科学实验原理范文

导语：如何才能写好一篇科学实验原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词： 微机原理 实验教学 改革 探索

一、引言

“微机原理”是我院理工类必修的专业基础课程。由于计算机工作原理抽象，工作过程难以理解，作为微机原理课程重要组成部分的实验教学在对学生对知识的掌握和能力培养方面起着理论教学不可替代的作用。由于种种原因，我们的实验教学环节非常薄弱，导致了实验教学不能与实际专业教学体系很好融合，学生的实验还停留在验证性的初级阶段，影响了该课程的教学效果，必须对实验教学进行探索和改革，以提高教学质量。

二、现状分析

我校微机原理实验课是面向全校工科类学生的，有计算机类的、汽车工程类的、通信类的，还有机械类的，各个专业要求的层次不一样，用统一的同一种教学模式去对待不同的学生，主次轻重不分，导致有些专业根本没有达到要求，有些专业甚至是“赶鸭子上架”，使教师头痛，学生痛苦。

实验教学方式实行的是教师讲解并操作演示，学生动手操作验证、课后学生完成报告教师批阅的模式，实验课以教师为中心，学生跟着教师指导走，机械地照搬实验指导接线图进行连线，学生缺乏主观能动性，不利于学生解决问题的能力和创新能力的培养。

实验设备集成度高，实验项目模块化高，硬件操作减少，软件接口驱动程序完善，基本上学生处于验证性操作。这当然有有利的一面，如：实验过程快；设备损坏率低；实验成功率高，增强学生完成实验的信心等。但是也包含不利的一面，让学生离素质教育相去甚远，如：由于设备连线限制，实验内容大多为验证性，使学生处于被动接受的地位，无法发挥学生的主动性，严重影响了学生发挥创造性的积极性。

三、措施及方法

1.根据专业优化实验内容

精选实验内容是优化实验项目的重要环节，根据不同专业知识体系的不同特点，并针对不同的专业，开设不同的实验项目，灵活调整实验课的重心，并采取不同的实验方法，使每个实验项目都能达到课程规定的培养目标。按照学生专业知识结构与实验项目考查的知识点相结合的原则，将微机原理实验教学分为3个层次。

第1层次是验证实验部分。验证实验完成了支撑基础知识的作用，任何专业都要完成基本验证性实验，目前保留的验证性实验内容有：并行接口电路8255实验；定时/计数器8253实验；键盘/显示控制器8279实验；中断控制器8259实验；串行通信控制器8250实验；存储器6264扩展实验。通过本层次的实验，学生对微机知识会有一个基本的了解和掌握。

第2层次是设计性实验部分。根据专业特点的不同，在较好完成验证性单元实验的基础上，引入与专业知识结合性较强的设计性实验。教师只提供基本的设计思想和设计方法，不提供具体的、详细的电路与程序。学生自己查阅有关资料，自定设计方案，自行设计、调试接口电路和控制程序。例如自动化专业教学中，让学生自己完成设计步进电机驱动实验。将前面学习的条件输出实验、循环程序设计、DOS中断调用等内容结合起来。此类设计性实验，可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力。

第3层次综合性实验。综合性实验的目的是要将学生学过的主要功能部件有机地结合起来，形成一个有意义的整体。因此我院将该类实验安排在课程设计阶段。综合性实验是由教师根据不同专业给出实验项目，学生根据所掌握的知识，跳开实验仪器的限制，通过不同的方法和不同的途径来完成实验。例如数据采集与处理系统、交通灯控制系统等。这类综合性实验能够使得学生对微机原理与接口这门课程有一个全新的认识。

2.改革教学方式

实验教学内容的改革要求实验教学与指导方法也要相应地进行调整，这是实现教学内容改革的关键环节。根据实验的三个层次，分别采取不同的方法进行实验指导，在实验安排上采取统一安排与实验室开放相结合的方法。

首先在验证性实验部分，采用扶持的教学模式。在此阶段由教师“扶着”学生走。这时的学生由于刚接触微机软硬件相结合的实验，往往会感到无从下手，实验中遇到故障往往不知如何排除。因此，教师需耐心细致地向学生传授软硬件设计方法，协助学生排除故障，使其掌握程序调试及故障分析与排除的基本方法和技能，培养其严谨、规范的实验作风，为后续实验奠定基础。

其次在设计性实验部分，采用预先设计加抽查讲解的办法。实验前学生进行理论上设计，实验时随机让学生讲解实验的基本原理、操作过程，教师进行点评与更正，然后开始实验操作。让学生在实验开始之前对于实验过程有一个非常透彻的理解，对于实验预习中遇到的问题会主动去查阅理论教材，对于理论课上所学的相关知识是一个很好的复习巩固过程。同时，采用学生自己上讲台讲课的方式，能够充分调动学生的积极性。

再次在综合性实验阶段，采用开放式实验室教学模式。学生根据自己的时间表进行实验设计、实验调试。教师要放手让学生自己摸索，相信学生，鼓励学生，培养学生敢试敢闯的精神。教师只作技术上的咨询和结果上的考核验收，使学生的聪明才智得到充分发挥。

3.建立网络虚拟实验室平台

微机原理课程的实验，对于不同专业的学生，完成实验难度不同，大部分专业的学生完成实验有一定的困难。为了帮助学生更好地理解接口技术实验的实质，掌握设计的基本方法，在实验中教师要充分利用多媒体课件辅助实验教学，可制作基于网络平台的“微机原理实验”多媒体课件。课件以课程要求的实验为蓝本，利用多媒体技术，介绍实验，调试实验电路和实验程序。通过多媒体课件，学生可以感受到实验的整个过程，可以通过网络不受时间和地点的限制反复进行虚拟实验。

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关键词：生活资源;自制教具;实验教学

自然科学是一门理论与实践高度结合的学科，实验和探究是科学的精髓，是初中科学课的基础和重要组成部分，也是学生兴趣所在。科学实验既有客观、生动、形象的特征，又具有科学研究的缩影，不仅可以培养学生的科学素养、探究精神和实践能力，更能让学生在科学实验过程中重新经历科学研究的过程，体验科学研究方法。因此优化实验教学是优化科学教学的重要途径之一，下面本人从利用生活资源自制教具优化实验教学，从而到达优化科学教学谈谈看法。

一、初中科学教材中实验存在的问题

科学教材中实验内容符合教学要求，但也存在一些问题：

1.许多实验材料比较陌生、提不起学生的兴趣

兴趣是最好的老师。学生倘若对所学内容没有兴趣，那根本无从谈有效教学。比如七年级上册第128页，铅柱黏合实验选用的铅是学生不熟悉的材料，八年级上册第136页，影响导体电阻大小因素实验用镍铬合金线也是学生陌生的材料，学生对这种实验就提不起兴趣，实验参与性和主动性就要大打折扣了。

2.实验难以操作

实验难操作就会增大实验误差和降低可信度，当然教学效果也欠佳。如七年级下册第114页，探究摩擦力的相关因素实验，实验要求弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，且要在运动中读出弹簧秤的读数，这都难以准确操作。

3.实验现象不明显，实验难以成功

实验现象明显学生才能从中归纳分析出实验结论否则就是照搬书本结论，起不了实验作用。九年级上册气体对外做功实验实验现象不明显会导致学生知识模糊。

4.由于实验室器材缺乏无法开展

由于教育资源不均衡，很多农村初中实验室器材缺乏，教材中的很多实验无法开展，只能讲实验或看视频，这样会导致学生对科学学习失去兴趣。

二、利用生活资源自制教具优化实验教学

1.利用生活资源自制教具新课导入，激发学生科学的情感

好奇作为思维和兴趣的先导，是中学生思维上的一个特点。兴趣是最好的老师，好奇心是成功的起点。因此在教学中，教师利用生活资源适时适度地进行演示，有意识地创设好奇情境，激发学生的求知欲，导入新课优化实验教学。

例如，在教授七年级”汽化和液化“中的沸腾时，我折了一只大纸船、带了一杯水、一只打火机。新课开始，出示这几样简单教具（学生惊讶：老师要干什么？）接着演示：将水倒入纸船，用打火机点燃纸船，嘴里念着“着……着……”纸船就是烧不着，顿时学生的注意力都集中到了一起：这怎么回事？此时不失时机地导入新课想要知道为什么我们今天通过学习沸腾相关知识就能解释了。

这样利用生活资源进行实验，创设好奇情景，因势利导组织教学，对于激发学生求知欲，提高教学质量，将有极大的帮助。

2.利用生活资源自制教具引入实验，帮助学生提出问题

爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”这无疑说明，在学习过程中不断提出问题的重要性。教师适时地设计一些实验可以帮助学生自己提出问题。

例如，在教学八年级”大气压“中关于大气压强与流速的关系时，我事先准备：电吹风、矿泉水瓶、漏斗、乒乓球等身边的生活资源，新课开始，首先请班里肺活量最大的同学上来吹乒乓球，将矿泉水瓶剪断，乒乓球放在下端，将其释放，球会掉下;若从上端吹气，则球会贴在颈处不会掉下。接着我拿出电吹风对着乒乓球吹，乒乓球没有掉落，左右移动电吹风乒乓球便跟着移动（如图1），学生看到这一现象马上提出问题很快进入思维状态了。

可见适时地进行一些实验往往能引发学生提出问题，启迪学生思维，有效激发学生的学习兴趣和求知的欲望，调动学生学习的积极性和主动性，使课堂教学走向成功。

3.利用生活资源自制教具优化实验，有利于突破教学难点

教学难点是学生学习新知识的一大障碍，对于学生不易理解和掌握的新知识，利用生活资源自制教具进行实验探究，将自己真正融入学习掌握知识的探究过程中，能更好地领悟学习难点的内涵，将其转化为更容易理解、更加直观的知识。

例如，在上“水的浮力”时，学生普遍觉得难，知识抽象难以形成整体认识。

而对于影响浮力大小的因素，教材中的实验不形象直观，学生很难理解。为此，我自制了一个杠杆来进行实验演示，清晰而直观地展现浮力的大小。

（如图2，图3）准备杠杆，在两端等臂处分别挂上钩码和橡皮泥，加减橡皮泥使杠杆平衡，然后将钩码和橡皮泥均侵入水中，观察杠杆是否倾斜，分析原因并解释。

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图2 图3

另准备杠杆，在两端等臂处均挂上橡皮泥使杠杆处于平衡状态，然后将两端分别侵入到水和盐水中，观察、分析并解释。

通过这样的对比实验学生对影响浮力大小的因素便显而易见了。

在教学上沉浮条件的应用时，我用自制的教具进行以下实验，用以说明轮船制造原理，达到事半功倍的效果。

（如图4，图5）把橡皮泥揉成团投入水中，发现橡皮泥沉入水中，再把橡皮泥捏成碗状放入水中，发现橡皮泥却能漂浮在水中。由此让学生思考分析为什么实心铁会沉入水中，而用它制的轮船却能安然无恙地漂浮在大海中，就简单易行了。

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图4 图5

通过以上二列自制的实验用具来优化教材中的实验，教材中本来抽象的浮力的概念就明朗清晰了起来，而且，学生通过自己动手做实验来学习这些知识，他们感觉这些知识是自己创造的，很新鲜，有了一种成功的愉悦感，记得准、记得牢，达到优化教学的目的。

这些实验用具来自生活，操作简单，效果明显，都能在家中完成，所以我们可以布置成家庭作业，让学生和家长合作完成。这样既能达到我们科学教学的目的，又能增进家长与学生的合作沟通交流，达到双赢的教育教学效果。

4.利用生活资源自制教具增设实验，呈现验证科学规律

科学规律的教学是我们科学教学过程中的重要组成部分，而科学规律又主要通过实验来呈现，有些科学规律是书本直接给出，学生未必能欣然接受。作为教师应尽可能设计实验来验证这些规律，为此，我利用生活资源自制实验用具，增设实验内容，让学生通过实验研究得出规律，同时也学到了科学研究的方法。

（如图6，图7，图8）一般认为固体和液体分子之间的空隙小，气体分子之间的空隙大，为了验证这一规律，我增设了一个小型的实验。先将少量的酒精加入一次性的保鲜袋扎紧袋口，沸水倒入脸盆，再将此袋子放入沸水中，让同学注意观察现象。（酒精汽化，保鲜袋慢慢膨胀）最后将此保鲜袋投入到冷水中，注意观察现象。（酒化保鲜袋慢慢变瘪）

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图6 图7 图8

这样的实验取材方便，变抽象为具体，学生个个动手，弥补了教材内容的不足，取得了良好的教学效果。

5.利用生活资源自制教具改进实验，增强实验可操作性

书本许多实验实际操作起来有一定难度，会导致实验误差大、可信度差、学生不信服。我利用生活资源自制教具来增强实验可操作性，优化实验教学。

例如，在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，书本实验的设计在操作时有一定难度，在运动过程中弹簧秤会抖动，这将导致读数有偏差，弹簧秤水平放置读数时可见度也差。我对教材中实验存在的缺憾大胆改进，利用自制教具演示实验，避免这些缺陷，达到理想的教学效果。

（如图9）用大的弹簧秤竖直固定在焊接好的铁架上，通过定滑轮改变力的方向水平拉动小木块，木块放在皮带上，皮带在电机的带动下匀速运动，弹簧秤和木块最后是相对静止的，木块在水平方向上受到的弹簧测力计的拉力和受到的摩擦力相互平衡，弹簧秤示数等于滑动摩擦力大小。

这样改进后，皮带轮由电机带动工作，弹簧秤静止且竖直放置，既能保证物块与皮带作相对滑动，又能准确读数，使实验效果更明显。具体实验时，让学生分析与书本实验的异同，分析利弊，提高学生分析和解决问题的能力。

6.利用生活资源自制教具改善实验，提高实验的成功率

教师按照教材中的实验进行演示时，由于这些实验操作程序不明确或实验本身不完善而不成功，影响了课堂教学效果，打击了学生学习热情。为此，我利用生活资源自制教具进行实验， 提高实验的成功率，提高课堂效率。

如，演示对外做功物体内能减少的实验，教材上的实验由于气密性不好而导致实验失败。为此，我自制了小道具，改用矿泉水瓶来做，非常成功！不仅现象明显，而且每个学生自己都能做。同学只要将空矿泉水瓶盖子旋上，需要注意的是不要旋得太紧，从底部往上扭动瓶子，直到瓶盖弹出，就能明显看到瓶口的水雾。

总之，利用身边的生活资源自制教具进行实验，是优化科学实验教学的一种有效途径，这种教学形式让学生动手动脑学科学，丰富学生感性认识，不但掌握知识，而且会灵活运用，同时也开发学生智力、培养能力，提高实验技能，激发学习积极性，有助于教学质量的提高，优化科学教学。

参考文献：

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摘要：本文对理工科化学实验教学进行了思考，提出了增加实验教学的互动性，提高学生获取专业知识的兴趣和能力的方法：从“化”

>> 师范院校数学实验教学的几点思考 浅谈理工科院校实验教学的规范化建设 浅谈理工科院校中文科实验教学体系的优化 师范院校工科实验教学改革与探讨 关于理工科院校翻译选修教学的思考 微课在师范院校应用化学专业无机实验教学中的作用浅谈 理工科高校实验教学中人文素质培养的研究 理工科大学实验教学的改革初探 师范院校日语教学的思考 工科院校基础化学实验教学模式的建立 师范院校生物学实验教学中的生态伦理问题探讨 高等师范院校物理实验教学的现状于改革策略 高等师范院校物理实验教学的现状与改革策略 对理工科院校《大学语文》课程教学探索的思考 提高理工科院校数学公共课教学辅导质量的思考 理工科院校开设家居装饰设计艺术通修课的教学实践思考 加强理工科院校实践教学的探讨研究 理工科院校法学教学的问题与对策 理工科院校陶艺教学的探索与实践 理工科院校美育教学探索 常见问题解答 当前所在位置：l.

[2]张婷.浅谈高师化学实验教学改革――从一个学生的视角[J].大学化学，2012，27（6）：12-14.

[3]羊海棠，王园朝，宋艳江.以“偏光显微镜观察聚合物的球晶”为例的高分子物理实验项目改革[J].化学通报，2014，77（8）：813-813.

[4]徐瑜，徐伟明，周晶.魔芋精粉中葡甘露聚糖含量的测定――开放性化学实验探索[J].大学化学，2011，26（3）：58-61.

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关键词：科研立项;医学人才培养;创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）42-0152-02

“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”国家大学生创新实验计划是我国教育部为提高学生的创新能力而采取的一项重要措施[2]。在学校和学院的积极倡导下，张艳等数名本科在校生有幸参与延边大学医学院组织的大学生创新课题项目《黄芩素对LPS刺激下的黑色素瘤B16细胞增殖和凋亡的影响》的相关研究工作，在研究中对科学研究有了初步的认识并获得了深刻感悟。

一、本科生科研立项项目的大体形式

1.学校统一管理，学院分摊工作。我校开展的大学生创新课题实验项目由学校统一管理，参与实验的门槛相对较低，倡导学生自愿申请，自己积极主动联系导师，对项目进程通过报告进行检查同时严把验收环节。

2.合理的监督方案。学校为了促进科研立项项目的顺利开展和进行，根据我校实际情况制定了合理的监督方案。在项目被批准后小组需要在导师的指导下择期开展项目，对于项目的进展情况，如取得的阶段性成果、实验过程中的问题等进行记录，并由实验小组的项目负责人撰写项目月报告。

3.适度的奖罚措施。我校为了提高广大学生的参与创新课题的积极性，采取了一定的奖惩办法。学校仅对项目相关报告成果验收合格的项目报销实验经费，对于未达到验收标准要求的项目不给予资金资助。对于通过创新课题项目完成良好，顺利完成相关工作并有幸能够在省级以上刊物发表相关论文的同学，在研究生推荐免试评比时给予一定的加分鼓励。

二、本科生参与创新课题的益处

1.本科生参与创新课题有利于提高自主实验能力。绝大多数医学院校在医学生的本科阶段都以书本知识教学为主，学生自主实验的机会少，实验课程少且几十人同时上课，实验所需备品等由于经费原因不足以使每位同学都有机会操作，加之老师指导精力有限，导致大多数医学生在本科毕业时不具备自主实验的能力。

2.本科生参与创新课题有助于培养创新能力。本科生参与科研立项需要勤动手、多思考，在实验出现困难时需要学生利用创新的思维去解决问题，我们在实验方法选取等环节就遇到过困难，后经积极思考，小组讨论集思广益才得以解决。在实验的各个环节都提高了我们的创新能力。

3.本科生参与创新课题有利于提高综合素质。本科生在实验过程中会遇到诸多问题，在导师的指导下能够学会如何查阅相关文献解决问题，以及与小组内其他成员讨论研究获得解决方案[3]。实验涉及多学科的基础知识，要求学生对基础学科的知识掌握扎实，使学生对已经学过的医学生物学知识进行巩固和综合运用。将书本知识与实验实践相结合，提高了综合能力。

三、本科生参与创新课题的不足及解决方案

本科生通过参加科研立项实验，多方面的能力都能够得到提高，但通过对实验过程的思考，仍发现了本科生创新实验方案实行的诸多不足，因此做了如下总结，并针对具体问题给出了相关建议。

1.实验周期相对较短。基础实验周期大多数都比较长，整个实验多数需要几年的时间，实验步骤烦琐，且需大量重复，几乎很少有能够几个月就完整地完成一个实验的，但是我校科研立项周期仅一年，在这一年中需要完成大量实验、数据整合、撰写相关报告及论文等工作。工作量繁重，对于初次接触科研的在校本科生要求过高了，我认为可以针对较难完成的实验项目，允许学生提出适当延长实验时间的报告，从而更加充分地高质量地完成实验。

2.本科生课余时间不足。医学生在本科期间课业繁重，所学科目多，以至于课余时间相对于其他专业来说比较少，而大多数基本的细胞功能学实验，如我们的实验项目需多次进行的MTT细胞增殖实验，需要数天才能完成一次实验内容，且这样的实验步骤有很多，很多部分的实验有需要重复多次，还有一定的实验失败的可能性。以至于一部分同学在临近期末，面对多科考试需要复习时分身乏术，时间严重不足，不得已放弃了实验，影响整个实验计划，我认为可以将科研立项的实验需要花费大量时间的部分移至寒暑假，并对于认真坚持克服自身困难完成实验的学生给予一定的奖励，以鼓励学生积极主动地参与和完成实验项目。

3.本科生相关实验知识欠缺。医学生在本科阶段的学习多以基础医学知识为主，大多数学校学院对实验相关教学安排极少，导致学生对相关实验知识的涉猎不足，实验知识欠缺比较多，大多数学生往往对参与实验的实验原理了解深度不够。

4.实验经费不足。实验所需的实验材料繁多，且与细胞培养相关的仪器设备无菌要求和材质都很高，市面上出售的这类仪器设备的价格也相对昂贵，有些器皿国内生产的尚不能达到实验要求，需要高价进口国外生产的，所以一个实验所需要的经费是很多的。但是我校仅对最终完成实验相关工作的项目仅仅给予2000―5000元的资金支持，实验经费严重不足，多数实验的开展需要用导师的科研经费予以支持。

5.本科生信心不足。在校本科生在基础课程的学习过程中多以书本知识为主，实践机会和经历少，导致其对于自己的实验能力缺乏足够的信心，在实验进行过程中个别人即使有了想法也会因为害怕自己知识量不足说错影响试验等顾忌而未主动提出自己的想法，这都是缺乏自信心的表现。

6.本科生缺乏耐心。基础阶段的医学实验大多都是步骤烦琐，需要花费大量时间精力投入的，实验周期较长，且多数实验步骤需要反复多次已达到统计学要求，得到可靠的实验数据。实验往往需要实验人员在实验室操作很久，整个过程多数是比较枯燥的。本科生多数年龄较小，心智尚未完全成熟，对待事物缺少耐心，又是第一次接触这种长程实验，难免在实验中因缺乏耐心而有一部分想要放弃，中途退出实验，有始无终。

7.同学间的合作矛盾。导师带领的几名本科生组建的实验小组成员性格上有一定的差异，并且大学生在进入大学之前生活的重心多放在学习上，小组活动的机会比较少，这样在实验中难免因为个别同学之间的缺乏良好的沟通而导致意见出现分歧，影响整个实验的进程。

8.实验课题完成质量参差不齐。参与本科生创新课题实验项目的大部分实验都能够按照原本的进度要求如期顺利地完成相关实验工作，如期完成实验。但也有一部分科研立项实验项目由于实验开展匆忙，前期的准备工作不够完善，对立项课题的研究方向的相关知识了解还不够充分，对实验的操作难度没有在实验前做出正确的评估，且某些实验室还不具备完成实验所需的设备要求，加上上述提及的本科在校生自身的实际问题等原因，最终很遗憾地导致实验不能如期开展和按时完成。

综上所述，积极地开展本科生科研立项对于学生的能力培养具有重要意义，虽然在实验项目的具体实施过程中仍存在一些问题与不足，但只要在今后的实践过程中不断改进，在实践中探索更好地解决办法，通过本科生的科研立项项目必将有助于培养更多的具有创新思维的医学医疗人才。

参考文献：

[1]吴丹桂，徐名颂，刘世明，林岳兴.医学本科生科研能力培养探析[J].西北医学教育，2010，18（1）：19-21.

[2]孙铭娟，王梁华，焦炳华.医学院校大学生创新课题的实践与效果评价[J].中国医药教育，2013，3（10）：138-139，146.

[3]吕朴，崔冉亮，戎凯，等.医学专业大学生创新课题实践思考[J].西北医学教育，2011，19（3）：471-472，486.

Undergraduate Medical Colleges Research Projects Practice Insights

ZHANG Yan，YANG Yang-liang，SUN Rui，SUN Pei-lin，PIAO Ying-shi*

（Department of Physiology and Pathology，Yanbian University Medical College，Yanji，Jilin 133002，China）

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【关键词】通信原理；实验课程；改进思路；教学模式

通信原理是通信工程专业一门很重要的基础课，它跟高等数学、概率论与随机过程、线性代数、信号与系统及数字电子技术等前续课程关系紧密，同时对移动通信、光纤通信和现代交换技术等后续专业课程有重要影响。知识点丰富，原理、概念抽象，理论性强，对数学知识要求高是本课程的特点，教师觉得难教，学生感到难学，这是师生常常面临的困惑。为提高通信原理课程的教学质量，改善教学效果，从各方面增强学生在通信方面的综合素养，可以在教学过程中进行改革，着重加强实验课程教学。

一、通信原理实验课程教学的重要性

通信原理是通信工程专业的主干课程，而实验课程教学主要是配合“通信原理”课程而开设。通过课程和实验教学让学生掌握编译码及ASK、FSK、PSK的调制解调的原理和实验方法。使学生掌握通信方面常用的测试仪器的使用，提高在将来工作中实际动手操作的能力。通过实验来提高学生对通信理论认识，加深对通信基本原理的理解、掌握各种传输方式的基本原理和方法，理解各种传输方式的实现方法。通过实验手段，使学生进一步理解课堂理论知识，培养学生初步掌握通信原理实验的技能；验证所学理论，巩固所学知识，启发创新思维；对学生进行实验研究的基本训练，培养综合能力。

二、通信原理实验教学现状

纵观国内许多院校通信工程专业的实验教学模式，从教学内容、方法、手段到实验仪器与设备的配置等方面，都不同程度地存在一些问题。

（1）实验教学内容主要是按照理论教学安排一些验证性实验，缺乏综合性和创新性实验。

（2）实验教学受课时限制，学生只能被动地按教师的指导进行实验，这就限制了学生主观能动性的发挥。

（3）由于资金限制，许多设备无法购进，一般都是采用实验箱及其它测试仪器完成实验教学，实验项目由生产厂家预先设定，实验方法单一，缺乏灵活性，不利于培养学？。

（4）专业实验室一般都按专业理论课程分成通信原理实验室、程控交换实验室、移动通信实验室、光纤通信与传输实验室等，结果使实验教学局限在某课程范围内，削弱了各学科问的关联性，不利于学生从系统和网络的层面上掌握通信技术。

三、通信原理实验教学改进的基本思路

通信原理实验的学时数多为12～24学时，实验时间是在课堂教的相关内容结束以后交叉进行，能够进行8个验证性实验和1个综合性实验，典型的实验内容为PAM调制与解调、PCM调制与解调、FSK调制等项目，由通信原理实验箱实现。

其实验箱采用模块化的结构，单次实验中学生只能使用其中某一部分，还不能模拟设计一个接近真实的通信系统，学生的实验侧重在数字技术，对一些常用的模拟技术并不涉及，这跟现在的通信原理教学大纲不是很相符，也欠缺对学生的综合设计能力的训练。在实验过程中，学生按照该实验箱配套的实验指导书规定的步骤，可以完成一系列通信原理实验。由于众所周知的原因，验证性实验的主要缺点是扩展性、操作性不强，学生除了按照事先规定好的步骤完成实验外，并不能根据实验原理实现额外的操作，只能被动地实验，其结果是完成实验以后，学生可能记录了大量的实验数据和波形，但是对这些数据的产生原理和目的，却没有一个深入的理解，实验效果也就无从谈起。

针对上述问题，在不额外购置新实验设备的情况下，较好的作法是深入挖掘原有实验箱的潜力，结合通信原理课程的特色，对实验箱进行改进。例如，实验箱原有的各种载波信号都是固定不变的，而这些载波信号是由高频振荡电路生成并引入各个模块，于是可以将原有的高频振荡电路中的电容由固定电容替换成可变电容，以此来获取各种不同的载波信号，学生可以自己改变可变电容的值，获得各种欠调节或过调节信号，经过与理想调制信号相比较，能够有一个更加深入的实验效果。

四、实验平台的选择

基于“通信原理”课程的特点以及实验设计的目的，实验平台的选择是至关重要的。到目前为止，应用在通信原理实验当中的平台主要有通信原理实验箱、SystemView平台、MATLAB仿真平台以及EDA设计平台。在操作不同类型的通信原理实验过程中，这些平台各有优缺点。

实验箱平台一直是通信原理实验使用的传统教学方式，这种平台对验证性实验比较适用，有利于加深通信原理单个知识点的理解。但是对设计性和综合设计性的实验项目来说，这种平台缺少了灵活性。另外这种平台大多数价格昂贵，维修率高且需占用较大的空间。SystemView是通信信号与系统的仿真设计和分析软件。与MATLAB相比，它的最大特点是软件仿真与硬件实现的对应关系非常密切。整个仿真软件系统由信号源、器件库、分析工具构成和大量各式各样的器件库。虽然SystemView是用软件仿真的方法实现系统，但是因其与硬件具有良好的对应关系，所以对系统使用者认识和把握硬件系统具有很好的帮助作用。而且，制作一个真实的硬件系统所需的时间代价、元器件代价、仪器设备代价和实验场地的代价还是很高的。SystemView在这方面充分体现了它的价值。

通过上面对各种实验平台的特点分析来看，验证性实验可以采用实验箱和MATLAB这两种形式，MATLAB仿真偏重通信原理知识的验证且具有很好的画图功能，比较简单，容易掌握，而实验箱除了验证通信原理理论知识外，还和通信原理知识的实际应用结合起来，譬如它还会要求学生对通信信号的时延和同步等问题进行分析；设计性实验可以采用EDA或MATLAB工具，MATLAB平台更侧重通信模块功能的仿真，而EDA平台在MATLAB平台的基础上，还强调通信模块的性能要求；综合设计性实验可以采用MAT-LAB、SystemView或EDA平台，MATLAB平台相对SystemView平台来说侧重系统级的功能仿真上，操作较简单，而SystemView平台除了功能仿真外，还从硬件的角度去仿真，更加贴近实际，而EDA平台设计通信系统难度较大，但能很好的锻炼学生的动手能力。

五、通信原理实验课程教学模式研究

1、改进实验教学方法和手段。在实验任务和目的明确的前提下，采用启发式、讨论式、探究式等教学模式，要求学生自己查阅资料，提出实验方案，设计实验步骤，拟出实验器材。并对所设计的方案进行理论解释，然后在指导教师和学生共同讨论的基础上，确定实验方案，分析实验结果，让学生学会学习。

2、采用虚？PILAV，扩展实验项目。虚拟仪器采用计算机开放体系，只要选用适当的硬件接口电路，调用不同的虚拟仪器软件包，就可利用计算机强大的数据处理能力，实现多种传统仪器的功能。虚拟仪器的出现，不但改变了传统实验教学方法，使原先因资金等条件限制无法开设的实验能够进行。

3、顺应通信专业多学科渗透、融合的发展趋势，组建通信系统综合实验室。通信专业实验教学应打破传统的按课程软件的强大功能，进行射频产品设计训练，在全校（院）层面上进行统一规括电路布线图设计、器件参数修正、系统性能划建设，让学生通过基础实验后进入综合实测试等，连续集成的概念能提高产品设计开验室，从多学科的角度，在系统化、网络化的发的速度和准确度，省去制造原型的时间和层面上熟悉现代的、多种业务综合的实际通费用，可让学生学到最新的产品设计、开发理信系统，尽可能使综合实验室的教学服务功念和方法。

六、结束语

通过增强实验的操作性，起到了良好的互动作用，可以部分地解决实验教学中以老师为中心的传统教学方法的缺点，充分调动学生的动能动性，激发学生在实验之后主动去理解实验原理的热情。实践证明，在对通信原理实验进行改进之后，学生对通信原理实验的积极性和兴趣性都很高，从实验环节反馈到课堂教学环节的收获也有所提高，实验效果显著改善。

参考文献：

[1] 张会生，通信原理，北京：高等教育出版社，2011.

篇6

关键词：化学实验；课程资源；开发；利用

一、课程资源与化学实验教学资源

课程资源的结构包括校内课程资源和校外课程资源。化学实验教学资源，包括条件性资源――是指化学实验室及化学实验仪器、装置、药品以及实验员，影像设备，网络及网络教学资源；还包括素材性资源――是指教科书、学生用书期刊等图书资料、影像资料、教师的教学思想、学生的学习生活的经验等。

二、化学实验教学资源的开发和利用的现状

1.教师实验资源观念模糊

2.实验人力资源亟待提高

3.实验物力资源缺乏

4.现有实验课程资源没有被有效利用

5.资源开发是零散的、无组织的

三、化学实验课程资源的开发和利用的途径

1.重视化学实验室的建设

（1）化学实验室应配置必要的仪器、设备和实验防护用具，对药品的质和量要定期检查，及时补充易耗品，以保证实验探究活动的正常进行。

（2）在实验室中应展示常见的仪器、重要的装置和药品，教学模型、挂图、幻灯片等应分类保存。

（3）实验室建设的标准化和管理人员的配备和培训应当跟上。

（4）条件好的学校，仪器配备应当做到人手一套，也在课余时间向学生开放实验室，鼓励学生自主地开展实验，力求做到每个学生都能动手实验。

2.鼓励教师开发替代性实验

3.积极开展微型实验

所谓微型化学实验，是在一些专门设计的微型化的仪器装置中进行的化学实验，也就是说，以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。以下是某位学生利用微型化学仪器对蛋壳主要成分的验证实验进行的创新：

此装置适用于任何液―固反应生成微量气体的检验，表明微型实验可以创新实验，对激发学生的潜能很有实效。

参考文献：

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关键词 应用型本科 实验室建设 力学实验

中图分类号：G644.6 文献标识码：A

0 引言

基础力学实验是学生对所学内容的深刻理解，更好的融会贯通所学力学理论知识必不可少的环节，全国各高校都积极进行了实验室建设并取得很好的示范作用。上海应用技术学院针对应用型高校的对学生培养目标，积极进行力学实验室调研活动和实验室建设课题，作者于近期分别赴浙江大学和同济大学国家力学示范中心进行了走访和参观，为应用型高校未来力学实验室的建设提供了目标。上述两所高校均具有理论力学实验室、材料力学实验室、光测弹性力学实验室、振动试验室和学生创新实验室等。人员配置合理，年龄上老、中、青兼备，教授、副教授等职称人员比例合理。通过调研，笔者认为应用型高校要想培养出既具有较扎实理论知识又具有较强的动手能力的并适用于一线解决实际问题的工程师，就必须从实践上多下功夫，增加学生实际参与实践活动的机会。只有这样，才能培养出区别于重点大学和普通高职院校的学生，以满足工业界对应用型高校学生的需求。针对上海应用技术学院应用型高校的特点，对近年来实验室建设进行总结并对未来实验室建设提出目标，以期可以为类似应用型为主的高校从实际情况出发，建设好自己的基础力学实验室，为国家和地方培养出合格的应用技术型人才贡献力量。

1 上海应用技术学院力学实验室现状及未来发展方向

1.1 力学实验室现状

上海应用技术学院力学实验室是一个面向全校的基础性实验室，是本校承担实验教学工作最大的实验室之一。目前每年为机械、材料、土木等学院约40个自然班提供力学实验平台。专任教师2名，其中高级职称1人，中级职称1名。此外，每年还为8-10个班级的学生的测试技术课程设计提供支持，为1-2个班级的学生的模具实验提供支持，为本系及外系教师的科研需要提供装备支持。

从所承担的实验总量来看，每年有1000多名学生做力学实验。2006年为配合本科评估，进行了部分力学实验装备更新，包括：万能试验机2台、扭转试验机2台、多功能组合实验装备8套。为了更好的满足实验需求，2011年又进行了"多功能组合实验装备等扩套"的实验室建设。经过2年的建设，又购置多功能实验组合装置4套，包括静态电阻应变仪4台。初步缓解了弯曲正应力实验组数人员过多情况，大大改善该实验的质量，满足学生分组数量，提高学生亲自动手操作能力。

目前力学实验室拥有微机控制万能试验机2台（CMT5305格：300KN），微机控制扭转试验机2台（500NM），多功能组合实验装备12套（NH-3），程控静态应变仪12套（TS3861恒流式（12个点））。可以开设拉伸压缩实验、扭转实验以及弯曲正应力实验。

1.2 未来展望

为培养适合社会需求的既具有基础扎实，动手能力强且具有创新精神的应用型大学生，积极探索适应于创新人才培养的创新实验室是应用型高校今后急切需要做的一项工作。建设以创新设计和研究探索为主题并与实践紧密联系，强调学生主体地位的创新实验室将会对具有创新意识的应用型本科生培养具有十分重要的作用。

与此同时实验力学竞赛也是能够促进和激发各高校教师和学生的实验能力的有效手段之一。目前首届全国大学生基础力学实验竞赛已于2010年在东南大学举行，全国性的基础力学实验竞赛是周培源力学竞赛的一个组成部分。每两年举办一届，与已举行多届的以力学理论及其应用为主的周培源力学竞赛交错进行。作为应用型高校应该注意该项实验力学竞赛，先以观察员身份进行观摩、学习，逐渐进入并参与竞赛，以此来带动应用型高校学生的分析问题、解决问题和实际动手能力的培养和提高。

另外，虚拟实验室的建设也是应用型高校未来建设的一个方向。目前许多应用型高校包括高职高专院校只安排验证性实验、演示性实验。造成这些情况主要有以下几个原因：但随着学生的扩招，给力学实验教学带来了巨大的压力。传统的实验教学已经不能满足新形势下的教学要求，从而面临各种各样的问题，如实验场地狭小，一些实验学生不能亲自操作，影响了学生对实验的亲身体验，同时实验室建设费用较高，传统的力学拉伸、压缩实验教学等主要依赖费用高昂的拉伸实验设备，存在前期投入大、后期维护费用高，开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题，致使实验教学无法有效开展，严重影响教学质量，另外，实验教师有限，很难在有限的时间内细致地指导大批的学生，教学目标难以达到，因此设计性和探究性试验更是难以开展，这些瓶颈不突破，势必会影响应用型人才培养的质量。因此，针对传统实验教学中存在的教学方法单一，知识学习和实验动手操作相互分离，学生缺乏学习主动性和创造性等问题，开放式虚拟实验教学系统目前已经在一部分985，211高校使用，今后应用型高校也应自主研发或与有经验的高校进行合作尽快建设一套适合各自高校自身特点的力学虚拟实验教学新系统。

2 结束语

由于基础力学实验是工科类学生的一门重要的基础实验，不仅要求学生通过实验验证所学基本知识、掌握测试技术的基本理论和操作的基本方法，同时还要培养学生不断提高分析和解决实际问题的能力。因此按照培养应用型、复合型、一线工程师这一定位，积极探索和研究应用型高校力学实验室的建设工作非常必要，对高职高专等院校实验室建设也具有较好的启示作用。

基金项目： 2014年上海市高等学校专业综合改革试点项目；上海应用技术学院实验室建设项目（1020G110012 ）

参考文献

[1] 刘燕，周金燕，王文斌.实验室建设与管理的改革与实践[J].实验室研究与探索，2004（1）：89-91.

[2] 张卓.面向新世纪高等院校的实验室[J].实验室研究与探索，2001（2）：78-81.

[3] 朱健平.实验室建设的关键是实验技术队伍的建设[J].实验室研究与探索，2004（10）：81-83.

[4] 涂廷亚.创新能力培养是实验室建设和管理工作的重点[J].实验室研究与探索，2003（2）：8-10.

[5] 姜艳萍.实验教学与创造性人才的培养[J].实验室研究与探索，2001（5）：9-11.

[6] 马丽霞，屈晓阳，顾勇飞.创新型实验教学体系的构建[J].中国大学教学，2010（10）：67-69.

[7] 罗正祥，郝钦伟，高翔.面向21世纪工科院校实验室建设模式和实验教学改革的研究与实践[J].实验室研究与探索，2001（2）：9-11.

[8] 房贞政.实验室建设要有新理念[J].实验室研究与探索，2005（5）：1-2.

[9] 刘介珍，罗筱英，聂昌平.示范实验室建设浅探[J].实验室研究与探索，2004（2）：92-93.

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苏科版初中物理教材中有大量的实验，许多实验均设计了实验方案，主要突出培养学生实验操作和记录数据分析归纳能力的培养，却不利于学生实验设计能力的培养.但是，如果我们稍微改变一下实验的条件，就可以使课本实验资源成为很好的培养学生实验设计能力的素材.下面就以测量小灯泡额定功率的创新实验设计为例，说明如何挖掘课本实验资源培养学生实验设计能力.

测量小灯泡的额定功率是初中电学中最重要的实验之一，课本介绍的方法是“伏安法”，并提供了电路设计，在该实验中学生实验操作和记录数据分析归纳能力得到了培养，但实验设计能力的培养显得不足.为了发挥该实验培养学生实验设计能力的效能，挖掘使用好课本实验资源，我在用“伏安法”测量小灯泡电功率实验课结束后，改变实验条件提出了如下两个案例，即如何利用一只电压表或一只电流表测量小灯泡的额定功率.留给学生课后思考并要求在第二天的物理课上交流.但在第二天课堂交流时，只有两三位优秀的同学在课后查阅了一些资料后略知一二，绝大多数学生感到困难重重，于是我决定引导学生设计实验方案，培养他们实验设计的能力与创新精神.

案例一 已知电压表（0～3 V、0～15 V）一只，开关S一只，定值电阻R0=5 Ω，滑动变阻器R（10 Ω 1 A），电源电压为6 V，小灯泡的额定电压为3.8 V（小灯泡正常发光时的电阻约为10 Ω），导线若干，请写出你设计的测量这个小灯泡额定功率的实验方案.

1.引领思路 设计方案

师：书本上测量小灯泡额定功率的方法原理是什么？

生：P额=U额I额

师：只有电压表，运用P额=U额I额来测量这个小灯泡额定功率时你能解决什么物理量的测量？遇到的困难是什么？

生：有电压表，可以很方便的直接测量小灯泡两端的电压，但是由于没有电流表，无法测量小灯泡发光时的电流.

师：你们说的不错.看来，只要解决了小灯泡发光时的电流的测量，仍然可以运用P额=U额I额计算出小灯泡的额定功率，你们说是不是？

生：是的.

师：没有电流表直接测量发光小灯泡的电流肯定不行.但是我们能否通过其它的途径来知道发光小灯泡的电流呢？大家思考！

师：提示同学们思考一个问题，运用电压表量出谁两端的电压可以知道电流大小？

生：当然是已知定值电阻.

师：很好，运用我们学过的什么物理知识可以借助于定值电阻的电流来知道发光小灯泡的电流呢？同学们想想！

师：跟电流有关的知识有哪些？

生：有串联电路电流处处相等，并联电路总电流等于各支路电流，还有欧姆定律等.

师：很好，你们基础知识掌握得不错！你打算运用什么知识来知道发光小灯泡的电流大小？你们可以小组讨论.

生：我打算运用串联电路电流处处相等的知识，将定值电阻与小灯泡串联在电路中，用电压表测量出已知定值电阻两端电压，就可以算出定值电阻中的电流，其就等于串联小灯泡中的电流大小.

师：你们真棒！请同学归纳一下刚才一只电压表测量小灯泡的方法并设计实验电路.

生：如图1.

师：这个电路能确保测量的一定是小灯泡的额定功率吗？为什么？

生：不一定.因为小灯泡两端电压不一定等于额定电压.

师：那怎么办？电路怎么改进？

生：在电路中再串联一个滑动变阻器来调节小灯泡两端电压.

师：很好，请完善你们设计的电路图.

生：如图2.

师：请同学们根据图2的设计，说明实验步骤.

生：实验步骤：

（1）按照电路图2连接实物；

（2）将滑动变阻器的滑片移动至最右端，闭合开关S，再调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为U额；

（3）断开开关，将电压表再并联到定值电阻R0两端，保持滑片位置不变，闭合开关，记下电压表的示数为U0；

（4）数据处理.I0=U0R0，由于串联的小灯泡正常发光，所以小灯泡的额定电流

I额=I0=U0R0，

则小灯泡的额定功率P额=U额I额=U额U0R0.

（5）实验完毕，整理器材.

2.实验反思 改进设计

师：你们觉得刚才这个电路设计在实际测量中有没有比较麻烦的地方？

生：该实验中存在着不足，就是电压表在实验中要拆下重新连接比较麻烦.

师：再给你两个单刀单掷开关，改进电路设计，使电压表在实验中不需要拆下重新连接.你们先自己设计，然后再交流展示.

生：展示如图3.

师：上面给你的两个单刀单掷开关的作用就相当于一只单刀双掷开关，运用一只单刀双掷开关那又如何设计？还是请你们先自己设计，然后再交流展示.

生：展示如图4.

图3、图4的实验步骤由学生口述，教师引导学生评价补充，并要求写出实验表达式P额=U额（U-U额）R0，其中U为小灯泡正常发光时灯L与R0两端的总电压.

3.总结方法 提升能力

（1）与“伏安法”测量小灯泡的额定功率相比较，由于只有一只电压表，没有电流表，因此不能直接用电流表测出小灯泡正常发光时的电流，直接运用“伏安法”行不通.有一点要明白，没有电流表只是不能直接测量电流，能否间接知道电流的大小呢？根据学过的欧姆定律知识，运用电压表测量出已知定值电阻两端电压，运用欧姆定律一样能知道电流大小.如何根据定值电阻的电流大小来知道小灯泡中电流的大小呢？可以运用串联电路的知识，将它们串联起来.如何使串联电路中小灯泡正常发光呢？看来应当发挥滑动变阻器在串联电路中的调节电压的作用，因此我们还应当在小灯泡和定值电阻的串联电路中再串联一只适当的滑动变阻器.因此只有一只电压表一样可以测量小灯泡的额定功率.

（2）当电压表与已知定值电阻并联作为一个整体使用时，其就相当于一只电流表.

案例二 已知电流表（0～0.6 A、0～3 A）一只，开关S一只，定值电阻R0=20 Ω，滑动变阻器R（10 Ω 1 A），电源电压为6 V，小灯泡的额定电压为3.8 V（小灯泡正常发光时的电阻约为10 Ω），导线若干，请写出你设计的测量这个小灯泡额定功率的实验方案.

教师对学生的思路引导、实验设计、设计改进、实验总结参照上例，这里不再骜述，重在设计思路的解析，过程如下：

与“伏安法”测量小灯泡的额定功率相比较， 由于只有一只电流表，没有电压表，不能直接用电压表观察小灯泡两端的实际电压是否达到额定电压，直接运用“伏安法”也行不通.没有电压表只是不能直接测量电压，能否间接知道电压的大小呢？根据学过的欧姆定律知识，运用电流表测量出已知定值电阻中通过的电流，运用欧姆定律变形公式一样能知道电压大小.如何借助定值电阻两端电压的大小来知道小灯泡两端的电压大小呢？可以运用并联电路的知识，将它们并联起来，定值电阻两端的电压就等于小灯泡两端的电压大小.要使小灯泡正常发光，就要使定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压U额，即与定值电阻串联的电流表示数必须调到U额R0.如何使并联电路中定值电阻的电流等于U额R0，从而使小灯泡正常发光呢？看来应当发挥滑动变阻器在串联电路中的调节电流的作用，因此还应当在小灯泡和定值电阻的并联电路的基础上再串联一只适当的滑动变阻器.

实验电路的设计与改进过程如下图.

选择电路图6说明实验步骤.

（1）按照电路图6连接实物；

（2）将滑动变阻器的滑片移动至最右端，闭合开关S和S1，再调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为U额R0；

（3）断开开关S1，保持滑片位置不变，再闭合开关 S2，记下电流表的示数为I；

（4）数据处理.小灯泡的额定功率P额=U额（I-I额）；

（5）实验完毕，整理器材.

篇9

一、加强化学教师课程开发和利用的主力军作用

随着课程教材改革和学校内部教育教学改革的深化，教师是教育改革关键性因素的观点，越来越引起人们的关注。许多化学教师在化学实验课程资源极其紧缺的情况下，“化腐朽为神奇”，实现了课程资源价值的“超水平”发挥。一些化学教师以生活中常见的物质作为实验药品，比如测定“易拉罐的主要成分”，使学生对化学产生一种亲近感；或将日常生活中化学现象作为化学实验内容选取的素材，如“如何减少或避免甲醛等挥发性有机物对居室空气的污染”实验，使学生能运用化学知识解释身边的化学现象，能够学以致用。因此，在化学课程资源建设中，要充分发挥化学教师的主观能动作用，首先要开发好化学教师这一资源，使广大化学教师积极投身到课程资源的开发和利用中来。可以说教师的素质状况决定了化学实验课程资源的开发与利用的程度以及发挥效益的水平。

二、重视化学实验室的建设

学校实验室建设既要关注实验室硬件建设，也要关注实验室软件管理。一方面要求学校及有关部门加大投入，配足配齐必须的实验仪器、药品及实验防护用具，定期检查药品质量，及时补充损耗品、不断更新仪器设备；其次要鼓励教师、学生，充分利用日常生活中和周围环境中的材料，自制仪器，代替药品，这样既解决了仪器短缺问题，丰富了教学资源，还增强了学生节约和环保意识。如指导学生利用生活中的贝壳或鸡蛋壳代替碳酸钙，用食用碱代替碳酸钠，用废弃的饮料瓶和小药瓶作反应容器等；最后应该重视和加强对实验管理人员的培养和提高，确保实验的安全和质量。

三、应用信息技术整合化学实验课程资源

信息技术应用于化学课堂教学,克服了传统教学的某些不足，在扩大演示实验的效果方面表现出了现代教学手段的优越性。另外，信息化课程资源可以呈现教科书以外的教学内容，可实现教学内容的适度开放。实验是化学的精髓，所以与实验相关的实物同步投影和课件模拟演示，成为化学学科与信息技术整合的一个重要突破口。通过多媒体课件演示与化学教学实际操作的有机结合，是化学教学改革中的一种新型教学手段，由于其视听结合、手眼并用的特点及其模拟、反馈、个别指导和游戏的内在感染力，故具有极大的吸引力，实物投影和课件模拟在化学实验和理论教学中发挥出重大的作用。

学校应积极组织和鼓励教师开发联系当地生产实际和反映科学技术研究成果的教学资源，应用化学教学软件和研制化学教学课件，利用网络化学教育资源等。要重视教学资源的建设和管理，形成资源库，实现资源共享。学校应加快校园网的建设，鼓励教师和学生从网上获取课程信息。

四、重视学生在实验课程资源开发中的作用

篇10

编译原理课程是计算机科学与技术专业的重要专业课之一，课程内容抽象，理论性较强，学生普遍反应难学难懂，为此设置一定课时的实验课，有助于帮助学生深入理解概念，提高学生的逻辑思维能力、实践动手能力，有助于切实有效地提高学生的专业素质。目前编译原理课程的实验设计通常是要求学生实现一个比较完整的编译程序，或者将其拆分成词法分析实验、语法分析实验和语义分析实验等几个部分，实验内容具有一定的难度，让很多学生知难而退，难以达到预期的实验效果。究其原因是在实验设计上与学生的实际情况之间出现了诸多偏差，需要对实验的设计和组织进行改进，以更好地提高编译原理实验课的教学效果。

1编译课程实验的问题

1.1学生对课程实验定位存在认知误区

在教学实践中发现很多学生对编译原理实验课程的认识上存在很多误区，这些认识误区如果不加以及时纠正，加上课程内容抽象、逻辑性强等特点，很容易加重学生的畏难情绪，产生一系列不利于课程学习的消极负面影响。

一种认识误区是简单地认为编译原理的学习目的就是设计和开发编译器，认为毕业后很少有从事编译器研发的机会，所以得出课程学了没用的错误结论。实际上编译原理包括的形式语言、自动机理论等语言定义、翻译与实现的基础知识，可以让学生领悟到计算机理论的精髓，可以让学生从程序编译的角度重新审视软件的开发，有助于提高学生对软件设计开发的认识，对于今后从事应用软件、语言开发平台甚至系统软件的开发等都是非常有好处的。

另一种认识误区是将编译的实验混淆于普通的程序设计实验，将实验重点没有放在算法的设计、原理的理解上，而是迷失在具体代码实现的细节上。编译原理课程是一个综合性的专业课，编译程序使用的一些数据结构和算法是“数据结构”、“离散数学”以及“算法设计与分析”等课程相关知识的典型应用本文由收集整理，能够进一步加深了学生对相关课程知识的综合运用和专业素质的提升。

1.2实验内容设计缺少层次性

通常的编译原理实验课的教学设计，是将学生已经学过的一种高级语言的词法和语法进行简化，作为实验的模型语言。针对编译过程的词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、目标代码生成的四个重要阶段，每个阶段分别设计一个或多个实验题目，最终合成一个完整的编译程序。这样设计实验的好处是与授课内容紧密结合，模块分解清晰。但存在的问题是尽管对高级语言进行了简化，每个实验仍然存在着一系列的“难度阶梯”需要学生跨越，如果在实验的设计上仅从学科的理论体系上考虑，忽视了学生知识和能力水平的不同层次，只是一种理想化的设计，执行起来势必难以达到预期的实验效果。

以词法分析的实验设计为例：实验要求是给出某模型语言的文法规范，要求编写该语言的词法分析程序。输入源程序文件，输出关键词、专用符号以及其它标记。实验过程是编写主函数gettoken，通过从文件中读取字符到缓冲区中并由c语言字符的状态转换图流程判断返回一个字符（token）。分析出来的单词主要分为关键词，专用符号，标记符号等。

这个实验是编译阶段的第一个实验，在学生对编译程序理解不深，很多思维方式和知识框架还没有建立起来的情况下，给很多学生设置了一系列障碍，如形式化语言、有穷自动机的理论等，每一个障碍对于初学者都难度不小，这些问题同时出现在一个实验中，会使相当大一部分学生因难度过大而失去学习兴趣。实际教学中学生对编译程序的认知是循序渐进的，很多概念和原理的理解不可能一步到位。而且学生的知识结构、能力水平参差不齐，有的学生的先导课程如《数据结构》、《高级程序设计语言》等知识学得不牢固，有些甚至已经淡忘，因此在设计实验时需要首先弄清楚学生的情况，然后再“对症下药”有侧重点地进行实验内容的设计。

1.3实验的组织形式比较单一

编译原理的实验组织形式通常是在机房每个学生一台计算机，实验课程开始后教师介绍实验内容、实验目的和实验要求等，然后每人独立完成，从设计到实现都由学生自己进行，教师在实验过程中随时解答学生的疑问，最后学生调试完成程序后撰写实验报告，教师根据学生的程序和实验报告给出分数。这样的实验组织和成绩的评判形式比较单一，整个过程由教师主导，能够训练学生个体的独立思考能力和动手能力，但学生之间的交流不够，实验课的大部分时间都是学生埋头写程序，实验课气氛比较枯燥沉闷，对学生团队协作能力的训练不够。

2实验教学设计的改进

2.1消除学生的认识误区

针对学生简单地把编译原理课程局限在编译器设计上的认识误区，教师在授课和实验过程中需要注意结合实际中运用编译技术的实例，比如常用的文本编辑工具中，很多带有字词的检查和校验功能，这就是编译原理技术中词法分析技术的具体应用；很多应用系统中对用户输入的字符串进行规则检查时常用正则表达式；网络搜索引擎对文档资源进行特征分析、提取与描述等工作中都用到编译的相关知识……通过各种现实生活中的实例让学生明确编译原理所学习的知识不仅是计算机专业理论知识的重要组成，而且编译程序所使用的一些原理、方法和技术在非编译系统的实际应用中也发挥了很大作用。

在进行实验设计时，除了原理性实验，可以根据学生的兴趣，安排一些应用型的实验，如简单的智能输入法的实现、识别某些单词的简单聊天机器人程序等，这样的小实验可以激发学生的学习兴趣，学生在这些应用味实验中遇到了困难，自然会进一步深入学习教材中的原理，这样对基础理论的掌握也会更加牢固。

2.2实验内容的改进

国内外的一些经典教材中，通常会采用一种模型语言的编译程序作为实例，如吕映芝等人编著的《编译原理》是以pl/0语言的编译程序为范例，alfred v. aho等人编著的《编译原理》先通过一个小的编译程序范例给学生带来对编译程序的直观感受。通过实例的学习，可以降低学生的学习难度，也可以辅助学生对原理加深理解。在设计实验时，可以更大地发挥这些实例的作用，事先让学生阅读这些实例的源代码，然后增加一个准备性的实验，要求学生结合已经学习过c、c++或java等高级程序设计语言，自行对词法规则和语法规则的简化和裁减，设计出适合自己实验难度的模型语言，并给出文档描述。通过安排这个准备实验，促使学生复习必须的基础知识，增加学生查阅资料的能力和阅读源代码的能力，在学生的认知结构上起一个铺垫的作用。

词法分析、语法分析试验是编译原理实验的重点。在实验内容上，对一些比较复杂的实验进行拆解。词法分析实验可以拆分成三个小实验：设计源程序扫描器，去除空格和注释及其他无关字符后得到单词的集合；用自动机识别无符号数或某类单词；设计识别关键词、标识符等其他类型单词的识别程序。对语法分析实验，可以首先以典型的算术表达式文法为例，设计一个算术表达式文法的递归子程序分析实验，然后在此基础上安排其他的语法分析实验。这样在内容上也分成了若干层次，更加符合由简单到复杂、由特殊到一般的认知规律，也能够满足不同知识结构和能力水平的学生在实验中都能得到锻炼提高的目的。

实验难度的设计上应该体现出层次性，形成“阶梯状”的难度层次。每个实验要求分为基本要求、较高要求和探索性实验要求三个层次，基本要求即最低要求，所有学生都能完成的难度，鼓励成绩中上的学生完成较高要求，采用成绩加分、表扬等一些激励机制，提高兴趣，为一些学有余力的同学准备探索性实验。既能让优秀的学生“吃得饱”，也保证让所有学生“吃得了”，避免一部分学生因缺乏难度挑战失去兴趣而另一部分学生因门槛太高而无从下手的情况发生。比如在“利用自动机识别无符号数”的实验设计上，基本要求是能够识别整数，较高要求是识别带小数的无符号数，更高要求是能识别带指数形式的无符号数，将这一实验题目分成三个层次后，不同学习水平的学生都能够在一个学时内完成实验，对自动机这一重要工具也有了初步认识，达到了实验目的。

2.3实验组织形式的改进

在实验的组织上可以采用协同式学习，以小组为单位，通过教师所提供的实验任务进行分析、讨论，明确需要解决问题的方法，经过一系列的协同学习活动，完成既定的任务，加深对所学知识的理解。这种组织形式可以培养学生的团队协作能力和学生之间的相互交流和相互学习。因为学生之间的年龄相仿、认知水平相似，交流起来会更加顺畅和有效。在这个过程中能够提高学生的参与感，而且通过团队协作解决困难，会给学生更多的积极反馈和成就感。

在实验内容的设计上，要便于学生进行协同工作，具有可操作性和合作性，确保小组中每个成员的任务饱满。在小组分配上，根据学生的兴趣让其自由结合小组，再根据学生的学习能力做适当调整，根据学生的性格特质等不同特点让其在小组中承担不同角色，如设计人员、开发人员、文档撰写人员以及兼任的汇报答辩人员等。实验实施阶段是协同模式中最重要的一个阶段，在这个阶段小组要对下达的实验任务进行分析，明确任务的基本要求，掌握解决问题的方法及需要具备的知识，在教师的帮助指导下进行小组的内部分工及职责的落实，进行协同学习，同时教师要对学生实验完成情况进行及时的检查和指导，直到最终共同完成小组的任务。

传统的独立模式的实验中对学生的评定比较简单，根据个人的完成情况给出成绩。采用分组式协同模式后，实验成绩的评判要做相应的调整，不仅要考核每个学生自己承担的任务完成情况，还要考核小组共同完成情况。考核的内容仍然包括程序和实验报告，但除了对每个学生独立完成的程序模块进行检查外，还需要对小组共同完成的整个任务情况进行验收，可以采用汇报和答辩的形式进行，每个小组推选答辩人在面对所有学生进行汇报，然后接受教师和其他小组的提问并进行答辩，最终成绩的评定除了个人评定之外还有小组评定，对小组成绩进行排序以鼓励小组间的竞争。