实验设计论文十篇

实验设计论文篇1

1.实验目的。

通过模拟基于XBRL数据的审计过程，帮助学生增强对审计理论与方法的感性认识，熟练掌握收集审计证据的主要方法，理解并顺利实施XBRL的信息渲染与萃取，培养动手能力。

2.实验内容。

从教学方来看，通过实验向学生展示如下内容：XBRL会计数据的生成与传递过程；传统财务报告渲染为XBRL财务报告的基本机理；XBRL信息的萃取机理；基于XBRL的审计证据的收集与处理方法。从学习方来看，通过实验掌握如下职业技能：获取传统财务报告信息；把传统财务报告渲染为XBRL财务报告；从XBRL财务报告中萃取信息；收集和处理审计证据。

3.注意事项。

一是传统财务报告的获取。通过以下渠道获取传统财务报告信息：上市公司网站；财经网站；证券交易所网站（上海证券交易所、巨潮网站）；中国证监会指定的其他上市公司信息披露媒体（中国证券报、证券时报、上海证券报、金融时报、中国改革报、证券日报、证券市场周刊）。二是XBRL实例文档的获取。可从上海证券交易所和深圳证券交易所网站中下载XBRL实例文档。三是取得对会计准则及相关规范的理解。主要涉及会计信息化、XBRL通用分类标准的制定与实施等。四是取得对审计准则及相关规范的理解。主要涉及审计信息化、内部控制中的信息与沟通、审计过程中对信息的关注等。

4.设计建议：

一是教学准备。教师在准备实验时，要撰写审计案例文本，对审计环境、公司概况和审计的主要环节进行描述，以提高审计实验的效果。二是学习准备。学生在实验开始前，应回顾传统财务报告信息的编制过程、XBRL的基本理论、XBRL规范、XBRL分类标准、XBRL实例文档和报告流程。此外，还要收集或编制基于XBRL的样式表，提高实验过程的可视化效果。三是比较实验效果。通过XBRL审计只是《审计模拟实训》课程的一个环节，在实施XBRL审计实验之前，已经实施了传统审计实验。教与学双方都应比较两种实验的效果，以增强对XBRL审计实验的理解能力。四是做好实验总结。教师要撰写教学总结报告，学生也要撰写模拟实训总结报告。

二、把传统财务报告渲染为XBRL财务报告

1.渲染工具。

渲染工具（RenderingTools）是解决XBRL可视性的应用软件的统称，把电脑编码语言显示为人类肉眼能够识别的视觉元素。可分为基础工具、转换工具和浏览工具三种类型。基础工具包括XBRLGL应用软件、XBRLFR应用软件、分类标准编辑软件、实例文档编制软件等；转换工具包括文件转换软件、版本转换软件等；浏览工具包括各种解读、浏览、显示功能的软件。把传统财务报告渲染为XBRL财务报告的过程通常并不借助XBRLGL应用软件，而是通过XBRL规范直接将已经存在的财务报告信息转换为XBRLFR。这个过程实际上是为审计实验提供资料的过程，学生只有理解了此过程，才有可能在此基础上实施审计模拟实验。把传统财务报告渲染为XBRL财务报告应遵守基本的会计业务处理的基本规则，如遵守会计等式或资产负债表平衡规则、资产负债表须列示资产（遵守逻辑，下同）、分类资产负债表须列示流动资产、资产负债表须列示股东权益，等等。

2.数据准备相关的审计实验设计。

（1）教师准备。

一是上市公司数据。根据实验的环节需要，选择适当的上市公司数据。例如，在实质性程序的财务分析环节，可选择收入、成本具有可比性的施工企业的数据。二是实验软件。教师个人往往无力采购正规的实验软件，况且即使有实验软件，学院或学校的实验室也往往不能正常保障该软件在局域网内的运行。因此，建议下载Fujitsu等主流XBRL软件商提供的免费试用版软件，安装于学生的单机电脑中使用。三是理论、技术、规范等文本。在理论课教学中，向学生传授XBRLGL和XBRLFR的基本知识、技术特点，并展示规范文本。四是上市公司实例文档。下载与上市公司数据相应的上市公司实例文档，以便检验实验成果。

（2）学生准备。

一是传统财务报告的编制。实验前学生应回顾传统财务报告的编制理论与方法，以实现对照比较的目的。二是对XBRL财务报告的理解。学生能够理解XBRL财务报告是正确实施XBRL审计实验的基本前提。三是对证监会监管要求的理解。系统回顾和理解证监会关于会计信息披露的要求。四是技术准备。包括熟悉XBRL相关软件的使用、财务报告和其他会计信息的读取、验证与逻辑检验。

（3）实验实施。

在教师的指导下，学生实施以下环节的实验：XBRL相关软件的安装与试用；依据经济业务资料，编制XBRL实例文档；理解和运用XBRL分类标准，据以调整XBRL实例文档；考虑和分析证监会的监管要求，进一步理解和运用XBRL分类标准；XBRL网上呈报。

三、审计实验中XBRL信息的萃取

1.萃取工具。

萃取工具（ExtractionTools）是获取XBRL呈报的会计信息并进行分析和使用的应用软件的统称。在审计实验中，主要的萃取工具有：XBRL实例文档浏览软件、文件转换软件、版本转换软件、财务分析软件、文件审核软件和文件搜索软件等。其中，各类转换软件的功能与渲染工具的功能是相同的。从XBRL数据库中萃取信息，要注意检验信息的安全性和逻辑性。同时还要考虑其是否能正常应用于风险评估模型、舞弊识别模型、分析性程序和专业判断模型之中（考虑这些模型的特点和要求）。

2.相关审计实验的设计。

（1）教师准备。

一是上市公司环境描述。由于审计实验无法重现公司环境和审计环境，因此描述文本对于学生理解实验情境非常重要。二是上市公司XBRL数据库（模拟）。必要时可向上市公司动员，争取支持。三是审计软件（数据萃取工具）。可从主流上市公司网站下载。四是审计模型准备。向学生提供主要的审计模型及其解释文本。

（2）学生准备。

一是基本审计理论与方法的准备，尤其是取得对连续审计的理解。XBRL有利于实现连续审计，学生应先了解传统审计与连续审计的联系与区别。二是取得对审计模型的理解。通过教学回顾和审计模型展示，帮助学生在实验中理解审计模型的涵义，掌握模型涉及的数据的获取途径。三是实质性程序。在实验中掌握账实核对等实质性程序的运用技巧。四是审计工作底稿。掌握审计工作底稿的编制要求。

（3）实验实施。

实验设计论文篇2

一、确定实验内容形成实验假设

实验的目标是学生在经过网状拓扑式课堂培养后，在语文阅读能力上能够体现出批判性思维的相关特征，提升批判性思维品质。实验假设涉及了三方面的内容，分为三个假设：1.教学模式与批判性思维意识培养的关系。批判性思维意识应包括“寻找真理、开放思想、分析能力、系统化能力、批判性思维的自信心、求知欲、认知成熟七种意识倾向“，在此设置假设一：网状拓扑式课堂可以显著增强学生批判性思维意识；2.教学模式与批判性思维普遍性的关系。设置假设二：网状拓扑式课堂对培养学生批判性思维具有普遍性。3.教学模式与批判性思维能力的培养的关系。批判性思维包括三个紧密联系、互相影响的阶段：“分析思维方式阶段、评估思维方式阶段和提高思维方式阶段”，具有公正性、普查性、挑战性、严谨性、独立性五种品质特点，以及思维目标、问题意识、观点分析、概念理论表达、建立假设、推理结论等六种能力。在此设置了假设三：网状拓扑式课堂可以显著提升学生批判性思维能力以及语文综合阅读能力。

二、实验变量的确定及控制措施

1.自变量与因变量的确定。自变量是研究者出于某种研究目的进行操纵以引起因变量发生变化的因素或条件。自变量是因变量的原因，因变量是由于自变量的变化而产生的现象变化或结果，彼此相互依存。依据假设，实验操作变量是参与网状拓扑式课堂研究的学生：实验组学生的语文阅读教学采取网状拓扑式，对照组学生的语文阅读教学采取传统阅读教学方式。因变量包括：（1）学生批判性思维能力的总体改变和各个分量（思维目标、问题意识、观点分析、概念理论表达、建立假设、推理结论）的变化；（2）学生批判性思维意识的总体改变和原则分量的变化。（3）学生语文综合阅读测试能力的总体改变。2.无关变量的控制。无关变量，即为实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。实验者不能根据它对所得的结果做出正确的判断和解释。如果不能控制或消除无关变量的影响，因变量变化的根本原因就无法判定。所以在选择研究变量的同时，必须辨明无关变量，需要在研究过程中加以控制那些可能对实验结果产生影响的无关变量。本次实验设计中，因为是按自然班级进行试验，因而能对一部分无关变量进行控制。无关变量包括下面五个方面：学生自身方面的因素、家庭背景、社会因素、学习环境和教师因素。从高中二年级和三年级的学生中抽取样本。他们在校已有至少一年的学习生活经历，接触的学习环境和社会环境基本一致。学生自身的特点，在进入新年级分班时，皆由学校从学习成绩、综合素质、班级人员组成等方面综合平衡控制，在所属的班级层级中，随机分配，具有一定同质性。实验中涉及的教师具有高中循环教学经历，年龄接近，教学能力相当。

三、抽样及分组的设计

实验学校江苏省海安高级中学为独立设置的高中，规模符合要求。学校各类设备设施齐全，配置先进。学生对绝大多数对教师的教学比较满意。学校教研组和课题组具备开发课程的能力。语文教研组承担了省级“十二五”规划课题，初步形成了较为可行的课程评价、学生评价、教师评价等体系，基本满足实验开设的需要。为了保证实验的真实与严谨，尽量减少前测与实验处理带来的交互作用，便于作对照比较，采用了随机后测控制组设计。学校按学习成绩综评、综合素质测评、班级人员性别比例、选科倾向等因素在进入新学年时随机分成若干个班级，采取等组实验法分层整群随机抽样。分别从高二年级理科普通班、高三年级理科强化班、高三年级文科普通班三个不同组合中随机抽取两个，共386名学生参与实验。在每个年级的不同类型班级组合中，随机指派一个班为实验班，语文阅读教学中使用网状拓扑式教学模式；对照班则采取常规教学模式。一个学期之后采用相关测量量表及常规语文阅读综合测试进行后测。

四、测量量表的选取

1.批判性思维意识倾向测量量表的选取《加利福尼亚批判性思维倾向测试》是一种比较成熟且使用较为广泛的思维能力测试量具，有较好的信度与效度。2.批判性思维能力测量量表的选取《批判性思维能力检测指南》将思维元素与思维标准结合，从八个方面进行测量，比较适合人文学科检测，因而选取《批判性思维能力检测指南》作为能力检测量表。主要在实验过程中提供给学生和教师针对书面阅读报告进行分析和检测。

五、数据的分析

实验设计论文篇3

关键词：分层分流；模块化；网络工程；网络编程

计算机网络是一门理论与实践、软件和硬件相结合的课程，计算机网络还有一个重要的特点，它与众多专业都有交叉，这主要是由计算机网络在各行各业的广泛应用决定的。各大高校非网络和计算机的工科专业均开设了计算机网络课程，因课时较少，导致教学环节中普遍存在重理论轻实践的现象。教育部于2010年6月启动“卓越工程师教育培养计划”，该计划以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力[1-2]。目前高校部分专业已经纳入卓越计划，更加强调培养学生的实践动手能力。本文提出了向面分层分流的计算机网络实验设计，通过设计不同层次的实验，满足学生在初级模块全面掌握计算机网络基础知识和基础实验，再通过分流，因材施教，将学生按兴趣和特长引入到高级模块，实现针对性培养，让优秀的学生有成就感[3-4]，达到利用较少的学时，也能在特定方向深入学习，完成高级实验项目，具备较强实践动手能力的目的。

1面向分层分流的实验项目设计

为了提高教学效益时间比，将计算机网络的课程组织结构进行重构，尽量在短时间内完成基础模块中基础实验操作。根据课程本身的特点和市场的需求，将提高模块分为两个方向：网络工程和网络编程。根据计算机网络课程内容和调研后的学生兴趣与市场需求，本课程实验分层分流模块化设计如图1所示。图1计算机网络分层分流模块化设计经过学生问卷调查和对其他国内外高校的计算机网络实验的研究，基础实验选择了简单的路由器配置实验和客户服务器程序编写，要求所有学生独立完成。提高实验则更强调设计性和综合性，学生可以根据自己的兴趣和特长进行选择，保证学生在固定的学时内，能够深入某一个方向，进行深入的研究和实践。

2网络工程方向实验项目设计

网络工程基础实验：采用sybex公司的路由器模拟器sybex-router，现成的拓扑结构，包含Cisco2611路由器3台、运行终端模拟程序PC两台和Cisco1900交换机一台。路由器每个接口和PC机的IP地址已经分配好，只需要简单配置即可，内容如表1所示。网络工程高级实验：如表2所示，采用PacketTracer6.2，自己设计网络拓扑，作IP规划，完成网络设备的基础配置后，再进行一些高级功能的配置。

3网络编程方向实验项目设计

网络编程对学生能力要求相对较高，其中的基础实验，要求编写客户服务器程序，实现以下功能：（1）客户端能实现与服务器的连接。（2）客户端从键盘输入一行字符信息，发送到服务器。（3）服务器将收到的字符显示为字符对应的ASCII码。（4）服务器把转换后的ASCII码发送到客户端。（5）客户端收到服务器发送的ASCII码，将其显示在屏幕上。网络编程高级实验：编写客户服务器程序，可以实现以下功能：（6）服务器支持多个客户端的连接，客户之间的通信要求通过服务器中转。（7）当客户端连接到服务器时，服务器会要求客户输入用户名和密码进行认证，用户名和密码保存在服务器名为user_pass.txt文件中。（8）如果密码不正确，服务器会要求客户重新输入，如果3次出错，则连接失败，客户的IP将被锁定10分钟，才能再次发起连接请求。（9）客户认证成功后，服务器支持客户发送表3中的命令，作相应的处理。如果服务器不能识别的命令，将会在客户端显示错误信息。在基础模块上的分层分流方法和递进式的实验项目设计，可以解决因课时较少导致实践能力训练不足的问题，还可以解决针对不同兴趣爱好学生因材施教的问题。

4结语

对我校15级通信工程专业学生实测证明，该实验方案的实施明显提高了学生的计算机网络实践应用能力。课后的问卷调查也显示，学生对课堂的满意度有了显著提升。

作者:文展 李文藻 文成玉 单位:成都信息工程大学

[参考文献]

[1]杨婕.互联网时代计算机网络教学改革研究[J].信息与电脑，2015（13）：168-169.

[2]高永兵，赵宇红，赵艳锋.基于PacketTracer的计算机网络实践教改方案[J].计算机教育，2015（23）：92-93.

实验设计论文篇4

在线实验模拟了现场实验的场景，但却不是现场实验的简单网络化移植，实验设计本身发生了较大变化。由于在线实验的互联网支持和计算机模拟等特点可以更好地提供一个促进思考和探究的环境，系统能在线记录学生的独立操作，为评价提供科学的依据，并可在此基础上通过数据挖掘和优化，调整实验设计，充分发挥学生的能动性，能适应不同水平和能力学生的要求。基于以上特点，笔者设计了与现场实验存在较大区别的在线实验探究式学习模式。培养学生的工程思维和能力是实验设计的核心问题。由于CDIO模式继承和发展了工程教育改革的理念，系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的标准，因此，我们主要基于CDIO的理念来设计在线实验模式和方法，强调工程实践环境中探与究的学习来实现CDIO的全过程，使得学生以更多元的方式进行工程实践训练。CDIO是以构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)为四个主线过程，综合地考虑专业基础知识、个人和职业的技能及团队协作与沟通的技能，及在整个企业、社会环境下进行四个主线过程以达到全面提升工程实践能力的培养过程。CDIO模式中的构思和设计环节主要针对学生的工程宏观分析能力，而实现和运作环节主要针对学生的工程微观分析和操作能力。作为一个缩小版的工程实践过程，在线实验的实验方案的设计实际上就是构思和设计过程，而实验过程就是实现和运作过程。因此，探究式学习主要体现在实验方案探究与实验过程的探究两个方面。以下我们将通过远程教育高校开发的典型实验来具体说明其设计理念。

(一)实验方案探究设计

实验方案的探究主要培养学生的工程宏观分析能力。在传统的实验教学模式下，实验按照统一的方案展开，学生没有选择性。这种教学模式适用于理论验证性的实验，但在以培养学生工程能力为主的实验中，就会压制学生的想象力和主动探究的意识。因此，实验方案探究是实验教学策略的最重要部分。实验的主要目的是认识和探索理论规律，掌握工程技能，应该以问题为驱动开展实验方案的探究，学生对于老师提出的问题，以分析问题和解决问题为出发点，经过认真思考和研究，自主制定实验方案，通过搭建实验对象，准备仪器设备、测量各种工况下的数据，整理和判断实验数据和结果的正确性。这就要求实验具有基于工程的实际背景设计，学生才可能在这种开放性的实验环境下，对多种可能的实验方案展开探究。英国开放大学的实验“能量转换(EnergyConversion)”是典型的实验方案探究型实验。实验设计背景是铜的工业化生产，实验问题是如何从铜矿石经过多个环节得到电解铜。教师首先要求学生设计基本方案。学生在实验前1个月必须预习，由4人组成的实验小组需要集体制定实验方案，由于实验问题本身的开放性，实验方案也并不是确定的，指导老师只给出一些建议。从粉碎矿石到解析出铜的多步实验步骤中，有多种途径可以完成实验，学生们集体讨论得到设计方案。在实验过程中，方案根据实际情况还继续修正。完成基本方案设计以后，实验完成过程也是实验方案探究过程。学生在实验室边实验、边观察、边记录、边讨论，每个实验环节都要求去解答或解决一些相关的问题，如粉碎的效率、溶解浓度以及电解效率等，部分环节还要到计算机上进行数学模型的求解。实验过程中进行观察记录和模型预测，最后对实验结果进行验证。实验结束后，学生还必须根据本星期实验情况，做口头报告(Presentation)，教师根据学生预习和作业情况、实验过程的表现以及口头报告，给出实验课程的最终评价。可以看出，整个实验过程就是针对如何从铜矿石得到电解铜的这个具有工程背景的问题，在不断探究的过程中制定和实施实验方案的过程，这对学生工程宏观分析能力的培养大有裨益。

(二)实验过程探究

实验过程探究主要培养学生的工程微观分析与操作能力。传统工科专业的实验操作基本是按部就班地完成，对于故障分析与解决、规范操作等重要技能以及如何培养学生的工程意识、工程能力、创新能力还较少涉及，这显然不能满足工程应用型人才的培养需求。实验过程探究式是在实验过程中，教师给学生一定的引导和提示，让学生自己通过观察、思考、动手实施等途径去独立探索和研究，自行实现实验过程的教学策略。概括起来，在实验过程探究中，学生需要在实验过程中自主发现问题，分析问题，实施和运行，真正实现探与究的学习过程。在工程实际环境中，观察与发现各种现象、分析现象之间的联系。因此在线实验系统会较为真实地模拟这些现象，学生经过现象分析，确定现象发生的内因与外因；结合理论进行讨论，明确调节目标与调节手段，形成解决方案。实验系统设计必须便于讨论和方案设计。华东理工大学DCS实验是较为典型的实验过程探究型实验。实验主要培训学生DCS操作能力和故障处理能力。由于DCS系统本身的大多数操作都是基于计算机的操作，因此网上实验课程的界面仿真DCS系统的计算机控制部分操作的界面。以下用一个简单的故障处理实验来说明实验过程探究的实验。在实验中，设计了一个常见的故障处理，在图1的界面中，学生观察到粗丙酮塔T-601顶温度仪表TI-6006出发异常过高报警，系统要求学生调节至正常运行温度73.0-80.0℃。在观察到异常过高报警后，学生将按照所学知识和工程常识，作出如下分析：粗丙酮塔顶温度上升可能有4三个工艺方面的原因，分别是加水量过大、回流量过小或再沸器回水量过小，也有可能是仪表自身故障因素。既然存在这三种可能，就必须通过其他观察和分析来确定故障原因，因此学生首先需分别检查相关三个仪表，即加水量仪表FRC-6015，回流量仪表FR-6019，E-601再沸器回水仪表FRC-6014，以确定仪表正常工作。学生观察到回流量仪表FR-6019读数偏小，就可以判断出是因为回流量不足造成塔顶温度升高。在通过观察分析找到故障原因后，学生根据工艺理论，确定解决方案，即增大塔顶回流量，需要调节FR-6019仪表。在工程环境中，不能进行一步到位的调节，以免造成大的扰动，需逐步小范围调整，边调边等。因此学生在实施解决方案，必须仔细阅读操作守则，将温度调节至正常运行温度的整个操作过程必须符合现场操作规范。操作实施时，首先将LRC-6023改为手动控制，每次增加调节阀阀位必须小于2%—这是操作守则要求的，如果学生超出这个阀位标准进行调节，训练中系统将给出警告，在考试中则行为将被记录，作为扣分依据。每次调节后系统会根据数学模型的计算将相应仪表调至相应位置，学生一边观察表显示情况一边调解，直至塔顶温度恢复到73.0-80.0℃，最后将LRC-6023设置为自动控制。可以看出，此实验在整个故障处理过程中，并不像普通课程实验制定严格的步骤，而是让学生根据工程实际情况，通过自主观察分析来制定解决方案，然后根据操作规范来一边观察一边操作运行，整个课程设计与教学过程较好地体现了探究式的教学策略。

二、基于过程考核的在线评价体系

对实验学习成果进行全面评价是在线实验的重要环节，这样才能对学生探究式学习过程进行科学合理的评价。传统现场实验模式中以数据处理和实验报告结果来评价只能作为在线实验中评价模式的参考。对于参加实验的学生，主要应考虑的因素是其在实验的准备情况、在实验过程中探与究的情况，即观察问题和分析问题的准确性，设计方案的优劣，操作实施过程的规范性、和其他同学交流情况，以及对理论知识的掌握能力和应用能力，因此必须据此建立新的实验评价体系，即基于实验过程考核的评价体系。在线实验评价体系主要分为理论掌握情况、实验操作能力、合作交流能力，其中实验操作能力是最为重要的指标。理论掌握情况主要考察预习思考题，实验操作能力包括是否选择了正确的仪器或仪表、设计方案是否适当、操作目标是否达到、操作过程是否规范、数据处理与实验报告是否符合要求等都可以作为实验过程考核的指标。同时，每一门实验课程提供BBS建立单门实验的学习社区，学习者就一些问题难题发帖，由专门的辅导教师回答问题，并确认学习者所发的有效帖数等。其中实验操作规范是较为特殊的指标，在工程实际中，操作规范化及其重要，否则将引来灾难性后果。因此，必须设定一个阀值，学生如果出现较为严重的操作规范问题，不论其他指标分数如何，都将判定为不合格，我们定义为罚指标。本文选取上述7个指标因子构成学生实验教学的基本评价指标体系,并依次设其为A1，A2，…，A7，其中A6为罚指标因子。通过在线实验系统中自动记录实验仪器选取、操作等参数，对学生实验过程进行跟踪。结合在线实验平台的应用，在实践中我们采用了一个有七个参数的指标体系，包括预习思考题分数、实验仪器选取、实验方案正确性，操作规范性、数据处理、实验报告、在学习社区的交流情况。对这七个参数赋予不同的权重就可以得到该学生的最终成绩，下面分项说明一下每个指标的含义。由于每个指标因子只反映了学生实验学习的某个方面的特征，各学校可以根据本校实际情况规定指标因子及其特征值，以及罚指标因子的规定。表1显示的是华东理工大学指标因子的重要性规定，并因此为权重来加权学生实验的综合得分。在指标体系中，各项指标的权重大致说明了其重要性，这七个参数基本上涵盖了学生从准备到完成全过程的表现情况，对每一个指标赋于权值并最终得到终结性评价课程成绩，各项指标的加权和就是实验评价分数。少数指标虽然权重并不高，由于在工程实践中具有重要意义，低于一定分数整个实验过程将评价为不合格。比如在前文提到的DCS实验中，在多次出现不规范操作并且在系统警告后仍然出现2次以上不规范操作，整个实验过程将被判定为不合格。对于通过经验方式得到的实验过程考核评价体系，在经过一定的数据积累以后，可以进行智能化的处理和分析，为学生提供更优化的实验方案。比如在DCS实验中，通过对学生实验过程数据的分析，得出每个学生的优缺点。在选取的两个学生中，甲学生虽然分数略高，但操作相关的指标得分都不高，因此在后续实验中，主要给该学生提供注重操作及规范的实验，比如开关机实验和某些故障处理实验。而乙学生操作和动手能力较好，但不注意理论和实验设计，以及数据处理等工作，在后续实验中，应多推送理论学习的模块，提醒学生注意数据处理和实验报告的完成。

三、在线实验系统的设计框架

作为在线实验系统核心部分的探究式学习模式以及相应的在线评价体系设计完成以后，在线实验系统框架基本构筑完毕。在线实验系统应本着简单、适用、高效的原则，实行通用化、标准化、智能化、人性化的设计思想。学生可以通过在线实验平台在教师的指导下进行实验教学的全过程，而在线实验平台则通过记录学生在线上参加的实验过程、实验练习以及培训交流等情况，实现对学生实验情况的全程跟踪管理和对学生实验教学需求的全面掌握。在线实验设计的基本架构如图2所示。可以看出，在框架核心部分的业务层中，支持探究式学习过程是贯穿设计始终的问题，所以应改变原先某些实验只是为验证理论的设计，把发现问题、分析问题、设计解决方案、实施解决方案的探究式思路在实验教学中实现。同时需要学生在各个环节的实验过程进行完整的记录，作为其是否按照教学思想完成实验内容进行考核的依据，同时还可以通过智能化的数据分析和数据挖掘，为学生提供经过优化的个性化实验教学模块。组件层和服务层和平台软硬件设计相关，在其他文章中有详细介绍，本文不再赘述。

四、结论

实验设计论文篇5

生物科学实验设计创意的活动目标:①知识与技能:复习和巩固生物科学中的生命现象和生命活动规律;梳理和巩固生物教材中的实验知识，帮助学生构建系统的实验设计框架。②过程与方法:培养发现问题、提出问题和解决问题的能力;培养发散思维、知识迁移能力;体验观察、对照实验、模拟实验和比较等方法的综合设计与运用;培养图表表达能力。③情感态度与价值观:培养严谨求实的科学态度;培养学生的创 新意识和创新精神。通过简单易行的设计活动，在从材料选择、内容和形式上进行创意实验设计活动，可以实现预期的多项目标。

2创意设计活动的类型与组织形式

生物科学实验设计创意活动组织形式为笔试(闭卷和开卷的书面表达)，这样操作方便简便，不受实验设备、材料等条件的限制。关键是注重看是否设计出新意来，设计出效果来。

2．1闭卷比赛部分

通过设计的比赛试卷，让学生在有限的时间内完成设计。通过批改以后，数量多、质量高者胜出。如在60min内，若能正确设计出20个以上的实验，还可以获“实验设计能手”的称号。该类型重点考查和培养学生实验设计和发散思维能力。

2．2开卷比赛部分

通过布置实验设计活动，利用课余时间进行设计。要求根据教材实验、借助书刊和网络等工具，对教材或某一实验的材料、方法过程进行创新改进;甚至是发现问题、提出问题和解决问题的实验设计，该类型重点是培养学生的创新设计能力、发现和解决问题的能力。要求学生在实验设计时尽可能具有创新性和可操作性。

3设计创意活动的实施

3．1活动方案设计和要求

为节省时间，要求学生用图表(简图或简笔画)的形式科学合理地表达，有针对性地训练图表、文字表达能力。当然最好能先给予一个范例，让学生先模仿，这样更具可操作性。

3．2活动方案具体设计

分三个层次，根据不同学校的学生学习能力层次设计，可通过初、复赛逐步推进。

3．2．1自由式实验设计

仅出现表达形式，自由设计，合理、科学即可，但不能相似。或半命题设计，如探究生物(自选)对环境(自选)的影响，探究环境(自选)对生物(自选)的影响。

3．2．2某主题实验设计

指定某一主题或某一实验材料，如基于蚯蚓的科学实验设计;或基于“某一实验方法”的科学实验设计，如模拟实验法，要设计出20个模拟实验，难度也是较大的。

3．2．3创新实验的设计

闭卷自由选题设计，学生有较开放的设计空间，但因时间限制，往往较难出高质量的设计。或者根据某一问题或某一材料，进行综合实验设计，要求实验过程或方法有具体的创新。通常采用开卷形式，给予一定的时间完成。

3．3活动实施的年级

一般借助每年一届的校园科技节，通过比赛推动，这样就较有执行力。学生要选择初二年级以上的，才有一定生物科学实验设计基础和能力积累;且一般以小组为单位，2人一组，体现合作学习，这样可较易实现预期目标。

3．4活动实施的组织

根据预期需要，可以组织全级或每班推荐若干代表，集中于一个阶梯课室进行限时纸笔测试，组织简单易行，有效且高效。

3．5活动评价和表彰

活动实施最难的环节是评价。如何评定实验设计的质量等级，需要提前准备一个评价量规，主要从科学性、严谨性、表达力、创新性来评定。创新性视要求而定，如初赛时为帮助学生梳理实验，对原创性无要求;复赛时已规定回避教材实验，要求对材料、方法或过程创新，进行严格把关。此外，注意类似实验的把关，如原理相似，第一个实验科学合理给5分;第二个至第N个均只给1分，其他类似得分类推。

3．6创意活动的拓展

实验设计论文篇6

解释学是一种思考问题的方法论，是教师为自己的行为说出道理的行为，是提供理由的行为，也就是使教学行为有意义的赋义过程。教学是一种复杂的、具有高度目的性的行动，教师在这个行动中每一个有意愿的行为几乎都暗含着对这种行为的理解和解答。设计对比实验是常见的研究问题的方法，也是教师教学行为中一类特殊的实验行为。为什么要设计对比实验呢？设计对比实验这个教学行为必然存在教师对自己为什么要采取如此这般行为的解释。所谓“教学解释”就是指教师说出道理的行为，是提供理由的行为，也就是使教学行为有意义的赋义过程。“教学解释”的实质就是建立行为手段与目的之间的联结，就是遵循某个规范或者完成某个规范陈述。有时单一的实验不具有很强的说服力，不足以说明问题，这时就需要设计一组或几组对比实验。

二、从解释学角度设计对比实验的策略

我们知道对比实验是教师的一种教学行为，设计对比实验是创设一种教学情境，如探究燃烧的条件时，教师设计了3组对比实验。实验1：将分别蘸有酒精、水的小棉花球放到酒精灯火焰上加热片刻，蘸有酒精的小棉球燃烧起来，而蘸有水的小棉球没有燃烧。实验2：取两根燃着的小蜡烛，一根放在空气中，一根用透明的玻璃杯罩住，玻璃杯罩住的小蜡烛很快熄灭。实验3：分别点燃一根小木条和一块小煤块，小木条容易被点燃，小煤块不易被点燃。3组对比实验的目的就是为了说明物质燃烧必须具有可燃性；物质燃烧需要氧气；物质燃烧温度必须达到所需要的最低温度，即着火点的不同。在这种教学情境中，教师将话语行为，实验行为与所要达到的目的、知识技能、方法规范、情感与价值等关联起来。分析教师设计对比实验的教学行为时，容易看到这样的行为，实际上蕴含了教师的教学思想，即应当通过对比实验这种教学情境，使学生更真切地理解燃烧的概念。可见从教学解释角度看，设计对比实验是教师研究教材，从学生生活经验出发，发挥教师主导地位，开展有效师生对话的一种创造性的教育行为，是教学的理性的体现。

1.师生主体角色定位是设计对比实验的前提条件。

对比实验是师生交流的一个教学情境，教学情境总是在一个规范引导下的行为流转，有了规范的陈述和引导、教学行为就呈现出目的。在教师这种“目的—手段”的行为结构中体现了教师和学生的角色定位，教师由知识管理者成为经验建构者，学生从“空的容器”到具有不同经验的经验者，从经验拥有者到经验建构者。例如，在学氧化碳实验室制取时，如果只是照本宣科，讲明实验室制取二氧化碳用的是稀盐酸和石灰石，那么，教师只是传授知识，只是知识的管理者。其实，学生已经知道了在化学变化中元素守恒的观点，不再是“空的容器”，教师可以设计对比实验使学生从经验拥有者到经验建构者并开展经验建构。例如，同时设计两组实验：第一组：石灰石＋稀盐酸，石灰石＋稀硫酸；第二组：石灰石＋稀盐酸，碳酸钠＋稀盐酸。通过对比实验的观察分析，既提高了学生的分析观察能力，又培养了学生的分析思考能力，使其形成正确的感性认识。如果教师不从以学生为不同经验拥有者角色出发，教师不以经验建构者的角色定位，教师是不会设计出这样巧妙的对比实验的。所以师生的角色定位是设计对比实验的前提条件。

2.师生团结一致的生活世界是设计对比实验的情境源泉。

生活世界是不同经验共同存在的世界，学校的教学生活应该和日常生活世界紧密联系一起。学校教育情境为师生提供了相互了解和自我理解的可能性和限定性。兼顾生活世界的教育情境，师生必须有相同的机会表达态度、感情、意图等，有相同的机会指挥、反对、允许和禁止等，这种教育情境是充满信任的道德共同体。基于这种共同体中师生的言行打开了个人视界，创设基于个人视界的教育情境，使个人视界有一定程度的发展，这里的师生之间彼此相互促进，师生之间在一定程度上达成知识共有、理解共享。设计对比实验这一教育情境要兼顾师生的生活世界或日常生活，不是某些人的生活或日常生活，而是所有学生的生活或日常生活。教学若想成功，就必须对师生观点给予应有的尊重。如果学生的个人观点没有得到尊重，就会出现“设计得再好的对比实验情境和再好的激发学生的措施都不会引起学习”。只要基于师生一致的生活世界创设的对比实验情境打开了师生的个人视界，就可以在师生之间达成历时性和共时性的知识共有、理解共享。

3.师生平等的对话关系为激发灵感设计对比实验创设了契机。

对话关系是师生之间的最重要的关系。在传统教育学中，“教”是以教师为主体的行为，“学”又是以学生为主体的另一种行为。其实，教学过程不是单主体教和学在同一个活动中相互依存的两方面，而是不仅包括学生而且包括教师的双主体活动，师生通过对话即言说情境这个中介，达成了参与交往的共同体，在教育中认知过程和交往过程通过师生对话关系实现了统一。对话关系是人与人关系中的最高类型，对话是一个持续的发展过程，是一个异中求同、同中求异的双向运动过程。师生在平等的对话关系中发生变化，使课堂教学在动态生成中不断前进，充分利用对话中的灵感创设对比实验设计，使师生的化学逻辑思维可以在实验探究中升华。

4.基于文本展开师生富有想像力的教育行为是设计对比实验的不竭动力。

随着新课程改革的不断深入，各种教材版本的问世使教师的教材观发生了很大转变。目前，教师普遍认识到教材文本是课程标准的载体，教学也不再是一味地教教材，师生通过打破课程文本抽象、僵死的边界，将科学世界和学科知识进行有机联系成为我们教学努力的方向，基于此教师要有创新意识，不惟文本，要实事求是。我们知道在化学发展史上，无论是原子的各种模型还是著名的苯分子蛇形环绕结构的提出都是化学家想像力的智慧结晶。在教学中师生开展富有想像力的教学行动，如在元素周期律的早期发现的过程中，“多个发现”之间有着内在的逻辑联系。教师要引导学生揭示这种逻辑联系，使其认识到“后人的发现是建立在前人研究的基础上”的。基于科学认识基础展开富有想像力的假说是人们在认识未知事物与现象、研究问题与矛盾、事物本质与规律时常采用的思维操作方式，它为设计对比实验展开了思维的翅膀。

三、结语

实验设计论文篇7

由于原子力显微镜的应用范围比较广泛，所以在实验课中不可能涉及到所有的应用领域，可以针对本校的专业设置和原子力显微镜的应用情况来设置实验内容，并且可以根据本校的经济条件，现在原子力显微镜应用较多的专业和院系开设，逐步向更多的有关院系和专业的学生开设原子力显微镜的有关实验课。我校是首先在物理和材料专业开设该课程，后逐渐增加到其他专业的学生，取得了比较好的效果。实验的内容主要包括仪器的结构介绍、操作演示、软件使用、实际操作、图片处理几项内容。学生自己准备样品，这样不同专业的学生都能通过原子力显微镜观测到与自己专业相关的样品，不仅可以熟悉原子力显微镜的操作，而且对本专业的学习也有极大的帮助。下面以分析半导体ZnO薄膜的形貌特性为例，对于原子力显微镜在大学物理实验中的实验内容设计作个简要介绍。对于实验所用的薄膜样品，若是一个综合性的创新实验，可以让学生自己制备薄膜(比如用溶胶-凝胶法等)，然后再用原子力显微镜等仪器分析薄膜的物理特性，中科大已经设置了这方面的创新性实验包括从薄膜样品的制备到光电磁性能分析，形成一个综合性的实验项目。若是一个普通物理实验，教师需要提供薄膜样品，最好是采用不同技术制备的多个样品，这样的话就可以进行对比研究。在这里使用的样品是采用溶胶-凝胶法制备出来的ZnO纳米薄膜。

1．1半导体薄膜表面形貌特征研究

实验在AFM上对样品表面进行了多处扫描，获得样品表面的一系列图像。在介观尺度下，半导体ZnO薄膜表面具有极为凹凸不平的特征，有很多形状不一、大小较为均匀的洼坑和突起。该样品的表面二维形貌图，图片的扫描范围为3000×3000nm。颜色的深浅不同表明了半导体ZnO薄膜表面的粗糙不平的特点，样品表面颜色深的位置代表凹坑深，颜色浅的位置表示该处表面突起。煤样的三维表面形貌，从另一个角度反映了介观尺度下薄膜表面的凹凸不同的形貌。

1．2半导体薄膜样表面颗粒研究

后处理软件对AFM形貌图进行处理，选取高度阈值，并剔除10%的最大和最小颗粒，得到半导体ZnO薄膜的表面颗粒分析结果。比例图代表各个面积尺度的颗粒百分比，每一条线段代表某个尺度(面积)颗粒的百分比。系统所识别到的所有颗粒状况，黑色区域为表面凹陷部分，灰白相间部分为所识别到的颗粒。从颗粒分析得到的粒度分布。总颗粒数为889，平均粒径为40．1nm。其中近90%的颗粒粒径小于56nm。可见，采用AFM扫描，获得了该样纳米级的表面形貌特征。

1．3半导体薄膜样表面粗糙度研究

表面粗糙度是表面结构的主要特征之一。表征表面粗糙度的参数有幅度参数(Amplitudeparameters)、混合参数(HybridParameters)和功能参数(FunctionParameters)。其中混合参数是影响表面摩擦性能的重要因素。功能参数是表征表面某些特殊的性能，如表示表面支承性能的表面支承指数Sbi等。该实验侧重于研究半导体ZnO薄膜表面形貌特性。幅度性能是表面形貌的主要特征之一，幅度参数大多与高度相关。幅度参数主要表征表面高度的三个方面的特性:(1)统计特性;(2)极值特性;(3)高度分布的形状。。半导体ZnO薄膜表面形貌的均方根偏差Sq(统计幅度参数)的数值达8．26nm，说明在AFM扫描区域内，该样表面粗糙度偏离参考基准的统计值。表面偏斜度Ssk=－0．149＜0，表明该样表面的分布在基准面之上较为均匀。对于表征表面高度的峭度Sku=2．31＜3，说明该样形貌高度分布分散，没有集中在表面的中心部分。

1．4半导体薄膜样表面的功率谱分析研究

AFM扫描获得的半导体ZnO薄膜样品信息，经后处理软件处理，得到扫描曲线，再经过傅里叶转换获得频谱和功率谱密度函数。不同的薄膜样品得到的功率谱密度图各异。表达了不同的频率对应的功率谱密度值。结合分形理论，通过计算可得到该样的分形维数D。分形维数是表征表面结构的特征参数。采用功率谱法计算分形维数，有助于进一步研究薄膜样品表面的分形特征。

2结论

实验设计论文篇8

1负反馈对放大器的影响

放大电路中经常引入各种类型的负反馈，用以改善放大电路的性能，本实验板引入了多条本级和级间负反馈支路。为使学生能够更直观深刻地理解负反馈对放大器性能的影响，实验板上设置了J2、J3开关供测试使用，某组测试内容和数据如表1所示。从表1测试结果可以看出，J2闭合(即级间深度负反馈引入)时，J3的断开或者闭合(局部负反馈的变化)基本不影响整个电路的增益。J2断开(即断开级间深度负反馈)时，J3的断开或者闭合(局部负反馈的变化)对整个电路的增益影响比较大，实验结论与理论分析相符合。表1测试数据还表明，放大器增益增大的同时，通频带变窄，即电路参数和三极管确定的情况下，电路的增益带宽积为一常数。

2电容对放大器通频带的影响

衡量放大器性能的一个重要指标是通频带，为了研究影响放大器通频带的因素，本实验板设置了开关J5和J4控制极间电容C5、C6的接入，具体测试内容和数据如表2所示。由表2测试数据可以看出，三极管集—基等效电容(即极间电容C5、C6)主要影响放大器的上限截止频率fH，极间电容越大通频带越窄。极间电容C5、C6构成交流信号的负反馈回路，在低频段时容抗很大视为开路，在高频段时使信号的放大倍数减小，上限截止频率fH减小。在实际工作中应注意三极管极间电容对电路通频带的影响，要有效增大fH，应选用Cb'c较小的管子。实验板设置了开关J1控制电容C1的接入。开关J1对电路通频带的影响测试数据如表3所示。由表3测试数据可以看出，放大电路中的电容C1主要影响放大器的下限截止频率fL，对上限截止频率影响很小。原因是电容C1较大，高频段时容抗非常小，近似短路。低频段时容抗不可忽略，频率越低容抗越大，阻碍越大，放大倍数越小，使下限截止频率fL越高。本实验板加入电容C1和电阻R1组成高通电路，滤除低频噪音信号，使本实验板的性能更好。

3结束语

实验设计论文篇9

一般来说,应具备以下条件:人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏,并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内,并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”,无疑是其设计方案科学严谨的象征。

毕业论文实验设计的三大要素:

实验设计三要素应着重考虑:

一、受试对象的种类问题。这里面包含以下几种情形:l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期,在1期临床试验阶段,通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段,常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者,应有严格的规定。

二、实验因素。实验研究的目的不同,对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多,就必须结合专业知识,对众多的因素做全面分析,必要时做一些预实 验,区分哪些是重要的实验因素,哪些是重要的非重要的实验因素,以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集,实验次数就会增多,许多相邻的水平对结果的影响十分接近,不仅不利于研究目的的实现,而且将会浪费人力、物力和时间;反之,该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来,易于得出错误的结论。在缺乏经验的前提下,应进行必要的预实验或借助他人的经验,选取较为合适的若干个水平。所谓质量因素,就是因素水平的取值是定性的,如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件,选取质最因素的水平,千万不能不顾客观条件而盲目选取。

三、实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志,它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值),一定要事先规定读取数值的严格标准,必要时还应进行统一的技术培训。

毕业论文实验设计的四个原则:

实验设计四原则的实施主要包括:

一、随机原则的实施:即运用“随机数字表”实现随机化;运用”随机排列表”实现随机化;运用’计算机产生伪随机数”实现随机化。

二、对照原则的实施:空白对照组的设立——此种对照一般用干动物实验中,在临床上只适用于慢性病的对比研究中,而且必须慎用;相互对照组的设立——有时要考察的某因素不能取零水平,如考察某化学实验中反应温度对实验结果影响,此时,各实验组分别人不同的温度条件下做实验,各组在实验中起到了相互对照的作用;标准对照组的设立——为了比较某新药的疗效,往往以当前社会上被公认的、疗效比较好且比较稳定的同类药物作为标准对照;实验对照组的设立——当某些处理本身夹杂着重要的非处理因素时,还需设立仅含该非处理因素的实验组为实验对照组;历史或中外对照组的设立一一这种对照形式应慎用,其对比的结果仅供参考,不能作为推理的依据;多种对照形式同时并存。

三、重复原则的实施:所谓重复原则,就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。

实验设计论文篇10

1.取两个大号饮料瓶，把其中的一个瓶底切掉，另一个从中间部位切开，留下带瓶口的部分，用强力胶将两瓶黏在一起，确保接口处不漏水。

2.在饮料瓶盖中间部位钻一个直径略小于油笔芯的小孔，剪下2cm长的一段油笔芯，将其一端插入瓶盖的孔中，并用强力胶黏固在瓶盖上。把输液管滴壶上端切掉1/4，做成一个盛液漏斗。在滴壶的下端留下30cm长的一段输液管，其余部分剪掉。再把输液管的端部套在瓶盖中的油笔芯上，并用棉线扎紧。这样,一个演示浮力产生原因的装置就制作好了。

二、装置用法

1.把装置安装在支架上。在饮料瓶中加入清水，同时在水中滴入数滴红墨水振荡，使水变成红颜色。

2.滴壶固定不动，使瓶中液面与输液管中液面相平。把小球放入瓶中，小球因受到水的浮力飘浮在水面上。当用推杆将小球推到瓶口并堵在瓶口处时，移开推杆，小球仍上浮到水面上。

3.当再次用推杆将小球推到瓶口并堵在瓶口处时，此时下移滴壶，使输液管中的液面低于瓶中液面，这时再移开推杆，可以看到小球不再上浮，而是继续堵在瓶口处。这表明，小球虽然完全浸在水里，但并不受浮力作用（小球重力很小，可以忽略）。通过分析水对小球的作用力可知，这时小球受到水对它向上的压力小于水对它向下的压力。因此，浮力等于零。移动滴壶，只要输液管中的液面低于瓶中液面，小球就能堵在瓶口处，即浮力为零。

4.移动滴壶，只要输液管中的液面高于瓶中的液面，小球就能上浮，表明小球受到了浮力作用。通过分析水对小球的作用力可知，这时小球受到水对它向上的压力大于水对它向下的压力，即产生了浮力。

三、实验结论