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篇1：大气压强的创新实验设计分析论文
大气压强的创新实验设计分析论文
摘要：
分析了大学生宿舍空间以及微收纳家具的概念和发展现状，探讨了大学生宿舍和微收纳家具之间的关系，研究了大学生宿舍微收纳家具的设计功能要求、表现形式及理念。指出，微收纳家具营造宿舍空间带来的空间的灵活性，解决了大学生宿舍中空间不足的问题，为大学生提供更大的生活空间。
关键词：大学生宿舍；空间；微收纳家具；设计研究验证
大气压的存在是“大气的压强”一节教学的重要内容，这对帮助学生认识大气压的相关知识有不可缺或的作用．虽然大气压与我们的生活密切相关，但由于空气不像固体和液体那样可以直接视觉或有直接的触觉感受，大气压的存在又不为我们所觉察，这对于刚接触物理的学生来说，认识大气压有一定的难度或疑惑，必须有足够实验和事例来演示说明．因此在“大气的压强”的教学中，通过演示实验和自主性学习体验到大气压强的存在是这节课的重点，也是引导学生体会到大气压强存在的关键．而教材中的演示实验是有限的，能够演示大气压强的实验也不少，但是有些演示实验不是实验过程复杂、效果差，就是成本高，或者费时等等，如马德堡半球模拟演示实验，将两个半球对在一起，然后用抽气机将中间的空气抽出，这就需要较长的时间;由于仪器老化，半球的密封性变差，使得球内的空气也不易抽尽，导致学生在拉球时不用费很大的力就把半球拉开，不能反映大气压有很大压力的物理事实．因此，需要物理教师挖掘实验资源，引导学生到生活中去找原型，用创新的教学手段，展示生动、有趣、明了、简洁的气压应用实例，以加强学生运用所学知识解决实际问题的能力，培养他们的观察能力、动手能力及创新思维．下面介绍几例大气压强的创新实验．
1敞口气球
你看到过气球吹大后，敞着口不变小的情景吗?许多学生不相信是真的，当看到真实情景时，又百思不得其解．实验器材大的饮料瓶(如5升雪碧瓶)、气球等．首先对饮料瓶作一个简单的处理(其处理方法不说同行们一定能从下面的介绍中明白)，然后在气球未吹之前，把气球的顶部向饮料瓶的瓶口灌进去，使气球的大部分进入饮料瓶，再把气球的口反套到饮料瓶的瓶口上．用手握住饮料瓶，现在用嘴对着饮料瓶的瓶口吹气，等气球吹大后，停止吹气．一个气球敞着口不变小的气球就出现在你的面前．学生看了非常好奇，气球吹起来后，必须把气球的口扎紧，气球才能在较长一段时间内不明显变小．现在气球敞着口为什么不变小呢?原来这里巧妙的借助饮料瓶和大气压共同发挥作用，才出现奇特的现象．而学生看到这个演示现象既疑惑又兴奋，这是一个既有知识性，又有趣味性、娱乐性的演示实验，容易形成学生的激情和师生互动，由此产生的课堂教学效果，不言而喻．更令学生疑惑的是，学生并没有发现老师有其他的操作动作，但是，当老师说气球变小，气球真的逐渐变小;当老师说气球停止变小，气球果然停止变小，敞着口保持一定形状鼓着．气球能够膨胀，必须克服橡胶皮的束缚力．因此，吹气就比较吃力．同样，吹大的气球，敞着口不变小，也必须克服橡胶皮的束缚力．靠什么来克服橡胶皮的束缚力，从实验中发现，只有靠负压来实现．怎样产生这么大的负压呢?你应该发现其中的奥秘了吧．不要把这个实验的奥秘直接告诉学生，而是引导他们探究，这有利于调动学生的积极性和创新思维．这个演示实验对讲授高一理想气体变化规律知识点也有一定辅助说明作用．吹大的气球敞着口不变小，其实质是一个平衡问题．密闭在气球与饮料瓶之间的气体遵守玻意尔马略特定律:在密闭容器中的定量气体，在恒温下，气体的压强和体积成反比关系．用玻意尔马略特定律就能轻松的解释，敞着口的气球为何不变小．因为气球虽然敞着口鼓着，但是气球内腔的气体是恒定的一个大气压保持不变，假设气球缩小，那么根据玻意尔马略特定律，密闭在气球与饮料瓶之间的气体体积就要变大，而温度几乎是不变的，则气球外围的气压就会变小，因此气球内、外的气压差就会阻止气球变小，所以在这种情形敞着口的气球不会变小，除非使气球与饮料瓶之间的气体与外界连通．这样把初中物理向高中物理适当延伸，有利于满足不同层次学生的发展需求．
2飞球吸壁
许多玩具是根据物理原理设计生产的，能呈现物理现象和显现物理规律，其巧妙的设计使外观很精美、色彩很鲜艳，呈现的现象非常神奇，对学生很有吸引力，把玩具功能扩展为教学功能，使学生在好奇中学习物理知识．例如，用吸壁球演示大气压的作用．实验器材吸壁球(玩具市场可以买到)．吸壁球的彩色很有吸引力，因为这种球的表面非常特殊，由多种不同颜色的塑料小吸盘组成，塑料小吸盘的弹性非常好．实验方法在讲授大气压强和摩擦力知识点时，用吸壁球做演示实验，对学生也很有吸引力．有些学生可能没有看过这个玩具，先把它向学生展示一下它的外貌，学生对它比较陌生，更不知道是做什么用的．突然把它向黑板抛去，它稳稳地吸在黑板上(如图1所示);再向窗户的玻璃上抛去，它就稳稳地吸在玻璃上，向天花板抛去，它就吸在天花板上．只要是光滑的平面，可以用力直接推上去，也可以向平面抛去(稍有点撞击速度即可)，都能吸在竖直的平面上，吸在竖直平面上的时间跟撞击速度和平面的光滑程度有关．在其他条件相同的情况下，撞击速度较大，吸在平面上的时间较长．这个演示实验学生都能积极参与，便于探究、体验．然后引导学生一起分析实验现象的原理，学生对大气压强知识的消化也就不难了．让学生在“玩”中学，教师指导得轻松，学生学得也轻松．实验现象剖析:当用力把吸壁球抛到竖直的平面上时，由于撞击力的作用，使其中的一个塑料小吸盘内的空气挤出了一部分，塑料小吸盘在恢复形变的弹力作用下，试图恢复原状而使空腔欲变大，这样塑料小吸盘内的气压就要减小为p1，而它的外部大气压p0不变(如图2所示)，内外气压差使塑料小∥盘受到垂直于竖直平面的压力F=(p0－p1)S．设吸壁球与竖直平面的静摩擦因数为μ，那么吸壁球与竖直平面之间的最大静摩擦力为FM=μF=μ(p0－p1)S．刚开始时FM=G(G为吸壁球所受的重力)，由于吸壁球与竖直平面之间总是存在缝隙，外面的空气会不断地通过缝隙进入到塑料小吸盘内，使小吸盘内的气压p1不断变大，随着p1的增大，最大静摩擦力FM逐渐减小，最终当FM接近G时，吸壁球掉落下来．
3一张报纸的力量
报纸是一种常见的学习资料，用报纸做实验器材，对学生来说有特别的.新鲜感，笔者用报纸做实验的接近10个，用报纸演示大气压强的实验就是其中的一例．实验器材几根约1m长的同规格木板条、一张大报纸、小铁锤先把一根长约1m、厚度约5mm、宽约50mm的薄木板条放在平整的桌面上，将木板条的三分之一露在桌子边缘的外边，用小铁锤猛力敲击薄木板条，瞬间薄木板条迅猛向上跳起，薄木板条只是有点受损而并没有敲断．再取一根同样规格的长约1m、厚度约5mm、宽约50mm的薄木板条，放在平整的桌面上，木板条的三分之一露在桌子边缘的外边，再取一张完好无损的报纸，把这张报纸覆盖铺在平整的桌面及木板条上，用手把报纸抹平，使报纸尽可能贴近桌面．然后举起你的右手对准露出部分木板条的一端，用力快速劈下(也可以用小铁锤敲击，如图3所示)，只听“啪”的一声，木板条露出的部分在桌面边缘处折断了，而铺在桌面上的报纸和木板条纹丝不动．精彩的实验效果、鲜明的实验现象对比，不仅给学生留下深刻的印象，而且激起学生强热的探究欲望:为什么报纸会有这么大的压力?原来是大气压在暗中帮了大忙．因为大气压强是每平方厘米1千克(力)，一张报纸上的大气压力非常之大．虽然报纸的上下表面都存在大气压力，但是在极短的时间内要使报纸跳起身来，上表面的大气压力就显现出来了．就好比站在水里的人，他前后都有水的压力，但是要他在水里快速奔跑能做到吗?学生对水里有较大的压力或阻力还是有一定的感性认识的，但对大气压强的存在及其数值较大缺乏认识，这有几方面的原因:一是空气的密度相对于水的密度要小得多，因此人们对空气缺乏视觉和触觉的感受;二是人们一直生活在空气之中，体内、体外都存在气压，随时随地都存在气压平衡状态，所以对大气压的感受认识;三是我们看到的周围物体运动速度都是比较小的，气体的流动又比较快，因而对因运动而表现大气压对物体的作用力就多见了．其实，我们可以用一个简单的方法就能做出类似“一张报纸的力量”的实验．把一个较轻、较大又较硬的薄片沿着垂直于薄片平面的方向突然快速移动，你就能明显感受到大气压力的作用了．我们在给学生演示创新实验的目的，不是完全为了满足学生的感受刺激，而是要用新奇的实验现象吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，进而使学生全神贯注地投入学习环境中．教师不仅要把演示实验做得精彩，而且实验现象的原理分析明了，使学生理解现象的本质，捷径地掌握新知识，并且在技能上、创新思维有所提高．
篇2：高中化学实验设计与教学创新论文
【摘要】化学实验是化学教学以及化学学科中极其关键与重要的组成部分。通过对中学化学实验教学的现状进行分析，强调化学实验创新与改进的必要性，阐述化学实验创新的基本原则，并且以具体的实验改进案例进行说明。通过实验案例改进前后的对比，改进后的实验设计具有更加简化的操作方式以及明显的实验效果。
【关键词】化学实验；创新；设计
【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1674－481035－0083－02
化学学科的形成源于化学实验，实验是化学学科体系的本质所在。通过不断地进行化学实验实践，研究者不断探索和拓展化学学科的研究领域，同时培养和提高自身的研究能力和思维能力。因此，化学实验是化学学科极其关键和重要的组成部分。在如今的化学教学中，尤其是在中学教学阶段，实验教学能够帮助初涉化学领域的学生更好地理解和掌握知识点、锻炼抽象思维能力。因此，对化学实验设计与教学进行创新探讨与研究具有重要的教学意义。
一中学阶段化学实验教学的现状
经过对传统的化学实验课堂教学的观察和研究，发现传统的教学方式仍然在课堂上占据主导地位，主要依赖于教师对实验的亲自操作和讲述，学生只是通过教师的化学实验操作明白了某个规律，在化学实验过程中并没有充分地发挥自主思考能力，成为知识的灌输对象。最终化学实验教学变成与化学教学捆绑在一起的呆板的教学活动。为了更加准确地掌握高中阶段学生对化学实验的学习情况和学习兴趣，以及了解学生主动进行化学实验探究的情况，张英波老师曾经对某一学校的高二年级学生进行问卷调查，随机挑选高二年级不同老师任教的、不同层次的9个班共400名学生参与问卷调查，使调查具有一定的客观性和代表性，随后对调查问卷结果采用SPSS17.0进行数据统计与处理。调查发现，在实验兴趣方面，大部分学生停留在感知兴趣和操作兴趣的表面层次，在遭遇实验失败或遇到异常现象时，学生表现为探究兴趣不会持久，在改进装置并使之微型化方面创造兴趣明显不足。随后，分别对化学成绩不同层次的学生以及不同性别的学生化学实验能力的差异进行检验，发现不同化学成绩和性别的学生的化学实验能力并没有显著差异。目前来看，不论是成绩较好还是成绩较差，不论是男生还是女生，对化学实验创新的认知在兴趣感知、主动思考、动手实施三个层面均存在不足。
篇3：高中化学实验设计与教学创新论文
1．理论与实际结合原则
在化学实验创新教学过程中，一定要突出理论与实际相结合。首先，教师要充分注重基础知识的教学，对实验过程涉及的基本概念、原理要深入细致地分析，使学生充分认识到其对加强基础学习的重要性，为学生进行实验操作打下良好的理论基础；其次，学生在对理论知识进行充分的了解和学习后，对实验创新进行实践操作，同时在操作过程中要注意发现是否存在新的问题、新的实验现象等；最后，在老师的指导下对创新实验实践活动进行分析和总结。通过实践对创新成果进行检验，感悟创新的`价值，增强参与创新设计的积极性，从而使学生的创新意识和创新能力得到发展和提高。
2．安全环保原则
由于化学实验过程中使用的实验用品部分具有一定的危险性，教师在实验之前必须向学生强调具有毒性、易燃、易爆、腐蚀性药品的取用及保存，废物的处理和药品的回收等方面的规范行为，实验教学要注重提高学生的安全意识，同时把环保理念作为实验创新教学的一个重要内容，通过实验教学提高学生的环保意识。
3．效果与效益最优化原则
对化学实验的设计进行创新性改进，一定要注意效果与效益最优化原则。效果最优化即通过实验设计的创新，可以使实验效果更加明显，实验速度更加快捷；效益最优化即通过实验设计的改进可以降低实验的成本，简化实验的过程从而减少实验误差的概率，因此在改进、优化实验方案中一定要注重改进后实验的效果与效益是否已经最优化。
三化学实验改进与创新的案例
1．浊液和胶体中胶体粒子大小区分实验
在必修一胶体的性质探究实验中，有浊液和胶体中胶体粒子的大小对比实验，通过前期的理论学习，学生已经对实验目的有了一定的了解，即此实验是为了证明浊液中胶体粒子大，胶体中胶体粒子小。教材中，对Fe（OH）3胶体和泥水进行过滤，观察现象。实验装置包括带铁圈的铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸等，实验过程中总共需要过滤两次，通过两次过滤实验来辨别浊液中和胶体中的胶体粒子大小，但是实验过程中仪器笨重，操作麻烦。在经过改进后的实验设计中，整个实验过程只需要三张滤纸即可完成实验过程。具体操作过程：把三张滤纸叠放，用滴管吸取泥水滴在叠放的滤纸上。实验现象：在最上层滤纸上会有固体小颗粒，而第二层上对应位置没有固体颗粒，只是呈湿润状。实验说明：浊液中的粒子不能透过滤纸。接下来，在滤纸的另一位置滴上几滴Fe（OH）3红褐色胶体，会看到在第二层甚至第三层滤纸的对应位置都有红褐色，说明胶体中的胶体粒子透过了滤纸，从而验证了浊液中粒子比胶体中粒子大的事实。经过实验设计改进前后的对比可知，改进后的实验设计当中运用到的实验器材简化了许多，操作起来简单方便，实验对比效果也更加明显。
2．化学能与热能的相互转换实验
在必修二中的化学能与热能相互转换章节中，通过对Ba（OH）2·8H2O＋NH4CL的化学反应实验现象进行观察，证明该反应过程吸收了热量。教材上的实验操作：将两种晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上。在快速搅拌以后，提起烧杯可以发现玻璃片和烧杯底部粘在了一起，同时烧杯上的水滴变成了冰状物。通过实验现象分析可知，由于实验过程中烧杯中的化学反应吸收了大量热量，从而使水滴结冰，因此也可以证明该实验为吸热反应。但是在实际操作当中发现，如果搅拌时烧杯有所滑动，或者室温较高，玻璃片与烧杯底部往往粘不起来，针对此问题对实验设计进行了改进。改进设计：将实验过程中玻璃片上的水滴换成冰醋酸再进行实验操作，多次实验现象发现将水滴换成冰醋酸后烧杯和玻璃片更加容易进行黏合，因此实验效果更好，这是由于冰醋酸的熔点比水高（16.6℃），在吸热的过程中更加容易结成冰状物。因此，在很多实验中如果对实验材料进行稍加改进，实验难度会降低，实验效果会更好。
四结语与建议
在中学的化学教学中，通过化学实验实践操作很好地培养了学生的动手能力和创新精神，因此化学实验在学生的学习过程中占据重要的地位。然而在目前的中学化学教学过程中，实验的优势作用并没有得到很好的发挥，因此化学实验在设计和教学中还具有相当的创新优化潜力。同时，随着教育体制改革的不断推进，未来的化学教育体系会越来越注重学生的实验动手能力和创新精神的培养，对广大教育工作者会提出更高的要求，而未来的实验创新设计应当以挖掘课程资源为基础，以化学实验的教学观念、教学目标、实验过程、实验教材和实验评价五个方面为主要着眼点进行教学理论与设计创新，同时在实际的教学过程中应当加强学生的主导地位和主动学习的能力，如设计良好的探究式教学情境，激发学生的探索欲望和创造能力，同时要鼓励学生的各种发散性思维和想法，并在有条件的情况下一起进行探究式活动。相信通过老师和学生的共同努力，化学实验在设计与教学上的创新发展必定能取得很好的成果。
参考文献
［1］黎晓霞、蔡河山、易芬云.化学实验教学改革的研究与探讨——以分析化学实验为例［J］.广东化工，（3）：37
［2］秦于章、代旭娅、郑云祥.中学化学实验创新教学研究［J］.中学生数理化（学研版），2015（5）
［3］刘芳红.新课程背景下的中学探究式化学实验教学策略的研究［D］.西北大学，
［4］张英波.高中化学实验教学创新研究［D］.河北师范大学，
篇4：职校工业设计系创新性实验设计研讨论文
职校工业设计系创新性实验设计研讨论文
创新性实验建设的平台
实践性环节能够培养学生科学思维、创新意识，使学生掌握科学方法，提高综合实践能力，这是理论教学所无法替代的。但是在实验的前期，需要学生掌握基本的实验技能并具有一定的知识积累，这样才有能力进行自主设计实验并最终完成实验。结合教师的科研项目、校企合作项目的训练，才能使知识扎根于学生思维，并达到学以致用的目的。建设创新性实验室和实验设备共享是开设创新性实验的基础。工业设计实验室根据功能分为实验教学实验室、模型制作室、创新工程训练室、快速成型室和产品后期处理室。此外，工业设计实验室与其他教学实验室和教学设备可以实现共享，为创新性实验项目的开设提供可靠的保证。创新性实验与传统的实验模式有所不同，其教学组织具有自己的特点，实验室应该是全方位开放的，包括实验室工作时间的开放;实验内容的开放;实验室服务对象的开放，全院学生及教师均可利用实验室的资源。参加创新性实验的人员在进入实验室之前必须作好充分准备，提出实验方案，经相关教师审阅通过后方可进行实验。
教学内容和教学模式的设计
在创新性实验项目教学中，教师只提供参考范围和题目，如UNIMATI优耐美模型制作及创新设计制作实验，以车床、磨床、钻床、铣床、锯床、木车床等机器作为基础进行组装，模型制作及创新设计制作实验。有时是指导教师的研究课题，如让学生参与“儿童玩具设计”、“机械结构创新“等项目的'玩具创新和基本机构的动力学设计，此类实验不是单一的只运用某门课的知识就能解决问题并完成任务的。在实验过程中，要求学生先提出课题和基本思路，教师则与其共同探讨完善方案。在实验中遇到问题时，要求学生独自提出解决方法，教师帮助分析这些方法的科学性，通过以学生为主、教师为辅的实验教学方法，逐步培养学生独立工作的能力。例如，要求学生自己提出项目的方向性，查找相关文献，在所学的理论知识和资料分析的基础上提出玩具的类型、玩具的造型形态和玩具中所应该应用的功能等实验方案，独立写出包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验进度和预期结果等具有一般研究价值的可参考性报告，经过相关教师的审阅合格后，学生独立按步操作，最终完成实验。在学生独立开展实验期间，实验室实行开放式管理机制，教师从旁指导、检查、协调，预先安排好各小组进行各个步骤的时间，使创新工程训练室得到合理高效运转。实验小组由学生自愿组合，以3～4人为一个实验小组，实验时间由学生按照事先所确定的进度进行安排。
成绩考核方法
在实验全部完成后，要求学生对实验结果进行数据整理、精确计算，并形成实验研究报告。指导教师对实验研究报告进行分析并予以评价，其原则侧重于观察学生是否通过这一实验过程使智力得到开拓，使研究能力以及综合运用理论知识解释实验结果的能力有所提高，记录的实验数据是否客观准确，分析讨论是否科学合理、逻辑推理是否准确，结论是否恰当等方面。成绩考核设置为基本技能综合考核和创新性实验考核两个阶段。验证性实验可根据学生平时的实验态度、实验操作熟练程度和实验结果的完成程度进行综合评价。创新性实验根据学生选题的创新性、知识运用的综合性、实验设计的科学合理性、实验结果的准确可靠性、团队协作精神和实验的努力程度等进行考核。考核时，创新性实验按照实验质量给出成绩(分为不合格、合格和优秀)，不记入总成绩中，但只有创新性实验的成绩为合格及以上的学生才可以获得实验考核的总成绩，否则实验课成绩为零分。
教学实践效果
经过几年的教学实践，在相关课程中运用了以上的一些做法，取得了良好的教学效果。创新性实验的开设能够有效地促进教师的知识更新，激发学生求新、创新的欲望，促进学生对综合知识的运用，提高学生进行跨学科、跨领域创新性学习的能力。实验时间由学生自主支配，增加了学生的动手机会，锻炼了学生的动手能力。学生自主开展实验研究，能够始终处于主动探索的状态，充分发挥了学生主观能动性，养成独立思考和积极进取的科学精神，培养了学生的创新意识、观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力。
结论
创新性实验项目有助于激发学生的创新意识，培养学生的独立实践能力，对于学生综合素质的提高、创新意识和实践能力的培养极其重要。因此，可以说创新性实验是对学生走出校门前的综合知识的梳理，是对学生毕业后从事生产和科研活动的前期培训。当今，世界各国综合国力的竞争越来越依赖于国民的创造性思维能力。社会对设计类人才的需求主要体现在创新、亲身实践和适应性三大方面，开展创新性实验项目可以使工业设计专业学生在这三个方面得到全面、充分的锻炼，能够激发学生的创新意识，强化工程意识、艺术修养，提高学生理论联系实际的能力，全面培养学生的创新设计能力。
篇5：NaOH与CO2的创新实验设计论文
NaOH与CO2的创新实验设计论文
摘要：为提高学生的探究能力，可设计NaOH与CO2反应的探究实验。该探究实验有助于学生树立实验设计理念，开阔思路，提高学生设计实验的能力。该探究实验设计遵循实验改进的科学性、实用性、简约性、安全性原则；有利于学生借助对比实验来增加实验设计的严谨性。
关键词：二氧化碳；氢氧化钠；现象；环保
人教版化学九年级下册（版）第十单元课题1（第56页）涉及有关碱的化学性质探究的内容。因为NaOH溶液与CO2反应无现象［1］，所以教师一般是引导学生设计实验装置，并从以下两个角度探究NaOH溶液与CO2确实发生了化学反应。其一，利用反应物CO2是气体，而生成物中没有气体的现实，让NaOH溶液与CO2在一密闭容器内（如软的纯净水塑料瓶）接触，即发生反应；又因其压强发生变化，从而使软的纯净水塑料瓶发生形变。教师应引导学生发现以下问题：既然CO2能溶解在NaOH溶液的溶剂—水中并与之反应，为了证明溶质NaOH与CO2反应，就要做一个CO2与水在密闭容器中接触的对比实验，以增强实验设计的严谨性。其二，利用化学反应的本质特征———有新物质生成的现实，教师应引导学生设计以下实验：利用稀盐酸和BaCl2溶液来验证NaOH溶液与CO2反应的生成物为碳酸钠。
1实验仪器及试剂
1.1实验仪器
两个软的纯净水塑料瓶（500mL、带盖）、两根输液管、注射器若干、小试管。
1.2实验试剂
浓氢氧化钠溶液、稀盐酸、石灰水、BaCl2溶液等。
2实验装置
其组成说明为：取两个500mL相同的软质纯净水塑料瓶，用热的铁钉在瓶盖上打孔（内连有输液管）且用AB胶密封。
3实验步骤
（1）用塑料瓶收集两瓶（500mL）CO2并验满。（2）分别盖好瓶盖，一瓶盖上的注射器里盛有20mL氢氧化钠饱和溶液，另一瓶盖上的注射器里盛有等量的水。（3）同时挤压两注射器后振荡两塑料瓶，观察两者变瘪的程度。学生通过观察和分析后得出：NaOH与CO2发生了化学反应。（4）用注射器抽取更瘪塑料瓶中的液体，将其注入盛有BaCl2溶液的试管中，立即有白色沉淀生成，从而证明NaOH与CO2发生了化学反应。（5）用注射器向更瘪的塑料瓶中加入适量的`浓盐酸，振荡；待塑料瓶恢复原状后用注射器抽取瓶内气体，并将气体注入盛有石灰水的小烧杯中，观察现象；石灰水变浑浊，说明NaOH溶液与CO2在一密闭容器内接触并有碳酸盐生成，则进一步证明了NaOH与CO2发生了化学反应。
4改进意义
（1）利用日常生活中的废旧用品设计实验，既达到实验目的，又遵循了实验改进的科学性、实用性、简约性、安全性原则。（2）可引导学生根据反应物、生成物的性质或状态的变化来设计实验方案。（3）利用对比实验增加了实验设计的严谨性。（4）从多个角度让学生认识到，尽管CO2通入NaOH溶液中无现象，但确实发生了反应。由此出发，引导学生进行实验设计，从而提高其实验设计能力。
参考文献
［1］张金华.验证NaOH与CO2的反应[J].农村青少年科学探究，(3):24.
篇6：振动测试的教学实验设计分析论文
振动测试的教学实验设计分析论文
摘要：本文设计了一种振动测试的教学实验，通过实验学生可以了解机械振动的机理，掌握振动测试的原理，掌握信号采集的方法，并了解数据处理的相关知识。
关键词：机械振动；信号采集；测试系统；数据处理
0引言
振动，是机械设备所具有的基本特性，也是评判机械设备运行状况的综合性指标。设备的磨损量随着运行时间的增长而不断增加，不断增加的运行间隙使得设备的振动烈度持续增大，根据振动测试便可得知设备运行的状态。而在高校机械类专业的教学过程中，教学实验是学生最直观地了解知识的过程，也是学生最直接地运用所学知识去解决问题的过程，对于提升教学效果有着十分重要的作用。
1实验目的及实验内容
1.1实验目的
（1）观察机械设备的振动现象，掌握机械设备发生振动的机理，了解振动测试对于诊断机械设备故障的意义。（2）学习机械设备振动测试的方法，掌握振动测试系统的组成，了解振动信号测量的基本原理。（3）了解信号采集的基本知识，掌握一种信号采集的技能，学习振动测试数据的处理方法。（4）学习压电式传感器、电荷放大器、数据采集卡、数据采集软件、激光振动测量仪的使用方法，了解压电式传感器、激光振动测量仪的基本原理。
1.2实验内容
（1）根据实验目的，教师进行相关知识的拓展讲解，使学生掌握本实验应具备的相关知识，讲解内容如下：a机械振动的相关知识：通过讲解，学生可以了解机械设备发生振动的机理，了解振动对于判断机械设备运行状态的意义。b振动测试的相关知识：通过讲解，学生可以了解振动测试的方法，掌握测试指标的选择原则，了解振动信号测量的基本原理。c信号采集的相关知识：通过讲解，学生可以了解信号采集的基本原理，学习信号采集的相关理论，掌握信号采集系统的基本构成和采集方法。d数据处理的相关知识：通过讲解，学生可以了解振动信号数据处理的相关方法，掌握数据处理的基本流程。e电动机使用注意事项：通过讲解，学生可以了解基本的安全用电常识，掌握电动机使用的相关注意事项，在自我保护的同时保护教学设备的安全。f压电式传感器的知识：通过讲解，学生可以了解压电式传感器的组成、工作原理，掌握传感器的使用方法，了解其应用领域。g电荷放大器相关知识：通过讲解，学生可以了解电荷放大器的作用，掌握其使用方法。h数据采集卡相关知识：通过讲解，学生可以了解数据采集卡的工作原理，掌握其使用方法。（2）为了提高学生的动手实践能力，培养其工程素养，将学生分为几个小组，给出小组讨论时间，让其自主的讨论、学习实验仪器的使用。具体包括。a压电式传感器的接线与布置，电荷放大器的具体操作，数据采集卡的接线操作，数据采集软件以及激光振动测量仪的具体使用。b练习振动测试系统的搭建。（3）在实验教师的指导下，学生搭建正式的实验系统，并启动电动机，完成振动信号的采集工作。（4）振动测试工作完毕后，在实验教师的指导下，学生完成振动测试系统的拆除工作，将相应仪器设备做好保养后放置于指定位置。
2实验原理及实验系统
2.1实验原理
机械设备所包含的一切活动，包括冲击运动、往复运动、回转运动，均可作为激励源。设备在激励源的作用下产生振动现象，振动沿着设备从内部向外部传播。待到达设备表面时，机械振动扰动空气产生声波。采集并分析这些声音信号及振动信号，就能对机械设备及其运行状况作出相应的评判。激励源是机械设备产生振动的根本。在主动式测量中应采用激振器对被测试设备进行施振，由于施振特性是已知的，便可据此分析被测试设备的振动状态。而对于大型设备（例如大型柴油机），不便于对被测设备施加主动式测量，则可以针对设备自身工作时所产生的振动进行测试，从而分析被测试设备的振动特性、判断其运行状态。相关研究表明，机械设备的振动频率范围一般为10Hz~10000Hz，因此可将振动速度作为被测指标。但是，以现阶段的技术水平难以进行速度量的'直接测量，通常以振动加速度作为被测指标，通过对测量数据进行积分从而得到速度、位移量。
2.2实验系统实验系统
由电动机、压电式加速度传感器、电荷放大器、NI数据采集卡、笔记本电脑等组成。
2.2.1压电式加速度传感器压电式加速度传感器由压电材料以及敏感元件构成，其特性为遭受外力后会在表面产生电荷。
2.2.2电荷放大器本实验系统采用KD5018型双积分电荷放大器，可以将输入的电荷量转换为相应的电压量进行输出。该型电荷放大器与压电式加速度传感器配合时，可以对机械振动中的加速度量进行测量，在机械、化工、航天等领域有着十分广泛的应用。
2.2.3数据采集卡本实验系统采用NI公司生产的9205采集卡。
2.2.4激光振动测量仪本实验系统采用的激光振动测量仪，可以直接测量并输出振动速度量。
3测试方法及数据处理
3.1测试方法
3.1.1振动速度的间接测量方法本实验中，振动速度的间接测量方法为加速度一次积分测量法。加速度一次积分测量法，是当前振动测试领域较为成熟的一种方法。其测试系统的性价比较高，对测试环境的要求较低，系统的搭建、使用十分简便，测试数据后期的处理方法也十分成熟。
3.1.2振动速度的直接测量方法本实验中，振动速度可以由激光振动测量仪直接测出。
3.2数据处理
3.2.1振动加速度信号的处理实验过程中所测得的振动加速度信号，应先对其进行A/D转换并消除直流分量。消除直流分量之后的信号还应进行滤波处理，滤波的方法有两种：数字频域滤波、时域滤波。本实验中采用数字频域滤波。a消除直流分量滤波之前，首先要消除加速度信号中所包含的直流分量，消除直流分量的方法：先求出N个采样数据的平均值，然后将各采样值进行减去平均值的处理，所得数据即为消除直流分量之后的值。b数字频域滤波在积分之前，还要对消除直流分量之后的振动信号进行滤波处理，本实验中采用基于FFT变换的频域滤波。c进行数字积分对加速度信号进行直接数字积分，得到初步的振动速度信号。数字积分的方法有很多，常用的有梯形法和辛普森法。d需消除趋势项振动测试过程中，受到外界环境温度变化以及其他干扰的影响，传感器会产生零漂、低频性能不稳定等现象。振动测试数据因而往往发生偏离基线的现象，并且偏离基线的程度还会随时间发生变化，这种现象就是趋势项。趋势项是干扰量，需要消除，常用的方法为最小二乘法。对所得到的初步振动速度信号，进行消除趋势项处理，即可得到可用的速度信号。
3.2.2振动速度信号的处理由于激光振动测量仪所输出的信号即为速度信号，无需再进行其他处理，可直接应用。
3.2.3振动烈度计算振动烈度是反应机械设备工作状态的简明特征量，在以上数据处理的基础上，指导学生进行振动烈度的时域和频域计算。
4结论
本文设计了一种振动测试的教学实验，对实验目的、实验内容、实验原理、实验设备、测试方法及数据处理方法进行了介绍。通过本实验，学生可以综合性的掌握机械振动的机理、振动测试的原理、信号采集的方法以及数据处理的相关知识。
参考文献
[1]卢建霞，屠大维，赵其杰，许烁.机械工程测试技术实验教学创新平台设计[J].实验室研究与探索.（04）：183
[2]彭军强，于鸿彬，靳晓曙.机床振动的计算机测量综合性实验设计[J].黑龙江科技信息.2015（35）：158
[3]贺妍，马维金，刘迎各，张纪平.基于时频特征提取与神经网络的齿轮箱故障诊断[J].机电信息.（12）：68
篇7：企业管理创新分析论文
有关企业管理创新分析论文
新经济环境下中小企业的机遇与风险
（一）经济全球化带给中小企业巨大的压力和引力
经济全球化拓展中小企业成长空间。经济全球化是一个客观的不可逆转的历史进程。经济全球化拓宽了中小企业国际化成长路径。一是生产要素市场和产品市场开放范围和深度在扩大，世界统一的大市场和区域市场正在形成，为中小企业国际化发展带来机遇。二是WTO规则和协议以及国际惯例，改善了中小企业发展的国际制度环境，贸易壁垒和跨国投资障碍逐步拆除，关税逐步降低、国际贸易发展迅速，自由化程度提高，有利于中小企业在全球市场上组合资源和开展营销。三是跨国公司的全球战略又为中小企业提供发展机遇。随着经济全球化的日益加深，国际分工进一步深化，跨国公司自身将产业链的不同环节分别布局在不同的国家，把越来越多国家的某些生产经济环节纳入该跨国公司的全球生产与服务网络之中。美国波音公司生产的波音客机，所需零件来自国外1500家大公司和1.5万家中小企业。
经济全球化增大中小企业的威胁和风险。由于进口商品和跨国公司的竞争，中小企业生存和发展空间被压缩了，给国内中小企业带来很大的竞争压力和风险。发达国家企业凭借其技术、品牌、管理和资本等优势大举进军我国市场，这意味着企业赢利和成长空间压缩。国际贸易保护主义抬头、发达国家利用技术优势逐步加高市场进入的技术门槛，如绿色壁垒、繁琐的不透明的合格检验程序、苛刻的技术标准、知识产权保护、反倾销、反补贴和保障措施条款削弱我国价格优势，阻止我国企业出口。我国企业面临“入世”带来的人力资本国际流动的挑战，特别是跨国公司的人才争夺战和国外优质人力资本大量进入对国内企业的劣质低质人力资本的巨大压力。
（二）知识经济带给中小企业的压力和推力
当前技术环境对管理创新的影响可以用高新技术、知识经济、信息经济和网络经济等概念来描述。知识经济、高新技术、以微电子技术、信息技术和现代通讯技术相接合为特征的信息技术革命，加上经济全球化使企业的社会环境变得空前复杂多变。
以高新技术为特点的技术环境给中小企业带来的机遇和风险。一方面，高新技术为决策、新产品开发、市场开拓、组织设计、流程再造、战略管理、制度创新和企业文化等提供了技术支持，使得组织内部的操作与整个组织的运行机制发生急剧的改变；面对信息化、网络化把管理创新推向软件化管理决策、虚拟化经营策略和扁平化组织结构；技术创新与管理创新有机结合，实现了信息流、商务流、物流、资金流、价值流之间的高速协调，使物流、信息流的成本迅速降低，给中小企业带来前所未有的成长机遇。另一方面，新技术不断出现；产品生命周期和技术周期缩短、新技术增加了替代品威胁，日新月异的新技术应用增加中小企业技术研究的风险，加速中小企业技术老化和老产品死亡。
知识经济给中小企业管理巨大挑战。知识经济时代，管理创新是密集型知识的共享、更新和应用。知识经济社会里，知识和人力资本在经济增长和企业发展中的作用已经超过了资本和土地，使得生产函数及其报酬递减规律改写——知识成为生产函数的独立要素，于知识和信息变动成本几乎为零出现报酬递增。知识流和信息流和无形资产使企业边界虚化，与传统的物流和劳动流等有形要素决定企业边界清晰形成鲜明对照。使得管理对象的重心发生重大转移。由于人力资本在企业中的作用超过资本，加之专用人力资本的稀缺性，员工除了获得薪金以外，还有人力资本产权要求。
（三）网络经济给中小企业发展带来更多机遇
网络经济和电子商务为中小企业创造了良好的发展空间。随着国内网络技术的日趋成熟和应用，以及网络软件和产品服务推广，中小企业市场空间拓展了，市场信息收集、处理和发布变得简便、快捷、准确，大大缩小了与大企业竞争的劣势地位。因特网改善了企业和客户的关系，使企业和客户直接交流、相互了解，销售信息更加准确，生产定制。管理决策的数字化和编程化使常规决策更加快捷科学。电子商务与网络化制造结合，供应链管理、客户关系管理、产品生命周期管理共同构成了制造的增值链。海尔、奥柯玛等5家大型企业集团组成的366个成员单位中，80%是中小企业。
中小企业管理创新的路径
创新是“企业家对生产要素的重新组合”（约瑟夫.熊彼特，1932）。“管理创新是指创造一种新的更有效的资源优化整合范式”（芮明杰，）。
（一）管理理念创新：树立科学发展观
树立竞合观。市场经济本质是一种竞争经济，竞争则是在市场规则下对资源和市场的.相互争夺，是能力的较量。但把市场竞争夸大为你死我活的竞争是错误的。合作作为竞争的手段，成为合作竞争。竞争与合作的统一在于合作是为了培育竞争优势、提高竞争实力，从合作中获得更多的利益。按竞争对手与合作伙伴统一体的新观念来调整竞争企业之间的关系，在宏观上还有助于减少重复建设，优化资源配置，调动各个方面的积极性。中小企业主动纳入竞争与合作的企业网络之中是中小企业发展新模式。
确立学习观。组织学习能力和员工的学习能力是决定中小企业竞争力和环境适应能力的决定因素。企业学习，不仅是知识学习，从自身管理中学，更要从环境中学习、总结、还要从其它企业的成败中学习，从竞争对手那里学。组建学习型组织、营造学习氛围、学习型文化、创新文化，是管理创新的基本路径。
（二）管理内容创新：核心能力管理
核心能力管理。企业核心竞争力是企业在市场竞争中显示出来的竞争优势，擅长发明独特技术、开发独特产品、使用独特营销手段和拓展新市场需求。面对全球竞争，绝大多数中小企业发展的致命弱点是缺乏核心竞争力。核心能力管理包括核心竞争力的识别、规划、培育、应用和维护等五个环节。识别就是判断企业自身的优势、劣势、能力和资源，确定企业要培育的核心竞争力及其支持要素。规划是在识别的基础上，企业必须要有个富有前瞻性的核心竞争力发展计划，保证企业在激烈的竞争中常盛不衰。培育新的核心竞争力需要长期艰苦细致持之以恒的工作。应用就是要使核心竞争力能在企业的多个领域中发挥作用。为保护和维系企业核心竞争力的领先地位，企业要定期和不定期对核心
竞争力评估，确定其发展方向。知识管理。在知识经济社会，中小企业核心竞争力首先是知识创新能力。普拉哈拉德和哈默提出企业核心竞争力是组织中的积累性学识，特别是如何协调不同的生产技能和有机结合多种技术流派的学识或知识。中小企业只有在已有知识的基础上，不断增加知识总量，实现企业持续快速成长目标。知识管理就是通过对知识的“获取——处理——传递——应用”这一完整过程进行引导和约束，促进知识的生产和流动，使知识在企业中实现增值，从而达到提高企业核心竞争力的直接目标，并最终造就企业市场竞争的持续优势。
危机管理。首先要有一个积极的危机和风险防范态度，要变被动管理为主动管理。其次，在不影响企业赢利能力的前提下，力争减少避险费用，从单纯风险投保转化为有选择性的投保；要从单纯的承担风险转变为有计划有组织地分类控制风险。再次，建立健全高效灵敏的信息系统和危机风险监控系统，健全预警机制。最后要采取以全程风险管理为中心的综合防范方法，努力化解风险。
（三）组织创新：提高组织适应力
建立学习型组织。企业唯一持久的竞争优势是具备比竞争对手更快学习的能力。知识经济要求中小企业更加重视知识的积累和更新。知识管理要与“学习组织”结合，营造一个不断学习的氛围，将员工学习的行为制度化，通过经验规范和价值观的传递，通过知识交流、共享和集体参与，以在职学习、联机培训、远程教育和企业知识网络等方式，提高员工的技能素质。还向个人提供借以发现、挖掘和优化已创造的共同知识的工具，在“干中学”的模式中提高员工的技能。
健全网络组织。很多著名企业通过网络组织获得持续快速成长。国际商业巨头采购和制造商定制，企业的联合和合作、许多的联合在网上完成。中小企业还可以通过战略联盟、网络战略、大企业业务外包。面对互联网带来发展的机遇与挑战，成长型中小企业开展一系列管理创新，如电子商务、网络定制，使企业快速融入全球网络之中。
虚拟组织。网络经济给众多中小企业提供了发展机遇。很多具有核心能力的中小企业通过网络招标、谈判，把自己没有优势和低价值的业务外包给其他在这个业务有具有竞争优势的小专精专业化中小企业，实现优势互补，提高自己的竞争力和赢利能力。将这部分业务外包，实际上就是将这个业务单位或组织虚拟化。不仅如此，很多中小企业建立网上商店、网上订货等自己电子商务网站或委托专业电子商务网站从事网上营销订货活动，实际上将购销组织虚拟化。此外，网上招聘也是人力资源部门的虚拟化。很多中小企业通过虚拟组织成功应对网络经济和信息经济的挑战，使自己专心于自己核心能力，形成了独特的竞争优势。
（四）管理方式创新：以电子商务和物流为中心
沿着全球价值链，通过敏捷制造(AM)、精益生产(LM)、制造资源规划(MRP-)、企业资源规划(ERP)、计算机集成制造系统(CIMS)、计算机辅助技术CAD、CAM等现代管理技术，使物流供应链与电子商务有机融合，使中小企业能够充分利用全球化所给的开拓市场机遇，在全球范围内组织资源，实现专业分工，发挥特定价值环节上的价值创造能力。
篇8：工业设计创新分析论文
摘要：企业的工业设计要立足于市场、立足于需求、立足于消费者的审美习惯和消费习惯。随着社会的发展，优秀的工业设计成就了无数企业的品牌价值，给企业带来了巨大的经济效益和良好的口碑。可以说，工业设计创新的好坏直接关系到了企业能否取得成功。现阶段，市场竞争不断的加剧，为了提高企业的竞争力，这就要求企业要不断重视工业设计的创新。本文对工业设计进行了简要的分析并提出了如何进行工业设计创新的策略。
关键词：工业设计;现状;创新
设计的内涵是创造力，可以说，一件新颖且独一无二的的产品是设计者创造力的完美体现。其中蕴含着艺术、人文以及技术等多种因素，不但可以为企业带来巨大的经济效益，还可以给消费者一种美的享受，满足消费者的精神需求。
1工业设计的作用
1.1可以促进企业健康发展。合理的工业设计能使企业立足于长远的目光，作出长期的发展规划，促进企业持续稳健的发展。市场是多元化的，而这种多元化也只有不断创新的工业设计能够满足。由工业设计创新制造出来的商品与其它商品相比，具有差异性和独创性，而这种特性正是消费者需要的，是企业成功的最大利器。
1.2可以增强产品竞争力。通过工业设计，可以使产品具有鲜明的特性，无形中便提高了产品的核心竞争力。现代社会，提倡个性化的发展，人们的思想具有很大的差异性。通过独创且新颖的产品，从而满足了市场上不同消费群体的个性化需求，给企业带来了效益，促进了市场的发展。例如，在夏季洗衣服的时候，普通的洗衣机比较费时费水。海尔集团通过对市场的考察总结，针对消费者的隐形需求，设计出了小小神童洗衣机，解决满足了消费者的苦恼的问题，还为企业带来了客观的经济效益。
2工业设计的现状
2.1不足之处。对于电子，材料，工艺，市场的分析等力量显的薄弱，约束了创新思维的嗅觉。团队的整合优势因为没有完善的资源流程而发挥不出最强的力量；中国更多的企业划好了一条道路让设计师沿着已经有的路子进行产品设计，约束了设计师的主动性，而国际性的大公司在中国相对数量不多，对产品设计提出更高要求的公司也不多见。面对设计公司的实际情况，大家往往心有余而力不足，这一点制约着设计师的创新能力；设计理论和设计的现实环境脱节，工业设计教育不能与现实环境紧密联系，往往制约了设计师能力的提高，阻碍了设计的发展。
2.2优势之处。科技水平也是不断的发展，改革开放三十年中国从一个大屯子发展成一个拥有自己资本和拥有自尊的和经济不断提升的国家，而且在工业设计里面可以运用中国的古典哲学与原理来给我们工业设计师一个设计思路的结合点，在这种前景看来，我觉得中国的工业设计很快就要来临；科技与设计结合到一起还是问题，我们设计的航天器，汽车，飞机，船都是需要美观和技术的结合的，而且另一方面也体现人类的智慧在里面，重要的用途我们也可以通过设计和科技的联合来实现的，所以在科学技术上我们也可以进一步结合工业设计共同发展。
2.3后发优势。由于起步较晚，中国制造企业现在在核心技术和专利方面始终落后与国外竞争对手，甚至被迫要交纳高昂的专利费用，这使中国企业面临愈来愈大的竞争压力。但有关人士指出，工业设计有可能提升企业竞争力，成为中国企业技术创新的着陆点。
篇9：工业设计创新分析论文
3.1设计思维创新。每一位设计师都希望自己有着无穷的创意，能够设计出各种与众不同的产品，创造更多的价值。但是，随着市场商业化的不断加深，设计师的思维无形中也有了一道枷锁，产生了固化。表现为在接到新的设计项目时，难以打开思路，创新跟不上，设计出的产品也是千篇 一律，难以满足消费者的`需求。所以，进行设计的创新就一定要激发设计师的创新思维。在进行实际工作时，要明白创新的设计最终都是要为消费者服务的，而消费者有着社会性与主观性，因此在设计产品时要牢牢把握消费者的实际需求，这样才能让消费者产生兴趣，也更容易被消费者所接受。
3.2基于文化实施创新设计。文化在设计中拥有很重要的地位，可以说，工业设计就是文化的具象化。过去百年来，西方科技发达哦，掌握着话语权，西方文化也是世界的主流文化。近些年来，随着中国的和平崛起，东方文化也渐渐的被世界所认知，并开始影响着产品设计领域的发展，由此生产出了很多具有东方文化内涵的创新设计。
3.3协作设计创新。产品的创新设计离不开团队人员思维的碰撞，因此，在进行产品设计时，要基于团队，共同研发努力。正常来说，产品的研发过程包含规划立项一概念构思一系统设计一详细设计一测试修缮一生产销售，在每个环节中均需要专门人员协同配合来进行产品的设计。产品的设计需要沿着正确的道路进行研发，并取得最终的预期效果，这就需要团队成员间的相互配合、相互沟通，同时具有强大的执行力，只有强大的执行力，才能提高团度的合作效率和质量。如果团队之间缺少沟通和交流，那产品的效率和质量肯定会受到影响，创意也就沦为空谈，理想也就无法变成现实。
3.4使时代主题与特色设计化。产品的设计，要紧扣时代的脉络，紧跟时代的需求，把握社会的发展趋势。因此，在进行创意设计时，就要求设计师充分考虑时代因素，牢牢把握时代的主题，设计出含有鲜明时代特色的产品。如果设计师对市场没有研究，不了解社会的需求，把握不住当下主流的特点，那设计出的产品自然也是空中楼阁，没有丝毫的基础。自然得不到社会的认可，得不到消费者的认可。
4结束语
总之，工业设计和工业创新在制造业中具有举足轻重的地步。做到产品的设计创新，我国才能从“中国制造”变成“中国创造”，从制造业大国变成制造业强国，从而推动制造业的可持续发展。
参考文献：
[1]柳冠中，设计方法论.北京：高等教育出版社，.
[2]陈光，创新思维与方法：TRIZ的理论与应用.北京：科学出版社，.
篇10：物理实验设计大赛如何培养学生科技创新论文
物理实验设计大赛如何培养学生科技创新论文
［摘要］以物理实验设计大赛为抓手，通过不断指导学生参加竞赛，组建学生科技创新团队，将大学物理及物理实验的教学从课堂延伸到课外，培养学生的科技创新能力，取得了较好的效果．
［关键词］物理实验设计大赛；科技创新能力；大学物理
教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》（教高［2005］1号文件）明确指出，贯彻落实高等学校本科教学工作的主要任务和要求是深化教学改革，着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力，全面推进素质教育．近年来，随着国家新工科建设的加速推进，新工科建设明确提出注重创新人才培养以适应新技术、新产业［1－2］．大学物理及大学物理实验作为理工科院校的两门重要的公共基础课，在教学实践中起到了承上启下的作用，它对相关理论学科的学习有促进作用，对后续专业课程的学习以及对近代科学技术的了解与掌握具有深远而持久的意义．大学物理及物理实验的教学改革必定要适应新工科建设的要求．北京理工大学珠海学院大部分理工科专业都开设了大学物理及实验课程，2017级约有3000人修读这两门课程，因此，提高大学物理课程的建设质量将有利于整个学校教学质量的提升．物理教师应该主动适应新的形势，在继承前期课程改革成果的基础上，进一步提出新的改革思路，想尽一切办法，把学生的积极性调动起来，使学生能够课内课外同时用功，变被动学习为主动探索，将课堂和课外有效地联动起来，要做到这一点，学科竞赛和科技创新训练是非常好的载体．因此，我们提出以学科竞赛促创新能力培养的大学物理的改革，这种改革是各工科专业对大学物理及实验教学改革的现实需要，反过来对新时代工科院校的人才培养也具有非常重要的意义．
1课程改革措施
1．1搭建竞赛和科技创新平台
近年来，我们购置仪器设备搭建物理科技创新实验室，将其打造成为我校物理学科竞赛核心平台．以物理创新实验室为依托，主要面向大一、大二学生，发动学生参加广东省物理实验设计大赛，教师指导学生完成大学生创新训练项目，指导学生参加数学建模竞赛等其他科技创新活动．本实验室计划发展2至3个学生科技创新团队（现已成立了OP团队）常驻，由相关教师提供技术支持，整理竞赛过程中的相关研究成果，提升学生的`科研能力．同时通过实验室新生纳新工作，吸收新的血液加入到学生科技创新团队中来，形成良性的科技创新文化氛围．
1．2实现大学物理课堂教学和学生竞赛良性互动
积极开展对教学内容和教学方法的研究：一方面，改革大学物理及大学物理实验的教学内容，在打好基础的同时，在课堂上以内容渗透或专题讲座的形式向学生讲授学术竞赛前沿课题．比如讲阻尼受迫振动时介绍混沌摆，引出对非线性动力学系统的研究；讲电磁学的时候引入磁悬浮，引导学生开展磁悬浮小车的设计．讲授波动的时候提出可否实现海浪发电以及如何提高其效率等等．另一方面，改革大学物理平时成绩的考核方式，使积极参加竞赛的同学能够拿到更高的平时成绩，如果是学术竞赛获得大奖的，平时成绩可以得满分．教师在课堂上加强对学生除了要讲清楚大纲规定的概念、原理和公式之外，还要把物理规律及其发现过程中所展现出的科学的世界观和方法论提炼出来，点拨给学生，引导学生提升思维层次，掌握科学方法．
1．3加强物理实验，为学生创新能力培养打好基础
物理学是一门实验的科学．杨振宁曾说过：“物理学最重要的部分是和现象有关的，绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源”［3］．物理实验尤其是自主探究性、设计型实验，能够很好地调动起学生的学习积极性，也能够很好的促进学生对理论知识的运用．因此，我们在大学一年级的物理实验中，除了基础性综合性实验之外，还加强了设计型探究型实验项目，使学生能够提前接受设计性实验的初步训练，老师们积极甄选实验课题，指导每一个学生在大学一年级至少完成一个大学物理设计性实验，撰写设计性实验的课题报告或论文，为学生参加后续的学科竞赛做准备．
2改革初步效果
通过近年来不断的努力探索，我们所确立的以竞赛来促进学生创新能力培养，提升物理及实验课程建设水平稳步提升，取得了较为明显的效果．
2．1通过带领学生参加广东省物理实验设计大赛，使教师的教学水平和实验能力得到了很大的提升
教师要当好学生竞赛的指导老师，必须要去钻研竞赛题目，而竞赛题目不是一般大学物理教材里面的内容，这就要求教师必须广泛查阅文献，深入研究题目，然后才能去指导学生．而这种研究也能够反馈回课堂，使得教师的课堂教学能够旁征博引，深入浅出．从学生的选课情况来看，最受欢迎的物理老师就是那些带领学生竞赛指导最多的老师，另外我们的一位青年老师获得了广东省基础物理青年教师讲课比赛一等奖及中南赛区二等奖．
2．2学生的参赛积极性逐年提高，比赛在学校的影响力越来越大
我们连续几年组织全校学生参加广东省物理实验设计大赛，规模逐步加大，2018年校内初赛达约到150人，在学校里面的科技竞赛类项目人数规模仅次于数学建模竞赛，每年都有参赛队伍进入省决赛并最终获奖，截止到2017年共获得广东省大学生物理实验设计大赛二等奖4项，三等奖3项，这在广东省的独立学院中是非常罕见的．以下为学生参加广东省物理实验设计大赛的部分竞赛证书同时我们还编写了适合我校学生层次的大学物理和大学物理实验教材，内容体系上在保证工科自然科学基础的前提下，更加适合我校学生的实际情况．
3总结与展望
以竞赛为抓手促进理工科院校大学物理及实验的课程教学建设，能够调动一大批学生对于大学物理及实验的学习积极性．我们计划在今后的大学物理教学中：每个班至少举办两次有关学科竞赛的讲座；在大学物理实验教学中加强设计型实验的指导力度；广泛宣传，大力组织学生参加第三届北理珠物理实验设计大赛，争取参赛规模能够突破300人，惠及全校所有的理工科专业．通过竞赛使大学物理及实验课堂教学与课外学习相互联动，全方位激发低年级学生参加以物理学科竞赛为主的一系列科技创新活动，提升我校各个理工科专业学生的科技创新能力．
篇11：氮气泡沫调剖优化实验设计分析论文
氮气泡沫调剖优化实验设计分析论文
1利用实验设计方法优化影响氮气泡沫调剖的参数
涉及到多因素时，各因素不仅各自独立起作用，而且还彼此影响，相互结合起来对目标变量起作用，即不仅各因素水平改变时对试验指标有影响，而且各因素的联合搭配对试验指标也有影响。因此必须在单因素分析的基础上，利用实验设计方法进行多因素分析。本文以西达里亚油田为例，在单因素分析的基础上，选定注入时机为77%，将主段塞分为三小段塞间隔30d注入。根据油田实际情况利用实验设计方法（DOE）选取表面活性剂质量和浓度、气液比、段塞PV数作为优化参数，选择增油量作为目标函数，段塞组合的基本注入参数，基于单因素分析法得到的的各变量范围确定了优化设计时各参数的取值范围。三变量三水平共27种组合，在DOE软件中通过选用高斯方法可以获取13种典型的方案组合，不同组合方案，模拟累计增油量和模拟截至时含水率下降值。由表3可以看出方案6的增油量最高，即为方案6的调剖效果最好，此时主段塞表面活性剂质量浓度为0.75%，气液比为1.5：1，注入PV数为0.15PV。因此在考虑多因素交互作用时，并不是某个变量值越高越好，必须利用试验设计方法得到多个组合方案后再从中进行优选。刚开始注气时进入地层的氮气对地层平衡产生了影响使得含水率出现波动，此时生成的泡沫质量一般，气体上覆至高构造部位后增加了油藏内部的弹性能，使得产水量增加，含水率上升。随着注气的继续，一部分气体随液产出，地层条件逐步趋于稳定，氮气与表面活性剂溶液混合形成的高质量氮气泡沫开始发挥主导作用，调剖封堵高渗透层使井组含水率下降，在停止注剂一段时间后，泡沫逐渐破灭，泡沫质量降低，调剖效果开始减弱，使得井组含水率开始缓慢上升，这些因素使得含水率曲线呈一“V”字形。
2增油量公式回归
利用DOE正交试验设计软件对不同参数组合得到的.增油量计算结果进行回归分析，得到增油量计算公式为：Q=-692.4315+1425.7105×X（1）+8849.346×X（2）-5132.9525×X（3）-249.292×X（1）×X（2）-1915.98×X（1）×X（3）-4502.28×X（2）×X（3）-747.078×X（1）2-2742.1405×X（2）2+21174.05×X（3）2（1）数值模拟结果和公式回归公式计算结果关系曲线，数模结果和公式计算结果对比表，二者很接近。计算结果最大相对误差2.387%，13个方案平均相对误差1.154%，表明回归得到的增油量计算公式精确度较高，实用性较强。再次改变注入参数时不必利用CMG软件进行模拟
3参数显著性分析
方差分析法是利用数理统计中F检验法判断各因素对试验指标影响的显著程度和可信程度。利用F分布表确定的临界值，通过比较计算出各因素F值与临界F值，判定各因素对评价指标的影响是否显著：大于临界值时影响显著，小于临界值时影响不显著。进而确定影响评价指标参数的主次顺序。利用DOE试验设计软件对注入参数进行多因素方差分析，可以快速的得到各因素的F值。检验水平α取为0.05时，临界值F为10.13。因此可以看出表面活性剂质量浓度对累增油量有影响但不显著，气液比对累增油量影响高度显著，注入段塞尺寸对累增油量影响但显著性不大。根据F值的大小，判断出各注入参数对累增油影响的程度大小依次为气液比，注入段塞尺寸和表面活性剂质量浓度。
4结论及建议
（1）运用实验设计对影响氮气泡沫调剖的多参数进行优化设计，在考虑多因素交互作用时，并不是某个变量值越高越好，必须利用实验设计方法得到多个组合方案后再从中进行优选。
（2）优化设计回归的增油量方程有很高的精度，通过数值模拟结果和回归公式计算结果对比，优化设计所得到的方程平均相对误差为1.15%。再次改变注入参数时不必利用CMG软件进行模拟计算，可直接通过公式计算，这将节省大量工作时间提高工作效率。
（3）实验设计和响应面方法可以克服传统方法无法确定因素间交互作用的局限性，优化油田开发方案。
★ 大气压强教学反思
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