学文网实验设计方法篇1
1. 直接型根据假设的需要，用物理仪器直接测量某个物理量。例如：用刻度尺测长度，用温度计测物体的温度，用电流表测电流，电压表测电压等。这类实验是最基本的实验，主要要求学生能熟练掌握基本仪器使用。
2. 转换型由于器材的限制或者有些物理量是不能直接测量的，要把所测的物理量转换成测其它的物理量。这类实验主要注意转换的条件，转换的条件是转换和被转换的对象必须是学生熟知的、能够便于测量的关系。
例1：没有天平，只有弹簧，怎样测出一金属块的质量：那么转换的原理是m=G/g ，意思就是把测质量转换成测重力。
例2：测量某金属块的密度。器材有以下两组：①天平（含砝码）、量杯、水、细线；②弹簧秤、细线、足够的水。这里转换的原理就分别是ρ=m / v 和ρ=ρ水G / F浮。同样一个物理问题，可以有多种转换途径。转换原理不同，所需器材及实验操作就不同。
又如：在探究焦耳定律时，由于电流产生的热量很难准确测量，因而要把观察的对象进行转换。教材把判断电流产生热量的多少转换成煤油体积增大的多少，当然也可以转换成观察煤油温度的变化。转换需要一定的技巧，并要不断地尝试，这就要求学生熟悉前面内容及具有一定应用知识的能力。
3. 静态型和动态型物理规律包括静态型和动态型的两种规律，实验研究时，必须采用不同的实验方法。
例1：探究串联电路中电压的规律。这就是一种静态型的实验研究。只要明确探究的物理对象跟哪些因素有关，就可以设计实验，选择器材。
例2：研究“弹簧的伸长与拉力的关系”时，这就是一种动态型的实验研究，这类实验的研究，要求假设一定要合理。只有假设“在弹性限度内，弹簧的伸长与拉力成正比”，这样学生在设计实验时才会让拉力成倍数地增加，从而收集“弹簧的伸长是否成倍数地增加”这样的数据信息。
4. 控制变量法由于研究的对象可能跟两个或两个以上的因素有关，这就要用到控制变量法。
实验设计方法篇2
1数字集成电路设计实验课程教学现状
数字集成电路设计课程为黑龙江大学集成电路专业学生本科阶段的必修课。传统的数字集成电路设计实验教学课程可使学生加深对所学理论知识的理解，熟练软件使用过程，增强动手操作能力，但还存在如下三方面问题:A.实验教学方法有待改进。在传统的数字集成电路设计实验教学中，上课前，学生基本不了解实验仪器和软件，也不清楚实验课的内容。课程开始后，教师需要把相应理论知识、仪器操作和软件使用等内容一一讲授清楚，在有限学时内，更多的讲授时间就压缩了学生动手实验和探索更深入问题的时间，不利于学生实践能力的培养。B.实验课程内容相对简单。目前，黑龙江大学数字集成电路设计实验课程的内容较为基础，基本单元电路的设计仿真占比较大，开放性实验项目不多。实验内容主要涉及比较器、编码器和加法器等基础门电路的仿真，学生使用ModelSim软件通过Verilog语言编写相应电路的网表，然后编写对应testbench文件并进行仿真验证所写电路网表功能的正确性。这类基础实验有利于学生熟练掌握编程语言和软件使用，并加深对基本单元电路的理解，但内容相对简单，对于学生设计综合能力的进一步培养还有所欠缺。C.实验课程考核机制单一。传统数字集成电路设计实验课程的考核成绩只做为其理论课程总成绩的一小部分。黑龙江大学的数字集成电路设计实验课程的考核形式一般为学生每次实验课程中是否完成了几项规定的实验内容，所有实验内容完成后所得成绩的叠加即为该门实验课程的总成绩。由于实验内容具有固定性和同一性，成绩较好的学生快速完成实验内容后难于进一步进行探索研究，这种简单的考核方式无法很好反映出学生掌握实验技能的梯度，也不利于学生发挥创新型思维进行设计实验，阻碍了学生的实践能力发展。
2基于翻转课堂教学模式的改革探索
A.课堂翻转，提升学生学习质量。在翻转课堂教学模式中，教师应由专注“如何教”转向研究学生“如何学”。在数字集成电路设计实验教学中，教师可根据本次课程的实验内容，在课程开始前一周将相应的学习知识点、软件操作、硬件搭建及要解决的问题以电子文档或视频的形式放于共享平台上。学生需要在共享平台上进行课前学习，学习期间应查阅相关参考资料，将简单的知识点尽量通过自学解决，将重点难点问题标记出来，在课堂中与教师或学习小组交流、讨论，并最终解决问题［2］。这种翻转课堂教学模式改变了传统课堂的教学方式，强化了学生主动学习的意识，提高了课堂时间利用率，可提升学生的学习质量［3］。B.实验课程内容和模式改革。实验课程对学生基础知识掌握情况的检验和设计能力的培养至关重要，因此，应打破传统实验课程辅助理论课程开设的现状，将数字集成电路设计课程实验部分作为一门拥有***学分的必修课。实验内容应具有基础性、多样性、创新性和完整性，确保学生在做好基础性实验后，切实提升创新性实验能力。实验内容中应增加综合电路设计题目所占比重。目前，实验室拥有SEED－XDTKFPGA教学实验平台，拥有视频显示、LED显示、数码管等验证设备，可开设多种实验教学项目。学生可利用该平成编写源代码、综合、编写测试文件、功能仿真、约束设计、布局布线后仿真、生成FPGA***代码文件、FPGA***程序和实验平台验证结果全流程。应充分利用SEED－XDTKFPGA教学实验平台的强大功能，将该平台贯穿数字集成电路设计实验课程始终，如:可增加数码管显示、LED跑马灯、频率计等基础实验项目，***电路设计项目也应利用该平台进行开展。这对于提高学生的数字电路设计能力、动手实践能力和掌握FPGA开发过程具有重要意义。C.完善实验课程考核机制，注重学生创新能力培养。应建立课前学习考核制度，督促学生做好课前学习。翻转课堂教学模式若要在数字集成电路设计实验教学中达到好的效果，就必须建立适当的课前考核机制。可将学生课前学习时长和通过课前学习掌握基础知识的程度作为一项课程考核指标，考核分数计入最终实验课程成绩内(占实验总成绩的20%)，进而督促学生必须做好课前学习。数字集成电路设计课程实验部分的主要任务是培养学生的数字集成电路设计能力，因此，要注重实验中创新性设计能力的考核。以往实验总成绩由每次实验得分累加获得，改革后，实验总成绩应为课前学习考核得分(20%)、每次完成实验内容考核得分(20%)和完成一个***电路设计实验考核得分(60%)三项累加获得。***电路设计实验需要完成电路建模、电路网表编写、testbench编写和在FPGA实验箱进行功能验证等工作。教师可根据学生在设计过程中每一步骤的完成情况给出准确的评价分数，这样可以较为细致地检验学生对基础知识和电路设计能力的掌握情况，而且***电路设计实验分值占比较高，如果不能完成电路设计，则该门课程无法通过考核，可通过这种方式调动学生的积极性，加强学生的紧迫感，提高学生的学习质量。
3结语
通过对翻转课堂教学模式的研究，结合黑龙江大学数字集成电路设计实验教学课程现状，探索了基于翻转课堂的实验教学方法。该方法根据目前实验教学课程存在的问题，提出了课堂翻转、完善课程考核机制和实验内容改革的方法，可以增强师生之间的交互性，增加学生动手实验的时间，有助于教师在课堂上更好地掌握每一位学生真正的学习状态和学习效果，从而有效提升学生的数字集成电路设计能力、创新思维能力和实践能力。
参考文献:
［1］石端银，张晓鹏，李文宇.“翻转课堂”在数学实验课教学中的应用［J］．实验室研究与探索，2016，35(01):176－178.
［2］王伟.基于翻转课堂的《土木工程材料》实验教学研究［J］．四川建材，2018，44(08):245－246.
实验设计方法篇3
关键词：创新实践；项目设计型；教学改革
近年来，河南科技大学电气工程学院有计划地进行了一系列教学改革活动，探索创新教育与专业教育深度融合的具体方法，初步构建了贯通课内、课外，融汇主要教学环节的地方高校工科大学生创新实践教育模式，以求切实加深学生对课程理论知识理解、提高动手应用知识能力。其中，电气工程学院提出项目设计型实验教学模式改革的方案，电工电子实验中心以电路实验课程为依托进行改革，要求学生自主完成实验电路设计，课下进行仿真软件验证；实验中自选元件、芯片，在面包板上进行电路调试，使用数字示波器、万用表等测取实验结果。以实验形式、实验指导方式的改变，实现学生创新实践能力的培养。
1电路实验教学改革的必要性
传统的电路实验通常是教师进行实验原理、实验电路的讲解，告知实验数据结果如何测量验证、实验仪器设备的使用方法以及实验过程中需要注意的安全问题；学生在外购的实验台上进行接线、验证，完成实验报告。该教学方式存在诸多的弊端，学生在整个过程中被动接受，按部就班地完成实验过程，避开了实验过程中可能出现的问题，缺少自主发现问题、解决问题的过程，不能充分调动其进行***思考和创新的积极性，也就无法达到通过实验来加深对所学知识理解、锻炼动手能力，在实验中获得满足感，进而主动研究、接受挑战，增强其实践创新能力的目的。项目设计型实验教学模式，基本思路是部分或者全部抛开实验台，实验采用在面包板上插接电子元件的形式进行。电工电子实验中心针对电路实验课程中“二阶电路响应”“双口网络”为例进行改革创新。要求学生在实验前自行完成实验电路设计，并使用Multisim仿真软件进行验证，获得相应测量波形及数据，自我评估实验方案是否合适。实验中，学生根据实验前自主设计的电路，选取合适的电子元件、芯片，最后插接在面包板上进行电路调试，使用数字示波器、万用表等测取实验结果，与仿真结果进行比较，自我判断实验结果是否正确。实验结束后自我梳理，完成整个实验设计报告。项目设计型实验教学模式，学生首先需要利用所学的知识进行电路设计，再通过实验验证发现设计中的缺陷或者漏洞，结合实验数据进行分析，解决问题，最终通过设计报告、实验报告的撰写进行总结反思，提炼成文。相比传统的接线、验证实验方式，项目设计型实验教学模式，学生从自己设计电路开始，能力培养目标转变为电路设计、知识运用、自主分析问题、解决问题的能力和实践动手能力。
2二阶电路的响应
在二阶电路的响应实验进行改革之前，采取PSpice软件仿真的形式进行，目的在于学习PSpice软件的基本使用方法，同时理解二阶电路的三种暂态过程，结合学生已掌握软件和工具的使用情况，将实验形式改革为“软件仿真+面包板插接”。提前实验任务，提出要求，限定元件范围，要求学生课下使用Multisim软件进行仿真设计，选取RLC二阶电路的参数，查看仿真结果，列元件清单；既定实验时间，完成PSpice仿真任务后，领取元件，进行面包板插接，自主操作完成对应结果的测量。
2.1使用Multisim软件进行二阶电路设计
完成参数选取、暂态过程波形记录在电路实验的课程设置中，RLC串联谐振电路的分析是使用Multisim软件完成的，故学生已掌握软件的基本使用方法，可以使用虚拟函数信号发生器、示波器及基础的电阻电容电感搭建仿真原理电路，并观察实验现象；一阶RC电路的响应在实验台上完成，故学生已掌握由实物的函数信号发生器、示波器及分立元件组装调试电路，观察记录测试结果的能力，且二阶电路的响应在周期性重现操作时与一阶电路是相通的，均可将方波或者矩形波的跳变边沿视为换路时刻，进而观察暂态响应过程，适合作为一阶响应的进阶实验。基于以上两点，在二阶电路的整个实验过程中，可以弱化任课教师的指导作用，放手让学生自主设计并调试完成测试任务。任课教师提前二阶电路的实验任务，限定电阻、电位器、电感、电容的参数范围，要求学生课下借助Multisim软件选择合适的电感、电容参数及恰当的方波频率，计算电阻值，使暂态过程分别为过阻尼、临界阻尼、欠阻尼，用示波器观察记录各暂态响应曲线并估读暂态持续时间。
2.2使用PSpice仿真工具进行仿真实验
既定实验时间，学生提交Multisim软件仿真实验电路***、仿真结果及元件清单，任课教师审核通过后方可进入实验室。为了实现让学生熟悉并掌握PSpice工具使用方法的目的，教师演示搭建二阶电路原理***及获取仿真波形的示例后，预留一定时间如半个小时，供学生完成其自主设计二阶原理***的输入，并截***几个暂态响应过程，比较分析三种暂态响应过程的不同点、变化条件、时间长短，课下完成总结。若不能在限定时间内完成实验任务，可在实验室开放时间自由补做。
2.3硬件面包板插接完成
PSpice仿真或者预留限定时间倒计时结束后，学生2人一组自由组合，凭元件清单领取元件及工具。自主操作，进行面包板插接，在面包板上搭建由分立元件组成的电路，用函数信号发生器给出合适频率的输入方波，使衰减或振荡有足够的时间减小到0，用数字示波器测量相应波形，改变电位器或者电阻值的大小，完成对应整个暂态过程波形的测量。在整个面包板硬件插接过程中，教师只负责元件工具的发放，讲解仪器设备的使用。电路搭建、调试，制定测试方案，判断实验现象是否正确等由学生自主设计完成，达到预期实验目标后，由教师负责验收，并根据学生演示及问题回答情况给出实验操作分数。
2.4评分标准
评分标准依据RLC二阶串联电路的设计电路***、元件清单、电路三种暂态过程的Multisim软件仿真波形，即设计环节占实验成绩的30%，实验操作环节占实验成绩的30%，PSpice仿真波形及硬件插接实验波形结果占实验成绩的20%，实验设计报告完成情况占实验成绩的20%。
3双口网络
双口网络实验在改革之前在实验台上直接完成，且实验台已经封装好现成的T网络和π网络，学生只需简单连线给定输入电压，连接测量仪表即可完成实验数据的测量，课后计算T参数。为了进一步提高学生电路设计、知识运用能力，将双口网络的实验形式改革为面包板插接。
3.1使用Multisim软件进行双口网路电路设计
并测量数据完成T参数理论值计算任课教师提前双口网路的实验任务，并限定电阻元件的选择范围，要求学生课下自主选择电阻元件搭建T网络、π网络及二者级联网络的电路，并根据选取的电阻阻值及电路网络结构计算相应的T参数矩阵的理论值。之后，使用Multisim软件进行仿真，根据实验指导书上的内容，给定直流稳压电压源10V。利用同时测量法测量输出端开路、短路条件下T网络、π网络的输入端、输出端的电压、电流值。用分别测量法测量T网络和π网络级联后网络输出端开路、短路条件下，输入端的电流值；以及输入端开路、短路条件下，输出端的电流值。要求有仿真测量电路***、T参数矩阵的计算值及仿真数据表格。
3.2硬件面包板插接
既定实验时间，学生提交其设计的T网络、π网络及二者级联网络的电路***、各网络的理论T参数、Multisim仿真测试数据及元件清单，任课教师审核通过后方可进入实验室。凭元件清单领取元件及工具，在面包板搭建由电阻组成的网络，根据仿真数据测量的方法，利用实验台的直流稳压电源作为输入，直流电压表、直流电流表或者万用表测量相应的电压电流，完成T网络、π网络、二者级联等效网络对应实测数据的测定。由教师负责验收，并根据学生操作及问题回答情况给出实验操作分数。
3.3评分标准
双口网络的设计电路***、元件清单、T参数矩阵理论计算结果、仿真数据测量正确与否占实验成绩的30%；实验操作环节及实验测量数据正确与否占实验成绩的50%；根据实验测量数据及实验方法计算的T参数正确与否、实验设计报告完成情况占实验成绩的20%。
4实验教学改革效果与改进
4.1实验教学改革效果
通过课前布置实验任务，课下设计实验电路，再通过面包板插接环节搭建调试电路，很好地锻炼了学生的自主设计电路、发现问题解决问题的能力。在实验过程中，弱化教师的主动指导作用，发挥学生的主观能动性，变学生的被动学习为主动思考，极大地提高了学生的积极主动性。同时，在实操环节，利用函数信号发生器、数字示波器等设备仪器，承接后续电子技术实验课程的学习。俗话说：“兵马未动，粮草先行。”设备、工具、软件环境的熟练运用，可为以后的专业课学习、研究打下坚实的基础。更重要的是在整个“学而思，思而做，做而乐，乐而学”的良性循环学习过程中，学生学习习惯和综合创新能力的培养，将使其受益无穷。
4.2进一步改进的方向
脚踏实地，进一步细化电路实验课程改革过程中存在的问题，找准下一步的努力方向。二阶电路的响应实验，在实验时要完成PSpice软件仿真和面包板插接，耗时较长，可尝试将PSpice二阶电路示例做成视频，供学生课下学习，或让其寻找网络资源，符合当下流行的学习趋势，且提高效率。双口网路实验，实际搭接电路时，电流的测量值在十几毫安至几十毫安时可减小测量误差，这就要求电阻取值合适，否则直接影响测量数据的准确性，故可适当地修改电阻参数的选择范围。双口网络中电阻参数选取不同，T参数、测量的电压电流值也各异，放手让学生自主设计电路的同时，也给检查学生数据带来了一系列不便。可以根据双口网路的一般结构，推导T参数的通式，将要测量的数据表示成T参数的表达式，借助数据处理软件，减少数据比对过程中的计算量。
实验设计方法篇4
第一，发掘化学实验与生活的完美结合点，优化实验任务设计。知识源于生活。同样，化学知识与生活有着千丝万缕的联系，引导学生学会运用所学化学知识来解决生活实际问题，这是化学教学的最终目标。同时，由生活现象入手，进行实验分析与探究，更能够调动学生课堂参与积极性，激发学生化学学习热情。因此，在高中化学实验教学中，教师应依托教材，立足生活，结合学生实际，精心设计任务，让学生在学习任务的驱动下进行自主实验探究，从而增强实践体验，感受化学实验乐趣，提高学习兴趣，并逐步形成创新意识，学会创造。
如教学“含硫化合物的性质和应用”时，当分析二氧化硫的漂白作用时，教师可要求学生思考：①长时间放置的草帽与报纸为什么会变黄？②在北方市场上，常常可看见外面非常白但里面却是黄的粉丝与馒头，里外不一致，其做法是先将粉丝或者馒头放入一个封闭的容器中，然后放入燃烧着的硫，将其熏一下即可，我们是否可以马上食用或用来做菜？这样，由生活现象入手，可激发学生探知欲望，使其进入学习意境。师：这些都与二氧化硫的特殊化学性质“漂白性”有关，它可以用来漂白草编制品、丝、毛、纸浆等。那么有哪些化学实验可证明二氧化硫的漂白性，要求学生分组讨论，设计实验方案，进行实验操作，观察实验现象，总结实验结论，而教师可提供有关实验药品与仪器，并提示与指导。当教学酸雨知识后，要求学生完成任务：怎样鉴别二氧化碳与二氧化硫？简述实验步骤。
第二，基于社会问题解决的基础上，优化实验任务设计。众所周知，化学在社会生产中有着十分广泛的应用。同时，社会生产中蕴涵着丰富的化学知识。这就需要学生善于观察，注意时事，学会发掘大气污染、水污染等社会热点问题或生活现象中的化学知识，然后结合实验教学，优化任务设计，诱导学生探究与实验，使其积极思考，找出解决方法，从而提高学生分析与解决现实问题的能力。
第三，整合课堂内外，优化实验任务设计。在课堂教学中，其时间有限，空间有限，若想促进学生全面发展，拓宽学生知识面，教师则需整合课堂内外，将教学拓展延伸至社会生活。
实验设计方法篇5
1虚实结合在机械设计实验教学中的具体应用
1.1关于带动性能测试实验。带传动在机械传动中的使用，是当前机械设计课程中最为基础的实验之一。教师让学生进行带传动实验，主要目的就是为了能够让学生更好地观察带传动的弹性滑动的现象；教师在进行实验教学的过程中，还要让学生了解带的初拉力和带速的相关参数改变对带传动产生的影响，从而让学生学会掌握转速、扭矩以及带传动效率的测量方法。为了能够更好地实现这个实验，首先教师在实验教学中要能够采用智能带和链传动组合实验台，这个实验台能够在不同的负载情况下，来让学生进行手工记录主动轮转速、转矩以及被动轮转速和传动效率曲线。这个实验台的运用，不仅具有传动带弹性滑动曲线和传动效率曲线测试的功能，还能够让学生更加直观地观察到传动带的弹性滑动情况。另外，在带动性能测试实验中，其通过相关数据输入到自行编写的虚拟仿真程序中，能够让学生通过这个程序来进一步的了解和掌握弹性滑动的变化过程。1.2螺栓性能测试实验。关于螺栓性能测试实验，也是需要采用虚实结合的实验方法来进行的。具体步骤，首先实验教师要通过实物的螺栓组以及单螺栓来联结静与动态的综合实验台，这样能够让学生更好地了解和掌握在实际机械工程中螺栓性能测试的方法和手段，尤其是对于如何掌握测量螺栓的应变量来对螺栓的应力以及具有的刚度进行分析和研究。
2虚拟实验与传统实验相结合的实验模式
2.1关于传统实验教学模式存在的主要问题。在过去传统的机械实验过程中，实验的主要内容和步骤基本上是已经固定好的，因而学生在实验过程中只要按照具体的实验步骤来进行操作就可以了。在现阶段，由于大多数学校在实验课进行教学都会受到多方面的限制，同时专业的实验设备台也较少，因而很多学生在做相关的实验报告经常会出现抄袭他人实验报告的现象，这种实验教学长期下来，不仅影响发挥学生的主观能动性，还在一定程度上阻碍了提高学生解决问题的能力。2.2虚拟实验教学模式及优点。关于虚拟实验，就是一种以计算机软件来代替实验元件的新型实验方法，这种新型的实验系统具有的特点就是扩展性和重用性。在实验教学中运用这种教学方式不仅能够更好地开展个性化实验，还能够进一步地培养学生在机械设计上的创造性。与此同时，这种教学模式在一定程度上改变了传统实验的模式，进而使其能够达到传统仪器及实验室无法比拟的效果。此外,这种试验系统还具有交互界面友好、实验形象直观、操作灵活简便、开发成本低廉和易于实现网络化等优点。2.3虚拟实验设置的原则。关于虚拟实验设置的原则，主要有以下几点。2.3.1工程化原则。在实验教学中进行虚拟实验，主要是为了能够强化学生在实验环境的工程化的工程意识。对于当前网上虚拟实验的工程化，则就是要求学生能够通过虚拟实验所建立的有关虚拟仪器仪表和虚拟设备的构建来学习和掌握对真实部件的操作和使用，通过这样的方式能够让学生在实验中更好地体验到机械的工程化。2.3.2交互性原则。对于实验中的交互虚拟实验，其也成为模拟实验，它是一种仿真的实验软件。学生在实验中对机械进行相关的模拟实验，能够在一定程度上提高自身的实际操作技能。虚拟实验作为当前实验教学的重要辅助手段，是不能够代替实际实验操作的。对于传统的实验教学，具有真实性和艺术性，这种实验教学方式，虚拟实验是做不到的，而对于虚拟实验，其是具有灵活性和安全性，这也是传统实验教学缺乏的。
3高校机械专业采用虚实结合的实验教学模式
作为专业的实验教师，要想能够更好地体现出当代虚拟实验和传统实验在教学中的互补性，可以在实验教学中结合这两种实验模式所具有的优点来进行教学。因而教师在进行实验教学时，首先将具备实验条件的相关实验项目，采取先虚后实的实验模式来进行教学，这样能在一定程度上提高实验教学效果和教学质量。如果教师对于一些实验室布局实验条件的相关实验项目，就可以采用虚拟实验方式来进行教学活动。3.1采用先虚后实的实验模式。当教师结束实际教材理论知识后，可以给学生布置相关的实验来让其完成。这样学生可以利用空闲时间来完成相关的机械实验。通过这种方式，能够让学生在教师进行实验教学前就已经了解有关机械设计的实验，进而在一定程度上减少了教师的讲解时间，与此同时，还有效地提高了学生学习机械专业课程的积极性和主动性。学生在完成相关的虚拟实验后，教师可以安排学生在实验室里进行真实的机械实验，比如让学生进行电路实验中的联线、测量中读数据等相关的实验。通过真实的实验来进一步的锻炼学生的动手操作能力。3.2虚拟实验模拟。对于一些学校在实验室教学上不具备实验条件的情况，即控制工程实验、测试技术试验、数控试验等条件，教师则可以采用虚拟实验项目的方式来进行实验教学。比如在控制工程实验室中，教师可以利用MATLAB的软件来进行机械实验教学，除此之外，还能够开设关于不同阶级系统的时域分析、频域分析以及线性系统稳定性分析等相关的实验项目。对于学生在实验过程中进行的相关实验，其主要是借助于MATLAB语言提供的控制系统的函数来进行的。
4结语
总而言之，在实验教学中采用虚实结合的方式来进行教学，不仅全面推进了学生在实践能力上的发展，而且还为当前机械行业培养了更多的专业性人才。在现如今信息化发展的背景下，教师通过虚实结合的实验教学来开展活动，不仅有效地解决了一些对于实验条件较差和实验经费不足而影响教学质量的问题，还能够将传统的实验模式与虚拟实验模式相结合，进而提高教师在实验教学中的质量和效果。通过这种方式既满足了当前社会信息发展的需要，还在一定程度上提高了学生的综合素质。
作者:刘婷 单位:济宁职业技术学院
参考文献
[1]葛文杰．对机械基础课程教学方法改革的思考与探讨[J].中国大学教学,2009(10):4-7．
实验设计方法篇6
本实验设计方案评价：本实验在创新设计方案二的基础上作了改进，不用立方体小铁块而将挡光效果好、宽度相同的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门，测得各段黑色磁带通过光电门的时间，另外长度的测量比创新设计方案二和三更好操作，误差更小.当然本实验操作中也要控制好直尺竖直下落.
验证性实验高考复习建议
1.要明确实验思想
做好验证性实验的前提，就是要创设好物理情景，这就是验证性实验的实验思想.在验证机械能守恒定律的实验中，我们可以创设出多种物理情景，而其中让物体自由下落在中学实验室很容易做到，过程也简单.
2.要掌握实验方法
在教材的验证实验中，给我们提供了多种实验方法，而这些实验方法在我们研究探究性实验和设计性实验中经常会用到，因此，我们必须要掌握和灵活运用这些实验方法.
3.要重视实验的验证条件
物理规律的形成，通常会有一定的前提或必备条件，在验证性实验中必须要满足这些条件才能使实验顺利进行，而这一点恰恰是我们容易忽视或不注意的.在验证机械能守恒定律的实验中，“只有重力做功”是实验的验证条件，而实验中阻力的存在是不可避免的，阻力做功过大时，实验误差大，实验将失去意义，实验设计中要考虑到减小阻力.
4.要学会实验数据的处理
定量验证实验的数据处理通常采用代数计算法.如在验证机械能守恒定律实验时，根据计算求出增加的动能和减少的重力势能在“误差允许的范围内”是否相等来完成验证工作，定性的验证实验的数据处理通常采用***象法.
实验设计方法篇7
关键词：实验设计 局部分支算法 循环瓶颈 分配问题
一、引言
实践证明，启发式算法有效地能够求解组合优化问题，但是启发式算法所发现的解与问题的最优解之间的偏离程度往往是很难预计的。因此，通过控制启发式算法的参数获得最好的效果十分必要。
二、实施过程
实验设计是对系统的输入变量作一些有目的的改变，以使能够观察到和识别出引起输出响应变化的缘由[1]。本文运用实验设计的方法，去确定局部分支算法的参数，主要包含四个步骤：成子问题集选取；确定所研究参数的开始水平和它们的变化范围；为子问题集中的每个问题选定合适的参数值；找到对所有问题合适的参数值。下面主要从这四个步骤来详细说明算法参数确定过程。
（一）子问题集的选取
本文所应用的问题是一类比较特殊的分配问题[2]，上述问题的算例共有8个规模，每个规模有10个不同的算例，所以在综合考虑实验时间和算例的代表性，选取的算例规模为{15，25，35，50}，并从每个规模中随机选取1个算例，对应的序列为{7，5，10，2}，即规模数为15，选第7个算例，规模为25，选第5个算例等。
（二）开始水平和变化范围的确定
局部分支算法是MatteoFischetti等2003年提出的一种求解混合整数规划的方法[3]，影响其效率的参数主要有五个： k海明距离；dv多样化次数；root-time根节点计算时间；total-time算法计算的时间；node-time节点的计算时间。
通过对本算例的预先处理，发现多样化次数对算法的影响不显著，所以本文忽略多样性这一参数（固定为20），只考虑其余四个参数。为了粗略地确定设计中心，我们发现k = 100，root-time = 20，total-time = 600，node-time = 75，算法能够取得较好的解，所以选取上述参数值作为本文的设计中心。接着确定每个参数的变化范围，例如要确定参数k的变化范围，我们将参数dv、total-time，node-time固定在上述设计中心的值，然后对参数k的值进行变动（增加或减少），直到其所求得的目酥盗续多次没有变化（或变差）为止，表1给出了确定规模为35的参数k的变化范围的数据。
表1参数k的变化范围
表5各参数的步长
根据表5的结果，以设计中心（100，20，75，600）为起始点，按照新的步长调整各参数的值，进行实验。调整过程中会发现部分参数会达到其边界值（低水平或高水平），这时我们固定这部分参数值，继续调整其他参数，直到所有参数都达到其边界。对规模为50的算例，参数调整结果如表6所示，我们发现当total-time = 690，其他参数将不发生变化，这时为了减少试验时间，直接令total-time = 1000，若其求得的解大于已知的较好解，那么其中间（即690-1000）的值也很难发现更好的值，所以可以省略；反之则要进一步确定该参数值，本文用二分法处理这样的情况。
表6规模为50的算例的参数调整过程
由以上结果，并结合找到最好解的时间，可以知道子问题集中不同规模算例的最合适参数组合，详细参数组合见表7：
表7 各规模算例的参数组合
（三）最优的参数组合
根据表7结果，我们发现不同规模的参数值相差比较明显，所以我们按不同规模来确定合适的参数组合。对整个问题的算例而言，还需要确定规模为20，30，40，45离那个参数组合更近，运行的结果如表8所示：
表8 规模为20，30，40，45的参数组合
最后我们确定规模 {15，20，25，30，35，40，45，50} 算例较好的参数组合对应结如下：（100，50，15，648）， （100，50，15，648）， （130，50，15，624），（130，50，15，648）， （100，50，90，648）， （100，50，15，648）， （130，50，15，624），（25，10，15，675）。
三、结论
本文运用实验设计（DOE）方法对局部分支算法（LB）的参数进行了科学的调整，通过上述四个步骤，我们确定了不同规模算例的参数组合，发现不同规模的算例参数组合差距比较显著，所以我们针对不同规模的算例，分别给出了不同的参数组合，能够有效地求解循环瓶颈分配问题。
参考文献：
[1]汪仁宫，陈荣昭.实验设计与分析[M]. 中国统计出版社，1996.
[2]Kulkarni， Anand J.， M.F. Baki， Ben A. Chaouch. 2016. Application of the cohort-intelligence optimization method to three selected combinatorial optimization problems[J]. European Journal of Operational Research 250 427C447.
实验设计方法篇8
关键词：计算机网络；实验；基于问题
文章编号：1672-5913（2013）01-0045-04
中***分类号：G642
1 现状分析
在信息化飞速发展的今天，急需培养既有扎实理论基础又有较强动手能力的人才。计算机网络系列课程是推动本科教育信息化的最重要的课程系列之一。为此国家通过211工程、省部共建等项目加大了对教学及实践方面的投入，各个高校也对该课程系列从教学团队建设到实验环境建设等方面进行了全方位的建设，有些学校还通过本科教学团队建设、精品课程建设等方式系统化地进行了准备。但是面对社会需求和学生特点，怎样在现有条件下高效地开展教学并获得应有的成果是值得我们深入探索的。
基于“问题”的学习是一种学习方法，它的工作原理是将问题作为一个开始点去获得和综合新知识。也就是说学习的开始点是一个问题、一个谜团，并且这个问题也是学生希望解决的。它不是常规含义下的解决问题（基于已有的知识进行推理，然后得到结果），而是基于学生想学习的愿望，用问题引导他们获取新知识的过程。基于“问题”的学习方法提倡主动的、自己指导的学习，并支持终身学习。
目前为配合不同类型人才培养，有的学校将实验课程分为科研型和应用型两类；有的学校延伸实验内容，学生在学习过程中凭借兴趣等因素决定自己的学习深度；有的学校则将实验分为多个层次，包括基础型实验、综合型实验、科研型实验和创新型实验等，鼓励有余力及有兴趣的学生多学、多做、多创造。如何基于“问题”式学习方法，结合计算机网络系列课程的关系及其特点进行实验课内容的设计，值得深入研究。
1.1计算机网络系列课程设置
内蒙古大学计算机网络系列课程包含计算机网络、网络工程、信息网络安全、Web编程（含Web数据库），教学内容上前后衔接、循序渐进、层次分明，其授课先后顺序如***1所示。表1为各门课程的学时、学期描述。
1.2学生特点分析
目前大部分学生是独生子女，一般学习条件比其父辈好很多，加上现在信息化的发展，见识也多一些，因此学生处于一种忙碌状态，每天接收到的信息很多，需要学习的内容繁多。如果仍采用中学的学习方法，那么时间势必不够用，此时的学习方法就依赖学生平时的学习习惯及学习效率。为此我们要把提高学生的学习能力作为一个重要的教学目的。教师在设计实验时，应根据大纲要求结合学生特点确定实验的渐进步伐及深度，在实验内容的设计上不能只是追求实验涉及知识点的数量，面面俱到，一味地都是“菜谱”式的基础型实验。
1.3人才需求分析
IT行业的发展使学校的教学方法受到很多质疑。首先用人单位经常抱怨学生上手工作的能力差，但是就大学而言，不可能针对某个公司的产品技术对学生进行培养，人才的知识及能力供求矛盾比较明显。因此学校需要认真选取知识点，选取授课及实验方法，力求将学生培养成不仅具有扎实的理论基础还要具有与核心理论相配的实验实践动手能力，并在此过程中培养学生的学习能力。正如美国未来学家阿尔文·托夫勒曾说过：“未来的文盲将不是目不识丁的人，而是不知道如何学习的人。”教师在设计实验时，也要结合现实的需要考虑课程的设计。
由上可见，尽管是几门课程的实验设计，想要做好也需要教师付出很大的努力，甚至做一定的市场调研。同时，为了未来发展需要，内容设计还需留一定的延展空间。
2 一种可行的课程系列实验设置方法
为了与现在的需求及教学条件相结合，充分利用现有资源进行学生学习能力的培养，我们对学校的计算机网络系列课程的实验内容设计进行了探索。
2.1方式
在实施实验部分时，一般可能采用的方式有单独的实验课（单独算学分，并且不会与相应的理论课在同一学期开）；与理论讲授相辅助的实验课（学分包含在讲授的课中）。目前多采用后者，这意味着实验的学时数要比前者少一些，但是知识的深度比前者深。
2.2现有实验条件
近年由于“省部共建”及“211三期建设工程”两大项目的大力支持，学院有先进的异构网络实验室、计算机网络实验室（含网络安全）、网络工程实验室三个网络相关实验室，内有锐捷的综合网络实验平台软硬件设备和中软吉大实验系统。比以前的实验环境好很多，我们结合现有实验条件、人才需求及学生特点来设计实验，力争满足新的培养要求。
2.3实验内容设计
网络课程方面早期的实验教学模式多数是验证型和规范配置型实验，学生根据教师布置的实验内容和步骤照搬照做，这种实验模式单一、枯燥，最终只能训练学生的基本操作技能，很难全面激发学生的学习积极性，真正提高学生的实践创新能力。在211工程和省部共建项目的大力推动下，学校建设了新的实验环境，配置了新的实验设备和工具，为改革实验内容，提升实验难度创造了良好的物质条件。基于“问题”的学习方法为实验内容的设置提供了一个有效的指导方法。通过不断地提出问题，促进学生在实验环节中分析、解决问题能力和实践创新能力的培养。
1）计算机网络的实验内容设计。
计算机网络是计算机网络系列课程的第一门理论课，主要功能是让学生理解网络协议及其工作原理，学会一些基本的量化计算，例如带宽、吞吐量等计算。考虑到该课程是一门考研课，理论学习的广度及深度都比后续几门课程多，因此结合现在的计算机网络实验室条件设计了该课程实验的内容，如表2所示。
通过这些实验内容，帮助学生理解网络上的信息是如何从网络上的源端主机传输到目的主机的，进而吸引学生思考：设计一个计算机网络协议需要考虑的主要内容是什么。上述内容都可以在计算机网络实验室的环境完成。
2）网络工程的实验内容设计。
新实验室投入使用后，使原有实验能够更加具体化、问题化，同时由于布线工作向专科教育及职业教育转移，在实验中取消了双绞线的制作安装部分，增加了路由器综合实验。在实验的具体环节中更重视学生解决实际问题能力的培养，每个实验项目都从实际中的常见问题出发，基于“问题”引导学生开展实验步骤，在学生充分理解实验所依托的工作原理的前提下完成实验内容。新的网络工程实验项目如表3所示。
3）信息网络安全的实验内容设计。
传统的信息安全课程方面的实验多以配置型和验证型为主，内容上缺乏创新和挑战；实验内容的安排也相对较孤立，没有能将各部分知识融会贯通的综合性实验，因此在设计该课程实验时，对实验内容的深度、广度和难度的关系作了较深入的考虑，使用了基于“问题”的指导方法统一设置实验内容。新的信息网络安全的实验内容删掉了与计算机网络课程实验内容重叠性高的单纯使用帧包工具嗅探和分析数据包的实验。对于其他几个实验也根据实验环境进行了适当的整合，提高了实验的难度和创新性，其基本内容设计如表4所示。
4）Web编程的实验内容设计。
综合实践能力的培养是“Web编程”这种实践性较强课程的重要目标，为了能够在课程学习中更好地提高学生的综合实践能力，充分调动学生的学习主动性，我们用基于“问题”的实验设计方法。首先从目前最流行的网络应用——Web站点的制作过程出发，逐步引导学生开始设计和实现自己的电子商务网站。该课程改进后的实验内容设计如表5所示。
表5中的实验4是一个大型综合实验，包含多个子模块：用户注册与登录、商品展示与检索、购物车、订单管理、用户管理、商品管理、账户管理等，学生需要结合课程各章知识逐步完成。
实验设计方法篇9
关键字：3D max；室内设计；实验教学；方法
中***分类号： TU238+.2 文献标识码： A 文章编号：
1、引言
随着经济的发展和教学水平的提高，学校对室内设计课程也越来越加重视，如何提高室内设计课程的教学水平和培养室内设计人员的设计能力，已是刻不容缓的任务。在这种局势下，3D max的诞生无疑是一大突破。因为在室内设计中，具有良好的三维空间思维是设计的基础，如何提高学员的空间想象能力，锻炼他们的三维设计已是一项艰巨的任务。3D max软件恰好具有这些功能，不仅能够很好的帮助学员提高思维创新能力，而且有助于室内设计抽象教学的开展。所以，3D max在室内设计实验教学中占有重要的地位，本文就具体的研讨3D max在室内设计实验教学中的方法问题。
2、3D max在室内设计实验教学中的问题探讨
室内设计课程属于实用艺术设计门类，是以三维空间作为基础，要求设计人员具有较高的思维空间能力，能够通过抽象的空间理论设计出满意的作品，这就要求设计人员具有较强的三维绘***能力。在实验教学中，遇到的问题往往更加复杂，如何利用有效的手段，更加有效科学的讲解设计理论问题，是对室内设计课程的迫切要求。在这种情况下，将3D max软件引入到室内设计实验教学中，是室内设计课程的必然要求。通过利用3D max进行是室内设计的实验教学，一方面加强了学员的动手实践能力，提高了他们的设计能力，加深对室内设计课程知识的理解；另一方面，通过3D max软件的学习，学员能够接触到更多的设计手段和技巧，深化他们的设计理念，更好的解决实际设计问题。随着3D max软件室内设计实验教育的广泛应用，出现了一些不合的学习应用方案，这次失误将阻碍室内设计人员的设计能力，不利于室内设计实验教学的开展。下面就对3D max室内设计实验教学出现的问题进行论述。
首先，对3Dmax实验教学的理解不深刻。在实验教学过程中，很多学员没有深刻认识到3D max软件只是一种设计工具，是自己设计作品的一种技术手段。要想使设计的产品符合要求，必须具有自己的设计理念，这就要求必须具备过硬的专业知识，不能过度的依赖3D max软件，要明白3D max软件的作用，加强专业知识和3D max相结合的学习方式。
其次，对3D max软件学习过于机械化。3D max软件功能非常强大，要想短时间将其掌握，是一件很困难的工作，如何利用有效的方式进行软件的学习是一项至关重要的任务。据目前统计，大部分的学员在学习3D max软件的过程中，方法过于单一，几乎都采按照教学课程从开始到最后机械式的学习，学习效率低下，效果不明显，不易于设计人员设计理念的表达。
最后，学习针对性不强，缺乏实践练习。室内设计最终要用到实际项目中。因此，要保证学员有足够的实践经验，这对学员的发展具有巨大的促进作用。目前，很多学员在室内设计课程中，“重理论，轻设计”，缺乏实际的设计经验，所设计的***纸方案不严谨，错误很多。这样，学员很难在3D max软件中准确的表达自己的作品构思。
3、3D max在室内设计实验教学中的方***述
随着计算机技术的发展，各种设计软件也应运而成，3D max的出现对设计领域是一项重大的变革，促进了室内实验设计的发展。但在 3D max在室内设计实验教学仍存在着一些不足。针对这些不足，需要采取相应的对策，来提高室内设计教学质量。下面将具体的介绍这些措施。
3.1 牢固专业基础知识，加强理论指导
(1) 系统的学习室内设计的专业知识，避免盲目的利用3D max软件设计。掌握好基础知识是设计的前提，没有强大的理论知识做保证，很难设计出优秀的作品，也不利于3D max软件的学习。因此，在学习3D max软件之前，要系统的学习室内设计的基础知识，使学员确定自己的设计所需要3D max软件中的哪个功能模块。这样，学员在后续的3D max软件学习中，能够联系自己所学的理论知识，学习效果明显，满足室内设计的课程要求。
(2) 在利用3D max软件的教学过程中，注重合理的学习方法，尽快的帮助学员掌握3D max的应用。教员在教授课程时，首先对3Dmax软件进行一个整体性的概述，让学员从整体上把握3D max软件的主要功能。其次，要突出重点，结合室内设计专业的特点，就室内设计的关键细节，详细的讲述如何利用对3Dmax软件进行设计，实现教学由抽象到具体，由整体到部分，便于学员对软件的掌握，最终能够利用3D max完成自己的设计。最后，在学习过程中，尤其是作为初学者，要记清软件界面系统的组成，理解每一界面区域的功能，有利于学员的后续学习。
(3) 不要一味的追求3D max软件的高级版本。在3D max软件学习过程中，很多学员往往会本末倒置，重点去关注新版本的软件，而忽略软件功能的学习。随着计算机技术的不断发展，软件的更新速度也越来越快，新的版本很快的呈现在学员面前。这往往会对学员造成一定的误区，认为高层次的版本会更利用实验设计。其实，版本的更新在设计功能方面变化很小，设计人员没有必要去追随高版本，找到自己适合的版本才是王道。在确定软件版本时，要选择界面清晰的版本。笔者建议可以采用3D max8.0中文版，界面简单清晰，功能比较齐全，能够满足较强的设计要求。
3.2 提供实习机会，增强实践能力
在3D max在室内设计实验教学中，要加强实践教学，培养学员的实践能力和团队意识，有利于学员的设计才能的提高。在教学过程中，要求教员注重教学方法。
首先，在对室内试验设计的基础知识讲解中，最好是结合实际项目进行讲解，不仅能够提起学员的兴趣，避免纯理论的枯燥乏味，而且能够加深学员对设计课程的理解，激发他们的学习动力。
其次，要求教员为学员提供更多的实践机会，锻炼学员的项目设计能力。在室内设计课程中，理论知识的灵活运用离不开项目实践的练习。通过参与实际设计项目，一方面，学员可以将课堂上所学的知识灵活的运用到项目中，加深对3D max软件设计的理解，能够更明确的意识到自己的不足，及时的纠设计流程、方案***纸等设计过程中的失误。另一方面，通过实践项目，学员之间能够加深合作交流，培养学员间的团结协作精神。
最后，通过项目实践，能够改变学员的学习习惯。在传统的教学中，一般是采取"教员讲，学员听"的授课模式，这种教学模式效率低下，不利于激发学员的学习积极性。为学员提供项目实践练习，能够打破这种结局，使学员由被动的接受知识到积极地去发现问题，提高了学员的学习效率，激发了他们的学习动力，加深对所学知识的理解和灵活的运用能力。同时还能够营造良好的学习氛围，提高的学员的创新能力。
3.3 集体讲授和个别辅导相结合的方法
在当前的教学过程中，由于条件有限，我们一般都是采用集体授课的方式。集体授课虽然节省了教育成本，让更多的人群有有机会接受教育，但也有不利之处。由于每个学员的情况不一样，在集体教学过程中，很难做到适合每个人的接受知识进度。随着现代教学过程中多媒体的出现，教师可以利用多媒体的优势，提高教学效率。同时，教师可以利用节省的时间加强个别辅导的强度。通过个别辅导，教员可以更加清楚地了解到学员的不足之处，加深对学员学习能力的理解，有利于因材施教的开展。同时，还能使教员与学员之间的关系更加融洽，有利于教学课程的开展。
4、结语
本文通过对3D max软件在室内设计实验教学的研究，探讨了3D max软件在室内设计的重要地位。同时，指出了3D max软件在室内设计实验教学过程中的存在的一些问题，并提出了一些相应的改进措施，有利于3D max软件在室内设计实验教学的开展，对提高室内设计实验教学课程的质量具有一定的指导意义。
参考文献
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[4] 赵杰，杨玉坤，周滢 职院校***形***像专业3dmax课程教学探讨卟才智，2010
实验设计方法篇10
关键词：生理学创新实验 教学目标 引导激发式教学 实验教学设计和评测
College Physiology innovative experimental teaching design methods and evaluation
Xing Xiuyu， Bing Jie， Zeng Shaoju
Beijing normal university， Beijing， 100086， China
Abstract： In accordance with the requirement of "National long-term educational reform and development plan（2010-2020）"， we did certain amendments of Physiology experiments innovative teaching objectives. This paper introduces the innovative experimental design and evaluation based on guiding and inspiring teaching methods in Physiology innovative experiment .
Key words： Physiology innovative experiments； teaching objectives； guide and inquiry teaching methods； the innovative experimental design and evaluation
在“十二五”期间，为适应创新型国家建设需要的高水平创新人才的需要，***实施“部级大学生创新创业训练计划”。生物科学领域在20世纪60年代提出“做科学实验是研究科学做好的方法”。到80年代此概念得到了发展，提出“探索自然、提出问题、形成多种假说、多方位证明假说，并用逻辑性思维梳理各类证据”。随着时间的推移，到90年代，科学教育又取得了新的里程碑式的发展，要求科学教育者引导学生主动***学习、鼓励学生进行实验设计、强化对科学知识在实践应用中的熟练程度并能促进学科间的交流[1]。以探究为基础的教学理念在大学本科生物实验教学中日益增多，我们将探究结合到生理学实验课程中并做出了具体的案例评测，提出实用的方法进行引导激发式教学。
1 新时期高校生理学实验创新课程教学目标的修订
生理学实验课程在本科生物课程中属于必修课内容。本课程面向大学二年级学生开设，传统教学中该门实验课程以实验为基础，介绍生理学实验操作及注意事项，如急性实验中手术操作、动物麻醉技术、动静脉插管技术、神经剥离技术、体外内环境保持技术、药理学实验操作技术等，实验评测以每次实验报告的情况及实验过程中数据的采集为评测标准[2]。在传统的实验课程标准中学生很难发现实验的乐趣，学生只要按部就班就可以完成大纲所要求的实验内容，对学生而言枯燥乏味不具有任何挑战性。
如何利用生理学实验室的平台通过学生间的合作让学生在基础性的教育模块中熟悉科学的实验流程，从而更早地领会生物学研究的实质，并能很好地完成此必修实验课程的教学目的？经过实验教学组的论证，提出了以下假设并将此假设应用到生理学创新实验中。
通过让学生阅读理解文献，在文献背景下结合本门实验课程提出相关问题和假说，并制定出详尽的实验步骤方案论证假说，设计的实验步骤必须能在本实验课程平台范围内完成。学生通过实验学会收集、分析并能提供原始的实验研究数据。创新实验中强调以学生间自由组合小组的方式完成。
2 选题背景介绍
在生理学实验创新模块的开始阶段，鼓励学生选择生理学实验中任意感兴趣的课题进行研究。开始时，学生对此非常感兴趣，但是随着开放式和探究式方法在实验教学中不断发展和应用，发现此种情况下学生研究课题内容过于空洞、缺乏深度。随后，经过论证，实验创新项目逐渐让学生集中在神经与肌肉的问题上，开始几次基础课让学生熟悉神经肌肉的特性和课程背景，为学生构建研究课题和理解概念奠定基础。
3 实验创新课程体系构建