時間：2023-02-28 15:55:15
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇試驗設計論文范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
1.1案例教學法
案例教學法是一種使得學生處在面臨問題的決策者角色的教學方法。在案例教學法課堂，無論是教師和學生必須以不同的方式被激活。教師和學生相互依賴、互相學習。教師一般都是專家，但他們很少直接告知學生專業知識。案例教學法主要是用在商業學院和公共政策學院教學活動中。例如，1908年已被用于在哈佛商學院和公共政策學院。教學案例研究是全球頂尖的商學院進行核心功能。他們常常組織比賽確定最佳的新的教學案例。商業案例是模仿或模擬真實情況下的文檔。案例陳述的現實讓讀者參與其中。案件往往說明企業或政策形勢需要解決問題，還包括課堂討論和研究的其他信息。在沒有明顯的解決方案的情況下，提供了充分的事實基礎上激發學生獲得一切可能的結果。作為現實的模擬，案例必須具有三個特征：一個重要的業務問題或問題。沒有問題的情況下，沒有教育價值；充分的信息基礎；沒有明確的結論。在案例教學過程中，教師的作用是選擇和組織案例，這也是實現教學目標的關鍵。
1.2基于問題解決的學習
基于問題解決的學習方法是1980年美國數學教師協會正式提出來的。它將學習內容設計成問題,或由學生提出問題,讓學習者通過解決問題來獲得相應的知識和能力。讓學生提出高質量的問題是這種教學方法的關鍵。要求學生將問題具體化和形象化，構造成模擬實際生活的故事情節。學生在原有知識和經驗的基礎上，通過分析解決問題，發現更加復雜和深入的問題。因此，學生提出問題的多少、思考問題的廣度和深度等是基于問題解決的學習方法的重要的評價標準。
1.3基于問題的學習
基于問題的學習是一種以學生為中心的教學方法。學習的目的是獲得解決問題的經驗、思考策略和該領域的知識。基于問題的學習的目標是幫助學生形成靈活的知識、有效解決問題的能力、自主學習、有效的協作能力和內在動機。基于問題的學習是一個主動的學習方式。在工作過程中，學生發現他們已有的知識，需要知道什么，以及如何和在哪里獲得新的信息，可能會有益于該問題的解決。教師的作用是為了促進學生的學習、支持、指導和監控學習過程。導師必須建立學生對解決問題的信心，并鼓勵學生，同時也拓展他們的理解。Barrows定義了基于問題的學習模型為：(1)以學生為中心的學習。(2)學習是學生小團體做的，理想的6～10人。(3)教師指導學生而不是教學。(4)以問題為基礎組織和激發學生學習。(5)問題是設置是提高學生解決問題能力的基礎，是刺激的認知過程。(6)學生通過自我導向學習獲得新的知識。基于問題的學習要求教師的教學風格達到幾個主要標準：首先，要有一個與教師科研相關的“學習中心”，所有的學生都需要圍繞該中心。第二個標準是必須有一個驅動問題，學生通過完成項目獲得問題的答案。這個問題也不能有一個預定的結果，它應該要求學生使用的先驗知識來所有可能的結果。其他標準包括建設性的調查研究、學生的自等。基于問題的學習的主要教學過程包括提出問題、分析問題、形成假設、驗證假設、修正假設。
2土木工程探索性試驗設計
近年來華南理工大學開展了“探索性實驗”教學項目建設工作，引導教師將科研項目成果轉化為計劃內實驗教學內容，從而深化實驗教學內容和體系改革，推進實驗室開放共享；通過科研與教學融合，切實促進學生實踐創新能力的培養。下面介紹用研究性教學方法設計所申報的“探索性實驗”教學項目“瀝青混合料多軸加載試驗”。
2.1提出問題
最新版的《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTGE20-2011）中瀝青混合料的試驗方法主要包括：單軸壓縮、單軸拉伸、小梁彎曲和劈裂試驗等。試驗過程中，瀝青混合料試件處于單軸或雙軸應力狀態。而實際瀝青路面中，瀝青混合料處于多軸受力狀態，承受壓縮、拉伸、剪切的交互作用。因此，現有瀝青混合料的試驗裝置與方法無法模擬實際瀝青路面材料的多軸受力狀態。
2.2分析問題
為了模擬實際瀝青路面材料的多軸受力狀態，采用如圖1所示的試驗裝置。通過轉動的橡膠輪胎帶動圓柱體試件轉動，試件受到橡膠輪胎的表面摩擦力F和鉛垂方向的壓力P作用。同時，在試件水平方向施加壓力Q。從而模擬實際路面材料多軸受力狀態，使得試件承受壓縮、拉伸、剪切的交互作用。
2.3試驗步驟
(1)試件制作。采用擊實法、靜壓法或旋轉壓實法制作的圓柱體試件；或在輪碾法制作的板塊狀試件中鉆取的圓柱體試件；或在路面中鉆取圓柱體的芯樣。
(2)安裝試件。將試驗室的環境溫度控制在試驗溫度±0.1℃范圍內。加載前，保溫時間為90～120min。
(3)水平方向加載。通過水平加載油缸對試件施加水平方向拉伸或壓縮荷載。
(4)鉛垂方向加載。通過鉛垂方向加載裝置在橡膠輪上施加荷載，從而在試件中部上方施加鉛垂方向荷載。
(5)啟動橡膠輪驅動馬達，使得橡膠輪單向旋轉，轉速為1～100r/s。
2.4試驗結果的分析與討論
試件轉動一定次數后，量測試件中部加載位置的直徑，計算直徑變化率。加載后試件中部直徑的變化百分率計算公式為：100%×加載一定次數后加載位置試件直徑/加載前試件直徑。同時，量測試件長度，計算加載后試件長度的變化率。加載后試件長度變化百分率計算公式為：100%×加載一定次數后試件長度/加載前試件長度。教學過程中，共15位同學參與該項試驗，分為3組，每組5人。
3教學效果
采用研究性教學方法，有助于把學生納入教師的科研項目，驅使學生調查研究，組織討論會，分析問題，解決問題，完成工作任務。授課教師與同學們一起通過該試驗項目掌握了實際路面材料的受力狀態，并創新性的設計了“瀝青混合料多軸加載試驗”方法。依托研究成果申報了2項實用新型專利和2項發明專利。在國外SCI源刊投稿論文2篇。
4結語
筆者結合南開大學信息安全專業實驗室的軟硬件環境和已有的實驗方案，設計了僵尸網絡分析實驗環境，其基礎架構如圖1所示。在上述硬件環境的基礎上，搭建了自動化、系統性的僵尸程序監控分析平臺，其結構如圖2所示。該分析平臺運行在Ubuntu10．04／12．04操作系統下，主要由4個部分組成。（1）僵尸程序執行過程監控平臺。該平臺負責僵尸程序的運行監控、執行軌跡的捕獲、污點傳播分析、符號執行及約束求解等實驗任務。該監控平臺的主要部分是二進制代碼分析平臺BitBlaze，包括動態分析部分TEMU和靜態分析部分VINE。（2）執行軌跡分析工具包。該工具包由Perl語言實現，完成對執行軌跡的分析實驗，比如分析僵尸程序代碼空間中的代碼覆蓋情況，分析僵尸程序執行過程中與系統交互情況等。（3）控制命令挖掘工具包。控制命令挖掘工具包也由Perl語言實現，通過和執行軌跡分析工具的結合，利用部分僵尸程序執行邏輯的先驗知識，可以進行對僵尸網絡未知控制命令進行挖掘，并在此基礎上對僵尸網絡的命令控制機制進行進一步的分析研究。（4）僵尸程序行為監控工具包。該工具包由文件系統監視軟件FileMon和網絡分析軟件Wireshark等成熟的系統監控軟件組成，工作在Windows系統的僵尸主機下，用于對僵尸程序的宏觀行為進行跟蹤和監控。
2實驗步驟
（1）熟悉監控環境和分析平臺的使用。熟悉監控環境的使用，并在其中運行僵尸程序，嘗試和僵尸網絡命令與控制服務器進行連接和通信；熟悉二進制代碼分析平臺BitBlaze的使用，學習利用其動態分析組件TEMU進行軌跡捕獲、二進制代碼插裝的技術和方法，熟悉利用靜態分析組件VINE進行二進制代碼的執行軌跡反匯編及符號執行、約束求解等分析方法。（2）僵尸程序執行軌跡捕獲。執行軌跡是僵尸程序路徑空間中一條路徑的執行過程的詳細記錄。在BitBlaze平臺的TEMU中運行僵尸程序，監控其執行過程，并將從命令與控制信道中接收到的網絡數據標記為污點，捕獲得到僵尸程序的執行軌跡文件。可以分別捕獲僵尸程序在與控制命令服務器無網絡交互、有網絡交互及接收到不同控制命令等情況的幾組不同的執行軌跡，以便于進行對比分析，并用BitBlaze平臺中的VINE將這些二進制的執行軌跡文件轉換成匯編語言格式。（3）僵尸程序執行軌跡文件分析。對捕獲到的執行軌跡文件進行處理和簡化，然后編寫程序對其進行分析：統計分析僵尸程序執行軌跡中的線程個數及線程號、污點傳播過程等信息；分析僵尸程序代碼空間中的代碼覆蓋情況，計算代碼覆蓋率并分析其特點；統計分析系統API調用情況；從執行軌跡文件構造僵尸程序的控制流圖。通過分析，對執行軌跡的特點和僵尸程序的執行邏輯有更加清晰的認識。（4）僵尸網絡控制命令提取。根據步驟（3）中的分析結果，結合僵尸程序的固有特點，從執行軌跡中定位到僵尸程序中對控制命令進行判斷、處理的命令控制邏輯代碼段。定位的方法可以結合參考文獻［3］中提出的規律，也希望學生探索和發現新的特點和規則。然后，在可控環境中執行僵尸程序，當執行到命令控制邏輯代碼段時，利用代碼插裝等二進制代碼動態分析技術［13］提取出僵尸程序可執行的控制命令。（5）僵尸程序行為分析。在可控環境中再次運行僵尸程序，利用FileMon和Wireshark等軟件對僵尸程序的行為進行跟蹤監控。其一，在沒有與命令控制服務器交互時，分析僵尸程序執行后會有怎樣的行為表現，例如自刪除、修改系統文件、修改注冊表選項、試圖連接命令與控制服務器等；其二，在和命令與控制服務器進行交互時，利用步驟（4）中提取出的僵尸網絡命令，觸發僵尸程序運行，再監控其會有怎樣的行為，并總結控制命令與僵尸行為的對應關系。通過多次實驗和觀察，對僵尸程序的行為和特征進行歸納總結。（6）僵尸網絡命令與控制機制的進一步思考和探索。思考上述從僵尸程序二進制文件中挖掘未知命令方法的優缺點，并探索新的改進方法。根據提取出的控制命令及其對應的行為，分析僵尸程序和命令與控制服務器通信的方式，從整體上對該僵尸網絡的命令與控制機制進行認識和思考。在上述步驟中，步驟（3）“執行軌跡文件分析”和步驟（4）“控制命令的提取”涉及較多的專業知識和二進制代碼分析技術，是本實驗的難點。
3實例分析
在TEMU中運行Zeus僵尸程序，在和命令與控制服務器進行通信時，動態捕獲了Zeus僵尸程序的3條執行軌跡，其中的線程數、匯編指令總數和系統API調用個數見表1．對3個執行軌跡進行分析，了解Zeus僵尸程序的執行邏輯，利用執行軌跡中的代碼塊覆蓋率特征，從中定位到滿足參考文獻［3］中提出的覆蓋率規律的代碼塊，其所在代碼區域就是僵尸程序的命令控制邏輯代碼段。根據此方法，可以定位到的代碼段地址范圍為0x26e877c—0x26e87a2，其中調用了系統比較函數lstrcmpiw來進行比較，它是一個循環結構（見圖3）。將Zeus僵尸程序再次放在TEMU中運行。當僵尸程序運行到命令判定循環的入口地址0x26e877c時，開始監控是否調用判定函數lstrcmpiw。如果發生調用，則修改輸入命令為隨機數據，使程序進入判定循環。在判定過程中，通過獲取用來和輸入數據比較的參數，動態捕獲了Zeus僵尸網絡的25個控制命令。提取出控制命令以后，就可以用這些控制命令作為網絡輸入來觸發Zeus僵尸程序，使其表現出相應的行為。掌握了僵尸網絡的命令與控制機制以后，也可以嘗試偽造Zeus命令與控制服務器并向僵尸主機發送bot＿uninstall等命令來卸載、刪除僵尸程序，瓦解僵尸網絡。
4結束語
關鍵詞：射頻識別技術射頻卡分類
引言
射頻識別技術(RFID，RadioFrequencyIdentification)實際上是自動識別技術(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在無線電技術方面的具體應用與發展。該項技術的基本思想是，通過采用一些先進的技術手段，實現人們對各類物體或設備(人員、物品)在不同狀態(移動、靜止或惡劣環境)下的自動識別和管理。
目前，應用最廣泛的自動識別技術大致可以分為光學技術和無線電技術兩個方面。本文主要介紹自動識別技術在無線電技術方面的應用。
1射頻識別技術簡介
20世紀80年代，由于大規模集成電路技術的成熟，射頻識別系統的體積大大縮小，使得射頻識別技術進入實用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術。
射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應用。
典型的射頻識別系統包括射頻卡和讀寫器兩部分。
射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。
在多數RFID系統中，讀寫器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。讀寫器接收到卡的數據后，解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。簡單的RFID產品就是一種非接觸的IC卡，而復雜的RFID產品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數，甚至可與GPS系統連接來跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識別技術的分類
射頻識別技術主要按以下四種方式分類。
(1)工作頻率
根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。①低頻系統一般指其工作頻率小于30MHz的系統。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。②高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內保存的數據量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監控、高速公路收費等系統。
(2)射頻卡
根據射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數據所花費的時間遠大于讀取數據所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數據不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。
(3)射頻卡的有源與無源
射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發射功率大。
(4)調制方式
根據調制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發送數據給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調制散射方式發射數據。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號，適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。
目前使用的多數系統中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區域內。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統的效率。
3國際射頻識別技術發展狀況
射頻識別技術在國外發展得很快。RFID產品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產RFID產品。他們的產品各有特點，自成系列。射頻識別技術被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的RFID產品用于澳機場旅客行李管理中并發揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統，調度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統應用在汽車生產流水線的生產過程控制中等。
據有關權威數據顯示，射頻識別產品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術具有廣闊的市場前景。
4射頻識別技術在我國的發展
我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術的發展及應用十分迅猛。現在，射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術，也將在中國很快地普及。
目前，我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發展前景較好。當然，這里僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經濟增長點。
4.1安全防護領域
(1)門禁保安
將來的門禁保安系統均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。
公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結合GPS系統利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。
(2)汽車防盜
這是RFID較新的應用。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發送來的特定信號，汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。
另一種汽車防盜系統是，司機自己帶有一射頻卡，其發射范圍是在司機座椅45~55cm以內，讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的ID號時，系統發出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關閉，同時觸發報警裝置。
(3)電子物品監視系統
電子物品監視系統(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統包括貼在物體上的一個內存容量僅為1比特(即開或關)的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統已被廣泛使用。據估計每年消耗60億套。
4.2商品生產銷售領域
(1)生產線自動化
用RFID技術在生產流水線上實現自動控制、監視，提高生產率，改進生產方式，節約了成本。舉個例子以說明在生產線上應用RFID技術的情況。
用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡，以盡可能大量地生產用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產是基于用戶提出的要求式樣而生產的。用戶可以從上萬種內部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復雜的控制系統是很難完成這樣復雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統，使用可重復使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務。
(2)倉儲管理
將RFID系統用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關的信息都能在計算機里查到。當貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發送了多少產品。
(3)產品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢。防偽技術本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內存，可以儲存、修改與產品有關的數據，利于銷售商使用；體積十分小、便于產品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產品上都可使用。
(4)RFID卡收費
國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現金交易。現金交易不方便也不安全，還容易出現稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據市場。原因是在一些惡劣的環境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。
4.3管理與數據統計領域
(1)畜牧管理
該領域的發展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內有一個線圈，約1000圈的細線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發展到了標識牲畜。牲畜的識別提供了現代化管理牧場的方法。
(2)運動計時
在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發的人同最后一個出發的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現差錯。射頻卡應用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當運動員越過此墊片時，計時系統便會接收運動員所帶的射頻卡發出的ID號，并記錄當時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結束時間，不會出現不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。
RFID還可應用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內。這樣到比賽結束時，每個參賽選手將會有一個準確的結果。
4.4交通運輸領域
(1)高速公路自動收費及交通管理
高速公路自動收費系統是射頻識別技術最成功的應用之一。目前，中國的高速公路發展非常快，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當的財政收入。RFID技術應用在高速公路自動收費上，能夠充分體現它非接觸識別的優勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術的不停車高速公路自動收費系統是將來的發展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預計在未來10年內，高速公路自動收費系統將有數十億元的需求。
在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導，提高道路的利用率，深挖現有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術的交通管理系統可實現自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。
(2)火車和貨運集裝箱的識別
在火車運營中，使用RFID系統很大的優勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設定的讀寫器的地點。通過讀到的數據，能夠得到火車的身份、監控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統讀出車廂側的條碼，現在被RFID系統取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內裝的物品信息。
目前，射頻自動識別系統的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯網啟用車次車號自動識別系統，為自備車企業、合資鐵路和地方鐵路實現信息化智能運輸管理提供了重要良機。
“感應電流的方向”這節課重點就是讓學生對楞次定律進行探究、理解和應用。一般情況下，對“楞次定律探究”的教學是這樣設計的：
1.創設情境，復習引入
問題一：電流計指針偏轉方向與通入電流的關系？【實驗一】探索電流計指針偏轉方向與通入電流的關系。師：如何才能知道指針偏轉方向與電流進入方向之間的關系？是否可以通過實驗來確定呢？【學生實驗1】學生按圖接好電路，探究指針偏轉方向與電流進入方向之間的關系，并完成下表。結論：電流從何方流入指針就向何方偏轉。問題二：感應電流產生的條件？【實驗二】感應電流產生的條件：師：在上述實驗中，我們已經得出感應電流產生的條件是什么？生：只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有感應電流產生。師：磁鐵插入與抽出時，指針偏轉的方向相同嗎？指針左偏與右偏意味著什么呢？生：不同。指針偏轉不同，表明電路中的電流方向不同。問題三：怎樣判斷通電螺線管中的電流方向？師：怎樣判斷通電螺線管中的電流方向呢？生：根據電流計指針的偏轉方向和螺線管上的導線繞向來判斷。問題四：怎樣判斷通電螺線管中的磁場方向？師：怎樣判斷通電螺線管中的磁場方向呢？生：根據通電螺線管中的電流方向用安培定則判斷。師：那么感應電流的方向是否遵循什么規律呢？本節課讓我們通過實驗來進一步探究。
2.確定課題，分組探究
【學生實驗2】學生按圖接好電路，做實驗并填附表。
3.分組總結，難點依舊
描述實驗現象，填表。討論回答：師：穿過閉合回路的磁通量的增減會導致什么結果？生：有感應電流產生。師：感應電流又會產生什么？生：會產生感應磁場。師：那么這兩個磁場的方向之間有什么關系呢？請大家分成兩組來回答。【小組一】條形磁鐵插入螺線管的過程。（1）N級向下插入原磁場方向向下磁通量增加產生的感應電流的磁場方向向上二者方向相反感應磁場的作用：阻礙原磁場增加。（2）S級向下插入原磁場方向向上磁通量增加產生的感應電流的磁場方向向下二者方向相反感應磁場的作用：阻礙原磁場增加。【小組二】條形磁鐵拔出螺線管的過程。（1）N級向下拔出原磁場方向向下磁通量減小產生的感應電流的磁場方向向下二者方向相同感應磁場的作用：阻礙原磁場減小。（2）S級向下拔出原磁場方向向上磁通量減小產生的感應電流的磁場方向向上二者方向相同感應磁場的作用：阻礙原磁場減小。結論“：增反減同”，即：判定感應電流方向的方法，其內容為“感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化”，由此得出了楞次定律。在這個教學過程中，學生的學習效果如何呢？實際教學中，學生共分成八個小組，其中有三個小組的實驗表格不清楚怎么填而求助于教師，三個小組的表格填了一部分，而只有兩個小組在參照課本的情況下填得比較好。這說明，雖然在教學中運用了各種物理學方法，但并沒有有效地幫助學生理解物理學知識。可想而知，之后楞次定律的得出也就比較困難，對定律理解也就不夠透徹。如何“有效”運用這些物理學的方法呢？關鍵還是要結合學生學習的實際情況，合理地運用物理學方法。于是，教師帶領學生對這一實驗設計進行了如下的改革，取得了很好的學習成效。
二、改革后的實驗設計方案
1.實驗法
所謂實驗教學法，是指學生在教師的指導下，使用一定的設備和材料，通過控制條件的操作過程，引起實驗對象的某些變化，從觀察這些現象的變化中獲取新知識或驗證知識的教學方法。實驗法是學生做好實驗的前提和基礎，教師耐心細致地做好這一步，才能幫助學生順利進行后面的分組實驗。于是，教師帶領學生對實驗教學過程做了如下改進：（1）創設情境，復習引入【實驗一】產生感應電流的演示實驗。教師演示分步連好電路，由學生上講臺操作，全體學生觀察。問題一：怎樣做能夠產生感應電流？生：將條形磁鐵不斷插入或拔出螺線管。問題二：為什么產生了感應電流？（感應電流產生的條件）生：閉合回路中磁通量發生了變化。問題三：靈敏電流計的指針偏轉與螺線管中的電流方向有什么關系？生：電流從哪邊流入靈敏電流計，指針就向哪邊偏。根據指針的偏轉情況就能判斷出螺線管中的電流方向。問題四：怎樣判斷通電螺線管中的磁場方向？師：怎樣判斷通電螺線管中的磁場方向呢？生：根據通電螺線管中的電流方向用安培定則判斷。師：那么感應電流的方向是遵循什么規律呢？本節課讓我們通過實驗來進一步探究。（2）確定課題，互動探究【實驗二】探究感應電流的方向。教師實驗：N極向下插入螺線管中，請學生記錄實驗現象，把電流方向標在下圖中。學生分組：N極向下從螺線管中拔出，S極向下插入螺線管中，S極向下從螺線管中拔出，分別記錄實驗現象，并把電流方向標在下圖中：由于有教師在【實驗一】中的電路連接演示及在【實驗二】中的實驗操作演示，學生的實驗做得很順利，實驗現象的記錄也很準確，可以說又快又好，有效地完成了這一教學環節。那么接下來，如何由實驗現象整理和歸納出所要得出的結論，這就要看歸納法運用得是否有效了。
2.歸納法
所謂歸納法是指從個別元素中概括出一般結論的思維方法，也可以指學科學習中具體的一種科學方法。由實驗現象歸納得出物理規律，在學生的學習過程中具有重要作用。于是，教師進一步對教學中的歸納過程做了如下改進：首先，降低填表難度。整個表中對每一個實驗現象分析所需要填寫的空格被縮減為兩個，如下所示：其次，設置問題，引發學生的思考。師：通過實驗，我們知道了在不同情況下感應電流的方向（已畫在圖上），那么請大家分析一下，感應電流的方向與什么因素有關呢?生甲：可能與磁感應強度B的方向有關。生乙：可能與條形磁鐵的運動方向有關。生丙：可能與磁通量的變化有關。分析：由過程一、二判斷感應電流的方向與磁感應強度B的方向無關。由過程一、三判斷感應電流的方向與與條形磁鐵的運動方向無關。同樣，由過程一、三判斷感應電流的方向與磁通量的變化無關。那么，到底與什么因素有關呢？最后，難點由教師引導學生突破。師：感應電流會產生磁場嗎？生：會。師：請大家畫出感應電流的磁場方向，并分析原磁場方向與感應電流的磁場方向有什么關系？分成兩組來回答。【小組一】條形磁鐵插入螺線管的過程（1）N級向下插入原磁場方向向下磁通量增加產生的感應電流的磁場方向向上二者方向相反感應磁場的作用：阻礙原磁場增加。（2）S級向下插入原磁場方向向上磁通量增加產生的感應電流的磁場方向向下二者方向相反感應磁場的作用：阻礙原磁場增加。【小組二】條形磁鐵拔出螺線管的過程。（1）N級向下拔出原磁場方向向下磁通量減小產生的感應電流的磁場方向向下二者方向相同感應磁場的作用：阻礙原磁場減小。（2）S級向下拔出原磁場方向向上磁通量減小產生的感應電流的磁場方向向上二者方向相同感應磁場的作用：阻礙原磁場減小。得出結論“：增反減同”即這樣設計的實驗和學習課程，實際的實驗過程順暢了，學生幾乎都能認真完成實驗，記錄下觀察到的現象，并經過分析討論得出了自己的結論，為楞次定律的進一步理解和應用打好了基礎。由此可見，在教學過程中，關鍵是要保證讓學生理解相應的知識。所以，任何教學過程都應當按理解的要求進行整體設計；任何教學方法的應用，都是為實現這一目的而服務的。因此，教學實驗設計必須考慮讓學生透徹理解的有哪些內容，怎樣才能有效地幫助或引導學生理解這些內容，這些內容的理解過程應當運用哪些物理學方法最適合，在理解這些內容的各個階段應分別達到什么要求，等等。假如我們對這些問題搞得比較清楚，在教學過程中恰當而有效地運用好物理學的方法，教學質量就會有大幅度提高，學生的學習也會有較大突破。
三、結論
1.1什么是實驗性字體設計
實驗性字體設計是通過實驗的方法，為字體設計尋找一些新的傳達形式，尋找一切可能創新的地方，將文字圖形的作用發揮到極致。實驗性字體設計，是對文字的表現形式進一步開發的實驗性設計過程，具有科學實驗的特質，在實驗性字體設計中我們就像是科學家，要用一種科學的態度和研究方法來剖析我們現在所使用的文字。實驗性字體設計并不意味著對于字體基礎的無視，它要求設計者深入的剖析文字，將其看作深層次的傳達介質，脫離簡單的記錄、傳達，發展到結合圖形語言、表達人的情感的傳播媒介，形成強有力的視覺沖擊。
1.2實驗性字體設計的實踐
實驗性字體設計已經被很多設計師應用，并且可以充分地看到它的優勢。實驗性可以把文字設計，變得生動有力，讓文字圖形形象深入生活。為達到這一目的，設計者必須將設計思想和器物（也就是設計的目的）緊密結合，無論是介質選擇、技術環境、應用方法等各種各樣的角度都是必須考慮到的研究方向，必須挖掘適合設計的每一種可能性，讓文字和設計充分的貼合，使得字體設計可以深入設計的靈魂。
（1）介質上的實驗性
介質的實驗性是通過組成文字的材料革新來充分體現設計目的的特質。將我們設計目的通過材質的變化充分地融合在文字之中。例如，在俄羅斯女設計師YuliaBrodskaya的字體設計中，將紙品設計和字體設計融為一體，把文字的傳播過程與宣傳目的緊密地結合，讓觀者在感受到語言力量的同時就能夠實際感受到作品特質的魅力，給文字賦予了傳達含義以外，視覺上的沖擊，使文字變得更有力，這就是我們應該努力的方向。
（2）表現方法的實驗性
在表現方法上，文字設計正朝著一種多維度立體的展示與傳播的方向發展，我們完全有必要尋求多種的體驗模式。例如，當代藝術家先生的動畫作品《漢字的性格》（TheCharacterofCharacters，2013，OCAT西安館）就充分詮釋了文字與新媒體技術結合的可能性。在先生的作品中，對漢字的演變以及漢字的民族存在性做了深刻的探討，將傳統的書法與現代的新媒體相結合，將先生對于傳統藝術的思考生動地展現在觀者眼前，使得作品新鮮別致、創意十足，同時通過一種觀者更加容易接受的方法將思想傳達了出來。至此，我們可以清楚地認識到實驗性表現方法是可以為傳統藝術形式帶來全新生長土壤的非常有效的手段。3D技術也廣泛地應用于字體設計，為人們帶來了全新的視覺感受。在品客薯片的宣傳案例中，其海報利用3D制圖技術在文字的視覺效果上做了延伸——鋪滿辣椒醬的文字，讓觀者從視覺上和理解上，甚至是味覺上感受著最新的口味，達到了望梅止渴的宣傳效果。是二維的字體設計無法達到的視覺感受。在3D的輔助下，將文字轉化成可以自由移動、變幻的模塊，看起來實際存在，但實際上只是虛幻的光影的結合，省去了印刷材料，視覺效果更加令人震撼，甚至可以帶給觀眾置身其中的感覺。總的來說，設計師可以利用實驗的方法從生活的方方面面尋找字體圖形設計的可能性。作為字體設計師，可以從兩方面尋求創新，首先，開發新鮮的、適合設計意圖的文字形態。其次，為文字發掘更廣泛的應用環境，為字體設計提供更多的表現平臺。
（3）形式上的實驗性
實驗字體的跨界設計是指將字體的設計延伸到視覺傳達設計之外，突破其語言傳播的功能，融入其他領域的一種設計方法，這種設計實踐的意義在于啟發我們的思路，跟設計建立情感。克羅地亞設計師BorisLjubii為了向全世界應用最廣泛的Helvetica字體致敬，找到了Helvetica字體和瑞士軍刀的共同特點——能夠被廣泛地應用，制造了紀念版的瑞士軍刀，軍刀的各個部件都是由不同字體的字母組成，但標志使用Helvetica的字體，以此表現出Helvetica的地位，寓意其可以取代其他任何字體。這是字體跨界設計一個極優的例子，也說明了字體跨界的潛力，而這一切都是從實驗性的想法開始的。設計的實驗性的展開是建立在熱愛的基礎之上的，作為一個優秀的字體設計師需要做的是跟文字做朋友，隨時隨地帶在身邊，融入自身的情感，和它們一起成長。在跨界設計中，需要找到的是兩種不同領域的設計的精髓，再將其進行深層次的融合，表現出來的就不僅僅是物質的形態而是精神的內容，將被設計物提升到一個情感的層次。實驗性，尤其在跨界設計中，可以以一種全新的姿態表現出被設計物的特質，是一種思想，甚至是情感上的表達。融合情感的設計，是設計師內心最真實的情感設計的表達。在設計中我們需要把文字當作是活生生的存在，我們必須和文字一起置身于要存在的環境，通過這樣換位思考的辦法，以自己的感受給予字體最佳的呈現效果，以自己親身的感受來傳達文字的情感。
1.3實驗性字體設計
實驗性字體設計就像是社會的上層建筑，必須建立在深入的了解字體基礎設計之上，才能體現出其優勢。它是一種能夠增加設計靈感的方法。它有力量在字體圖形設計已經泛濫的今天，為每一個設計項目找到其獨特的、具有充分代表性的字體圖形。更加需要關注的是，實驗性的方法使得我們尋找到的創意點可以從字體圖形延伸到整個設計中，成為設計的精髓。但是，實驗性是一種探索的方法、思維的過程，這樣的設計方法必須從一個設計者開始設計之初就開始培養。
2實驗性字體設計的前景
由于目前中小學的課時量、實驗儀器和藥品數量的限制，使得教材中的很多實驗學生無法親自動手完成，只能由教師來做演示實驗，極大地影響了學生的動手能力和創造能力。而微型實驗的出現則可以改善上述的癥狀。尤其是新課改之后，教學方式、教學內容的變化，給實驗教師帶來了一定的挑戰性。倘若課堂上依然完全采取教師講、學生聽的方式，便無法提高教學質量，使教學停滯不前。尤其是在實驗教學方面，不能自己動手操作，就會永遠走一條既成的老路，無法實現創新。而且常規的實驗會需要更多的藥品和儀器，同時造成環境的污染。因此，在中學化學實驗當中逐步實施微型實驗，節約資源，提高學生的創造力是相當有必要的。
二、微型化學實驗的特色和實施的必要性
微型化學實驗儀器具有不易破碎、小巧便攜、使用方便等特點，使得無論是學校還是個人都有能力去創建自己的“微型實驗室”，這就為化學實驗課堂教學的改革提供了方便與可能。實踐證明，微型化學實驗在教學中的實施概括來說主要有以下特點：過去的課堂實驗基本上被演示實驗所占據，學生們處在一種“被動接受”知識的狀態中，而微型實驗使得大多數學生都有機會自己動手參與，使得啟發式的教學方法能夠得以實現；微型化實驗具有安全性和節約性的特點，教師可以放心地讓每一個學生獨自動手實驗，親自動手實驗的方式可以促進學生理解和形成化學概念，幫助培養學生實驗觀察和動手能力，同時，極大地促進了學生對于化學實驗興趣的培養；方便了實驗室分組實驗、家庭小實驗尤其是隨堂實驗的展開，培養了學生既動手又動腦、理論聯系實際和解決實際問題的能力，尤其是對于資源條件較差的農村中學，微型實驗的實施對其影響頗深；有利于減少廢氣、廢液以及固體廢品的排放，改善實驗室環境、降低空氣污染，減少對師生健康的損害。具體來說，微型實驗可以：
（一）改進演示實驗，激發創新
演示實驗是課堂教學中最直接、最便捷的一種的實驗教學方式，是探索新知識、學習實驗操作和技能的最基本途徑。因此教師在做課堂演示實驗時，對課本的中實驗進行了合理的微型化改進。如：做“木炭還原氧化銅”實驗時，常常會出現現象不明顯，反應時間較長的現象，影響觀察和判斷，其中碳和氧化銅的質量比需要控制在（9~13）：1的范圍內，倘若比例過高，氧化銅不能完全反應；比例太低，碳粉的量遮蓋了銅的顏色，現象不易觀察。對于此實驗，可以做如下改進：為了減少實驗時間，可以在實驗開始之前將碳粉和氧化銅粉末混合均勻，調成糊狀。取少許均勻涂抹在試管底部內壁上，待晾干后，進行還原實驗操作。因為反應物的量非常少，所以加熱較短時間就能觀察到試管內壁紫紅色銅鏡的出現。改進后的實驗節約藥品、現象明顯，有利于激發學生的創新能力，培養其創新的意識。
（二）設計分組實驗，培養學生的創新、合作精神
設計分組實驗不僅可以幫助學生形成概念、鞏固知識、培養技能，更能訓練其團結、合作、互助的精神。在實驗課堂上，一個合理有效的分組實驗，能幫助大家節約資源、節約時間。如”二氧化碳氣體的制取“實驗，教師可以將實驗分為4個小組：通過上述分組實驗探究，學生可以找出二氧化碳氣體制取的最佳方案，并且能夠舉一反三，了解到其他制取方案的優劣性。
（三）展開家庭興趣小實驗，培養學生實驗興趣和實踐能力
實驗課中的教師演示實驗和學生分組實驗，畢竟時間、儀器、藥品選擇有限，不能夠讓每一個學生的興趣和個性得以激發，課堂中的實驗更多的是訓練學生的實驗方法和實驗思維。此時，家庭興趣小實驗便可以提供廣闊的空間，學生可以依照自己的興趣愛好，進行獨立的微型實驗設計。首先，提出方案設計，通過查閱資料、選擇藥品和儀器，現象觀察與記錄，結果的交流分析等。整個實驗過程中，都是由學生來主導的，體現了自己的主觀能動性。如“紙杯燒水”實驗——水的沸點是100℃，加熱沸騰后只吸熱，溫度不再升高，而紙的著火點在150℃以上，所以水可以燒開，紙卻沒事，這樣的實驗材料選擇非常簡單，容易操作。又如”變胖的雞蛋“——醋酸和雞蛋殼的反應，雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，醋酸的主要成分是酸，所用物品在生活中隨處可見，獲取容易，生動有趣，現象明顯易觀察。反應原理是：蛋殼消失是因為與醋酸發生了反應，被溶解，從雞蛋中冒出來的氣泡，則是反應生成的二氧化碳。
關鍵詞：展示設計人性化互動網絡化多媒體虛擬
縱觀人類文明發展史,我們可以非常清楚地看到展示藝術所起到的重要作用,展示活動一直伴隨著人類社會的文明進步而不斷發展變化著,展示作為人類互相交流和傳遞信息的媒介,發揮著其他藝術形式不可替代的功能。隨著信息時代的到來,計算機技術的發展、多媒體技術、網絡技術和虛擬現實技術的廣泛應用,展示設計的概念和思維方式也發生了很大的變化，展示設計已經從傳統單一的設計形式向科技與藝術融于一體的綜合性設計轉化。因此分析和研究展示設計在信息時代的特點和發展趨勢就具有非常重要的意義。
現代科學技術的發展拓展了展示設計的領域，現代展示設計從物質轉向非物質，從現實轉向虛擬，從平面轉向空間，從有限轉向無限。在知識創新大潮風起云涌的信息化時代，現代展示設計呈現出了新的特點和趨向，如：設計人性化、參與互動性、信息網絡化、設計多樣化以及虛擬現實化等。
一、設計人性化
在現代展示設計中人性化設計是展示設計的根本,人是作為主體來觀賞、領悟展示內容的,因而也是最重要的研究對象。本世紀以來,社會學家和心理學家對參觀者的認知心理、環境行為做了許多研究,其成果直接在展示設計中得到了運用。如國外的很多展示場館十分重視參觀路線和照明等觀賞環境的設計,注意為兒童、老年人、殘疾人服務,絕大多數考慮了無障礙設計,有些還設有兒童游戲室等。他們不僅考慮為公眾提供陳列空間,而且還考慮到各種為公眾服務的輔助場所。在信息時代,融科技和藝術于一體的展示設計呈現出更人性化、更親切、更強調人在展示活動中的地位以及物質與精神上全方位的需求，要想使展示信息有效地傳遞給參觀者,使他們從中獲益,就要求設計者為參觀者創造一個舒適而實用的觀賞環境，要盡可能地滿足參觀者的信息需求與生理、心理需求。展示的效率是通過展示空間的氛圍營造來實現的,也就是有些人所說的“場”。這個“場”的營造要有交流和對話的環境氣氛，而不是喋喋不休的說教和填鴨式的灌輸。要具有一種親和力，使受眾在展示空間中體驗到造型、材料、實物、圖像、聲音等中介媒體都有了生命、活力、表情和情感，使展示空間有了像朋友聚會交流一樣的感人魅力。
二、參與互動性
展示的互動性設計最為符合現代信息的傳播理念,也更能調動參觀者的積極性,提高他們參展的興趣,這就意味著參觀者并不是被動地參觀展示,而是主動地體驗展示內容,也體現了設計者對于參觀者的人文關懷,參觀者已不僅僅是旁觀者，而變成了探索世界奧秘的主人。早在20世紀60年代，世界上許多有遠見的專家就提出了“寓教于樂”的觀點，陳列室內“請勿動手”的牌子逐漸被“動手試試”所代替。展示設計打破以往那種單一的靜態展示、封閉式展示方式，變成了一種鼓勵參觀者參與，在真實的環境中去理解展品、體會展品，讓參觀者直接動手操作形成新意迭出的獨特陳列。著名的美國芝加哥科學工業博物館居然把公眾引入地下真正的煤層，讓人們親自體驗煤炭采掘的全過程。但在這些展示中,展品始終是展示信息傳播的主體、設計的中心，其互動性是非常有限的。隨著信息時代的到來，科技的進步，展示觀念的更新，圍繞著展示互動性的設計得到了真正意義上的體現。在2000年威尼斯建筑雙年展中，參展者、設計師非常重視對互動性的設計。法國展館將設計概念延伸至室外，一艘垂掛著白色紗簾的威尼斯汽船航行在展區之間，供參觀者登船參與討論，此刻展示道具已成為處在主動位置上運動中的主體。
三、信息網絡化
互聯網(internet)是近年來電子通信技術快速成長所產生的新興產物。互聯網結合多媒體技術，以開放式的架構整合各種資源，透過標準規格和簡易的軟體介面，以電子電路傳送或取得散布在全球各地的多元化資訊。作為以資訊傳達為目的的現代展示設計也迅速地采用信息技術，創造具有國際化、網絡化快速展示的方法，通過國際互聯網，展示信息可迅速地在世界上廣泛傳播，避免由地理位置、交通帶來的局限，促進信息在國際間的頻繁交流，達到展示的目的。在2000年上海藝術博覽會上，網絡與藝博會的“緣分”成為上海藝博會上別具風格的景觀。此次網絡與上海藝博會的“鏈接”，使人們在不同時期能夠領略到眾多的服務與視覺享受，在藝術的世界里自由“網來網去”。四、設計手段多樣化
多媒體技術是指結合不同媒體，包括文字、圖形、數據、影像、動畫、聲音及特殊效果，通過計算機數字化及壓縮處理充分展示現實與虛擬環境的一種應用技術。隨著計算機技術的發展，多媒體、超媒體技術的應用推廣，極大地改變了展示設計的技術手段。與此相適應，設計師的觀念和思維方式也有了很大的改變，先進的技術與優秀的設計結合起來，使得技術人性化，并真正服務于人類。它的應用，拓寬了展示內容及手段，進一步推動了現代展示設計的發展。2000年漢諾威世博會中國館的第一展區作為跨入新世紀的象征大量地采用了多媒體展示，這樣既反映了我國在多媒體和互聯網方面的廣泛應用和普及,也使參觀者通過更多的渠道，用現代的手段了解信息并增強參與感和趣味性。
五、虛擬現實化
虛擬現實展示設計，通過虛擬現實技術來創建和體現虛擬展示世界。展示空間延伸至電子空間，超越人類現有的空間概念，擬成為未來展示設計的方向。設計師可以不受條件的制約,在虛擬的世界里去創作、去觀察、去修改。同時，計算機多種多樣的表現形式、豐富的色彩，也極大地激發了設計師的創作靈感，使其有可能設計出更好的展示。據悉，Microsoft公司最近已投資開發虛擬藝術品展覽的應用系統。這樣，人們就可以通過顯示頭盔，“看”到三維立體的藝術展品，并且通過觸覺手套“撫摸”展品,從而達到欣賞藝術品的目的。
總之，社會的進步和科技的高速發展既對展示提出了更高的要求，全新的設計理念，同時也為展示設計提供了先進和多樣的手段和技術，為現代展示提供了廣闊的發展平臺。
參考文獻:
[1]韓斌.展示設計學[M].黑龍江美術出版社，1996.
1．1確定設計性實驗方案建立研究小組，制定課題計劃，多方面查閱相關的文獻資料和相關理論研究成果，初步了解課題內容。進行實驗設計，安排實驗方案，落實人員分工。第15周安排課堂討論，每研究小組派1名學生匯報研究題目和初步實驗設想方案，教師引導其他研究組成員對方案的可行性及合理性進行深入的探討和論證，提出合理的修改意見。小組成員根據意見查閱相關文獻資料，修改并完善實驗設計，最終明確實驗方案。結果發現設計較好的課題不僅能夠將藥理學、病理生理學、內科學等多門醫學學科理論知識聯系在一起，有利于學生科研綜合素質的培養，同時也為臨床相關研究提供一定的實驗參考依據。
12依據設計方案進行實驗操作在該階段中，要求學生根據自己設計的實驗方案開展具體實驗。由實驗室提供各研究小組所需的實驗動物、器材以及藥物等相關物品。要求小組成員分工明確，保證實驗能夠按照既定方案有條不紊的進行。研究成員需要預測可能發生的各種實驗誤差，并及時制定預防誤差的解決方法。實驗過程中，指導教師需在關鍵步驟上嚴控把關，以保證實驗能夠順利進行和完成。
1．．3設計性實驗論文的撰寫與答辯實驗結束后，學生需及時整理實驗資料，統計實驗數據，并進行統計學分析，獲得符合實際的研究結果并且撰寫出論文。該階段工作主要利用課后時間完成。設計實驗論文的撰寫需嚴格參照醫學研究性論文的格式來完成。主要包括：題目、摘要與關鍵詞、前言、材料與方法、結果、討論與結論、參考文獻。論文力求簡短，要用最少文字，最短篇幅，精確地表述研究成果。同時，文字要流暢，要使用學術或專業用語來規范。教學20周組織學生進行論文答辯，要求學生以PPT為輔助形式進行口頭匯報并及時遞交紙質材料。指導教師及其他學生進行相關提問。最后，指導教師根據課題設計情況、實施情況、報告者的陳述及對問題的回答情況等做出綜合評定。
1．4設計性實驗評價教師從設計質量、PPT答辯、論文等多方面綜合評定學生成績。在學期末進行了關于生理實驗學設計性實驗教學情況的調查問卷，得到了以下資料。
2開展設計性實驗的經驗總結
教學實踐表明，由傳統的驗證性實驗轉變為設計性實驗可以激發學生的學習熱情，充分調動學生的積極性和主動性，更重要的是可以培養學生科學的思維方法和科學的研究方法，提高分析和解決實際問題的科研能力，凸現設計性實驗的優越性。這一點可以通過學生調查問卷的信息反饋結果進一步證實。參與調查的學生中，88．69％的學生認為很有必要開展設計性實驗，87．68％的學生表示設計性實驗教學明顯提高了自身學習興趣程度，91．86％的學生表示非常希望增加設計性實驗學時，認為對動手能力的提高以及分析、解決問題能力的提高非常有助的學生分別占83．71％和70．59％。由此可見，學生普遍認可設計性實驗，并且有較強的提高自身實驗能力和創新能力的愿望。設計性實驗的優越性主要體現在以下幾個方面。
2．1有利于幫助學生建立綜合運用知識解決問題的理念設計性實驗設計通常涉及到多門醫學學科知識的綜合交叉運用，這不僅可以加深學生對相關醫學知識的理解和掌握，而且促進學生及早體會醫學各學科的密切聯系和意識到系統全面學習醫學知識的重要性，有利于促進學生的知識建構，也有利于專業綜合能力的培養。
2．2培養學生嚴謹的科學態度和初步的科研能力，有利于學生開展科研活動設計性實驗的特點決定了學生必須認真設計每一步，否則一個小小的疏忽就可能導致實驗的失敗而前功盡棄，因此每個學生都必須精心設計，規范操作。在這個過程中，逐漸培養了學生們的嚴謹的工作作風，為日后從事科研工作積累了一筆寶貴的財富。通過設計性實驗，學生能夠基本掌握科學研究思路和研究方法。設計性實驗從科研活動的每個環節著手包括如何選題、設計、實施以及論文如何撰寫等方面對學生進行了完整有效的科研訓練，有利于學生創新能力和科研思維的培養，提高學生整體科研素質，為學生終身學習和可持續發展夯實基礎。實踐表明，經過培訓的學生在申請本校及本省各級各項相關科研項目時，通常具備比較清晰的科研思路，科研申請書質量、獲得資助比率以及實施效果遠遠高于未受培訓的學生，進一步證明了開放性設計性實驗教學的優越性［4］。
2．3有利于培養學生團隊協作能力設計性實驗從最初選題、設計實驗方案開展研究直至最后撰寫遞交論文過程中有大量的工作需要進行。如何保證實驗能夠在規定時間內順利完成，這就需要每個實驗小組成員之間建立起合理的科學合作關系，根據學生的實際情況充分協商后安排相應的職責，分工明確，還需要采取相應措施增強成員的責任心，充分調動每位成員積極性，互補互助以共同發揮最大效率的能力。所以通過設計性實驗，能夠有效培養學生的團隊精神和互相合作的意識，為以后踏入社會和走上工作崗位奠定堅實基礎。
2．4教師專業知識和實驗技能的提高設計性實驗的開設對教師來說無疑是提出了更高的要求和嶄新的挑戰。如前所述，設計性實驗的設計通常涉及到多學科知識的交叉運用以及最新研究成果的整合，要求教師具有堅實可靠的理論基礎、熟練的實踐操作技巧、豐富的知識貯備以及一定的知識擴展能力。因此，在教學工作中，在注重知識積累的同時仍需不斷更新知識結構，更新和充實學科體系，提高自身教學業務水平，及時轉變教學模式以及教學理念，以適應探索性實驗教學的需要。
3存在問題及應對措施
此前，作者所在院校開設的生理學實驗都是以驗證性的動物實驗為主，設計性實驗是一種全新的教學模式，因此在教學實踐過程中不可避免的遇到一系列問題，這些問題的探討與解決對于設計性實驗的進一步完善以及推廣具有重要的推動意義。實驗資源相對短缺一定程度上影響了學生積極性與創造性的激發。由于現有的生理學實驗室主要用來開展傳統的驗證性實驗，實驗室資源配置方面相對缺乏，主要體現在實驗儀器及藥品相對單一，實驗技術比較簡單等方面。這就導致部分學生設計的研究課題無法順利開展，例如，學生設計的某藥物對失血性休克的療效觀察，應以各種微循環指標的變化作為休克依據，但由于缺乏微循環檢測設備，所以只能退而求其次，選擇血壓作為指標來間接反映微循環的改變情況。實驗室可利用資源的匱乏可能導致部分學生在設計性實驗教學過程中的參與熱情不高，最終使得設計性實驗教學效果大打折扣，不利于學生創新能力的培養與提高。
1.初中化學實驗設計類型依據不同的標準，可以對實驗設計進行不同的劃分。根據初中化學實驗內容的不同，可以將初中化學實驗設計分成以下類型：制備實驗、性質實驗、化學原理的驗證、混合物成分的分析、濃度測定、定性與定量結合的實驗等。
2.化學實驗方案的內容實驗設計的成果就是實驗方案。雖然具體的實驗設計的目的、內容和形式不盡相同，但就一個相對完整的實驗方案來說，一般包括：實驗名稱（課題）；實驗目的；實驗原理；實驗用品（試劑、儀器、裝置設備）及規格；實驗裝置圖、實驗步驟和操作方法；注意事項；實驗現象及結果處理；問題和討論等。
3.實驗方案選擇的基本標準同一個實驗課題，每個人的設計和操作過程可能不一樣，結果自然也不會完全相同。根據初中化學實驗設計原則和教學實際，實驗方案選擇的基本標準是：原理正確有科學依據；裝置簡單，在實際中具有可操作性且操作方便；實驗步驟少，需要時間短；藥品用量少、無毒且廉價易得；實驗現象要明顯；反應條件要簡單（最好在常溫下進行）；盡量不用也不產生污染環境的物質，即符合“綠色化學”的要求；制備實驗產率高；性質實驗誤差小；實驗安全無危險；設計要嚴謹等。
二、中學化學實驗設計與創新的一般原則
無論哪一類中學化學實驗設計與創新，一般都應遵循以下原則：
1.科學性原則科學性是指實驗原理、實驗程序和操作方法必須與科學理論和實驗方法論相一致。科學性是化學實驗設計與創新的首要原則。例如：實驗室制取氫氣，就不能選用硝酸與金屬鋅反應，因為這個反應很難制得純凈的氫氣。
2.目標性原則目標性是指實驗設計或創新要根據一定的教學目標有所側重與突破。同一個實驗，教學目標（如教師演示與學生操作，為了突出環保或趣味性）不同，設計所用的原理、用品、方法、裝置、步驟等是有一定區別的。
3.安全性原則安全性是指化學實驗設計時盡量避免使用有毒、有害的化學試劑，以及反應產生有毒害的物質，或者具有一定危險性的實驗裝置與操作。“如果必須使用的，應該在所設計的實驗方案中詳細寫明注意事項，以防止造成環境污染和人身傷害。”［4］安全是中學化學實驗教學的第一要務，設計時必須要特別引起重視！
4.新穎性原則新穎性是指實驗設計時在思路、操作方法、器材用品、裝置等方面要有新的突破，使新設計的實驗對教學與研究更加適用或具有指導的意義。
5.可行性原則可行性是指設計實驗時所運用的實驗原理在實施時切實可行，所選用的化學試劑、實驗儀器、設備和方法在現有的條件下能夠得到滿足。例如：實驗室大量制取二氧化碳，不能為了創新而選用碳酸鈉代替碳酸鈣（或石灰石）與鹽酸反應，或者用硫酸替代鹽酸與碳酸鈣（或石灰石）反應。因為前者反應太劇烈，后者反應不完全，很快就停止了。
6.簡約性原則簡約性是指盡量采用簡單的實驗裝置、較少的實驗步驟和試劑，在較短的時間內完成實驗。復雜的裝置與步驟以及時間太長的實驗都會轉移中學生的注意力，容易導致他們產生畏難情緒和疲勞感，影響對實驗過程的觀察、分析與思考。
7.綠色化原則綠色化是指從化學反應的原料、反應的條件、反應的產物和實驗的操作等化學實驗的全過程上進行控制，盡可能地減少甚至消除有毒、有害的化學物質對環境的影響。綠色化學是21世紀化學科學的一個重要發展方向。
8.啟迪性原則啟迪性是指實驗設計與創新對學生的學習起開導作用，能夠啟發學生的思維，促進學生對化學原理及知識的探討和認識，優化學習過程，從而提高教學效益。這是中學化學實驗設計與創新的出發點和歸宿。
三、實驗創新設計的視角
初中化學實驗創新設計是在義務教育化學課程標準的指導下，對現行教材中所涉及的實驗進行改進、優化、增設或創新等，以提高化學實驗在初中化學教學中的效益。在初中化學教學中進行實驗創新設計是提高化學教學有效性的需要，也是義務教育化學課程標準的要求。化學實驗創新設計要與時俱進，必須符合現代化學教育發展的理念，在滿足探究性的條件下，可以從以下視角進行：
1.實驗過程綠色化“綠色化學的理念是在化學反應過程以及化工生產中，不再使用有毒有害物質，不再產生廢物，不再處理廢物，它是一門從源頭上阻止污染的化學。”［5］化學實驗在設計上要體現綠色化，盡可能做到原料（反應物）的綠色化，化學反應的綠色化（采用原子經濟性反應），生成物的綠色化以及催化劑、溶劑的綠色化。例如：在涉及氧氣的制取實驗時采用雙氧水分解來制取，二氧化錳要回收等。
2.實驗裝置微型化“所謂微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。”［6］雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。例如：在“探究微粒的運動實驗”中，可以用試管代替燒杯進行微型化實驗。在一個單孔橡皮塞上插入一根玻璃導管接近試管底，試管內壁貼一張滴加無色酚酞試液的濾紙，從導管口滴上兩滴濃氨水到試管底部，用透明膠封導管口，可以看到，試管里滴有無色酚酞試液的濾紙由下往上慢慢變紅了。
3.實驗設計環保化“最佳的環境保護方法是在源頭上防止污染的產生，而不是污染產生后再去處理。”［7］實驗設計中我們應該采取一些有效措施使化學實驗對實驗場所和環境的污染降低到最低限度。這些措施主要是：實驗裝置密閉化，避免敞口操作，防止有關物質散佚到周圍環境中；采取收集辦法，回收有關物質；對有毒物質進行無毒害處理；加強實驗場所的通風或采取其他的防護措施等。例如：一氧化碳還原性實驗，對多余的一氧化碳可以回收，也可以燃燒進行無毒害處理等。
4.實驗操作安全化保證實驗安全，是化學實驗教學的原則要求。有一些實驗，由于物質化學性質的特殊性，給實驗增加了難度甚至危險性。在點燃氫氣的導管和氫氣發生器之間，用一個小塑料瓶裝上大約四分之三的水制成一個“安全裝置”連接起來，這樣，即使點燃不純凈的氫氣，爆炸也只是在“安全裝置”中發生，氫氣很少威力小，氫氣發生裝置不會發生爆炸，因此不會發生安全事故。
5.實驗趣味化化學實驗具有動機功能，增加化學實驗的趣味性，可以激發學生的化學學習興趣。例如：在研究燃燒與滅火的條件時，增加演示“燒不壞的手帕”［8］實驗，可以激發學生的興趣。在此基礎上讓學生繼續進行實驗，探討手帕燒壞的條件，則能夠使學生深化對有關知識的認識。
6.利用儀器功能轉化儀器本身沒有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要適用于什么。“反思儀器的別樣用途，可以幫助我們加深對實驗儀器和實驗原理的認識，進行化學實驗的創新。”［9］例如：漏斗可以充當集氣與尾氣吸收裝置，在鈉與水反應氣體產物的驗證實驗中，將漏斗置于水中，倒扣在鈉塊上，產生的少量氣體可順利地富集到試管中。
7.利用學科知識遷移我們往往習慣于使用教材的實驗儀器和裝置，很少重視儀器的笨拙和實驗時的效率，這種視經典為權威的思想往往就是教師缺乏創新的癥結所在。實際上，科學的實驗方法就是應該不斷地發現問題，傳統裝置的不當之處無疑給我們提供了實驗創新的課題。例如：學習“質量守恒定律”內容時，在使用托盤天平稱量氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應前后的質量時，在18×200的中型試管里裝入大約1mL稀鹽酸與酚酞的混合溶液，球形滴管吸入NaOH溶液后，將球形滴管放在試管口，把上述帶有球形滴管的試管放入盛水的100mL量筒中，讓學生通過觀察比較反應前后試管浸在液面中的高度即可（試管作上標記）。改進后的實驗操作起來方便有趣，不用天平而是利用物理上的浮力知識，體現了學科之間的聯系，有利于學生知識的遷移。
8.實驗裝置簡單化教材所選用的實驗方案未必都是最好的，有時候會產生現象不明顯、實驗不容易成功、結果不準確等問題，影響了實驗教學的效果。例如：測定“空氣中氧氣的體積分數”實驗，由于教材提供的實驗裝置密封性和燃燒匙放入不易控制，加上導氣管內尚留有空氣導致誤差因素較多，有時氧氣顯示超過五分之一，讓教師無法自圓其說。可做如下改進：將小顆白磷放在1.5cm×2.5cm的薄銅片上，置于硬質大試管中部，塞緊橡皮塞，用酒精燈對準銅片加熱使白磷充分燃燒，待試管冷卻后浸入水中，在水面下拿掉橡皮塞，待液面上升穩定后再塞上橡皮塞，拿出水面觀察。改進后的實驗所用儀器少，誤差因素少，結果比較準確。
9.儀器、藥品生活化采用學生熟悉的身邊物品或一些廢品作為化學實驗的藥品，就會使學生產生一種親切感，覺得化學并不神秘，就在自己身邊，有利于調動學生的學習積極性，激發他們進行實驗探究的興趣。例如：用蛋殼代替碳酸鈣制取二氧化碳；測試肥皂水、食鹽水、泥水、蔗糖水、洗發水、食醋、蘇打水的pH值等。許多生活用品甚至廢棄物品也可以用做化學實驗的儀器，這種“物盡其用”的實驗活動能夠充分拓展學生的思維空間，使他們更加關注身邊的化學現象，增強愛護環境、節約資源的意識，更好地學以致用。例如：用小氣球收集氣體，礦泉水瓶做容器，廢棄的醫用注射器做量筒、集氣瓶等。
