實驗教學(xué)案例全文(5篇)

摘要：以譯碼器設(shè)計為例，闡述采用個性創(chuàng)新設(shè)計實驗形式，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。實踐表明，創(chuàng)新實驗取得良好效果，實驗過程增強(qiáng)了創(chuàng)新意識，達(dá)到通過實驗進(jìn)行創(chuàng)新的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；實驗創(chuàng)新；譯碼器

引言

數(shù)字電子技術(shù)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，在電氣信息類學(xué)科扮演著重要角色，針對如何提高工科背景下大學(xué)生創(chuàng)新能力的問題，數(shù)字電子技術(shù)課程實驗進(jìn)行改革創(chuàng)新，用課程實驗創(chuàng)新教導(dǎo)大學(xué)生科技為國之基、創(chuàng)新為進(jìn)步之魂的道理。使得學(xué)生在我國科技能力全面提升之重要時刻，明確創(chuàng)新的重要性、明確大學(xué)生的時代擔(dān)當(dāng)，在課程實驗中敢于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新、全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1譯碼器特點

譯碼器作為一種常用的數(shù)字邏輯功能器件（圖1），本質(zhì)特點是：當(dāng)三個使能端E3，E2，E1接到各自有效電平上的時候，A2，A1，A0輸入000時，對應(yīng)Y0為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入001時，對應(yīng)Y1為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入010時，對應(yīng)Y2為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入011時，對應(yīng)Y3為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入100時，對應(yīng)Y4為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入101時，對應(yīng)Y5為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入110時，對應(yīng)Y6為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入111時，對應(yīng)Y7為低電平，其他端口為高電平。如果在譯碼器的輸出端Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0連接8個發(fā)光二極管，當(dāng)A2，A1，A0輸入依次從000、001、010……跳變到111，發(fā)光二極管依次滅掉，形成“流水燈”的狀態(tài)，這就是譯碼器的本質(zhì)：“流水燈”。

2譯碼器基礎(chǔ)應(yīng)用

摘要：虛擬仿真技術(shù)作為輔助教學(xué)手段業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。不同于虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)實驗中應(yīng)用的早期階段，得益于當(dāng)前空前強(qiáng)大的計算機(jī)性能和硬件設(shè)備，高沉浸感、高仿真度的虛擬仿真教學(xué)實驗得以展開。地球科學(xué)教學(xué)中的許多課程的教學(xué)內(nèi)容是“不可及、不可逆”的，虛擬仿真所包含的各種技術(shù)手段可以輕松構(gòu)建出逼真的教學(xué)環(huán)境，為教師提供全新的教學(xué)手段，也創(chuàng)造出全新的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；地球科學(xué)；教學(xué)模式改革

0引言

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展對地球科學(xué)教育的教學(xué)方法和教學(xué)模式產(chǎn)生了巨大的影響。虛擬仿真技術(shù)以其強(qiáng)大的現(xiàn)場沉浸體驗和人機(jī)互動能力，成為一種非常適合應(yīng)用在教育教學(xué)中的技術(shù)手段。虛擬仿真實驗教學(xué)適應(yīng)信息時代高等教育開放辦學(xué)、資源共享的變革要求，為學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)、自主實驗和創(chuàng)新實踐提供了先進(jìn)手段、開放平臺和優(yōu)質(zhì)資源[1]。近年來在國家持續(xù)投入和高校不斷建設(shè)的背景下，涌現(xiàn)了一批成熟的虛擬仿真實驗案例。以國家級虛擬仿真教學(xué)實驗中心為例，地球科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域已獲得批準(zhǔn)的國家級虛擬仿真教學(xué)實驗中心有：北京大學(xué)的“地球科學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2013），吉林大學(xué)的“地質(zhì)資源立體探測虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2013），南京師范大學(xué)的“虛擬地理環(huán)境實驗教學(xué)中心”（2013），中國海洋大學(xué)的“海洋地球科學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2014），成都理工大學(xué)的“地質(zhì)與巖土工程虛擬仿真實驗教學(xué)中心”（2014）。這些虛擬仿真實驗教學(xué)中心依托本校特色的教學(xué)資源，深耕于地球科學(xué)領(lǐng)域某個或某幾個方面。

1虛擬仿真技術(shù)在地球科學(xué)教育中應(yīng)用必要性

地學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的特性以及地質(zhì)、資源、環(huán)境、災(zāi)害等涉及高危或極端環(huán)境、不可及或不可逆的操作、大范圍、大數(shù)量、抽象化以及高成本、高消耗的大型綜合性實驗項目，需要通過虛擬仿真實驗來完成教學(xué)過程，提升學(xué)生的能力。具體來講，其必要性主要體現(xiàn)在以下五個方面：（1）不同于其他學(xué)科，在地球科學(xué)領(lǐng)域中，相關(guān)現(xiàn)象一般具有較大范圍的空間分布。學(xué)生在進(jìn)行野外實驗、實習(xí)時，需要運用空間想象等認(rèn)知能力來掌握全局概況，這對于初學(xué)者來說難度頗大。以地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)為例，雖然學(xué)生可以觀察局部某一個點上出露地表地層的巖性，分析其年代特征，卻難以將各觀察點的情況串聯(lián)起來，形成對這一地區(qū)的綜合認(rèn)識。但如果在此之前，學(xué)生通過“三維地層仿真環(huán)境”對實習(xí)區(qū)域進(jìn)行了全方位的觀察，便可以獲得更為全面、深刻的認(rèn)識。（2）地球科學(xué)除了研究地表的各種地物，還深入地殼，進(jìn)入海洋。另外，現(xiàn)在更有很多輔助地學(xué)研究的工具設(shè)備進(jìn)入了高空、深空，如對地觀測衛(wèi)星。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，這些位置都是“不可及”的。因此，對于這部分知識，傳統(tǒng)教學(xué)方法以課堂的原理講授為主，以示意圖表作為輔助說明，很難建立直觀認(rèn)識。而虛擬仿真實驗教學(xué)的沉浸式環(huán)境可以讓學(xué)生仿佛身臨其境，并且通過交互式的操作遨游其間，這種實驗教學(xué)的效果是枯燥的理論介紹所不能比擬的。（3）地球科學(xué)研究的現(xiàn)象，從發(fā)生、發(fā)展，到形成最終的結(jié)果一般需要漫長的時間，而且其過程一般是“不可逆”的，因此很難通過真實實驗來復(fù)現(xiàn)這個過程。虛擬仿真實驗可以完美的解決這個問題。對于一個經(jīng)過漫長時間發(fā)育的地學(xué)現(xiàn)象，可以為它在若干關(guān)鍵的時間節(jié)點上，基于現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)、知識構(gòu)建模型，從而為學(xué)生直觀的呈現(xiàn)出這一現(xiàn)象發(fā)展的全過程。學(xué)生甚至還可以通過調(diào)節(jié)模型的參數(shù)來改變這個過程的發(fā)展路徑、方向，得到完全不同的結(jié)果，從而更加深刻的掌握和理解相關(guān)地學(xué)原理。（4）信息技術(shù)的發(fā)展極大的改進(jìn)了地球科學(xué)的研究方法和手段。高校培養(yǎng)的地學(xué)領(lǐng)域人才也需要順應(yīng)這一趨勢和潮流，學(xué)生不僅僅能使用計算機(jī)查閱文獻(xiàn)、撰寫報告，還能夠具備信息科學(xué)的思維能力，主動應(yīng)用信息技術(shù)來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。充分結(jié)合信息技術(shù)的虛擬仿真實驗，是培養(yǎng)學(xué)生信息化能力的最佳途徑。（5）隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在地球科學(xué)研究中，出現(xiàn)很多先進(jìn)的工具、設(shè)備，如手持光譜儀、無人機(jī)、地學(xué)物聯(lián)網(wǎng)傳感器。掌握這些設(shè)備的操作方法已成為今后從事地學(xué)領(lǐng)域相關(guān)事業(yè)學(xué)生的必備知識。但是這些設(shè)備或者價格高企，或者難以部署，高校限于財力無法大規(guī)模購置這些設(shè)備，學(xué)生在使用過程中的誤操作也可能帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。開設(shè)虛擬仿真實驗可以解決這個問題：對于那些難以部署的設(shè)備，如地學(xué)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中部署，并觀察傳感器的工作過程；對于那些昂貴的設(shè)備，如無人機(jī)等，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作練習(xí)，達(dá)到熟練操作的程度以后再開展無人機(jī)測量等真實實驗。

2地球科學(xué)虛擬仿真教學(xué)建設(shè)內(nèi)容

一、“一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制”探究性實驗教學(xué)案例

1.設(shè)置相關(guān)課堂情境，引出本節(jié)課的實驗課題。展示幾種溶液，如2mol/LHCl，1mol/LK2SO4等，使學(xué)生思考：如何得到這樣的溶液呢？依據(jù)這一課堂疑問筆者引出本節(jié)實驗內(nèi)容：配制250mL1mol/LNaCl溶液。課堂上給出幾種實驗室常用化學(xué)試劑，使學(xué)生獲得直觀認(rèn)識，從而引發(fā)學(xué)生思考，很自然地引出課堂實驗內(nèi)容。

2.學(xué)生通過親身設(shè)計、分組討論實驗方案，初步完成本次實驗方案設(shè)計。實驗室管理教師在課前已為每個小組準(zhǔn)備了本次實驗可能要用到的一些實驗用品，筆者要求每組學(xué)生先初步選取實驗所需的各種儀器、試劑，親自完成實驗設(shè)計，然后小組內(nèi)組織質(zhì)疑、討論，對實驗方案進(jìn)行完善。

3.小組展示，確定最終嚴(yán)密的實驗設(shè)計方案。在小組展示過程中，學(xué)生熱情很高，各小組學(xué)生踴躍發(fā)言。各小組在互相討論、質(zhì)疑過程中使實驗設(shè)計方案得以完善，最終確定了合適的實驗設(shè)計方案。通過小組展示、討論、質(zhì)疑，極大地提高了學(xué)生的自學(xué)能力、與人合作能力、創(chuàng)新能力。

4.學(xué)生依據(jù)實驗設(shè)計方案進(jìn)行實驗，驗證其正確性。學(xué)生依據(jù)實驗設(shè)計方案配制250mL1mol/LNaCl，教師在課堂上巡視并給予個別指導(dǎo)。

5.教師在以上基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生分析實驗誤差，再引導(dǎo)學(xué)生分析引起實驗誤差的原因和操作。

6.課后學(xué)生做好實驗課總結(jié)，進(jìn)一步探究提高。實驗課結(jié)束了，筆者告訴同學(xué)們，實驗課上其他問題利用課外時間探究解決。

【摘要】

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，早期的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)不再適應(yīng)時代的發(fā)展，EDA技術(shù)逐漸在數(shù)字電子實驗中被引用。本文通過對EDA技術(shù)含義、框架的闡述，分析其在數(shù)字電子技術(shù)實驗中運用的意義，并為EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的具體運用提供策略指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù)；數(shù)字電子技術(shù)實驗；運用

數(shù)字電子技術(shù)是各類院校中電子信息專業(yè)開設(shè)的一門必修課，具有很強(qiáng)的理論性和實踐性。高校數(shù)字電子技術(shù)實驗的教學(xué)環(huán)境和形勢發(fā)生了深刻的變化，傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)在很多方面跟不上現(xiàn)代教育形勢的發(fā)展，是現(xiàn)代化教育和人才培養(yǎng)的阻力。本文對EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的運用進(jìn)行具體分析。

1EDA技術(shù)含義

EDA技術(shù)又叫電子設(shè)計自動化技術(shù)，是在電子電路技術(shù)和CAD技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，主要借助計算機(jī)軟件進(jìn)行實驗教學(xué)。具體可以從以下幾個方面描述：EDA技術(shù)是以大規(guī)?？删幊唐骷鳛樵O(shè)計載體，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要方式，以計算機(jī)、大規(guī)模的可編程器件開發(fā)軟件及實驗系統(tǒng)為設(shè)計工具，通過有關(guān)軟件的開發(fā)，自動實現(xiàn)用軟件的方式設(shè)計電子硬件系統(tǒng)的一門技術(shù)。

2EDA技術(shù)的實驗構(gòu)架

摘要：針對案例教學(xué)法及網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)的實際特點，提出基于情景引導(dǎo)型、實戰(zhàn)演示型、綜合應(yīng)用型3種教學(xué)案例形成的網(wǎng)絡(luò)信息安全本科教學(xué)案例體系，并結(jié)合WannyCry網(wǎng)絡(luò)勒索病毒事件闡述情境引導(dǎo)型教學(xué)案例設(shè)計過程。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)安全；教學(xué)改革

0引言

2016年12月，國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室正式《國家網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略》，從國家層面實施網(wǎng)絡(luò)安全人才工程，推動網(wǎng)絡(luò)安全教育進(jìn)教材、進(jìn)學(xué)校、進(jìn)課堂。在網(wǎng)絡(luò)安全教育教學(xué)中，案例教學(xué)法作為一種有效的方法正逐步得到重視。案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，能夠把理論和實踐有機(jī)聯(lián)系，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力[1]。案例教學(xué)的特點是要學(xué)生通過自身對所處情景問題的思考，探索掌握分析問題、解決問題的方法，獲得知識與技能，體驗學(xué)習(xí)知識的樂趣，同時給予學(xué)生一定的學(xué)習(xí)探索空間。因此，教師可以選取發(fā)生在實踐過程中的真實案例為教學(xué)素材，進(jìn)行有步驟、有目標(biāo)的案例教學(xué)研究，尋找該案例中涵蓋的知識點及規(guī)律，并以此培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。案例是針對一個真實、具體發(fā)生事件的反思、探討、再現(xiàn)與思考。案例教學(xué)法的定義為：通過對一個具體教學(xué)情境的描述，引導(dǎo)學(xué)生對這一特殊情境進(jìn)行討論，從中引出某些一般性、規(guī)律性認(rèn)識的一種教學(xué)法[2]。哈佛大學(xué)教授認(rèn)為案例教學(xué)沒有正確的標(biāo)準(zhǔn)答案，只有解決問題的不同方案，案例教學(xué)訓(xùn)練的是一種系統(tǒng)思考問題的方法和采用行動的勇氣與決心。案例教學(xué)是極度開發(fā)學(xué)生潛能的一種教學(xué)方法，它能最大限度地調(diào)動每一位學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。國外一些從事案例教學(xué)的教師認(rèn)為更新案例是保持課程內(nèi)容新鮮度的重要方法[3]。教學(xué)案例應(yīng)選用真實、典型且含有問題的教學(xué)事件，教師能創(chuàng)設(shè)切合實際的教學(xué)實踐情景，把真實的典型問題展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生通過對事件本身和所處環(huán)境的分析、討論、交流，做出正確的判斷和決策，進(jìn)而提高分析問題和解決問題的能力[4]。教學(xué)案例的設(shè)計必須緊密聯(lián)系理論，按照從易到難、由簡單到復(fù)雜的過程來設(shè)計安排，需要教師具備一定的工程背景或者工程意識[5]，并在案例教學(xué)之后能適當(dāng)總結(jié)、擴(kuò)展與提高?？茖W(xué)的教學(xué)案例要具有以下6個基本特點：①典型性，案例要能突出某個理論在實踐中的典型應(yīng)用、縮短理論知識與實際應(yīng)用的差距；②時效性，引用的案例應(yīng)緊跟形勢發(fā)展，盡量引進(jìn)近三年的典型實例，使學(xué)生有新鮮感，引發(fā)學(xué)生興趣；③準(zhǔn)確性，引用的案例應(yīng)真實準(zhǔn)確，來源可靠，不宜人為的夸大或縮小；④啟發(fā)性，所選案例應(yīng)引人深思、啟迪思路，能促使學(xué)生深入理解知識點；⑤可擴(kuò)展性，案例內(nèi)容安排方面有一定的靈活性，留給學(xué)生充分的思考空間，有利于學(xué)生進(jìn)行能力拓展；⑥系統(tǒng)性，所選用的案例與理論之間聯(lián)系密切，能夠形成知識系統(tǒng)。

1網(wǎng)絡(luò)安全與管理課程教學(xué)的特點

網(wǎng)絡(luò)安全與管理是一門涉及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)論與密碼學(xué)、通信技術(shù)、信息論與編碼、網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全法律法規(guī)等多門學(xué)科知識的交叉課程，它具有知識面廣、知識更新快、多學(xué)科交叉、短期難以掌握的特點[6]。網(wǎng)絡(luò)安全作為一門講述網(wǎng)絡(luò)安全原理、技術(shù)及方法的綜合性專業(yè)課程，是信息安全專業(yè)的必修課，也是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心選修課程，對授課教師的綜合能力要求較高，既要熟悉網(wǎng)絡(luò)安全知識結(jié)構(gòu)，又要具備一定的實踐能力，引領(lǐng)學(xué)生積極參與網(wǎng)絡(luò)安全課程理論教學(xué)并深入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過理論與實踐的綜合運用，使學(xué)生深刻理解并掌握網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)綜合運用能力，理解網(wǎng)絡(luò)安全法律保護(hù)范圍，以及對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理安全防護(hù)方法與策略。

2網(wǎng)絡(luò)安全與管理課程教學(xué)案例設(shè)計