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试验设计论文赏析八篇

时间:2023-03-17 18:01:32

试验设计论文

试验设计论文第1篇

关键词:试验设计;实验;实践;改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)40-0040-02

一、引言

试验是考察某事的结果或者某物的性能而从事的活动,合理科学地制定试验计划,编制试验方案,在试验过程中控制试验干扰,并对试验结果进行科学有效地处理,关乎着从事试验活动的工作者能否获得切实有效的试验信息。《试验设计》课程主要是讲授如何降低因为干扰因素带来的试验误差,如何用尽可能少的试验量获得全面可靠的试验信息,课程所讲授的试验设计方法是一个全过程、多目标的现代优化方法,在技术领域如系统设计、药品工艺改进、技术改造、质量管理和非技术领域如市场动态分析、产品试销、民意测验、用户使用跟踪中都有极广泛的应用。该课程是一门理论和实践结合比较紧密、实用性很强的工具课程,基于试验设计方法的实用性,本课程应该设有针对实际生产科研的实践环节。通过课程的实践性教学改革,重视实验课环节,能够从根本上加深学生对理论知识的理解和应用,加强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的科研能力和创新兴趣。

二、《试验设计》实验课存在问题

《试验设计》相关课程在国内很多高校均已展开,过去教师在教学过程中往往以知识教育为主,教学重理论轻实践,重知识轻能力;学生在学习过程中往往由于缺乏实践体验的机会或者与个人关联性不大,而在学习过程中多以结课获取学分为目的,缺乏学习的主动性和积极性。课程“教”和“学”环节与实际脱离状况的存在,实践环节和实践环节创新举措不足,直接导致学生在毕业以后,虽然经过了本课程的学习,但依旧缺乏作为一名工程技术人员或者科研人员所应具备的综合运用知识能力,有违设置本课程的目的,因此国内各高校对《试验设计》相关课程的实践环节进行了大量的探索与尝试,取得了显著的效果。但目前为止,单独开设《试验设计》相关课程实验课的学校相对较少,一是由于《试验设计》课程总学时数不够,导致无法占用更多的学时安排实验课程;另一个原因是传统实验课都是在一定的实验场所,由固定人员采用一定的仪器设备才能完成,而《试验设计》课程实验不同于化学或物理实验可以单次实验,一般是多个试验点进行的试验,有试验周期或者试验次数要求,没有太多实验资源让学生做实验。因此,如何合理地设置与安排实验课,对于《试验设计》课程的完整体系构建,培养好学生的实践能力和让学生真正掌握试验设计方法至关重要。

三、《试验设计》实验课改革

《试验设计》实验课的改革主要是从课程的实用性和适用性特点出发,通过课程的设计、教学模式的探索、教学体系的构建等手段实现培养学生学习能动性和实践能力的目标。

(一)改革课程规划设置

增加《试验设计》课程实验教学环节学时,由于《试验设计》课程总学时为24学时,总学时数不变的情况下,为避免过多占用理论教学学时,积极申报吉林大学开放性创新实验项目,将《试验设计》的实验课作为开放性创新实验项目。该环节作为实验课的课外学时环节,将该环节的考核成绩纳入《试验设计》课程的考核体系;而课内学时主要是依据教学大纲设置,设置为2学时。课内实验和课外实验环节的设置,可以确保足够的学时数进行实验教学。在学时有保障的基础上,将实验教学课程设置为三个模块,分别为:①DPS软件讲授与操作模块;②试验设计案例查找及分析模块;③试验设计案例探讨模块。第一模块以DPS软件为载体,在介绍DPS数据处理系统的基本功能、基本操作的同时,通过软件认知操作,进一步强化试验设计原理、设计方法和试验结果分析方法等相关理论课知识;第二模块是利用网络资源和建立的实验课数据库,让学生查找与农业机械化专业相关的案例,进行案例整理与计算分析;第三模块是让学生按照试验设计程式化的步骤进行案例分析,并进行试验方案及结果展示。

(二)实验教学模式与方法

实验课教学过程中以学生实践为主,教师进行辅助指导,构建一种以学生为主体的开放性实验教学方式。结合《试验设计》课程实用性强、应用范围广、实物实验受条件限制实施不易等特点,指导学生进行网络自主化学习与非实物试验设计相结合,学生个体自主实验与小组协作训练相结合。网络自主化学习主要是让学生通过文献资料搜集,寻找试验设计应用的案例,在此基础上进行试验方案编制与结果处理,完成非实物实验要求。在个体自主实验环节,学生可自主选题,主要是让学生在非实物实验过程中加深对试验设计方法的掌握;小组协作训练环节选题必须为与农业机械领域相关的试验设计应用案例,要求学生分组实验,进行案例分析,并以报告形式陈述展示,激活和唤醒学生的主体意识,提高学生的自我组织能力和表达能力,更重要的是,可以通过试验设计技术与农业机械专业相结合的实际实践案例分析,培养学生的专业意识和试验优化意识。

(三)构建与完善试验教学体系

结合实验教学目标与要求,《试验设计》实验课设计为认知性实验与专业综合性实验两个层次,以此逐步建立并完善实验教学体系,如图1所示。在实验教学体系构建与完善过程中,编写实验手册,建设实验课案例库,实验课案例库按照与农业机械专业的相关性分为一般性实验案例库与专业案例库。在实验教学软硬件环境建设方面,改善现有的机房上机条件,包括网络资源获取环境,购置共享版数据处理分析软件,为学生进行非实物试验提供软件和硬件。

四、结束语

《试验设计》课程的实验课改革要想取得实效,必须重视试验实践环节,以学生为主体,通过试验实践环节,让学生体会试验设计方法的普遍性和实用性,充分调动学生上课的热情和积极性,通过实践夯实学生的理论知识,培养学生的实践意识与实践能力,锻造学生的实践精神。

参考文献:

[1]任露泉.试验设计及其优化[M].北京:科学出版社,2009.

[2]弯艳玲,丛茜,田为军.《试验设计》课程教学改革的内容与方法[J].实验科学与技术,2012,10(2):60-63.

[3]田为军,丛茜,任露泉.广义试验设计方法在试验设计课程教学中的实践[J].教学研究,2013,36(3):68-71.

[4]罩海元.高职食品试验设计与统计分析课程教学改革的探讨[J].广西轻工业,2007,(5):117-118.

[5]田为军,丛茜,任露泉.《试验设计》课程实践性教学改革探索[J].实验科学与技术,2013,11(2):120-122.

[6]夏璐.浅谈试验设计方法在培养学生实践能力中的应用[J].高教论坛,2005,(1):77-99.

[7]周鑫斌,赖凡,刘峰.《试验设计与统计分析》课程教学改革探索[J].安徽农业科学,2010,38(28):16042-16043.

[8]王骥月,丛茜,田为军.《试验优化设计》教学改革――实验课[J].教育教学论坛,2013,(30):246-247.

[9]马萍,郑丽娜,曹冬梅.试验设计与数据处理课程教学改革初探[J].农产品加工(学刊),2010,(5):93-94.

试验设计论文第2篇

关键词:结构试验 结构理论

0 引言

工程结构试验是一项科学实践性很强的学科,是研究和发展工程结构新材料、新体系、新工艺以及探索结构设计新理论的重要手段,在工程结构科学研究和技术革新等方面起着重要的作用。

1 沿革

最早的结构试验是意大利科学家伽利略在17世纪完成的悬臂梁试验,其梁强度理论经由其后的胡克的材料弹性说明,贝努利、欧拉等的构件变形问题,库伦的中性轴假想,打下了今天弹性理论材料力学的基础。我国十分重视工程结构试验学科的建设及其发展。1956年起在高等院校中设置“建筑结构试验”课程。在直接为生产服务方面和工程结构系统科学研究方面,对结构的材料性质,基本构件和结构整体工作性能等,进行了大量的实物或模型的静、动力试验,获得了许多试验成果,提出了符合中国实际情况的设计参数、工艺标准、计算公式、设计理论、施工工艺,为制订各种规范、规程提供了基本依据。

2 工程结构试验及其一般过程

2.1 工程结构试验的任务 工程结构试验的任务是在结构或实验对象上,以仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载(重力、机械扰动力、地震力、风力等)或其他因素(温度、变形沉降等)作用下,通过测试与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、位移、应变、振幅、频率等)后进行分析,从而对结构的工作性能作出评价,对结构的承载能力作出正确的估计,并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。

2.2 工程结构试验的分类 根据试验研究目的,主要分为生产鉴定性试验和科学研究性试验。

2.2.1 生产鉴定性试验 生产鉴定性试验以直接服务于生产为目的。以工程中实际结构构件为对象,通过试验或检测对结构作出技术结论,通常解决以下问题:①检验或鉴定结构质量。对一些比较重要的结构,建成后通过试验,综合性地鉴定其质量的可靠度。对于预制构件或现场施工的其他构件,在出厂或安装之前,要求按照相应规范或规程抽样检验,以推断其质量。②判断结构的实际承载力。当旧建筑进行扩建、加层或改变结构用途时,往往要求通过试验确定旧结构的承载能力,为加固、改建、扩建工程提供数据。③处理工程事故、提供技术依据。对于遭受火灾、爆炸、地震等原因而损伤的结构,或在建造使用中有严重缺陷的结构,往往要求通过试验和检测,判断结构在受灾破坏后的实际承载能力,为结构的再利用和处理提供技术依据。

2.2.2 科学研究性试验 科学研究性试验的目的是为结构的理论计算和研究服务。它按照事先周密考虑的计划来进行。试验的对象是专为试验而设计制造的。突出研究的主要问题,消除一些对结构上实际影响的次要因素,使试验工作合理,观测数据易于分析和总结,达到理论研究的目的。①验证结构设计理论的假定。在结构设计中,人们常对结构构件的计算图式和本构关系作某些简化假定,通过试验来加以验证,满足要求后用于实际工程中的结构计算。在结构静力和动力分析中,本构关系的模型化则完全是通过试验加以确定的。②提供设计依据。我国现行的各种结构设计规范除了总结已有的大量科学实验的成果和经验外,为了理论和设计方法的发展,还进行了大量的结构试验以及实体建筑物的试验,为编制和修改结构设计规范提供试验数据。对于特种结构,应用理论分析的方法达不到理想的结果时,用结构试验的方法确定结构的计算模式和公式的系数,解决工程中的实际问题。③提供实践经验。一种新材料的应用,一个新结构的设计或一项新工艺的施工,往往要经过多次的工程实践和科学试验,从而积累资料,使设计计算理论不断改进和完善。

2.3 工程结构试验加载设备与测量方法

2.3.1 加载设备 一般供试验用的加载装置除实物加载外,可用千斤顶、液压试验装置、计算机与加振器联机系统、模拟地震振动台、人工爆炸等,以模拟对结构或构件的实际的各种作用。在全部试验承力装置中有支座、支墩、反力架、反力墙及试验台座等。

2.3.2 测量方法①机测法。利用机械仪表测量所需的数据或参数,机测法适应性强、简便、可靠、经济,是结构试验中最常用的测量手段。②电测法。通过传感元件把试验需要测量的数据或参数,转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数,经放大器放大,然后进行测量,由指示记录设备记录和显示,这种转换和测量技术称为非电量电测技术,具有准确、快速测量、自动控制、连续记录和远距离操纵等优点。与计算机联机,还可根据测量结果自行判断和运算。③光测法。利用光的准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录,阻尼小、响应快(如光线示波记录仪)。也可利用光敏材料的物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生的光学效应,测定应力场(如光弹仪),简便、可靠、直观性好;及激光测量位移和激光全息的应用。④其他方法。利用光、电、磁、声等间接物理量与材料或结构构件某一性能间的关系为基础进行测量。如超声波探测仪利用超声波在混凝土中传播速度测定混凝土强度。分析处理结果,再还原成某种模拟量并显示出来,使数据的采集、测量和分析处理自动化。

2.4 工程结构试验的一般过程 工程结构试验大致可分为试验规划、试验准备、试验加载测试和实验资料整理分析四个阶段。

2.4.1 试验规划阶段 试验规划是指导整个试验工作的纲领性技术文件,因而试验规划的内容应尽可能地细致和全面,规划的任何一点疏忽可能导致试验的失败。

科学研究性试验的规划,首先应根据研究课题,了解其发展现状和前景,并通过收集和查询有关文献资料,确定实验研究的目的和任务,确定试验的规模和性质;在此基础上决定试件设计的主要组合参数,并根据试验设备的能力确定试件的外形和尺寸;进行试件设计及制作;确定加载方法和设计支承系统;选定量测方法;进行设备和仪表的率定;作好材料性能试验或其他辅助试件的试验;制定试验安全防护措施;提出试验进度和技术人员分工;编写材料需用计划,经费开支及预算,试验设备、仪表及附件清算等。

2.4.2 试验准备阶段 试验准备阶段是将规划阶段确定的试件按要求制作安装与就位,将加载设备和测试仪表安装就位,并完成辅助试验工作。试件制作完毕后,要进行实际几何尺寸的测量和外观质量检查,达到设计要求的才能安装就位。加载设备和测试仪表安装就位前,应完成相应的设备调试与仪表标定工作,性能正常的才可正式安装。辅助试验完成后,要及时整理试验结果并作为结构试验的原始数据,对试验规划阶段确定的加载制度控制指标进行必要的修正。

2.4.3 试验加载测试阶段 对试件施加外荷载是整个试验工作的中心环节,参加试验的每个工作人员应各就各位,各尽其职,做好本岗工作,试验期间,一切工作都要按照试验的程序进行。对试验起控制作用的重要数据应随时整理和分析,必要时还应跟踪观察其变化情况,并与事先计算的理论数据进行比较,如有反常现象应立即查明原因,排除故障,否则不得继续加载试验。

试验工程中除认真读数和记录外,必须仔细观察结构的变形,混凝土结构的裂缝出现、走向及宽度,构件的破坏特征等。试件破坏后要绘制破坏特征图,有条件的可拍成录像,作为原始资料保存,以便研究分析时使用。

2.4.4 试验资料整理分析阶段 通过试验准备和加载试验阶段,获得了大量数据和有关资料后,一般不能直接回答试验研究所提出的各类问题,必须将数据进行科学的整理、分析和计算,做到去粗取精,去伪存真,最后根据试验数据和资料编写试验报告。

以上各个阶段的工作性质虽有差别,但它们都是相互制约的,各阶段的工作没有明显的界限,制定计划时不能只孤立地考虑某一阶段的工作,必须兼顾各个阶段的特点和要求,做出综合性的决策。

3 工程结构试验在工程结构理论发展中的作用

现代科学研究包括理论研究和试验研究,理论的发展需要试验来验证。受弯梁断面的应力分布的研究,经历了由假设—简单试验—理论分析—试验检验的阶段,前后二百多年的时间,说明了试验在理论发展中的作用和地位。

科学的发展都是以技术的突破为转机的。试验验证理论,而理论的发展又将试验推向更高的阶段。结构试验与结构理论的发展是联系紧密,相互促进发展。理论分析的方法虽然给出了结构应力分析的基本方程式,在解决实际问题时,采用解析方法常会遇到计算方面的困难,只能对有限的一些简单问题得出精确解。如几何形状、边界条件、承受荷载复杂的结构,常需要进行一些假设,而假设与实际影响的大小,要通过试验验证。因此,所得结果为近似的,还要用试验证实能否用于实际工程。对于一些三维问题、应力集中和非匀质材料结构,仅靠理论解析方法求解十分困难,有时得不出结果,需要用试验的方法得出计算的公式。

结构试验是研究和发展结构理论的重要手段。从确定结构材料的力学性能到验证梁、板、柱等单个构件的计算方法及至建立复杂结构体系的计算理论,都离不开试验研究。钢筋混凝土结构和砖石结构的计算理论大都是以试验研究的直接结果作为基础的。工程结构都是以各种工程材料为主体构成的不同类型的承重构件相互连接而成的组合体。为满足结构在功能及使用上的要求,必须使得这些结构在规定的使用期内能安全有效地承受外部及内部形成的各种作用。为了进行合理的设计,工程技术人员必须掌握在各种作用下结构的实际工作状态,了解结构构件的承载力、刚度、受力性能以及实际所具有的安全储备。在应力分析工作中,也可以采用实验应力分析方法来解决。特别是计算机技术的发展,它不仅为用数学模型方法进行计算分析创造了条件,同样为结构试验实现自动化提供了有利条件如:实现荷载模拟、数据采集和数据处理,使结构试验技术的发展,产生了根本性的变化。计算机也加强了人们进行结构试验的能力。因此,结构试验仍然是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一。在结构工程学科的发展演变过程中结构试验本身成为一门真正的试验科学。

实践是检验真理的唯一标准。科学实践是人们正确认识事物本质的一个源泉,可以帮助人们认识事物的内在规律。在工程结构学科中,人们为了正确认识结构的性能和不断深化这种认识,结构试验也是一种已被实践所证明的行之有效的方法。

参考文献:

[1]王天稳.土木工程结构试验[m].武汉:武汉理工大学出版社.2006.

[2]易伟建,张望喜.建筑结构试验[m].北京.中国建筑工业出版社.2005.

试验设计论文第3篇

关键词:食品试验优化设计;教学方法;教学体会

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)05-0058-02

一、课程性质与目的

《食品试验优化设计》是食品科学与工程、食品质量与安全专业的一门选修课。课程内容主要包括试验资料的统计描述、理论分布与抽样分布、统计假设测验与参数估计、方差分析、回归与相关、多元线性回归分析、试验设计基础、正交试验设计、均匀试验设计以及响应面设计等。通过学习使学生掌握试验设计的基本原理和方法,使学生能够独立设计试验和实施试验,并能对试验结果进行正确的统计处理,培养学生成为具有一定试验设计水平的人才。

试验优化设计是以数理统计为理论基础,按照试验设计原理,对科学研究中拟通过试验解决的具体问题提出科学而合理的试验方案,指导和保证试验环节的正确实施,力求以最经济的试验投入获得尽可能多的数据信息,然后用科学的统计方法进行数据处理,得出可靠的结论,从而进一步指导生产以及科研工作。食品试验优化设计是试验优化设计在食品科学领域的具体应用,是食品科学与工程以及相关专业必修的专业基础课。学习本课程的主要目的是让学生掌握试验设计的基本原理和方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生能够独立设计试验和实施试验,并能对试验结果进行正确的统计处理,培养学生成为具有一定试验设计水平的高级专业人才。

本课程的教学的主要目的是,引导学生了解试验设计与统计分析的发展历史、基本原理;熟悉食品试验优化设计课程的基本内容、关键知识点;掌握常用的试验设计方法,能独立进行试验设计;掌握常用的试验设计方法数理统计方法,能独立地对试验结果进行合理的统计分析;掌握常用数据处理软件Excel、DPS、Minitab的应用。知识认知方面的培养,特别是数据资料的整理与分析;理论分布与抽样分布;统计假设检验与参数估计;方差分析;回归与相关;试验设计基础;全面试验设计;正交试验设计;均匀试验设计。能力培养方面,包括试验结果简单统计处理分析的能力;利用统计假设检验的理论和方法解决实际问题能力;使用方差分析的基本知识处理实践中的差异显著性检验问题的能力;建立两个变量间的简单回归关系,并运用统计方法进行显著性检验的能力;应用正交试验设计原理与方法处理科研与生产实际问题能力;运用常用的试验设计方法能够独立设计试验和实施试验,对试验结果进行正确的统计处理,分析问题和解决问题的能力。同时,提高学生的综合素质,严谨的科研态度;精细的治学作风;独立的自学能力。

二、《食品试验优化设计》教学的相关策略

食品试验优化设计课程有着比较深的逻辑性和数学理论,是应用数学的应用再现。学生应充分认识食品试验优化设计课是一门应用性较强的“工具课”,不是“数学课”,作为“工具课”,关键应在应用中去学习,边应用边学习边掌握。在课程学习中始终围绕“试验设计”、“数据处理”、“统计软件应用”三个方面,贵在领会基本试验设计思想,掌握必要的设计和统计分析方法,最终才能灵活地运用到实践中去。可采取以下几种教学策略:

1.首先应以学生为本,在教学中最大限度突出学生的主体地位。主动适应学生的个性化求,开展分类培养,尊重学生的选择。在新型教学模式中,教师与学生角色转变,我们新的教学理念是以学生发展为根本,学生为主体。而教师主要起到一个指导的作用,教师在教学中主要是挖掘学生的学习潜力,让学生在自觉主动的认知活动中获取知识,增长才干。具体的做法是,根据学生的兴趣爱好,让学生把课堂中学到的知识应用到实际生活中去,让学生在课堂上提出自己生活中遇到的与统计相关的例子或者问题,教师和学生共同去探讨。这种方式增加了学生对相关知识的理解,提高了学生的学习热情。

2.注重实践教学改革,提升学生创新实践能力。随着高等教育的大众化,实践教学逐步由从属于理论教学,走向与理论教学、学生思想政治教育并重的地位。实践引起兴趣,兴趣带动学习,学习提高素养,素养促进发展。《食品试验优化设计》是一门实用性非常强的课程,食品科学在原料、生产工艺、质量控制等方面具有特殊性和复杂性,科学地进行试验设计和统计分析对获得正确的结论尤为重要[1]。我们的《食品试验优化设计》是给大学三年级学生开设的,这个时期的学生大多已经通过“科学创新”等项目加入到实验室的学习中去了,所以此时我们可结合所学内容,把我们的试验设计知识应用到学生正在进行的科研试验中去,使理论与实际相结合,有助于自身对所学知识的掌握。同时,结合实际的案例教学具有形象化、生动化、简单化、具体化的特点,可以使沉闷的学习环境变得轻松愉快,一改课堂上死气沉沉的氛围,教师课堂中过多的理论公式推导模式会造成满堂灌的教学结果。

3.互动式教学方法的应用。为了构建合理新颖的互动课堂,首先也是最重要的是要能够吸引学生的注意。采用一些学生不熟悉的表现模式;形式的变化多样会极大地吸引学生的兴趣,游戏和研讨问题都是非常好的选择。其次,这些教师准备的学习资料应当能够让学生易于理解。尽可能让讲解与真实场景相联系,不仅能够吸引学生的兴趣,也能更易于理解。同时,课堂上不仅仅提供给学生知识,更应当能够引导学生的学习。另外,在课前资料的准备中要能够提出问题,激发的学生学习动机。“互动式”教学方法是从教育理念上和教学方法上的革新。在课堂上多与老师、同学们进行激烈的讨论,选择自己感兴趣的主题,查找相关资料,自学备课,制作PPT,上讲台给老师和同学介绍自己正在进行的科研项目的试验优化设计,其他同学提问。充分发挥学习的主观能动性,既掌握了所学知识,使自己的思维更加活跃,提高了分析问题和解决问题的能力。通过这种方式,锻炼了自己收集信息的能力,提高了自己的沟通能力、组织协调能力、团队协作能力以及语言表达能力。

4.其他一些针对《食品试验优化设计》特点的教学方法。可采取“归纳学习法”,分析所收集文献资料用到的“试验设计与数据处理方法”,通过归纳思维,形成对所学试验设计与数据处理知识的识别、理解与运用,掌握常用试验设计与统计分析方法在科学研究中的应用。采取“问题学习法”,结合课后习题做好上课前的预习,找出自己不理解的问题,以便在听课时集中注意力,带着问题去学习,有利于提高学习效率。采取“软件验证法”学习,用自己掌握的软件去分析教材或文献资料中的“试验数据”,验证教材或文献资料的结果分析是否合理正确,以熟悉和掌握统计软件,结合实例正确解读分析结果。

针对该课程的特点关于软件方面,首先可以从互联网搜集统计学资料,根据查阅的电子资料和授课知识点制作幻灯片,开展多媒体教学[2]。由于现代科技的发展,统计软件几乎每时每刻都在不断地推陈出新,学生自然是对各种软件充满了好奇,所以教师可以通过给学生介绍各种现代地统计软件,例如Excel、SPSS、SAS、TableCurve等,引起学生的学习兴趣,激发学生学习的热情。课堂教学中利用相关软件,例如Excel既可对调查资料进行科学的分类汇总和数值计算,又可据此将整理后的资料编制成统计表、绘制成统计图,加强学生对例题的理解。这些统计分析软件的语法简单、使用方便,学生借助软件可以对数据输入后采用的分析方法、结果的识读进行独立思考,使学生将课堂上学到的理论、方法原理运用于实验数据处理,让数据分析结果更具说服力,既增强了学生对统计知识的实践应用能力,加深了统计学原理与方法的理解,也激发了学生学习统计分析的兴趣[3]。

三、结语

以综合能力为导向,以培养高素质、高技能人才为目标的教学模式。将综合能力培养作为主线贯穿学习的全过程,把理论教学与实践紧密结合进行改革。《试验优化设计与统计分析》教材是学生了解该课程内容的“窗口”,老师课堂授课是学生学习该课程的关键,按时上课、做好课堂笔记、独立完成作业、多练习是学好本门课程的基础。在阅读教师给出的参考书目和其他教学资源的基础上,制定学习计划,拓展知识视野,同时充分利用该课程最后毕业设计试验,学生根据自己的实际需要提出各种各样的问题,以以亲身经历为案例,让教师有针对性地进行指导,通过论与实践的结合提高学生自身综合运用所学知识的能力,使学生成为适应现代食品生产方式的创新型专业人才。

参考文献:

[1]李伟,胡冬梅.食品专业“试验设计与统计分析”课程教学改革的探索[J].中国林业教育,2013,31(6):71-73.

试验设计论文第4篇

[关键词]土木工程;结构试验;教学改革 

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)10-0036-03 

土木工程是一门实践性较强的专业,其教学计划中除了常规的理论教学外,还结合不同课程的特点安排了多种多样的实践教学环节。结构试验就是其中一门重要的实践性课程,其任务是通过理论和实践教学环节,使学生获得工程结构试验、检测方面的基础知识和基本技能,并培养其进行试验设计和试验规划的能力。掌握结构试验的理论和技能是顺利开展生产和科研工作的重要保障。该课程设置的试验理论及试验操作环节,能够引导学生将结构理论与试验测试进行有机结合,既加深了对结构理论的认识,又提高了试验分析能力。 

由于对实践教学重视程度不够,试验设备经费投入不足,导致试验仪器落后;加上多数院校对于土木工程结构试验的教学存在着重视理论教学、轻视试验教学的情况,结构试验教学一直以来效果较差,无法发挥其应有的功能。近几年来,各院校普遍开始重视实践教学,结构试验场地、试验设备和师资均有了较大程度的提高。廈门理工学院是一所地方性本科高校,主要是为地方培养应用型人才,根据此定位,在教学过程中开展了结构试验教学改革研究。本文主要介绍我校结构试验课程教学改革的实践探索经验,以资同类高校参考借鉴。 

一、结构试验课程设置改革 

我国高等院校土木工程专业培养方案中均设置了结构试验与检测课程,不少院校将结构试验与检测设置为一门课程,且以理论讲授为主,实践课时较少。结合我校应用型定位,土木工程专业将结构试验与检测设置为结构试验和结构检测两门独立课程。结构试验课程的教学内容主要包括结构试验基础理论与结构试验技术两部分,结构检测课程的教学内容主要是与行业新技术应用结合较紧密的岩土、建筑和桥梁结构检测理论与方法。 

在学期安排上,以前我校参考一些高校的做法,将结构试验课程安排在大四上学期。这样安排导致结构试验课程与相关理论课程之间存在着明显的脱节,理论课程往往比结构试验提前了好几个学期。结构试验课程除了承担结构试验理论和试验技术教学任务外,还应有配合支持本专业结构理论课程教学的任务。为了与相关专业课程对接以形成互相支持关系,我校将结构试验课程设置为上、下两部分,分别安排在大二下学期和大三上学期,以改善过去结构试验教学与材料力学、结构力学、混凝土结构基本原理等课程之间脱节的问题。结构试验(上)(下)的主要课程安排如表1所示。 

二、结构试验对理论课程的实证 

结构试验中有混凝土受弯梁(含少筋梁、适筋梁、超筋梁三种构件)、受剪梁(含剪压、斜压、斜拉三种构件)和偏压柱的破坏性试验。在混凝土结构基本理论课程中,教师一般通过图片进行解说,学生往往难以直观理解各构件的破坏规律,影响了教学效果。在结构试验课程中,除偏压柱是演示试验外,每个小组都要独立完成受弯梁和受剪梁共六种构件的试验测试过程。在试验测试过程中,学生能够直接地观测到裂缝的产生、发展直至构件完全破坏的过程。整个构件的破坏规律和破坏形态会让学生得到深刻印象,学生对照混凝土结构基本理论课程上的相关论断,会加深并巩固所学知识。完成这一试验后,与混凝土结构理论教学就构成了完整的理论与试验的印证关联,同时学生也要进一步运用混凝土结构理论完成试验分析和报告。等强度梁的应力测试试验和钢桁架静载试验都是非破坏性试验,分别对材料力学和结构力学相关理论知识进行了实证,同时也需运用相关知识完成试验任务。 

三、结构试验对理论课程的升华 

在试验教学过程中,我们特别注意启发、引导学生思考理论知识与实践知识之间的联系,进一步对所学理论知识进行反思和升华。在结构试验课程教学中,等强度梁的应力测试需要应用材料力学的知识;钢桁架的静载试验需要应用结构力学知识进行桁架杆件的应力计算、节点的挠度计算;混凝土受弯、受剪试验需要应用混凝土结构原理课程知识,同时试验构件破坏过程也是混凝土结构原理理论知识的直观化呈现。在结构试验教学中,教师要注重理论与实际之间的差别与联系。在教学实践中,我们一般从实际结构与结构力学模型二者之间的联系与差异来引导学生思考。 

将现实结构简化为结构力学模型,这个过程就是建模。建模在结构分析中是非常关键的第一步工作。在钢桁架静载试验之前,教师要让学生先到实验室观察钢桁架实际结构,然后引导学生思考如何将实际结构转化为结构力学模型。在这个过程中,启发学生思考:实际结构的杆件如何简化为结构力学模型中的杆件?为什么钢桁架杆件可以简化为轴心受力杆件?其对荷载作用有什么限制?对于钢结构节点区域,结构力学模型是如何简化的?是否存在着误差?误差到底有多大,是否可以推翻结构力学的基本假设?试验钢桁架构件的支座如何设置才能满足结构力学中支座的力学特性要求?实际的支座与结构力学中的理想状态差别在哪里?进一步的,可以引导学生思考:钢桁架杆件应力测点选在哪些位置,为什么要远离节点区域?节点区域应力是什么状态,是否可以用结构力学知识求解?如何进行应力测试?经过一系列的提问,引导学生思考力学建模的过程和误差来源,从而加深对结构知识的认识与理解。 

在结构课程教学实践中发现,学生一般较关注杆件的简化和计算,但容易忽略结点和支座建模,遇到实际结构有时候不知道简化为何种结点、支座形式。对照钢桁架结构,教师重点讲解了桁架节点区域在力学模型中的简化,随即启发学生思考这种简化是否会带来误差、误差有多大。学生一般能回答出这种简化会带来误差,能够回答力学模型中是铰结点,但对实际结构结点与理想铰结点之间的误差到底有多大回答不出来。教师可以有针对性地引入次应力的概念,引导学生课下自行查阅次应力的相关课外知识。在结构试验教学过程中,教师引导学生将以前学过的各门理论课程知识与本门课程实践联系起来,对结构理论起到了反思、强化和提高的作用,加强了结构建模和结构分析知识的应用,改变了过去为完成试验教学任务而试验的状况,取得了较好的教学效果。 

四、结构试验对学生实践能力的提高 

根据我校地方应用型高校的定位,结构试验课程要保证每个学生有充分的动手训练机会。除学时要保证足够外,在分组时上也要保证每位学生在试验中都有职责,以杜绝“袖手旁观”现象。因此,应变测试技术试验要求2人一组,其他试验要求5~6人一组,且每组都要求有明确分工;各组员分工合作完成试验任务,既能充分训练每个人的动手能力,又能锻炼其团队协作能力。 

在结构试验过程中,试验构件的表面处理、贴片、吊运、安装、联线、调试和试验测试整个过程都由学生以小组形式协同完成。教师主要负责安全、技术、质量方面的把关指导,试验过程中遇到的问题均需要组员在教师指导下协作解决;如一个试验不能完成,则所有小组组员的课程成绩都不及格。经过近几年实践,学生都能做到积极动手参与试验,较好地掌握了试验测试的理论和技术,取得了较好的教学效果。 

五、结构试验对大学生结构设计竞赛的支持 

大学生结构设计竞赛是培养大学生创新意识、合作精神和工程实践能力的学科性竞赛。大学生结构设计竞赛对提高大学生的创新设计能力、动手实践能力和综合素质,加强高校间的交流与合作具有重要意义,同时也为高等学校开展创新教育和实践教学改革、加强高校与企业之间联系、推动学科创新活动起到积极示范作用。目前大学生结构设计竞赛已具备全国、跨省片区、省、市、校等多级竞赛体系格局,参与面广,是土木工程专业最有影響力的专业竞赛之一。结构设计竞赛一般需要进行结构设计、理论计算并制作结构模型进行结构加载测试,其整个过程实质上包含了结构设计和结构试验内容。鉴于结构设计竞赛的参赛主力是大二、大三学年学生,我们将结构试验课程提前到大二学年开设,学生能够尽早学习结构试验测试理论和技术方面的知识,对于结构竞赛起到了很好的支持作用。 

六、结构试验对大学生创新性试验的支持 

大学生创新性实验计划是我国高等学校本科教学“质量工程”的重要组成部分。该计划的启动和实施旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,倡导以本科学生为主体的创新性实验改革,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,在校园内形成创新教育氛围,建设创新教育文化,全面提升学生的创新实验能力。通过开展实施计划,带动广大学生在本科阶段得到科学研究与发明创造的训练,改变目前高等教育培养过程中实践教学环节薄弱、学生动手能力不强的现状,改变灌输式的教学方法,推广研究性学习和个性化培养的教学方式,形成创新教育的氛围,建设创新文化,进一步推动高等教育教学改革,提高教学质量。目前,大学生创新性试验形成了部级、省级、校级等完整体系,是覆盖面广、影响广泛的本科生科研项目之一。 

大学生创新性试验项目中,学生是项目的主体,导师只是起辅导作用。参与项目的本科学生创新团队,在导师指导下,要自主选题设计、自主组织实施、独立撰写总结报告。土木工程专业的大学生创新性试验很多是在导师指导下开展新材料、新结构方面的科研,且必须具备一定学科基础知识才能申报,因此学生一般以大二、大三学生为主。学生由于在大二学习了结构试验课程,掌握了结构试验理论和测试技术,再加上其他专业课程的知识基础,就具备了开展创新性试验项目研究的基础。因此,我们对结构试验课程设置的相关改革,对大学生创新性试验项目的开展十分有利,部分优秀学生可以提前跟随导师开展科研活动,也可以将后续研究延伸至毕业设计环节。 

七、结构试验对教师科研和毕业设计(论文)的支持 

积极引导大学生参与课外科技创新活动,对提高学生的创新意识具有非常积极的意义。其中一个很重要的形式是参与教师科研活动。土木工程专业的科研项目大多需要做试验研究,以教师和研究生为主体;但近些年来,由于对创新创业教育的日益重视,本科生作为后备科研力量越来越多地参与了教师科研活动,相当多的本科生取得了较好的科研成果,这也有助于尽早发现好的科研苗子。由于我们在大二下学期就开设了结构试验课程,学生学习了结构试验的基础理论和基本测试技术,这给学生参与教师科研打下了必备的知识技能基础。很多学生在参与教师科研活动后,将所参与的科研项目延伸至毕业设计(论文)阶段,继续开展结构试验科研,为进一步深造打下了坚实的基础。 

八、结语 

针对土木工程专业结构试验课程的教学改革实践,我校改变了过去结构试验课程不受重视的状况,将结构试验教学提升到了土木工程专业实践教学中的重要位置。在教学过程中,教学内容对材料力学、结构力学、混凝土结构原理等课程形成呼应关系,并利用既有知识在实践中进一步强化应用,起到了很好的理论与实践结合的作用。课程设置的改革对大学生创新性试验、结构设计竞赛、参与教师科研等学生科研创新活动起到了较好的支撑作用。同时,学生动手能力、协作精神、克服困难的意识都得到了明显提升。总体而言,结构试验课程教学改革取得了较好的效果。 

[ 参 考 文 献 ] 

[1] 郭蓉,赵少伟,王荣霞.“结构试验”课程创新性教育改革研究[J].实验室科学,2012(6):4-5. 

[2] 王军军,艾军.《土木工程结构试验与检测》课程的教学改革与探讨[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2012(S2):106-107. 

[3] 杨涛.建筑结构试验课程教学改革探讨[J].广西教育,2013(15):141-142. 

[4] 张丽.建筑结构试验课程教学改革研究[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2013(4):118-119. 

[5] 郭晓潞,张德东,施惠生,等.混凝土无损检测实践性教学初探[J].大学教育,2014(16):117-118. 

[6] 陈云,韩建刚,杨东全,等.土木工程结构试验的教学改革研究[J].高等建筑教育,2014(4):133-136. 

试验设计论文第5篇

关键词:垂尾;翼梁;扭转

1 概述

某大型水陆两栖飞机尾翼为T尾结构,尾翼的所有载荷都通过机身垂尾接头传递到机身上,造成接头处载荷值较大,同时由于载荷形式的多样性导致接头载荷分配较为复杂,从而使得设计分析比较困难。因此设计方提出了采用垂尾后梁与机身63框进行垂尾后机身接头静力试验的想法。

采用单垂尾后梁进行试验,在受载时很容易出现梁平面扭转或翘曲的问题,而真实飞机结构中由于蒙皮对翼梁的限制使其无法出现这样的问题。为了在试验中模拟蒙皮对翼梁的限制作用,就需要增加一定的约束。

本文首先从约束点的位置选择入手,再对约束自由度进行设计,使其尽量与蒙皮限制翼梁的形式相近,最终通过试验与理论分析结果对比,得知这种设计可以较好地满足试验的需要。

2 约束位置的选择

垂尾后梁试验件和试验载荷施加点位置如图1所示。从图1中可以看出,为了使得限制扭转或翘曲更加有效,约束位置应选择在垂尾后机身接头和试验载荷施加点5之间。为了使得约束点效果更好且对试验件影响最小,将约束点选择在靠近于5号接头,梁缘条变化区最为合适。

3 约束自由度选择

在真飞机中,垂尾后梁与蒙皮采用铆钉连接,蒙皮限制梁的扭转变形,不限制梁的弯曲变形。限制扭转变形就得在翼梁缘条约束位置左右各设置一个点,并约束垂直于翼梁平面的自由度。不限制弯曲变形就得放开翼梁缘条压缩方向和弯曲变形自由度。综上所述,翼梁缘条约束位置左右各设置一个点,并约束垂直于翼梁平面的自由度。

4 约束夹具设计

4.1 扭力平衡框架设计

根据上文所述,在约束位置左右各设置一个点,将两边点进行连接,设计成一个扭力框架,这样既可以实现自平衡保证强度,又可以将两个点进行连通,形成整体受力,不会造成单边缘条受载导致应力集中。扭力框架如图2所示。

4.2 约束顶针设计

针对扭力框架,按照文中第3点设计约束点,需要约束垂直于翼梁平面的自由度,即限制扭力框架两边外伸耳朵的法向位移。此次试验,在单侧设计里一对法向顶针,顶针下端采用圆球顶珠,使其可以在外伸耳朵平面内自由滑动,在顶针上端与传感器相连,使其法向载荷可以进行监控,方便与试验载荷进行对比。

5 试验结果分析

按照试验设计进行试验夹具生产和试验安装,安装完成后按照大纲开展试验。本次试验共三个试验工况,限制载荷静力试验后,将约束点在三个工况下测得的结果与理论结果进行对比,对比结果表如表1所示。

通过表1对比分析结果可以看出,误差基本在5%以内,整个设计与理论分析相差较小,设计可行。

6 结束语

通过上述设计可以看出,对于部件静力试验,法向约束设计可以满足试验的要求,并且通过静力试验实测结果与理论分析结果对比得知其误差不超过5%。通过这次可以看出被动载荷引入到试验考核区的方法在精度可以保证的前提下是十分可行,这也为后续这类型试验提供了信心。

试验设计论文第6篇

关键词:万能材料试验机,偏心拉伸,弯组合变形,设计

 

1 引言

万能材料试验机是科研单位对金属材料进行力学性能的测试的主要大型设备,同时也是工科院校材料力学实验室的重要设备。论文格式,弯组合变形。工科院校材料力学实验室依靠万能材料试验机完成对低碳钢和铸铁两种材料的拉伸、压缩、剪切和梁的弯曲实验,通过实验教学让同学们了解低碳钢和铸铁两种材料的不同力学特性,验证教材理论公式,测定弹性模量E和泊松比等,都可以在万能材料试验机进行。论文格式,弯组合变形。

众所周知:万能材料试验机只能对材料施加拉伸、压缩、剪切和弯曲四种基本变形,要想同时实现拉伸和弯曲组合变形,(偏心拉伸实验)依靠现有的万能材料试验机是无法实现的,因为材料试验机只能对材料进行轴向拉伸。但我们只要对材料试验机稍加改造,就可以实现即拉又弯的复合变形(偏心拉伸实验),笔者在这方面进行了尝试,达到了预期的目的,下文介绍怎样稍加改造,实现偏心拉伸实验以及完成偏心拉伸实验的试验数据报告。

偏心拉伸是材料力学实验教学项目之一,该实验内容旨在考察学生对拉弯组合变形章节对应用。论文格式,弯组合变形。偏心拉伸是工程中需要考虑对实际问题,理想轴向拉伸固然好,但从工程机构设计的安全因素,需要考虑允许误差的偏心距e。论文格式,弯组合变形。

传统的万能材料试验机上无法对偏心拉伸进行测定,采用偏心拉伸简易装置可以在任何一台万能材料试验机上进行偏心拉伸实验,从某种意义上说,偏心拉伸简易装置扩展了万能材料试验机的功能。论文格式,弯组合变形。论文格式,弯组合变形。

2 设计偏心拉伸简易装置

首先介绍稍加改造的主要事实,所谓稍加改造就是在万能材料试验机的上下夹头之间增加间接装置。

2.1结构图

图1 偏心夹具装配示意图

图2 偏心夹具分解示意图

按图1和图2加工偏心夹具和偏心试样安装在试验机的上下夹头之间,就可以进行偏心拉伸实验

3 偏心拉伸方案

图3 偏心拉伸试件及布片图

3.1实验原理和方法

偏心拉伸试件,在外载荷作用下,其轴力N=P,弯矩M=P·e,其中e为偏心距。根据迭加原理,得横截面上的应力为单向应力状态,其理论计算公式为拉伸应力和弯矩正应力的代数和。即

(1)

偏心拉伸试件及应变片的布置方法如图3,R1和R2分别为试件两侧上的两个对称点。论文格式,弯组合变形。则

ε1=εP+εM (2)

ε2=εP-εM (3)

式中:εP—轴力引起的拉伸应变;εM—弯矩引起的应变。论文格式,弯组合变形。

将(2)(3)得到:

(4)

(5)

按单臂外加温度补偿电阻联接桥路,分别测R1和R2的应变值并记录列表

图4 单臂外加温度补偿电阻联接桥路

图4中AB间接待测电阻R1和R2由切换开关控制,BC间外接温度补偿电阻.

4 实验报告

实验给定条件如表1所示。实验数据记录如表2。

表1 实验相关数据

试验设计论文第7篇

关键词:VFP;实践教学;等级考试

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)20-4923-03

Visual FoxPro(简称VFP)是新一代小型关系数据库管理系统软件的杰出代表,VFP6.0版则是江苏省和全国计算机等级考试二级考试科目之一。国内多数高校围绕VFP6.0为非计算机专业的学生开设了相关的必修课程,并将学位的授予与能否通过计算机二级考试挂钩。笔者所在学校围绕Visual FoxPro开设相关课程已有10多年的历史,期间也进行了不少教学改革和研讨活动,教学效果得到了改善。2009年秋季的江苏省计算机等级考试通过率我校在全省参加考试的高校中名列第4,但实际通过率也只有43.76%,还有较大的提升空间。另一方面,因为与学位挂钩,43.76%的通过率还是会影响一部分学生学士学位的正常获取的。

针对“重理论轻实践、大班授课、生源质量普遍下降、教学效果有待提高”的教学现状,笔者认真分析了现有VFP教学存在的问题,有针对地提出了可采取的解决措施。从程序设计难点攻克、教材的编写、实验教学的实施、课程设计的实施和实验教学软环境的建设等方面介绍了强化实践教学的具体实施方法,突出强调了兴趣培养和能力的提高。

1现有教学存在的问题

课程名为《高级语言程序设计(VFP)》,总学时为80(其中实验学时为32),学期末还有一整周的课程设计时间,开课的对象是商学院、法政与管理学院的文科专业的本科生,开课的学期是大一第二学期。考核目标包括:1)期末考试或重修考试通过方可获得相应学分;2)通过江苏省计算机等级考试二级(VFP语种)考试方可申请学士学位(从2010年起通过全国计算机等级考试二级(VFP语种)考试亦可申请学士学位)。

1.1重理论轻实践

“重理论、轻实践”在我校《高级语言程序设计(VFP)》课程的教学过程主要表现为:

1)教学主管部门的“重理论、轻实践”。为了提高学校的整体教学质量,督促教师认真上好每一堂课,学校专门成立了教学督导组,各督导老师负责到教室听课,但很少听实验课。

2)教师的“重理论、轻实践”。绝大多数任课老师对实验课重视程度明显不如理论课,具体表现为对实验课缺乏周密的组织安排,布置任务多为验证性实验,实验过程中与学生的互动少,缺少有效的监管措施,甚至是处于“放羊”状态。

3)学生的“重理论、轻实践”。多数学生能坚持上课认真听讲,但不能及时复习和认真作业。上实验课时,缺乏主观能动性,习惯在没弄明白要做什么时就按照实验指导书按部就班的操作,至于为什么要这么做以及遇到问题该如何解决从不思考。久而久之,就失去了实验的兴趣,课堂成为了部分人的游戏休闲时间。即使老师规定课上不能游戏和上网,少数学生也宁愿趴桌上睡或玩手机。

4)实践和理论脱钩也是导致“轻实践”的一个原因。多数学生上理论课就带理论教材,上实验课就带实验指导书,对待实验课和理论课就象是对待两门互不相干的课程一样,实验时遇到问题无法翻书寻找答案,也无法巩固和加深理论课所学知识。久而久之,就进入了非常被动的学习状态。

5)课程考核完全依赖于期末考试也加剧了“重理论轻实践”的“教”与“学”。学校规定:总评成绩=平时成绩*30%+期末成绩* 70%,课程组也建议在实验课实施过程中加入合适的考核机制,并将考核结果作为平时成绩参与总评成绩的计算,事实上很多老师为了图省事,往往根据期末成绩推算平时成绩,对实践教学根本就不安排考核环节。

1.2学时利用率低

课程内容包括一整套数据库基本理论知识和VFP6.0软件的可视化操作,还包括结构化程序设计、面向对象程序设计以及开发应用系统相关的知识和技能。面对如此繁多的知识点,并同时兼顾江苏省和全国计算机二级考试的内容,48学时的理论教学直接导致了多数任课教师上理论课时不忘赶进度,他们或者减少举例,或者不关注细节、点到为止,或者将少数考试比重不大的章节干脆不讲,破坏了课程内容的系统性和完整性。如何对教学内容进行合理的组织,充分利用好现有总学时就成为提高教学质量必须解决的主要问题之一。

1.3忽视兴趣的培养

学生对《高级语言程序设计(VFP)》这门课兴趣不足的原因主要表现在:1)文科班女生多,考虑到与学位挂钩,学生对该课程思想上是重视的,但行动上却是“逃避”的,一相情愿地认为计算机技术太深奥了,自己不是能学好计算机课程的料;2)教师也没将培养学生对该课程的学习兴趣做为首要任务,只是保证在规定的学时内将教材过一遍。3)“重理论轻实践”的教学方式和考核机制抑制了学生的主观能动性和兴趣的培养。

1.4课堂教学和等级考试脱节

2010年起,我校非计算机专业毕业生通过全国计算机二级考试也可申请学位,从表面看给学生争取了更多的考试机会,事实上我校考生的全国计算机等级考试(VFP语种)通过率并不理想,其主要原因就是教材与国考大纲侧重点差异大,且在考前又缺乏必要的培训,学生针对国考的复习也不到位。这就要求我们进一步研究全国的VFP二级考试大纲,相应调整教学内容和教学模式,促进我校江苏省和全国的VFP二级考试通过率的进一步提高。

2解决措施

2.1调整教学内容和教学模式

为使有限的课堂学时得到充分利用、激发学生的学习兴趣和热情,必须调整现有教学内容和教学模式,提倡讲授与自学相结合。综合江苏省和全国计算机等级考试大纲要求,确定常用命令、函数、属性和SELECT-SQL语句、结构化程序设计及数据库、查询、菜单操作为教学重点和难点,避免课堂上面面俱到。加强程序设计能力的培养,不能只注重数据库操作。教学模式上,要能通过学生熟悉的案例将看似分散的知识点有机地联系起来,在传授知识的同时,注重培养学生获取知识的能力和解决问题的能力。强调学生为主体,提倡手脑并用,鼓励学生多操作、多实践。对于作业,要结合深度和广度精心选择和设计。作业暴露的问题要及时讲评,鼓励学生分阶段做真题,避免考前临时抱佛脚。

2.2改善实践教学的组织和管理

为改变“重理论轻实践”的教学现状,要求各相关主体和主管部门真正的行动起来,改善实践教学的组织和管理。

对于教学主管部门,首先要为学生提供良好的实验教学环境,开放更多的可供学生自由上机的机房或时段;其次要制定类似理论教学的一套完整的监管机制,并落实监管;最后对不能按要求履行职责的教职员工要给予适当的教育并帮助整改,必要的时候进行惩处。

对于任课老师的要求:第一,要合理安排课程实践内容,包括实验课和整周课程设计的内容,内容的设置要以巩固理论教学效果和提高学生解决问题的能力为目标,不仅如此,实验内容量避免过大,要留适当时间给学生思考和总结;第二,实验内容与要求要提前给学生,给学生足够的时间准备;第三,针对不同的实验内容采用示教型、独立型、小组合作型、师生互动型相结合的多元实验教学法;第四,要求学生提交每次的实验数据或者实验报告,也可适当安排实验考核或考试,并让考核或考试成绩参与课程总评成绩的计算,检验学生学习效果的同时,发挥考试在“教”与“学”两方面“指挥棒”的作用。

对于学生,要求实验前有所准备,明确实验目标和实验内容并及时复习相关理论知识,有计划分步骤地完成每次实验,及时记录实验过程中的新问题、新发现、新收获,并整理在实验报告中。

2.3改善课程考核机制,激发学习兴趣

现有课程考核机制完全依赖于一张期末考试卷,且采取了闭卷笔试的方式,考试内容多为好出题的基础知识、理论或语法。这种考核机制与VFP课程实践性强[1-2]的特点不相符,也忽视了对学习过程及实践教学的考核,直接导致学生在学习和实践过程中缺乏兴趣和动力,最终通过考前背书背题来应付考试,这也是历年参加等级考试的考生害怕机试,机试得分率低的主要原因。

为了激发学生的实践兴趣,提高实践教学效果,需要建立“多元化、多点跟踪、理论考和机考”相结合的课程考核机制。

多元化:即课程考核依据不单一,是多种形式的综合,如课堂表现、作业完成质量、实验报告、上机测验和考试等。对于整周的课程设计还可以通过中期检查、实验过程考察、答辩、成果演示等方式进行考核。

多点跟踪:即采用多种方式跟踪考核学生的学习过程,如机房巡视、屏幕监视(如图1)、适当的考勤等。

理论考和机考相结合:要求学生重视理论学习的同时更要加强实践能力的锻炼,多操作多思考,在实践中理解理论、加深理论。

3课程组在强化实践教学方面所做的工作

3.1程序设计难点的攻克

对于程序设计,课程组过去的做法基本上是以程序设计语言自身的体系为脉络展开,过于注重语句、语法细节,忽视了编程思想的介绍和常用算法的训练,导致了学生害怕写程序、就连读程序也感觉有点困难。针对这一问题,课程组在教学实践中尝试了改革,课堂上精选例题,多介绍编程思想,培养学生分析问题和解决问题的能力。课后则要求学生代码实现课堂上分析的问题,鼓励一题多解。提倡学生多读好程序,鼓励自己动手写程序、调程序,变被动学习为主动学习,让学生在读程序、写程序的过程中自己发现问题、解决问题,有利于成就感和兴趣的培养,有利于编程水平螺旋式上升。

3.2编写合适的教材

教材是体现实践教学内容与教学方法的知识载体,一本好的实践教材能激发学生的学习兴趣,提高学生的实践动手能力和创新能力。针对原有实践教材实验要求与实验步骤混排、不利于学生思考及存在少量错误的现状,几位经验丰富的骨干教师于2009年精心编写出版了《Visual FoxPro实验指导与试题解析》[3]。该书以提高学习效率和等级考试通过率为目标,按照江苏省等级考试机试题型分单元组织实验内容,由上、下篇构成。上篇为实验内容与要求、综合练习;下篇则为实验步骤、习题解答与典型算法解析。下篇中的实验步骤和习题解答供学生有选择的参考,典型算法解析用于学生课外学习模仿,有助于编程思想的积累和读写程序能力的提高。

为了和全国计算机等级考试接轨,2010年课程组在实践教材出版后不久着手理论教材《Visual FoxPro程序设计》[4]的编写,经多次调整修改,该书于2011年底完稿并由清华大学出版社出版,现已投入使用,学生和任课老师普遍反映良好。

3.3实验教学的实施

加强实践教学要求调整实验教学内容,在验证性实验的基础上,多开展综合性、设计性、创新性的技能训练,并客观评价学生的实验质量。要求学生在规定的时间内完成规定的任务,并提交实验数据,对无实验数据可提交的实验则要求学生撰写并提交实验报告、或者由任课老师采用提问、操作测试等方式对实验效果进行考核。每次实验结束前预留适当时间,借助机房里的投影设备或者网络教室软件“红蜘蛛”解答实验中发现的共性问题及重难点。鼓励学生通过讨论或查阅VFP的MSDN帮助系统或实际操作解决学习过程中遇到的问题。

3.4课程设计的实施

课程设计是安排在学期末的整周实践环节,其初衷是让学生利用一学期所学设计实现诸如教学管理系统、图书借阅管理系统等小型数据库系统,增强动手能力。事实上,迫于提高等级考试通过率的压力,课程设计环节渐渐演变为让学生做等级考试真题的环节,而且因为忙于应付各科期末考试,学生也没心思在这时做真题。笔者建议将课程设计的任务分散在课程教学中,具体可分两步骤完成。步骤一:在课程教学开始后不久,给学生演示一个用VFP开发的现成的系统,并将相关文件分享给学生,要求学生利用课外时间依葫芦画瓢地做一个相同的系统。步骤二,给学生拟订若干课设题目,要求学生自行设计并实现一个小型数据库系统,在学期末演示给老师看并提交相关文件和课程设计报告。节省的这一周课设时间可在下学期开学也就是等级考试前安排个短期冲刺培训。

3.5实验教学软环境的建设

为提高实验教学质量和效率,课程组加强了实验教学软环境的建设,设计实现了信息共享网络平台(如图2),供教师及时实验教学资源,如教学计划、大纲、实验项目指导、教学课件等学习资料,并提供下载功能。学生利用该平台还能提交实验结果、进社区讨论。目前正在完善网上考试功能。

4结束语

上述改进措施的使用,促进了教学效果的稳步提高,等级考试通过率和优秀率逐渐提高,学生应用计算机的能力也得到增强。

在今后的教学过程中,设想着是否能将释放出的一周课程设计安排在下学期开学后考试前的一个月里,针对全国计算机等级考试来个短期考前培训帮助学生查漏补缺、增强信心。另外,如何开放实验项目,充分调动学生学习的积极性也是课程组今后需要考虑的改革方向之一。

参考文献

[1]王苹.提高我国高校实践教学质量的思考[J].中国成人教育,2008(11):124-125.

[2]祝庚,肖捷.谈Visual FoxPro精品课程建设及其改革实践[J].职业教育研究, 2007(9):92-93.

试验设计论文第8篇

中图分类号:G424.1 文献标识码:A

Improving the Experiment Equality on the C Programming

by Group Teaching in the Network Environment

ZHU Juan

(Information Science and Technology, Jiujiang UniversityJiujiang, Jiangxi 332005)

AbstractGroup teaching method is an important method that used widely in the practical classes. And it is important to reform the teaching model, and to improve the teaching quality. In this paper, the method of group teaching is introduced to the experiment of C programing class. By developing the group strategy, the students complete the experiment tasks by team working. The result proves that the method of group teaching is valuable in the C programing class.

Key wordsgroup teaching; teaching mode; teaching feedback

0 引言

C程序设计课程受众非常广泛,普通地方高等院校几乎都有开设,对计算机专业的学生而言,这是程序设计的入门课,也是专业核心课;对非计算机专业学生而言,这是通过计算机等级考试的核心科目,是必选通识课。

随着计算机理论教学的逐步深入,C程序设计课程的教学模式也几经改革,取得了很大的进步,但是,还存在着一些问题:C程序的教学往往过于强调语法的讲授,对如何分析和解决问题讲得不够透彻,没有把编程思路放在主体地位上;过于注重课堂讲授,对学生编程能力和程序调试能力的训练不够,忽视学生实际动手能力的培养。C程序作为一门程序设计类课程,实践能力是其重要的环节,虽然大多数高校都安排了实验上机环节,但是将近一百人的课堂,只有一个教师进行指导,这样的实际情况下,教师对学生实际操作的指导是远远不够的。因此,往往在一个学期结束之后,仍然有不少同学甚至不能进行简单的程序调试。

针对以上现状,本文试图构建分组实验的教学模式,提高C程序课程实验教学的质量,提高学生编程能力。

1 分组实验教学的概念

分组实验教学是根据实验课程及现有学生特点进行分组,使之以组为单位来完成实验任务,以提高实验教学效果,促进学生动手能力的提高。

2 分组教学的准备

2.1 分组实验设施的配置

C程序设计课程的实验教学一般都分配有专业的实验室,人均一台电脑,安装有专业的实验软件,一般为Turbo C2.0或Visual C++6.0,学生以自己的电脑为单位独立完成实验任务。本文拟提出的分组实验教学模式,在原有的实验设施的配置之上,还需要配置有网络连接,通过网络实现分组讨论。

2.2 小组的划分

在以往的类似分组实验教学活动中,对学生的分组一般是按学号顺序进行分组,这样的分组会导致学生学习能力在各小组分配不均匀,可能会出现有的小组实验能力特别强而另外小组实验能力非常弱的情形。因此,本文拟提出以学生上一学期的期末成绩作为分组的依据,每五人一组,使得成绩好和成绩较差的学生在各组基本平均分配。

2.3 小组组长的指定

每个小组指定一名组长,组长在小组里很大程度上起到教师的作用,不仅自己完成实验任务,还要负责组织小组成员的讨论安排以及,帮组解决小组成员程序调试中出现的问题。所以,一般指定小组内成绩最好的同学为小组组长。

3 分组教学的实施

3.1 实验任务的布置

利用QQ群功能,以班级为单位构建一个班级群,然后各小组成员构建自己的小组群,便于实验任务的布置以及群之间的讨论。教师在班级群将实验任务出去,实验任务包括指定实验名称、实验内容、调试计划等,各小组的实验任务可以相同也可以不同。

3.2 分组实验教学的实施

算法讨论。由于C程序设计是一门程序设计类课程,实验内容主要以编写程序代码为主,而编程的核心是算法的分析与设计。以往很多同学无论是计算机专业还是其他非计算机专业的学生拿到程序题目就开始编写代码,没有算法设计这一环节,因此对于程序调试过程中的逻辑问题无(下转第40页)(上接第38页)法解决。所以,算法设计纳入本实验环节,小组长组织本小组成员在QQ小组群里首先对算法的思路进行讨论,确定行之有效的算法,甚至为了强化大家对于算法概念的掌握,可以要求一个题目用多个算法来实现。

代码编写。通过算法讨论,并确定算法的正确性之后,各小组成员分别独立完成自己程序代码的编写。

程序调试。程序调试时C程序设计实验课程的重要环节。再有经验的程序设计者也不可能将所有程序一次性编写成功,调试――修改――调试,这是程序设计必经的环节。而限制学生C程序实验课程教学效果提高的重要因素就是学生程序调试能力太差。学生往往缺乏程序调试的意识,成绩好的同学遇到问题问老师,成绩不好的同学遇到问题干脆放弃,长此以往,很多同学上机的兴趣就遗失了。本文拟通过分组的形式,遇到问题,小组讨论,众人拾柴火焰高,在小组长领导之下,对于简单问题,成员之间共同解决。对于实在解决不了的,由小组长发给教师,在教师的指导下解决。这样的解决方式,一方面锻炼了学生调试程序的能力,另一方面自己的问题自己内部解决也激发了学生的成就感启发了其继续学习下去的兴趣。

实验报告的编写。以往的实验报告按人头上交,每个学生每次实验课均提交一次实验报告,大部分同学的实验报告均照抄程序代码,敷衍了事。实验报告是对一次实验过程的总结,包括算法的设计,程序的调试等,认真的总结也是一次学习的过程。在本论文中,拟每个小组只需以小组为单位提交一份实验报告。这种形式,一方面避免学生将大部分精力投入抄写实验报告中,另一方面,通过小组长督促本小组成员对本次实验认真总结,除了算法的设计之外,更重要的是调试程序的经验。

4 分组实验教学的反馈与调整

笔者在所授课班级通过实施分组实验教学,班级学生实验动手能力整体比较高,国家计算机等级考试过级率也高出同类班级。

同时,对班级不同小组成绩进行横向比较,发现实验内容难易程度、小组长的沟通和组织能力以及小组成员的学习积极性是影响教学效果的重要因素。因此,需要在教学实践中不断加以关注和调整,发挥有利因素,抑制不利因素,使得分组实验教学模式在C程序设计课程教学中发挥更加重要的作用。

5 小结

将分组式教学模式引入C程序设计课程教学,就课程改革而言具有重要意义,实践证明通过分组式教学,学生的C程序设计理论知识得到了很好的巩固,编程动手能力得到了很大的提高,同时对学生的学习积极性也起到了很好的激励作用。

参考文献