工业工程实验混合式教学改革研究论文

工业工程实验混合式教学改革研究论文（精选10篇）

篇1：工业工程实验混合式教学改革研究论文

摘要：为了更好地服务于工业工程专业的本科教育教学，工业工程实验课程是必不可少的。通过工业工程实验室对工厂环境进行模拟仿真，加强教学中的实践环节。本文以石河子大学工业工程专业为例，分析传统教学中存在的不足，提出新的混合式教学方法。混合式教学是将理论、实践和网络有机地结合在一起，形成一个系统。既能巩固以往的理论知识，又能通过实践环节验证所学过的理论，借助网络平台，使师生形成互动，及时有效地解决学习过程中的疑问，使教学工作得到加强和提升。

关键词：工业工程；实验；混合式教学

传统的《工业工程实验》课程是由老师主导课程的全部过程，学生完全是被动式接受学习。而理论课程要先于实验课程一学期开设，实验课程又完全独立于理论课程。当实验课程需要用到理论的时候，学生已经把大部分知识忘记，导致上课时思想处于游离状态，撰写实验报告时，无从下手。久而久之，便没了学习的兴趣，从而偏离了实践教学的初衷。而在实践教学中反复强调理论的内容，便会占去大量的时间。全程90分钟的实验课程，有15分钟用于复习和强调理论知识，20分钟用于预实验演示过程，20分钟撰写实验报告，剩下只有三分之一左右的时间在实践，导致课堂上学习时间仓促，学生刚熟悉实验内容就要结束实践，来不及思考其中的过程和原理，而不能达到一个良好的教学效果。针对实践教学过程中存在的以上不足，现提出一种混合式教学方式。混合式学习是由传统课堂转变而来的整合了各种灵活教学方式的学习方式。随着互联网+时代的到来和信息技术的不断发展，充分运用远程教育教学理论、多媒体技术、网络信息技术、网络信息平台和课堂演示指导等相结合的方法，将各种理论和信息技术重新整合，以网络为媒介，最大可能地给学生提供充足的信息资源，在网络平台上教师和学生也可以形成互动，把封闭式的教学转变为半开放式教学。

一、明确教学目标，优化课程设置

第一，根据教学的内容，对该课程进行一个整体规划和设计，合理分配各部分所占时间比例。将一部分需要复习和预习的内容明确好，学生可利用业余时间学习，灵活支配。第二，总结出每节课要用到的各个知识点、教学目标、实验要求和思考题，做成多媒体课件上传到网络平台，供学生参阅。让学生做到心中有数，有备而来，带着问题和疑惑，用实验去重现所学过的理论知识。第三，将上课演示用的预实验，里面所涉及的零件、部件的名称和拆卸、装配的过程先行以录像的形式录下来，上传到网络平台供学生学习。通过反复观看，思考其中的细节，当在实验室里情景再现的时候，能够很快熟悉，尽早进入学习状态。第四，将上课需要开机操作的流程、注意事项以图表的形式做成文件上传到网络。保证整个实验环节的安全、通畅。第五，将目前媒体和网络上出现的先进的工业工程研究方法和优秀企业应用成功的案例，通过整合后上传于网络平台，开拓学生的视野和思路。因为工业工程实验室是对企业现场的一个仿真模拟，尽可能地和企业形成对接，提高学生综合分析、设计能力以及创新意识。

二、搭建工业工程实验网络教学平台

网络教学资源是提高教学质量的关键因素。实践环节和理论体系是相辅相成，相互促进的。所以课程组在原有的教学体系基础上，将实践环节中的零件拆卸和装配过程引入到课堂的教学案例中进行分析，并将一些大型企业的工作现场作为微视频应用在网络教学中。实现课程理论教学与实践教学的有机结合，同时感同身受企业里员工的操作环境和操作过程，促进课堂与生产实际的结合，加强对学生应用和实践能力的培养。在网络教学平台中，学生可以随时查阅教师提供的信息资源，同时，也可以在这个平台上反馈信息，形成双向交流。不仅教师可以发布讨论主题，学生也可以发布讨论内容和主题，从而真正做到发现问题、分析问题、解决问题的良性循环。

三、传统式教学和混合式教学的对比

传统式教学过程中，学生以被动学习为主。因为课前不知道要做什么，不明确学习目标，只是盲目做实验，忙于应付实验报告，最终没有真正理解实践和理论之间的联系。混合式教学中，因为课前已经提前把功课做足了，学生带着好奇心去验证自己所学的知识，学习的热情有所增加，效率会随之提高，师生之间的交流更为通畅，从而完成从理论到实践，再从实践回到理论的升华过程。从图1中可以看出，在混合式教学过程中的每一步，师生间都可以交流互动，课堂时间饱满，学生有充足的时间去思考操作过程，从而提出自己新的见解。

四、工业工程实验混合式教学的未来发展

混合式教学给现代教学工作提供了诸多便利，使课堂内容丰富起来，有效地提升了教学质量。社会是不断发展的，知识也在不断地更新，现有的信息技术为现代化教学提供了有力的保障和技术平台。今后可以将工业工程实验室的封闭式教学逐步向开放式教学推进，把课程设计和课题项目中的相关内容，都纳入到课堂中进行学习讨论，加强学生的参与度。让学生走入企业参观，带着工业工程的理念和有限的实践经验去多思考“为什么”。加强校企联合，把企业中存在的问题带入课堂，把课堂里学到的知识反馈到企业，实现理论和实践的有机结合，培养出高层次的人才。工业工程作为一门综合性学科，具有很强的学科交叉性、应用性、实践性。在全球经济化和信息化发展的今天，高校利用现有技术和资源构建具有专业特色的实验室，保证人才的培养尤为重要。

五、结束语

工业工程专业是一门应用前景很广的专业，不仅可以应用于制造性工业，也可以应用于服务业、物流运输、政府机关、公共事业、农业管理等方面。我国工业工程人才培养的基础设施还比较薄弱，实验教学上不仅要借鉴国外先进的经验，还要结合国内的实际情况和高校的条件，通过不断调整使理论课程和实践环节结合更加紧密，通过混合式教学使课堂更加丰富，更为有趣，不断为工业工程人才建设添砖加瓦。

参考文献：

[1]张其亮,王爱春.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式研究[J].现代教育技术,2014,24(4):27-32.[2]戎嘉琪,余军合,项薇.工业工程综合实验平台规划设计研究[J].高校实验室工作研究,2010,(3):85-86.

篇2：工业工程实验混合式教学改革研究论文

摘要：水泥稳定碎石本身具有强度高，刚度大，整体性强等特点，因此被广泛应用于我国高等级公路建设中。而水泥稳定碎石的强度指标受到多种因素的影响，结合实际工程，从集料级配、混合料的配合比、含水率等方面进行强度对比试验，探讨满足实际工程要求的最优水泥稳定碎石配合比方案，并提出控制其性能的措施。

关键词：水泥稳定碎石;强度;配合比;強度性能

路基作为路面结构中的主要承重层，其性能好坏显著影响着路面结构的整体强度、使用性能。而水泥稳定碎石基层的整体稳定性和耐久性良好、强度和承载能力较高，因而被广泛应用于我国高等级公路建设中。文章结合承秦高速公路工程建设项目，针对其基层拟采用的水泥稳定碎石进行试验分析，找出满足要求的最优配合比方案，并对关键影响因素进行分析。

1.原材料性能检验

1.1水泥

本次研究采用京丰水泥厂生产的水泥。水稳基层采用32.5级缓凝水泥，初凝时间不小于3h，终凝时间不小于6h。水泥质量检测结果见下表。

1.2集料

本次实验水泥稳定碎石基层采用遵化新发采石场碎石，石料分为四档：1#(10～30mm)、2#(10～20mm)、3#(5-10mm)、4#(0～5mm)。根据规范中对级配的要求，基层集料级配设计见表2：

2.水稳混合料击实与强度试验

2.1重型击实试验

重型击实试验试筒容积2177cm3，分3层击实，每层98次，采用混合料烘干后的含水量计算最大干密度与最佳含水量。

按照表2的.级配，取水泥剂量3.5%、4.0%、4.5%、5.5%，每个水泥剂量按加水量3%、4%、5%、6%、7%进行重型击实试验。两次平行试验如下：

两组试验的最大干密度相差均小于0.08，满足规范要求。

2.2 7天无侧限抗压试验

在击实试验结果基础上，采用所确定的含水量拌制混合料静压成型试件。在标准养护室养生7天后测定其抗压强度，结果如下表：

回归的线性关系：y=0.7452x+0.9948，相关系数：RZ=0.9642。实验结果显示：水泥稳定碎石混合料的强度随含水量的增加而增强。根据规范规定，下基层7天无侧限抗压强度在实际生产中宜采取4.0MPa为控制目标，故取水泥剂量为4.1%，上基层7天无侧限抗压强度在实际生产宜接近4.5MPa，故取水泥剂量为4.5%。

2.3振动击实对比试验

按水泥剂量4.1%和4.5%进行振动击实验证试验，采用相同的级配，分三层装料，每层振动时间为3分钟，频率为30Hz。振动击实的数据图形和结果如下：

振动击实得出的干密度略大于重型击实的结果，而最佳含水量略小于重型击实的结果。

3.结语

通过以上水泥稳定碎石混合料击实与强度试验可知：

(1)水泥稳定碎石混合料生产时，1#、2#、3#、4#档石料比例按照表2，取为20：28：21：31。若各档矿料颗粒级配组成与配合比设计的颗粒级配组成偏差较大，应调整原材料比例，确保级配满足要求。

篇3：混合光谱分解实验研究

遥感器所获取的地面光谱信号是以像元为单位记录的。遥感图像中的每个像元所对应的地面区域往往包含不同的地物类型,每种地物类型有不同的光谱响应特征。当多种地物混合后,其光谱通常呈现出一定的规律性。混合像元的存在是传统的像元级遥感分类难以达到应用需求的主要原因,于是解决混合像元的分解问题,对于提高遥感应用精度及深度显得尤为重要[1,2]。

土壤和植被作为两种最常见的地物类型,已被国内外学者广泛研究,提出了线性和非线性两种混合光谱分解模型,以及多种反演方法,包括回归分析、物理建模、半经验半物理方法等。多数研究集中于线性和非线性模型在多光谱(高光谱)图像数据中的应用,而基于实验室的模拟模型研究相对较少[3—10]。本文根据绿色植物在1 400 nm、1 900 nm附近主要受水的强吸收带所支配的光谱响应特性,重点在(1 300—2 500)nm波段范围内利用特征波段和样品光谱曲线间的相似系数进行回归分析,对实验室模拟的土壤-植物叶片混合光谱进行分解研究。

1实验材料与方法

1.1实验样品制备与光谱测试方案

实验土壤样品取自于内蒙古敖汉旗金厂沟梁地区的B层土壤,经过自然风干、研磨,过20目筛制成,采用新鲜植物叶片,经过压平、剪切制成植物叶片样品。

光谱测试利用便携式近红外矿物分析仪(南京地研所与南京中地仪器有限公司),波谱测量范围为(1 300—2 500)nm;光谱分辨率为(5—7)nm,光谱采样间隔为2 nm,采用测试窗口(1.4 cm×1.4cm)垂直向上的光谱测量方式。

实验样品光谱测量在实验室进行。在光谱仪视窗范围内,将植物叶片与土壤依次布置为0/100,10/90,20/80,……,100/0等面积比组合,模拟植被与土壤各占不同比例的混合像元。在样品测试时,按样品在视窗上覆盖方向的不同测试三次,实验中共测试曲线60条。

1.2光谱数据分析

实验仪器放置环境稳定,光源受其他光谱干扰少,测得的光谱数据未见明显噪声,取三次测量结果平均值(图1)。

由图1可以看出,光谱反射率曲线在1 300 nm处反射率较高,主要是植物叶子内部组织结构(细胞结构)多次散射的结果,在1 450 nm、1 900 nm处存在明显的水分吸收谷,在吸收波段间出现两个主要反射峰,位于1 700 nm和2 200 nm处。随实验样品中植物叶片所占比例的增加,1 300 nm处的反射率依次升高,1 450 nm、1 900 nm、2 500 nm等处的反射率依次降低,其余位置反射率变化特征不明显。由此可以看出土壤-植物叶片在实验样品中所占比例的规律性变化最终表现为各光谱波段反射率的规律性变化,因此可通过特征波段的组合来反演实验样品中组分的含量。

1.2.1 光谱数据的数学变换

为去除线性或接近线性的噪声以及减少乘性因素的影响,对光谱数据做相应的数学变换。对光谱曲线做一阶微分处理可去除部分线性或接近线性的背景、噪声光谱对目标光谱的影响[11],对光谱曲线做对数变换趋向于减少因光照条件变化引起的乘性因素影响[12](图2、图3)。

光谱数据一阶微分计算公式:

ρ′(λi)=[ ρ(λi+1)-ρ(λi-1)]/Δλ (1)

式(1)中,λi为波长等于i nm的波段;ρ(λi)为波段λi处的光谱反射率;ρ′(λi)为光谱曲线在波段λi处的一阶微分;Δλ=λi+1-λi-1=4 nm。

光谱反射率数学变换去除了相应噪声,并在一定程度上提高了样品光谱曲线特征波段的明显性。

1.2.2 归一化处理

为更有效突出光谱曲线的吸收特征,提取典型波段,对光谱曲线做归一化处理,将光谱曲线归一到统一的参考背景上,便于与其他光谱曲线进行特征数值比较[13]。归一化处理采用连续统去除的方法,处理过程在遥感软件ENVI4.5环境下使用Continuum Removed功能完成(图4)。

可以看出,连续统去除之后的光谱反射率均匀分布在0～1之间,与原始反射率曲线相比,特征波段更加突出。

2 模型建立与精度分析

实验样品的光谱反射率与样品中各组分含量存在明显的相关性,利用实验样品光谱曲线特征波段组合构建特征参数,进行组分含量反演具有可行性。根据上述对光谱曲线的分析,采用特征波段法和相似系数法建立回归方程。

2.1 特征波段法

对实测的11个样品进行特征参数选取,建立反演模型,采用实验设定的已知比例(如0/100,10/90,20/80,……,100/0)进行模型精度检验。分别在原始反射率数据、一阶导数变换结果、对数变换结果、连续统去除结果中,选择特征波段组合构建特征变量作为自变量,将实验样品中植物叶片的面积比例作为因变量Y,采用回归分析方法建立混合模型中植物叶片含量的反演模型。

2.1.1 原始反射率模型

在原始反射率中选择不同的特征变量,与植物叶片含量构建反演模型,其决定系数为R2。即选取1 300 nm和2 500 nm处的11个光谱反射率值(B1300和B2500),(1 400～1 500) nm和(1 900～1 950) nm波段范围内的11个光谱反射率最小值(B1450和B1900),(1 450～1 550) nm、(1 600～1 700) nm和(2 150～2 250) nm波段范围内的11个光谱反射率最大值(B1500、B1650和B2200)的比值及差和比值组合作为特征变量(下同)(表1)。

由表1可以看出,当选择(B1450-B1900)/(B1450+B1900)和(B1300-B1900)/(B1300+B1900)作为特征变量时,所建立的反演模型R2都达到0.984。

回归方程的表达式分别为:

Y=46.48ln [(B1450-B1900)/(B1450+B1900)]+130.8 (2)

Y=45.61ln[(B1300-B1900)/(B1300+B1900)]+102.1 (3)

2.1.2 一阶微分模型

根据一阶微分曲线,选取两个峰值反射率和两个谷值反射率的差值作为特征参量,回归方程的表达式为:

Y=70.24ln (B1500+B2500-B1400-B1900)+373.5 (4)

2.1.3 对数模型

在对数变换后的反射率中选取特征变量,建立模型。

结果表明,光谱反射率经过对数变换后,选取(B1450-B1900)/(B1450+B1900)和B1300-B1900两个特征变量建模,分别可以获得0.991和0.989的决定系数。

回归方程的表达式为:

Y=74.98ln[(B1450-B1900)/ (B1450+B1900)]+198.7 (5)

Y=40.03ln(B1300-B1900)+64.18 (6)

2.1.4 连续统去除模型

在连续统去除后的反射率中选择特征变量,建立模型。

由表3可以看出,经过连续统去除,光谱反射率的特征参数为(B1300-B1450)/(B1300+B1450)和B1300-B1450时,决定系数高,分别为0.983和0.98。

回归方程的表达式为:

Y=40.11ln[(B1300-B1450)/(B1300+B1450)]+123.6 (7)

Y=47.03ln(B1300-B1450)+112.4 (8)

综上所述,对比各种数据预处理结果,对原始数据做对数变换之后选取特征变量建模可获得较高的精度,反演误差最大为5.49%。如果对模型在土壤-植物叶片比例为40/60处和60/40处进行分段且三段均采用对数曲线拟合,反演的最大误差可缩小到3.870%(图5)。

2.2 相似系数法

相似系数法也称夹角余弦法,通过计算测试光谱与参考光谱之间的“角度”,来确定他们之间的相似性。计算公式为:

$\cos \alpha =\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^{n{}_b}t}{}_{i}r{}_i}{\left({\displaystyle \sum _{i=1}^{n{}_b}t}{}_i^2\right){}^{\frac{1}{2}}\left({\displaystyle \sum _{i=1}^{n{}_b}r}{}_i^2\right){}^{\frac{1}{2}}}$ (9)

式(9)中,nb为波段数,ti为第i波段混合曲线光谱反射率,ri为第i波段纯叶片或纯土壤的光谱反射率[1]。

选用实测样品中纯土壤(v0s100)光谱反射率曲线和纯植物叶片(v100s0)的光谱反射率曲线做参考曲线,利用其余九条反射率曲线与参考曲线的相似系数的比值,建立反演模型,采用实验设定的比例(如0/100,10/90,20/80,……,100/0)进行模型精度检验。分别计算原始反射率曲线、一阶导数曲线、对数曲线、及连续统去除后的曲线与其各自标准曲线的相似系数,并做比值,将此比值作为自变量,实验样品中植物叶片所占比例作为因变量,建立植物叶片含量的反演模型。(Y为植物叶片含量的反演值,X为各曲线与两条标准曲线相似系数的比值)。

经计算,采用光谱反射率一阶微分变换之后应用相似系数法建模得到的决定系数最高,达到0.971,用其回归模型反演样品中的叶片含量,反演结果的最大误差为11.13%,在土壤-植物叶片比例为40/60处分段,两段分别用对数和指数曲线拟合,反演得到的最大误差为2.909%(图6)。

3 结论

本文通过对实验室模拟土壤-植物叶片按比例混合模型光谱数据的测试和分析,得到以下结论:

(1) 在对原始数据、一阶微分、对数及连续统去除四种曲线选取特征参数时,使用对数变换后的曲线选取的特征变量在拟合模型时,达到的精度最高,表明原始数据经过对数变换可以在一定程度上提高反演精度。选择特征变量时,使用(B1450-B1900)/(B1450+B1900)作为特征变量,所建立的反演模型效果好,决定系数R2达到0.991,这是由于在1 450 nm和1 900 nm的水吸收带附近,不同比例混合的光谱反射率差异最大。

(2) 在相似系数法研究过程中使用一阶微分变换后的光谱反射率建模,模型精度高,模型表达式为Y=71.22ln(X)+45.18,决定系数R2为0.971,这是由于一阶微分变换后,混合光谱曲线的形态与参考曲线(纯土壤或纯叶片曲线)的形态差别最大,从而使得特征参数具有较大的方差。

因此,利用光谱曲线选取特征变量以及利用混合曲线与参考曲线间的相似系数建立混合样品中组分的含量反演模型都是可行的。在今后的研究中,应对不同类型的土壤与植物叶片进行多种组合的光谱测试,以建立普适性模型,研究如何直接通过纯净端元的光谱反射率曲线反演混合样品中组分的含量,进而运用于遥感影像混合像元分解。

篇4：混合式实验教学应用研究

实验教学是高等教育的重要组成部分,对于学生动手能力、创新能力、综合素质的培养有着不可替代的作用[1]。但其目前存在很多问题,诸如实验内容陈旧、验证性实验较多,实验评价方式科学性不强等,这些均影响实验教学培养综合性人才作用的发挥。混合式实验教学模式将混合式学习思想应用于实验教学,从学习活动的视角将在线活动与实验室活动进行整合,将教师的主导作用和学生的主体地位进行有机统一,通过多元评价的方式全面科学考察学习主体的实验情况,有效避免以上问题的出现。

本文在混合式实验教学过程活动设计的基础上,进一步探讨此模式开展的方法和策略;针对具体的课程内容设计教学案例,进行模式的应用研究;通过对实验结果的分析及整个实验过程的总结表明,此模式对于提高实验教学质量有一定的意义。

1 混合式实验教学活动设计

混合式实验教学有效结合实验室活动与在线活动,通过采用不同的教与学理论,选择多种教学媒体,分析教学资源,设计出“主导—主体”式实验活动,引发学习者在不同环境中的实验学习行为,从而使两者相互促进,帮助学习者更好完成意义建构,最终提高其实验学习效果。

根据以上分析,笔者针对计算机网络课程中“HTML语言”这一单元进行具体案例的设计和开展。实验室活动包括对实验涉及知识、平台操作的初步掌握等,实验过程性成果和最终成果的展示等。在线部分则依托学习活动管理平台(LAMS,适合于作为自主学习的教学设计和应用的工具,包括教师教学设计、学生学习和教学活动监控与管理等3个核心模块[2])进行设计。具体设计流程和活动见图1。

2 案例应用及效果分析

2.1 实验开展针对以上设计,依托LAMS选取华中师范大学信息技术系2008～2009学年度上学期学习计算机网络专业必修课的学生为对象,对此案例进行应用。br>

1)教师创设实验情景,提供相关案例,激发学生对HTML语言的学习兴趣,并引发其提出问题,对案例进行讨论分析。

2)教师对语言基础知识进行简要讲解,并通过对比源代码与页面效果,激发学生学习兴趣。确定实验小组,为在线实验做准备。

3)学生在了解和掌握平台使用方法后,以小组形式自定实验方案,通过参加活动序列自主、协作完成实验。教师扮演组织者、引导者与监控者的角色。

4)各小组在平台相应功能支持下,展示各自的实验成果。教师制定评价标准,分别从内容、版面和技术3方面进行评价;组织学生对小组作品进行自评与互评。

5)对学生进行问卷调查,获取定性评价的反馈信息,并使用社会统计软件包SPSS对数据进行分析。

2.2 结果与讨论

1)实验过程评价。笔者以管理员身份进入平台,在一定时间范围内,随机选取6个学习小组对其进度进行记录(图2)。通过观察发现,不同小组实验进度体现多样化。由于学习者在实验准备中对基础知识已有一定程度的掌握,能够很快完成相应的活动,参与度较高。但dx02小组在“表格、属性和字体”实验活动部分停留较长时间,通过访谈得知,他们通过“学前交流”确定作品主题之后,开始分工搜索资料,花费一些时间。而其他小组则是在完成涉及基础知识的实验活动后,开始制作作品。由此可知,这种实验教学方式可以由学生根据自己的计划把握实验进度,充分发挥其自觉性和自主性,满足其多样化学习。

2)学习效果评价。参与实验评价的主体包括任课教师以及6个小组所有成员,评价依据为一量表。笔者分别从内容、版面和技术3个方面对学生作品得分进行统计:以每个方面总分60%为合格,60%～85%为良好,85%～满分为优秀划分3个等级,得出每一等级分数百分比分布(图3)。

图3表明学生在参与HTML实验教学后,整体对相关知识的掌握情况。从内容掌握、版面设计、技术应用3个方面分析,可见学生对技术掌握程度较好,优秀作品已达37%,90%的作品中导航清楚且富有层次,链接紧扣主题,网页中精美图片、Flash动画、音视频均有体现。其次是版面设计和布局,87.5%的作品不仅区域划分合理清晰,不同区域中的元素(如图片、背景色、文字)搭配新颖,风格别致,呈现的信息主次分明、详略得当。通过3方面横向比较表明,混合式学习模式下的实验教学能够有效促进学生在技能方面的学习,学生实验过程可以在线进行,增加动手操作机会,并可获得教师的实时指导。

3)问卷调查分析。为了了解学生对混合式学习模式下的实验教学的态度和效果,在教学结束之前对参加此次实验的全体学生进行一次无记名的问卷调查。调查内容包括知识内容、技能、学习效果及方式评价3个方面,采用结构型与无结构型相结合的方式,通过使用SPSS软件对数据进行统计分析得以下结论。

①知识内容方面考查学生对学习情况的自我评价。大部分被试认为对HTML语言中表格、文本、图片、超链接等有了很好掌握但未达到熟练使用的程度。因此,混合式学习模式下的实验教学可以有效促进学生实验的完成和知识的获取,并使理论学习与在线实验相互作用,有机结合。

②在技能方面,所有被试认为能够找到自己想要的信息,并且认为这种实验方式有利于自身信息素养的提高;85.7%的被试在设计网页时均考虑到网页访问对象特征、内容与主题相符及整体视觉效果等因素,而且18.3%的被试在具体制作过程中对此加以实现;62.8%的被试认为自己的作品在实验所给案例的基础上有所创新。由于此模式具有一定的开放性,其优越性就更加明显,可以锻炼学生思维,满足其求知欲,使其在自身有创意的实验中获得无穷的乐趣。

③在方式评价方面,62.8%的被试认为此次实验中小组协作完成任务培养并提升了自身合作精神,有利于促进任务高效完成,并且学会正确地与他人交流,善待批评,学会相互接纳、赞赏、分享、互助等;62.8%的被试认为通过利用实验活动中教师提供的资源,自己根据兴趣和能力自主探究在很大程度上激发了学习兴趣,自主探究能力得到较好发展。这些均体现了实验教学培养人才能力结构中较高层次能力的特点。

④在教学评价方面,接近80%的被试认为此实验活动序列设计合理、与课程内容联系紧密、任务粒度适中,其中44.2%的被试充分肯定其“能够有效促进学习者学习”的作用。因此,使用LAMS平台辅助实验教学,在混合式学习模式下可以充分体现其优越性,使学生通过参与经过逻辑排序、有机整合的活动序列,逐步完成意义建构。

3 总结

通过此次实验,笔者认为混合式学习模式下的实验教学突破传统实验教学模式,改善理论教学与实验教学的关系。与传统实验教学相比,此模式中设计在线实验活动,强调学生的主体地位,从多种维度、多个视角对学生进行综合评价,在评价内容、方法、过程和目的上均体现出多样化。因此,此模式为高校开展实验教学提供一个较为成功的实施案例。虽然本实验取得较为显著的效果,但由于客观条件的限制,仅对华中师范大学电子信息工程专业进行实验,样本较小、实验时间较短,不能全面排除非实验因子对实验结果的影响,因此还存在一定的缺陷,有更多的问题有待进一步探讨。■

参考文献

[1]丁筱玲,赵立新.加强实验教学改革搭建创新实验平台[J].实验室研究与探索,2008(03):70-75

[2]LAMS Brochure[EB/OL].http://www.lamsinternational.com,2005

篇5：轻化工程综合实验教学研究论文

轻化工程是高校轻工业中的一个重要的专业，包括三个专业方向，它们是制浆造纸工程、皮革工程、染整工程。在我校轻化工程主要是纸浆造纸方向，因此该研究主要是造纸综合实验的教学研究。造纸工业是一个以植物纤维为原料生产纸张的工业，该行业具有资金密集、技术密集、能源密集的特点。因此，轻化工程专业的培养应该符合工科专业的特点，该专业的实验培养应该是专业培养的重要组成部分。目前，很多高校都意识到仅仅提高学生的基本实验知识和技能是不够的，学生仅仅掌握基本的实验知识和技能只是提高了基本的动手能力，但对实验中出现的问题和现象不能进行分析，解决问题的能力亟待提高。基于这样的现状，越来越多的高校都在研究开展综合性的基础实验研究，比如上海交通大学材料科学与工程学院开展的材料综合实验，河北农业大学的食品综合实验，上海交通大学海科院的水下技术综合实验等。[1][2][3][4]一些有关综合实验的教材也相继出版，比如科学出版社出版的《遗传学综合实验》《光信息综合实验》等。有条件的高校已经开始着手于建设综合实验室，通过对实验硬件的建设为学生提供学习提高的平台，使学生通过实验环节，不仅加深理解专业基础课中的基本概念、重点和难点内容，而且有机会自己思考设计实验，自己动手完成实验，将学到的基础知识及专业知识灵活地应用到实验设计中去，培养学生的实践动手、分析和解决问题以及科学创新等综合能力和素质。[5][6][7][8]从以往毕业生的信息反馈的情况看，学生的基本知识和基本技能是可以的，但是在处理生产中的具体问题上表现出没有办法，手足无措。在国内开办制浆造纸专业的高校中，在本科教学中开展综合实验的高校不多，我校已开展了在这方面的探索，但在这方面的研究还很欠缺。怎样合理有效的开展综合实验，又不和已经开展的专业基础实验重复，是一个需要认真研究和分析的重要课题。

二、调查研究

该研究的目标是，通过对轻化工程综合实验的研究，找到学生在专业知识的掌握及综合运用方面存在的问题和不足，找到学生在实验技能及综合运用实验手段方面存在的问题，进一步提高学生在具体的实验中综合利用相关专业知识及实验手段和技能的能力，激发学生的实验兴趣，变“要我做”为“我要做”，充分调动他们的积极性和创造性，提高实验教学的效果，进一步提高学生独立解决问题的能力，使学生能进一步适应行业的`要求，成为优秀的工程技术人才。任何教学工作的开展都是要面向授课对象的，综合实验课的开展同样是面对本专业学生的。学生对本专业专业知识的掌握情况如何，基本的实验技能掌握到什么程度，对具体问题的分析和处理能力都是综合实验开展前要调查的内容。以轻化工程专业的大四学生为调查对象，调查的开展分理论和实验两个方面。理论调查的形式是以口头回答问题和小型笔试进行的。口头回答问题主要是一些基本专业知识，通过学生的回答情况判断其对基本专业知识的掌握情况。小型笔试主要是考查学生对造纸企业生产中具体问题的解决能力，学生对具体问题提出解决思路，然后经过分析，找到学生的问题和不足。实验调查，主要是考查学生的基本动手能力和通过实验解决具体问题的能力，通过对基本实验操作考查学生的基本实验技能。教师提出一个具体的问题，让学生通过实验来解决，考查学生的通过实验解决问题的能力。通过调查，发现学生对基本的专业知识是清楚的，并且具备了基本的实验技能。但是，学生运用知识解决问题的能力较差，缺乏分析能力，对具体的问题如何解决缺乏方法，从而难以独立解决问题。

三、综合实验研究设计过程

（一）根据调查研究，先设计小型的实验性的综合实验，让一部分有代表性的学生进行实验，实验后分析实验效果。代表性学生的选择非常重要，因为这是小型综合实验设计效果评价的主要依据。一般依据学生的专业课成绩，分别从优、良、中、及格、不及格五个层次筛选一些学生。因为我校轻化工程专业有两个方向，分别是造纸工艺和造纸化学品，因此小型综合实验的设计也分成两个思路：第一个思路是造纸工艺方面的，第二个思路是有关造纸化学品的。

（二）小型试验做完后，加强和学生的互动，让学生写出对实验的认识、心得体会和收获，和同学交流，分析在做实验时他们哪些地方感到困难，如何通过分析总结找到产生这些困难的原因，并找到解决这些困难的方法。同时，听听他们对实验设计方案的意见和建议，综合分析对实验方案进行相应的改进。

（三）不断循环上述过程，指导师生双方均认为小型的综合实验的方案和效果比较满意。

（四）在小型实验的基础上，初步设计大型的综合实验，提出一个需要解决的问题，让学生根据问题，自行设计实验，自行决定实验所需的原料和仪器，通过不断的论证，开展实验，最终解决问题。

（五）听取学生对综合实验的方案的意见和建议，对实验方案进行相应改进，不断循环，最终得到较理想的综合实验的设计方案。

四、综合实验研究的评价和结论

轻化工程综合实验的效果的评价来自于对参加综合实验的学生的学习效果的评估。选取本专业学生作为研究对象，在学生参与综合实验的前后对学生的专业知识和运用知识解决问题的能力进行测试。测试的题目前后难度大体相当，通过前后的对比，发现参与综合实验后学生的专业知识掌握得更加全面，而且养成了运用所学知识解决问题的思维习惯，对于一个问题能够提出多个解决方案，这充分说明综合实验的开展取得了一定的效果。通过综合实验教学研究的开展，明显发现学生对实验的参与热情显著提高，改变了过去被动应付的局面。同时，发现学生的思维活跃，能够对提出的问题认真思考，积极讨论，并查阅相关的专业教材和文献，提出初步解决方案，然后进行试验，根据实验的结果对提出的实验方案进行修正和进一步的论证，不断对解决方案进行完善，最终达到较好的实验效果。通过综合实验的开展，发现学生的动手和思考能力明显提高，能初步利用已有的知识解决具体的问题，具有一定的分析和研究能力，这不论对以后到企业就业的同学还是考研深造的同学都是非常有利的。综合实验的研究只是取得了初步的成果，如何进一步评价该研究体系的科学性及成效，如何进一步提高学生的独立解决问题能力，还需要在综合实验的开展过程中不断总结和分析，不断和学生进行双向的交流和探讨，以获得更大的成果。

［注释］

［1］熊言林，江家发，阎蒙钢，等．高师“化学教学论实验”课程改革的尝试［J］．化学教育，（1）：42－43．

［2］李远蓉，李凤艳，卢一卉．构建高师“化学实验教学研究”内容体系的新思路［J］．化学教育，2006（1）：45．

［3］钟启泉，等．基础教育课程改革纲要（试行）解读［M］．上海：华东师范大学出版社，．

［4］苗深花．“化学实验教学研究”课程的改革与实践［J］．实验室研究与探索，（4）：60．

［5］姚利民，郑银华．高校教师教学研究现状与原因分析［J］．高等理科教育，（4）：137－140．

［6］殷慧．大学教师投身教学的研究［D］．长沙：湖南大学，2004：20．

［7］唐智松．青年教师教学、科研投入状态调查［J］．高等师范教育研究，2001（1）：73－78．

［8］艾尼瓦尔吐米尔，热依含古丽斯曼，等．浅谈提高青年教师科研意识的必要性［J］．高等理科教育，（1）：9l－93．

篇6：工业工程实验混合式教学改革研究论文

［关键词］轻化工程；综合实验；教学研究

一、前言

轻化工程是高校轻工业中的一个重要的专业，包括三个专业方向，它们是制浆造纸工程、皮革工程、染整工程。在我校轻化工程主要是纸浆造纸方向，因此该研究主要是造纸综合实验的教学研究。造纸工业是一个以植物纤维为原料生产纸张的工业，该行业具有资金密集、技术密集、能源密集的特点。因此，轻化工程专业的培养应该符合工科专业的特点，该专业的实验培养应该是专业培养的重要组成部分。目前，很多高校都意识到仅仅提高学生的基本实验知识和技能是不够的，学生仅仅掌握基本的实验知识和技能只是提高了基本的动手能力，但对实验中出现的问题和现象不能进行分析，解决问题的能力亟待提高。基于这样的现状，越来越多的高校都在研究开展综合性的基础实验研究，比如上海交通大学材料科学与工程学院开展的材料综合实验，河北农业大学的食品综合实验，上海交通大学海科院的水下技术综合实验等。[1][2][3][4]一些有关综合实验的教材也相继出版，比如科学出版社出版的《遗传学综合实验》《光信息综合实验》等。有条件的高校已经开始着手于建设综合实验室，通过对实验硬件的建设为学生提供学习提高的平台，使学生通过实验环节，不仅加深理解专业基础课中的基本概念、重点和难点内容，而且有机会自己思考设计实验，自己动手完成实验，将学到的基础知识及专业知识灵活地应用到实验设计中去，培养学生的实践动手、分析和解决问题以及科学创新等综合能力和素质。[5][6][7][8]从以往毕业生的信息反馈的情况看，学生的基本知识和基本技能是可以的，但是在处理生产中的具体问题上表现出没有办法，手足无措。在国内开办制浆造纸专业的高校中，在本科教学中开展综合实验的高校不多，我校已开展了在这方面的探索，但在这方面的研究还很欠缺。怎样合理有效的开展综合实验，又不和已经开展的专业基础实验重复，是一个需要认真研究和分析的重要课题。

二、调查研究

该研究的目标是，通过对轻化工程综合实验的研究，找到学生在专业知识的掌握及综合运用方面存在的问题和不足，找到学生在实验技能及综合运用实验手段方面存在的问题，进一步提高学生在具体的实验中综合利用相关专业知识及实验手段和技能的能力，激发学生的实验兴趣，变“要我做”为“我要做”，充分调动他们的积极性和创造性，提高实验教学的效果，进一步提高学生独立解决问题的能力，使学生能进一步适应行业的要求，成为优秀的工程技术人才。任何教学工作的开展都是要面向授课对象的，综合实验课的开展同样是面对本专业学生的。学生对本专业专业知识的掌握情况如何，基本的实验技能掌握到什么程度，对具体问题的分析和处理能力都是综合实验开展前要调查的内容。以轻化工程专业的大四学生为调查对象，调查的开展分理论和实验两个方面。理论调查的形式是以口头回答问题和小型笔试进行的。口头回答问题主要是一些基本专业知识，通过学生的回答情况判断其对基本专业知识的掌握情况。小型笔试主要是考查学生对造纸企业生产中具体问题的解决能力，学生对具体问题提出解决思路，然后经过分析，找到学生的问题和不足。实验调查，主要是考查学生的基本动手能力和通过实验解决具体问题的能力，通过对基本实验操作考查学生的基本实验技能。教师提出一个具体的问题，让学生通过实验来解决，考查学生的通过实验解决问题的能力。通过调查，发现学生对基本的专业知识是清楚的，并且具备了基本的实验技能。但是，学生运用知识解决问题的能力较差，缺乏分析能力，对具体的问题如何解决缺乏方法，从而难以独立解决问题。

三、综合实验研究设计过程

（一）根据调查研究，先设计小型的实验性的综合实验，让一部分有代表性的学生进行实验，实验后分析实验效果。代表性学生的选择非常重要，因为这是小型综合实验设计效果评价的主要依据。一般依据学生的专业课成绩，分别从优、良、中、及格、不及格五个层次筛选一些学生。因为我校轻化工程专业有两个方向，分别是造纸工艺和造纸化学品，因此小型综合实验的设计也分成两个思路：第一个思路是造纸工艺方面的，第二个思路是有关造纸化学品的。

（二）小型试验做完后，加强和学生的互动，让学生写出对实验的认识、心得体会和收获，和同学交流，分析在做实验时他们哪些地方感到困难，如何通过分析总结找到产生这些困难的原因，并找到解决这些困难的方法。同时，听听他们对实验设计方案的意见和建议，综合分析对实验方案进行相应的改进。

（三）不断循环上述过程，指导师生双方均认为小型的综合实验的方案和效果比较满意。

（四）在小型实验的基础上，初步设计大型的综合实验，提出一个需要解决的问题，让学生根据问题，自行设计实验，自行决定实验所需的原料和仪器，通过不断的论证，开展实验，最终解决问题。

（五）听取学生对综合实验的方案的意见和建议，对实验方案进行相应改进，不断循环，最终得到较理想的综合实验的设计方案。

四、综合实验研究的评价和结论

轻化工程综合实验的效果的评价来自于对参加综合实验的学生的学习效果的评估。选取本专业学生作为研究对象，在学生参与综合实验的前后对学生的专业知识和运用知识解决问题的能力进行测试。测试的题目前后难度大体相当，通过前后的对比，发现参与综合实验后学生的专业知识掌握得更加全面，而且养成了运用所学知识解决问题的思维习惯，对于一个问题能够提出多个解决方案，这充分说明综合实验的开展取得了一定的效果。通过综合实验教学研究的开展，明显发现学生对实验的参与热情显著提高，改变了过去被动应付的局面。同时，发现学生的思维活跃，能够对提出的问题认真思考，积极讨论，并查阅相关的专业教材和文献，提出初步解决方案，然后进行试验，根据实验的结果对提出的实验方案进行修正和进一步的论证，不断对解决方案进行完善，最终达到较好的实验效果。通过综合实验的开展，发现学生的动手和思考能力明显提高，能初步利用已有的知识解决具体的问题，具有一定的分析和研究能力，这不论对以后到企业就业的同学还是考研深造的同学都是非常有利的。综合实验的研究只是取得了初步的成果，如何进一步评价该研究体系的科学性及成效，如何进一步提高学生的独立解决问题能力，还需要在综合实验的开展过程中不断总结和分析，不断和学生进行双向的交流和探讨，以获得更大的成果。

［注释］

［1］熊言林，江家发，阎蒙钢，等．高师“化学教学论实验”课程改革的尝试［J］．化学教育，2006（1）：42－43．

［2］李远蓉，李凤艳，卢一卉．构建高师“化学实验教学研究”内容体系的新思路［J］．化学教育，2006（1）：45．

［3］钟启泉，等．基础教育课程改革纲要（试行）解读［M］．上海：华东师范大学出版社，2001．

［4］苗深花．“化学实验教学研究”课程的改革与实践［J］．实验室研究与探索，2004（4）：60．

［5］姚利民，郑银华．高校教师教学研究现状与原因分析［J］．高等理科教育，2007（4）：137－140．

［6］殷慧．大学教师投身教学的研究［D］．长沙：湖南大学，2004：20．

［7］唐智松．青年教师教学、科研投入状态调查［J］．高等师范教育研究，2001（1）：73－78．

［8］艾尼瓦尔吐米尔，热依含古丽斯曼，等．浅谈提高青年教师科研意识的必要性［J］．高等理科教育，2002（1）：9l－93．

篇7：工业工程实验混合式教学改革研究论文

超声速内流场横向喷流的流动与混合特性实验研究

为研究超声速内流场中横向喷流的流动与混合特性,将丙酮蒸汽加入喷流介质,用平面激光诱导荧光(PLIF)技术对流场中流向中心截面和横截面上的丙酮进行成像,研究了喷流的`运动轨迹、流场结构、混合方式,以及参数对喷流流动与混合的影响.结果表明:喷流柱的波动失稳及喷流剪切层中生成的大尺度结构有助于增强喷流与主流在近场的混合;提高出口马赫数会导致剪切层失稳以及出现大尺度结构的位置移向下游,不利于改善近场的混合;增大喷口直径能增加喷流在展向的扩展,升高喷流总压能增加喷流在展向和横向的扩展,并使出现大尺度结构的位置靠近上游;在喷注流量相同条件下,采用小喷注面积高总压喷注更利于增强混合.

作 者：耿辉 翟振辰 陈军 周进 刘君 GENG Hui ZHAI Zhen-chen CHEN Jun ZHOU Jin LIU Jun  作者单位：国防科学技术大学,航天与材料工程学院,湖南,长沙,410073 刊 名：上海航天  PKU英文刊名：AEROSPACE SHANGHAI 年，卷(期)：2007 24(5) 分类号：V434.13 关键词：超声速内流场   横向喷流   流动   混合   平面激光诱导荧光  

篇8：工业工程实验混合式教学改革研究论文

在本科教学实践过程中, 除了基础的理论教学外, 做实验更是必不可少的重要环节。但是各高校均面临着实体实验室压力大、时间紧、排课难等问题, 不能在师生间提供最优方法, 不利于提高学生学习效率。鉴于此类问题, 本文提出利用Lab VIEW和MATLAB两个编程软件的结合构建虚拟实验系统, 重点将其在控制工程基础实验中实现, 通过虚拟实验系统的使用, 能够更加灵活地实现数据给定、参数设置, 还可以使实验结果更加精确, 便于学生观察和研究, 将其与实体实验室相结合, 能够有效地提高学生学习效率。

2 Lab VIEW和MATLAB软件的介绍

Lab VIEW和MATLAB是倍受程序开发人员青睐的两种可实现虚拟仿真的编程语言, 但这两种语言有各自的优缺点和适用范围。

Lab VIEW是美国NI公司研制开发的一种程序开发环境, 使用图形化编辑语言G语言来实现程序的编写, 所产生的程序是框图的形式, 采用数据流编程方式, 程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。因此, 其程序的编写简单易懂, 对使用者的基本素质要求不高。Lab VIEW软件人机界面友好, 使用灵活方便, 接口易于扩展。

MATLAB是美国Math Works公司出品的商业数学软件, 具有强大的数学计算功能。该软件集数值计算、符号计算、可视化建模、仿真和图形处理等多种功能于一体, 是数学计算方面功能最强的软件。用户可以通过命令的方式编写m文件, 实现仿真, 也可以利用simulink仿真模块中的库函数实现仿真, 操作方便。

3 混合编程的实现方法

MATLAB与Lab VIEW相结合的混合编程, 既可以实现强大的运算仿真功能, 又能拥有简单明了的界面, 深受大家喜爱。混合编程的基本方法是利用Lab VIEW作为前端开发工具, 将Lab VIEW前面板中的用户自定义初始值送到MATLAB中进行相应较复杂的数学运算处理, 然后输出和显示在Lab VIEW前面板上。目前的混合编程方式主要有动态链接库 (DLL) 技术、动态数据交换 (DDE) 技术和MATLAB脚本节点法。

动态链接库 (DLL, Dynamic Link Library) 技术是基于Windows程序设计的一个重要组成部分, DLL是一个位于程序外部的过程库, 不能直接运行, 是一个包含可被多个程序同时使用的代码和数据的库, 它可以从应用程序中调用和共享。因此应用DLL技术可以实现MATLAB与Lab VIEW之间数据的传输和函数的调用。

动态数据交换 (DDE, Dynamic Data Exchange) 技术是Windows应用程序之间的通讯协议。利用DDE技术在客户程序和服务程序之间可以相互发送或接受命令及数据。在Lab VIEW函数模板的DDE VI可将Lab VIEW程序设置为DDE服务器程序或者是DDE客户程序, 从而实现对MATLAB程序的创建或调用。

MATLAB脚本节点法是MATLAB与Lab VIEW通讯和混合编程中常用的方法。这种方法容易实现, 打开脚本速度快, 可满足多输入多输出, 信息处理量大。但该方法不能控制MATLAB服务器, 当节点脚本执行完毕后, MATLAB程序不能自动关闭。

在Lab VIEW中调用MATLAB语言节点时应注意的问题:

a.MATLAB语言节点只能在Windows平台上运行;

b.应用MATLAB语言节点要求计算机必须安装MATLAB5.0以上版本;

c.MATLAB语言节点的内外数据类型要匹配, 否则会产生错误, 导致程序无法运行。

在MATLAB 7.0和Lab VIEW 2012环境下应用MATLAB语言节点实现混合编程的基本步骤是:

a.运行Lab VIEW 2012, 进入空白VI, 进行程序设计;

b.在框图程序窗口菜单栏查看中单击“函数选板”, 依次点击“数学→脚本与公式→脚本节点→MATLAB脚本”。MATLAB脚本节点可实现多输入多输出, 方法是在节点上单击, 然后在弹出式列表中选择“添加输入”或“添加输出”;

c.在Lab VIEW中调用MATLAB程序时, 可以在MATLAB节点中直接写入MATLAB程序, 也可以将写好的MATLAB程序导入MATLAB脚本节点内;

d.编写相应的Lab VIEW前面板和框图外围程序, 调试运行。

4 MATLAB脚本节点法开发控制工程基础虚拟实验系统

在控制工程基础课程中, 传递函数占有重要地位, 掌握传涵的性质是学习的重点。鉴于MATLAB的数学运算优势和Lab VIEW的编程可视化, 可将Lab VIEW和MATLAB混合编程技术应用于控制工程教学领域, 这对学生理解课程实质, 提高学习效率有重要意义。

现以控制工程基础实验课中的一个实验为例, 介绍虚拟实验系统的应用。编好的虚拟实验系统前面板如图1所示。从图1中可知, 前面板中设置了4个数值输入控件, 4个数值显示控件, 2个布尔控件分别用于参数设置、结果显示和程序运行控制。前面板中还设置了实验的传函模型、系统框图和模拟电路图, 便于使用者联系理论与实际。

图2是仿真实验的结果界面, 由图2可以看出仿真结果精确无误, 不存在误差, 方便使用者观测与研究。

结束语

日前, 仿真软件逐渐渗透到教学实验环节中来, 且趋势越来越明显, 人们在不断的探究新方法, 新理念来配合传统实验室, 意在追求更好的教学效果。本文分析了Lab VIEW和MATLAB软件各自的优缺点, 介绍了动态链接库 (DLL) 技术、动态数据交换 (DDE) 技术以及MATLAB脚本节点法实现混合编程的方法和注意事项, 着重研究了MATLAB脚本节点法。在此基础上, 提出了将混合编程应用于控制工程基础实验课程中的思路, 以其中二阶线性定常系统虚拟实验平台的搭建为实例, 说明了本方法在控制工程基础实验课程中广泛的应用价值与前景。

摘要：阐述了LabVIEW和MATLAB两种软件各自的功能与特点, 分析了其混合编程的几种方法, 重点研究了利用MATLAB脚本节点与LabVIEW进行混合编程的方法。在此基础上, 深入讨论了本方法在控制工程基础实验课程中的应用, 并以其中几个典型的实验为例, 利用混合编程实现了虚拟实验系统的开发。

篇9：工业工程实验混合式教学改革研究论文

众所周知，酒精灯不能用嘴吹熄，但为什么不能用嘴吹熄？学生这样的疑问，教师一般这样解释：当用嘴吹灭酒精灯的时候，火苗容易将火引入到酒精灯里，灯壶内的酒精蒸汽和空气在灯壶内迅速燃烧，形成很大气流往外猛冲，同时有闷响声，这时候就形成了“火雨”，会造成爆炸危险。老师仅仅口头解释，学生难以理解。为了帮助理解这一问题，在教学中，我设计了一个酒精蒸汽和空气混合爆炸的实验。

［实验用品］

盛固体药品的塑料瓶(600 mL)和衬盖、滴管的胶头、自行车内胎的气门嘴。

［装置制作］

用剪刀尖子小心地在塑料瓶距离底部约1 cm处刺破一小孔，然后用圆锉插入将小孔锉圆，在小孔中紧紧的插入一只自行车内胎的气门嘴，将螺母拧紧。

［实验过程］

将滴管的胶头套在塑料瓶上的气门嘴上，使其套紧不漏气，向这个塑料瓶中倒入约10 mL酒精，用衬盖盖住塑料瓶，将塑料瓶快速摇晃近10次，使塑料瓶中充满酒精蒸汽。点燃酒精灯，将塑料瓶口向上，取下套在气门嘴上的胶头，气门嘴对准酒精灯火焰，挤捏塑料瓶。开始可看到酒精蒸汽平衡燃烧的蓝色火焰，挤捏塑料瓶几次后，火窜入塑料瓶中即发生“轰”的巨响，瓶上的衬盖被冲得高高的。

［说明］

本装置可反复使用，实验时操作简便安全，成功率高。若寒冬做此实验，需将盛有酒精的塑料瓶放在热水中温热一会儿。

酒精蒸汽和空气混合爆炸实验的成功演示，学生印象深刻，不仅可帮助学生解决酒精灯不能用嘴吹熄的疑惑，还可以帮助学生理解加油站要严禁烟火的问题，可以大大提高学生的消防意识。

参考文献：

[1]姚中.氢气燃烧和爆炸实验及防爆措施[J].化学教学与实验，2001.6.

篇10：工业工程实验混合式教学改革研究论文

机械设计基础是近机类各专业开设的一门重要的技术基础课程，该课程作为一门实践性很强的课程，其实验教学是一个十分重要的实践环节，除了起到使学生加深对理论知识的理解、对课堂上教授的理论知识的验证作用外，更重要的是培养学生工程意识、工程实践动手能力、理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力，启迪其创新思维，开拓其潜能的重要手段。因此，作者认为有必要对机械设计基础传统的实验教学进行深入改革，从而建立大工程背景下的实验教学体系，对实验项目进行分层次设置、分类管理，更新实验内容，改革实验教学方法和手段以及实验成绩考核方式，为大工程背景下的应用型高级专门人才的培养奠定了坚实的基础。

1机械设计基础实验教学的现状

虽然机械设计基础实验教学在课程培养目标上占据着重要的地位，但长期以来由于对课程实验教学的重视程度不足，导致了目前课程实验教学主要存在以下问题：

（1）实验教学缺乏工程背景，实验项目的设计与工程实际应用脱节，难以激发学生学习兴趣。我国高校的学生绝大多数学习经历都是连续的，都是从高中直接进入大学的，接触社会实践的机会很少，对机械的了解只限于生活中接触的范围，还习惯于理性思维，缺少工程观念，无法将理论知识和工程实际相结合。同时由于实验较偏重于理论验证，所以其实验项目的设计理论性也较强，再加之实验教师的讲授不能很好地将某一实验与工程实际应用相结合，势必导致学生觉得实验距离我们的生活和工作实际较远，难以调动学生实验的积极性。

（2）实验体系陈旧，教学内容、方法和手段单一，不适应当前人才培养的需求。传统的机械设计基础实验体系中，各实验内容往往比较单一，所涉及的知识面较窄，缺乏各学科知识的关联性和交互性，所用的实验手段也比较单一，实验教学设备比较陈旧落后，难以开设综合性和设计性的实验。同时在实验中，往往注重的只是如何正确使用某类仪器或设备得到所需要的实验数据，而不注重根据实验原理，为什么要采用这样的实验方法和测试手段。部分实验项目的设置还未突破理论课程体系的制约，从而导致实验内容的低水平重复，不利于学生实验技能和创新精神的培养。

（3）实验成绩评定方式缺乏科学性，不能突出能力培养。传统的机械设计基础实验成绩的构成主要包含实验表现、实验过程的操作、实验报告的撰写等三部分内容。同时，实验成绩仅作为平时成绩的一部分，且该部分成绩在总评成绩中，所占比例较小，导致一些学生不认真做实验，抄袭别人实验报告的现象时有发生。这种成绩评定制度不能全面反映学生的学习状况和实际水平，不利于激发学生的学习积极性，也不利于理论与实践知识的融合。

（4）实验项目数量少，学时低，不利于高素质应用型专门人才的培养。传统的机械设计基础课程实验项目数量一般在3—4项，实验学时通常仅占总学时的10%，实验学时过少，加之受实验条件所限，学习主动性较差的部分学生就很少有实践动手机会，系统培养和训练学生掌握实验科学知识、科学方法与实验能力的.目标都很难做到，培养创新精神和创新意识就更无从谈起。

（5）对实验教学质量的重视程度不够，教学质量监控不到位。受“重理论、轻实践”的传统教育理念的影响，学生对实验教学普遍重视不足，影响了教学质量的提升。实验教学环节的多样性及其内容的复杂性决定对其监控的难度大。在教学形式上，普遍实行由指导教师对实验内容进行讲解，然后由学生做实验，有问题时请教师指导。如果学生能完成规定的实验任务并交实验报告，就无需教师进行指导。这样就造成了对实验教学质量监控的不全面、不客观，实验教学过程各环节缺乏信息收集、管理和反馈机制，其质量得不到有力保障。

2深化机械设计基础实验教学，提高学生的动手实践能力

2.1搭建工程背景，强化学生工程素质的培养

在实验教学中，加强了实验与工程实际的联系，在新的实验教学大纲中规定每项实验内容的讲授都要引入典型的与课程实验相关的工程实例。在实验中要以大工程为背景，以工程为主线，着力于学生的工程意识、工程实践动手能力和工程素质的培养，将工程教育、科学教育融合在一起。要注重介绍利用工程基础理论解决工程实际问题的思维和方法，加强学生工程素质的培养。

2.2以机械设计基础课程建设为重点，推进课程实验教学改革

（1）优化机械设计基础实验教学体系。在全面分析学生能力结构的基础上，以培养学生具有扎实的实验技能，较好的机械综合设计能力、分析能力和科学研究能力，挖掘学生潜能以及激活学生的创新思维为目标，构建包括基础性实验、综合性实验和设计性实验3个层次的实验教学新体系。该体系采取分层次设置、分类管理的方式。分层次设置是指在新体系中，力求按照学生能力形成的不同阶段，通过“基本实验能力的形成、综合能力的训练、设计和创新精神的培养”来逐步实现由理论到实践的过渡，促进知识、能力、素质的协调发展。分类管理是指在满足实验培养目标的基础上按因材施教和以学生为本的原则将实验项目设置为必做项目和选做项目。

第一层次实验：指基础性实验，是开展科学研究的基础，也是开展综合性实验和设计性实验的基础。其目的在于促进学生掌握基本原理，培养学生的基本实验技能、发现问题和解决问题的能力。

第二层次实验：指综合性实验，是实验内容涉及相关的综合知识或运用多门课程的知识，对某一问题进行综合研究的实验，它注重学生对知识的理解、运用和掌握。其目的在于提高学生的动手能力、综合分析和解决问题的能力，达到能力、素质和创新意识的综合培养。

第三层次实验：指设计性实验，是为了让学生独立开展科学研究的实验，以学生为主体，教师为主导的实验教学。它注重学生在实验过程中自行设计和知识应用的合理性。其目的在于通过学生独立设计、独立分析，实现自主学习、自主创新，提高综合设计的实践能力，鼓励学生大胆创新，勇于探索，培养学生掌握基本的测试技术，具备初步开展科学研究的能力。

（2）深化机械设计基础实验教学内容改革。从调动学生积极性、提高学生实践动手能力、培养学生工程意识和创新意识的角度出发，对机械设计基础实验教学内容进行了深入改革，改革的要点是：

①对机械设计基础实验项目进行了重新认定和改造，形成了基础性、综合性和设计性的3个层次的实验教学体系。

②引入现代科技知识，用新技术、新理念和新方法改造传统实验。更新教学内容，用新的科学知识和现代测试技术丰富实验内容，改变传统实验内容与现代工业生产和应用技术之间脱节的现象。

③实验教学内容要突出学生的主体地位，以学生为本安排实验教学内容。在遵循教学规律，体现由基础到综合的基础上，充分考虑学生理论知识基础和基本技能训练，更加注重实验原理和方法。

④把工程意识、创新精神、实验能力的培养纳入实验教学内容，更重要的是贯穿渗透到实验教学环节中去，鼓励引导学生提出不同的设计方案和解题途径，引导学生细致观察实验现象，总结实验结论，提出实验建议。

（3）教学方法、教学手段改革。从激发和培养学生自主学习、自主实践和自主创新的角度出发，对教学方法和教学手段进行了如下改革：

①充分发挥实验指导教师的主导作用，积极采用启发式、讨论式和现场教学等多种教学方法，增强实验教学的趣味性和吸引力。鼓励学生独立思考，激发学习的主动性，培养学生的科学精神和创新意识。

②为了发挥学生的主体作用，促使学生养成勤于分析和善于思考的好习惯。在教学中要求学生做到实验课前有预习，明确实验目的、内容、步骤和要求。实验课后有总结，归纳技术与操作要点，分析不足与改进方法，并提出合理化建议。

③为了提高教学效率和学生学习兴趣，解决实验学时相对较少的问题，实验教学中应充分利用多媒体进行授课。多媒体在实践与理论互相渗透方面具有一定的优势，既能节省设备资源，又能充分保证实验教学要求。

④为了解决学生预习、复习和强化实验技能的需要，机械设计基础实验室实行全天候课外开放。这样做可以有效地解决实验学生人数多、仪器设备不足的问题。同时，也为开设综合性、设计性实验创造了条件，学生可以根据自己的学习和实验进程自主选择实验时间，使每一个学生都有机会动手操作实验的每一个环节，进而提高了实验的教学质量。

2.3以能力培养为重点，推进机械设计基础实验考核方式改革

为了进一步强化学生的实验意识和做好实验的自觉性，提高学生重视实验的程度，对现行的实验考核方式进行了改革。将原有的考核方式改变为实验平时成绩与期末实验操作考试成绩综合评定的方法。在此基础上，实验室制定了实验考试与补考方案与具体细则等制度。同时，经过与任课教师及学校领导协商，将机械设计基础实验成绩实行一票否决制，即机械设计基础实验不及格者整个机械设计基础这门课程就不及格。

2.4增加实验学时，扩充实验项目，提高学生实验技能

应增加实验学时的比例，其学时可为理论教学学时的30%或更多。根据课程培养目标的要求，增加实验项目的数量，原理论教学中的某些内容可结合实验教学进行讲授，其效果明显优于原课堂理论教学。

2.5建立机械设计基础实验教学质量评价体系，完善实验教学质量监控机制

与理论教学相比，实验教学的监控与管理有着不同的特点。我校从现代化管理手段入手，规范了实验教学的各项工作，强化了实验教学的科学管理，建立了三级教学质量监控（专家评教、同行评教和学生评教）、常规质量检查、信息处理及反馈为一体的实验教学质量监控体系，确保了实验教学质量的稳步提升。

3结束语