探析PROTEUS的九九乘法表仿真实验设计论文
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篇1：探析PROTEUS的九九乘法表仿真实验设计论文
探析PROTEUS的九九乘法表仿真实验设计论文
摘要：根据九九乘法表的要求，确定了实验框图，将系统分为脉冲单元模块、被乘数和乘数产生模块、数据选择模块、数据比较模块、音响提示模块、二进制乘法模块、码制变换模块以及译码显示模块等，并确定了每一功能模块的实现电路。最后采用了PROTEUS软件对所设计的电路进行了仿真，验证了关键设计结果。
关键词：PROTEUS软件；乘法表；仿真实验
数字电子技术是电气信息类专业的专业技术基础课，实践性很强，主要包括组合电路和时序电路两大部分内容，常用的组合电路有加法器、编码器、译码器、数据选择器和数值比较器等，常用的时序电路有计数器、定时器和脉冲电路等。在理论课程结束后，进行一次综合性的电路设计训练能够较好地培养学生运用所学理论知识的能力[1]。九九乘法表实验是一项综合设计性实验，目前能查到的文献均是用FPGA、CPLD或单片机的方法来实现的[2-4]，本文以数字电路为基础，以PROTEUS软件为基本工具，完成了九九乘法表的设计与仿真。
1实验要求
九九乘法表实验是一个综合性实验，目的是培养学生综合运用所学数字电子技术理论知识的能力，因此，实验内容的'设置应尽可能涉及数字电子技术所有重要的知识点，基于此，本实验要求实现的功能为：（1）被乘数和乘数可由4个拨码开关设置，手动进行乘法运算并显示；（2）可按常规的九九乘法表方式，依照一定速率自动进行乘法运算并显示；（3）被乘数、乘数和乘积在七段数字显示器上显示；（4）当设置的被乘数和乘数超过9时进行声响提示。
2实验方案
根据设计要求，结合学生已掌握的数字逻辑知识，建立了如图1所示的设计方案。脉冲单元电路产生1Hz的脉冲信号供被乘数和乘数产生电路使用；被乘数和乘数产生电路自动有序地产生被乘数和乘数；数据选择电路用来选择是手动运算还是自动运算；数值比较电路检测被乘数和乘数是否大于9，若大于9，驱动音响提示电路发出声音提示；二进制乘法电路完成被乘数和乘数的乘法运算；码制变换电路将乘法电路输出的二进制数转换为8421BCD码；译码显示电路将被乘数、乘数和乘积在七段数码管上显示。
3实验电路
3.1脉冲单元电路
脉冲单元电路用来产生1Hz的脉冲信号。在数字电子技术中，讲解了两种产生脉冲的方法，一种是用555定时器来产生，另一种是由集成门构成脉冲单元电路。实验时可由学生任选一种方法来完成。
3.2被乘数和乘数产生电路
九九乘法表的特性是被乘数和乘数都从1开始，然后乘数从1到9开始变化，当乘数由9跳回1时，被乘数加1，当被乘数和乘数都为9时，被乘数和乘数都跳回1。在具体实现时，计数器可让学生采用触发器按时序电路设计的方法来设计完成，也可用集成计数芯片（如74160、74161、74163等）来实现。
3.3被乘数和乘数选择电路
被乘数和乘数选择电路用来选择是手动运算还是自动运算，可用2个4位数据选择器74157来完成。
3.4二进制乘法电路
实现二进制乘法电路有多种方案，根据学生已掌握的数字逻辑知识，有两种方案可以选择。一种方案是采用组合逻辑设计方法，电路事先将所有的乘积项全部计算出来，最后进行加法运算，这种方案可用于门电路和加法器（如74LS283）构成；另一种方案是采用时序逻辑设计方法，电路将部分已得到的乘积结果右移，然后与乘积项相加并保存和值，反复迭代上述步骤直到计算出最终乘积，这种方案可用于移位寄存器（如74LS194）和加法器构成。
3.5数值比较及音响提示电路
实验要求当设置的被乘数和乘数超过9时进行声响提示，因此需一个数值比较电路。数值比较电路可用基本门电路按组合电路设计的方法来设计，也可采用中规模集成器件（7485）实现。仿真时注意，PROTEUS软件中调入的报警器BUZZER默认工作电压是12V，若让7485芯片的输出直接驱动，需设置其工作电压，本仿真电路设为0.5V。
3.6译码显示电路
PROTEUS软件中有内含译码功能的4输入端显示数码管，为让学生熟悉译码及显示过程，也可采用7输入端的数码管进行显示，这时就需要译码电路。译码器可让学生采用门电路设计完成，也可用集成译码芯片（如7447、7448等）来实现。
3.7码制变换电路
码制变换电路用来将8位二进制数转换为BCD码，这个功能采用CPLD或单片机编程是很容易实现的，但考虑到学生所掌握的数字逻辑知识，要求采用硬件电路来完成。74185是一个5位二进制—BCD代码转换器件，本文要求的码制变换电路可用两片74185来构成，但因PROTEUS软件中没有74185的仿真模型，可利用所学知识自行设计一个码制变换电路，转换原理是：对给出的二进制数，算出其对应的十进制位数，设计一个对应位数的BCD加计数器，以给定的二进制数为初值，做减1计数，同时BCD加法计数器做加1计数。当二进制计数器减到0时，停止计数，此时BCD计数器中的值就是转换后的十进制数。
4结语
本实验课题是笔者所申请的一个开放实验项目，学生完成后普遍认为受益匪浅。在具体实施时，在实验任务中只给出设计题目及要求，教师简单讲解组合电路和时序电路设计的基本流程、二进制乘法器原理、码制转换原理以及数码管显示原理等相关知识，由学生自主查阅资料，确定设计方案，设计电路并进行PROTEUS仿真，最后提交一份完整的实验报告。实践证明，通过PROTEUS软件实现虚拟仿真实验具有较强的直观性，此综合实验可巩固和加深学生对数字电子技术理论知识的理解，掌握数字电路综合设计的方法，培养独立分析问题和解决问题的能力及创新实践的能力。
参考文献
[1]周围,于波,韩建.基于Multisim的硬币存钱箱仿真实验设计[J].实验科学与技术,,13(5):3-5.
[2]傅晓程,阮秉涛,樊伟敏.基于FPGA的九九乘法表实验[J].实验科学与技术,,12(3):68-69.
[3]邵鸿翔.九九乘法表系统的设计[EB/OL](-06-29)[-12-01].
[4]道客巴巴.单片机应用——九九乘法表判断器[EB/OL](-03-16)[2017-11-01].
篇2：电磁感应实验设计论文
0引言
法拉第电磁感应定律是电磁学中的一个重要内容，在物理教材中，通过用条形磁铁插入、拔出串接了灵敏电流表的闭合线圈定性实验，分析插拔磁铁的快慢与灵敏电流表指针摆动的幅度关系，得出“闭合线路内，磁通量的变化率越大，线圈的匝数越多，产生的感应电动势也就越大”的结论．在此定性实验的基础上，教材中直接引出了法拉第电磁感应定律．显然，上述方法省略了“E与n、Δ/Δt成正比关系:E=nΔ/Δt，E:感应电动势(V)，n:感应线圈匝数，Δ/Δt:磁通量的变化率”这一量化结论的实验研究过程．由于采用手动操作改变Δ/Δt，并且灵敏电流表的指针是瞬时晃动的，实验操作、观察都存在一定的局限．本文用充磁器和可拆交流演示变压器分别设计并实现电磁感应的定性和定量实验．充磁器结构简单，重量轻、操作方便，在物理实验室中主要是为给条形磁铁充磁，也可为U形磁铁充磁，是学校实验室中必备的器材，一种器材多种用途，它产生磁场的磁感应强度比一般永久式磁铁高许多，因此，可以用来定性地演示许多电磁学实验，它是定性实验电磁感应较好的方法．常见的定性实验不能进行进一步的探究．利用可拆交流演示变压器可以定量进行试验研究，通过反复实践，设计出了验证法拉第电磁感应定律的创新实验方法．
篇3：电磁感应实验设计论文
1．1充磁器
充磁器是一种快速饱和充磁设备，是一种多种用途器材，它的作用就是给磁铁上磁，磁铁在刚生产出来，并不具备磁性，必须通过充磁器充磁后才能带磁．充磁器示意图如图1所示，由于充磁器结构上的原因，每次实验通电时间一般不超过几秒钟，否则，升温过快会损坏充磁器．
1．2用充磁器定性的演示法
拉第电磁感应定律(1)将合适的U形软铁棒套上事先绕上两组不同匝数线圈的纸筒，线圈匝数分别为n1和n2(n2＞n1)，然后插入充磁孔内固定，如图2所示，接通充磁器电源，可见连在匝数线圈为n2上的演示电表V2指针摆幅大些，说明感应电动势和线圈匝数n成正比关系E∝n．(2)将合适软铁棒放入充磁孔内，让连有演示电表V1(或V2)的线圈n1(或n2)分别快速、慢速穿入软铁棒，可见演示电表指针摆动幅度大些、小些，说明感应电动势与闭合线圈内磁通量的变化率成正比关系E∝Δ/Δt．
2用可拆交流演示变压器设计电磁感应实验
2．1实验原理与实验设计
根据变压器的工作原理，当交流电通过原线圈n1时，闭合铁芯中将产生峰值稳定交流变化的磁通量变化率Δ/Δt．如果水平移动变压器上端的横铁轭，铁芯不再完全闭合，一部分磁感线外泄，使铁芯中的Δ/Δt变小，如图3所示．按照上述操作，可改变Δ/Δt的大小．若抽动横铁轭到某一固定位置不动，此时的Δ/Δt比较稳定．
2．2实验过程的实现
为了操作方便，将副线圈放在右手侧，同时在实验中注意安全，勿用身体接触原线圈中的.交流电，实验过程如下:
2．2．1定性探究感应电动势E与磁通量变化率Δ/Δt之间的关系如图3所示，将多用表V调至交流电压10V档，与4．5V小灯泡并联，串接到副线圈n2，原线圈n1接入交流220V．当横铁轭完全闭合在铁芯上时，多用表电压档测出副线圈中产生4．5V的感应电压．将横铁轭从原线圈端向左缓慢地水平移动，4．5V小灯泡逐渐变暗，当横铁轭移动离铁芯约4mm时，观察电压读数降到3V左右．利用上述直观的现象，通过思考该现象产生的原因并进行分析验证，可以得出结论:感应电动势E与横铁轭的水平移动有关，横铁轭的移动快慢不同，使磁通量变化快慢不同，产生的电动势大小也不同．磁通量变化快慢类比于速度变化快慢，用Δ/Δt表示，电动势大小与Δ/Δt有关，Δ/Δt越小(大)，E越小(大)．
2．2．2定量探究感应电动势E与匝数n的正比关系去掉副线圈，换上长导线缠绕在铁芯上替代副线圈，将导线两端与小灯泡串接成闭合线路，并将多用表与小灯泡并联．将横铁轭开口距离调至约4mm后固定不变，开始缠绕导线，由于在n2铁芯上下位置不同，Δ/Δt略有差异，所以选择在n2铁芯下部的同一位置附近缠绕导线，随着缠绕在铁芯上的线圈匝数增多，可观察到小灯泡从不亮到亮的变化过程:在线圈绕到第6匝时，小灯泡微微发光;当线圈绕到25匝左右时，小灯泡已经比较亮了．在绕线过程中，观察多用表上交流电压读数，发现每多绕一匝导线，感应电动势约增大0．1V，可得出感应电动势E与匝数n的定量关系．同时观察到:从铁芯上逐渐解开缠绕的导线到第4匝时，小灯泡仍微微发光，而在缠绕到第4匝时，小灯泡却并不发光，说明有自感作用．通过上述实验，进一步进行分析探究:假设每一匝线圈内的磁通量的变化率为Δ1/Δt，对应产生的感应电动势为E1，则每多绕一匝线圈，Δ/Δt就增大一个单位Δ1/Δt，线路中感应电动势也增大一个E1，由此得出量化的结论:电路中感应电动势的大小，跟磁通量的变化率成正比．即E∝Δ/Δt，E=kΔ/Δt(1)若E、ΔФ、Δt均取国际单位，上式中k=1，由此得出E=Δ/Δt(2)若闭合电路有n匝线圈，则E=nΔ/Δt(3)
3结束语
通过用充磁器和可拆交流演示小变压器两种简单的装置创新设计的实验和实践，验证了感应电动势与闭合线圈内磁通量的变化率和线圈匝数成正比关系．加深了对法拉第电磁感应定律的理解，熟悉了实验器材的使用，有利于提高动手能力、观察能力和思维能力．也为电磁感应在实际生活中的应用提供了有效的借鉴意义．在实验设计和实现过程中，得到我老师的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢!
篇4：从Proteus仿真设计到实际产品制作
从Proteus仿真设计到实际产品制作
Proteus 是一款功能很强的.EDA 仿真软件.本文介绍以单片机的交通灯、电子钟为实例从设计到实际产品制作,并且Proteus仿真软件与KEIL 编程软件结合进行编程仿真调试还可以与Protcl 软件一样画好硬件原理图,利用ARES 功能制成电路板,变成产品.
作 者：蒋敏 作者单位：宁波职业技术学院,浙江宁波,315800 刊 名：科技创新导报 英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U491.2 关键词：单片机 Proteus仿真 交通灯 电子钟篇5：优化化学实验设计初探论文
优化化学实验设计初探论文
化学实验是中学生进入化学知识宝库的钥匙。在化学学科素质教育中具有其不可替代的作用。化学实验设计作为化学实验的一个重要组成部分，它可以激发学生的学习兴趣，灵活的运用所学化学基础知识和基本技能去解决问题，而优化实验设计更能激发学生的创新欲望，培养学生在不同情境下运用知识的能力。
一、教材资源的再开发，是优化实验设计的基础
优化实验设计是在传统实验基础上的延续和发展，需要学生自己探索实验方法，选择实验器材和药品，评估实验成败，这对提高学生的实验技能和素质，培养独立探索精神和分析问题、解决问题的能力无疑是有益的。
通过优化实验方案设计，让学生体验创新发现的乐趣，使思维受阻的.学生豁然开朗，并激起思维的共鸣，提高学生思维的发散性。从调查结果中得出，优化化学实验能抓住学生的心弦，设立疑问、激发兴趣，可使学生以积极的态度、振奋的状态投入到化学的学习中。
二、准确运用知识迁移，是优化实验设计的途径
小到知识点之间，大到整个章节，关键是教师怎样利用学生已掌握的知识，去搭桥开路。在进行知识迁移发散过程中，应遵循由已知到未知，由具体到抽象的原则，注意培养学生运用已有知识，促进知识的迁移，要从学生实际出发，合理安排联系。无数成功的实践告诉我们，联系学生以前或正在学习的其他学科知识，能使学生反应更快，教学效益更好。
以点带面，用一个实验设计带动了许多知识的综合巩固应用，涉及知识面较广，包括酸的性质、二氧化碳的性质、质量守恒定律及压强等相关的物理知识，设计出许多精彩的实验方案。通过学生的自主思考，主动探索，就能顺利地实现知识的迁移，并设计出较优的实验方案，充分促进知识、能力、思想三方面的和谐发展。
三、运用问题生成设计情境，是优化实验设计的核心
在化学实验设计中，要合理设置、引导学生提出核心问题，牢牢把握核心问题，把它作为贯穿实验的思维主线，围绕它进行猜想和假设、实验和分析，达到实验最优化的目的。
学生在自主探索的基础上，发表自己的见解，个体学识与智慧为整个集体所共享，经过与其他学生的交流、修正，使实验设计达到最优化，也使学生体会到成功的喜悦。
四、重视对实验异常的再探索，是优化实验设计的提升
有些实验会出现预料之外的现象，此现象往往包含学生还没有认识的事物规律，我们可以抓住这些难得机会，追根溯源获得突破。
实验异常现象的探索孕育着创新，也孕育着优化实验的机遇。学生在获得化学知识和技能的同时，不仅能体验探究的乐趣，还能有效培养学生的创新精神和实验探究能力。
五、实验报告的科学准确，是优化实验设计的体现
实验的优化最终还要通过完美的回答来展示自己的能力。实验探究报告是反映实验探究问题、过程和结论的载体，是表达和交流的重要方式之一。教师应在向学生讲明探究报告的内容结构和基本写法后，引导学生独立地书写实验报告。
总之，优化的化学实验设计，使被研究的问题在脑海中形成清晰的问题图景，学生的创新欲望得以发挥，其聪明才智也得到充分展示，我们并不要求学生像科学家那样有伟大的发明创造，但我们要求学生在原有实验基础上有所突破，设计出较优的实验方案，形成良好的科学自信心。
篇6：生物探究实验设计论文
生物探究实验设计论文
一、工作单的设计
背景资料：影响种子萌发的非生物因素可能涉及光、水、温度、空气、土壤等，你能否通过实验找出哪个是种子萌发的必要条件？提供的实验器材：大豆种子、水、培养皿、纱布等。要求：请根据提供的实验材料，针对一个因素，提出一个可重复操作的问题，设计一组对照实验，完成工作单并进行实验。
1.提出问题：提出假设：
2.设计探究方案：写出实验设计方案或实验步骤（可以用文字表述，也可以画图或设计表格）
3.收集和展示数据（设计观察记录用的表格，记录实验现象）
4.完成实验
5.分析和解释结果
6.你的实验结果是否与假设相一致，如果不一致，请分析原因。你对该实验有哪些改进？
二、评价方法
科学探究能力的主要能力结构是科学知识的掌握、科学方法的应用、表达和交流三个方面，科学探究每个维度都可以从这三个指标进行评价，从而形成科学探究能力的评价体系。1.科学知识的掌握评价标准分值5：能够依据自己选择的探究因素，选择合适的实验材料，设计出简单、合理、易操作的实验装置，实验过程符合科学逻辑。分值3：能够依据自己选择的探究因素，选择合适的实验材料，设计出合理可行的实验装置，实验过程符合科学逻辑。分值1：实验材料选择不恰当，实验装置设计不合理，实验过程缺乏基本科学逻辑。2.科学方法的应用评价标准分值5：选取恰当数量的大豆种子，实验装置应考虑适宜的萌发条件，科学合理设置对照实验，考虑相同环境因素，保证某一外界因素这一单一变量，有明确可信的数据记录。分值3：选取恰当数量的大豆种子，科学合理设置对照实验，保证某一外界因素单一变量。分值1：未考虑实验的变量控制，设计的实验方案与检验假说没有逻辑上的关系。3.表达与交流评价标准分值5：能够简明有条理地叙述探究方案，实验装置描述清晰易懂，易被他人重复。分值3：能详细叙述出探究方案，基本能被他人理解和重复。分值1：探究方案的表述不完成，逻辑混乱，不可重复。
案例1：
（1）先在2个纸杯上分别标上“A”和“B”。
（2）分别在A杯和B杯内放入250g土。
（3）再在A杯和B杯内分别放入10粒大小相似并完整有生命力的大豆种子。
4）在A杯内每天浇水，B杯不浇水。
（5）仔细观察一周并记录种子萌发情况。评价：科学知识的掌握5分；科学方法的'应用5分；表达与交流5分。
案例2：
（1）取两个烧杯，都放入相等泥土。
（2）分别放入10粒种子，每天浇等量的水。
（3）一个放于温暖阳光下，另一个同样放于阳光下，但不让它照到光。
（4）连续观察一周，每天记录萌发数量。待修改问题：
（1）烧杯未标记。
（2）表达可再详细、具体些。评价：科学知识的掌握5分；科学方法的应用3分；表达与交流3分。
案例3：在土壤里均匀播种种子和水，在温度37度时会不会发芽。多试几次，每次不同湿度温度。待修改问题：
（1）未用标记。
（2）没有设置对照实验，没有控制实验变量，变量不唯一。
（3）表达没有条理不清楚，没有可操作性。评价：科学知识的掌握1分；科学方法的应用1分；表达与交流1分。
三、结果与思考
通过对162份工作单的评价，发现七年级学生在设计探究方案中存在以下问题：
1.器材的选择：学生在没有选择探究温度因素的情况下选用冰箱放置实验组。
2.大豆数量：三分之一的学生选择每组5粒以下的大豆种子进行实验。
3.实验组和对照组的编号：只有少数同学给培养皿或烧杯贴标签编号。
4.单一变量的控制:
（1）探究光：阳光下和阴暗处有温差，出现光和温度两个变量。
（2）探究温度：冰箱里无光，与室温下做对照，出现温度和光两个变量。
5.实验装置的合理性和可操作性：用玻璃罩密闭如何抽除空气，密闭后的容器如何保证水分供应。
6.实验步骤描述不准确：经常出现“少量”、“多点”、“观察现象”等模糊描述。综上，七年级学生探究实验设计能力还存在比较多的问题，思考问题不够全面和细致，对单一变量原则的掌握不到位，需在以后学习中多加练习，尤其是培养独立思考和设计方案的能力。
篇7：分析PROTEUS数字频率计的设计论文
分析PROTEUS数字频率计的设计论文
摘要:该数字频率计主要由74系列集成电路组成,它除具有基本的计频功能外,还具有对信号进行放大整形、选择时基信号、自动清零、自动换挡等功能。将待测频率的信号加入到信号输入端,与时基信号经闸门电路送入低位计数器的脉冲端开始计数,利用时基信号的下降沿经反相器去控制锁存器74HC273,将信号锁存,并用时基信号的低电平去给计数器清零,达到了很好的效果,以此实现计数、清零、换挡的功能。并通过Proteus仿真软件验证了设计的正确性。
关键词:数字频率计74系列集成器件Proteus
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007-941608-0006-03
1 系统结构框图及工作原理
数字频率计的结构框图如图1所示。工作原理:接通电源后,首先检测一下时钟源是否起振,然后将分频电路得到四种基频信号,待测信号通过放大整形后与时基电路一起送给闸门电路,从闸门电路出来的信号送入低位计数器开始计频,然后由最高位进位信号控制四种基频的选择,再由数据分配器去控制每一个小数点,从而简便的完成了换挡功能。在这里,我们用时基信号的下降沿经反相器去控制锁存信号,将数据读出,再由时基信号的低电平去控制计数器清零,进而保证了锁存是在清零之前,有效地完成两部工作。最后,由译码器将锁存的信号译码后,再由数码管显示出来。
2 系统功能仿真调试
应用Protues进行仿真,验证所设计的电路能否将待测信号进行放大整形,能否实现频率测量,能否自动换挡、自动清零,测量高频时有无较大的误差,信号能否起振等。
2.1 放大整形电路
2.1.1 调试目的
测试放大整形电路是否具有放大整形的能,整形出来的波形是否为较为标准的方波信号。
2.1.2 调试电路
调试电路如图2所示。
2.1.3 调试结果
假设输入正弦波的幅值为2v,其显示结果为如图3所示。
2.2 计频电路
2.2.1 调试目的
调试该频率计能否实现自动换挡、自动清零以及能否测量出0-9.999MHZ的信号频率。
2.2.2 调试电路
频率测试电路如图4所示。
2.2.3 调试结果
1、待测信号的'频率设为888HZ,其四位数码管的显示结果如图5所示。
2、待测信号频率设为12.58KHZ,其四位数码管的显示结果如图6所示。
3、待测信号频率设为100KHZ,其四位数码管的显示结果如图7所示。
4、待测信号频率设为1050KHZ,其四位数码管的显示结果如图8所示。
3 调试结果分析
3.1 调试电路已实现的功能
通过先分步调试后整体调试的方法,本设计已实现了测量范围从0-9.999MHZ的精确频率测量,并且能够自动换挡、自动清零。该数字频率计可主要用于测量正弦波、矩形波、三角波、尖脉冲等周期信号的频率值。
3.2 调试中遇到的问题和此电路的不足
在调试的过程中遇到的问题主要在于对逻辑控制电路和闸门电路的调试。刚开始电平出现了黄色和测量高频率时测不出数值的问题,即使测量出来了,也会等很久,而且计出来的值总是比所设的值大一,于是我就将两个锁存端直接连接,缩短了它的反应时间,再用与非门做闸门电路,很好的解决了以上问题,并且计数很精确,所花的时间也很少。该电路的不足之处就是在于如果频率要求更高,那么对元器件的要求就更高,用这一电路就很难实现,就只有用微控制器MCU来完成此类频率计的设计了。
[参考文献]
[1] 赵淑范等.电子技术实验与课程设计[M].北京:清华大学出版社,.
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[3] 朱清慧等.Proteus教程―电子线路设计、制版与仿真[M].北京:清华大学出版社,.
[4] 邹其洪等.电工电子实验与计算机仿真[M].北京:电子工业出版社,.
篇8：高中化学趣味实验设计探索论文
高中化学趣味实验设计探索论文
【第三篇】论文题目： 高中化学趣味实验设计探索
摘要：高中化学实验教学是贯穿于化学学科教学中的重要的教学方式之一， 也是培养学生实践、创新以及研究综合能力的主要的方式。现代的高中化学实验需要与时俱进， 根据新时期的特点来建立化学实验教学方式。据此， 本文以一项高中化学实验作为主要的研究内容， 探究教学创新的相关问题与策略。
关键词：高中化学； 实验教学； 创新；
一、引言
根据素质教育的改革背景要求， 在每个学科的每个教学阶段都需要注重学生的综合能力的培养， 并且创新其意识与能力， 使学生能够进行全面的发展。以高中的化学实验教学为例， 应该积极的创新教学的思路及方法， 使学生发挥自主动脑动手能力， 不断地提升学生的创新实验能力。作为学生来说， 只有对一门学科感兴趣， 才会将注意力放在学科之上， 并有研究与学习的动力， 尤其是向化学这种需要大量实践的学科。对此， 本文设计了一种化学实验的方式， 从化学实验的趣味性及实用性着手进行设计， 以提升化学实验的趣味性， 提升学生的学习兴趣为设计的目的， 以期能够为教师之后的实验教学以及学生的学习方法有所指导。
二、实验的设计目的
本文的实验对象是“一定物质的量浓度溶液的配制”， 这是高中必修的课程内容， 根据教材的实验设计内容来说， 主要是想培养学生使用容量瓶以及配置溶液的过程， 通过配置100m L1。00mol/L的Na Cl溶液， 以及相关的实验器材与实验步骤， 学生体会到的只是照本宣科的进行动手操作， 学生对此并没有太大的兴趣， 固定的实验步骤与实验结果， 使学生所学习到的只是比较浅显的东西， 实际也不会得出较好的效果[1]。本着以增加实验的趣味性的目的， 利用常规的器材设计了一个实验， 目的是想引起学生的兴趣， 增强学生的创新意识及自主学习能力。实验的具体过程就是利用酸碱溶液和酸碱指示剂酚酞来实现溶液在无色和红色之间的多次变色。在实验进行的过程中， 主要分为两个步骤， 首先是配置100m L1。00mol/L的Na OH溶液， 其次是利用稀硫酸、氢氧化钠溶液和酚酞来完成化学小实验[2]。
三、实验操作方法
（一） 标准变色反应的实验方法
此次实验是一个半开放型的实验， 需要完成实验设置的两个标志， 一方面是进行计算， 使配置的材料能够达到规定的浓度与数量， 然后按照教材所显示的配置过程进行物质量浓度溶液的实验步骤来操作；另一方面是学生进行自主设计， 利用不同量溶液进行化学实验的操作。
（二） 多次变色反应的实验方法
在进行设计的时候， 还另外为一些能力比较强的同学设置了加分项目， 就是使用提供的一定量的试剂达到更多层次的变色， 为实验增加更多的挑战的可能， 这样还能够培养学生的创新动手操作能力。并提出更多的方案。
四、化学趣味性实验设计需遵循的原则
（一） 对应性原则
根据教材的相关的知识点， 再进行实验设计的时候， 实验的设计需要以教材作为基础， 趣味性是一方面， 课本知识的内容也是十分重要的。趣味性化学实验的开展是为了引起学生学习化学的兴趣， 并且提供另一种学习方式。首先， 学生在进行实验操作时， 1mol/L的`氢氧化钠溶液的配置需要运用容量瓶进行， 这就完成了学习的第一个目的， 使学生学会运用容量瓶配置溶液浓度。除此之外， 学生在进行实验的过程中需要对相关数据进行计算， 以此来保障实验数据的有效性， 这就完成了学习的第二个目的， 复习所学过的“物质的量相关计算”的课程。
（二） 个性化原则
个性化原则指的是学生之间存在个体的差异， 不同的学生需要不同的方式， 配合学生的学习程度以及思维模式， 使不同的学生都能够有所收获。在实验中， 对于不同的学生分配了两拨任务， 一是对普通学生的两次变色实验的任务分配；另一种是对于能力比较强的学生的加分项目的变色实验分配。这样就能够对于学生进行因材施教， 以满足不同学生的个性化的学习方式。
（三） 开放性原则
开放性原则是指在实现任务的固定的情况下， 对于实验步骤进行放宽， 使学习自己设计实验的步骤， 能够使学生所学的知识有所运用。上述实验步骤方面没有做出规定， 也不鼓励参考教科书， 就为学生发放了相关的实验品， 布置实验时间与实验任务， 判断的标准也只是在规定的时间内完成既定的任务， 就算成功。一方面， 趣味化学实验的开放性能够给学生以空间进行思维模式的发散， 并且培养学生的创新意识；另一方面学生运用不同的素材得到了相同的实验结果， 为学生的自主动手能力以及相互借鉴方面提供了支持， 使其能够相互进行学习， 发挥学生的思维与综合运用能力。
（四） 主体性原则
主体性原则就是要以学生作为主体， 使学生真正参与到实验之中并有所收获。主动寻找知识， 并且让学习的过程更加有趣， 使学生不再感到枯燥。根据以上的过程分析， 在进行实验的时候， 学生需要一个有趣的实验平台， 这就要求老师能够发挥主导作用， 让学生自主进行实验过程的全控制， 实现学生的主体地位。包括步骤的设计、实验过程的操作以及实验结果的交流与总结， 以此来引起学生对于化学实验以及化学学科的兴趣。
五、总结
综上， 高中化学实验的创新发展， 一方面需要教师能够紧跟时代发展的步伐以及人才培养的新要求， 改变自身的陈旧观念， 积极的接收新的事物与新的方式， 并且发挥不断创新的进行改进教学方法， 引起学生的共鸣；另一方面需要学生发挥自主能力以及思维方式， 并且不断地通过趣味性的实验来学习课本的知识， 以此来促进化学学科的进步， 并以此延伸到其他科目的学习之中， 继而有效的提升自身的全面发展。
参考文献
[1]杨莎。浅谈趣味实验在初、高中化学衔接课程中的作用[J]。化学教学， （9） ：34~36。
[2]钟文丽。趣味实验促进高中化学探究学习的实践与案例[J]。中学教学参考， （11） ：96~97。
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篇9：高中化学漂白实验设计探索论文
高中化学漂白实验设计探索论文
［摘要］在对多个化学漂白实验方案进行前期探索的基础上，经筛选确定用过氧化氢漂白牵牛花和玫瑰花花瓣，并详细考察了不同过氧化氢浓度和不同漂白温度下的完全漂白时间，最终设计了高中化学漂白课堂实验方案，为高中阶段开展化学漂白课堂实验提供参考。
［关键词］化学漂白；课堂实验；过氧化氢；高中化学
一、引言
漂白剂在日常生活和生产中的应用十分广泛，涉及印染、食品、造纸、生活用水及消毒等领域。比如，食品工业使用漂白剂可改善食品色泽、抑菌防腐、抗氧化等；日常洗涤剂中常常使用漂白剂以使被洗织物的颜色亮丽；等等。漂白作用是指使有机性的有色物质褪色的作用。高中化学教材中有很多涉及漂白问题的知识，漂白可以分为物理漂白和化学漂白。物理漂白指吸附型漂白，如疏松多孔的活性炭通过表面吸附有机色素而使有色液体颜色变浅或变白。化学漂白包括氧化性漂白、还原性漂白和化合型漂白三类。氧化型漂白剂主要包括氯气、氯水、次氯酸HClO、次氯酸钠Na（ClO）2、双氧水H2O2、过氧化钠Na2O2、臭氧O3等，它们不稳定，能分解生成氧化能力很强的新生氧，破坏有机色素结构而发挥漂白作用。化合型漂白剂主要指二氧化硫SO2，漂白机理是二氧化硫溶于水后生成的亚硫酸与有机色质直接结合成无色的.化合物。还原型漂白剂常见的有连二亚硫酸钠Na2S2O4，漂白时S2O2－4中的三价硫被氧化成HSO－3中的四价硫，即S3＋→S4＋＋e－，主要用于漂白纸张浆以提高纸张白度。
二、化学漂白实验探索构思
学生虽然已经学过漂白作用，知道多种漂白物质，但是对漂白过程还没有过真实的体验，因此要设计实验让学生真切地感受漂白这一化学现象和过程，加强对漂白作用及其原理的认识和掌握，特别是通过身边的物品开展教学，激发学生的学习兴趣、培养学生的探索精神。化学漂白过程和现象更能体现实验探索的趣味性。探索化学漂白课堂实验时，我们需要注意几个问题：首先是选择相对安全的漂白试剂；其次是筛选漂白过程容易发生且漂白现象明显的有趣的漂白对象；再次是设计合理的实验程序和实验条件。在化学高中实验中，安全是需要特别注意的首要问题。气体型漂白剂，如氯气、臭氧、二氧化硫等，有较大的毒性，存在实验安全问题，因此不宜采用。通过检索资料及相关分析，我们初步确定采用过氧化氢、次氯酸钠、硫黄和亚硫酸钠这些固体或液体漂白剂。前期选定浅黄色纸张、木粉、变色旧白布和枯黄的银杏树叶为漂白对象，实验方案分别为采用次氯酸钠漂白浅黄色纸张及枯黄的银杏树叶、硫黄漂白木粉和亚硫酸钠漂白变色旧白布。通过改变温度和延长时间进行实验探索，发现漂白现象不明显。比如，在室温下漂白枯黄的银杏叶的完全漂白时间高达25小时（而升温漂白时银杏树叶容易碳化变黑），因此不宜设计为高中阶段的化学漂白课堂实验。最后，我们选定牵牛花和玫瑰花为漂白对象。由于次氯酸钠的氧化性较强，适合漂白纤维素较多的物质，如果采用次氯酸钠溶液漂白牵牛花和玫瑰花，会严重损伤花瓣，因此确定采用相对比较安全的过氧化氢作为漂白剂，更便于学生全面探索和观察漂白过程及现象。
三、化学漂白实验过程
为了减少过氧化氢在达到预定温度前分解，将鲜花花瓣浸入过氧化氢后立即放到已提前升到设定温度的水浴锅内恒温漂白。图1和图2分别是紫色牵牛花花瓣和红色玫瑰花花瓣漂白过程中不同时间的数码照片。可见，随着漂白时间的延长，紫色牵牛花花瓣和红色玫瑰花花瓣的颜色逐渐变浅，并且白色斑不断增多，白色区域慢慢增大，最后整个花瓣全部变为白色。被过氧化氢漂白后的花瓣在80℃下加热5小时后仍然为白色，室温放置1个月以上也仍然为白色，说明过氧化氢的漂白属于永久性漂白。列出了不同过氧化氢浓度和不同漂白温度下紫色牵牛花花瓣完全漂白的时间。可以看出，随着温度和浓度的升高，过氧化氢漂白紫色牵牛花花瓣的时间在缩短。在7．5％～30％的过氧化氢浓度范围内，都能快速观察到紫色牵牛花花瓣的漂白效果。
四、化学漂白课堂实验小结
综上可见，我们建议采用过氧化氢漂白红色和紫色类鲜花进行漂白实验。为了便于课堂内观察，漂白温度最好选择在40℃左右，过氧化氢浓度最好采用20％～30％。每个实验组涉及的实验仪器包括20mL量筒1只、5mL量筒1只、50mL广口瓶1只、恒温水浴锅或烘箱、镊子1把和乳胶手套1副。涉及的实验药品为30％的过氧化氢（化学纯）和蒸馏水。实验步骤：（1）采用量筒量取20mL30％过氧化氢倒入50mL广口瓶，用5mL量筒量取计量的蒸馏水加入混匀，调至实验要求的过氧化氢浓度；（2）用镊子镊取鲜花花瓣浸入广口瓶内的过氧化氢溶液里；（3）盖上广口瓶盖，放入已升到设定温度的恒温水浴锅或烘箱内，随时透过瓶壁观察鲜花花瓣的颜色变化；（4）实验完毕后，取出广口瓶，打开瓶盖，用镊子将漂白后的花瓣用清水漂洗掉表面附着的过氧化氢液体；（5）将过氧化氢残液倒入实验室废液瓶或桶内集中处理。需要注意的是，过氧化氢具有较强烈的灼烧作用，需要特别小心，不能溅到皮肤上，特别不能溅到眼里，因此整个实验操作过程要求穿长袖长裤，戴乳胶手套。如果不慎溅到皮肤上或眼里，立即开大水龙头冲洗10分钟以上。必要时就医治疗。
［参考文献］
［1］夏淑萍．基于“3S”的教学设计———以“含氯漂白剂”为例［J］．化学教与学，2013（9）：74－75，52．
［2］孙克俊．浅谈中学常见漂白剂［J］．中学课程辅导，2014（33）：299－300．
［3］张敏志．如何提高化学课堂演示实验教学效果［J］．中学生数理化（学研版），2015（9）：69．
［4］潘志勇．关于提高中学化学实验教学质量的思考［J］．中学教学参考，2016（17）：89.
篇10：小学科学实验设计之我见论文
小学科学实验设计之我见论文
摘 要：实验设计是实验教学重要的一环，是成功地进行实验的前提。从实验设计的目的、材料、方法三个环节描述实验设计的过程，目的要“明”、材料要“精”、方法要“妙”。结合具体案例进行阐述， 提出实验设计要让学生积极参与，从而达到培养兴趣、拓展知识、锻炼思维的目的。
关键词：小学科学；实验设计；目的“明”；材料“精”；方法“妙”
爱因斯坦说：“一个美妙的实验，通常要比我们头脑中提取二十个公式更有价值。”我们应该通过科学合理的实验设计，激发学生学习兴趣，培养学生科学探究精神和创新能力。小学实验教学主要包括实验设计、实验操作和实验分析三大部分。实验设计部分重在依据科学知识和学生实际设计方法，培养学生实验操作能力和逻辑思维能力。
实验设计要求设计者根据实验的目的、要求，运用有关的知识和技能，对实验仪器（材料、装置）、方法和步骤等进行设想和规划，要求思维有序、缜密。同时也要求设计者引导学生、特别是高年级学生参与进来，体验实验设计的整个过程。那么怎么进行实验设计呢？我认为它应符合人的科学探究思维的一般过程，即明确实验目的――思考实验所需材料――确定实验方案。
一、目的“明” 才能有的放矢
实验设计首先让学生明白实验目的`。为了让学生清楚地知道实验目的，教师可以采取如下措施：一是引导学生仔细审阅实验题目，通过把握重点词的方式来明确实验目的。如小学科学三年级下册《光的传播》一课有“证明光的直线传播”的实验，通过教师引导，学生可以认识到重点词明显就是“光”和“直线传播”，其中“光”既是主语，又是实验对象，“直线传播”是要通过实验验证的现象。二是教师展示实验题目，学生思考后积极发言进行讨论，教师点拨纠正，让学生正确确立实验目的。
二、材料“精” 才能物尽其用
良好的材料是实验成功的基础和保证。选择实验材料时，首先考虑从实验室获取，但很多小学科学实验材料从实验室不易得到，这就要求我们教师自制教具，从生活中获取简易的、实验现象明显的材料。比如，小学科学教材《固体的热胀冷缩》实验，选择材料是铜球，加热用酒精灯，冷却用冷水，观察方法用铁圈套铜球。这个实验有两个弊端，一是铜球温度很高，易烫伤学生，有危险性；二是加热时间比较长。因此，我将实验材料改为PP-R塑料，因为PP-R塑料热膨胀系数远远大于铜的热膨胀系数，实验现象特别明显。再如教材《马铃薯在水中是沉还是浮》一课，我把马铃薯改为葡萄，在烧杯中就可以做。这样既节省实验用品，实验效果又明显。
三、方法“妙” 才能一目了然
（一）充分利用对照实验和对比实验
对照实验是提前控制“因”，然后观察“果”；对比实验是通过对“果”的对比，让学生发现“因”，探究性更强一些。在实验设计中我们要有意识地采用这两种方法。
例如五年级上册第一单元第一课《小苗的诞生》中的实验采用了对照实验，适宜的温度、水、空气等诸多条件中，每次只能改变其中的一项。需要指出的是，为了节省时间，可以一次设置多个样本，根据排列组合的原则使样本间条件有所区别，最后通过将样本两两对照得出结论。本实验要求设计记录表，能对浇水量、光照时间等进行记录。同时，教师鼓励学生课后对自行控制变量的种类和数量进行研究，激发兴趣，巩固知识。
（二）改进实验，一切为了效果
实验设计时，参照课本、参考书、网上所设计的实验方法，从各角度思考，找出它们的优缺点，结合自己的设计确定最优方案。比如“光的直线传播”实验中，教材中提到森林中的光线直线传播，但缺点是远离生活只能想象；观察教室窗户中的一缕光线，实施起来也有困难。为此，我设计了利用激光笔大角度倾斜打在黑板上的方法，很方便地证明了光的直线传播，效果很好。
（三）方案周密，预知可能的败笔之处
实验设计时，对可能影响实验效果的不利因素要提前预知并加以避免。如五年级上册《风的形成》一课中“风的形成”实验，学生需要制作自己的实验箱，在实验设计阶段要引导学生注意以下事项：实验箱密封效果一定要好，任何地方不能漏气，否则蚊香的烟会溜走；实验箱要有一定的高度，否则点燃的蜡烛会引起燃烧，不安全。
四、让学生积极参与实验设计
实验设计过程是个锻炼思维的过程，通过学生参与实验设计，养成积极动脑的习惯；让他们掌握实验设计用到的基本方法，比如对比实验和对照实验等；让他们培养合作精神，体验到合作的乐趣。
总之，教师在实验设计上下大力气是值得的，能让学生体会到实验科学的魅力。
篇11：电工技术实验设计路径论文
电工技术实验设计路径论文
1指针式电工仪表的设计
电工仪表是用于测量电路中的各种电参量(如电压、电流、功率等)和元件参数(如电阻、电容等)的仪表，分为指针式仪表和数字式仪表2大类。其中，指针式仪表是利用指针在表盘上的偏转程度来对被测量的大小进行指示，具有简单直观的优点。实验要求:设计一个指针式直流电压表，量程分为100mV、1V、10V、100V4档。
2动态元件参数的测量
作为电路中的动态元件，电容和电感参数的测量方法有多种:交流电桥法、RLC串联谐振法、电压法、时间常数法等。实验要求:用3种以上的方法测量电容和电感的参数。实验方案举例:用时间常数法测量电容的参数。将电阻R和被测电容C串联，构成一阶RC动态电路，以幅度为US的脉冲信号作为输入信号ui，合理地选择电阻R的'值，用示波器观察uC的波形，使电容C两端的电压uC。
3数模转换器的设计
由于数字电子技术的迅速发展，尤其是计算机在自动控制、自动检测以及其他许多领域中的广泛应用，用数字电路处理模拟信号的情况也更加普遍了。为了能够使用数字电路处理模拟信号，必须把模拟信号转换成相应的数字信号，方能送入数字系统(例如计算机)进行处理。同时，往往还要求把处理后得到的数字信号再转换成相应的模拟信号，作为最后的输出。可见，数模转换器是一种非常实用的电路。同时，在很多情况下，它还是构成模数转换器的基本单元。常用的数模转换电路(D/A转换器)包括T型电阻网络D/A转换器、权电阻网络D/A转换器、权电容网络D/A转换器、权电流型D/A转换器、开关树型D/A转换器等，它们都可以用电阻、电容、开关等常用的电工元件来进行设计。实验要求:设计两种不同的数模转换电路，以4位二进制数字信号作为输入，通过电路将其转换为对应的模拟电压。
4放大电路的设计
放大电路是一种应用广泛的电子电路，在电子技术中具有非常重要的地位。在分立元件构成的放大电路中，起核心作用的是三极管或场效应管;在电子技术中得到普遍应用的集成运算放大器，也是以三极管或场效应管为基本单元构成的。三极管和场效应管的交流小信号模型可分别用电流控制的电流源(CCCS)和电压控制的电流源(VCCS)来表示，因此，在没有实际三极管和场效应管的情况下，利用受控源这一基本的电工元件，同样可以设计出各种放大电路。实验要求:利用受控源设计一个2级放大电路，要求电路输入电阻大，第1级电压放大倍数为－30，总的电压放大倍数为600。
5结束语
电工技术综合性实验有助于学生对电工技术知识的全面掌握和创新能力的培养，并促使学生了解电工技术的实际应用，增强他们的学习兴趣。上述综合性实验内容已在国防科技大学电工技术实验室得到应用，得到了学生的普遍欢迎以及各级领导和专家的充分肯定。
篇12：Proteus仿真软件在单片机项目教学中的应用
Proteus仿真软件在单片机项目教学中的应用
在单片机教学中运用项目教学法,可以培养学生的实践能力.然而,如果利用传统的单片机实验室,不仅需采购大量的'硬件设备,而且设备维护工作量也非常巨大,浪费较多的时间和经费.本文介绍了利用Proteus仿真软件进行单片机项目教学,仿真数据接近真实系统测试数据.为单片机的软硬件结合虚拟仿真提出了一个新的思路.在实际应用中,Proteus软件可以很好应用于单片机系统开发设计,降低设计成本,缩短开发周期,提高效率.
作 者：陈慧 饶成明 作者单位：无锡职业技术学院,江苏,无锡,214121 刊 名：现代企业教育 英文刊名：MODERN ENTERPRISE EDUCATION 年，卷(期)：2009 “”(12) 分类号：G71 关键词：高职教育 教学改革 单片机 项目教学 Proteus【探析PROTEUS的九九乘法表仿真实验设计论文】相关文章：
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