试验设计论文优选九篇

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第1篇

1.1案例教学法

案例教学法是一种使得学生处在面临问题的决策者角色的教学方法。在案例教学法课堂，无论是教师和学生必须以不同的方式被激活。教师和学生相互依赖、互相学习。教师一般都是专家，但他们很少直接告知学生专业知识。案例教学法主要是用在商业学院和公共政策学院教学活动中。例如，1908年已被用于在哈佛商学院和公共政策学院。教学案例研究是全球顶尖的商学院进行核心功能。他们常常组织比赛确定最佳的新的教学案例。商业案例是模仿或模拟真实情况下的文档。案例陈述的现实让读者参与其中。案件往往说明企业或政策形势需要解决问题，还包括课堂讨论和研究的其他信息。在没有明显的解决方案的情况下，提供了充分的事实基础上激发学生获得一切可能的结果。作为现实的模拟，案例必须具有三个特征：一个重要的业务问题或问题。没有问题的情况下，没有教育价值；充分的信息基础；没有明确的结论。在案例教学过程中，教师的作用是选择和组织案例，这也是实现教学目标的关键。

1.2基于问题解决的学习

基于问题解决的学习方法是1980年美国数学教师协会正式提出来的。它将学习内容设计成问题,或由学生提出问题,让学习者通过解决问题来获得相应的知识和能力。让学生提出高质量的问题是这种教学方法的关键。要求学生将问题具体化和形象化，构造成模拟实际生活的故事情节。学生在原有知识和经验的基础上，通过分析解决问题，发现更加复杂和深入的问题。因此，学生提出问题的多少、思考问题的广度和深度等是基于问题解决的学习方法的重要的评价标准。

1.3基于问题的学习

基于问题的学习是一种以学生为中心的教学方法。学习的目的是获得解决问题的经验、思考策略和该领域的知识。基于问题的学习的目标是帮助学生形成灵活的知识、有效解决问题的能力、自主学习、有效的协作能力和内在动机。基于问题的学习是一个主动的学习方式。在工作过程中，学生发现他们已有的知识，需要知道什么，以及如何和在哪里获得新的信息，可能会有益于该问题的解决。教师的作用是为了促进学生的学习、支持、指导和监控学习过程。导师必须建立学生对解决问题的信心，并鼓励学生，同时也拓展他们的理解。Barrows定义了基于问题的学习模型为：(1)以学生为中心的学习。(2)学习是学生小团体做的，理想的6～10人。(3)教师指导学生而不是教学。(4)以问题为基础组织和激发学生学习。(5)问题是设置是提高学生解决问题能力的基础，是刺激的认知过程。(6)学生通过自我导向学习获得新的知识。基于问题的学习要求教师的教学风格达到几个主要标准：首先，要有一个与教师科研相关的“学习中心”，所有的学生都需要围绕该中心。第二个标准是必须有一个驱动问题，学生通过完成项目获得问题的答案。这个问题也不能有一个预定的结果，它应该要求学生使用的先验知识来所有可能的结果。其他标准包括建设性的调查研究、学生的自等。基于问题的学习的主要教学过程包括提出问题、分析问题、形成假设、验证假设、修正假设。

2土木工程探索性试验设计

近年来华南理工大学开展了“探索性实验”教学项目建设工作，引导教师将科研项目成果转化为计划内实验教学内容，从而深化实验教学内容和体系改革，推进实验室开放共享；通过科研与教学融合，切实促进学生实践创新能力的培养。下面介绍用研究性教学方法设计所申报的“探索性实验”教学项目“沥青混合料多轴加载试验”。

2.1提出问题

最新版的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）中沥青混合料的试验方法主要包括：单轴压缩、单轴拉伸、小梁弯曲和劈裂试验等。试验过程中，沥青混合料试件处于单轴或双轴应力状态。而实际沥青路面中，沥青混合料处于多轴受力状态，承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。因此，现有沥青混合料的试验装置与方法无法模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态。

2.2分析问题

为了模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态，采用如图1所示的试验装置。通过转动的橡胶轮胎带动圆柱体试件转动，试件受到橡胶轮胎的表面摩擦力F和铅垂方向的压力P作用。同时，在试件水平方向施加压力Q。从而模拟实际路面材料多轴受力状态，使得试件承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。

2.3试验步骤

(1)试件制作。采用击实法、静压法或旋转压实法制作的圆柱体试件；或在轮碾法制作的板块状试件中钻取的圆柱体试件；或在路面中钻取圆柱体的芯样。

(2)安装试件。将试验室的环境温度控制在试验温度±0.1℃范围内。加载前，保温时间为90～120min。

(3)水平方向加载。通过水平加载油缸对试件施加水平方向拉伸或压缩荷载。

(4)铅垂方向加载。通过铅垂方向加载装置在橡胶轮上施加荷载，从而在试件中部上方施加铅垂方向荷载。

(5)启动橡胶轮驱动马达，使得橡胶轮单向旋转，转速为1～100r/s。

2.4试验结果的分析与讨论

试件转动一定次数后，量测试件中部加载位置的直径，计算直径变化率。加载后试件中部直径的变化百分率计算公式为：100%×加载一定次数后加载位置试件直径/加载前试件直径。同时，量测试件长度，计算加载后试件长度的变化率。加载后试件长度变化百分率计算公式为：100%×加载一定次数后试件长度/加载前试件长度。教学过程中，共15位同学参与该项试验，分为3组，每组5人。

3教学效果

采用研究性教学方法，有助于把学生纳入教师的科研项目，驱使学生调查研究，组织讨论会，分析问题，解决问题，完成工作任务。授课教师与同学们一起通过该试验项目掌握了实际路面材料的受力状态，并创新性的设计了“沥青混合料多轴加载试验”方法。依托研究成果申报了2项实用新型专利和2项发明专利。在国外SCI源刊投稿论文2篇。

4结语

第2篇

笔者结合南开大学信息安全专业实验室的软硬件环境和已有的实验方案，设计了僵尸网络分析实验环境，其基础架构如图1所示。在上述硬件环境的基础上，搭建了自动化、系统性的僵尸程序监控分析平台，其结构如图2所示。该分析平台运行在Ubuntu10．04／12．04操作系统下，主要由4个部分组成。（1）僵尸程序执行过程监控平台。该平台负责僵尸程序的运行监控、执行轨迹的捕获、污点传播分析、符号执行及约束求解等实验任务。该监控平台的主要部分是二进制代码分析平台BitBlaze，包括动态分析部分TEMU和静态分析部分VINE。（2）执行轨迹分析工具包。该工具包由Perl语言实现，完成对执行轨迹的分析实验，比如分析僵尸程序代码空间中的代码覆盖情况，分析僵尸程序执行过程中与系统交互情况等。（3）控制命令挖掘工具包。控制命令挖掘工具包也由Perl语言实现，通过和执行轨迹分析工具的结合，利用部分僵尸程序执行逻辑的先验知识，可以进行对僵尸网络未知控制命令进行挖掘，并在此基础上对僵尸网络的命令控制机制进行进一步的分析研究。（4）僵尸程序行为监控工具包。该工具包由文件系统监视软件FileMon和网络分析软件Wireshark等成熟的系统监控软件组成，工作在Windows系统的僵尸主机下，用于对僵尸程序的宏观行为进行跟踪和监控。

2实验步骤

（1）熟悉监控环境和分析平台的使用。熟悉监控环境的使用，并在其中运行僵尸程序，尝试和僵尸网络命令与控制服务器进行连接和通信；熟悉二进制代码分析平台BitBlaze的使用，学习利用其动态分析组件TEMU进行轨迹捕获、二进制代码插装的技术和方法，熟悉利用静态分析组件VINE进行二进制代码的执行轨迹反汇编及符号执行、约束求解等分析方法。（2）僵尸程序执行轨迹捕获。执行轨迹是僵尸程序路径空间中一条路径的执行过程的详细记录。在BitBlaze平台的TEMU中运行僵尸程序，监控其执行过程，并将从命令与控制信道中接收到的网络数据标记为污点，捕获得到僵尸程序的执行轨迹文件。可以分别捕获僵尸程序在与控制命令服务器无网络交互、有网络交互及接收到不同控制命令等情况的几组不同的执行轨迹，以便于进行对比分析，并用BitBlaze平台中的VINE将这些二进制的执行轨迹文件转换成汇编语言格式。（3）僵尸程序执行轨迹文件分析。对捕获到的执行轨迹文件进行处理和简化，然后编写程序对其进行分析：统计分析僵尸程序执行轨迹中的线程个数及线程号、污点传播过程等信息；分析僵尸程序代码空间中的代码覆盖情况，计算代码覆盖率并分析其特点；统计分析系统API调用情况；从执行轨迹文件构造僵尸程序的控制流图。通过分析，对执行轨迹的特点和僵尸程序的执行逻辑有更加清晰的认识。（4）僵尸网络控制命令提取。根据步骤（3）中的分析结果，结合僵尸程序的固有特点，从执行轨迹中定位到僵尸程序中对控制命令进行判断、处理的命令控制逻辑代码段。定位的方法可以结合参考文献［3］中提出的规律，也希望学生探索和发现新的特点和规则。然后，在可控环境中执行僵尸程序，当执行到命令控制逻辑代码段时，利用代码插装等二进制代码动态分析技术［13］提取出僵尸程序可执行的控制命令。（5）僵尸程序行为分析。在可控环境中再次运行僵尸程序，利用FileMon和Wireshark等软件对僵尸程序的行为进行跟踪监控。其一，在没有与命令控制服务器交互时，分析僵尸程序执行后会有怎样的行为表现，例如自删除、修改系统文件、修改注册表选项、试图连接命令与控制服务器等；其二，在和命令与控制服务器进行交互时，利用步骤（4）中提取出的僵尸网络命令，触发僵尸程序运行，再监控其会有怎样的行为，并总结控制命令与僵尸行为的对应关系。通过多次实验和观察，对僵尸程序的行为和特征进行归纳总结。（6）僵尸网络命令与控制机制的进一步思考和探索。思考上述从僵尸程序二进制文件中挖掘未知命令方法的优缺点，并探索新的改进方法。根据提取出的控制命令及其对应的行为，分析僵尸程序和命令与控制服务器通信的方式，从整体上对该僵尸网络的命令与控制机制进行认识和思考。在上述步骤中，步骤（3）“执行轨迹文件分析”和步骤（4）“控制命令的提取”涉及较多的专业知识和二进制代码分析技术，是本实验的难点。

3实例分析

在TEMU中运行Zeus僵尸程序，在和命令与控制服务器进行通信时，动态捕获了Zeus僵尸程序的3条执行轨迹，其中的线程数、汇编指令总数和系统API调用个数见表1．对3个执行轨迹进行分析，了解Zeus僵尸程序的执行逻辑，利用执行轨迹中的代码块覆盖率特征，从中定位到满足参考文献［3］中提出的覆盖率规律的代码块，其所在代码区域就是僵尸程序的命令控制逻辑代码段。根据此方法，可以定位到的代码段地址范围为0x26e877c—0x26e87a2，其中调用了系统比较函数lstrcmpiw来进行比较，它是一个循环结构（见图3）。将Zeus僵尸程序再次放在TEMU中运行。当僵尸程序运行到命令判定循环的入口地址0x26e877c时，开始监控是否调用判定函数lstrcmpiw。如果发生调用，则修改输入命令为随机数据，使程序进入判定循环。在判定过程中，通过获取用来和输入数据比较的参数，动态捕获了Zeus僵尸网络的25个控制命令。提取出控制命令以后，就可以用这些控制命令作为网络输入来触发Zeus僵尸程序，使其表现出相应的行为。掌握了僵尸网络的命令与控制机制以后，也可以尝试伪造Zeus命令与控制服务器并向僵尸主机发送bot＿uninstall等命令来卸载、删除僵尸程序，瓦解僵尸网络。

4结束语

第3篇

关键词：射频识别技术射频卡分类

引言

射频识别技术(RFID，RadioFrequencyIdentification)实际上是自动识别技术(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。

目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。

1射频识别技术简介

20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。

射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。

典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。

射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。

在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。

工作原理如图1所示。

2射频识别技术的分类

射频识别技术主要按以下四种方式分类。

(1)工作频率

根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。

(2)射频卡

根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。

(3)射频卡的有源与无源

射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。

(4)调制方式

根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。

目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。

3国际射频识别技术发展状况

射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。

据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。

4射频识别技术在我国的发展

我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。

目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。

4.1安全防护领域

(1)门禁保安

将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。

公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。

(2)汽车防盗

这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。

另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。

(3)电子物品监视系统

电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。

4.2商品生产销售领域

(1)生产线自动化

用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。

用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。

(2)仓储管理

将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。

(3)产品防伪

伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。

(4)RFID卡收费

国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。

4.3管理与数据统计领域

(1)畜牧管理

该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。

(2)运动计时

在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。

RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。

4.4交通运输领域

(1)高速公路自动收费及交通管理

高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。

在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。

(2)火车和货运集装箱的识别

在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。

目前，射频自动识别系统的安装遍布全国14个铁路局。2001年3月1日，铁道部正式联网启用车次车号自动识别系统，为自备车企业、合资铁路和地方铁路实现信息化智能运输管理提供了重要良机。

第4篇

“感应电流的方向”这节课重点就是让学生对楞次定律进行探究、理解和应用。一般情况下，对“楞次定律探究”的教学是这样设计的：

1.创设情境，复习引入

问题一：电流计指针偏转方向与通入电流的关系？【实验一】探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系。师：如何才能知道指针偏转方向与电流进入方向之间的关系？是否可以通过实验来确定呢？【学生实验1】学生按图接好电路，探究指针偏转方向与电流进入方向之间的关系，并完成下表。结论：电流从何方流入指针就向何方偏转。问题二：感应电流产生的条件？【实验二】感应电流产生的条件：师：在上述实验中，我们已经得出感应电流产生的条件是什么？生：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。师：磁铁插入与抽出时，指针偏转的方向相同吗？指针左偏与右偏意味着什么呢？生：不同。指针偏转不同，表明电路中的电流方向不同。问题三：怎样判断通电螺线管中的电流方向？师：怎样判断通电螺线管中的电流方向呢？生：根据电流计指针的偏转方向和螺线管上的导线绕向来判断。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是否遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。

2.确定课题，分组探究

【学生实验2】学生按图接好电路，做实验并填附表。

3.分组总结，难点依旧

描述实验现象，填表。讨论回答：师：穿过闭合回路的磁通量的增减会导致什么结果？生：有感应电流产生。师：感应电流又会产生什么？生：会产生感应磁场。师：那么这两个磁场的方向之间有什么关系呢？请大家分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程。（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。结论“：增反减同”，即：判定感应电流方向的方法，其内容为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，由此得出了楞次定律。在这个教学过程中，学生的学习效果如何呢？实际教学中，学生共分成八个小组，其中有三个小组的实验表格不清楚怎么填而求助于教师，三个小组的表格填了一部分，而只有两个小组在参照课本的情况下填得比较好。这说明，虽然在教学中运用了各种物理学方法，但并没有有效地帮助学生理解物理学知识。可想而知，之后楞次定律的得出也就比较困难，对定律理解也就不够透彻。如何“有效”运用这些物理学的方法呢？关键还是要结合学生学习的实际情况，合理地运用物理学方法。于是，教师带领学生对这一实验设计进行了如下的改革，取得了很好的学习成效。

二、改革后的实验设计方案

1.实验法

所谓实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验法是学生做好实验的前提和基础，教师耐心细致地做好这一步，才能帮助学生顺利进行后面的分组实验。于是，教师带领学生对实验教学过程做了如下改进：（1）创设情境，复习引入【实验一】产生感应电流的演示实验。教师演示分步连好电路，由学生上讲台操作，全体学生观察。问题一：怎样做能够产生感应电流？生：将条形磁铁不断插入或拔出螺线管。问题二：为什么产生了感应电流？（感应电流产生的条件）生：闭合回路中磁通量发生了变化。问题三：灵敏电流计的指针偏转与螺线管中的电流方向有什么关系？生：电流从哪边流入灵敏电流计，指针就向哪边偏。根据指针的偏转情况就能判断出螺线管中的电流方向。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。（2）确定课题，互动探究【实验二】探究感应电流的方向。教师实验：N极向下插入螺线管中，请学生记录实验现象，把电流方向标在下图中。学生分组：N极向下从螺线管中拔出，S极向下插入螺线管中，S极向下从螺线管中拔出，分别记录实验现象，并把电流方向标在下图中：由于有教师在【实验一】中的电路连接演示及在【实验二】中的实验操作演示，学生的实验做得很顺利，实验现象的记录也很准确，可以说又快又好，有效地完成了这一教学环节。那么接下来，如何由实验现象整理和归纳出所要得出的结论，这就要看归纳法运用得是否有效了。

2.归纳法

所谓归纳法是指从个别元素中概括出一般结论的思维方法，也可以指学科学习中具体的一种科学方法。由实验现象归纳得出物理规律，在学生的学习过程中具有重要作用。于是，教师进一步对教学中的归纳过程做了如下改进：首先，降低填表难度。整个表中对每一个实验现象分析所需要填写的空格被缩减为两个，如下所示：其次，设置问题，引发学生的思考。师：通过实验，我们知道了在不同情况下感应电流的方向（已画在图上），那么请大家分析一下，感应电流的方向与什么因素有关呢?生甲：可能与磁感应强度B的方向有关。生乙：可能与条形磁铁的运动方向有关。生丙：可能与磁通量的变化有关。分析：由过程一、二判断感应电流的方向与磁感应强度B的方向无关。由过程一、三判断感应电流的方向与与条形磁铁的运动方向无关。同样，由过程一、三判断感应电流的方向与磁通量的变化无关。那么，到底与什么因素有关呢？最后，难点由教师引导学生突破。师：感应电流会产生磁场吗？生：会。师：请大家画出感应电流的磁场方向，并分析原磁场方向与感应电流的磁场方向有什么关系？分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。得出结论“：增反减同”即这样设计的实验和学习课程，实际的实验过程顺畅了，学生几乎都能认真完成实验，记录下观察到的现象，并经过分析讨论得出了自己的结论，为楞次定律的进一步理解和应用打好了基础。由此可见，在教学过程中，关键是要保证让学生理解相应的知识。所以，任何教学过程都应当按理解的要求进行整体设计；任何教学方法的应用，都是为实现这一目的而服务的。因此，教学实验设计必须考虑让学生透彻理解的有哪些内容，怎样才能有效地帮助或引导学生理解这些内容，这些内容的理解过程应当运用哪些物理学方法最适合，在理解这些内容的各个阶段应分别达到什么要求，等等。假如我们对这些问题搞得比较清楚，在教学过程中恰当而有效地运用好物理学的方法，教学质量就会有大幅度提高，学生的学习也会有较大突破。

三、结论

第5篇

1.1什么是实验性字体设计

实验性字体设计是通过实验的方法，为字体设计寻找一些新的传达形式，寻找一切可能创新的地方，将文字图形的作用发挥到极致。实验性字体设计，是对文字的表现形式进一步开发的实验性设计过程，具有科学实验的特质，在实验性字体设计中我们就像是科学家，要用一种科学的态度和研究方法来剖析我们现在所使用的文字。实验性字体设计并不意味着对于字体基础的无视，它要求设计者深入的剖析文字，将其看作深层次的传达介质，脱离简单的记录、传达，发展到结合图形语言、表达人的情感的传播媒介，形成强有力的视觉冲击。

1.2实验性字体设计的实践

实验性字体设计已经被很多设计师应用，并且可以充分地看到它的优势。实验性可以把文字设计，变得生动有力，让文字图形形象深入生活。为达到这一目的，设计者必须将设计思想和器物（也就是设计的目的）紧密结合，无论是介质选择、技术环境、应用方法等各种各样的角度都是必须考虑到的研究方向，必须挖掘适合设计的每一种可能性，让文字和设计充分的贴合，使得字体设计可以深入设计的灵魂。

（1）介质上的实验性

介质的实验性是通过组成文字的材料革新来充分体现设计目的的特质。将我们设计目的通过材质的变化充分地融合在文字之中。例如，在俄罗斯女设计师YuliaBrodskaya的字体设计中，将纸品设计和字体设计融为一体，把文字的传播过程与宣传目的紧密地结合，让观者在感受到语言力量的同时就能够实际感受到作品特质的魅力，给文字赋予了传达含义以外，视觉上的冲击，使文字变得更有力，这就是我们应该努力的方向。

（2）表现方法的实验性

在表现方法上，文字设计正朝着一种多维度立体的展示与传播的方向发展，我们完全有必要寻求多种的体验模式。例如，当代艺术家先生的动画作品《汉字的性格》（TheCharacterofCharacters，2013，OCAT西安馆）就充分诠释了文字与新媒体技术结合的可能性。在先生的作品中，对汉字的演变以及汉字的民族存在性做了深刻的探讨，将传统的书法与现代的新媒体相结合，将先生对于传统艺术的思考生动地展现在观者眼前，使得作品新鲜别致、创意十足，同时通过一种观者更加容易接受的方法将思想传达了出来。至此，我们可以清楚地认识到实验性表现方法是可以为传统艺术形式带来全新生长土壤的非常有效的手段。3D技术也广泛地应用于字体设计，为人们带来了全新的视觉感受。在品客薯片的宣传案例中，其海报利用3D制图技术在文字的视觉效果上做了延伸——铺满辣椒酱的文字，让观者从视觉上和理解上，甚至是味觉上感受着最新的口味，达到了望梅止渴的宣传效果。是二维的字体设计无法达到的视觉感受。在3D的辅助下，将文字转化成可以自由移动、变幻的模块，看起来实际存在，但实际上只是虚幻的光影的结合，省去了印刷材料，视觉效果更加令人震撼，甚至可以带给观众置身其中的感觉。总的来说，设计师可以利用实验的方法从生活的方方面面寻找字体图形设计的可能性。作为字体设计师，可以从两方面寻求创新，首先，开发新鲜的、适合设计意图的文字形态。其次，为文字发掘更广泛的应用环境，为字体设计提供更多的表现平台。

（3）形式上的实验性

实验字体的跨界设计是指将字体的设计延伸到视觉传达设计之外，突破其语言传播的功能，融入其他领域的一种设计方法，这种设计实践的意义在于启发我们的思路，跟设计建立情感。克罗地亚设计师BorisLjubii为了向全世界应用最广泛的Helvetica字体致敬，找到了Helvetica字体和瑞士军刀的共同特点——能够被广泛地应用，制造了纪念版的瑞士军刀，军刀的各个部件都是由不同字体的字母组成，但标志使用Helvetica的字体，以此表现出Helvetica的地位，寓意其可以取代其他任何字体。这是字体跨界设计一个极优的例子，也说明了字体跨界的潜力，而这一切都是从实验性的想法开始的。设计的实验性的展开是建立在热爱的基础之上的，作为一个优秀的字体设计师需要做的是跟文字做朋友，随时随地带在身边，融入自身的情感，和它们一起成长。在跨界设计中，需要找到的是两种不同领域的设计的精髓，再将其进行深层次的融合，表现出来的就不仅仅是物质的形态而是精神的内容，将被设计物提升到一个情感的层次。实验性，尤其在跨界设计中，可以以一种全新的姿态表现出被设计物的特质，是一种思想，甚至是情感上的表达。融合情感的设计，是设计师内心最真实的情感设计的表达。在设计中我们需要把文字当作是活生生的存在，我们必须和文字一起置身于要存在的环境，通过这样换位思考的办法，以自己的感受给予字体最佳的呈现效果，以自己亲身的感受来传达文字的情感。

1.3实验性字体设计

实验性字体设计就像是社会的上层建筑，必须建立在深入的了解字体基础设计之上，才能体现出其优势。它是一种能够增加设计灵感的方法。它有力量在字体图形设计已经泛滥的今天，为每一个设计项目找到其独特的、具有充分代表性的字体图形。更加需要关注的是，实验性的方法使得我们寻找到的创意点可以从字体图形延伸到整个设计中，成为设计的精髓。但是，实验性是一种探索的方法、思维的过程，这样的设计方法必须从一个设计者开始设计之初就开始培养。

2实验性字体设计的前景

第6篇

由于目前中小学的课时量、实验仪器和药品数量的限制，使得教材中的很多实验学生无法亲自动手完成，只能由教师来做演示实验，极大地影响了学生的动手能力和创造能力。而微型实验的出现则可以改善上述的症状。尤其是新课改之后，教学方式、教学内容的变化，给实验教师带来了一定的挑战性。倘若课堂上依然完全采取教师讲、学生听的方式，便无法提高教学质量，使教学停滞不前。尤其是在实验教学方面，不能自己动手操作，就会永远走一条既成的老路，无法实现创新。而且常规的实验会需要更多的药品和仪器，同时造成环境的污染。因此，在中学化学实验当中逐步实施微型实验，节约资源，提高学生的创造力是相当有必要的。

二、微型化学实验的特色和实施的必要性

微型化学实验仪器具有不易破碎、小巧便携、使用方便等特点，使得无论是学校还是个人都有能力去创建自己的“微型实验室”，这就为化学实验课堂教学的改革提供了方便与可能。实践证明，微型化学实验在教学中的实施概括来说主要有以下特点：过去的课堂实验基本上被演示实验所占据，学生们处在一种“被动接受”知识的状态中，而微型实验使得大多数学生都有机会自己动手参与，使得启发式的教学方法能够得以实现；微型化实验具有安全性和节约性的特点，教师可以放心地让每一个学生独自动手实验，亲自动手实验的方式可以促进学生理解和形成化学概念，帮助培养学生实验观察和动手能力，同时，极大地促进了学生对于化学实验兴趣的培养；方便了实验室分组实验、家庭小实验尤其是随堂实验的展开，培养了学生既动手又动脑、理论联系实际和解决实际问题的能力，尤其是对于资源条件较差的农村中学，微型实验的实施对其影响颇深；有利于减少废气、废液以及固体废品的排放，改善实验室环境、降低空气污染，减少对师生健康的损害。具体来说，微型实验可以：

（一）改进演示实验，激发创新

演示实验是课堂教学中最直接、最便捷的一种的实验教学方式，是探索新知识、学习实验操作和技能的最基本途径。因此教师在做课堂演示实验时，对课本的中实验进行了合理的微型化改进。如：做“木炭还原氧化铜”实验时，常常会出现现象不明显，反应时间较长的现象，影响观察和判断，其中碳和氧化铜的质量比需要控制在（9~13）：1的范围内，倘若比例过高，氧化铜不能完全反应；比例太低，碳粉的量遮盖了铜的颜色，现象不易观察。对于此实验，可以做如下改进：为了减少实验时间，可以在实验开始之前将碳粉和氧化铜粉末混合均匀，调成糊状。取少许均匀涂抹在试管底部内壁上，待晾干后，进行还原实验操作。因为反应物的量非常少，所以加热较短时间就能观察到试管内壁紫红色铜镜的出现。改进后的实验节约药品、现象明显，有利于激发学生的创新能力，培养其创新的意识。

（二）设计分组实验，培养学生的创新、合作精神

设计分组实验不仅可以帮助学生形成概念、巩固知识、培养技能，更能训练其团结、合作、互助的精神。在实验课堂上，一个合理有效的分组实验，能帮助大家节约资源、节约时间。如”二氧化碳气体的制取“实验，教师可以将实验分为4个小组：通过上述分组实验探究，学生可以找出二氧化碳气体制取的最佳方案，并且能够举一反三，了解到其他制取方案的优劣性。

（三）展开家庭兴趣小实验，培养学生实验兴趣和实践能力

实验课中的教师演示实验和学生分组实验，毕竟时间、仪器、药品选择有限，不能够让每一个学生的兴趣和个性得以激发，课堂中的实验更多的是训练学生的实验方法和实验思维。此时，家庭兴趣小实验便可以提供广阔的空间，学生可以依照自己的兴趣爱好，进行独立的微型实验设计。首先，提出方案设计，通过查阅资料、选择药品和仪器，现象观察与记录，结果的交流分析等。整个实验过程中，都是由学生来主导的，体现了自己的主观能动性。如“纸杯烧水”实验——水的沸点是100℃，加热沸腾后只吸热，温度不再升高，而纸的着火点在150℃以上，所以水可以烧开，纸却没事，这样的实验材料选择非常简单，容易操作。又如”变胖的鸡蛋“——醋酸和鸡蛋壳的反应，鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，醋酸的主要成分是酸，所用物品在生活中随处可见，获取容易，生动有趣，现象明显易观察。反应原理是：蛋壳消失是因为与醋酸发生了反应，被溶解，从鸡蛋中冒出来的气泡，则是反应生成的二氧化碳。

第7篇

关键词：展示设计人性化互动网络化多媒体虚拟

纵观人类文明发展史,我们可以非常清楚地看到展示艺术所起到的重要作用,展示活动一直伴随着人类社会的文明进步而不断发展变化着,展示作为人类互相交流和传递信息的媒介,发挥着其他艺术形式不可替代的功能。随着信息时代的到来,计算机技术的发展、多媒体技术、网络技术和虚拟现实技术的广泛应用,展示设计的概念和思维方式也发生了很大的变化，展示设计已经从传统单一的设计形式向科技与艺术融于一体的综合性设计转化。因此分析和研究展示设计在信息时代的特点和发展趋势就具有非常重要的意义。

现代科学技术的发展拓展了展示设计的领域，现代展示设计从物质转向非物质，从现实转向虚拟，从平面转向空间，从有限转向无限。在知识创新大潮风起云涌的信息化时代，现代展示设计呈现出了新的特点和趋向，如：设计人性化、参与互动性、信息网络化、设计多样化以及虚拟现实化等。

一、设计人性化

在现代展示设计中人性化设计是展示设计的根本,人是作为主体来观赏、领悟展示内容的,因而也是最重要的研究对象。本世纪以来,社会学家和心理学家对参观者的认知心理、环境行为做了许多研究,其成果直接在展示设计中得到了运用。如国外的很多展示场馆十分重视参观路线和照明等观赏环境的设计,注意为儿童、老年人、残疾人服务,绝大多数考虑了无障碍设计,有些还设有儿童游戏室等。他们不仅考虑为公众提供陈列空间,而且还考虑到各种为公众服务的辅助场所。在信息时代,融科技和艺术于一体的展示设计呈现出更人性化、更亲切、更强调人在展示活动中的地位以及物质与精神上全方位的需求，要想使展示信息有效地传递给参观者,使他们从中获益,就要求设计者为参观者创造一个舒适而实用的观赏环境，要尽可能地满足参观者的信息需求与生理、心理需求。展示的效率是通过展示空间的氛围营造来实现的,也就是有些人所说的“场”。这个“场”的营造要有交流和对话的环境气氛，而不是喋喋不休的说教和填鸭式的灌输。要具有一种亲和力，使受众在展示空间中体验到造型、材料、实物、图像、声音等中介媒体都有了生命、活力、表情和情感，使展示空间有了像朋友聚会交流一样的感人魅力。

二、参与互动性

展示的互动性设计最为符合现代信息的传播理念,也更能调动参观者的积极性,提高他们参展的兴趣,这就意味着参观者并不是被动地参观展示,而是主动地体验展示内容,也体现了设计者对于参观者的人文关怀,参观者已不仅仅是旁观者，而变成了探索世界奥秘的主人。早在20世纪60年代，世界上许多有远见的专家就提出了“寓教于乐”的观点，陈列室内“请勿动手”的牌子逐渐被“动手试试”所代替。展示设计打破以往那种单一的静态展示、封闭式展示方式，变成了一种鼓励参观者参与，在真实的环境中去理解展品、体会展品，让参观者直接动手操作形成新意迭出的独特陈列。著名的美国芝加哥科学工业博物馆居然把公众引入地下真正的煤层，让人们亲自体验煤炭采掘的全过程。但在这些展示中,展品始终是展示信息传播的主体、设计的中心，其互动性是非常有限的。随着信息时代的到来，科技的进步，展示观念的更新，围绕着展示互动性的设计得到了真正意义上的体现。在2000年威尼斯建筑双年展中，参展者、设计师非常重视对互动性的设计。法国展馆将设计概念延伸至室外，一艘垂挂着白色纱帘的威尼斯汽船航行在展区之间，供参观者登船参与讨论，此刻展示道具已成为处在主动位置上运动中的主体。

三、信息网络化

互联网(internet)是近年来电子通信技术快速成长所产生的新兴产物。互联网结合多媒体技术，以开放式的架构整合各种资源，透过标准规格和简易的软体介面，以电子电路传送或取得散布在全球各地的多元化资讯。作为以资讯传达为目的的现代展示设计也迅速地采用信息技术，创造具有国际化、网络化快速展示的方法，通过国际互联网，展示信息可迅速地在世界上广泛传播，避免由地理位置、交通带来的局限，促进信息在国际间的频繁交流，达到展示的目的。在2000年上海艺术博览会上，网络与艺博会的“缘分”成为上海艺博会上别具风格的景观。此次网络与上海艺博会的“链接”，使人们在不同时期能够领略到众多的服务与视觉享受，在艺术的世界里自由“网来网去”。四、设计手段多样化

多媒体技术是指结合不同媒体，包括文字、图形、数据、影像、动画、声音及特殊效果，通过计算机数字化及压缩处理充分展示现实与虚拟环境的一种应用技术。随着计算机技术的发展，多媒体、超媒体技术的应用推广，极大地改变了展示设计的技术手段。与此相适应，设计师的观念和思维方式也有了很大的改变，先进的技术与优秀的设计结合起来，使得技术人性化，并真正服务于人类。它的应用，拓宽了展示内容及手段，进一步推动了现代展示设计的发展。2000年汉诺威世博会中国馆的第一展区作为跨入新世纪的象征大量地采用了多媒体展示，这样既反映了我国在多媒体和互联网方面的广泛应用和普及,也使参观者通过更多的渠道，用现代的手段了解信息并增强参与感和趣味性。

五、虚拟现实化

虚拟现实展示设计，通过虚拟现实技术来创建和体现虚拟展示世界。展示空间延伸至电子空间，超越人类现有的空间概念，拟成为未来展示设计的方向。设计师可以不受条件的制约,在虚拟的世界里去创作、去观察、去修改。同时，计算机多种多样的表现形式、丰富的色彩，也极大地激发了设计师的创作灵感，使其有可能设计出更好的展示。据悉，Microsoft公司最近已投资开发虚拟艺术品展览的应用系统。这样，人们就可以通过显示头盔，“看”到三维立体的艺术展品，并且通过触觉手套“抚摸”展品,从而达到欣赏艺术品的目的。

总之，社会的进步和科技的高速发展既对展示提出了更高的要求，全新的设计理念，同时也为展示设计提供了先进和多样的手段和技术，为现代展示提供了广阔的发展平台。

参考文献:

[1]韩斌.展示设计学[M].黑龙江美术出版社，1996.

第8篇

1．1确定设计性实验方案建立研究小组，制定课题计划，多方面查阅相关的文献资料和相关理论研究成果，初步了解课题内容。进行实验设计，安排实验方案，落实人员分工。第15周安排课堂讨论，每研究小组派1名学生汇报研究题目和初步实验设想方案，教师引导其他研究组成员对方案的可行性及合理性进行深入的探讨和论证，提出合理的修改意见。小组成员根据意见查阅相关文献资料，修改并完善实验设计，最终明确实验方案。结果发现设计较好的课题不仅能够将药理学、病理生理学、内科学等多门医学学科理论知识联系在一起，有利于学生科研综合素质的培养，同时也为临床相关研究提供一定的实验参考依据。

12依据设计方案进行实验操作在该阶段中，要求学生根据自己设计的实验方案开展具体实验。由实验室提供各研究小组所需的实验动物、器材以及药物等相关物品。要求小组成员分工明确，保证实验能够按照既定方案有条不紊的进行。研究成员需要预测可能发生的各种实验误差，并及时制定预防误差的解决方法。实验过程中，指导教师需在关键步骤上严控把关，以保证实验能够顺利进行和完成。

1．．3设计性实验论文的撰写与答辩实验结束后，学生需及时整理实验资料，统计实验数据，并进行统计学分析，获得符合实际的研究结果并且撰写出论文。该阶段工作主要利用课后时间完成。设计实验论文的撰写需严格参照医学研究性论文的格式来完成。主要包括：题目、摘要与关键词、前言、材料与方法、结果、讨论与结论、参考文献。论文力求简短，要用最少文字，最短篇幅，精确地表述研究成果。同时，文字要流畅，要使用学术或专业用语来规范。教学20周组织学生进行论文答辩，要求学生以PPT为辅助形式进行口头汇报并及时递交纸质材料。指导教师及其他学生进行相关提问。最后，指导教师根据课题设计情况、实施情况、报告者的陈述及对问题的回答情况等做出综合评定。

1．4设计性实验评价教师从设计质量、PPT答辩、论文等多方面综合评定学生成绩。在学期末进行了关于生理实验学设计性实验教学情况的调查问卷，得到了以下资料。

2开展设计性实验的经验总结

教学实践表明，由传统的验证性实验转变为设计性实验可以激发学生的学习热情，充分调动学生的积极性和主动性，更重要的是可以培养学生科学的思维方法和科学的研究方法，提高分析和解决实际问题的科研能力，凸现设计性实验的优越性。这一点可以通过学生调查问卷的信息反馈结果进一步证实。参与调查的学生中，88．69％的学生认为很有必要开展设计性实验，87．68％的学生表示设计性实验教学明显提高了自身学习兴趣程度，91．86％的学生表示非常希望增加设计性实验学时，认为对动手能力的提高以及分析、解决问题能力的提高非常有助的学生分别占83．71％和70．59％。由此可见，学生普遍认可设计性实验，并且有较强的提高自身实验能力和创新能力的愿望。设计性实验的优越性主要体现在以下几个方面。

2．1有利于帮助学生建立综合运用知识解决问题的理念设计性实验设计通常涉及到多门医学学科知识的综合交叉运用，这不仅可以加深学生对相关医学知识的理解和掌握，而且促进学生及早体会医学各学科的密切联系和意识到系统全面学习医学知识的重要性，有利于促进学生的知识建构，也有利于专业综合能力的培养。

2．2培养学生严谨的科学态度和初步的科研能力，有利于学生开展科研活动设计性实验的特点决定了学生必须认真设计每一步，否则一个小小的疏忽就可能导致实验的失败而前功尽弃，因此每个学生都必须精心设计，规范操作。在这个过程中，逐渐培养了学生们的严谨的工作作风，为日后从事科研工作积累了一笔宝贵的财富。通过设计性实验，学生能够基本掌握科学研究思路和研究方法。设计性实验从科研活动的每个环节着手包括如何选题、设计、实施以及论文如何撰写等方面对学生进行了完整有效的科研训练，有利于学生创新能力和科研思维的培养，提高学生整体科研素质，为学生终身学习和可持续发展夯实基础。实践表明，经过培训的学生在申请本校及本省各级各项相关科研项目时，通常具备比较清晰的科研思路，科研申请书质量、获得资助比率以及实施效果远远高于未受培训的学生，进一步证明了开放性设计性实验教学的优越性［4］。

2．3有利于培养学生团队协作能力设计性实验从最初选题、设计实验方案开展研究直至最后撰写递交论文过程中有大量的工作需要进行。如何保证实验能够在规定时间内顺利完成，这就需要每个实验小组成员之间建立起合理的科学合作关系，根据学生的实际情况充分协商后安排相应的职责，分工明确，还需要采取相应措施增强成员的责任心，充分调动每位成员积极性，互补互助以共同发挥最大效率的能力。所以通过设计性实验，能够有效培养学生的团队精神和互相合作的意识，为以后踏入社会和走上工作岗位奠定坚实基础。

2．4教师专业知识和实验技能的提高设计性实验的开设对教师来说无疑是提出了更高的要求和崭新的挑战。如前所述，设计性实验的设计通常涉及到多学科知识的交叉运用以及最新研究成果的整合，要求教师具有坚实可靠的理论基础、熟练的实践操作技巧、丰富的知识贮备以及一定的知识扩展能力。因此，在教学工作中，在注重知识积累的同时仍需不断更新知识结构，更新和充实学科体系，提高自身教学业务水平，及时转变教学模式以及教学理念，以适应探索性实验教学的需要。

3存在问题及应对措施

此前，作者所在院校开设的生理学实验都是以验证性的动物实验为主，设计性实验是一种全新的教学模式，因此在教学实践过程中不可避免的遇到一系列问题，这些问题的探讨与解决对于设计性实验的进一步完善以及推广具有重要的推动意义。实验资源相对短缺一定程度上影响了学生积极性与创造性的激发。由于现有的生理学实验室主要用来开展传统的验证性实验，实验室资源配置方面相对缺乏，主要体现在实验仪器及药品相对单一，实验技术比较简单等方面。这就导致部分学生设计的研究课题无法顺利开展，例如，学生设计的某药物对失血性休克的疗效观察，应以各种微循环指标的变化作为休克依据，但由于缺乏微循环检测设备，所以只能退而求其次，选择血压作为指标来间接反映微循环的改变情况。实验室可利用资源的匮乏可能导致部分学生在设计性实验教学过程中的参与热情不高，最终使得设计性实验教学效果大打折扣，不利于学生创新能力的培养与提高。

第9篇

1.初中化学实验设计类型依据不同的标准，可以对实验设计进行不同的划分。根据初中化学实验内容的不同，可以将初中化学实验设计分成以下类型：制备实验、性质实验、化学原理的验证、混合物成分的分析、浓度测定、定性与定量结合的实验等。

2.化学实验方案的内容实验设计的成果就是实验方案。虽然具体的实验设计的目的、内容和形式不尽相同，但就一个相对完整的实验方案来说，一般包括：实验名称（课题）；实验目的；实验原理；实验用品（试剂、仪器、装置设备）及规格；实验装置图、实验步骤和操作方法；注意事项；实验现象及结果处理；问题和讨论等。

3.实验方案选择的基本标准同一个实验课题，每个人的设计和操作过程可能不一样，结果自然也不会完全相同。根据初中化学实验设计原则和教学实际，实验方案选择的基本标准是：原理正确有科学依据；装置简单，在实际中具有可操作性且操作方便；实验步骤少，需要时间短；药品用量少、无毒且廉价易得；实验现象要明显；反应条件要简单（最好在常温下进行）；尽量不用也不产生污染环境的物质，即符合“绿色化学”的要求；制备实验产率高；性质实验误差小；实验安全无危险；设计要严谨等。

二、中学化学实验设计与创新的一般原则

无论哪一类中学化学实验设计与创新，一般都应遵循以下原则：

1.科学性原则科学性是指实验原理、实验程序和操作方法必须与科学理论和实验方法论相一致。科学性是化学实验设计与创新的首要原则。例如：实验室制取氢气，就不能选用硝酸与金属锌反应，因为这个反应很难制得纯净的氢气。

2.目标性原则目标性是指实验设计或创新要根据一定的教学目标有所侧重与突破。同一个实验，教学目标（如教师演示与学生操作，为了突出环保或趣味性）不同，设计所用的原理、用品、方法、装置、步骤等是有一定区别的。

3.安全性原则安全性是指化学实验设计时尽量避免使用有毒、有害的化学试剂，以及反应产生有毒害的物质，或者具有一定危险性的实验装置与操作。“如果必须使用的，应该在所设计的实验方案中详细写明注意事项，以防止造成环境污染和人身伤害。”［4］安全是中学化学实验教学的第一要务，设计时必须要特别引起重视！

4.新颖性原则新颖性是指实验设计时在思路、操作方法、器材用品、装置等方面要有新的突破，使新设计的实验对教学与研究更加适用或具有指导的意义。

5.可行性原则可行性是指设计实验时所运用的实验原理在实施时切实可行，所选用的化学试剂、实验仪器、设备和方法在现有的条件下能够得到满足。例如：实验室大量制取二氧化碳，不能为了创新而选用碳酸钠代替碳酸钙（或石灰石）与盐酸反应，或者用硫酸替代盐酸与碳酸钙（或石灰石）反应。因为前者反应太剧烈，后者反应不完全，很快就停止了。

6.简约性原则简约性是指尽量采用简单的实验装置、较少的实验步骤和试剂，在较短的时间内完成实验。复杂的装置与步骤以及时间太长的实验都会转移中学生的注意力，容易导致他们产生畏难情绪和疲劳感，影响对实验过程的观察、分析与思考。

7.绿色化原则绿色化是指从化学反应的原料、反应的条件、反应的产物和实验的操作等化学实验的全过程上进行控制，尽可能地减少甚至消除有毒、有害的化学物质对环境的影响。绿色化学是21世纪化学科学的一个重要发展方向。

8.启迪性原则启迪性是指实验设计与创新对学生的学习起开导作用，能够启发学生的思维，促进学生对化学原理及知识的探讨和认识，优化学习过程，从而提高教学效益。这是中学化学实验设计与创新的出发点和归宿。

三、实验创新设计的视角

初中化学实验创新设计是在义务教育化学课程标准的指导下，对现行教材中所涉及的实验进行改进、优化、增设或创新等，以提高化学实验在初中化学教学中的效益。在初中化学教学中进行实验创新设计是提高化学教学有效性的需要，也是义务教育化学课程标准的要求。化学实验创新设计要与时俱进，必须符合现代化学教育发展的理念，在满足探究性的条件下，可以从以下视角进行：

1.实验过程绿色化“绿色化学的理念是在化学反应过程以及化工生产中，不再使用有毒有害物质，不再产生废物，不再处理废物，它是一门从源头上阻止污染的化学。”［5］化学实验在设计上要体现绿色化，尽可能做到原料（反应物）的绿色化，化学反应的绿色化（采用原子经济性反应），生成物的绿色化以及催化剂、溶剂的绿色化。例如：在涉及氧气的制取实验时采用双氧水分解来制取，二氧化锰要回收等。

2.实验装置微型化“所谓微型化学实验，就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。”［6］虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。例如：在“探究微粒的运动实验”中，可以用试管代替烧杯进行微型化实验。在一个单孔橡皮塞上插入一根玻璃导管接近试管底，试管内壁贴一张滴加无色酚酞试液的滤纸，从导管口滴上两滴浓氨水到试管底部，用透明胶封导管口，可以看到，试管里滴有无色酚酞试液的滤纸由下往上慢慢变红了。

3.实验设计环保化“最佳的环境保护方法是在源头上防止污染的产生，而不是污染产生后再去处理。”［7］实验设计中我们应该采取一些有效措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低到最低限度。这些措施主要是：实验装置密闭化，避免敞口操作，防止有关物质散佚到周围环境中；采取收集办法，回收有关物质；对有毒物质进行无毒害处理；加强实验场所的通风或采取其他的防护措施等。例如：一氧化碳还原性实验，对多余的一氧化碳可以回收，也可以燃烧进行无毒害处理等。

4.实验操作安全化保证实验安全，是化学实验教学的原则要求。有一些实验，由于物质化学性质的特殊性，给实验增加了难度甚至危险性。在点燃氢气的导管和氢气发生器之间，用一个小塑料瓶装上大约四分之三的水制成一个“安全装置”连接起来，这样，即使点燃不纯净的氢气，爆炸也只是在“安全装置”中发生，氢气很少威力小，氢气发生装置不会发生爆炸，因此不会发生安全事故。

5.实验趣味化化学实验具有动机功能，增加化学实验的趣味性，可以激发学生的化学学习兴趣。例如：在研究燃烧与灭火的条件时，增加演示“烧不坏的手帕”［8］实验，可以激发学生的兴趣。在此基础上让学生继续进行实验，探讨手帕烧坏的条件，则能够使学生深化对有关知识的认识。

6.利用仪器功能转化仪器本身没有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要适用于什么。“反思仪器的别样用途，可以帮助我们加深对实验仪器和实验原理的认识，进行化学实验的创新。”［9］例如：漏斗可以充当集气与尾气吸收装置，在钠与水反应气体产物的验证实验中，将漏斗置于水中，倒扣在钠块上，产生的少量气体可顺利地富集到试管中。

7.利用学科知识迁移我们往往习惯于使用教材的实验仪器和装置，很少重视仪器的笨拙和实验时的效率，这种视经典为权威的思想往往就是教师缺乏创新的症结所在。实际上，科学的实验方法就是应该不断地发现问题，传统装置的不当之处无疑给我们提供了实验创新的课题。例如：学习“质量守恒定律”内容时，在使用托盘天平称量氢氧化钠与硫酸铜溶液反应前后的质量时，在18×200的中型试管里装入大约1mL稀盐酸与酚酞的混合溶液，球形滴管吸入NaOH溶液后，将球形滴管放在试管口，把上述带有球形滴管的试管放入盛水的100mL量筒中，让学生通过观察比较反应前后试管浸在液面中的高度即可（试管作上标记）。改进后的实验操作起来方便有趣，不用天平而是利用物理上的浮力知识，体现了学科之间的联系，有利于学生知识的迁移。

8.实验装置简单化教材所选用的实验方案未必都是最好的，有时候会产生现象不明显、实验不容易成功、结果不准确等问题，影响了实验教学的效果。例如：测定“空气中氧气的体积分数”实验，由于教材提供的实验装置密封性和燃烧匙放入不易控制，加上导气管内尚留有空气导致误差因素较多，有时氧气显示超过五分之一，让教师无法自圆其说。可做如下改进：将小颗白磷放在1.5cm×2.5cm的薄铜片上，置于硬质大试管中部，塞紧橡皮塞，用酒精灯对准铜片加热使白磷充分燃烧，待试管冷却后浸入水中，在水面下拿掉橡皮塞，待液面上升稳定后再塞上橡皮塞，拿出水面观察。改进后的实验所用仪器少，误差因素少，结果比较准确。

9.仪器、药品生活化采用学生熟悉的身边物品或一些废品作为化学实验的药品，就会使学生产生一种亲切感，觉得化学并不神秘，就在自己身边，有利于调动学生的学习积极性，激发他们进行实验探究的兴趣。例如：用蛋壳代替碳酸钙制取二氧化碳；测试肥皂水、食盐水、泥水、蔗糖水、洗发水、食醋、苏打水的pH值等。许多生活用品甚至废弃物品也可以用做化学实验的仪器，这种“物尽其用”的实验活动能够充分拓展学生的思维空间，使他们更加关注身边的化学现象，增强爱护环境、节约资源的意识，更好地学以致用。例如：用小气球收集气体，矿泉水瓶做容器，废弃的医用注射器做量筒、集气瓶等。