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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇一
論文摘要:對當前自動控制理論實驗教學方法與實驗儀器進行分析,提出教學方法和教學儀器的改革措施。通過開設(shè)新的實驗內(nèi)容和研制新的教學儀器,使學生更好地完成自動控制理論實驗的學習任務,提高學生的綜合能力和創(chuàng)新能力。
論文關(guān)鍵詞:自動控制理論;實驗教學;創(chuàng)新能力
“自動控制理論”課程是研究自動控制系統(tǒng)的共同規(guī)律,為自動控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和基本方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。該課程是一門重要的測控類專業(yè)的基礎(chǔ)課,具有較強的理論性,與前續(xù)課程聯(lián)系緊密,知識面廣,學生不易理解掌握[2-3]。學好這門課程不僅可以為后續(xù)專業(yè)課的掌握打下良好的理論基礎(chǔ),而且能在今后從事專業(yè)工作時,直接運用它去分析和解決實際技術(shù)問題。對于工程實踐具有重要的指導作用,受到人們的廣泛重視。在本課程的教學中,實驗教學對理論知識的理解、掌握、鞏固具有重要的作用。
1當前實驗教學的不足
長期以來,傳統(tǒng)的實驗教學被一種固定的模式所束縛,教學內(nèi)容陳舊,教學方法呆板,在一定程度上限制了學生的主動性和積極性,難以激發(fā)他們獨立分析問題、解決問題的興趣和激情,沒有體驗過從失敗中自己尋找成功之路的經(jīng)歷,抑制了學生個性的發(fā)展,這樣不利于對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。
1.1實驗內(nèi)容固定
傳統(tǒng)的實驗主要是按章節(jié)進行驗證性實驗,實驗儀器功能固定,實驗只能按照實驗指導書設(shè)計好的步驟進行,學生被束縛在驗證性實驗中,對出現(xiàn)的相關(guān)問題缺少系統(tǒng)、多角度的分析,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1.2實驗時間限制
一般的實驗都要求在實驗室2個學時內(nèi)完成,學生很難全面深入地把握實驗主要內(nèi)容和方法,對實驗的目的、實驗原理無法理性地理解,更別提實驗中出現(xiàn)故障的排解分析,限制了學生的設(shè)計和創(chuàng)新,不利于鍛煉學生的綜合能力。
1.3實驗儀器制約
實驗儀器過于固化,儀器設(shè)置上未給學生留下設(shè)計性和探究問題的空間。儀器組成以理論驗證為主,缺少實際控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié),特別是反饋部分的傳感部分,更不具備跟隨學科發(fā)展而開拓新實驗的延伸性。
1.4實驗方法落后
實驗技術(shù)水平和內(nèi)容更多地滿足于基礎(chǔ)性實踐環(huán)節(jié),缺乏系統(tǒng)的綜合性、設(shè)計性和研究性實驗環(huán)節(jié),以及缺少在利用多種現(xiàn)代實驗手段、方法和工具對實驗過程中的結(jié)果和現(xiàn)象進行深入分析研究方面對學生的引導。實驗過程主要完成連線操作、數(shù)據(jù)記錄等簡單的工作。
2實驗教學改進
針對目前實驗教學的現(xiàn)狀,摒棄以往按部就班完成指定實驗步驟操作驗證形式,按照學生對科學的自然認知進度設(shè)置靈活變換的實驗內(nèi)容。對實驗設(shè)置按多層次,從簡到難,逐步引導學生自主學習、合作學習、研究性學習,逐步走向從問題出發(fā)的探究、創(chuàng)新。同時,研究新的實驗教學儀器,開發(fā)配套軟件,保證實驗硬件滿足新環(huán)境下的要求。結(jié)合靈活的教學儀器改變教學方法,充分調(diào)動學生動手的積極性,引導其創(chuàng)新。
2.1實驗內(nèi)容設(shè)置
開設(shè)不同層次的實驗內(nèi)容,既要滿足實驗教學的驗證、演示等基本功能,又要激發(fā)學生的興趣。
基礎(chǔ)實驗:根據(jù)給定實驗任務、方案和步驟,選擇并完成一定數(shù)量基本實驗;同時,通過調(diào)整實驗參數(shù)得到不同結(jié)果,增加思考空間。
綜合實驗:將各個基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)有機結(jié)合在一起,各課程之間關(guān)聯(lián)內(nèi)容綜合。
設(shè)計實驗:以任務的`形式,給定實驗題目,允許學生按照自己思路選擇設(shè)計性實驗內(nèi)容,引導學生學會設(shè)計和研究的方法。
創(chuàng)新實驗:自行命題實驗,將學生的構(gòu)想通過儀器現(xiàn)有功能模塊來實現(xiàn),在探究式學習中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。
2.2實驗儀器的改進
根據(jù)實驗內(nèi)容的要求,開發(fā)適合本專業(yè)的教學儀器。儀器具有控制系統(tǒng)需要驗證的各種典型環(huán)節(jié)模塊、信號發(fā)生器模塊等基本功能,還結(jié)合工程實際將傳感器引入反饋環(huán)節(jié),增加執(zhí)行器件,構(gòu)成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。避免教學儀器箱只能完成信號源作為激勵,控制環(huán)節(jié)構(gòu)成系統(tǒng)的不足。同時,儀器上的控制效果通過便于觀看的形式展示出來,讓控制過程可視化。儀器要預留出擴展接口,便于在實驗中添加新的模塊。儀器在結(jié)合計算機完成實驗的同時,又能獨立完成實驗內(nèi)容,實驗配套軟件要能對硬件平臺對的實驗內(nèi)容進行仿真和虛擬實驗。學生可以根據(jù)測試參量的不同選擇相應的傳感器,完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換,對信號進行處理,結(jié)合控制理論完成創(chuàng)新性、設(shè)計性的實驗。
2.3實驗方法的轉(zhuǎn)變
1)以學生為主體,開辟新知識領(lǐng)域,重視實踐能力的鍛煉;
2)培養(yǎng)學生的綜合能力;
3)科學知識和實驗能力培養(yǎng)上,建立系統(tǒng)、科學且開放的實驗教學體系,注重課程之間縱向和橫向的聯(lián)系。
結(jié)合開發(fā)的教學儀器,在實驗方法上除了基本的驗證性實驗,其他實驗按任務的形式給出,不對學生做過多的限制,留出學生思考、動手、創(chuàng)新的空間。充分利用計算機的計算、分析功能以及儀器配套軟件(采用數(shù)學工具matlab編寫的程序)在實驗前完成必要的仿真分析,讓實驗有的放矢,理論指導實踐。實驗既做到軟硬精密結(jié)合,又能相互獨立,兩者相輔相成??朔斍皩嶒炛袃x器平臺不能脫離計算機,配套軟件不能獨立工作,學生只能在實驗課中有限的時間內(nèi)完成實驗的不足,讓實驗內(nèi)容通過軟件可以在任意計算機上完成。
3總結(jié)
對當前實驗教學過程中存在的問題進行分析和總結(jié),從實驗內(nèi)容設(shè)置、實驗儀器、實驗方法3個方面提出改進方法。自動控制理論來源于實踐,反過來指導實踐[5]。結(jié)合當前人才培養(yǎng)的趨勢,理論聯(lián)系實際,提高學生實踐能力,在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題進而培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
參考文獻
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[5]王艷.《自動控制原理》課程教學改革與創(chuàng)新實踐[j].江南大學學報:教育科學版,,27(4):49-51
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇二
自動控制理論試題
第一部分 選擇題
1.實際生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)大部分是 【 】
a.一階系統(tǒng) b. 二階系統(tǒng) c. 低階系統(tǒng) d. 高階系統(tǒng)
2.若開環(huán)傳遞函數(shù)g(s)h(s)不存在復數(shù)極點和零點,則 【 】
a. 沒有出射角和入射角 b. 有出射角和入射角
c.有出射角無入射角落 d.無出射角有入射角
3.若開環(huán)傳遞函數(shù)為, 此時相位裕量和k的關(guān)系是 【 】
a. 隨k增加而增大 b.隨k增大而減小
c.以上都不是 d.與k值無關(guān)
4.超前校正裝置的最大超前相角 【 】
a. b. c. d.
5.對于同一系統(tǒng)的狀態(tài)變量和狀態(tài)空間描述具有 【 】
a. 狀態(tài)變量具有唯一性,狀態(tài)空間描述具有非唯一性
b. 狀態(tài)變量具有非唯一性,狀態(tài)空間描述具有唯一性
c. 狀態(tài)變量具有非唯一性,狀態(tài)空間描述也具有非唯一性
d. 狀態(tài)變量具有唯一性,狀態(tài)空間描述也具有唯一性
6.在工程問題中,常用______數(shù)學模型來表達實際的系統(tǒng)。 【 】
a. 精確的 b. 復雜的 c. 簡化的 d. 類似的
7. 正弦輸入函數(shù)r(t)的數(shù)學表達式是 【 】
a.r b.
c. d.
8.二階振蕩環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性的高頻段的漸近線斜率為_______db/dec。 【 】
a.40 b. -20 c. -40 d. 0
9.欲改善系統(tǒng)動性能,一般采用 【 】
a.增加附加零點 b. 增加附加極點
b.同時增加附加零點,極點 d.a,b,c均不行而用其它方法
10.在各種校正方式中,______是最常見的一種,常加在系統(tǒng)中能量最小的地方。 【 】
a.并聯(lián)校正 b.串聯(lián)校正 c.局部反饋校正 d.前饋校正
11.設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為, 要使系統(tǒng)穩(wěn)定,k值的取值范圍為? ; 【 】
a.k>0 b. k<40 c. 0
12.一階系統(tǒng)g(s)的單位脈沖響應是y(t) = _______。 【 】
a. b. c. d. ke-t/t
13.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性為g(jω) = ,則其頻率特性的極坐標圖的`奈氏曲線
與負虛軸交點的頻率值ω_____rad/s。 【 】
a.0.1 b. 1 c. 10 d. 2
14.負載效應_______。
a.不僅存在于電氣環(huán)節(jié),在其它類型的環(huán)節(jié)上也可能存在
b.不存在于電氣環(huán)節(jié),只存在于其它類型的環(huán)節(jié)
c.只存在于電氣環(huán)節(jié),不存在于其它類型的環(huán)節(jié)
d.任何環(huán)節(jié)都不存在
15.若系統(tǒng)具有狀態(tài)可控性,則常系數(shù)a,b的關(guān)系應滿足 。 【 】
a.a-b≠0 b. 2b2-b-a≠0 c.a-b=0 d.2b2-b-a=0
第二部分 非選擇題
一、填空題(本大題共10小題, 每小題1分,共10分)
16.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一般要求在被控量穩(wěn)定值的______以內(nèi)。
17.在勵磁控制系統(tǒng)中,_________是被控對象。
18.采用拉氏變換,可將系統(tǒng)的________ 方程轉(zhuǎn)換成________方程求解。
19.控制系統(tǒng)的分析和綜合方法有________,時域法,根軌跡法,狀態(tài)空間法等。
20.當k>0時,0型系統(tǒng)的奈氏圖始于________的有限值處。
21.比例環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性l(ω)= 。
22.閉環(huán)頻率特性的性能指標有_____,_____和頻帶寬度ωb。
23.如果根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環(huán)零點之間,那么這兩個零點之間必定存在__________。
24.超前校正裝置的奈氏曲線為一個____________。
25.在給定時刻t,狀態(tài)向量x(t)在狀態(tài)空間中是_________。
三、名詞解釋題(本大題共5小題,每小題2分,共10分)
26.連續(xù)控制系統(tǒng)
27.特征方程式
28.二階系統(tǒng)(附微分方程式或傳遞函數(shù)描述)
29.頻率特性
30.漸近穩(wěn)定性
四、簡答題(本大題共6小題,每小題4分,共24分)
31.對自動控制系統(tǒng)的性能要求是什么?
32.某環(huán)節(jié)的動態(tài)方程為y,試寫出該環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),并畫出其階躍響應曲線。
33.控制系統(tǒng)的典型輸入信號有哪幾種?試寫出其數(shù)學表達式。
34.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,試問g(s)是否為最小相位傳遞
函數(shù)?為什么?
35.已知負反饋系統(tǒng)的奈氏圖如下圖所示,設(shè)開環(huán)增益k=500,在s平面右半部開環(huán)極點數(shù)p=0,試確定k為何值時系統(tǒng)穩(wěn)定,為何值時系統(tǒng)不穩(wěn)定。
36.如何充分發(fā)揮滯后──超前校正裝置的作用?
五、計算題(本大題共4小題,共36分)
37.(8分)已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
求:1)r(t)=1(t)時的輸出y(t);
求調(diào)整時間。
38.(8分)設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為 ,其中z1>a>0,試繪制根軌跡的大致圖形。
39.(10分)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:
(1)試繪制開環(huán)系統(tǒng)的極坐標草圖;
(2)確定相頻特性(ω)=對應的頻率值ωg及幅值|g(jωg )|。
40.(10分)設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)空間描述中,矩陣a,b,c分別為
試判斷系統(tǒng)的可控性和輸出可控性。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇三
基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學研究論文
1模塊化教學
鄭州大學基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學中心組建于9月。根據(jù)“學科交叉、設(shè)備共享”的原則,充分結(jié)合各課程特點及資源分布,中心下屬各專業(yè)實驗室優(yōu)化重組為4大實驗室板塊,構(gòu)建起醫(yī)學形態(tài)學、醫(yī)學機能學、分子醫(yī)學及人體解剖學四個醫(yī)學基礎(chǔ)實驗教學平臺。以培養(yǎng)學生綜合能力為核心,針對實驗教學課程體系與實驗教學內(nèi)容進行了整合,從而組成了與實驗教學平臺相對應的形態(tài)學實驗、機能學實驗、分子醫(yī)學實驗,人體解剖學實驗四大模塊。從根本上改革實驗教學依附于理論教學的傳統(tǒng)觀念,構(gòu)建了既與相應學科的理論教學保持有機聯(lián)系又相對獨立,具有鮮明特色的“一體化,模塊式,綜合型、開放性”實驗教學課程體系。
2分層次設(shè)置實驗內(nèi)容,采用多元化教學方法
按照“扎實基礎(chǔ)、自主開放、鼓勵創(chuàng)新”的原則,大幅度調(diào)整實驗課程內(nèi)容和授課程序,以能力培養(yǎng)為主線呈漸進式銜接,按基本技能實驗(50%)、綜合設(shè)計性實驗(40%)、研究創(chuàng)新性實驗(10%)三個層次設(shè)置實驗項目,編寫與之相適應的基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學大綱和實驗教材,逐漸形成從宏觀至微觀、從形態(tài)至機能、從簡單至綜合、從基礎(chǔ)至臨床,縱橫相互聯(lián)系的實驗教學模式,以培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。同時,根據(jù)不同學科特點,采用多元化教學方法,最大程度提高學生的學習積極性和主動性[2]?;炯寄軐嶒灲Y(jié)合理論課教學,開設(shè)傳統(tǒng)的經(jīng)典驗證性實驗、基本儀器使用、實驗動物手術(shù)操作、實驗數(shù)據(jù)和圖形的記錄、采集和處理,訓練學生基本實驗操作和技能。綜合設(shè)計性實驗引導學生以“一個問題”為中心,綜合多學科知識點,從人體器官、組織細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、遺傳特性、生理生化到疾病發(fā)生的分子機理、基本病理過程、藥物作用等多個角度來設(shè)計實驗,使學生以跨學科的思維方式建立整體的概念,增強學生對實驗現(xiàn)象的觀察與思考。設(shè)計性實驗讓學生選擇自己感興趣的`題目,運用已學到的知識和技能,獨立設(shè)計并開展帶有研究性質(zhì)的綜合性實驗,搜集必要的實驗數(shù)據(jù)并加以分析,寫出實驗論文,以學術(shù)交流會的形式,討論各自的實驗結(jié)果,從而培養(yǎng)學生綜合思維能力及創(chuàng)新意識[3]。研究創(chuàng)新性實驗結(jié)合學?!按髮W生創(chuàng)新實驗計劃支持基金”,學生自行組織課外科研小組,在導師的指導下設(shè)計感興趣的小型科研課題,申請創(chuàng)新實驗基金或參加指導老師的在研課題。該實驗從實驗設(shè)計、科研實施、結(jié)果整理分析到論文撰寫,全部由學生獨立完成。以來,我校7年制及5年制醫(yī)科各專業(yè)學生共獲得資助15余項,資助經(jīng)費達10萬元,公開發(fā)表科研論文28篇,獲得各種獎勵及發(fā)明專利20余項。以學生為主體、教師為主導的創(chuàng)新實驗,采取自主式、學導式、研究式的教學方法,學生接受了較全面、嚴格、系統(tǒng)的科研訓練,啟發(fā)了他們在科研過程中提出問題、解決問題的邏輯思維方式,提高了獨立工作和科研創(chuàng)新能力[4]。
3積極開展“第二課堂”教學活動,培養(yǎng)學生觀察問題、解決問題能力
開展“第二課堂”活動是中心實驗教學改革的另一大特色。富有內(nèi)涵的第二課堂活動,既強化了學生實習、實踐環(huán)節(jié),也提供了互動的師生交流空間,創(chuàng)造了學生自己動手、動腦的機會。通過引導學生參加社會活動,激發(fā)了學生積極探索的精神,縮短了學生與社會的距離。醫(yī)學昆蟲學課程教學中,采取了專題講授與社會實踐相結(jié)合的教學方式,結(jié)合所講授的專題,把學生組織成若干社會實踐小組,利用周末開展小型調(diào)研活動。學生們在輔導教師的指導下,走出實驗室,制訂醫(yī)學昆蟲調(diào)查、防治技術(shù)方案,在鍛煉學生動手能力和實際工作能力的同時,也培養(yǎng)了學生科研工作的能力及興趣。臨床藥理學將實驗課搬到工廠車間,讓學生現(xiàn)場親眼目睹制藥過程。人體解剖學在課余時間將學生組織成若干課外實踐小組,參與解剖技術(shù)室的尸體解剖與標本制作,使學生們在實踐中進一步學習掌握解剖學知識[5]。第二課堂教學活動的開展,既強化了學生實習、實踐環(huán)節(jié),也創(chuàng)造了互動的師生交流空間和學生自己動手、動腦的機會,有利于加強學生主動獲取知識和動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。級7年制臨床醫(yī)學專業(yè)趙菁同學,從大二開始,就參與了“河南省重點科技攻關(guān)基金資助項目”的有關(guān)課題研究。她提出的將物理和化學中有關(guān)載體模型的思想引入到生命科學領(lǐng)域的原理,在我省大中專院校尚屬首例。其研究課題“小鼠ifn-γ真核表達載體的構(gòu)建和轉(zhuǎn)染鼠腹腔巨噬細胞抗腫瘤效應研究”已在基礎(chǔ)研究中獲得了肯定的治療結(jié)果,可為臨床治療提供可靠的實驗依據(jù)。在大學學習的幾年里,趙菁同學將課余時間和節(jié)假日全都用在了科學實驗和科技制作上[6]。當中心開展第二課堂活動來發(fā)展學生的興趣和愛好時,趙菁就找來理工科的學生成立課外科研小組,常常領(lǐng)著小組成員研究生物、電子技術(shù),搞科技制作,一項一項的創(chuàng)造發(fā)明問世,并連續(xù)在“挑戰(zhàn)杯”競賽中獲獎。在第二屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學生課外學術(shù)科技作品競賽中,《針劑破口器》、《新型解剖床》榮獲二、三等獎;在第八屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽中,《針劑破口器》榮獲三等獎;在第四屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中趙菁同學主創(chuàng)的《河南醫(yī)美樂醫(yī)療器械有限責任公司》創(chuàng)業(yè)計劃榮獲銅獎;在第三屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學生課外學術(shù)科技作品競賽中,趙菁同學的兩件作品《解剖室空氣凈化裝置》和《便攜式電子防暈動裝置》分別獲得二等獎和優(yōu)秀獎。在校期間,她連續(xù)四年在全省、全國“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃競賽中獲獎,被授予“中國大學生跨世紀人才獎———建昊獎”,榮獲“青春中華―首屆中國青年文化周特別獎”,8月被授予“第二屆中國青少年科技創(chuàng)新獎”,月被授予“首屆河南省十佳青少年讀書成才獎”,年12月榮獲“中國十大年度大學生創(chuàng)意人物入圍獎”,2月榮獲“首屆河南省十大教育新聞暨教育新聞人物獎”,206月獲得“鄭州市學習標兵獎”,截至目前,她已擁有7項國家專利,被譽為“學生發(fā)明家”[7]。級臨床醫(yī)學專業(yè)盧沛琦同學積極參與老師的科研活動,將所學知識與科學實踐結(jié)合在一起,利用第二課堂活動,在指導教師的帶動下順利完成一項科研內(nèi)容,其撰寫的科研論文《骨髓間充質(zhì)干細胞體外誘導為心肌細胞的實驗研究》,在年鄭州大學組織的學生科技競賽活動中,榮獲“鄭州大學學生科技創(chuàng)新與科技論文”一等獎。
4利用現(xiàn)代化教學手段,提高實驗教學質(zhì)量
中心將網(wǎng)絡信息技術(shù)引入實驗教學,建設(shè)了一批數(shù)字化、網(wǎng)絡化的實驗教學平臺。包括人體解剖學虛擬實驗室、數(shù)字網(wǎng)絡多媒體解剖學實驗室、數(shù)碼顯微互動形態(tài)學實驗室、多通道生物信號采集系統(tǒng)和機能學仿真實驗網(wǎng)絡教學系統(tǒng)實驗室等。各實驗室根據(jù)不同需求裝備相應的數(shù)字化網(wǎng)絡設(shè)備,使實驗室信息網(wǎng)絡硬件建設(shè)處于國內(nèi)高校實驗室領(lǐng)先地位。虛擬、仿真實驗軟件與實驗硬件配合,多媒體技術(shù),網(wǎng)絡教學———三種教學手段,進一步強化了實驗教學效果。我們自行研發(fā)的一套局部解剖學虛擬教學軟件,利用虛擬的人體三維技術(shù)實現(xiàn)了“虛擬人體解剖”,學生通過鼠標、鍵盤等工具輸入相應的變量,進行逼真的人體解剖實驗,收到了良好的教學效果,受到學生和省內(nèi)外同行專家的一致好評[8]。借助校園局域網(wǎng)和中心網(wǎng)絡實驗平臺連接,應用現(xiàn)代化網(wǎng)絡信息技術(shù),開辟了試驗項目網(wǎng)上預約、網(wǎng)上預習、網(wǎng)上復習、在線實驗等方式消除空間和時間上的障礙,培養(yǎng)學生利用計算機網(wǎng)絡平臺獵取本專業(yè)發(fā)展前沿信息和新技術(shù)的方法。在中心網(wǎng)站創(chuàng)建的局部解剖學虛擬實驗室、機能學網(wǎng)絡仿真實驗室、形態(tài)學網(wǎng)絡標本陳列館。由于網(wǎng)絡教學的個體性和交互性,極大地激發(fā)了學生的學習興趣、主動性與創(chuàng)造性。
5完善實驗考核方式,科學評價實驗教學效果
針對不同層次的實驗,采取不同的考核方式,客觀、準確、科學地評價學生成績,構(gòu)建了以教學督導與信息反饋為主要手段、以實驗過程監(jiān)控為主要內(nèi)容、以完善的規(guī)章制度為保障的實驗教學質(zhì)量保證體系。基本技能實驗的考核主要依據(jù):實驗預習與報告,實驗操作,實驗考試[9];綜合設(shè)計性實驗的考核主要依據(jù):選題的合理性和難度,設(shè)計方案的完整性、合理性、經(jīng)濟性,仿真優(yōu)化的正確性,硬件制作、測試結(jié)果和設(shè)計報告;研究創(chuàng)新性實驗的考核主要與課題、論文完成情況,答辯情況以及競賽結(jié)果相結(jié)合。
6設(shè)立專項基金,推進實驗室開放
建立實驗室開放制度,分批、分層次逐步開放各類實驗室。首先將人體解剖學虛擬實驗室、形態(tài)學標本陳列室、機能學和分子生物學綜合實驗室課余時間向?qū)W生開放,鼓勵教師利用雙休日和假期指導學生完成自行設(shè)計的實驗項目,給優(yōu)秀學生提供個性發(fā)展的機會。課余時間指導學生實驗的教師給予適當課時補貼,對于優(yōu)秀的實驗設(shè)計完成者,給予適當獎勵。構(gòu)建基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學新體系,培養(yǎng)創(chuàng)新人才是一個復雜的系統(tǒng)工程,要對傳統(tǒng)實驗教學體系進行配套優(yōu)化,只要認準,堅持教育改革,依靠師生員工,群策群力,克服困難,經(jīng)過不懈的努力一定能夠建立并逐步完善培養(yǎng)適應21世紀創(chuàng)新人才的高等醫(yī)學教育實驗教學新體系。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇四
高中化學實驗教學研究論文
摘要:伴隨著新課程改革,對于高中化學實驗教學新的要求也產(chǎn)生了,為了把這些要求貫徹到實踐中,有必要對這些新要求進行探討研究。本文針對新課程背景下的高中化學實驗教學的特點進行詳細解析,并提出了具體的實踐方案,供教師參考。
關(guān)鍵詞:高中化學實驗;新課程改革;特點;要求;參考方案
作為一門基礎(chǔ)自然學科,化學的發(fā)展關(guān)系著其他學科,進一步來說,關(guān)乎社會的發(fā)展。化學的重要作用,從在新課程中對其越來越高,越來越明確的要求便可以看出。在新課程改革中,化學實驗課的目的再次更新,即在實驗教學中培養(yǎng)學生的實際動手操作能力,使高中化學實驗課為學生以后的學習探究打下基礎(chǔ)。筆者在學習了新課程改革要求之后,依據(jù)自身教學實踐,總結(jié)概括了高中化學實驗教學的新特點,還有一些可行性的具體方案,供廣大教師參考。
一、特點分析
(一)注重應用
研究新課程標準改革下的高中化學實驗,不難發(fā)現(xiàn),它與生活聯(lián)系更加緊密了。如鹽與酸的反應,用酸除水垢的實驗教學,讓學生把實驗和實際生活聯(lián)系了起來,加深了學生對實驗的理解。也因為與生活實際貼切的原因,從而使學生更加喜愛化學實驗,產(chǎn)生了對化學實驗的興趣。最重要的是,有助于學生正確學習書本知識而不單單是學習理論,更要把理論運用于實踐生活中,去提高生活能力,而不是唯成績至上。
(二)以學生為主
在我國傳統(tǒng)的高中實驗教學課上,常常會遇到這樣的現(xiàn)象:遇到操作比較復雜,成本比較高的實驗,一般會采取口頭講述的方法。學生只是在聽實驗,而不是在做實驗,即使遇到一些可實施的實驗,也只是走形式的演示實驗,容易出現(xiàn)實驗課堂松散的現(xiàn)象。沒有親自動手操作,不能了解到精細的實驗過程,一則對學生的興趣提升沒多大意義,二則對學生自主的實驗能力也沒促進。新課程標準要求改變以往以教師為中心演示實驗的做法,在方法上對學生進行引導,在細節(jié)上對學生進行講解,在操作過程中讓學生自己去動手。教師只要做好對學生明確實驗注意事項,試驗后,對學生對實驗的反思進行引導。
(三)強調(diào)探究
探究性是化學實驗最重要的特點,而很多教師把這一點在以前的教學中忽略了。為了不落下課程進度,為了刷高考試成績,對于重要的性質(zhì)與結(jié)論,教師會灌輸給學生,讓學生死記硬背。新課程改革著重強調(diào)了實驗的探究性,讓學生先進行實驗,然后在實驗中發(fā)現(xiàn)問題,繼而通過各種途徑進行探究。探究性的新標準有助于學生早日形成良好的探究習慣,有助于學生將來更好地解決實際工作研究中的問題。
(四)重視能力
新課程著重提高學生各方面的能力。例如通過實驗過程培養(yǎng)學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題的方法,只有先發(fā)現(xiàn)了問題才會去解決問題。此外,學生之間對一個實驗進行合作交流,這無疑也提高了學生與人合作的能力??梢钥闯?,新課程改革下的高中化學實驗不僅僅能夠提高學生的知識水平,最重要的是能促進學生在各方面的能力發(fā)展。
二、提出的要求
把實驗交給學生自己做,并不是說教師都不用管了。高中學生化學知識淺薄,只了解自己所學過的內(nèi)容,尤其在以往的教學模式下,學生對化學實驗更是所知甚少。因此對于實驗操作,教師應做好指導。如對于儀器的使用,教師必須進行使用規(guī)范講解;對于實際操作中的問題,教師要提前準備充分,然后告訴學生;對于實際操作中的注意事項,如用過的試劑如何處理,都要給學生說明,幫助學生樹立良好的實驗意識。其次,對于實驗成果、實驗的最終目的,是讓學生從實驗中學到東西而不是走形式,教師應對學生的實驗過程進行監(jiān)督,通過讓學生回答試驗過程中所出現(xiàn)的問題,來檢查學生的實驗效果。
三、建議方案
(一)采用分組教學
高中化學實驗雖然不難,但有些實驗過程還是比較復雜的。通過分組教學能使組內(nèi)成員能夠進行互補,通過互相合作來保證實驗的順利進行。二是通過分組教學,使學生共同探究,互相交流各自想法,促進學生互相學習。三是通過分組教學,學生之間互幫互助,鍛煉學生與人的相處能力。
(二)規(guī)范實驗教學環(huán)節(jié)
教師要有明確的教學環(huán)節(jié)來保證實驗教學效果。環(huán)節(jié)一——實驗準備環(huán)節(jié)。教師自身要對實驗進行研究,了解實驗中可能出現(xiàn)的問題,對實驗進行充分準備。同時,實驗準備過程中要督促學生對實驗進行預習。環(huán)節(jié)二——講解實驗環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié),教師應詳細地把實驗過程、步驟、注意事項耐心講解。環(huán)節(jié)三——指導實驗環(huán)節(jié)。對于學生的實際操作情況,教師必須進行指導。環(huán)節(jié)四——引導探究環(huán)節(jié)。要引導學生探究實驗預習和實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題,對學生的探究過程加以指導和提示。環(huán)節(jié)五——實驗總結(jié)。既要總結(jié)實驗得到的理論知識,同時對學生的實驗過程進行評價,對實驗中的優(yōu)點和不足給予點評,以使學生在下次實驗中注意,不斷提高實驗技能。高中化學試驗是使學生對化學產(chǎn)生興趣,提高學生實踐動手操作能力的有效途徑。在對這些要求進行探討之后,掌握了新課程標準下的實驗特點,然后在教學中通過新的教學方法的引入,提升實驗教學的效果。
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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇五
摘要:分析了環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗課程的教學現(xiàn)狀及存在的問題,對該實驗課程的內(nèi)容與教學模式的改革進行了探討,旨在提高無機及分析化學實驗課程的教學質(zhì)量和教學效果,增強環(huán)境專業(yè)學生的實踐能力和和創(chuàng)新思維能力。
關(guān)鍵詞:無機及分析化學實驗;環(huán)境專業(yè);教學改革
環(huán)境專業(yè)是一門由多學科組成的新興邊緣交叉學科,它與自然科學、社會科學和技術(shù)科學相結(jié)合,是人類進一步認識和改造自然的表現(xiàn)[1-2]。
近年來,全國許多高校依靠自身優(yōu)勢及相關(guān)背景學科相繼建立了環(huán)境工程、環(huán)境科學等專業(yè)。
無機及分析化學實驗是環(huán)境專業(yè)一年級新生進入大學的第一門必修實驗課,主要是培養(yǎng)學生掌握基本的實驗操作技能和方法,加深學生對無機化學和分析化學基本理論和概念的理解,為后續(xù)的專業(yè)課程的學習打好基礎(chǔ)。
本文針對環(huán)境專業(yè)特點及目前教學現(xiàn)狀,對我校環(huán)境專業(yè)的無機及分析化學實驗教學模式進行了一系列創(chuàng)新研究和實踐,以實現(xiàn)學科交叉,突出環(huán)境專業(yè)的特色,增強學生的實踐能力和和創(chuàng)新思維能力。
1無機及分析化學實驗教學現(xiàn)狀及存在問題
1.1項目設(shè)置簡單、陳舊,與專業(yè)銜接不緊密
包括我校在內(nèi)的大多數(shù)高校環(huán)境專業(yè)所開設(shè)無機及分析化學實驗項目幾乎都源自化學類專業(yè)的有無機化學實驗及分析化學實驗項目,教師選擇的實驗項目延續(xù)了化學類專業(yè)課程的特點,多數(shù)為基礎(chǔ)實驗及驗證性實驗,與專業(yè)內(nèi)容未能真正結(jié)合,學生在學習和操作過程中感覺到該門課程與所學專業(yè)聯(lián)系不緊密,因此缺乏學習的熱情。
1.2對實驗的重視及創(chuàng)新不夠
無機及分析化學實驗常被認為是理論課的補充,實驗計劃學時數(shù)相對不足,整個實驗過程壓縮在較短的時間內(nèi)完成,造成實驗質(zhì)量不高;且目前環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗主要為基本操作及驗證性實驗,缺乏綜合性和設(shè)計性實驗,在實驗過程中學生只是機械地按照教材中的實驗步驟進行,缺少思考、見解及創(chuàng)新。
學生的綜合能力和創(chuàng)新能力得不到鍛煉,很難達到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的目標。
1.3未能發(fā)揮學生的專業(yè)特點,學生缺乏環(huán)保意識
為了使實驗現(xiàn)象和結(jié)果明顯,學生在實驗過程中取用試劑和藥品時總會認為“多多益善”,過多取用實驗試劑和藥品;實驗結(jié)束后,就會產(chǎn)生大量的廢液,廢渣等,而這些廢液、廢渣和廢氣沒有經(jīng)過回收處理就直接排放;學生沒有發(fā)揮其專業(yè)特長,缺乏廢液處理和回收意識。
2無機及分析化學實驗教學模式創(chuàng)新改革措施
2.1優(yōu)化實驗內(nèi)容,增加專與業(yè)聯(lián)系
現(xiàn)行的環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗項目較為陳舊,主要為基本操作實驗和驗證性實驗,缺少綜合、設(shè)計性實驗與創(chuàng)新性實驗內(nèi)容。
這類實驗多數(shù)學生根據(jù)理論知識就能知道實驗現(xiàn)象和結(jié)果,很難激發(fā)學生的實驗興趣和主觀積極性。
因此,我們首先在環(huán)境專業(yè)的無機及分析化學實驗中適度調(diào)整、壓縮單獨的基本操作實驗項目,將基本操作訓練實驗、簡單的無機制備實驗和分析化學實驗三部分內(nèi)容優(yōu)化整合,設(shè)計成綜合性實驗項目,使學生形成套完整系統(tǒng)的理論及實踐結(jié)合的實驗過程,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
2.2設(shè)計特色實驗,激發(fā)學習興趣
緊扣環(huán)境專業(yè)特點聯(lián)系實際生產(chǎn)生活,在實驗內(nèi)容中增加與環(huán)境專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容,激發(fā)學生的課程學習興趣。
例如,水中鈣、鎂、氯離子含量測定、化學需氧量(cod)的測定實驗水樣選取附近水域的自來水、污水等進行檢測,達到對實際水質(zhì)進行分析;維生素c含量的測定實驗,實驗材料選用新鮮的蔬菜、水果進行測定;酸堿滴定實驗利用醋酸、小蘇打、氨基酸等的酸堿性進行滴定;葡萄糖含量的測定實驗,選取日常食物如:饅頭、米飯等進行測定。
通過這些實驗,學生能夠?qū)⑺鶎W知識靈活地應用于實際生活中,也讓學生領(lǐng)悟到環(huán)境與化學的密切關(guān)系,從而激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的主觀積極性。
2.3引入綠色實驗概念,增強環(huán)保意識
對于環(huán)境專業(yè)的學生來說,把綠色化學的理念融入教學,在化學實驗中減少環(huán)境污染,增強學生的綠色環(huán)保意識,是化學實驗課程改革的新方向。
具體到無機及分析化學實驗的教學上,首先,在實驗項目的篩選中,根據(jù)教學大綱,應該在保證學生應有的實驗技能得以訓練的前提下,盡可能選擇毒性小、污染少、實驗成本低的實驗項目。
同時改進實驗方法,在保證實驗教學效果的前提下,使用及微量、半微量的實驗模式來進行實驗。
其次,對于在實驗過程中會產(chǎn)生一些廢棄物,要求學生結(jié)合所學專業(yè)知識,自己設(shè)計方案合理有效地處理這些的廢棄物。
例如:實驗過程中產(chǎn)生的酸堿廢液,可將廢酸、廢堿溶液分別集中回收存放,通過酸堿中和反應進行處理;含重金屬cr(ⅵ)的廢液可通過加入硫酸亞鐵和石灰法進行處理,使cr(ⅵ)轉(zhuǎn)化為不溶物cr(oh)3除去[3];含pb2+的廢液先加入石灰乳做沉淀劑,使pb2+轉(zhuǎn)化為不溶物pb(oh)2,再進一步吸收空氣中的co2氣體后,轉(zhuǎn)化為溶解度小的沉淀pbco3除去[4];含hg2+的廢液可先將廢液的ph值調(diào)至偏堿性,再加入過量的na2s,使hg2+以hgs沉淀析出,最后再將沉淀分離、提純后再利用[5]。
對于成分復雜、處理難度較大的的廢液,可以鼓勵學生申報“大學生創(chuàng)新項目”,從而進行更深層次的研究。
通過以上舉措,不僅有效控制了實驗造成的環(huán)境污染,同時也為后續(xù)開設(shè)的專業(yè)課程如:污染控制等的教學提供了具體實例,激發(fā)了學生的學習興趣。
2.4教學中引入現(xiàn)代化教學手段
目前,借助多媒體、視頻軟件等現(xiàn)代化的教學手段,能夠?qū)D像、文字、視頻、聲音等多種信息融為一體,對傳統(tǒng)的實驗教學起到了很好的輔助作用,能夠有效地提高實驗教學的質(zhì)量和效果[6]。
鑒于目前環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗課時量較少、內(nèi)容較多、信息面寬的特點,課前播放多媒體演示可以首先為學生提供感性認識,在實驗過程中學生再結(jié)合自己的觀察、分析,就能夠準確地得出結(jié)論。
例如,對于基本操作實驗,在實驗前播放相關(guān)實驗的視頻影像資料演示實驗內(nèi)容和規(guī)范化操作要點,有利于提高實驗課的教學效率和質(zhì)量。
對于驗證性實驗,通過實驗視頻演示,能夠加深學生對實驗的理解,對實驗教學起到輔助和補充作用。
針對綜合性、設(shè)計性實驗,教師在對實驗原理和方法講解的同時也可借助多媒體,使整個實驗過程更加形象和直觀。
2.5完善實驗考核體系,合理評價學生成績
為了客觀合理地反映學生的實驗水平,改革實驗教學質(zhì)量監(jiān)控和質(zhì)量評價體系,建立按平時成績、實驗結(jié)果和實驗考試等內(nèi)容相結(jié)合的實驗考核體系,使學生在知識、能力和素質(zhì)等方面協(xié)調(diào)發(fā)展。
實驗成績可以按照平時成績(60%)、操作考試(20%)、筆試成績(20%)三個方面進行綜合評定,全面考核和測試學生掌握的專業(yè)知識和實驗技能,這種做法比較客觀、合理,可以極大調(diào)動學生對平時操作的重視程度和積極性。
3結(jié)束語
對環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗教學模式進行改革,優(yōu)化實驗內(nèi)容,設(shè)計特色實驗,引入綠色實驗概念,突出環(huán)境專業(yè)的特色,并且在教學過程中引入現(xiàn)代化的教學手段,完善實驗考核體系,積極有效地調(diào)動學生的學習積極性,為學生后繼課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻
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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇六
摘要:工科院校非化學專業(yè)的學生化學基礎(chǔ)薄弱、興趣不高、實驗動手能力不強,且對分析化學實驗的要求各不相同。
本文分析了工科院校非化學專業(yè)學生的專業(yè)特點,指出了教學中存在的問題,提出了提高工科院校非化學專業(yè)分析化學實驗教學效果的有效手段。
關(guān)鍵詞:分析化學實驗;實驗教學;工科院校
分析化學及其實驗課程是重要的基礎(chǔ)化學課程,旨在培養(yǎng)學生定量分析的基本思維和進行定量分析的基本操作和動手能力,在以化學專業(yè)為基礎(chǔ)的非化學專業(yè)中,普遍開設(shè)了分析實驗課程,擔負著培養(yǎng)和訓練學生掌握分析技能和操作規(guī)程的責任,還對分析化學理論知識的深化起到極其重要的作用[1]。
分析化學實驗教學中,要求操作規(guī)范、計算準確、結(jié)果可靠合理,并且能夠?qū)Ψ治鼋Y(jié)果進行評價,其目的是培養(yǎng)學生“量”的概念,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的綜合能力[2,3]。
在工科院校的分析化學實驗教學中,往往也存在一個教學大綱,不同專業(yè)一刀切的現(xiàn)象,由于不同專業(yè)的學生基礎(chǔ)情況不一樣、且對教學目標的要求也不一樣[4-6],這樣就給教學帶來各種弊端。
一、工科院校開設(shè)分析化學實驗的專業(yè)特點
以昆明理工大學為例,分析化學實驗教學的專業(yè)包括化學、化工、冶金、材料、環(huán)境、食品、生物、制藥、醫(yī)學、建材等專業(yè),這些專業(yè)對分析化學實驗的要求各不一樣,冶金和材料專業(yè)偏向于金屬離子的分析和應用,環(huán)境和化工偏向于水體分析和應用,醫(yī)學和建材專業(yè)要求相對較低,化學專業(yè)要求相對全面。
從學時分布來看,化學專業(yè)一般64學時,環(huán)境專業(yè)48學時,冶金、材料專業(yè)32學時,化工、生物、制藥24學時,而建材、航空等專業(yè)一般16學時,從學時的分布大體也能看出各自專業(yè)對該實驗課程的要求和目標。
從學生的基礎(chǔ)情況來看,冶金、材料、環(huán)境、建材等專業(yè)的學生基礎(chǔ)相對較好,但由于各自專業(yè)和化學實驗學科相差較大,學生表現(xiàn)出的主觀能動性相差也較大。
因此,工科院校不同專業(yè)開設(shè)分析化學實驗課程還需要考慮學生的基礎(chǔ)以及實驗課程與專業(yè)的銜接。
二、工科院校非化學專業(yè)分析化學實驗教學中存在的問題
1.實驗內(nèi)容單一、枯燥、陳舊。
分析化學實驗的教學內(nèi)容簡單、單一,除了常規(guī)的操作練習外,基本是驗證性實驗,如酸堿滴定、水中總硬度的測定、食醋中總酸度的測定等,教學內(nèi)容陳舊,不利于調(diào)動學生的積極性和主動性,學生基本只需要預習、聽課、按流程操作,就可以得到考評分。
而對于一些分組性的實驗,如分光光度法測鐵、選擇性電極測定水中微量氟、電位滴定法測定溶液中的氯離子等實驗,通常多人分成一個小組,少數(shù)同學甚至沒有參與到實驗操作中。
這樣的情況使得部分學生難以主觀積極參與,有時甚至連目標都不清晰,這些都不利于完成基本的教學目標,更難達到培養(yǎng)學生的思考能力和創(chuàng)新能力。
2.學生操作能力差、照方抓藥。
分析化學實驗的操作是有嚴格的規(guī)范,學生需要提前預習各項注意事項,在實驗課中鍛煉。
但很多學生學習時重理論、輕實驗,操作能力差,甚至連基本的儀器都不認識、沒見過,在實驗過程中只能照方抓藥,變成了完成任務、演練一遍,難以達到預期的實驗教學目標[7]。
這也表明了學生提前的預習工作不到位,思考問題也不全面,只好按照老師的演示實驗進行操作,或者模仿身邊同學的操作進行,實驗中難免出現(xiàn)各種錯誤。
3.教師的教學模式程式化。
對于工科院校的學生,開設(shè)分析化學實驗課程,量大面廣,實驗教師的工作量巨大,教學過程難免程式化,包括既定的教學方法、教學過程、考評制度,實驗教師也難以個性化的提出新的教學方案。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇七
衛(wèi)星通信課程實驗教學研究論文
摘要:針對實驗設(shè)備成本制約衛(wèi)星通信實驗課程發(fā)展的問題,該文分析了本科生和研究生兩種教學對象的特點,對衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)內(nèi)容以及實驗條件建設(shè)進行了探討與摸索。本科生實驗教學設(shè)計采用低成本實驗設(shè)備,突出感性認識;研究生實驗課程突出學習的自主性,引導學生發(fā)現(xiàn)問題,激發(fā)學生學習興趣,并在實際教學中取得了較好效果。
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信;實驗教學;衛(wèi)星廣播電視
截至底,中國在軌運行的衛(wèi)星數(shù)量已超過140顆,僅次于美國,位居世界第二。然而,伴隨著衛(wèi)星數(shù)量的突破,我國的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻相對滯后,尤其是地面應用系統(tǒng)的發(fā)展還不夠。除投入不足外,人才缺乏也是一個重要原因。衛(wèi)星通信課程作為高校電子通信類專業(yè)的主干課程在激發(fā)學生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學習興趣、培養(yǎng)衛(wèi)星通信領(lǐng)域的人才等方面有著不可替代的作用。
1實驗課程開設(shè)背景
由于衛(wèi)星通信設(shè)備昂貴、通信衛(wèi)星資源緊缺,傳統(tǒng)的本科《衛(wèi)星通信》課程主要以理論教學為主,以實驗演示和參觀觀摩為輔,實踐教學的比例非常少。衛(wèi)星通信的頻率很高,常規(guī)的仿真平臺很難實現(xiàn)全系統(tǒng)仿真,因此,有條件的院校開設(shè)的仿真實驗僅限于衛(wèi)星通信的中頻部分[1],讓學生觀察信號在中頻部分的處理與傳輸過程,深化學生對通信基本理論的認識,但這些改善無法讓學生體會到真正的衛(wèi)星通信過程,也很難激發(fā)學生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學習熱情和興趣。另外,隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的迅速發(fā)展,《衛(wèi)星通信》課程的教學內(nèi)容需要不斷更新,與工程實際結(jié)合也更加密切,實驗教學的重要性越來越突顯。與理論教學相比,由于學時有限、實踐環(huán)節(jié)組織困難,實驗教學已成為衛(wèi)星通信教學改革與發(fā)展的瓶頸。
2實驗教學內(nèi)容設(shè)計
為提高衛(wèi)星通信課程的教學質(zhì)量,激發(fā)學生的學習熱情,對衛(wèi)星通信課程實驗教學的內(nèi)容和方法進行了探索,在教學實踐中取得了一定效果。具體而言,該校在通信工程專業(yè)的本科生教學中開設(shè)了《衛(wèi)星通信》課程,在研究生教學中開設(shè)了《現(xiàn)代通信新技術(shù)》(其中包含了衛(wèi)星通信的相關(guān)內(nèi)容),針對不同的培養(yǎng)對象,教學的內(nèi)容、方式方法有很大差異。
2.1本科實驗教學
本科教學中學生數(shù)量眾多,傳統(tǒng)的《衛(wèi)星通信》實驗課程受限于實驗設(shè)備的成本,只能讓學生進行衛(wèi)星通信的演示和觀摩,無法讓學生切身體會衛(wèi)星通信的過程。隨著技術(shù)的發(fā)展,作為一種最廉價的衛(wèi)星通信方式之一——衛(wèi)星廣播電視已進入千家萬戶,它主要由天線(及其支架)、衛(wèi)星電視接收機、電視機以及電源等設(shè)備組成。該系統(tǒng)屬于衛(wèi)星通信中的單向接收地球站,而衛(wèi)星通信中的反向發(fā)射鏈路與接收鏈路相似,因此,該系統(tǒng)完全可以作為學生體驗衛(wèi)星通信過程的實驗設(shè)備。然而,雖然電視機在該系統(tǒng)中僅作為通信的終端設(shè)備,與衛(wèi)星通信實驗課程的教學目的關(guān)聯(lián)性不強,但電視機的成本卻占據(jù)該套實驗系統(tǒng)的70%以上;另外,衛(wèi)星廣播電視實驗的開設(shè)通常需要在室外開闊地域進行,此時系統(tǒng)的室外供電也將成為課程開設(shè)必須考慮的因素;上述兩個原因?qū)е滦l(wèi)星電視接收系統(tǒng)在《衛(wèi)星通信》實驗課程的開設(shè)過程中無法得到推廣。為解決該問題,通過市場調(diào)研,將衛(wèi)星電視接收機和電視機的功能改由尋星儀來實現(xiàn)。尋星儀是融合了衛(wèi)星電視接收機、電視機以及頻譜儀簡易功能的一體化設(shè)備,采用鋰電池供電,不需要市電,便于室外實驗的開設(shè)。整套系統(tǒng)成本低于1000元,其簡易的頻譜儀功能還可以開設(shè)衛(wèi)星信標的接收實驗。尋星儀的操作界面與常規(guī)的衛(wèi)星電視接收機完全相同,可以設(shè)置衛(wèi)星名稱、高頻頭本振、接收頻率、符號率、極化方式等參數(shù);連接衛(wèi)星電視接收天線后,當天線對準目標衛(wèi)星時即可接收到該衛(wèi)星上的信號(即接收的信號強度和信號質(zhì)量高于衛(wèi)星接收機門限);若目標衛(wèi)星上有公開的電視節(jié)目,還可以直接使用該終端收看衛(wèi)星廣播電視。在該系統(tǒng)上開設(shè)的實驗課程可以讓學生熟練掌握衛(wèi)星通信中天線對星的基本流程與操作技巧,明確天線三維指向的`參考基準與天線精確對準衛(wèi)星的判斷標準,使學生對衛(wèi)星通信的整個過程進行全面、整體認知,鍛煉和培養(yǎng)學生的實踐動手能力。本科生的實驗教學重點在于突出學生的感性認識,通過衛(wèi)星實驗,使學生能夠掌握衛(wèi)星通信的基本原理,明白衛(wèi)星通信中對星的標準是什么,并掌握對星的常見技巧。對于學有余力的學生,啟發(fā)他們更深入了解衛(wèi)星通信發(fā)展的新技術(shù)、新方向。
2.2研究生實驗教學
與本科生相比,研究生具有更大的學習自主性,理論講授不僅要細而專,還要廣而泛。在本科現(xiàn)有衛(wèi)星通信內(nèi)容的基礎(chǔ)上,重點講授與衛(wèi)星通信相關(guān)的天線技術(shù)、陣列信號處理技術(shù)以及通信技術(shù)等的發(fā)展現(xiàn)狀,為研究生下一步的課題選擇提供參考。作為小班教學,研究生的衛(wèi)星通信實驗課可以采用完全自主的形式——將固定衛(wèi)星地球站、便攜式地球站、衛(wèi)星動中通地球站以及寬帶無線通信系統(tǒng)、無人機視頻采集等設(shè)備交給學生進行自主組合,按照系統(tǒng)搭建由簡單到復雜,地球站由固定到移動,通信業(yè)務由話音到視頻的漸進過程,讓學生體會衛(wèi)星通信在實際生活中的各種應用場景以及還存在亟需解決的問題,激發(fā)學生投身衛(wèi)星通信領(lǐng)域技術(shù)研究的興趣。
3結(jié)語
衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)可以強化學生對衛(wèi)星通信基本原理的理解和掌握,激發(fā)學生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學習興趣。該文針對本科生和研究生兩種教學對象,對衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)內(nèi)容以及實驗條件建設(shè)進行了探討與摸索,在實際的教學過程中取得了良好效果。然而,適合于不同對象、不同接受能力的實驗內(nèi)容和教學方法的改革是永無止境的,如何取得更好教學效果還需要與廣大高校的衛(wèi)星通信課程教師共同探討。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇八
2.1學習興趣不持久,容易畏難放棄
學生初次接觸圖形學時充滿興趣,抱著能很快掌握繪制炫酷圖形、制作精美動畫的美好愿望,然而接觸以后發(fā)覺是枯燥理論的學習,基本圖形的生成。課程內(nèi)容與學生實際想達到的愿望落差太大。隨著課程的深入及難度的增加,逐漸失去了學習的主動性與積極性,學習目的變成了應付考試,獲得學分[1]。
2.2理論學習動力不足,編程思維弱
在多年的圖形學實驗教學中發(fā)現(xiàn),數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)學生更擅長使用軟件類進行真實感圖形繪制、動畫制作,而對圖形具體如何生成、顯示等算法之類的基礎(chǔ)理論學習畏難而裹足不前。對于數(shù)字媒體專業(yè)的本科學生來說,他們更關(guān)注最后的圖形效果,而對原理并不想花太多的時間去研究。編程對于他們來說又是一大難題,學生習慣于軟件的操作,要轉(zhuǎn)換思維去深入思考實現(xiàn)工具更深次的原理,如果前期數(shù)學基礎(chǔ)與編程語言學習不扎實,對于他們來說,實驗變得可望而不可即。
2.3實踐課時不足,達不到訓練目標
從課程內(nèi)容上來看,大多數(shù)實驗為驗證性實驗,沒有創(chuàng)新型,難以引起學生興趣。計算機圖形學需要大量的實踐,只有不斷加深實踐才能體會到課程廣博精深。然而實際上實驗課程內(nèi)容偏少、課時少,編程能力不足,依葫蘆畫瓢成為學生上實驗課的通病,沒有實際價值,學生實踐能力沒有得到充分鍛煉。
3計算機圖形學實驗課程改革探討
3.1激發(fā)學生學習興趣
學生的學習不能理論脫離實際,教師應努力創(chuàng)設(shè)生活化情境,把教材內(nèi)容與實際應用場景結(jié)合起來,使圖形學學習真正與學生生活交融,實現(xiàn)教學貼近生活。這樣,學生就會真正體會到圖形學的美,感受到圖形學學習的真諦與價值。每次實驗講述實際應用情況,使學生有深刻的體會。受實驗課時限制,實驗教學時可以先演示實驗的預期效果,講解關(guān)鍵技術(shù),采用誘導方式進行,再讓學生進行模仿、完成實驗,獲得良好的體驗,增強興趣,提高實驗效率。實驗項目采用分層次方法進行設(shè)計,包括實驗項目層次與實驗難度層次的劃分。設(shè)計實驗項目順序時,要采用先整體后逐個突破的思想,設(shè)計第一個實驗時要能使學生對圖形學的渲染繪制流程有整體概念,具體包含哪些步驟,實現(xiàn)順序等。后續(xù)實驗將圍繞每一個繪制步驟具體展開。設(shè)計實驗項目時要考慮到學生的層次,每個實驗進行難度等級劃分,劃分為基本練習、拓展練習和思考練習三項,例如基本練習,直線掃描轉(zhuǎn)換,拓展練習,顏色漸變直線,思考練習,繪制多邊形,使每個學生都有所收獲,激發(fā)學生對后面章節(jié)知識理論的興趣,從而逐步達到理論課程學習的目的。實驗課程結(jié)束后,則通過分組課程設(shè)計的形式進行綜合性練習[2]。
3.2教學內(nèi)容改革
數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)主要以實際應用為主,并不是以算法研究為目的。因此實驗課程內(nèi)容應向?qū)嵱眯赞D(zhuǎn)變。以matlabopengl圖形庫為基礎(chǔ),將圖形開發(fā)融合到實驗教學當中,提高實驗教學比重;減少算法程序描述講解,加強圖形學繪制流水線講解[3]。實驗中增加三維繪制流水線,學會簡單的opengl生成三維模型的函數(shù),學會三維繪制過程、模型的變換等;模型導入及繪制,學會模型的導入和顯示,結(jié)合三維繪制流水線繪制簡單場景;使用opengl光照給場景添加光源,并使用紋理數(shù)組給模型添加紋理。
3.3教學方法與手段
為了在有限的時間內(nèi)達到實驗教學目的,需要改進教學方法與手段。首先對于一些基本操作如實驗環(huán)境配置,包括opengl軟件的安裝、基本圖元的繪制、顏色的設(shè)置、用鼠標和鍵盤對圖形進行交互控制等,采取類似于慕課的形式,由教師將這部分內(nèi)容的操作演示做成教學視頻,發(fā)布在校園網(wǎng)的網(wǎng)絡教學平臺,學生在上機實踐之前先通過下載視頻自學相關(guān)的基礎(chǔ)操作[4]。利用有交互功能的軟件制作實驗課件。將圖形學算法實現(xiàn)過程中,按算法的流程進行動畫編排。采用支持多場景功能軟件(例如virtools),根據(jù)情況,將復雜的圖形算法的實現(xiàn)過程分解若個子算法,逐個演示子算法達到的效果,在各場景上實現(xiàn)相應功能轉(zhuǎn),最后導出多媒體實驗課件[5]。
4結(jié)語
實踐證明,將制作虛擬實驗課件結(jié)合分層次實驗引入課堂,有利于計算機圖形學教學的展開,弱化了計算機圖形學中的難點,有助于教學效果的提高,提升了學生對課堂的參與性,提高了學生的實踐應用能力。后續(xù)還要在實驗教學中不斷地進行完善。
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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇九
農(nóng)村中學化學實驗教學研究論文
摘 要:化學實驗教學對提高學生素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。農(nóng)村中學教學條件普遍較差,很多學校連課本上的化學演示實驗都無法保證完成,而實驗對學生學習化學知識和提高技能又有很重要的作用。那農(nóng)村中學怎樣才能做好實驗教學呢?對此將從以下三個方面進行探索:一、想方設(shè)法消除學生對化學實驗的畏懼、畏難心理;二、加強化學實驗理論的指導,進行“想象實驗”教學;三、闡明實驗規(guī)律,對化學實驗進行總結(jié),指導學生解題。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村中學化學實驗 實驗教學 實驗規(guī)律
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學,加強化學實驗教學對提高學生素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用?;瘜W實驗教學也是培養(yǎng)科學方法和科學態(tài)度的重要載體。化學實驗教學在中學化學教學中占有極其重要的地位,因此必須搞好實驗教學。農(nóng)村中學教學條件普遍較差,很多學校連課本上的化學演示實驗都無法保證完成。很多實驗學生沒有機會加以實踐,只能靠教師講解,靠死記硬背來學習,化學實驗教學效果很差,也造成很多學生比較怕做實驗題,怕考實驗題。那如何做好實驗教學呢?
一、想方設(shè)法消除學生對化學實驗的畏懼、畏難心理。
目前農(nóng)村學校的教學條件比較差,很多化學演示實驗都無法做,更不用說讓學生做分組實驗。儀器也只是拿給學生看看,學生根本沒做過實驗,實驗大都是靠教師講解,學生根本沒有機會加以實踐,對化學實驗的畏懼、畏難心理較為嚴重。在日常教學中要想方設(shè)法消除學生對化學實驗的畏懼、畏難心理。老師應該告訴學生,我們沒條件做實驗,不等于我們就不用學化學,不用學化學實驗。中學化學實驗基本上都是驗證性的實驗。既然是驗證性實驗,如果我們能掌握好相應的理論知識,我們就可以想象出整個實驗的情形,就可以學好、掌握好實驗。目前各學校的教學條件差別很大,特別是廣大農(nóng)村地區(qū)。只有我們掌握好相應的理論知識,通過實驗的講解,弄懂實驗原理,進行理論推導實驗,我們才可以學好化學、做好實驗題。在日常教學中要安慰學生并增強學生學好化學實驗的信心。
二、加強化學實驗理論的指導,進行“想象實驗”教學。
在日常教學中,加強化學實驗理論的指導,這是學好化學實驗的保證。我們可以在教師的引導下讓學生利用所學理論知識進行推導,想象整個實驗的過程,再由老師進行演示,若無法進行演示的實驗,可由教師講解實驗或觀看實驗錄像來驗證。教學實踐證明這樣做的教學效果比直接由實驗獲得結(jié)論的教學效果好得多。在綜合性實驗題中,有很多的實驗都是學生沒做過的。要完成這樣的實驗題也只能由學生通過想象來完成。如果學生不會利用所學理論知識進行適當?shù)耐茖?,那是不可能很好完成這樣的化學實驗題的。
那我們該如何引導學生進行“想象實驗”教學呢?現(xiàn)在所表述的“想象實驗”是建立在一定理論基礎(chǔ)之上的“想象”實驗,而不是盲目去想象實驗。下面我就以金屬鈉和水這個實驗為例來加以說明。先指導學生學習一些理論知識:金屬鈉的密度比水小,鈉的熔點較低,在化學反應中會放出大量熱量,并讓學生回憶實驗細鐵絲在氧氣中劇烈燃燒的情景。如果將鈉放入水中,根據(jù)理論知識不難推導出:鈉會浮在水面上,在反應中會熔化成小球。接下來要求學生利用質(zhì)量守恒定律和氧化還原觀點來推導產(chǎn)物,寫出化學方程式。鈉在反應中要失去電子,那會轉(zhuǎn)移給誰呢?水由氫氧兩種元素組成,誰能得到電子呢?產(chǎn)物是什么?學生不難推導得出:有強堿和氫氣生成,得出另一現(xiàn)象:溶液變成紅色。我們還可引導學生考慮一下,鈉和水反應時,與水接觸的各部分產(chǎn)生的氫氣量是否相同?若不相同,那會怎樣呢?我們可以通過演示實驗或觀看錄像加以驗證。這樣做的.教學效果是比較好的,學生記憶也深刻。
三、闡明化學實驗規(guī)律,對實驗進行總結(jié)指導學生解題。
化學實驗的原理、裝置、操作等方面總有規(guī)律可循。因此在講解實驗時,先向?qū)W生分析每一類實驗的設(shè)計原理和內(nèi)容要求,再指導學生進行“想象實驗”,然后做演示實驗或觀看實驗錄像。在此基礎(chǔ)上師生通過分析、對比,共同總結(jié)出這類實驗的規(guī)律,以期達到觸類旁通、舉一反三的目的。通過對實驗進行總結(jié),闡明化學實驗規(guī)律和注意事項來指導學生解題。
1.綜合物理知識進行相關(guān)的復習
物理與化學的關(guān)系非常密切,解答化學實驗題時需要結(jié)合相關(guān)物理知識,特別要注意壓強與實驗的關(guān)系。在化學實驗過程中有許多地方都跟氣體的壓強有關(guān)。這在日常教學和復習中,需特別關(guān)注。
2.結(jié)合一些物理和化學常識進行復習
學生在解答實驗題時經(jīng)常會忘記以下一些常識,在復習實驗時需注意:一些易揮發(fā)的物質(zhì)會揮發(fā)出來混在生成的氣體中;氣體從溶液中經(jīng)過會帶出水蒸汽;所給的物質(zhì)很難百分之百都反應完(特殊情況例外);大多數(shù)的化學實驗都是在空氣中做的等等常識。對這些常識要求學生在解答時需特別注意。例如,在實驗中有使用到鹽酸來制取氣體的,hcl氣體就會揮發(fā),混在混合氣體中。如果學生不懂得這個知識,他就不知混合氣體含有hcl,就無法很好解答此實驗題。
經(jīng)過幾年的教學實踐,這幾種方法已取得較好的教學效果,但也存在一定不足,主要是中等程度以下的學生沒有太大的改變,他們還是學不好實驗,這還需要我們繼續(xù)努力。以上是根據(jù)我?;瘜W實驗教學情況總結(jié)出來的幾點經(jīng)驗。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇十
高中物理實驗探究教學研究論文
物理的學習是以實驗作為基礎(chǔ),進而實現(xiàn)對物理理論的理解,所以,實驗在物理教學中是非常重要的。新課程改革的推進實施,更加強調(diào)對學生能力的提升,高中物理實驗教學也受到了相當?shù)闹匾?。本文主要就高中物理實驗教學的研究進行論述分析,以促進高中物理教學的發(fā)展進步。教育的目不僅僅是為了讓學生對教學理論的內(nèi)容的了解,更重要是使學生的實踐操作能力得到提高。尤其在高中物理的教學課堂中,通過實驗的方式,能夠幫助學生對課堂理論的了解,同時也可以提高學生的實際動手能力。注重高中物理實驗教學,對學生的物理學習有著重要的促進作用。
一、高中物理實驗教學現(xiàn)狀
在應試教育的影響下,教學與學生對物理的實驗沒有正確的時候,忽略實驗在物理教學中的重要作用。物理是高中重要的考試科目之一,所以教師在進行物理教學的過程中,往往更加注重學生對理論知識的理解,以及學生在物理考試中所取得的成績。因此,導致很多教師大量占用實驗教學時間對學生進行物理理論內(nèi)容或者物理習題的講解,對物理實驗的態(tài)度可以能少做就少做,甚至很多物理實驗就是直接對學生進行簡要的介紹,或者直接用多媒體播放實驗視頻,讓學生記住實驗的過程。
同樣,學生對物理實驗的認識也存在著誤區(qū),繁重的.學習任務,還有對自己人生有重大影響的高考,使學生忙于各種書山學海中,由于實驗實際操作并不在高考的考察范圍內(nèi),所以很多學生對實驗也不是很在意,相對于實驗,學生更傾向于多做幾道物理題,即使是在課堂上做一些實驗,實驗的模式非常單一,通常都是學生對教師或者對課本中實驗過程的簡單模仿,收集實驗中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。學生自身對實驗的思考非常少,實驗教學的真正目的也沒辦法發(fā)揮出來。這種物理教學模式,使學生花費了大量的時間對物理教學內(nèi)容進行死記硬背,但是知其然卻不知其所以然。學生的學習是機械的,對物理的思考也同樣是機械的,一味的背誦使學生創(chuàng)造性思維受到限制,實際動手能力也沒能得到很好的訓練,也就是所謂的“高分低能”。這樣,對學生整體素質(zhì)的提升有著負面的影響。
二、實驗教學在物理教學中的作用
物理實驗是物理教學中非常重要的一部分,對物理知識的學習,物理理論內(nèi)容的理解都有著重要影響。首先,物理實驗與物理教學內(nèi)容之間有著緊密的聯(lián)系。物理實驗通常是對物理教學理論內(nèi)容的解釋,學生可以通過做物理實驗的方式,對課堂知識有深入的理解,促進學生的物理學習。
例如,在學習打點計時器的實驗內(nèi)容時,讓學生親自操作打點計時器,并對紙帶上的點進行測量記錄,然后根據(jù)在課堂上學習到的知識對拉動紙帶的速度進行計算。學生通過實驗,能夠更準確的認知打點計時器的工作原理,并且在反復的實驗中,學生對紙帶的運動狀況的理解也更加深入,有利于學生對教材上的相關(guān)知識的學習。其次,通過做實驗的方式可以提高學生對物理學習的熱情,相對于枯燥乏味的理論教學,學生都更喜歡親自動手做實驗的上課方式。物理實驗教學中很多新奇的實驗器材,能夠引起學生對物理學習的興趣,讓學生積極參與到物理課堂教學中。
而且通過物理實驗,會使一些難以理解的理論內(nèi)容非常直觀的展現(xiàn)在學生面前,能夠促進學生對物理教學內(nèi)容的理解。再次,實現(xiàn)教學能夠提高學生的動手能力。傳統(tǒng)的應試教育下最大的弊端就是出現(xiàn)了很多“高分低能”的現(xiàn)象。學生雖然能夠在考試中取得優(yōu)異的成績,但是動手操作能力卻非常差,甚至思維方式僵化,對問題的思考也不夠靈活。新課程改革更加注重的是對學生能力的培養(yǎng),通過物理實驗教學,讓自己動手去操作實驗,能夠使學生的動手操作能力得到訓練,同時還促進了學生思維能力的訓練,對學生能力的提升有著重要的影響。
三、探究式物理實驗教學的開展
針對新課程改革對高中物理實驗教學的要求,結(jié)合現(xiàn)今物理實驗教學的現(xiàn)狀,實行探究式物理實驗教學。讓學生帶著對物理的探究精神進行實驗,給學生提供更大的思維空間,引導學生在實驗的過程中自主思考,從實驗中發(fā)現(xiàn)問題并獨立尋找解決問題的方法,從而實現(xiàn)學生對物理實驗課堂的真正參與,提高學生對物理知識的多角度思維能力,并有效的推進了物理教學課程的進行與發(fā)展。首先,在進行物理實驗之前,教師可以根據(jù)教材內(nèi)容以及學生具體的學習情況對學生提出問題,引起學生的求知欲,讓學生在實驗的過程中對問題進行思考。教師提出的問題要符合學生的思維水平,并且有一定的發(fā)揮空間。其次,讓學生自己設(shè)計實驗方案。雖然教材中也會有相關(guān)的實驗方案,但是讓學生自己進行實驗方案的設(shè)計會起到會更好的效果。學生在準備實驗的過程中,會更深入的對實驗內(nèi)容進行了解,學生對實驗的主動性也會更強。
當然,在實驗之前,教師要先檢查學生實驗方案的可行性,針對實驗方案中的不足之處幫助學生一同修改,并積極鼓勵學生主動探究更好的方式。再次,是對物理實驗的準備工作。物理實驗的準備工作主要是對實驗方案的設(shè)計,確定實驗的具體步驟,收集實驗資料,以及準備一些相關(guān)的實驗器材。教師對學生進行具體的分組,然后確定實驗課程的時間。接下來,是對實驗的具體操作。教師在學生進行實驗的過程中,要注意學生對實驗器材的安裝是否準確,在操作的過程中,是否規(guī)范。如果學生不會操作儀器,要給學生進行示范,但是不能代替學生進行操作,積極指導學生順利完成實驗。最后,是對物理實驗的結(jié)論和評價。學生通過實驗得出具體的數(shù)據(jù)以后,教師要及時對學生進行指導,并幫助學生選擇最佳的數(shù)據(jù)處理方法,對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理。實驗結(jié)束之后,對學生整體的實驗過程進行總結(jié)評價,對具有創(chuàng)新性的實驗設(shè)計進行著重的表揚,鼓勵學生在下次的物理實驗課程中繼續(xù)努力。
總之,高中物理實驗教學對學生的物理課程學習有著積極的促進作用,教師在進行物理實驗的教學過程中,引導學生對物理理論知識的深入思考,讓學生主動對實驗形式進行創(chuàng)新,從而提高學生對物理學習的主動性,使物理教學不僅是對學生理論的教學,更是對學生實際能力的培養(yǎng)。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇十一
大學物理實驗分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗。理想的實驗教學模式應該是分層次教學模式,按照先開設(shè)基礎(chǔ)性實驗,再開設(shè)綜合性實驗,最后開設(shè)設(shè)計性實驗的順序授課,這樣安排由淺入深、循序漸進,利于教學活動的展開,可以有效的培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力以及對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力。而現(xiàn)實情況卻給這種教學模式提出一些難以解決的問題:
(1)隨著多年擴招,學生人數(shù)逐年遞增,儀器數(shù)目的增長遠不及學生人數(shù)的增長,而在上課時為保證教學效果一臺儀器最多容納兩名同學同時使用,儀器數(shù)目嚴重制約著上課學生的人數(shù),一個實驗一般只能保證有一個班或者半個班的學生來做;
(2)大學物理實驗一次課為3學時,同一個實驗一天最多只能排三次課,即上午、下午和晚上各上一次課,那么一個實驗一周最多只能重復15次左右。如果所有的班級都按同樣的順序來上實驗課,對于大部分高校來說每個實驗每周要重復的次數(shù)都大于15次,這樣在排課上就會出現(xiàn)困難。為了解決這個問題,大部分高校目前都采用輪轉(zhuǎn)授課的方式來排課,即各實驗室同時開課,然后各班在實驗室之間進行輪轉(zhuǎn)。由于學時的限制,大部分高校的大學物理實驗只開兩個學期甚至有個別學校只開一個學期,這樣就會出現(xiàn)一學期的實驗課包含三類實驗中的兩類或者三類的情況。如果輪轉(zhuǎn)授課,那么就很難保證讓所有學生都先做基礎(chǔ)性實驗,再做綜合性實驗,最后做設(shè)計性實驗,也就是說必然有部分學生打破理想的上課順序,這樣分層次教學模式就很難實行了。另外,由于在中學階段各地區(qū)、各學校對實驗課的重視程度不同,導致剛?cè)胄4髮W生的實驗基礎(chǔ)及實驗能力差異較大。而大學物理實驗課是大學生最先接觸的實驗課之一,所以我們在授課時必須考慮到這個差異。而在傳統(tǒng)教學模式下,教師在實驗課上對所有學生的要求是完全一致的,沒有任何差異。這樣就會使學生出現(xiàn)兩種極端,部分實驗能力強的學生迅速完成實驗,而部分實驗能力差的學生需要他人幫忙或是延長時間才能完成實驗,甚至有個別學生為完成實驗選擇抄襲其它同學的實驗數(shù)據(jù)。長此以往,實驗能力強的學生會認為實驗課程過于簡單,學不到多少知識,對自己的能力提高沒有幫助,會逐漸對物理實驗課程失去興趣;實驗能力差的學生由于經(jīng)常不能獨立完成實驗,會認為課程太難,自己無法掌握,在逐漸喪失自信心的同時勢必對物理實驗課程提不起興趣。在傳統(tǒng)教學模式下,兩類極端的學生都會逐漸喪失對實驗課程的興趣,顯然不利于學生動手能力、創(chuàng)新能力等的培養(yǎng),一種新的教學模式的提出迫在眉睫。
2對比教學模式
通過以上分析,我們需要在無法實行分層次教學模式的情況下,提出一種新的教學模式,而且這種教學模式要既能滿足大多數(shù)學生的學習要求,又兼顧兩類極端學生的學習要求,更廣泛的激發(fā)學生的學習興趣。為此我們提出對比教學模式。
2.1演示實驗和課堂實驗的對比
在實驗課前增加演示實驗內(nèi)容,學生通過觀察或親自參與有趣的演示實驗,會對接下來要做實驗產(chǎn)生強烈的興趣。如:做全息照相實驗時,演示白光再現(xiàn)全息照片;做測量物體的轉(zhuǎn)動慣量實驗時,讓學生參與演示茹科夫斯基凳;做受迫振動實驗時,讓學生參與演示魚洗盆等。學生在完成實驗以后,通過與演示實驗的對比可以引發(fā)更多的思考。
(1)在全息照相實驗前演示白光再現(xiàn)全息照片,而各高校在實驗中做的基本都是激光再現(xiàn)全息照片。做完全息照相實驗以后,學生會發(fā)現(xiàn)自己的照片無法在白光下直接觀測,而需要在激光下觀測。這時學生就會產(chǎn)生疑問,為什么不讓我們拍攝能直接在白光下觀測的白光再現(xiàn)全息照片,這樣觀測起來不是更方便嗎?此時教師可以讓學生課后查找相關(guān)資料,然后在實驗報告上解釋這個問題。通過這樣帶著疑問去學習的過程,學生對全息照相的理解會更加深刻。
(2)在測量物體的轉(zhuǎn)動慣量實驗前,學生參與演示茹科夫斯基凳時,雙臂平伸凳子轉(zhuǎn)速減慢,雙臂收縮凳子轉(zhuǎn)速加快。通過分析可以知道雙臂平伸時轉(zhuǎn)動慣量大,雙臂收縮時轉(zhuǎn)動慣量小,最終得出結(jié)論:總質(zhì)量一定的情況下,質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠,轉(zhuǎn)動慣量越大。做實驗時給學生提供的塑料圓柱、金屬圓桶和實心球的質(zhì)量基本一樣,讓學生做完實驗來驗證上面的結(jié)論是否正確。學生懷著好奇心,在做實驗時就會更加認真,更有利于其能力的培養(yǎng)。
2.2多種實驗方案的對比
許多實驗都有多種實驗方案,如:聲速的測量、測細絲直徑、電橋測電阻等。我們可以在實驗條件允許的情況下,鼓勵學生盡可能多的采用多種方案來做實驗,以激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,對實驗能力不同的學生做不同要求,更能有效的培養(yǎng)他們的動手能力和創(chuàng)新能力。下面是一些具體的做法。
(1)在全息照相實驗中采用難易不同的兩種光路進行照相。實驗能力強的學生可以選擇用傳統(tǒng)光路進行實驗,通過認真調(diào)節(jié)、精確計算,使光路滿足以下三個條件:參考光和物光的光程相差不太大,不大于所用激光的相干長度;參考光和物光的夾角在20°~30°之間;參考光與物光的光強比為3∶1~5∶1之間。實驗能力弱的學生可以選擇用簡化光路進行實驗,此光路經(jīng)過簡單調(diào)節(jié)就可以滿足上面提到的三個條件。采用以上做法,可以讓所有學生都能自己動手完成實驗,實驗能力都得到了一定程度的培養(yǎng)。實驗完成以后,可以組織學生對兩種光路進行對比分析,如對兩種光路實驗結(jié)果進行對比,可以發(fā)現(xiàn)用簡化光路的實驗成功率比較高,經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn):①簡化光路中的光學元件個數(shù)比傳統(tǒng)光路少,由9個減少為5個,所以外界振動對實驗的影響也較傳統(tǒng)光路要小,故而照相成功率高。②簡化光路容易調(diào)節(jié),學生只需要調(diào)節(jié)感光底板和物體的位置及角度就可以使參考光和物光的光程差、夾角和光強比在都在合適的范圍內(nèi)。而傳統(tǒng)光路中光學元件較多,調(diào)節(jié)比較復雜,經(jīng)常需要反復調(diào)節(jié),中間過程如果某些地方?jīng)]注意,導致某個條件沒得到滿足,實驗就會失敗,觀察不到全息照片。也可以組織同學討論簡化光路與傳統(tǒng)光路的適用情況,利用簡化光路拍攝表面凸凹程度小的物品效果較好,如:鑰匙、硬幣等。簡化光路不但可以拍攝反光性好的金屬材料,也可以拍攝反光性差的塑料材料如中性筆筆帽等。而對于表面凹凸差距比較大的物體采用傳統(tǒng)光路拍攝的效果較好。通過這樣的分析過程,學生的分析能力可以得到提高。
(2)除了以上介紹的做法還可以讓學生在實驗過程中作如下對比,如:在測量聲速時,可以對行波法和駐波法進行對比;在測量液體密度時,可對讓靜力稱衡法和比重瓶法進行對比;在測量金屬材料彈性模量時可以對靜態(tài)拉伸法和動態(tài)懸掛法進行對比等。在多種實驗方案對比教學的過程中,教師不但要注意引導學生選用不同實驗方案,更要注重組織學生對實驗方案進行分析。這樣才能使學生將所學的理論與實驗操作相結(jié)合,在不斷的分析過程中找到操作過程中的不足,進而提高學生分析問題解決問題的能力。
3對比教學模式的評價體系
在采取多種實驗方案對比教學的時候,由于供學生選擇的實驗方案不是唯一的,各種方案的難易程度未必相同。這種情況下如果沒有一個合理的評分標準,學生為快速完成實驗往往會選擇容易的實驗方案,這樣就達不到預期的教學效果。所以在給出學生成績時,必須充分考慮實驗方案的難易程度,才能達到較好的教學效果,準確體現(xiàn)學生的實驗水平。我們根據(jù)學生選擇實驗方案的難易程度在評分時引入權(quán)重系數(shù),課堂實驗分數(shù)=對所選實驗方案進行實驗操作得分×權(quán)重系數(shù)。由于各實驗所涉及的實驗方案難度不同,所以權(quán)重系數(shù)并不是一個定值,而是根據(jù)實驗的特點分成幾種情況。
(1)對于兩種實驗方案難度相近,實驗操作難度低的實驗,兩種方案都做權(quán)重系數(shù)為1,只用一種方案為0.6。
(2)對于兩種實驗方案難度相近,操作難度高的實驗,兩種方案都做權(quán)重系數(shù)為1,只用一種方案為0.8。
(3)對于兩種實驗方案難度明顯不同的實驗,兩種方案都做權(quán)重系數(shù)為1,選擇難的實驗方案的為0.9,選擇簡單實驗方案的為06。權(quán)重值由教師在課前給出,學生可根據(jù)自己的水平及想要取得的成績選擇實驗方案。為了鼓勵學生勇于創(chuàng)新、積極思考,學生在實驗時有創(chuàng)新或在實驗后能對實驗方案進行深入分析時,可以給其適當加分。
4結(jié)語
教學實踐證明,通過課堂實驗和演示實驗的對比、多種實驗方法的對比以及合理的評分方法,學生對實驗課的興趣和做實驗的積極性都得到了提高。實驗能力強的學生采用多種實驗方案的機會多,在對各實驗方案對比分析過程中收獲較多,相應的實驗成績也較高。實驗能力差的學生,也能為取得較好的成績積極努力,在討論環(huán)節(jié)更加用心,任課教師如果能及時對他們的表現(xiàn)進行肯定,再適當鼓勵,這些學生也能逐漸融入課堂。甚至有一部分同學看到了自己在理論方面的優(yōu)勢,在操作過程中注重理論分析,以理論帶動實踐,不但能很好的完成實驗還能提出創(chuàng)新方案也取得了不錯的成績。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇一
論文摘要:對當前自動控制理論實驗教學方法與實驗儀器進行分析,提出教學方法和教學儀器的改革措施。通過開設(shè)新的實驗內(nèi)容和研制新的教學儀器,使學生更好地完成自動控制理論實驗的學習任務,提高學生的綜合能力和創(chuàng)新能力。
論文關(guān)鍵詞:自動控制理論;實驗教學;創(chuàng)新能力
“自動控制理論”課程是研究自動控制系統(tǒng)的共同規(guī)律,為自動控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和基本方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。該課程是一門重要的測控類專業(yè)的基礎(chǔ)課,具有較強的理論性,與前續(xù)課程聯(lián)系緊密,知識面廣,學生不易理解掌握[2-3]。學好這門課程不僅可以為后續(xù)專業(yè)課的掌握打下良好的理論基礎(chǔ),而且能在今后從事專業(yè)工作時,直接運用它去分析和解決實際技術(shù)問題。對于工程實踐具有重要的指導作用,受到人們的廣泛重視。在本課程的教學中,實驗教學對理論知識的理解、掌握、鞏固具有重要的作用。
1當前實驗教學的不足
長期以來,傳統(tǒng)的實驗教學被一種固定的模式所束縛,教學內(nèi)容陳舊,教學方法呆板,在一定程度上限制了學生的主動性和積極性,難以激發(fā)他們獨立分析問題、解決問題的興趣和激情,沒有體驗過從失敗中自己尋找成功之路的經(jīng)歷,抑制了學生個性的發(fā)展,這樣不利于對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。
1.1實驗內(nèi)容固定
傳統(tǒng)的實驗主要是按章節(jié)進行驗證性實驗,實驗儀器功能固定,實驗只能按照實驗指導書設(shè)計好的步驟進行,學生被束縛在驗證性實驗中,對出現(xiàn)的相關(guān)問題缺少系統(tǒng)、多角度的分析,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1.2實驗時間限制
一般的實驗都要求在實驗室2個學時內(nèi)完成,學生很難全面深入地把握實驗主要內(nèi)容和方法,對實驗的目的、實驗原理無法理性地理解,更別提實驗中出現(xiàn)故障的排解分析,限制了學生的設(shè)計和創(chuàng)新,不利于鍛煉學生的綜合能力。
1.3實驗儀器制約
實驗儀器過于固化,儀器設(shè)置上未給學生留下設(shè)計性和探究問題的空間。儀器組成以理論驗證為主,缺少實際控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié),特別是反饋部分的傳感部分,更不具備跟隨學科發(fā)展而開拓新實驗的延伸性。
1.4實驗方法落后
實驗技術(shù)水平和內(nèi)容更多地滿足于基礎(chǔ)性實踐環(huán)節(jié),缺乏系統(tǒng)的綜合性、設(shè)計性和研究性實驗環(huán)節(jié),以及缺少在利用多種現(xiàn)代實驗手段、方法和工具對實驗過程中的結(jié)果和現(xiàn)象進行深入分析研究方面對學生的引導。實驗過程主要完成連線操作、數(shù)據(jù)記錄等簡單的工作。
2實驗教學改進
針對目前實驗教學的現(xiàn)狀,摒棄以往按部就班完成指定實驗步驟操作驗證形式,按照學生對科學的自然認知進度設(shè)置靈活變換的實驗內(nèi)容。對實驗設(shè)置按多層次,從簡到難,逐步引導學生自主學習、合作學習、研究性學習,逐步走向從問題出發(fā)的探究、創(chuàng)新。同時,研究新的實驗教學儀器,開發(fā)配套軟件,保證實驗硬件滿足新環(huán)境下的要求。結(jié)合靈活的教學儀器改變教學方法,充分調(diào)動學生動手的積極性,引導其創(chuàng)新。
2.1實驗內(nèi)容設(shè)置
開設(shè)不同層次的實驗內(nèi)容,既要滿足實驗教學的驗證、演示等基本功能,又要激發(fā)學生的興趣。
基礎(chǔ)實驗:根據(jù)給定實驗任務、方案和步驟,選擇并完成一定數(shù)量基本實驗;同時,通過調(diào)整實驗參數(shù)得到不同結(jié)果,增加思考空間。
綜合實驗:將各個基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)有機結(jié)合在一起,各課程之間關(guān)聯(lián)內(nèi)容綜合。
設(shè)計實驗:以任務的`形式,給定實驗題目,允許學生按照自己思路選擇設(shè)計性實驗內(nèi)容,引導學生學會設(shè)計和研究的方法。
創(chuàng)新實驗:自行命題實驗,將學生的構(gòu)想通過儀器現(xiàn)有功能模塊來實現(xiàn),在探究式學習中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。
2.2實驗儀器的改進
根據(jù)實驗內(nèi)容的要求,開發(fā)適合本專業(yè)的教學儀器。儀器具有控制系統(tǒng)需要驗證的各種典型環(huán)節(jié)模塊、信號發(fā)生器模塊等基本功能,還結(jié)合工程實際將傳感器引入反饋環(huán)節(jié),增加執(zhí)行器件,構(gòu)成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。避免教學儀器箱只能完成信號源作為激勵,控制環(huán)節(jié)構(gòu)成系統(tǒng)的不足。同時,儀器上的控制效果通過便于觀看的形式展示出來,讓控制過程可視化。儀器要預留出擴展接口,便于在實驗中添加新的模塊。儀器在結(jié)合計算機完成實驗的同時,又能獨立完成實驗內(nèi)容,實驗配套軟件要能對硬件平臺對的實驗內(nèi)容進行仿真和虛擬實驗。學生可以根據(jù)測試參量的不同選擇相應的傳感器,完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換,對信號進行處理,結(jié)合控制理論完成創(chuàng)新性、設(shè)計性的實驗。
2.3實驗方法的轉(zhuǎn)變
1)以學生為主體,開辟新知識領(lǐng)域,重視實踐能力的鍛煉;
2)培養(yǎng)學生的綜合能力;
3)科學知識和實驗能力培養(yǎng)上,建立系統(tǒng)、科學且開放的實驗教學體系,注重課程之間縱向和橫向的聯(lián)系。
結(jié)合開發(fā)的教學儀器,在實驗方法上除了基本的驗證性實驗,其他實驗按任務的形式給出,不對學生做過多的限制,留出學生思考、動手、創(chuàng)新的空間。充分利用計算機的計算、分析功能以及儀器配套軟件(采用數(shù)學工具matlab編寫的程序)在實驗前完成必要的仿真分析,讓實驗有的放矢,理論指導實踐。實驗既做到軟硬精密結(jié)合,又能相互獨立,兩者相輔相成??朔斍皩嶒炛袃x器平臺不能脫離計算機,配套軟件不能獨立工作,學生只能在實驗課中有限的時間內(nèi)完成實驗的不足,讓實驗內(nèi)容通過軟件可以在任意計算機上完成。
3總結(jié)
對當前實驗教學過程中存在的問題進行分析和總結(jié),從實驗內(nèi)容設(shè)置、實驗儀器、實驗方法3個方面提出改進方法。自動控制理論來源于實踐,反過來指導實踐[5]。結(jié)合當前人才培養(yǎng)的趨勢,理論聯(lián)系實際,提高學生實踐能力,在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題進而培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
參考文獻
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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇二
自動控制理論試題
第一部分 選擇題
1.實際生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)大部分是 【 】
a.一階系統(tǒng) b. 二階系統(tǒng) c. 低階系統(tǒng) d. 高階系統(tǒng)
2.若開環(huán)傳遞函數(shù)g(s)h(s)不存在復數(shù)極點和零點,則 【 】
a. 沒有出射角和入射角 b. 有出射角和入射角
c.有出射角無入射角落 d.無出射角有入射角
3.若開環(huán)傳遞函數(shù)為, 此時相位裕量和k的關(guān)系是 【 】
a. 隨k增加而增大 b.隨k增大而減小
c.以上都不是 d.與k值無關(guān)
4.超前校正裝置的最大超前相角 【 】
a. b. c. d.
5.對于同一系統(tǒng)的狀態(tài)變量和狀態(tài)空間描述具有 【 】
a. 狀態(tài)變量具有唯一性,狀態(tài)空間描述具有非唯一性
b. 狀態(tài)變量具有非唯一性,狀態(tài)空間描述具有唯一性
c. 狀態(tài)變量具有非唯一性,狀態(tài)空間描述也具有非唯一性
d. 狀態(tài)變量具有唯一性,狀態(tài)空間描述也具有唯一性
6.在工程問題中,常用______數(shù)學模型來表達實際的系統(tǒng)。 【 】
a. 精確的 b. 復雜的 c. 簡化的 d. 類似的
7. 正弦輸入函數(shù)r(t)的數(shù)學表達式是 【 】
a.r b.
c. d.
8.二階振蕩環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性的高頻段的漸近線斜率為_______db/dec。 【 】
a.40 b. -20 c. -40 d. 0
9.欲改善系統(tǒng)動性能,一般采用 【 】
a.增加附加零點 b. 增加附加極點
b.同時增加附加零點,極點 d.a,b,c均不行而用其它方法
10.在各種校正方式中,______是最常見的一種,常加在系統(tǒng)中能量最小的地方。 【 】
a.并聯(lián)校正 b.串聯(lián)校正 c.局部反饋校正 d.前饋校正
11.設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為, 要使系統(tǒng)穩(wěn)定,k值的取值范圍為? ; 【 】
a.k>0 b. k<40 c. 0
12.一階系統(tǒng)g(s)的單位脈沖響應是y(t) = _______。 【 】
a. b. c. d. ke-t/t
13.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性為g(jω) = ,則其頻率特性的極坐標圖的`奈氏曲線
與負虛軸交點的頻率值ω_____rad/s。 【 】
a.0.1 b. 1 c. 10 d. 2
14.負載效應_______。
a.不僅存在于電氣環(huán)節(jié),在其它類型的環(huán)節(jié)上也可能存在
b.不存在于電氣環(huán)節(jié),只存在于其它類型的環(huán)節(jié)
c.只存在于電氣環(huán)節(jié),不存在于其它類型的環(huán)節(jié)
d.任何環(huán)節(jié)都不存在
15.若系統(tǒng)具有狀態(tài)可控性,則常系數(shù)a,b的關(guān)系應滿足 。 【 】
a.a-b≠0 b. 2b2-b-a≠0 c.a-b=0 d.2b2-b-a=0
第二部分 非選擇題
一、填空題(本大題共10小題, 每小題1分,共10分)
16.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一般要求在被控量穩(wěn)定值的______以內(nèi)。
17.在勵磁控制系統(tǒng)中,_________是被控對象。
18.采用拉氏變換,可將系統(tǒng)的________ 方程轉(zhuǎn)換成________方程求解。
19.控制系統(tǒng)的分析和綜合方法有________,時域法,根軌跡法,狀態(tài)空間法等。
20.當k>0時,0型系統(tǒng)的奈氏圖始于________的有限值處。
21.比例環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性l(ω)= 。
22.閉環(huán)頻率特性的性能指標有_____,_____和頻帶寬度ωb。
23.如果根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環(huán)零點之間,那么這兩個零點之間必定存在__________。
24.超前校正裝置的奈氏曲線為一個____________。
25.在給定時刻t,狀態(tài)向量x(t)在狀態(tài)空間中是_________。
三、名詞解釋題(本大題共5小題,每小題2分,共10分)
26.連續(xù)控制系統(tǒng)
27.特征方程式
28.二階系統(tǒng)(附微分方程式或傳遞函數(shù)描述)
29.頻率特性
30.漸近穩(wěn)定性
四、簡答題(本大題共6小題,每小題4分,共24分)
31.對自動控制系統(tǒng)的性能要求是什么?
32.某環(huán)節(jié)的動態(tài)方程為y,試寫出該環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),并畫出其階躍響應曲線。
33.控制系統(tǒng)的典型輸入信號有哪幾種?試寫出其數(shù)學表達式。
34.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,試問g(s)是否為最小相位傳遞
函數(shù)?為什么?
35.已知負反饋系統(tǒng)的奈氏圖如下圖所示,設(shè)開環(huán)增益k=500,在s平面右半部開環(huán)極點數(shù)p=0,試確定k為何值時系統(tǒng)穩(wěn)定,為何值時系統(tǒng)不穩(wěn)定。
36.如何充分發(fā)揮滯后──超前校正裝置的作用?
五、計算題(本大題共4小題,共36分)
37.(8分)已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
求:1)r(t)=1(t)時的輸出y(t);
求調(diào)整時間。
38.(8分)設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為 ,其中z1>a>0,試繪制根軌跡的大致圖形。
39.(10分)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:
(1)試繪制開環(huán)系統(tǒng)的極坐標草圖;
(2)確定相頻特性(ω)=對應的頻率值ωg及幅值|g(jωg )|。
40.(10分)設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)空間描述中,矩陣a,b,c分別為
試判斷系統(tǒng)的可控性和輸出可控性。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇三
基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學研究論文
1模塊化教學
鄭州大學基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學中心組建于9月。根據(jù)“學科交叉、設(shè)備共享”的原則,充分結(jié)合各課程特點及資源分布,中心下屬各專業(yè)實驗室優(yōu)化重組為4大實驗室板塊,構(gòu)建起醫(yī)學形態(tài)學、醫(yī)學機能學、分子醫(yī)學及人體解剖學四個醫(yī)學基礎(chǔ)實驗教學平臺。以培養(yǎng)學生綜合能力為核心,針對實驗教學課程體系與實驗教學內(nèi)容進行了整合,從而組成了與實驗教學平臺相對應的形態(tài)學實驗、機能學實驗、分子醫(yī)學實驗,人體解剖學實驗四大模塊。從根本上改革實驗教學依附于理論教學的傳統(tǒng)觀念,構(gòu)建了既與相應學科的理論教學保持有機聯(lián)系又相對獨立,具有鮮明特色的“一體化,模塊式,綜合型、開放性”實驗教學課程體系。
2分層次設(shè)置實驗內(nèi)容,采用多元化教學方法
按照“扎實基礎(chǔ)、自主開放、鼓勵創(chuàng)新”的原則,大幅度調(diào)整實驗課程內(nèi)容和授課程序,以能力培養(yǎng)為主線呈漸進式銜接,按基本技能實驗(50%)、綜合設(shè)計性實驗(40%)、研究創(chuàng)新性實驗(10%)三個層次設(shè)置實驗項目,編寫與之相適應的基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學大綱和實驗教材,逐漸形成從宏觀至微觀、從形態(tài)至機能、從簡單至綜合、從基礎(chǔ)至臨床,縱橫相互聯(lián)系的實驗教學模式,以培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。同時,根據(jù)不同學科特點,采用多元化教學方法,最大程度提高學生的學習積極性和主動性[2]?;炯寄軐嶒灲Y(jié)合理論課教學,開設(shè)傳統(tǒng)的經(jīng)典驗證性實驗、基本儀器使用、實驗動物手術(shù)操作、實驗數(shù)據(jù)和圖形的記錄、采集和處理,訓練學生基本實驗操作和技能。綜合設(shè)計性實驗引導學生以“一個問題”為中心,綜合多學科知識點,從人體器官、組織細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、遺傳特性、生理生化到疾病發(fā)生的分子機理、基本病理過程、藥物作用等多個角度來設(shè)計實驗,使學生以跨學科的思維方式建立整體的概念,增強學生對實驗現(xiàn)象的觀察與思考。設(shè)計性實驗讓學生選擇自己感興趣的`題目,運用已學到的知識和技能,獨立設(shè)計并開展帶有研究性質(zhì)的綜合性實驗,搜集必要的實驗數(shù)據(jù)并加以分析,寫出實驗論文,以學術(shù)交流會的形式,討論各自的實驗結(jié)果,從而培養(yǎng)學生綜合思維能力及創(chuàng)新意識[3]。研究創(chuàng)新性實驗結(jié)合學?!按髮W生創(chuàng)新實驗計劃支持基金”,學生自行組織課外科研小組,在導師的指導下設(shè)計感興趣的小型科研課題,申請創(chuàng)新實驗基金或參加指導老師的在研課題。該實驗從實驗設(shè)計、科研實施、結(jié)果整理分析到論文撰寫,全部由學生獨立完成。以來,我校7年制及5年制醫(yī)科各專業(yè)學生共獲得資助15余項,資助經(jīng)費達10萬元,公開發(fā)表科研論文28篇,獲得各種獎勵及發(fā)明專利20余項。以學生為主體、教師為主導的創(chuàng)新實驗,采取自主式、學導式、研究式的教學方法,學生接受了較全面、嚴格、系統(tǒng)的科研訓練,啟發(fā)了他們在科研過程中提出問題、解決問題的邏輯思維方式,提高了獨立工作和科研創(chuàng)新能力[4]。
3積極開展“第二課堂”教學活動,培養(yǎng)學生觀察問題、解決問題能力
開展“第二課堂”活動是中心實驗教學改革的另一大特色。富有內(nèi)涵的第二課堂活動,既強化了學生實習、實踐環(huán)節(jié),也提供了互動的師生交流空間,創(chuàng)造了學生自己動手、動腦的機會。通過引導學生參加社會活動,激發(fā)了學生積極探索的精神,縮短了學生與社會的距離。醫(yī)學昆蟲學課程教學中,采取了專題講授與社會實踐相結(jié)合的教學方式,結(jié)合所講授的專題,把學生組織成若干社會實踐小組,利用周末開展小型調(diào)研活動。學生們在輔導教師的指導下,走出實驗室,制訂醫(yī)學昆蟲調(diào)查、防治技術(shù)方案,在鍛煉學生動手能力和實際工作能力的同時,也培養(yǎng)了學生科研工作的能力及興趣。臨床藥理學將實驗課搬到工廠車間,讓學生現(xiàn)場親眼目睹制藥過程。人體解剖學在課余時間將學生組織成若干課外實踐小組,參與解剖技術(shù)室的尸體解剖與標本制作,使學生們在實踐中進一步學習掌握解剖學知識[5]。第二課堂教學活動的開展,既強化了學生實習、實踐環(huán)節(jié),也創(chuàng)造了互動的師生交流空間和學生自己動手、動腦的機會,有利于加強學生主動獲取知識和動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。級7年制臨床醫(yī)學專業(yè)趙菁同學,從大二開始,就參與了“河南省重點科技攻關(guān)基金資助項目”的有關(guān)課題研究。她提出的將物理和化學中有關(guān)載體模型的思想引入到生命科學領(lǐng)域的原理,在我省大中專院校尚屬首例。其研究課題“小鼠ifn-γ真核表達載體的構(gòu)建和轉(zhuǎn)染鼠腹腔巨噬細胞抗腫瘤效應研究”已在基礎(chǔ)研究中獲得了肯定的治療結(jié)果,可為臨床治療提供可靠的實驗依據(jù)。在大學學習的幾年里,趙菁同學將課余時間和節(jié)假日全都用在了科學實驗和科技制作上[6]。當中心開展第二課堂活動來發(fā)展學生的興趣和愛好時,趙菁就找來理工科的學生成立課外科研小組,常常領(lǐng)著小組成員研究生物、電子技術(shù),搞科技制作,一項一項的創(chuàng)造發(fā)明問世,并連續(xù)在“挑戰(zhàn)杯”競賽中獲獎。在第二屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學生課外學術(shù)科技作品競賽中,《針劑破口器》、《新型解剖床》榮獲二、三等獎;在第八屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽中,《針劑破口器》榮獲三等獎;在第四屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中趙菁同學主創(chuàng)的《河南醫(yī)美樂醫(yī)療器械有限責任公司》創(chuàng)業(yè)計劃榮獲銅獎;在第三屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學生課外學術(shù)科技作品競賽中,趙菁同學的兩件作品《解剖室空氣凈化裝置》和《便攜式電子防暈動裝置》分別獲得二等獎和優(yōu)秀獎。在校期間,她連續(xù)四年在全省、全國“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃競賽中獲獎,被授予“中國大學生跨世紀人才獎———建昊獎”,榮獲“青春中華―首屆中國青年文化周特別獎”,8月被授予“第二屆中國青少年科技創(chuàng)新獎”,月被授予“首屆河南省十佳青少年讀書成才獎”,年12月榮獲“中國十大年度大學生創(chuàng)意人物入圍獎”,2月榮獲“首屆河南省十大教育新聞暨教育新聞人物獎”,206月獲得“鄭州市學習標兵獎”,截至目前,她已擁有7項國家專利,被譽為“學生發(fā)明家”[7]。級臨床醫(yī)學專業(yè)盧沛琦同學積極參與老師的科研活動,將所學知識與科學實踐結(jié)合在一起,利用第二課堂活動,在指導教師的帶動下順利完成一項科研內(nèi)容,其撰寫的科研論文《骨髓間充質(zhì)干細胞體外誘導為心肌細胞的實驗研究》,在年鄭州大學組織的學生科技競賽活動中,榮獲“鄭州大學學生科技創(chuàng)新與科技論文”一等獎。
4利用現(xiàn)代化教學手段,提高實驗教學質(zhì)量
中心將網(wǎng)絡信息技術(shù)引入實驗教學,建設(shè)了一批數(shù)字化、網(wǎng)絡化的實驗教學平臺。包括人體解剖學虛擬實驗室、數(shù)字網(wǎng)絡多媒體解剖學實驗室、數(shù)碼顯微互動形態(tài)學實驗室、多通道生物信號采集系統(tǒng)和機能學仿真實驗網(wǎng)絡教學系統(tǒng)實驗室等。各實驗室根據(jù)不同需求裝備相應的數(shù)字化網(wǎng)絡設(shè)備,使實驗室信息網(wǎng)絡硬件建設(shè)處于國內(nèi)高校實驗室領(lǐng)先地位。虛擬、仿真實驗軟件與實驗硬件配合,多媒體技術(shù),網(wǎng)絡教學———三種教學手段,進一步強化了實驗教學效果。我們自行研發(fā)的一套局部解剖學虛擬教學軟件,利用虛擬的人體三維技術(shù)實現(xiàn)了“虛擬人體解剖”,學生通過鼠標、鍵盤等工具輸入相應的變量,進行逼真的人體解剖實驗,收到了良好的教學效果,受到學生和省內(nèi)外同行專家的一致好評[8]。借助校園局域網(wǎng)和中心網(wǎng)絡實驗平臺連接,應用現(xiàn)代化網(wǎng)絡信息技術(shù),開辟了試驗項目網(wǎng)上預約、網(wǎng)上預習、網(wǎng)上復習、在線實驗等方式消除空間和時間上的障礙,培養(yǎng)學生利用計算機網(wǎng)絡平臺獵取本專業(yè)發(fā)展前沿信息和新技術(shù)的方法。在中心網(wǎng)站創(chuàng)建的局部解剖學虛擬實驗室、機能學網(wǎng)絡仿真實驗室、形態(tài)學網(wǎng)絡標本陳列館。由于網(wǎng)絡教學的個體性和交互性,極大地激發(fā)了學生的學習興趣、主動性與創(chuàng)造性。
5完善實驗考核方式,科學評價實驗教學效果
針對不同層次的實驗,采取不同的考核方式,客觀、準確、科學地評價學生成績,構(gòu)建了以教學督導與信息反饋為主要手段、以實驗過程監(jiān)控為主要內(nèi)容、以完善的規(guī)章制度為保障的實驗教學質(zhì)量保證體系。基本技能實驗的考核主要依據(jù):實驗預習與報告,實驗操作,實驗考試[9];綜合設(shè)計性實驗的考核主要依據(jù):選題的合理性和難度,設(shè)計方案的完整性、合理性、經(jīng)濟性,仿真優(yōu)化的正確性,硬件制作、測試結(jié)果和設(shè)計報告;研究創(chuàng)新性實驗的考核主要與課題、論文完成情況,答辯情況以及競賽結(jié)果相結(jié)合。
6設(shè)立專項基金,推進實驗室開放
建立實驗室開放制度,分批、分層次逐步開放各類實驗室。首先將人體解剖學虛擬實驗室、形態(tài)學標本陳列室、機能學和分子生物學綜合實驗室課余時間向?qū)W生開放,鼓勵教師利用雙休日和假期指導學生完成自行設(shè)計的實驗項目,給優(yōu)秀學生提供個性發(fā)展的機會。課余時間指導學生實驗的教師給予適當課時補貼,對于優(yōu)秀的實驗設(shè)計完成者,給予適當獎勵。構(gòu)建基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學新體系,培養(yǎng)創(chuàng)新人才是一個復雜的系統(tǒng)工程,要對傳統(tǒng)實驗教學體系進行配套優(yōu)化,只要認準,堅持教育改革,依靠師生員工,群策群力,克服困難,經(jīng)過不懈的努力一定能夠建立并逐步完善培養(yǎng)適應21世紀創(chuàng)新人才的高等醫(yī)學教育實驗教學新體系。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇四
高中化學實驗教學研究論文
摘要:伴隨著新課程改革,對于高中化學實驗教學新的要求也產(chǎn)生了,為了把這些要求貫徹到實踐中,有必要對這些新要求進行探討研究。本文針對新課程背景下的高中化學實驗教學的特點進行詳細解析,并提出了具體的實踐方案,供教師參考。
關(guān)鍵詞:高中化學實驗;新課程改革;特點;要求;參考方案
作為一門基礎(chǔ)自然學科,化學的發(fā)展關(guān)系著其他學科,進一步來說,關(guān)乎社會的發(fā)展。化學的重要作用,從在新課程中對其越來越高,越來越明確的要求便可以看出。在新課程改革中,化學實驗課的目的再次更新,即在實驗教學中培養(yǎng)學生的實際動手操作能力,使高中化學實驗課為學生以后的學習探究打下基礎(chǔ)。筆者在學習了新課程改革要求之后,依據(jù)自身教學實踐,總結(jié)概括了高中化學實驗教學的新特點,還有一些可行性的具體方案,供廣大教師參考。
一、特點分析
(一)注重應用
研究新課程標準改革下的高中化學實驗,不難發(fā)現(xiàn),它與生活聯(lián)系更加緊密了。如鹽與酸的反應,用酸除水垢的實驗教學,讓學生把實驗和實際生活聯(lián)系了起來,加深了學生對實驗的理解。也因為與生活實際貼切的原因,從而使學生更加喜愛化學實驗,產(chǎn)生了對化學實驗的興趣。最重要的是,有助于學生正確學習書本知識而不單單是學習理論,更要把理論運用于實踐生活中,去提高生活能力,而不是唯成績至上。
(二)以學生為主
在我國傳統(tǒng)的高中實驗教學課上,常常會遇到這樣的現(xiàn)象:遇到操作比較復雜,成本比較高的實驗,一般會采取口頭講述的方法。學生只是在聽實驗,而不是在做實驗,即使遇到一些可實施的實驗,也只是走形式的演示實驗,容易出現(xiàn)實驗課堂松散的現(xiàn)象。沒有親自動手操作,不能了解到精細的實驗過程,一則對學生的興趣提升沒多大意義,二則對學生自主的實驗能力也沒促進。新課程標準要求改變以往以教師為中心演示實驗的做法,在方法上對學生進行引導,在細節(jié)上對學生進行講解,在操作過程中讓學生自己去動手。教師只要做好對學生明確實驗注意事項,試驗后,對學生對實驗的反思進行引導。
(三)強調(diào)探究
探究性是化學實驗最重要的特點,而很多教師把這一點在以前的教學中忽略了。為了不落下課程進度,為了刷高考試成績,對于重要的性質(zhì)與結(jié)論,教師會灌輸給學生,讓學生死記硬背。新課程改革著重強調(diào)了實驗的探究性,讓學生先進行實驗,然后在實驗中發(fā)現(xiàn)問題,繼而通過各種途徑進行探究。探究性的新標準有助于學生早日形成良好的探究習慣,有助于學生將來更好地解決實際工作研究中的問題。
(四)重視能力
新課程著重提高學生各方面的能力。例如通過實驗過程培養(yǎng)學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題的方法,只有先發(fā)現(xiàn)了問題才會去解決問題。此外,學生之間對一個實驗進行合作交流,這無疑也提高了學生與人合作的能力??梢钥闯?,新課程改革下的高中化學實驗不僅僅能夠提高學生的知識水平,最重要的是能促進學生在各方面的能力發(fā)展。
二、提出的要求
把實驗交給學生自己做,并不是說教師都不用管了。高中學生化學知識淺薄,只了解自己所學過的內(nèi)容,尤其在以往的教學模式下,學生對化學實驗更是所知甚少。因此對于實驗操作,教師應做好指導。如對于儀器的使用,教師必須進行使用規(guī)范講解;對于實際操作中的問題,教師要提前準備充分,然后告訴學生;對于實際操作中的注意事項,如用過的試劑如何處理,都要給學生說明,幫助學生樹立良好的實驗意識。其次,對于實驗成果、實驗的最終目的,是讓學生從實驗中學到東西而不是走形式,教師應對學生的實驗過程進行監(jiān)督,通過讓學生回答試驗過程中所出現(xiàn)的問題,來檢查學生的實驗效果。
三、建議方案
(一)采用分組教學
高中化學實驗雖然不難,但有些實驗過程還是比較復雜的。通過分組教學能使組內(nèi)成員能夠進行互補,通過互相合作來保證實驗的順利進行。二是通過分組教學,使學生共同探究,互相交流各自想法,促進學生互相學習。三是通過分組教學,學生之間互幫互助,鍛煉學生與人的相處能力。
(二)規(guī)范實驗教學環(huán)節(jié)
教師要有明確的教學環(huán)節(jié)來保證實驗教學效果。環(huán)節(jié)一——實驗準備環(huán)節(jié)。教師自身要對實驗進行研究,了解實驗中可能出現(xiàn)的問題,對實驗進行充分準備。同時,實驗準備過程中要督促學生對實驗進行預習。環(huán)節(jié)二——講解實驗環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié),教師應詳細地把實驗過程、步驟、注意事項耐心講解。環(huán)節(jié)三——指導實驗環(huán)節(jié)。對于學生的實際操作情況,教師必須進行指導。環(huán)節(jié)四——引導探究環(huán)節(jié)。要引導學生探究實驗預習和實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題,對學生的探究過程加以指導和提示。環(huán)節(jié)五——實驗總結(jié)。既要總結(jié)實驗得到的理論知識,同時對學生的實驗過程進行評價,對實驗中的優(yōu)點和不足給予點評,以使學生在下次實驗中注意,不斷提高實驗技能。高中化學試驗是使學生對化學產(chǎn)生興趣,提高學生實踐動手操作能力的有效途徑。在對這些要求進行探討之后,掌握了新課程標準下的實驗特點,然后在教學中通過新的教學方法的引入,提升實驗教學的效果。
參考文獻:
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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇五
摘要:分析了環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗課程的教學現(xiàn)狀及存在的問題,對該實驗課程的內(nèi)容與教學模式的改革進行了探討,旨在提高無機及分析化學實驗課程的教學質(zhì)量和教學效果,增強環(huán)境專業(yè)學生的實踐能力和和創(chuàng)新思維能力。
關(guān)鍵詞:無機及分析化學實驗;環(huán)境專業(yè);教學改革
環(huán)境專業(yè)是一門由多學科組成的新興邊緣交叉學科,它與自然科學、社會科學和技術(shù)科學相結(jié)合,是人類進一步認識和改造自然的表現(xiàn)[1-2]。
近年來,全國許多高校依靠自身優(yōu)勢及相關(guān)背景學科相繼建立了環(huán)境工程、環(huán)境科學等專業(yè)。
無機及分析化學實驗是環(huán)境專業(yè)一年級新生進入大學的第一門必修實驗課,主要是培養(yǎng)學生掌握基本的實驗操作技能和方法,加深學生對無機化學和分析化學基本理論和概念的理解,為后續(xù)的專業(yè)課程的學習打好基礎(chǔ)。
本文針對環(huán)境專業(yè)特點及目前教學現(xiàn)狀,對我校環(huán)境專業(yè)的無機及分析化學實驗教學模式進行了一系列創(chuàng)新研究和實踐,以實現(xiàn)學科交叉,突出環(huán)境專業(yè)的特色,增強學生的實踐能力和和創(chuàng)新思維能力。
1無機及分析化學實驗教學現(xiàn)狀及存在問題
1.1項目設(shè)置簡單、陳舊,與專業(yè)銜接不緊密
包括我校在內(nèi)的大多數(shù)高校環(huán)境專業(yè)所開設(shè)無機及分析化學實驗項目幾乎都源自化學類專業(yè)的有無機化學實驗及分析化學實驗項目,教師選擇的實驗項目延續(xù)了化學類專業(yè)課程的特點,多數(shù)為基礎(chǔ)實驗及驗證性實驗,與專業(yè)內(nèi)容未能真正結(jié)合,學生在學習和操作過程中感覺到該門課程與所學專業(yè)聯(lián)系不緊密,因此缺乏學習的熱情。
1.2對實驗的重視及創(chuàng)新不夠
無機及分析化學實驗常被認為是理論課的補充,實驗計劃學時數(shù)相對不足,整個實驗過程壓縮在較短的時間內(nèi)完成,造成實驗質(zhì)量不高;且目前環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗主要為基本操作及驗證性實驗,缺乏綜合性和設(shè)計性實驗,在實驗過程中學生只是機械地按照教材中的實驗步驟進行,缺少思考、見解及創(chuàng)新。
學生的綜合能力和創(chuàng)新能力得不到鍛煉,很難達到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的目標。
1.3未能發(fā)揮學生的專業(yè)特點,學生缺乏環(huán)保意識
為了使實驗現(xiàn)象和結(jié)果明顯,學生在實驗過程中取用試劑和藥品時總會認為“多多益善”,過多取用實驗試劑和藥品;實驗結(jié)束后,就會產(chǎn)生大量的廢液,廢渣等,而這些廢液、廢渣和廢氣沒有經(jīng)過回收處理就直接排放;學生沒有發(fā)揮其專業(yè)特長,缺乏廢液處理和回收意識。
2無機及分析化學實驗教學模式創(chuàng)新改革措施
2.1優(yōu)化實驗內(nèi)容,增加專與業(yè)聯(lián)系
現(xiàn)行的環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗項目較為陳舊,主要為基本操作實驗和驗證性實驗,缺少綜合、設(shè)計性實驗與創(chuàng)新性實驗內(nèi)容。
這類實驗多數(shù)學生根據(jù)理論知識就能知道實驗現(xiàn)象和結(jié)果,很難激發(fā)學生的實驗興趣和主觀積極性。
因此,我們首先在環(huán)境專業(yè)的無機及分析化學實驗中適度調(diào)整、壓縮單獨的基本操作實驗項目,將基本操作訓練實驗、簡單的無機制備實驗和分析化學實驗三部分內(nèi)容優(yōu)化整合,設(shè)計成綜合性實驗項目,使學生形成套完整系統(tǒng)的理論及實踐結(jié)合的實驗過程,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
2.2設(shè)計特色實驗,激發(fā)學習興趣
緊扣環(huán)境專業(yè)特點聯(lián)系實際生產(chǎn)生活,在實驗內(nèi)容中增加與環(huán)境專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容,激發(fā)學生的課程學習興趣。
例如,水中鈣、鎂、氯離子含量測定、化學需氧量(cod)的測定實驗水樣選取附近水域的自來水、污水等進行檢測,達到對實際水質(zhì)進行分析;維生素c含量的測定實驗,實驗材料選用新鮮的蔬菜、水果進行測定;酸堿滴定實驗利用醋酸、小蘇打、氨基酸等的酸堿性進行滴定;葡萄糖含量的測定實驗,選取日常食物如:饅頭、米飯等進行測定。
通過這些實驗,學生能夠?qū)⑺鶎W知識靈活地應用于實際生活中,也讓學生領(lǐng)悟到環(huán)境與化學的密切關(guān)系,從而激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的主觀積極性。
2.3引入綠色實驗概念,增強環(huán)保意識
對于環(huán)境專業(yè)的學生來說,把綠色化學的理念融入教學,在化學實驗中減少環(huán)境污染,增強學生的綠色環(huán)保意識,是化學實驗課程改革的新方向。
具體到無機及分析化學實驗的教學上,首先,在實驗項目的篩選中,根據(jù)教學大綱,應該在保證學生應有的實驗技能得以訓練的前提下,盡可能選擇毒性小、污染少、實驗成本低的實驗項目。
同時改進實驗方法,在保證實驗教學效果的前提下,使用及微量、半微量的實驗模式來進行實驗。
其次,對于在實驗過程中會產(chǎn)生一些廢棄物,要求學生結(jié)合所學專業(yè)知識,自己設(shè)計方案合理有效地處理這些的廢棄物。
例如:實驗過程中產(chǎn)生的酸堿廢液,可將廢酸、廢堿溶液分別集中回收存放,通過酸堿中和反應進行處理;含重金屬cr(ⅵ)的廢液可通過加入硫酸亞鐵和石灰法進行處理,使cr(ⅵ)轉(zhuǎn)化為不溶物cr(oh)3除去[3];含pb2+的廢液先加入石灰乳做沉淀劑,使pb2+轉(zhuǎn)化為不溶物pb(oh)2,再進一步吸收空氣中的co2氣體后,轉(zhuǎn)化為溶解度小的沉淀pbco3除去[4];含hg2+的廢液可先將廢液的ph值調(diào)至偏堿性,再加入過量的na2s,使hg2+以hgs沉淀析出,最后再將沉淀分離、提純后再利用[5]。
對于成分復雜、處理難度較大的的廢液,可以鼓勵學生申報“大學生創(chuàng)新項目”,從而進行更深層次的研究。
通過以上舉措,不僅有效控制了實驗造成的環(huán)境污染,同時也為后續(xù)開設(shè)的專業(yè)課程如:污染控制等的教學提供了具體實例,激發(fā)了學生的學習興趣。
2.4教學中引入現(xiàn)代化教學手段
目前,借助多媒體、視頻軟件等現(xiàn)代化的教學手段,能夠?qū)D像、文字、視頻、聲音等多種信息融為一體,對傳統(tǒng)的實驗教學起到了很好的輔助作用,能夠有效地提高實驗教學的質(zhì)量和效果[6]。
鑒于目前環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗課時量較少、內(nèi)容較多、信息面寬的特點,課前播放多媒體演示可以首先為學生提供感性認識,在實驗過程中學生再結(jié)合自己的觀察、分析,就能夠準確地得出結(jié)論。
例如,對于基本操作實驗,在實驗前播放相關(guān)實驗的視頻影像資料演示實驗內(nèi)容和規(guī)范化操作要點,有利于提高實驗課的教學效率和質(zhì)量。
對于驗證性實驗,通過實驗視頻演示,能夠加深學生對實驗的理解,對實驗教學起到輔助和補充作用。
針對綜合性、設(shè)計性實驗,教師在對實驗原理和方法講解的同時也可借助多媒體,使整個實驗過程更加形象和直觀。
2.5完善實驗考核體系,合理評價學生成績
為了客觀合理地反映學生的實驗水平,改革實驗教學質(zhì)量監(jiān)控和質(zhì)量評價體系,建立按平時成績、實驗結(jié)果和實驗考試等內(nèi)容相結(jié)合的實驗考核體系,使學生在知識、能力和素質(zhì)等方面協(xié)調(diào)發(fā)展。
實驗成績可以按照平時成績(60%)、操作考試(20%)、筆試成績(20%)三個方面進行綜合評定,全面考核和測試學生掌握的專業(yè)知識和實驗技能,這種做法比較客觀、合理,可以極大調(diào)動學生對平時操作的重視程度和積極性。
3結(jié)束語
對環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗教學模式進行改革,優(yōu)化實驗內(nèi)容,設(shè)計特色實驗,引入綠色實驗概念,突出環(huán)境專業(yè)的特色,并且在教學過程中引入現(xiàn)代化的教學手段,完善實驗考核體系,積極有效地調(diào)動學生的學習積極性,為學生后繼課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻
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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇六
摘要:工科院校非化學專業(yè)的學生化學基礎(chǔ)薄弱、興趣不高、實驗動手能力不強,且對分析化學實驗的要求各不相同。
本文分析了工科院校非化學專業(yè)學生的專業(yè)特點,指出了教學中存在的問題,提出了提高工科院校非化學專業(yè)分析化學實驗教學效果的有效手段。
關(guān)鍵詞:分析化學實驗;實驗教學;工科院校
分析化學及其實驗課程是重要的基礎(chǔ)化學課程,旨在培養(yǎng)學生定量分析的基本思維和進行定量分析的基本操作和動手能力,在以化學專業(yè)為基礎(chǔ)的非化學專業(yè)中,普遍開設(shè)了分析實驗課程,擔負著培養(yǎng)和訓練學生掌握分析技能和操作規(guī)程的責任,還對分析化學理論知識的深化起到極其重要的作用[1]。
分析化學實驗教學中,要求操作規(guī)范、計算準確、結(jié)果可靠合理,并且能夠?qū)Ψ治鼋Y(jié)果進行評價,其目的是培養(yǎng)學生“量”的概念,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的綜合能力[2,3]。
在工科院校的分析化學實驗教學中,往往也存在一個教學大綱,不同專業(yè)一刀切的現(xiàn)象,由于不同專業(yè)的學生基礎(chǔ)情況不一樣、且對教學目標的要求也不一樣[4-6],這樣就給教學帶來各種弊端。
一、工科院校開設(shè)分析化學實驗的專業(yè)特點
以昆明理工大學為例,分析化學實驗教學的專業(yè)包括化學、化工、冶金、材料、環(huán)境、食品、生物、制藥、醫(yī)學、建材等專業(yè),這些專業(yè)對分析化學實驗的要求各不一樣,冶金和材料專業(yè)偏向于金屬離子的分析和應用,環(huán)境和化工偏向于水體分析和應用,醫(yī)學和建材專業(yè)要求相對較低,化學專業(yè)要求相對全面。
從學時分布來看,化學專業(yè)一般64學時,環(huán)境專業(yè)48學時,冶金、材料專業(yè)32學時,化工、生物、制藥24學時,而建材、航空等專業(yè)一般16學時,從學時的分布大體也能看出各自專業(yè)對該實驗課程的要求和目標。
從學生的基礎(chǔ)情況來看,冶金、材料、環(huán)境、建材等專業(yè)的學生基礎(chǔ)相對較好,但由于各自專業(yè)和化學實驗學科相差較大,學生表現(xiàn)出的主觀能動性相差也較大。
因此,工科院校不同專業(yè)開設(shè)分析化學實驗課程還需要考慮學生的基礎(chǔ)以及實驗課程與專業(yè)的銜接。
二、工科院校非化學專業(yè)分析化學實驗教學中存在的問題
1.實驗內(nèi)容單一、枯燥、陳舊。
分析化學實驗的教學內(nèi)容簡單、單一,除了常規(guī)的操作練習外,基本是驗證性實驗,如酸堿滴定、水中總硬度的測定、食醋中總酸度的測定等,教學內(nèi)容陳舊,不利于調(diào)動學生的積極性和主動性,學生基本只需要預習、聽課、按流程操作,就可以得到考評分。
而對于一些分組性的實驗,如分光光度法測鐵、選擇性電極測定水中微量氟、電位滴定法測定溶液中的氯離子等實驗,通常多人分成一個小組,少數(shù)同學甚至沒有參與到實驗操作中。
這樣的情況使得部分學生難以主觀積極參與,有時甚至連目標都不清晰,這些都不利于完成基本的教學目標,更難達到培養(yǎng)學生的思考能力和創(chuàng)新能力。
2.學生操作能力差、照方抓藥。
分析化學實驗的操作是有嚴格的規(guī)范,學生需要提前預習各項注意事項,在實驗課中鍛煉。
但很多學生學習時重理論、輕實驗,操作能力差,甚至連基本的儀器都不認識、沒見過,在實驗過程中只能照方抓藥,變成了完成任務、演練一遍,難以達到預期的實驗教學目標[7]。
這也表明了學生提前的預習工作不到位,思考問題也不全面,只好按照老師的演示實驗進行操作,或者模仿身邊同學的操作進行,實驗中難免出現(xiàn)各種錯誤。
3.教師的教學模式程式化。
對于工科院校的學生,開設(shè)分析化學實驗課程,量大面廣,實驗教師的工作量巨大,教學過程難免程式化,包括既定的教學方法、教學過程、考評制度,實驗教師也難以個性化的提出新的教學方案。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇七
衛(wèi)星通信課程實驗教學研究論文
摘要:針對實驗設(shè)備成本制約衛(wèi)星通信實驗課程發(fā)展的問題,該文分析了本科生和研究生兩種教學對象的特點,對衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)內(nèi)容以及實驗條件建設(shè)進行了探討與摸索。本科生實驗教學設(shè)計采用低成本實驗設(shè)備,突出感性認識;研究生實驗課程突出學習的自主性,引導學生發(fā)現(xiàn)問題,激發(fā)學生學習興趣,并在實際教學中取得了較好效果。
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信;實驗教學;衛(wèi)星廣播電視
截至底,中國在軌運行的衛(wèi)星數(shù)量已超過140顆,僅次于美國,位居世界第二。然而,伴隨著衛(wèi)星數(shù)量的突破,我國的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻相對滯后,尤其是地面應用系統(tǒng)的發(fā)展還不夠。除投入不足外,人才缺乏也是一個重要原因。衛(wèi)星通信課程作為高校電子通信類專業(yè)的主干課程在激發(fā)學生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學習興趣、培養(yǎng)衛(wèi)星通信領(lǐng)域的人才等方面有著不可替代的作用。
1實驗課程開設(shè)背景
由于衛(wèi)星通信設(shè)備昂貴、通信衛(wèi)星資源緊缺,傳統(tǒng)的本科《衛(wèi)星通信》課程主要以理論教學為主,以實驗演示和參觀觀摩為輔,實踐教學的比例非常少。衛(wèi)星通信的頻率很高,常規(guī)的仿真平臺很難實現(xiàn)全系統(tǒng)仿真,因此,有條件的院校開設(shè)的仿真實驗僅限于衛(wèi)星通信的中頻部分[1],讓學生觀察信號在中頻部分的處理與傳輸過程,深化學生對通信基本理論的認識,但這些改善無法讓學生體會到真正的衛(wèi)星通信過程,也很難激發(fā)學生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學習熱情和興趣。另外,隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的迅速發(fā)展,《衛(wèi)星通信》課程的教學內(nèi)容需要不斷更新,與工程實際結(jié)合也更加密切,實驗教學的重要性越來越突顯。與理論教學相比,由于學時有限、實踐環(huán)節(jié)組織困難,實驗教學已成為衛(wèi)星通信教學改革與發(fā)展的瓶頸。
2實驗教學內(nèi)容設(shè)計
為提高衛(wèi)星通信課程的教學質(zhì)量,激發(fā)學生的學習熱情,對衛(wèi)星通信課程實驗教學的內(nèi)容和方法進行了探索,在教學實踐中取得了一定效果。具體而言,該校在通信工程專業(yè)的本科生教學中開設(shè)了《衛(wèi)星通信》課程,在研究生教學中開設(shè)了《現(xiàn)代通信新技術(shù)》(其中包含了衛(wèi)星通信的相關(guān)內(nèi)容),針對不同的培養(yǎng)對象,教學的內(nèi)容、方式方法有很大差異。
2.1本科實驗教學
本科教學中學生數(shù)量眾多,傳統(tǒng)的《衛(wèi)星通信》實驗課程受限于實驗設(shè)備的成本,只能讓學生進行衛(wèi)星通信的演示和觀摩,無法讓學生切身體會衛(wèi)星通信的過程。隨著技術(shù)的發(fā)展,作為一種最廉價的衛(wèi)星通信方式之一——衛(wèi)星廣播電視已進入千家萬戶,它主要由天線(及其支架)、衛(wèi)星電視接收機、電視機以及電源等設(shè)備組成。該系統(tǒng)屬于衛(wèi)星通信中的單向接收地球站,而衛(wèi)星通信中的反向發(fā)射鏈路與接收鏈路相似,因此,該系統(tǒng)完全可以作為學生體驗衛(wèi)星通信過程的實驗設(shè)備。然而,雖然電視機在該系統(tǒng)中僅作為通信的終端設(shè)備,與衛(wèi)星通信實驗課程的教學目的關(guān)聯(lián)性不強,但電視機的成本卻占據(jù)該套實驗系統(tǒng)的70%以上;另外,衛(wèi)星廣播電視實驗的開設(shè)通常需要在室外開闊地域進行,此時系統(tǒng)的室外供電也將成為課程開設(shè)必須考慮的因素;上述兩個原因?qū)е滦l(wèi)星電視接收系統(tǒng)在《衛(wèi)星通信》實驗課程的開設(shè)過程中無法得到推廣。為解決該問題,通過市場調(diào)研,將衛(wèi)星電視接收機和電視機的功能改由尋星儀來實現(xiàn)。尋星儀是融合了衛(wèi)星電視接收機、電視機以及頻譜儀簡易功能的一體化設(shè)備,采用鋰電池供電,不需要市電,便于室外實驗的開設(shè)。整套系統(tǒng)成本低于1000元,其簡易的頻譜儀功能還可以開設(shè)衛(wèi)星信標的接收實驗。尋星儀的操作界面與常規(guī)的衛(wèi)星電視接收機完全相同,可以設(shè)置衛(wèi)星名稱、高頻頭本振、接收頻率、符號率、極化方式等參數(shù);連接衛(wèi)星電視接收天線后,當天線對準目標衛(wèi)星時即可接收到該衛(wèi)星上的信號(即接收的信號強度和信號質(zhì)量高于衛(wèi)星接收機門限);若目標衛(wèi)星上有公開的電視節(jié)目,還可以直接使用該終端收看衛(wèi)星廣播電視。在該系統(tǒng)上開設(shè)的實驗課程可以讓學生熟練掌握衛(wèi)星通信中天線對星的基本流程與操作技巧,明確天線三維指向的`參考基準與天線精確對準衛(wèi)星的判斷標準,使學生對衛(wèi)星通信的整個過程進行全面、整體認知,鍛煉和培養(yǎng)學生的實踐動手能力。本科生的實驗教學重點在于突出學生的感性認識,通過衛(wèi)星實驗,使學生能夠掌握衛(wèi)星通信的基本原理,明白衛(wèi)星通信中對星的標準是什么,并掌握對星的常見技巧。對于學有余力的學生,啟發(fā)他們更深入了解衛(wèi)星通信發(fā)展的新技術(shù)、新方向。
2.2研究生實驗教學
與本科生相比,研究生具有更大的學習自主性,理論講授不僅要細而專,還要廣而泛。在本科現(xiàn)有衛(wèi)星通信內(nèi)容的基礎(chǔ)上,重點講授與衛(wèi)星通信相關(guān)的天線技術(shù)、陣列信號處理技術(shù)以及通信技術(shù)等的發(fā)展現(xiàn)狀,為研究生下一步的課題選擇提供參考。作為小班教學,研究生的衛(wèi)星通信實驗課可以采用完全自主的形式——將固定衛(wèi)星地球站、便攜式地球站、衛(wèi)星動中通地球站以及寬帶無線通信系統(tǒng)、無人機視頻采集等設(shè)備交給學生進行自主組合,按照系統(tǒng)搭建由簡單到復雜,地球站由固定到移動,通信業(yè)務由話音到視頻的漸進過程,讓學生體會衛(wèi)星通信在實際生活中的各種應用場景以及還存在亟需解決的問題,激發(fā)學生投身衛(wèi)星通信領(lǐng)域技術(shù)研究的興趣。
3結(jié)語
衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)可以強化學生對衛(wèi)星通信基本原理的理解和掌握,激發(fā)學生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學習興趣。該文針對本科生和研究生兩種教學對象,對衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)內(nèi)容以及實驗條件建設(shè)進行了探討與摸索,在實際的教學過程中取得了良好效果。然而,適合于不同對象、不同接受能力的實驗內(nèi)容和教學方法的改革是永無止境的,如何取得更好教學效果還需要與廣大高校的衛(wèi)星通信課程教師共同探討。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇八
2.1學習興趣不持久,容易畏難放棄
學生初次接觸圖形學時充滿興趣,抱著能很快掌握繪制炫酷圖形、制作精美動畫的美好愿望,然而接觸以后發(fā)覺是枯燥理論的學習,基本圖形的生成。課程內(nèi)容與學生實際想達到的愿望落差太大。隨著課程的深入及難度的增加,逐漸失去了學習的主動性與積極性,學習目的變成了應付考試,獲得學分[1]。
2.2理論學習動力不足,編程思維弱
在多年的圖形學實驗教學中發(fā)現(xiàn),數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)學生更擅長使用軟件類進行真實感圖形繪制、動畫制作,而對圖形具體如何生成、顯示等算法之類的基礎(chǔ)理論學習畏難而裹足不前。對于數(shù)字媒體專業(yè)的本科學生來說,他們更關(guān)注最后的圖形效果,而對原理并不想花太多的時間去研究。編程對于他們來說又是一大難題,學生習慣于軟件的操作,要轉(zhuǎn)換思維去深入思考實現(xiàn)工具更深次的原理,如果前期數(shù)學基礎(chǔ)與編程語言學習不扎實,對于他們來說,實驗變得可望而不可即。
2.3實踐課時不足,達不到訓練目標
從課程內(nèi)容上來看,大多數(shù)實驗為驗證性實驗,沒有創(chuàng)新型,難以引起學生興趣。計算機圖形學需要大量的實踐,只有不斷加深實踐才能體會到課程廣博精深。然而實際上實驗課程內(nèi)容偏少、課時少,編程能力不足,依葫蘆畫瓢成為學生上實驗課的通病,沒有實際價值,學生實踐能力沒有得到充分鍛煉。
3計算機圖形學實驗課程改革探討
3.1激發(fā)學生學習興趣
學生的學習不能理論脫離實際,教師應努力創(chuàng)設(shè)生活化情境,把教材內(nèi)容與實際應用場景結(jié)合起來,使圖形學學習真正與學生生活交融,實現(xiàn)教學貼近生活。這樣,學生就會真正體會到圖形學的美,感受到圖形學學習的真諦與價值。每次實驗講述實際應用情況,使學生有深刻的體會。受實驗課時限制,實驗教學時可以先演示實驗的預期效果,講解關(guān)鍵技術(shù),采用誘導方式進行,再讓學生進行模仿、完成實驗,獲得良好的體驗,增強興趣,提高實驗效率。實驗項目采用分層次方法進行設(shè)計,包括實驗項目層次與實驗難度層次的劃分。設(shè)計實驗項目順序時,要采用先整體后逐個突破的思想,設(shè)計第一個實驗時要能使學生對圖形學的渲染繪制流程有整體概念,具體包含哪些步驟,實現(xiàn)順序等。后續(xù)實驗將圍繞每一個繪制步驟具體展開。設(shè)計實驗項目時要考慮到學生的層次,每個實驗進行難度等級劃分,劃分為基本練習、拓展練習和思考練習三項,例如基本練習,直線掃描轉(zhuǎn)換,拓展練習,顏色漸變直線,思考練習,繪制多邊形,使每個學生都有所收獲,激發(fā)學生對后面章節(jié)知識理論的興趣,從而逐步達到理論課程學習的目的。實驗課程結(jié)束后,則通過分組課程設(shè)計的形式進行綜合性練習[2]。
3.2教學內(nèi)容改革
數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)主要以實際應用為主,并不是以算法研究為目的。因此實驗課程內(nèi)容應向?qū)嵱眯赞D(zhuǎn)變。以matlabopengl圖形庫為基礎(chǔ),將圖形開發(fā)融合到實驗教學當中,提高實驗教學比重;減少算法程序描述講解,加強圖形學繪制流水線講解[3]。實驗中增加三維繪制流水線,學會簡單的opengl生成三維模型的函數(shù),學會三維繪制過程、模型的變換等;模型導入及繪制,學會模型的導入和顯示,結(jié)合三維繪制流水線繪制簡單場景;使用opengl光照給場景添加光源,并使用紋理數(shù)組給模型添加紋理。
3.3教學方法與手段
為了在有限的時間內(nèi)達到實驗教學目的,需要改進教學方法與手段。首先對于一些基本操作如實驗環(huán)境配置,包括opengl軟件的安裝、基本圖元的繪制、顏色的設(shè)置、用鼠標和鍵盤對圖形進行交互控制等,采取類似于慕課的形式,由教師將這部分內(nèi)容的操作演示做成教學視頻,發(fā)布在校園網(wǎng)的網(wǎng)絡教學平臺,學生在上機實踐之前先通過下載視頻自學相關(guān)的基礎(chǔ)操作[4]。利用有交互功能的軟件制作實驗課件。將圖形學算法實現(xiàn)過程中,按算法的流程進行動畫編排。采用支持多場景功能軟件(例如virtools),根據(jù)情況,將復雜的圖形算法的實現(xiàn)過程分解若個子算法,逐個演示子算法達到的效果,在各場景上實現(xiàn)相應功能轉(zhuǎn),最后導出多媒體實驗課件[5]。
4結(jié)語
實踐證明,將制作虛擬實驗課件結(jié)合分層次實驗引入課堂,有利于計算機圖形學教學的展開,弱化了計算機圖形學中的難點,有助于教學效果的提高,提升了學生對課堂的參與性,提高了學生的實踐應用能力。后續(xù)還要在實驗教學中不斷地進行完善。
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自動控制理論實驗教學研究論文題目篇九
農(nóng)村中學化學實驗教學研究論文
摘 要:化學實驗教學對提高學生素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。農(nóng)村中學教學條件普遍較差,很多學校連課本上的化學演示實驗都無法保證完成,而實驗對學生學習化學知識和提高技能又有很重要的作用。那農(nóng)村中學怎樣才能做好實驗教學呢?對此將從以下三個方面進行探索:一、想方設(shè)法消除學生對化學實驗的畏懼、畏難心理;二、加強化學實驗理論的指導,進行“想象實驗”教學;三、闡明實驗規(guī)律,對化學實驗進行總結(jié),指導學生解題。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村中學化學實驗 實驗教學 實驗規(guī)律
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學,加強化學實驗教學對提高學生素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用?;瘜W實驗教學也是培養(yǎng)科學方法和科學態(tài)度的重要載體。化學實驗教學在中學化學教學中占有極其重要的地位,因此必須搞好實驗教學。農(nóng)村中學教學條件普遍較差,很多學校連課本上的化學演示實驗都無法保證完成。很多實驗學生沒有機會加以實踐,只能靠教師講解,靠死記硬背來學習,化學實驗教學效果很差,也造成很多學生比較怕做實驗題,怕考實驗題。那如何做好實驗教學呢?
一、想方設(shè)法消除學生對化學實驗的畏懼、畏難心理。
目前農(nóng)村學校的教學條件比較差,很多化學演示實驗都無法做,更不用說讓學生做分組實驗。儀器也只是拿給學生看看,學生根本沒做過實驗,實驗大都是靠教師講解,學生根本沒有機會加以實踐,對化學實驗的畏懼、畏難心理較為嚴重。在日常教學中要想方設(shè)法消除學生對化學實驗的畏懼、畏難心理。老師應該告訴學生,我們沒條件做實驗,不等于我們就不用學化學,不用學化學實驗。中學化學實驗基本上都是驗證性的實驗。既然是驗證性實驗,如果我們能掌握好相應的理論知識,我們就可以想象出整個實驗的情形,就可以學好、掌握好實驗。目前各學校的教學條件差別很大,特別是廣大農(nóng)村地區(qū)。只有我們掌握好相應的理論知識,通過實驗的講解,弄懂實驗原理,進行理論推導實驗,我們才可以學好化學、做好實驗題。在日常教學中要安慰學生并增強學生學好化學實驗的信心。
二、加強化學實驗理論的指導,進行“想象實驗”教學。
在日常教學中,加強化學實驗理論的指導,這是學好化學實驗的保證。我們可以在教師的引導下讓學生利用所學理論知識進行推導,想象整個實驗的過程,再由老師進行演示,若無法進行演示的實驗,可由教師講解實驗或觀看實驗錄像來驗證。教學實踐證明這樣做的教學效果比直接由實驗獲得結(jié)論的教學效果好得多。在綜合性實驗題中,有很多的實驗都是學生沒做過的。要完成這樣的實驗題也只能由學生通過想象來完成。如果學生不會利用所學理論知識進行適當?shù)耐茖?,那是不可能很好完成這樣的化學實驗題的。
那我們該如何引導學生進行“想象實驗”教學呢?現(xiàn)在所表述的“想象實驗”是建立在一定理論基礎(chǔ)之上的“想象”實驗,而不是盲目去想象實驗。下面我就以金屬鈉和水這個實驗為例來加以說明。先指導學生學習一些理論知識:金屬鈉的密度比水小,鈉的熔點較低,在化學反應中會放出大量熱量,并讓學生回憶實驗細鐵絲在氧氣中劇烈燃燒的情景。如果將鈉放入水中,根據(jù)理論知識不難推導出:鈉會浮在水面上,在反應中會熔化成小球。接下來要求學生利用質(zhì)量守恒定律和氧化還原觀點來推導產(chǎn)物,寫出化學方程式。鈉在反應中要失去電子,那會轉(zhuǎn)移給誰呢?水由氫氧兩種元素組成,誰能得到電子呢?產(chǎn)物是什么?學生不難推導得出:有強堿和氫氣生成,得出另一現(xiàn)象:溶液變成紅色。我們還可引導學生考慮一下,鈉和水反應時,與水接觸的各部分產(chǎn)生的氫氣量是否相同?若不相同,那會怎樣呢?我們可以通過演示實驗或觀看錄像加以驗證。這樣做的.教學效果是比較好的,學生記憶也深刻。
三、闡明化學實驗規(guī)律,對實驗進行總結(jié)指導學生解題。
化學實驗的原理、裝置、操作等方面總有規(guī)律可循。因此在講解實驗時,先向?qū)W生分析每一類實驗的設(shè)計原理和內(nèi)容要求,再指導學生進行“想象實驗”,然后做演示實驗或觀看實驗錄像。在此基礎(chǔ)上師生通過分析、對比,共同總結(jié)出這類實驗的規(guī)律,以期達到觸類旁通、舉一反三的目的。通過對實驗進行總結(jié),闡明化學實驗規(guī)律和注意事項來指導學生解題。
1.綜合物理知識進行相關(guān)的復習
物理與化學的關(guān)系非常密切,解答化學實驗題時需要結(jié)合相關(guān)物理知識,特別要注意壓強與實驗的關(guān)系。在化學實驗過程中有許多地方都跟氣體的壓強有關(guān)。這在日常教學和復習中,需特別關(guān)注。
2.結(jié)合一些物理和化學常識進行復習
學生在解答實驗題時經(jīng)常會忘記以下一些常識,在復習實驗時需注意:一些易揮發(fā)的物質(zhì)會揮發(fā)出來混在生成的氣體中;氣體從溶液中經(jīng)過會帶出水蒸汽;所給的物質(zhì)很難百分之百都反應完(特殊情況例外);大多數(shù)的化學實驗都是在空氣中做的等等常識。對這些常識要求學生在解答時需特別注意。例如,在實驗中有使用到鹽酸來制取氣體的,hcl氣體就會揮發(fā),混在混合氣體中。如果學生不懂得這個知識,他就不知混合氣體含有hcl,就無法很好解答此實驗題。
經(jīng)過幾年的教學實踐,這幾種方法已取得較好的教學效果,但也存在一定不足,主要是中等程度以下的學生沒有太大的改變,他們還是學不好實驗,這還需要我們繼續(xù)努力。以上是根據(jù)我?;瘜W實驗教學情況總結(jié)出來的幾點經(jīng)驗。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇十
高中物理實驗探究教學研究論文
物理的學習是以實驗作為基礎(chǔ),進而實現(xiàn)對物理理論的理解,所以,實驗在物理教學中是非常重要的。新課程改革的推進實施,更加強調(diào)對學生能力的提升,高中物理實驗教學也受到了相當?shù)闹匾?。本文主要就高中物理實驗教學的研究進行論述分析,以促進高中物理教學的發(fā)展進步。教育的目不僅僅是為了讓學生對教學理論的內(nèi)容的了解,更重要是使學生的實踐操作能力得到提高。尤其在高中物理的教學課堂中,通過實驗的方式,能夠幫助學生對課堂理論的了解,同時也可以提高學生的實際動手能力。注重高中物理實驗教學,對學生的物理學習有著重要的促進作用。
一、高中物理實驗教學現(xiàn)狀
在應試教育的影響下,教學與學生對物理的實驗沒有正確的時候,忽略實驗在物理教學中的重要作用。物理是高中重要的考試科目之一,所以教師在進行物理教學的過程中,往往更加注重學生對理論知識的理解,以及學生在物理考試中所取得的成績。因此,導致很多教師大量占用實驗教學時間對學生進行物理理論內(nèi)容或者物理習題的講解,對物理實驗的態(tài)度可以能少做就少做,甚至很多物理實驗就是直接對學生進行簡要的介紹,或者直接用多媒體播放實驗視頻,讓學生記住實驗的過程。
同樣,學生對物理實驗的認識也存在著誤區(qū),繁重的.學習任務,還有對自己人生有重大影響的高考,使學生忙于各種書山學海中,由于實驗實際操作并不在高考的考察范圍內(nèi),所以很多學生對實驗也不是很在意,相對于實驗,學生更傾向于多做幾道物理題,即使是在課堂上做一些實驗,實驗的模式非常單一,通常都是學生對教師或者對課本中實驗過程的簡單模仿,收集實驗中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。學生自身對實驗的思考非常少,實驗教學的真正目的也沒辦法發(fā)揮出來。這種物理教學模式,使學生花費了大量的時間對物理教學內(nèi)容進行死記硬背,但是知其然卻不知其所以然。學生的學習是機械的,對物理的思考也同樣是機械的,一味的背誦使學生創(chuàng)造性思維受到限制,實際動手能力也沒能得到很好的訓練,也就是所謂的“高分低能”。這樣,對學生整體素質(zhì)的提升有著負面的影響。
二、實驗教學在物理教學中的作用
物理實驗是物理教學中非常重要的一部分,對物理知識的學習,物理理論內(nèi)容的理解都有著重要影響。首先,物理實驗與物理教學內(nèi)容之間有著緊密的聯(lián)系。物理實驗通常是對物理教學理論內(nèi)容的解釋,學生可以通過做物理實驗的方式,對課堂知識有深入的理解,促進學生的物理學習。
例如,在學習打點計時器的實驗內(nèi)容時,讓學生親自操作打點計時器,并對紙帶上的點進行測量記錄,然后根據(jù)在課堂上學習到的知識對拉動紙帶的速度進行計算。學生通過實驗,能夠更準確的認知打點計時器的工作原理,并且在反復的實驗中,學生對紙帶的運動狀況的理解也更加深入,有利于學生對教材上的相關(guān)知識的學習。其次,通過做實驗的方式可以提高學生對物理學習的熱情,相對于枯燥乏味的理論教學,學生都更喜歡親自動手做實驗的上課方式。物理實驗教學中很多新奇的實驗器材,能夠引起學生對物理學習的興趣,讓學生積極參與到物理課堂教學中。
而且通過物理實驗,會使一些難以理解的理論內(nèi)容非常直觀的展現(xiàn)在學生面前,能夠促進學生對物理教學內(nèi)容的理解。再次,實現(xiàn)教學能夠提高學生的動手能力。傳統(tǒng)的應試教育下最大的弊端就是出現(xiàn)了很多“高分低能”的現(xiàn)象。學生雖然能夠在考試中取得優(yōu)異的成績,但是動手操作能力卻非常差,甚至思維方式僵化,對問題的思考也不夠靈活。新課程改革更加注重的是對學生能力的培養(yǎng),通過物理實驗教學,讓自己動手去操作實驗,能夠使學生的動手操作能力得到訓練,同時還促進了學生思維能力的訓練,對學生能力的提升有著重要的影響。
三、探究式物理實驗教學的開展
針對新課程改革對高中物理實驗教學的要求,結(jié)合現(xiàn)今物理實驗教學的現(xiàn)狀,實行探究式物理實驗教學。讓學生帶著對物理的探究精神進行實驗,給學生提供更大的思維空間,引導學生在實驗的過程中自主思考,從實驗中發(fā)現(xiàn)問題并獨立尋找解決問題的方法,從而實現(xiàn)學生對物理實驗課堂的真正參與,提高學生對物理知識的多角度思維能力,并有效的推進了物理教學課程的進行與發(fā)展。首先,在進行物理實驗之前,教師可以根據(jù)教材內(nèi)容以及學生具體的學習情況對學生提出問題,引起學生的求知欲,讓學生在實驗的過程中對問題進行思考。教師提出的問題要符合學生的思維水平,并且有一定的發(fā)揮空間。其次,讓學生自己設(shè)計實驗方案。雖然教材中也會有相關(guān)的實驗方案,但是讓學生自己進行實驗方案的設(shè)計會起到會更好的效果。學生在準備實驗的過程中,會更深入的對實驗內(nèi)容進行了解,學生對實驗的主動性也會更強。
當然,在實驗之前,教師要先檢查學生實驗方案的可行性,針對實驗方案中的不足之處幫助學生一同修改,并積極鼓勵學生主動探究更好的方式。再次,是對物理實驗的準備工作。物理實驗的準備工作主要是對實驗方案的設(shè)計,確定實驗的具體步驟,收集實驗資料,以及準備一些相關(guān)的實驗器材。教師對學生進行具體的分組,然后確定實驗課程的時間。接下來,是對實驗的具體操作。教師在學生進行實驗的過程中,要注意學生對實驗器材的安裝是否準確,在操作的過程中,是否規(guī)范。如果學生不會操作儀器,要給學生進行示范,但是不能代替學生進行操作,積極指導學生順利完成實驗。最后,是對物理實驗的結(jié)論和評價。學生通過實驗得出具體的數(shù)據(jù)以后,教師要及時對學生進行指導,并幫助學生選擇最佳的數(shù)據(jù)處理方法,對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理。實驗結(jié)束之后,對學生整體的實驗過程進行總結(jié)評價,對具有創(chuàng)新性的實驗設(shè)計進行著重的表揚,鼓勵學生在下次的物理實驗課程中繼續(xù)努力。
總之,高中物理實驗教學對學生的物理課程學習有著積極的促進作用,教師在進行物理實驗的教學過程中,引導學生對物理理論知識的深入思考,讓學生主動對實驗形式進行創(chuàng)新,從而提高學生對物理學習的主動性,使物理教學不僅是對學生理論的教學,更是對學生實際能力的培養(yǎng)。
自動控制理論實驗教學研究論文題目篇十一
大學物理實驗分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗。理想的實驗教學模式應該是分層次教學模式,按照先開設(shè)基礎(chǔ)性實驗,再開設(shè)綜合性實驗,最后開設(shè)設(shè)計性實驗的順序授課,這樣安排由淺入深、循序漸進,利于教學活動的展開,可以有效的培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力以及對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力。而現(xiàn)實情況卻給這種教學模式提出一些難以解決的問題:
(1)隨著多年擴招,學生人數(shù)逐年遞增,儀器數(shù)目的增長遠不及學生人數(shù)的增長,而在上課時為保證教學效果一臺儀器最多容納兩名同學同時使用,儀器數(shù)目嚴重制約著上課學生的人數(shù),一個實驗一般只能保證有一個班或者半個班的學生來做;
(2)大學物理實驗一次課為3學時,同一個實驗一天最多只能排三次課,即上午、下午和晚上各上一次課,那么一個實驗一周最多只能重復15次左右。如果所有的班級都按同樣的順序來上實驗課,對于大部分高校來說每個實驗每周要重復的次數(shù)都大于15次,這樣在排課上就會出現(xiàn)困難。為了解決這個問題,大部分高校目前都采用輪轉(zhuǎn)授課的方式來排課,即各實驗室同時開課,然后各班在實驗室之間進行輪轉(zhuǎn)。由于學時的限制,大部分高校的大學物理實驗只開兩個學期甚至有個別學校只開一個學期,這樣就會出現(xiàn)一學期的實驗課包含三類實驗中的兩類或者三類的情況。如果輪轉(zhuǎn)授課,那么就很難保證讓所有學生都先做基礎(chǔ)性實驗,再做綜合性實驗,最后做設(shè)計性實驗,也就是說必然有部分學生打破理想的上課順序,這樣分層次教學模式就很難實行了。另外,由于在中學階段各地區(qū)、各學校對實驗課的重視程度不同,導致剛?cè)胄4髮W生的實驗基礎(chǔ)及實驗能力差異較大。而大學物理實驗課是大學生最先接觸的實驗課之一,所以我們在授課時必須考慮到這個差異。而在傳統(tǒng)教學模式下,教師在實驗課上對所有學生的要求是完全一致的,沒有任何差異。這樣就會使學生出現(xiàn)兩種極端,部分實驗能力強的學生迅速完成實驗,而部分實驗能力差的學生需要他人幫忙或是延長時間才能完成實驗,甚至有個別學生為完成實驗選擇抄襲其它同學的實驗數(shù)據(jù)。長此以往,實驗能力強的學生會認為實驗課程過于簡單,學不到多少知識,對自己的能力提高沒有幫助,會逐漸對物理實驗課程失去興趣;實驗能力差的學生由于經(jīng)常不能獨立完成實驗,會認為課程太難,自己無法掌握,在逐漸喪失自信心的同時勢必對物理實驗課程提不起興趣。在傳統(tǒng)教學模式下,兩類極端的學生都會逐漸喪失對實驗課程的興趣,顯然不利于學生動手能力、創(chuàng)新能力等的培養(yǎng),一種新的教學模式的提出迫在眉睫。
2對比教學模式
通過以上分析,我們需要在無法實行分層次教學模式的情況下,提出一種新的教學模式,而且這種教學模式要既能滿足大多數(shù)學生的學習要求,又兼顧兩類極端學生的學習要求,更廣泛的激發(fā)學生的學習興趣。為此我們提出對比教學模式。
2.1演示實驗和課堂實驗的對比
在實驗課前增加演示實驗內(nèi)容,學生通過觀察或親自參與有趣的演示實驗,會對接下來要做實驗產(chǎn)生強烈的興趣。如:做全息照相實驗時,演示白光再現(xiàn)全息照片;做測量物體的轉(zhuǎn)動慣量實驗時,讓學生參與演示茹科夫斯基凳;做受迫振動實驗時,讓學生參與演示魚洗盆等。學生在完成實驗以后,通過與演示實驗的對比可以引發(fā)更多的思考。
(1)在全息照相實驗前演示白光再現(xiàn)全息照片,而各高校在實驗中做的基本都是激光再現(xiàn)全息照片。做完全息照相實驗以后,學生會發(fā)現(xiàn)自己的照片無法在白光下直接觀測,而需要在激光下觀測。這時學生就會產(chǎn)生疑問,為什么不讓我們拍攝能直接在白光下觀測的白光再現(xiàn)全息照片,這樣觀測起來不是更方便嗎?此時教師可以讓學生課后查找相關(guān)資料,然后在實驗報告上解釋這個問題。通過這樣帶著疑問去學習的過程,學生對全息照相的理解會更加深刻。
(2)在測量物體的轉(zhuǎn)動慣量實驗前,學生參與演示茹科夫斯基凳時,雙臂平伸凳子轉(zhuǎn)速減慢,雙臂收縮凳子轉(zhuǎn)速加快。通過分析可以知道雙臂平伸時轉(zhuǎn)動慣量大,雙臂收縮時轉(zhuǎn)動慣量小,最終得出結(jié)論:總質(zhì)量一定的情況下,質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠,轉(zhuǎn)動慣量越大。做實驗時給學生提供的塑料圓柱、金屬圓桶和實心球的質(zhì)量基本一樣,讓學生做完實驗來驗證上面的結(jié)論是否正確。學生懷著好奇心,在做實驗時就會更加認真,更有利于其能力的培養(yǎng)。
2.2多種實驗方案的對比
許多實驗都有多種實驗方案,如:聲速的測量、測細絲直徑、電橋測電阻等。我們可以在實驗條件允許的情況下,鼓勵學生盡可能多的采用多種方案來做實驗,以激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,對實驗能力不同的學生做不同要求,更能有效的培養(yǎng)他們的動手能力和創(chuàng)新能力。下面是一些具體的做法。
(1)在全息照相實驗中采用難易不同的兩種光路進行照相。實驗能力強的學生可以選擇用傳統(tǒng)光路進行實驗,通過認真調(diào)節(jié)、精確計算,使光路滿足以下三個條件:參考光和物光的光程相差不太大,不大于所用激光的相干長度;參考光和物光的夾角在20°~30°之間;參考光與物光的光強比為3∶1~5∶1之間。實驗能力弱的學生可以選擇用簡化光路進行實驗,此光路經(jīng)過簡單調(diào)節(jié)就可以滿足上面提到的三個條件。采用以上做法,可以讓所有學生都能自己動手完成實驗,實驗能力都得到了一定程度的培養(yǎng)。實驗完成以后,可以組織學生對兩種光路進行對比分析,如對兩種光路實驗結(jié)果進行對比,可以發(fā)現(xiàn)用簡化光路的實驗成功率比較高,經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn):①簡化光路中的光學元件個數(shù)比傳統(tǒng)光路少,由9個減少為5個,所以外界振動對實驗的影響也較傳統(tǒng)光路要小,故而照相成功率高。②簡化光路容易調(diào)節(jié),學生只需要調(diào)節(jié)感光底板和物體的位置及角度就可以使參考光和物光的光程差、夾角和光強比在都在合適的范圍內(nèi)。而傳統(tǒng)光路中光學元件較多,調(diào)節(jié)比較復雜,經(jīng)常需要反復調(diào)節(jié),中間過程如果某些地方?jīng)]注意,導致某個條件沒得到滿足,實驗就會失敗,觀察不到全息照片。也可以組織同學討論簡化光路與傳統(tǒng)光路的適用情況,利用簡化光路拍攝表面凸凹程度小的物品效果較好,如:鑰匙、硬幣等。簡化光路不但可以拍攝反光性好的金屬材料,也可以拍攝反光性差的塑料材料如中性筆筆帽等。而對于表面凹凸差距比較大的物體采用傳統(tǒng)光路拍攝的效果較好。通過這樣的分析過程,學生的分析能力可以得到提高。
(2)除了以上介紹的做法還可以讓學生在實驗過程中作如下對比,如:在測量聲速時,可以對行波法和駐波法進行對比;在測量液體密度時,可對讓靜力稱衡法和比重瓶法進行對比;在測量金屬材料彈性模量時可以對靜態(tài)拉伸法和動態(tài)懸掛法進行對比等。在多種實驗方案對比教學的過程中,教師不但要注意引導學生選用不同實驗方案,更要注重組織學生對實驗方案進行分析。這樣才能使學生將所學的理論與實驗操作相結(jié)合,在不斷的分析過程中找到操作過程中的不足,進而提高學生分析問題解決問題的能力。
3對比教學模式的評價體系
在采取多種實驗方案對比教學的時候,由于供學生選擇的實驗方案不是唯一的,各種方案的難易程度未必相同。這種情況下如果沒有一個合理的評分標準,學生為快速完成實驗往往會選擇容易的實驗方案,這樣就達不到預期的教學效果。所以在給出學生成績時,必須充分考慮實驗方案的難易程度,才能達到較好的教學效果,準確體現(xiàn)學生的實驗水平。我們根據(jù)學生選擇實驗方案的難易程度在評分時引入權(quán)重系數(shù),課堂實驗分數(shù)=對所選實驗方案進行實驗操作得分×權(quán)重系數(shù)。由于各實驗所涉及的實驗方案難度不同,所以權(quán)重系數(shù)并不是一個定值,而是根據(jù)實驗的特點分成幾種情況。
(1)對于兩種實驗方案難度相近,實驗操作難度低的實驗,兩種方案都做權(quán)重系數(shù)為1,只用一種方案為0.6。
(2)對于兩種實驗方案難度相近,操作難度高的實驗,兩種方案都做權(quán)重系數(shù)為1,只用一種方案為0.8。
(3)對于兩種實驗方案難度明顯不同的實驗,兩種方案都做權(quán)重系數(shù)為1,選擇難的實驗方案的為0.9,選擇簡單實驗方案的為06。權(quán)重值由教師在課前給出,學生可根據(jù)自己的水平及想要取得的成績選擇實驗方案。為了鼓勵學生勇于創(chuàng)新、積極思考,學生在實驗時有創(chuàng)新或在實驗后能對實驗方案進行深入分析時,可以給其適當加分。
4結(jié)語
教學實踐證明,通過課堂實驗和演示實驗的對比、多種實驗方法的對比以及合理的評分方法,學生對實驗課的興趣和做實驗的積極性都得到了提高。實驗能力強的學生采用多種實驗方案的機會多,在對各實驗方案對比分析過程中收獲較多,相應的實驗成績也較高。實驗能力差的學生,也能為取得較好的成績積極努力,在討論環(huán)節(jié)更加用心,任課教師如果能及時對他們的表現(xiàn)進行肯定,再適當鼓勵,這些學生也能逐漸融入課堂。甚至有一部分同學看到了自己在理論方面的優(yōu)勢,在操作過程中注重理論分析,以理論帶動實踐,不但能很好的完成實驗還能提出創(chuàng)新方案也取得了不錯的成績。

