引論：我們?yōu)槟砹?3篇虛擬實驗設計論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
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（二）《高錳酸鉀制取氧氣》的實驗目的
（1）通過虛擬實驗中的文本展示工具，使學習者了解實驗目的、原理和方法。
（2）通過對虛擬實驗的操作，掌握藥品的選擇以及儀器連接的先后順序，能夠動手制取氧氣。
（3）通過對實驗過程、現(xiàn)象的觀察、分析實驗反應機制，加深對實驗的認知和理解。
（三）《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實驗活動設計
學生要完成虛擬實驗首先需要安裝Secondlife客戶端，進入Secondlife虛擬環(huán)境，通過以下流程完成整個虛擬實驗。
（1）準備階段：學習者通過Secondlife提供的地圖工具搜索到虛擬實驗室地標并通過瞬間移動工具進入虛擬實驗室。
（2）實驗階段：學習者通過人-機交互選擇事先通過3D建模工具創(chuàng)建好的虛擬實驗儀器、藥品并通過資源工具查詢相關儀器的使用方法及實驗裝置圖，完成實驗儀器的裝置；點擊各個實驗儀器、添加藥品來完成實驗。
（3）評價反饋階段：教師根據(jù)學生提交的實驗報告和學習者的學習記錄對學習者本次實驗進行一個綜合評價，并將評價結(jié)果通過評價反饋系統(tǒng)及時反饋給學習者。
二、《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實驗環(huán)境設計
本研究以《高錳酸鉀制取氧氣》為例設計的虛擬實驗環(huán)境。以實驗過程的設計為理論基礎從場景及模型設計、交互設計、支持工具設計、特效設計、評價設計這幾方面設計三維虛擬實驗環(huán)境。
（一）實驗環(huán)境的場景及模型主要虛擬教室、虛擬實驗室和儀器設備組成
虛擬教室由講臺、桌椅、多媒體系統(tǒng)、音響設備、電子白板、書柜、書、電腦組成，供學習者實驗后進行交流、報告、探究、形成實驗結(jié)論。虛擬實驗室主要由實驗環(huán)境、實驗操作臺、水池、藥品柜、滅火設備為為學習者完成實驗并獲取實驗數(shù)據(jù)。儀器設備主要是酒精燈、試管、鐵架臺、導管、集氣瓶、水槽、鐵夾、燒杯。藥品耗材主要是高錳酸鉀等。
（二）交互系統(tǒng)設計
（1）人機交互設計：在實驗中通過操作交互，學習者能夠感受到實驗設備的控制感和體驗感。在Secondlife中，利用創(chuàng)建工具可以實現(xiàn)簡單的“點擊”“移動”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登腳本語言可以設置改變物體的性質(zhì)、運動方式、運動軌跡、對外力的反應等等，能夠較好地支持學習者的操作交互。
（2）交流工具：學習者在實驗過程中和老師、同伴交流的方式主要有在線的同步交流和異步交流。
（三）支持工具設計
實驗支持工具是指支持學習者完成實驗的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、資源工具、實驗認知工具、評價反饋工具等。搜索工具主要是地圖工具和瞬間移動工具通過它們是搜索定位各種學習場所、用戶，并瞬間移動到目的地。資源工具包含Secondlife內(nèi)部資源和外部資源。內(nèi)部資源主要是3D瀏覽器；外部資源包括各大搜索引擎。這些工具可以搜索Secondlife內(nèi)部和外部各種信息資源實驗認知工具主要包括3D建模工具、拍攝工具、記事本工具主要為為實驗過程中學習者觀察記錄實驗現(xiàn)象、采集數(shù)據(jù)提供支持。評價反饋工具主要包括問卷系統(tǒng)（choicer、Quizchair）、學習記錄系統(tǒng)（Tracker）、Web-Intercom，為實驗后學習者自評、反思以及教師評價反饋提供支持。
（四）特效設計
在Secondlife中，通過粒子系統(tǒng)結(jié)合林登腳本語言可以營造煙霧、火焰、氣體、雪花等各種現(xiàn)象。在本實驗中酒精燈加熱的火焰、水槽里面的氣泡、集氣瓶中的氧氣、反應過程中的煙霧、藥品晶體的狀態(tài)變化等效果都可以通過粒子系統(tǒng)來實現(xiàn)。
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虛擬現(xiàn)實VR(VirtualReality)是近幾年來信息技術迅速發(fā)展的產(chǎn)物,畢業(yè)論文是一門在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術和傳感技術的基礎上發(fā)展起來的交叉學科。其基本方法和目標是集成并利用高性能的計算機軟硬件及各類傳感器創(chuàng)建一個使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發(fā)構思的信息環(huán)境,即讓用戶在人工合成的環(huán)境里獲得角色的體驗。
虛擬現(xiàn)實具有三個基本特征。沉浸性,是指觀察者對虛擬世界的情感反映,這種感覺能使用戶全方位地投入這個虛擬世界,這是虛擬現(xiàn)實的首要特征。交互性,是指虛擬現(xiàn)實是一個開放的環(huán)境,能對用戶的輸入作出響應,并能通過監(jiān)控裝置來影響用戶和被用戶影響。想象性,是指虛擬現(xiàn)實不僅是一個媒體、一個高級用戶界面,還是一個應用系統(tǒng),它以生動形象的形式反映設計者的思想。虛擬現(xiàn)實的三個基本特征強調(diào)了人在這個系統(tǒng)中的主導作用。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)按其功能不同,可以分為三種類型:沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。其中,桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是運用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場景,用戶通過鍵盤、鼠標等設備與虛擬場景交互,它的特點是結(jié)構簡單、成本較低,易于推廣。
2.網(wǎng)絡虛擬實驗室
所謂網(wǎng)絡虛擬實驗室,是指利用區(qū)域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng),由虛擬現(xiàn)實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng),包括相應的實驗室環(huán)境、有關的實驗儀器設備、實驗對象及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實實現(xiàn),也可以是虛擬構想的實驗室,虛擬實驗通過虛擬實驗室進行。在虛擬實驗中,實驗者有逼真的感覺,有身臨其境的感受,好像是真正在現(xiàn)實實驗室里近距離進行現(xiàn)場操作。在虛擬實驗中,沒有一個有形的實驗室,也沒有以實物形態(tài)存在的實驗工具與實驗對象,實驗過程主要是對虛擬物的操作。
3.計算機專業(yè)虛擬實驗室的創(chuàng)建
構建專業(yè)虛擬實驗室,其實就是搭建一個網(wǎng)絡平臺系統(tǒng),包括硬件、軟件及管理三個方面。在硬件上,
目前各校都建立了校園網(wǎng)絡并接入了互聯(lián)網(wǎng),這些基礎設施基本可以滿足需求,不需要太多的投入。在軟件方面,一個是實驗室平臺軟件系統(tǒng)的開發(fā),它與網(wǎng)站建設相聯(lián)系;另一個是網(wǎng)站的內(nèi)容(實驗內(nèi)容)建設,這是實驗室建設的關鍵。虛擬實驗室應有可以做的實驗來支撐,不然軟件平臺就是一個空架子,形同虛設。同時,該平臺上還應有實驗管理的支持,對實驗儀器、實驗報告、實驗指導、實驗成績及網(wǎng)上答疑等進行有效管理,并對虛擬實驗室進行監(jiān)控,計算機網(wǎng)絡虛擬實驗室系統(tǒng)各模塊的主要功能如下。
(1)實驗管理模塊,由學生管理、教師管理、儀器管理和學生成績管理等組成。碩士論文在學生管理方面,學生通過瀏覽器進行注冊登錄,登陸成功后可瀏覽實驗項目,查看實驗的詳細資料,預約實驗項目及做實驗的時間,在線發(fā)送和接受消息,進行問題討論,進行實驗登記,實驗完成后可通過網(wǎng)絡寫實驗報告并提交報告。教師管理方面,可對實驗內(nèi)容添加、修改、整理、刪除,對學生提交的實驗報告列表,批改實驗報告,填寫評語和成績,提交批改結(jié)果,與學生進行討論。儀器管理方面,對新設計開發(fā)的虛擬儀器上傳并進行分類整理,以便實驗使用。成績管理方面對學生的實驗情況(實驗次數(shù)、實驗報告及完成情況)給出成績,并進行統(tǒng)計分析及提供查詢等。
(2)儀器展示模塊,對虛擬實驗室可用虛擬元器件、虛擬儀器設備分門別類地進行管理,以圖形的方式直觀呈現(xiàn)出來,供學生在實驗時進行選擇。
(3)實驗指導模塊,包括實驗介紹、實驗方法、實驗項目的重點及難點、實驗目的、實驗原理、實驗準備、實驗任務、實驗過程、實驗報告的要求及實驗應注意的事項等。
(4)實驗報告模塊,主要對學生完成實驗后,提供相關的實驗報告模板,供學生下載,由學生填寫相關內(nèi)容以及實驗的結(jié)果,完成后上傳電子版實驗報告,由教師進行批閱,并進行記載。
(5)實驗答疑模塊,由專業(yè)教師對學生實驗中出現(xiàn)的疑難問題進行及時解答,幫助學生順利通過實驗。同時了解學生對實驗的掌握程度,并及時反饋、調(diào)整教學。
(6)論壇交流模塊,教師和學生可以通過論壇進行充分的交流,學生可以將實驗中的收獲、經(jīng)驗和體會及問題到論壇上,教師可以將一些典型的問題提出來,供大家探討。學生在這樣寬松的環(huán)境下發(fā)表自己的見解,教師從中可以得到及時的實驗教學反饋信息,以便整改7)虛擬實驗模塊,是虛擬實驗室建設的重要部分。學生通過該模塊進行虛擬實驗,醫(yī)學論文以達到鞏固強化知識的目的。該模塊內(nèi)容根據(jù)專業(yè)學習的具體情況及實驗建設條件,可不斷增加。計算機專業(yè)網(wǎng)絡虛擬實驗室系統(tǒng)的建設,可以引入其他學校的虛擬實驗室中。這種方式比較簡單,容易實現(xiàn),見效較快。但需要投入較多的軟件購置費用,同時也需要結(jié)合本校的實際情況進行一些調(diào)整,有一個磨合期。另一種是因地制宜,自主開發(fā)。根據(jù)本校的實際教學和實驗情況,結(jié)合學生的實際水平,由任課教師或聘請部分專家組成開發(fā)小組,進行一系列的虛擬實驗項目的開發(fā)研究,并將研究的成果連接到虛擬實驗室中,逐漸擴充直至完善。這種方式比較靈活,能充分發(fā)揮教師的積極性,能有針對性地進行設計開發(fā),適合學生的實際情況,學生容易接受,并且經(jīng)費投入較少。缺點是開發(fā)周期較長,系統(tǒng)性不夠,水平有限。也可以將上述兩種方式結(jié)合起來,一是引入、購置部分自己不宜開發(fā)的實驗項目,二是結(jié)合自身的優(yōu)勢和長處開發(fā)一些實驗項目,如非交互性的、演示性的虛擬實驗項目等。
二、加強網(wǎng)絡虛擬實驗室的管理
1.加強用戶管理,為每個學生分配賬號。對學生進入虛擬實驗室,使用實驗室做虛擬實驗等進行登記保存。鼓勵學生經(jīng)常訪問虛擬實驗室,在上面提出問題、發(fā)表見解,做好實驗,努力提高虛擬實驗室的人氣。
2.全天候開放虛擬實驗室。學生可以隨時進入虛擬實驗實自己動手組織實驗,自己設計實驗方案,動手完成實驗,整理和總結(jié)實驗數(shù)據(jù),職稱論文提交實驗報告,培養(yǎng)學生的分析能力和創(chuàng)新能力,逐步向以“學生為中心”的自主個性發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。
3.組織專業(yè)教師網(wǎng)上指導與答疑,參與論壇討論交流,及時批改實驗報告,為學生順利完成實驗提供服務。在虛擬實驗室中,教師應對學生提出的疑問盡快給出幫助和解答,并進行必要的指導。在實驗室論壇上發(fā)表觀點,提出問題讓學生思考,使師生在虛擬實驗室中有較強的互動性,教師應充當好學生實驗的合作者和知識的建構者的角色。
4.對學生在虛擬實驗室的表現(xiàn)及實驗效果進行
評價。針對學生每一門課程的虛擬實驗完成情況、實驗報告、網(wǎng)上提問、論壇發(fā)帖的情況,給學生一個成績和評價,反饋給學生,英語論文并與該課程的正常實物實驗一起記入實驗總分。教師也要在對學生評價的同時,征求學生對虛擬實驗室的意見,對學生反饋的信息進行整改。
計算機網(wǎng)絡虛擬實驗室的建立,可以很好地解決目前硬件設備跟不上實驗的要求、學生實驗時間不夠用等問題,對于提高學生的動手能力、分析問題和解決實際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應用中還要注意處理好“虛擬實驗”和“實物實驗”的關系,不能一味地強調(diào)虛擬實驗,要“虛實”結(jié)合,既相互補充,又各有側(cè)重,這樣才能取得很好的實驗教學效果。同時,在虛擬實驗中要注意培養(yǎng)學生嚴謹?shù)摹⒁唤z不茍的科學實驗作風。
參考文獻
[1]王嗣源.虛擬實驗室建設的初步探討.西安郵電學院學報,2005(4).
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電腦游戲與網(wǎng)絡游戲的不斷發(fā)展并被應用于企業(yè)、教育、軍事、科學以及醫(yī)學領域。目前的虛擬實驗無論是設計方面還是開發(fā)方面，大多數(shù)都只是將實驗器材遷移至計算機中來實現(xiàn)，單純地追求實驗的仿真，而不是從學習者的角度考慮其學習效果。建構主義學習理論指出：“清境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構”是學習環(huán)境中的四大要素，一個自由而充滿趣味性的虛擬環(huán)境對學習者的學習效果有著至關重要的影響，而游戲性虛擬實驗的構建則是實現(xiàn)這一效果的一個有效途徑。游戲性元素的融入對于學習者學習環(huán)境的改善以及知識建構、深層次理解都起著促進的作用，并且吸引著學習者愉悅地解決問題。由此可見，游戲性元素的注入需要運用游戲策劃、設計方法和實現(xiàn)的技術的結(jié)合來表現(xiàn)一個完整實驗環(huán)境的設計，這并不是簡單的添加，構建模型可以把復雜的問題清晰的表達出來，使理論的各組成部分可視化并得到檢驗。利用模型構建的方法不僅幫助學習者理解形成問題的影響因素之間復雜的相互關系，還給指導者提供了評估學生們理解問題的外在表征。系統(tǒng)動力學建模工具Stella軟件具備強大的建模環(huán)境和簡便的操作方法，以此技術建模可以清晰的揭示出游戲性與虛擬實驗二者之間的融合，為虛擬實驗設計研究提供一種新的方法。一 相關理論
1 游戲性的內(nèi)涵
“游戲性”來源于英文“Gameplay”，在中文中，“游戲性”可以被籠統(tǒng)地理解為“游戲的核心性質(zhì)”；但在英文中，“游戲性”(Gameplay)可以指“游戲的具體操作方法”和“游戲的抽象趣味整體”等雙重含義。游戲性并不等同于“游戲的性質(zhì)”，游戲具有極為多樣的屬性，游戲性就是當排除畫面、聲音、劇情等因素的刺激所帶給玩家的樂趣。游戲性元素包括沉浸、情節(jié)、扮演、競爭、任務、動作、益智、成長、管理、創(chuàng)造、探索以及群聚元素，然而虛擬實驗的宗旨是教學，它不同于游戲的宗旨，因此在引入這些游戲性元素時，必然有所刪減。融入游戲性元素的根本目的在于增強和提高學習者操作、探索和挖掘的樂趣以及研究和練習的樂趣。
在游戲性虛擬實驗中各游戲性元素的概念內(nèi)涵包括以下八個方面的內(nèi)容：①沉浸元素，通過物理方式或者想象進入到一個與通常環(huán)境不同的場景。②情節(jié)元素，按照因果邏輯或意義邏輯組織起來的一系列事件。③扮演元素，有意識地假扮某一特定角色，并從該角色的處境和場合出發(fā)，進行思考、表達和活動的方式。④任務元素，某個需要被完成的既定目標。⑤動作元素，實時付出行動的身體運動。⑥成長元素，成長是指由低級或簡單形態(tài)向較高級或復雜形態(tài)發(fā)展，或者在數(shù)量、價值或力量上的增長。在角色扮演游戲中多表現(xiàn)為升級和裝備提升。⑦管理元素，管理元素包含兩個層面的意義：第一是促進游戲者的管理性思維的發(fā)展，鼓勵游戲者運用策略和部署來游戲；第二是將游戲者處于一種較高的管理位置，讓游戲者體驗擁有權勢和掌控大局的樂趣。⑧群聚元素，“把兩個及其以上的玩家聚集在一起的狀態(tài)就是群聚的形式”。
2 游戲性虛擬實驗的特點
在游戲業(yè)初見端倪的歐美自上世紀80年代初，最早全面論述游戲動機的學者是Malone，通過對已有游戲的一系列的觀察，對大量玩家訪談，Malone(1980年)總結(jié)出三個主要的讓視頻游戲使人更快樂的因素：挑戰(zhàn)、幻想和好奇。在2002年，Garris等人認為：幻想、規(guī)則、目的、感官刺激、挑戰(zhàn)、神秘和控制是游戲的六個動機特征組件。Asgari與Kaufman(2004年)在前人研究的基礎上，認為游戲的動機組件是：交互、競爭、控制、幻想、好奇、挑戰(zhàn)與反饋。
游戲既有行為層面的游戲，也有心理層面的游戲。將游戲的內(nèi)在品質(zhì)融入虛擬實驗中來，更能提高和豐富學習者的學習興趣和學習效率，有更廣泛的意義。游戲性虛擬實驗設計應著重從學習者的心理層面和行為層面兩個方面考慮：
(1)心理層面包括愉悅性和自由性，解決這一層面的問題，可以考慮將游戲中沉浸元素、情節(jié)元素、任務元素加入到虛擬實驗的設計中來，以解決這一層面學習者學習的愉悅性和自由性等問題。
(2)行為層面包括規(guī)則性、表演性、體驗性和對話性。在行為層面中，將管理、扮演、動作元素加入游戲性虛擬實驗的設計中，解決學習者行為層面的需求。游戲性虛擬實驗的開發(fā)要以學習者為主導，其目的是提高和優(yōu)化學習者學習的學習興趣和學習效率，促進學生對實驗中的理論知識的深入理解，鍛煉學生主動探索和學習的能力。
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在傳統(tǒng)的教學體系下，操作系統(tǒng)教學存在以下幾個問題：一是缺乏高質(zhì)量的實踐環(huán)節(jié)支持，學生不能透徹理解操作系統(tǒng)的具體的實現(xiàn)機制；二是缺乏針對不同培養(yǎng)方向教學方案，系統(tǒng)方向需要的是和操作系統(tǒng)有關的所有底層硬件及內(nèi)核實現(xiàn)的深入理解，而非系統(tǒng)方向需要知道如何利用操作系統(tǒng)機制來支持上層應用的開發(fā)；三是操作系統(tǒng)課程知識點過于集中在一門課當中，沒有強調(diào)不同課程中有關知識點之間的聯(lián)系和呼應。復旦大學軟件學院一直嘗試進行改革和探索，引進國外先進的教學理念和課程設計，在課程設置上不僅涵蓋了計算機專業(yè)重要的知識點，更重要的是這些課程在內(nèi)容上互相呼應、前后關聯(lián)，幫助學生從低年級開始先樹立整體的計算機系統(tǒng)概念，然后在后續(xù)的課程中不斷深化某一方面知識的學習[1]。論文以操作系統(tǒng)的教學設計為例，來說明操作系統(tǒng)的知識點如何分布在多門課程中，并針對不同方向的學生有針對性地完成課程內(nèi)容和課程實驗設計，讓系統(tǒng)方向和非系統(tǒng)方向的學生都獲得相應操作系統(tǒng)知識，滿足今后工作或深造的知識需求。
一、知識點的分布
軟件學院引進了CMU和MIT知名高校的計算機課程，并且對這些課程進行了合理的改造。在操作系統(tǒng)課程方面，考慮到操作系統(tǒng)的教學和實驗環(huán)節(jié)的難度，將操作系統(tǒng)的知識點合理分布到了不同課程中，組成有機的知識系列，前期的知識儲備為學生完成操作系統(tǒng)實驗打下了很好的基礎。在課程體系設計中，和操作系統(tǒng)有關的課程包括從CMU引進的《計算機系統(tǒng)基礎》，從MIT引進的《計算機系統(tǒng)工程》，從MIT引進的《操作系統(tǒng)》，以及參考CMU的《系統(tǒng)程序設計》。《計算機系統(tǒng)基礎》的主要內(nèi)容包括信息的表示和處理、程序的機器級表示、處理器體系結(jié)構、優(yōu)化程序性能、存儲器層次結(jié)構、異常控制流、網(wǎng)絡編程、并發(fā)編程等。課程從程序運行的角度介紹了程序的內(nèi)存布局、虛擬內(nèi)存的管理，以及系統(tǒng)級IO編程方法等和操作系統(tǒng)有關的重要概念，通過該課程學生已經(jīng)完全能夠從概念上理解基于頁面機制的虛擬內(nèi)存的轉(zhuǎn)換方法，以及程序的內(nèi)存布局等知識。《計算機系統(tǒng)工程》深入而廣泛地介紹了構造計算機系統(tǒng)的主要原理和概念，包括系統(tǒng)和復雜性，命名機制以及系統(tǒng)模塊之間的引用和訪問；從虛擬化的角度來講解線程、內(nèi)存以及進程間的通信；在性能設計方面討論了CPU的調(diào)度、內(nèi)存的替換策略、磁盤調(diào)度；討論了系統(tǒng)容錯的原理和方法，對實現(xiàn)原子性進行了討論，說明了如何實現(xiàn)線程之間的一致性數(shù)據(jù)保護。通過該課程，學生建立了計算機系統(tǒng)的整體概念，同時也掌握了操作系統(tǒng)必要的調(diào)度、內(nèi)存、文件系統(tǒng)等概念。系統(tǒng)方向的《操作系統(tǒng)》是完成操作系統(tǒng)教學的核心課程，該課程從理論上涵蓋了所有操作系統(tǒng)的概念和實現(xiàn)機制。由于在前期的課程中虛擬內(nèi)存、IO和進程的概念已經(jīng)涉及過，在溫習這些知識的基礎上，主要講解如何實現(xiàn)操作系統(tǒng)的細節(jié)，比如在x86架構下的段頁內(nèi)存管理機制，Linux的內(nèi)存管理方式，虛擬內(nèi)存管理，為學生的實踐項目（project）中的進程控制開發(fā)提供支持。正是因為有了之前《計算機系統(tǒng)基礎》和《計算機系統(tǒng)工程》的知識準備，學生才能在操作系統(tǒng)課程中完成高質(zhì)量的實踐項目[2]。非系統(tǒng)方向的操作系統(tǒng)課程是《系統(tǒng)程序設計》，將系統(tǒng)方向和非系統(tǒng)方向的學習內(nèi)容有所區(qū)分，一方面保證系統(tǒng)方向的內(nèi)容和MIT的實踐項目保持一致，另一方面滿足非系統(tǒng)方向?qū)W生的對操作系統(tǒng)的知識需求。《系統(tǒng)程序設計》課程是針對非系統(tǒng)方向?qū)W生開設的課程，該課程通過對UNIX系統(tǒng)的底層編程細節(jié)討論來認識操作系統(tǒng)概念在UNIX系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)。主要內(nèi)容包括文件系統(tǒng)和IO的性能，緩沖區(qū)對IO性能的提升，進程的控制方法，過fork以及內(nèi)存頁面的優(yōu)化策略，信號機制，多線程編程方法，高級IO的一些方法和終端設備IO進行了討論。通過這些知識及補充材料，非系統(tǒng)專業(yè)學生可以掌握在開發(fā)上層應用時，如何利用操作系統(tǒng)提供的機制，通過實驗設計了解UNIX操作系統(tǒng)的設計機理，提高應用程序性能。
二、實驗設計
在《計算機系統(tǒng)基礎》和《計算機系統(tǒng)工程》中關于虛擬內(nèi)存、IO和CPU調(diào)度雖然沒有編程的實驗，但是通過手工計算、畫結(jié)構圖等幫助學生建立了知識的框架，為后續(xù)的課程打下了理論基礎。引進國外大學的操作系統(tǒng)課程后，特別是實踐部分和MIT同步之后，學生有機會通過完成操作系統(tǒng)中的主要模塊來深入理解如何通過硬件的支持完成操作系統(tǒng)的功能。《操作系統(tǒng)》的實踐項目將要完成一個基本的操作系統(tǒng)內(nèi)核，整個項目被分成幾個相對獨立的部分，首先完成進程的創(chuàng)建，主要完成內(nèi)核和用戶進程空間的內(nèi)存分配，進而在此基礎上實現(xiàn)fork和exec系統(tǒng)調(diào)用，實現(xiàn)進程切換以及CPU調(diào)度，完成基本的文件系統(tǒng)。通過完成這個實踐項目能夠幫助學生徹底理解實現(xiàn)操作系統(tǒng)核心功能的軟硬件機制[2]。《系統(tǒng)程序設計》課程的實驗設計包括：（1）IO性能對比，了解不同的IO的方式在讀寫性能，了解操作系統(tǒng)中IO和文件系統(tǒng)上的實現(xiàn)策略對性能的影響。（2）信號機制：通過信號機制來控制進程。（3）并行程序設計，通過多線程和openMP實現(xiàn)并行程序設計；（4）實現(xiàn)一個能夠支持流媒體服務器。（5）實現(xiàn)簡單的Linux驅(qū)動。通過這些實驗項目，非系統(tǒng)方向的學生能夠掌握系統(tǒng)內(nèi)核的實現(xiàn)方法，掌握操作系統(tǒng)對上層應用性能的影響和系統(tǒng)優(yōu)化方法。
三、教學方法改革
除了課程體系的改進之外，軟件學院在教學方法上也進行了改革，將不同課程中有關操作系統(tǒng)的知識點的有機的串聯(lián)，在不同課程中進行合理的分工，既要避免重復又相互支持和呼應。在具體的知識講解方面，各個課程都能根據(jù)課程分工抓住重點和難點進行透徹分析，而對于一般性的問題只是將問題提出，讓學生通過課后學習，通過作業(yè)等方式來檢查學生的掌握情況。為了擴展學生的知識面，加深對書本上概念的理解，針對不同的知識點安排相應的課后閱讀材料，并提交相應的作業(yè)或設計。在《計算機系統(tǒng)工程中》設計了一系列的課后閱讀的論文，包括：《Worse Is Better》討論了兩種設計哲學的優(yōu)劣，引導如何找到適合的設計方法；《Fast File System》對現(xiàn)有文件系統(tǒng)的各種缺點進行了改進和優(yōu)化；《Map Reduce Google》幫助學生了解目前最重要的關于大數(shù)據(jù)處理的方案；《RAID》講解關于RAID磁盤陣列的原理與簡單的性能比較；《End To End control in network》講解網(wǎng)絡中端對端層的設計原理，并針對應用進行優(yōu)化。在《操作系統(tǒng)》課程中則要求學生閱讀x86 CPU的白皮書中細節(jié)，閱讀《深入理解Linux內(nèi)核》的對應章節(jié)了解Linux在x86架構上的實現(xiàn)方式。通過大量補充相關閱讀材料，學生加深了對課程內(nèi)容的理解。為了保證實踐項目的順利完成，各個課程都增加了教師助教和學生助教，幫助學生理解實踐項目的目的、要求、知識需求等，并設計對應的開發(fā)和測試環(huán)境，保證了課程體系改革的成功。
通過引進國外的課程，并合理組織操作系統(tǒng)知識點在不同課程中的分布，改革教學方法加強學生的自我學習，針對不同方向的學生設計不同的實踐項目，加強對學生的輔導，幾年的實踐證明，這樣的教學設計有助于學生加深對操作系統(tǒng)概念的深入理解，學生能夠完成世界一流大學的實踐項目，使軟件學院的操作系統(tǒng)教學接近國際水平，為培養(yǎng)國際化的合格人才做出了貢獻。
參考文獻：
篇5
一 引言
高等教育的質(zhì)量與國家現(xiàn)代化建設密切相關,其中良好的教學實驗設計對于人才的培養(yǎng)有著直接的影響。《自動控制理論》課程作為電氣、自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課,是聯(lián)系前期基礎課和后續(xù)專業(yè)課的橋梁。如何借助于實驗課的輔助教學,生動、形象地幫助學生理解基本概念、建立理論與實際相結(jié)合的觀點、培養(yǎng)大學生的初步工程實踐能力,符合高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的高素質(zhì)人才的需要。
LabVIEW是由美國國家儀器(NI)公司推出的一種使用基于圖形化編程方式的虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境。具有直觀易學、編程效率高,與Internet方便鏈接等特點。通過改變、增減系統(tǒng)的功能、可方便地擴充系統(tǒng)的復雜性,能為各層次學生提供廣闊的實驗與實踐空間。為此,建立基于LabVIEW的自動控制理論實驗平臺,開展設計性、綜合性較強的系統(tǒng)實驗設計,不僅有利于通過直觀形象的實驗圖形與結(jié)果激發(fā)學生的學習興趣,而且對于全面提升學生動手構建物理系統(tǒng)和軟硬件調(diào)試的綜合能力具有重要意義[1-2]。
二 實驗系統(tǒng)設計
近年來基于計算機技術的實驗系統(tǒng),作為一種工程、教學輔助工具,在簡化問題、節(jié)約成本、縮短調(diào)試周期等方面特點突出,有利于發(fā)展學生借助計算機解決問題的能力。傳統(tǒng)實物模擬實驗,由于外部條件變化對實驗結(jié)果及信息的影響不同[3],則對于學生發(fā)現(xiàn)問題、通過理論聯(lián)系實際綜合解決問題能力的培養(yǎng)具有不可替代的作用。目前,遠程實驗的開展也逐步獲得關注重視。基于以上分析,所設計的LabVIEW自動控制理論綜合實驗平臺,其系統(tǒng)結(jié)構如圖1所示,可以融合以上三種實驗模式的優(yōu)點,力圖通過交替互補,以不同的實驗要求,通過設立資源學習、任務驅(qū)動與探索學習這三類學習模式,全方位提升學生的實驗理論與技能。
1 仿真實驗
LabVIEW在數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制等應用領域提供了一個功能強大、方便靈活的虛擬儀器的集成開發(fā)環(huán)境。降低了環(huán)境干擾和系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響,改善了以往費時、費力的實驗過程,便于學生集中精力對結(jié)果進行分析。
以非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法為例,圖2為非線性系統(tǒng)框圖,其中線性部分的頻率特性函數(shù)為 ,非線性部分的算子以 表示。如何求取非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)并進行分析,由于其獨特的復雜性與抽象性,一直是自動控制理論教學的難點,理論計算繁瑣,實驗研究費時。
為此,采用基于圖形化的計算機仿真的方法通過對非線性、線性環(huán)節(jié)的類型、參數(shù)進行選擇,而后設定分析的頻率范圍、初值、步長、循環(huán)次數(shù)等,可有效避免繁復的頻率調(diào)整、計數(shù)、描點等工作,迅速獲取系統(tǒng)的幅相特性曲線。友好的仿真實驗界面如圖3所示。
設定線性區(qū)寬度 ,飽和特性信號限幅 后,輸入到實驗室開發(fā)的如圖3所示的仿真實驗系統(tǒng)界面,運行后,即可獲取如圖4所示的對應的幅相特性曲線圖。
這樣,利用仿真實驗,學生可以靈活設定仿真條件,方便、省時地實現(xiàn)對各種非線性環(huán)節(jié)描述函數(shù)的求取與直觀分析,達到了對抽象的非線性理論概念進行直觀理解的目的。這部分內(nèi)容,設定了2學時由教師講解LabVIEW的基礎知識,安排4學時課后時間用于相關資源學習。
2 模擬型實物實驗
NI公司提供的ELVIS實驗平臺將DAQ硬件和LabVIEW軟件組合成的一個定制靈活的教學實驗平臺。通過DAQ捕獲實際系統(tǒng)中真實的物理信號,并輸入到計算機中,而后利用LabVIEW編制相應的應用軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測、記錄、顯示及分析,可以簡化實驗數(shù)據(jù)獲取及后續(xù)數(shù)據(jù)處理等過程。
目前本實驗平臺針對實物模擬實驗設立了演示實驗[4]和學生設計實驗兩部分。演示實驗包括RC電路暫態(tài)電壓變化實驗、數(shù)據(jù)采集及濾波處理實驗以及直流電機轉(zhuǎn)速測控實驗。通過演示實驗的展示與講解,以幫助學生逐步掌握NI ELVIS實驗平臺的使用與開發(fā)流程、技巧,為后續(xù)進行獨立實驗設計與研究奠定基礎。而后,結(jié)合基于LabVIEW編程后提供的內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器和示波器等檢測分析儀表,配合ELVIS提供的實驗面包板,要求學生獨立在實驗板上通過模擬運放電路的搭建,完成二階系統(tǒng)時域響應、典型環(huán)節(jié)頻率特性、系統(tǒng)串聯(lián)校正等實物模擬實驗,并與理論分析值進行比較、分析。此處設定為任務驅(qū)動型學習方式,課內(nèi)保留4學時用于提問、測試、成績評定。
如圖5所示,為求取典型積分環(huán)節(jié)頻率特性而構建的模擬實驗電路。
圖5中運算放大器采用op07,輸入正弦信號 ,其幅值 及頻率 可調(diào)。當調(diào)節(jié)正弦信號幅值 過大時,系統(tǒng)可能進入運算放大器的飽和非線性特性工作區(qū)域,系統(tǒng)輸出 信號則會輸出周期畸變信號; 當調(diào)節(jié)正弦信號幅值 過小, 靜電感應電壓對系統(tǒng)輸出 信號的疊加影響不可忽略, 會影響輸出 信號測試的準確度(此處,可引導學生對信號處理方法進行思索、研究)。僅當調(diào)節(jié)正弦信號幅值 處于適當范圍內(nèi),輸出 才可清晰獲取同頻率的正弦信號。針對這一現(xiàn)象,與1節(jié)中虛擬仿真實驗積分環(huán)節(jié)頻率特性的求取方法進行對比,提出問題1:仿真實驗與模擬型實物實驗的區(qū)別與聯(lián)系?問題2:確定一個環(huán)節(jié)是線性還是非線性的原則是什么?問題3:理論與實踐的相互作用關系在科學研究中是怎樣的?以此建立新舊知識的聯(lián)系,激發(fā)學生的自主發(fā)現(xiàn)與探究意識,引發(fā)其解決問題的興趣,鼓勵其進行協(xié)作交流,進而形成自己對問題的獨立見解,綜合實踐能力得到提高。
最后,考慮部分能力較強學生的實驗需求及后續(xù)課程設計的需要,選購了8套球桿(ball balancer)系統(tǒng)作為被控對象。采用LabVIEW編制軟件算法, 通過驅(qū)動程序控制伺服電機進行轉(zhuǎn)速與位置調(diào)節(jié),實現(xiàn)對此非線性、不穩(wěn)定系統(tǒng)的穩(wěn)定運行控制。這部分實驗的設立為探索學習模式階段,通過介紹難點的方式,引導學生深入思索、學習、探索前沿的控制方法。
3 遠程虛擬實驗
基于網(wǎng)絡的遠程實驗室可以最大限度地實現(xiàn)實驗資源的共享[5],因此本綜合實驗系統(tǒng)的設計也包含了這部分內(nèi)容。遠程虛擬儀器能從與Internet/Intranet相連的遠端獲得動態(tài)數(shù)據(jù)或?qū)⒖刂菩盘杺魉偷竭h端,使在本地PC機上監(jiān)控遠端成為可能。遠程虛擬實驗不僅提高了實驗設備的利用率,而且方便學生靈活安排實驗時間,強化了學生的主體作用,同時有利于教師進行實驗過程的管理,實現(xiàn)了利用網(wǎng)絡進行資源交互學習等目的。
利用LabVIEW軟件設計構建的網(wǎng)絡虛擬實驗室具有易于開發(fā),投資少,擴充方便等特點。在LabVIEW 開發(fā)環(huán)境中,有多種方式可以方便實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的采集和儀器控制,主要有:基于NI公司的遠程設備訪問(remote device access, RDA)技術,可通過分別配置RDA Server和RDA Client實現(xiàn)網(wǎng)絡內(nèi)部的共享采集設備數(shù)據(jù);功能強大、但開發(fā)將對較復雜的適用于較大規(guī)模網(wǎng)絡實驗室的DataSocket數(shù)據(jù)共享技術;簡便、易學的基于WEB Publish的遠程前面板(Remote Front Panels)技術。
考慮實驗規(guī)模不大及時間限制等因素,本實驗室選用了基于WEB Publish的遠程前面板(Remote Front Panels)技術,構建B/S模式遠程實驗系統(tǒng)。遠程前面板技術是把一個VI的前面板直接嵌入到Web網(wǎng)頁中,并具有自動更新功能。此外,通過授權,不僅可以使得客戶端能觀測到一個動態(tài)刷新的實時畫面,而且還可以對前面板進行遠程控制。
考慮到一臺實驗設備在某一確定時間段內(nèi)只可以由一個用戶進行實驗控制,因此,需要設定教師管理員進行實驗預約管理。學生通過客戶端注冊登錄后,在預定時間內(nèi)享有對實驗室內(nèi)指定編號實驗平臺的控制權限。后續(xù)計劃針對大四學生和研究生采用大作業(yè)形式,征集優(yōu)秀的實驗預約管理方案,取消人員管理,實現(xiàn)科學、高效的自動遠程實驗預約、監(jiān)控、實驗記錄等管理功能。
三 結(jié)束語
基于LabVIEW技術開發(fā)的自動控制理論綜合實驗平臺,通過設定仿真實驗、真實模擬實驗和遠程實驗互相結(jié)合與補充,不僅提供了豐富的計算機與網(wǎng)絡學習資源,而且注重實驗設計的智能化與真實性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,實現(xiàn)了實驗設計的簡易性、綜合性和靈活性。通過關注實驗過程,改變了傳統(tǒng)教師講授的單一模式,不僅便于學生形象理解和掌握與課程相關的知識點,促進學生的編程能力與動手能力的提升,而且使其自信心獲得提升。這些都將助力學生從理論學習向?qū)嵺`研究進行跨越式轉(zhuǎn)變,為探索培養(yǎng)具有創(chuàng)造力與創(chuàng)新性的當代大學生教育進行經(jīng)驗積累。
參考文獻
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篇6
(1)驗證性虛擬實驗網(wǎng)頁組成驗證性虛擬生物化學實驗室的網(wǎng)頁頁面由圖1所示。(2)實驗例證基因體外擴增技術(PCR實驗)①原理:先圖示或動畫PCR原理、過程和應用，并解釋相關概念，包括引物、DNA聚合酶、核苷酸、模板等基本概念。②樣品、材料準備:包括相關試劑、PCR儀、手套、無菌操作臺、槍、槍頭等，并配上相關圖片。③PCR擴增:包含PCR過程、結(jié)果，用動畫和圖片，充分讓學生了解其原理和過程。④PCR結(jié)果檢測:對出現(xiàn)的結(jié)果分別進行分析。有單一條帶是表明PCR是特異性擴增，無條帶可能是什么原因，條帶不單一可能是什么原因，每一結(jié)果都用不同的圖片來顯示給實驗者，讓學生在虛擬情況下就能分析實驗結(jié)果。用虛擬PCR儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器來進行數(shù)據(jù)處理，觀察和分析實驗結(jié)果，結(jié)合實驗圖片或動畫將每個步驟的過程展現(xiàn)給實驗者，把每個步驟中容易出錯的部分給標記出來，并對實驗的不同結(jié)果進行分析，這樣能有效地幫助學生理解問題并對錯誤操作有感性認識。
綜合性虛擬實驗教學組成
虛擬實驗室也可增加綜合性實驗。在虛擬實驗室中，嘗試用已有的報道的研究資料作為綜合實驗的來源。將生物實驗研究的學習置于探究的背景下，將綜合性實驗已有報道看成“問題是什么”，“用何種實驗能回答這個問題”，“如何設計實驗進行驗證”，也就是“What?How?Why?”從而重視在探究過程中獲得綜合素質(zhì)的提高，使科學知識能在不斷的設問中得到升華。(1)綜合性虛擬實驗網(wǎng)頁組成本實驗室所作的綜合性實驗網(wǎng)頁如圖2所示。其中研究文獻包括本實驗的研究報告及相關文獻。綜合性實驗還可通過讓學生自由選題，設定實驗方案后，利用虛擬儀器進行實驗，并作出結(jié)果預測，從而來提高學生的創(chuàng)新和科研能力。(2)實驗例證研究干旱對植物抗氧化酶的影響［6］。①寫出本實驗的研究背景，研究目的。首先闡明植物受不良外因影響后，會出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。研究干旱地方植物抗旱生理生化狀況，對干旱地方植被恢復奠定良好的理論基礎。開展植物抗旱的生理抗(耐)性機理能為植物物種栽培提供依據(jù)。②列出實驗的假設，并據(jù)此設計實驗過程。植物在不良環(huán)境，會出現(xiàn)相應生理生化變化，測定相應氣體交換參數(shù)，測定相關的抗氧化酶的活性變化。各種抗氧化酶在生物體中的作用，并分別寫出相關酶的測定方法。③結(jié)果分析。對不同狀態(tài)下的結(jié)果進行分析。④后續(xù)實驗的進一步完善。對實驗證明不完善的地方加以分析，并提出完善的方法，運用多種實驗方法加以改進研究。本實驗則可以在測定生理生化變化后，進一步進行基因表達的研究，檢測不同條件下基因表達的變化。再將相關的文獻附上［7－9］，即可讓學生明白研究具體課題的一個基本步驟，為其今后的科研打下良好的實驗基礎。本實驗室的綜合性實驗包括植物的抗氧化酶研究、內(nèi)生菌的抗菌物質(zhì)提取、多糖的抗腫瘤研究等8個實驗。這些實驗，通過選取不同的實驗材料，采用不同的實驗方法，讓學生對科學研究的過程有一個深入的了解，能彌補簡單的獨立實驗不足，對學生今后的更進一步的深造打下堅實基礎，效果顯著。學生普遍反映對其生物化學知識有了深入的了解，并對科研論文有了基本認識，提高了學生畢業(yè)設計的實驗設計能力與實際動手能力。
虛擬實驗視頻
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1 重視基本實驗操作技能
機能學基本實驗操作技能的訓練是指一段時間內(nèi)，在教師指導下對學生進行集中培訓，通過實驗的重復性練習及強化訓練，使學生提高基本實驗操作技能。在以往的實驗教學中，學生由于缺少專門實驗技能的強化練習，對實驗操作不夠熟練、不準確、不規(guī)范，導致實驗器材易損壞及藥品試劑的浪費或?qū)嶒灂r間延長，甚至實驗失敗。
2 增加綜合性實驗比重
綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關的課程知識的實驗，是通過實驗著重訓練學生綜合應用理論知識解決實驗問題的能力。在選題的內(nèi)容上要有一定的廣度和深度。所謂廣度，就是題目的內(nèi)容有綜合性，使學生能獲得運用所學的各種知識去分析、解決問題的鍛煉機會；所謂深度，就是課題內(nèi)容在某一方面具有探索性，使學生得以發(fā)揮其聰明才智。實踐表明，凡深廣度適當?shù)念}目，能充分調(diào)動學生從事實驗的積極性，既能增長知識又能達到培養(yǎng)能力的目的[1]。機能學綜合實驗將部分生理學、藥理學的三學科的單項實驗進行了綜合性設計，使之能相互融合，實現(xiàn)教學資源的共享及合理配置，刪減重復性實驗，減小單純驗證性實驗，按人體系統(tǒng)機能設置綜合性實驗，即在一項實驗中能觀察到實驗動物的生理變化、病理生理學變化和藥物作用后的變化，大大加強了學科間的交叉與滲透，提高了實驗難度。
3 開展探索性實驗，培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力
探索性實驗一方面根據(jù)已學的基礎知識或近期將要學的知識提出自己感興趣的實驗研究項目，并利用圖書館及Internet網(wǎng)查閱相關的文獻資料，設計實驗方案，然后在老師的指導下修改完善，利用業(yè)余時間進行實驗。另一方面學生也可參加老師的科研課題，和老師一起選題和設計實驗方案。此類實驗學生在選題、設計實驗方案中，需查閱大量的文獻，復量的理論知識和實驗方法，這不僅有助于培養(yǎng)學生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力[2]，也有助于學生真正體驗到從立題、建立假說、實驗設計、開題論證、實驗實施、資料整理和統(tǒng)計學處理、分析和結(jié)論到撰寫完成實驗論文這一完整的步驟。學生積極性大為提高。
4 建立虛擬實驗室
虛擬實驗是指按照實驗教學的基本要求，在計算機系統(tǒng)中采用虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)的各種虛擬實驗環(huán)境。虛擬實驗一方面是課程實驗內(nèi)容的虛擬設置，學生通過虛擬操作，既可達到預習的目的，也可達到再學習練習的目的；另一方面是現(xiàn)有實驗條件下無法完成的實驗項目的虛擬設置，學生通過操作，可拓展知識面。與傳統(tǒng)的實驗相比，虛擬實驗可以節(jié)約動物經(jīng)費，降低實驗教學成本，不受時間和動物客觀條件的影響，并且提高學生學習興趣，提高實驗成功率。作為機能實驗的輔助教學手段，虛擬實驗在對學生綜合能力培養(yǎng)體現(xiàn)出越來越多的優(yōu)勢。
5 開放實驗教學
開放實驗教學是指在開放實驗室的基礎上，在教師引導和啟發(fā)下，學生綜合運用所掌握的基礎理論知識、醫(yī)學專業(yè)知識和基本實驗技能，針對自身興趣與特長，或在相關文獻檢索中發(fā)現(xiàn)、選擇醫(yī)學科學問題，并自行擬定研究方案，主動探索的教學活動方式。它是在機能實驗方法學的基礎上，進一步改革探索性實驗教學方法，并以開放實驗室為載體，以訓練學生主體意識和問題意識，激發(fā)學生創(chuàng)新愿望，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力為目標定位的機能學實驗教學體系[3]。實踐證明，開放性實驗教學激發(fā)了學生學習興趣，滿足了學生不同的求知欲望，充分利用了教學資源，較好地調(diào)動學生的自主性和創(chuàng)新思維；同時培養(yǎng)了學生尋找問題和拓展意識、分析問題和解決問題的能力，有效增強了師生互動交流。
以上是對提高機能實驗課教學質(zhì)量的幾點看法，希望能對提高機能學實驗課教學質(zhì)量提供一些有益的參考。同時筆者相信，只要機能學實驗課教學質(zhì)量提高了，其學科特色和優(yōu)勢就能真正發(fā)揮出來，最終達到培養(yǎng)和提高學生綜合的素質(zhì)。
參考文獻：
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一、虛擬現(xiàn)實技術
虛擬現(xiàn)實技術 (ⅥrnJal ReaJ時，簡稱 vR技術)出現(xiàn)于 20世紀 60年代，隨著處理器技術的大幅度提高以及圖形繪制技術、數(shù)字信號處理技術、傳感技術的發(fā)展，近幾十年來在國內(nèi)外形成了對虛擬現(xiàn)實的研究熱潮。
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)提供了一種先進的人機界面，它通過為用戶提供視覺、聽覺、觸覺等直觀而自然的實時感知交互的方法和手段，最大程度地方便用戶的操作，從而減輕了用戶的負擔，提高了系統(tǒng)的工作效率。虛擬現(xiàn)實技術具有 3個突出特征：沉浸性、交互性、想象性。
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由兩部分組成：一部分為創(chuàng)建的虛擬環(huán)境，另一部分為介入者。虛擬現(xiàn)實的核心是強調(diào)兩者之間的交互操作，即反映出人在虛擬環(huán)境中的體驗。我們可以給出如圖 1的虛擬現(xiàn)實的概念模型。
二、虛擬實驗系統(tǒng)
1．虛擬實驗系統(tǒng)的特點
(1)共享程度高。虛擬實驗系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)實驗在地域和時間上的限制，它不僅可以接受本地用戶的訪問，有訪問權限的異地用戶也可以使用系統(tǒng)。并且也無需考慮使用時間的問題，實驗者可以隨時進行實驗。虛擬實驗系統(tǒng)為用戶提供了一個可以在任何時間、任何地點訪問的實驗環(huán)境，極大地提高了信息與實驗資源的共享程度。
(2)強大的交互能力。為了向用戶提供一個逼真的實驗環(huán)境，虛擬實驗系統(tǒng)往往都具有強大的交互能力，實驗者和虛擬實驗對象之間可以通過鼠標的點擊或者拖曳操作進行交互，實驗者可以實時地觀看實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果。
(3)支持協(xié)作。虛擬實驗系統(tǒng)提供了多種方式來完成用戶間的信息交流。
2．虛擬實驗系統(tǒng)的建模
如何構建教學型虛擬實驗系統(tǒng)，使其能夠擁有豐富的實驗內(nèi)容表現(xiàn)方式、提供形象生動的實驗內(nèi)容，讓讓學生實現(xiàn)從感知到理解的過程，一直是研究教學型虛擬實驗系統(tǒng)的熱點問題之一。
虛擬實驗系統(tǒng)的構建是將多種技術綜合運用，首先構建實驗過程所需要的各種儀器設備，對于場景進行建模。三維虛擬場景模塊的建立是以某一實景為基礎的，因此在虛擬場景建模之前需要對實驗室環(huán)境進行實地考察并對建筑物進行篩選，從而構建具有真實感的實驗環(huán)境。對于儀器設備完全用Ⅵ ML語言建立復雜的三維模型是相當煩瑣的，而且建模方法缺乏直觀性，而3DSMAX強大的三維建模功能以及對具有轉(zhuǎn)換為V文件格式輸出的功能，使其在三維虛擬場景中廣泛應用。我們在實際的建模過程中根據(jù)要建立模型的特點選擇建模方法。簡單模型，直接采用VRML中簡單幾何體拼貼紋理的方法，對于復雜場景則采用3DsMAx建模后以VRMI，文件格式輸出。當然在虛擬實驗的建模過程中的龐大建模工作量對軟件的建模效率以提出了很高的要求，于是，在該建模過程中我還采用了高效的照片建模軟件Canoma，Canoma是MetaCreations公司 (即現(xiàn)在的Vie、vpoint公司)的軟件產(chǎn)品，利用它可以讓我們無需建模，即可直接從一張或幾張照片制作三維模型，因為使用真實照片直接生成三維模型，所以效果非常真實；而且CaIloma可生成網(wǎng)絡使用的VRM，文件格式。為了能夠反映真實儀器設備的特性，有時還采用FLASH技術來達到儀器設備外觀的逼真性，并提供一些基本的交互。
3．虛擬實驗系統(tǒng)中的交互
交互性是虛擬實驗系統(tǒng)中的一個重要問題。一類是用戶在瀏覽場景的時候，主要的輸入設備就是鼠標，這時候檢測器實際上是檢測用戶對于鼠標的各種操作動作，如鼠標的單擊、指向、拖動等等，從而場景做出相應的反應。檢測這類動作的監(jiān)測器是接觸型監(jiān)測器。描述這類監(jiān)測器的節(jié)點有接觸監(jiān)測器節(jié)點TouchSensor以及PlaneSensor節(jié)點、SphereSensor節(jié)點、CylinderSenS0r節(jié)點；另一類是用戶和場景中某對象接近的程度，對象做出相應的反應，使得用戶和虛擬對象之間形成交互。
將所有儀器設備成功地加入到場景當中之后，用戶應該可以隨意地拿起自己需要的實驗器材進行實驗，所以要提供用戶選取實驗器材的接口。當用戶在選擇某件儀器，為了提供給用戶選擇的接口，我們在實驗儀器原型中設計了供用戶選擇的按鈕。如果選中時就可以點擊按鈕“tal(e ，無需使用就只要點擊“放回”按鈕。由于用戶需要與系統(tǒng)進行交互，同時系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的選擇與后臺數(shù)據(jù)庫進行通信，因此我們使用Java Applet。Applet具有 良好的網(wǎng)絡傳輸透明性，圖2顯示了瀏覽器通過Appl 訪問數(shù)據(jù)庫的整個過程 。
三、虛擬實驗集成的系統(tǒng)結(jié)構
1．軟件程序集成
軟件程序是虛擬實驗系統(tǒng)的重要內(nèi)容，是系統(tǒng)的靈魂所在。在虛擬實驗系統(tǒng)中，我們將軟件程序部分按照層次化和模塊化的設計模式進行集成。集成化的軟件程序依據(jù)集成度的大小分為不同層次的模塊，分屬不同層次的模塊充分體現(xiàn)了整體和部分的關系，各模塊都可以看成是下一層次多個模塊集成的整體，每一個模塊又都可以看成是上一層次模塊中的一部分，各層次之間互為整體和部分的關系為系統(tǒng)結(jié)構構架提供了靈活的方式。
2．系統(tǒng)功能集成
系統(tǒng)功能集成是建立在軟件程序集成的基礎之上的，系統(tǒng)功能集成是系統(tǒng)結(jié)構集成的重要體現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構的有效集成度是系統(tǒng)功能集成的重要基礎。在虛擬實驗系統(tǒng)中，軟件程序的集成保證了系統(tǒng)功能在不同層面上的集成度和在各層面之間的靈活性。以不同集成度來形成的系統(tǒng)功能整體在系統(tǒng)構建、修改、維護等方面起到了重要的結(jié)構化支持作用。
3．儀器軟面板集成
儀器軟面板是虛擬實驗系統(tǒng)的重要特色之一。在傳統(tǒng)實驗系統(tǒng)中，儀器設備一般會自帶一個顯示屏，以及相關的操作組件和按鈕來形成一個操作面板，這個面板的形式以及各組件和按鈕的功能是固定的，不能修改和設置。在虛擬實驗系統(tǒng)中，各種儀器設備的操作面板集中顯示在計算機的顯示屏幕上，這種面板由軟件程序來形成和設置，由鍵盤、鼠標以及其他的外部輸入設備來控制，面板的形式以及各組件和按鈕的功能可以根據(jù)需要自定義，可以將多個儀器的面板組合在一起，也可以將某一個儀器的面板簡化。儀器軟面板形式和功能上的這種靈活性正是系統(tǒng)集成度的體現(xiàn)。
4。網(wǎng)絡集成
網(wǎng)絡的出現(xiàn)使得分布式結(jié)構成為可能。在虛擬實驗系統(tǒng)中，我們通過網(wǎng)絡可以突破時間和空間的限制，將更多的協(xié)議方和操作方以一定的集成度集成在一起，共同完成實驗項目。我們在談集成性的問題的時候，一定是和相應的分散度聯(lián)系在一起的，就如同整體和部分之間的關系，每一個整體都可以看作更大的整體的一部分，而每一個部分又都可以看成更多小部分的整體。網(wǎng)絡的分布式保證了系統(tǒng)結(jié)構的集成性。
四、虛擬實驗教學應用的優(yōu)勢
從虛擬實驗的技術優(yōu)勢和實驗教學的現(xiàn)狀需求出發(fā)，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1．資源開放
從虛擬實驗的技術實現(xiàn)角度來看，實驗教學中的有效資源全部開放，這使得實驗項目從開發(fā)到操作，再到后期數(shù)據(jù)處理與實驗課程的復習全部開放給學生，學生可以利用系統(tǒng)軟件程序模塊和實驗項目設計模板等幫助實驗設計方案的形成與開發(fā)；利用數(shù)據(jù)分析與處理工具包進行實驗數(shù)據(jù)的分析與處理，獲得規(guī)律性認識：教師的指導性意見、學生的交流信息和實驗故障和誤差分析等信息資料，可以幫助學生在實驗課程總結(jié)和復習中取長補短、鞏固知識。
2．組織形式開放
虛擬實驗將實驗資源、實驗項目開發(fā)和實驗操作等網(wǎng)絡化、平臺化，因此實驗內(nèi)容、時間以及地點等組織形式是開放的具備可選擇性。針對目前實驗教學需要跨學科、跨地域、多項實驗同時開展等現(xiàn)狀要求，虛擬實驗所具備的組織形式開放性為實驗教學模式的擴展提供了技術準備。
3．對象開放
虛擬實驗的網(wǎng)絡功能能夠根據(jù)不同的對象設置不同權限的系統(tǒng)身份，實驗參與人員各取所需，實現(xiàn)學習和交流的目的。在實驗教學中，對象的身份基本分為三種層次和三種身份。三種層次指的是系統(tǒng)管理員、教師和技術人員、學生。三種身份是針對學習者而言的：實驗課程參與者、遠程實驗課程學習者、實驗愛好和探索者。
五、總結(jié)
本文將虛擬現(xiàn)實技術引入到實驗教學環(huán)節(jié)中，這在一定得程度上提高了實驗的開放程度，降低了實驗的成本，較好地激發(fā)了學生對于實驗環(huán)節(jié)的興趣和主觀能動性，但在虛擬實驗設置過程中的交互問題仍是一個值得探討和研究的主要問題。
參考文獻
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篇9
強化政策引領 2010年，浙江省省委、省政府印發(fā)《浙江省中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，提出要“緊緊圍繞解決培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人這一教育核心問題，堅定不移地推進素質(zhì)教育，切實增強學生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力”，并提出要“構建更有效的教育技術支撐基礎”。2011年，浙江省率先教育信息化專項規(guī)劃——《浙江省教育信息化“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，要求加強和完善學校教育信息化基礎設施建設，應用信息技術手段加強對傳統(tǒng)教室、功能室和實驗室的改造，并積極探索與推進基于移動終端、3G技術、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和下一代互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡教學、虛擬實驗、電子書包和移動學習等現(xiàn)代信息化教學學習方式。
突出實驗室多樣化發(fā)展 為滿足新課程改革和素質(zhì)教育的需求，我們以促進多樣發(fā)展為基本理念，自2009年開始啟動實施了中小學實驗室建設工程，按照“實驗室標準化建設、創(chuàng)新實驗室多樣化建設和基礎教育裝備達標建設”的基本思路，開展了標準化實驗室、中小學科學探究實驗室、高中新課程配套實驗室、創(chuàng)新實驗室等建設項目，服務教育均衡和多樣化發(fā)展。2012年，專門組織力量修訂了《浙江省中小學教育技術裝備標準》，遵循“必配標準化、選配多樣化”的基本理念，對各類實驗室建設提出了具體技術要求，為學校教育技術裝備提供了有效指導。2013年，浙江省在為全省義務教育階段中小學校建設和更新科學實驗室和專用功能教室的同時，為全省民辦外來務工人員子女學校配備科學實驗室，促進教育均衡發(fā)展，并為學校特色發(fā)展和提高教育質(zhì)量提供了有效支撐。
2 緊抓課堂應用，深化實驗教學
深化實驗教學的關鍵在于促進技術與課堂教學的融合。近年來，浙江省堅持以新課程標準提出的三維目標為基本要求，積極探索新技術、新工藝、新設備、新材料在實驗教學中的應用，著力在“改變實驗裝置、優(yōu)化實驗設計、創(chuàng)設實驗情境、轉(zhuǎn)變實驗方式”等方面下功夫，深化實驗教學。
優(yōu)化實驗設計，突破教學難點 實驗教學的成效如何，關鍵在于實驗設計。傳統(tǒng)的實驗設計往往受實驗設備等客觀因素的影響，難以形象、生動地呈現(xiàn)知識點、創(chuàng)設學生自主探究的實驗環(huán)境。技術環(huán)境的更新和配備，為實現(xiàn)優(yōu)化驗設計創(chuàng)設了條件。如應用新材料可以改進實驗器材，將光傳輸、熱傳導等原來實驗難以直觀展現(xiàn)的概念和規(guī)律通過簡便的實驗操作明顯呈現(xiàn)，順利打破了教學的瓶頸。應用新設備重構實驗設計，針對瞬時速度、靜摩擦力、電場強度、庫侖定律、光彈性形變、渦流的成因、牛頓第二定律、熱力學第二定律等難以理解的抽象物理概念和規(guī)律，利用傳感器等現(xiàn)代教育技術裝備優(yōu)化方案設計，化無形為有形，為學生創(chuàng)設思維的臺階，有效降低學習難度，突破知識難點。應用新技術優(yōu)化實驗過程，借助傳感等技術從定量的角度精細反映實驗過程中的變化，充分延伸學生感觀，變傳統(tǒng)實驗的不可能為可能，讓學生在數(shù)字化條件下對實驗現(xiàn)象進行多角度的感知和多視角的探究。杭州市蕭山區(qū)義蓬小學利用“溫變油墨”這一新材料，讓學生直觀地觀察到熱傳導現(xiàn)象；富陽中學利用傳感器等現(xiàn)代技術裝備優(yōu)化實驗方案設計，研發(fā)了100多個與新課程高中物理教學配套的創(chuàng)新實驗，有效突破了教學難點。
創(chuàng)設實驗情境，提高教學效果 新技術，特別是信息技術的應用，為實驗教學中實驗情境的創(chuàng)設提供了有效方法。如應用多媒體輔助實驗教學，可以直觀展現(xiàn)抽象的知識，不僅用圖形、圖像、動畫、聲音、和色彩等方式向?qū)W生提供豐富的感性材料，還用二維和三維的圖像、動畫進行模擬，從而把文字材料獲得的抽象概念具體化，把難以想象的微觀世界宏觀化、把難以演示的實驗形象化。應用虛擬仿真實驗，為學生展現(xiàn)理想狀態(tài)下的實驗環(huán)境，突破傳統(tǒng)實驗在時間、空間和器材等方面的限制，讓原來不讓做、不便做和不能做的實驗得以生動展現(xiàn)。應用虛擬現(xiàn)實技術，為實驗教學創(chuàng)設特定教學情景，使學生突破時空限制，產(chǎn)生“超越現(xiàn)實、身臨其境”的感受和體驗，實現(xiàn)情景互動教學。溫州市龍灣中學借助谷歌地球開展地理實驗教學，將地球玩轉(zhuǎn)于手掌間，有效提升教學質(zhì)量；湖州市安吉縣孝豐鎮(zhèn)中學利用三維虛擬顯示技術開展“食物的消化與吸收”等實驗教學，化靜為動，讓學生如身臨其境般地進行直觀感受，有效激發(fā)學生興趣，提高教學效果。
創(chuàng)新實驗模式，培養(yǎng)探究能力 實驗教學的目標除了知識和技能的培養(yǎng)外，更重要的是對學生解決問題的能力和方法的培養(yǎng)。多年來，我們積極探索利用新技術、新設備，創(chuàng)新實驗方式，倡導參與式、啟發(fā)式、探究式、討論式教學。如應用數(shù)碼顯微技術，為教師和學生提供高清晰度、多畫面、無延遲的交互式實驗教學手段，變傳統(tǒng)的、孤立的實驗觀察為生生、師生之間的信息共享與合作探究；應用物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術，自動采集校園內(nèi)各種動態(tài)數(shù)據(jù)并進行智能分析，為學生構建開放、有序的自主探究實驗教學環(huán)境；應用二維碼等現(xiàn)代信息技術，使實驗探究走出校園，通過家校聯(lián)動等方式，讓學生針對生活、學習中遇到的科學問題自發(fā)開展各種小課題研究；應用信息化管理手段，對實驗室實行開放管理，讓學生進行自主設計并開展實驗探究，探索建立自助式實驗運作方式和評價體系。德清縣德清一中開展自助式實驗教學，讓學生進行自主設計并開展實驗探究；嘉興市實驗小學借助二維碼和無線網(wǎng)絡環(huán)境，指導學生開展課題研究，為學生自主探究校園樹木提供便捷學習方法的同時，培養(yǎng)創(chuàng)新思維、溝通協(xié)調(diào)和團隊合作能力。
3 加強組織管理，保障教學成效
嚴把教學儀器質(zhì)量關 教學儀器設備是實施實驗教學活動的物質(zhì)基礎和條件保障，其本質(zhì)是一種教學設計，宗旨是滿足教學需求、提高教育質(zhì)量。因此，教學儀器設備質(zhì)量的優(yōu)劣直接關系到實驗教學的效果。自2009年開始，我們建立了教學儀器產(chǎn)品教育適應性評審制度，對教學儀器設計方案、安全性能、材料工藝和實驗效果進行第三方評審，確保優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品進校園、進課堂。同時，針對教學儀器采購的實際困難，我們在不斷探索的基礎上，構建了教學儀器設備政府采購整體解決方案，提出了“公開招標、資質(zhì)入圍——網(wǎng)上競價、擇優(yōu)選用——合同簽訂、集中配送——驗收結(jié)算、綜合評價”的政府采購整體思路，開通了普教儀器政府采購協(xié)議平臺，有效避免了教學儀器設備政府采購中存在的程序合法但結(jié)果不公等問題，最大限度保證了政府采購效益。
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在當今社會中，計算機在社會發(fā)展中顯示了其強有力的推動作用。隨著計算機技術的不斷發(fā)展壯大，計算機在材料科學中的應用也越發(fā)普遍和顯著，如信息檢索、數(shù)據(jù)分析和圖像處理、計算模擬、材料組分和結(jié)構分析等等。對大學高等教育而言，開設計算機在材料科學中的應用課程是為了讓學生初步掌握計算機在材料科學應用中的方法、步驟和應用領域等，從而促進專業(yè)課的學習。
結(jié)合我校高分子材料與工程專業(yè)的特點以及畢業(yè)生需進行的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，在高分子材料科學的學習研究過程中需要涉及多種軟件的應用，最基本的包括文獻檢索、實驗方案的設計、數(shù)據(jù)分析、圖形處理等等，而這些都離不開計算機技術。在書本式教育和多媒體PPT教育為基礎的理論教學模式下，教學效果并不是十分理想。在往屆的教學質(zhì)量反饋中，多數(shù)學生反映單純的理論教學形式枯燥、效果不良，一旦涉及實際應用往往束手無策，其原因是眾多軟件的學了需要了解基本的理論知識外，更重要的是要反復的上機練習以熟悉各種軟件的操作，形成更為扎實的操作意識，而很多學生做不到這一點。因而如何更好的讓學生理解、吸收、掌握眾多軟件的基本操作并活用到今后的學習、科研或工作中，這是大學教育所要思考的地方。
教育部頒布的新課程標準明確提出了“提高科學素養(yǎng)，在課堂中開展探索性學習的理念，提倡通過探索式教學，培養(yǎng)學生的自主科學探索能力，加強學生對科學本質(zhì)的認識”。
二、教學方案的設計
（一）教學方法設計
為提高教學效果，在計算機在材料科學中的應用這門課程中，首先將課堂搬到備有多媒體設備的機房。多媒體技術具有良好的直觀性、形象性和趣味性等特點，是教學的一大幫手，能進一步將課堂內(nèi)容的理論教學與實際操作同步進行，更好的讓學生學習、吸收課程內(nèi)容。在課程設計中，引入虛擬課題作為教學方案，將多種軟件的使用和課題的研究思路結(jié)合起來，以課題研究思路為教學的基本大綱路線，按步驟在各個環(huán)節(jié)中引入所需的常用軟件，從而將計算機作為理論教學和實際應用的緩沖結(jié)合點，通過虛擬課題的方法將學生在課堂所學的理論知識融會貫通，為實際課題研究以及論文寫作奠定基礎。
（二）教學內(nèi)容設計
課程規(guī)劃上主要以虛擬課題的相關文獻為案例，通過探討課題的研究思路和方法，研究過程中所需要處理的問題等，循序漸進，逐漸介紹文獻檢索、實驗設計（chemical office）、數(shù)據(jù)分析（IR，NMR）、圖形處理（Origin，Adobe Photoshop）等等，為畢業(yè)論文的展開做鋪墊。教學內(nèi)容具體如下：
1.首先確立學生所感興趣的研究方向或課題，并以此對學生進行簡單的分組，以方便后期進行更多的教學互動。在此過程中向?qū)W生介紹常見搜索引擎，如Google，Yahoo，百度等，這些常用搜索引擎可以較為方便的提供一定的信息。而常用數(shù)據(jù)庫，如中國知網(wǎng)（CNKI），萬方數(shù)據(jù)庫，ScienceDirect，RSC，ACS，Wiley-Blackwell等，借助簡單的檢索字段，包括Any Field（全文）、Title（篇名）、Abstract（文摘）、Author's Name（作者姓名）、Journal Title（期刊名稱）等可以檢索到相關研究論文文獻，讓學生帶著自身目的去學習、掌握、運用諸多數(shù)據(jù)庫進行文獻檢索。
2.當課題資料的收集結(jié)束之后，設想課題如何進行，設計一定的實驗方案。該過程中利用chemical office是較為普遍的一款應用軟件、可以滿足各種分子結(jié)構的設計、反應方程式的設計、基本示意圖的設計以及核磁結(jié)構的模擬分析。具體教學內(nèi)容以虛擬課題中的文獻相關圖譜為案例，通過對文獻圖譜的剖析，讓教學更為直觀，同時上機模擬作圖，加深印象和增強操作熟練度，并且鼓勵設計新的設計路線，如反應合成路線、實驗基本示意圖等。
3.隨著課題探討的深入，課堂內(nèi)容會不斷涉及結(jié)構分析表征，如IR，NMR等。在此，IR，NMR軟件的常規(guī)使用與分析，包括常見結(jié)構的特征峰和化學位移、峰值面積的積分比較等等都將成為基本的教學內(nèi)容，讓學生盡可能的認識到在材料科學研究中結(jié)構分析的重要性。
4.在眾多的數(shù)據(jù)處理中，Origin由于功能強大，被公認為是最快、最靈活、使用最容易的工程繪圖軟件。因此教學中需要重點介紹Origin在數(shù)據(jù)處理中的應用。著重介紹各種圖譜，包括數(shù)據(jù)的調(diào)整、排序、計算，統(tǒng)計和曲線擬合，以及直線圖、散點圖、餅圖、柱狀圖、三維圖表的繪制。以虛擬課題中出現(xiàn)的文獻案例為教學案例，循序漸進，讓學生由簡入難，由粗到細。
5.隨著文獻的閱讀和自我作圖的實踐，學生會發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀文獻中的圖譜總是讓人賞心悅目。教學中通過與優(yōu)秀文獻中圖片處理效果的對比，逐漸提高學生對數(shù)據(jù)處理的要求。Adobe Photoshop簡稱PS，使用其眾多的編修與繪圖工具，可以有效地進行圖片編輯工作。因而學會將PS的圖片處理功能運用到材料科學研究領域中則會使圖片效果大大提升，做到科學嚴謹又不失觀賞性。
6.當有了出色的研究成果之后，需要的便是如何更好的呈現(xiàn)自身的工作。為此，如何運用PPT技術制作一份精美的論文報告是展現(xiàn)成果的關鍵。鑒于計算機課程的普遍性，相信學生對簡單的PPT制作并不陌生，因而課程內(nèi)容中轉(zhuǎn)為更高層次的PPT技術講解，包括論文報告型PPT的一般邏輯思路、PPT中的圖形制作、模板的設計、PPT的美化等等，讓學生能體會到PPT制作對論文結(jié)果報告的重要性，提高學生在PPT的制作上的布局和美化意識，為畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的PPT制作提前做準備。
（三）實驗內(nèi)容設計
針對常用化學軟件學習的實踐性、應用性較強的特點，我們將理論教學和實際上機操作設計成同步進行。而同步進行的教學模式能讓學生加深課堂印象，也更有利于學生及時發(fā)現(xiàn)自身在軟件操作應用上的盲區(qū)，因而能更好的將知識講解和動手操作相結(jié)合，起到以點帶面、強化應用的作用。如在講解chemical office作圖時，首先可以讓學生學習模仿，而后鼓勵學生自行設計，更深一步的讓學生去體驗挖掘chemical office中的作圖技巧。
三、教學方案特色
通過虛擬課題的引入，使得本文所提出的教學方案的特色在于：1.課程內(nèi)容的確立有學生的參與，虛擬課題的選定由學生自主分組確定，逐漸讓學生主導課堂，教師則成為擺渡護航的角色；2.教學內(nèi)容符合學生所需，為畢業(yè)設環(huán)節(jié)做鋪墊，課題內(nèi)容設計上更有針對性；3.教學過程中時時刻刻充滿師生的互動，學生在自我的求知欲望下能更好的投入課程學習中，從而營造更好的教學氛圍，以便獲得更優(yōu)的教學成果。
四、小結(jié)
本文結(jié)合自身專業(yè)特色，提出了基于虛擬課題的教學方案，目的在于讓教學更好的觸及學生所需要和學生所感興趣的領域，從而提高學生學習的興趣、專注度，同時將理論多媒體教學與實際上機操作同步進行，進一步提高課程教學的直觀性和趣味性，以期獲得更好的教學成果。總的來說，改善計算機在材料科學的應用課程的教學是一個系統(tǒng)的工程，對于高分子材料專業(yè)的學生來說，如何將計算機知識和高分子專業(yè)知識，以及自身所需有機地結(jié)合起來具有更加重要的意義。只有將三者有機結(jié)合，才能使學校教育真正滿足學生的需求，讓老師教得舒心，學生學得開心。再者，除去教學內(nèi)容的不斷改善之外，教師對教學的投入度，對學生的關愛度也是教學成功的一個重大因素所在，因而不論是教學內(nèi)容還是教學態(tài)度都將是我們應改善的地方。
[ 參 考 文 獻 ]
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本論文主要證明在RC電路放電時電壓隨時間的變化關系實驗.
在RC電路中，當電容兩端有電壓時，關閉開關，電流通過電阻，此時電路中電壓隨時間的變化成何種規(guī)律。作者在一本教科書中發(fā)現(xiàn)前人已經(jīng)得出結(jié)論，電壓與時間的關系式是.作者通過實驗測量出5個時間點的電壓值與在相同時間點的理論值相比較，看兩者是否接近或相等。
2設計原理及方法：
2.1RC電路放電原理：
電路的過渡過程是指從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的變化過程，其變化十分短暫而且是單次變化過程。對時間常數(shù)τ較大的電路，可用慢掃描長余輝示波器觀察光點移動的軌跡。對時間常數(shù)τ較小的電路，必須使這種單次變化的過程重復出現(xiàn)。為此，我們利用NE555方波發(fā)生電路輸出的方波來模擬階躍激勵信號，即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應的正階躍激勵信號；方波下降沿作為零輸入響應的負階躍激勵信號，選擇方波的重復周期遠大于電路的時間常數(shù)τ，就可以觀測電路的過渡過程.
在階躍信號下，RC-階電路的零輸入響應和零狀態(tài)響應分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長，其變化的快慢決定于電路的時間常數(shù)τ.
2.2時間常數(shù)τ的測定方法：
⑴根據(jù)-階微分方程的求解得知
（1）
方程⑴為電容放電過程方程，其中U是放電前電容兩端的電壓.
當t=τ時，U0＝0.368U.此時所對應的時間就等于τ。其零輸入響應的波形如圖1測試電路如圖2⑴所示.
⑵由零狀態(tài)響應波形增長到0.632U所對應的時間就等于τ。其測試電路及波形如圖2⑵和圖3所示.
⑶微分電路和積分電路是RC一階電路中較典型的應用電路，它對電路時間常數(shù)τ和輸入信號的周期T有著特定的要求.
RC串聯(lián)電路，如果滿足τ＝RC<<T/2（T為方波脈沖中的重復周期），且由R端作為響應輸出，這就成了一個微分電路.
（2）
由式（2）可知：電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的微分成正比，電路如圖4⑴.
將圖4⑴中的R與C位置調(diào)換一下，即由C端作為響應輸出，且當電路參數(shù)的選擇滿足τ＝RC>>T/2條件時，則稱為積分電路.
（3）
由式(3)可知：電路的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比，電路如圖4⑵.
2.3實驗儀器與軟件介紹
聲卡是多媒體技術中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波／數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的一種硬件.在一塊聲卡上有晶振，AD/DA轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)字處理芯片及其他輔助電路.因此，它可以作為數(shù)據(jù)采集卡使用，不過被采集號的頻率被限制在音頻范圍之內(nèi).設定了采集頻率，采樣位數(shù)，緩沖區(qū)大小之后，再利用聲卡的DMA方式進行數(shù)據(jù)采集工作。利用LabWindows/CVI環(huán)境下，借助硬件驅(qū)動程序?qū)β暱ǖ牟杉l率，采樣位數(shù)，緩沖區(qū)大小等分別進行控制，根據(jù)用戶的需要調(diào)整波形顯示，進行波形分析，從而構成功能強大的虛擬存儲示波器.
CoolEdit軟件與外電路是通過聲卡的連接,當外電路的開關關閉再打開,在CoolEdit軟件的界面會顯示出電壓與時間的關系圖形.將圖形剪切下來,與.mav的文件形式儲存起來.
MATLAB是數(shù)學軟件,主要用于對圖象的研究,精確度較高.
2.4實驗設計方法
（1）設置聲卡
①打開聲音高級控制.
圖5
②選擇錄音屬性，打開錄音音量控制面板，將輸入方式選成Line。
③關閉不必要的聲音特效，以免左右聲道互相干擾。
④如果無信號時背景噪聲較大，可以嘗試將一些選項靜音，特別是CD音頻。
⑤調(diào)整輸入和輸出的平衡，可借助示波器部分和信號發(fā)生器部分實現(xiàn)。
這時信號是從LineIn口輸入的.在輸出音頻信號時,輸入口是沒有信號的.
如果使用其他聲卡,可參照以上步驟設置.注意使用萬能聲卡驅(qū)動程序或自帶驅(qū)動程序,不要使用Windows帶的驅(qū)動程序.如果仍無法正確工作,可換一個驅(qū)動程序試試.可能出現(xiàn)的情況:
a聲卡上沒有LineIn口,只有MIC口,在一些廉價主板集成的聲卡上會有這種情況,因為MIC口通常是聲道,也就是示波器只能單蹤工作.
b打開信號發(fā)生器,示波器上同時顯示波形,這是輸出反饋到輸入端造成的,可修改各項設置.
(2)在實驗線路板上選取R=5kΩ,C=10μF組成如圖2所示的RC充放電電路.NE555信號發(fā)生器輸出的方波信號電壓U=1.5V,頻率f=1kHz,將自制電纜線Φ3.5立體聲插頭插入聲卡的LineIn,另一邊接到實驗線路板上的激勵端口所在位置.
(3)在虛擬示波器上觀察激勵與響應的變化規(guī)律,來測時間常數(shù)τ,通過調(diào)整虛擬示波器界面上的增益、時基和網(wǎng)格按鈕,可清晰地觀測RC的響應曲線,并可計算出時間常數(shù)τ.對于R=5kΩ,C=10μF的RC響應曲線如圖6所示.
圖6
(4)適當?shù)馗淖冸娙莼螂娮柚?觀察波形變化情況,記錄觀察到的現(xiàn)象.
①選取R=10kΩ,C=10μF,觀察并繪制響應的波形,繼續(xù)增大C之值,定性地觀察響應的影響.
②選取R=15kΩ,C=20μF,組成如圖4(1)所示的微分電路,在同樣的方波激勵信號作用下,觀測并繪制激勵與響應的波形.
3數(shù)據(jù)分析電壓時間
實驗所測得電壓隨時間變化曲線如圖7
4實驗結(jié)果分析
①通過計算在相同時間點電壓理論計算值與電壓實際測量的結(jié)果的比例進行比較,我們可以發(fā)現(xiàn)相同時間的電壓比值幾乎相等,作者在通過改變R與C的值發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)論,由此可以證實前人研究.
②本實驗精確度較高,但難免有誤差的出現(xiàn),首先在截圖時,很難從電壓最大值開始截取;其次在用MATLAB對圖形進行處理時,很難在特定時間內(nèi)找到所對應的電壓值點,作者因此選取在此附近的點,由此產(chǎn)生的誤差可達到萬分之一.而且用聲卡測試儀器時,難免有噪音的的影響.
③聲卡測試儀器的優(yōu)點:可以將電路與計算機連接在一起,并截取錄音,傳送給計算機處理.
聲卡測試儀器的局限性:容易受外界環(huán)境及本身其他的功能影響.
5結(jié)束語
本實驗室屬于計算機應用實驗，難度較高。實驗要求會使用CoolEditPro2.0，MATLAB6.1等軟件,熟悉聲卡的原理，計算機基本知識及物理原理等等.在此應該特別感謝魯曉東老師,胡依杰同學及費芬同學對我的幫助,他們幫助我找到很多關于這方面的資料.在此次實驗中證實前人已經(jīng)得出的RC電路放電電壓變化規(guī)律，即電壓與時間的關系式結(jié)論.
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基于計算機網(wǎng)絡的教育教學手段，以其特有的交互性強、信息量大等特點帶來了全新的教學模式和學習方式，成為2l世紀現(xiàn)代教育技術發(fā)展的重要方向。充分運用網(wǎng)絡技術，構建網(wǎng)絡環(huán)境下的創(chuàng)新教學模式，提高和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛力，訓練和強化學生的協(xié)作能力，同時使自主學習、合作學習和探究式學習貫穿其中，不僅能為學生提供一門理想的學習認知工具，而且極大地拓展了教育教學的時空領域，有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。
基于網(wǎng)絡的創(chuàng)新教學模式的研究，就是利用網(wǎng)絡作為教學工具、學習工具、環(huán)境構建工具，研究基于網(wǎng)絡的創(chuàng)新教學模式及實現(xiàn)條件，包括內(nèi)容有教師、學生、課程內(nèi)容、教學手段、教學的進行組合等，以培養(yǎng)適應信息時展要求的高素質(zhì)的創(chuàng)新人才。
1基于網(wǎng)絡的創(chuàng)新教學模式
研究基于網(wǎng)絡的創(chuàng)新教學，要從現(xiàn)代教育技術的角度，運用建構主義理論，將課程教學與網(wǎng)絡有機地結(jié)合起來，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為出發(fā)點搞好各項教學改革。基于網(wǎng)絡的教學模式有多種：
1．1傳統(tǒng)式教學模式，它有同步和異步講授兩種方式：(1)同步講授方式利用視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)教師和學生同時在不同地點上課，師生之間可以利用通信手段進行簡單的交互。教學過程中，教師講解并呈現(xiàn)教學資料，學生通過網(wǎng)絡同步瀏覽、聽課、提出問題和回答問題，教師可以實時接收學生反饋信息并及時給予解釋和應答。這種教學模式中，教師是教學活動的中心，學生仍然處于被動學習的狀態(tài)。(2)異步講授模式是教師將教學資源以一定的形式組織到網(wǎng)絡上，學生隨時通過網(wǎng)絡學習使用這些資源。這種模式有利于學生自主學習，但缺乏授課過程中師生實時交互。
1．2個別輔導教學模式，它是利用教學專家系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡環(huán)境下學生自主學習，能通過對學生的測試判斷學生現(xiàn)有水平，引導學生以人機交互方式進行學習。這種模式能做到因材施教，提高個別化學習效果，有利于激發(fā)學生學習的主動性和積極性，但對系統(tǒng)要求高。
1．3討論式教學模式，它一般是由專家或教師在網(wǎng)絡上建立具有特定主題的討論區(qū)，如電子公告板(BBS)、在線聊天室等進行交流，學生可在討論區(qū)發(fā)表自己的觀點和看法，每個人的發(fā)言都會及時被參與討論的學習者和教師看到，并通過相互評論交流獲取知識。
1．4探索學習教學模式，這種模式中學生按照自己的學習需要，通過在線教學資源、數(shù)字圖書館或Iternet中查詢、獲取相關資料。這種學習方式既有利于對學生進行個性化教育和創(chuàng)新教育，又能有效地激發(fā)學生學習的自主性和積極性。
1．5協(xié)作學習教學模式，它是通過利用計算機網(wǎng)絡由多個學習者，針對同一學習內(nèi)容彼此交流與合作，以達到對教學內(nèi)容更加深刻的理解和掌握的過程。協(xié)作學習系統(tǒng)要求系統(tǒng)必須支持多個學習者同時在線進行交流合作，以使學生完成對同一主題進行分工協(xié)作、共同交流，達到共同完成對某個問題的解決方案的目的。這種模式有利于促進學生高級認知能力的發(fā)展，有利于培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。
基于網(wǎng)絡的創(chuàng)新教學模式，其基本思想是在建構主義學習理論的指導下，以網(wǎng)絡為紐帶，充分整合現(xiàn)有的各種教育資源和教學模式，注重學生專業(yè)技能、自學能力與創(chuàng)新能力的訓練，培養(yǎng)全面發(fā)展的創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。第一，讓學生將網(wǎng)絡資源學習與課堂教學相結(jié)合，創(chuàng)新性地開展個別化的學習，有針對性地解決學習中的問題，提高學生學習的積極主動性；第二，讓學生通過網(wǎng)絡實驗的實踐操練與設計，切實提高學生的實踐操作能力和創(chuàng)新素質(zhì)；第三，充分發(fā)揮網(wǎng)絡資源優(yōu)勢，構建有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的探索學習教學環(huán)境。
2基于網(wǎng)絡的數(shù)字電子技術創(chuàng)新教學實踐
2．1構建有利于學生創(chuàng)新學習的網(wǎng)絡教學支撐環(huán)境資源豐富、學習平臺設計系統(tǒng)良好是開展網(wǎng)絡學習的前提條件。根據(jù)網(wǎng)絡學習的模式要求，網(wǎng)絡課程設計除了課程教學資源—包括課程相關的媒體素材、試題庫、多媒體CAI課件、試卷、教學案例、文獻資料、常見問題解答庫、資料目錄索引和網(wǎng)絡課程等資源外，還需要設計：在線授課、在線討論學習、在線答疑、作業(yè)提交和評閱、在線測試、在線考試和虛擬實驗等。
為學生提供課程的學習資源時，要提供自主探索、多重交互、合作學習、資源共享的學習環(huán)境，把學生的主動性、積極性充分調(diào)動起來。在數(shù)字電子技術網(wǎng)絡教學環(huán)境設計中，第一，將課程章節(jié)內(nèi)容按“學習目標和基本要求、知識聯(lián)系、主要內(nèi)容、難點釋疑、例題分析、自我檢測、實驗指導和知識擴展”等內(nèi)容制作課件，同時將相關學習資源、網(wǎng)絡課件資源都放在網(wǎng)絡上給學生自主學習。第二，建設師生交流電子公告板，由教師根據(jù)學習主題擬定討論課題供學生討論交流，提高教學的有效性。學生學習情況和意見也通過電子信箱直接反饋給教師，便于教師了解學生學習狀況及調(diào)整教學進度、教學方法。第三，逐步研究建設在線討論和虛擬實驗等平臺，構建有利于學生創(chuàng)新學習的環(huán)境。
2．2利用網(wǎng)絡積極開展創(chuàng)新實驗設計數(shù)字電子技術教學不僅是讓學生掌握電路的基本原理和方法，更重要的是培養(yǎng)學生對電路的分析、設計和創(chuàng)新能力。注意理論與實踐并重，知識與技能并重，實驗的作用不僅僅是驗證理論的正確性和訓練學生的操作技能，更重要的是在網(wǎng)絡技術手段的支持下，不斷改進實驗內(nèi)容、實驗方法和實驗手段，積極開展創(chuàng)新研究實踐，努力提高學生的創(chuàng)新素質(zhì)。
構建實驗課程體系的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，實現(xiàn)信息技術與電子技術相互滲透，電子技術實驗課就必須運用計算機技術，引入虛擬實驗內(nèi)容。EDA技術是電子設計領域的一場革命，它改革實驗內(nèi)容、形式、方法，已成為高校現(xiàn)代教育技術建設的重要內(nèi)容，對加強實踐教學環(huán)節(jié)、改革教學內(nèi)容、形式有著重要意義。
利用網(wǎng)絡積極搞好虛擬實驗的系統(tǒng)設計是開展創(chuàng)新學習重要的組成部分。與傳統(tǒng)實驗方式相比較，更能突出實驗教學中以學生為中心的開放式教學模式，從而提高學生對電路的綜合分析能力、設計能力以及創(chuàng)新能力。虛擬實驗設計一般有二種方法：一種是利用電子技術進行設計和仿真教學的計算機軟件MULTI．SIM、PSPICE、PROTEL99SE、PowerPCB等等開展。VHDL是通過語言實現(xiàn)硬件電路設計，一般采用自上而下的設計方法，通過分析系統(tǒng)總體所要實現(xiàn)的功能，自上而下地將系統(tǒng)總體功能分解成各模塊的功能，通過實現(xiàn)各模塊的功能設計來完成整個系統(tǒng)硬件電路的設計。另一種是制作虛擬實驗系統(tǒng)，虛擬實驗系統(tǒng)的主要任務是提供實驗情景、交互操作、結(jié)果呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析等功能。在虛擬實驗場景中，系統(tǒng)能夠模擬各個實驗設備的功能以及實現(xiàn)在這些虛擬的“實驗設備”之間的信號傳遞，以實現(xiàn)對真實實驗的模擬，達到教學目的。
從培養(yǎng)學生分析能力和綜合能力角度出發(fā)，實驗課不應局限在單純的數(shù)據(jù)測試與記錄上，要求學生能對電路性能的比較，能即時仿真，捕捉電路故障，設計出符合要求的功能電路。如數(shù)字電子技術課程設計中，通過應用PLD器件和MAX+plusII等軟件設計方法完成某一數(shù)字系統(tǒng)的設計，以更深刻理解EDA原理，提高PLD器件的應用和開發(fā)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。在實驗內(nèi)容安排上，以設計實驗為主，驗證性實驗為輔；協(xié)調(diào)硬件實驗與軟件實驗的關系，將硬件實驗與軟件實驗有機結(jié)合，首先以計算機仿真分析和輔助設計的方式進行，其次開展實際實驗，并與仿真結(jié)果進行對比驗證。通過一個完整的電子電路的設計制作使學生初步了解產(chǎn)品開發(fā)、設計、研究的全過程，了解電子設計的新概念、新技術和新方法。在系統(tǒng)可編程技術的應用使得數(shù)字系統(tǒng)的設計不再受實驗室器件設備的限制，學生有了發(fā)揮的余地和創(chuàng)新的空間。
在《數(shù)字電子技術》實踐教學中，把實驗課分為基礎實驗、設計實驗和綜合創(chuàng)新設計實驗三個臺階，并運用EWB進行電子技術的仿真實驗。“基礎實驗”訓練常用電子儀器的使用方法和數(shù)字電子基礎電路的基本測試方法，它所涉及的內(nèi)容與課堂教學內(nèi)容緊密相關，充分體現(xiàn)課程的實踐性；“設計實驗”是具有特定功能的數(shù)字系統(tǒng)的綜合與實現(xiàn)，是學生將理論與實踐相結(jié)合的過程，也是學生知識、能力和素質(zhì)同步提高的階段；“綜合創(chuàng)新設計實驗”是數(shù)字電路的電子系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，．是學生將所學習的知識進行綜合運用的過程，也是學生進行交叉學科知識整合的過程，更是提高學生綜合實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的過程。在設計實驗和綜合創(chuàng)新設計實驗別鼓勵學生自擬實驗項目，課內(nèi)外學習相互結(jié)合，課堂教學與實踐教學相融合，使學生視野開闊，有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。第三，積極鼓勵和引導學生開展第二課堂活動。組織電子課外活動小組，以電子競賽的形式加強學生的訓練，鍛煉學生將理論知識應用于實際的能力；通過進行單片機、EDA和數(shù)字電子技術的專門培訓，使學生掌握了相關的應用技術。
2．3開展網(wǎng)絡探索協(xié)作學習。培養(yǎng)創(chuàng)新精神素質(zhì)提供相關在線教學資源和相關Internet查詢網(wǎng)站，方便學生獲取相關課程學習資料，必須結(jié)合學生實際和課程特點努力建設。隨著我國精品課程的建設，“積極推進網(wǎng)絡教育資源開發(fā)和共享平臺建設，建設面向全國高校的精品課程和立體化教材的數(shù)字化資源中心，建成一批具有示范作用和服務功能的數(shù)字化學習中心，實現(xiàn)精品課程的教案、大綱、習題、實驗、教學文件以及參考資料等教學資源上網(wǎng)開放，為廣大教師和學生提供免費享用的優(yōu)質(zhì)教育資源，完善服務終身學習的支持服務體系”，這也為學生開展探索學習教學提供了有利的條件。
在組織開展探索學習過程中，關鍵是要設計好需要探索的相關課題。如在數(shù)字電子技術網(wǎng)絡學習中，設計一個探索課題一一“由計數(shù)集成電路74LS161如何構成39進制計數(shù)器?”這一課題目前國內(nèi)各種教材論述不一，有些分析甚至是錯誤的。學生如果僅從課文內(nèi)容去學習，學習效果就不明顯。而充分利用網(wǎng)絡學習，學生就能結(jié)合集成電路7415161的引腳功能、使用要求等方面分析，大家每個人都在BBS上各抒己見時，產(chǎn)生了爭論，思考周密的學生就在言談中扮演了指導者的角色，同時也拓展了分析問題的廣度，形成了一個階梯狀的發(fā)展過程，學生創(chuàng)新精神素質(zhì)也在探索過程中得到培養(yǎng)。
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(1)從自主設計型實驗教學談學生實驗技能的培養(yǎng) 王冰 王世儀 張成鴻 周萬春 黃敏 劉佳
實驗技術
(4)履帶式雙人休閑運動車的研制 張印 李小昱 王為 向德虎 冀牧野
(8)6-甲基尿嘧啶的綠色合成 耿靜漪 姜文清 賈定先
(11)fe／cu-edta絡合電極電勢的影響因素及探索 王新紅 戴兢陶
(14)自噬與阿爾茨海默病的實驗設計及結(jié)果初探 金岳心子 高超 李婷
(17)基于fpga的立體停車場控制程序設計 韓延義 尹睿涵 徐帥 李岳
(21)帶式輸送機從動軸的疲勞分析 周立彬 陳煥國
(24)換熱器性能參數(shù)實驗臺自動測試系統(tǒng)的改進 王亞輝 田瑞 馮志誠 王召陽
(27)基于gsm技術的溫度報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 周曦國 陶薇薇
實驗研究
(30)小麥幼苗微管結(jié)合蛋白map65s體外對微管聚合影響的研究 馬愛珍 韓榕
(34)幾種生物質(zhì)活性炭處理有機實驗室廢水的研究 屈軍艷 胡成 殷明義
(38)試管比色法檢測淀粉酶值實驗教學中的問題探討 楊萍萍 徐瑞雪 劉美 崔言順
(41)bifeo3及其摻雜體系薄膜的結(jié)構及性能研究 呂平 宋濤 張曰理 閆寧
(45)茶葉渣負載羥基氧化鐵的制備、表征及吸附性能的研究 黃秋香 張慶樂 李娜 李敏 葛海燕
無
(49)參考文獻 無
實驗研究
(50)絮凝固液分離技術處理廢棄泥漿試驗研究 楊春英 白晨光 馬慶松
無
(53)如何寫科技論文的“結(jié)果與討論” 無
實驗教學
(54)基于matlab的電力電子技術課程的教學探索 陳宏
(58)面向工程實踐能力培養(yǎng)的高分子物理實驗教改與實踐 李景慶 鄭俊萍 崔振鐸 原續(xù)波 沈永濤 王瑋 馮奕鈺
(62)強化實驗教學管理 提高實驗教學質(zhì)量的措施 段祖安
(65)基于cdio模式的微機原理與接口技術課程實驗教學改革與實踐 李珍香 李全福
(69)儀器分析實驗教學的探索與研究 于專妮 王強
(71)基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的開放性實驗教學在生物專業(yè)的實踐 洪軍 胡建業(yè) 王福梅
(74)“公能”素質(zhì)教育與電子信息實驗教學改革與探索 高藝 孫桂玲 李曉晨
(77)地方理工院校微生物學實驗教學體系的構建 于洪飛 龔紅梅
(80)地球物理專業(yè)數(shù)字信號處理實驗教學的探索 鄭晶 彭蘇萍 朱國維
何登科
(83)計算機導論實驗教學的探索與改進 陳武
(86)卓越工程師培養(yǎng)目標下的液壓傳動實驗教學改革探討 韓克鎮(zhèn) 劉軍營 王勇 劉同義 許同樂
(89)測試技術實驗教學的特色創(chuàng)新實踐 袁慶丹 劉軍 唐東煒
(92)以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標的計算機硬件實驗教學的研究與探索 王曉迪 孫建國 武俊鵬 張國印
(95)獸醫(yī)外科手術學實驗教學改革 王華 周孝瓊
(98)虛擬實驗在醫(yī)學化學實驗中的應用 劉慧中 周金娥 李月琴 蔡玉興 金玉杰 方敏
計算機應用
(101)高校校園網(wǎng)網(wǎng)絡系統(tǒng)安全隱患防范對策探討 姜貴平 時鑫 秦羽豐 孫海龍
(104)信息技術教育中的聯(lián)想教學法研究 陳美芳 毛淑娟
(108)使用excel軟件求取反應級數(shù)的快速方法 葛華才 朱明麗
(111)基于校園網(wǎng)的統(tǒng)一威脅管理研究與應用 孫恒
(115)結(jié)合多媒體技術的實驗教學改革 王良成
實驗室建設與管理
(118)開放與共享實驗室教學模式的構建 王玉法 梅蘭蘭
無
(121)高校本科實驗教學工作水平評估標準介紹 無
實驗室建設與管理
(122)基于卓越工程師培養(yǎng)的工廠供電實驗室建設 劉燕 魯明麗 秦維勇
(125)基于局域網(wǎng)的金屬材料熱處理虛擬實驗室構建 包俊成 王志奇 畢大森 高新樹
無
(128)如何寫科技論文的“實驗方法” 無
實驗室建設與管理
(129)高校實驗室開放與管理模式的實踐與探索 彭儒武 徐海花
(133)大類專業(yè)招生制下的實驗室構建 嚴家斌
(137)淺談經(jīng)管類專業(yè)實驗室的建設 王永會
(140)電氣控制實驗室管理模式研究與實踐 趙亞范
(143)獨立學院建立經(jīng)管實驗教學示范中心的思考 熊小芬
實習與實訓
(146)以基礎化學實驗為載體培養(yǎng)學生綠色化意識與技能 林曉輝 董建 陳震 葛燕青 姜洪麗 曹曉群
(150)研究型自然地理實踐教學模式探討 衣華鵬 張鵬宴
(153)構建安全科學與工程實驗教學平臺的探索與實踐 楊永良 李增華 侯世松 左樹勛
(156)基于知識網(wǎng)絡的高校數(shù)字教學資源平臺的共建與共享 郭廣航
(159)基于協(xié)同模式的中藥資源專業(yè)實踐教學體系的研究與方法 畢建杰 祝麗香 張明忠 霍學慧 葉寶興 孫印石
(162)船用柴油機實踐教學的探索與實踐 歐大生 陳萍 王悅民 張劍平
&
nbsp; (166)面向?qū)嵺`的“微機原理及應用”教學探索 劉迎澍 金文 陳曦 張慧群
(169)探析獨立學院手工會計實務綜合設計性實驗的必要性 李淑芳
(173)案例教學法在智能儀器設計教學實踐中的應用 陳穎 林育茲
儀器、設備、技術
(176)離心泵綜合演示裝置的研制 曹亞鵬 袁中凱 任少鋒 杜恪聽
(179)水源熱泵機組性能測試實驗臺設計方案探討 崔四齊 楊曉明
(184)硅mems陀螺教學實驗平臺搭建 郭占社 曹樂 王顯波 韓景軒
實驗物資購、供、管
(187)高校可共用資源管理模式和運行機制研究 武向俠 落巨福 王惟遠 白垅 梁宏 張月琪
無
(189)加強教學基礎建設提高人才培養(yǎng)的能力和水平 無
研討與交流
(190)植物組織培養(yǎng)實驗課程取材途徑 劉清波 黃紅梅 陳智勇 覃靜萍 趙燕 黃麗華
(193)機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)實習的改革 何榮華 王一鵬
(196)談物理化學實驗的有效數(shù)字問題 任聚杰 郭子成
(199)巧妙利用生物化學實驗中的錯誤 馮俊榮
(202)物理實驗與基礎力學實驗承繼和銜接問題探索與實踐 王潤永 杜寧 王琳 張敬東
無
(206)如何寫論文摘要 無
研討與交流
(207)頒獲 無
