高中电学实验步骤篇1
【关键词】电工测量；教学方法；研究和探讨
1前言
电工测量是学生学习电类专业课程的第一门实验课，对于学生建立良好的电路实验能力非常重要。很多学生做电工实验以前，基本没有做过正规的电工测量，连实际的电路元器件都没有见过。因此，进行电工测量实验时，必须从零教起。现在的实验设备是个组合装置，各种电源、信号源、元器件、电路、测量仪表等都挂在一个实验台上。学生一进实验室，瞬时觉得眼花，不知从那里着手。如何在有限的课时内，指导学生有序的实验，是个非常重要的问题。由于现在的学生数量多，实验室一天要安排多批学生做实验。学生的课时也很多，做完实验后，他们还要赶往其它教学楼上课。再不可能一个一个手把手地教会学生做实验。我们根据多年的实践，探索出了一套行之有效的方法——电工测量的五步教学法，该教学法使学生每做一个实验，必须要经过五个步骤，各个步骤环环相扣，引导学生渐渐深入对实验的理解。
2电工测量的五步教学方法
第一步，预习。我们要求学生在实验前首先要预习所做的实验，并写出该实验的预习报告。没有预习报告，不能做实验。预习报告中必须写明把实验的目的、内容、设备、方法、步骤。通过这个步骤，使学生建立该实验的初步认识。第二步，讲授，在实验开始前通过ppt把实验的目的、内容、设备、方法、步骤讲述给学生听。通过教师的讲授，使学生在做实验之前温习了一遍实验的内容、方法和步骤。通过这个步骤，强化了学生对该实验的认识。第三步，演示。指导老师把部分实验内容演示给学生看。同时介绍本次实验所用的实验设备的正确使用方法、注意事项。通过这个步骤，使学生把该实验的书面知识与实际知识结合起来。让学生有一个感性认识。第四步，指导。观察学生的实验情况，纠正学生的不良习惯。回答学生的提问，视情况向学生提些问题，帮助学生提高实验的认识。通过这个步骤，使学生完成该实验的认识。第五步，报告。我们要求学生在课后撰写实验报告。实验报告除实验过程、实验数据列表、实验数据分析外，还要求学生总结实验经验、分析实验不足，并回答几个相关问题。通过这个步骤，使学生提升对该实验的认识。
3电工测量的教学经验
有些学生会忘了写预习报告。可以采取让课代表提前收取预习报告的办法来解决。如果还是不交，这时必须坚持没有预习报告，不能做实验的要求。让这些不交预习报告的学生课后在预约时间做实验。有些学生的电工常识几乎为零。面对实验装置和器材，不知从何处下手。可以采取让这些零基础的学生在实验室的开放时间，提前进入实验室熟悉有关装置和器材。可以要求学生在熟悉实验室的有关装置和器材后再写预习报告。有些学生在课后不认真撰写实验报告，敷衍了事。必须对这些学生严格批评。警告他们实验不及格，则相应的理论课程也不能通过。
4结语
高中电学实验步骤篇2
关键词：应用型本科院校自动控制原理matlab仿真
Researchontheexperimentalteachingofautomaticcontroltheoryintheapplication-orienteduniversities
ZhaoHaifeng
Xuzhouinstituteoftechnology，Xuzhou，221111，China
abstract：accordingtothecharacteristicsoftheautomaticcontroltheorycourseintheapplication-orienteduniversities，anexperimentalteachingmethodwhichcombinedmatLaBsimulationwithexperimentboxwasproposed.inadditionthedevelopmentwascarriedonbasedonthebasicexperiments.theteachingpracticeshowsthattheinterestofstudentsinlearningisincreasedandtheimportantconcepts，principlesandmethodsoftheautomaticcontroltheoryareunderstoodbetterthroughcontrastingsimulationexperimentresultswiththeimitationresults.
Keywords：application-orienteduniversities；automaticcontroltheory；matlab；simulation
自动控制原理是我校电气工程及其自动化专业的一门专业必修课，也是进一步学习和研究其他控制理论的先行课程。自动控制原理主要内容包括：自动控制理论的发展简史和自动控制系统的一般概念、自动控制系统的一般表示方法和数学模型、三种常用分析方法（包括时域分析法、根轨迹法、频域法）的基本概念、基本原理及其应用、线性定常系统的设计等[1]。学生对自动控制原理的掌握程度，直接影响到计算机控制技术、调速技术等课程的学习，在电气工程及其自动化专业课程体系中占有极其重要的地位。本课程的教学目的与任务在于通过学习使学生掌握自动控制系统的工作原理、系统数学模型的建立、系统性能的分析方法以及改善系统性能的途径，从而为学生今后的学习和工作打下基础。但由于自动控制原理内容抽象，含有大量的数学公式推导以及图表曲线，系统性强，学生普遍反映该课程比较难学，期末考试通过率较低。
我校作为应用型本科院校，与研究型本科院校不同，不要求学生掌握烦琐理论公式的推导与证明，而是注重理论与实际相结合，培养学生工程实践能力。因此，相比理论教学环节，实验教学环节显得更为重要。为了有效提高实验教学质量，提出了实验箱模拟与matlab仿真相结合的实验教学方法，并在基本实验内容的基础上对其进行了拓展。
1自动控制原理实验箱模拟
目前国内各高校在自动控制原理实验教学环节中大多采用了自动控制原理实验箱，以提高学生的动手能力[2]。我院所使用的eL-at-iii型自动控制原理实验箱面板如图1所示。实验箱面板主要包括：八组实验模块、二极管、电阻、电容区、a/D、D/a卡输入输出模块、电源模块以及变阻箱、变容箱模块。
图1自动控制原理实验箱面板示意图
eL-at-iii型自动控制原理实验箱的基本原理是采用复合网络法模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络与反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节相连，便可得到相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线，通过简单计算便可获得系统动态与稳态性能指标。通过自动控制原理实验箱模拟实验，有利于学生进一步掌握系统模拟电路的构成。
笔者以编号为S05203302的“二阶系统阶跃响应”为例。本实验的主要目的在于研究二阶系统特征参数：阻尼比和无阻尼自然振荡频率对系统动态性能的影响，分析阻尼比和无阻尼自然振荡频率与最大超调量和调节时间之间的关系。在本实验中，自动控制原理实验箱模拟实验的具体步骤如下：
步骤1：连接被测量典型环节的模拟电路。如图1所示，电路的输入U1接a/D及D/a卡的Da1输出，电路的输出U2接a/D和D/a卡的aD1输入，将两个积分电容的两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。
步骤2：启动计算机，运行软件。
步骤3：测查USB线是否连接好。按F1键并在实验项目下拉框中选中任一实验，按F5键并在弹出的参数设置对话框中设置参数，然后按确定按钮。如果此时无警告对话框出现，则表示通信正常，如果出现警告，则表示通信不正常，需首先找出原因，使通信正常后方可继续进行实验。
步骤4：在实验项目的下拉菜单中选择实验“二阶系统阶跃响应”，按F5键弹出实验参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后，用鼠标单击确认，等待屏幕的显示区显示实验结果。
步骤5：根据式（1）由显示的波形计算最大超调量以及调节时间的数值，并与理论值比较，保存系统动态响应曲线。
（1）
步骤6：改变系统参数，进一步分析研究参数对系统性能的影响。
2matlab仿真
作为目前国际控制界最流行的仿真语言，matlab可提供丰富的矩阵处理功能，可方便设计控制系统[3]。仍以“二阶系统阶跃响应”为例，matlab仿真实验的具体步骤如下：
步骤1：利用函数tF建立系统传递函数模型。tF调用格式为sys=tf（num，den），其中num为传递函数分子系数向量，den为传递函数分母系数向量。
步骤2：利用函数Step求二阶系统阶跃响应。Step调用格式为：y=step（num，den，t），其中t为选定的仿真时间向量，y为系统在仿真时刻各个输出所组成的矩阵。
步骤3：根据y与t，利用matlab编程计算二阶系统阶跃响应的动态性能指标：超调量、调节时间、峰值时间、延迟时间、上升时间。
步骤4：在同一张Figure中，利用matlab编程绘制不同阻尼比对应的典型二阶系统单位阶跃响应曲线以及不同无阻尼自然振荡频率对应的典型二阶系统单位阶跃响应曲线，总结归纳相关结论。
步骤5：对比自动控制原理实验箱模拟实验结果与matlab仿真实验结果，总结归纳相关结论。
3实验教学内容拓展
学生完成基本实验内容之后，可在任课教师指导下，对其进行拓展。仍以“二阶系统阶跃响应”为例，完成上述实验内容后，可指导学生通过matlab编程，分别实现比例—微分控制和输出量的微分反馈控制（如图2所示），以改善二阶系统响应特性。其中比例—微分控制是在二阶系统前向通道中加入了比例—微分环节（td为微分系数），而输出量的微分反馈控制是将输出量的微分信号采用负反馈的形式，反馈到输入端并与误差信号相比较（Kt为微分反馈系数）。
比例-微分控制输出量的微分反馈控制
图2改善二阶系统响应特性的两种常用方法
为了便于学生验证自己所编写程序的准确性，任课教师可提供比例—微分控制前后系统阶跃响应曲线（如图3所示）。任课教师指导学生通过matlab编程计算，定量分析两种常用方法对二阶系统响应特性的改善，并尝试分析定性所得结论。
图3比例-微分控制前后系统阶跃响应曲线
4结束语
为了提高学生学习自动控制原理的兴趣，加深对自动控制原理重要概念、原理、方法的理解与掌握，针对应用型本科院校自动控制原理的课程特点，提出了自动控制原理实验箱模拟与matlab仿真相结合的实验教学方法，并在基本实验内容的基础上对其进行了拓展。教学实践验证了方法的有效性。
参考文献
[1]刘丁.自动控制理论[m].北京：机械工业出版社，2013.
高中电学实验步骤篇3
随着新课改的不断推进与深入，素质教育逐渐被广大教育工作者认可。而化学是一门以实验为主要探究方式的学科，一般是通过教师的演示实验来使学生获得知识，并组织学生亲自操作实验，将教材中的知识具体化，在激发学生学习兴趣的同时，培养学生各种能力。
关键词：
化学实验；动手操作能力；培养策略
实验作为高中化学教学中最重要的组成部分，实验教学在提高学生动手操作能力方面具有十分重要的作用。强化高中化学实验教学，提高学生的动手操作能力，从而使学生在轻松愉快的学习氛围中增加自己的知识储备，这在一定程度上有助于提高教学质量。本文就如何在化学实验教学中提高学生的动手操作能力展开讨论，最终提出有针对性的建议。
一、化学实验生活化
兴趣是学习的动力，要想让学生真正参与到教学实验中，教师就要先激发学生对实验的兴趣，从而让学生了解化学实验的魅力。如果学生可以将抽象的化学理论知识转变为具体的实际生活，那么学生就可以运用所学的化学知识解决实际问题。这样的教学模式可以使学生富有激情地投入到化学实验学习中，从而培养学生的动手操作能力。例如，在学习《制作燃料电池》化学实验时，为了激发学生的学习兴趣，教师可以按照提前讲解的实验步骤和各项注意事项来事先设计合理的实验方案，并选择合理科学的实验仪器，自主完成制作燃料电池的实验。然后，以小组的形式进行讨论，并设计自己的实验，得出相关的实验结果。为了使学生明白燃料电池与生活的密切联系，可以让学生说出家中普通的生活电池，以及电池的用途等，再引出燃料电池在军事中的应用，从而让学生了解燃料电池与生活有着紧密的联系。
二、有效运用教师的演示实验
在高中的化学实验教学过程中，我们可以发现，教师的演示实验在整个实验教学中起着举足轻重的作用。然而，在传统的高中化学实验教学模式中，教师将全部的精力都投入到自身的演示实验中，特别强调了自己的作用。新课改明确指出，素质教育要以学生为学习主体，教师是教学主导，传统的高中化学实验教学模式会使学生失去实验的兴趣，从而造成教师在台上讲，学生在台下玩的现象。在教师完成整个实验操作步骤之后，学生也只是按照自己最初的理解进行实验，忽视了实验教学的本质。这样学生不会真正参与到实验教学中，不能充分调动学生的参与积极性，学生的化学实验动手操作能力便得不到提高。教师应从学生的实际情况出发，给不同的学生制订不同的教学计划，设计不同的实验，从而使学生全部参与到实验操作中，活跃化学实验课堂氛围，提高学生的动手操作能力。例如，在学习《蛋白质的性质》时，教师在具体的演示实验过程中，将淀粉加入蒸馏水中，让学生观察此时淀粉是否会溶解。通过演示实验，学生就可以掌握一般仪器的具体使用方法以及操作步骤。学生通过观察教师演示实验，在自己做实验时会更加顺利。学生做实验时，可能会遇到一些困难，教师可以在一旁指导，在达到教学目的的同时，在一定程度上提高了学生的动手操作能力。
三、重视学生的探究实验
在高中化学实验教学过程中，教师要明确学生的主体地位、教师的主导地位，从而在一定程度上使学生进行自主探究实验。在实验正式操作之前，教师让学生自行对仪器、药品进行检查，从而在一定程度上判断学生对实验的目的、步骤、注意事项是否掌握。当学生第一次做该类化学实验时，教师应该给学生详细地讲解化学实验步骤、用途等化学知识。在具体的实验操作过程中，教师应该在学生中巡查，对于遇到问题的学生及时进行指导，从而纠正学生在操作过程中遇到的不规范步骤，例如，严禁学生用手去拿刚刚加热过的试管。这样的实验操作可以使不同层次的学生掌握化学实验步骤，并熟练掌握化学实验的操作，提高全体学生的化学实验动手操作能力。在所有实验结束之后，教师要引导学生对实验器材、药品进行整理，并布置相关的实验作业，让学生巩固课堂知识。
总而言之，高中化学实验作为实验教学中的重要组成部分，教师要将演示实验以及学生实际操作实验教学相结合，并在一定程度上将抽象的化学理论知识转换为生动形象、容易理解的化学知识，这是学生快速获取化学知识的有效途径，也是提高学生高中化学动手操作能力的有效途径。在实际教学过程中，教师要将化学实验与实际生活进行结合，从而激发学生的学习兴趣，并重视教师的演示实验，与学生的动手实验相结合，从而调动学生的积极性，并尊重学生的主体学习地位，在具体实验过程中培养学生的动手操作能力。
作者：丁向阳单位：江苏省睢宁县凌城中学
参考文献：
高中电学实验步骤篇4
由于实验设计是较高的能力要求，除要具备一定的知识基础外，还需要具有一定的创造能力。所设计的实验是建立在科学的基础上的，还应具有一定的观察和发现问题的能力。因此这一类考查考生综合分析能力的题型在高考实验复习中显得尤为突出，也是令学生非常头痛的。下面结合本人两年来如何进行高三实验设计复习的实践，谈一点自己的体会。
一、什么是实验设计
所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。一个完整的实验设计过程包括5个环节。发现问题、提出问题、实验设计（包括假说和预期的结论）、实验实施、结论（包括推导和运用结论）。其中实验设计是联系问题和结论的必要桥梁。
二、实验设计的基本原则
1）科学性原则
指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。2）平行重复性原则
平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的 3）单一变量原则
有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，不论有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；二是确保“单一变量”的操作规范，实验操作中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。4）对照原则对照的目的在于削除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照，又排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型。
a.空白对照
指不做任何实验处理的对象组。B.自身对照
实验与对照在同一对象上进行，不设对照组。C.条件对照
虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。D.相互对照
指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。
三、实验设计的方法
一个比较完整的实验设计方案，一般包括这样几方面的内容：1）实验题目的确定；2）提出假说；3）设计实验方法和步骤；4）提出实验的预期结果；5）要观察和搜集的数据及方法。书写实验设计方案通常包括：“实验课题”、“实验假说”、“实验预期”、“实验目的要求”、“实验方法类型”、“实验对照类型”、“实验材料用具”、“实验方法步骤”和“实验结论与讨论”等项目。而在中学生物课本的实验指导中，实验假说和实验预期大都隐含在“实验原理”中。实验方法类型、实验对照类型则一般隐含在“方法步骤”中。
因此在实验设计中可以从以下几个方面去考虑：1）明确实验目的，即需要验证的生物学事实；2）严格遵守实验原理，实验所依据的科学原理，涉及到的生物学及相关学科的方法和原理；3）恰当选择实验对象，选择最能体现此生物学事实的具体对象，如细胞、组织、器官或生物个体；4）细心注意对实验条件、材料用具和装置的理化条件和生物学方法处理后，认真研究实验装置设计的严密性和合理性；5）合理设计实验步骤，要注意实验步骤的关联性和延续性，实验操作的程序性；6）精心设置对照组实验，控制和消除无关变量对实验结果的影响；7）提出假设条件，预测结果，假设是对可见现象作出可以检测的解释，假设的成立与否依赖证据（预测结果符合事实或实现则假设成立；反之则假设不成立）；8）仔细观察实验现象，详细记录实验结果，只考虑单一实验变量对结果的影响；9）认真分析原因，全面讨论结果，无论实验成功与否都要分析原因，对实验要进行多角度、全方位的分析讨论。
四、实验设计的实例分析
例1(广东、河南高考题)为证实"二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料"，某同学制订了下列实验方案：
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯naoH溶液，密封不漏气。
将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。
饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
取一叶片，放人盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。
该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。
误解对该实验方案的分析片面或缺乏必要的实验分析能力而误答。
诊断错因：忽视了平时的生物实验操作和训练。正确思路：实验中无对照实验；实验中不能用红色安全灯，因为色素能够吸收红光，进行光合作用，影响实验结果；淀粉遇碘变蓝是淀粉等特有的颜色反应，而不是葡萄糖的颜色反应。鉴定还原糖(葡萄糖)的存在应用的试剂是班氏试剂。
正确答案是：(1)实验步骤中暗室内用"红色安全灯"是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)；(2)实验步骤⑤中的"葡萄糖"是错误的，改为淀粉；(3)未设对照。对照的作法是：a．装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替naoH溶液。b．将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。c．重复题干中的步骤。d．重复改正后的题干中的步骤。
需要注意的是：对于实验分析要求从以下几个方面进行：科学性和严谨性。主要指实验设计必须有充分的科学依据，在某些实验中要有对照实验。实验条件的一致性和可重复性。在实验中除要设计的变量外，其他条件都要一致，并且一个实验不能只看一次的结果，必须有足够的实验次数，才能判断出实验结果的可靠性。实验器材的选择。实验中材料用具的选择是非常重要的，要根据实验所提出的问题和要求，联系命题者所提供的器材，准确判断和筛选实验所需的用具及材料。准确表达实验结果和进行数据处理。
例2（2003全国高考理综试卷非选择题27题）将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧的一对脊神经根（包含一个背根和一个腹根，图略）。分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。以已知背根含有传入神经，腹根含有付出神经，背根与腹根合并成脊神经。
请根据上述提供的实验材料（实验用具自选）设计实验步骤，并预测实验结果，以分别验证背根具有传入功能，腹根具有传出功能。
答案：实验步骤1：在背根中央处剪断（或用阻断），分别电刺激背根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应。预期结果：电刺激背根向中段应发生蛙后肢运动反应，电刺激背根外周段不发生反应，说明背根具有传入功能。
实验步骤2：在腹根中央处剪断（或用阻断），分别电刺激腹根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应。预期结果：电刺激腹根向中段不发生反应，电刺激腹根外周段就发生后肢运动反应，说明腹根具有传出功能。
例3、现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。
材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等
方法步骤：
可能的实验结果及相应的结论：
（参考答案方法步骤：向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中。将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。可能的实验结果及相应的结论：有光组萌发，无光组也萌发(或答发芽率差异不显著)，该种植物的种子萌发不受光的影响。有光组萌发，无光组不萌发(或答有光组发芽率高于无光组，差异显著)，光是该种植物种子萌发的必要条件之一。有光组不萌发，无光组萌发(或答无光组发芽率高于有光组，差异显著)，光抑制该种植物种子的萌发。
高中电学实验步骤篇5
【关键词】电子类专业实验课课前预习实验项目演示实验数据整理
电子类专业实验教学尤其重要，通过实验课，学生不但能学到理论课所学不到的东西，而且能促进对理论知识的理解。一名教师要上好实验课，首先需要端正态度，从思想上予以重视。实验教学一般是验证所学理论，考查学生对实验设备的使用情况，以及理论知识在实际电路中的应用情况，在实验课程中帮助学生解决设备调试问题、实验操作问题以及在实验过程中遇到的困惑。上好一堂实验课要做到以下几点。
一、做好课前预习和实验设备课前准备
电子类专业实验课程有验证性实验，有设计性实验，还有综合性实验。验证性实验能够验证理论的正确与否，但更主要的是通过实验，使学生掌握实验的技能，培养学生观察问题、提出问题、分析问题及解决问题的能力。做好实验必须要做好预习。预习主要解决以下问题。
（一）弄懂实验原理，搞清实验目的。本实验要验证什么，培养什么技能，把原理搞清楚，把方法搞明白。
（二）弄清实验操作的步骤和需要在实验中测量的项目。如实验的主要步骤，步骤的先后顺序，步骤中怎样运用实验原理，每步操作所要获得的结果（数据、图像），具体的表格可事先画好；在本实验的基础上还可以做哪些创新型的实验。
（三）熟悉本实验中需要仪器的情况。熟悉实验中要用到的仪器、测量仪器的使用方法以及技术参数。一些陈旧的实验设备与新的实验设备在使用方法上有所不同。
（四）本实验中应该注意的事项。实验教材或讲义与具体实验情况的对照，找出共同之处和差异所在，等等。
（五）书写预习报告。通过书写预习报告来强化对本次实验的预习。
二、实验内容授课与实验步骤
实验教师要对本次实验的内容进行讲解，让学生理解知识点在实验课程中的具体应用，学生在上课过程中不理解的知识点具体讲解，适当培养学生的自学能力。
三、实验项目演示与实验现场问题解答
实验演示过程需遵守相应的实验顺序，特别是将前一步的实验结果作为下一步的实验输出。
（一）正式实验开始前的准备。特别要注意讲义上和实际实验电路中不同的东西。我们的实验一般都与电打交道，所以要特别注意实验安全。
（二）仪器使用。任何一台实验仪器都有操作说明，先看操作说明再进行测量等，特别强调操作注意事项。
（三）按照实验步骤测量数据，观察现象要细致，实事求是。实验数据的真实性反映操作者的实验成败，对于存在疑问的操作数据要进行合理的分析，比如实验设备误差、人为误差等。
（四）实验故障排查。实验中遇到的故障情况五花八门，正是在故障排除中，学生才学到了本领。对于实验中所犯的错误，要善于总结，弄清楚原因，说不定会有更大的收获。
（五）掌握技巧，熟能生巧。电路的连接以及设计方法是很多的，在实验过程中要不断尝试，追求创新，熟练掌握电路设计技巧。
四、实验数据的整理与实验报告的书写
实验报告的内容包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容、实验数据记录与处理、实验结论等。实验目的、实验原理、实验仪器在实验讲义中一般都有，也可以用简明扼要的语句概括。实验内容包括具体的实验项目知识点与实验操作步骤以及注意事项。实验数据的记录要求准确，对实验数据进行合理的分析。一般的实验项目都是验证性实验，可以通过理论来分析数据的准确性。实验结论非常重要，在实验过程中遇到的问题以及解决方法等都需要记录下来。
五、开设综合性与设计性的实验，培养学生的综合素质
高校的实验课程不仅仅是让学生完成验证性实验，还应开放综合性与设计性的实验项目。综合性和设计性实验有利于提高学生的科学素质和人文素质，培养学生的创新精神和实践能力。通过综合性、设计性实验，学生可以更好地掌握实验原理、操作方法、实验步骤和实验内容，全面了解仪器设备的性能并正确地使用仪器，提高分析问题和解决问题的能力，培养创新思维、实际动手能力和驾驭知识的能力，培养实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风、相互协作的团队精神以及勇于开拓的创新意识。
综合性实验是结合本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验，一般可以在一门课程的一个循环之后开设，也可以在几门课程之后安排一次有一定规模的、时间较长的实验。设计性实验是教师给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。在进行综合性实验与设计性实验时，教师要与学生积极配合，指导学生进行实验方案的设计、选择以及实现，以提高学生的综合素质的提高。
六、结束语
实验教学对理工科学生学习掌握技术性专业知识尤为重要，能够提高学生在实验实践过程中的动手能力等。教师在注重理论验证性实验时，不可小视综合性设计性实验对学生能力的提升作用。
【参考文献】
[1]王连飞.电工电子实验指导书[m].北京：北京大学出版社，2010.
高中电学实验步骤篇6
关键词：电工电子实验；逆向教学法；教学改革；教学实例
作者简介：华一村（1988-），女，浙江苍南人，东华大学信息科学与技术学院，助理实验师；燕帅（1988-），男，天津人，东华大学信息科学与技术学院，助理实验师。（上海201620）
中图分类号：G642.423文献标识码：a文章编号：1007-0079（2014）09-0121-02
电工电子实验教学是高校工科学生重要的实践教学环节。[1-2]学生通过验证性实验加深对电工电子技术理论知识的理解和记忆，通过提高性实验环节将理论知识灵活应用于解决实际问题，活学活用，将死记硬背转换成真正学为所用。
世界上许多国家都十分重视实验教学，例如美国要求培养“创新人才”，[3-5]日本要求培养“国际化人才”，[6-7]原苏联要求培养“博学专家”等，[8]各国家在培养计划中都强化了实践教学环节，实践课的学时数一般不低于40学时。[8]
随着我国社会主义市场经济的迅速发展，大学毕业生面临着技术人才市场的检验。[9]对毕业大学生的跟踪调查表明，[10-11]社会上普遍认为当代的大学毕业生大都属于知识累积型人才，往往实际工作能力较差，“高分低能”的现象比较普遍。而实验教学使学生更直接地接触运用科学技术解决实际问题的过程，这对学生走出校门后能较快地适应社会形势要求有积极的作用。[12-13]
笔者所在的电工电子实验中心是东华大学电学基础实验的教学基地，是培养工科学生电学基本实践能力的重要场所。目前实验中心设有电路电子实验室5个、eDa机房2个、技能训练室2个，承担着全校工科类专业学生的电学实验和电子工艺实习任务，以及信息学院本科4个专业学生电类基础课程的实验教学任务。其中电工电子实验课面向的学生对象专业范围最广。如何调动不同专业背景学生的实验学习热情，培养学生的实践能力，提高学生的综合素质，成为教师们探索的重要问题。
本文提出将“逆向教学法”应用于电工电子实验教学，力图通过逆向思维与逆向教学模式提高学生的学习主动性，优化教学效果，降低遗忘率。
一、传统教学法与逆向教学法
1.实验课的传统教学法
传统教学法的教学过程基本上都是按照实验教材所描述的实验目的、实验原理、实验内容和步骤、实验报告要求的顺序进行，教师除了照本宣科外，就是重点对仪器的操作步骤和注意事项进行补充，实验教学程序一般遵循“实验仪器简介及操作方法，实验步骤，最终检查内容”的程式，如图1所示。
这样的实验课让学生觉得做实验是一个被动的过程，学生只会按照教师的讲解和实验教材所描述的实验步骤一步一步机械地完成实验，为了做实验而做实验，对仪器的操作也大都处于知其然不知其所以然的状态。因此，学生对教师和实验教材的依赖性大，对各类实验缺乏兴趣，得过且过，有不少学生觉得实验“枯燥、麻烦”，剽窃他人实验成果、抄袭他人实验报告等违纪行为时有发生。据调查，在传统的实验教学模式下培养的学生在毕业时对所做实验的遗忘率达55%。[8]
可以看出，传统实验教学模式压抑了学生的主动性和创新性，与实验本身的作用大相径庭，使实验本身的功能难以体现。
2.实验课的逆向教学法
本文提出的逆向教学法主张将以“目的为达目的采取的方法步骤”的逆向思路带领学生一步步有目的性、方向性、自主性地完成实验。运用逆向教学法的实验教学程序如图2所示。
实验课的逆向教学法可分为两部分：贯穿于整节实验课的教学法和每个小知识点的逆向教学法。
从贯穿于整节课的教学法上看，逆向教学法主张先告诉学生为什么要做这个实验，了解该实验电路在实际生活中的应用，找到实验的最终“目的”，再围绕该目的展开实现该目标的“方法步骤”，即了解电路原理，搭建实验电路，测试电路功能。
从每个小知识点的教学思路上看，逆向教学法主张以逆向思路引导学生有目的性地学习每个知识点，有目的性地完成每一步实验操作。
二、逆向教学法教学实例
“共发射极单管交流放大电路实验”是电工电子实验系列课程中比较有难度的一个实验。该节课的难点在于将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器这三种本来就比较复杂、难于操作的仪器配合使用，以观察和测量三极管的放大作用。在讲解该难点时，笔者遵循“目的为了达到目的采用的方法”的逆向教学思路，一步步引导学生掌握知识点。首先给同学们展示电路原理图，如图3所示。
通过教师口述和ppt展示的教学方法，以目的驱动动作的逆向思路引导学生掌握实验，让学生觉得自己做的每一件事情都是有意义的，有明确目标的，提高了学生的主动性。
三、结语
教学实践证明，以逆向教学法教学的实验课更能激发学生的兴趣，集中学生的注意力，让学生成为实验的主人，知道为什么实验，知道怎么做实验，是电工电子实验教学改革的一种有益尝试。
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高中电学实验步骤篇7
关键词：电子技术综合设计；发展；质量提升；实践教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2016）47-0206-02
电子技术综合设计实践教学是一门综合实践课程，是学生学习电子技术相关课程重要的实践教学环节之一，于2005年被我校写入电子信息工程专业人才培养方案，2013年修订人才培养方案时提出改革。该环节单独设课，实施是以学生团队的形势完成实际的电子产品设计，达到了解电子工程项目开发和研制流程，理解方案论证，设计调试等过程，掌握电子系统的设计和调试方法，重点是培养学生对所学理论知识的融会贯通，提高综合应用能力、创新能力和动手能力，使学生具备运用电子技术基础知识设计电路系统，创造性解决实际问题的能力。
一、电子技术综合设计现状
1.电子技术综合设计实践教学在大二第二学期期末开设，为期2周，是在学生学习了电路、模拟电路、数字电路、高频电子线路等课程后开设的一门综合性电子设计类实践训练课程。学生通过大二第一学期期末焊接和装配收音机的电工电子工艺实习，已经具备了一定的焊接和装配基础。
2.在2013版人才培养方案中，专业目标是培养学生的创新能力和动手能力，训练工程实践能力，解决设计电子产品实际问题的能力。因此，课程开设了很多实践环节，但是实践环节中综合性、设计性题目较少，不能很好地培养学生的综合实践能力，尤其是电子技术综合设计实践环节仅仅停留在仿真阶段。针对该环节中存在的问题，提出关于电子技术综合设计实践课程的教学改革，关于其发展与质量提升方法的研究。
二、发展与质量提升方法的研究
1.强化基础，抓好电子工艺实习质量。在电子综合设计实践教学环节前一学期开设电子工艺实习，通过实际制作组装Fm收音机以及万用表等电子产品，了解整体电路的调试方法，熟悉完成电子产品的全过程。通过这一过程，让学生掌握基本电子元器件的识别和测量方法，焊接等技术。
2.利用好社团组织，定期培训。我院成立电子爱好者协会，该协会定期开展培训，针对各级学生本学期开设的相关课程开展相应的培训。大二的学生在第三、四学期将针对模拟电路、数字电路的相关内容进行培训。由于在理论课程开设的过程中，大部分实验都是验证性的，这些验证性的实验仅仅是巩固了相关理论知识，提高了部分学生的实验操作能力。为了提高学生对专业的兴趣，提高学生的动手能力，在培训的过程中，开设模拟电路与数字电路等专业基础课相关的设计性实验、综合性实验。通过综合性与设计性的实验，完成具有一定功能的小系统电路，实现电路系统设计，培养学生具备小系统电路的设计、安装、调试能力。通过在社团中定期培训，完成综合性实验项目和设计性实验，达到对学生实验技能和实验方法的综合训练，以及提高学生自行设计实验方案、独立解决实际问题的能力和对实验结果的总结能力。例如开设电源设计、楼道延时开关设计、信号源设计、信号获取与处理等设计性实验项目的培训，结束后布置相关任务。
3.开放实验室，为学生提供实验场地、基本实验仪器，并安排高年级学生以及教师进行指导。我院的“创新实验室”以及大学的“电子创新实验室”均为学生们准备了电烙铁、万用表、信号源、示波器等基本实验设备，设有开放元件库，学生们通过实验教师或学生管理者可直接使用常用电子元器件。为学生们自主完成综合设计提供了便利条件。“电子创新实验室”采取开放式的管理模式，由学生完成日常管理。学生在实验课堂上完成了规定的实验项目后，掌握了一定的实验方法和技能，通过参加社团的定期培训，可以利用开放实验室的仪器和设备，进行更深一步的实验研究和电路设计，主要用来完成社团培训制定的任务或综合性、设计性实验，以及学生参加的校级SRp计划项目和国家大学生创新创业计划项目。
4.提高实训题目、内容的质量[1，2]。制定设计内容选取电子信息领域内的前沿课题，结合近年电子竞赛相关方向的题目。每年的题目必须有所更新，既可以避免学生抄袭，又有利于培养学生的创新能力。
5.有序的实践安排[3]结合实施步骤的细化。在实施该实践环节过程中，通过以下步骤完成设计：题目选取、方案选择、电路设计、电路仿真、元器件参数确定、电路板制作与电路焊接、电路调试、设计报告撰写、课程设计答辩，共9个步骤。在实践过程中，每一步均要由指导教师认可后，方可进行下一个步骤。既便于指导教师的过程管理，也为整体设计提供了保证。实践过程有序步骤，如表1所示。
6.实践过程、结果考核同等抓[4]。为了提高学生的积极主动性，在实践环节中，以学生为主体，指导教师的角色定位在“引导”与“督促”。在完成每一步中，教师与学生所起的作用如表1所示。
严把过程管理，当然，结果考核同等重要，验收时设计报告格式与内容必须合乎规范；答辩时，每一个学生答辩问题均不同。例如：设计方案的优点与不足、某一单元模块电路的元器件参数选择、测量等问题。不仅仅只局限于理论知识点的问答，通过这些问题，考查学生自主完成设计的能力，考查学生使用测量仪器和设备的能力，以及独立解决设计中出现的“难题”。
三、结束语
1.根据2013版人才培养方案制定的该实践教学环节的培养目标，培养学生分析问题、正确判断和解决问题能力。采用团队方式，完成实际的电子产品制作。通过细化的具体实施步骤，保证实践环节中学生的主体角色任务较好的完成，提高学生的积极性与主动性，通过教师的引导与督促，提高实践过程的管理质量。
2.在实践的过程中，注重“以学生为中心的学习方式”，以项目形式完成一项任务，并仿照电子设计大赛中以书面的形式总结完成任务的过程和结果。整个实践过程以学生为中心，以问题为导向，致力于提高学生的实践能力、表达能力、管理能力等。
3.在本次改革中，提出了如何更好地发展电子技术综合设计以及提升质量的方法，学生个人能力得到发挥，提高了本专业学生的设计电路、调试电路的实践技能；提高了学生学习本专业的兴趣；促进了本专业学生第二课堂的发展，例如学生参加校级SRp和国家大学生创新创业项目的数量以及质量都有所提高，学生参加大学生电子类竞赛成绩均有所提高。
参考文献：
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高中电学实验步骤篇8
关键词：pLC设计步骤编程技巧
可编程控制器是以微处理器为基础的新型工业控制装置，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各类机械或生产过程。梯形图程序设计是可编控制器应用中最关键的问题，也是高职学生难以掌握和接受的问题，在教学当中总是会有许多学生遇到pLC程序设计时无从下手的问题。其实只要掌握方法，理清每个控制系统的设计思路，再难的设计项目也能设计出来。我结合教学经验谈谈pLC教学中的程序设计技巧。
一、程序设计步骤
1.分析被控对象及控制工艺要求，确定控制方案，确定系统外部输入设备和输出设备的个数，以确定pLC的i/o点数。
2.对系统进行端口分配，并画出pLC的i/o接线图。
3.编写梯形图。
4.将梯形图转换成指令表后传送到pLC控制装置，并根据端口分配连好外部接线。
5.对程序进行修改和调试，直到满足控制要求。
以上是pLC控制系统设计的步骤，学生往往不按这样的步骤来执行，常常导致端口与程序中的编程元件不对应。其中梯形图的设计是系统程序设计的重点，也是学生难以掌握的难点，下面就以上pLC程序设计步骤结合三菱的控制案例进行pLC程序设计技巧的说明。
二、系统设计案例说明
1.液体混合控制控制要求
（1）按下启动按钮后，电磁阀Y1、Y2打开，注入液体a与B，液面高度为L2时（此时L2和L3均为on），停止注入（Yi、Y2为oFF）；同时开启液体C的电磁阀Y3（Y3为on），注入液体C，当液面升至L1时（L1为on），停止注入（Y3为oFF）；并同时开启搅拌机m，搅拌时间为10s，之后自动开始加热，当温度达到要求时（手动操作），电磁阀Y4开启（on），排出液体，当液面高度降至L3时（L3为oFF），再延时5s，Y4关闭。接着，电磁阀Y1、Y2打开，重新注入液体a与B，如此循环动作，直到按下停止按钮。
（2）按下停止按钮后，系统完成当前的操作后，停止在初始状态，按启动按钮后可以重新开始工作。
（3）当Y1、Y2及Y3阀门分别得电30s后，液面仍没有变化，表明Y1、Y2和Y3出现故障，这时要求指示灯HL1、HL2分别闪烁报警，5s后将系统立即关闭停止报警并回到初始状态。
2.设计原理分析
为了用pLC控制器来实现任务，pLC需要6个输入点，8个输出点，输入输出点分配如下。
（1）端口分配。端口分配对于初学者来说是一个难点，他们往往对输入和输出设备分不清楚，其实只要记住输入只是控制系统得以运行的条件就可以了。有开关量和模拟量，常见的设备有：按钮、开关、行程开关、限位开关、光电开关、液位继电器、压力继电器等。而输出就是控制系统控制过程当中的一些动作，常见的设备有控制电机的接触器、电磁阀、信号指示灯、蜂鸣器、加热器等。只有端口分配完成并正确之后，我们才可以利用pLC内的编程元件对控制系统进行完整的控制。本例的端口分配表如下：
根据以上端口分配设计出相应的外部i/o接线图即可进行外部接线。
（2）梯形图设计。pLC程序设计的方法很多，但我们教学当中常用的就是经验设计法和顺序功能图的设计方法。其中经验设计法是在典型电路的基础上面进行修改而达到控制要求的方法，故这种方法具有很大的试探性和随意性，通常用于简单控制系统的设计。而顺序功能图的设计法是按照控制系统工艺流程，用转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制pLC的各输出继电器的设计方法。这种设计方法对于设计复杂的控制系统比较简单，容易被学生所接受。
此实例根据控制要求的分析，这是一个典型的混合物生产工艺过程，可采用顺序功能图来设计，但是其中有一些特殊的情况，如在控制过程当中需要按停止按钮，而系统必须要等加工过程全部完成才能停止运行；出现系统故障时要灯光闪烁报警等问题。我们可以采用经验设计法来结合实现。
①第一步顺序功能图设计。根据控制要求（1），首先将液体混合装置进行混合的这个工作周期分成注aB液体、注C液体、搅拌、加热、排出液体、延时排液等6个阶段完成，再加上初始步骤，一共有7步完成，这个我们可以采用顺序功能图的单序列列出。但控制要求（3）有注a、B液体和C液体故障时分别闪烁报警延时返回的两种特殊情况，故有二条支路返回，从而构成了选择序列顺序功能图。再找到每个步之间的转换条件，根据液体混合过程当中转换实现的条件和转换要完成的操作的内容，设计出顺序功能图。以下是采用S编程的步进设计法来实现的，只要将该顺序功能图转换成步进梯形图即可。
②经验设计法设计系统停止电路和闪烁电路。在控制要求中，停止按钮X4的按下并不是按顺序进行的，在任何时候都可能按下停止按钮，而且不管什么时候按下停止按钮都要等到当前工作周期结束后才能响应。而停止按钮X4的操作不能在顺序功能图中直接反映出来，因为停止按钮是瞬时信号，必须采用具有记忆功能的电路将该停止停号保存起来，故这里采用了m0的自锁电路（梯形图如下），可以用m0的常开常闭触点间接表示出来。如果系统中要求按下停止按钮后立即停止，按下启动按钮后能从该步运行的话，也可采用此电路中的m0的常闭触点与每步的步进触点相连即可实现此功能。
系统中的闪烁电路可以在闪烁步骤中串入pLC内部提供的时钟脉冲特殊辅助继电器常开触点m8013来实现。
③编写梯形图。将①的顺序功能图转换成步进的梯形图，再将②的梯形图放到1的梯形图的前面，这样，顺序设计法和经验设计法设计的梯形图就有机的结合在一起共同实现混合液体装置的控制过程。我们常常会碰到类似的复杂系统，往往用一种方法不能实现控制要求，我们不妨采用顺序功能图与经验设计结合的方法来实现。
（4）接线并运行调试。在编程软件上画出梯形图并传送入pLC内部，根据端口分配连接好外部接线。按控制要求顺序进行调试和修改，直到系统功能得以实现。
三、结语
本文结合pLC控制系统的设计步骤对pLC程序设计进行了大概的分析，教会初学者掌握程序设计的基本设计思路，在混合液体装置的梯形图设计中，合理地采用了学生易接受的顺序控制设计法和经验设计法结合的设计方法，使设计程序更完善、更简单、直观。虽然这只是pLC教学众多实例中的一个，但它具有代表性，包含了pLC教学当中程序设计的全过程及常用设计方法。通过这个实例起到举一反三、触类旁通的作用，帮助初学者克服pLC程序设计难题，全面提高设计能力。
参考文献：
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高中电学实验步骤篇9
实验报告，就是在某项科研活动或专业学习中，实验者把实验的目的、方法。步骤、结果等，用简洁的语言写成书面报告。
实验报告必须在科学实验的基础上进行。成功的或失败的实验结果的记载，有利于不断积累研究资料，总结研究成果，提高实验者的观察能力。分析问题和解决问题的能力，培养理论联系实际的学风和实事求是的科学态度。
二、写作要求
实验报告的种类繁多，其格式大同小异，比较固定。实验报告，一般根据实验的先后顺序来写，主要内容有：
1．实验名称名称，要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某定律，可写成“验证×××”；如测量的实验报告，可写成“×××的测定。”
2．实验目的实验目的要明确，要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。在理论上，验证定理定律，并使实验者获得深刻和系统的理解，在实践上，掌握使用仪器或器材的技能技巧。
3．实验用的仪器和材料如玻璃器皿。金属用具、溶液、颜料、粉剂、燃料等。
4．实验的步骤和方法这是实验报告极其重要的内容。这部分要写明依据何种原理。定律或操作方法进行实验，要写明经过哪儿个步骤。还应该画出实验装置的结构示意图，再配以相应的文字说明，这样既可以节省许多文字说明，又能使实验报告简明扼要。清楚明白。
5．数据记录和计算指从实验中测到的数据以及计算结果。
6．结果即根据实验过程中所见到的现象和测得的数据，作出结论。
7．备注或说明可写上实验成功或失败的原因，实验后的心得体会、建议等。
有的实验报告采用事先设计好的表格，使用时只要逐项填写即可。
三、撰写时应注意事项
写实验报告是一件非常严肃。认真的工作，要讲究科学性、准确性。求实性。在撰写过程中，常见错误有以下几种情况：
1．观察不细致，没有及时、准确、如实记录。
在实验时，由于观察不细致，不认真，没有及时记录，结果不能准确地写出所发生的各种现象，不能恰如其分。实事求是地分析各种现象发生的原因。故在记录中，一定要看到什么，就记录什么，不能弄虚作假。为了印证一些实验现象而修改数据，假造实验现象等做法，都是不允许的。
2．说明不准确，或层次不清晰。
比如，在化学实验中，出现了沉淀物，但没有准确他说明是“晶体沉淀”，还是“无定形沉淀”。说明步骤，有的说明没有按照操作顺序分条列出，结果出现层次不清晰。凌乱等问题。
3．没有尽量采用专用术语来说明事物。
例如，“用棍子在混合物里转动”一语，应用专用术语“搅拌”较好，既可使文字简洁明白，又合乎实验的情况。
4．外文、符号、公式不准确，没有使用统一规定的名词和符号。
验证欧姆定律
【实验目的】通过实验加深对欧姆定律的理解，熟悉电流表、电压表、变阻器的使用方法。
【知识准备】学习有关理论（略）
【实验器材和装置】器材：电流表、电压表、电池组、定值电阻滑动变阻器、导线、开关、装置（略）
【实验步骤】
1.按图示连接电路。
高中电学实验步骤篇10
关键词：“信号与系统”教、学一体化平台matlabGUi
1.引言
《信号与系统》是高校电子信息类专业的核心基础课。由于matlab软件可以帮助完成数值计算、信号与系统分析，可更快速、准确、形象、直观地得到可视化计算机模拟与仿真，达到较好的教学效果[1][2]，因此将matlab引入《信号与系统》课程的理论[3]-[5]和实践[6]-[8]教学中，是近年来高校《信号与系统》教学改革的一种思路[9][10]。例如，在佐治亚理工大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校等，matlab已经成为《信号与系统》的基本教学工具；在《信号与系统》部级精品课程网站（西安电子科技大学、东南大学、北京交通大学等）及省级精品课程（清华大学、武汉大学、北京理工大学等）中，无一例外地出现基于matlab软件的《信号与系统》仿真实验。现有的基于matlab的“信号与系统”仿真实验教学方式大致分为两种：一是基于matlab源代码形式；二是基于图形用户界面（GUi）形式，两者都有缺陷。
1.1基于matlab源代码形式
早在2008年举办的“信号与系统国家精品课程培训”班级讨论中，来自东南大学、上海大学及温州大学等知名高校的数十位教授就对课程中matlab的使用弊端进行了讨论，他们一致认为：在使用matlab进行仿真实验时，由于学生的积极性不高及对软件工具的掌握情况不理想，很多需要学生独立完成的实验无法正常进行，最后往往会出现给出程序学生照抄，不给程序学生不会的情况。
1.2基于图形用户界面形式
为了解决上述基于matlab源代码的实验仿真中所存在的问题，近年来兴起了一种利用matlab图形用户界面（GUi）来开发设计的“信号与系统”仿真演示系统[7]，[11]，[12]。整个系统由实验主界面和单个实验界面组成，每个实验界面可以由用户自行设置和修改实验参数，实现实验结果的动态显示。但是，美中不足的是：学生在使用该系统时，只要一输入数据和确定相应参数后便立即得到正确的结果，而对于该结果是怎么来的却完全不思考。
综上所述，基于源代码的仿真实验教学方式让学生负担过重，而基于图形用户界面的仿真实验教学方式又完全“解放”了学生。因此本文对现有的图形用户界面仿真进行重新设计，让学生在操作环节思考得出正确结果的方法或步骤，充分发挥学生的主观能动性，从而实现教、学一体化。
2.信号与系统互动式教、学一体化平台设计
2.1平台总体设计步骤
围绕信号与系统课程的主要内容，进行了基于matlab图形用户界面的“信号与系统”教、学一体化平台设计。总体设计步骤如下：
2.1.1对信号与系统知识点进行甄选，确定应该且适合用于该平台的内容。并对所选内容的表现方式进行分类：a.纯演示型；b.用户可自定义参数型；c.互动型。
2.1.2结合实验大纲要求确定能设计成实验的内容。
2.1.3利用m语言编写及调试单个程序。
2.1.4在单个程序基础上，利用matlabGUi设计图形用户界面，并编写相应的Callback函数。
2.1.5编写每个用户界面的“帮助”文档，以及可用于实验的实验指导书。
2.1.6系统总体调试和完善。
2.2平台所包含的内容
利用matlabGUi开发的“信号与系统”教、学一体化平台包括七大模块：（1）“信号生成与运算”；（2）“系统时域分析”；（3）“频域仿真分析”；（4）“复频域仿真分析”；（5）“离散系统时域分析”；（6）“z域仿真分析”；（7）“状态空间分析”。以上界面中均设有可调参数。
3.典型互动模块设计
以“连续信号卷积”界面设计为例，介绍教、学一体化平台设计的思想和方法。
利用“初始化”按钮给出两个将进行卷积运算的图形信号。界面设计有5个单选按钮分别为“变换”“平移”“反褶”“积分”“相乘”，利用matlab的图形显示、相乘、积分等功能设计出上述5个单选按钮对应的图形，但并不预先显示出来。界面还有一个提示窗口，给出了信号卷积的定义式，并对接下的操作步骤的正确性做出判断，如图1所示。接下来操作者如果需要得到这两个信号的卷积结果，就要依次选择正确的步骤。当步骤选择正确时，相应的图形也就显现出来，反之提示窗口会给出“错误，请重试！”的提示信息。此外，界面中还有一个红色“帮助”按钮，按下后界面将以序号的方式：（1），（2），……给出卷积计算的正确步骤，并显示出所有步骤对应的图形，如图2所示。
与输入两个信号后直接给出卷积结果的方式相比，通过该界面，操作者需要充分发挥主观能动性，从而加深对该部分内容的理解，巩固甚至可以自学卷积计算的物理含义，实现了该部分内容的教、学一体化。
4.结语
文章提出了基于matlabGUi的“信号与系统”教、学一体化平台。与现有类似的GUi界面相比，克服了确定输入即得输出的弊端，让学生在使用的过程中不得不对相关知识点进行复习或自学，从而充分发挥matlabGUi在“信号与系统”课程中的优势。该平台实现了实验教学、理论教学、自学的一体化，促进学生对教学内容的理解与掌握，从而增强教学效果，提高教学质量。此外，该平台的设计思想可以拓展至其他类似课程中，如《数字信号处理》等课程。
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