实验技术论文范文

2022-05-09

今天小编给大家找来了《实验技术论文范文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘要:本文分析了传统金相实验课程教学中存在的一些问题,在“贴近实际工程,以工程技术为主线”的背景下提出了引进多媒体、数据库,完善实验教学手段,夯实实验技能,加强学生实践能力及改革实验成绩考核方式等措施,旨在对实验教学及提高学生实验技术能力进行探索。

第一篇:实验技术论文范文

基于开源硬件的信息技术实验教学 与信息技术实验室建设

● 信息技术实验教学

《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》(以下简称《新课标》)提出了“信息技术课的教学场所将从机房转变为信息技术实验室”,很多一线教师认为这样的提法符合当前信息技术教育发展趋势,能够帮助解决信息技术学科专业化以及在创客教育、STEAM教育深入发展的过程中所亟待解决的一些关键问题,但是,信息技术实验涵盖哪些内容?需要配备哪些仪器、设备、器材?信息技术实验室如何建设?需要哪些软件环境和硬件环境?信息技术实验教学的开展,又能给信息技术学科发展带来哪些契机和挑战?这些都还需要教育工作长期探索、实践和总结。

总体来看,目前国内关于信息技术实验教学的成果,无论在数量方面,还是质量方面,相对都比较薄弱,与国家对信息技术学科实验的重视非常不匹配。以“信息技术实验”为主题在中国知网检索,所得数据质量参差不齐,大量“使用或基于信息技术改造传统实验(物理、化学、生物等学科)教学案例”掺杂在其中,真正的信息技术学科实验很少。知网大成编客栏目2019—2020年连续推出的2辑《中小学信息技术实验教学案例汇编》(限于版面,此处不详述,内容详见http://bianke.cnki.net/Home/Corpus/7397.html、http://bianke.cnki.net/home/corpus/23870.html),则比较全面地梳理了当前中小学信息技术实验教学案例的存量。

● 信息技术实验室建设探索

信息技术课程的前身是计算机课程,这一变化不仅是名称及其所指内容的变化(超越了基于计算机/台式机和网络的教学内容),还体现了课程目标的变革(从计算机素养转变到信息素养的培养),然而一直以来信息技术课程的教学场所始终局限在计算机教室,以应用软件的操作训练和程序设计入门为主要教学形式,远未能跟上课程名称和内涵的变化步伐,与高中阶段育人目标严重不符。

知网大成编客栏目推出的《信息技术实验教学与信息技术实验室建设——信息技术实验教学案例》第2辑第4章综合汇编了“信息技术实验室建设”方面的学术研究成果,主要聚焦在高中阶段。在《高中信息技术必修课实验与实验室建设探索》一文中,钟柏昌考证高中信息技术课程标准首次使用了“信息技术实验室”来指称信息技术课程的教学场所,表明信息技术课程教学不仅需要新理念,更需要新环境。

上海外国语大学附属浦东外国语学校的孙政庭在《新课标背景下高中信息技术实验室建设的构想》一文中,从课程标准出发,分析了各课程模块中对信息技术实验室的具体要求,针对信息技术实验室的物理空间设计、软硬件配置、实验项目的开发完善、教师的素质要求等方面提出了建设构想。信息技术实验室是未来信息技术课程实施的基本保障,是高中学生开展创新型研究和教师开展STEM(STEAM)教学的理想园地,信息技术实验室能够为学生提供理想的数字化学习、实践的场所。

在《支撑多课程生态系统的高中信息技术实验室重构》一文中,孙政庭又提出信息技术实验室建设既要“以标为标”,又要同不断形成的多课程生态系统共生,促成“课程是教师、学生、教材、环境四个因素动态交互作用下的‘生态系统’”,尤其是STEM(STEAM)教育、创客教育、研究型学习项目的实施,使得学科之间、课程与课程之间的联系愈加紧密,相互依存。

● 基于开源硬件开展实验教学与实验室建设

关于信息技术实验等建设无疑会是今后一段时期内信息技术学科教育的一个热门话题,笔者站在《新课标》结构、群众基础和文化自信等角度,认为“基于开源硬件开展实验教学与实验室建设”更能契合《新课标》要求,体现时代精神,展示文化自信,贴合群众基础,在内容和形式上都与当下在中小学校广泛开展的创客教育、STEAM教育实践不谋而合。

1.开源硬件是《新课标》内容之一

在《新课标》的课程结构中,选择性必修模块6为“开源硬件项目设计”,并提出:“基于开源硬件的项目设计与开发有利于激发学生创新的兴趣,培养学生动手实践的能力,同时也是在信息技术课程中实现STEAM教育的理想方法。”开源硬件在《新课标》其他各模块中的描述如下表所示。

从表中不难发现,“开源硬件”在信息技术各模块之间明显起着“共同关联词”作用。实际上,开源硬件对信息技术学科各个模块的“技术设备底层支持”不是巧合,而是在课标修订过程中精心设计的。

2.开源硬件有良好的群众基础

开源硬件、创客教育与信息技术学科教学有着天然的姻缘。“创客教育是创客文化与教育的结合,基于学生兴趣,以项目学习的方式,使用数字化工具,倡导造物,鼓励分享,培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。”

《新课标》要求以主体项目式学习组织教学形式,教学过程要提供技术多样、资源丰富的数字化环境,要不断创设真实的学习情境,要以有实践意义的项目作为教学的主要方式,这就要求教学过程中必须要提供相应的软硬件环境予以支持。开源硬件的开源与开放、分享与协作、模块与复用等典型特征,为创客教育、STEAM项目式学习、信息技术实验提供了良好的载体和媒介。

而《新课标》的颁布,使得信息技术学科看到了具体的操作路径,其中非常引人注目的是选择性必修模块6“开源硬件项目设计”,有很多教师觉得,这个模块仿佛“就是为了普及创客教育设计的”。

3.教学用开源硬件正在从自主走向自信

人教-地图版《信息系统与社会》和《开源硬件项目设计》编委会在教材论证、编写过程中,从众多开源硬件中,选择了两款教学用国产自主的开源硬件作为主体项目学习的主要载体,其中一个是面向物联网的掌控板,另一个是基于Linux系统的开源卡片计算机虚谷号。以此为标志,教学用开源硬件正在从自主走向自信。

虚谷号是一个面向人工智能教学和Python编程学习的中国原创开源硬件平台,板内集成高性能处理器和通用单片机,内置多功能扩展接口和多种通信接口,可以看成是树莓派3与Arduino UNO的合体。掌控板是一款为学习Python编程和物联网应用而设计的开源硬件,内置MicroPython开源嵌入式操作系统,采用国产高性能处理器,集成蓝牙和Wi-Fi功能。

在掌控板、虚谷号、乐造模块和虚谷物联等开源教育项目的基础上,广大一线教师还联合高校、创客空间和创客企业共同发起了“虚谷计划”,共同推进开源创客教育项目走进校园,共同维护开源、分享、交流的网络社区,营造开源文化氛围,打好基于开源硬件的创客教育群众基础,共同促进基于开源硬件的信息技术实验教学实践。

最后,笔者引用吴俊杰老师在《2018展望:信息技術实验室》一文(刊登于《中国信息技术教育》杂志2018年第1期)中的一段话作为对信息技术实验教学和信息技术实验室建设的未来期望:

什么是信息技术实验?

信息技术实验室怎样建?

信息技术实验教学如何开展?

如何通过信息技术实验综合促进学生信息素养的提升?

这些问题都需要认真研究和审视。但庆幸的是,从2012年开始的创客教育和STEAM教育中的一些案例——数量不多,它们当中都有信息技术实验的影子,期望在即将来临的信息技术(信息科技)新课程改革的大潮中,有更多的创客老师,自信地“做一位了不起的信息技术教师”。

作者:梁森山

第二篇:金相实验教学改革及实验技术能力提升探索

摘 要: 本文分析了传统金相实验课程教学中存在的一些问题,在“贴近实际工程,以工程技术为主线”的背景下提出了引进多媒体、数据库,完善实验教学手段,夯实实验技能,加强学生实践能力及改革实验成绩考核方式等措施,旨在对实验教学及提高学生实验技术能力进行探索。

关键词: 金相实验技术 实验教学 实验课程改革

金相实验技术是材料科学与工程专业类学生必须掌握的一门基本实验技能,也是当今金属材料开发、产品质量检验及失效分析常用的分析方法。现代金相检验技术将材料组分—加工工艺—显微组织形貌—材料性能有机关联,为调整材料组分、改善加工工艺,最终提高材料性能提供可靠的技术支持。相较而言,金相实验技术的实践性和操作性很强,其课程目的是使学生一方面掌握金相显微分析的基本知识和方法,加深对相关材料科学理论知识的理解,另一方面在锻炼学生动手实践能力、培养学生实验技能的基础上,着重培养学生在材料研究中观察问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生解决后续实际工程问题奠定基础。

长期以来,金相实验课程教学以理论讲授为主,疏于学生操作实践能力的培养和锻炼。而且,实验讲义所采用的金相组织照片多为试样的典型组织形貌,与工程实际组织相差甚远。因此,针对现行实验教学中的不足,在贴近实际工程,以工程技术为主线的背景下,同时借助我校“卓越工程师教育培养计划”,材料科学与工程学院金属材料工程系在现行实验教学的基础上,针对学生参与实践训练机会少、所学理论知识与工程实际脱节的不足,对金相实验教学进行改革及探讨如何进一步提高学生的实验技术能力。笔者现结合近些年的实验工作经验和体会,提出对金相实验课程改革的设想。

1.引进多媒体、数据库,进一步完善实验教学手段

传统金相实验教学模式中教师先讲解实验目的、内容、原理及方法,借助一些典型的金相显微组织形貌图,对显微组织特征给予必要的文字说明。随后将制作好的若干金相试样提供给学生观察。由于学生自身差异性较大,加之对金相组织形态认同度较低,该种教学方法往往导致学生茫茫然,很难达到实验的目的。多媒体技术及大数据的引入可以很好地解决该类问题。可以将实验涉及的试样标准组织形貌及不同热处理条件下的金相试样利用多媒体呈现出来,将实验内容准确、迅速地传达给学生,让学生首先有充分的感性认识,抓住试样典型显微组织特征,随后有更多的时间观察、体会实验内容。同时,学生在观察过程中如果对组织形貌存在疑问,就可以方便在数据库中寻找。这种启发式的教学势必会提高学生的学习积极性和主动性,实验教学质量也会大大提高。

2.进一步夯实实验技能,增强学生的实践能力

提升学生实验技能最直接、最有效的方法是增加学生动手实践机会。具体做法可以由任课老师讲授完必要的背景知识,学生有初步认识后,分发给每一个学生不同的试样,让学生制备金相试样,完成组织形貌观察分析。在制备试样、观察形貌的过程中对相关理论首先形成自己的体会,然后任课教师进行系统的讲解。这样学生在课堂讲解过程中,可能会有更深入的理解。再有,在金相试样显微组织分析中,学生制备试样,完成金相组织显微镜观察及图像拍照,生生间相互对比观察,了解不同处理条件下试样金相组织形态的特点及观察分析方法。而且在相互对比过程中,既多方面了解不同组织形貌,加深记忆,又比较各自的劳动成果。这样学生更重视也更珍惜自己的劳动成果,形成积极向上、相互竞争的氛围,提高学生的学习兴趣。对于学有余力的学生,可鼓励其参与老师的科研项目,全面开放实验室,为学生提供创新性、研究性试验条件,充分调动学生学习的主动性和积极性。

3.改革实验成绩考核方式

成绩考核是考查学生所学知识掌握程度的一种手段,同时也是调动学生学习积极性的一种有效措施。为全面把握学生的学习情况和实验技能,充分调动学生上好实验课的积极性,构建科学、合理的实验考核体系具有重要的意义。在具体操作过程中,对验证性基础实验可根据学生的实验预习、操作和报告情况进行考核;综合实验主要基于实际工程问题开设,题目具有一定的难度。其目的是让学生充分发挥主观能动性,在探索的氛围中积极主动思考问题、分析问题,提出实验方案最终解决问题。此类实验的考核可结合学生自评或团队互评,最后结合学生各方面的表现由老师进行综合评定,确定每一个学生的实验成绩。成绩考核中应突出学生的主体地位,强化学生的主人翁意识,调动学生参加实验的积极性和主动性,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

金相实验技术是金属类学生必须掌握的一门基本实验技能。用先进的实验教学方法、手段等措施完善实验课教学,进一步提高学生的实验技术能力,培养高素质的学生是实验教师的责任,我们将继续努力对金相实验教学进行改革及探讨。

参考文献:

[1]谷志刚,马胜男,胡亚伦,石萍.开设现场金相实验增强学生实践能力[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2011,13:133-135.

[2]李蛟,张大富,王发刚,杜庆洋,张华.基于材料类本科生实践创新能力培养的实验教学体系改革研究[J].大学教育,2013,20:75-76.

[3]姚鸿年.金相实验技术的现状及其发展[J].理化检验:物理分册,2009.

基金项目:聊城大学实验技术研究项目(LDSY2014004)

通讯作者:王长征

作者:马杰 王长征 黄宝旭 陈辉 赵性川

第三篇:基于自制实验设备的模拟电子技术实验综述

摘 要:针对本校自身模拟电子技术实验教学情况,设计出符合自身需求具有独自特色的模拟电子技术实验箱,并根据自制的实验箱设计模拟电子技术实验项目,通过由易到难的实验内容设置,加深学生对模拟电子技术知识的理解,提高学生的动手能力和创新能力。

关键词:模拟电子技术;自制实验设备;实验综述

实验实践教学是高等教育的一个重要环节,包括各种形式,例如课程实验、学生课外科技活动生产实习和毕业设计等,其中课程实验贯穿大学从大一到大四各个阶段,是实验实践教学环节中一个重要组成部分,课程实验离不开各种实验装置和实验箱。模拟电子技术课程是电子类、信息类等专业重要的专业基础课,是培养高级技术应用型人才硬件能力的一门重要技术基础课程,其工程性和实践性都很强。模拟电子技术实验的主要任务就是通过实验课程,使学生加深对模拟电子技术等课程内容的理解,进行实验技能训练,正确地用实验手段验证所学的理论知识,巩固并加深相关的理论知识,培养学生运用基本理论分析和处理实际问题的能力。模拟电子技术实验箱是传统的教学仪器,而常见的模拟电子技术实验箱中,由于电源部分缺乏保护报警电路,电源接通指示,电源接反报警,实验原理图标注不清晰,隐藏元器件实物,测试点设置不合理等缺点,不利于学生的实验操作和实验原理理解。因此设计出一个符合自身需要的实验箱,并针对此实验设备设计出合理的实验项目,对提高学生理解和掌握模拟电子技术理论起到了至关重要的作用。

1 实验目的

(1)通过实验使学生认识常用的电子元件并熟练掌握其使用方法和测试方法。

(2)通过实验使学生加深对模拟电子技术中典型电路工作原理的理解,掌握其工作特性。

(3)通过实验提高学生动手能力,培养学生解决问题能力和创新能力。

2 实验设备

针对本校模拟电子技术实验课程的具体需求,设计并制作了DXM-1型模拟电子技术实验箱。实验箱如下图所示。

自制的实验箱将模拟电子技术中涉及到的基本知识、基本概念的各种典型实验电路整合在一块实验板中,分区放置,在每个实验区印制具体实验电路图的基础上,使每个元件都放置在正面电路图相应位置中,实验电路中设置了大量的测试点,每个测试点都设有2种测试接口,使得学生在实验过程中真正掌握各种电路的组成、熟悉各种元器件的使用。

实验内容全面,紧扣高等院校有关《模拟电子线路》教学大纲;满足各大中专院校电类专业基础课程教学需要。实验内容从实际出发,由浅入深,由简单到复杂,反复训练。强化学生的分析问题,解决问题的能力,降低了维护成本。

实验箱采用“积木式”结构扩展面包板,可以让学生实验自主设计的电路,使实验和人分级管理,提高学生动手能力,拓宽学生视野,提高学生兴趣,启发学生创新设计思想,提高了实验的扩展性和灵活性。

3 实验项目

针对于自制DXM-1模拟电子技术实驗箱结合《模拟电子技术》教学大纲,设计出模拟电子技术实验内容如右表所示。

实验项目从基础的常用元件,如电阻、电容、二极管和三极管等的识别开始,到学生独立设计实验内容并完成实验的综合性实验,体现了从易到难循序渐进的过程,逐步培养学生对实验的兴趣,提高学生的动手能力和逻辑分析能力。

4 实验方法

(1)电源:将标有220V的电源线连接在实验箱的电源插头处和市电插座,打开电源开关,+12V,-12V,+5V,-5V各自的电源指示灯亮表示实验箱电源正常工作,+12V,-12V,+5V,-5V输出插孔和电压正常输出。

(2)连线:实验箱中电路之间需要连接的地方都是使用专用接线将对应插孔连接起来,该连接线插头可叠插使用,插入时顺时针旋转即可锁紧,松开时反向旋转即可拔出,注意,不能直拔。

(3)实验操作:实验时,首先要阅读实验指导书,弄清楚实验原理。再断开电源的情况下,根据实验原理在相应实验电路中进行接线,在所有线路连接完成,反复检查电路无误后,打开电源。

(4)注意事项:接线时一定要注意实验电路中电源极性以及电压大小,不要接反、接错。在实验过程中发现声光报警,应立即检查电源,排除故障,报警自动解除。如实验中电源指示灯不亮或有异常,应立即断开电源开关。学生不得自行拆卸电源线路板,以免触电。

5 实验总结

本文综述了结合自身模拟电子技术教学特点,自制了DXM-1型模拟电子技术实验箱并设计相关实验内容,实验操作清晰明确,接线简单,测试方便,更有利于学生对原理的理解和掌握。每个实验电路都设有电源接反声光报警电路,防止学生实验过程中电源接反,增强了实验的安全性。在实验电路板中央设置有一个扩展实验区域,通过外扩面包板,学生可在其中搭建自己设计的模拟电路进行实验,极大地提高了学生实验的自主性和创新性。

参考文献:

[1]王翠,吕曙东.“模拟电子技术”实验教学改革探索与实践[J].电气电子教学学报,2019,41(2):152-154.

[2]刘丽丽.模拟电子线路实验教学之反思[J].大学教育,2019,06:97-99.

[3]俞志英,于凡.模拟电路教学实验系统的研究与设计[J].信息技术与信息化,2019,02:140-141.

[4]张科红.模拟电路实验教学改革的探索[J].教育教学论坛,2018,08:146-147.

[5]赵峰玉,马令坤.“模拟电子技术实验”课程改革探索[J].计算机产品与流通,2018.11:214.

作者简介:韩涛(1984-),男,安徽淮南人,硕士,实验师,主要从事模拟电子技术实验教学与研究工作。

作者:韩涛 周孟然 黄友锐 徐善永 陈亮 许青春

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