实验设计论文范例

实验设计论文

实验设计论文范文1

1.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。

2.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。

3.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。

在教师的指导下,学生实施以下环节的实验:获取XBRL数据库;安全性检验;逻辑性检验;认识和运用主要的审计模型;实施实质性程序;编制审计工作底稿;讨论并形成审计报告。

四、结语

实验设计论文范文2

(一)实验分析

高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器,通过加热高锰酸钾制取氧气,利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的,实验仪器和药品的使用方法及注意事项,实验步骤、化学方程式的书写等内容,还要培养观察、分析能力和实践操作能力。

(二)《高锰酸钾制取氧气》的实验目的

(1)通过虚拟实验中的文本展示工具,使学习者了解实验目的、原理和方法。

(2)通过对虚拟实验的操作,掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序,能够动手制取氧气。

(3)通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制,加深对实验的认知和理解。

(三)《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计

学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端,进入Secondlife虚拟环境,通过以下流程完成整个虚拟实验。

(1)准备阶段:学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。

(2)实验阶段:学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图,完成实验仪器的装置;点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。

(3)评价反馈阶段:教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价,并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。

二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计

本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。

(一)实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成

虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成,供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。

(二)交互系统设计

(1)人机交互设计:在实验中通过操作交互,学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中,利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作,Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等,能够较好地支持学习者的操作交互。

(2)交流工具:学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。

(三)支持工具设计

实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具,本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户,并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器;外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统(choicer、Quizchair)、学习记录系统(Tracker)、Web-Intercom,为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。

(四)特效设计

在Secondlife中,通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。

三、结论

实验设计论文范文3

实验的硬件环境为两台计算机:一台作为宿主机,运行各种安全实验的代码;另一台作为调试机,运行被实验的内核。两台机器通过串口进行连接,传送调试指令和调试数据。具体实验时,可使用虚拟机以WRK内核引导系统运行,既可以防止实验对真实的硬件和文件系统产生负面影响,也可以方便地通过一个命名管道连接虚拟机和物理机,将虚拟机作为被调试机、物理机器作为调试机来进行实验。

2实验模块

实验内容的设计是以Hook技术为基础,从影响操作系统安全的外设事件、进程保护、文件管理、网络安全等方面进行设计。Windows操作系统是建立在事件驱动机制之上的,系统各部分之间的沟通也都是通过消息的相互传递而实现。Hook(钩子)技术是Windows系统的一种非常重要的接口,可以截获并处理在其他应用程序之间传递的消息,并由此完成一些普通应用程序难以实现的特殊功能。Hook技术分为应用层Hook技术和内核层Hook技术。该实验采用Hook技术设计了全局键盘监听、进程隐藏与保护、文件监视、网络监听等具体实验内容。

2.1全局键盘监听

本模块的实验目的是让学生理解Windows的消息处理机制——回调函数、Hook技术的原理,并能运用这些原理改变系统消息的控制权,达到维护系统安全的目的。实验内容是通过回调函数定制新的键盘钩子,在主控机上通过windbg把钩子以DLL的形式加入到目标机的所有运行进程中,实现全局键盘监听。钩子函数将获取的键盘信息返回给主控机,在其dbgview上显示键盘的输入信息。

2.2进程隐藏与保护

本模块的实验目的是为了让学生理解系统服务的原理和执行流程,并能利用SSDTHook技术改变系统服务的地址和执行流程,达到改变相关进程的控制权并保护该进程的目的。实验内容分为两部分,首先是通过修改SSDT(即系统服务描述符表)中NtQuerySystem-InformationAPI的地址,将其替换为自定义的服务函数NtQuerySystemInformation(即SSDTHook)地址,实现在被调试机中隐藏指定进程的目的;然后,通过修改SSDT中NtTerminateProcessAPI阻止进程被任务管理器等进程管理工具杀掉,达到保护进程的目的。为了保证系统的稳定性(至少不让其崩溃),应当在自定义的服务函数中调用系统中原来的服务。

2.3文件监视

本模块的实验目的是为了让学生理解文件监视的原理,运用相关的Hook技术保护指定文件,达到防止病毒木马等恶意修改或删除文件、维护文件系统安全的目的。实验的内容是当删除一个需要受保护文件时,利用SHFileOperationHook替换原来的API函数,禁止删除该文件的操作,并提示该文件受保护。

2.4网络监听

本模块的实验目的是帮助学生理解网络抓包技术的原理,并运用相关的HookWinSocketAPI实现抓包,达到监测网络传输和排除网络故障的目的。实验内容是首先利用Hook技术完成消息的截获,提取出感兴趣的消息;其次,利用API拦截技术拦截相应的网络程序的SOCKET网络函数;第三,利用DLL技术将HookAPI拦截的代码封装,利用EXE程序将DLL映射到进程中。相关网络函数被调用时将触发API函数拦截。最后,从网络函数中提取我们想要得到的数据包。

3实施方法

操作系统安全实验是信息安全专业实践内容的重要部分,由于实验内容需要一定的内核知识基础且具有一定难度,因此将其定位为开放式实验,并安排在操作系统原理和信息系统安全等相关专业课程学习之后实施。借助网络学习平台,将所有实验信息对信息安全专业学生开放;学生按照教师定制的学习路径,自主获取实验的基本信息、网络查询实验资料和相关技术及应用方法、自主完成实验步骤、提交实验结果,并可以在实验过程中改进实验内容。对于实验要求,教师可以在学习路径中分别指定基础性要求和创新性要求,这样既能保障基础安全实践能力的训练内容,又能激发学生的创新能力。

4结语

实验设计论文范文4

选择紫甘蓝汁作指示剂一些电解质溶液电解后,其酸碱性经常发生变化,因此需要加入酸碱指示剂(如酚酞)揭示阴阳极所发生的电极反应;紫甘蓝汁可由紫甘蓝(紫卷心菜)制得,所含色素的颜色会随pH改变而有鲜明的变化,且较稳定,可保存较长的时间,是一种天然的酸碱指示剂;已有文献报道了紫甘蓝汁遇到不同pH溶液所呈现的不同颜色。笔者将紫包菜剪碎,用热水浸泡获得紫甘蓝汁(或直接剁碎紫包菜挤压获得高浓度的紫甘蓝汁)。借助于pH传感器配制了上述不同pH的溶液,发现溶液酸性增强,紫甘蓝汁的颜色由紫青色逐渐转变为红色,溶液碱性增强,紫甘蓝汁的颜色由紫青色先变成绿色,后变为黄色,证明了上述结论的正确性。因此我们借助紫甘蓝汁来作为该微型实验的酸碱指示剂。

2实验应用

2.1电解硫酸钠溶液

配制1mol•L-1硫酸钠溶液,向2个西林瓶中分别加入硫酸钠溶液至体积占大部分,然后滴加紫甘蓝汁至瓶口,将盛满液体的西林瓶反倒于瓶盖中,与注射针头相接触。向饮料瓶盖中加入少量硫酸钠溶液,以保证整个装置回路,用连接导线的的鳄鱼夹各夹住2个注射针,并分别与9V的电源相连。可以发现大约1~2分钟就可以观察到下列明显的现象:阳极附近有气泡产生,溶液变红色说明阳极区显酸性,水分子失去电子,生成氧气和H+;阴极附近有气泡产生,溶液变绿色说明阴极区显碱性,水分子得到电子,生成氢气和OH-。学生依据上述的实验现象就可以写出该反应的电极反应式。随着反应的进行,阴极溶液碱性增强,由绿色变成黄色。笔者建议若本实验应用于课堂教学,只要观察到阴极区变绿色即可,若应用于综合实践活动和研究性学习,可引导学生进一步观察溶液颜色的变化。阳极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+阴极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-

2.2电解饱和食盐水

将上述硫酸钠溶液换成饱和食盐水,阳极电极换成铅笔笔芯,其余步骤同上。电解饱和食盐水,阴极区H+得到电子,生成氢气,因此附近溶液颜色由紫色变成绿色进而变成黄色,溶液显碱性。阳极溶液的颜色变化则由紫色变为红色,进而变为无色,并且可以闻到少量的刺激性气味,这说明Cl-失去电子,发生氧化反应,生成氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,颜色的鲜明变化可以揭示这一系列化学反应。阴极反应:2H++2e-=H2↑阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑Cl2+H2OHCl+HClO但该实验进行到10分钟时,阳极溶液才褪色,此时产生的气体已把阳极的溶液排得仅剩少部分,而阴极所在西林瓶中的溶液则更是被排得所剩无几(因为氢气的逸出速率比氯气大)。为了解决该问题,笔者将作为阳极的西林瓶中溶液体积减少一半,阴极溶液体积不变,可以发现大约5min内阳极就可以出现由紫色变红色进而褪为无色的现象,便于学生的自主探究。该微型实验装置也可以用于其他溶液电解实验的研究,由于不同反应的分解电压有差别,可在电源回路中串联一个合适的变阻器,用于调节电解电压,实验时逐渐增大电压,至电极上有明显反应为止。

3实验特点

宋心琦教授在“中学化学教学改革与微型实验”一文中指出,微型化学实验在中学化学中推广艰难的原因之一是很多物质在微量时和常量时给予观察者的感受可能不同,使得印象或结论因此不同。笔者认为不仅是物质本身,化学反应有时在微量和常量时给予观察者的感受也不同,而本案例中的电解质溶液虽然是“微量”(3mL),但现象并没有因此打折扣,实验现象明显。以电解硫酸钠溶液为例,阴阳两极的溶液分别呈现红色和绿色,呈现鲜明的颜色区别。

上述介绍的实验装置和相关的设计除了具有现象明显的特点外,还具有以下一些优点:

(1)时间较短,适合学生自主探究,探究电解硫酸钠溶液大约1分钟后就能观察到明显现象,而饱和食盐水的电解则可以在5分钟内看到阳极先变红后褪色的现象。

(2)成本较低,在淘宝上购买西林瓶,仅2毛钱1个,注射器为2元,而铅笔芯和饮料瓶盖均可在日常生活中寻找,唯一较贵的是电池为8元左右,可重复使用多次。

实验设计论文范文5

开展实验设计是实现知识、能力、素质三位一体教学模式的一种改革,也是实现培养创新、创造、创业三创”人才的重要手段之一。因此,采取小学期制实验设计的实践教学活动是非常有必要的,不仅能够打破传统教学方式的局限,激发学生主动学习的积极性,而且学生也能通过实验设计学到很多科研方法,培养和锻炼解决问题的能力。当学生的想法变成现实时,他们会很有成就感,从而乐于思考问题,提出新的想法,非常利于学生创造性思维及团结合作精神的培养。

2药学本科小学期制药理学实验设计实施环节

小学期制的实验设计不同于其他学科实验教学中的设计性实验,它属于探索性实验。在药学本科生学完重要的主干课程和一些方法学课程后,已经初步具备了进行实验设计的基本知识和技能,这为开展小学期制药理学实验设计提供了有利条件。笔者承担了小学期制药理学实验设计带教任务,在实际工作中,将小学期制实验设计分为基本知识介绍、实验设计、实验实施和实验考核4个环节进行,具体步骤如下。

2.1基本知识介绍

在正式实验前5天,笔者召集实验班级学生,对其讲解实验设计基本内容,详细介绍药理学实验设计的目的和基本原则,包括科学研究中实验设计的三要素(即研究因素、研究对象、研究效应)以及应遵循的统计学的三大原则(即重复、随机、对照原则)。根据药理学学科特点,具体讲解实验动物的特性、药理学实验动物的选择、动物模型的复制、给药剂量、给药途径和观察药效学指标的确定方法以及在实验分组中如何体现随机性和对照性原则。此外,还讲解了如何利用教材和网上资源查阅文献资料以及数据统计方法的选择及应用等。

2.2实验设计

在介绍完实验设计基本知识后,紧接着将本实验室所有的仪器、设备、动物情况告诉学生,让学生自由组合,每5~6人一组,并让其围绕要求根据自己的兴趣选题。为避免个别学生存在依赖心理,要求每一位学生独立完成实验设计。给学生5天时间查阅文献资料,制订实验设计方案。为使学生对实验设计的基本步骤和内容有较完整的认识,给出实验设计报告内容,包括研究题目、理论依据及研究现状、研究内容、仪器与药品、研究方法、实验对象、性别、规格、数量、实验组与对照组的处理、观察指标、实验步骤、统计方法选择、预期实验结果、设计人、设计日期等。开始实验的前一天收集实验报告,教师仔细阅读批改,做到心中有数。实验第一天,首先让每一位学生上台讲解实验设计的目的和思路,汇报设计方案,预期实验结果,提出存在的问题及解决措施,并回答其他学生提出的问题,然后由教师就实验设计中方法的科学性、合理性和可行性及思维的创新性及步骤的严谨性等做出评价。讨论实验设计并进一步修改完善后,由小组成员共同选择一个可行性较好的实验设计并实施。共同讨论形式有助于拓宽学生的知识面,有助于学生由一种实验方法认识到一类实验方法,从单个药物的研究方法引申出一类药物的研究方法。在实验设计中,锻炼了学生分析问题的能力和语言表达能力,并对文献检索和统计方法的运用也有了进一步的认识和体会。

2.3实验实施

通过设计实验和讨论实验,学生基本掌握了实验目的、方法、步骤。为了培养学生严谨的科学态度和实事求是的实验记录习惯,在实验进行前,首先要求学生严格按照实验记录报告的内容格式记录结果,包括实验组、实验日期、室温、实验题目、实验材料、药品和试剂的配置、实验步骤、实验结果(观察指标、动物号、时间)、初步结论、实验失败或出现意外结果的原因、实验改进的建议、实验人、记录人、日期。然后安排学生以小组为单位,独立完成药物配制、动物分组、编号、动物给药、实验操作、观察药效指标及记录结果的全过程。教师从旁指导实施,及时提醒学生注意事项,以免出现误差或实验失败,要求学生认真科学地记录和分析实验结果,使学生对实验设计的可行性有进一步的认识。

2.4实验考核

小学期制实验设计考核既不同于理论教学考核,也不同于专业实验教学考核,它是对学生实验基本技能、学习主动性、思考分析问题能力、创新能力、表达能力、团队合作精神、知识整合能力、写作能力的全面评价,是开展实验设计中不容忽视的环节。教师不能只看实验的成功与否,而应从实验的全过程全面评价学生的能力,依据学生的实验设计、实际动手能力和对实验结果的客观分析能力、论文撰写水平进行综合评定。

3药学本科小学期制药理学实验设计的效果与不足

小学期制药理学实验设计的效果有以下几点:(1)通过引导学生参与实验设计,使学生对科学研究有了进一步的了解,并极大地激发了学生对科学研究的兴趣。(2)培养和锻炼了学生的能力,使学生的综合能力有了很大提高,并为本科实习和研究生课题研究奠定了基础。药理学设计性实验是学生自己进行实验设计并实施的,是学生知识和信息的处理能力、创新能力、观察能力、动手能力、协调能力、分析问题和解决问题能力得以全面展现的舞台。(3)培养和锻炼了学生相互协作的团队精神。

实验设计论文范文6

由于学生从小学到初中做的实验并不多,学生的动手能力很弱,什么都要等待老师告诉才能操作。所以,培养学生的实验能力要从基本的、简单的实验开始,让学生先熟悉一下实验过程。我们从第一个实验“用打点计时器测速度”开始,就有针对性地指导学生进行实验设计。在实验课前进行布置,让他们思考怎么样去验证,大概写一下思路,上课时找几个同学讲一讲。例如,在观察手拉纸带的运动是不是匀速运动,事先提出“你怎么样能验证你手(拉纸带)的速度是匀速运动的?如果你能验证的话你打算怎么做?用什么仪器?”(上实验课时让同学讲一下)

2在做实验时,还要让学生知道做物理实验的几个关键环节

(1)“实验目的”就是对一个现象或是一个规律(定理、定律等)进行再验证;(2)“实验原理”就是验证物理现象、规律所依据的理论根据;(3)“实验仪器”就是再现物理现象或规律时所用的设备;(4)“实验步骤”就是验证物理规律时的操作过程,做实验要按着实验的步骤一步一步进行操作;(5)“记录与计算”就是通过实验所测得的数据进行记载,根据数据进行计算或绘图,由此可得到结论;(6)“实验结论”就是通过实验得到的结论,与理论、规律应该是一致的,不一致要找原因……通过实验,使学生对物理实验过程产生一个初步的认识。让学生知道,验证物理现象、规律要有一定的理论根据,要用实验设备按照实验步骤去进行……

3引导学生对物理实验进行初步设计

首先,根据实验目的、原理,引导学生去研究、讨论,想办法设计一个实验来验证物理现象或结论。例如,我们把“验证力的平行四边形定则”“验证弹力与弹簧伸长的关系”“测定木块动摩擦因数”等简单实验,让学生根据学到的知识去设计实验,验证一下“力的平行四边形定则”“胡克定律”等规律是不是正确的……开始设计时,为了让学生有个大致的方向,我们把传统的实验报告改了一下,印刷后发给学生预习。例如,我们把原来的实验题目“验证力的平行四边形定则”改成了“设计并验证力的平行四边形定则”。把实验目的增加了一项“能设计出验证力的平行四边形定则方案”。实验仪器除原来的仪器外,增加了一些相近的或无关的仪器供学生选择。例如,(可选)“图板、木块、测力计、橡皮筋、线绳、直尺、天平、弹簧、钩码、秒表、直尺、天平”等。实验步骤改成了“实验过程与方法”,让学生填写、并写出他们设计的想法和步骤。其他的实验要根据具体情况进行适当的调整,在实验设计前发给学生,让学生按要求完成对该实验的设计。为了设计实验的可行性,我们先分小组进行设计,学生们以小组为单位进行设计。同学们各抒己见,说出设计思路和所用仪器,经过小组全体成员讨论,意见达成一致后写出设计方案,交给教师审阅。教师对学生设计的实验方案进行检查,发现问题的要给予纠正,启发他们设计出更合理、更完善的方案。对切实可行的设计方案,教师就让他们进行实验验证。经过四、五个实验设计,学生就能对实验进行初步设计了。学生通过讨论,经过交流与合作,也学会了“在合作中既坚持原则又尊重他人的合作精神”。

4进一步提高学生的实验设计能力,让学生自己独立设计实验

学生对前面的实验设计有了一定的基础之后,教师要进一步提高实验设计目标,让学生自己独立想办法设计实验,对物理现象进行验证。如在讲授完成安培力之后,两根平行放置的通电导线的相互作用力如何?是相互吸引的还是相互排斥的?让学生设计一个实验,对导线的相互作用力进行验证。这是一个简单的实验,让学生自己想办法进行设计。学生们根据所学习的知识,结合前面设计实验时的思路,大多数同学都能够写出较合理的设计方案。比如,实验目的、实验原理、所用设备、实验过程、方法等。经过教师指点,选择一些合理的设计让其进行验证……对于这个实验,大多数学生设计的思路是正确的,而真正能验证成功的不多。学生设计实验时,设计方法是正确的,但是很多没有效果,原因是学生没有考虑到安培力的大小,也没有考虑导线之间的距离。他们用的导线往往太粗,导线的距离放置得又太远,以至于导线间的相互作用力不明显,观察不到实验现象,这一点学生往往想不到……这时教师要对学生设计的实验进行指导。告诉学生:导线间的作用力很小,因此,导线距离不能太远;选用导线时,用细、软导线效果明显一些;使用电源时,避免过载,要用一个滑动变阻器,限制电流过载……通过教师的指导,学生就能看到实验现象,从而提高学生的兴趣,加深对物理现象的理解,同时也进一步培养了学生的实验设计能力。同样,根据电阻串并联规律,让学生设计“扩大电流表量程”“扩大电压表的量程”的实验设计方案,经过教师指导,学生也能够进行设计。除此,我们本着“尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的问题”,让学生完成了“水火箭设计与发射”“静电屏蔽”“用传感器控制温度”“用电解法测定元电荷”“研究弹簧振子的周期与小球质量的关系”等项实验设计。这样,学生们根据已学习到的知识和教师的指导,就可以设计多个物理实验了。

5建立一套激励机制,激发学生设计实验的积极性

我们有完善的制度来督促学生进行实验设计,在学生刚一入校时,就给他们介绍物理实验的重要性和我校要求很高的实验技能。要求所有物理实验的一半以上由学生独立设计;对学生的实验设计和实验完成情况要有记录,对能设计出实验的提出表扬,对不能设计的加以督促、并给与鼓励,促使他们进一步去设计实验;要求学生必须设计四个(大约学生应设计实验的一半)以上的,实验成绩才能合格,六个以上才是良好;八个以上是优秀……我们要求实验设计成绩合格的学生才能参加实验会考;实验设计达到良好和优秀的才能评选优秀班干部和优秀毕业生等,这样就激发了学生设计实验的兴趣。

6要持之以恒抓设计,促进学生的实验设计能力

实验设计论文范文7

基础化学实验是农业院校最重要的公共基础课之一,我校每年有三十多个本科专业共计近6000多名学生修读此课程,是一门独立开设实验课程,所以选择一些与农业相关的实验项目作为教学对象对学生今后的学习有一定的帮助。微生物中产生抗生素种类和数量最多的类群是放线菌群,作为开发新农药的潜力较大,用于植物病害生物防治中的主要是链霉菌属(Streptomyces)及其相关类群,其中许多已经被开发成除草剂、杀菌剂和杀虫剂等。作为农业院校,开设一些与农业专业相关的实验项目有助于学生以后的专业学习,也可以培养学生学习对未来专业的了解并培养对本专业的兴趣。而从学生实验教学的时效性考虑,链霉菌属成为首选,同时,作为学生实验,也不宜采用未研究过的新奇菌株为教学对象。所以从本实验室已筛选获得的具有抑菌及除草活性的放线菌中,选择了一株对稻田主要杂草稗草(Echinochloacrusgalli)具备强烈抑制作用的链霉菌(Streptomyces)4903菌株作为研究性实验设计教学的材料。实验方法的设计,学生通过查阅大量的相关资料获知,在微生物发酵液农用活性物质提取研究中,可以采用溶媒萃取,但溶媒萃取需要大量互不相容的溶剂,萃取过程中还可能会产生乳化现象,定量分析回收率低,萃取时间长,消耗溶剂量大。而大孔吸附树脂具有吸附容量大、吸附速度快、选择性好、再生处理简单、用少量树脂就可以处理大量发酵液等优点,而且在提取的同时也有一定的纯化作用,该方法克服了液液萃取过程因溶剂挥发而污染环境,并且吸附树脂还可以再生后继续使用。从学生实验高效化、绿色化的角度考虑,我们采用了大孔吸附树脂法替代有机溶剂提取法。所以选择了4种不同极性的大孔吸附树脂对活性微生物发酵液中的农用活性物质进行吸附实验。

2设计实验技术流程

近年来,一些新的绿色化的实验方法更多被引进到化学实验教学中来,运用这些新的实验方法及新的实验技术,让学生探索实验规律,优化反应条件,降低化学实验室污染,保护环境,同时也可以激发学生学习化学的兴趣。以活性微生物发酵液为原料,用活性跟踪的方法测定4种不同极性的大孔吸附树脂填料对该菌株发酵液除草活性物质的吸附能力,从中筛选最佳的吸附树脂,并筛选其最佳洗脱剂。

3实验方案实施流程及结果分析

3.1实验具体操作过程

首先学生查阅了大量相关文献,对所用的大孔吸附进行了预处理。然后进行分组,大约4~5个人一组,学生自由组合。发酵液是老师提前准备好,分发给各组学生的。然后学生用所学的实验方法按实验步骤进行,分别开始往分离柱加填料,加载发酵液,接受吸附余液、水洗脱液及醇洗液,最后用所学到生物测定方法对其活性进行生测。各个小组成员进行独立操作实验,分工合作,同时进行,实验过程中出现的问题也需要自己想办法解决和大家协商解决。在吸附树脂筛选过程中,学生需要自行装柱,装柱的时候要经过压柱、上样、不同溶剂洗脱等步骤。在树脂静态吸附量测定过程中,将吸附发酵液后饱和的树脂置于三角瓶中,需要用水洗,醇洗等,我们选用超声波,再用布氏漏斗抽滤,与普通静态洗脱相比,本方法只用三分之一的溶剂即可洗脱出相同的提取量,节省了大量的时间和能源。对于收集到不同洗脱溶剂采用旋转蒸发仪进行减压蒸馏,可以在较低的温度下快速地对溶剂进行浓缩,减少了因试剂挥发而造成对环境的污染,收集到的减压蒸馏的试剂还可以回收再利用,洗脱完成后用蒸馏水对树脂进行洗涤再生,树脂可再次循环使用。学生要把握好实验的每一个步骤,记录每一个现象,每组学生独立完成实验的各个环节。研究性教学要取得好的教学效果,必须把教学过程看成是一个系统性的工程,协调处理好教师、学生与教学环境等各个要素之间的相互作用和相互联系。为了满足研究性实验的顺利进行,实验室对学生实行全天式的开放,学生可以根据自己实验的进展情况,自己选择时间,在一周内完成全部实验步骤,得出实验结果并用数据处理软件对实验结果进行数据统计。

3.2实验结果分析总结

实验结束后,大家集中共同分析实验过程出现的问题并分析实验结果。在实验过程中,有些学生因为装填料时没装密实,加载发酵液的时候,吸附树脂会浮起来。在生测过程中,由于消毒不够彻底,很多都被污染,长满霉菌而无法得出正确的实验结果。大家热情的讨论实验的每一个步骤,交流经验,对不满意的实验内容进行重做,直到得出较为满意的实验结果。要求学生采用SPSS11.5版统计采用软件进行统计分析,使用邓肯氏新复极差测验法(Duncan'sMultipleRangeTest,简称DMRT法)进行差异显著性检验,数据以平均值±标准误表示。小组长汇集组员们的实验过程资料和实验结果,分析实验过程中出现的问题、解决的方法及实验后组员讨论的实验结果,提出实验存在的问题,把实验结果进行整理,制作成PPT,大家相互交流,共同提高。大部分的实验都能得出较理想的实验结果。

4实验教学成效及展望

4.1实验教学的成效

激发了学生的成就感与创新欲望,该实验有助于学生深刻地认识微生物化感活性物质提取方法的科学研究流程、学生运用学到的知识,结合教师的引导和自己的实验操作等环节解决问题,增加学生学习兴趣、提升学生操作技能和创新能力。学生根据自己查阅的相关资料,根据自己选择的实验方案,自己安排时间,独立进行实验。实验中遇到问题需要自己解决,或与本小组成员讨论解决,培养了学生解决实际问题的能力、团队精神和合作学习能力。从查阅资料、确定方案到实验操作等全过程,培养了学生的创新意识,培养了学生科学的工作态度,调动学生学习化学的积极性,增强了学生的科研意识和科研能力。学生具有初步的科研思维能力,为学生今后毕业论文的研究打下良好的科研基础。近年来,学生获得的校级及以上奖励50~60项,其中部级三等奖2项,广东省特等奖1项,一等奖3项,二等奖5项,获得大学生科技创新项目部级5项,省级8项,校级30多项,在国际国内刊物上发表的学术论文50余篇,其中SCI和EI收录20多篇。

4.2展望

实验设计论文范文8

1)波形Rom

波形Rom又叫正弦函数功能表Rom,它的意思就是波形存储器,顾名思义,就是存储波形的,它是用来储存在循环中产生的那些失真的很小的波形,也就是那些被经量化还有离散后的正弦波形幅值,用于来产生一个完整的波形,波形储存器就像一个存放成品零件的地方,用于组装更大的东西。

2)数模转换器DAC

数模转换器,又称D/A转换器,简称DAC,它的作用就是把一些不合适的信号转化产生成所需的模拟信号,它一般有4个部分组成,即权电阻网络,运算放大器,基准电源和模拟开关,数模转换器通过名字就知道是数字量到模拟量的一个转换,它的作用就是将离散的数字信号转变为连续的模拟信号,最后通过滤波器,然后输出。它的作用就好像是一个组装车间,把刚刚在波形储存器里面的离散的波形,进行组装,把他们变为连续的波形。

3)低通滤波器LPF

低通滤波器,简称LPF,是这个系统循环中最后一个环节,就是滤波,既然它是滤波器,那它一定是用来除去一些不要的频率段的信号的,带通是让某一个范围的频率通过,低通滤波器是允许低于截止频率的信号通过,而高于截止频率的信号就不能通过了,最后得出一个纯洁稳定的波形信号。它的作用就好像车间里的最后一步,打磨抛光,是这个物品看起来更加的精美。

2DDS信号源设计

如果采用单片机来控制DDS的话,这样DDS的效率就会提高很多了。采用了DDS专用的AD985X系列芯片后,它就能提高它的效率了,能满足高分辨率,高速度,还有高精度的要求了。然后再以单片机作为DDS的控制电路,键盘、显示、串行接口作为电路,能对信号的产生和显示及处理进行控制,而且后期还能对生成的信号进行处理,比如低通滤波及信号的放大。通过控制电路对DDS输入控制字,然后经过DDS内部转换生成信号频率,然后输出信号频率进入低通滤波器进行滤波除杂,最后通过运放电路进行信号的放大。这个系统的运行原理见图2单片机控制DDS原理图。

3结束语