实验教学案例全文(5篇)

摘要：以译码器设计为例，阐述采用个性创新设计实验形式，培养创新思维。实践表明，创新实验取得良好效果，实验过程增强了创新意识，达到通过实验进行创新的教学目标。

关键词：教学改革；实验创新；译码器

引言

数字电子技术作为专业基础课程，在电气信息类学科扮演着重要角色，针对如何提高工科背景下大学生创新能力的问题，数字电子技术课程实验进行改革创新，用课程实验创新教导大学生科技为国之基、创新为进步之魂的道理。使得学生在我国科技能力全面提升之重要时刻，明确创新的重要性、明确大学生的时代担当，在课程实验中敢于创新、勇于创新、全面提升学生的创新能力。

1译码器特点

译码器作为一种常用的数字逻辑功能器件（图1），本质特点是：当三个使能端E3，E2，E1接到各自有效电平上的时候，A2，A1，A0输入000时，对应Y0为低电平，其他端口为高电平；A2，A1，A0输入001时，对应Y1为低电平，其他端口为高电平；A2，A1，A0输入010时，对应Y2为低电平，其他端口为高电平；A2，A1，A0输入011时，对应Y3为低电平，其他端口为高电平；A2，A1，A0输入100时，对应Y4为低电平，其他端口为高电平；A2，A1，A0输入101时，对应Y5为低电平，其他端口为高电平；A2，A1，A0输入110时，对应Y6为低电平，其他端口为高电平；A2，A1，A0输入111时，对应Y7为低电平，其他端口为高电平。如果在译码器的输出端Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0连接8个发光二极管，当A2，A1，A0输入依次从000、001、010……跳变到111，发光二极管依次灭掉，形成“流水灯”的状态，这就是译码器的本质：“流水灯”。

2译码器基础应用

摘要：虚拟仿真技术作为辅助教学手段业已得到广泛应用。不同于虚拟仿真技术在教学实验中应用的早期阶段，得益于当前空前强大的计算机性能和硬件设备，高沉浸感、高仿真度的虚拟仿真教学实验得以展开。地球科学教学中的许多课程的教学内容是“不可及、不可逆”的，虚拟仿真所包含的各种技术手段可以轻松构建出逼真的教学环境，为教师提供全新的教学手段，也创造出全新的教学模式。

关键词：虚拟仿真；地球科学；教学模式改革

0引言

信息技术的迅猛发展对地球科学教育的教学方法和教学模式产生了巨大的影响。虚拟仿真技术以其强大的现场沉浸体验和人机互动能力，成为一种非常适合应用在教育教学中的技术手段。虚拟仿真实验教学适应信息时代高等教育开放办学、资源共享的变革要求，为学生开展探究性学习、自主实验和创新实践提供了先进手段、开放平台和优质资源[1]。近年来在国家持续投入和高校不断建设的背景下，涌现了一批成熟的虚拟仿真实验案例。以国家级虚拟仿真教学实验中心为例，地球科学相关领域已获得批准的国家级虚拟仿真教学实验中心有：北京大学的“地球科学虚拟仿真实验教学中心”（2013），吉林大学的“地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心”（2013），南京师范大学的“虚拟地理环境实验教学中心”（2013），中国海洋大学的“海洋地球科学虚拟仿真实验教学中心”（2014），成都理工大学的“地质与岩土工程虚拟仿真实验教学中心”（2014）。这些虚拟仿真实验教学中心依托本校特色的教学资源，深耕于地球科学领域某个或某几个方面。

1虚拟仿真技术在地球科学教育中应用必要性

地学实验教学内容的特性以及地质、资源、环境、灾害等涉及高危或极端环境、不可及或不可逆的操作、大范围、大数量、抽象化以及高成本、高消耗的大型综合性实验项目，需要通过虚拟仿真实验来完成教学过程，提升学生的能力。具体来讲，其必要性主要体现在以下五个方面：（1）不同于其他学科，在地球科学领域中，相关现象一般具有较大范围的空间分布。学生在进行野外实验、实习时，需要运用空间想象等认知能力来掌握全局概况，这对于初学者来说难度颇大。以地质认识实习为例，虽然学生可以观察局部某一个点上出露地表地层的岩性，分析其年代特征，却难以将各观察点的情况串联起来，形成对这一地区的综合认识。但如果在此之前，学生通过“三维地层仿真环境”对实习区域进行了全方位的观察，便可以获得更为全面、深刻的认识。（2）地球科学除了研究地表的各种地物，还深入地壳，进入海洋。另外，现在更有很多辅助地学研究的工具设备进入了高空、深空，如对地观测卫星。在当前的技术条件下，这些位置都是“不可及”的。因此，对于这部分知识，传统教学方法以课堂的原理讲授为主，以示意图表作为辅助说明，很难建立直观认识。而虚拟仿真实验教学的沉浸式环境可以让学生仿佛身临其境，并且通过交互式的操作遨游其间，这种实验教学的效果是枯燥的理论介绍所不能比拟的。（3）地球科学研究的现象，从发生、发展，到形成最终的结果一般需要漫长的时间，而且其过程一般是“不可逆”的，因此很难通过真实实验来复现这个过程。虚拟仿真实验可以完美的解决这个问题。对于一个经过漫长时间发育的地学现象，可以为它在若干关键的时间节点上，基于现有的发现、知识构建模型，从而为学生直观的呈现出这一现象发展的全过程。学生甚至还可以通过调节模型的参数来改变这个过程的发展路径、方向，得到完全不同的结果，从而更加深刻的掌握和理解相关地学原理。（4）信息技术的发展极大的改进了地球科学的研究方法和手段。高校培养的地学领域人才也需要顺应这一趋势和潮流，学生不仅仅能使用计算机查阅文献、撰写报告，还能够具备信息科学的思维能力，主动应用信息技术来发现问题、解决问题。充分结合信息技术的虚拟仿真实验，是培养学生信息化能力的最佳途径。（5）随着科学技术的进步，在地球科学研究中，出现很多先进的工具、设备，如手持光谱仪、无人机、地学物联网传感器。掌握这些设备的操作方法已成为今后从事地学领域相关事业学生的必备知识。但是这些设备或者价格高企，或者难以部署，高校限于财力无法大规模购置这些设备，学生在使用过程中的误操作也可能带来较大的经济损失。开设虚拟仿真实验可以解决这个问题：对于那些难以部署的设备，如地学物联网传感器，学生可以在虚拟环境中部署，并观察传感器的工作过程；对于那些昂贵的设备，如无人机等，学生可以在虚拟环境中进行操作练习，达到熟练操作的程度以后再开展无人机测量等真实实验。

2地球科学虚拟仿真教学建设内容

一、“一定物质的量浓度溶液的配制”探究性实验教学案例

1.设置相关课堂情境，引出本节课的实验课题。展示几种溶液，如2mol/LHCl，1mol/LK2SO4等，使学生思考：如何得到这样的溶液呢？依据这一课堂疑问笔者引出本节实验内容：配制250mL1mol/LNaCl溶液。课堂上给出几种实验室常用化学试剂，使学生获得直观认识，从而引发学生思考，很自然地引出课堂实验内容。

2.学生通过亲身设计、分组讨论实验方案，初步完成本次实验方案设计。实验室管理教师在课前已为每个小组准备了本次实验可能要用到的一些实验用品，笔者要求每组学生先初步选取实验所需的各种仪器、试剂，亲自完成实验设计，然后小组内组织质疑、讨论，对实验方案进行完善。

3.小组展示，确定最终严密的实验设计方案。在小组展示过程中，学生热情很高，各小组学生踊跃发言。各小组在互相讨论、质疑过程中使实验设计方案得以完善，最终确定了合适的实验设计方案。通过小组展示、讨论、质疑，极大地提高了学生的自学能力、与人合作能力、创新能力。

4.学生依据实验设计方案进行实验，验证其正确性。学生依据实验设计方案配制250mL1mol/LNaCl，教师在课堂上巡视并给予个别指导。

5.教师在以上基础上引导学生分析实验误差，再引导学生分析引起实验误差的原因和操作。

6.课后学生做好实验课总结，进一步探究提高。实验课结束了，笔者告诉同学们，实验课上其他问题利用课外时间探究解决。

【摘要】

随着电子技术的快速发展，早期的数字电子技术实验教学不再适应时代的发展，EDA技术逐渐在数字电子实验中被引用。本文通过对EDA技术含义、框架的阐述，分析其在数字电子技术实验中运用的意义，并为EDA技术在数字电子技术实验中的具体运用提供策略指导。

【关键词】EDA技术；数字电子技术实验；运用

数字电子技术是各类院校中电子信息专业开设的一门必修课，具有很强的理论性和实践性。高校数字电子技术实验的教学环境和形势发生了深刻的变化，传统的数字电子技术实验教学在很多方面跟不上现代教育形势的发展，是现代化教育和人才培养的阻力。本文对EDA技术在数字电子技术实验中的运用进行具体分析。

1EDA技术含义

EDA技术又叫电子设计自动化技术，是在电子电路技术和CAD技术结合的基础上发展起来的一门新兴的技术，主要借助计算机软件进行实验教学。具体可以从以下几个方面描述：EDA技术是以大规模可编程器件作为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要方式，以计算机、大规模的可编程器件开发软件及实验系统为设计工具，通过有关软件的开发，自动实现用软件的方式设计电子硬件系统的一门技术。

2EDA技术的实验构架

摘要：针对案例教学法及网络安全课程教学的实际特点，提出基于情景引导型、实战演示型、综合应用型3种教学案例形成的网络信息安全本科教学案例体系，并结合WannyCry网络勒索病毒事件阐述情境引导型教学案例设计过程。

关键词：案例教学；网络安全；教学改革

0引言

2016年12月，国家互联网信息办公室正式《国家网络空间安全战略》，从国家层面实施网络安全人才工程，推动网络安全教育进教材、进学校、进课堂。在网络安全教育教学中，案例教学法作为一种有效的方法正逐步得到重视。案例教学法是一种以案例为基础的教学方法，能够把理论和实践有机联系，提高学生分析问题、解决问题的能力[1]。案例教学的特点是要学生通过自身对所处情景问题的思考，探索掌握分析问题、解决问题的方法，获得知识与技能，体验学习知识的乐趣，同时给予学生一定的学习探索空间。因此，教师可以选取发生在实践过程中的真实案例为教学素材，进行有步骤、有目标的案例教学研究，寻找该案例中涵盖的知识点及规律，并以此培养学生创造性思维。案例是针对一个真实、具体发生事件的反思、探讨、再现与思考。案例教学法的定义为：通过对一个具体教学情境的描述，引导学生对这一特殊情境进行讨论，从中引出某些一般性、规律性认识的一种教学法[2]。哈佛大学教授认为案例教学没有正确的标准答案，只有解决问题的不同方案，案例教学训练的是一种系统思考问题的方法和采用行动的勇气与决心。案例教学是极度开发学生潜能的一种教学方法，它能最大限度地调动每一位学生学习的积极性和创造性。国外一些从事案例教学的教师认为更新案例是保持课程内容新鲜度的重要方法[3]。教学案例应选用真实、典型且含有问题的教学事件，教师能创设切合实际的教学实践情景，把真实的典型问题展现在学生面前，让学生通过对事件本身和所处环境的分析、讨论、交流，做出正确的判断和决策，进而提高分析问题和解决问题的能力[4]。教学案例的设计必须紧密联系理论，按照从易到难、由简单到复杂的过程来设计安排，需要教师具备一定的工程背景或者工程意识[5]，并在案例教学之后能适当总结、扩展与提高。科学的教学案例要具有以下6个基本特点：①典型性，案例要能突出某个理论在实践中的典型应用、缩短理论知识与实际应用的差距；②时效性，引用的案例应紧跟形势发展，尽量引进近三年的典型实例，使学生有新鲜感，引发学生兴趣；③准确性，引用的案例应真实准确，来源可靠，不宜人为的夸大或缩小；④启发性，所选案例应引人深思、启迪思路，能促使学生深入理解知识点；⑤可扩展性，案例内容安排方面有一定的灵活性，留给学生充分的思考空间，有利于学生进行能力拓展；⑥系统性，所选用的案例与理论之间联系密切，能够形成知识系统。

1网络安全与管理课程教学的特点

网络安全与管理是一门涉及网络协议、数论与密码学、通信技术、信息论与编码、网络攻击技术、网络防御技术、网络安全法律法规等多门学科知识的交叉课程，它具有知识面广、知识更新快、多学科交叉、短期难以掌握的特点[6]。网络安全作为一门讲述网络安全原理、技术及方法的综合性专业课程，是信息安全专业的必修课，也是网络工程专业、计算机科学与技术专业、物联网专业的核心选修课程，对授课教师的综合能力要求较高，既要熟悉网络安全知识结构，又要具备一定的实践能力，引领学生积极参与网络安全课程理论教学并深入实践教学环节。通过理论与实践的综合运用，使学生深刻理解并掌握网络安全技术，提升网络安全技术综合运用能力，理解网络安全法律保护范围，以及对网络进行合理安全防护方法与策略。

2网络安全与管理课程教学案例设计