實驗設計方法范文

導語：如何才能寫好一篇實驗設計方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:生物學實驗;環節;設計方法

縱觀近幾年高考生物學實驗發現，高考對學生實驗能力的要求，已經從過去僅僅強調對步驟和結果的簡單考查，轉變到了更加注重對實驗方法和實驗思想的考查。這告訴我們，實驗不僅意味著某種精確的操作，更能表現一種思維方式。探究性實驗設計本身就是一項小型的科學研究活動，它有一定的原則和一般規律可循，使學生熟練掌握實驗設計方法是提高學生實驗能力的重要途徑之一。本文簡要介紹生物學實驗的設計方法。

生物學實驗應當要求學生在明確實驗要求、實驗原理和目的的前提下，遵循實驗設計的基本原則:即“操作簡單方便、程序科學合理、材料藥品易得、據現象推結論”的原則進行設計?？煞忠韵聨讉€環節。

1.提出理論假設。根據題目要求，確定實驗的條件即實驗變量A，實驗中要注意控制“變量”。一般一個實驗只能確定一個變量，即唯一一個對實驗結果可能產生影響的變量，在此基礎上提出理論假設，它常?？梢悦枋鰹?“當條件A存在時，事件B(實驗現象)可能發生;當條件A改變時，若事件B發生，能得出何結論;若事件B不發生，又能得出何結論”。

2.設計探究性假設。此環節可分以下幾個步驟進行。(1)實驗的準備，包括必要的實驗器材及實驗藥品實驗材料的準備。(2)滿足條件A設計一個實驗，觀察事件B(實驗現象)能否發生。(3)改變條件A設計一個實驗，觀察事件B(實驗現象)能否發生，發生程度如何。(4)設計對照實驗。一個實驗通常分為實驗組和對照組(控制組)。實驗組是施加實驗變量處理的被試組;對照組是不施加實驗變量處理的對象組，兩者對無關變量的影響是相等的，兩組之間的差別，被認為是來自實驗變量的結果，如2005年春季高考3題中為研究光對幼苗生長的影響時實驗變量應為撤掉光照，因而暗處生長的小麥幼苗應為實驗組，而自然狀態(即來接受實驗變量處理)的小麥幼苗應為對照組，通過對照組能增強實驗的信度。按照對照方式的不同可分為4種:

空白對照:即不給對照組任何處理因素的對照組。例如，在還原糖鑒定實驗中留一部分樣液不加入斐林試劑，以作對照。

相互對照:即不設控制組，只在幾個實驗組之間相互對比。例如，在植物激素與向性的設計實驗中，5個實驗組的相互比較。在實驗中要找出一個最佳效果點，就要采取相互對照進行實驗。

條件對照:即雖然給對照組施以部分實驗因素，但不是所要研究的實驗因素的對照。例如，動物激素飼喂小動物的實驗方案中:飼喂甲狀腺激素的為實驗組;飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對照組;不飼喂藥劑的是空白對照組。

自身對照:即對照和實驗都在同一研究對象上進行。例如，將過氧化氫酶加入過氧化氫溶液中證明酶是生物催化劑可催化過氧化氫水解，即自身對照，處理前的對象狀況為對照組，處理后的對象變化為實驗組。

再如:在探究溫度(或pH)對酶催化活性影響實驗中溫度(或pH)(0度、50度，100度)為條件對照。清水(軟水)、河水(硬水)對加酶洗衣粉影響中，清水(軟水)、河水(硬水)為相互對照。用缺素營養液培養的出現缺素癥狀的植株加入某元素后恢復正常為自身對照。

另外，在設置對照實驗時，一定要體現等量性原則:即一定要使反應條件相同，參加反應物質的量相等。

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一、實驗越改越好

實驗不應一成不變，須要適當修改。科學源于實踐，小學科學也是如此。如今科學配套的儀器與實驗袋有部分實驗缺乏可操作性，這容易挫傷學生的熱情與積極性。教科版小學科學五年級上冊《光》單元第三課《光是怎樣傳播的》的第二個實驗：三位小朋友，一個眼睛對著一根暖氣管一端，一個負責在另一端用手電筒照射，一個負責記錄現象。這本來是教材中的一個明確的實驗，但是又有什么問題呢？不足之處：實際操作下來，我發現了其中的種種不妥之處：第一，暖氣管無論彎與直，想要批量給各個小組都比較困難，這不僅僅是一個成本問題；第二，教材中的男孩用的是老式手電筒，采用老式普通低亮度燈泡，發光較暗，可以用眼睛直視。但我校目前儀器室中全都是高亮LED手電筒，明顯不可以這樣操作，否則會對眼睛造成傷害。改進之法：既然金屬的暖氣管選材困難，那我就先從材料開始思考，我選取了造價十分低廉的電工用的塑料管，兩塊錢能買超長的一根，再用V線器（一根長彈簧）制作成我想要的彎管（兩道彎），直管直接截取，這就解決了問題一。然后，我禁止學生用眼睛緊盯管的一端，改用本課實驗一中的光屏承接，這樣既可以看到清晰的現象，又能有效避免對眼睛的傷害。教科版小學科學五年級下冊《熱》單元第三課《液體的熱脹冷縮》中的第二個實驗，驗證其他液體的熱脹冷縮，在實際操作中，困難重重。不足之處：第一，學生對牛奶、醬油、可樂、果汁、醋等液體材料需求較大，課后浪費嚴重；第二，重新組裝裝置，十分耗費時間，很容易課上完不成教學任務；第三，實驗效果不夠明顯。改進之法：實驗前，教師準備廢舊的青霉素小瓶，清洗干凈，去封口處的鐵皮，在瓶體用膠布貼上“牛奶、可樂、果汁、醬油、醋”等標簽，膠布大塊覆蓋，做到防水效果。瓶口膠塞出，用口服液的吸管插入，越細的效果越好。用注射器填裝液體材料，再在吸管液面處用皮套固定作為記號。這樣學生可以拿來就用，不但節約了大量的液體材料，也使操作十分方便簡單，現象的明顯程度更上一層樓。

二、眼前的假鳥也遠勝于想象的雄鷹

海闊憑魚躍，天高任鳥飛。學生的想象力是大自然賜予人類的禮物，教師應該放手讓學生去大膽想象，但在方法上須要積極地引導。兒童的思維發展還有很多尚未成熟之處，因此，在教學中，我們應該根據學生的興趣愛好，生動形象地設計實驗。教科版小學科學五年級上冊《生物與環境》單元第四課《蚯蚓的選擇》中有一個對比實驗，是讓學生通過觀察，了解蚯蚓喜歡什么樣的生活環境。但實際操作起來有一定的困難。不足之處：未要求蚯蚓、土壤的品質，濕度、時間等因素不準確。改進之法：教師在課前為學生準備足夠干燥的土壤，不要有沙子、石子等雜物，為學生準備小燒杯和滴管，以濕潤的土壤控制滴水的量，例如20滴或30滴。計時方面，可以為學生配置秒表，準確計時。教材中要求五分鐘后揭開蓋子觀察，這五分鐘時間，不要浪費，要讓學生積極地去設想、去猜測。教科版小學科學六年級下冊《微小世界》第四課《放大鏡下的晶體》中有一個觀察實驗，用放大鏡觀察食鹽、白糖、味精的幾何結構，尋找規律。在具體操作中，學生遇到了很大的困難。不足之處：學校實驗室配備的放大鏡一般都是五倍或十倍的，放大效果十分有限，觀察食鹽與味精時，問題并不大，很容易觀測，但觀察白糖的六棱兩端尖頂形狀，則很難觀測。改進之法：將白糖換為它的“好朋友”冰糖，冰糖的分子結構與白糖極其類似，教師要在課前提前挑選好盡可能規則的“六棱兩端尖頂”的冰糖，分發給每個小組，這樣就解決了觀測方面的難題，幫助學生很容易地得出結論，但要注意的是禁止食用?？傊词挂粋€并不完美的實驗，也遠勝于教師空洞的語言敘述。讓學生動起手來最重要。

三、傻瓜化并不是貶義詞

現實中，人們總是追求華麗的辭藻，卻鮮有人欣賞簡短的詩篇。不如把有些復雜的實驗簡單化，還學生一個自由的空間。教科版小學科學五年級下冊《沉和浮》單元第六課《下沉的物體會受到水的浮力嗎》中有一個實驗，要求學生設計實驗，測量下沉物體受到的浮力。實驗時，學生分不清“小部分”是多小，彈簧測力計讀數特別小時怎么辦等也無從知曉。不足之處：我們實驗室配備的鉤碼都是50克的，大約0.5牛頓，所受的浮力太小難以讀數。改進之法：將鉤碼更換為其他材料，例如三個大小相等的電池或者鐵塊等下沉的物體，把它們用膠布綁在一起，三分之一下沉為小部分，三分之二下沉為大部分，三分之三下沉為全部。材料的選擇要重一些，例如電池應該選擇一號大電池。注意要用廢舊的電池，不要浪費。

教科版小學科學三年級上冊《水和空氣》單元第六課《空氣占據空間嗎》中有一個實驗，要求杯子內塞紙巾，倒扣入水中，取出后紙巾為干的。這是一個很經典的實驗，但實際操作中，卻有很多問題。不足之處：第一，紙巾容易濕，三年級學生難以做到垂直操作；第二，現象不夠明顯，需要進一步推理與分析；第三，資源有一定的浪費。改進之法：用廢舊礦泉水瓶裁剪一半，選擇上半部分。在礦泉水瓶內壁畫上刻度。取半水槽水，將水中用滴管滴幾滴紅墨水，染色使現象非常直觀。改用乒乓球替代紙巾，節省材料。這樣操作，學生能在一個全透明的環境中去觀察空氣是否占據空間，而且，即使失敗了，也可以反復實驗，避免了浪費現象。

教科版小學科學三年級下冊《磁鐵》單元第三課《磁鐵的兩極》中有一個實驗，教材中只給了兩條莫名其妙的線，懸掛了一根條形磁鐵，利用磁鐵不同位置吸上去的回形針數量判斷磁力強弱。不足之處：按課文的實驗設計，學生在操作時往往不知所措，不知如何將一塊磁鐵憑空穩定地懸掛在空中，他們往往想到的是鐵架臺，但是鐵架臺等儀器由于其本身是鐵制的，所以往往會對磁鐵產生干擾，無法實驗。改進之法：利用儀器室中六年級的杠桿尺材料去加以改造，由于杠桿尺材料全是塑料的，這就解決了干擾的問題，底座穩定，杠桿尺上還有刻度，只需在左右相同刻度處拴上細線，將條形磁鐵穿過其中，這樣便可以輕松穩定地懸掛磁鐵，使后續實驗簡單方便。

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一、小學科學教學觀察實驗設計的作用

教師對小學生展開科學教學活動中，使用觀察實驗設計，主要目的是培養學生自主學習探究能力，給學生充分的發展空間，觀察實驗設計對小學科學教學具有一定的輔。在素質教育背景下，要求教師在對學生展開科學教學活動中，注重與實際生活相結合，教師在實際教學中，注重引導學生主動去觀察生活周圍的環境，使小學科學觀察實驗沒有固定的要求，也不需要專業的實驗儀器。小學科學教學觀察實驗能夠打破以往的教學模式，有效改變了課堂教學以教師為中心的教學模式，教師不再只是憑借教材對小學生展開教學，觀察實驗能夠突出學生的主體地位，有效改變學生被動接受知識的狀態，使學生能夠在實驗觀察中，提高自主學習能力，學生有充足的時間去思考，發散學生創造性思維，對學生日后的發展具有積極的促進作用。在教學小學科學中，存在客觀事實與科學經驗事實兩種概念，客觀事實是科學經驗事實的基礎，在開展實驗中，要有一定的客觀事實作為理論基礎。觀察實驗能夠有效證明客觀事實的合理性，教師在組織學生進行觀察實驗中，能夠通過實驗的結果證明客觀的理論，進而提高學生的認知水平，充分調動學生學習的積極性，使學生將掌握的知識能夠有效運用到實際生活中。

二、小學科學教學觀察實驗設計的依方法

1.尋求因果關系的觀察實驗設計

世間萬物有因必有果，自然界的一切事物都存在著一定的聯系。因此，教師組織學生進行觀察實驗中，可以通過尋求因果關系展開教學。尋求因果關系的觀察實驗設計可以依據科學歸納法，在實驗中有效進行歸納總結，能夠驗證客觀事實的理論基礎。例如，教師在教學《周圍的空氣》中，不需要專業的實驗儀器，教師準備透明塑料袋、扇子、氣球、海綿、粉筆、土塊、碎磚塊、水槽、礦泉水瓶、塑料吸管、大燒杯、錐子即可。第一，采用求同法。教師為學生創建不同的情境，會形成多種實驗現象，以便學生進行觀察，然后根據實驗現象，去驗證客觀科學理論知識的準確性。在這一過程中，教師能夠對學生進行有效指導，通過對實驗現象的觀察，并做出有效的歸納總結，培養學生具有一定的推理能力，進而使學生對科學知識有一個認識的過程。第二，采用求異法。在進行實驗過程中，可以利用不同的實驗進行比較，進而驗證哪些因素對實驗產生作用，然后，將多種實驗作對比，進而獲得相關結論。第三，采用共變法。要在共同環境下，對其產生的影響，進而判斷存在的因果聯系。在采用此類方法中，需要教師組織學生進行小組實驗，統一完成進而獲得結論。

2.驗證因果關系的觀察實驗設計

在驗證科學理論知識的因果關系中，所依據的是客觀事實。在尋求因果關系基礎上，采用演繹法展開實驗教學。利用歸納法，得出相關的理論知識，使學生對科學知識具有一定的認知。采用演繹法，是以基本的科學結論為基礎，從而開展實驗活動，進而對其展開驗證。例如，教師在教學《電磁鐵的磁力》這一實驗中，準備若干電池、兩根帶有絕緣層的導線（粗細各一根）、大小鐵釘、若干回形針。在驗證電磁鐵磁力大小與哪些因素有關中，教材給出的結論是磁性大小與電池節數有關，電池節數越多，磁性越強。根據這一結論，教師可以組織學生進行分組實驗，每組所使用的電視節數不同，然后根據每組實驗的現象，驗證相應的結論。學生在具體實驗中，能夠清楚感受到實驗的變化，并能更好地理解科學基本結論，提高學生自主學習能力以及探究能力。

3.充分調動學生的知覺系統

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關鍵詞：新課標 生物 探究性實驗 設計能力

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2015）05-0152-01

在傳統的生物教學中，實驗教學雖然也是重要的一個環節，但其弊端是很明顯的。比如在實驗課上，教師往往成為了主角。教師會按照教科書上的指示，精心演示實驗，然后總結實驗結果。學生往往成為了觀眾，只是記錄一些實驗數據，分析實驗現象，得出實驗結論。學生自己并不敢操作實驗，這就使得實驗教學的效率大打折扣。

探究性實驗設計是指根據問題的需要確立研究目標，應用所學原理，選擇適當儀器、藥品和材料，設計各種實驗去驗證或探索某一原理和現象的過程，目的是把學生從照抄、照搬、照做的狀態引導為自主、獨立、創新的狀態，需要教師從平常的教學中不斷貫徹新的教學理念，新的教學方式，鼓勵和肯定學生的思維火花，不斷放手讓學生在實踐中探索研究和“發現”知識，從而培養學生的創新意識、創新思維及實踐能力，全面提高學生的科學素質。下面我就淺談一下自己在教學實踐中的幾點體會。

一、教師要引導學生認真分析實驗操作步驟，體會實驗設計的科學性和可操作性

以往的實驗操作過程，有著許多不足，比如學生往往按部就班、機械地按實驗步驟操作，所有的實驗都成了驗證性實驗，導致對實驗材料的選擇、實驗的次序及操作細節都忽略了，而只注重實驗結果。這就根本達不到實驗的目的，更不利于學生能力的提高，盡對這一現象，教師可從課本中的實驗入手，引導學生體會實驗步驟中的選材、實驗的次序及操作細節等方面折科學性和可操作性，多問個為什么？有無其它解決方法？

如：在觀察酵母菌的形態結構實驗時，教師首先讓學生討論分析其實驗操作的細節，啟發引導學生提出一些問題：酵母菌為什么要培養在淀粉液中？培養在蘋果中是否可以？淀粉糊為什么煮沸后要冷卻？瓶口為什么要加棉塞？為什么要放在溫暖的環境中？

經過討論，學生才真正地體會到了一個完整的實驗步驟原來這么復雜、這么嚴密，需要注意很多問題，從而使學生真正地理解了實驗原理，了解了整個實驗安排的必要性，并進一步地懂得了實驗步驟的設計需要大膽想象、需要考慮實驗方案的科學性和可操作性。這樣為下一步有條不紊的實驗操作打下了良好的基礎。

二、鼓勵學生大膽想象，初步鍛煉實驗設計能力

教師在學生懂得了實驗設計的科學性的基礎上，適時創造機會，讓學生扮演發明家的角色，自己去設計各種方案，去探究科學的奧密，去實踐一下自己的能力，并在成功中享受到創造的喜悅。

如：在探究種子萌發條件實驗中，提出假設后，讓學生以小組為單位，自行設計實驗步驟。結果學生紛紛發揮自己的想象力和創造力，設計了各種實驗方案，其中雖然有些顯得幼稚和不成熟，甚至有很多錯誤，但學生是在走自己的路，自己探索，自己運用所學的知識創造性地解決 問題。因此我對他們的積極性仍然給予了高度評價，并與學生一起討論、分析、篩選了幾個可行性較強的方案，進行實驗操作和驗證。下面是一組學生設計的比較好的一個實驗。實驗來證明“陽光是不是種子萌發必需的外界條件”。學生準備了兩組種子萌發實驗的裝置，在其他條件都相同的情況下，一組裝置放在陽光下，另一組放在暗室中，用有、無陽光照射作對照，實驗結果就可以說明陽光對種子萌發是否有作用。如果我們只在陽光下做了種子萌發實驗，沒有做對照實驗，就不能說明陽光是不是種子萌發必需的外界條件。經過實際操作后，學生又在教師的指導下對實驗步驟和結果進行逐個分析，發現其中 的問題給予及時地糾正，從而使實驗結果更加科學可靠。

三、激發學生實驗設計的熱情，培養學生獨立探索的習慣

如果學生總是擔心操作失敗，缺乏自信心，慢慢地就失去生物實驗的興趣，更談不上實驗設計的熱情了，盡對這一情況，我就鼓勵學生說：“任何一項重大發明和發現，都 是科學家經過多次的實驗失敗后產生的，失敗不可怕，可怕的是因擔心失敗而不敢去探索，將會一事無成?！蓖ㄟ^講解并結合平時的實驗教學，不斷地激發學生的實驗熱情，引導學生自覺主動地發現探索空間，使學生逐步養成獨立探索的習慣，教師要及時地發現和肯定學生的點滴進步，以增強其自信心，提高實驗設計能力。

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試驗設計專業實踐教學方法《試驗設計與研究方法》是一門理論與實踐緊密聯系的課程。它是以概率論、數理統計為理論基礎，結合專業技術知識和實踐經驗，科學規劃試驗并迅速找到優化方案的一種科學研究方法論。

任何科學研究都離不開試驗。但如何合理安排實驗，科學處理實驗數據是研究者首要解決的問題。一個好的試驗設計，通過幾次試驗就能夠迅速而有效地找到較優的試驗結果，達到預期的目的。既能縮短試驗周期，又能最大限度的節約試驗經費，達到事半功倍的效果。反之，試驗安排得不好，試驗次數既多，效果又不理想，同時也會增加試驗的成本。因此，掌握好實驗設計這項基本技能，對從事自然科學的工作者尤其是理工科學生來說十分必要。

礦物加工專業是典型的工科專業，具有很強的實踐性。它是研究礦物分離的一門應用技術學科。該學科所涉及的內容與不同階段的選礦工藝實驗都有密切相連。而《試驗設計與研究方法》又是一門很重要的基礎理論課，也是一門工具課。開設該課程的目的是使本專業學生掌握基本的試驗設計方法和培養學生對實驗數據的初步統計分析能力，為學生將來從事礦物加工新技術、新工藝、新產品、新設備的開發研究提供理論支撐和實踐基礎。因此，一名合格的礦業工程師，除要學習必要的專業知識外，還要能正確掌握試驗設計與研究方法。

一、針對專業特點，選擇合適授課內容，溫故知新

試驗設計內容豐富，應用范圍非常廣泛，涉及農業、林業、礦業、醫學、生物、化工、食品、機械制造等各個領域，而具體的試驗設計方法有很多種。因此，在教學內容組織和知識側重點的處理上應以結合專業特色、適應行業需要為主旨，突出重點、抓住基本、有的放矢，切記面面俱到。

礦物加工專業屬于工科應用型專業，其工藝實驗因素及水平的選取不像生物和醫學專業那樣復雜，試驗指標也較少。因此，可將教學重點放在各種試驗設計方法的具體應用上，重點考慮單因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計，而其中的正交試驗設計應是核心；數據的分析處理應側重于方差分析、回歸分析等。至于其他類型的試驗設計及數據分析方法僅作一般性介紹，或作為學生自學內容。這樣可突出重點、以點帶面，讓學生在有限的學時內掌握最主要、基本的試驗設計方法，為今后在科研工作中的實踐應用打好基礎。

《試驗設計與研究方法》這門課我系一般開設在第六學期，而其先修課程《概率論與數理統計》在第三學期就已經結課，由于兩者相隔時間較長，必然導致一些學生忘掉了相當多的有關概念和定理，更何況有些學生根本就沒學好《概率論與數理統計》這門課。如果一上來就直接講授各種試驗設計及數據分析方法，勢必使一部分學生如墜云霧之中，直接影響這門課的教學效果。因此，在講授實驗設計之前，必須對先修課程中的知識點或相關概念進行必要的復習、梳理。其中主要包括正態分布、小概率事件、顯著性水平、誤差、均值、方差、標準差、均值檢驗、方差檢驗等。通過溫習回顧，學生更容易掌握課程中所涉及到的諸如方差分析、回歸分析等內容，加深對實驗設計的理解，提高教學效果。雖然我們主張輕理論、重實用，但課程中涉及的一些最基本的原理和概念還是應該給學生交代清楚，使學生“知其然，知其所以然”。教學實踐證明，這樣安排教學內容很有必要。

二、與專業實驗研究相結合，增強實驗設計的實用性

學生興趣和參與意識直接影響試驗設計與研究方法課程的學習效果。一般來說，學生開始學習興趣很大。但是，當一些學生開始接觸到抽象概念和算法時，往往就感覺空洞、乏味，不易接受。要通過各種途徑和方法，激發和培養學生的學習興趣。除鼓勵學生參與課堂討論外、課程內容一定要突出專業特點，盡量與本專業科研課題相結合，課堂舉例要大量引進本專業實驗設計的實例。這樣既可提高學生對該課程的興趣感，又能增強實驗設計的實用性，可有效改善試驗設計的教學效果。

例如，在講到單因素優選法中比較重要的黃金分割法時，引用“某選礦廠研究磨礦細度對選礦金屬回收率的影響。已知磨礦細度范圍為小于200網目含量為80%～95%。要求利用黃金分割試驗設計尋求最佳磨礦細度?！睘槔?，加深學生對黃金分割選優法實際應用的理解。再比如，講授統計檢驗時，引用了“某礦井選煤廠原煤按礦車計量，礦車的標稱容量為1噸，抽查了10個礦車，實際容量為：1.05、0.98、1.08、0.97、0.88、0.92、0.95、0.94、0.89及0.96噸。問實際容量與標稱之間有無差異”這樣的例子，來說明統計檢驗中的T-檢驗在煤礦實際生產中的應用效果。在對礦物加工專業學生講授正交試驗設計時，以煤炭灰化實驗中的升溫方式、通風方式和最終溫度三個因素對灰化指標效果優劣的影響為例，說明各因素對實驗結果影響的顯著程度和影響的變化規律，進而確定最佳實驗方案；這些例子的引用加深了學生對本專業的認識，收到了良好的效果。

教師在課堂教學中應充分考慮學生的專業特點，精選適合本專業學生的教學實例，這樣既能加深對試驗設計的理解、提升興趣，又能開拓學生的專業視野，使專業知識與試驗設計有機結合，進一步提高學生在本專業領域運用試驗設計的能力。

三、課堂教學與實踐并重，培養學生的主動設計能力

課堂教學可以使同學從理論方面理解并掌握實驗設計的基本原則和方法，但僅僅這樣還不夠，還應讓學生走進實驗室，通過專業試驗，親自動手完成一項試驗設計任務，實際鍛煉學生的試驗設計能力，起到“練兵”的作用。

訓練首先需要教師給出實驗目標，然后要求學生針對該目標確定實驗因素及水平，選擇合適的試驗設計方法，制定可行的試驗方案。通過對實驗數據的分析，確定因素的主次順序，并最終找出最優試驗條件。為此，我們結合礦物加工專業特點，為學生安排了一項“選煤廠煤泥浮選工藝條件優化”實驗。要求用正交試驗設計在精煤灰分穩定的前提下，以精煤產率最大化為試驗指標，尋找最優浮選工藝條件。第一步篩選試驗因素；由于影響精煤產率的因素眾多，建議學生從中選出3～5個主要因素，如礦漿濃度、捕收劑、起泡劑加入量、充氣量、攪拌時間等。第二步確定因素水平；由于正交實驗的實驗次數與各因素的水平數有直接關系，為了減少試驗量，不建議學生在試驗初期選取過多的水平數，水平數2～3個為宜（最好不要超過3個）。第三步選正交表，確定正交試驗方案；由于是探索實驗，正交表不宜選得過大，兩水平試驗首選L827，三水平的可選L934，，如考慮交互作用，一定要把交互作用列放到指定的列上，將因素和水平填入正交表的對應位置，這樣就確定了一個正交試驗方案。按照正交表中的各因素水平的搭配條件，正確完成每一個實驗。為提高實驗精度，要求每個實驗重復一次。第四步數據處理，建議采用有重復的正交試驗方差分析方法，確定各因素的顯著性水平及對精煤產率指標影響程度的主次順序，最終找出最優的實驗條件，并給出后續的優化方向。

通過這種“實戰練兵式”訓練，學生進一步掌握了試驗設計的基本方法，而且通過專業試驗發現：浮選過程中不僅捕收劑、起泡劑、及礦漿濃度等因素對產品指標有顯著影響，捕收劑與起泡劑之間的交互作用也是不可忽視的影響條件。這對提升了學生對本專業的認知性有很大的幫助。實踐表明，采用這樣的教學方法既可以鞏固理論知識，又可讓學生知道試驗設計“怎么用”，達到了學以致用目的，使教學效果得到有效的提升。

四、注重各種試驗設計的關聯性，及時反饋應用中出現的問題

試驗設計方法很多，但各有其自身的獨特性，實際應用的側重方向也不盡相同。既相互關聯又有一定的區別，授課時應特別注意。比如常用的隨機區組設計、拉丁方設計、正交試驗設計三種試驗方法，孤立地看，它們自成一體。但它們之間卻有著內在的關聯性：隨機區組設計是將試驗單元之間某一方向的系統差異用區組因素控制，突出主因素效應；拉丁方設計則是為了從兩個方向局部控制系統誤差對主因素的干擾；而正交設計則突破了拉丁方設計的束縛，將所有的影響因素（包括區組因素與實驗因素）同等考慮，通過均衡搭配，將各因素對試驗指標的影響的顯著性全面表現出來，綜合可比性強。三種試驗設計都是為了降低試驗誤差，而正交試驗不但能減低誤差，還具有廣泛的適用面。正交試驗設計來源于拉丁方設計，隨機區組設計。而隨機區組設計、拉丁方設計則是正交試驗設計的基礎，其最終演變到正交試驗設計，這就是他們的之間的關聯性。使用時各有優勢，當系統誤差數很少（少于3個）或影響較小時，使用隨機區組設計、拉丁方設計靈活、簡便，降低試驗量；當影響因素過多，采用正交試驗設計則更合理、數據分析更全面。類似這種情況還很多，教師講課時要多加注重各種試驗設計之間的聯系，絕不能將他們割裂開來。否則，學生將會陷入懵懂、含糊的狀態之中，影響教學質量的提高。

試驗設計是一門實踐性很強的工具性課程，不但要教好、學好、還要應用好。針對實際應用中存在的問題，教師要及時分析、糾正并能及時反饋到課堂上，避免學生犯同樣的錯誤，少走彎路。

歷年畢業生的論文中常常存在很多實驗設計的問題。比如，某論文中試驗任務是考察一項指標，影響因素有A、B、C、D四個，找出最優試驗方案。該同學采用單因素試驗設計法，通過每次固定其他三因素水平不變，只改變其中一個因素的水平的方法設計了實驗方案，得到了該試驗任務的最優實驗條件，并最終給出論文的結論。這樣的實驗方案合理嗎？回答是否定的。顯然，該同學的實驗方案存在問題，當固定三個因素的水平，變動其中一個因素時，試驗數據并非是最佳結果，因為試驗指標不僅僅取決于考察的因素水平，還取決于三個固定因素的初始水平，固定因素的初始水平不同，實驗數據就有可能完全改變。再者，如果各因素之間存在著交互作用，這樣的實驗方案就無法體現其影響效果，因此該實驗結果就缺乏說服力，可靠性較差。正確的方法應先用多因素優化方法――正交試驗設計安排實驗，通過方差分析確定各因素對試驗指標影響程度大小順序，找出主次因素及最優試驗條件。在此基礎上，再用單因素選優法對主要因素進行水平優化試驗，找到最佳實驗條件，得出科學的結論。可見，錯誤的試驗設計導致錯誤的實驗數據，進而導致錯誤的結論。這一例子說明有些學生在制定具體的實驗方案時，不知道何時選用單因素試驗設計，何時選用多因素試驗設計，雖然學了很多的試驗設計的方法，但在具體的實踐應用中還缺乏針對性、合理性。

類似的問題諸如何時采用均勻試驗設計？何時采用正交試驗設計？正交試驗設計的數據分析什么情況下可以用直觀分析，什么情況下不能用直觀分析而只能用方差分析？多水平實驗如何安排？是一次把全部的因素及水平安排在一張正交表上同時試驗，還是采用登山法、消去法、調優法分批進行試驗……因此，針對這些模棱兩可，容易混淆的實際問題，教師在授課時一定要認真講清、講透，使學生在今后的科研工作中正確運用少走彎路。

五、引導學生運用統計軟件處理實驗數據，提高試驗設計的效率

如今，計算機的應用在各行各業中相當普遍。試驗設計也不例外，一些相關的統計軟件可以很好處理實驗設計的相關問題，正確運用這些軟件，既準確處理實驗數據，提高試驗設計效率，又能減少繁瑣枯燥感，提升學生的興趣感。教師應注重培養學生這方面的能力。

目前常用的軟件有Excel、DPS、SPSS、Statistics、Origin“正交試驗助手”等，各有特點，功能強大，其應用主要體現在三個方面：

1.設計實驗方案，選擇正交表、均勻表等

如采用DPS（data processing system）軟件設計試驗時，通過運行DPS軟件，點擊試驗設計主選單，選擇正交設計表，根據試驗的因素數和因素水平數選擇相應的正交試驗表，點擊確定即可出現正交試驗安排表。再如，選用“正交試驗助手”軟件進行正交試驗設計時，運行“正交試驗助手”，點擊文件目錄下的新建工程，建立一個工程項目。在工程項目內，點擊試驗目錄，新建試驗，便可根據設計向導，填入試驗說明，選擇需要的正交表，并在因素與水平項目中將因素的名稱填入相應的位置；點擊確定，便可生成需要的正交試驗設計表。SPSS、Statistics等也有同樣的功能。

2.對實驗數據進行分析處理

在此首推Excel軟件，它不僅具有圖表功能和函數功能，而且在處理復雜運算、進行方差分析和回歸分析時更表現出極大的優勢。當利用Excel進行正交試驗時，就是利用Excel中相關的函數進行正交試驗直觀性分析表的數據和方差分析表的數據的計算，只要將函數輸入到相應的位置，便可以輕松獲得直觀性分析表和方差分析表，利用Excel工具選單里的數據分析得到直方圖、t檢驗和F檢驗等相關的數據，分析結果準確、快捷；“正交試驗助手”軟件也很方便。運行該軟件，打開要分析的試驗項目，打開分析選單，其中有直觀分析、因素指標分析、交互作用分析和方差分析，只要點擊其中的分析項目，統計分析很快即可完成。其他軟件DPS、SPSS、Statistics、Origin的統計分析功能也很強大。選擇那一種軟件，可依據實際情況而定。

3.對實驗結果進行回歸模擬

對實驗結果進行回歸模擬，即將研究的試驗進行數學模型化。例如，正交試驗設計，通過計算機模型化的方式將正交試驗的優化結果表達出來，這種計算機模擬的數據大多情況下比正交試驗的直觀分析得到的優化條件更準確。通過回歸模擬能夠控制、預測及優化實驗條件及試驗指標，通過“算”替代“做”。

相關軟件的應用很簡單，如SPSS軟件回歸模擬方法：運行SPSS軟件，輸入或打開正交試驗數據表，選擇“AnalyzeRegressionLinear…”出現“LinearRegression”對話框，選擇因變量進入“Dependent”，選擇自變量進入“Independent（s）”，點擊“OK”，便可以統計出正交試驗多元線性模型的參數，并得到方程的回歸方差。

利用模型可以更好地完成試驗條件的分析和優化，但應注意，無論使用哪種方法進行設計和分析，得到優化條件后，務必針對優化的試驗條件進行驗證。通過驗證試驗來證明優化條件的真實可靠性，進而證明結論的正確性。

六、結束語

《試驗設計與研究方法》是一門實踐性很強的課程。因此，在選擇教學內容時，一定要貼近專業，且不可面面俱到。教學過程中要多引用與專業科研相關的實例，突出重點，注重各種試驗設計的關聯性，對實際應用時出現的問題要講透徹。其次要讓學生走進實驗室，培養學生的主動設計能力和數據的分析判斷能力。再者充分應用計算機技術，引入實驗設計及數據處理的相關軟件，更好地提高設計及數據處理的效率。把握好以上幾個方面的內容，對改進教學方法，激發學生的學習熱情，進一步提升教學質量都有很好的促進作用。

參考文獻：

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[2]劉瑞江，張業旺，聞崇煒，湯建.正交試驗設計和分析方法研究[J]實驗技術與管理，2009，27（9）：52-55.

[3]黃德乾，張宏，盛良全等.化工專業《試驗設計與數據處理》教學方法探討[J].廣州化工，2012，40（9）：210-212.

[4]金雷.礦物加工試驗設計與研究方法[M].北京：煤炭工業出版社，2011.

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關鍵詞：計算機網絡；實驗；基于問題

文章編號：1672-5913（2013）01-0045-04

中圖分類號：G642

1 現狀分析

在信息化飛速發展的今天，急需培養既有扎實理論基礎又有較強動手能力的人才。計算機網絡系列課程是推動本科教育信息化的最重要的課程系列之一。為此國家通過211工程、省部共建等項目加大了對教學及實踐方面的投入，各個高校也對該課程系列從教學團隊建設到實驗環境建設等方面進行了全方位的建設，有些學校還通過本科教學團隊建設、精品課程建設等方式系統化地進行了準備。但是面對社會需求和學生特點，怎樣在現有條件下高效地開展教學并獲得應有的成果是值得我們深入探索的。

基于“問題”的學習是一種學習方法，它的工作原理是將問題作為一個開始點去獲得和綜合新知識。也就是說學習的開始點是一個問題、一個謎團，并且這個問題也是學生希望解決的。它不是常規含義下的解決問題（基于已有的知識進行推理，然后得到結果），而是基于學生想學習的愿望，用問題引導他們獲取新知識的過程?；凇皢栴}”的學習方法提倡主動的、自己指導的學習，并支持終身學習。

目前為配合不同類型人才培養，有的學校將實驗課程分為科研型和應用型兩類；有的學校延伸實驗內容，學生在學習過程中憑借興趣等因素決定自己的學習深度；有的學校則將實驗分為多個層次，包括基礎型實驗、綜合型實驗、科研型實驗和創新型實驗等，鼓勵有余力及有興趣的學生多學、多做、多創造。如何基于“問題”式學習方法，結合計算機網絡系列課程的關系及其特點進行實驗課內容的設計，值得深入研究。

1.1計算機網絡系列課程設置

內蒙古大學計算機網絡系列課程包含計算機網絡、網絡工程、信息網絡安全、Web編程（含Web數據庫），教學內容上前后銜接、循序漸進、層次分明，其授課先后順序如圖1所示。表1為各門課程的學時、學期描述。

1.2學生特點分析

目前大部分學生是獨生子女，一般學習條件比其父輩好很多，加上現在信息化的發展，見識也多一些，因此學生處于一種忙碌狀態，每天接收到的信息很多，需要學習的內容繁多。如果仍采用中學的學習方法，那么時間勢必不夠用，此時的學習方法就依賴學生平時的學習習慣及學習效率。為此我們要把提高學生的學習能力作為一個重要的教學目的。教師在設計實驗時，應根據大綱要求結合學生特點確定實驗的漸進步伐及深度，在實驗內容的設計上不能只是追求實驗涉及知識點的數量，面面俱到，一味地都是“菜譜”式的基礎型實驗。

1.3人才需求分析

IT行業的發展使學校的教學方法受到很多質疑。首先用人單位經常抱怨學生上手工作的能力差，但是就大學而言，不可能針對某個公司的產品技術對學生進行培養，人才的知識及能力供求矛盾比較明顯。因此學校需要認真選取知識點，選取授課及實驗方法，力求將學生培養成不僅具有扎實的理論基礎還要具有與核心理論相配的實驗實踐動手能力，并在此過程中培養學生的學習能力。正如美國未來學家阿爾文·托夫勒曾說過：“未來的文盲將不是目不識丁的人，而是不知道如何學習的人?！苯處熢谠O計實驗時，也要結合現實的需要考慮課程的設計。

由上可見，盡管是幾門課程的實驗設計，想要做好也需要教師付出很大的努力，甚至做一定的市場調研。同時，為了未來發展需要，內容設計還需留一定的延展空間。

2 一種可行的課程系列實驗設置方法

為了與現在的需求及教學條件相結合，充分利用現有資源進行學生學習能力的培養，我們對學校的計算機網絡系列課程的實驗內容設計進行了探索。

2.1方式

在實施實驗部分時，一般可能采用的方式有單獨的實驗課（單獨算學分，并且不會與相應的理論課在同一學期開）；與理論講授相輔助的實驗課（學分包含在講授的課中）。目前多采用后者，這意味著實驗的學時數要比前者少一些，但是知識的深度比前者深。

2.2現有實驗條件

近年由于“省部共建”及“211三期建設工程”兩大項目的大力支持，學院有先進的異構網絡實驗室、計算機網絡實驗室（含網絡安全）、網絡工程實驗室三個網絡相關實驗室，內有銳捷的綜合網絡實驗平臺軟硬件設備和中軟吉大實驗系統。比以前的實驗環境好很多，我們結合現有實驗條件、人才需求及學生特點來設計實驗，力爭滿足新的培養要求。

2.3實驗內容設計

網絡課程方面早期的實驗教學模式多數是驗證型和規范配置型實驗，學生根據教師布置的實驗內容和步驟照搬照做，這種實驗模式單一、枯燥，最終只能訓練學生的基本操作技能，很難全面激發學生的學習積極性，真正提高學生的實踐創新能力。在211工程和省部共建項目的大力推動下，學校建設了新的實驗環境，配置了新的實驗設備和工具，為改革實驗內容，提升實驗難度創造了良好的物質條件?；凇皢栴}”的學習方法為實驗內容的設置提供了一個有效的指導方法。通過不斷地提出問題，促進學生在實驗環節中分析、解決問題能力和實踐創新能力的培養。

1）計算機網絡的實驗內容設計。

計算機網絡是計算機網絡系列課程的第一門理論課，主要功能是讓學生理解網絡協議及其工作原理，學會一些基本的量化計算，例如帶寬、吞吐量等計算?？紤]到該課程是一門考研課，理論學習的廣度及深度都比后續幾門課程多，因此結合現在的計算機網絡實驗室條件設計了該課程實驗的內容，如表2所示。

通過這些實驗內容，幫助學生理解網絡上的信息是如何從網絡上的源端主機傳輸到目的主機的，進而吸引學生思考：設計一個計算機網絡協議需要考慮的主要內容是什么。上述內容都可以在計算機網絡實驗室的環境完成。

2）網絡工程的實驗內容設計。

新實驗室投入使用后，使原有實驗能夠更加具體化、問題化，同時由于布線工作向?？平逃奥殬I教育轉移，在實驗中取消了雙絞線的制作安裝部分，增加了路由器綜合實驗。在實驗的具體環節中更重視學生解決實際問題能力的培養，每個實驗項目都從實際中的常見問題出發，基于“問題”引導學生開展實驗步驟，在學生充分理解實驗所依托的工作原理的前提下完成實驗內容。新的網絡工程實驗項目如表3所示。

3）信息網絡安全的實驗內容設計。

傳統的信息安全課程方面的實驗多以配置型和驗證型為主，內容上缺乏創新和挑戰；實驗內容的安排也相對較孤立，沒有能將各部分知識融會貫通的綜合性實驗，因此在設計該課程實驗時，對實驗內容的深度、廣度和難度的關系作了較深入的考慮，使用了基于“問題”的指導方法統一設置實驗內容。新的信息網絡安全的實驗內容刪掉了與計算機網絡課程實驗內容重疊性高的單純使用幀包工具嗅探和分析數據包的實驗。對于其他幾個實驗也根據實驗環境進行了適當的整合，提高了實驗的難度和創新性，其基本內容設計如表4所示。

4）Web編程的實驗內容設計。

綜合實踐能力的培養是“Web編程”這種實踐性較強課程的重要目標，為了能夠在課程學習中更好地提高學生的綜合實踐能力，充分調動學生的學習主動性，我們用基于“問題”的實驗設計方法。首先從目前最流行的網絡應用——Web站點的制作過程出發，逐步引導學生開始設計和實現自己的電子商務網站。該課程改進后的實驗內容設計如表5所示。

表5中的實驗4是一個大型綜合實驗，包含多個子模塊：用戶注冊與登錄、商品展示與檢索、購物車、訂單管理、用戶管理、商品管理、賬戶管理等，學生需要結合課程各章知識逐步完成。

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關鍵詞：沿海城市；建筑設計；設計方法

1引言

在我國城市化建設的發展進程中，建筑作為一項重要的城市要素，對解決城市問題、彰顯城市內涵都有著重要的意義。尤其對處于發展前沿的沿海城市，必須合理的進行選址和規劃，提高土地資源的利用效率，盡可能保護原有環境中的生態系統，減少對大自然的影響，并且綜合考慮地基、日照、風環境、交通等因素對建筑物的影響，從而探討出最優的設計方案。

2城市建筑設計原則

（1）整體性原則：將城市視作一個有機的整體，即環境是整體的、統一的以及局部的，房屋是局部的，局部之間互相依存并發揮作用，力求建筑和城市的秩序化；（2）關聯性原則：城市系統多層次，各組成要素之間既相互影響又相互制約，建筑設計從城市出發應兼顧對城市功能、景觀和文化有影響的內在聯系像歷史文脈、交通條件、功能配套等等；（3）平等性原則：建筑應當平衡結合城市需求及自身需求，充分發揮出城市規劃控制之下的自主創造性；（4）統一性原則：城市建筑個體必須高屋建領從城市政治、文化和經濟等社會元素結合自身形式、空間、功能等建筑元素確定自身的設計要點，力求城市的社會屬性及建筑的屬性相統一，實現其整體價值的最大化。

3沿海城市建筑設計要點

3.1基礎設計

（1）在確定基礎埋置深度或者室內地坪標高的時候，必須依據測算的潮位最大值和最小值?；A設計過淺時，基礎面臨著被海浪掏空的危險；基礎設計過深則會給施工帶來麻煩，也會造成材料浪費；室內地坪標高過低，遇到大風浪時會造成海浪涌入房間；室內地坪標高過高則會增加建筑物的體量，也會造成浪費。（2）基礎設計具體的常規計算內容主要包括：地基承載力計算、荷載組合值計算、穩定性計算、抗沖切和抗剪切計算以及地基變形計算等內容，當采用樁基礎時，還應對樁身強度進行驗算。沿海城市建筑根據規范要求在針對以上內容對基礎進行設計驗算時，要對地基沉降情況予以重視，并且著重評價液化土層對地基承載力的影響以及地下水和周圍土壤的腐蝕性對基礎穩定性的影響。對于可能發生液化的區域，要根據具體情況對液化土層采取加固措施；在進行地基沉降量計算時，對于地基應力應采用各向同性均值線形變形體理論假定，然后按照分層總和的方法進行計算，并且將沉降觀測和經驗共同確定的修整系數計入設計驗算公式；為了保護基礎不受周圍環境的腐蝕，對基礎裂縫寬度要進行嚴格的限制，并采取一定有效的防護措施。（3）值得一提的是，為了避免極限風況對高層建筑造成倒塌破壞，要將高層的樁基深入基礎足夠的深度，將基礎形成一個整體，并且各個樁柱之間要有足夠的徑向長度和合理的配筋，從而保證基礎整體的受力性能。

3.2材料耐久性設計

由于海水和海邊空氣中含有氯化物和其他腐蝕性化學成分，因此對于建筑材料，尤其是金屬材料要進行耐久性設計和防腐蝕處理。首先綜合考慮區域氣候類型、土層滲透性和含水量等因素將材料所處場地環境分為弱腐蝕、中等腐蝕和強腐蝕三類，然后根據腐蝕性附近確定不同分級的耐久性要求，耐久性要求的主要包括材料要求、構造規定、施工質量附加要求和專門環境要求等內容。其次，提高材料性能的主要有以下幾個方面：①針對不同環境配置合適的材料，控制水泥C3A的含量和混凝土粗細集料的比重。②在混凝土中摻入粉煤灰或微硅粉等內容，使混凝土具有高彈性模量、高密實度等高性能。③選用環氧涂層鋼筋、鍍鋅鋼筋和不銹鋼鋼筋等改進型鋼筋。④在混凝土中摻入阻銹劑等化學成分。⑤在材料表面利用環氧煤焦油等物質設計出防腐蝕涂層。以上設計內容須根據工程具體情況進行選用并在圖紙中標明，在出圖之前與施工方進行交代協商，從而保證材料耐久性設計的有效性。最后，對于初步設計的其他方面，要根據具體需求進行相關加強措施的運用。比如提高混凝土保護層厚度、改進構件外形等。提高混凝土保護層厚度能夠保證混凝土內部構件不受外部環境侵蝕，有效提高其穩定性和耐久性；改進構件外形的措施有不設計尖角和凸緣等構造部位以及水中迎擊水流的形狀采用流線形等，從而提高結構耐久性。

3.3風力影響設計

沿海城市依照建筑類型，將建筑群布局大致可分為圍合式、自由式以及行列式三類，且與建筑風環境之間有著不同程度的關聯。一般情況下，建筑物迎風長度、高度與建筑深度呈負相關，與風影區大小呈正相關。建筑如果處于下風向，則風影區越大，建筑通風越不暢。行列式在上述三種常規建筑布局中相對較為封閉、規整。室外開敞空間的風速在冬季時，明顯低于其他布局風速。一旦風向投射角度發生轉變，也會對建筑群內部的空氣流場分布產生較大的影響。斜列式與錯列式布局因為建筑間存在相對錯列角度，通過斤列式建筑山墻間時，室外氣流會形成街巷風，從而加快氣流流動，這時由于處在下風向的建筑受風面相對較大，也更有利于筑區整體的通風的暢通性。所以，建筑群內部采用圍合式布局方式能夠形成半封閉、封閉空間，此種密實緊湊的布局方式能夠很好的抵御冬季寒風。準靜風型城市更適合斜列式與錯列式布局形式。自由式布局是現代臨海地區常采用的一種建筑群布局方式，其能夠很好的營造空間氛圍，建筑群內部圍繞或自成組團，水景、公共綠地、中心建筑自由或有規律布置，整體通風系能最優。

3.4環境協調性設計

現代建筑是存在于城市環境中的一部分，受到城市整體氛圍、當地環境、人文精神等多方面的影響，建筑的形式特征與其所處環境的協調一致，是現代建筑設計創作的重要規律。臨海城市建筑裝飾對于海洋設計元素的應用是非常重視的，在設計中對于海洋色彩的分析更加詳細，根據臨海地區的氣候、自然環境等因素的與眾不同，城市色彩體系也會有其獨有的地域性表現。海洋是富于變化的，不同季節的海帶來的色彩感受也不盡相同。海洋色彩作為臨海城市色彩體系的主要色彩，建筑的色彩設計必然要考慮要以海洋為背景。且新開發的建筑體系不論建筑結構，都應該遵循老城色彩體系，避免色彩運用對比效果過強、跳脫的現象發生，反差太大，容易發生新舊城區割裂的局面。基于海濱公共區域的活力、開放性等城市特點的體現要求，建筑群體色彩應采用與老城區相比較高明度和純度色彩，同時在地標性建筑、景觀規劃中點綴突出色彩，形成視覺聚焦效果。從而塑造一個完整的建筑形象，并通過建筑來表達和突出當地的文化特色，形成美好的城市文化體驗。

4結論

隨著我國綜合國力的增強和經濟的發展，城市建筑的設計和建設也面臨著巨大的挑戰，尤其是沿海城市，對廣大設計人員提出了更高的要求，設計創作者在滿足基本的建筑物穩定性的基礎上，必須將可拓思維模式充分應用，進而將新的創作思維、方法和手段融入設計中，不同地區綠色建筑的設計應因地制宜、結合傳統與自然，技術與人文，真正將沿海城市建筑設計成為宜居舒適的可持續建筑。

參考文獻

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[關鍵詞]產品展示；綠色設計；研究方法

一、產品展示設計模式中綠色設計的基本概況

1.展示空間設計理念展示空間設計上要分為四個方面的內容：其一，指的是空間形象設計，也可以說是對空間結構進行的設計，主要是對比例和空間尺度進行協調；其二，裝修設計，通常是在結構設計的基礎之上對室內墻面、地面、隔斷等進行處理；其三，物理環境，通常指的是對室內的溫度以及通風設計進行的規劃和設計；其四，展示空間物件設置，如燈、陳設品、綠色植物等。2.綠色設計的基本概況綠色設計是在20世紀七八十年代出現的一種新型的國際設計潮流。它所體現的是一種人與自然生態之間的平衡關系，在每一個設計環節中都會充分考慮到對資源、生態的保護，這一理念剛提出，就被認為是能夠對制造業進行可持續發展的最為有效的方法之一，并逐漸普及開來。對于綠色設計而言，其所表現的是人們對于現代科技發展所造成的環境污染的一種覺醒，同時也體現出人們思想觀念及發展趨勢變得越來越合理，對未來設計方向的把握也越來越明確。3.展示空間的“綠色設計”展示空間中的“綠色設計”是指是對展示空間中所運用的裝飾材料進行選擇，展示空間陳設以及各個綜合性因素進行考慮和設計，從而達到一種健康環保，能夠更好地提高個人生活、品位以及對產品進行展示的空間區域環境。

二、產品展示設計模式中綠色設計的研究現狀

在我國，由于地大物博，人口也相對較多，因此在資源分配上顯得尤為缺乏，因此不管是展示設計的室內外規劃，還是所要經營的范圍，又或者是展館占地面積大小等，在設計的時候都要對其信息傳遞以及資源運用方面進行充分的考慮。例如上海世博會中的中國館就表現出這種良好的發展模式。中國館在設計上充分表現出綠色設計的概念，國家館頂端設置的觀景臺則采用現代比較先進的太陽能板進行裝飾和設計，實現管內光線照明的良好循環，在地區展館的外墻周圍同樣采用沒有污染的綠色材料，通過對雨水進行收集的系統將這些雨水凈化之后，運用到沖洗衛生間以及車輛上面，在屋頂則采用生態的農業景觀技術——土層覆蓋，實現有效的隔熱目的，并在一定情況下節省資源的運用。

三、影響產品設計綠色展示平臺構建的因素

1.受到傳統觀念的影響在傳統觀念中，展覽的場館除了用來進行現場簽單以及對信息進行交流之外，還可以是對企業形象和自我實力進行展現的一種表現。因此，對于這種展館建筑而言，它所代表的只是一種臨時運用的空間模式，是不適合用來循環運用的空間模式。而對于這些觀念的形成，通過綜合分析可以歸納為：企業對參展的計劃缺乏一定的認識和考慮，這種進行展覽時才使用的空間形式，運用時間及數量都存在著一定的不確定性，因此許多企業也只是對展館抱有一種一次性消費品的觀念。2.受到技術因素的影響由于設計者以及組織者主要將注意目標放在展覽的產品之上，他們講究的是產品的特點（產品是否新奇、性價比是否達到一定的程度等），因此，主辦方會要求展示設計公司進行一定的競爭，然后進行招標，從而使這些不必要的方面占有很大的時間，再加上對資金投入方面的偏離，也會影響施工單位對展館空間的設計。展示主辦方在對招投標中不能夠進行更為深入的思考和設計，因此環保方面以及對展館進行綠色設計就會受到一定的忽略，從而導致很多不利的因素。

四、實現綠色產品展示模式的基本策略及發展趨勢

1.構建展示設計理念的綠色化在當今社會中，許多跨國企業為了迎合消費者的興趣點，而去尋求比較特殊的方式來吸引消費者的注意，就是由于這種意識才使得人們的消費體系逐漸扭曲，從而忽略綠色展示的設計。而對于展覽的理念來說，我們可以將其上升為哲學的境界，即展覽可以看作一種比較敏感的建筑，是一種對自然界中的有機物進行模仿的復雜的、隨意可變的建筑，因此我們可以對建筑的外形進行相應的轉變，來適應展覽中不同的需求，并進一步提升展覽的品質，使其能更加豐富和全面地體現出生態的觀念。2.營造展示設計系統化及人性化的特點展示視覺的識別系統又可以稱為EVIS體系，它所表現的是一種全新的系統理念，因此其設計所體現的內容要與展覽的所有產品相關，尤其是對展館中的細節進行設計，更要把握“以人為本”的設計理念，真正考慮到消費者自身的體驗，并逐漸增大用戶的體驗，從而將企業轉變為以客戶為中心的經營理念。在運用人機工程學的相關理念之下，充分設置空間人員所能夠活動的半徑以及設備所應當遵循的尺寸特點，并進一步壓縮不必要的空間，來避免光線的直接照明產生炫光，并且在展覽中運用多媒體設施，增加展示空間的表現方式和特點。3.展示空間風格設計的個性化在進行設計的時候，充分運用企業的元素進行空間展覽的設計，對同一個企業所接受的不同展覽進行結合考慮，從而促進設計的延續性。依據每次展覽所展示的產品不同來做不同的主題設計，運用不同的材質、機理、技術等，并配置相應的裝飾點綴，讓展示空間顯得個性化十足，最終達到淡化商業氣氛、體現生態的目的。

結語

通過研究，我們可以充分了解應當如何進行展示空間中的綠色設計，對促進空間的生態化以及資源的可利用都具有非常重要的作用，同時為以后展示空間綠色設計的研究奠定了理論基礎。

參考文獻：

1.戰瑋.低碳設計理念下的會展展示設計研究.山東工藝美術學院，2012

2.王欣然.體驗展示中的通感運用.中央美術學院，2012

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隨著各大高校建設的蓬勃發展，校園的公共環境設施建設如同雨后春筍，破土而出，勃勃而發。在當今的國內校園中，校園環境建設越來越多的引起人們的重視。公共設施在校園中合理的存在，切實起到了美化校園環境、豐富校園文化氛圍的作用。校園中的公共設施與教學建筑、道路、廣場、綠化等共同構成了校園文化環境的形象，體現了校園的風貌與特點，表現了校園的氣質和性格。很多著名高校都有著與其他校園環境不同的建筑設計、公共設施設計以及校園色彩設計，以此來體現自己學校的辦學特色以及與眾不同的校園文校園環境，彰顯學校的文化氛圍。校園公共設施要凸顯校園的人文內涵，塑造個性化校園環境，校園公共設施設計原則和方法研究已成為設計師亟待解決的重要課題。

國內外現狀

國內校園公共環境設施狀況，近些年得到了廣泛的關注。校園公共設施的更新改造取得了十分顯著的效果，在校園文化環境氛圍營造中獲得了令人滿意的成效。這些公共設施，包括了各式各樣的燈飾、電話亭、垃圾桶、郵箱、指示牌、坐具、花壇、雕塑等等，其設計創意，地域風格，使這些隨處可見的平常普通的公共設施讓人們感覺它不僅僅在功能上不可或缺，更重要的是使人們心靈愉悅，已成為了校園的一個重要組成部分。如蘇州大學校園的總體格局和景觀營造上秉承西方式的井然有序，參照了當時西方大學校園模式，但局部又點綴以中式園林元素，校園中的格局和設施都和校園文化緊密相連，中西式的文化融合在一起形成了自身獨特的校園特色。公共設施和周圍的建筑有機地結合起來，設計時保留了原先年久高大的植被，設置了雕塑、亭臺、草坪、花壇等設施，使人們從新建的優雅環境中感受到學校特有的文化氛圍。

國外校園公共環境設施狀況，要數歐美國家具有代表性。歐美國家的城市和校園里，可以看到大量的公共設施涌現在任何一個需要的角落。如斯坦福大學，校園的建筑、景觀、雕塑以及休息椅等整個校園中的公共設施都充滿了古希臘文化。麻省理工學院校園中到處可見抽象的校園建筑和抽象的公共設施相協調。

校園公共設施設計原則和方法

1.校園公共設施設計原則

（1）注重文化傳承的原則

傳承不僅僅是對傳統工藝、傳統造型的沿襲，更是對人類文明、情感的追尋和回歸。文化傳統是歷史和時間沉淀下來的寶藏，具有最深厚的文化底蘊。在歷史和時間的推演長河中，文化的傳承顯示出一定的規律性和相對穩定性，具有延續地域文化與凝聚共同意識、領域感、認同感等功能。因此，在校園公共設施設計中，注重文化的傳承，有助于彰顯辦學特色，聚焦人們的視線，引發人們共鳴。校園公共設施是看得見摸得著的校園文化，所以更應體現其歷史文脈的傳承性。注重文化的傳承是校園公共設施設計的出發點和落腳點。

（2）注重氛圍渲染的原則

什么是氛圍？氛圍是環境給人的總印象。是體現這個環境與那個環境具有的不同性質的有些近似于個性的氣氛和情調，是由主體、客體與時空環境共同組成的一個以主體為核心的動態結構。校園公共設施要體現意境美、神韻美、境界美，就要注重設計氛圍的渲染。這是因為在確立設計的主題之后，一切設計語言都以此為基準展開活動。注重氛圍的渲染，一是要結合場地空間大小，考慮與周圍建筑尺度關系，具有一定的觀賞間距。二是造型形式應結合主題內容，根據周邊空間、色彩、風格而設計出能融入整體的環境設施。三是要保證整體氛圍的完整性，必須注重細節的塑造。細節處理得是否得當，往往會對人們的情緒產生直接的影響，進而會影響到人們對環境整體氛圍的感受。注重氛圍的渲染是校園公共設施設計的重點和難點。

（3）把握整體格調的原則

在校園公共設施設計過程中，要注重把握整體性的原則?！罢w性”就是說，不能把系統割裂成要素孤立地去研究，要注重要素及要素間的相互作用與相互影響。這里有兩層含義，一是必須把握學校文脈傳承發展的整體格調。要做好校園設施規劃，以保證校園構建環境設施的有序性、連續性與穩定性。二是把握校園公共設施設計的整體格調。在設計上注重歷史文化定位，對整體風貌構架要有充分的理解和認識。注重校園及校園周邊整體文化氛圍，避免形成與校園及校園周邊整體形象的不協調。三是要把握設施環境的整體格調。公共設施的設計要與校園環境景觀所表現的主題相協調，避免內容和形式上的雜亂或相悖。把握整體的格調是校園公共設施設計成功的保障和關鍵。

校園公共設施設計方法

通過上述原則的總結和優秀案例的分析研究，得出了以下五種設計方法：

1.文脈延續法

文脈延續法較為確切的表述應該是：在該地方原有文化信息的基礎上，將新的信息通過某種方法、手段連接起來。是把校園公共設施原有的基本構筑和形式保持下來，加以強化處理，去掉瑣碎細節，突出文化特征。這個方法主要是用于記錄一個學校歷史的辦法，統稱體現方式以壁畫淺浮雕的形象墻形式出現。

2.時空聯想法

愛因斯坦說“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識的源泉?！痹O計可以通過聯想和想象，跨越時空的阻隔，擺脫現實的束縛，根據立意的需要，把時空縮小或放大；把相同、相近或相反的形象元素聯結、組合；把古今中外的事物串聯起來，通過解構整合，得出新的作品意象，這就是所說的時空聯想法。

3.象征指示法

黑格爾說：“象征是直接呈現于感性觀念的一種現成的外在事物，對這種外在事物并不直接就它本身來看，而是就它所暗示的一種較廣泛較普遍的意義來看。”所以象征就是用具體的可視形象來暗示抽象的概念。用象征性的表現手法體現特定社會文化習俗和價值取向，這種方式具有明顯的符號指示性。

4.符號置換法

人類的意識過程，其實是一個將世界符號化的過程，思維無非是對符號的一種挑選、組合、轉換、再生的操作過程。校園公共設施設計，在三維的空間中對實體的位置、比例、相互關系的籌劃，這也是一個思維的過程。符號置換法可理解為通過某種解釋，將媒介關聯物與對象的元素替換，同時構成新的符號系統。置換是符號最直接、最簡單的構成形式，是對傳統文化的拯救和創新。

5.系統優化法

一切相互影響或聯系的事物的集合都可以視為系統。系統中相互關聯的部分或部件形成“部件集”，“集”中各部分的特性和行為相互制約和影響，這相關性確定了系統的性質和形態。系統優化法是指設計師在研究解決問題時，統籌兼顧，多中選優，采用時間、空間、程序、主體、客體等方面的峰值佳點，進行系統篩選達到整體優化的目的。

結語

篇10

關鍵詞：高中物理；演示實驗；多媒體技術

【中圖分類號】G633.7

物理是一門以實驗為基礎的學科，所有知識的學習都是建立在實驗的基礎上，物理學習中的概念、原理、規律等需要在實驗中加強理解，加深印象。實驗可以讓學生最直觀的感受到物理知識的魅力，可以激發學生的學習欲望。高中物理的學習既要教師的演示實驗，也要學生自己動手做實驗，在實驗中感知物理知識。當然，教師的演示實驗作為一種教學方法，不可或缺的是借助多媒體技術，運用多媒體技術讓學生更直觀的感受物理知識，有意識的引導學生去思考問題，自己發現規律，提高學習效率。

1.高中物理演示實驗概述

演示實驗對教師的考驗比較大，在上課前，教師需要對這一堂課的時間做好安排，需要對要做的實驗做好準備，例如說實驗器材的調試。而且，演示實驗還要求教師引導學生去思考問題，這些問題的設計都是需要上課前做好準備的，這就需要教師付出很多的時間來完成工作。演示實驗也不是所有的教師都能做的，就算有了器材，不管課堂時間分配，不同的教師做的演示實驗也會帶來不一樣的教學效果，這主要表現在教師的引導上，不是演示完就完事了，在演示的過程中要引導學生思考問題，啟發學生總結歸納物理規律等。

從內容上，演示實驗可以分成三個類型：第一，單一實驗，顧名思義，單一實驗就是單獨的一個物理知識而做的演示實驗，幫助學生更好的理解物理知識、驗證物理規律。第二，綜合性實驗。這種實驗中包含了多個物理知識，主要是為讓學生理解這幾個物理知識之間的聯系而做的實驗。第三，組合型實驗。組合型實驗就是按照一定的依據將同一類型的物理知識用實驗演示出來，讓學生更好的理解知識之間的聯系。

高中物理課堂中，由于時間有限，所以實驗的演示一般是教師來完成的，學生觀察實驗，在教師的指導下思考實驗現象，總結物理知識。通過演示實驗，能讓學生將物理知識與生活中的一些場景聯系起來，理解自然萬物的規律，在頭腦中為每個物理知識形成一定的生活情景。通過演示實驗，可以培養學生的觀察能力和實驗動手操作能力。實驗的演示不是所有都由教師來完成，適當的讓學生來進行實驗的演示；在教師的演示中，學生觀察教師是如何一步步完成實驗的，在實驗中又產生了哪些物理現象，思考教師提出的問題，長期下去可以提高學生的觀察力，會主動去發現問題，思考問題。

2.演示實驗的方法研究

高中物理教學中演示實驗運用得越來越多，學校在物理實驗器材方便的投入也在增多。在一些物理教材上也有一些演示實驗，但是還沒有比較系統的演示實驗的歸納概括。演示實驗的運用適當可以激發學生的學習熱情，可以讓學生更好的理解物理知識。而演示的方法又很多，教師需要根據課堂的內容和條件來進行選擇。

2.1 直接演示法

直接演示法是運用得最為普遍的一種實驗演示法，這種演示實驗最為簡單，教師只需根據課堂上需要傳授的物理知識來進行相關的實驗就行，不需要與其他的物理知識結合起來，只是單獨講解這一個物理知識。這種演示法不需教師花費太多的精力，可以說是一個單獨的物理知識或物理規律的講解歸納。教師在演示實驗之前，向學生講述要使用到的實驗器械，然后在演示的過程中引導學生去觀察物理現象，這些物理現象是怎么發生的，與我們生活中的場景聯系起來，讓學生自己進行思考，也可以同學之間組織討論，分析問題，尋找出物理知識，歸納物理規律。

2.2 對比演示法

對比演示法就是當某一物理現象或物理知識無法直接演示出來時采用的方法，通過對比的方法來將物理現象演示出來，這種演示實驗在一些電路現象的演示比較多。對比演示法本身也只是單個的物理實驗，只是在實驗過程在步驟、內容上進行稍微的變動，然后將兩種現象對比分析，找出無法演示出來的物理現象，讓學生自己去探索物理知識。

2.3 模擬演示法

模擬演示法就是說將現實生活中的一些物理現象模擬出來，例如說海市蜃樓的模擬。在接觸物理之前，都會認為海市蜃樓是非常奇妙的現象，事實上海市蜃樓不過是因為光的折射而產生的自然現象。對這些自然現象進行模擬，可以讓學生深刻的認識到為什么會發生這些物理現象。假如教師不通過實驗，只是跟學生說是由于溫差、光的折射等物理知識而發生的物理現象，學生只能說是知道了，但是并不能深刻的了解到為什么會發生這種奇妙的自然現象。所以模擬演示法也是不能缺少的。在物理知識的講解中，要選擇合適的演示法，讓學生在實驗演示中直觀的發現問題，尋找解決問題的答案，提高學生自主學習的能力。

3.借助多媒體技術

隨著科學技術的進步，在高中物理教學中，多媒體技術的應用越來越廣泛了，在演示實驗上，多媒體技術可以作為一個輔助手段。例如，運用多媒體技術制作一些與課堂內容相關的動畫，提供虛擬的實驗環境，進行虛擬的物理實驗。多媒體技術的應用對教師提出了更高的要求，教師要認識到多媒體技術的功能，提高自己的技術水平，在教學中切實的用多媒體技術來輔助教學。

4.結束語

高中物理的教學中演示實驗是很重要的方法，演示實驗運用得恰當合適，可以提高學生的學習熱情，可以促進教學目標的實現，可以促進學生的全面發展。而演示實驗又給教師帶來了諸多挑戰，教師要不斷完善自我，充分發揮演示實驗在教學中的功能。

參考文獻