开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇实验室设计方案，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
改革的方法
1.设计题目及内容的改革
3.安装调试
按照自己的设计方案进行安装调试，是学生非常期待也是最能得到满足感的一个环节。按照预设计报告中元器件列表领取器件，然后分模块进行安装。在这个环节指导教师要引导学生注意整体布局的美观、规范，比如：电源线和地线要分开，各成一列，并分别用不同颜色的导线进行区分。在确定安装无误的情况下进行通电调试。在调试阶段，有些学生只要发现实验结果不对就手忙脚乱无从下手，指导教师要引导学生从信号输入的一端开始逐个模块进行调试，排除故障的方法要从大范围到小范围，最终找到故障的确切地点。在调试过程中要启发学生自己查找、分析原因，找到解决的方法。通过调试使学生加深对电路工作原理的理解，学会调试电路查找故障的方法。调试完毕后，不要马上拆线交给老师完事，指导老师要鼓励学生用调试好的电路做实验，例如：可以对单元电路的输出进行实际的测算，并跟理论分析结果进行比较，进一步理解电路的特性。这样做可以通过课程设计为学生提供锻炼的平台，提高学生的实践能力和学习积极性。
4.撰写总结报告
总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结，不能等同于平时的实验报告，因此，学生应按规定的格式进行书写。总结报告的图纸要规范，所有图纸都按工程设计标准严格要求。这样可提高学生的方案表达能力、工程制图能力和科技写作能力等基本综合素质，为毕业论文的书写打下基础。
5.建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键
在注重结论正确的同时，应该强调整个设计方案实施的全过程。成绩评定包含五个部分：一是预设计方案的正确性与合理性及仿真的结果，占总成绩的25%；二是实验动手能力（包括安装工艺水平、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神等），占总成绩的30%；三是学生的答辩情况，占总成绩的10%；四是设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神，占总成绩的10%；五是总结报告（包括方案的论证、调试过程中出现的问题及解决方法、数据处理、结果分析、收获和体会等）占总成绩的25%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待，提高了学生学习的积极性和主动性。
改革的效果
1.培养了学生对设计性实验的兴趣，增强了学生动手实验的信心由于设计题目与实际紧密联系，充分调动了学生的学习热情和自觉性，学生在独立完成电路后兴奋不已，很多同学对自己设计并调试成功的电路爱不释手。
2.提高了学生多方面的能力在动手实践设计过程中，学生们从通过查找资料给出预设计方案到互相配合着进行安装调试，最终得出实验结果，每一环节都发挥了他们的主动性和创造性，提高了分析和解决各种问题的能力以及相互合作的能力。
结束语
1教学目标
1．1提高设计能力
1．2提升综合设计能力
通过选题、方案论证、系统设计、系统实现、装配调试、系统测试和总结报告几个步骤，提升学生的综合设计能力及系统架构能力［2］。
1．3培养自主创新能力
可以让学生自主命题，自选方案，将创新性作为考核目标，提高学生自主创新能力［3］。
2实现方法
2．1进行理论教学改革
以前我们的理论教学方式是以课本为主，习题为辅，提高学生做题能力的训练，忽视了对学生实践能力的培养，以至于学生只会做题，不会做实验。很多学生在课前问老师实验应该怎么做，这就表明学生并没有真正掌握所学的知识，或者已经掌握了所学知识但不会灵活运用。因此，我认为能在理论教学中加入一些实践方面的知识，让学生掌握一些基本的实验方法还是很有必要的［4］。
2．2结合EDA（PSPICE、MULTISIM等）技术
在老师的指导下鼓励学生自行设计电路，然后在软件上仿真验证，使学生对课题有一个全面的理解和掌握［5］。
2．3开放实验室
2．4开放元器件
学院应拨一定经费，可由老师统一购买元器件发给学生。
3实施步骤
3．1选题
（1）采用难度适当的指定题目或自选题目。
（2）鼓励使用结合实际应用的最新芯片与开发工具。
3．2提出设计方案
（1）查找资料。
（2）元器件市场调研。
（3）方案论证。
3．3设计方案点评
（1）对设计方案进行分析、评价。
（2）备齐器件。
3．4设计方案实施
（1）系统实现。
（2）系统测试。
3．5总结
（1）提交总结报告。
（2）提交最终作品。
4课题举例音响放大器的设计与实现。
4．1实验目标
（1）小型多级放大系统设计、实现与联调方法。
a．多级放大系统增益分配设计。
b．多级放大系统级联调试方法。
（2）音调特性控制方法与实现原理。
（3）音量控制方法与实现原理。
（4）集成功率放大器内部电路工作原理与应用。
（5）音响放大器主要性能参数的测试方法。
4．2实验内容
（1）功能要求：具有话筒扩音、音调控制、音量控制、电子混响、卡拉OK伴唱等功能。主要技术指标可自定。
（2）音响放大系统及模块设计。
（3）音调控制特性仿真。
（4）测量内容a．测量音调控制特性，并绘制音调控制特性曲线。b．测量频率为1kHz时的输出功率Po及整机电压增益Av。
（5）测量整机频率响应特性曲线。
（6）实际系统音效及控制效果试听。
4．3实验教学过程与要点
（1）音响放大系统框图、信号流程与工作原理。
（2）音响放大系统主要技术指标及测试方法。
（3）电路安装与调试技术。
4．4实验结果与验收要求
（1）带载特性参数测量与实验记录结果的比对。
（2）系统音效试听。
（3）结合实验内容进行提问。
（4）根据验收情况，给出并登记验收成绩。
5遇到的困难
当然要开设电子技术课程设计还有许多困难，比如实验室协调问题、经费问题等，我相信只要我们上下一心，知难而上，总会找到解决的办法。
[关键词]化工厂设计流程
1化工厂实验室设计基础
（1）合同签订之前的项目前期阶段，要明确项目的性质、设计范围、设计原则、设计依据和建设规模，同时搜集资料、调查研究，借鉴以往类似产品、同等规模实验室的设计经验，根据化工工艺及系统、公用工程、环境保护及安全卫生等专业提出的初步分析项目条件，提出实验室的初步设计方案：实验室类型属于中央化验室还是车间化验室，实验室的大概面积和实验室的主要组成等。
（3）在详细设计阶段，根据已批准的初步设计文件以及初步设计审核意见，修正初步设计方案，然后详细提出各功能房间的尺寸大小、基础设施要求、设备布置等情况。
2平面建筑布局
2.1设计原则
（1）把同类实验室组合在一起，例如把化学分析实验室集中布置在一起，以便于通风、排污、排毒措施的集中设置以及一些辅助仪器的共同利用，避免重复投资；气相色谱、液相色谱等有温度、湿度和洁净要求实验室集中布置在一起，便于集中布置空调设施。
（2）把工程管网较多的实验室组合在一起。例如有气源要求的仪器分析室应布置在一起，这样从钢瓶间或外管过来的气体管道就能集中安排在一起，便于敷设、管理和检修。
（3）把有隔振要求的实验室组合在一起，且一般宜设于底层。例如将天平室和精密仪器室尽量集中布置在底层并采取减振措施。
2.2化工厂中控楼化验室举例
某化工厂中控楼化验室建筑面积为1662m2，由于生产原料、中间产品和成品纯度的要求，各功能房间均为净化实验室。根据建筑、结构、暖通专业人员以及工厂分析化验人员的意见，同时考虑某些大型精密分析仪器对环境的要求，实验室划分为三个区域：千级净化区、万级净化区、普通净化区，每进入一个净化区都有风淋设施对人、物进行吹扫、消毒。对于要求比较高的千级净化区，实验期间处于封闭状态，所需样品通过传递窗进行传递，尽量避免外界环境对分析的干扰和影响。同时各功能房间均有空调、通风、温湿度控制设施，平面布局见图1。
3基本要求
3.1建筑和结构
（1）实验室最好在化工厂的上风向，避免车间灰尘和有害气体对分析化验结果的影响。（2）实验室要远离震源、噪声源、粉尘源和电磁干扰源。（3）实验室建筑的耐火等级不低于二级。（4）布置较重设备或要求防振的房间可设在底层；有洁净和安静要求的房间可布置在高层；有防潮或防晒要求房间则可分别设置在阳面或阴面。（5）特殊实验室除外，实验室的层高不得低于3.6m，中心走廊宽度宜2.4～2.7m；实验室建筑物为多层布置时，楼面荷载设计不小于3000N/m2，负荷较大的房间按实际要求设计。（6）有爆炸危险的房间门应向外开；大房间应设门；有恒温恒湿要求的房间应设双道门（即设缓冲区）。（7）有洁净要求的房间应采用固定窗，避免灰尘进入室内；有防晒要求的房间应设遮阳窗帘；其他房间宜采用双层活动窗或纱窗。（8）化验室的地面应平整、防滑、耐酸、耐碱、耐油、防静电。（9）用水房间应设1.2～1.5m瓷砖墙裙或油漆墙裙，以便于清洁。（10）需要使用钢瓶的化验室应在建筑物外便于引管线到所在功能房间的地方建钢瓶间，钢瓶间要通风良好，并有防爆和泄爆措施。
3.2通风及排风
在化学实验过程中，经常会产生各种难闻、有腐蚀性、有毒或易爆的气体。这些有害气体如不及时排出室外，就要造成室内空气污染，影响实验人员的健康和安全以及仪器设备的精度和寿命，因此，实验室应考虑通风和排风系统。实验室的通风和排风系统设计通常有如下要求：（1）实验时产生有害气体的房间可设置通风柜进行局部通风，柜内需设热源、水源、照明等；风机要求防爆，通风管道要耐酸碱腐蚀；对于合用一个风机的多台通风柜，每台通风柜都应有独立的控制按钮。（2）对于环境要求严格的原子吸收室、液相色谱室或质谱分析室等可在仪器上方设置局部排风罩。（3）对于会散发有毒有害气体的化学分析室应设置通风柜进行局部排风。（4）对于散发少量有害气体的房间宜设轴流风机对外排气。（5）空气要求保持一定洁净度的房间，则要提出洁净等级。
3.3给水和排水
（1）给排水管道的设置应满足分析化验洗涤的要求；室内总阀门应设在易操作的显著位置；下水道应采用耐酸碱腐蚀的材料。（2）应按需供给生活用水或新鲜水。（3）分析化验污水应排入生产污水管网，分析化验废弃的酸、碱、油污、化学试剂和废渣应集中贮存再定期处理。（4）应配备消防栓或化学灭火等消防设施。
3.4供电
参考文献
[1]谢景欣.负压二级生物安全实验室设计要点[J].中国公共卫生.2010（10）
关键词：网络实验室；电工电子实验；模拟电子技术实验
中图分类号：TP391.9
1虚实两类实验室的特点分析
就目前情况来说，网络实验室的研究主要分为两个类别。一是实物网络实验室，是以远程数据的采集和控制方案为基础的一类网络实验室；另一类是虚拟实验室，主要是以计算机仿真等等技术为基础的网络实验室。
1.1虚拟实验室特点分析
1.2实物网络实验室特点分析
实物网络实验室保留了现实中真实的实验所需设备，并通过多媒体、数据采集以及远程控制等技术将其与互联网很好的结合在一起，将实验场景从现实的实验室转向用户。使得用户能够通过电脑进行实物网络实验室，远程操控实验室内的实验设备，并能够通过网络反馈实验所得的数据和结果。与虚拟实验室进行比较可发现，实物网络实验室更加适合用于远程控制一些高端的精密的实验仪器和一些较难进行虚拟化的实验所用设备。
2基于虚实结合的网络实验室的结构
2.1客户端
2.2服务器端
服务器端用于将客户端以及实验端之间进行连接，包括Web服务器、应用的服务器以及数据库服务器还有视频服务器这四个部分。这四台服务器是处在统一高速局域网当中的，这样就能够保证数据在传输过程中的实时性以及稳定性。
（1）Web服务器。可以使用的Web服务器例如Tomcat，其具有的特点是技术先进、性能较稳定，且在运行时占的系统资源较少，适合用于电工电子网络实验室的Web服务器。
（2）应用服务器。此类服务器主要用于监听用户的连接以及请求等。应用服务器包括了虚拟调度模块以及实物的实验服务两个模块。分别能够起到的作用是能够相应用户发送的虚拟实验的请求以及实物的实验请求。
（3）数据库的服务器。适合作为电工电子网络实验室的数据库服务器主要是MySQL，这是一个开放源代码的关联式的数据库管理系统，由于MySQL具有体积较小、速度较快且成本较低等优点，在互联网的小型网站中都得到了广泛的应用。电工电子网络实验室的数据库服务器采用MySQL能够用来记录用户登陆的信息以及实验完成后的实验结果和实验数据的存储和管理。
（4）视频服务器。视频服务器采用了嵌入式的视频服务器设计方案，上电后就能够稳定的进行工作，并不需要进行编程。使用电工电子网络实验室的用户能够通过网页的直接连接，通过视频来对实验结果进行观察和分析。
2.3实验端
电工电子网络实验室的实验端包括两个部分，分别是虚拟仿真以及实物实验，以此能够实现分别对某项实验进行仿真的计算以及实物的实验运行这两部分的工作。其中虚拟仿真端是由分布式的一组计算集群构成的，每个节点都能够运行一个监控程序，并承担起应用服务器中的虚拟调度的模块所分配给的仿真计算的任务。实物的实验端主要是包括了实验板、实验的仪器以及数据的采集卡还有工控机和摄像头这五个部分。实验所得的结果是由实验板产生的，并通过实验的仪器以及数据采集卡的采集传送至工控机，然后由工控机的控制程序将这种数据反馈到服务器上。
3基于网络实验室的模电实验
3.1数据的通信方式
在基于网络实验室的模电实验中系统可以采用可扩展标记语言的数据交换格式以及对场景的描述方式。这样就能够实现对电子文件进行标记并使其具有了结构性的标记言语，这一方案可以用作对数据进行标记以及定义数据的类型的方式。并且能够对网络中存在的数据交换以及表示进行适当的简化。使得代码、数据以及表示能够分隔开来。概括来说XML具有简单性，可重用性，可扩展性等等许多的特点。由于电工电子网络实验室的数据传输的过程是十分繁复的，且涉及到的领域很广，于是就需要采用粘合性较强的通用的一种通信方式来连接各个模块之间所要进行的数据交换。结合XML所具有的许多特点，可以选用XML作为各模块间数据的通信方式。
3.2客户端的设计
由于AdobeFlex浏览器插件技术是可以进行移植的、可重用的、可以进行调整且灵活多变，可以采用AdobeFlex的浏览器播放器插件进行网络实验室中的实验场景设计，能够实现快速的进行动态交互。设计者应当先设计出独立的实验场景的界面，然后将其编译成Flash插件，这样能够使用户只需要进行一次下载就可以获取到实验场景，不需要多次进行下载。该实验操作界面应当主要由三个部分组成：实验工具栏、实验器件列表、操作界面。在实验场景界面中，实验所需的元器件可以将其放置在器件列表以及操作面板这两个模块中。
3.3虚拟仿真端的设计
仿真语言可以采用Modelica作为基础的建模语言。Modelica是新型的、面向大型复杂异构的物理系统对象的建模语言。[1]基于虚实结合的网络实验室具有极强的跨学科性，所以Modelica能够支持多领域进行统一建模这一特性，很好的符合了设计的需求。就从模电实验角度来说，Modelica标准库中包含了电阻、电源、运算放大器等等常用的元器件模型，开发人员能够直接从标准库中调用模型来进行模拟电路的系统性建模。
电工电子网络实验室的虚拟仿真端是由虚拟的实验计算调度的模块以及计算节点这两大部分组成。虚拟实验的计算调度的模块属于电工电子网络实验室中的应用服务器，主要是负责对客户端传入的实验场景的文件进行接受，并能够根据当前的计算集群中的计算节点所具有的负载，将需要执行的任务进行有效分配给较为空闲的一些计算节点，能够有效的提高工作效率。计算节点是指已经安装OpenModelica的仿真环境，其任务主要是能够承担起由计算调度模块分配而来的任务。
3.4实物实验端的设计
这里就模拟电子技术的实物实验端的设计框架作一个大致的描述。在对LEE-Lab进行设计的过程中，所涉及的各个学科的实物实验端对其结构的设计都是大致相同的，主要包含了三个部分：实验模块、数据采集的模块以及控制端。这里就以模拟电路的实验作为例子，简述其硬件结构的大致框架。
实验模块即指实验电路板，是由I/O型扩展芯片8255A以及继电器还有具体的实验电路三大模块组成，其中包含了模电技术基础中的共射极放大电路以及同相比例的放大电路等等基础的实验电路。数据采集的模块首要任务是进行数据的采集，采用了多功能的数据采集卡例如PCL-812，可以通过ISA插槽进行安装。控制端实际上指的就是已经安装到工控机上面的C++语言汇编的控制程序，可以通过接口函数来进行数据采集卡的调用，以此就能够实现控制端与实验板之间数据的传输。
4结束语
总的来说，基于虚实结合的网络实验室不仅是通过将虚拟实验室以及实物实验室相结合的综合性的设计方案，有效的整合了系统的软硬件资源，还简化了系统低层的传输协议，整体上实现了操作的便捷化、响应更加快速，演示过程更加逼真的这样一种远程实验控制技术。和其他的网络实验室进行比较，虚实结合的网络实验室具有一定的超前性，不仅在功能上十分的实用，在用户的操作以及实验效果两方面也十分优秀。虽然该技术优点是显而易见的，缺点也是必然存在的。所以，在将来的研究过程中，应该及时提出缺点不足和存在的问题，并及时进行分析，提出解决方案。只有这样才能设计出一个更加完善的基于虚实结合的网络实验室。
参考文献：
[1]何振磊.基于虚实结合网络实验室的模拟电子技术实验[D].浙江大学，2013.
[2]谢瑞杰.构建虚实结合的计算机网络实验室[J].实验科学与技术，2014.
[3]张守恒.虚实结合网络实验室服务端设计与实现[D].浙江大学，2013.
一、引言
二、创新研究性实验的重要性
传统的核技术应用实验通常是由验证性实验、综合性实验等项目组成，实验指导老师先讲解、演示操作，然后学生按要求参照实验讲义上设定的步骤完成实验。这样学生只是通过实验来加深所渉理论知识的理解，学生综合素质及创新能力无法得到培养。创新研究性实验是学生应用所学理论知识，利用实验室的仪器设备自主设计实验方案，在实验指导老师的指导下完成实验。创新研究性实验不仅培养了学生综合分析问题、查阅资料、动手实践、数据处理等方面的能力，[5-8]而且提高了学生自主学习、实践中发现分析解决问题的能力和科学素养，提升了学生严谨务实、探索创新、团结协作的精神。[9-12]创新研究性实验是对传统性实验的改革与补充，是符合现代社会的需求、符合技术革新和发展的要求，是符合培养多元化复合型人才的要求，顺应了“新工科”背景下培养学生的目标，为学生顺利与企业、研究所培育模式无缝接轨。
三、创新研究性实验教学的实施
1、准备工作
2、实施
3、实验报告
学生完成实验后需撰写实验报告，实验报告可以是传统的报告形式提交，也可以是研究报告形式提交。传统的实验报告形式需包含以下内容：实验目的、器材、设计方案、实验原理及其原理图、实验步骤、注意事项、实验条件、各元器件参数、实验现象、原始数据、数据处理结果、误差分析、结论。研究报告形式需包括以下内容：研究概述、研究内容与目的、创新性、设计方案、实验原理及其原理图、实验现象及原始数据、数据处理方法、误差分析、结论与建议。这样既可以培养学生的综合分析能力、逻辑归纳能力及书面表达能力，[17]也可以培养学生的科学素养，促进学生多元智能的发展。
4、实验评价
创新研究性实验成绩的评价是否客观、科学合理，直接关系到学生对创新研究性实验的热情及兴趣、也是今后能持续开展下去的重要的一个环节，这样对指导老师提出了更高的要求。指导老师需全程参与实验项目中，对学生的任何一个实验环节都必须了然于胸，并做出详细记录及评价。具体评价方法如下：（1）实验前准备。这部分主要从以下几方面来评价：设备熟悉程度、选择的设备及实验条件是否符合项目要求、实验设计方案的合理性、实验原理及其原理图的正确性、拟定实验步骤的正确性、设计的实验项目是否具有创新性等。这部分分值占总分值的20%。（2）实验操作。这部分评价依据主要为：操作熟练程度、仪器安装调试情况、实验原始数据及现象记录情况、发现及解决问题的能力、实验态度等。这部分分值占总分值的50%。（3）实验报告。这部分评价的依据主要为：报告内容的完整性及正确性、数据处理及误差分析的正确性、结论的正确性等。这部分分值占总分值的30%。
四、结束语
首先要知道实验目的，然后找到适合的实验方法，再根据实验方法设计实验步骤（如果是现成的方法更好），根据步骤归纳总结所需要的仪器试剂等，最后按照实验目的，实验原理，实验方法，仪器试剂，实验步骤，数据处理这几部分进行总结即可。
开放实验室管理系统设计方案怎么写
学校下周让交一份自己设计的实验方案！基本要求a、实验题目。（如测量某一物理量）b、写出实验的理论依据及实验公式的推导过程。c、根据实验要求合理选择所需仪器。d、实验步骤、注意事项。e、对结果进行分析，得出结论。当然不是自己做的也差不多，推荐些网址也行。
初中物理创新实验设计方案（测量纸片下落的速度）
一、实验名称：测量纸片下落的速度
二、实验设计思路：
实验“测量纸片下落的速度”所提供的实验器材有卷尺、秒表、纸片，但是采用这些实验器材
三、实验目的：
学会测量运动物体的速度。
四、实验所涉及的科学道理：
测量纸片（改成“纸锥”）下落的速度这个实验利用的实验原理是速度公式。把纸片改成“纸锥”，主要考虑它在下落时由于下部的形状不同，空气的流速也不相同，根据“在流体中，流速越大的地方压强越小”（伯努利原理），会产生压力差，导致“纸锥”下落时会顺时针或者逆时针旋转（具体旋转的方向是由安装时的顺序决定的）。
五、实验操作步骤：
（1）实验前要测量出同学的身高，作为“纸锥”下落的高度s，记录在实验表格。
（3）重复上述步骤两次。
（4）根据速度公式计算出“纸锥”三次下落的速度，并计算出平均值。
六、实验装置或照片：
学生可以自制“纸锥”（剪三个完全相同的左右的纸条，把每个纸条对折一次，然后连环套在一起，如图1所示，把三个“脚”向外抽紧，如图2所示）
七、实验所用器材：
“纸锥”一个，30～50厘米长的刻度尺一把，秒表一只。
八、实验效果以及其他需要说明的问题：
实验效果：2005年12月14日前后在南京树人国际学校初二十二个班级中施教效果很好，
解决了原来所用纸片下落不稳、路线不是直线，路程无法测量的缺点，而且实验器材制作方便、成本低廉、操作简单、学生感兴趣。后来在鼓楼区其他学校初二物理教学中得到进一步的检验，各位同行一致反应较好。具有较大的推广使用价值。
1物理实验设计能力内涵的认识
物理实验设计能力是指学生在实施物理实验之前,根据一定的实验目的和要求,运用有关物理知识与实验技能,对实验的仪器、装置、步骤和操作方法等实验因素进行规划的能力。它具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。①实验设计的综合性是因为实验设计本身就是一个综合运用所学物理知识与实验技能,对实验的仪器、装置、步骤和操作方法等进行规划的过程,在这个过程中,学生除了具备一定的物理知识和实验技能外,还需要掌握各种科学方法。如观察、测量、记录、归纳整理资料、分析对比异同、抽象概括结论等。②实验设计的创造性,是指通过实验设计,可以充分发挥学生的聪明才智,让学生运用自己所学知识,创造性地构思、设计解决问题的途径和方法。③实验设计的灵活性是指学生在进行实验设计时要具有应变能力,思维要灵活,对于要解决的问题,根据不同的实验条件,可以设计不同的方案
1.某物理小组到外旅游,看到河边有一种漂亮的石子，他们非常想知道它的密度，但手边只有弹簧测力计。请你帮他们设计一个实施方案粗略测出石子的密度（写清实验步骤，并用测量量表示出密度值）
步骤一：用质量、体积均可忽略的细绳捆住石子，用测力计测重力，记录示数F1步骤二：用测力计钩着将石子浸没在河水中但不碰到底，记录测力计示数F2
ρ=F1*ρ水/(F1-F2)
2.小明手里有一块非常漂亮的橡皮泥，手中还有一个量筒和一盆水，请你设计一个实验帮他测出橡皮泥的密度（①.步骤②.表达式）
步骤一：向量筒中注入适量水，记录示数V1，放入橡皮泥块，使其被水浸没但水不溢出，记录水面上升后示数V2
步骤二：将橡皮泥取出，重新读取液面下降后的读数V3
步骤三：将橡皮泥弄干，捏成小船形，轻轻放入量筒内水中使其漂浮，且水无溢出，记录示数V4
ρ=(V4-V3)ρ水/(V2-V1)
3.小明做实验时不小心将两杯液体（清水和盐水）弄混，他只用一支铅笔和一段细铁丝便轻松进行了分辨（写出步骤及表达式）
步骤一：将细铁丝缠绕在铅笔杆一端，使其能够在水中直立漂浮
步骤二：将铅笔细铁丝一端分别放入两杯液体中，在笔杆上标记液面高度
由于漂浮，受力平衡ρ液gSl=mg
标记距绕细铁丝一端较长的是清水，较短的是盐水
4.小兰想测出自家牛奶的密度，但她只能找到一支粗细均匀的细木棒和一段细线、水、一个螺母及一把毫米刻度尺，如何测出它的密度（①.步骤②.表达式）{若将毫米刻度尺换成量筒如何？}
使用量筒：
步骤一：将螺母套紧固定在木棒一端，使其在液体中能直立
步骤二：向量筒中倒入适量牛奶，记录体积V1
步骤三：将木棒放入牛奶中，使其能够漂浮且不触到量筒底部，记录液面上升后体积V2步骤四：将牛奶倒出，洗净量筒，再倒入适量水，记录体积V3
步骤五：将木棒放入水中，使其能够漂浮且不触到量筒底部，记录液面上升后体积V4ρ奶=(V2-V1)ρ水/(V4-V3)
使用刻度尺：用细线捆住木棒一端，依次慢慢放入牛奶和水中，直至木棒恰好要歪倒，标记该时刻液面在木棒上的刻度，用刻度尺测量浸入端到标记刻度的距离，分别为h1、h2ρ奶=ρ水h2/h1
5.小明妈妈买来一条质量2Kg的鱼，可小明想知道鱼是否足秤，可手边只有一把量程5N的测力计，还有一根轻质均匀细直尺和细线。（请谁基础实验帮他解决难题①.步骤②.表达式）步骤一：用细线做三个环，其中一个固定在直尺0刻度处，一个固定在直尺L刻度处（L不大于为1/5量程），另一个不固定（可在L刻度以上移动）
步骤二：将鱼挂在0刻度处的线环，测力计钩子钩住可移动线环，用一手提起L刻度处的线环并用另一手拉弹簧测力计，使得支持能够平衡
步骤三：改变可移动线环的位置以及拉测力计的拉力，记录若干组测力计示数Fi与可移动线环所在刻度Li(i=1,2...)
由力矩平衡：mg*L=Fi*(Li-L)
代入数据，求m的平均值,即为鱼的质量，与2kg比较即可
6.小红手中有两块外形、体积相同的小金属块，请你设计实验比较两金属块密度大小，器材自选（①.步骤②.表达式）
器材：天平
步骤：分别将两块金属块放入天平的两托盘里
关键词：室内环境质量监测；温湿度；光照；ZigBee
0引言
1系统总体设计
图1室内环境无线监测系统的总体设计框图
本文所述的室内环境无线监测系统分为硬件设计方案和软件设计方案两部分。
1.1硬件设计方案
该系统采用模块化的硬件设计，由STC12系列单片机微控制器、温湿度传感器、光照传感器、CC2530芯片的ZigBee收发模块、液晶显示模块、电源模块等组成。该终端具有室内环境参数的自动采集、计算处理等功能，它可以连续自动地测量温度、湿度、光照这些指标，各种要素经过传感器将模拟量转化成相应数字量，供采集器定时处理后给单片机进行处理，实现数据的采集、显示及无线传输。
1.2软件设计方案
室内环境无线监测系统的软件设计由主程序、温湿度传感器驱动子程序、光照传感器驱动子程序、LCD12864液晶显示子程序、串口通信子程序等组成。对于硬件方案用到的编程软件其中包括对于微控STC12C5A60S2进行C语言程序编译的Keil软件，将Keil软件生成的.hex头文件烧录至MCU中的下载软件STC-ISP中。
2室内环境质量无线监测系统的硬件设计
实验室室内环境质量无线采集系统在硬件设计过程中，使用了模块化的设计方法，分别为微处理器电路设计、数据采集模块电路设计、显示模块电路设计、串口通信电路设计、无线收发模块。在本系统中，对实验室室内环境质量参数数据的采集主要依靠各种传感器，如温湿度传感器AM2301、照度传感器模块GY30。这些传感器的工作原理是利用物质各种物理性质随环境变化的规律把温度、湿度、照度等转换为模拟量或数字量进行输出，通过单片机采集这些电量数据并对其进行计算即可确定各环境参数的数值。在室内环境质量无线监测系统的设计中，本文使用了STC12C5A60S2单片机进行设计。具体包括：单片机最小系统，温湿度接口电路，光照接口电路，接口电路，电源电路，串口通信接口电路。
2.1MCU的选型
2.2温湿度传感器AM2301
DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT21传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。
2.3光照传感器模块GY30
本系统采用新型单片测光芯片GY30模块，该模块的工作电压为3.3V，内置了BH1750芯片，可以对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定，实现了照明度（1～65536勒克斯）数字值的直接输出。主控器通过I2C（Inter-IntegratedCircuit）通讯接口读取GY30采集到的数据，然后按照用户要求的形式通过界面将数据呈现出来。
2.4ZigBee数据传输模块选型
本系统中所使用的ZigBee模块为某电子公司的无线模块，该无线模块在产品类型中分为三种：ZigBee（Coordinator-协调器）模块、ZigBeeRouter（路由器）模块、ZigBeeEndDevice（终端设备）模块。ZigBee能耗无线监测终端的硬件设计中，无线ZigBee模块（Router-路由器）的功能是以无线方式发送数据资料包，并寻找最适合的路由路径，当有其他终端节点加入时，其也可为其他终端节点分配地址。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，其内部包含一个8051CPU，且系统内可编程，其支持TI官方指定的IAR编译软件，并具备8KBRAM，因此，CC2530是一个完整的SoC解决方案。通过其可以建立强大的无线传感器网络。
2.5ST7920型12864液晶显示模块
为了在节约硬件资源的基础上可以得到更丰富的显示内容，并考虑到低功耗的要求，本系统设计中的显示电路采用ST7920型12864带字库的液晶显示模块。
3室内环境质量无线监测系统软件设计
本节的主要内容是进行室内环境质量无线监测系统的软件设计，软件设计的核心为底层硬件温湿度传感器AM2301模块、光照传感器GY30模块、LCD12864液晶、串口通信等编写驱动程序，使得监测系统在上电后可以分别正常监测温湿度值、光照值的显示，及进行串口通信。室内环境质量无线监测系统主控程序流程图如图2所示。
图2室内环境质量无线监测系统主控程序流程图
3.1温湿度传感器AM2301驱动子程序设计
DATA数据线用于MCU与AM2301之间的通信。四十比特完整的数据=十六比特的湿度数据值+十六比特的温度数据值+八比特校验和。例如，接收四十比特的数值，温湿度传感器AM2301的数据格式如图3所示。
图3温湿度传感器AM2301的数据格式
空闲时总线为高电平，通讯开始MCU拉低总线1～10ms，然后释放总线，延时20～40μs后主机开始检测响应信号。从机AM2301的响应信号是一个80μs左右的低电平，随后从机在拉高总线80μs左右代表即将进入数据传送。长的高电平代表的是信号1；短的高电平代表的是信号0。温湿度传感器AM2301数据传输的时序图如图4所示。
图4温湿度传感器AM2301的数据传输时序图
3.2光照传感器GY30驱动子程序设计
GY30与主控器之间的通讯使用I2C通讯协议。时钟线为高电平时，数据线由高电平向低电平变化表示开始信号；时钟线为高电平期间，数据线由低向高变化表示结束信号。I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图如图5所示。
图5I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图
3.3串口通信子程序设计
上位机对单片机所存储的数据的读取是通过USART实现的。由于单片机内部集成有USART模块，因此MCU只需要连接MAX232芯片，就能和PC通信。首先，单片机要设置异步通信的比特率数据位、停止位、校验方式等，最后才打开中断。在本系统中，异步串口通讯模块比特率设置为9600，通信模式采用模式l，即每次发送的有效数据为8位，另加一位停止位。串口通信的软件设计流程图如图6所示。
4结语
本文针对室内环境质量的关键问题，基于物联网技术，采用无线数据采集与传输等先进信息技术手段，准确采集室内环境质量数据，使实验室室内环境质量在计量、采集、统计方面更加完善，同时确保实验室的正常、高效、健康、稳定地运行。管理人员只需要通过网络就可以了解实验室环境的实际情况，从而极大地减轻对实验室的管理工作，实现实验室的科学管理。
图6串口通信的软件设计流程图
[1]叶剑军，叶倩，李景广，等.室内环境自动监测系统的数据分析研究[J].绿色建筑，2010（2）：43-47.
[2]颜丽娜，王顺忠，张铁民.基于DHT11温湿度测控系统的设计[J].海南师范大学学报（自然科学版），2013，26（4）：397-399.
[3]蒋正金.基于单片机的无线温/湿度采集与控制系统[J].现代电子技术，2012，35（17）：126-129.
南京中医药大学本科生导师制已开展多年，取得良好成效[1]。导师制即导师(青年教师为主)对少数学有余力的学生进行个别指导的教育模式,目标是以问题为中心,培养学生独立分析问题和解决问题的能力。随着本科生导师逐步展开，培养既有理论基础又有实践能力,且富有创新精神的医学生,是药理学实验教学改革的目标。因此改革实验教学,变被动为主动,激发学生的科研兴趣,提高学生的科研素质及创新能力。
1自由选题、自主实验设计和可行性论证[2]
自主设计和可行性论证阶段，以实验小组为单位,查阅文献资料,小组内讨论,设计出具有科学性、逻辑性和探索性的实验,解决在理论学习或生活中发现的疑点或感兴趣的问题。各小组交上设计方案后,由教师组织学生讨论,由学生当老师向同学讲述实验理论知识、实验的步骤及注意事项等,充分发挥学生的主观能动性。每组由1位同学主讲,其他同学补充。
通过这种研讨会的形式，找出设计中存在的问题,并引导、启发,由学生提出解决的方案或回答疑问,最终提出完整的设计方案。可行性论证引入竞争机制，只有50％的选题最终立题。这样就极大地调动了学生参与实验的积极性和创造性。讨论完成后,学生提供书面实验设计方案。对于实验设计中实验室不具备仪器、药品,教师应和实验准备人员进行沟通,联系购买或借用,若仍有困难时,应向学生解释并建议其更改方法或实验题目。
2预实验、实验方案的调整与修正
3实验操作、结果统计分析、撰写论文和论文答辩[3-4]
让学生自己动手实施他们的实验设计,这样每个学生都要有机会动手受到训练;也培养了团队精神。提示要培养学生细致观察并记录的习惯。实验结束后,数据整理,根据实验结果写出实验报告和研究论文。论文最后以答辩的方式进行,由指导教师、导师及其他同学组成的答辩委员会对实验过程和实验结果进行提问。通过这一阶段的训练,使学生对论文的撰写和答辩过程有进一步的了解。
4成绩评定
根据实验设计方案、实验操作、论文和答辩情况对学生进行评分。改革原来的实验课比例，由原来的30%增加到50%。各小组内的组成人员根据其每项的表现区别评分。这样,明显地提高学生学习的积极性,避免考试时的侥幸心理。与此同时,锻炼了学生动手能力,加强理论与实践的结合,强化基本功能训练。
5实验改革的体会和思考
总之，在实施开放性实验的过程中，应强调学生的主体作用，为学生提供一个大胆思维、激发他们潜在创造天赋的环境。同时对学生开放性实验要与日常实验教学、科研工作以及学生课外科技活动相结合，并逐步发散到所有有兴趣的同学。这在一定程度上弥补传统验证性实验的缺陷,在实验中培养学生的新药研制和实践能力,为后续的毕业设计及走上工作岗位后能卓有成效地开展工作奠定基础,使实验回到创新开拓研究的目标中去。
［1］吴勉华,黄桂成.试论本科生导师制与中医药创新人才的培养.西北医学教育,2003，11(3):176-177.
［2］刘乐江,伍三妹.改革传统教学模式,构建新型药理实验教学体系.中国实用医药，2007,2(18):116-117.
［3］李红枝，陈伟强.加强实验教学改革不断提高学生的综合素质.中国实用医药，2008,3(6):138-139.
笔者认为，在实际教学中，增加一定数量的设计性实验是十分必要的。
1、设计性实验的程序
2、设计性实验选题的原则
设计性实验选题的原则，一般不要求突出实验内容的复杂性，课题只给出实验目的和要求，由学生根据目的要求去查阅资料，独立制定实验方案，提出分析、解决问题的设想，然后在教师的指导下独立去解决，最后写出实验报告。
3、设计性实验分类
从形式上可分为两种类型：第一，给定某种仪器设备，要求完成某一物理量的测定或某一物理现象的观察研究，如《平抛物体运动》中的“用尺测量玩具手枪子弹射出时的速度”。第二，只提测量要求，不限实验方法和所用仪器，完成某一物理量的测量任务。
从内容上可以分为三种类型：第一，测量某一物理量的课题；第二，探讨研究和应用的课题；第三，研究测量方法的课题，要求设计一种实用的方法。
二、教学案例
设计实验课题：重力加速度的测定。
1、课题的提出
重力加速度是物理学中最重要的常数之一，它在高中的物理学习章节里大量频繁出现，其数值的测定方法很多，有些方法在物理学发展史乃至在科学史上有重要的价值。请同学们根据所学知识以及了解的知识设计一种可行的实验方案。
2、设计实验的要求
（1）学生分为若干实验小组，根据所学知识作为实验原理，可以找到多种测量方法，但至少要选择一种以上你认为切实可行的实验，进行具体详尽的方案设计，包含确定实验原理、选配实验器材、拟定实验步骤、提示重要操作事项等。
（2）正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问题。
（3）提交实验结果，对所设计方案在实验中出现偏差或误差的原因进行分析，注意实验的可行性和实验价值的分析评估。
3、设计实验的互动
（1）从方案设计到实验过程到总结，学生以自主完成为主，疑惑较大时，师生间可以讨论，教师可给予适当指导。
（2）开放实验室，实验室可以为学生提供较熟悉的一些仪器，如秒表、光电计时装置、打点计时器、电火花计时器、单摆装置等。
4、设计实验的思考
（1）对各小组的设计方案及实验结果进行对比分析，从实验的新颖性、可行性、实用性、先进性以及设计方法的价值等方面作对比，相互间作出评价。
（2）查阅资料，了解一种比较精确的测定重力加速度的方法――凯特摆测量法，思考其设计思想在科学史上有何重要价值。
三、教学思考
1、本案例课题极富开放性和挑战性
2、设计中的反思促使创新意识转化为创新能力
[关键词]农产品质检站实验室建设
我县农业检测中心成立于2002年，因前期资金有限，人员不足，局限于残留农药的快速检测工作；而在2011年，我县农业检测中心纳入到农业部的农产品质量安全检验检测体系建设中，成为中央预算内的投资计划项目，项目总投入资金306万元，装修面积372，通过改革和扩大，购买了一些先进的处理仪器，检测中心正式开始使用色谱、光谱、质谱等技术，进一步提升检测能力。现将项目的管理和实施过程总结如下，供同行参考。
一、立项
项目申报及审批该项目作为中央预算内投资项目。在整个项目实施过程中，应遵循严格化、规范化原则，满足立项审批的要求，同时出具可行性研究报告、初步设计方案等，更好地满足各个程序要求，按章办事。
二、项目实施
1.质检站合理化设计。实验室的合理设计及优化布局，是确保检测室建设符合规范的重要前提。因此，在编制可行性报告并提出初步设计方案之前，必须综合考虑当地农业生产的实际情况，与农业检测工作相结合，根据《县级农产品质量安全监督检测机构建设标准》（NY/T2245-2012）的基本要求，精心规划质检站设计方案，在批复之前发现其中可能存在的问题并及时处理。
2.由于我县的农产品质检站是对原办公区域及展示厅进行拆除后进行改建，其建设主要包括以下两方面内容：
2.1基础建设。基础建设包括原办公区域及展示厅拆除清理、水电安装、通风系统安装、实验室的装修等；其中基础装修包括了重新划分实验区域，对地面、墙面等进行装饰处理、安装窗帘；另外，为了满足基本的农产品检验要求，还设置了无机前处理室、有机前处理室、天平室、消化室、高温室、速测室、光谱室、色谱室、供气室、药品室、样品接收室、档案室、培训室、监控室等功能室。根据不同实验室的功能和实际需要，确定摆放的仪器设备型号及数量，合理分配功能面积。
水电安装：根据实验室的要求，确定用电设备的功率，同时也要考虑实验台的位置、通风柜的高度等，合理布线；对于重大仪器设备如气质联用仪、原子吸收等，必须配置备用电源，以防突然停电给仪器设备造成损坏等。此外，水龙头、插座、开关、照明等数量和位置要视具体情况而定，插座、网口最好安装在实验室台柜之上。
通风系统安装：如果实验室在顶层，则最好是直接，事先设计好排风口的位置及数量，做好防漏措施。如果在楼层中间，则要设计好侧排的位置和室内通风管道的连接，及事后检修口的位置。
2.2根据县级质检站的建设要求，应该做好项目竣工的验收工作，确保实施过程与国家规定和法律相一致。
合同管理：所有建设项目的实施，应该注意合同的规范作用；其中包括施工合同、监理合同及设备采购合同等，这也是竣工后变更与赔偿的重要依据。
三、项目竣工并投入使用之前，需要根据施工过程的实际情况撰写竣工报告，要求审计部门出具专业的审计报告，完成项目决算以及初步验收工作，向上级部门申请项目验收。
[1]陈石榕.浅议县级农产品质检站建设[J].农业质量标准.2008（01）.
[2]张欢，章增强，陈月丹.浅谈县级农产品质检站建设项目的实施与管理[J].安徽农学通报（上半月刊）.2011（11）.
[3]张丽华，徐剑.县级农产品质检站实验室建设探讨[J].现代农业科技.2010（24）
[4]高月明，黄丽，陈劲星.县级农产品质检站实验室内部设计探讨[J].农产品质量与安全.2011（05）
让电子爱好者有个性发挥的场所
开放式电子技术教学方案
完善开放式实验项目申报机制和管理
开放式实验项目由教师申报上网，要鼓励教师多申报实验项目，让学生有更多的选择空间。开放式实验项目是综合性、设计性的，属实践教学类。这类实验的项目设计、实验指导等均有一定的难度，可以是教师科研项目的子课题改编，也可以结合生产实际编撰设置。这类实验项目比理论验证性实验涉及到的知识面广、内容多，但比研究性项目小，每个项目设置0．5～1个学分，8～18学时的教学内容。学生可以上网申请实验项目。项目达到相应的知识面和技术难度指标时，为0．5～1学分工作量，经导师审核通过后方可立题。难度较大、内容较多、知识面较广的项目，可以适当提高学分（需要由教学委员会评估）。教师可以通过网络方式提供多个项目供学生选做，每个项目在一学期内允许3～5名学生选做（学生人数较多时，适当扩大比例）；设计方案可以小组商讨，但作品必须各自独立完成。若有学生选做某个项目，并在教师指导下完成实验，即给相应的指导教师计算对应的工作量（选做人数多，应适当提高计算当量）。
调动导师及实验技术人员的积极性
1逐步完善“设计性实验”课程运行模式
2整理编撰“设计性实验”教师参考资料库
3建立学生成绩考评标准
在教学活动中,学生成绩的考评标准是不可或缺的。在我们的教学模式中,设计性实验成绩占25%。正确评估学生在设计性实验中的工作对教师的工作经验和工作能力都提出了比传统教学方法更高的要求。这是设计性实验题目的多样性、实验的多途径等特点决定的。因此,如何评价学生的工作是项艰难的任务。经过反复研究,我们确定衡量学生完成设计性实验的质量标准是:①设计方案的合理性。体现在学生设计方案中原理的正确性、知识的综合运用程度、实验方案的可行性。②个人在完成实验中的贡献。由于实验可以小组的形式进行,对每