時(shí)間：2022-01-27 17:21:36
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
實(shí)踐教學(xué)是加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)教育，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。社會(huì)上需要理論和實(shí)踐能力充分結(jié)合的綜合型人才，所以我們應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升到實(shí)踐科學(xué)的高度來認(rèn)識(shí)、探索、研究和實(shí)施，研究實(shí)踐方法，強(qiáng)化實(shí)踐過程，提高學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。工藝實(shí)驗(yàn)就是這樣一類專業(yè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的提出結(jié)合科研方向，以工程訓(xùn)練的方式完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這類實(shí)驗(yàn)不同于一般的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，它需要多個(gè)工藝過程才能完成，包括方案的提出，方案的論證，各工藝過程的完成，性能的測(cè)試等，每一個(gè)過程都相當(dāng)于一個(gè)單一的小實(shí)驗(yàn)，有目的、內(nèi)容、原理、步驟等，所以多工藝實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，又能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、科研思維、綜合能力，不僅理論性很強(qiáng)，技術(shù)性和實(shí)踐性更強(qiáng)。華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的《電子器件制備工藝》就是這樣一門課程。
二、課程組織方式
工藝實(shí)驗(yàn)不同于一般的課堂實(shí)驗(yàn)，完成它需要較長時(shí)間，所以以課程設(shè)計(jì)方式組織實(shí)驗(yàn)，教學(xué)形式以學(xué)生自主進(jìn)行特定項(xiàng)目為主，教師參與指導(dǎo)并審核：學(xué)生自主完成方案的提出和論證，完成論證報(bào)告，指導(dǎo)教師審核，在理論可行的情況下，按照預(yù)約時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成各工藝過程，最后測(cè)試器件或材料性能。學(xué)生可以自行決定實(shí)驗(yàn)時(shí)間，在給定的期限內(nèi)完成全部實(shí)驗(yàn)工藝。在電子器件制備工藝課程設(shè)計(jì)中，我們提供了學(xué)生實(shí)踐的時(shí)間和研究條件，學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，自行完成實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，促進(jìn)了學(xué)生的能力發(fā)展。
三、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
電子器件制備工藝課程內(nèi)容，注重加強(qiáng)各不同研究方向之間的綜合，滿足學(xué)生寬口徑訓(xùn)練的要求，不同的學(xué)生可以選擇不同興趣方向的題目類型來完成。選擇了興趣方向以后，就進(jìn)入自行完成實(shí)驗(yàn)的階段。整個(gè)課程的內(nèi)容包括：資料的查詢—方案的制定—方案的論證及審核—工藝過程—性能測(cè)試。
1.資料的查詢及方案制定。
選題后，學(xué)生要查閱資料，理解題目，消化和整理資料，寫出本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)報(bào)告，并從理論上論證實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果。實(shí)驗(yàn)方案確定后，在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作之前，需要指導(dǎo)教師審核設(shè)計(jì)方案，以可行性和理論正確性為原則。這一步很重要，如果方案制定正確，整個(gè)項(xiàng)目就等于完成了一半，以后的實(shí)驗(yàn)過程就會(huì)很順利，在工藝操作過程不出錯(cuò)的情況下，基本能得出好的結(jié)論。
2.工藝的進(jìn)行。
在進(jìn)入實(shí)際工藝操作之前，學(xué)生應(yīng)該充分了解工藝的原理、意義和目的，并且要了解各工藝的注意事項(xiàng)，以免出現(xiàn)設(shè)備的損壞、實(shí)驗(yàn)的失敗等現(xiàn)象。在各個(gè)實(shí)驗(yàn)工藝進(jìn)行過程中，學(xué)生應(yīng)該嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教師也會(huì)要求學(xué)生嚴(yán)肅對(duì)待，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)討論，并提出解決方案，力求使實(shí)驗(yàn)出色完成。經(jīng)過整個(gè)工藝實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣提高了，獲得新知識(shí)的能力提高了，創(chuàng)新能力和研究思維得到了很好鍛煉，動(dòng)手能力、操作技能、分析和解決問題的能力得到了很大的提高。
四、實(shí)驗(yàn)教材的制定
工藝實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容，主要從實(shí)驗(yàn)過程入手，講解各工藝過程的目的和意義，以及該工藝所需設(shè)備的操作注意事項(xiàng)。盡量能詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的問題以及解決方法。
五、工藝實(shí)驗(yàn)的組織實(shí)施
第一次接觸多工藝實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同學(xué)，一般要先參觀實(shí)驗(yàn)室，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約（設(shè)備預(yù)約），做好準(zhǔn)備后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室（進(jìn)行各工藝過程）。
1.參觀實(shí)驗(yàn)室。
實(shí)踐教學(xué)是動(dòng)手能力的培養(yǎng)，多工藝實(shí)驗(yàn)也不例外，但它與傳統(tǒng)的專業(yè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)又不同，需要完成一系列的操作才能達(dá)到教學(xué)目的。所以實(shí)驗(yàn)前對(duì)即將要接觸的各環(huán)節(jié)（如設(shè)備、流程、注意事項(xiàng)等）必須做到心中有數(shù)，提前熟悉實(shí)驗(yàn)室，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有感性認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)過程可能出現(xiàn)的一些問題應(yīng)該在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前就有心理準(zhǔn)備，才能做到實(shí)驗(yàn)時(shí)有的放矢。參觀實(shí)驗(yàn)室可以以小組或班級(jí)為單位進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)教師針對(duì)具體事項(xiàng)進(jìn)行講解，解答學(xué)生心中的疑問。這個(gè)環(huán)節(jié)可以大大減少實(shí)驗(yàn)中破壞性事件（如損壞設(shè)備等）的發(fā)生概率。
2.實(shí)驗(yàn)預(yù)約。
實(shí)驗(yàn)預(yù)約是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。工藝實(shí)驗(yàn)的預(yù)約不同于一般實(shí)驗(yàn)，主要是針對(duì)設(shè)備的預(yù)約。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)多，設(shè)備有限，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行期間，所有設(shè)備全天開放，而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生要分時(shí)分段進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。為了更好地安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)預(yù)約表格（表1），學(xué)生可以根據(jù)表格提示預(yù)約。
3.實(shí)驗(yàn)過程參與情況跟蹤。
在工藝實(shí)驗(yàn)中，由于以團(tuán)隊(duì)形式進(jìn)行，團(tuán)隊(duì)成員中就存在自覺與不自覺、主動(dòng)與不主動(dòng)的問題，我們采用了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的登記制度，保證每個(gè)同學(xué)參與到每個(gè)環(huán)節(jié)，就保證了讓每個(gè)參與的同學(xué)都了解各工藝過程的意義和作用，也為成績的評(píng)定提供參考。表2是小組完成工藝實(shí)驗(yàn)流程登記表。上述措施既保證了每個(gè)同學(xué)各個(gè)工藝過程都要參加，同時(shí)對(duì)每個(gè)同學(xué)來說也保證了項(xiàng)目研究的完整性。
六、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系的制訂
工藝實(shí)驗(yàn)是以小組為單位進(jìn)行，為了激發(fā)同學(xué)們的積極性，我們制定了特定的成績?cè)u(píng)價(jià)體系。傳統(tǒng)的成績?cè)u(píng)定體系，以教師作為評(píng)價(jià)主體，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判斷占據(jù)了主導(dǎo)地位，一般是根據(jù)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的總體成績，而無法對(duì)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)中的每一位成員做出具體評(píng)價(jià)。對(duì)于工藝實(shí)驗(yàn)這一類型的項(xiàng)目來說，團(tuán)隊(duì)多、周期長、環(huán)節(jié)多、課外工作量大，傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)中的每一個(gè)體。由于缺乏其他的評(píng)價(jià)主體，團(tuán)隊(duì)中學(xué)生個(gè)人的實(shí)驗(yàn)情況未得到充分考察，教師無法公平、公正地衡量每位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)中的貢獻(xiàn)，打擊了部分學(xué)生的實(shí)踐積極性，嚴(yán)重影響課程效果。為了解決傳統(tǒng)成績?cè)u(píng)定的弊端，我們?cè)诔煽冊(cè)u(píng)定中增加了學(xué)生的自評(píng)和互評(píng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自我評(píng)價(jià)，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)態(tài)度、資料檢索、創(chuàng)新性、團(tuán)隊(duì)合作情況等，并讓學(xué)生對(duì)所在團(tuán)隊(duì)中的其他成員進(jìn)行評(píng)價(jià)。自評(píng)互評(píng)綜合形成每個(gè)學(xué)生的平時(shí)成績；再結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的老師評(píng)定，形成學(xué)生的最終成績。通過成績?cè)u(píng)定方式的改變，大大增強(qiáng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，有助于學(xué)生進(jìn)一步融入實(shí)驗(yàn)，成為實(shí)驗(yàn)課程真正的主人，端正實(shí)驗(yàn)態(tài)度，避免“被動(dòng)實(shí)驗(yàn)”的消極情緒。
七、結(jié)論
【關(guān)鍵詞】金融數(shù)學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；課程設(shè)計(jì)
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在金融數(shù)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)中的地位和作用
金融數(shù)學(xué)，是利用數(shù)學(xué)理論與工具定量分析金融市場(chǎng)上風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)的交易，以揭示金融學(xué)的內(nèi)在規(guī)律并用以指導(dǎo)人們進(jìn)行投資管理的一門學(xué)科，它是最新發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科，數(shù)學(xué)與金融學(xué)的交叉[1]。1952年，馬柯維茨（Markovitz）的均值方差投資組合理論第一次用均值、方差等數(shù)學(xué)理論和工具探討了以何種投資方式使投資人收益可能最大的問題，具有重大的理論與實(shí)踐意義。隨著金融數(shù)學(xué)近半個(gè)世紀(jì)的不斷發(fā)展與完善，人們逐漸意識(shí)到金融數(shù)學(xué)是 “國際化金融” 的重要組成部分，是研究金融領(lǐng)域復(fù)雜問題至關(guān)重要的工具。金融數(shù)學(xué)在中國和世界金融市場(chǎng)有著巨大的應(yīng)用前景[2，3]。在高校教學(xué)中，金融數(shù)學(xué)課程主要是運(yùn)用概率論、隨機(jī)分析以及數(shù)值計(jì)算等數(shù)學(xué)方法處理銀行、保險(xiǎn)、股票、期貨等領(lǐng)域的問題，如證券投資、壽險(xiǎn)精算、風(fēng)險(xiǎn)控制、保險(xiǎn)理財(cái)?shù)萚4]。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在金融數(shù)學(xué)專業(yè)本科生培養(yǎng)中起到知識(shí)和技能的承接的作用，是學(xué)以致用，數(shù)學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以進(jìn)一步吸收消化數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)科相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，轉(zhuǎn)化成自己的專業(yè)理論基礎(chǔ)，同時(shí)可以鍛煉自己的動(dòng)手能力，培養(yǎng)獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題的能力，為將來實(shí)踐操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
廣州大學(xué)金融數(shù)學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置，主要參考了國內(nèi)各大高校相關(guān)專業(yè)設(shè)置，傳統(tǒng)上還是以理論課程為主，除了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，還有多元統(tǒng)計(jì)分析，回歸分析等專業(yè)基礎(chǔ)理論課，而實(shí)踐操作性的課程相對(duì)缺乏，數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)課缺乏本專業(yè)針對(duì)性。因此，我們針對(duì)廣州大學(xué)地方高校的特點(diǎn)和專業(yè)特色，結(jié)合用人單位的需求，適當(dāng)增加了若干實(shí)驗(yàn)課程，如計(jì)算機(jī)編程語言，統(tǒng)計(jì)軟件和數(shù)理金融實(shí)驗(yàn)等。金融數(shù)學(xué)由于其交叉學(xué)科的特點(diǎn)，十分重視數(shù)學(xué)理論與應(yīng)用的結(jié)合。因此在完成數(shù)學(xué)專業(yè)課的基礎(chǔ)上，開設(shè)了很多實(shí)驗(yàn)課程，包括數(shù)學(xué)模型，統(tǒng)計(jì)軟件，數(shù)據(jù)庫，程序設(shè)計(jì)語言等，涵蓋了證券投資模擬軟件，統(tǒng)計(jì)建模分析軟件，會(huì)計(jì)模擬軟件等上機(jī)實(shí)際操作模塊。這些實(shí)驗(yàn)課程是理論與實(shí)際的有機(jī)結(jié)合，有效地銜接了數(shù)學(xué)與金融學(xué)兩大不同類型的課程，集中體現(xiàn)了金融數(shù)學(xué)交叉學(xué)科的特點(diǎn)。做好實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的針對(duì)性和適應(yīng)性，是金融數(shù)學(xué)專業(yè)本科生培養(yǎng)十分重要的環(huán)節(jié)[5，6].
幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，這些實(shí)驗(yàn)課程起到很好的效果，大大增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用之間架起了一座橋梁。廣州大學(xué)的學(xué)生有自己顯著的特點(diǎn)，動(dòng)手能力比較強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)有助于廣州大學(xué)學(xué)生的發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。
二、金融數(shù)學(xué)專業(yè)本科實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的若干指導(dǎo)原則
根據(jù)金融數(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生反饋，課堂評(píng)估等綜合考慮，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的若干指導(dǎo)原則。
（一）實(shí)用性原則。
這是實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的首要原則。實(shí)際應(yīng)用是實(shí)驗(yàn)課的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿，因此實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)應(yīng)該始終貫穿這一指導(dǎo)思想。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是金融數(shù)學(xué)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)因地制宜，因材施教的原則[7]，合理取舍教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)突出應(yīng)用性，把它們作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的重要渠道。在概率與統(tǒng)計(jì)中有很多經(jīng)典的分析方法，與迅速發(fā)展起來的計(jì)算技術(shù)互相結(jié)合，日益煥發(fā)出新的生命力，很多已經(jīng)成了金融和其他應(yīng)用領(lǐng)域必不可少的基本方法，如蒙特卡羅方法，回歸分析方法，主成分分析和因子分析方法。然而在專業(yè)基礎(chǔ)課上，學(xué)生主要學(xué)習(xí)了這些方法的基本原理和基本步驟，在遇到實(shí)際問題時(shí)還是無從下手，這正為實(shí)驗(yàn)課程留下很大的發(fā)揮空間。在課程設(shè)計(jì)上，我們把這些分析方法與一兩個(gè)具體的問題相結(jié)合，貫穿到數(shù)據(jù)的整理，計(jì)算和結(jié)果的分析過程，希望學(xué)生通過實(shí)際參與和具體操作，能夠舉一反三，熟練掌握有關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法及其實(shí)際應(yīng)用。根據(jù)這一指導(dǎo)原則，我們?cè)O(shè)計(jì)了隨機(jī)數(shù)的的產(chǎn)生，隨機(jī)模擬計(jì)算方法，多元線性回歸，方差分析，主成分分析和因子分析等綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
（二）趣味性原則。
增加實(shí)驗(yàn)課程的趣味性，可以大大提高學(xué)習(xí)的效率，并給學(xué)生留下深刻的印象，能夠起到事半功倍的效果。而實(shí)驗(yàn)課本身具有很強(qiáng)的直觀性，對(duì)于課程趣味性的開發(fā)有很大的潛力空間，這正是教師需要特別留意和加于關(guān)注的方面。因此，實(shí)驗(yàn)操作的方法和手段在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)上盡可能多樣化，避免單一和過于詳細(xì)的規(guī)定，給學(xué)生留下一定的自由發(fā)揮空間。在案例的選擇上，要注意適用性和時(shí)效性，盡量選取學(xué)生比較感興趣的新興行業(yè)領(lǐng)域和熱點(diǎn)問題，尋求專業(yè)性，針對(duì)性和學(xué)生興趣的結(jié)合點(diǎn)。
此外特別是要注意挖掘?qū)W科本身的趣味性，讓學(xué)生在生動(dòng)活潑的氣氛中潛移默化的接受嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)精神。概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)科是近年來發(fā)展迅速的新興學(xué)科，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，很多深刻的概念和原理都可以通過具體的圖形來直觀的展示。因此教師要充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)作為輔助教學(xué)的手段，通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)把抽象的概念和規(guī)律轉(zhuǎn)化成具體可見的結(jié)果，并啟發(fā)學(xué)生去深入思考，同時(shí)結(jié)合采用分組討論的形式，讓學(xué)生重新去“發(fā)現(xiàn)”這些規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)的探索，在學(xué)習(xí)中獲得成就感，養(yǎng)成自覺主動(dòng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的良好習(xí)慣，以適應(yīng)金融數(shù)學(xué)專業(yè)快速發(fā)展的趨勢(shì)[8]. 金融理論不斷更新，金融產(chǎn)品不斷開發(fā)，金融理念不斷發(fā)展使得金融業(yè)始終處于快速更新的狀態(tài)[9-10]. 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們要始終體現(xiàn)金融數(shù)學(xué)作為交叉學(xué)科的特點(diǎn)，通過潛移默化讓學(xué)生接受新的學(xué)習(xí)理念.
（三）可操作性原則。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要考慮學(xué)生是否可行，容易操作，計(jì)算量是否適當(dāng)，計(jì)算時(shí)間會(huì)不會(huì)過長，這些都需要自己先做一遍。對(duì)于那些計(jì)算次數(shù)過多的情況，教師可以對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，減少計(jì)算量。有些較復(fù)雜的問題，可以通過化簡來進(jìn)行近似模擬，關(guān)鍵是抓住問題的本質(zhì)，盡量避開繁瑣步驟和重復(fù)操作。
此外要考慮到是否會(huì)出現(xiàn)一些意外情況。金融數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)常都會(huì)涉及到隨機(jī)實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是結(jié)果具有不確定性，并非每次操作都會(huì)出現(xiàn)相同結(jié)果，有時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)完全不相符的結(jié)果，甚至進(jìn)入死循環(huán)，因此要充分估計(jì)到這種情況，采取一定的預(yù)防措施，及時(shí)終止，避免出現(xiàn)意外的狀況。
（四）規(guī)范性原則。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容明確，實(shí)驗(yàn)步驟清晰有條理，緊扣主題，哪些要做哪些不做，都清楚的列出來。實(shí)驗(yàn)最后要能夠得出明確簡潔的結(jié)果，最好是能夠?qū)γ總€(gè)學(xué)生都個(gè)性化分派數(shù)據(jù)，這樣每個(gè)學(xué)生都有不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以確保每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)從返回結(jié)果的設(shè)計(jì)上，要讓教師容易快速地判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確，可以在主要結(jié)果中附帶返回一些輔助圖表，輔助數(shù)據(jù)，以便于判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果是否正確。此外，應(yīng)該讓學(xué)生做一些文字性的闡述，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果做進(jìn)一步分析，從而判斷學(xué)生是否正確的理解實(shí)驗(yàn)的原理，方法，便于教師評(píng)估本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)效果。
三、金融數(shù)學(xué)專業(yè)本科實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)案例分析
我們以實(shí)驗(yàn)課《數(shù)理金融實(shí)驗(yàn)（統(tǒng)計(jì)軟件）》的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為案例，闡述實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)如何貫穿上述指導(dǎo)原則，取得較理想的效果。第一個(gè)案例是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目《統(tǒng)計(jì)計(jì)算基本原理》，本項(xiàng)目主要是用數(shù)學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)基本的統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算。實(shí)驗(yàn)的目的是：1. 領(lǐng)會(huì)方差分析、線性回歸分析、假設(shè)檢驗(yàn)等基本統(tǒng)計(jì)方法的綜合運(yùn)用. 2. 學(xué)會(huì)應(yīng)用Excel 進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)分析. 要求學(xué)生通過本次實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛄私夥讲罘治觥⒕€性回歸分析、假設(shè)檢驗(yàn)的基本知識(shí)，熟悉Excel 基本操作. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟主要有：
1）. 學(xué)生使用 Excel 創(chuàng)建一組數(shù)據(jù) x：1，2，…，25.
2）. 教師給每位同學(xué)分配一組數(shù)據(jù)y：y1，y2，…，y25，學(xué)生在Excel 數(shù)據(jù)文件（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一.xls）中按自己在班里的序號(hào)找到自己的一組數(shù)據(jù).
3）. 用 Excel 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)分析，求出y的均值、方差和中位數(shù)，以及x與y協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)，將結(jié)果寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上.
4）. 用 Excel 畫出x與y 的散點(diǎn)圖，觀察x與y的函數(shù)關(guān)系，建立線性回歸模型.
5）. 應(yīng)用 Excel 對(duì)數(shù)據(jù)x與y 作一元線性回歸，如有必要，可對(duì)x進(jìn)行函數(shù)變換后再回歸. 將回歸分析結(jié)果寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上.
6）. 作回歸方程的方差分析，進(jìn)行顯著性檢驗(yàn).
在本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，我們給每個(gè)學(xué)生分派一組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生進(jìn)行基本描述統(tǒng)計(jì)分析和一元線性回歸分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該包含：（1）基本統(tǒng)計(jì)量（均值和方差等）；（2）回歸方程；（3）方差分析表；（4）顯著性水平；（5）顯著性檢驗(yàn)的結(jié)論. 實(shí)驗(yàn)步驟1-3是基本操作，主要側(cè)重規(guī)范性，而實(shí)驗(yàn)步驟4-5是訓(xùn)練和考察學(xué)生的觀察、分析能力，以及對(duì)線性回歸方法的靈活應(yīng)用。最后第6步是考察學(xué)生對(duì)于回歸分析結(jié)果的理解和顯著性檢驗(yàn)。通過這些操作我們可以啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生把線性回歸方法應(yīng)用到曲線擬合問題上，經(jīng)過畫圖觀察對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q。更重要的是這樣一些訓(xùn)練可以培養(yǎng)學(xué)生形成良好的分析處理實(shí)際問題的習(xí)慣：先做簡單的描述統(tǒng)計(jì)，畫圖觀察，有了直觀印象以后再進(jìn)一步做統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析要服從實(shí)際問題需要，充分發(fā)揮人的主導(dǎo)作用，避免生搬硬套和僵化的思維模式。
下面一個(gè)設(shè)計(jì)案例是《隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生》，作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是蒙特卡洛方法和隨機(jī)模擬數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。項(xiàng)目主要是讓學(xué)生掌握隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法，隨機(jī)數(shù)的變換以及隨機(jī)數(shù)分布的判斷，理解不同分布隨機(jī)數(shù)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系. 實(shí)驗(yàn)原理是隨機(jī)變量的函數(shù)的分布的導(dǎo)出；均勻隨機(jī)數(shù)與其他分布隨機(jī)數(shù)之間的變換關(guān)系. 本實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容有：
1）. 產(chǎn)生一組服從[0，1]上均勻分布的隨機(jī)數(shù)u：u1，u2，… u400 ；并構(gòu)造另一組隨機(jī)數(shù) v：vi=Φ-1（ui），i=1，2，…，400，這里Φ為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分布函數(shù). 畫出v的直方圖.
2）. 產(chǎn)生一組服從正態(tài)分布 N（μ，δ2）的隨機(jī)數(shù)x：x1，x2，… x400 ；構(gòu)造另一組隨機(jī)數(shù)y：yi=Φ[（xi-μ）/δ]，i=1，2，…，400 . 其中μ和δ由數(shù)據(jù)文件：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三.xls 給出. 同樣畫出 y 的直方圖.
在本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，我們讓學(xué)生熟悉基本方法以后，引導(dǎo)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)過程中來發(fā)現(xiàn)規(guī)律。通過分布函數(shù)及其反函數(shù)的作用，均勻分布隨機(jī)數(shù)可以和任何其他分布的隨機(jī)數(shù)相互轉(zhuǎn)化，例如正態(tài)分布、指數(shù)分布等等都可以轉(zhuǎn)化成均勻分布，反之亦然。這一原理是產(chǎn)生不同分布隨機(jī)的重要依據(jù)，其證明方法在理論課教材中都可以找到，但往往沒有引起學(xué)生的足夠重視。在本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，我們讓學(xué)生通過自己動(dòng)手自己注意到這種現(xiàn)象。通過實(shí)際教學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這種情況感到很好奇，很多人都來提問，互相自己也有很多討論。這時(shí)候教師再來和學(xué)生一起探討，重新“發(fā)現(xiàn)”背后的規(guī)律，可以大大增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)給學(xué)生留下很深刻印象，能起到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。
四、結(jié)束語
廣州大學(xué)是國內(nèi)創(chuàng)辦金融數(shù)學(xué)本科層次教育較早的地方高校，已經(jīng)走過十余年艱苦辦學(xué)歷程。現(xiàn)已初步形成了較為穩(wěn)定的辦學(xué)和培養(yǎng)模式，為地方銀行、證券公司、保險(xiǎn)公司、投資實(shí)業(yè)公司及財(cái)務(wù)部門培養(yǎng)了數(shù)以千計(jì)的金融數(shù)學(xué)人才。廣州大學(xué)的金融數(shù)學(xué)方向經(jīng)過十多年的發(fā)展，在課程設(shè)置的有效性、合理性，教材的選編，課程教學(xué)環(huán)節(jié)的有機(jī)設(shè)計(jì)，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)等諸多方面作了積極探索，特別是理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)并重，兩者互相促進(jìn)，形成了自己寬基礎(chǔ)、重實(shí)踐的教育教學(xué)特色[6].我們相信，不斷改進(jìn)金融數(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，積極探索實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新思路，必定會(huì)越來越好地為廣州大學(xué)培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的全面的專業(yè)型優(yōu)秀人才服務(wù)。
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當(dāng)前物流管理實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)已經(jīng)成為各個(gè)學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)領(lǐng)域，從中國知網(wǎng)的相關(guān)文獻(xiàn)檢索來看,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2013年，已有160篇涉及物流實(shí)驗(yàn)教改的學(xué)術(shù)論文。內(nèi)容涵蓋課程體系建設(shè)；仿真模擬，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)。對(duì)于高校物流管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程問題的分析既有類同性，也有各自學(xué)校的不同特點(diǎn)。本文結(jié)合上海第二工業(yè)大學(xué)物流管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)過程中存在的問題，經(jīng)過深入分析后總結(jié)如下：
（1）課程問題。包括數(shù)量與質(zhì)量兩個(gè)維度，從數(shù)量維度而言，盡管實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程學(xué)時(shí)有限。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程通常安排在學(xué)期最后三周以及一些任課教師的課程實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生數(shù)量較多，學(xué)時(shí)數(shù)、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地受限等因素，個(gè)人缺乏足夠的動(dòng)手機(jī)會(huì)與時(shí)間。學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)僅存在初步感性認(rèn)識(shí)，缺乏深刻的理性思考。從質(zhì)量維度而言，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程最大的問題并非內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而是缺乏設(shè)計(jì)，不同實(shí)驗(yàn)之間缺乏邏輯性，與實(shí)際企業(yè)應(yīng)用脫節(jié)明顯。從而直接導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的目的性不清，并不了解為何要做這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然也無法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
（2）參與主體問題。包括教師與學(xué)生兩個(gè)維度。從教師維度而言，由于化工物流實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的專業(yè)性較強(qiáng)，儀器設(shè)備使用較多，因而對(duì)于教師的理工類理論實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ筝^高。此外實(shí)驗(yàn)設(shè)備由于使用損耗而導(dǎo)致測(cè)試性能不佳也會(huì)增加教師的授課難度。這都要求開設(shè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的教師團(tuán)隊(duì)制定完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手冊(cè)，對(duì)于相關(guān)設(shè)備原理以及現(xiàn)場(chǎng)操作過程中問題有所了解。從學(xué)生維度而言，物流管理專業(yè)屬于經(jīng)管領(lǐng)域的學(xué)科，學(xué)生中文科生占比較高，化學(xué)基礎(chǔ)本身就比較薄弱，而前置課程中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用并未完全體現(xiàn)。這也導(dǎo)致了部分學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)難度的估計(jì)存在過度現(xiàn)象。
（3）考核問題。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的考核方式歷來是個(gè)難點(diǎn)問題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通常按照出勤率、教師的主觀評(píng)判給定學(xué)生最終考核結(jié)果，因此偶有同學(xué)因缺勤導(dǎo)致課程不及格，而通過率還是很高。這種考核體制客觀上也使得學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的重視程度遠(yuǎn)低于理論考試課程。
2實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐的思路
結(jié)合本院物流管理專業(yè)（化工物流方向）正在開展的專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程教改實(shí)例，對(duì)本專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討與分析，包括課程設(shè)計(jì)、教學(xué)手段、考核方法、信息反饋四項(xiàng)模塊，其中又以課程設(shè)計(jì)為重中之重。
2.1課程設(shè)計(jì)模塊—基于事件邏輯的發(fā)展原理
實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程中最大的問題存在于不同實(shí)驗(yàn)之間邏輯性不強(qiáng)，割裂明顯。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中對(duì)于開展的幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)并不明確其目的。因此在本次實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程改革中，重點(diǎn)放在了課程設(shè)計(jì)模塊上，設(shè)計(jì)原理基于事件邏輯的發(fā)展順序。本團(tuán)隊(duì)通過測(cè)定某種待運(yùn)物資運(yùn)輸前后基本理化性質(zhì)，讓學(xué)生了解到該物資在運(yùn)輸過程中涉及化工物流安全的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。本文以某一組實(shí)驗(yàn)群為例進(jìn)行說明，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的步驟、測(cè)試內(nèi)容以及所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如圖2所示，可以清楚的看到該化工物流全過程實(shí)驗(yàn)具備清晰的邏輯性特征。考慮到實(shí)驗(yàn)室設(shè)在中外運(yùn)化工物流公司中，基于安全環(huán)保健康的因素，因此選擇了實(shí)驗(yàn)樣品為普通某類油品。將該油品先行測(cè)定粘度指標(biāo)后，放置于振動(dòng)平臺(tái)，通過水平垂直雙軸振動(dòng)，模擬實(shí)際路況。在振動(dòng)過程中，采用積分平均聲級(jí)計(jì)對(duì)該樣品在機(jī)械振動(dòng)中噪音進(jìn)行測(cè)定；利用非接觸式溫度測(cè)量等設(shè)備對(duì)于振幅過程中的熱輻射進(jìn)行定量測(cè)試；利用手持式揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)儀對(duì)于振動(dòng)過程中局部受熱而釋放的氣體進(jìn)行定性測(cè)定；振動(dòng)結(jié)束后可采用靜電儀和氧指數(shù)測(cè)試儀對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)于模擬路況振動(dòng)后的原樣進(jìn)行粘度測(cè)定，通過兩次的粘度值的比較，了解并分析物流運(yùn)輸過程對(duì)于樣品的影響因素。圖2的實(shí)驗(yàn)群具有清晰的邏輯順序，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程中目的性將得到了有效的提升，對(duì)于危化品物流過程中存在的安全隱患也有了深刻印象。這一類的實(shí)驗(yàn)群設(shè)計(jì)，不僅僅可應(yīng)用于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，也可以納入到多門主干課程的理論學(xué)習(xí)中，包括物流化工基礎(chǔ)、安全科學(xué)原理、環(huán)境健康安全等課程。
2.2教學(xué)手段模塊—結(jié)合實(shí)驗(yàn)與實(shí)地的“雙實(shí)”教學(xué)方式
物流管理專業(yè)是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)學(xué)科，化工物流管理又是將管理學(xué)、工學(xué)、理學(xué)多學(xué)科融合的一個(gè)方向。在本科階段的學(xué)習(xí)中，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的重要性尤為明顯。然而當(dāng)前不僅僅是學(xué)生，包括部分教師在內(nèi)存在著重理論、輕實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教育思想，與本專業(yè)的特性與發(fā)展存在差距。本團(tuán)隊(duì)在深刻探究物流管理專業(yè)的發(fā)展規(guī)律，特別是結(jié)合本校化工物流這一特色專業(yè)，提出了結(jié)合實(shí)驗(yàn)與實(shí)地教學(xué)的“雙實(shí)”方式：即通過學(xué)院長期產(chǎn)學(xué)研合作單位中國外運(yùn)化工物流有限公司的現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)不僅僅完善了物流管理專業(yè)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)培訓(xùn)機(jī)制，更有利于促進(jìn)提高本專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力。讓學(xué)生在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)看到見、摸得著，從而對(duì)于企業(yè)發(fā)展過程中實(shí)際的問題深入思考。在雙實(shí)的教學(xué)方式下，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地的發(fā)展能及時(shí)吸納企業(yè)層面的意見與建議，逐步增加新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括新建的物流振動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)以及物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)中心。此外，雙實(shí)的教學(xué)方法也有利于教師進(jìn)行特殊品運(yùn)輸安全的科學(xué)研究。
2.3考核方法模塊—培養(yǎng)教師及學(xué)生的團(tuán)隊(duì)考核策略
過去的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程作為考核課程，考核對(duì)象是本專業(yè)的學(xué)生，并且未采用試卷的方式，納入到學(xué)校考試周。本團(tuán)隊(duì)嘗試將考核對(duì)象拓展到課程的主客體，即包括授課主體（教師）以及上課對(duì)象（學(xué)生）。一方面，教師層面將現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行匯總，要求每位教師根據(jù)自己課程選擇若干項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)；同時(shí)教師間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，構(gòu)建關(guān)聯(lián)性實(shí)驗(yàn)群。另一方面，學(xué)生層面根據(jù)學(xué)生文理學(xué)科背景、性別等因素進(jìn)行分組，以組的形式完成設(shè)計(jì)好的某一項(xiàng)或者幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)群。這是考慮到本文中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)群中實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量與質(zhì)量并不低，學(xué)生以組的形式，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，也有效提高時(shí)效性，避免一位學(xué)生一臺(tái)設(shè)備，其他人邊上排隊(duì)的現(xiàn)象發(fā)生。
2.4信息反饋模塊—收集企業(yè)學(xué)生教師的反饋意見
在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的設(shè)計(jì)與推進(jìn)過程中，能否及時(shí)收集并吸納企業(yè)、學(xué)生以及教師的反饋意見是教改重要保障。過去的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，對(duì)于授課主體（教師）以及授課對(duì)象（學(xué)生）的考量因素占據(jù)主要地位，而企業(yè)信息反饋稍顯不足，這與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的定位與培養(yǎng)目的存在偏差，這也是學(xué)生在此類課程中目的性不強(qiáng)，重視程度不夠的因素之一。在教學(xué)手段模塊中采用了“雙實(shí)”的方法，讓企業(yè)與教師、學(xué)生呈現(xiàn)零距離，有利于本團(tuán)隊(duì)及時(shí)了解企業(yè)一線員工對(duì)于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程中開展的項(xiàng)目的意見與建議。此外，教師通過上海市教委產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，深入企業(yè)一線，當(dāng)企業(yè)、學(xué)生與教師三大主體的意見出現(xiàn)相交，便是實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程需要重點(diǎn)修正的地方。當(dāng)然，企業(yè)更關(guān)注的是當(dāng)前實(shí)際碰到的問題的解決方式，即怎么做的問題，學(xué)生則關(guān)注的是通過實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程能夠?qū)W到哪些知識(shí)，即為什么要做的問題，而教師需要兼顧到理論與實(shí)際，既要有學(xué)科研究的超前性，也要體現(xiàn)出實(shí)際應(yīng)用性，兼顧到學(xué)生與企業(yè)兩者的需求。信息反饋模塊正是為我們提供課程設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要一環(huán)。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞：微波器件；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；課程設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）14-0242-02
前言：
現(xiàn)代社會(huì)，微波技術(shù)已經(jīng)蔓延到我們生活的各個(gè)方面。一大批商業(yè)應(yīng)用，包括蜂窩電話、無線局域數(shù)據(jù)網(wǎng)、車載毫米波防撞雷達(dá)、通信衛(wèi)星、全球定位系統(tǒng)（GPS）、射頻識(shí)別技術(shù)、超寬頻帶無線通信和雷達(dá)系統(tǒng)等均與微波技術(shù)的發(fā)展和研究密不可分。隨著微波器件的飛速發(fā)展，無線通信頻段逐漸提高，技術(shù)快速更新，可以預(yù)見，將來具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的微波技術(shù)人才將越來越搶手。
國內(nèi)外理工院校一般都開設(shè)有電磁場(chǎng)、微波技術(shù)、微波電路等專業(yè)課程，但是學(xué)生在學(xué)完課程后，往往學(xué)到和記憶的只是一堆公式，理解專業(yè)知識(shí)仍舊停留于抽象層面，不能較快將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，體現(xiàn)在具體工作中表現(xiàn)為專業(yè)思維不夠、實(shí)踐創(chuàng)新能力不足。比如在2011年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，北京航空航天大學(xué)共31支隊(duì)伍參賽有21隊(duì)獲獎(jiǎng)，其中選擇高頻類題目共有6支參賽隊(duì)，僅有1組獲得北京市三等獎(jiǎng)，在未獲獎(jiǎng)的10支隊(duì)伍中占據(jù)高頻類題目占據(jù)50%。另外根據(jù)微波專業(yè)的特點(diǎn)，從業(yè)者需要具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)和電磁基礎(chǔ)，而且很多能力必須要在實(shí)踐中體會(huì)、鍛煉和提高。就業(yè)市場(chǎng)的要求反過來對(duì)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)提出了更高要求。
一、國內(nèi)外現(xiàn)狀
國內(nèi)外諸多大學(xué)針對(duì)微波專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)展開了研究。比如美國馬薩諸塞大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院等學(xué)校上世紀(jì)80年代末期就開展了教學(xué)改革，研究主要集中在：電磁和微波類課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)改革等方面[1-2]。國內(nèi)北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、北京理工大學(xué)、哈工大等知名高校近年也開展了一系列電磁場(chǎng)與微波教學(xué)及實(shí)驗(yàn)實(shí)踐方面的改革，涉及到課程體系設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)手段改進(jìn)、采用網(wǎng)絡(luò)虛擬教學(xué)等[3-8]。北京航空航天大學(xué)的全紹輝副教授在微波專業(yè)核心課程“微波技術(shù)”教學(xué)中設(shè)計(jì)并構(gòu)建了“微波學(xué)堂”網(wǎng)，將課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)通過網(wǎng)上交流互動(dòng)的形式體現(xiàn)出來，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課程教學(xué)效果[3]。但是由于微波儀器價(jià)格昂貴，組建大規(guī)模多臺(tái)套的微波實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)于高校來說是不現(xiàn)實(shí)的，所以高校實(shí)驗(yàn)課程往往一般是采用軟件仿真，或者是頻段集中在低頻，而且大多是針對(duì)無源電路，缺少微波有源電路的實(shí)驗(yàn)課程。本文作者長期擔(dān)任微波電路、電子實(shí)驗(yàn)任課教師，承擔(dān)多項(xiàng)微波測(cè)量系統(tǒng)研制任務(wù)，結(jié)合作者多年工程經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)歷，力爭設(shè)計(jì)符合當(dāng)今社會(huì)研究熱點(diǎn)的微波電路實(shí)驗(yàn)課程。
二、設(shè)計(jì)原則
1.設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思維能力。微波器件課程涉及的經(jīng)典器件理論知識(shí)都是上個(gè)世紀(jì)誕生的，幾十年來基本沒有大的改變，而且涉及到物理、材料、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域，學(xué)習(xí)起來比較枯燥，容易喪失興趣。在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)該有意識(shí)地引入一些背景知識(shí)的介紹，通過介紹社會(huì)熱點(diǎn)問題可以提高學(xué)生的直觀理解能力和學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)使教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，有效地將微波技術(shù)的最新發(fā)展和成果介紹給學(xué)生，比如超材料、量子力學(xué)在微波器件制造領(lǐng)域的應(yīng)用。進(jìn)一步引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生對(duì)當(dāng)前熱門技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)系統(tǒng)組成的探究興趣，比如無線傳感網(wǎng)絡(luò)、智能家居、室內(nèi)定位、NFC等熱門技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地去探究各種專業(yè)技術(shù)的理論原理，配以綜合性、系統(tǒng)化的多種類的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)模塊。使學(xué)生帶著問題，更高效、主動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)與實(shí)踐。
2.采用靈活實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。現(xiàn)在很多高校設(shè)置了開放實(shí)驗(yàn)室，目的就是充分利用實(shí)驗(yàn)資源，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的潛力與效益。其開放包括時(shí)間開放和內(nèi)容開放，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容包括必修內(nèi)容和選修內(nèi)容，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際情況自由選擇時(shí)間和內(nèi)容來完成實(shí)驗(yàn)課程。并且結(jié)合各級(jí)別的電子競(jìng)賽，實(shí)驗(yàn)室教師和學(xué)生都可以擬定題目，由實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生選擇時(shí)間完成。這樣做有利于分層次教學(xué)，培養(yǎng)出具有較強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ募庾訉W(xué)生。總之，多模式、多內(nèi)容和多目標(biāo)的開放實(shí)驗(yàn)室，會(huì)徹底改變教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑箚我坏摹疤铠喪健苯虒W(xué)向分層次、多元化教學(xué)發(fā)展，達(dá)到素質(zhì)教育培養(yǎng)目的。
3.更新完善實(shí)驗(yàn)手段，加強(qiáng)互動(dòng)。微波實(shí)驗(yàn)不同于低頻、高頻實(shí)驗(yàn)，它使用的儀器造價(jià)是一般儀器的幾十倍甚至上百倍，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求也高于普通實(shí)驗(yàn)。因此，搭建大規(guī)模、多臺(tái)套的微波實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)于大多數(shù)高校來說難度較大，為了開展好微波實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，必須走物理實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的新路子。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)就是利用有限的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)購置一些必要的實(shí)驗(yàn)儀器和器件，學(xué)生在授課老師的帶領(lǐng)下搭設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置并操作儀器來完成實(shí)驗(yàn)。基本上通過物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直觀了解微波測(cè)量的特點(diǎn)，從而掌握微波測(cè)量的原理和常用微波儀器的使用方法。圖1就是我們?cè)O(shè)計(jì)的混頻器實(shí)驗(yàn)示意圖，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以掌握微波信號(hào)源和頻譜儀的使用，了解混頻器的工作原理和關(guān)鍵參數(shù)。
虛擬實(shí)驗(yàn)就是利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和EDA技術(shù)模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生可以通過軟件，在計(jì)算機(jī)上的虛擬實(shí)驗(yàn)裝置中，選擇不同的參數(shù)，來完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。虛擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)在于形象生動(dòng)地增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，而且可以多人同時(shí)進(jìn)行，時(shí)間更加靈活，并且可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)軟件成本也不便宜，而且功能過于復(fù)雜，不太適合教學(xué)。還需要專業(yè)人士投入更多精力開發(fā)研制出更加專業(yè)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多媒體軟件。我校全紹輝老師組織學(xué)生開發(fā)了一套Smith圓圖模擬軟件[9]，通過這一軟件能夠幫助學(xué)生迅速地掌握?qǐng)A圖基本規(guī)律。學(xué)生開發(fā)此類軟件的過程，也是對(duì)長線理論復(fù)習(xí)、整理、歸納的過程。
三、教學(xué)實(shí)踐
在2014年秋季學(xué)期作者承擔(dān)的本科課程《微波器件與電路》授課過程中，采用開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，第一批實(shí)驗(yàn)題目提前給學(xué)生公布，涉及到常用的微波無源器件和有源器件：功分器、耦合器、混頻器、VCO、放大器等等，由學(xué)生自由選擇時(shí)間，提前和作者所在的微波實(shí)驗(yàn)室助教約定實(shí)驗(yàn)時(shí)間，由助教協(xié)助學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。選取成績良好的學(xué)生進(jìn)行第二批實(shí)驗(yàn)，第二批實(shí)驗(yàn)涉及常用的微波電路，如圖2，學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室提供的微波器件就搭建了一套簡單的線性掃頻測(cè)量雷達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量運(yùn)動(dòng)速度、測(cè)量雷達(dá)目標(biāo)隱身特性等功能。
一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐表明這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式效果良好，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立科研能力。
四、結(jié)論
本文在以往國內(nèi)外微波專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)需求，設(shè)計(jì)了適合專業(yè)需求的微波器件與電路實(shí)驗(yàn)課程，可以滿足培養(yǎng)微波電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)人才的需求，在以后的教學(xué)過程中，會(huì)進(jìn)一步完善課程設(shè)置。
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大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）
實(shí)驗(yàn)報(bào)告
指導(dǎo)老師：王建明
姓 名：張國生
學(xué) 號(hào)：XX0233
學(xué) 院：信息與計(jì)算科學(xué)學(xué)院
班 級(jí)：05信計(jì)2班
重力加速度的測(cè)定
一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)
精確測(cè)定銀川地區(qū)的重力加速度
二、實(shí)驗(yàn)要求
測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度不超過5%
三、物理模型的建立及比較
初步確定有以下六種模型方案：
方法一、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量
所用儀器為：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、直尺、帶錢夾的鐵架臺(tái)、紙帶、夾子、重物、學(xué)生電源等.
利用自由落體原理使重物做自由落體運(yùn)動(dòng).選擇理想紙帶，找出起始點(diǎn)0，數(shù)出時(shí)間為t的p點(diǎn)，用米尺測(cè)出op的距離為h，其中t=0.02秒×兩點(diǎn)間隔數(shù).由公式h=gt2/2得g=2h/t2，將所測(cè)代入即可求得g.
方法二、用滴水法測(cè)重力加速度
調(diào)節(jié)水龍頭閥門，使水滴按相等時(shí)間滴下，用秒表測(cè)出n個(gè)（n取50—100）水滴所用時(shí)間t，則每兩水滴相隔時(shí)間為t′=t/n，用米尺測(cè)出水滴下落距離h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半徑為r的玻璃杯，內(nèi)裝適當(dāng)?shù)囊后w，固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上.旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞其對(duì)稱軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，這時(shí)液體相對(duì)于玻璃杯的形狀為旋轉(zhuǎn)拋物面
重力加速度的計(jì)算公式推導(dǎo)如下：
取液面上任一液元a，它距轉(zhuǎn)軸為x，質(zhì)量為m，受重力mg、彈力n.由動(dòng)力學(xué)知：
ncosα-mg=0 （1）
nsinα＝mω2x （2）
兩式相比得tgα=ω2x/g，又 tgα=dy/dx，dy=ω2xdx/g，
y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.
.將某點(diǎn)對(duì)于對(duì)稱軸和垂直于對(duì)稱軸最低點(diǎn)的直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)x、y測(cè)出，將轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速ω代入即可求得g.
方法四、光電控制計(jì)時(shí)法
調(diào)節(jié)水龍頭閥門，使水滴按相等時(shí)間滴下，用秒表測(cè)出n個(gè)（n取50—100）水滴所用時(shí)間t，則每兩水滴相隔時(shí)間為t′=t/n，用米尺測(cè)出水滴下落距離h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圓錐擺測(cè)量
所用儀器為：米尺、秒表、單擺.
使單擺的擺錘在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用直尺測(cè)量出h（見圖1），用秒表測(cè)出擺錐n轉(zhuǎn)所用的時(shí)間t，則擺錐角速度ω=2πn/t
擺錐作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得：
g=4π2n2h/t2.
將所測(cè)的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、單擺法測(cè)量重力加速度
在擺角很小時(shí)，擺動(dòng)周期為：
則
通過對(duì)以上六種方法的比較，本想嘗試?yán)霉怆娍刂朴?jì)時(shí)法來測(cè)量，但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室器材不全，故該方法無法進(jìn)行；對(duì)其他幾種方法反復(fù)比較，用單擺法測(cè)量重力加速度原理、方法都比較簡單且最熟悉，儀器在實(shí)驗(yàn)室也很齊全，故利用該方法來測(cè)最為順利，從而可以得到更為精確的值。
四、采用模型六利用單擺法測(cè)量重力加速度
摘要：
重力加速度是物理學(xué)中一個(gè)重要參量。地球上各個(gè)地區(qū)重力加速度的數(shù)值，隨該地區(qū)的地理緯度和相對(duì)海平面的高度而稍有差異。一般說，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北兩極，重力加速度的值越大，最大值與最小值之差約為1/300。研究重力加速度的分布情況，在地球物理學(xué)中具有重要意義。利用專門儀器，仔細(xì)測(cè)繪各地區(qū)重力加速度的分布情況，還可以對(duì)地下資源進(jìn)行探測(cè)。
伽利略在比薩大教堂內(nèi)觀察一個(gè)圣燈的緩慢擺動(dòng)，用他的脈搏跳動(dòng)作為計(jì)時(shí)器計(jì)算圣燈擺動(dòng)的時(shí)間，他發(fā)現(xiàn)連續(xù)擺動(dòng)的圣燈，其每次擺動(dòng)的時(shí)間間隔是相等的，與圣燈擺動(dòng)的幅度無關(guān)，并進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了觀察的結(jié)果，為單擺作為計(jì)時(shí)裝置奠定了基礎(chǔ)。這就是單擺的等時(shí)性原理。
應(yīng)用單擺來測(cè)量重力加速度簡單方便，因?yàn)閱螖[的振動(dòng)周期是決定于振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)，即決定于重力加速度g和擺長l，只需要量出擺長，并測(cè)定擺動(dòng)的周期，就可以算出g值。
實(shí)驗(yàn)器材：
單擺裝置（自由落體測(cè)定儀），鋼卷尺，游標(biāo)卡尺、電腦通用計(jì)數(shù)器、光電門、單擺線
實(shí)驗(yàn)原理：
單擺是由一根不能伸長的輕質(zhì)細(xì)線和懸在此線下端體積很小的重球所構(gòu)成。在擺長遠(yuǎn)大于球的直徑，擺錐質(zhì)量遠(yuǎn)大于線的質(zhì)量的條件下，將懸掛的小球自平衡位置拉至一邊（很小距離，擺角小于5°），然后釋放，擺錐即在平衡位置左右作周期性的往返擺動(dòng)，如圖2-1所示。
f =p sinθ
f
θ
t=p cosθ
p = mg
l
圖2-1 單擺原理圖
擺錐所受的力f是重力和繩子張力的合力，f指向平衡位置。當(dāng)擺角很小時(shí)（θ<5°），圓弧可近似地看成直線，f也可近似地看作沿著這一直線。設(shè)擺長為l，小球位移為x，質(zhì)量為m，則
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x （2-1）
由f=ma，可知a=- x
式中負(fù)號(hào)表示f與位移x方向相反。
單擺在擺角很小時(shí)的運(yùn)動(dòng)，可近似為簡諧振動(dòng)，比較諧振動(dòng)公式：a= =-ω2x
可得ω=
于是得單擺運(yùn)動(dòng)周期為：
t=2π/ω=2π （2-2）
t2= l （2-3）
或 g=4π2 （2-4）
利用單擺實(shí)驗(yàn)測(cè)重力加速度時(shí)，一般采用某一個(gè)固定擺長l，在多次精密地測(cè)量出單擺的周期t后，代入（2-4）式，即可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。
由式（2-3）可知，t2和l之間具有線性關(guān)系， 為其斜率，如對(duì)于各種不同的擺長測(cè)出各自對(duì)應(yīng)的周期，則可利用t2—l圖線的斜率求出重力加速度g。
試驗(yàn)條件及誤差分析：
上述單擺測(cè)量g的方法依據(jù)的公式是(2-2)式,這個(gè)公式的成立是有條件的，否則將使測(cè)量產(chǎn)生如下系統(tǒng)誤差:
1. 單擺的擺動(dòng)周期與擺角的關(guān)系，可通過測(cè)量θ<5°時(shí)兩次不同擺角θ1、θ2的周期值進(jìn)行比較。在本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量精度范圍內(nèi)，驗(yàn)證出單擺的t與θ無關(guān)。
實(shí)際上，單擺的周期t隨擺角θ增加而增加。根據(jù)振動(dòng)理論，周期不僅與擺長l有關(guān)，而且與擺動(dòng)的角振幅有關(guān)，其公式為：
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0為θ接近于0o時(shí)的周期，即t0=2π
2．懸線質(zhì)量m0應(yīng)遠(yuǎn)小于擺錐的質(zhì)量m，擺錐的半徑r應(yīng)遠(yuǎn)小于擺長l，實(shí)際上任何一個(gè)單擺都不是理想的，由理論可以證明，此時(shí)考慮上述因素的影響，其擺動(dòng)周期為：
3．如果考慮空氣的浮力，則周期應(yīng)為：
式中t0是同一單擺在真空中的擺動(dòng)周期，ρ空氣是空氣的密度，ρ擺錐 是擺錐的密度，由上式可知單擺周期并非與擺錐材料無關(guān)，當(dāng)擺錐密度很小時(shí)影響較大。
【關(guān)鍵詞】高等醫(yī)學(xué)教育；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革；案例引導(dǎo)；臨床思維
實(shí)驗(yàn)課程作為臨床醫(yī)學(xué)教育的重要組成，在激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力等方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，對(duì)醫(yī)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成和后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)，有著很大影響。在當(dāng)前醫(yī)教協(xié)同，完善中國特色規(guī)范化醫(yī)學(xué)培養(yǎng)模式，全面提升醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量的改革需求推動(dòng)下，傳統(tǒng)以學(xué)科為中心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為理論教學(xué)輔助的模式正在發(fā)生改變，實(shí)驗(yàn)教學(xué)正在由輔助地位逐步蛻變?yōu)榭梢詷O大提升醫(yī)學(xué)生實(shí)踐能力的系統(tǒng)化課程體系[1]。但由于所涉及學(xué)科眾多，建立穩(wěn)定的跨學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)課程體系現(xiàn)階段在大多數(shù)醫(yī)學(xué)院校尚不能完全實(shí)現(xiàn)。因此在改革現(xiàn)階段，基于不同學(xué)科具體內(nèi)容，開發(fā)基于臨床思維及實(shí)踐能力培養(yǎng)的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是試水當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的試驗(yàn)田，可為后續(xù)建立穩(wěn)定的綜合性實(shí)驗(yàn)課程體系打下基石。
1基于案例的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程優(yōu)勢(shì)
病原生物學(xué)是聯(lián)系基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的重要橋梁學(xué)科，也是培養(yǎng)同學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練場(chǎng)[2]。它既為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)傳染性疾病等提供理論基礎(chǔ)，也為同學(xué)直觀了解相關(guān)病原體形態(tài)、致病性等提供機(jī)會(huì)。雖然傳統(tǒng)病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及相關(guān)病原體的形態(tài)學(xué)觀察、培養(yǎng)及相關(guān)特性檢驗(yàn)，但其實(shí)際操作項(xiàng)目往往較為分散，以單獨(dú)細(xì)小的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為單位，缺乏貫徹不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的線性邏輯。同學(xué)往往只能理解單獨(dú)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原理目的，無法全面了解其在臨床實(shí)際中的應(yīng)用。一方由于低估了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的臨床應(yīng)用價(jià)值，另一方面也由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排的不連貫性及結(jié)果的可預(yù)見性，導(dǎo)致同學(xué)缺乏動(dòng)手操作的積極性，造成實(shí)驗(yàn)課程達(dá)不到預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)[3]。因此，在逐步由基礎(chǔ)課程向臨床課程過渡的學(xué)習(xí)階段，開展基于臨床案例的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具有重要的意義[4-5]。以臨床案例吸引同學(xué)關(guān)注，重塑同學(xué)對(duì)病原相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，讓同學(xué)體會(huì)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)在不同疾病中的應(yīng)用價(jià)值，有利于提高同學(xué)的實(shí)驗(yàn)參與熱情。同時(shí)以案例為線索，串聯(lián)不同基礎(chǔ)性醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不連貫性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的臨床思維能力及職業(yè)認(rèn)同感。
2實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)（以血吸蟲感染和傷寒沙門菌食物中毒兩個(gè)案例為例）
實(shí)驗(yàn)總課時(shí)為12學(xué)時(shí)，分3天進(jìn)行，每天課時(shí)數(shù)分別為6、4、2學(xué)時(shí)。
2.1案例發(fā)放將以下案例提前一周發(fā)放給同學(xué)，告知后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程將結(jié)合該病例，希望思索該案例臨床表現(xiàn)，思考檢查方向及可能的診斷。兩個(gè)案例共同的基本情況：發(fā)熱38℃左右、厭食、惡心、嘔吐、腹瀉。案例一：以上癥狀持續(xù)約1個(gè)月，患者呈貧血貌；全身淺表淋巴結(jié)無腫大；腹部明顯膨隆、柔軟、無明顯壓痛，右肋下可觸及肝臟且有輕壓痛；案例二：午后4h出現(xiàn)以上體征，無其他特殊表現(xiàn)，糞便呈黃綠色水樣便。
2.2第一次實(shí)驗(yàn)
2.2.1引導(dǎo)同學(xué)分析以上病例應(yīng)該采集的常規(guī)檢查標(biāo)本。血液及糞便。討論過后告知血液檢查結(jié)果。案例一中白細(xì)胞總數(shù)及嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量明顯上升。案例二，血常規(guī)結(jié)果無異常。2.2.2引導(dǎo)學(xué)生思考常規(guī)糞便檢測(cè)項(xiàng)目。直接涂片鏡檢、分離培養(yǎng)、細(xì)菌學(xué)染色鏡檢等。針對(duì)案例一：糞便標(biāo)本直接涂片鏡檢（老師示教后同學(xué)自行操作查找），可見血吸蟲特征性蟲卵。結(jié)合其他檢查結(jié)果及臨床表現(xiàn)，梳理總結(jié)案例情況一。2.2.3拓展實(shí)驗(yàn)。解剖血吸蟲感染小鼠，觀察感染期小鼠肝臟、脾臟、腸系膜等組織，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比感染鼠與正常小鼠的區(qū)別。2.2.4拓展思考。1）以上感染小鼠與正常小鼠大體標(biāo)本上的區(qū)別提示：在人類，糞便蟲卵陰性，但仍高度懷疑血吸蟲感染，患者還可以做哪些檢查以進(jìn)一步明確病因？2）糞便直接涂片鏡檢蟲卵是寄生蟲感染常用的檢查手段之一，那臨床上還有哪些形態(tài)學(xué)檢查方法可以用于寄生蟲感染檢查？3）查閱相關(guān)資料，了解解放初期，我國血吸蟲病的流行情況；以及建國后，為消滅這一流行病，國家采取了哪些積極有效的措施。閱讀以上問題下一次課予以討論及分組匯報(bào)。2.2.5針對(duì)案例二。老師給出糞便標(biāo)本直接涂片鏡檢結(jié)果：未見明顯異常。提示可進(jìn)一步分離培養(yǎng)。提供SS平板進(jìn)行劃線分離（老師示教后同學(xué)操作）。以上為第一次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，共計(jì)6學(xué)時(shí)。
2.3第二次實(shí)驗(yàn)1）
用1學(xué)時(shí)考察同學(xué)對(duì)寄生蟲血吸蟲章節(jié)的知識(shí)掌握情況，并且根據(jù)所查找資料按小組形式匯報(bào)討論血吸蟲感染的檢查項(xiàng)目及診斷依據(jù)。提供不同寄生蟲蟲卵及糞便中可觀察到的蟲體標(biāo)本，觀察學(xué)習(xí)。2）取出上次課分離培養(yǎng)的SS平板，同學(xué)挑取可疑菌落進(jìn)行革蘭染色及觀察（老師示教后同學(xué)操作，同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)革蘭陽性及陰性菌株作為操作參考）。對(duì)可疑菌落進(jìn)行腸道生化反應(yīng)檢測(cè)（提供不同菌株腸道生化結(jié)果作為示教）。以上為第二次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，共計(jì)4學(xué)時(shí)。
2.4第三次實(shí)驗(yàn)（2h）
結(jié)合臨床表現(xiàn)，根據(jù)革蘭染色及腸道生化結(jié)果做出初步病原診斷。凝集反應(yīng)（示教及學(xué)生操作）予以驗(yàn)證。梳理總結(jié)案例情況二并當(dāng)堂完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
3實(shí)驗(yàn)考核
當(dāng)前隨著醫(yī)學(xué)教育改革的不斷深化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式也亟待調(diào)整[6-7]。當(dāng)前病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核受課程形式限制，一般僅考核標(biāo)本觀察識(shí)別及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫[8]。而在本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，由于納入案例分析及課堂分組討論等形式，可以開展更為符合教學(xué)規(guī)律的多樣化考核方式，促進(jìn)學(xué)生形成性評(píng)價(jià)。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核主要綜合以下方面。
3.1嚴(yán)格考勤，強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作
對(duì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)的操作規(guī)范：如無菌操作，顯微鏡規(guī)范使用等項(xiàng)目納入平時(shí)成績記錄范圍。本項(xiàng)成績滿分100分，如出現(xiàn)遲到早退或明顯違規(guī)操作，予以扣分；如有無故缺勤，做0分處理。本項(xiàng)成績占本次實(shí)驗(yàn)總成績20%。
3.2實(shí)驗(yàn)課程中間涉及案例討論，評(píng)價(jià)同學(xué)參入程度及課后資料查閱情況。本項(xiàng)成績占本次實(shí)驗(yàn)總成績20%。
3.3評(píng)價(jià)同學(xué)試驗(yàn)課程參與情況
主要涉及動(dòng)手操作是否積極、是否與同組同學(xué)分工協(xié)作等情況。本項(xiàng)成績占本次實(shí)驗(yàn)總成績20%。
3.4改革病原學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容
本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容的撰寫主要結(jié)合臨床病原學(xué)檢查程序進(jìn)行分析及結(jié)果記錄，有利于同學(xué)臨床思維的培養(yǎng)。鼓勵(lì)將本次試驗(yàn)程序用思維導(dǎo)圖形式予以總結(jié)。本項(xiàng)成績占本次實(shí)驗(yàn)總成績40%。
關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)工程；課程設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)平臺(tái)
作者簡介：方向林（1978-），男，安徽霍山人，廣東醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院，講師。（廣東?東莞?523808）
基金項(xiàng)目：本文系廣東醫(yī)學(xué)院2009年度教育教學(xué)研究課題（項(xiàng)目編號(hào)：JY0925）的研究成果
中圖分類號(hào)：G642.423?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）28-0114-01
廣東醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)主要面向各級(jí)醫(yī)院和各類醫(yī)療儀器公司培養(yǎng)臨床工程方面的人才，在參加實(shí)際工作之前，需要掌握基本電子設(shè)備的使用、電子測(cè)量基本方法、簡單電路故障的檢查與排除以及計(jì)算機(jī)接口技術(shù)和軟件技術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，在平時(shí)的課程教學(xué)中也會(huì)有以上幾方面實(shí)際動(dòng)手能力的鍛煉，但都是在若干課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中進(jìn)行的，如“模擬電路”、“數(shù)字電路”、“單片機(jī)原理與接口”、“數(shù)字信號(hào)處理”等，這些課程的實(shí)驗(yàn)大多屬于傳統(tǒng)教學(xué)，存在諸多不足。一是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生只需按步驟動(dòng)手接線，一旦離開了實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生幾乎不知道如何去動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；二是實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容固定且單一；三是時(shí)間較短，每次實(shí)驗(yàn)一般只有2～3學(xué)時(shí)，只夠完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，無法進(jìn)行深層次的實(shí)驗(yàn)研究；四是前后兩次實(shí)驗(yàn)間隔較長，有些儀器設(shè)備在前次實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)用過，但在下次實(shí)驗(yàn)中因?yàn)闀r(shí)間長又忘記了。從這些零碎的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很難實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，因此需要進(jìn)行一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，盡量多地包括上述要求，生物醫(yī)學(xué)工程“專業(yè)課程設(shè)計(jì)”課程就是為了此目標(biāo)而設(shè)置的實(shí)踐類課程。
一、問題的提出
“專業(yè)課程設(shè)計(jì)”主要以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，而且是自主型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要求學(xué)生自行綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)包括硬件電路和計(jì)算機(jī)軟件在內(nèi)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的采集、放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、傳輸以及計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)處理與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ埽€需要針對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容、過程和結(jié)果撰寫報(bào)告，詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)過程與結(jié)果分析。
“專業(yè)課程設(shè)計(jì)”課程實(shí)驗(yàn)所有環(huán)節(jié)要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐，因此為了便于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，進(jìn)行了包括實(shí)驗(yàn)硬件儀器、軟件環(huán)境、測(cè)試、資料以及考核等在內(nèi)的整體教學(xué)平臺(tái)的搭建。利用該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生在熟悉流程和平臺(tái)環(huán)境的前提下，可以非常方便地自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
1.實(shí)驗(yàn)儀器系統(tǒng)
在生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室里，該儀器系統(tǒng)配備有10套電子實(shí)驗(yàn)儀器，8套供學(xué)生使用，一套供測(cè)試使用，一套備用。儀器包括直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字示波器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬用表、數(shù)字電容表等。直流穩(wěn)壓電源除了0～30V可調(diào)臺(tái)式電源外，實(shí)驗(yàn)室還依據(jù)本設(shè)計(jì)情況，設(shè)計(jì)制作了便攜式正負(fù)5V雙電源，方便實(shí)驗(yàn)使用。另外還配有計(jì)算機(jī)20臺(tái)，其中16臺(tái)學(xué)生終端，2臺(tái)測(cè)試終端，1臺(tái)管理用機(jī)，1臺(tái)服務(wù)器，全部連入網(wǎng)絡(luò)。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，每組使用的儀器包括4臺(tái)計(jì)算機(jī)和2套實(shí)驗(yàn)儀器，數(shù)字示波器都已經(jīng)和計(jì)算機(jī)連接，可以在計(jì)算機(jī)上直接采集示波器波形。具體的儀器使用方法和使用說明書在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部網(wǎng)站上都有介紹，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行瀏覽。
2.實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)
“專業(yè)課程設(shè)計(jì)”需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行原理性設(shè)計(jì)和模擬仿真，為此實(shí)驗(yàn)室學(xué)生終端計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)需要，配置了相應(yīng)的專業(yè)軟件系統(tǒng)，主要包括三個(gè)部分：模擬電路原理設(shè)計(jì)與仿真、單片機(jī)和接口電路設(shè)計(jì)與仿真、上位機(jī)程序設(shè)計(jì)與仿真。軟件系統(tǒng)主要包括以下專業(yè)軟件：Multisim 11、Protues7.5、Keil uVision3、Virtual Serial Port Driver 6.9、SComAssistant V2.2、Visual C# 2005等。具體軟件的使用方法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部網(wǎng)站上都有介紹或教程下載，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行瀏覽。
學(xué)生終端計(jì)算機(jī)采用WinXP SP3系統(tǒng)，安裝有上述專業(yè)軟件，這些軟件已經(jīng)調(diào)整至最佳使用設(shè)置。為了加強(qiáng)計(jì)算機(jī)終端管理，每臺(tái)計(jì)算機(jī)裝有開機(jī)還原軟件，不用擔(dān)心學(xué)生操作不當(dāng)引起系統(tǒng)崩潰，也不用擔(dān)心病毒木馬的侵害。終端機(jī)裝有局域網(wǎng)文件傳輸軟件飛鴿傳書，可以在內(nèi)部任何兩臺(tái)機(jī)器間互傳文件，避免學(xué)生使用自帶優(yōu)盤，終端名根據(jù)網(wǎng)絡(luò)IP地址進(jìn)行編號(hào)，簡單易記。
3.實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)
學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要自己選擇使用芯片來搭建電路，由于大多數(shù)人都是首次接觸實(shí)際電路的連接，因此在實(shí)際操作中經(jīng)常出現(xiàn)違規(guī)操作，導(dǎo)致很多時(shí)候電路搭建出來后，電路功能不能實(shí)現(xiàn)，這時(shí)需要進(jìn)行故障判斷和解決，以便確定是何種原因引起的，因此在使用中經(jīng)常需要進(jìn)行芯片的測(cè)試以確保芯片功能完好。
基于上述原因，搭建了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)芯片測(cè)試系統(tǒng)，主要用于對(duì)實(shí)驗(yàn)所使用的各種常用芯片進(jìn)行功能測(cè)試，快速檢測(cè)其功能是否正常。該系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、示波器、直流電源以及自行設(shè)計(jì)的測(cè)試電路板。針對(duì)模擬芯片和數(shù)字芯片，測(cè)試板分兩塊，其中模擬芯片測(cè)試板主要測(cè)試模擬運(yùn)放芯片，利用電壓跟隨器輸入輸出之間的關(guān)系，輸入端加上標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試信號(hào)，用示波器觀察輸出端信號(hào)以確定結(jié)果。數(shù)字芯片測(cè)試板主要測(cè)試單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及串行接口等芯片的功能，需要事先設(shè)計(jì)好固定的測(cè)試程序，利用程序執(zhí)行加LED顯示的結(jié)果來判定。
測(cè)試平臺(tái)的出現(xiàn)，對(duì)于常用芯片的測(cè)試有很大的方便，在實(shí)際使用中節(jié)省了不少設(shè)計(jì)時(shí)間。
該探索方向的目的為確定產(chǎn)品的滅菌劑量（SterilizationDose），即令產(chǎn)品達(dá)到滅菌要求的最小輻照劑量。實(shí)驗(yàn)過程分為以下幾個(gè)步驟：選擇產(chǎn)品，了解產(chǎn)品信息；獲取產(chǎn)品樣品；輻照產(chǎn)品；對(duì)輻照后產(chǎn)品進(jìn)行菌檢實(shí)驗(yàn)；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定滅菌劑量。
2產(chǎn)品劑量分布測(cè)定
該探索方向的目的為確定產(chǎn)品的劑量分布（DoseMapping），即在輻照容器內(nèi)一定裝載模式下產(chǎn)品所接受劑量的空間分布。實(shí)驗(yàn)過程分為以下幾個(gè)步驟：選擇產(chǎn)品，了解產(chǎn)品信息；獲取產(chǎn)品樣品；確定產(chǎn)品裝載模式；布置劑量計(jì)；將產(chǎn)品裝入輻照容器；輻照產(chǎn)品；測(cè)量劑量計(jì)得到劑量分布；找出劑量分布中最大最小劑量值及劑量點(diǎn)位置；計(jì)算常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)劑量和最大最小劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
3探索性實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施步驟
探索性實(shí)驗(yàn)課程的具體實(shí)施可以分為“學(xué)生分組”“方案制訂”“實(shí)驗(yàn)操作”及“報(bào)告編制”4個(gè)步驟。學(xué)生分組：將需要做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生按比例分成多個(gè)小組，每個(gè)小組產(chǎn)生一個(gè)組長，由組長負(fù)責(zé)內(nèi)部分工。方案制訂：各小組在“產(chǎn)品最大可接受劑量設(shè)定”“產(chǎn)品滅菌劑量設(shè)定”以及“產(chǎn)品劑量分布測(cè)定”中選擇一個(gè)探索方向。方向選定后各小組選擇感興趣的產(chǎn)品，了解產(chǎn)品信息和滅菌工藝，制訂出實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)操作：各小組根據(jù)制訂好的方案進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)操作，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。報(bào)告編制：各小組分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，并編制正式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于每個(gè)學(xué)生小組選擇不同的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成一個(gè)探索方向只相當(dāng)于完成該產(chǎn)品“性能鑒定”的一部分。對(duì)于能力比較強(qiáng)的學(xué)生，可以將多個(gè)探索方向組合起來，完成產(chǎn)品“性能鑒定”的多個(gè)部分或全部，這樣可以提升探索的難度。
4探索性實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)教師的職責(zé)
在輻射加工探索性實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施過程中，只有所有過程應(yīng)由學(xué)生主導(dǎo)，才能實(shí)現(xiàn)“探索”的目的，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新性。但這并不意味著該實(shí)驗(yàn)課程不需要教師來指導(dǎo)，指導(dǎo)教師的職責(zé)主要是為學(xué)生提供咨詢、協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)條件以及評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些工作非常重要，應(yīng)當(dāng)由有經(jīng)驗(yàn)的、有責(zé)任心的教師來負(fù)責(zé)。
5結(jié)論及展望
