实验数据分析

实验数据分析（精选十篇）

实验数据分析 篇1

关键词：天然药物化学,自主实验,传统实验,比较分析

在高职高专素质教育深入实施的今天, 要求我们教育工作者, 要不断更新观念, 打破传统教学方式, 构筑新的教学模式, 即我们在教学中不仅要教会学生知识, 更重要的是教会学生学习方法, 培养学生终身学习的能力。因此, 在高职高专《天然药物化学》教学实践中, 我们遵循“教为主导, 学为主体”的教育原则, 积极开展探究性学习, 开设了自主实验项目, 目的是从学生的实际出发, 从宽渠道、多方面来提高学生自主性学习和培养学生的综合能力。本文仅对《天然药物化学》开展的自主实验与传统实验进行比较分析, 找出自主实验的优势所在。

1 实验目的不同

传统的实验目的是掌握碱-酸法提取黄酮类化合物的原理和操作;掌握双相酸水解-有机溶剂提取法的原理和操作;学习掌握多层缓冲纸层析的基本操作技术;掌握p H梯度萃取法的原理及操作技术;掌握用渗漉法和离子交换树脂法提取纯化生物碱的原理和操作。

自主实验的目的是开阔视野, 使学生了解更多的实验项目及中药研究进展;掌握有关中药方面的工具书、期刊杂志的查阅及使用方法;培养学生自主学习、独立思考和自主创新的能力;培养学生利用理论课所学知识解决实际问题的能力;培养学生灵活运用基本技能和技术, 提高学生实际动手和操作的能力;培养学生书写科研论文和综述论文的能力;了解中药化学成分研究的基本方法和思路。

从以上实验目的比较可以看出:传统实验重在对某项技能和方法的训练和培养, 而自主实验重在学生自主学习方法和综合应用能力的训练和培养。这正是过去高职高专教育的薄弱环节, 也是高职高专教育需要解决的问题。

2 学生实验前的准备不同

传统实验:学习比较主动的学生按照现成的实验讲义进行预习, 了解将进行实验的目的、原理、方法及预计实验结果, 学习不主动的学生不进行预习也可以“照方抓药”, 成功地完成实验操作, 这种实验带有明显的被动性, 很难激发学生的学习兴趣, 也不可能扩展学生的思维能力, 从很大程度上阻碍了学生的动手能力和创新能力的培养。

自主实验:学生要在老师的指导下, 以实验小组为单位, 对实验药材进行查新, 针对某种成分选择设计提取分离和鉴定工艺, 提出实验用品, 配置实验药品。

传统实验学生只是对老师安排好的实验内容, 按照实验讲义, 进行充分的预习, 以保证某个单项实验完成的质量。而自主实验老师没有给学生准备实验讲义和实验内容, 只给每个小组三味中药, 在学生查新的基础上, 老师确定实验药材和提取成分。其余的准备工作, 靠实验小组的同学共同研究完成。在自主实验的准备过程中, 充分体现了学生主体地位, 调动了学生的学习积极性和主动性, 培养了学生团队精神, 科学态度和自主创新能力, 以及运用现有的理论知识解决实际问题的能力, 开阔了学生的视野, 使学生学会利用天然药物化学成分研究的工具书和杂志期刊辅助分析, 了解了天然药物化学成分研究的基本思路、过程和方法。

3 老师讲授的重点不同

传统实验:老师要详细讲授该实验的实验步骤、实验中涉及的基本操作和技能以及实验中的注意事项。

自主实验:老师实验前只是宏观地将实验中的一些原则问题介绍给学生。如:实验药品的用量问题、实验仪器的选择使用原则等。

自主实验既涵盖了传统实验基本技能技术的训练, 又促使学生对基本技能技术的灵活运用, 是传统实验无法比拟的。

4 实验过程不同

传统实验过程:学生按照实验讲义在经过预习或不预习的情况下, 经过课前老师的详细讲解, 学生“照方抓药”进行实验操作, 因此在实验过程中, 由于所有学生同时进行同一项实验内容, 使组与组之间可以互相“抄袭”, 最后一般都能得到比较圆满的结果。

自主实验过程:学生按照自己设计选择的实验工艺, 用自己选择的仪器、配置的药品进行实验, 而且, 全班每个实验小组做的实验项目都不同, 组与组之间无法“抄袭”, 只能组内同学互相研究完成。实验药品的用量和实验方法需要在实验中进行摸索, 不断总结经验, 所以, 实验结果在一定程度上具有不可知性。在这一环节中, 传统实验只是通过实验, 达到训练一些基本技能和技术的目的。而自主实验一方面学生用自己设计选择的工艺进行实验, 会大大激发学生进行实验的兴趣;另一方面, 培养了学生灵活运用基本技能和基本技术的能力;同时, 由于每个实验小组的实验内容不同, 培养了学生独立思考、独立完成实验的能力。当然, 自主实验往往不如传统实验那么经典, 实验结果可能不够理想, 这恰恰留给学生一个很大的思考空间, 达到了做实验不仅要动手, 还要动脑的目的。

5 实验报告的书写形式不同

传统实验报告我们要求学生按照“温哥华格式”书写, 内容包括:题目、作者、摘要、关键词、正文、讨论。

自主实验报告要求包括以下几项内容:实验目的;查新部分 (药材的基原、所含化学成分、药理临床应用情况) ;学生自己设计选择的提取分离鉴定工艺;经老师指导后的提取分离鉴定工艺;实验用品和实验药品的配置;实际进行实验的提取分离鉴定工艺;小结与讨论。

实验3数据块传送实验程序设计实验 篇2

一、实验目的

㈠学习和掌握DSP汇编语言程序的基本结构。

㈡熟悉和掌握常用的数据传送类指令。熟练掌握数据块传送的方法。

二、实验原理

数据传送的常用指令

数据存储器数据存储器： MVDK Smem，dmad

MVKD dmad，Smem

MVDD Xmem，Ymem 数据存储器MMR： MVDM dmad，MMR

MVMD MMR，dmad

MVMM mmr,mmr 程序存储器数据存储器 MVPD Pmad，Smem

MVDP Smem，Pmad

READA Smem

WRITA Smem Smem——数据存储器的地址；Pmad——16位立即数程序存储器地址；MMR——任何一个存储映象寄存器；Xmem，Ymem——双操作数数据存储器地址；dmad——16位立即数数据存储器地址；

数据传送指令是最常用的一类指令，与RPT指令相结合，可以实现数据块传送。例如，在系统初始化过程中，可以将数据表格与文本一道驻留在程序存储器中，复位后通过程序存储器到数据存储器的数据块传送将数据表格传送到数据存储器，从而不需要配制数据ROM，使系统的成本降低。另外，在数字信号处理（如FFT）时，经常需要将数据存储器中的一批数据传送到数据存储器的另一个地址空间等等。

三、实验内容

阅读实验程序example，上机运行程序后，查看：

㈠检查程序存储器(PM)E000H～E01DH空间中的内容，检查程序存储器(PM)FF80H～FF83H空间中的内容。

㈡数据存储器(DM)60H～69H（.bss）空间中的内容是什么？ ㈢数据存储器(DM)80H～90H（STACK）空间中的内容是什么？

土工实验数据分析方法探讨 篇3

【关键词】土工实验；实验数据；数据分析；分析方法

一、引言

在进行实验过程中，由于土体本身所具有的复杂性，土质质检所存在的物理学特性以及采样、运输、存储等等方面所表现出来的特点，都容易对数据造成一定程度的干扰，致使实验的结果出现误差。另外，因为实验本身受到很多因素的干扰，也同样容易发生数据偏差的问题。因此，本文着重从实验数据所涉及的内容，影响实验数据的因素，以及提升实验准确率的角度出发，对土工实验数据分析方法进行探讨。

二、土工试验数据所涉及内容

（一）土的比重实验。土工试验过程中，土的比重实验是非常重要的。一般来说，地域相同或者相近，那么土的比重也将会比较相近。但是，因为在实际操作中，其整个的操作流程比较复杂，所以不同的单位会采用本地所出具的或者考察的相关数据直接进行比重实验，这样容易导致实验数据的误差存在。

（二）土的密度实验。通过土的密度实验可以详细的了解土的组成，可以了解其组成成分的性质，能够为之后的施工提供更多的参考。土的密度与土粒的重量、孔隙体积、孔隙大小、孔隙水重等等内容息息相关，能够反映土的组成和基本结构特征。在进行实验的过程中，要注意尽量避免对取样即时进行实验，最好能够等待土样达到日常状态之后再进行试验，这样可以让土密度实验的结果更加准确。

（三）土的含水量实验。土的含水量实验可以说是土工实验中的核心内容，其实验的情况将会影响到工程地基建设，还会影响到后续工程的稳定性。不同地区的土样其含水量不同，并存在很大程度上的差异性。实验人员在进行取样的过程中，要保证其样品的均匀性，或者具有代表性，否则进行试验所获得的数据就没有任何指导意义，其数据在实践应用中的效率和质量也将会呈现大幅度的下降。

三、土性参数实验结果误差性的原因

（一）土体本身性质导致。依照相关的物理力学和力学性质，我们可以了解到土体的分层具有不均匀性，加上其所处环境的变化，可能发生的雨水冲击、水文变化、其后影响等等语速怒，都会让土体的性质发生改变。这样在进行土工试验的时候就非常容易造成实验结果的差异性，甚至有可能会成为差异产生的主要影响因素。

（二）系统误差。系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生。不同的单位所使用的仪器往往不尽相同，所使用的试验方法也有一定的出入，加上不同的试验方法让土工参数出现离散性，其所实验的数据也就会有所不同。系统误差的存在可以予以避免，其与偶然误差不同，这就需要实验室对设备和系统进行改进。

（三）偶然误差。偶然误差的特点是它的随机性。如果实验人员对某物理量只进行一次测量，其值可能比真值大也可能比真值小，这完全是偶然的，产生偶然误差的原因无法控制，所以偶然误差总是存在，通过多次测量取平均值可以减小偶然误差，但无法消除。偶然误差的存在属于客观存在的现象，其与人为原因所造成的误差有很大的差别，对于两者应当予以区分。

四、土工实验数据分析方法的应用

（一）进行数据检查，果断进行取舍。在进行实验的过程中，如果有明显不符合物理力学性质的值的范围点，则可以通过观察予以了解，实验人员要对其进行细致观察，一旦发现异常立刻予以放弃。一般判断的标准是大部分数值为范围内波动，但是有一点超出正常值或者距离正常值较远，则可以被认定为不合理。在实验数据较多的情况下可以运用3σ法则进行数据之间取舍的考量。在进行实验过程中，存在于之外数值所占比例较少，因此，大于和小于之间数值作为异常处理。

（二）土工实验数据中最小样本数问题。在土工试验过程中，最小样本数问题需要引起人们的重视。实验中的样本数要选取适当，如果样本数过小就会影响实验结果的准确性。但是，样本数的数量并不是随意定制的，其受到多种因素的影响，比如工程规模、工程精度要求、现场勘查情况等等。

（三）土体性质指标的自相关性的问题。根据以往数据实验的关联性，求的往往是其之间的线性相关系数，但是对于其自相关函数通常并没有表现出线性相关，而是指数相关。因此，不能简单依照求相关系数的方法判断其相关性。在进行土工实践过程中，往往可以通过δ对其独立性进行判断。在相关距离 范围内，图形指标基本相关；在此范围外，图形指标基本不相关。但是对于δ事先未知，因此其需要根据样本测值进行求算，一般使用递推平均法对相关距离δ进行计算，并使用间距△Z对δ的影响进行综合考量。一般来说，△Z /δ的数值越大，其各抽样点的土性越接近相互独立，抽样误差也就越小。

五、结束语

土工试验对于土工建设来说影响较大，其影响因素包括土体本身性质、取样仪器情况、人为因素等，需要对此方面予以重视。对其不合理点来说，可以通过3 原则进行剔除。对于其数据相关性来说，其可以通过迭代求解土性指标相关距离予以解决，通过样本的加权平均来对该区域的平均性指标进行估算。为了让样本能够满足实验需要，可以利用Bayes方法对其土性指标与因确认，从而弥补数目不准确的情况。通过此三个方面对其进行方法的应用，则可以有效提升实验数据的准确性、可靠性，可以让实验的结果更加符合实际需要。

参考文献

[1]余海龙，张利宇. 土工实验数据分析方法探讨[J].中国新技术新产品，2015，21：132-133.

[2]刘松玉，蔡正银. 土工测试技术发展综述[J].土木工程学报，2012，03：151-165.

作者简介

土工实验数据分析方法探讨 篇4

一、造成土性参数实验结果误差性的原因

笔者通过自身多年实践工作经验, 归纳并总结到造成土性参数实验结果误差性的原因, 具体表现在两个方面:一方面:由于土体性质造成的。根据物理力学和力学性质研究, 从宏观上土体被视为土层, 但是由于土体本身具有不均性, 再加上受到外界环境的影响, 雨水冲击、地下水位以及气候变化等影响时, 使得土体性质的不均性更加明显。另一方面:由于取样仪器的型号不同, 工作人员在实验数据测量过程中, 采用不同的取样技术, 不同的实验设备以及不同的实验方法等等, 这些都会造成土工参数出现离散性。通常这些因素难以避免, 因此在土工实验数据分析中, 必须要对土性参数做具体的规定, 实验测量得到的数据作为随机变量进行误差处理, 并且采用概率理论、数据统计方法以及相关的误差理论等, 在了解了土性的分布状况以及具体参数之后, 对其实施有针对性的实验, 以便提高数据的可靠性和精确性。

二、分析总体实验数据的检查, 异常分析及其处理

三、分析最小样本数问题

整个土工实验过程中, 由于样本数量过少, 造成实验数据结果不稳定, 然而影响样本数的因素是:工程规模、实验现场勘察条件以及工程测量的精度要求, 针对土工实验数据最小样本数问题, 主要从统计特征方面做了详细探究。具体实验中, 为了提高数据的可靠性和精确性, 以满足统计要求的最小样本数, 因此, 除了收集实验资料以外, 主要利用Bayes方法具体进行。通常土的抗剪强度参数符合正态分布, 因此, 采用Bayes法时, 需要将实验过程中, 不同时间测量的数据有机地结合起来, 最终得到一个比较可靠的数据, 确保实验结果科学、有效。该方法备广泛应用于大型工程设计指标中, 其最大的优势是, 能够精确处理不同观测数据, 并将测量数据进行合并, 同时根据不同实验概率规律的信息, 将其有机地结合起来, 最终得出更可靠的数据分布, 进而增强土的抗剪强度参数的合理性和可靠性。

四、分析关于土体性质指标的自相关性问题

土体实验中, 测量数据可能存在一定的相关性, 一般根据数据之间的线性相关系数来了解土工实验指标, 各个系数之间具有指数相关性, 因此, 可以采用相关距离δ来具体判断。土工实验中, 在相关距离δ内, 土性指标基本具有相关性, 由于相关距离δ属于未知变量, 只有通过样本测量最终得到。整个过程中, 相关距离由递推平均法测量得到, 但是取样间距△Z对δ有一定的影响, 当取样距离△Z不同时, δ也不同, 通常△Z/δ越大, 表明各抽样点的土性间距较小, 其抽样的准确性就越大, 因此取样距离尽可能地大于δ;当△Z=δ时, 表明土的相关距离比较合适。总之, 根据工程具体测量精度要求, 确定δ的范围, 并且要求测量人员结合自身经验对测量数据及其结果进行处理, 提高土工实验数据的可靠性。总之, 为了提高土工实验数据的精确性, 对数据进行整理十分有必要。利用多次测定值的算术平均值, 计算出相应标准差以及变异系数, 更加直观的了解实际测定值对算术平均值的变化程度, 有效识别算术平均值的可靠性, 针对计算指标进行整理时, 当测定组数比较多时, 按照特性指标的方法确定并计算实验结果;当实验数据比较少时, 由于受到测定误差、土体本身不均匀性以及测量设备等因素的影响, 选择标准差平均值。另外一个标准差的绝对值, 对不同应力条件下测得的某种指标, 必须要通过数据整理之后, 采用图解法或者是最小二乘方分析法, 综合确定土性指标, 为土工实验提供更有效地数据保障, 增强实验的科学性和有效性。

结语

综上所述, 通过分析造成土性参数实验结果误差性的原因, 并结合土工实验数据可靠性因素和实验本身因素两个方面, 利用物理力学特性判定实验数据并对异常数据进行剔除, 使得土工实验数据更接近实际, 避免出现数据测量误差问题, 同时为了满足最小样本数问题, 利用Bayes方法确定出土的性质指标之后, 为实验数据提供数据分析;另外了解了土体性质指标的自相关性问题, 根据实验数据之间的相关性关系, 尽可能地缩小抽样数据之间的误差, 满足土工实验数据的精度要求。

参考文献

实验数据分析 篇5

一、实验预习: 阅读《机械设计》教材中有关轴与滚动轴承设计的内容。

二、实验目的：

1、熟悉轴的结构和滚动轴承组合设计的典型结构；

2、了解轴及轴上零件的结构形状及作用、工艺要求和装配关系；

3、了解轴及轴上零件的定位与固定方法；

4、培养分析与测绘能力。

三、实验设备：

1、分析、测绘对象：1/4剖开的轴系典型结构部件模型14种；（见所附照片）

2、测绘工具：300mm钢尺、游标卡尺、内、外卡尺；

3、学生自备：铅笔、三角板、绘图仪器、A3白纸若干。

四、实验原理：

为了保证滚动轴承工作可靠并达到预期寿命以及整个轴系的正常工作，除了应正确选择轴承的类型和尺寸外，还应正确设计轴承组合。轴承组合设计的主要内容是正确解决轴承的布置、安装、拆卸、配合、定位、紧固、调整、润滑和密封等问题。

通过拆装，了解传动装置中各轴承部件的组合设计特点、固定方法与调整过程，进一步掌握轴的结构设计的一般原理及轴上零件的定位、固定、合理拆装方法与顺序。培养分析、判断和正确设计轴系部件的能力。根据教具，仔细观察、分析轴上零、部件结构特点，按合理的拆装顺序逐一拆卸和安装，并绘出草图。

五、实验步骤：

1、仔细观察轴上的零件的结构形状，尺寸大小，装配关系；

2、用手转动轴，通过分析，确定轴承组合设计中轴承轴向固定方式；

3、判断所测绘的轴系部件模型中滚动轴承的类型；

4、在了解所测绘的轴系部件的结构特点后，进行测量，对照实物，先画出装配草图，再绘出轴系结构的正式装配图（可以CAD图）；

5、装配轴系部件，使其恢复原状；

6、针对所测绘轴系结构进行分析。

六、实验要求：

1、一人一组；

2、先绘出装配草图，然后绘制正式装配图一张（大约按1:1绘图）。草图和正式装配图均要交；

3、正式装配图要求：图样画法应符合机械制图国家标准；可不标尺寸，但相互有配合的零件表面之间注上配合尺寸线；给出个零件序号，写出标题栏和明细表；

4、对于难以测量的有关尺寸，允许根据实物相对大小和结构关系估算出来，或利用标准查出来；

5、分析报告：不少于150字，书写在A4打印纸上

从以下几方面进行分析（参考）：

a)你所测绘的轴系部件中，轴上有哪几个零件，作用各是什么； b)轴上零件的定位与固定方式；

c)轴承的选择与配置情况（轴承的类型、型号、支承方式等）； d)轴承润滑方式； e)轴系的密封方法；

f)你所测绘的轴系部件，原设计在结构上有无错误或不足之处，若有应如何改进。

6、上交内容：按如下顺序装订

a)分析报告（A4，可打印）：

首行实验名称：轴系结构测绘与分析实验报告； 第二行：班级、学号、姓名； 第三、四行：空白 第五行：正文 b)草图（A4）；

c)正式装配图（A3，可CAD图打印）； 轴系结构测绘与分析实验报告

一、轴上主要零件

套筒：滚动轴承的轴向定位 端盖：密封和轴向定位

齿轮：此处为直齿轮，用于传递转矩

轴承：承受径向载荷和部分轴向载荷，支承转动的齿轮轴

密封圈：将润滑油密封于油腔防止其泄漏及外物侵入

二、轴上零件的定位与固定方式

轴上零件的轴向定位：轴肩定位、套筒定位、轴承挡圈（有联轴器时）、轴承端盖、螺钉

轴上零件的轴向定位：开键槽并安装键（直齿轮的轴向定位与固定、联轴器处的轴向定位与固定）

齿轮轴与轴承采用基孔制配合

三、轴承的选择与配置情况：滚动轴承代号6206，是尺寸内径30mm外径62mm厚度16mm的深沟球轴承，主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。支承方式为双支点各单向固定。

四、轴承的润滑方式：飞溅润滑

五、轴系的密封方法：毡圈油封

实验数据分析 篇6

关键词：化学实验；教学设计；催化剂；反应速率

文章编号：1005–6629（2015）2–0040–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

化学实验不但是验证化学理论或假设的一种科学研究手段[1]，也是学生获得化学知识、掌握相关化学实验技能的学习方法[2]。王磊等[3]认为，新课程改革所倡导的实验内容具有更加广泛和丰富的内涵，应该包括问题要素、本体要素、知识要素、方法与技能要素、态度要素等五个要素。这五个要素不但涵盖了实验原理、实验技能和实验仪器等传统三要素观点的内容，同时也反映了化学实验教学在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的要求。

在教材中，有关实验的编排往往只是对操作过程及现象观察进行描述，没有完整地呈现实验内容的全部要素。如果完全按教材编排的内容进行教学，常常会使得某些内容被忽视，实验的教学功能也会弱化为理论教学的辅助手段，难以真正落实“使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方式的转变，在实践中培养学生的创新精神和实践能力”[4]的基本理念。因此，教学过程中，需进一步分析实验内容要素，合理设计实验教学，充分发挥化学实验的教育教学功能，最终达到培养学生科学素养的目的。

1 实验教学设计模式

基于实验内容要素分析的实验教学设计，强调较全面地呈现实验教学内容，不但要帮助学生获得化学知识，也要帮助学生学会化学实验技能，提高科学探究能力、化学实验能力、实践能力，促进学生学习方式的转变。其总体思路是将教材中的实验内容按问题要素、本体要素、知识要素、方法与技能要素、态度要素等五要素进行分析、丰富，并设计探究式实验教学环节，将分析并丰富后的内容有机整合到探究式实验教学环节中（见图1）。

在该设计模式的要素分析中，问题要素是指实验要解决的问题、揭示的规律或提供的事实；本体要素是实验的物质条件，包括实验条件、实验药品、仪器设备等；知识要素是指实验原理、实验步骤、实验对象和实验手段等方面的知识；方法与技能要素是指《普通高中化学课程标准》对“化学实验基础”活动与探究建议中的有关实证研究方法、实验操作技能、实验条件控制、数据的定量处理、模型和假说等科学方法和技能方面的内容；态度要素主要指实验安全意识、绿色意识、环保意识，以及对实验的认知和态度等。从这五个要素来分析实验教学内容组成，能全面地呈现实验教学的内容；同样，基于这些内容，确定的教学目标能够关注到知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面，从而避免内容缺失和教学功能弱化。

2 实验教学设计过程

在教学中，我们按基于实验内容要素分析的实验教学设计模式进行了教学设计和实践，取得良好效果。现以人教版普通高中课程标准实验教材《化学2》（2007年第3版）第二章实验2-6“催化剂对反应速率的影响”为案例（以下称实验2-6），来说明该实验教学的设计过程。

该实验在教材中的陈述为“在3支大小相同的试管中各装入2～3mL约5%的H2O2溶液，再向其中2支试管中分别加入MnO2粉末、1～2滴1 mol/L FeCl3溶液。对比观察现象”。

在教学中，我们将其作为演示实验进行教学。

2.1 要素分析

从实验内容的五个要素分析实验教学内容的组成，其目的是完整呈现实验教学的全部内容。

2.1.1 问题要素分析

问题要素是实验内容的核心要素，实验只有围绕要解决的问题，才具有探究性和目的性。教材中部分实验课题明确提出了要探究的“问题”，这个“问题”也即是该实验的问题要素。而对于一些没有提出明确探究问题的实验课题，通过分析该实验的意图及其在教学内容体系中的价值，也可以提炼出该实验的问题要素。

案例 实验2-6的陈述中并没有明确提出问题，但从教材前后内容来看，实验主要是探究有哪些因素能够影响化学反应速率，意图是通过该实验得出催化剂能够影响化学反应速率这一结论，因此我们将该实验的问题要素确定为“MnO2、FeCl3对H2O2的分解速率有什么影响？”。

2.1.2 本体要素分析

本体要素是实验的物质条件。分析实验内容的本体要素，就是要从教材陈述的实验过程中提炼出完成该实验所需的所有药品、器皿、仪器设备及其数量，特别是教材中没有明确写出、但又是必需的器皿等。

案例 实验2-6中，本体要素除了包括MnO2粉末、1 mol/L FeCl3 10mL（滴瓶装）、5%的H2O2 50mL（新配制）、清洁的试管3支外，还包括教材没有写明的塑料透明试管架、药匙、纸槽等。

2.1.3 知识要素分析

知识要素既是解决问题的必备基础，也是实验教学目标的具体体现。因此，要考虑两个层面，一是实验前学生应具备的知识基础，二是完成实验后学生应获得哪些新的知识。知识要素的分析，具体从实验原理、实验步骤，以及有关实验对象、实验手段的知识，实验后获得的结论等方面进行。

案例 实验2-6中，实验前学生应具备的知识：H2O2水溶液俗称双氧水，有毒，有腐蚀性，是强氧化剂；H2O2水溶液在一定条件下可分解为水及氧气，并产生气泡，气泡越多表明分解速度越快。实验后学生获得的知识：MnO2、FeCl3起催化剂作用，能加快H2O2的分解；催化剂能够影响化学反应速率。

2.1.4 方法与技能要素、态度要素分析

方法与技能要素、态度要素在教材中往往没有直接呈现出来，需要钻研课程标准、领会课程理念和设计思路，并从整体上把握教材编写意图和各模块、章节的教学目标，才能很好地分析。方法与技能要素方面，除了物质的检验、分离、提纯和溶液配制等化学实验基本方法和操作技能外，还包括实验设计、数据的定量处理等实证研究方法和技能方面的内容，以达到对学生探究能力、实验能力等的培养。态度要素方面，应根据实验课题的知识要素、方法与技能要素等方面的内容，分析提炼安全、环保、绿色意识培养，以及良好的实验工作习惯培养等的内容。

案例 实验2-6，除了巩固药品取用技能（MnO2粉末取用、FeCl3液体取用）外，还有简单对比实验的设计、实验条件控制等的技能。H2O2有毒性和腐蚀性，因而教学需进行学生安全意识、环保意识的强化。

2.2 目标确定

从要素分析来看，实验教学内容包括了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面，因此教学目标的确定应有针对性地在这三个方面进行体现。但是化学实验的类型多样，不同具体实验课题的要素组成、教学侧重点有所不同，因此在重视体现教学目标完整性的基础上，也应根据具体实验课题在教学内容体系中的地位和价值，突出该实验课题核心教学目标。

案例 实验2-6，教材的意图主要是通过该实验来说明催化剂能够影响化学反应速率，因此该实验最为核心的教学目标是帮助学生获得这一基础知识。根据这个思路，结合要素分析结果，我们将实验2-6的教学目标确定为：

认知性学习目标：知道MnO2、FeCl3起催化剂作用，认识到催化剂能够影响化学反应速率。

技能性学习目标：学会简单对比实验的设计；巩固试管实验操作技能。

体验性学习目标：通过探究活动进一步培养分析问题、解决问题的能力；了解H2O2的毒性和腐蚀性，进一步培养安全意识、环保意识；规范操作，进一步形成良好的实验工作习惯。

2.3 过程设计

化学课程改革中，大力倡导以科学探究为主的多样化的教学方式，实验教学过程无疑采用探究式教学过程最为恰当。一般来说，探究式实验教学过程分为提出问题、建立假设、实验设计、收集证据和解释与结论五个环节，王磊等[5]从师生在不 同探究环节中所占活动主体的程度不同将探究式教学划分为五个不同的水平，从水平一到水平五，教师的作用越来越小，学生的自主性越来越大。

案例 对于实验2-6，我们作为演示实验进行教学。但作为一个具有研究性质的实验，仍然可采取探究式教学过程设计，具体环节见图2。

2.4 内容整合

在要素分析、目标确定的基础上，根据过程设计，将实验教学内容具体组成成分有机整合到各个实验教学环节中，设计出教学事件和流程。

2.4.1 提出问题

提出问题就是要明确实验探究的问题、揭示的规律或提供的事实。这些问题、规律或事实应对应于实验内容的问题要素。因此，在提出问题环节，要通过创设情景呈现实验内容的问题要素，引发学生思考、激发学生对实验的兴趣，引导学生围绕问题要素开展实验探究学习，使实验教学具有探究性和目的性。

案例 实验2-6，实验前教师提问：“MnO2、FeCl3对H2O2的分解速率有什么影响？”此问题与实验的问题要素相同。

2.4.2 建立假设

教师引导学生依据已有的知识和经验分析提出的问题，讨论实验的可能结果，作出猜想或假设。实验的可能结果及假设的具体内容涉及实验内容中的知识要素，即完成实验后学生应获得的新知识。因此，在这一环节，将实验后学生应获得的新知识这一知识要素通过假设的形式呈现。

案例 实验2-6，提出实验假设：MnO2、FeCl3可以加快H2O2的分解。此假设针对研究问题，体现知识要素。

2.4.3 实验设计

实验设计即设计实验方案，教师要引导学生初步学会设计实验方案，帮助学生发展科学探究能力。在这一环节中，要有计划地融入方法与技能要素中的实验设计方法，介绍自变量、因变量、实验组、对照组等概念，帮助学生理清实验的设计思路，引导学生一起设计实验方案来探究提出的问题、验证假设。

案例 实验2-6中，可体现实验技能中的对比实验设计要素，通过对比实验来验证提出的假设。引导学生一起设计该实验：自变量为MnO2、FeCl3；因变量为H2O2的分解速率；以加MnO2、FeCl3试管为实验组，以不加MnO2、FeCl3为对照组，通过实验观察哪支试管中H2O2的分解速率快。

2.4.4 收集证据（开展实验）

实验准备是实验内容本体要素，如实验药品、仪器设备的呈现过程，同时也是针对这些本体要素的知识要素、态度要素的教学环节。在这一环节中，要求对实验药品、仪器设备等进行展示、介绍，针对某些实验药品、仪器设备的知识进行提问回顾或讲解，帮助学生获得在实验前应具备的知识基础；同时，针对有毒、有腐蚀性、易燃、易爆实验药品，进行安全教育，培养学生安全意识、环保意识。

案例 实验2-6，实验演示前，教师逐一展示MnO2粉末、FeCl3溶液（滴瓶装）、H2O2溶液（新配制）、清洁的试管，并重点讲解H2O2水溶液在一定条件下可分解为水及氧气，产生气泡，气泡越多表明分解速度越快；同时强调H2O2水溶液的毒性、腐蚀性，培养安全意识、环保意识。

实验演示是实验内容的方法与技能要素、态度要素等综合呈现的过程，在这一过程中要讲解实验步骤、实验操作技能、实验条件控制，同时要规范示范，培养学生良好的实验工作习惯。演示实验常常采用边讲解边演示的教学形式。

案例 实验2-6中，演示实验时讲解MnO2粉末取用技能、FeCl3液体取用技能。

实验结果观察是实验收集证据的环节，也是整合实验内容的方法与技能要素的重要一环，在这一环节中要引导学生学会观察、收集同假设有关的实验现象和数据。

案例 实验2-6中，引导学生在相同条件、同一时间下对比观察3支试管产生气体的速度。

2.4.5 解释与结论

将观察、收集到的实验现象、数据进行分析、讨论，得出事实证据与假设之间的关系。这一环节也是实验内容的方法与技能要素的重要呈现过程，要引导学生学会比较、分类、归纳、概括等方法，得到最后的结论，并通过正确方法表达实验结果。

案例 实验2-6中，对比3支试管中产生气泡的速度，说明MnO2、FeCl3起催化剂作用，能加快 H2O2的分解，得到催化剂能够影响化学反应速率的结论。

总之，基于实验内容要素分析来理清实验内容组成，合理设计教学过程，是提高实验教学效率、充分发挥化学实验的教育教学功能的一个有效途径。但是，实际上高中化学实验的类型多样，有学生实验、演示实验，有探究实验、设计实验、对比实验、观察实验等类型，由于不同类型实验的教学目标侧重点有所不同，因此具体实验课题的内容组成要素上也有所差异，教学实践中还应根据实际情况作灵活应用。

参考文献：

[1]吴俊明，王祖浩.化学学习论[M].南宁：广西教育出版社，1996.

[2]李万华.高中化学新课标教材实验部分的研究[D].内蒙古：内蒙古师范大学硕士学位论文，2009.

[3]王磊，刘强，张小平等.试析《普通高中化学课程标准（实验）》中的实验体系[J].化学教育，2004，（9）：9～12.

[4]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

实验数据分析 篇7

关键词：热分析,实验条件,影响

热分析是表征材料的基本方法之一,多年以来一直广泛应用于科研和工业中。近年来在各个领域,特别是高分子材料领域,都有了长足发展。使用现代化的热分析仪器系统,可以使测量操作快速、简便、可靠。热分析是指在程序控制下,测量物质的物理性质与温度关系的一类技术,一般而言,性能优异的仪器是获得好图谱的必要条件,但这并不是充分条件,实验测试本身也有很多要注重的地方。在长期的实验过程中我们发现热分析条件的选择对实验结果有较大的影响。

1 样品的质量

试样量的多少可影响差热曲线的形状。试样量越大,差热峰越宽,越圆滑。其原因是因为加热过程中,从试样表面到中心存在温度梯度,试样越多,这种梯度越大,差热峰也就越宽。这样将会影响热效应温度值的准确测定,有时甚至会造成相邻热效应的重叠。一般说来,塑料样品的TGA和DSC测试因密度不同,样品量在3~12mg,但在DSC测试一些玻璃化转变不明显的样品时,样品量可加大到12~20mg。此外,对有气体产生的反应,试样多了,影响气体的扩散,也会引起差热峰变宽。所以,就提高分辨率来说,试量样越少越好,当然,这还得取决于仪器的灵敏度。

2 样品的形状

常见样品的形状可简单分为粉状、粒状、片状等不规则形状。不同形状的样品与坩埚底部接触的情况不同以及接触的紧密程度会对测试结果产生一定的影响,因此操作者应以样品形状和测试目的的不同采取不同的制样方式,最好操作有一套制样工具。对一些有气体产生的反应来说,试样粒度适当特别重要;对没有气体参加的反应则粒度的影响较小。

3 升温速率的影响

快速升温易产生反应滞后,样品内温度梯度增大,峰的分离能力下降,DSC基线漂移较大,但可增高灵敏度,峰形较大;而慢速升温,则有利于DTA、DSC、DTG相邻峰的分离;DSC基线漂移较小,但峰形较小。对于TG测试,过快的升温速率有时会导致丢失某些中间产物的信息。一般以较慢的升温速率为宜。

4 气氛的选择

4.1 动态气氛、静态气氛与真空

根据实际反应模拟需要,结合考虑动力学因素,可选择动态气氛,静态气氛式真空气氛。

在静态气氛下,气体产物扩散不易,分压升高,反应移向高温,并且易污染传感器。

在真空气氛下,炉体与样品之间只通过辐射进行传热,温差较大。且在两种情况下天平室都缺乏干燥而持续的情性气氛的保护。

一般非特殊需要,建议采用动态吹扫气氛。如使用真空或静态气氛,应注意保证反应过程中释放出的气体没有危害性。

4.2 气氛的类别

对于动态气氛,根据实际反应需要可选择惰性(N2、Ar、He)、氧化性(O2,空气),还原性与其它特殊气氛等,并做好气体之间的混合与切换。为了防止不期望的氧化反应,对某些测试必须采用惰性的动态吹扫气氛,并且在通入惰性气氛前一般要作抽真空—惰性气氛置换操作,以确保气氛的纯净性。常用的惰性气氛如N2,在高温下也可能与某些样品(如金属材料)发生反应,此时可考虑使用“纯惰性”气氛(Ar、He)。此外气体密度的不同也可影响到热重测试的基线漂移程度,为确保基线扣除效果,可使用不同的气氛单独作热重基线测试。

4.3 气体的导热性

常用气氛的导热性顺序为:He>N2≈空气>O2>Ar,选择导热性较好的气氛,有利于向反应系统提供更充分的热量,降低样品内部的温度梯度,降低反应温度,加快反应速率,可使峰形变尖变窄,提高峰的分离能力,使峰温向低温方向漂移。但此时也会降低DSC的灵敏度。

4.4 气体的流量

提高惰性吹扫气体的流量,有利于气体产物的扩散,有利于反应向正反应方向进行,但同时会带走较多的热量,使灵敏度降低。对于需要气体切换的反应,提高气体流量可缩短炉体内气体置换的过程。不同气体流量,会影响到热重测试的基线漂移程度,所以,在TG测试过程中必须确保气体流量的稳定性。

5 坩埚加盖与否的选择

一般情况下:(1)对于物理效应(熔融、结晶、相变等)的测试或偏重于DSC的测试,通常选择加盖;(2)对于未知样品,出于安全性考虑,也选择加盖;(3)对于气固反应,使用敞口坩埚(不加盖);(4)对于液相反应或挥发性溶剂中进行的反应,若反应物或溶剂易挥发,则应使用压制的铝坩埚(温度、压力较底)或中、高压坩埚(温度、压力较高)。

6 DSC基线

DSC基线漂移程度的主要因素是参比端与样品端的热容差异、升温速率、样品颜色,吸收热辐射因素等。在实验中,参比坩埚一般为空坩埚,若样品较大,可考虑在参比坩埚中加适量的惰性参比物质,以进行热容补偿。在比热测试时,对基线重叠性的要求非常严格,此时可重用Pt/Rh坩埚,参比坩埚与样品坩埚质量要求相近,基线测试,标样测试与样品尽量使用同一坩埚,坩埚的位置尽量保持前后一致。为了获得更精确的实验数据,有必要在试样的每次测量前都要进行基线的测量,之后进行基线处理方法。

参考文献

[1]辛勤,罗孟飞.现代催化研究方法[M].北京:科学出版社,2009.

实验数据分析 篇8

传统的根据实验报告和期末考试成绩来评定实验成绩的考核方法, 忽略或轻视对实验课堂过程的考核, 难以激发学生的实验兴趣, 容易在学生中出现高分低能的现象, 对我们教学工作也起不到检查的作用。如何设置实验考核指标, 通过量化而简便的可操作方式客观公正地评定学生在实验课堂上及课后各方面能力, 显得尤为重要。结合分析化学实验课程特点和教学实践, 我们认为要做到准确、客观、科学地评定学生成绩, 必须采用课堂考核 (实验习惯+实验技能) 、课外考核 (实验报告) 和期末成绩考核综合进行的方法。

1、课堂考核

课堂考核是分析化学实验考核的核心环节, 学生在课堂实验中完成整个实验操作, 通过实验过程加强对相关理论的掌握, 培养良好的实验操作技能和分析问题、解决问题的能力。在选择课堂考核内容方面, 多数将实验技能的考核列入其中, 忽略或轻视了对实验习惯的考核, 或者将某些实验习惯定为实验技能进行评定。我们将实验习惯从传统的实验技能考核中分离出来, 将课堂考核分为实验习惯和实验技能两方面的考核, 原因在于良好的实验习惯在每个实验项目中都有所体现, 贯穿于整个实验课程学习中, 是培养良好实验技能的基础;实验技能则侧重于某个实验项目中实验新技术的操作、新的仪器设备的使用和常规实验技能。这种考核方式更能准确、客观、科学地评定学生成绩, 且对学生的良好实验习惯和综合素质的培养起到导向作用。

1.1 实验习惯的考核

1.1.1 日常基本实验习惯的评定:

日常基本实验习惯占实验总成绩的5%。日常基本实验习惯包括整洁卫生、守时、认真仔细、节约等习惯。这些习惯既是日常生活行为中的习惯, 也是实验操作人员的基本素养。学生应当按时进入实验教学课堂, 在进入实验室时要穿好实验服, 保证进入工作状态;同时, 在实验过程中及实验结束后要保证所用的一些实验仪器和实验台面的干净整洁。一些学校将学生是否认真操作归入实验操作技能评定中, 但是认真的实验态度是具备良好实验操作技能的基础, 我们认为应当将学生是否具有认真的态度和习惯作为实验习惯评定中的一部分, 在实验操作技能考核中重点考查学生操作的规范性和熟练性。化学实验要用到多种药品, 一些实验药品比较昂贵, 也有些药品对环境会造成一定的污染, 学生在使用药品时养成的节约习惯不仅体现了中国的传统美德, 同时也保护了环境安全。

1.1.2 综合实验习惯的评定:

综合实验习惯占总成绩的20%。包括质疑、思考和解决问题的习惯, 实验操作有条不紊的习惯, 及时记录数据的习惯, 以及能够与人合作交流的习惯等。分析化学实验讲义中虽然已经描述了具体的实验步骤, 但是一方面学生在预习过程中很难完全理解实验内容, 难以在头脑中描绘出清晰的实验步骤;另一方面, 在实验过程中, 化学试剂和实验设备的分配并不可能平均到个人, 这就会导致在实验过程中经常出现学生扎堆取用药品和设备, 造成大量等待时间的浪费。因此, 有条不紊的实验习惯和合理分配时间一方面帮助学生加深理解实验内容和步骤, 另一方面培养学生良好的逻辑思维能力。有条不紊的实验习惯同时也有助于学生在实验过程中更好地发现问题, 学生在独立进行实验的过程中难免遇到一些疑问, 是求助老师的解答还是进行思考并独立解决, 在实验成绩评定中占有重要地位。质疑、分析问题、解决问题的习惯, 能够帮助学生培养良好的科研品德, 对学生创新能力的养成更是至关重要。实验数据的及时记录, 能够帮助学生及早发现操作中的问题和较大的误差, 而良好的数据记录习惯也便于数据处理的准确性。

1.2 实验技能的考核

实验技能的考核占总成绩的20%。实验操作技能是课堂实验的核心环节, 包括贯穿于所有实验中的基本操作技能、具体实验项目中新的实验技能和新仪器设备的操作使用, 各占总成绩的10%。如基本技能中的移液管、电子天平等的操作, 新的实验技能中比如紫外可见分光光度仪、原子吸收分光光度仪的规范操作等。

2、课外考核 (实验报告)

课外考核主要指的是对实验报告的考核, 占总成绩的25%。主要包括实验报告的预习、数据记录与处理、结果讨论三个方面, 分别占总成绩的7%、1 0%和8%。实验报告的预习是在实验课之前, 主要考查学生的语言组织能力, 如是否能简单且有逻辑性地描述出实验步骤;数据记录与处理中的数据记录部分应在实验课堂上完成, 主要考查数据的合理性、有效数字等;结果讨论不应是简单的计算实验结果, 还要在结果基础上进行逻辑推论, 如误差分析、失败分析、实验建议等。

3、期末成绩考核

期末成绩考核占总成绩的30%, 以闭卷考试的形式进行。考试时间60分钟, 题型以问答题为主, 题目数量2题。在试题选取上, 对实验项目进行随机分类, 如一学期共进行了10个实验, 则从10个实验中随机抽取2个, 由学生写出这两个实验的实验原理、主要试剂和仪器、实验流程图和注意事项, 题目内容上稍作调整, 如标准溶液浓度、基准物的质量等, 避免死记硬背、照方抓药。这种随机测试学生对实验内容的理解, 帮助学生对相关理论和实验步骤进行总结, 有助于更好地培养其分析问题、解决问题的能力。

通过对以上三大方面的考核, 特别是对课堂考核部分的细化, 能够更加公平、准确的评价学生的综合能力, 给出更加客观的实验成绩。既可促进学生对实验课的重视, 调动学生的积极性, 又可促进学生按教学要求完成各个实验, 达到科学评定实验成绩、提高教学质量的目的。在进行了分析化学实验成绩考核方式改革后, 学生的积极性有了很大的提高, 良好实验习惯的培养在学生中得到高度重视, 在实验过程中表现为更快更好地完成实验, 分析问题、解决问题的能力加强。实验教学质量也明显提高。

实验课教学具有不同于理论课教学的特点, 教学过程中的多种不确定因素对分析化学实验课程成绩评定提出了挑战, 要达到成绩评定的公正、准确, 教师必须投入较大的精力, 付出较多的劳动, 只有保证每一次实验都能认真、细致、准确地记录情况, 总评成绩才能客观、合理、准确。也只有敢于面对, 不断探索和实践, 才能取得实际成效。

参考文献

[1]佘振宝, 李俊锋, 宋乃忠, 陈淑桂, 李政.分析化学实验成绩评定方法改革初探[J].广西师范大学学报 (自然科学版) .2003;138-139.

[2]赵建芬, 梁巧荣, 钱初洪.浅谈分析化学实验课程成绩评定的改革[J].广东化工.2009;4 (36) :206-208.

基于元数据的作战实验数据共享 篇9

关键词：元数据,数据库,数据共享

0 引言

实验数据是科学实践活动的重要产品，也是后续科学研究工作的重要依据和素材。再强大的科研团队、学术带头人，其占有的时间资源、物质资源毕竟是有限的。因此，对现有各方数据的充分利用是推动科研工作又好又快发展的一条捷径，数据共享则是通向这条捷径的必由之路，作战实验数据共享也为作战相关问题研究工作的向上发展提供了新的有力支撑。

1 作战实验数据共享的意义

随着计算机仿真技术、网络通信技术等高新技术的迅猛发展，作战实验作为公认的认识战争的重要方法，是研究军事问题的重要科学实践活动，在作战方案评估、作战结果预测及作战方法研究等军事活动中发挥的作用日益突出。尤其是近年来，作战实验受到的重视程度越来越高，很多单位和部门都建立了不同类型、不同规模、不同作用的作战实验系统，各种作战实验系统的建设的成果也越来越多，应用的范围也越来越广，但同时也存在以下不足。一方面，多数作战实验系统彼此独立，在研究相对单一条件下的军事问题方面有独到之处，但由于系统间不能实现互联、互通和互操作，数据不能共享，在面对一体化联合作战等复杂条件下的军事问题的研究时则受到很大限制，作战实验系统的规模效应、集群效应和综合效应没能显现。另一方面，在多年来作战实验的过程中生成了类型众多、数量庞大的科学实验数据，同时积累了丰富的军事经验和研究技能，这些数据的作用和深加工潜力甚至超过了作战实验系统本身，但是目前尚没有做到对这些宝贵的数据进行有效的资源整合和共享，数据的重复利用率很低，不利于信息价值的充分发掘，造成了资源的浪费。因此，数据共享已成为制约作战实验系统发展的瓶颈。

2 数据共享的方式

科学数据资源对国民经济、社会、环境发展的重要价值赢得了广泛的认同和重视。地质、海洋、气象、测绘、环境、农业等许多领域和部门已建立了多个科学数据共享平台，并制定了相应的规范和技术标准，尤其是由我国科技部主导的“科学数据共享工程”于2003年启动以来，更是将我国的数据共享工作提升到了新的高度。归纳起来，目前较普遍采用的数据共享方式主要有以下三种。

2.1 集中共享的数据共享方式

集中共享是数据共享研究中最早采用的一种共享模式，其核心是把所有参与共享的数据库统一复制或移植到共享平台上，由共享平台集中管理并向用户提供统一的数据使用服务接口，从而实现数据共享。集中共享的架构比较简单，但是在这种共享模式下，一旦数据源发生了变化就需要把新数据重新移植到共享平台，对平台维护的要求较高，否则会出现用户从共享平台访问到的数据版本滞后于数据源版本的情况。因此，该方式比较适用于各数据源更新不太频繁或数据量不太大的数据共享环境。

2.2 分布共享的数据共享方式

分布共享不再需要将数据源集中，而是依托于以共享平台服务器为核心的计算机网络，共享源数据库可以位于网络上的任何节点，共享平台提供统数据源及访问用户间的数据服务接口，但不参与数据源的管理和维护。相对于集中共享，分布共享方式可以保证所有用户访问到的共享数据都是最新有效版本。位于不同节点数据源的数据库结构和数据格式的差异性很大，共享数据的准确定位与提取依赖的核心技术主要是是搜索引擎技术及数据库中间件技术。类似于ODBC和JDBC的数据库中间件技术现在已经比较成熟，可以实现共享异构数据库资源的目的。

2.3 基于元数据的数据共享方式

元数据已经有比较悠久的历史，许多国家或领域给元数据下过各式各样的定义，但核心意思基本一致。前文提到的我国科学数据共享工程将元数据定义为数据的数据。元数据可以用既定的相同格式来对各种不同类型和结构的数据或信息资源进行描述和诠释，同时给数据源打上了统一、规范的包装。我们也可以理解为是对于数据的注解或全面指南，通过元数据可以反映出描述对象的内部特性和外部特征。元数据对内容和结构都比较简单的数据可能意义不是很大，但对内容信息量大、结构复杂的数据或数据集则非常有意义。基于元数据的数据共享方式首先要根据共享的需求和数据源的特点来制定元数据的内容和格式标准，然后按照标准由数据源生成对应的元数据信息，由共享平台对这些元数据统一管理，当用户向平台提出数据共享服务申请时，平台首先对元数据集进行检索，然后通过检索到的元数据信息索引或链接到对应的数据源进行相应的数据服务操作，从而实现数据共享。采用元数据的方式使共享平台直接管理的数据量级大幅降低、共享资源的结构更加明晰，提高了数据资源管理的效率，也提高了数据检索和定位的速度，更重要的是能更有助于用户更便捷、准确地得到感兴趣的数据。基于元数据的数据共享方式也可以根据需要与前述的两种方式结合应用。

3 基于元数据的作战实验数据共享

作战实验数据共享的目的，一是多个作战实验系统同时工作进行联合作战实验时实现互联、互通和互操作；二是实验结果分析和军事理论中能方便、准确地对各实验系统历史数据进行查询。达成数据共享目的的核心是实现对分布在各个独立作战实验系统中的异构数据快速索引和正确定位。基于元数据的共享方式是解决这个问题的有效途径。

3.1 作战实验数据共享体系结构

基于元数据的作战实验共享平台共分为三个层次结构，分别是：数据层、服务层和应用层。各层次所包含的要素及作用如图1所示。用户通过应用层提出数据操作申请后，共享平台首先在服务层元数据库中检索相应的元数据信息，然后根据元数据属性信息中指示从数据层提取对应的数据源数据。

3.2 数据层

数据层主要由参与数据共享的各作战实验系统的数据源构成，这些数据库中所包含的数据正是我们共享的对象。由于开发过程中各作战实验系统彼此独立，所以这些数据库的类型多样，有Oracle数据库，有SQL Server数据库，有Access数据库，有DB2数据库，还有XML数据库等等，而且空间上处于分布的状态；数据库结构和数据格式更是千差万别；作战实验的特点决定了各系统的数据之间可能存在部分的交叉重叠。数据源的这些特点也正是数据共享所破解的难点。

3.3 服务层

服务层的服务内容主要有两项，即元数据服务和数据源服务。作战实验所涉及到数据的类型很多，若仅使用一种元数据对所有数据源进行描述，则元数据的属性项目数量会非常庞大，而这些属性值又大部分为空值，这样就会导致生成的元数据甚至比数据源本身还复杂。所以，应按照数据源的作用和属性特点对其分类，属性相近的划为一类，由一种元数据对该类进行描述，并为每种类型制定元数据标准。元数据服务的流程为数据源首先经过分类器进行分类，然后由各类元数据标准模型对其标准化，生成与之对应的元数据，同类元数据可以组成一个元数据集，各元数据集构成元数据库，完成数据源到元数据之间的映射。数据源服务主要是指与数据源访问相关的服务。数据共享不是简单的远程读写数据，它的意义在于提高数据的利用价值，使用户从共享到的数据中获取到准确、正确、尽可能多的信息。因此，数据源服务包含数据元素提取、异构数据分析、数据语义转换及数据质量评估等多个服务过程。比如，当用户向共享平台提交了某一关键词的数据查询请求，平台首先在元数据库中检索与关键词相关的元数据，数据元素提取服务将按照检索到的元数据信息中指示的数据源位置，在各作战实验系统数据库中把相关数据逐条定位，做好提取准备，然后根据元数据中指明的数据访问协议、参数对数据元素进行提取；因为提取出来的多条数据可能原本隶属于若干类型和结构不同的数据库，所以要通过异构数据分析服务判别数据异构的形式和程度，是系统异构还是数据库异构或者是语法异构；进而通过数据语义转换服务将数据规格化，转换为一致的语义形式；为挖掘数据的信息值提高其利用价值，数据质量评估服务利用评估模型将对检索到的数据进行质量评价供用户参考，评估内容包括数据完整性、数据精度、数据来源、数据生产时间以及对应元数据中体现的其他重要属性和外部特征；最后，把数据、数据质量评估结果、数据外部关联信息呈献给用户。

3.4 应用层

应用层的主要由与数据操作、数据管理及元数据管理功能相关的程序模块构成，例如数据浏览、数据查询、数据订制、数据下载、数据维护、数据分发及元数据管理等。用户通过应用层接口同共享平台交互，使用共享数据。管理人员也通过应用层对数据源和元数据库进行管理和维护。

4 结论

建立以元数据为基础的作战实验数据共享平台是一条解决当前军事问题研究中所面临的数据共享问题的有效途径，本文在此方面仅展开了初步的研究，无论是研究的范围、深度和广度都还不够。下一步将围绕共享平台的体系结构，开展可靠性、安全性、容错性等方面的研究。

参考文献

[1]牛晓琳,季民,赵志.刚基于元数据管理的数据共享研究[J].舰船电子工程,2006,(1).

[2]严冬梅,尚翔.论科技创新的基石:科学数据共享[J].科学管理研究,2005,23(1).

分析化学实验教学及实验室管理探讨 篇10

关键词：分析化学实验,实验室管理,实验教学

当今社会, 对于人才的要求, 不仅需要扎实的理论知识, 同时还需要较强的解决实际问题的能力、获得新知识的能力。高校实验室是从事基础研究和应用研究的重要基地;是培养高层次科技人才的重要基地;是提高教学质量、搞好科研和保障技术开发的基础;在教学、科研、社会服务方面起着重要作用。[1]对于化学以及近化学专业的学生, 分析化学实验课是学生在一年级学习的重要的基础实验课程。实验课是理论知识和实际知识衔接的重要课堂, 是培养人才的重要基地, 在培养学生的实验习惯、动手能力、分析解决问题的能力方面, 显然起着至关重要的作用。长期以来, 我们结合我校化学实验室的实际情况, 对分析化学实验课程教学以及实验室管理进行了逐步的探索。

一、实验教学

1. 对实验老师的要求。

(1) 实验小组的作用。指导实验的老师组成一个小组, 根据不同专业学生的学习要求, 选订适合的实验教材。如果没有合适的实验教材, 可以根据学生的具体情况自编合适的实验讲义, 学生人手一册。每个实验要求不同, 有的实验需要制表, 有的实验结果数据处理时需画图处理数据。实验教师根据每个实验, 制定实验报告模板, 统一实验报告的格式, 均人手一册。每个实验指导老师要不断提高自己的业务水平、教学水平。每个实验开始教学前全体指导实验的老师要集体进行预实验及备课, 通过预实验, 掌握实验的实际情况, 具体问题, 合理安排实验各环节的时间, 如讲解时间、实验时间、讨论时间等。集体备课时, 要对实验中可能出现的问题有充分的估计, 可能会出现什么问题, 如何解决。对于特殊的班级、特殊的学生, 应特殊考虑, 比如少年班的学生年龄较小, 思想活跃, 猎奇心强, 个性鲜明, 喜欢主动大胆地去尝试, 这样, 对于可能出现的情况就应有全面充分的考虑, 并有相应的预案。集体备课有统一的教案, 规范统一每个实验的实验内容, 讲解讨论的内容、示范操作内容、提问的内容。每个实验都制订了实验规范, 对实验操作各个环节、实验报告的各部分得分点统一评价。实验后或下次实验集体备课时在集体备课教案上加入实际实验的时间、存在的问题、处理意见以及建议等, 逐步完善实验。实验室人员要严格按照实验大纲、实验项目、实验时间排课。 (2) 实验内容。结合理论课学习内容, 按照本门实验课的教学目标、实验大纲、实验小组拟定实验项目, 实验项目大多数相对稳定, 同时新增与学科发展前沿有关的实验内容。实验课中还利用了我校新建的仿真模拟实验室, 仿真实验是化学实验教学的一种崭新的实验教学方式, 具有很多优点。可以让学生涉及更广泛、更加大规模的实验经历, 同时在实验中可以进行大胆的尝试, 允许失败, 可以实施在实际实验中绝对不能有的操作, 体会在实际中的不当操作的伤害性, 得到震撼和警告, 从而严格杜绝实际实验中的危险错误操作。对于课前预习, 采用网上答题预习, 使学生对实验的原理内容有基本的了解, 有疑问带着问题做实验, 从而有的放矢, 达到良好的实验效果。 (3) 做好实验课前后的工作。实验指导老师实验课前应提前到实验室, 熟悉实验室的整体布局, 水路、电路设置, 通风设备、废液回收地点, 实验试剂、器材摆放情况。实验时每个班分成若干实验小组, 一般一人一组。实验台的打扫整理也是实验的必不可少的组成部分, 实验后学生打扫实验室, 保证实验室和实验前一个样。指导老师检查每组学生实验数据, 在实验原始记录上签字, 学生实验后写出实验报告, 教师认真按实实验规范批改、评定。 (4) 实验课件的制作。实验课前的讲解, 除了传统的教师学生面对面讲解外, 对于实验的演示, 由于采用传统教学方式, 教师演示时由于学生较多, 看不清教师操作, 我们对于分析化学实验的基本操作部分、仪器使用部分还拍摄了视频片, 上传至实验中心网站, 这样学生观察得比较清楚, 而且还便于学生多次观看。 (5) 实验考核。实验课承担培养学生的动手能力、训练基本实验技能的任务。考试是检验实验技能的必要手段。[3]实验成绩由几个部分组成:实验操作考核成绩, 实验课笔试成绩, 平时实验成绩。每学期实验课结束, 进行实验操作考核, 考核本门实验的基本操作、仪器使用;进行实验课笔试, 采用开卷形式, 考核学生独立处理实验问题的能力。操作考核、笔试成绩均作为实验成绩的一部分, 再加入平时实验成绩, 作为实验课总成绩。 (6) 开放实验。一般高校的实验室大多是服务本科教学需要的演示性、验证性实验室, 功能单一, 而且实验教学手段落后, 教学内容简单, 在当前形势下已经不能适应教育改革的需要, 不能满足学生培养创新思维提高动手能力的要求, 这就需要我们建立一套科学合理的开放管理体系, 实验中心设有开放实验室, 创造一个开放式的实验环境。增添新内容, 增加综合性、设计性实验, 允许学生自选课题, 为学生实践活动提供实验平台。鼓励学生课外科技创作, 激励学生培养创新思维和创新能力。提高仪器设备使用率的同时, 又能带来一定的社会效益和经济效益。

2. 对学生的要求。

(1) 学生在实验前必须书写实验预习报告, 熟悉实验原理、实验过程、仪器的使用、试剂的使用处理。如果有疑问带着疑问听课, 在实验过程中疑问就会解决。示教过程中要认真听讲, 仔细观察, 实验中仔细操作, 如实记录实验数据, 保持台面地面的清洁卫生。实验后清洗干净本组实验仪器, 打扫台面地面, 养成良好的实验习惯。实验后写出实验报告。 (2) 低值易消耗仪器管理。实验中心制订了消耗仪器管理办法。实验室是学生学习实验技能的重要场地, 为学生提供实验平台, 允许每一位学生在实验期间有正常的仪器消耗, 对于过多的仪器损坏应照价赔偿。[2]

二、实验室管理

1. 实验室制度。

实验室管理制度是实验教学工作正常运转的根本保证, 只有建立严密、科学的规章制度, 才能为实验室各项工作规范化提供有力保证, 保证实验室仪器设备的安全和有效运行, 确保实验室教学、科研工作的顺利进行。建立健全完善的管理制度才能使实验室的各项工作有章可循、有法可依、有据可查, 管理规范化、程序化, 职责严明, 分工明确。有了规范的规章制度办事, 抓好落实, 积极督促, 严格执行, 使这些制度在实验室管理中发挥作用。实验中心制定了完备的实验室制度:《实验室基本信息统计制度及工作档案管理制度》、《仪器设备管理制度》、《低值耐用设备及工具管理办法》、《实验设备及器材借用损坏丢失赔偿制度》、《化学教学实验中心安全制度》、《学生实验制度》、《物资管理制度》、《实验室安全卫生制度》、《化学实验室规则》、《实验室学生实验管理制度》、《学生实验制度》、《化学教学实验中心师资队伍建设规划》、《化学教学实验中心考核制度》、《实验课程须知》、《化学实验课成绩评定办法》等, 制度是规范的保障, 在制度的指导约束下, 实验教学有序进行。[4]

2. 实验室安全。

化学实验室的工作, 与化学试剂、仪器接触较多, 实验室安全是第一大事。实验室人员要非常熟悉每个实验的原理目的、每台仪器的操作规程和注意事项。清楚每种试剂的性质, 实验室试剂要造册登记, 专贮于试剂库, 出入均有登记, 危险品专柜保存, 剧毒药品专柜双锁双人管理。学生每学期第一次进入实验室前要进行安全教育, 学习实验室安全制度, 进行火灾演练。实验室配备了灭火器、沙箱、防火毯、医疗箱, 防止意外事故发生。每次实验后关好实验室门窗, 水电源。

3. 仪器设备维护。

实验室人员实验前要对仪器进行调试, 保证仪器良好运行, 健全仪器管理规章制度, 对有小故障的仪器及时维修, 对小型仪器应有备用仪器以供正常的实验教学需要。对不能运转的仪器及时联系生产商维修, 每学期末要对仪器进行一次彻底维护。大型仪器做到专人管理, 专人操作, 定期检查和维修, 面对校内及社会开放。充分利用仪器, 真正做到合理使用, 提高设备完好率和使用率。

4. 废液管理。

在证明废弃物已相当稀少而又安全时, 可以排放到大气或排水沟中;尽量浓缩废液, 使其体积变小, 放在安全处隔离储存;利用蒸馏、过滤、吸附等方法, 将危险物分离, 而只弃去安全部分;一般无毒气体可通过通风橱或通风管道, 经空气稀释后排除, 有毒气体必须通过与氧充分燃烧或吸附处理后才能排放。废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点, 通过密闭容器存放, 不可混合贮存, 标明废物种类、贮存时间, 定期由试剂处理公司来回收处理。[5]

化学实验教学由于化学学科本身的特点具有其特殊性, 高校需根据自身发展需要, 不断探索化学实验教学的模式方法, 不断拓展实验空间, 做到基础设施、仪器设备、教师队伍、科学管理等软硬件统筹兼顾、协调发展, 提高分析化学实验课的质量, 担负起国家社会所赋予的历史使命, 培养高素质的现代化人才。

参考文献

[1]王延刚.高校实验室管理探讨[J].黑龙江科技信息, 2009, (26) :191.

[2]曾蒲霓, 张玲.浅谈高校实验教学仪器设备的管理问题[J].科学咨询决策管理, 2009, (17) :32.

[3]生化实验教学与实验室管理改革的实践与探索[J].山西医科大学学报, 2009, 811 (4) :452-453.

[4]赵宏霞, 王金平.关于强化实验室建设与管理工作的思考[J].现代农业科技, 2009, (15) :362-365.