研究式综合实验（共11篇）
研究式综合实验 篇1
科学技术是第一生产力, 生产力的转化是越来越多企业发展的核心问题, 于是复合型人才成为社会和企业的宠儿。高校是培养社会所需人才的重要基地, 无论哪个学科, 我们的教育教学都不应仅仅停留在理论书本, 而实验是将技术和可能的社会实践融入教学的有效途径。实验教学与理论教学相比更具有直观性、实践性、综合性和创造性。目前, 大多数高校在注重学生课堂教学的同时, 更加重视实验实践教学的开展。然而, 回过头看我们绝大多数的实验教学, 对于学生的创新性却没有得到很好的培养和加强。
综合性实验是很多工科类专业都会开设的一门实践教学, 其内容涉及某一课程综合知识或与该课程相关的课程知识, 是对学生进行实验技能和方法的综合训练。综合性实验的开设适应了培养高层次应用型人才的目标。其旨在通过实验的开设和训练, 提高学生的实践能力, 创新能力, 综合运用学科知识, 独立分析问题、解决问题的能力。
1 传统实验教学的现状
传统的实验教学只是对书本知识或课堂教学过程的某一验证, 在实验中, 过多地强调实验的结果, 大多的实验设计、方法、步骤和过程, 实验老师都会在实验前进行一次演示, 甚至编写好完整的实验指导书。在实验过程中, 学生的创新精神和研究的能动性明显不足。另一方面, 传统的实验教学在组织安排上, 同时也受着实验室、实验仪器和材料等因素的影响, 实验通常是分组进行, 很多的实验都会由个别动手能力强的学生操作完成, 小组中其他同学则是在一旁观看, 或是完成一些不太重要的零散环节, 从这方面来看, 传统的实验教学很难保证对每个学生的实验操作能力有所培养。
而在目前传统的综合性实验教学中, 我们大多的实验更是停留在“验证”阶段, 即通过某一实验的完成, 来证明书本或是理论教学中已有的某一定律或现象。学生按照已有的统一设计、统一方法、统一操作, 有的甚至还有统一的表格, 这种实验严重束缚了学生的积极性和创造性。严格说来, 这样的实验教学已经丧失了综合性实验的目的。
2 问题式教学的实验过程
以问题为基础的学习, 简称PBL, 最早源于医学教育。它是以临床问题作为激发学生学习的动力和引导学生把握学习内容的教学方法, 在临床前期课或临床课中, 以病人问题为基础, 以学生为中心的小组讨论式教学。通常6-8名学生一个导师, 在小组讨论中学生围绕问题进行思维、推理和分析。导师只起导向作用, 维持小组向既定的教学目标进行, 通常不直接回答学生的提问。
这种教学方法的应用有助于学生理解和掌握课程的核心内容、重点及难点;同时有助于学生自主学习方法的掌握、科学思维能力的培养;扩展了学生的知识领域, 增加对相关学科及新进展的了解, 激发学生对科学的兴趣, 培养科研探索精神。
问题式教学法在综合性实验教学中的应用过程设计如下:
2.1 实验前分组准备
根据实验教学的目的和要求, 对学生进行适当分组, 分组可根据学生意愿进行, 要求同一小组的学生之间能够充分互配合。在即将进行的实验中, 能彼此信任, 各自完成小组的分工。一般情况下, 考虑到教学的条件以及综合性实验的教学效果, 学生分组的人数不宜过多也不宜太少, 取6-8人较为合适。
2.2 实验的设计过程
问题式教学的主导不再是传统的教师指导, 而是学生, 因此对于综合性的实验过程也是由学生小组完成。教师根据实验的要求, 对全体学生先进行理论的讲解, 例如实验中可能遇到的问题, 需要注意的地方, 目前在他人实验过程中还有待解决的问题等等。然后学生小组利用课内的讨论和课外资料的查阅搜集, 对整个实验过程进行设计。这个环节也是问题式教学的重要环节, 它突显了学生分析问题的能力。而在这个环节中, 教师是作为小组的成员参与讨论, 不做完全的指导。
在此阶段, 学生小组应明确本小组的实验目的, 实验的具体步骤, 拟解决的问题以及理想的实验结果。考虑不同的综合性实验, 一般设计从以下几个方面着手: (1) 创设性的问题设计, 展现实验的设计思想; (2) 多层面的问题设计, 拓展实验内容; (3) 探究性的问题设计, 优化实验的演示过程; (4) 现象原理的问题设计, 加大对实验的分析力度。
2.3 实验的实施过程
在前期准备的基础之上, 学生小组根据各自小组的设计完成自己的实验过程。在实验过程中, 每个小组成员应有各自任务, 并注意做好实验数据的收集工作。在教师的参与下, 注意实验方向的偏离, 及时进行修正, 尽可能地实现预期实验目标。
2.4 实验的总结分析
完成实验报告是整个实验过程的最后一个环节, 各个学生小组应根据实验过程中的数据进行分析。报告是以小组的形式提交, 那么报告的完成也应该是小组成员对整个实验过程数据分析整理, 得出的最终结果。实验报告应完整显示每个小组成员的分工和其分工下的分析。
3 当前问题式实验教学运用突显的问题
3.1 教师数量的不足
问题式教学过程中, 严格意义上教师应参与学生小组实验的全过程。从设计阶段开始, 教师作为小组成员参与讨论, 但不做决定性决策, 一是掌握学生对实验了解和认识过程, 二是在讨论过程中, 正确引导学生不要偏离实验方向。然而, 在目前实行的问题式实验教学过程中, 由于教学任务的分配是一个教师承担一门实验教学, 因而, 教师并不能全过程参与每个实验小组的全过程, 而是尽可能的部分参与各个小组。
3.2 学生综合运用能力薄弱
受以往传统教学的影响, 无论是设计实验还是实验过程中, 学生对教师的依赖性较高。从设计实验过程来看, 学生学习的思维还不能发散开来, 讨论不够激烈。尤其是对于综合性的实验, 往往综合了一门课从前到后的知识甚至会牵扯其他课程相关知识, 学生在对这些知识的整合方面能力较为薄弱。
3.3 学生分析总结能力有待提高
实验报告的质量不仅体现了实验设计的合理与否, 也体现了学生在实验过程中的观察与分析能力。从此次教学试验来看, 学生完成的实验报告还停留在对实验过程数据的收集和简单的汇总上, 并不能从实验过程和结果来分析实验本身的问题和拟解决的问题。
太多的原理告诉我们, 学习最好的方法和目的是在调动学生的学习积极性, 高度发挥学生的主观能动性。问题式实验教学得益于实验过程的开放, 要求学生对实验的目的有自己的想法, 不再拘泥于传统的操作性实验, 因此学生表现出浓厚的兴趣, 有些也会提出自己的想法通过实验进行验证。对于大多数同学, 也因为失去了原有的实验指导书而不得不在课外收集资料, 学生的探究意识明显提高。通过学生自己努力设计出来的实验, 既可以培养学生解决问题的能力, 又可以培养学生的发散思维能力和创新设计能力。
另外, 现代教学论之所以特别强调学生的创新能力, 也是社会发展新形势的需要。而问题式实验教学的加强能更好地提高学生各方面的能力, 能够很好地达到“知识与智能”“教学与发展”的相互统一, 也是理论联系实践的最直观教学。
摘要：本文提出一种问题式教学法在综合性实验教学中的应用, 并通过对比传统教学法, 分析其各自的教学模式, 总结得出现阶段问题式教学法在实验教学中运用突显的优缺点以及待解决的问题。
关键词：传统实验,问题式教学,实验过程
参考文献
[1]黄献海.课题研究为导向的材料力学教学方法初探[J].力学与实践, 2012 (34) :74-76/
[2]黄钟仪.问题导向的教学模式在管理类课程教学中的有效实施[J].重庆大学学报, 2011 (28) :151-156
[3]马宏霞.对PBL教学法与行政管理学课教学改革的思考[J].教育与职业, 2012 (5) :152-153
研究式综合实验 篇2
气动塞式喷管实验与数值模拟研究
提出了塞锥型面设计的特征线法及示例结果,得出了侧喷管粘性跨音速和超音速内流场数值计算结果,及塞锥外流和尾流的`Euler方程解,总结了塞式喷管工作特性的固体推进剂燃气模拟实验系统、实验结果及主要结论.塞式喷管火箭发动机是一个复杂而有挑战性的研究方向,对于发展新一代先进天地往返运输系统有重要作用.
作 者：刘宇 张正科 程显辰 张振鹏 Liu Yu Zhang Zhengke Cheng Xianchen Zhang Zhenpeng 作者单位：北京航空航天大学,宇航学院刊 名：北京航空航天大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS年，卷(期)：25(6)分类号：V430 V433.92关键词：实验 流场模拟 特征线法 塞式喷管
初中数学主题式教学实验研究 篇3
关键词：初中数学；主题式教学；情境教学
在现代教学中，倡导注重教学质量、淡化教学形式的教学理念，提出了一种联系实际生活、提高学生综合能力的主题式教学模式。通过开展系列主题活动，利于加强师生间的交流互动，充分活跃了课堂的氛围，优化了课堂的教学效果。所以，在初中数学的教学过程中，教师一定要正确认识并且运用好主题式教学的方法，利用各种各样的主题进行教学。
一、主题式教学的概述
（一）主题式教学的内涵
主题式教学指的是课堂教学内容以实际项目的探究或者问题的解决方式对书本上的知识与现实生活中存在的数学问题进行总结。大致可以把主题分为五大类：
1.活动式主题，是指教师不直接表达的教学主题，通过对学生进行恰当的指导，让学生以数学活动或者数学实验的方式进行合作探讨并能够自主学习的教学主题。
2.归纳式主题，是指教师还原有关数学知识的实际背景，让学生自己进行观察、实际操作、猜想以及验证归纳等一系列方式获取知识的主题模式，有助于学生建立对数学知识的学习、理解与掌握的理念。
3.反馈式主题，其主要是围绕某一种教学主题，设计“错误分析课”，采取常规的教学方式，加强学生对错误的认识，并且对错误的原因进行分析，找出其向正确转化的解决方式，使用科学的方法让学生深刻理解并且牢固掌握所学知识的主题形式。
4.焦点式主题，是指教师要围绕目前学习到的知识用某个数学问题来表达的教学主题。
5.现实化主题，是指把教学主题当作一段生活场景、一场游戏或者一个故事的实际情况表达出来，它将数学问题、方法以及思想寄托在情境之中，用生动的情节来吸引学生，使学生产生强烈的求知欲望。
（二）实施主题式教学的目的
1.主题式教学的学习情境，一定要以学生实际的知识水平与生活情况为基础，这也就打通了学生书本世界与生活世界之间的天然屏障。
2.主题式教学是指学生在学习的实际情境中进行自主探讨与学习的过程，充分发挥学生的主观能动性作用。
3.主题式教学要求教师和学生不仅是学习情境的相关组织者，还要是学习情境中的研讨者，这样的方式有助于构建和谐、平等的师生关系。
4.主题式教学为学生营造了一种具有挑战性的学习情境，这有助于激发学生的学习兴趣与斗志。
5.主題式教学提高了学生可以用所学知识解读这种学习情境的能力，实现了学生的个性发展。
6.主题式教学能够打破单一的教学形式，允许学生进行分组讨论，这有助于培养学生团队合作的精神以及交流沟通的能力。
（三）实施主题式教学的意义
主题式教学的意义在于，教师能够提供一个环境比较好的学习氛围，让学生在这种环境中学习与这些主题有关的知识。教师对教材采用联系实际的教学方式，实施横向编选，教师还可以选择相关的教材进行整合教学，还可以直接打破不同学科间存在的障碍。
二、主题式教学的应用
在数学教学中，主题式教学的内容通常是需要通过探究设定好的并且具有一定挑战性的问题来得以呈现的，而学习的内容不仅可以通过实际问题进行探索，还可以在自主的学习过程中得以获取，教学形式通过交流合作与对话进行体现，主题式教学的设计通常是按照诊断与处理的方式达到教学一致的理念。为了表达出数学教学的中轴线，主题式数学教学的设计理念通常是指向“学习解决问题”的教学目的。
（一）在数学教学过程中，设计“丰富资源学习”
数学主题式教学的活动设计一般是通过实际的数学问题来体现主题的，还可以拓展教学内容的信息量，进而扩大学习领域。因此，课堂的教学主题确保了教学内容具有一定的深度及广度。
（二）在数学教学过程中，设计“项目研究学习”
教学主题不能仅依靠教师单方面设计特定的知识体系作为教学载体，它应该是教师和学生一起探索并共同研发形成的一种教学模式，需要教师和学生共同选择、组织相关材料信息，共同研究得到结论的一种共同发展的模式。在数学教学的主题中应该采用一些具有拓展性以及研究性的课题，能够引起师生共同讨论的话题，加强师生之间的互动。
（三）在数学教学过程中，设计“真实情境学习”
数学主题式的教学设计一定要加强数学理论知识与现实生活之间的密切联系，其重视的抽象数学知识与人类可以共存、社会不断发展等重要问题有着紧密的联系，使间接的相关经验可以转变为直接的经验。
综上所述，传统教学的方式是将教师的“教”作为整个教学过程的出发点，以教学作为主轴线贯穿全部教学过程，教学计划比较严谨，教学的实施步骤更是细致具体，教师和学生都受制于设计好的教学方案。而主题式教学是以学生的“学”作为整个教学过程的出发点，来安排具体的教学内容，体现主题式学习风格，突出师生之间的交流互动，在动态中完成教学的目标。
参考文献：
[1]陈汝平，姜世杰，张强凯.新课程背景下的有效教学[D].重庆师范大学，2005.
[2]李春光，董淑萍.中学数学课堂有效教学的实践研究[D].南京师范大学，2007.
研究式综合实验 篇4
目前土木工程的综合实验教学部分, 常常作为土木工程理论基础教学的附带环节, 就是所谓的从属关系, 将实验教学分散到总课时中的不同部分和学时当中, 缺少了整体定性目标教学, 没有了实践总结理论的明确定位, 将课本的理论知识作为教学工作的主要方面, 相关实验成为验证理论的途径和方法。加上土木工程综合实验不集中、内容老套, 阻碍了实践产生真知的科学进程, 没能把实验创新培养落实到实处。所以在国家级示范中心建设目标规定的指导下, 要树立坚定的模块式改革信念, 将工程课群的研究方向定位在道路、建筑、岩土、桥梁、安装五个方面。只有这样, 才能构建科学的教学框架和实验模式, 才能培养出优秀的土木工程专业的人才, 才能满足经济发展的需要。
1 土木工程学科综合实验模块式改革的内容设置情况
介于学生的学时有限, 学校对学分的要求也有规定, 这种前提下如何完成综合实验模块教学, 在有限的时间内将土木工程教学的质量和效果提升上去, 就必须要提高教学的效率。这一专业有着多层次的需求, 在整合综合实验教学内容时, 必须要坚持创新, 将原先的培养方案加以改变, 将土木工程的所有实验的学科变成一个整体的模块, 改变原先分散的实验方式, 也就是说综合试验中有关的主要学科都归结为一个模块内, 形成一个集合。
这个整体的模块主要包括三个实验模块, 可以称之为综合实验模块一、二和三。
在模块一中涵盖主要学科的实验内容, 这些学科包括土木工程材料、建筑结构试验、建筑结构检测技术、桥梁与道路检测技术四部分, 主要实验为:钢筋受拉实验、混凝土立方体试块受压及劈裂试验、混凝土楼主体受压及劈裂试验。在综合模块试验中还有一些子实验, 比方说坍落度试验等。
模块二可以把钢筋混凝土设计原理学作为主要的内容, 主要进行RC简支梁加载实验和钢筋混凝土偏心柱受压试验。以集中荷载下钢筋混凝土简支梁加载实验的单筋无腹筋梁、单筋有腹筋梁、双筋有腹筋梁、双筋无腹筋梁, 剪跨比均分别为A=0.5、1、2、3, 纵筋率分别为p=0.5、1、2、3, 每类有20种情况, 共有100种情祝和钢筋混凝土偏心柱受压试验等都是第二个实验模块的综合实验。这些实验之间互相具有对比性, 单一实验又具有综合性。
模块三主要包括岩体力学以及岩体力学检测技术。这方面相关的实验包括:岩石剪切试验、岩石抗压及抗拉试验、岩石现场剪切试验、岩石三轴及变形试验。
2 土木工程学科综合改革理论教学课程的设置
土木工程学科综合改革理论教学课程的设置包括三个方面的实验, 主要是基础性、综合性、创新性实验。具体的实验定义如下:
2.1 基础性实验的含义
基础性实验主要考察学生的土木工程类专业的基础知识和基础能力。参加基础性试验才能获得试验的学分, 所以学生们必须参加这类实验, 并且通过基础性实验的测试。基础性实验课程是夯实理论教学内容的根本, 紧密围绕课程内容, 实验和理论知识结合一致, 统一安排可以深化专业学生对基础知识的掌握程度。通过各项实验来总结相关专业知识、概念、假设条件、定理、结论, 把握实验技能。
2.2 综合性实验的特点
综合性试验最大的特点就是综合性很强, 全面考察学生的综合能力和综合素质。这些实验能够全面提高学生们的动手操作能力、分析观察能力、判断理解能力、整合比较能力。在实验中学生可以充分利用自己所学的土木工程知识, 认真分析题目类型和含义, 对课本中的公式和例题进行比较, 得出需要的答案或结果。
2.3 创新性实验的特点
创新不仅是科技发展的动力, 更是教育改革的源泉。没有创新就没有热情, 在不断的思考中发现新的知识, 培养更多兴趣, 才可以激发学生对真知不断探索的积极性。创新性实验可能比基础性实验更有难度, 需要教师的进一步指导和辅助, 更能满足学习能力强的土木专业学生的进一步学习。
2.3.1 综合实验模块一
模块一的基础性实验主要有低碳钢弹性模景E的测定和万能试验机操作及混凝土拉、压实验等。综合性实验有棱柱体受压实验、混凝土立方体受压及劈裂实验等。用三种不同的实验方法测试混凝土抗拉强度属于拓展实验即创新性实验的一种。
2.3.2 综合实验模块二
模块二的基础性实验主要有:测定弹性模景E、梁的弯曲正应力实验、纯弯曲梁正应力实验等。模块二的综合性实验包括: (1) 钢筋混凝土简支梁斜截ICI强度实验; (2) 钢筋混凝土单筋梁正截面强度实验; (3) 钢筋混凝土简支梁斜截面强度实验; (4) 钢筋混凝土大偏心受压中长柱的强度实验; (5) 荷重传感器的设计与制作; (6) 钢筋混凝土单筋梁止截ICI强度实验等。创新实验通常在配筋形式、配筋率、剪跨比的不同情况下进行不同的变化, 与简支梁破坏形式的参照进行比对。
2.4综合实验模块三
模块三的基础性实验有:测定岩土的水相关性质例如容水度、测定岩石的吸水性试验、含水率实验等。检测岩石的强度, 即岩石抵抗外力作用的能力, 岩石破坏时能够承受的最大应力。包括单向抗压强度、单向抗拉强度、剪切强度、三轴抗压强度。检测岩石的变形, 即岩石在外力作用下发生形态 (形状、体积) 变化, 包括单向压缩变形、反复加载变形、三轴压缩变形、剪切变形。主要的综合性实验包括: (1) 岩石抗压实验; (2) 岩石抗拉实验; (3) 岩石剪切实验; (4) 岩石三轴实验; (5) 岩石变形实验; (6) 岩石现场剪切试验; (7) 锚杆现场抗拔试验; (8) 地基基础原位实验等。
3 加强土木工程类专业的软硬件投入和建设情况
软硬件建设是一个学科乃至一个学校健康可持续发展的前提, 是学校教学质量和教学效率提升的重要保障。加大软硬件的投入力度对土木工程专业综合实验模块式的改革教学工作具有重要的作用。增加机器设备的台数、提高教师的教学水平和专业能力是开设综合实验课程的措施之一。专业师资力量为土木工程综合实验课程的顺利进行奠定雄厚的师资条件。比如混凝土抗压强度实验、钢筋混凝土 (RC) 柱的受力性能实验中, 我校购进100T电液伺服式长柱压力试验机 (配置弯曲平台) 、ZY30拉拔仪 (数显、储存) 、ZY30锚杆拉拔仪 (数显、储存) 等, 加强了硬件的投入力度, 为土木工程测量综合实验模块式教学改革工作打下了良好的设备基础。
4 结语
实验教学和理论教学相辅相成, 通过实验激发学生求知的兴趣, 开发他们动手和思考的能力, 才顺应现代社会对人才的要求。通过土木工程综合实验模块式改革教学, 我校取得了显著的成效, 实验教学改革同社会接轨, 在需要的行业内崭露了头角。
摘要：土木工程综合实验作为土木工程专业教学的补充部分, 多数只作为土木工程学科上的一个附加环节, 这一环节系统性、效益性都很缺乏。根据此实际情况, 哈尔滨商业大学针对提高实验教学层次和实验与理论结合的发展模式, 对土木工程专业教学工作和课程实验进行整合, 并根据实际情况进行了改进, 逐步丰富教学的内容、增加创新的元素、突出基础知识的重要性。这样的模块式改革提高了土木工程专业教学质量和教学效率, 提高了教师的教学水平, 增加了学生专业的基础知识, 提高了学生实践操作的技能和创新能力。
关键词：土木工程综合实验,模块式改革,创新能力
参考文献
[1]李蕾.土木工程专业人才培养模式探讨[J].实验室研究与探索, 2004, 23 (7) :97-100.
高中化学实验自主式教学研究 篇5
关键词：自主学习、实验、探究
一、高中化学实验自主引导式教学模式的指导思想
《基础教育课程改革纲要（试行）》在论及基础教育课程改革的具体目标时指出：“改变课堂实施过于强调接受学习、死记硬背、机械的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。
自主学习是与传统的跟随式教学相对应的一种现代化教学方式，以学生作为学习的主体，学生自己做主，不受别人支配，不受外界干扰，通过阅读、听讲、研究、观察、实践等手段，使学生在知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观等方面得到进一步发展。学生通过自主学习，学会如何去发现问题、解决问题；学会如何去总结经验教训；学会如何去观察和了解世界；学会审美；学会与人交往；学会生存；学会独立；也学会了如何团队协作。自主学习是素质教育的内在要求。
高中化学是一门以实验为基础的学科，让学生亲自动手来进行实验活动探究，在实验过程中进行观察现象、记录数据、分析原理、合作探究，最后得出实验的结论，以达到教学的目的。在整个实验教学过程中，学生们会以全身心的状态投入到自主学习中，愉快地完成学习任务，这也是自主学习的魅力所在。
二、高中化学实验自主引导式教学模式教学流程
高中化学实验自主引导式教学模式的教学流程基本为：分析实验原理——明确实验目的——创设问题情景——预设实验过程——实验实践——记录实验数据和观察实验现象——分析实验结论——反思与表达——制作实验报告。
第一阶段要求教师给学生提供一个实验内容，比如金属与非金属的反应、氨的物理性质等。学生按照实验内容来分析本次实验的反应原理是什么。实验原理是学生开展实验活动的理论基础，必须深刻理解实验原理，并对实验原理进行深入的分析和研究，这是开展化学实验的前提。学生依据化学实验原理写出相应的化学反应方程式，以此做为理论依据，开展化学实验的实践活动。
第二阶段要求学生要明确实验目的。实验目的是实验的最终指向，在整个实验过程中，一切都以实验目的为导向，只有明确了实验目的，学生在实验过程中才能有意识的去记录相关的实验现象，去重点分析这些实验现象，进而得出实验结论。
第三阶段要求教师给学生提供一个问题情境，并讲解探究的步骤。设计问题情境一定要经过深刻的思考，问题情境一定要符合问题实际，并能让学生容易理解和接受，让学生们能够感受到科学家们创造新知识的过程。
第三阶段是实验过程。在这个阶段，老师们仅仅是对学生进行安全指导，以防止化学意外（爆炸、腐蚀等）的发生。整个实验过程是由学生们独立或合作来完成，以此来培养学生们的动手能力和团队精神，实验完成后，学生们会很有成就感，还能以此增强学生们对化学学科的兴趣。
第四阶段分析实验结果、得出实验结论。实验过程中所记录的实验现象和数据，都是总结实验结论的重要依据，实验结果在一定的誤差范围内要求准确性和真实性，这就要求实际操作的学生具备良好的严谨性和客观性，这也是一种搞科学的人员所必须具备的精神，对于学生们将来从事科学研究是一种财富。
1.实验原理分析
焰色反应是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。其原理是每种元素都有其个别的光谱。样本通常是粉或小块的形式。以一条清洁且对化学惰性的金属线（例如铂或镍铬合金）盛载样本，再放到无光焰（蓝色火焰）中。在化学上，常用来测试某种金属元素是否存在于化合物中。
2.创设问题情境
逢年过节我国有放烟花的习俗，五颜六色的烟花在天空中绽放，景色十分美丽迷人。同学们玩过烟花吗？同学们知道烟花是怎么制造的吗？烟花发出的五颜六色是如何形成的？烟花发出各种颜色的原理是什么？同学们想不想亲自做一下烟花的实验呢？想不想自己通过实验把颜色的原理搞清楚呢？通过以上情景的创设，想必很多学生已经在摩拳擦掌、跃跃欲试了。
3.实验过程
首先是要准备各种实验器材，实验器材包括各种灯（酒精灯、酒精喷灯等）、各种金属丝（铂丝、灯泡钨丝、回形针等）、多种金属盐（Ca、Li、Ba、Sr、Na、K、Cu等）、钴玻璃片等。然后同学之间分工合作，有的同学负责实验操作，有的同学负责记录实验现象等。
4.总结实验结果
实验结果整理可以由同学们独立完成，也可以由同学们集体合作完成，如果是独立完成，则需要各人分别完成后，同学间再相互对比各自的结果，通过比较找出产生不同现象的原因，以此达到完成实验目的的效果。
三、高中化学自主引导式教学模式的教学实例
在《金属及其化合物》这一章中，实验3—1至实验3—3是钠的系列性质实验，刚抛出实验问题，同学之间就展开了讨论：钠什么颜色？会像铜？还是像铁？铝？铁不会与水反应，钠可以与水反应吗？；钠放进水中会像铁一样沉底吗？诸如此类学生的问题接二连三的就出来了。学习就怕提不出问题，带着问题去学习可以大大提高学生的学习兴趣，课堂就活了！接下来的实验操作及实验结果的处理学生就能真正用心的完成。真正体现了教师主导学生自主的课堂氛围。
四、高中化学实验自主引导式教学模式对教师的要启示
在高中化学课堂教学中，如何开展好实验探究性教学，使新课程改革精神真正落到实处，教师必须认真做到以下几点：
1.对学生要进行鼓励。有的同学刚开始接触实验时是不敢操作的，总是担心会出现意外，或者实验的结论和别的同学不一样，这时老师要对同学们进行鼓励，求同存異，在探索中碰撞，在探讨中进步。
2.要吃透教材。教师和学生都要吃透教材，教材是实验操作的基础，实验具有一定的危险性，要严格遵守实验操作规程，不可胡乱操作，安全第一。吃透教材更利于把握实验中可能出现的各种实验现象，对实验结果就有了一种预判，便于掌控整个实验教学课堂。
3.更新教学观念。改变以往以教师为主体的教学模式，自主学习是以学生为主体，教师为主导的教学模式，以探索、研讨为主线，以培养学生正确的科学态度和科学精神为终极目标。
参考文献：
1 周峰何文华；自主学习是一种被引导的创造[N]；中国教师报；2006年
研究式综合实验 篇6
关键词：磺酸,解离平衡常数,p H酸碱滴定
《无机化学》、《基础化学》和《有机化学》是大学一年级医学生的专业基础课程, 在教学内容多但课时数相对较少的压力下, 可以针对学有潜力的优秀学子开设开放式综合性实验。基于对甲基苯磺酸、甲基磺酸等是符合绿色化学[1]理念的催化剂[2,3], 设计了“磺酸酸式解离平衡常数的测定”, 该实验涉及溶液的配制、电子天平的称量、酸碱滴定、p H计的使用等多项基本操作[4,5], 前一步的实验结果对下一步实验结论有直接影响, 有助于学生实验态度的端正、实验综合能力的培养。同时, 对教材中关于苯酚、苯甲酸、苯磺酸酸性强弱的定性判断[6], 能借助学生自已的实验结果定量地佐证, 有助于提高学生学习化学尤其是化学实验的兴趣。
1 实验目的
(1) 熟悉基准物质的前期处理方法以及电子天平的使用操作规程。
(2) 掌握移液管、容量瓶、滴定管、p H计等基本仪器的使用和操作。
(3) 理解并掌握酸碱滴定、磺酸溶液p H值与其酸式解离平衡常数等实验数据的处理方法。
(4) 锻炼学生查阅文献资料、设计实验方案及写作论文的能力。
(5) 培养综合分析问题和解决问题的能力。
2 实验原理
各种磺酸 (以化学式RSO3H表示) 水溶液的浓度由标准Na OH溶液标定。
酸碱滴定反应:RSO3H+Na OHRSO3Na+H2O磺酸溶液浓度由式 (1) 求得:
用p H计测试一定浓度磺酸溶液的p H值, 由式 (2) 求得其酸式解离平衡常数Ka:
3 实验用品
3.1 仪器
烘箱, 电炉, 电子天平, p H计, 烧杯, 量杯, 量筒, 锥形瓶, 移液管, 容量瓶。
3.2 试剂
苯磺酸, 对甲基苯磺酸, 甲基磺酸, 对氨基苯磺酸, 邻苯二甲酸氢钾, 草酸, 氢氧化钠, 酚酞, p H=4.00和p H=6.86的标准缓冲溶液。
4 实验内容
4.1 Na OH溶液的配制及标定
称取一定质量的Na OH加水溶解配制约0.1 mol·L-1的Na OH溶液。分别选用基准物质邻苯二甲酸氢钾 (KC8H5O4) 或者草酸 (H2C2O4·2H2O) 经过前期处理[7]后, 用差减法在电子天平上准确称取一定质量的基准物质于锥形瓶中, 加水溶解。用酚酞作指示剂, 标定Na OH溶液的浓度。数据记录及处理列于表1。
4.2 磺酸 (RSO3H) 溶液浓度的测定
分别取一定量的苯磺酸、对甲基苯磺酸、甲基磺酸和对氨基苯磺酸加水溶解配制约0.1 mol·L-1的水溶液。用移液管量取一定体积的磺酸水溶液于锥形瓶中, 用酚酞作指示剂, 用标准Na OH溶液标定。实验数据及结果处理列于表1。
(室温℃)
4.3 不同浓度磺酸溶液p H的测定
用不同规格的移液管和容量瓶, 将已标定其浓度的磺酸稀释为5个不同浓度的磺酸样品溶液, 计算出其准确浓度并用p H计测定其p H值。记录室温, 计算该温度下磺酸的Ka或p Ka并求得其平均值。
5 预习与思考
(1) 溶液配制及润洗仪器用水均为新鲜煮沸冷却后的二次蒸馏水。为什么?
(2) 分别采用两种不同的基准物质标定Na OH溶液的浓度, 其酸碱滴定反应式以及c (Na OH) 的计算公式如何?
(3) 查阅文献, 确定基准物质在酸碱滴定前的准备工作有哪些?
(4) 酸式解离平衡常数的影响因素有哪些?
(5) 各磺酸溶液若浓度偏大, 对实验结果有何影响?
(6) p H计的使用, 注意事项有哪些?
(7) 根据结构式预测各磺酸酸式解离平衡常数的相对大小?
6 教学建议
(1) 两位同学一组进行实验, 培养团结合作的协调能力。
(2) 标定Na OH溶液选用哪种基准物质、测定哪种磺酸的Ka由学生自主选择 (指导教师宏观调控:同一种物质最好有2~3组选择, 以便结果相互佐证, 提高实验结果的准确度) 。
(3) 0.1 mol·L-1的Na OH溶液和RSO3H溶液统一配制, 浓度分别进行标定。
(4) 配制各种试剂的用量由学生设计、指导教师审核后确定。
(5) 可以在两周时间内完成整个实验, 可定为12的实验学时数。
(6) 实验报告以小论文的形式完成, 训练学生书写科研论文的能力。
7 结论
本实验将大一医学生两个学期化学课程的有关知识点相结合, 形成了一个新的综合性实验项目。该综合实验要求学生运用所学过的知识选择一种磺酸并设计测定其酸式解离平衡常数的具体实验方案, 包括试剂的选择、用量的确定, 实验方案的设计等, 有一定的自主权, 有助于实验兴趣的提高, 前面的实验结果影响后续实验的结论, 结果相互佐证, 不会应付了事。仪器简单, 可操作性强, 有利于培养学生的学习能力和实践能力, 是一个值得推荐的综合性实验项目。
参考文献
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[2]杨晓军, 冯小丽, 张谋真.微波辐射对甲苯磺酸催化合成对羟基苯甲酸乙二醇单酯[J].工业催化, 2012, 20 (9) :59-61.
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[6]陆阳, 刘俊义.有机化学[M].8版.北京:人民卫生出版社, 2013.
研究式综合实验 篇7
1 应用任务驱动式教学法的意义
任务驱动式教学法以任务为驱动、教师为主导、学生为主体[1], 是学生在教师创建的真实任务中积极主动地完成知识的学习、综合与运用的新型学习模式, 内容主要包括创设情境—确定任务—分析、完成任务—效果评价。此教学法非常适用于知识性和技能性相结合的免疫学与病原生物学综合性实验, 强调以学生为中心, 彻底摒弃以教师为中心、把学生当作灌输对象的传统观念。实验不再是先给学生讲解实验原理、所需材料和具体步骤, 而是给学生提出任务, 让学生自己解析任务, 进而完成任务, 教师在旁边指导。任务与临床实际挂钩, 调动了学生的学习兴趣。通过创设一种全新的认知环境和认知方式, 促使学生带着任务, 从实验各具体环节入手进行实验设计, 查找资料, 认真操作, 获得结果, 完成任务。在任务完成过程中, 提高了学生运用知识的能力, 掌握了相关病原微生物学检查的操作技能。
2 应用任务驱动式教学法的实例
任务驱动式教学法在综合性实验“脓汁标本中病原性球菌的鉴别诊断”中的具体应用:选择同时开课的2011级两个中医学专业本科班作为研究对象, 1班 (共50人) 作为对照组, 采用传统教学法;2班 (共49人) 作为实验组, 采用任务驱动式教学法。两组学生均经过全国高等院校考试入学, 随机分班, 且两组的主要医学基础课成绩经统计学检验无显著性差异 (P>0.05) , 具有可比性。实验组教学过程如下。
2.1 创设情境
给出临床实际病例:杨某, 男, 2岁。因“发热、皮疹3日”入院。体温39.5℃, 头面部及颈部皮肤遍布细小脓疱疹, 皮疹高于皮面, 中心可见细小灰黄色脓点, 其他部位皮肤明显充血潮红, 压之褪色。查血常规示, 白细胞计数20.1×109/L (正常值为4×109/L~10×109/L) , 中性粒细胞百分率84.7% (正常值为50%~70%) 。入院第2日, 各脓点相互融合成一个巨大脓疱, 其间有可随体位在颈前及颈侧区皮下流动的黄色脓液。
2.2 确定任务
任务一:确定病例中化脓疱疹患者感染何种病原菌?
任务二:确定病例中患者需应用何种抗菌药物?
2.3 分析、完成任务
学生以8~10人为1个小组进行讨论、合作和操作。教师引导学生分析讨论, 将总任务细分成若干个小任务再一一解决。任务一“确定病例中化脓疱疹患者感染何种病原菌?”可分解为“化脓疱疹患者的检验标本采集”“标本中病原菌的培养”“病原菌的生化反应”“病原菌的免疫学检测”等任务。任务二“确定病例中患者需应用何种抗菌药物?”可解析为“患者所感染病原菌的药物敏感度的测定”。想要完成这些任务, 各组学生必须运用免疫学与病原生物学中“细菌的培养技术”“革兰氏染色技术”“免疫血清诊断技术”“药敏试验”等已学的基础知识和已掌握的实验技术, 一步步完成小任务, 进而完成总任务, 得到结果并分析结果, 将综合性实验以任务方式完成。实验最终出现两种结果:一是任务成功, 通过实验确诊疱疹患者感染的病原菌, 并成功找到其敏感抗菌药物;二是任务失败, 没有找到病原菌和 (或) 敏感抗菌药物。第一种结果能让学生获得成就感, 进而对实验充满兴趣, 总结实验成功的经验;第二种结果能激发学生的斗志, 促使其思考整个过程可能出现的失误环节, 纠正并重新实验以完成任务。无论成功与否, 在任务完成过程中, 均能提高学生运用免疫学与病原生物学知识的能力, 掌握相关病原微生物学检查的操作技能。在学生实验过程中教师和实验师在旁边进行指导和解疑, 当学生之间出现不同观点时, 及时修正、补充每个学生对当前问题的解决方案。
2.4 效果评价
2.4.1 问卷调查
课程结束后, 对实验组学生进行实验教学效果无记名问卷调查, 调查内容包括:激发学习兴趣、增强团队协作能力、提高综合分析及理解能力、提高临床实践能力等方面。问卷回收率为100%。学生对采用任务驱动式教学法进行免疫学与病原生物学综合性实验教学的满意度为94%。
2.4.2 实验考试成绩
实验考试成绩由4部分构成, 其中实验过程占30% (实验操作是否规范, 分析解决问题能力大小) ;实验结果及分析占30% (实验结果是否详实, 是否能正确进行分析) ;实验报告质量占30% (报告格式是否规范, 条理是否清晰, 表达是否准确流畅, 讨论问题是否全面、深入) ;综合表现占10% (实验过程中是否积极主动, 是否善于和老师、同学交流协调) 。两组实验考试成绩比较使用SPSS软件, 采用t检验。具体见表1。
表1显示, 实验组实验考试平均成绩明显高于对照组, 且有显著性差异 (P<0.001) 。与传统教学法相比, 在免疫学与病原生物学综合性实验教学中采用任务驱动式教学法, 无论在理论知识和基本技能掌握方面, 还是在学生综合素质培养方面都具有明显优势。
3 讨论
目前, 高校免疫学与病原生物学实验教学基本遵循“教师宣讲实验内容—教师演示实验操作—学生模仿实验操作—教师总结”的模式[2], 容易导致学生缺乏兴趣, 产生“要我学”的抵触心理。临床实习生也反映无法主动运用学过的免疫学与病原生物学实验操作技能辅助相关疾病的诊断。
任务驱动式教学法运用于免疫学与病原生物学综合性实验, 紧扣免疫学与病原生物学基础理论和基本操作, 贴近临床实际工作, 通过精心设计综合性实验任务, 利用学生完成任务的成就感, 调动学生的主观能动性。该教学法将免疫学与病原生物学实验教学内容隐含在一个或几个有代表性的任务中, 将完成任务作为教学活动的中心。学生在任务的驱使下, 通过对任务进行分析、解析和讨论, 明确完成任务涉及哪些免疫学与病原生物学知识, 需要解决哪些问题, 运用已掌握的知识学习未掌握的知识, 在教师的指导和帮助下, 通过主动应用学习资源, 在自主探索和互动协作的过程中, 找出完成任务的方法, 与同学相互配合, 通过任务的完成实现免疫学与病原生物学知识的建构。同时, 在任务完成过程中, 可锻炼学生发现问题、研究问题、解决问题的能力, 并从中获取更多免疫学与病原生物学的临床知识, 真正将所学知识融会贯通并应用于实践。
参考文献
[1]祁云嵩, 华伟.任务驱动式教学方法应用研究[J].当代教育论坛, 2008 (12) :119-121.
初中物理探索式实验教学研究 篇8
课堂教学的实施主要是基于教材内容所进行的, 因此, 在初中物理探索式实验教学中, 其探索的内容应该从教材内容来明确, 关于这点的内容, 教师应该综合性把握教材内容, 确定哪一个环节更加适合探索式教学的内容。在明确其内容时, 应该扩大其探究的视角, 从而使封闭式的教材变得开放化。比如在进行并联电路与串联电路的连接实验时, 该实验比较典型, 其操作也较为简单, 学生可通过实验很好地掌握其相关的知识点, 在实际教学过程中, 若把这个简单的模仿操作教学内容转变成为探索式实验, 让学生自己来进行实验观察, 由学生自己来分析并总结出不同电路的连接方式以及各个电路的特点, 通过这种方式, 不仅可以增强学生物理学习的兴趣, 同时还能培养其自主探究的能力。
二、创设相应的情境, 激发学生的探索兴趣以及学习兴趣
要想达到一个的良好的教学效果, 首先必须得激发学生的学习兴趣。由于初中阶段的学生处于一种具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的过程, 习惯于通过经验材料来分析与判断事物, 不善于从理论上来进行推导。据大量的心理学研究表明, 该阶段的学生在认识事物时, 存在着一种直觉优先的倾向。而这也就要求教师在实施教学的过程中, 应该为学生提供相应的感性材料与活动机会, 使学生产生学习的兴趣, 从而有效地进行探索式实验教学活动。
在进行探索式实验教学活动时, 首先应该提出问题, 按照教学内容, 结合学生的生活实际, 创设相应的情境, 通过视频的播放、图片的展示、谚语或者小故事等各种方式来展现和教学内容相关的物理现象, 同时组织和引导学生从不同的角度来进行观察, 并发现问题, 提出和教学内容相关的问题。如在进行《压强》教学时, 教师可让一名男同学与一名女同学进行来钉板, 在钉板之前教师提供的大小不同的钉子, 并提出问题:“谁会钉的更快?”, 以此激发学生探索兴趣, 通常情况下, 学生认为是男生先完成任务, 但是结果显示, 在相同时间内, 女学生先钉好了, 在此时学生就会引发一系列的问题, 教师在这些问题的基础上, 引出压强问题, 继而进入到探索过程中, 使学生能够明白压力的作用效果可能和其受力面积大小相关。
三、让学生主动且积极地参与到实验中来
进行探索式实验教学的主要方式为让学生主动且积极参与到实验中来, 以此体会其所蕴含的物理知识, 通过学生自己动手实验, 加深对物理知识的理解和掌握。比如在学习《浮力》这一内容时, 教师可让学生拿着一个空塑料瓶在水槽中用力压, 在这一过程中, 教师应该引导学生多观察与体验:当空塑料瓶越往下时, 其所需的力也就越大, 同时所排开的水也就越多, 在此时, 教师可让学生进行思考两个问题:第一, 浮力和水深度时间的关系, 第二, 浮力和排开的水之间的关系, 学生通过自己的观察以及体验来总结其实验结果, 以此加深学生对浮力知识的理解。
此外, 学生在日常生活中与实验探索过程中, 会产生很多的想法和问题, 由于受到教学设备、课时以及课程的限制, 在课堂上, 教师根本无法一一解决。针对这一问题, 笔者建议, 应该将探索式实验延伸至课外, 引导学生进行课外的探索, 从而提高不同层次学生的实践技能, 推动其全面发展。
四、实施探索式实验教学需注意的问题
(一) 传统实验与探索式实验之间的关系
探索式实验教学的侧重点为培养学生的动脑能力以及动手能力, 因此在学生获得知识这一过程中, 可能花费的时间比较长, 有时还会影响其原有教学计划。对此, 在传统实验向探索式实验转变的时候, 教师应该进行统筹安排, 具有针对性地来培养学生的学习能力以及实践能力。
(二) 探索式实验的分段实施
探索式实验是一个循序渐进且从简单至复杂的过程, 在刚开始进行实验时, 应该安排一些较为简单的探索活动, 随着学生技能与物理知识的不断积累, 再安排一些较为复杂的实验活动, 在每一个探索式实验过程中, 应该设置相应的阶段性问题, 以此引导学生正确地进行实验和探索。
(三) 实验的适度开放
在探索式实验教学过程中, 经常会遇到一些意外的情况, 而这就要求教师除了具备扎实的专业知识以外, 同时还要具备相应的应变能力。在这种开放式教学活动中, 基于学生创新精神的保护, 正确引导学生自主进行实验。
(四) 实验小组的划分
探索式实验教学实施的基础为小组合作, 对此, 在进行探索式实验教学时, 首先应该进行小组的划分, 在小组划分时, 应该综合考虑小组成员之间的能力、学习成绩与性格等各个方面的差异, 把能力强的学生应该平均分布于各个小组内, 从而便于各小组之间的公平竞争以及小组内成员之间的交流等。此外, 在实验过程中, 对分好的小组应该不断地优化和调整。
结束语
综上所述, 随着初中物理新课程标准的实施, 探索式实验教学越来越受到人们的重视与关注, 这种教学方式不仅可有效提高学生的学习兴趣, 同时还便于学生对知识的掌握, 因此, 在今后实践教学过程中, 教师应该加大对探索式实验教学的研究, 使这种方式能够满足教学改革的需求。
摘要：所谓探索式实验教学就是指教师对已有的知识不直接给出结论, 而是经过情景的创设, 引导与启发学生进行思考, 并提出相应的问题, 接着再让学生利用已有的知识以及其生活体验, 自主进行物理实验研究, 通过小组的合作、讨论研究, 得出结论并获取相应的知识。本文就初中物理探索式实验教学来进行详细地阐述。
关键词：初中物理,探索式,实验,教学
参考文献
[1]安永开.浅析初中物理实验教学中的探究式教学[J].群文天地, 2010, (6) :121.
[2]张宇.探究式教学在初中物理实验教学中的实践研究[D].天津师范大学, 2010.
综合式拥塞控制机制的研究 篇9
在无线传感器网络中,拥塞会导致信道质量退化,损失率上升,延时增加,造成网络节点负载数据遍历不均衡,因此需采用适当的拥塞控制算法解决拥塞问题。在现有的无线传感器网络拥塞控制算法中,TD(Tail Drop)算法的基本思想是在产生拥塞时丢弃到达的包。RED(Random Early Detection)算法基于主动队列管理(AQM)策略,解决了TD算法存在的队列调度持续满负荷、缓存死锁等问题。它采用数据队列标记分组方法,将检测的拥塞信息发送到信源,控制信源端的发送速度,减少数据队列排队时间,同时维持适当的吞吐量。但AQM策略始终以队列长度作为拥塞控制标准,这也成为RED算法的缺点。BLUE算法基于队列的丢包率和链路利用率,其基本思想:如果队列排队时间延长,造成缓存溢出并且丢包数量增多,丢包概率增大,则对拥塞反馈的速度也增大,使信源端及时降低发送速率;如果链路畅通,队列延时减少,链路利用率高,丢包概率减小,则增加信源端的发送速率。该算法对解决拥塞有一定的改进作用。但由于信息流的复杂性及网络新应用的产生,一部分信息流无法通过拥塞反馈信号来降低发送速率,即对反馈信号不产生响应,从而无法消除网络拥塞,使得链路利用率低,丢包率增大。针对非响应流问题,SFB(Stochastic Fair Blue)算法采用新的算法检测出非响应流,并对其速率进行限制,从而避免了TCP流受非响应流的影响[1]。SFB算法在网络流量较低时对拥塞有较好的控制作用,但是当网络流量增大后,其分类识别机制会受到很大影响,最终导致TCP流的传输性能下降。针对该问题,本文提出一种综合式拥塞控制机制。
1综合式拥塞控制机制算法
当信息流(响应流或非响应流)使某节点发生拥塞后,由拥塞点向其父节点发送拥塞信息,父节点收到消息后启动新路径分流机制。首先父节点检测周围信息,满足条件的相邻节点可以作为新路径的子节点。该子节点确定后,根据新路径建立条件搜索下一节点,依此类推,直到找到新路径的全部节点并成功建立新路径。新路径建立后开始分流,使原始路径流量减小,拥塞解除。如果新路径建立失败,即缺少符合条件的节点,拥塞将继续,同时节点消耗能量。为此,综合式拥塞控制机制采用公平汇聚算法,按比例减少源节点的发送率,以消除拥塞。
1.1 新路径的建立
节点是否满足建立新路径的条件由节点的工作状态、能量状态、拥塞状态3个参数来决定。每一个节点都有其邻居节点的信息。邻居节点信息包括上述3个参数,通常用一组矢量{I,A,E,C}来表示,其中I表示节点ID的唯一标识;A表示节点的工作状态,分别用数字代表其5种工作方式:0-运行,1-空闲,2-休眠,3-睡眠,4-掉电;E表示节点的剩余能量;C代表节点的拥塞度。当A为运行、空闲、休眠、睡眠状态时,表明节点满足新路径的状态条件;如果A为掉电状态,则不满足条件。当C小于阀值时,节点满足拥塞条件。E必须大于阀值,以免节点因能量不足而在新路径建立后失效。因此,建立新路径时必须首先检测相邻节点的状态信息,将{I,A,E,C}作为接入新路径的判定条件。
设信息流的初始路径如图1实线所示。3个源节点1、2、12形成了2个数据流,2个数据流都汇集在节点9。当节点9发生拥塞时,拥塞点9首先向节点3或13中的一个发出拥塞信号。这里假设先向节点3发送信息。节点3收到信息后,查找邻居节点信息,在其邻居节点信息中找到满足条件的候选节点。设节点3及其邻居节点的状态信息矩阵为
此处设定拥塞度阀值为0.7,剩余能量阀值为0.4。根据图1及邻居节点信息,节点3包含的邻居节点为节点2、4、16、9。节点2为源节点,不满足条件,首先排除。节点16的拥塞度为0,剩余能量为0.2,小于阀值,不满足能量条件。节点4处于空闲状态,剩余能量为0.9,大于阀值,拥塞度为0,即没有任何拥塞,说明节点4满足条件,可以作为新路径的一跳。如果节点4处在休眠状态,则同时要激活节点4。节点4被激活后查找相邻节点的状态信息,可以查询到符合条件的节点5。依此类推,节点5可以搜索到节点6,直到新路径建立成功。新建立的路径如图1虚线所示。
数据的传送沿新路径从节点3到节点6开始分流。新路径刚建立时状态并不稳定,为防止新路径出现意外,原始路径将继续保留,拥塞点9继续接收信息,并检测状态矩阵。如果节点9的拥塞度小于阀值,则表明新路径分流成功,拥塞得到解除,可通过节点3发出信息,取消新路径,信息通过原始路径正常传输。
如果节点3所在的新路径没有成功建立,则拥塞点9继续向另一个相邻节点13发送拥塞信息。节点13按照节点3的方法建立新路径。节点3、13不同时寻找新节点来建立新路径的做法是为了防止生成多余的新路径。当然,如果一条新路径无法解除原始路径的拥塞,则将继续建立第二条新路径,直到拥塞得到缓解。
为了确定拥塞点先向节点3还是节点13发送信息,即确定发送拥塞信息的顺序,这里引入节点不平衡系数ζ[2] :
式中:pr、ps分别表示节点从t1时刻到t2时刻接收到的数据包数和发送的数据包数;vi、vs分别为节点的接收速率和发送速率。
ζ=1表明节点接收到的数据包等于发送的数据包;ζ>1表示接收到的数据包比发送的数据包多,表明节点数据有排队延迟,出现拥塞,必须尽快疏通。ζ越大,说明拥塞越严重。应先从ζ大的节点开始查找相邻节点信息,建立新路径。
如果在节点3、13等处建立的新路径不成功,拥塞无法解除,应终止继续检测节点的状态信息,放弃寻找建立新路径的算法,以减少传感器的无效能量开支。此时综合式拥塞控制机制启动对源速率的限制措施以缓解拥塞。
1.2 源速率限制
为兼顾吞吐量和公平性原则,源速率限制采用公平汇聚算法[3],即按比例减少各个源节点的数据发送率。按照每个源节点数据包的权重大小,确保源节点发送的数据到达汇聚节点的机会均等。设图1中节点1、12、2发送的数据包数量分别为1、2、3个,总共6个。假设数据包权重相同,对节点1分配的信道占1/6,对节点12分配的信道占2/6,对节点2分配的信道占3/6。假设数据减少到按70%的比例发送,则3个源节点分别按1/6×70%、2/6×70%、3/6×70%的速率发送数据包,这样保证了所有源节点都能公平发送数据。若数据包权重不同,则要根据数据流的权重重新分配信道。
数据流的权重取决于数据的重要程度。在同一时刻节点可能有不同的数据流经过,权重也不一样。设经过链路i、j的数据流速率之和为xi,j,经过i点的数据流速率之和为xi,有
设节点i的数据流权重为hi,节点i所有数据流的汇聚数据权重之和为Bi,节点i在链路j的上级节点和下级节点汇聚的数据流权重分别为Bk,j(s)、Bi,j(s),数据转发过程中无拥塞和丢包时的传播速率为d(s),则有
Bi、Bk,j、Bi,j的初始值都为0。节点i将Bk,j发送给节点j,Bk,j从上游节点k发出后由节点i获得。经过数次往返计算后,Bi、Bk,j趋于稳定。当节点i发生拥塞时,链路信道按式(10)分配:
如果拥塞出现在源节点,则按式(11)分配信道:
信道分配后,采用令牌桶方式限制发送端速率。具体程序为
2基于节能的路由协议
传感器节点的能量非常有限,在大规模网络中,合理地设计路由协议可以节省传感器节点的能量并延长网络的生命期。综合式拥塞控制机制算法存在一个缺陷,即当网络处于短暂的轻度拥塞[4](如拥塞度为0.7～0.8)时,网络只会暂时有一点延迟,短暂拥塞之后就能自行恢复正常,如图2所示,但新路径查找机制是只要有拥塞超过设定阀值便立刻启动,这样就会出现新路径还在查找建立过程中而拥塞就已经自行缓解的现象,造成能量浪费。
为了解决该问题,本文改进了综合式拥塞控制机制算法,即设置拥塞时间阈值,只有当拥塞时间超过阀值时才启动新路径查找机制。具体算法为
3仿真试验
为了验证综合式拥塞控制机制的性能,在NS-2平台上进行仿真。设置100个仿真节点均匀分布在1 000 m×1 000 m拓扑网络中,节点发送距离为100 m。应用层采用FTP协议,传输层采用TCP协议,路由层采用AODV协议,模拟时间为300 s,数据包长度为50 B,缓冲区长度为40个数据包,数据包产生的初始速率为20个包。信道类型为无线信道,天线为单向天线。
图3为综合式拥塞控制机制丢包数的仿真结果。可看出无拥塞控制时,丢包数目随时间逐步增加,表明拥塞越来越严重;建立新路径后,拥塞得到缓解,丢包数明显减少,表明网络畅通。
综合式拥塞控制机制依据源节点发送数据包的权重大小决定数据的发送率,节点数据权重大,则发送数据包的平均发送率大。权重对数据包发送率的影响如图4所示,ID值为前50的节点数据权重为0.7,对应的数据包发送率为28%,其余节点数据权重为0.3,对应数据包的发送率为13%。这说明在源速率受限制的综合式拥塞控制机制中,优先保证了重要数据能传送到sink节点。
4结语
综合式拥塞控制机制通过建立新路径,可以有效缓解无线传感器网络的拥塞状况,降低丢包数,使重要数据得到可靠传输,并针对轻度拥塞情况采用一种节能算法。仿真结果表明,综合式拥塞控制机制在缓解拥塞的同时保证了吞吐量,比现有的无线传感器拥塞控制算法有所改进。但是该拥塞控制机制在能耗方面并无优势,需要在后续研究中进一步完善。
参考文献
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“内广场式”商业综合体设计研究 篇10
关键词：商业综合体;内广场;空间
前言
“内广场式”商业综合体的多种功能在综合、互利的前提下，为其带来了巨大的经济价值。各种功能互为补充，整幢建筑可以在一定范围内实现自给自足。整个项目的协同营造能制造出城市中全新的，独一无二的感觉和功能，从而带动周边共同发展。
1.“内广场式”商业综合体的概念
本论文将其命名为“内广场式商业综合体”，从字面意义上可分作“内广场”与“商业综合体”两个方面来解读。
“商业综合体”是以商业购物活动为主要内容，结合办公、金融、等其他功能，以立体化综合利用空间为特征，有机聚合成的综合性商业建筑。在形态布局上，商业综合体逐步发展成为室内外空间相互渗透、地上和地下立体化空间综合利用，城市交通一体化的综合商业建筑。
“内广场”没有顶界面，其围合感的强弱主要决定于其侧界面的开敞程度，底界面主要由硬质铺地构成，结合绿化与水体起到点缀的作用，同时内广场结合水平与竖向交通设施，创造一个丰富多变的空間环境。
本文所研究的“内广场式”商业综合体是以商业购物活动为主要内容，旅馆餐饮、娱乐展示等其他功能，以“内广场”为主要的空间节点，立体化综合利用空间为特征。在形态布局上，以充分利用地上和地下空间，室内外相互渗透的空间立体化、城市交通一体化的综合建筑，成为全天候充满活力的城市公共活动场所。对于城市总体来说，商业综合体自身是一个完整的体系。
2.案例的选取
选取各国家各区域的典型案例，对商业综合体进行综合归纳分析，总结这类建筑的典型特点。
（1）美国圣地亚哥霍顿广场
美国圣地亚哥市中心区的霍顿广场，就是一个“内广场式”商业综合体的典型实例，整个建筑群体打破了原有棋盘式布局，以超大街廓整体性的规划，建筑物巨量化处理，同时强调城市文脉的融合。该建筑群中有一条贯穿全局的“内街”有效的引导人流，其中的各种垂直交通设施使其充满了动力。
（2）The Village三里屯
本文研究的南区位于工体北路，拥有11栋低密度零售建筑，定位偏重年轻时尚，为中高档购物区;北区与使馆区临近，拥有7栋零售建筑和一间精品酒店，定位于高端人群的购物区，偏重高档典雅的艺术氛围的形成。主广场可开展各种庆典、表演等活动，设有大型的LED屏幕;夏天被用作喷泉广场，冬天是溜冰场的场地，整个广场成为传递信息、与公众交流互动的绝佳场所。同时独具魅力元素的室外广场和街道等公共空间，创造舒适的都市环境，营造了本地区现代时尚的都市环境，吸引了来自世界各地的潮人。
（3）证大·大拇指广场
“证大·大拇指广场”位于上海浦东联洋国际新社区，设有多项业态设施。在设计上采取居住区域、购物区域、聚会休闲区域相对隔离的新模式，使商场室外化，中庭广场化。大拇指广场运用现代自由主义风格进行建筑设计、其建筑立面开放简洁、购物空间设计的自由开放。整个广场共22个建筑体块，采用街区式规划，以购物和娱乐休闲为主题，多种业态与多个主题广场融为一体，满足“一站购物、一家休闲、一天逛街”的现代消费方式。
（4）日本福冈博多水城
著名的福冈博多水城在空间处理上，在水平体系上设置了三个节点——太阳广场、星星庭院和海洋庭院，他们通过月亮街和地球街相连，创造了一处连续变化的商业综合体建筑，为人们的行进和停留提供了自由的选择性，也为各种表演展示活动营造了动态的视觉场所。
3.空间的特征
3.1整体性
空间环境是由多种元素结合而成的整体。整体性可表现为：
（1）空间结构的秩序性：完整而有序的空间结构有助于人们在整体上把握环境
（2）形体时空的整体性：无论从时间还是空间上讲，建筑环境的创造都应是其所处整体时空环境中的有机组成部分
（3）人的活动的整体性：空间环境为人的活动提供适合的条件，使二者成为有机整体。
3.2以广场为中心
在形体结构中，其他建筑围绕在一个中心广场为主导的周围，形成向心结构，这种中心式的组合，能形成较稳定的心理感受，这个中心将成为形体环境构架的向心统率，形成秩序。
3.3立体街道
按照商业规律，商铺租金随着楼层的增高成倍数递减，设计中在保障底层店铺最大化的商业效益之外，还应当特别注意高层商业店铺的商业价值，进而实现整体商铺的均好性。
3.4地下空间的利用
地下商业建筑大都处在地平面以下，包围着地下建筑的岩石、土壤具有良好的热稳定性和密闭性，因此有着地下建筑所共有的特点：对外界干扰影响小，能源损失量少和改善城市地面环境等。
3.5商业多样性
在现代商业活动中，人们需求和行为是多样的，消费者作为商业活动主体起着空间流动载体的作用。还要认识到空间的使用者中还有许多特殊需求。例如，对于老年人和行动不便等有行为障碍的特殊人群，应该采取设置坡道、栏杆等设施，以方便他们在空间中的自由行动。
3.6开放性
对一个空间环境而言，形成“多价空间”，使其具有开放性和灵活性，以适应不同人群的不同需求，已成为当代建筑师的共识。开放性可形成紧密相连的有机体，将环境中各种节点串联起来，确立活动的框架。
4.研究意义
商业综合体一方面成为城市的催发剂，以新的形象重塑当地景观和环境。另一个方面其中的内广场成为城市的场所转换的中介，连接多种交通空间和提供多种活动空间，其研究意义主要体现以下几个方面：
（1）高效利用城市资源
（2）优化城市空间环境
（3）提高城市空间价值
（4）满足城市生活方式变化
结束语
通过对国内外实例的分析，提出“内广场式”商业综合体的特征：即形式上为一栋或多栋建筑的综合体，地下为一个空间，地上表现为不同形态的建筑群;布局上以室外内广场为中心，连接步行街形成整个建筑的交通主线，辅助各种立体街道将商业综合体结合成一个整体;功能上包含多种商业模式，开放时间自由，内广场上各种绿色景观吸引大量人气，也是休闲娱乐的场所。如今随着人们生活水平的提高，购物已不仅仅是一种消费过程，而是一种享受的过程，人们在购物的同时要感受其中的环境、气氛，还需要有交流和休息的自然空间，“内广场式”商业综合体满足了消费者的以上多种需要，已成为现在社会的一种受欢迎的建筑形式。
参考文献：
[1]克利夫·芒福汀著，张勇刚 陆卫东译.《街道与广场》.北京：中国建筑工业出版社，2004
[2]芦原义信著，尹培桐译.《街道的美学》.百花文艺出版社，2006
[3]冯晖，刘浩.中国商业地产运营[M].广州：暨南大学出版社，2004.
小学中段语文读赏式教学实验研究 篇11
小学语文是培养学生语文水平的一个重要课程, 新课改中明确要求其需要对学生的学习能力进行培养。对于传统的语文教学方式来说, 无论是在培养学生的创新能力方面还是实践能力方面都存在着一定的不足, 对此, 就需要教师应用新型教学方式来提升教学效果。
二、读赏式教学的积极作用
读赏式教学是一种通过学生对文章的阅读赏析, 在阅读过程中对文章内容进行概括、理解, 进而使其阅读兴趣以及阅读能力得到提升的一种方式。同传统只看、不思考的方式相比, 读赏式教学更强调在对学生阅读视野进行扩展的同时, 使学生能够对文学知识所具有的魅力以及阅读方式进行掌握, 进而树立起正确的价值观念。
( 一) 扩展学生知识
对于小学生来说, 由于其年龄较小, 具有较强的好玩天性, 虽然好玩是纯真的一种表现, 但是如果过于放松, 却很可能导致一种慵懒心理, 对此, 就需要教师能够在给予其一定放松时间之后开展文学教育。对于读赏式教学来说, 其不仅会在课堂中对学生产生影响, 还能帮助学生在课下以非常自觉的方式去对课外读物进行阅读, 进而在不断扩展自身知识的同时, 获得较好的文学情操。可以说, 通过读赏式教学方式的应用, 能够较好地培养起学生科学的学习方式。
( 二) 培养学生思维
对于传统的教学方式来说, 其对学生的思想或多或少都有一定的禁锢作用, 学生在学习的过程中也往往只将教师讲解的作为唯一标准, 进而存在着灌输式学习的情况, 久而久之就会对学生的思维造成较为单一的影响。而通过读赏式教学方式的应用, 则能够帮助学生以更为开放的眼光去看待问题, 并在自己对问题研究、判断之后提出自己的理解与观点。可以说, 这种教学方式在对学生开放性思维进行培养的同时, 还促进其形成个性化的学习理念。
( 三) 确立主体地位
在传统的语文教学中, 教师往往是课堂的主导, 其在教学过程中通过枯燥、乏味的语言将知识灌输给学生, 这往往会使学生较为迷惑。而在读赏式教学中, 学生则可以通过自主阅读在文章中自行理解, 并在一定思考之后提出属于自己的见解, 通过在课堂上提出之后由教师给出评价。在此过程中, 教师则由主导者变成了学生学习知识的引路人, 并在给学生提出适当引导的同时, 学生也能根据自身的需求来获取知识。
三、读赏式教学方式
( 一) 阅读素材的选择
在读赏式教学中, 素材可以说是非常重要的一个部分。所以教师在对素材进行选择时, 需要与学生的特征进行充分地联系。对于小学生来说, 由于其具有年龄小、想象力强的特点, 所以就需要教师在选择素材时能够对学生的心理需求进行了解, 在保证学生兴趣原则的基础上, 帮助学生能够更好地对文章进行欣赏与思考。对此, 教师则可以选取部分具有趣味性的故事作为学生的阅读素材, 以此帮助学生能够随着故事情节的发展而提高自己的阅读兴趣。其中, 童话就是一种非常好的阅读素材, 在实际选取的过程中, 教师可以选择如《勇敢的小裁缝》和《白雪公主》等童话故事供学生阅读, 这些童话故事的情节较为曲折, 而且能够表现出主人公优秀的品质, 使学生在阅读的过程中能够在具有良好阅读积极性的同时, 更好地发挥自身的想象力, 这对于学生的文学素质培养具有非常积极的作用。
( 二) 读赏式教学策略分析
1. 以质疑方式教学。对于小学生来说, 其在面对新鲜事物时往往具有较强的好奇心, 且由于其已经具有了独立的观察以及思考能力, 所以在面对相关事物时往往会产生较为独特的看法。对此, 在实际教学的过程中, 教师就需要在充分联系教材的基础上提出疑问, 使学生在对文章进行分析阅读以及联系生活实践的基础上, 对问题的答案进行寻找, 在这种好奇心的驱使下, 学生往往会具有更强的研究兴趣。比如, 在教学《荔枝》这篇文章时, 教师在讲解之前就可以向学生提问: “作者通过对荔枝的描写, 想要表达出什么样的情感呢?”在问题提出之后, 学生就会带着疑问去进行文章的阅读, 这才能够使学生在把握荔枝描写特征表象的基础上, 对作者的情感以及文章的主旨进行把握。此外, 教师也可以让学生在读完文章之后根据自己的理解提出问题, 并在问题提出之后由同学或者教师对此问题进行解答, 以此帮助学生加深对于文章内容的理解。
2. 培养学生自主批注的习惯。由于学生的年龄较小, 其在阅读文章的过程中往往只注重对于情节的理解, 因此可能会出现盲目阅读的现象。如果学生在阅读的过程中只是简单追逐情节而不进行思考, 那么就很难达到对于文章欣赏以及理解地目的。对此, 教师在教学过程中就需要对学生自主批注的习惯进行培养, 教会学生在阅读文章时, 将自己有所感、有所悟的地方以文字的方式写下来, 并以重点符号的方式进行标注, 从而在阅读文章的过程中有属于自己理解的东西。通过这种方式, 能够在帮助学生完成自身思考的同时, 强化其个性化的阅读能力。
四、结语
可以说, 读赏式教学对于现今学生阅读能力的培养具有非常重要的影响, 其能够帮助学生在阅读过程中进行思想观念的表达, 因此需要教师在实际教学中对这种教学方式足够重视。
参考文献
[1]汪凯明.浅谈提高小学语文课堂教学效率的措施[J].教育革新, 2010 (12) :55-57.
[2]赵巧聚.浅谈如何提高小学语文课堂教学效率[J].学周刊, 2015 (02) :78-79.
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