實驗教學案例全文(5篇)

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

關鍵詞：教學改革；實驗創(chuàng)新；譯碼器

引言

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

1譯碼器特點

譯碼器作為一種常用的數(shù)字邏輯功能器件（圖1），本質特點是：當三個使能端E3，E2，E1接到各自有效電平上的時候，A2，A1，A0輸入000時，對應Y0為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入001時，對應Y1為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入010時，對應Y2為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入011時，對應Y3為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入100時，對應Y4為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入101時，對應Y5為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入110時，對應Y6為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入111時，對應Y7為低電平，其他端口為高電平。如果在譯碼器的輸出端Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0連接8個發(fā)光二極管，當A2，A1，A0輸入依次從000、001、010……跳變到111，發(fā)光二極管依次滅掉，形成“流水燈”的狀態(tài)，這就是譯碼器的本質：“流水燈”。

2譯碼器基礎應用

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

關鍵詞：虛擬仿真；地球科學；教學模式改革

0引言

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

1虛擬仿真技術在地球科學教育中應用必要性

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

2地球科學虛擬仿真教學建設內(nèi)容

一、“一定物質的量濃度溶液的配制”探究性實驗教學案例

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

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

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

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

5.教師在以上基礎上引導學生分析實驗誤差，再引導學生分析引起實驗誤差的原因和操作。

6.課后學生做好實驗課總結，進一步探究提高。實驗課結束了，筆者告訴同學們，實驗課上其他問題利用課外時間探究解決。

【摘要】

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

【關鍵詞】EDA技術；數(shù)字電子技術實驗；運用

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

1EDA技術含義

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

2EDA技術的實驗構架

摘要：針對案例教學法及網(wǎng)絡安全課程教學的實際特點，提出基于情景引導型、實戰(zhàn)演示型、綜合應用型3種教學案例形成的網(wǎng)絡信息安全本科教學案例體系，并結合WannyCry網(wǎng)絡勒索病毒事件闡述情境引導型教學案例設計過程。

關鍵詞：案例教學；網(wǎng)絡安全；教學改革

0引言

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

1網(wǎng)絡安全與管理課程教學的特點

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

2網(wǎng)絡安全與管理課程教學案例設計