實驗設計的基本要素精選(九篇)

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第1篇：實驗設計的基本要素范文

關鍵詞：生物教學 學習興趣 學生

生物學是一門自然學科，它具有直觀性、生動性、豐富性。興趣是人們愛好某種活動或力求認識某種事物的心理傾向。興趣的作用有三種：一是對未來的活動的準備作用，學生時代的興趣常對其未來的事業(yè)有重大價值。二是對正在進行的活動起推動作用。當引起學生學習興趣時，他便精神愉快，精力集中，不易疲倦，效果顯著。三是對活動的創(chuàng)造性態(tài)度的促進作用。[在義務教育和高中階段，要求同學通過學習生物課程后要掌握一定的自然科學知識，這對同學的全面發(fā)展是有積極意義的，而在學習生物學的過程中，興趣尤為重要。

一、生物課堂教學設計及基本要素

教學設計是運用系統(tǒng)思想和方法，以學習理論、教學理論和傳播學理論為基礎來計劃和安排教學全過程的誅環(huán)節(jié)及各要素，以實現(xiàn)教學效果最優(yōu)化為目的的科學。好的教學設計能靈活應用好各種教學手段，能把學生的注意力轉移和參與到教學中，大大的減輕了學生的學習負擔，為學生營造了一個好的學習氛圍，增強學生學習興趣，提高學習的積極性。

教學實際過程中要考慮到幾個基本要素：教學對象、教學目標、教學策略、教學評價。這些基本要素都是教師在教學之前應該充分考慮到的，教師只有綜合了這些基本要素，才能上好一堂課。

二、運用教學技能組織好課堂教學

教師認真?zhèn)湔n，為上好這節(jié)課打下了基礎。怎樣在課堂教學中進一步的培養(yǎng)學生的學習興趣呢？這得看教師如何運用教學技能來組織好課堂教學。參加工作了一年，就教學技能這塊談談自己的心得體會。下面就簡單的介紹幾種教學技能，旨在能更好的激發(fā)學生的學習興趣，營造出好的學習氛圍。

導課是在講授新內容時，教師利用導入方法對這部分內容進行個開路，希望通過新課的導入，能引起學生的注意，進入新知識學習的狀態(tài)，同時，好的導入內容能激發(fā)學生學習興趣，有利于學生學習欲望的形成。在導入過程中，教師要注意把教學內容與實際情況相結合，還要考慮到學生的年齡和心理特征，方便學生理解，讓學生感覺到新內容的有趣性和價值性。接下來就是設計好導入內容，使每節(jié)課一開始，就緊緊地把學生的注意力集中起來，使他們全神貫注的學習新課。另外，導入還可以做到使前后內容相互連貫，溫固而知新，復習前面的內容，又為以后的內容做個鋪墊。再教學中，通常使用復習導入、實驗導入、設置疑問等方法。比如，在講解必修課“植物的光合作用”這個章節(jié)中，通過上一節(jié)內容“新陳代謝和酶”的復習后，導入新內容，首先教師給出光合作用的概念，為了幫助學生更好理解光合作用的概念，要從它的場所、條件、原料、產(chǎn)物出發(fā)，其中，條件是光和酶，原料有CO2和水，對植物體來說，CO2可以從大氣中獲得，那么水呢？植物對水分的吸收和利用又是下一章節(jié)所要講的內容。 所以，導入在教學中是種非常重要的方法，這不僅能啟發(fā)學生去思考問題，而且能發(fā)散學生的思維，同時為課堂營造了積極主動的學習情趣。

三、合理運用好其它技能

好的導入能激發(fā)學生的學習興趣，在接下來的教學中，教師同樣得運用好其它教學技能，來進一步強化學生的學習熱情，完成教學任務。比如，提問技能，分組討論等方法。

提問技能是由教師提出問題，給學生一定的思考時間來完成。其目的在于讓學生主動參與學習，集中學生注意力，師生雙方相互交流、互動，活躍課堂氣氛，激發(fā)學生的學習興趣，并且還能通過對學生的提問鍛煉他們的思維和語言表達能力，通過教師提問，可以檢查到學生學習和教學情況，并能鞏固和運用所學知識，提問技能的方式很多，特別是自然學科，它跟日常生活比較貼切，比如，我們講了“植物對水分的吸收”這一節(jié)內容后，知道了植物要進行光合作用，必須從土壤中吸收水分，而吸水的方式是滲透作用，并在黑板上形象做圖，讓學生理解植物細胞怎么吸水，怎么失水，吸水、失水對植物細胞會產(chǎn)生什么樣的結果后，根據(jù)日常生活中的經(jīng)歷，教師可以提出問題：“為什么賣菜的小販要不間斷的往菜上澆水，請同學們根據(jù)所學知識來進行解釋?！崩碚撆c實踐想結合，學生很容易就理解這個知識點。

分組討論學習是一種開放的教學方法，充分體現(xiàn)出以學生為中心、自主學習、合作學習的教學模式。在分組討論學習中，可以培養(yǎng)學生學習興趣的同時，更能讓學生相互溝通，相互鼓勵，相互幫助，學生的團體意識增強，提高學習效率。在這個過程中，教師要控制好課堂秩序，設置好討論的主題，討論結束后，教師要做相應的歸納總結。

四、實施開展多項實驗教學

生物學是一門以實驗為基礎的學科，我們要給學生講解的各種理論都是前人在大量實驗的基礎上總結出來的。如今，高考“3+X”到來，給生物教師帶來了新的挑戰(zhàn)，為了幫助學生高考，實驗設計這塊成為重中之重。在課本知識的基礎上，學生怎么設計實驗？在高考時，如何面對最后一題——創(chuàng)新試驗設計，這得靠平時試驗的累積。

實際上，興趣因人而異，因教材內容也不相同。在教學過程中，教師可以采用更多的、更好的方法來培養(yǎng)并激發(fā)學生的學習興趣，從實際出發(fā)，因材施教，利用多種教學資源，不斷豐富自己的教學內容，讓學生愛這門課，喜歡上這門課，提高教學質量，為素質教育的發(fā)展打下堅實基礎，使得學生能在課堂上和學校里快樂的學習，健康的成長。

參考文獻：

第2篇：實驗設計的基本要素范文

關鍵詞：計算機網(wǎng)絡；教學本質；教學策略

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1認識

1.1本科教學的本質及其重要性

“本”是草木之根的意思，根在草木整個生長過程中起著決定性的作用，是草木成長的內因。顯然，本科教育需要解決的是一個人成長的“本”的問題，也就是要解決一個人的認識和思維方法問題。映射到教學中，也就是要落實兩點：①如何培養(yǎng)學生的元認知能力。因為一個人的學習能力是其所有能力的基礎，是本質能力。②如何培養(yǎng)學生的系統(tǒng)化思維模式。因為系統(tǒng)化思維模式不但可以使學生真正理解概念的形成(來源)和本質，更重要的是，它能夠使學生潛移默化地養(yǎng)成正確的分析問題和認識問題的方法，以及逐步建立其持續(xù)創(chuàng)新的科學研究能力。具體而言，按照認知科學的現(xiàn)代研究成果，前者要培養(yǎng)基于模式及其建構的學習方法，實現(xiàn)認識論在學習問題中的具體應用，即解決如何學習的問題。圖1是該方法的直觀視圖。對于后者，就是要培養(yǎng)基于聯(lián)系的系統(tǒng)化思維方法，實現(xiàn)知識點到知識線，知識線到知識面，知識面到知識體的融會貫通，最終實現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新。圖2是其直觀視圖。兩者的關系可以通過圖3直觀表述，也就是說，前者是局部微觀的“本”，后者是整體宏觀的“本”。

針對本科教學，另一個值得重視的方面是，從人的生理角度講，大學本科階段是一個人的思維模式和認識能力形成的重要和主要階段。人的思維模式一旦形成，改變起來十分困難，有時甚至是不可能的。因此，作為生產(chǎn)特殊產(chǎn)品的本科教學，對于一個人的成長來說具有極其重要的影響和關鍵的作用。

1.2本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學的本質和內涵

本科“計算機網(wǎng)絡”課程的教學，顯然是本科教學的一個特例，因此本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學的本質和內涵，應該是本科教學的本質和內涵在“計算機網(wǎng)絡”課程中的具體體現(xiàn)，或者說，它就是本科教學的本質和內涵對“計算機網(wǎng)絡”課程教學的直接投影。具體來說，就是要將基于模式及其建構的學習方法投影到“計算機網(wǎng)絡”課程的教學中，挖掘“計算機網(wǎng)絡”課程中的知識應用模式，建立面向模式教學的教學模式。更進一步，實現(xiàn)系統(tǒng)化思維模式教學思想對“計算機網(wǎng)絡”課程教學的直接投影，建立面向“計算機網(wǎng)絡”課程知識系統(tǒng)化思維教學的教學體系。最終，解決本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學的“本”。圖4直觀表述了本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學的本質和內涵。

2思考

2.1教學的基本要素及其關系

教學包括四個基本要素：教師、學生、教材(教學內容)和教學過程(教學活動、教學環(huán)境等)。教材要素體現(xiàn)的是教學的靜態(tài)屬性，教學過程要素體現(xiàn)的是教學的動態(tài)屬性，兩者的有機結合實現(xiàn)教師要素和學生要素的互動作用。通過互動作用，達到教學的目標。

四個要素中，教師要素是本質要素，它直接驅動教學過程要素，或者直接決定教材要素、并由教材(間接)驅動教學過程要素。如圖5所示。

2.2本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學現(xiàn)狀及其存在的問題

依據(jù)教學基本要素及其關系，基于上述認識，作者認為本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學現(xiàn)狀及其存在的主要問題反映在如下幾個方面。

(1) 教材體系設計缺乏多維性和認知性

教材體系的多維性是指教材內容、教材習題、自學內容和實驗教材的一體化設計關系?？紤]到教學內容多與教學學時少之間的矛盾，主教學內容不可能面面俱到，一些延伸或拓展性的內容可以放到相應習題、自學內容和實驗中。目前，已有的一些教材已經(jīng)考慮到了這些問題，比如，國外的教材對習題設計考慮比較多，而對實驗考慮相對較少。國內教材比較強調實驗，但實驗的設計與教材的關系相對松散。教材體系的認知性是指教材一體化設計必須建立在面向系統(tǒng)化思維培養(yǎng)的基點上，強調人類認知的自然規(guī)律。也就是說，一體化設計的邏輯體系必須符合認知規(guī)律特性。目前，教材設計的多維邏輯松散性沒有形成圍繞系統(tǒng)化思維能力培養(yǎng)的一體化教學理念和目標定位，弱化了系統(tǒng)化思維能力的培養(yǎng)。

(2) 教材內容設計缺乏現(xiàn)代教學理論支持

主教材內容的設計沒有考慮元認知能力培養(yǎng)問題，太多地注重知識的邏輯組織，而忽略了面向基于模式及其建構的元認知能力培養(yǎng)的內容的邏輯組織。也就是說，沒有重視技術和原理背后的思維教學，強調了靜態(tài)型知識，而弱化了動態(tài)型知識。由此，也就自然地影響了系統(tǒng)化思維的培養(yǎng)。

(3) 教材寫作風格缺乏演繹與歸納的統(tǒng)一

演繹和歸納是人類認知的兩種基本方法，演繹一般對應于間接經(jīng)驗的獲取，歸納一般對應于直接經(jīng)驗的獲取。對于知識的學習，人類大部分是基于教材和書本獲得，即

基于演繹的間接獲取。然而，這對于初學者而言，概念的理解和消化存在一定的困難。因此，如果采用歸納式介紹，再引入演繹式體系，則可以得到良好的效果。具體而言，就是采用問題驅動的拋錨式教學策略為先，然后引入演繹式的支架式教學策略，要比單純的演繹式策略好。目前，大部分教材都采用演繹式寫作結構，由于教材直接驅動了教學過程，因此，受制于教材的問題，一般教師的教學設計及其實現(xiàn)就存在演繹與歸納的不統(tǒng)一問題。該問題直接導致了較差的教學效果。

綜上所述，目前常用的教材(部分)及其面向“本”的教學特性分析如表1所示。

(4) 教師對教材的個性化演繹能力弱化

教材是靜態(tài)的，教學過程是動態(tài)的。教學設計實現(xiàn)了靜態(tài)到動態(tài)的轉變。教學設計與教材的關系是一個M：N的關系，對這種關系的認識，可以體現(xiàn)一個教師的教學能力，即教學設計體現(xiàn)了一個教師對一本教材的個性化演繹能力。教學設計本身是一個創(chuàng)造性的過程，其創(chuàng)造性特性主要體現(xiàn)在如何針對教材的內容，不斷構建和創(chuàng)造面向學生自身主動建構其知識的各種環(huán)境，包括案例選擇、交互問題、表述思路、拓展延伸話題、與其他知識點的聯(lián)結等等。從而幫助學生的主動建構。因此，目前普遍采用的與教材同步提供PPT的做法是一個嚴重制約教師創(chuàng)造性的障礙，這也間接地弱化了系統(tǒng)化思維能力的培養(yǎng)。另外，目前教師自身教學理論基礎的匱乏，導致其教學設計中教學策略運用的弱化，進而影響了教學的效果。

(5) 實驗教學缺乏開放性

目前，盡管強調了實驗的重要性，但基本上都是驗證性實驗，即所謂的應用型、技能型實驗，缺乏開放性實驗的設計和教學。正是由于我們準備得太充分，學生不要花費太多力氣就能按圖索驥地完成實驗，失去了對實驗過程中的思維的訓練，從而導致了目前教學達不到面向思維能力培養(yǎng)的“本”的目標。

2.3本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學應有的策略和方法

(1) 建立面向系統(tǒng)化思維教學的基本理念

基本教學理念體現(xiàn)了對本科教學的認識程度，作為一種指導思想，它直接決定了整個教學體系的建立。盡管基本教學理念是抽象的，但它可以通過教材、教學設計等具體表現(xiàn)出來。根據(jù)上述認識，應該建立面向系統(tǒng)化思維教學的本科“計算機網(wǎng)絡”課程的教學理念，并在此基礎上建立其教學體系。比如，對于各種協(xié)議的教學，不僅僅是解析其原理，更重要的是解析其產(chǎn)生的原因，即為什么會誕生這種協(xié)議？該協(xié)議主要解決什么問題？也就是說，要理解協(xié)議的動態(tài)性(面向思維)的知識，而不僅僅是理解協(xié)議的靜態(tài)性(面向工作原理)的知識。同時，對于協(xié)議的實驗教學，不僅僅是使用和剖析，而是要通過設計開放性問題，進行協(xié)議設計機制的改造和分析。再者，應該將多個協(xié)議聯(lián)合起來，從多個協(xié)議的設計思想和實現(xiàn)機制中尋找和挖掘一些設計模式，并且從某種協(xié)議的發(fā)展歷程中領會其進化的本質。從而，由此可以學會人類不斷認識問題、解決問題的思維方法，達到培養(yǎng)持續(xù)創(chuàng)新能力的目標。

(2) 建立基于模式及其建構的教學模式

為了實現(xiàn)基本教學理念，在戰(zhàn)術層面上應該建立基于模式及其建構的教學模式。所謂模式，在此是指知識應用模式。知識應用模式是一種隱性知識，相對于一般的顯性知識而言，它一般存在于個體的意識里。按照現(xiàn)代認知科學的研究，知識應用模式在一個人的學習活動中起到?jīng)Q定性的作用，直接體現(xiàn)了一個人的學習能力。然而，在傳統(tǒng)的教學策略中，對于該知識的教學一般由個體自身領會。教學的層次是局限于知識及其關系平面，如圖6所示。針對本科教學，應該重點突出隱性知識的教學，使教學層次覆蓋兩個平面。比如，樹型管理結構與DNS問題、組播(樹)問題，IP連接端口和實際主機地址之間的映射問題(NAT、虛擬主機)，路由協(xié)議與P2P結構問題，等等。

(3) 采用多維體系設計方法

基于面向系統(tǒng)化思維教學的基本理念，實現(xiàn)教材的多維體系設計。也就是說，教材內容、自學內容、習題以及實驗教材的體系設計應該統(tǒng)一在基本理念基礎上，多個維度形成邏輯上的一個整體，而不是多個維度的邏輯并列。比如，針對網(wǎng)絡的發(fā)展，教材內容給出從單機局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)Overlay網(wǎng)絡的思維變遷及相關原理，自學內容給出典型網(wǎng)絡的細節(jié)內容及其思維本質，習題部分可以拓展教材內容(比如IP地址與二進制)、以及建立面向模式的思維方法(比如連接與非連接)，實驗部分除安排基

本實驗外，給出一些開放型實驗(比如給出應用場景，要求設計方案并分析)。

(4) 采用拋錨法和支架法并重的教學策略

教學設計中，時刻注意問題驅動方法的設計，圍繞著一個知識或概念，可以從一個問題或情景開始，然后，再給出另一個相似問題，并從這些問題中抽象出概念和方法、原理，最后解析概念和方法、原理，并將其運用到其他相似問題，實現(xiàn)從具體特殊性――普遍性――特殊性的認識思維過程的教學。比如，對于IP地址的理解，可以從互聯(lián)網(wǎng)的本質，即網(wǎng)絡互聯(lián)時如何標識一個連接端點這一問題著手，得出IP地址的兩個基本組成部分，然后再解析針對不同的網(wǎng)絡規(guī)模，地址分類問題。接著將地址匱乏問題引入，由此介紹子網(wǎng)概念、子網(wǎng)掩碼概念、NAT概念等。使學生理解概念和具體問題解決的關系，以便充分理解概念。而不是直接按演繹式方法，直接告訴學生IP地址的構成和分類，讓學生死記它。更進一步，通過開放實驗，給出一個應用場景，讓學生設計和運用子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼概念，鞏固概念的理解。

(5) 增加開放性實驗

面向本科“計算機網(wǎng)絡”課程的實驗教學，開放性實驗的比例應該大大加強。也就是說，要強調針對具體問題的實驗設計和分析，首先從理論層面分析實驗應有的結論和現(xiàn)象，知道如何去驗證該結論。然后，再通過實驗去驗證方案的正確性，并注意觀察和分析實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。在此基礎上，在將實驗拓展，提出新的問題，進行新的實驗過程。

(6) 深層應用網(wǎng)絡教學

針對教師要素問題，受現(xiàn)實條件的限制，教師本身的教學理論水平和能力不可能達到同一種水平和要求。另一方面，受重科研輕教學思路的影響，教師也不可能全身心地投入到教學研究中。因此，通過網(wǎng)絡教學手段，建立網(wǎng)絡虛擬教學研究中心，進行教學研討和交流，共享名家的教學理念和思路，是一種比較可行比較經(jīng)濟的方法。更進一步，將各名家的隱性知識挖掘出來，實現(xiàn)網(wǎng)絡環(huán)境下的動態(tài)教學設計，建立面向本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學的動態(tài)增長型知識庫，可以有效地彌補現(xiàn)實條件的制約帶來的問題。

3總結

本文針對本科“計算機網(wǎng)絡”課程的教學，論述了其內涵和本質，剖析了目前教學中存在的一些問題。在此基礎上，論述了應有的教學策略和方法。本文的核心在于強調本科“計算機網(wǎng)絡”課程教學中對“本”的內涵的演繹，也就是說，面向學生的未來，如何“傳道”，而不僅僅是“授業(yè)”和“解惑”。盡管本文主要針對本科“計算機網(wǎng)絡”課程的教學，但其論述的思想和方法，對其他本科課程的教學也具有普遍的指導意義。

參考文獻

[1] 沈軍. 計算機語言課程中的編碼知識和意會知識分析及創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]. 東南大學學報(社哲版•高等教育研究),2001,(02):18-22.

[2] 沈軍等. 教學模式與模式教學[J]. 東南大學學報”(社哲版•高等教育研究),2002,(02):22-26.

[3] Larry L. Peterson, Bruce S. Davic著. 葉新銘,賈波等譯. 計算機網(wǎng)絡：系統(tǒng)方法[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2005.

[4] Andrew S. Tanenbaum著. 潘愛民譯. 計算機網(wǎng)絡(第四版)[M]. 北京:清華大學出版社,2004.

第3篇：實驗設計的基本要素范文

【關鍵詞】科研設計；醫(yī)學本科生；課程設置

【中圖分類號】G633.23 【文章標識碼】A 【文章編號】1326-3587（2013）01-0001-02

科研設計是決定醫(yī)學研究成敗的關鍵環(huán)節(jié)之一?？茖W合理的設計是研究成功的基石，反之則可能會使其面臨被葬送的風險?？茖W研究設計不僅體現(xiàn)在專業(yè)設計上，也體現(xiàn)在統(tǒng)計研究設計上。一般說，應以專業(yè)知識為基礎、為主導；以統(tǒng)計學知識為輔助、為護衛(wèi)。

目前，某醫(yī)科大學在研究生課程中開設了《醫(yī)學科研設計》選修課，與公共課程《醫(yī)學統(tǒng)計學》相得益彰。但是對于臨床醫(yī)學、麻醉等專業(yè)本科生，僅開設了《醫(yī)學統(tǒng)計學》必修課，在講解統(tǒng)計分析方法時介紹相關的科研設計內容，沒有單獨設置科研設計的課程。因此，有必要探討在本科生中開設《醫(yī)學科研設計》課程的必要性及存在的難點和對策。

一、本科教學中開設《醫(yī)學科研設計》課程的必要性

1、培養(yǎng)本科生科學的科研設計思維和創(chuàng)新實踐能力。

近年來，隨著各醫(yī)科院校培養(yǎng)實用型人才教學目標的實施，《醫(yī)學科研設計》課程的重要性與實用性就顯得更加突出。同時高校的一系列現(xiàn)況也表明了《醫(yī)學科研設計》課程在本科生中廣泛開展的必要性，例如：①部分院校有良好的“本科生導師制”的培養(yǎng)模式。學生從大一入學開始便有相應的導師指導科研及學習等，部分學生已經(jīng)撰寫并發(fā)表了核心期刊及SCI論文。②部分院校設有“大學生創(chuàng)新基金”等項目，用于鼓勵優(yōu)秀的本科生參與科研活動，提升學生的創(chuàng)新實踐能力。③部分院校的本科畢業(yè)生需要撰寫畢業(yè)論文。④本科生中第二課堂、暑期社會實踐等一系列活動大多與科研有關，均需要科學合理的科研設計及統(tǒng)計分析作為其良好的支柱。⑤大多數(shù)本科生由于在《醫(yī)學統(tǒng)計學》課程中了解了部分科研設計的內容，對系統(tǒng)地學習科研設計知識有著強烈的需求。

綜上所述，醫(yī)學生在本科階段已開始嘗試進行一定的科研活動，因此系統(tǒng)地了解科研設計知識，有助于培養(yǎng)本科生科學的科研設計思維，提升創(chuàng)新實踐能力，促進科研實驗的合理設計與正確實施等。

2、為研究生階段及以后的科研和學習打下堅實的基礎。

某研究者對該醫(yī)科大學2011級473名碩士研究生的科研設計認知現(xiàn)狀調查。調查內容包括常用的隨機化方法、實驗研究對照設置方法、樣本量估計方法，常用抽樣方法等10種常見的科研設計方法。結果顯示：275人（58.14%）曾參加過科學研究，但是對于問卷中設計的10種常見科研設計方法，大多數(shù)研究生（>80%）只是了解，熟悉者很少，部分學生甚至不知道。據(jù)此認為，將《醫(yī)學科研設計》引入本科生教學中，學生通過系統(tǒng)學習基本科研設計的方法，不但可以加強科研設計中統(tǒng)計設計的基本理論、方法與技能的訓練，而且為研究生階段的學習奠定堅實的基礎。

有學者對某醫(yī)學院校五年制畢業(yè)生1～6年內發(fā)表的論文進行調查，結果顯示論文存在著大量科研設計方面的錯誤。隨著我國醫(yī)學教育的發(fā)展，醫(yī)科大學每年都有大量的本科畢業(yè)生走上工作崗位，而大部分學生畢業(yè)后接受再教育一般間隔2～3年左右。為了使他們也能成為科研隊伍的一員，促進醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，在校學習時盡量創(chuàng)造條件讓學生了解相關的科研知識，包括醫(yī)學科研設計內容，使科研能力在校時就得到培養(yǎng)，并以此為目標改進當前的本科生教學。

我國的科研設計文章中存在著大量包括樣本量估計與隨機化等設計問題；一項調查研究結果表明，我國發(fā)表的隨機對照試驗的文章中，僅有9.3%的文章真正實現(xiàn)了隨機化；10種中華雜志2008年發(fā)表的文章與1998年相比，質量有較大提高，但是仍然存在著隨機化及樣本量估計等科研設計缺陷。由此可見，強化科研工作者的科研設計知識和應用能力是十分必要，而本科階段設置科研設計課程，將有助于他們在將來的科研工作中正確使用科研設計的方法。

以上現(xiàn)象顯示，在本科階段開設醫(yī)學科研設計課程，可以為研究生階段及以后的學習和科研打下堅實的基礎，最終促進我國衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。

二、本科教學中開展《醫(yī)學科研設計》課程的難點及對策

1、國內尚無配套教材。

目前國內編寫的專供醫(yī)學本科生使用的科研設計的教材較少。在此情況下，可以借鑒一些相關教材，如賀佳主編的《醫(yī)學科研設計與統(tǒng)計分析》，介紹了醫(yī)學科研設計的基本概念、實驗設計的基礎知識、單因素試驗設計與分析、多因素試驗設計與分析、診斷試驗和調查設計等。并且從醫(yī)學科研實例出發(fā)，針對常見的研究問題，詳細介紹了如何進行設計、分析、報告結果和陳述結論的全過程，是可供本科教學選用的教材。其次，王仁安主編的《醫(yī)學實驗設計與統(tǒng)計分析》和胡良平主編的《科研課題的研究設計與統(tǒng)計分析》均系統(tǒng)地介紹了科研設計知識及統(tǒng)計分析知識等，值得教學人員充分利用。此外，網(wǎng)絡上大量系列介紹科研設計錯誤的文獻，均可以用來積累教學素材。

2、無成型的課程設置模式可借鑒。

國內在醫(yī)學本科教學中廣泛開展《醫(yī)學科研設計》課程，尚無成型的課程設置模式可借鑒。由于《醫(yī)學科研設計》課程在研究生教學中，是作為公共選修課的形式廣泛開展的，所以本科生中該課程的設置可以借鑒該模式，以公共選修課的形式開展，供學有余力且對系統(tǒng)地學習科研設計知識有強烈需求的學生選擇學習。

由于部分院校的《醫(yī)學統(tǒng)計學》課程主要安排在大二或大三，選修課開始時大一與大二年級學生均還沒有系統(tǒng)地學習《醫(yī)學統(tǒng)計學》課程。在授課時需要結合其實際需要，通俗易懂地講解設計的基本概念、設計上存在的問題、以及怎么樣進行正確的設計，可以為將要學習的《醫(yī)學統(tǒng)計學》課程奠定科研設計方面的基礎；而對于大三及以上年級的學生，可以結合其已有的醫(yī)學統(tǒng)計學知識，介紹各種設計應該注意的問題，及如何合理地選擇統(tǒng)計分析方法。與已有的統(tǒng)計學知識相輔相成，為高年級學生正在開展的科研實驗及論文撰寫提供幫助。

鑒于選修課不能根據(jù)年級分為多個班級教學的局限性，以及不分班級教學時教學內容組織的困難，和學生對該課程需求的強烈程度，在此建議若以選修課的形式開展該課程，宜在選課時限定年級，比如可以限定大三及以上年級。

三、實施建議

研究者認為在本科生中開展《醫(yī)學科研設計》的教學，應注意把握以下幾個問題。

1、精心選擇和設計授課內容，滿足學員需要。

若以選修課的形式在本科教學中開設《醫(yī)學科研設計》課程，且限定了高年級學生選修，在介紹科研設計的基本概念、基本要素、單因素實驗設計與統(tǒng)計分析的基礎上，也可以拓展介紹多因素實驗設計、調查設計、診斷試驗、臨床試驗及醫(yī)學科研論文的寫作等，為高年級學生正在開展的科研實驗及論文撰寫提供幫助。

此外，在教學中應經(jīng)常介紹國內外醫(yī)學科研的新成果、新方法和新理論及其產(chǎn)生的過程，突出介紹其中的一些重點、難點、爭論點、空白區(qū)和邊緣區(qū)，幫助學員培養(yǎng)創(chuàng)新意識，活躍科研思維，激發(fā)創(chuàng)新欲望。

2、提高自身業(yè)務能力，適應教學內容的復雜性。

醫(yī)學科研設計作為《醫(yī)學統(tǒng)計學》的輔助學科，具有綜合性、交叉性的特點。其學科性質決定了教學內容的復雜性，因此對老師的知識水平與綜合能力要求較高。任課老師不僅要熟知科研設計方面的知識，也要對醫(yī)學基礎與臨床各學科的內容有所了解，并結合故事或典型案例，才能做到生動形象、言之有物地講解枯燥的理論知識。如在講解藥物臨床試驗的不良反應時介紹“大象人”事件等，則可以給學生留下深刻的印象。所以任課老師自身一定要不斷完善與進步，以勝任不斷發(fā)展變化的醫(yī)學科學研究。

3、豐富教學方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

醫(yī)學科研設計的內容相對比較抽象，若采用傳統(tǒng)以課堂講授為主的方法，學生會感到乏味，學習缺乏主動性。而積極采用討論式、導學式、案例式等教學方法，可以充分調動學生學習的主動性，實現(xiàn)從注重傳授知識為主向知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展轉變，促進學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。如開展科研論文的錯誤辨析討論、請學生介紹自己參與的實驗設計等活動，實現(xiàn)在傳授知識的同時，使學員獲得一定的分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學員探求新知識的熱情。

4、培養(yǎng)嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度，提高學生人文素質。

“師者，所以傳道授業(yè)解惑也?！币虼耍坏钊霚\出地講解科研設計的相關知識，幫助學生解決碰到的問題，更要注重學生的人格品質的培養(yǎng)。在醫(yī)學科研設計的教學過程中，強調有著科學合理的實驗設計的研究結果才可信，應客觀真實地記錄實驗數(shù)據(jù)，以培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度，提高學生的人文素質。

【參考文獻】

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7、賀佳，醫(yī)學科研設計與統(tǒng)計分析[M]. 第二軍醫(yī)大學出版社（上海） 2010

第4篇：實驗設計的基本要素范文

1提高學生的興趣

演示實驗，能夠緊扣課堂的教學環(huán)節(jié)，以它形象生動的教學效果、靈活多變的試驗方式有效地配合生物學的課堂教學，能夠提高學生的學習興趣，有利于學生對知識的理解和掌握。？例如，講“血液成分”這一節(jié)時，可先演示一個實驗，取A、B兩支試管，分別加入等量的新鮮血液，在A試管的血液中不加入抗凝劑，B試管的血液中加入抗凝劑，讓學生分別觀察A、B試管內的液體。靜置一會兒后，A支試管中的血液凝結成了血塊，B支試管的血液則出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，學生很驚訝：兩支試管內都是血液，為什么會出現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象？這說明什么？這一系列的問題，使學生產(chǎn)生了強烈地好奇心，學習的積極性被調動了起來，從而為講解“血液成分”這一課奠定了基礎。

2培養(yǎng)學生觀察能力

以觀察實驗培養(yǎng)學生的觀察能力，形成科學概念，進而提高學生的科學素養(yǎng)。例如：觀察洋蔥鱗片表皮細胞、觀察花的結構、觀察根尖的結構、觀察魚如何游泳，還有觀察人體的四種基本組織、觀察小魚尾鰭內的血液流動以及觀察兔與狼牙齒的不同、觀察校園內或學校附近的植物和動物。在這些觀察實驗當中，我們要明確觀察的目的和任務，擬定一定的計劃，按計劃仔細的觀察，提出問題，并且尋求某種答案。觀察與一般的看見不能相提并論，在顯微鏡下，我看到了，但是看到的是什么卻不清楚，看到的對不對也不明確，這不是我們在生物實驗中真正意義上的觀察。特別是初中學生，活潑好動，我們更應該以任務驅動的方式來激發(fā)學生的學習動機和集中學生的觀察注意力。觀察能力的提高，有賴于正確的觀察方法和程序，我們要教會學生用正確的方法進行觀察，這對培養(yǎng)學生的觀察能力是非常必要的。

3培養(yǎng)學生思維的邏輯性

生物學的基本概念和概念體系是生物科學知識的基礎，所以，我們必須重視基本概念的教學。但是，應該讓學生自己通過“勞動”取得這些概念，讓學生通過實驗、觀察、思考形成這些概念，并且能夠用科學的語言 把它們表達出來。堅持讓學生給概念下定義，讓學生推導實驗的結論，實際上是訓練了學生思維的邏輯能力。比如，在觀察蚯蚓的時候，為什么要用濕潤的棉球擦拭蚯蚓的軀干，讓它的體表保持濕潤，根據(jù)蚯蚓的特殊呼吸方式，歸納出空氣中的氧氣必須溶解在蚯蚓體壁的粘液中才能被體壁吸收，如體壁干燥，蚯蚓會因缺氧而死亡。

4培養(yǎng)學生的自主探究能力

驗證性實驗，即已經(jīng)知道了結論，只是在實驗室中通過實驗來驗證一下。由于已經(jīng)知道了結果，所以會大大降低學生的好奇心和研究興趣，有些學生就是由于對實驗失去了興趣，注意力渙散，破壞課堂秩序?？赏ㄟ^將這類實驗設計為探究性實驗，為學生提供一個能動腦思考、交流、合作、親自探究創(chuàng)新的空間，激發(fā)學生的求知欲，促使學生主動探究，使學生的知識水平和探究能力在探究過程中逐漸增長起來。

5培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐的能力

第5篇：實驗設計的基本要素范文

[關鍵詞]經(jīng)管類專業(yè)；實驗教學；體系構建

[中圖分類號]G642423 [文獻標識碼]A [文章編號]

2095-3283（2012）08-0130-04



作者簡介：王鳳羽（1974-），男，遼寧葫蘆島人，博士研究生，長江師范學院副教授，研究方向：財政與財務、課程與教學理論；王素梅（1968-），女，黑龍江鐵力人，碩士研究生，長江師范學院教授，研究方向：工商管理。

基金項目：長江師范學院教改項目“基于應用能力培養(yǎng)的經(jīng)管類專業(yè)課程教學范式研究與實踐（2011—2013）”；“《營銷策劃》課程教學范式改革（2011—2013）”階段性成果。

一、經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系的構建理念

（一）注重行業(yè)需求與能力培養(yǎng)相結合

經(jīng)管類人才的培養(yǎng)要密切結合行業(yè)、企業(yè)對人才的需求，特別是人才所對應的專業(yè)崗位及其所要求的能力結構、技能水平、職業(yè)素質等。一般行業(yè)、企業(yè)對經(jīng)管類人才的基本要求是要具有實際操作能力，而實驗教學體系的構建，對學生實踐能力的提高具有重要意義。因此，實驗教學體系要著力培養(yǎng)學生的實際動手能力、經(jīng)營管理能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等。

（二）注重以學生為主體與以教師為主導相結合

在實驗教學過程中學生作為主體，在教師的指導下充分發(fā)揮學生的自主性、積極性和創(chuàng)造性，從感性上培養(yǎng)學生的認知能力，進而提升學生的動手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生良好的專業(yè)素養(yǎng)以更好地適應社會需求。在實驗教學過程中，教師成為倡導者、組織者、引導者、咨詢者、合作者，使學生在一種寬松、和諧的氛圍中完成知識的探究和能力的提高。

（三）注重實驗教學與理論教學相結合

實驗教學與理論教學是辯證統(tǒng)一的關系，是相對獨立的兩個子系統(tǒng)，二者相互聯(lián)系和密不可分。因此，實驗教學對理論教學進行驗證的同時也是對理論教學的延伸和補充。實驗教學既要破除傳統(tǒng)教學的“四一模式”（一塊黑板、一支粉筆、一本教材、一張嘴巴），又不能完全替論教學，應有機結合，促進學生的知識、能力和素質的協(xié)調發(fā)展。

二、經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系構建的原則

（一）系統(tǒng)性原則

系統(tǒng)性原則是從系統(tǒng)論的視角設計經(jīng)管類專業(yè)的實驗教學體系。經(jīng)管類所涉及專業(yè)較多，覆蓋范圍較廣。盡管長江師范學院經(jīng)管學院成立較晚，但發(fā)展迅速，主要有國際經(jīng)濟與貿易、市場營銷、旅游管理、財務管理4個本科專業(yè)，還有相關的職教師資專業(yè)，在校生近2000人。因此，構建經(jīng)管類實驗教學體系是一項復雜的系統(tǒng)工程，要遵從系統(tǒng)性原則，特別是發(fā)揮系統(tǒng)論中整體性和相互聯(lián)系性作用，才能進一步理清經(jīng)管類實驗教學體系與其他實驗教學體系的關系以及經(jīng)管類實驗教學體系與理論教學體系之間的相互作用和關聯(lián)，從而構建出一個科學、合理的經(jīng)管類實驗教學體系。

（二）效益性原則

無論從哪個角度進行劃分，實驗教學體系是否合理的判斷標準都是以效益為中心。這里的效益包括經(jīng)濟效益和社會效益。經(jīng)濟效益是指經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系軟硬件規(guī)范化、標準化是否以最小的投入實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標，既培養(yǎng)學生動手能力、實踐能力、創(chuàng)新能力，又提高學生綜合素質的效應；社會效益是指所培養(yǎng)的學生能夠得到社會的認可，滿足社會的需求，進而發(fā)揮示范、輻射、引領效應。兼顧二者，促進經(jīng)管類實驗教學資源的有效整合，構建完整體系。

（三）創(chuàng)新性原則

目前，實驗教學與理論教學發(fā)展還不夠平衡，實驗教學對理論教學的依附性依然很強。根據(jù)學校的客觀實際，符合經(jīng)管類專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，在一定條件下實驗教學體系可以相對獨立運行。實驗教學主要以培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力為核心，具有自身的內在發(fā)展規(guī)律和獨特的軌跡。因此，實驗教學體系的構建在教學內容、方法、手段管理等方面進行創(chuàng)新性研究，有利于學生創(chuàng)新能力的提高。

三、經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系的構建要素

（一）剛性要素

剛性要素主要包括計算機及其網(wǎng)絡系統(tǒng)（完善的網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)通信、計算機等技術的硬件應用平臺）、實驗教學平臺（財會實訓、電子商務、網(wǎng)絡營銷、集成供應鏈、管理信息系統(tǒng)等）、經(jīng)管類專業(yè)機軟件與專用設備（金融投資、國際貿易等相關實驗軟件和專用設備）以及一定量的實體實驗設備和裝置（視頻投影儀、多功能操作服務器、手工沙盤、圖表等）。

（二）柔性要素

王鳳羽 王素梅：經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系構建探索

王鳳羽 王素梅：經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系構建探索

1實驗教學大綱。以綱要的形式規(guī)定了實驗教學目的、基本要求、內容方法、計劃進度以及學時分配等，既是編寫實驗教材、實驗教學指導書、檢查實驗教學質量等的重要依據(jù)，也是明確實驗教學在學生能力培養(yǎng)中的作用和地位的指導性文件。

2實驗教學指導書。根據(jù)實驗教學大綱編制實驗教學指導書，能夠規(guī)范實驗教學、提高教學質量。由于經(jīng)管類實驗教學起步較晚，比較規(guī)范的實驗教學指導教材較少。目前，長江師范學院經(jīng)管類專業(yè)實驗指導書主要來源于三個方面：一是教師自己編寫的指導書；二是其他兄弟院校教師編寫并公開出版的指導書；三是實驗教具或軟件提供商編寫的指導書。

3實驗教學方法。在實驗教學大綱的指導下，經(jīng)管類實驗教學方法主要有以下三種：一是手工操作與電算化結合，比如財會專業(yè)可以進行手工記賬，也可以利用用友或金蝶等會計電算化軟件進行記賬操作；二是利用多媒體進行實驗教學，即運用錄像、電影、投影、幻燈、電視、計算機和虛擬儀器等多種電子媒體和技術設備，以其形象、生動、活潑的表現(xiàn)手法，展現(xiàn)實驗教學內容，達到吸引學生注意力、使其達到感知充分、理解容易、記憶牢固的效果；三是利用互聯(lián)網(wǎng)遠程協(xié)助實驗教學，這種實驗教學方法是指學生可以在寢室利用自己的電腦登陸經(jīng)管實驗中心的服務器進行遠程實驗，教師可以通過實驗平臺作指導。如果實驗教師不在線，學生可以留言。這種方法使實驗教學時間、內容、指導等方面具有開放性與鮮明的網(wǎng)絡時代特征。

4實驗教學評價。實驗教學評價是實驗教學質量的有效保障，根據(jù)實驗教學大綱要求對實驗教學活動及其影響因素作出系統(tǒng)描述，是實驗教學體系的診斷機制。一般來講，經(jīng)管類實驗教學評價主要包括以下三種形式：一是專家評價，能夠完整、全面地體現(xiàn)實驗教學活動的實際效果，反映教學目標和教學規(guī)律的要求，重點評價實驗教學準備、過程、內容、態(tài)度、效果五大方面；二是學生評價，主要包括實驗的環(huán)境、內容、準備以及對實驗教師的教學態(tài)度、執(zhí)教能力等；三是實驗教師的評價，主要包括學生實驗預習、科學嚴謹?shù)膽B(tài)度、操作技能、效果等方面。

此外，實驗教學體系構成要素中還包括實驗教材、實驗課程以及衍生出來的項目等。

四、經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系的設計與實施

要科學構建經(jīng)管類本科實驗教學體系，首先必須深入認識經(jīng)管類專業(yè)實驗教學的理念，分析實驗教學體系構建的基本要素，然后從本地本校的實際出發(fā)，按照人才培養(yǎng)目標，本著系統(tǒng)性、效益性等原則進行整合設計。結合長江師范學院實際，其設計的總體思路為：根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格，按實驗技能培養(yǎng)與職業(yè)資格培訓相結合構建“一體化、分層次、開放式”的專業(yè)實驗教學體系，如圖1?！耙惑w化”指實驗技能培養(yǎng)與職業(yè)資格培訓的同一化；“分層次”指實驗（實訓）課程由基本技能訓練型、綜合設計型和研究創(chuàng)新型三個類型層次的實驗項目組成；“開放式”指實驗課程要具有一定數(shù)量的實驗項目供學生自主選擇，實現(xiàn)實驗開放教學。最終要構建兩類課程、三類層次、四種性質、三個階段組成的實驗教學新體系。

圖1 經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系

（一）兩類課程

兩類課程包括必修課和選修課。必修實驗課保證學生的基本培養(yǎng)規(guī)格與培養(yǎng)質量，選修實驗課鼓勵學生個性發(fā)展。必修課和選修課二者是“靜”與“動”的辯證關系，將兩者有機地結合起來，對完成人才培養(yǎng)目標具有重要的價值和現(xiàn)實意義。長江師范學院已有4個本科經(jīng)管類專業(yè)具體必修、選修實驗課程（見表1）。

（二）三類設置層次

第一類：基本技能訓練型實驗，簡稱基本型實驗，指以強化學生基本實驗能力或職業(yè)技能訓練，培養(yǎng)學生自我獲取知識的能力、獨立實驗能力或從業(yè)技能、啟迪學生創(chuàng)新意識為目標的實驗。通過這類實驗，使學生扎實系統(tǒng)地掌握本學科研究的基本實驗方法和實驗技術，掌握常規(guī)設備的使用，并有較強的獨立實驗能力、從業(yè)技能和自主學習訓練的積極性，使學生在這方面的訓練中萌生探索的欲望。

第二類：綜合設計型實驗，指運用模擬教學軟件模擬經(jīng)濟與管理的實際運行過程，使學生全面了解本專業(yè)的業(yè)務過程，掌握本專業(yè)軟件的應用，具有綜合運用基礎知識和專業(yè)知識進行模擬操作的能力，為成為專業(yè)應用型人才打下基礎。

第三類：研究創(chuàng)新型實驗，指以培養(yǎng)學生科學研究的思維方法、科學研究的能力和創(chuàng)新意識為目標的實驗。通過這類實驗，使學生從科研選題、實驗設計、實驗操作、結果分析、圖片和數(shù)據(jù)處理、文獻查閱、論文撰寫和答辯等環(huán)節(jié)得到較全面的科學研究思維的方法和創(chuàng)新思維訓練，同時發(fā)揮學科優(yōu)勢和教師的積極性，將實驗教學和科學研究及創(chuàng)新有機地結合起來。

表1 經(jīng)管類專業(yè)實驗課程體系

第一層次：基本技能型實驗

要求

第二層次：

綜合設計型實驗

要求

第三層次：

研究創(chuàng)新型實驗

要求

實驗

模塊

成本會計

必修

企業(yè)會計模擬實驗

必修

會計學原理實驗

必修應用（社會）統(tǒng)計學

必修

ERP信息平臺模擬實驗

必修

高級財務會計

選修報關業(yè)務

必修

ERP沙盤模擬實驗

必修

旅游圖件設計與制作

選修外貿單證

必修

會計電算化

必修

會計綜合實驗

必修

計算機財務管理模擬實驗

必修電子商務實驗

必修國際貿易綜合實驗

選修數(shù)據(jù)分析與SPSS應用

必修旅游地理信息系統(tǒng)

選修國際結算

選修管理信息系統(tǒng)

選修營銷模擬實驗

選修財務預算與分析

選修

（三）四種項目性質

第一種：演示性實驗項目，使學生獲得基本實驗技能的感性認識，培養(yǎng)應用型人才基本操作的宏觀認知。在教師和實驗技術人員的指導下，在實驗室內利用投影進行演示。

第二種：設計性實驗項目，接觸經(jīng)管學科研究工作思路，開發(fā)學生的探索精神和創(chuàng)新能力。開始時，可以由指導教師出題，給出方案，由學生根據(jù)所學內容，提出實驗方案、實驗方法和步驟、選擇儀器設備，并進行試驗準備工作，由學生完成實驗全過程。經(jīng)過一段訓練后，可以由學生自行選題，組織實驗。

第三種：綜合性實驗項目，使學生初步接觸本學科研究方法。就是把已學過的多方面知識、多學科內容、多因素要求作綜合運用，通過實驗設計，擬訂實驗方案，進行可行性論證，選擇最佳實驗方案，并進行安裝調試，寫出綜合報告，以培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力。

第四種：研究性實驗項目，為拔尖人才成長提供科研訓練平臺。在這類實驗中，學生運用實驗手段與方法，進行綜合分析、研究與探索，從而培養(yǎng)學生獨立研究能力與創(chuàng)新能力。

表2 國際經(jīng)濟與貿易專業(yè)實驗教學內容

實驗課

程名稱

項目名稱

類型

演示性

驗證性

綜合性

設計性

其他

交易磋商√

簽訂出口合同√

信用證業(yè)務√

租船訂艙√

出口報檢√

填制出口報關單√

外貿

單證出口貨物投?！?/p>

裝船出運√

制定一般產(chǎn)地證及普惠制產(chǎn)地證√

制作議付單證√

審單√

進口單據(jù)填寫√

報關基礎知識√

海關監(jiān)管貨物及其報關程序√

報關

業(yè)務進出口商品歸類√

進出口稅費√

進出口貨物報關單填制√

外貿交易準備√

交易磋商談判√

簽訂合同√

信用證業(yè)務√

備貨√

租船訂艙√

出口報檢√

國際

貿易

綜合

實驗辦理保險√

出口報關√

裝船出運√

制單結匯√

出口核銷退稅√

進口報檢√

進口報關與提貨√

進口付匯核銷√

銷貨√

匯票、支票、本票的繕制與填寫√

匯款業(yè)務流程與托收業(yè)務流程模擬√

信用證業(yè)務流程模擬√

國際

結算銀行保函業(yè)務流程與備用信用證業(yè)務流程模擬√

單保與雙保業(yè)務流程模擬√

運輸單據(jù)、保險單據(jù)填寫√

旅行支票、旅行信用證的制作和使用√

（四）三個培養(yǎng)階段

第一階段：大一至大二重點培養(yǎng)學生的基本操作、基本技能和創(chuàng)新意識。實驗內容以基礎單元操作實驗為主。

第二階段：大二至大三重點培養(yǎng)學生的實驗技巧和創(chuàng)新思維，輔之以分析問題、解決問題能力的初步訓練，基本技能和綜合設計實驗技能訓練并重。

第三階段：大三至大四重點培養(yǎng)學生綜合運用理論知識與實驗技能解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，以綜合性設計實驗為主。

五、結束語

經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系的構建要本著行業(yè)需求與能力培養(yǎng)相結合、以學生為主體與以教師為主導相結合、實驗教學與理論教學相結合的理念，圍繞著人才培養(yǎng)目標有條不紊地進行。但是，許多高校在經(jīng)管類專業(yè)實驗教學方面仍沒有一套成熟的經(jīng)驗和辦法，一直處于一種探索研究狀態(tài)。隨著經(jīng)濟社會對經(jīng)管類人才需求的變化，經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系的構建愈發(fā)顯得緊迫和重要，構建經(jīng)管類專業(yè)實驗教學體系更具時代價值和現(xiàn)實意義。

[參考文獻]

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第6篇：實驗設計的基本要素范文

關鍵詞：智能計算；課程建設；教學方法

智能科學與技術是西安電子科技大學于2005年獲教育部批準、2008年被評為第三批國家級特色專業(yè)建設點的一個本科專業(yè)。智能計算導論課程是該專業(yè)的一門主干課程，主要向學生介紹智能計算、系統(tǒng)辨識和優(yōu)化的方法以及這些智能計算方法的一些高級應用。該課程在大三下學期開設，至今已經(jīng)有四屆本科生(至少500名)上過這門課程。如何讓學生對該門課程產(chǎn)生濃厚的興趣，并為有志于深入研究智能計算的學生指明方向，成為我們教師首先注重的問題。在這樣的目標引導下，我們從選擇教材、準備教學內容、制作ppt、探索教學方法入手，形成了目前的“立足基礎、動手編程、展望前沿”的教學體系，深受學生的歡迎。在此，我們對這門課程有關教學的各個方面進行總結和思考，以期更好的提高我們對該門課程的教學質量，同時希望這些心得體會能為同行提供參考。

1教材選擇

教材是教師教學和學生自主學習的重要工具。鑒于智能科學與技術專業(yè)的本科生每年上研究生的比例保持在50%左右，所以在教材的選擇上，既要滿足畢業(yè)以后選擇參加工作的學生在“廣度”上的需求，又要滿足畢業(yè)以后繼續(xù)攻讀研究生的學生在“深度”上的需求。同時也要能激發(fā)學生的學習興趣，使學生能掌握理論基礎、理解生物和工程應用的背景并能了解智能計算研究的過去、未來、現(xiàn)狀及前沿。鑒于以上要求，我們選擇了西安交通大學徐宗本教授等編著，科學出版社2003年5月出版的《計算智能中的仿生學：理論與算法》。這是一部順應了信息技術與教學發(fā)展要求的教材，它系統(tǒng)地介紹智能計算的基本理論、基本原理與基本方法，選擇了既能代表智能計算過去20多年間發(fā)展的最突出成果又能反映智能計算當前研究熱點的模擬進化計算、人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論和模糊邏輯與模糊推理[1]。

在教學中，我們的ppt采用中英文相結合的方式，在基礎理論部分使用中文ppt便于學生理解；在介紹我們團隊的研究成果、具體算法和國際發(fā)展前沿時采用英文ppt、中文講解相結合的方式，這樣中英文對照，一方面加深了學生對教學內容的理解，另一方面也為學生今后閱讀專業(yè)的英文論了鋪墊。

2課程特點及教學內容

智能計算是以模型(計算模型、數(shù)學模型)為基礎、以分布并行計算為特征的模擬人的智能求解問題的理論與方法[1-3]。不同于一般的課程，其特點在于它是一個交叉學科。該課程主要向學生講解三部分內容，具體如下。

1) 仿生過程算法：模擬進化計算(20學時)。該部分主要以教材為主，重點講解模擬進化計算技術的基本原理、生物基礎、算法框架、基本要素、本質優(yōu)點及其適用領域；并從編碼、群體初始化、個體評價、遺傳算子和參數(shù)選擇這五個用遺傳算法求解問題需要解決的關鍵問題進行了詳細的闡述。同時，借鑒“智能感知與圖像理解教育部重點實驗室”的最新研究成果，向學生介紹了基于人工免疫系統(tǒng)的免疫克隆選擇算法，并強調了與遺傳算法的區(qū)別和聯(lián)系。

2) 仿生結構算法：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(14學時)。該部分主要通過向學生簡要介紹神經(jīng)網(wǎng)絡的生物背景、數(shù)學模型和學習機理，重點介紹了感知器和單層前向網(wǎng)以及多層感知器，簡單介紹了徑向基函數(shù)和回歸神經(jīng)元網(wǎng)絡。

3) 仿生行為算法：模糊邏輯與模糊推理(12學時)。該部分簡要介紹了模糊邏輯的生物基礎，通過與經(jīng)典集合的對比向學生展示了什么是模糊集合及其運算、模糊關系及其矩陣，最后簡要介紹了模糊推理的各種模型。

3教學方法

3.1結合實例的講解

為了更好的讓學生理解智能計算算法是行之有效的，我們選取合適的示例，并結合算法讓學生從算法機理上明白該類算法是有效的，其仿生背景是合理的。比如在講解遺傳算法這部分時，首先講明了學生大三上學期學過的共軛梯度法、擬牛頓法、單純形方法等基于梯度方向的經(jīng)典優(yōu)化搜索算法，無法求解目標函數(shù)不具備可導等數(shù)學信息的問題，以及離散性問題、不確定性問題、半結構或非結構化的問題和大規(guī)模問題。而遺傳算法直接以目標函數(shù)值作為搜索信息，這樣對許多目標函數(shù)無法求導或很難求導的函數(shù)，遺傳算法就比較方便。為此引入如下優(yōu)化問題：

max f(x1,x2)=21.5+x1•sin(4pi* x1)+x2•sin(20pi* x2)

s.t.-3.0≤x1≤12.1

4.1≤x2≤5.8

然后從如何編碼、如何初始化群體、如何對個體進行評價、如何選擇合適的交叉、變異等遺傳算子以及如何選擇算法中用到的種群規(guī)模、交叉概率和變異概率等參數(shù)方面，詳細地向學生展示了遺傳算法求解問題的機理和要解決的關鍵問題。同時向學生展示了遺傳算法求解該問題的尋優(yōu)曲線，以及所求得的滿意解。這種方法有利于提高學生的學習興趣，增強了記憶，加深了理解，取得了良好的教學效果。

3.2實踐能力和科研興趣的培養(yǎng)

智能計算是一門理論和實踐緊密結合的學科，該學科的發(fā)展日新月異，在智能信息處理領域的地位越來越重要。因此在智能計算的教學過程中，不僅要注重傳授知識，更重要的是要培養(yǎng)學生的能力和素質，以培養(yǎng)學生對科研的興趣[4-6]。在教學中，我們采用了上機實驗的教學方式。比如，在學生掌握了遺傳算法求解問題的基本流程以后，我們要求學生在計算機上實現(xiàn)遺傳算法求解3.1節(jié)所述的優(yōu)化問題。在上機實驗過程中，學生不僅掌握了如何在計算機上實現(xiàn)遺傳算法，更加形象直觀的了解遺傳算法的尋優(yōu)過程。更重要的是通過上機，學生深入理解和掌握了遺傳算法求解問題的每一個細節(jié)，并對編寫程序產(chǎn)生了濃厚的興趣。

同時，為了讓學生更深刻地理解針對不同的問題需要設計不同的遺傳算子，讓學生用遺傳算法求解了一個較簡單的TSP問題。并說明遺傳算法求解不同的問題要有不同的編碼、群體初始化和個體評價方式，并需要設計適合問題的遺傳算子以及需要調節(jié)參數(shù)以達到好的求解效果。鼓勵學生通過查資料等方式編程實現(xiàn)對該問題的求解。意想不到的是，通過兩周的時間，大部分學生都能親自編寫自己算法的程序源代碼，并求得了較好的結果，從而培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力。同時，向學生展示我們課題組對TSP問題研究的最新成果，比如10萬個城市的Monalisa_ small問題，71 009個城市的China_71009，同時告訴大家目前求解TSP問題最好的成果，解決該類問題最出名的專家，從而大大激發(fā)了學生的科研興趣。

3.3實驗設計能力的培養(yǎng)

實驗設計能力的培養(yǎng)也是本課程的一個重要內容。比如，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡部分，在向學生講解了感知器的學習算法之后，讓學生根據(jù)感知器學習規(guī)則，試寫出算法流程，并通過實驗實現(xiàn)一個感知器。讓學生在自己實驗的設計中加深了對知識的理解。

同時，隨著智能計算的快速發(fā)展，每年我們的教學內容和課件都在更新，以包括最新的研究內容，尤其是我們課題組的研究內容，從而擴大學生的知識范圍。

4考試方法

對智能計算導論這門具體課程來說，最重要的是注重學生的交叉學科知識和能力的培養(yǎng)。因此，本課程的考察方式主要采用：1)閉卷考試。主要考察對智能計算原理的理解和綜合運用能力。2)課程作業(yè)。要求對介紹過的各種智能算法的概念、原理、方法、應用等方面進行總結、分析、對比等，形成一個簡要總結報告。3)科技報告。要求學生在智能計算領域的主流英文期刊上選擇感興趣的英文文獻，翻譯成中文；

或者就智能計算領域的一個感興趣的話題談談自己的主張和看法。4)出勤率。根據(jù)學生平時到課的情況給出該項分數(shù)，其目的是督促學生按時到課。該門課成績分配如下：成績=閉卷考試(50%)+小作業(yè)(20%)+大作業(yè)(20%)+出勤率(10%)。

5結語

本科智能計算教學的困難之一是學生的數(shù)學基礎有限，因此為了讓學生能更好的理解原理和方法，我們弱化了復雜的數(shù)學推導，通過借助具體的實例來提高學生的學習興趣，加深對問題的理解，增強對知識點的記憶。同時我們也期待能尋找到更合適于本科生的教材來供學生自主學習。智能計算是實踐性很強的科學，并且該學科的發(fā)展十分迅速。在教學實踐中，我們十分重視學生動手能力和科研興趣的培養(yǎng)。通過編寫程序、實驗設計和科學報告的形式引導學生積極動手，積極思考。

參考文獻：

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[2] 丁永生. 計算智能:理論、技術與應用[M]. 北京:科學出版社,2004.

[3] 蔡自興,徐光佑. 人工智能及其應用[M]. 北京:清華大學出版社,2004.

[4] 戚玉濤,劉芳,焦李成. 模式識別教學實踐與課程改革[J]. 計算機教育,2010(10):24-26.

[5] 吳建設,于昕,焦李成.“智能控制”教學方法探索與思考[J]. 計算機教育,2010(10):93-95.

[6] 韓紅,焦李成. 談計算機視覺課程的教學創(chuàng)新[J]. 計算機教育,2010(10):84-86.

Research on Intelligent Computing Introduction Course Construction

SHANG Ronghua1, LI Yangyang1, JIAO Licheng1, HOU Xiaohui2

(1. School of Electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China; 2. Teaching Affairs Faculty, Xidian University,

Xi’an 710071, China)

第7篇：實驗設計的基本要素范文

關鍵詞：STEM；項目學習；化學實驗；圖像比色法

文章編號：1005C6629（2016）11C0043C05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 基于項目的STEM學習概述

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）四門學科的簡稱。它將四門學科內容組合成為有機整體，強調多學科的交叉融合，以培養(yǎng)學生在掌握知識和技能的同時，能夠將其遷移應用到解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神。STEM最核心的特征是跨學科性，此外還包括趣味性、體驗性、情境性、協(xié)作性、設計性、藝術性、實證性和技術增強性等特征。

STEM有兩種最基本的課程模式：相關課程模式和廣域課程模式[1]，前者在課程形式上依然屬于分科教育，但在各學科內容編排上注重相互之間的聯(lián)系；后者是通過活動項目將各學科整合為有組織的課程結構?；陧椖康腟TEM學習是STEM和基于項目的學習（Project-based learning：PBL）模式相結合的產(chǎn)物，是進行跨學科整合的一種基本取向[2]。PBL利用學生自主探究的過程來獲得與現(xiàn)實生活有關聯(lián)并且能付諸應用的學習結果[3]，基本要素為內容、活動、情境和結果[4，5]。因此，基于項目的STEM學習可以理解為以PBL的基本要素為框架整合STEM內容的學習模式，是利用科學、數(shù)學知識和技術手段，通過工程設計活動解決工程問題的學習過程，其基本要素如表1所示。

2 基于化學實驗的STEM項目開發(fā)

2.1項目的開發(fā)過程

化學實驗是科學探究活動的主要載體，基于項目的學習具有基于問題和基于探究的屬性，因此將化學實驗結合工程設計轉化為基于項目的STEM學習是可行的。對于化學分科課程的教師來說，開發(fā)STEM項目更具操作性，開發(fā)過程如圖1所示。

本文選取高中化學教科書《實驗化學》（人教版）中比色法這一內容。經(jīng)查閱文獻發(fā)現(xiàn)，基于手機攝像頭的圖像比色法在健康診斷與環(huán)境、醫(yī)藥、食品檢測等領域有廣泛應用[6]。在分析了圖像比色法中蘊含的跨學科知識和技術后，最終開發(fā)了“設計檢測Co2+濃度的技術方案”這一項目。

2.2 項目的實驗設計

該項目活動的技術核心為圖像比色法這一融合了信息技術的實驗方法，該方法較為新興，原理與目視比色法相同，即物質顯色的實質是對不同波長光的選擇性吸收，顯出的顏色是它所吸收光的互補色，溶液顏色的深淺取決于吸光物質濃度的高低[7]。但圖像比色法以手機等拍照設備作為圖像采集器，以計算機代替人眼，將顏色深淺轉化為RGB分量值，從而將色溶質的濃度與RGB分量值之間建立關聯(lián)，能夠更精確地檢測有色溶質溶液的濃度，且所需的器材便利、步驟簡單，具體步驟如圖2所示。

實驗涵蓋了化學、物理、數(shù)學知識和信息技術，結合工程設計后轉化為“設計檢測Co2+濃度的技術方案”的STEM項目也必然涵蓋這些跨學科知識，體現(xiàn)了STEM的跨學科性，如表2所示。

3 活動的實施過程設計

STEM項目的實施主要是通過工程設計過程和探究學習的5E教學模型的整合來實現(xiàn)的，如ITEEA開發(fā)的基于設計的工程設計EbDTM項目、波士頓科學博物館創(chuàng)立的工程是基礎EiE項目、世界在運動AWIM項目[8]。工程設計過程包括“識別問題和制約因素”、“調查研究”、“形成概念”、“分析觀點”、“建立模型”、“測試和優(yōu)化”、“溝通和反思”七個步驟。其中，“識別問題和制約因素”是指明晰問題和任務，知道制約因素和標準，比如時間、資源、經(jīng)費、預期任務成品的特征；“調查研究”是指了解與主題相關的信息，如已有的解決方案，以防止做重復勞動；“形成概念”是指運用頭腦風暴想出多種解決方案，并識別每個方案的風險和利益；“分析觀點”是指依據(jù)數(shù)學、科學和技術原理和項目的標準以及限制篩選和精細化出前一步驟的方案；“建立模型”是指學生在分析觀點的基礎上建立一個工作模型或原型；“測試和優(yōu)化”是指測試模型是否滿足要求，根據(jù)測試結果優(yōu)化現(xiàn)有的設計；“溝通和反思”是指進行人際互動、口頭、視覺、書面方式的溝通，既適應于團隊工作環(huán)境，又用于對方案和產(chǎn)品的開發(fā)過程記錄和解釋[9]。

本項目的活動實施過程兼顧了工程設計和探究學習兩大實踐系統(tǒng)，結合化學實驗的特性，以“問題聚焦和明確”、“思考和探究”、“解釋和方案確立”、“構建和實驗”、“測試和優(yōu)化”、“溝通和評價”六個過程構成。“問題聚焦和明確”包含了“識別問題和制約因素”的工程內涵，且強調從社會、環(huán)境、生活等問題聚焦到化學問題，將化學問題明確為具有制約因素和評估標準的工程問題；“思考和探究”的目的與“調查研究”相一致，同時強調學生在教師的引導下進行思考和實驗探究學習；“解釋和方案確立”包含“形成概念”和“分析觀點”的過程，同時強調對新方案原理性知識的解釋；“構建和實驗”是“建立模型”中的一種工作模型，是STEM項目中的化學實驗主體部分；“測試和優(yōu)化”與工程設計標準過程相同；“溝通和評價”融合了“溝通和反思”與科學探究中的“反思與評價”環(huán)節(jié)。

3.1 問題聚焦和明確：觀看圖文資料引發(fā)工程問題

[教師]演示有關工廠排放含Co2+廢水、大量Co2+對生命體健康造成危害、Co2+廢水處理方法的圖文資料，提出問題：要確定Co2+處理達標與否需要環(huán)境檢測工程師做些什么？

[學生]檢測處理前后的廢水中Co2+的濃度。

[教師]某廠排放的含鈷污水只有Co2+有顏色，濃度范圍不超過0.1M。那么，如果你是一位環(huán)境監(jiān)測工程師，如何設計一個檢測工業(yè)廢水中重金屬離子Co2+濃度的技術方案？制約因素是什么？什么樣的技術方案是好的？發(fā)放可用材料的清單：LED燈泡、液晶屏、拍照手機、白色A4紙、白色紙板、7mL離心管、25mL容量瓶、10mL量筒、燒杯、分析天平、藥匙、玻璃棒、蒸餾水、CoCl2?6H2O固體。

[學生]交流討論，歸納：制約因素是含鈷污水只有Co2+有顏色，濃度范圍不超過0.1M。

評估標準：要求檢測的相對誤差不超過10%，且誤差越小越好；需要自己設計和組裝裝置，裝置要滿足簡易、便宜的要求；制作方案文本，并進行方案設計的匯報。

設計意圖：強調STEM學習中的工程思想，創(chuàng)設工程問題情境，幫助學生識別工程問題；通過提問促使學生對制約因素和評估標準進行交流討論，進一步明確任務。

3.2 思考和探究：學習比色法和比色分析的化學史

[教師]發(fā)給每組學生3種不同濃度的CoCl2溶液，提出問題：通過觀察現(xiàn)象能夠得出什么結論？

[學生]不同濃度的有色溶液，顏色深淺與溶液的濃度有關，顏色越深，濃度越高。

[教師]告訴學生3種CoCl2溶液中顏色最淺和最深的溶液的濃度，提出問題：如何知道待測溶液的大致濃度？

[學生]思考得出：大致濃度是另兩種溶液濃度的平均值。

[教師]講解比色法的原理：物質顯色的實質就是對不同波長光的選擇性吸收，顯出的顏色是它所吸收光的互補色，CoCl2溶液顯粉紅色就是因為它選擇性吸收青色光。溶液顏色的深淺決定于溶液吸收光的量的多少，即取決于吸光物質濃度的高低[10]。CoCl2溶液的濃度越高，對青色光的吸收就越多，透過的紅色光越強，顏色就越深，在一定濃度范圍內，其顏色深淺與濃度成正比。講述目視比色法的操作步驟和誤差的計算方法。提出問題：誤差大小的范圍是多少，如何進一步確定待測溶液濃度？引導并輔助學生進行實驗探究。

[學生]進行實驗活動：配制中間濃度的溶液，再次對比待測溶液的顏色，通過顏色的不斷漸進，最終確定待測溶液濃度。

[教師]告訴學生待測溶液的實際濃度，組織學生交流實驗結果。

[學生]交流各自測得的濃度和誤差，得出目視比色法受到人眼識別顏色能力限制和半定量分析的特點。

[教師]進一步講述比色分析發(fā)展的化學史，提出問題：目視比色法、分光光度法的特點和利弊分別是什么？

[學生]比較目視比色法、分光光度法的特點和利弊。

設計意圖：進行STEM項目中科學知識的教學，通過問題串刺激學生思考和探究，發(fā)現(xiàn)目視比色的實驗方法，引導學生基于實驗證據(jù)了解比色法的原理和優(yōu)缺點，進而傳授比色法和比色分析發(fā)展的化學史的知識，引導學生從各方面綜合考慮使用不同方法和儀器檢測有色物質的利弊，為工程設計過程中方案的確立做鋪墊。

3.3 解釋和方案確立：學習圖像的數(shù)字化，“發(fā)明”并采納圖像比色法

[教師]講解：由于不同人識別顏色的能力不同，故剛才同學們測得待測溶液的濃度不盡相同，但計算機能夠高精度地識別顏色，是通過圖像的數(shù)字化處理實現(xiàn)的，它是指將一幅圖像從其原來的形式轉換為數(shù)字形式的處理過程[11]。對于彩色圖像，量化步驟能夠獲得RGB三原色的分量值[12]。

提出問題：如何讓計算機代替我們的眼睛讀出且量化有色溶液的顏色深淺？

[學生]理解計算機識別顏色的原理：圖像的數(shù)字化。結合目視比色法和圖像數(shù)字化技術，“發(fā)明”圖像比色法。

[教師]總結性地講述圖像比色法的原理和步驟（圖2所示）。引導學生再次綜合比較各濃度檢測方法，確立問題解決方案。

[學生]圖像比色法綜合了目視比色法和分光光度法的優(yōu)點，故采納圖像比色法作為項目問題的解決方案。

設計意圖：繼續(xù)講解STEM項目中的跨學科知識：圖像的數(shù)字化，引導學生進行方法和技術的聯(lián)用，從而“發(fā)明”圖像比色法；引導學生學習STEM項目中工程設計原則，結合評估標準綜合對比各個方法的利弊，使得學生關注到圖像比色法的應用。

3.4 構建和實驗：構建圖像比色法的檢測裝置并進行實驗

[教師]確定了圖像比色法作為解決方案后，就要構建圖像比色法的檢測裝置進行實驗。提出問題：根據(jù)Co2+濃度范圍不超過0.1M的制約因素，如何配制一定濃度梯度的標準溶液？濃度范圍應如何？

[學生]交流討論：用容量瓶配制一定濃度的標準溶液，再通過稀釋的方法配制其他濃度的標準溶液。濃度范圍可以是0M到0.1M之間。

[教師]提出問題：影響圖像比色法可靠性的重要條件是什么？

[學生]交流討論：圖像清晰與否、顏色是否失真、RGB分量值提取時注意圖像范圍的選取等。

[教師]講述：重要條件之一是獲取樣品溶液顏色的真實信息，照片圖像顏色能真實地體現(xiàn)溶液顏色。因此，在構建圖像比色法檢測Co2+濃度的裝置時，要注意選擇白光作為光源，且光源均勻穩(wěn)定；所有溶液樣品的前景和背景都應是白色；拍攝的像素不能過低；手機攝像頭或相機攝像頭應與桌面垂直，高度與樣品高度一致，置于中央的樣品前方至少30cm處[13]。其次，用專業(yè)的生物圖像處理軟件ImageJ提取RGB分量值，使用矩形選框工具，點擊菜單欄中的Analyze?Histogram，即可讀出矩形選框中的灰度值和RGB分量值。應采用移動矩形選框的方式讀取各溶液樣品中心區(qū)域的RGB分量值。

[學生]按小組合作構建裝置、配制溶液、進行圖像比色法的實驗。

設計意圖：強調STEM項目中的技術學習，講述使用圖像比色法的操作注意事項和ImageJ軟件的操作要領，為學生自主構建和實驗提供必要的腳手架支持。

3.5 測試和優(yōu)化：測試檢測方案的檢測誤差，采用控制變量法優(yōu)化解決方案

[教師]提出問題：如何測試基于圖像比色法所構建的裝置能夠準確地檢測Co2+濃度？

[學生]交流討論：用某已知濃度的CoCl2溶液作為待測樣品，與空白樣品、標準樣品一起進行圖像采集，進行實驗確定檢測誤差。

[教師]提出問題：如果對檢測結果不滿意，如何優(yōu)化解決方案？

[學生]交流討論：采用控制變量法，可以優(yōu)化的條件包括光源的選擇、RGB分量值的選擇、加顯色劑與否等。

[教師]請根據(jù)測試結果進一步優(yōu)化解決方案，最后設計出條件明確的檢測Co2+濃度的技術方案，制作方案文本。

設計意圖：引導學生進一步學習STEM項目中的工程設計原則，以測試結果為導向優(yōu)化目前的解決方案，以呈現(xiàn)方案結果為導向體驗工程思想解決問題的過程。

3.6 溝通和評價：展示方案設計成果，多角度評價活動表現(xiàn)

[教師]要求學生匯報技術方案的設計、測試和優(yōu)化過程，展示技術方案文本，同時鼓勵學生交流方案設計構成中所遇到的挫折，引導學生進行合作態(tài)度、計劃安排、結果表達、方案制作、跨學科知識和工程設計原理掌握方面的自評和互評。

[學生]各小組匯報技術方案的設計、測試和優(yōu)化過程，展示最終的技術方案，并用數(shù)據(jù)、圖表展示方案的檢測誤差、成本大小等預期結果，最后進行自我評價，其他學生對其技術方案的設計過程、小組分工合作和計劃安排、方案制作等方面提出質疑、意見或積極評價，小組成員對這些評價進行反思和溝通。

[教師]總結各小組在方案設計過程中的表現(xiàn)和技術方案的合理性，鞏固本STEM項目中涉及的跨學科知識，強調工程設計需要識別問題和制約因素、調查研究、形成概念、分析觀點、建立模型、測試和優(yōu)化、溝通和反思的過程。

設計意圖：促進學生的合作意識，體會STEM項目學習的跨學科性。

4 結語

“設計檢測Co2+濃度的技術方案”項目基于圖像比色法，涵蓋了化學定量實驗技能和定量思想、信息的數(shù)字化技術及Excel軟件操作、函數(shù)模型的建立、工程設計思想，融合性高，思維性強，切實地指向了信息時代背景下中學生STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻：

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[9]王玲玲.基于STEM的小學科學課程設計研究[D].上海：華東師范大學碩士學位論文，2015：40～59.

第8篇：實驗設計的基本要素范文

關鍵字：教學改革 教學研究 識別技術 智能卡

隨著智能化社會的發(fā)展，智能卡技術已經(jīng)滲透到我們社會生活的各個領域。為了跟進時代的步伐，使學生了解由智能識別技術應用而生的各種智能化產(chǎn)品，我院為高年級學生開設ID識別技術及應用課程。該課程是技術性、工程性和應用性很強的專業(yè)課程，其目標是要強化學生的動手能力，培養(yǎng)工程應用型人才，同時也作為一種就業(yè)前的技能實訓。

1 課程教學存在的問題

1.1 教學內容缺乏系統(tǒng)性

ID識別技術及應用是一門新型課程，涉及ID識別中的諸多技術，包括磁卡識別技術、條形碼識別技術、IC卡識別技術以及射頻卡識別技術等。目前市場上很難找到相應內容的教材，而課程教學內容主要以相關的ISO國際標準和以解剖市場上典型的ID識別產(chǎn)品設計方法為基礎來規(guī)劃的。由于課程內容相對零亂，教學與實驗也未能有機地結合，導致課程內容在設計和組織上缺乏系統(tǒng)性和連貫性。隨著教學的逐年深入，這門技術性很強的課程不僅沒有體現(xiàn)出強化學生實踐水平和提高學生動手能力的特點，而且逐步變成了一門科普性的教學課程，這與當初規(guī)劃課程的目標相違背。如何克服課程教學中存在的問題，規(guī)劃出系統(tǒng)性強、教學和實驗能緊密結合的內容就成為我們課程改革的主要目標。

1.2 對實踐教學環(huán)節(jié)重視不夠

在最初的課程建設中，沒有將實驗教學環(huán)節(jié)放在課程教學的重要地位，理論教學內容偏多，課堂上涉及大量的ISO國際標準、抽象的概念和復雜的硬件控制時序。對于這些課堂教學內容，學生往往感覺枯燥無味，沒有什么吸引力，致使思想容易渙散，注意力不夠集中[1]，教學效果極其不佳，導致一部分學生離開課堂，甚至某些學生把選修這門課程作為獲取學分的一種手段。另一方面，由于教學內容沒有與實驗內容緊密結合，使很多ID識別技術的常用方法和手段不能通過實驗進行驗證和再設計，很多學生本想通過這門課的學習來提升自己的動手能力，但教學內容未能體現(xiàn)強化實踐能力的特點，反而成了這門課程的短處，使部分學生喪失了學習興趣。

1.3 實驗平臺相對落后和不足

課程實驗是以MCS51單片機實驗箱為實驗平臺，平臺相對陳舊，并經(jīng)常出現(xiàn)故障，使很多實驗難以開展和進行。由于教學經(jīng)費有限，MCS51實驗平臺相對落后，學院也不愿意在這種平臺上投入更多的經(jīng)費，致使實驗裝置不能更新和補充，其中磁卡刷卡頭、IC卡讀卡裝置和射頻卡讀卡器每種都不足10臺，而選課學生較多，經(jīng)常5～6人使用一套實驗平臺和裝置。這樣一來，每套實驗裝置只有2～3人能真正投入到實驗過程中，其他學生不能有效地參與到實驗的設計和程序調試的整個過程，明顯地降低了實驗教學對這門課程所起的作用和產(chǎn)生的效果。這個原本強調實驗教學環(huán)節(jié)的課程，由于實驗設備不足和老舊，實驗平臺相對落后，而失去了開設的意義。隨著時間的推移，這門培養(yǎng)學生動手能力和實踐能力的課程也就逐步停留在口頭上了。

2 課程教學改革

2.1 以產(chǎn)品設計為導向優(yōu)化教學內容

根據(jù)課程的定位和對以往教學實踐活動的總結，我們對教學內容進行了重新優(yōu)化，以產(chǎn)品設計為主線，在ISO國際標準的限定范圍內，將ID識別技術中涉及的概念、方法和內容，以及ID識別產(chǎn)品中廣泛采用的硬件技術和軟件技術作為重點系統(tǒng)設計和優(yōu)化課程。我們分別針對磁卡識別、條形碼識別、IC卡識別和射頻卡識別規(guī)劃出了相關ID產(chǎn)品應具有的功能和設計方案，并采取理論教學與實踐教學緊密配合的方式來開展教學實踐活動。通過將抽象的產(chǎn)品設計需要解決的問題和采用的方法作為課程教學內容，并將諸多技術問題逐個從概念、理論和技術上進行突破，來充分凸顯課程技術性和實踐性強的特點。這種用產(chǎn)品設計過程中涉及的各個重要環(huán)節(jié)來布局課程教學內容的方法，大大增強了課程內容的系統(tǒng)性和連貫性。通過以產(chǎn)品設計為導向的教學活動，使學生掌握了產(chǎn)品設計的基本思路、方法和過程，同時也為他們今后的產(chǎn)品開發(fā)奠定了基礎。

2.2 注重培養(yǎng)學生的興趣和熱情[2]

“興趣”是最好的學習動力，只有讓學生有了興趣，才能使他們更好地完成課程教學內容。該課程直觀上有一定的吸引力，但其內容卻非常枯燥，怎樣能夠激發(fā)學生的學習信心和興趣，是前期教學需要解決的問題。我們首選磁卡識別技術作為這門課程的突破口，原因是磁卡識別技術相對簡單，概念比較清晰，容易理解，內容除了計算機應用方面的知識外，還涉及磁電轉換、光電轉換、機械等很多相關學科知識，這些都是學生非常感興趣的內容。理論部分講完之后，馬上進入磁卡識別技術的實驗環(huán)節(jié)，讓學生設計完成一個具有銀行使用磁卡讀卡器功能的設備。按照這個思路，將教學和實驗緊密結合起來，連貫操作，使學生逐步進入我們預想的教學和學習境地，學生的興趣逐步提高，并能把實驗當做完成一個產(chǎn)品的設計與實現(xiàn)認真對待，使課程教學順利地展開和進行。

2.3 以產(chǎn)品設計為導向的教學模式

產(chǎn)品化教學是“行為導向”教學法的一種，它主要是選取生產(chǎn)實踐中具有典型意義的若干“項目”作為載體，或者借用生產(chǎn)實踐中的“項目”概念，根據(jù)項目的基本特征和形式，為達到教學目標要求而設計出若干個與課程要求相一致的“教學項目”，把課程教學內容包括課程所要求的知識和技能融合在這些項目中，通過完成這些項目中規(guī)定的每一項工作任務達到教學目的的教學方法[3]。

在教學中，我們注重教學內容的產(chǎn)品化設計導向，把每個教學部分都規(guī)劃成不同產(chǎn)品設計與實現(xiàn)過程中的各個知識環(huán)節(jié)和實踐環(huán)節(jié)。就射頻卡而言，我們選擇學校食堂使用的售飯機作為射頻卡教學對象，根據(jù)食堂售飯機的基本功能，分析了售飯機的基本組成和需要解決的問題。從硬件來看，它包括射頻部分、LCD顯示部分、射頻卡內數(shù)據(jù)的讀取部分、密鑰的校驗和卡的識別部分等；從軟件來看，它包括密鑰的校對算法編程、射頻IC卡的數(shù)據(jù)輸入與輸出控制編程、LCD的顯示控制編程及數(shù)據(jù)通信編程等軟件。在功能分析的基礎上，我們講述了食堂售飯機的設計思路、硬件技術和軟件技術等問題，特別是每個部分涉及的關鍵知識和應該采用的方法，使學生從整體上建立實驗設計思路和方案，為后續(xù)實驗打下良好的基礎。

3 實踐教學改革

3.1 建設新型實驗平臺

以前采用的MCS51實驗平臺相對落后，不能滿足日益發(fā)展的計算機技術要求。為此我院專門為這門課程購置了30臺STM32單片機實驗平臺，并結合STM32實驗平臺接口的特點設計和制作了30塊STM32單片機與ID識別裝置的接口電路板，以滿足課程實驗的要求。另外，我們還設計和制作了30塊STM32單片機與IC卡接口的電路板，用以完成IC卡的數(shù)據(jù)識別實驗。通過實驗平臺的更新和升級，課程實驗水平達到了一個新的高度。在新的實驗平臺上做ID識別技術實驗，不僅使學生接觸到新型單片機技術，加深了對STM32單片機內部接口的認識和理解，提高了STM32單片機的編程能力，而且還掌握了ID識別技術的硬件設計方法，時序控制中的軟件編程技巧，是一舉多得的事情。另外，學院還為該課程購置了磁卡刷卡頭、射頻讀卡器等裝置，使總實驗裝置達到30套，若2人一組，一次可接納60名學生參與實驗，大大改善了實驗環(huán)境。

3.2 以設計產(chǎn)品為目標的實驗內容

目前我們已經(jīng)開設了3個產(chǎn)品設計性實驗，分別面向磁卡、IC卡和射頻卡的數(shù)據(jù)識別。在磁卡識別技術實驗中，要求學生完成一個具有正反向刷卡的磁卡數(shù)據(jù)識別裝置，該實驗需達到的目標是具有銀行磁卡讀卡器正反向刷卡的功能。在IC卡識別技術實驗中，使用SLE4442邏輯加密卡來模擬公交卡的應用模式，完成IC卡充值、乘車單次刷卡減費、乘車上下車刷卡減費等功能。在射頻卡識別技術實驗中，結合學校食堂售飯系統(tǒng)的應用模式，完成射頻卡充值和售飯減費的功能。這些產(chǎn)品功能對學生來講是非常熟悉的，他們不必在理解上花費更多的時間。另外實驗中涉及很多時序控制問題，而時序控制在以往硬件課程實驗中是很少遇到的，難度相對較大，且要求必須嚴格和準確，這個實驗過程培養(yǎng)了學生的耐心和細心，加深了對硬件控制的理解，學生在體驗這個過程的同時也提高了自身的實踐能力。

3.3 充分利用課外時間

由于實驗內容是以產(chǎn)品設計為目的，實驗工作量相對較大，要在有限的實驗課時里完成這些任務是不可能的。為此我們將實驗平臺和實驗裝置發(fā)放給學生實驗組，由組長負責維護實驗設備的安全。學生可以利用課余時間到實驗室進行討論、設計和調試程序。在實驗課上教師除了解決學生在實驗中遇到的問題，與學生討論實驗方案、實驗設計和實驗調試等問題外，還要掌握各實驗組的實驗進度，完成的內容和質量，以及每名學生對實驗的貢獻等，以便給出相應的實驗成績。

4 考核與評價方式

提高學生的實踐能力是課程的教學目標，考核實踐能力而不是考核記憶能力是我們課程教學對學生評價的重要方面。多年來我們一直采用開卷考試，并保持部分試題源自于實際應用，強調以應用為導向的試題內容。這種考核方式能夠較好反映學生的實踐能力和對知識的綜合應用能力。另外我們擴大了學生平時成績的比例，使學生平時的實踐活動得到認可，這樣學生在平時學習時就注重實際綜合能力的訓練。

總成績的評定方案：考試成績占50%，平時成績占10%，實驗成績占40%。

5 結束語

培養(yǎng)高水平且具有實際應用能力的學生是我國現(xiàn)代化建設中不可缺少的基本要素，而提高教學水平是培養(yǎng)高水平人才的基礎。為了培養(yǎng)符合社會需要的計算機應用人才，我們對ID識別技術及應用課程進行了改革，堅持以產(chǎn)品設計為導向規(guī)劃教學和實踐內容。經(jīng)過多年的教學實踐，證明這種教學模式對于提高學生的實踐能力是非常有幫助的。我們將繼續(xù)對課程進行研究和探索，尋找更加適合培養(yǎng)高質量人才的教學模式。

參考文獻

[1] 胡曉婷，王樹梅，任世錦.提高計算機組成原理課程教學效果的途徑與方法[J].計算機教育，2011（22）：97-100.

第9篇：實驗設計的基本要素范文

一 通過地理實驗，幫助學生理解知識

達·芬奇有句名言：“實驗是科學知識的來源，智慧是實驗的女兒?！睆娬{了實驗是學習知識的重要方法，是提高聰明才智的重要途徑。地理實驗能幫助學生將抽象的理論變?yōu)樾蜗蟮默F(xiàn)實，有助于建立感性認識，有利于知識的理解、鞏固和應用。例如，學習“熱力環(huán)流”知識點時，可通過一個小實驗，讓學生親眼目睹大氣的運動狀況，從而總結出大氣運動的基本規(guī)律。

實驗步驟：將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端；用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴；在膠合板或塑料薄膜的一側（裝冰塊的盆上方）開一個小洞；將一束香點燃并放進小洞內，觀察煙霧在玻璃缸內是如何飄動的。思考為什么會那樣飄動，發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律，得出結論。最后，進一步引導學生進行歸納探索：熱力環(huán)流是一種常見的自然現(xiàn)象。研究海洋和陸地之間、城市與郊區(qū)之間、山谷和山頂之間，大氣運動是否也能形成熱力環(huán)流。

二 通過地理實驗，幫助學生主動獲取知識

地理實驗強調演示與參與，它能夠有力地調動學生學習的主動性，從而改變被動接受知識的學習方式。讓學生在實驗設計、實驗操作和觀察、實驗記錄、實驗分析研究的過程中主動獲取知識。此外，通過設計實驗，能鍛煉和培養(yǎng)學生的想象能力和創(chuàng)造能力；通過實驗操作和觀察，能培養(yǎng)學生敏銳的感知力和觀察力。通過分析、對比、判斷、推理等，能培養(yǎng)邏輯思維能力和歸納分析問題的能力；通過小組合作，還能夠培養(yǎng)學生的組織能力、實際操作能力和解決問題的能力。

例如，在進行“自然界的水循環(huán)”的學習過程時，可以引導啟發(fā)學生自行設計水循環(huán)實驗作為課外作業(yè)。要求寫出實驗材料和步驟，觀察和記錄發(fā)生的現(xiàn)象，評比看誰做得最好。有一位學生的實驗是這樣的：

將裝滿沙子的小瓶放入底部有水的盆內，用透明的塑料薄膜蓋住盆，用橡皮筋扎住盆口；在小瓶的正上方的塑料薄膜上，放上小石子；將盆放在強烈的陽光下直曬，過一段時間后觀察。將觀察到的現(xiàn)象記錄下來，思考沙子為什么濕了？寫出水循環(huán)的過程（蒸發(fā)——水氣輸送——凝結——降水），總結出規(guī)律。這個實驗是海洋與陸地間、陸地與陸地間的水循環(huán)模式的濃縮。

教師在點評時可引導學生進行知識遷移：假如該實驗模擬發(fā)生在黃土高原上會有什么結果，我們該怎么做呢？（針對此問題，學生會提出各種各樣的解決方法并加以討論，教師點評哪一種方法能更好地解決實際問題。）

三 通過動手操作，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

獲取知識，培養(yǎng)能力的捷徑是將教師講解與學生的動手操作相結合。教師的講解只起到引導作用，學生自己動手操作會遇到一系列的實際問題，這會促進其思考探索，在不斷失敗中求得成功。經(jīng)常讓學生動手操作，不僅可使學生的動手能力得以提高，而且可以激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維，甚至會迸發(fā)出創(chuàng)造發(fā)明的火花。

例如，進行地球自轉的教學時，讓學生用照相機拍攝星空圖。（要求：把照相機固定，對準北極星附近的星空，曝光10個多小時，就可以得到一幅北極星附近星星運動的照片。）思考為什么照片上的恒星會呈現(xiàn)出這樣的運動軌跡？還可以用地球儀和太陽光（或燈光）進行地球自轉的實驗，研究地球表面不同地點的晝夜變化情況，選擇若干具體城市（如北京和倫敦）研究其晝夜差異。學生通過自己動手操作將會真正理解由地球自轉所致的晝夜交替現(xiàn)象。

再如，教師向學生講解“氣壓帶和風帶”時，為了讓學生更好地理解掌握難點，可以制作三圈環(huán)流模型。分別用不同顏色的紙條表示上升氣流、下沉氣流、高空氣流、近地面氣流（只制作北半球的）。思考赤道低氣壓帶、極地高氣壓帶與副熱帶高氣壓帶、副極地低氣壓帶在形成原因上有什么不同？用自己的語言描述東北信風帶、西風帶、極地東風帶的形成原因。經(jīng)過動手操作，學生不僅能夠較順利地掌握了有關的知識點，還向教師提出了不少在制作過程中遇到的問題。多采用這種教學方法，不僅能發(fā)揮學生的主觀能動性，還可以激發(fā)學生的創(chuàng)造精神，對培養(yǎng)創(chuàng)造性人才很有幫助。

四 通過動手操作，培養(yǎng)學生的實踐能力

心理學家皮亞杰認為，智慧的鮮花是開放在手指尖上的。他一語道出了動手操作的重要性。教育要與實踐活動相結合，我們應不斷提供給學生動手操作的機會。一方面，它有利于學生提高學習興趣，掌握基本技能；另一方面，也有利于學生創(chuàng)新思維的發(fā)展，提高他們的實踐能力。

例如，在講授完“地圖”這一節(jié)后，筆者布置了課外作業(yè)——繪制學校平面簡圖。筆者將全班分成了五個小組，告訴他們最后將評比哪個小組繪制得最精確、最完美（比例適當）。各小組成員迅速行動起來，他們分工明確，有的測量學校的長度和寬度，有的測量學校的主要樓房，有的測量學校的主要花園，有的測量學校的主要道路……在實地測量的基礎上，小組集體討論并確定了繪圖的比例尺、基本圖例和地圖的指向標。實踐過程中，學生自然會運用所學的地圖知識去熟悉地圖的基本要素，按要求完成所繪草圖。在繪圖過程中，每個同學充分發(fā)揮自己的特長，既有分工又有合作，最后將校園平面圖繪制得非常精確，達到了學以致用的目的。

雖然學生從地理教學中獲得了較為豐富的感性認識，但是通過親自動手能促進學生對地理概念和規(guī)律的深刻理解，更重要的是學生在這個過程中所獲得的豐富情感體驗，幫助學生形成探索能力和研究能力，應用所學知識解決實際問題的能力，對于其養(yǎng)成科學的研究習慣和熱愛科學、尊重科學更是必不可少的。

參考文獻