科学小实验及原理讲解范文

导语：如何才能写好一篇科学小实验及原理讲解，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

知识目标

1．知道温度表示物体的冷热程度．

2．知道温度计的构造、原理以及摄氏温度的规定．

3．常识性了解摄氏温度和热力学温度的关系．

能力目标

通过观察和分析培养学生的观察能力和分析概括能力．

情感目标

培养学生使用物理仪器测量的良好习惯．

教学建议

本节是初中生接触热学的第一节课，只涉及了热学的最基本知识点．

教材首先介绍“温度”的概念，用实例阐明人类和温度的密切关系，确切知道温度很重要．然后通过一个小实验让学生进一步明白靠感觉的不可靠性，是不科学的．要树立使用工具得出正确结论的严谨科学态度．接着具体讲解了实验用温度计的原理、构造，着重介绍了体温计的的测量范围、最小刻度值、用水银的原理和它的特殊结构及特殊用法．介绍了计量温度的两个不同方法：摄氏温度的规定，具体摄氏温度的读法和专用符号的使用；热力学温度的规定，单位名称、专用符号以及这两种温度计量方法的关系．

在课本的引言部分学生已经明白物理是一门研究力、热、声、光、电等现象的自然科学．本节是研究热学的第一节内容，应该首先向学生交代本章讲的为热学的入门，是热学的基本知识．具体到本节可以从最常见的、比较了解的水的各种形态，不同冷热的水入手．让学生感觉一下水的冷热，提出感觉的不可靠性，进而说明使用仪器的准确性和科学性．过渡到温度计和温度的计量方法上.

强调摄氏温度、热力学温度的规定、正确读法、专用符号的使用以及它们二者之间的关系．

教学设计示例

温度计

课题

温度计

教学目标

1．知道温度表示物体的冷热程度

2．知道温度计的构造、原理以及摄氏温度的规定

3．常识性了解摄氏温度和热力学温度的关系

教学重点

温度计的构造、原理以及摄氏温度的规定

教学难点

摄氏温度和热力学温度的关系

教学方法

讲授、实验

教具

玻璃杯、热水、冷水、实验用温度计、体温计、寒暑表、冰块

知识内容

教师活动

学生活动

一、复习引言部分

物理是研究力、热、声、光、电等现象的自然科学，

二、引入新课

指出温度跟人类生活的密切关系，温度的概念．引导学生发现感觉的不可靠，

三、实验用温度计

温度计原理：利用液体的热胀冷缩来测量温度．观察温度计的构造、测量范围及分度值．

四、摄氏温度

讲解摄氏温度的规定，每个分度值代表1摄氏度．摄氏温度的正确表示方法及正确读法

五、热力学温度

介绍宇宙温度的下限――绝对零度，以绝对零度为起点的温度计量方法叫热力学温度．

热力学温度和摄氏温度的关系

六、体温计

着重讲解体温计的原理、测量范围、最小刻度值、特殊结构及用法

七、小结

温度计原理和温度的计量方法

八、作业

P46—1、2、3

教师引导学生实验：去体验先后把手放在冷水热水以及温水中的不同感觉

教师出示实验用温度计，引导学生进行观察．

出示体温计，引导学生观察．示范用法并引导提问

自己得出结论：冷热只是相对概念，靠感觉根本区分不了温水的冷热程度

学生总结得出温度计构造、测量范围，并提问：C的意思和分度值代表什么？

观察细节，并提问

探究活动

【课题】

人类的“热”现象的探索和利用

【组织形式】

学生小组

【参考题材】

1．热力学发展的历史．

2．我国古代对热的认识．

3．温度计的类型和发展．

4.生活中的热现象．

【评价】

1．所查阅的资料．

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一、指导思想

向学生弘扬科学精神、普及科学知识、传播科学思想，形成爱科学、讲科学、用科学的浓厚氛围，全面提高广大学生的科技素养，是当前教育的发展方向。通过科技实践，使学生掌握必要的实践技能，激发学生对科学技术的兴趣，提高学生的创新意识和实践能力，引导学生树立科学思想、科学态度，逐步形成科学的世界观，了解科学技术的发展的状况，为今后创造性地参与科技活动和社会实践打下基础。通过参观博物馆，了解县情，增强爱国情怀。

二、主要目标

以推动科技教育的发展，广泛开展多种形式的科普教育活动，提高小学生科学素质为主要目标。使学生对科学探究感兴趣，初步形成科技意识，初步养成勇于探索、追求新知、实事求是的科学精神和动手动脑能力。

三、活动目标

1、培养学生探究性和不断钻研的学习习惯。发展学生的兴趣爱好与特长，使学生初步树立正确的科学价值观，建立科学的信念。

2、通过各种科学实践活动，培养学生独立思考和独立完成任务的能力、动手实践能、创新意识和创新能力。

3、通过小实验和各种研究活动，掌握科学观察的方法，培养解决实际问题、动手实践的能力。初步学会科学实验的方法，具有一定的实验能力。

4、通过参观博物馆，增强学生对历史的了解，加强学生文物的保护意识，培养学生的爱国情怀。

四、活动的时间、地点、对象及规模

1、活动时间

20xx年10月12日——11月16日

2、活动地点：

xxxxx科技馆      博物馆

3、活动对象及规模

县直各学校学生

五、活动内容和方式

活动主要以 “参观科技活动室”、 “科技实践”和“参观博物馆”的方式开展。（内容见表1）

1表1   科技探究实验

序号

名称

主要内容

1

光琴

演示用光信号的变化实现乐曲演奏。

2

驻波

演示驻波的存在。

3

共振鼓（共振环）

演示声音的共振或共鸣。

4

龙卷风

模拟龙卷风的形成。

5

排箫

通过多根不同高度空气柱固有频率与某一环境的杂音频率产生的共振，实现声音高低的变化。

6

动画转盘

演示视觉暂留现象，模拟动画原理。

7

离心力

通过转轴速度的变化，演示离心力的大小。

8

物体上滚

利用物体重力和重心的关系，实现物体向上滚动。

9

漩涡

通过产生漏斗形旋转面，演示漩涡的现象。

10

雅各布天梯

演示电弧产生和消失的过程。

11

辉光球

演示气体分子电离产生电弧。

12

电子技术组合包

搭建实物模型，通过编程，模拟其工作过程，了解现实中的工作原理。

13

机械与结构原理组合包

14

智能搭建式工程创新套件

六、活动安排

第一阶段　参观科技活动室

通过展示和讲解各种模型现象，培养学生对日常生活中各种物理现象的认知能力。

第二阶段　面向生活——科技实践活动

学生动手搭建我们生活中常见事物模型（路灯、路障、自动门等），通过简单编程，模拟它们的工作过程，了解它们的基本原理。

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关键词：激光原理；教学实践；教学体系

南京航空航天大学以育人为本，不断丰富和发展办学指导思想。树立并践行“三个为本，三个促进”的办学理念，即“以育人为本，促进人才辈出；以学术为本，促进学术繁荣；以航空为本，促进特色发展”。 把提高质量作为学校教育改革发展最核心最紧迫的任务，坚定不移地走有特色、高水平、内涵式发展道路，形成人才培养新优势，努力出名师、育英才、创一流，在加快建设高水平研究型大学的进程中取得新的更大的成就。

学校学生来自全国各地。长三角地区光电子行业非常发达，考虑到这些因素，对本课程，定位为光电信息科学与技术专业的专业课程，目标是使学生掌握激光器运转的基本物理原理，为后续专业课程的进一步学习奠定基础，为今后在光电子学及相关的电子信息科学等领域从事学术研究和教学工作奠定扎实的理论基础，服务江苏，兼顾长三角，播及全国。

1、教学方法与教学手段

《激光原理》是高等院校光电子技术和有关专业的一门极其重要的专业基础课程[1]。是学习相关课程“激光器件”、“激光技术”、“激光应用”的基础，也是学习光电子学、激光化学、激光生物学、激光光谱学、非线性光学等新的交叉学科的重要基础[2]。为此，除严格的课堂教学以外，我们还配合一些课程设计、专题课堂讨论及前沿学术动态讲座等多种形式。在介绍课程的学习意义时，采用启发式的教学方式[3]。从激光发展历史和相关技术入手，介绍了激光科学技术近50年的发展，其应用遍及科技、经济、军事和社会发展的许多领域。本课程制定了详细的教学内容，明确了教学目标。讲述激光器基本原理、开放式谐振腔理论，讲授激光振荡和放大理论。经过系统地学习，使学生掌握产生激光的基本原理和处理激光问题的基本理论和基本方法[2]。

2、课程的重点、难点及解决办法

本课程是一门理论性较强的课程。主要阐述激光器的基本原理和理论。本课程的重点，是要掌握激光器的基本原理、光谐振腔理论、激光振荡理论。光和物质的共振相互作用是激光振荡和放大的物理基础，这一部分的重点放在阐明光和物质的共振相互作用的基本物理过程和主要理论分析方法方面，课程的难点也在此处[4]。采取多样灵活的教学手段。课堂教学包括：课堂讲解、PowerPoint幻灯片课件、课堂小测验、课堂提问、笔记检查、课后作业、作业及课堂小测验讲评等。十分重视该专业学生英文水平的提高，并一直坚持在讲课中尽量向学生介绍英文的专业词汇。教会学生正确的学习方法。要学好本课程，学生们要建立一套适应于理论知识学习的科学的学习方法，更重要的是，掌握基本物理过程和主要理论分析方法，要求学生必须通过对知识的理解和消化来学习和掌握知识，培养知识的实际运用能力。针对教学内容中的重点和难点内容，采取重点授课，讲解细致、详尽，增加学生的实践机会等措施，使学生真正理解和掌握重点、难点内容。

3、教学资料与实践

我们采用的教材是高等学校电子信息类规划教材“《激光原理》” （第五版），由清华大学周炳琨院士担任主编。一方面，补充一些基本知识，例如学生没有学习过原子物理的有关知识，在介绍激光基本知识时，加入了有关能级的一些知识点，有利于学生对后面内容的了解和掌握[5]。另一方面，随着激光科学的发展，主讲教师在授课中不断及时补充内容，及时反映国内外激光科学的最新进展，使学生及时了解该学科的发展动向；吸纳兄弟院校本课程的教学经验，取各家之长，丰富我们的教学内容。与《激光原理》课程配套的激光专业实验教学日趋完善，目前已经开设了高斯光束参数测量及透镜变换实验、半导体激光器系列实验、连续激光相位调制实验、激光散斑干涉计量、激光全息干涉振动分析、脉冲调Q Nd：YAG倍频激光器实验、氦氖激光器模式分析实验[6]。随着激光原理和相关科学技术的发展，实验室老师正在筹建新的激光实验，并撰写了现代光学实验指导用书。新的实验设备已经编入211工程学科建设预算，正在采购中。专业实验室面积扩大到250平方米[7]。。我们还与南京东方激光、南京煜宸激光科技、南京激光仪器厂、江苏恒达激光图像、江苏联正利惠激光科技等企业有长期稳定的教研合作关系，经常派学生去实习，或请对方专家来学校交流指导学生。

4、总结。依据教研融合、开放共享和体现特色与水平的原则，以理论与实践结合为特色，阐述了激光原理教学体系建立和完善的经验。目前，已完成了激光原理的课程建设，包括课程教学内容项目建设、实验课程建设等。本课程紧密跟踪学科前沿，一贯坚持把前沿研究内容及时充实到课堂教学活动中，引导学生接触前沿学科知识，保持课程内容的先进性。教学科研互促共进。教学手段丰富灵活。

参考文献：

[1] 周炳琨，等. 激光原理[M]. 北京：国防工业出版社，2009.

[2] 苏红. “激光原理”课程的专题研究型教学方案探讨[J]. 电气电子教学学报，2011， 31（3）： 34.

[3] 苏红. 《激光原理》教学方法的初探与实践[J]. 中国校外教育，2009， 08： 90.

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一、在课堂教学中要注意提问的方式

为激发学生的求知欲，可以从以下几个方面进行提问。

1．联系学生的知识，层层深入提出问题，导入新课

例如，在讲解串联电路的特点时，我设计了如下问题：调光台灯的亮度（或收音机音量的大小）与什么有关？（答：与电流有关。）改变电流大小有哪些方法？（答：改变电压或电阻。）改变电阻有哪些方法？（答：改变导体的材料、截面积、长度以及温度。）我们学过的什么仪器可调节电流的大小？（答：滑动变阻器。）滑动变阻器如何连接在电路中？（答：串联。）进而提出滑动变阻器串联到电路中后，各部分电路中的电压、电流如何？自然导入了新课。这样设计的问题，结合学生熟悉的事物，容易引起学生的兴趣。

2．联系实际列举式提问

在单元或综合复习时，由学生联系所学的物理知识，列举日常生活中的实例说明物理现象或原理。例如：“举例说明分子是运动的”，“举例说明应用杠杆原理的工具”。这一类问题有利于激发学生积极思考、努力搜寻记忆中的生活知识，在相互启发下，可举出更多的例子。我处理这一类问题的方式，一般是将学生举的例子简要记在黑板上。再由学生分辨哪些举例是对的，哪些错了。然后再把对的进行分类。例如上面举例中的第一题可分成气体、液体、固体三类分子运动现象；第二题可按省力、费力、既不省力也不费力的杠杆分类。这样处理可以培养学生的综合分析能力，加深对知识的理解。

3．物理知识应用性提问

学生如果在教师的启发下，运用学过的物理知识成功地解释或解决日常生活中的一些现象和问题，他们不但会感到一种学以致用获得成功的喜悦，而且还能激发积极思考，培养运用所学的知识动手动脑解决实际问题的好习惯。“热水瓶是如何防止热传递的？”这是教师提问的一般方式，学生也能做出正确回答。我尝试改成这样的问题：热水瓶外层玻璃破碎后为什么不保温；新买的热水瓶不保温可能是什么原因？对照实物让学生对不锈钢保温杯与常见的玻璃保温杯的保温原理和保温性能进行分析及比较，在课堂上引导学生做出正确解答。如果有条件，针对课堂提出的问题，安排学生课后进行一些小实验、小修理、小制作，对加深知识的理解和记忆更有帮助。

4．引起争论，激发思考的提问

争论可使学生的思维始终处于活跃状态，通过争论解决的问题，理解特别深刻，其效果是一般性讲解所无法达到的。容易引起争论的，往往是生活中碰到的现实与物理原理表面上相“矛盾”，或者平时形成的概念与严格定义的物理概念不一致的问题。设计一些问题，引起学生的争论，对澄清学生的错误认识大有好处。例如力学中“力是不是物体运动的原因？”以及“在平地上挑着东西前进做不做功？”等问题，引导学生对照所学的知识进行分析辩论，收到的效果比较理想。

二、在物理实验教学中注重探究创新能力的培养

在中学物理实验教学中应如何培养学生的创新能力呢？

1．变演示实验为探究性实验，培养学生的创新能力

以前，课堂演示实验一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探索性实验，让学生充分动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，有利于学生创造性思维的激发。

2．采用多种实验方法，活跃学生的思维

对于学生分组实验，我们在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在确定目标的过程中有全局观点，在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析、抽象、概括和综合表达能力得到训练和发展。

3．创设实验问题，促进学生创新能力的发展

创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合。这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段，将多种教学方法进行优化组合，用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此，除了演示实验和分组实验之外，在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中，也可以发展创造活动，鼓励学生创造。

三、注意初中物理教学中的趣味性

1．教师教学语言表达的趣味性

物理教学过程中，教师讲课时的语言感染力有着非常重要的作用。特别是对天真活泼、好奇敏感的初中生，效果尤其明显。语言风趣、讲解生动，学生就愿意听并引起高度注意，能够让他们在轻松的环境中接受知识、增强技能。

记得我刚走上教育岗位时，学校里有一位数学老教师上课的语言特别有趣，学生上课感到很“有劲”，教学效果也相当不错。正是因他的语言表达上很有特点，趣味性强，有时尽管上课讲解中还不断夹杂些地方话，但仍很能引起学生的注意，其教学效果相当不错。

我结合自己在物理教学中的具体情况，逐渐将这种趣味性很强的教学方式用于物理教学中，形成自己的教学风格。例如：在讲解用天平称量液体质量时，最后要用总质量减去烧杯的质量，这样学生不容易记忆。如果给学生讲最后要“除皮”，学生就容易记牢。

2．现代教学设施应用中的趣味性

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关键词：多媒体化学课堂教学兴趣

一、运用多媒体资源导入新课。激发学生学习化学的兴趣

导入新课，是课堂教学的重要一环。“好的开始是成功的一半”，在课程的起始阶段，迅速集中学生的注意力，把他们的思绪带进特定的学习情境中，激发起学生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲，对一堂课教学的成败与否起着至关重要的作用。运用多媒体导人新课，可有效地开启学生思维的闸门，激发联想，激励探究，使学生的学习状态由被动变为主动，使学生在轻松愉悦的氛围中学到知识。

在化学教学中，运用计算机辅助教学，可以为学生创设丰富多彩的教学情境，增设疑问，巧解悬念，激发学生获取知识的求知欲，充分调动学生的学习积极性，使学生由被动接受知识转为主动学习，积极配合课堂教学，主动参与教学过程，从而提高学习效率。进人新课的学习时，在导人中枯燥无味的讲解或者是煽情的演说有时无法激起学生学习的兴趣，也不能充分发挥学生学习的主动性。运用多媒体资源创设轻松愉悦的情景，则能拨动学生的心弦，深深地吸引学生，并使学生受到感染和教育。例如在讲解晶体的类型和性质时，笔者运用网络资源在轻柔的音乐声中播放晶体的工艺品和多彩的人工水晶，让学生感受化学的神奇，激发学生的好奇心和求知欲。

二、运用多媒体资源创设情境，加深学生对化学知识的理解

抽象的化学概念及原理;看不见也摸不着的物质微观结构;不易观察的化学现象展示;分子晶体、原子晶体、离子晶体结构的理解，即使教师的语言表达能力再好也很难吸引学生，更难让学生真正理解内容的本质，而运用多媒体投影则能使抽象的内容变得形象，让学生直观形象地认识微观世界，更容易了解化学变化的实质，真正理解化学原理。例如在讲分子在化学变化中可以再分，而原子在化学变化中不能再分的知识点时，笔者利用网络找到了水通电分解生成氧气和氢气的微观结构的变化，形象而生动地反映了化学反应的本质，使抽象的知识变得很直观、很形象，从而加深了学生对知识的真正理解。

三、运用多媒体资源加深学生对实验现象的观察和理解，提高化学教学效果

化学是一门以实验为基础的自然科学，它的研究方法一般是在观察和实验的基础上，对化学现象进行分析、概括，从而建立化学概念和原理，进而形成化学理论。由于化学这门课实践性强、概念多的特点，直观教学在化学教学过程中占有相当重要的地位。传统的直观教学主要是运用演示实验、教学模型和教学挂图等进行的。但这些手段有较大的局限性，如有的可见度小;有的演示现象瞬息即逝;有的限于条件演示效果很差;挂图所提供的只是静止的画面，对讲解现象的过程不是很适用;模型本身又不易拆开，工作时各部分的活动情况不易看清楚;正因为这些局限性，因此教师感到难教，学生感到难学，而采用多媒体教学手段可以排除这些局限性，弥补传统直观教学手段的不足。所以对于一些较复杂、有危险、要求高、时间长的实验，不适合课堂演示，则可拍成录像，或制作动画于课堂播放。这样，既保证了实验的真实性和直观性，又便于观察实验现象，同时也提高了课堂教学效果。如讲生石灰 加水放热煮鸡蛋的实验时，由于实验要求生石灰的量很 多，加少许的水才能放出大量热，而生石灰在实验室极容易变质，实验很难成功;同时也为了节约药品，笔者采用录像播放的形式，实验即真实，现象也明显。又如讲金属和硝酸反应不生成氢气而是生成水和其它气体，也不太适合做课堂演示实验，笔者也采用录像播放的形式，现象既明显，又解决了污染问题。还有:在讲金属铁锈蚀的条件探究时，由于实验时间很长，短时间内无法看到现象，采用录像形式，缩短时差，让实验的操作、过程、现象都一目了然，那么实验探究的结果也就了然于心，教学的效果更不用说。

四、运用多媒体资源对学生进行思想品德教育

运用多媒体资源播放酸雨造成的危害，水的污染、白色污染等人类自己给我们的环境带来的破坏和灾难，让学生自己明白保护环境的重要性，告诉学生保护环境必须从我们自己做起，能适时地对学生进行德育渗透，使学生受到良好的思想品德教育。

五、多媒体资源在应用中需注意的几个问题

1.选择多媒体课件应注意科学性、技术性、艺术性的统一

选择化学多媒体资源要注意内容正确，不违背科学原理。所选用的课件不仅要符合化学学科的认识逻辑、教学规律和《课程标准》的要求，创设情景时要注意问题的思考性，让学生通过情境刺激，主动进入积极的思维状态，还要注意问题的趣味性和真实性，还要对学生身心发展起到正面的促进作用。多媒体资源的设计要符合美学原理，教学内容的表现要具有艺术性，做到文字优关醒目，字体大小适宜，画面简洁生动，音乐富有感染力，教学内容富有表现力。

2．不能用多媒体资源取代化学实验

化学是一门实验性很强的学科，许多概念和原理的阐释都是建立在实验的基础上的，教学中不能盲目用多媒体等手段去替代化学实验。在运用多媒体课件的同时要加强学生实验能力的培养。多媒体资源无论做得多么逼真，毕竟只是化学现象的模拟，而不是真实的实验现场，如果用它来代替现实的实验，不利于培养学生动手实践的能力。同时，由于模拟实验的条件十分理想化，而真实实验过程中实验条件的改变、实验条件控制的微妙变化等都可能带来实验结果的不同。因此，多媒体资源只能辅助化学实验，弥补实验的不足。

3.多媒体资源的应用必须适时、适度、适当

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一、讲故事，学知识

好的课堂导入能够激发学生的学习兴趣，引发学生的求知欲和好奇心，使其产生强烈的学习欲望，因此可以说：好的课堂导入就是课堂教学成功的一半。

在本节生物课堂教学中以讲故事导入。利用课件呈现“关于酶本质的探索”材料的同时教师绘声绘色地讲解酶发现的历史，讲解过程中突出巴斯德与李比希关于发酵过程中有无细胞参与的争论、酶的作用以及酶的化学本质的不断探索与完善过程。通过科学家面对争论，搜集、加工资料，探索问题解决的过程，激发学生对新知识的学习热情，使学生产生迫切获取新知识的欲望。把学生引入我们创设的问题情景之中。

1、请同学们分析材料尝试总结酶的概念，但是由于难度较大我们可以将问题进行分解、细化来降低难度。首先请问根据材料可知酶的来源是什么？活细胞，材料中显示德国化学家毕希纳通过研磨等方法从酵母细胞中获取了引起发酵的物质并命名酿酶。

2、酶的作用是什么？催化作用，材料中提到脲酶能够催化尿素分解成氨和二氧化碳。

3、酶的化学本质是什么？蛋白质或RNA，材料中提到科学家萨姆纳提纯脲酶结晶并用多种方法证明脲酶的化学本质为蛋白质，之后美国科学家切赫等又发现少数RNA也具有生物催化作用。

结合这三方面的内容得出酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。

这样不仅能让学生体会到科学家探索发现过程的曲折与艰辛，并且鼓励学生对阅读材料进行分析、总结、归纳，逐步提高信息处理和自主学习的能力。

二、勤动手，学科学

生物科学是以实验为基础的自然科学，科学实验不仅锻炼学生的动手能力，使学生掌握实验的基本技能，更能激发学生探索求知的欲望，是培养初步研究能力和创新能力的切入点。

从发现酶到认识酶再到应用酶经历了漫长的过程教师要引导学生像科学家一样思考，来认识、探究“酶的特性”。教师引导学生按照课本中“边做边学――认识酶”阅读课本，探讨实验的原理，通过实验材料的选择、对照试验的设置、实验步骤、实验现象的记录与分析以及注意事项等引导学生设计实验，掌握实验设计的一般原理。并在此基础上拓展练习，尝试自主设计、探究“酶具有高效性”。

教师在学生做实验期间围绕各组巡视，参与学生的讨论，及时解决学生在实验过程中遇到的问题，最后评选出优秀小组和优秀实验设计方案。在实验设计及实验操作过程中有创新精神及大胆质疑的小组或个人也酌情加分。

三、联系生活实际讲原理

同学们通过实验真正理解了“酶具有专一性、酶具高效性”，课本中“知识海洋――酶催化高效性的实质”中进一步指出酶催化作用的实质就是降低化学反应活化能，使化学反应在较低能量水平上进行，从而加快化学反应。但是这一原理比较抽象，同学们即使认真阅读材料了，也无法真正理解其中的含义。在教学过程中可以将这个原理通过生活化的类比，再通过生动的语言进行阐述，就能使其通俗易懂：如果把化学反应比作驾驶车辆翻一座高山，那么加热、加压相当于给汽车加大油门，而用催化剂则相当于帮驾驶员找到一条穿山隧道。最后用一个动画来总结酶的作用及原理。

这就是利用学生的生活经验通过生活化的形象比喻，可以化复杂为简单，化抽象为直观。

四、知识来源于生活，又最终服务于生活

认识了酶，通过实验我们又了解到酶具有专一性和高效性，那么酶又在生活中有什么应用呢？学生通过课前预习能够回答酶的应用较为广泛： 加酶洗衣粉、酶作为药物帮助消化、生物酶牙膏等等，其中加酶洗衣粉最为熟识。因此我们可以以此为例，设置问题进一步引导学生应用知识解答生活中的问题。

课堂教学过程中拿一袋洗衣粉，让学生自主观察洗衣粉袋上的说明，小组讨论回答问题。

1、洗衣粉能够有效去除血渍、奶渍，结合酶具有专一性的特点回答该洗衣粉中添加了什么酶？它们的作用是什么？蛋白酶可以去除血迹、奶渍（其主要成为为蛋白质）等污物；脂肪酶去油渍；淀粉酶去粥，面条（其主要成分是淀粉）之类的污物；纤维素酶可以去除织物表面的微毛和绒球，使衣物更平整。

2、说明书上说清洗衣服前要浸泡15分钟，为什么？酶的作用较慢，因此使用加酶洗衣粉时应将衣物在加酶洗衣粉的水溶液中浸泡一段时间，再按正常方法洗涤衣物。

3、为什么用温水溶液浸泡？水温是多少洗涤效果最好？适宜温度为15- 60℃。50℃效果最佳。超过60℃时，蛋白酶因高温变性，失去活力，反应速度迅速下降；水温低于15℃时，酶的活性发挥不足，虽未失效，但洗涤效果不佳。

4、洗衣粉包装袋上的注意事项中提示该洗衣粉适用于棉、麻、化纤以及其混纺等衣物，请勿用于洗涤丝质或毛料衣物。为什么？因为丝质、羊毛衣料均属于蛋白质纤维衣物，蛋白质不耐酸碱，遇酶被消化，因此不能使用加酶洗衣粉，否则会损坏衣物，衣物发黄。

5、为什么对特别脏的衣物或洗衣量较大时，适量增加洗衣粉的用量？用加酶洗衣粉洗涤衣物上的污渍的过程其实就是一个酶促反应过程，而酶的浓度以及底物浓度会影响酶促反应的速率。衣物上的污渍就是参与反应的底物，而洗衣粉量越大参与反应的酶也越多。当底物浓度大大超过酶的浓度而其他条件适宜且不变时，酶的浓度与酶促反应速率成正比。

6、水质对洗衣粉的洗涤效果有没有影响？为什么？有关系，因为PH也会对酶促反应速率有一定的影响。

因此我们可以总结出酶促反应速率与反应体系中的PH、温度、酶浓度和反应物浓度有密切关系。

课后给学生布置一个小任务：回家之后观察父母使用加酶洗衣粉的方法是否正确，如果有错误，希望同学们能够为家长讲解加酶洗衣粉的洗涤原理并督促家长正确使用。

这样使学生真切地体会到所学的生物学知识能够切实指导我们的生活实践，提高学生学习生物的必要性的认识，激发学生的学习兴趣。

参考文献

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关键词 自动控制原理 教学改革 中学数学 教学方法

中图分类号：G424 文献标识码：A

On the "Automatic Control Theory" Teaching Reform

WU Yuanyuan[1]， LI Qingbo[2]

（[1] School of Electric and Information Engineering， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou， He'nan 450002；

[2] College of Mathematics and Information Science， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou， He'nan 450002）

Abstract For students majoring in electrical and automation，《Automatic Control Theory》is a professional basic course with complex theory and formula， then it is difficult to teach and study. From the aspects of "Automatic Control Theory" course teaching reform， the reform of teaching contents， teaching methods and experiment are discussed in this paper.

Key words Automatic Control Theory； teaching； reform； junior mathematics； learning style； teaching methods

自动控制原理是电气及自动化类专业的专业基础课，是理论性和工程实践性较强的技术学科，是学习一些后续课程所必要的理论基础。对于学生来说，学好该课程，具有十分重要的意义。因此，对自动控制原理的教学问题进行探究，以取得好的教学效果是有十分必要的。

自动控制原理是一门多学科交叉的课程，它要求具备高等数学、电路等课程的基础，尤其要求扎实的数学基础。大量的数学推导，抽象且难以理解，而实验环节课时少，不能及时实验，造成理论脱离实际。此外，教学手段的单一也使得教学过程枯燥乏味，难以激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。针对自动控制原理的课程特点以及各专业学生的反馈意见，通过在具体教学过程中通过不断更新课程内容，不断尝试新的教学理念和教学方法，在教学内容、教学方法以及实验环节等方面都进行了改革和探索，取得了较好的教学效果。

1 教学内容改革

1.1 选择教学内容，详略得当

自动控制原理课程包括经典控制理论的时域分析法、根轨迹法、频域分析法、系统校正、非线性系统分析和部分现代控制理论等内容，信息量非常大。如何在有限的课时要求下，选择适当的教学内容是课程教学改革的首要问题。

课程内容多，课时相对较少，那么就需要我们精选重点内容，并且可以弱化数学推导过程。例如时域分析部分，可以重点讲解一阶系统和二阶系统对于阶跃信号的响应分析，而对于其他典型信号的响应分析可以简单介绍其结论。这里提出的弱化数学推导过程要适度把握。有些方法和结论的证明，如稳定性代数和判据的证明等可以省略，侧重讲解判据的含义及应用。但有些内容，如拉普拉斯变换及性质等数学内容，要求学生必须熟练掌握，可以根据学生的程度适当讲解。

1.2 提炼教学内容，思路清晰

教学并不是简单机械地按照教材内容教给学生，而是需要提炼教学内容，加入自己的理解或是想法，要让整个教学内容思路清晰。自动控制原理中，不论前几章的连续系统还是后面的离散系统，内容都是循着基本概念―系统建模―系统分析―系统设计这样一条线来安排的。在讲解每一章节时，要提炼精髓。例如，系统数学模型这一章，时域（微分方程）、复域（传递函数）和频域数学模型（频率特性）以及相互转换关系可以用画图的方法表示，既精练又清晰，如图1所示：

图1

1.3 拓展教学内容，激发兴趣

对于大学生的课程教学，不能单单着眼于教材，要适当地把一些新技术、新方法以及新问题融合到教学中去，将课程教学内容的基础性和先进性、前沿性相结合。伴随着控制技术与计算机的发展与应用，新的控制理论、控制策略也越来越多，在讲授控制理论基本知识的基础上，简单介绍控制理论的前沿技术、发展趋势和热点问题，如鲁棒控制、最优控制、模糊控制和神经网络控制等控制理论新方法，从而提高学生的学习兴趣，拓展学生的知识面，启发学生的创新意识。

2 教学方法改革

2.1 重视板书教学方法，灵活组织课堂教学

随着教学条件的改善，越来越多的课程教学改革把多媒体教学当成了主要的教学手段，从而忽视了传统的板书教学。在大学课程教学中，有时黑板成了摆设，一节课上下来，黑板上没有一个字。课件一页一页翻过，学生想回头看看前面的内容很不方便，甚至听着后边的内容，前面讲的什么都忘记了。尤其自动控制原理内容多，信息量大，因而在课堂教学中，把每次教学内容的提纲以及重要概念名称板书下来，这样学生可以很容易地把握每节课的主要内容。

2.2 辅助多媒体以及Matlab仿真软件等现代化教学手段

传统的板书教学方式虽然对课堂教学有着不容忽视的作用，但是从信息量方面来说，教学效率偏低。因此，可以辅助多媒体等现代教学手段，节省了一些时间（如板书时间、画图时间等），充实了课堂教学内容。此外，利用Matlab仿真软件辅助教学，对系统进行时域分析、根轨迹分析、频域分析、系统校正等问题进行仿真，有助于提高学生的学习兴趣，加深学生对概念的理解。

3 实验环节改革

实验环节是自动控制原理课程教学的一个重要环节，而往往也是一个容易忽视的环节。对于实验环节，一般存在课时较少、实验设备老旧等客观问题。一个简单的实验，由于电路和线路老化，需要反复调试、检验，学生做实验的积极性得不到提高。另外学生所做的实验多为验证性或演示性实验，能让他们自己动手设计、实现的综合性实验不多，难以培养他们的实践创新能力。根据实验室现有条件，合理安排实验课的时间和内容，压缩验证性实验，增加演示性实验和综合性实验，以加深学生对理论知识的理解和掌握，激发学生的学习兴趣和热情，培养学生的动手能力和创新能力。

自动控制原理课程是电气及自动化类相关专业的一门重要的专业基础课，对学生后续课程有重要的作用。该课程的学习，有助于提高学生的分析能力、动手能力和创新意识，因此针对该课程教学中的问题，通过教学改革，提高教学质量是非常必要的。

参考文献

[1] 冯巧玲.自动控制原理（ 第二版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[2] 于冰.《自控原理》课程教学改革的探索与实践[J].宁波高等专科学校学报，2000（2）：88-91.

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关键词： 小实验 物理课堂 课改深水区

物理学是一门研究物质世界的自然科学，是一门建立在观察和实验基础上的学科，但是传统高中物理课堂实验显得过于学术死板，学生操作兴趣不高，课堂因此死气沉沉。小实验分为课内小实验和课外小实验，具有较强的灵活性与实用性，可以非常好地解决这一现状，因此需要我们在课堂上大力开展，致力于增强课堂教学效果。

一、就地取材，废物利用

小实验不像教材上的实验一样需要非常规范的步骤和精密的仪器，生活中随处可见的材料都可以帮助我们完成小实验，引导学生就地取材、废物利用开展小实验，还可以大大活跃课堂氛围，让他们感受物理与生活息息相关。

如讲解高中物理人教版教材必修一第一章第二节《时间和位移》这节课时，教学目标是让学生们理解时间和时刻、位移和路程的联系和区别，并让他们初步掌握矢量和标量的相关知识。上课时，考虑到学生刚刚进入高中，物理知识基础还不是那么完备，所以放慢上课进度。在讲解时间和时刻的概念时，为了让他们更好地理解，我问他们：“有人带了自己每天的时间安排表么？有人仔细看过学校的课程时间安排表么？”这时有学生拿出自己的生活安排表，我直接从班上拿出学校的课程安排表向他们讲解：“课表上写12：00下课，12：00这一瞬间就是一个时刻，11：00―11：10课间休息，这就是一个时间间隔。”之后让学生结合我的讲解小组交流自己理解的生活安排表，同样的，我在讲解路程和位移的概念时，找几名同学在教室内走一圈，并让他们说出刚刚的位移是多少，路程是多少。对于那些还是无法理解的同学，我让他们自己在教室内走动体验，以帮助他们区分这两个概念。

在上面案例中，我通过就地取材，以课程时间表和安排学生在教室内走动这两个小实验的开展，不但大大活跃了课堂氛围，还帮助学生们更深刻地理解知识，无形中提高课堂教学效率。

二、自主设计，匠心独运

所谓小实验的灵活性，指小实验没有那么多条条框框的束缚，很好地激发学生的创造精神，要求我们在课堂上鼓励学生自主进行小实验设计，大大提升课堂底蕴。

比如讲解人教版高中物理教材必修一第三章第三节《摩擦力》这节课时，教学目标是让学生知道静摩擦力及滑动摩擦、滚动摩擦的现象与规律，并能明白影响摩擦力的因素，学会一些简单计算。上课时，讲解到摩擦力的概念，即阻碍物体运动或相对运动趋势方向的力叫作摩擦力，而这一概念很容易让学生陷入一个误区，让他们以为摩擦力都是阻力。为了避免这种情况发生，我让学生以小组为单位，自主进行简单的小实验设计，以证明摩擦力可以是动力。学生小组内交流一段时间后，选择几个组上讲台演示实验，有的组是按照图1设计的：下面为几根圆杆铅笔，再往上是两本大小不一的书，按照图1的方法推上面的书，下面的书也会跟着向前移动，这时对这本书来说，就是摩擦力作为动力做了功；还有的组想到传送带的例子，并进行了演示；也有的组想到了蹬自行车的例子，并进行了简单的讲解等。这些小实验都证明了摩擦力可以是动力，大大强化教学效果。

在上面案例中，通过组织学生进行小组小实验自主设计，不但激发学生学习物理的兴趣，更大大开阔学生思维，培养创新精神，对日后学习是大有好处的。

三、联系家长，亲子探究

课堂上引导学生开展小实验固然重要，但是要想让学生具有将所学知识与社会实践相结合的学以致用的能力，课外小实验不容忽视。我们应联系家长，让学生在家长的适当帮助下展开亲子实验探究，紧抓学生的课外学习这一方面。

如讲解高中物理人教版教材必修二第七章第三节《万有引力定律》这节课时，教学目标是让学生了解万有引力定律的推导、含义、计算及适用范围，同时培养学生的物理探究能力。上课时，简单讲解万有引力定律的基础知识后，为了让学生感受一下这一定律的实用性，提前联系好学生家长，让他们准备帮忙孩子们共同实验，并在这节课结束后给学生留了一份“测量太阳密度”的亲子探究作业。第二天上课时，找几名学生分享测量方法及体会，其中一名学生说：“昨天晚上我本来不知道如何测量，但是我的爸爸提示我小孔成像这一实验，我思考了一下原理恍然大悟，后来我们一起做了小孔成像的实验，估计了一下太阳的直径并求出了体积，后来又由地球公转推导出了太阳的质量，最后求出了密度。我觉得我们学的这个万有引力定律真的很有用，能让我们更透彻地理解宇宙，跟爸爸一起探究的过程也让我觉得很开心。”其余同学都发表了自己的观点及感受，整节课堂氛围十分和谐。

在上面案例中，通过给学生留课后探究作业，并提前联系家长帮助学生进行亲子探究，不但保证课后学习效率，还大大培养学生学以致用的能力。

纵观全文，我通过就地取材开展课堂小实验活跃课堂氛围，通过引导学生自主进行小实验设计让他们匠心独运，通过联系家长鼓励他们进行课后亲子探究更可以做到学以致用。这三个方面无一不在印证着课堂小实验的重要性，只要我们坚持开展课堂小实验，一定可以走进物理课改深水区，也一定可以让物理教学发展得越来越好。

参考文献：

[1]叶瑞英，胡再国，卢鹏飞，田野中，张志芳.物理演示实验开放教学的探讨[J].物理实验，2003（03）.

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关键词:计算机组成原理;三级实验体系;CAI教学法;建构主义

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

“计算机组成原理”作为计算机专业硬件课的核心课程,地位重要,既要注重基础性,又要体现时代性。目前学生就业以软件设计为主,学生会疑问:学习本课对以后工作有什么用处?授课老师不能回避。David A. Patterons指出,“软件系统性能取决于软件设计者对系统中硬件的理解程度。操作系统设计者、更多的软件工程师需要有较强的计算机组织与设计的背景知识。”因此要站在学生个人发展制高点上解释本课程重要性和地位,改变“轻硬件”的错误观念。

师生对本课程普遍反映“难教、难学”,是由本课自身的特点决定的。首先,计算机组成原理的技术描述占主要,既没有类似离散数学的证明、推导,又没有类似数据结构的算法介绍,学生会觉得“理论、规律性不强”。第二,概念多,比较抽象,加上计算机技术的发展,出现了很多新概念、新技术。同时,本课程是一门理论与实践性很强的专业课,不但需要精心安排理论授课,还要高度重视实验课的教学。

在国内计算机硬件人才培养弱化的环境下,从培养应用性人才出发,使学生既掌握计算机系统各部分的工作原理,又具有较强的实际动手能力,改变当前学生“重理论、轻实践,重软件、轻硬件”的状况,就成为我们这次“计算机组成原理”课程改革的主要问题。

2教学改革与实践

如何改革“计算机组成原理”课程,以提高其教学效果和教学质量,使它跟上计算机技术的发展步伐,是我们当前亟待解决的问题。在多年的教学实践基础上,我们对这门课程的教学进行了一些探索,本文主要从五个方面讨论和总结本课程教学改革实践情况。

2.1根据教学大纲和计算机的最新发展合理组织教学内容

在教学内容的编排上,依据教学大纲,重点突出,详略得当。每一章的内容都分为精讲和选讲两部分,选讲部分放手让学生自学或讨论,既培养了学生的自学能力,又节约了课时,避免了全堂灌输的“填鸭子”式教学。精讲部分则要求授课老师讲细、讲透,并结合当今计算机技术的最新发展动态,适当增加有关计算机各部件的演变历史和最新技术知识,既提高了学生的学习兴趣,又弥补了教材与实际的脱节,提高了这门课的使用价值。例如在讲各个部件原理时候,结合《ACM图灵奖――计算机发展史的缩影》和《IEEE计算机先驱奖――计算机科学与技术的发明史》两本书,讲述计算机部件或者重要原理的发明者或设计者是如何攻关和钻研的,学生对结合历史讲解原理的方式非常有兴趣,教师引导学生在制定个人专业发展目标上要有超越这些杰出人物的设想,从而引发学生强烈的专业学习兴趣。

2.2加强三级实验体系环节,注重应用能力的培养

“计算机组成原理”课程属于工程性、技术性和实践性都特别强的一门课程,因此,在开展好理论教学的同时,对实验教学环节必须给予足够的重视。通过实验课教学,使学生具有较强的分析问题和解决问题的能力,以适应科学技术的飞速发展。从2000年起,我系开设了“计算机组成原理”实验,并为之配置了配套的清华大学仪器厂的实验设备TEC-2、TEC-2000,通过近年7个班的近700名学生的实验教学,总结出了“5+1”模式的三级实验体系结构,即“5个分解实验”加“1门课程设计”,“5个分解实验”分别为:运算器、微程序控制器、主存储器扩展、并行接口电路I/O实验和多级中断实验,“一门课程设计”即整机组装实验。它们随课程进度分散在不同阶段完成,这样可使学生对计算机的每一部分都有深入的了解,以加深理解理论知识。

2.2.1三级实验体系

将上述实验分为基础模块实验、综合性实验、设计性实验的三级实验教学体系。

第一,基础模块实验阶段。学习基本实验仪器的使用、基本实验方法和技术、实验机系统结构的组成。通过设计一系列小实验的验证和应用,要求学生掌握实验系统单元模块的内部结构及相关电子芯片的基本逻辑,理解单元模块的工作原理及该单元模块在整机系统中的应用。

第二,综合性实验阶段。学习“计算机组成原理”这门课程的主要目的是让学生建立整机思想,在掌握单元模块工作原理的基础上掌握计算机整机系统地协调运行。为了达到这一教学目的,我们在教学内容中安排了一定量的综合设计实验,要求学生通过一系列此类实验掌握整机运行模式,让学生通过实践,建立牢固的整机思想,进一步深刻理解理论知识。

第三,设计性实验阶段。这一实验阶段是原理应用能力的培养阶段。通过这一阶段的系列实验,要求学生能利用在第二阶段建立的整机思想,对指导教师提出的课题任务,提出解决方案,陈述原理的应用,自主设计实验所用的单元模块以及实验步骤,进而通过实践得出实验结论。学生在这一阶段,通过自主实验的设计,从成功与失败中受到训练,得到整体素质提高。

2.2.2CAI实验教学和合理考核

在上述三级实验教学体系过程中,我们采用以下的教学方法和比例合适的考核方法。

第一,采用CAI实验教学法,改变学生“手忙脚乱”的实验习惯。

在实验教学中,如果教师在黑板上使用板书展示实验仪器,会使学生感觉到很枯燥,分组讲解又使教师工作量特别大,而且很抽象,影响教学质量。因此我们采用先进的多媒体教学手段,生动形象地反映出实验教学的全过程,利用Authorware、Flash等多媒体开发软件,自行设计、制作课件(计算机组成原理实验),对实验设备所提供的功能进行全方位的描述。TEC-2000实验计算机系统是一台高度集成化的实验台,在做手动控制实验时,必须拨动较多开关、按钮。以前几十个学生围挤在一台仪器前听讲解,部分学生根本无法看清听清,严重影响实验教学效果。而采用先进的多媒体教学手段,如采用实物投影仪或计算机多媒体系统,教师可将仪器设备的结构框图、实物图、工作原理逻辑框图等制成幻灯片,上课时把它投影到大屏幕上,再结合实验设备进行讲解,学生分散坐在自己座位上,结合实验设备边听边看,使过去复杂、单调的内容变得直观、生动,充分调动了学生的学习积极性,增强实验效果,提高实验教学质量。

第二,科学合理的实验操作流程和实验成绩考核方法。

在每一个实验前,由教师布置实验任务和目的,然后由学生设计并完成实验,这就要求学生在每一个实验之前查阅大量资料,做好设计工作,实验之后能总结实验结果写出相应的实验分析。期末理论考核成绩占70%,实验考核成绩占20%和平时考核占10%。实验成绩分为实验准备、实验检查和实验报告,实验准备占20%、实验检查占60%和实验报告占20%。

2.3采用“建构主义”的教学模式,理论推导为主的教学方法

所谓“建构主义”,即以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、协作、会话等学习环境要素,充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。

“计算机组成原理”理论性强、概念多、抽象,很多学生一直到整个课程学习完毕,都不知道学了什么,似懂非懂,没有真正参与到学习过程中去,完全靠死记硬背记住一些知识点,各个知识点之间无法衔接,也就无法形成该课程的整体框架。因此,要改变“计算机组成原理”的教学效果,就必须在教学过程中充分体现“建构主义”的教学思想,以学生为中心,实行以理论推导为主的教学方法。在每一个新内容讲授之前,教师可以先对上一个内容进行简单扼要的总结,然后承上启下地诱导出“接下来的内容将要解决的是什么问题”或者“既然用这一种方法来解决问题存在着这样缺点,那么,还有什么更先进的方法”等问题,把它作为任务,交给学生去分析、讨论,学生有了明确的学习目标,就会投入到学习中去,发挥自身的主观能动性,这样既抓住的课程的主线,又极大地培养了学生的自学能力、创新能力和协作能力。

2.4建立“计算机组成原理”试卷库,提高教学质量

根据教材及大纲要求,参考往年全国各高校考研试题、2009年以后全国计算机专业课统考试题以及国外教材的习题,我们建立了60份专门提供给学生的“计算机组成原理”试卷库,该试题库每隔2年更新一次。试卷库涵盖了学生必须掌握的所有知识点,但各套试卷中题目并不相同,学生通过复习,如果对60套试卷中的题目达到“四会”(计算、回答、分析、设计),我们的教学目的也就达到了。为了避免少数学生死记硬背,教师手中的期末考试试卷中必须含有一定比例的随机补充或更新试题,否则影响教学效果的评价。试卷库的建立大大减轻了教师工作量,也保证了教学质量,成为衡量教学效果的一个重要指标。

2.5改变传统观念,强化教师自我素质,提高教学能力

教学改革的成功关键是要提高授课教师的自我素质,以适应现代开放式教学和现代科学技术的发展。作为一个高校教师,应该通过不断学习,强化自我素质,以期达到教学思想、教学理念的更新,教学模式、教学方法的更新,知识结构、技术层次的更新,教学技术、教学手段的更新。例如2008年4月,本人带队参加了“产学研多核技术青年骨干教师高级研修班”,和兄弟院校及Intel公司技术人员进行了多核新知识体系的交流与学习,并且于2008年秋季学期对本课程进行了多核课程建设的初步尝试。

3结束语

作为研究型大学,在培养学生过程中,要注意授课模式必须结合自身科研进行讲解,授课教师要结合自己的科研、论文的具体示例来讲解课程,提高学生的课堂听课效率,让学生从本科阶段就关注如何进行科研活动,从而激发学生做一个研究型的学生。同时给学生布置1～2篇综述性的小文章,让学生通过利用网络资源查阅相关文献,在课程内采用Seminar的形式讨论交流,以提高学生分析与交流的能力,从而增强学生的研究动手能力。

总之,利用计算机教学中的创造性因素,大胆地让学生自由发挥,从而改变“满堂灌”的弊病,形成以学生为中心的生动活泼的学习局面,需要我们不断地努力进取,优化教学设计,以先进理论来展现全新的教学思路,从而在计算机硬件课程教学中探索出“扎实的理论基础和创新技能相结合”教育的崭新天地。

参考文献:

[1] 王爱英.计算机组成与结构[M].4版.北京:清华大学出版社,2008.

[2] David A. Patterons,John L. Hennesy. Computer Organization&Design[M]. America: Morgan Kaufmann,2004.

[3] 郑文斌,陈晓竹,刘砚秋.“计算机组成原理”课程教学改革探索[J]. 计算机教育,2007(6).

[4] 谢俐,杨乐,杨鲁. 引入建构主义思想实行计算机公共基础课程实践教学改革[J]. 科技创新导报,2008(8).

[5] 方恺晴,张洪杰. 计算机组成原理实验课程教学新方法的探讨[J]. 计算机教育,2007(4).

[6] 陈金儿,王让定,林雪明,等. 基于CC2005的“计算机组成原理与结构”课程改革[J]. 计算机教育,2006(11).

[7] 阳建雄. 计算机组成原理实验网络化教学的探索与实践[J]. 实验室科学,2008(3).

[8] 张连华.《计算机组成原理》课程实践教学目标设计[J]. 电力学报,2008(2).

Teaching Reform&Practice of the Course “Computer Organization Principles”

JIANG Yong-guo, GUO Zhong-wen, FENG Yuan, HONG Feng, XU Hui-min

(Information College, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

篇10

现在使用的计算机生物信号采集处理系统包括了几十个实验内容，结构科学、简单，操作方便、容易;记录及处理实验结果真实、准确．计算机作为生理学实验教学的必需设备，其作用是传统的实验仪器所无法替代的．不断提高和完善计算机生物信号采集处理系统的硬件和软件功能，是计算机取代传统实验设备的重要条件．实验技能是通过反复练习而获得的一种动手操作能力．在加强大学生实验基本操作技能培养和现实实验条件之间通常存在矛盾．因为生理实验课的学时数有限，而且实验设备、药品、动物等也并不都能满足某些实验开设条件．所以，在实验课上并没有足够的时间让学生反复练习基本的操作技能．模拟实验在实验教学中就充当了重要的角色．

模拟实验是对学生进行创造意识训练和科学学习方法训练的有效途径．模拟实验演示的整个实验过程是教师备课时精心准备，认为比较理想的实验操作录像．录像有配音讲解和放大特写，让人一目了然，且学习不受时间和空间的限制，可激发学生的学习兴趣和学习热情，加深对课程内容的理解．利用计算机模拟实验指导学生在实验课前进行有效地预习，由于模拟软件采用了虚拟实验环境，不受环境温度、动物状态和人为等因素的影响，它可以根据使用者的需要随意选择，直接观察实验过程中的每一步，并可重复多次，实验结果理想，给课堂教学带来了生机与活力．有效地节省了教学资源，消除了不稳定因素的干扰．进行计箅机模拟实验，学生对实验线路清晰，能把握技术要领，使真实的生理实验成功率明显提高．另外，模拟实验还培养了学生的独立学习能力和科学思维能力，让他们养成预习实验的好习惯，强化了实验准备意识．当然，实验模块还可以细化，如分成实验原理模块、实验步骤模块、虚拟实验模块、复习小结模块、实验报告模块等．

2多媒体形式的多样性

心理学实验表明:人类获取的信息90%来自视觉和听觉．而知识保持，即记忆持久性的大部分来自于看、听、阅读及交流．多媒体的使用让知识的保持大大优于传统教学的效果．多媒体教学信息量大，可同时供多位同学观摩．因而计算机多媒体教学很大程度上可以弥补动物生理学实验教学中的不足，多媒体组合教学能较好解决教学中的重、难点．传统的生理学实验教学存在诸多不足．比如．受到学时数、实验仪器、经费、环境污染等因素的影响，导致很多生理实验在现有的条件下难以对本科生开展，学生的实验技能和视野难以得到全面提升．传统的实验教学是老师利用板书进行讲解，学生对于实验的原理和操作的理解和观察是静态的，在原理、目的、技术要领、步骤、注意事项等讲述上耗时多．而生理学动物实验内容较为抽象难懂、手术操作难度较大．演示操作不容易照顾全体学生等，关键步骤和难点不易重复，学生和老师的沟通上有距离，学生动手操作时动作不规范，参差不齐，教学效果差．据统计，传统教学方法在动物操作实验中，成功率为70%左右．使用多媒体课件教学后，生理学实验的成功率达到95%以上．

目前，使用多媒体较多的形式有:flash，录像，PowePoint等．Flash无疑是模拟实验最好的方法之一，其技术简单，制作容易．通过Flash可以模拟多种生理调控的机制．其中的图片经photoshop软件处理，清晰美观，再设置人机友好界面和在线帮助系统，能方便学生灵活使用．教学实验录像的应用:将教师讲课的实验原理、实验操作演示视频、动作要领、相关的演示文稿、解说声音及动画等集成在一起进行同步播放，制作成系统、完整、规范、形象的实验演示教程．并设置播放控制按钮，如快进、暂停、快退、按帧播放等．对于难掌握、易错的重要实验操作，学生可根据需要随意调节，反复观看、仔细斟酌，直至准确规范掌握．在进行一些涉及动物或动物组织操作的实验时，教学录像的作用尤为突出．如在进行“兔动脉血压的直接测定及其影响因素”和“蛙心离体灌流”等实验时，效果十分明显．还有一些常规实验手段因受客观条件限制难以进行的实验;瞬间变化或缓慢变化过程、高速微观世界和可见度低的实验．使用录像使学生完全看到实验的内容，进入到实验氛围之中，既节约了实验资源又掌握了实验．同时也极大地减轻了教师的工作量．PowePoint(PPT)的应用，不仅非常有利于知识的获取，而且非常有利于知识的保持．此外，PPT还可以很方便将的讲视频，Flas等多媒体形式载入其中，方便老师的教学，保证授课的持续性．PPT是教师授课的主线．实验课程的多媒体课件主要是为实验操作立体思维服务的，避免展示太多的理论，重点应是动物的操作要领、实验步骤的图片、视频和注意事项等．使用PPT时要注意:避免PPT画面花哨;PPT内容应精炼，层次分明;利用PPT授课时，切换幻灯速度不能太快，在美观前提下，文字宜大不宜小．多媒体课件演示清楚、直观、易学、好记，缩短了教师的讲解时间，学生亲自动手参加实验的机会和时间大大增加，有利于学生动手能力的培养，有利于融知识、能力、素质教育为一体，使学生在整个教学活动中占据主体性地位，改变了传统教学中以教师为中心的教学模式，这样的教学过程更符合人类的认知规律，明显提高了生理学实验教学效果和教学育人的质量，起到了事半功倍的效果．也促进教师自身素质的提高．计算机多媒体应用于实验教学，要求教师不仅具有精湛的专业知识，还要具有制作多媒体课件的能力．在课件的制作和使用过程中，教师边学边做．提高了综合素质．发挥计算机的处理能力来管理实验室从而促进实验室管理步入现代化．

3存在问题及不足