的實驗主要依托研究生科技計劃項目、省校級重點學科（實驗室）開放基金項目等進行，由研究生組成團隊自主設計研究內容、尋找合作導師聯合申請，獲批后按照項目管理模式進行，研究主要依托省校級重點學科（實驗室）完成，須提交研究結題報告和發表文章，成績納入實驗成績。為了達到培養研究生自主創新能力，研究生實驗內容設置以整合性和設計、創新性實驗為主，兩者實驗內容分別占到40％和30％。

2．3改革教學模式與方法

為了達到鍛煉研究生科研綜合能力的目的，將在教學中改變以往教師主動授課，學生被動參與的情況。課程教學由以傳授己有知識和成果為主要內容的傳授性教學方式，向以培養學生創新能力為主要特征的研究性教學方式轉變。變課程教學的單向灌輸方式成為研究生主動學習和教師課堂講授相結合、以學生為主體的教學方式。在壓縮理論教學學時的同時，鼓勵各課程采用啟發式、講座式、研討式的教學方式，基礎教學密切聯系臨床實踐和學科前沿進展。各基礎醫學課程教學在側重于傳授式教學方式的同時，注重激發學生的創新思維。各課程均開設一定比例的講座式、研討式教學內容，鼓勵研究生為組織者和主體參與課堂討論。在課程教學的同時，學院還集全院師資力量開設一系列學術前沿講座和文獻綜述類課程，以計算學分和成績的方式使研究生更廣泛地參與拓寬學術視野的討論，不斷提高研究生的學術水平。在介紹課程最新研究進展時，在介紹常見實驗方法的基礎上，重點培養學生如何追蹤國內外本學科的研究進展，如何有效閱讀中外文文獻。此外，研究生科研能力重要的環節還包括對實驗結果的分析。因此我們在教學中也將非常重視以實驗結果中表格和圖片為導向的教學，在專題講座和論文匯報中強調實驗結果中表和圖片解讀的重要性，引導研究生如何分析這些表和圖，并反追蹤這些表和圖中所使用的方法的原理和應用范圍，在學習如何解讀實驗結果的同時，逆向式培養研究生對實驗方法的了解。總之，只有通過調動研究生學習和研究的主動性與積極性、促進研究生科研認識與實踐能力的提高，才能使課程教學成為訓練研究生創新思維與創新能力的舞臺，實現研究生課程教學的目標。

2．4加強師資隊伍建設

課程教學質量高低，與研究生教師的學術水平、科研能力和教學方法有著重要的關系。項目進展期間，我們將圍繞課程教學加強師資隊伍建設，提高教師的學歷層次、學術素養、教學和研究水平；嚴格研究生授課教師的遴選，把研究生教師的遴選、培訓、考核、聘任有機結合起來，選用有經驗的教師承擔研究生課程的教學，提高教師隊伍的教學水平；通過課堂教學質量考核，促進教師教學水平和教學效果的不斷提高；引進激勵和競爭機制，充分調動教師的教學和科研積極性，保持研究生教師隊伍的生機和活力［5］。

2．5完善和建立研究生學習效果的綜合考評體系

深化基礎醫學研究生教育教學的改革還應包括靈活選擇考核方式。改變單一評價方式，建立多維考評方式，改變以往的終結性評價一錘定音為關注學生發展的形成性評價。根據課程性質選擇包括卷面考試、研討報告、實踐項目報告、自學作業、論文、答辯等在內的多種評價方式。考試方式可采取閉卷或開卷考試、課程論文和文獻綜述等，閉卷考試應與其他考核方式有機結合。如通過課程論文、研討報告、文獻綜述等的考核方式，促使研究生查閱大量的文獻資料，了解本學科及相關學科的國內外的學術前沿，拓寬知識面。利用技能實驗考試驗證學生的實踐能力，通過答辯的方式培養學生匯報、做圖、應對挑戰等綜合素質。

2．6強化研究生的學術道德規范和科研誠信意識

在基礎醫學教學和實驗的每一個環節都注重突出對研究生加強學術道德規范和科研誠信意識的引導，將遵守學術道德規范納入研究生理論與實驗課程學習的每一個考核環節中，通過在科研素質培養中加入典型案例，使研究生認識到堅守學術道德規范在事業生涯中的重要作用，從而堅定不移地以嚴謹的科學態度對待和處理科學問題。

3．結束語

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在線實驗模擬了現場實驗的場景，但卻不是現場實驗的簡單網絡化移植，實驗設計本身發生了較大變化。由于在線實驗的互聯網支持和計算機模擬等特點可以更好地提供一個促進思考和探究的環境，系統能在線記錄學生的獨立操作，為評價提供科學的依據，并可在此基礎上通過數據挖掘和優化，調整實驗設計，充分發揮學生的能動性，能適應不同水平和能力學生的要求。基于以上特點，筆者設計了與現場實驗存在較大區別的在線實驗探究式學習模式。培養學生的工程思維和能力是實驗設計的核心問題。由于CDIO模式繼承和發展了工程教育改革的理念，系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的標準，因此，我們主要基于CDIO的理念來設計在線實驗模式和方法，強調工程實踐環境中探與究的學習來實現CDIO的全過程，使得學生以更多元的方式進行工程實踐訓練。CDIO是以構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)、運作(Operate)為四個主線過程，綜合地考慮專業基礎知識、個人和職業的技能及團隊協作與溝通的技能，及在整個企業、社會環境下進行四個主線過程以達到全面提升工程實踐能力的培養過程。CDIO模式中的構思和設計環節主要針對學生的工程宏觀分析能力，而實現和運作環節主要針對學生的工程微觀分析和操作能力。作為一個縮小版的工程實踐過程，在線實驗的實驗方案的設計實際上就是構思和設計過程，而實驗過程就是實現和運作過程。因此，探究式學習主要體現在實驗方案探究與實驗過程的探究兩個方面。以下我們將通過遠程教育高校開發的典型實驗來具體說明其設計理念。

(一)實驗方案探究設計

實驗方案的探究主要培養學生的工程宏觀分析能力。在傳統的實驗教學模式下，實驗按照統一的方案展開，學生沒有選擇性。這種教學模式適用于理論驗證性的實驗，但在以培養學生工程能力為主的實驗中，就會壓制學生的想象力和主動探究的意識。因此，實驗方案探究是實驗教學策略的最重要部分。實驗的主要目的是認識和探索理論規律，掌握工程技能，應該以問題為驅動開展實驗方案的探究，學生對于老師提出的問題，以分析問題和解決問題為出發點，經過認真思考和研究，自主制定實驗方案，通過搭建實驗對象，準備儀器設備、測量各種工況下的數據，整理和判斷實驗數據和結果的正確性。這就要求實驗具有基于工程的實際背景設計，學生才可能在這種開放性的實驗環境下，對多種可能的實驗方案展開探究。英國開放大學的實驗“能量轉換(EnergyConversion)”是典型的實驗方案探究型實驗。實驗設計背景是銅的工業化生產，實驗問題是如何從銅礦石經過多個環節得到電解銅。教師首先要求學生設計基本方案。學生在實驗前1個月必須預習，由4人組成的實驗小組需要集體制定實驗方案，由于實驗問題本身的開放性，實驗方案也并不是確定的，指導老師只給出一些建議。從粉碎礦石到解析出銅的多步實驗步驟中，有多種途徑可以完成實驗，學生們集體討論得到設計方案。在實驗過程中，方案根據實際情況還繼續修正。完成基本方案設計以后，實驗完成過程也是實驗方案探究過程。學生在實驗室邊實驗、邊觀察、邊記錄、邊討論，每個實驗環節都要求去解答或解決一些相關的問題，如粉碎的效率、溶解濃度以及電解效率等，部分環節還要到計算機上進行數學模型的求解。實驗過程中進行觀察記錄和模型預測，最后對實驗結果進行驗證。實驗結束后，學生還必須根據本星期實驗情況，做口頭報告(Presentation)，教師根據學生預習和作業情況、實驗過程的表現以及口頭報告，給出實驗課程的最終評價。可以看出，整個實驗過程就是針對如何從銅礦石得到電解銅的這個具有工程背景的問題，在不斷探究的過程中制定和實施實驗方案的過程，這對學生工程宏觀分析能力的培養大有裨益。

(二)實驗過程探究

實驗過程探究主要培養學生的工程微觀分析與操作能力。傳統工科專業的實驗操作基本是按部就班地完成，對于故障分析與解決、規范操作等重要技能以及如何培養學生的工程意識、工程能力、創新能力還較少涉及，這顯然不能滿足工程應用型人才的培養需求。實驗過程探究式是在實驗過程中，教師給學生一定的引導和提示，讓學生自己通過觀察、思考、動手實施等途徑去獨立探索和研究，自行實現實驗過程的教學策略。概括起來，在實驗過程探究中，學生需要在實驗過程中自主發現問題，分析問題，實施和運行，真正實現探與究的學習過程。在工程實際環境中，觀察與發現各種現象、分析現象之間的聯系。因此在線實驗系統會較為真實地模擬這些現象，學生經過現象分析，確定現象發生的內因與外因；結合理論進行討論，明確調節目標與調節手段，形成解決方案。實驗系統設計必須便于討論和方案設計。華東理工大學DCS實驗是較為典型的實驗過程探究型實驗。實驗主要培訓學生DCS操作能力和故障處理能力。由于DCS系統本身的大多數操作都是基于計算機的操作，因此網上實驗課程的界面仿真DCS系統的計算機控制部分操作的界面(如圖1所示)。以下用一個簡單的故障處理實驗來說明實驗過程探究的實驗。在實驗中，設計了一個常見的故障處理，在圖1的界面中，學生觀察到粗丙酮塔T-601頂溫度儀表TI-6006出發異常過高報警，系統要求學生調節至正常運行溫度73.0-80.0℃。在觀察到異常過高報警后，學生將按照所學知識和工程常識，作出如下分析：粗丙酮塔頂溫度上升可能有4三個工藝方面的原因，分別是加水量過大、回流量過小或再沸器回水量過小，也有可能是儀表自身故障因素。既然存在這三種可能，就必須通過其他觀察和分析來確定故障原因，因此學生首先需分別檢查相關三個儀表，即加水量儀表FRC-6015，回流量儀表FR-6019，E-601再沸器回水儀表FRC-6014，以確定儀表正常工作。學生觀察到回流量儀表FR-6019讀數偏小，就可以判斷出是因為回流量不足造成塔頂溫度升高。在通過觀察分析找到故障原因后，學生根據工藝理論，確定解決方案，即增大塔頂回流量，需要調節FR-6019儀表。在工程環境中，不能進行一步到位的調節，以免造成大的擾動，需逐步小范圍調整，邊調邊等。因此學生在實施解決方案，必須仔細閱讀操作守則，將溫度調節至正常運行溫度的整個操作過程必須符合現場操作規范。操作實施時，首先將LRC-6023改為手動控制，每次增加調節閥閥位必須小于2%—這是操作守則要求的，如果學生超出這個閥位標準進行調節，訓練中系統將給出警告，在考試中則行為將被記錄，作為扣分依據。每次調節后系統會根據數學模型的計算將相應儀表調至相應位置，學生一邊觀察表顯示情況一邊調解，直至塔頂溫度恢復到73.0-80.0℃，最后將LRC-6023設置為自動控制。可以看出，此實驗在整個故障處理過程中，并不像普通課程實驗制定嚴格的步驟，而是讓學生根據工程實際情況，通過自主觀察分析來制定解決方案，然后根據操作規范來一邊觀察一邊操作運行，整個課程設計與教學過程較好地體現了探究式的教學策略。

二、基于過程考核的在線評價體系

對實驗學習成果進行全面評價是在線實驗的重要環節，這樣才能對學生探究式學習過程進行科學合理的評價。傳統現場實驗模式中以數據處理和實驗報告結果來評價只能作為在線實驗中評價模式的參考。對于參加實驗的學生，主要應考慮的因素是其在實驗的準備情況、在實驗過程中探與究的情況，即觀察問題和分析問題的準確性，設計方案的優劣，操作實施過程的規范性、和其他同學交流情況，以及對理論知識的掌握能力和應用能力，因此必須據此建立新的實驗評價體系，即基于實驗過程考核的評價體系。在線實驗評價體系主要分為理論掌握情況、實驗操作能力、合作交流能力，其中實驗操作能力是最為重要的指標。理論掌握情況主要考察預習思考題，實驗操作能力包括是否選擇了正確的儀器或儀表、設計方案是否適當、操作目標是否達到、操作過程是否規范、數據處理與實驗報告是否符合要求等都可以作為實驗過程考核的指標。同時，每一門實驗課程提供BBS建立單門實驗的學習社區，學習者就一些問題難題發帖，由專門的輔導教師回答問題，并確認學習者所發的有效帖數等。其中實驗操作規范是較為特殊的指標，在工程實際中，操作規范化及其重要，否則將引來災難性后果。因此，必須設定一個閥值，學生如果出現較為嚴重的操作規范問題，不論其他指標分數如何，都將判定為不合格，我們定義為罰指標。本文選取上述7個指標因子構成學生實驗教學的基本評價指標體系,并依次設其為A1，A2，…，A7，其中A6為罰指標因子。通過在線實驗系統中自動記錄實驗儀器選取、操作等參數，對學生實驗過程進行跟蹤。結合在線實驗平臺的應用，在實踐中我們采用了一個有七個參數的指標體系，包括預習思考題分數、實驗儀器選取、實驗方案正確性，操作規范性、數據處理、實驗報告、在學習社區的交流情況。對這七個參數賦予不同的權重就可以得到該學生的最終成績，下面分項說明一下每個指標的含義。由于每個指標因子只反映了學生實驗學習的某個方面的特征，各學校可以根據本校實際情況規定指標因子及其特征值，以及罰指標因子的規定。在指標體系中，各項指標的權重大致說明了其重要性，這七個參數基本上涵蓋了學生從準備到完成全過程的表現情況，對每一個指標賦于權值并最終得到終結性評價課程成績，各項指標的加權和就是實驗評價分數。少數指標雖然權重并不高，由于在工程實踐中具有重要意義，低于一定分數整個實驗過程將評價為不合格。比如在前文提到的DCS實驗中，在多次出現不規范操作并且在系統警告后仍然出現2次以上不規范操作，整個實驗過程將被判定為不合格。對于通過經驗方式得到的實驗過程考核評價體系，在經過一定的數據積累以后，可以進行智能化的處理和分析，為學生提供更優化的實驗方案。在選取的兩個學生中，甲學生雖然分數略高，但操作相關的指標得分都不高，因此在后續實驗中，主要給該學生提供注重操作及規范的實驗，比如開關機實驗和某些故障處理實驗。而乙學生操作和動手能力較好，但不注意理論和實驗設計，以及數據處理等工作，在后續實驗中，應多推送理論學習的模塊，提醒學生注意數據處理和實驗報告的完成。

三、在線實驗系統的設計框架

作為在線實驗系統核心部分的探究式學習模式以及相應的在線評價體系設計完成以后，在線實驗系統框架基本構筑完畢。在線實驗系統應本著簡單、適用、高效的原則，實行通用化、標準化、智能化、人性化的設計思想。學生可以通過在線實驗平臺在教師的指導下進行實驗教學的全過程，而在線實驗平臺則通過記錄學生在線上參加的實驗過程、實驗練習以及培訓交流等情況，實現對學生實驗情況的全程跟蹤管理和對學生實驗教學需求的全面掌握。在線實驗設計的基本架構如圖2所示。可以看出，在框架核心部分的業務層中，支持探究式學習過程是貫穿設計始終的問題，所以應改變原先某些實驗只是為驗證理論的設計，把發現問題、分析問題、設計解決方案、實施解決方案的探究式思路在實驗教學中實現。同時需要學生在各個環節的實驗過程進行完整的記錄，作為其是否按照教學思想完成實驗內容進行考核的依據，同時還可以通過智能化的數據分析和數據挖掘，為學生提供經過優化的個性化實驗教學模塊。組件層和服務層和平臺軟硬件設計相關，在其他文章中有詳細介紹，本文不再贅述。

四、結論

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教材從一開始便介紹家庭電路的基本組成部分，此部分在傳統的教學中都是以直接講授的方式讓學生掌握，最多老師帶個配電箱的實物一一介紹給學生，學生習得的知識印象不深刻．若以測電筆為線索利用學生自主學習、自主探究測電筆的構造及使用方法，并以小組為單位:拆開測電筆觀察內部的構造，看完后再組裝好;并在自主學習課本如何使用測電筆的內容后，正確使用測電筆測試插座是否有電，小組其他成員對操作的同學進行交流．讓學生親自觀察、體驗后學到的內容印象深刻，從而總結出測電筆的作用:辨別火線、零線，進而導出家庭電路組成部分的首要成員:進戶線．

2以裝燈泡為主軸，立足重點

家用燈泡的連接是《家庭電路與安全用電》的重點內容．傳統教學中我們常常是利用畫圖來給學生講解:為什么開關接火線，燈泡接零線，為什么螺旋接零線等，僅憑畫圖講解學生沒有感性認識，有的同學甚至懷疑老師講的是否真實，而實際生活中也不能得到驗證．鑒于此，筆者將這部分進行了實驗改進設計:“以使燈泡亮起來”為實驗目標，請學生自己動手將燈泡接入電路．這時肯定會有同仁質疑:在課堂上老師怎么可以讓學生接觸家庭電路呢?作為教者“學生實驗的安全問題”是我們首先必須考慮的問題，所以我將原先燈泡與開關所接在家庭電路進行了調整:利用一個學生電源調至12V交流電引出兩根導線一根代表火線，另一根代表零線，并事先將火線零線中間的一小部分絕緣皮去掉以便于學生連接．由于“220V40W”的燈泡接在12V交流電源上根本就不亮，所以專門找到電動自行車的車前燈，正好“12V40W”并把開關與燈座內的接線柱事先都用導線引出并與鱷魚夾子焊接好以便于學生連接，將器材準備就緒發給每個小組，讓學生自己去連接．有的學生將開關、燈泡分別一端接火線另一端接零線，導致開關一閉合就出現短路現象，燈泡也不亮，學生電源過載燈亮的現象，小組其他成員能判斷出這種接法不對;大部分的同學則將開關與燈泡串聯接起來接入火線和零線，但有兩種不同接法:一種是開關接火線燈泡接零線，而另一種是開關接零線燈泡接火線，這兩種接法開關閉合燈亮開關斷開燈熄滅．看上去都滿足了老師提出的使燈泡亮起來的實驗要求，如何讓學生發現哪種接法更好更安全呢?這時老師可以提出我們有時需要更換或擦抹燈泡，人體總是有可能會碰到燈泡的螺旋部分，那這兩種接法有沒有區別?斷開這兩種接法的開關，是不是沒有電了呢?可以讓學生自己利用測電筆去檢測燈泡的螺旋部分，學生看到開關接火線的那種測電筆不亮，而開關接零線的那種雖然開關斷開但測電筆依然發光了，說明燈泡的螺旋部分依然有電，存在安全隱患應當避免這種接法，從而得出燈泡的正確接法．這樣設計后學生在一個安全的親自動手安裝燈泡的活動中，既體驗了自己安裝電器的樂趣，又體驗了測電筆的使用，還知道了燈泡與開關的正確安裝方法．雖然老師準備器材麻煩了一些，但能將生活中經常使用的燈泡讓學生自己安裝，而且能讓學生收獲有如此之多，并且又是學習的重點內容，老師辛苦一些也值得．

3以熔斷器為抓手，突破難點

熔斷器這一部分是家庭電路的重要組成部分，但是這個器件對于學生來講是個完全陌生的事物，所以學生的學習有一定的困難，尤其以熔斷原因為主要難點．教者如何突破這一難點教學便成為這一部分的重要問題．傳統教學中我們常常利用實驗室電路模擬家庭電路中的短路，這一現象學生看不見電流，幾乎沒有體驗，另一原因超負荷運行時保險絲熔斷，僅憑學生實驗電燈泡來體現，學生根本就感覺不到超負荷運行，實驗現象顯得有些蒼白．我們可以作這樣的改進:短路實驗:可以讓每個學生用一根導線連接干電池的正負極，并用手捏住10秒，感受一下短路電流，學生捏住三秒時就會甩開手，因為燙手呀，這個短路電流大，學生會一輩子都記得，老師再解釋:干電池電壓比較小，所以短路的電流還不算很大，同學們試想一下如果換成家庭電路的220V的電壓，那電流得多大，導線就得著火了，所以我們必須在短路的一剎那切斷電流，從而熔斷器就派上用處了．超負荷運行的實驗我們可以利用保險絲演示裝置:先在電路中不接保險絲換接有絕緣皮的鎳洛合金線，然后打開各個燈并把燈泡當成家庭電路中的電視、電飯煲、空調等，結果發現帶有絕緣皮的鎳洛合金線開始冒煙了，讓學生看到了危險之所在，并在心里產生了迫切想要切斷電路的愿望，從而更加突出地體現熔斷器的重要性，這時再斷開總開關將熔絲接進電路，再次閉合總開關然后依次打開各個用電器，讓學生觀察現象，超負荷運行時熔絲熔斷，也讓學生清楚地看到熔絲的熔點低很容易熔斷，至于熔絲的選擇太粗、太細的后果也可以用這個實驗裝置逐個研究，經過這樣的實驗改進后，學生對于熔斷原因的理解更加生動直觀，從而突破了難點。

4以安裝電路為目標，完美總結

有了前面所學習內容作為鋪墊，接著我們可以借電路的基本組成問題提問，導入家庭電路的基本組成部分有哪些?可以讓學生自己小組討論，老師拿出事先準備好的火線和零線將其貼在黑板上．這時學生也討論出了家庭電路的基本組成部分:電源、開關、導線、用電器與插座等，老師再進一步提問:家庭電路中電源是由誰來充當的呢，干電池嗎?指導學生看課本的“火線與零線”部分，讓學生知道家庭電路的電源由進戶線充當．接著讓學生自己“安裝”一個總開關，其實是將總開關貼在黑板上的火線零線上．我們剛剛學習的熔斷器該安放在哪里呢?讓學生自己安放，有不同意見的再修改，其他同學點評，有的認為應該安放于開關前這樣才能保護開關和整個電路，有的同學則認為該安在開關后面這樣才便于更換，兩者一比較就知道應該裝在開關之后，讓錯誤的同學知道安放在開關前面的缺陷，從而得出正確的安裝位置．接下來老師提醒同學們家里用電多少是由哪個器件計量的?學生立刻想到是電能表，那電能表應該安放在什么位置呢?好多同學覺得應該安放在總開關的后面，甚至是熔斷器的后面，這樣便于更換，或者熔斷器可以保護它呀．這時老師需要點評一下了:同學們想的都有道理，原先電能表是安裝在總開關之后的，可是一些不法分子竟然自己斷開總開關將火線零線從電能表中拔出，直接相連，同學們想想這樣會造成什么結果?學生馬上就想到電流不經過電能表，那么所消耗的電能都不會記錄下來，這是一種偷電行為，所以電能表應當安裝在總開關之前，即使開關斷開電能表上依然有電，所以就有效地防止了偷電的行為．這樣設計遠遠比原先的直接告知學生家庭電路安裝順序要好得多，學生理解的透徹，不易忘記．至于熔斷器后面的開關用電器、插座，我們可以將前面學習的開關和燈泡及插座的連接讓學生到黑板導線上畫出來即可．插座可以讓學生自己閱讀課本并用測電筆測試，知道插座安裝的基本原則:左邊接零線右邊火線中間接地線．這樣既是對前面學習內容的復習也是對家庭電路的一個完善．到此老師對家庭電路的基本組成部分進行了一個完美的總結．

5結語

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關鍵詞：體操教學；動態分層；實驗設計；應用實踐

一、問題的提出

《體育健康與課程》（2011年）中明確指出要堅持健康第一的指導思想，在體育教學過程中要充分關注學生之間的個體差異性和需求的層次性，要根據學生個體的身心發育特點來劃分學習水平。總而言之，體育教學要“面向全體學生”，這既是體育教育本身價值的體現，又是現階段在教育公平的視角上對素質教育的升華。然而，“面向全體學生”這樣的理念雖經過國家的屢次強調以及教育工作者的大量工作實踐卻在教學過程中難以得到實現和全面的普及，其中一項重要的原因是，體育教師和工作者面對在身體發展和運動經驗的學生群體，忽視甚至無視這種差異，導致了在教學內容編排和教學方法的設計僅有利于一部分學生發展，違背“因材施教”的教學原則。基于此，本文在體育教學中設計動態分層的教學方法，充分考慮學生的個體差異、不同需求，試圖打破“吃不飽”和“吃不了”的體育教學現狀，從而使得課堂上每一位學生都能夠對學習的內容進行有效的消化和吸收，能夠實現體育教學面向全體學生的最終目標。

二、解決問題的思路

（1）差異歸類。學生之中盡管存在個體差異，但“共性存在于個性之中”，學生的差異主要由于學生的認知、學習興趣、技術技能、知識儲備等因素決定，這些差異都是在學習中綜合的表現，所以在教學中，可以根據這些因素來歸類，對學生一般分為“上、中、下”三個層次的分類，上層以綜合性發展和拓展開發為主、中層以“鞏固—應用—提高”為主；下層則以“學習—復習—應用”為基本模式。（2）彈性設置，目標融層。分層教學的目的是面向全體學生，因此在傳統的統一性目標應改為學生選擇的彈性目標，而目標的達到與否取決于學生的學習行為，學習目標要與所劃分層次相互契合，大致可分為，基礎性目標、提高性目標、拓展性目標，目標分層嚴格來講和學生分層并不能完全對應，彈性目標則是在教師指導下學生的自行選擇，低層學生從基礎做起，完成后繼而進行提高性目標的練習，高層次的學生則較為自由，既可以從基礎做起也可以直接從提高性目標開始練習，甚至可以從拓展性目標做起。（3）動態分層指導。分層教學就是承認差異的存在，進行有差別、有層次的教學活動，目的就是面向全體學生，對教師來講，不能單純地進行示范講解，而是觀察分析學生差異，根據具體情況分類指導，制定有差異的分層教學任務。事前制定的只是“紙面”分層框架，學生的需求只有在具體的學習行為中才能表現出來，此種情況下，教師則應該根據客觀反映的學習事實，及時調整分層結構，改善教學手段和方法，這樣可以促進學生發展特長，又能幫助所有學生達到既定目標，得到肯定和認可。

三、動態分層教學法的實驗設計———以體操教學為例

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創新性實驗建設的平臺

實踐性環節能夠培養學生科學思維、創新意識，使學生掌握科學方法，提高綜合實踐能力，這是理論教學所無法替代的。但是在實驗的前期，需要學生掌握基本的實驗技能并具有一定的知識積累，這樣才有能力進行自主設計實驗并最終完成實驗。結合教師的科研項目、校企合作項目的訓練，才能使知識扎根于學生思維，并達到學以致用的目的。建設創新性實驗室和實驗設備共享是開設創新性實驗的基礎。工業設計實驗室根據功能分為實驗教學實驗室、模型制作室、創新工程訓練室、快速成型室和產品后期處理室。此外，工業設計實驗室與其他教學實驗室和教學設備可以實現共享，為創新性實驗項目的開設提供可靠的保證。創新性實驗與傳統的實驗模式有所不同，其教學組織具有自己的特點，實驗室應該是全方位開放的，包括實驗室工作時間的開放;實驗內容的開放;實驗室服務對象的開放，全院學生及教師均可利用實驗室的資源。參加創新性實驗的人員在進入實驗室之前必須作好充分準備，提出實驗方案，經相關教師審閱通過后方可進行實驗。

教學內容和教學模式的設計

在創新性實驗項目教學中，教師只提供參考范圍和題目，如UNIMATI優耐美模型制作及創新設計制作實驗，以車床、磨床、鉆床、銑床、鋸床、木車床等機器作為基礎進行組裝，模型制作及創新設計制作實驗。有時是指導教師的研究課題，如讓學生參與“兒童玩具設計”、“機械結構創新“等項目的玩具創新和基本機構的動力學設計，此類實驗不是單一的只運用某門課的知識就能解決問題并完成任務的。在實驗過程中，要求學生先提出課題和基本思路，教師則與其共同探討完善方案。在實驗中遇到問題時，要求學生獨自提出解決方法，教師幫助分析這些方法的科學性，通過以學生為主、教師為輔的實驗教學方法，逐步培養學生獨立工作的能力。例如，要求學生自己提出項目的方向性，查找相關文獻，在所學的理論知識和資料分析的基礎上提出玩具的類型、玩具的造型形態和玩具中所應該應用的功能等實驗方案，獨立寫出包括實驗目的、實驗內容、實驗步驟、實驗進度和預期結果等具有一般研究價值的可參考性報告，經過相關教師的審閱合格后，學生獨立按步操作，最終完成實驗。在學生獨立開展實驗期間，實驗室實行開放式管理機制，教師從旁指導、檢查、協調，預先安排好各小組進行各個步驟的時間，使創新工程訓練室得到合理高效運轉。實驗小組由學生自愿組合，以3～4人為一個實驗小組，實驗時間由學生按照事先所確定的進度進行安排。

成績考核方法

在實驗全部完成后，要求學生對實驗結果進行數據整理、精確計算，并形成實驗研究報告。指導教師對實驗研究報告進行分析并予以評價，其原則側重于觀察學生是否通過這一實驗過程使智力得到開拓，使研究能力以及綜合運用理論知識解釋實驗結果的能力有所提高，記錄的實驗數據是否客觀準確，分析討論是否科學合理、邏輯推理是否準確，結論是否恰當等方面。成績考核設置為基本技能綜合考核和創新性實驗考核兩個階段。驗證性實驗可根據學生平時的實驗態度、實驗操作熟練程度和實驗結果的完成程度進行綜合評價。創新性實驗根據學生選題的創新性、知識運用的綜合性、實驗設計的科學合理性、實驗結果的準確可靠性、團隊協作精神和實驗的努力程度等進行考核。考核時，創新性實驗按照實驗質量給出成績(分為不合格、合格和優秀)，不記入總成績中，但只有創新性實驗的成績為合格及以上的學生才可以獲得實驗考核的總成績，否則實驗課成績為零分。

教學實踐效果

經過幾年的教學實踐，在相關課程中運用了以上的一些做法，取得了良好的教學效果。創新性實驗的開設能夠有效地促進教師的知識更新，激發學生求新、創新的欲望，促進學生對綜合知識的運用，提高學生進行跨學科、跨領域創新性學習的能力。實驗時間由學生自主支配，增加了學生的動手機會，鍛煉了學生的動手能力。學生自主開展實驗研究，能夠始終處于主動探索的狀態，充分發揮了學生主觀能動性，養成獨立思考和積極進取的科學精神，培養了學生的創新意識、觀察能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力。

篇9

藥理學方面主要包括:熱板法評價目標化合物的鎮痛作用;扭體法評價目標化合物的鎮痛作用;足腫脹法評價目標化合物的抗炎作用;利用SPSS統計學軟件進行T檢驗和方差分析;實驗動物的標記和隨機分組。藥物分析方面主要包括:目標藥物的一般雜質檢查;目標藥物的特殊雜質檢查;方法學考察的一般步驟;紫外可見分光光度法測定目標化合物的含量;高效液相法測定目標化合物的含量;滴定分析法測定目標化合物的含量;以上實驗內容涵蓋了藥物的合成、藥效評價、成型工藝的研究及質量標準的制定等幾個項目，涵蓋了藥物發現過程中許多重要環節，從實驗教學的反饋可以看出上述知識點學生均得到了較好的訓練。

開放式設計性實驗教學的效果

實驗教學中心對“藥學開放式設計性綜合實驗”教學效果進行了調查，87．6%的學生對這種教學方式表示很滿意。學生認為，通過做綜合實驗，鞏固了課堂上學到的知識，實際操作能力更強了，且用了許多新技術、新方法，實驗內容與科研實踐緊密結合，綜合實驗內容豐富，涉及的專業知識是在思考和實踐中掌握的，教學效果集中體現在以下三個方面:1．增強了學生的動手能力傳統的驗證型實驗中實驗員將課上所需的試劑配制完畢后，學生才開始動手做實驗，對于實驗試劑配制的方法學生了解甚少。“藥學開放式設計性綜合實驗”中實驗員僅負責提供相應的藥品，試劑配制的工作讓學生自己完成，這樣既減輕了實驗準備老師的負擔，又鍛煉了學生的動手能力。2．增強了學生的科學研究能力在綜合實驗教學過程中發現，學生在撰寫開題報告、結課論文時會遇到相當大的困難，在選題思路、實驗操作、論文撰寫的語句、論文的結構和論文撰寫的格式等方面都需要非常多的指導。值得慶幸的是，這些困難都發生在大學學習的階段，沒有發生在學生進入工作崗位以后，所以教師和學生均認為該工作的實施對學生科學研究能力的培養有十分有意義。3．調動了學生對實驗的熱情傳統的驗證型實驗中，學生只能通過已經在教科書上寫明的實驗原理和刻板的實驗步驟進行實驗，不可避免地導致學生對實驗教學產生一些反感，并且，長期進行驗證型實驗操作會在某種程度上禁錮學生的科研思維。“藥學開放式設計性綜合實驗”中所有的實驗原理和實驗步驟都是學生通過教科書的翻閱、網絡資源的查找得出的，學生也非常想知道自己的實驗設計是不是可以達到預期的效果，從源頭上調動了學生的積極性，學生做實驗的熱情自然與傳統實驗相比高出許多。

篇10

(一)學習動機多樣化

高職學生的學習動機比較多樣，主要表現在以下兩個方面:其一，自尊心、進取心和不甘落后的心理;其二，考慮到將來能有一份好工作，多掙錢以使自己和家人能生活得好一些。許多高職學生的學習動機并不限于對知識的渴望，因此，他們的學習意識、學習方法、學習能力及學習動力相對欠缺。面對高職學生多樣化的學習動機，教師在教學設計時要充分考慮不同學生的需求，科學地設計課程模塊，合理運用多種教學手段和教學方法，這樣才能保證教學效果，達到教學目的。

(二)學習較情緒化

高職學生的學習情緒化較強，喜歡學習感興趣的內容，主要表現在兩方面:一是學生對未知的東西、知識等探究欲望比較強，學習過程中對所學知識的趣味性要求較高;二是他們缺少企業工作經歷，不了解企業的經營管理，不熟悉市場情況。而高職大部分學生畢業后最終要進入企業，所以要通過實訓激發學生的學習熱情，設計學生感興趣的實訓項目，使他們在實訓過程中了解企業、了解市場。同時，在實訓過程中應著力培養學生發現問題、探究問題和解決問題的能力，提升他們的職業技能。

(三)知識遷移能力

較弱知識遷移能力是將所學知識應用到新的情境、解決新問題時所表現出來的一種素質和能力。高職學生的知識遷移能力普遍較弱，僅憑老師課堂上理論知識的講解和案例的分析，高職學生大多無法把所學的知識應用到解決實際問題的過程中，這也是學生進企業后常常覺得力不從心、與企業的要求有差距的原因。所以，實訓教學的設計應通過貼近調查員崗位工作過程的項目的設計，使學生在學校就可以學到企業一線市場調查知識，這對學生畢業后盡快適應崗位需求大為有利。此外，部分高職學生學習主動性不強，自主學習意識不夠，遇到困難容易退縮。如果單獨完成一系列市場調查實訓項目，會有一些難度。因此需要成立項目小組，以團隊的方式完成實訓任務，這樣可以使學生揚長辟短，充分調動學生的積極性。

二、高職“市場調研”實訓項目設計

(一)高職“市場調研”實訓的教學目的

高職“市場調研”的實訓項目設計要滿足高職教育改革中“以就業和市場需求為導向”理念在課程上和教學上的要求。目前大多數企業迫切需要既具備基本市場調研理論、實際動手能力又強的市場調查人才，因此，高職“市場調研”進行實訓教學的目的是組織學生親自參與調研，使他們更深入地理解和掌握市場調研的基本理論，掌握市場調研的主要內容和基本流程，能夠分析市場、收集市場信息，預測市場的發展趨勢，具備組織和實施市場調研活動的職業能力，培養銷售人員的基本職業素養。

(二)高職“市場調研”實訓的設計思路

1．遵循“以學生為主體”的基本原則

高職“市場調研”實訓教學設計應遵循“以學生為主體”的基本原則，任務驅動教學強調學生的主體角色，讓學生在實踐過程中充分發揮主觀能動性，全面調動學生參與的積極性，激發學生的學習熱情。因此，可采用任務驅動法進行實訓教學，讓學生的實際操作能力和職業技能得到培養和提升。在實訓時，要讓學生根據實訓項目自主選擇調研主題、設計實訓方案、編寫調查問卷等一系列任務，教師主要扮演組織者和指導設計者的角色。

2．創建基于工作過程的學習情境人才培養必須滿足

市場對人才的需求，因此，在進行實訓項目設計時要緊緊圍繞“市場調研”崗位實際工作過程組織教學，讓學生以小組合作的方式組成項目團隊完成每項工作任務。在此過程中，使學生掌握市場調查的相關知識和主要技能，培養學生的溝通能力、創新能力和合作能力，全面提升學生的職業素養，為學生就業奠定良好的基礎。

3．非現場教學和實地調查實訓方式的有效配合

一般來講，非現場教學是“市場調研”實訓的主要方式，包括案例分析、情景模擬、計算機軟件模擬練習等，但僅用非現場教學無法滿足學生提高職業技能的需要，所以實訓項目必須要設計實地調查項目。大部分高職院校受實訓場地、經費等因素影響，實地調查項目的開展受到限制。綜合考慮需求與限制，目前在高職院校學生實訓中比較可行的實地調查方式有訪問法、觀察法，只要課題設計合理，就可以既滿足課程實訓教學要求，又能調動學生積極性，有效保證“市場調研”實訓的開展。

(三)高職“市場調研”的實訓項目市場調研實訓的教學內容較多

在設計過程中應合理安排實訓項目。根據“市場調查員”崗位的職業技能要求，結合市場調研企業實際工作過程，采用任務驅動教學法組織教學，可以設計七個實訓項目，包括設計市場調研方案、設計市場調查問卷、實施市場調查、整理和分析調查資料、撰寫市場調查報告、評價市場調查報告和市場調查軟件練習。這些實訓項目的實訓時間應該緊密結合理論課程的教學進度進行合理安排;在各項目的課時安排上，根據筆者多年的教學實踐，可以采用非現場教學、調查軟件練習和實地調查按3∶1∶1的課時比例來安排教學。其中，調研方案設計包含抽樣方案設計、整理和分析市場信息資料包含市場預測部分。考慮到高職學生的特點，實訓時主要讓學生以小組合作的方式完成每項工作任務。每個項目從開始選題、撰寫方案、實施、總結匯報都是學生分組完成，任務完成的各個階段都要以小組形式在班級內進行匯報、交流，教師給予指導。以廈門城市職業學院“市場營銷”專業學生為例，學生參與積極性很高，在教師給出的實訓項目及其主要實訓任務，主動選擇貼近自己生活并感興趣的一些項目，如大學生手機消費情況調查、學院食堂滿意度調查、大學生專升本情況調查等。學生根據項目內容確定了調查方法，設計了調查問卷，并實施調查收集相關資料，對回收的問卷進行整理、分析，運用市場調查和預測的知識得出調查結論，最后將成果寫成書面調查報告，取得了較好的效果。讓學生自主選擇調查項目不僅能更好地貼近學生現實環境，還使得學生必須自己動手動腦來策劃最佳方案，可以有效地鍛煉學生對市場調研知識的實際應用能力，同時也提高了學生的書面表達能力。從課程結束時回收的課程調查問卷來看，該校“市場營銷”專業的“市場調研”課程實訓教學取得了較好的教學效果。

(四)高職“市場調研”實訓的考核方式

實訓課程的考核相比理論課程具有一定難度，要在結合完成各項任務的基礎上，全面綜合評定學生成績。

1．實行分層次管理

實施多樣化的考核方式首先將實訓任務設計成基本任務和擴展任務，對于學生不同的項目團隊可以根據實際情況設計相應的任務，最后結合完成任務的層次進行考核。這樣可以在保證教學質量的同時，滿足優秀學生的知識需求，使學有余力的學生能夠更加深入開展調研。比如，同樣是攔問，要求學生必須完成校內攔截項目(基本任務)，還可以選擇完成擴展任務，如街頭攔問、其他高校校內攔問等。

2．綜合評價

采用多角度的考核方式實訓教學的考核應采用多角度的方式，進行綜合評價。這可以體現在兩個方面:其一，課程考核的參與者。市場調研課程考核的參與者包括教師和學生，其中教師評價占最終成績的70%—80%，學生評價占最終成績的20%—30%，成績分為優、良、中、合格、不合格五個等級。教師評價時以過程為主，不僅關注學生成績，而且關注學生綜合素質的培養，同時，尊重學生個體差異，注重對學習積極性不高的學生的引導，幫助學生樹立自信。學生評價目的是讓學生在評價活動中加深對市場調查實施的要點、調查過程中易出現問題的總結，同時學習其他同學的經驗，學會反思，這還能提高學生參與的熱情。為保證學生互評效果，實施時要采取匿名的方式。其二，課程考核內容方面。應根據各個階段實訓項目完成的情況考核，從書面報告、調查軟件操作、口頭匯報(綜合表達能力)、平時表現等幾個方面綜合測評學生的實訓成績。其中書面報告所占比重最大，包括市場調研方案、市場調查問卷、市場調查報告三份作業，是市場調研員應掌握的核心技能。

三、高職“市場調研”實訓實施過程中應注意的問題

(一)配合理論課安排實訓

時間實訓時間安排一般要與“市場調查與預測”等理論課聯系起來，在理論課開課一段時間后開始實訓的第一個項目，才能保證理論與實踐有效地聯系起來，相輔相成。以廈門城市職業學院“市場營銷”專業學生為例，“市場調查與開發”理論課程課時為17周，在理論課程學習到第10周時，就開始安排學生上實訓課，布置實訓任務，利用學生的課后業余時間完成一些實訓項目，如調查方案設計、撰寫調查報告等。此外，“市場調研”進行分散實訓的效果比較好一些。

(二)考核時學生互評要匿名

在實訓的考核方式上，學生互評如果實施不好，效果會受到影響，這一方面是因為學生可能會對評價內容把握不到位、理解有偏差，另一方面是學生可能會互相打高分，降低了互評的效果。因此，在學生評價時統一評價標準、采用現場匿名互評非常重要。

(三)爭取與企業合作開發實地調查