综合设计性实验
综合性设计性实验指导书()
综合性设计性实验指导书（）实验名称：冷冻鱼糜及鱼糜制品的生产实验项目性质：本实验是食品科学与工程专业水产品加工方向的学生在学习了《水产食品加工学》这门课程之后，将其课堂上学习的水产品加工理论知识应用到生产实践的一个设计性试验。
该实验是由学生自己设计鱼糜制品（鱼丸）的配方和生产工艺。
通过实验可以实现以学生自我训练为主的教学模式，使学生更好地掌握实验原理、操作方法、步骤，全面了解掌握鱼糜制品弹性形成的机理、掌握鱼糜制品制造的技术原理、掌握影响鱼糜制品弹性的因素。
培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生的创新思维和实际动手能力，提高学生驾驭知识的能力，培养学生事实求是的科学态度，百折不挠的工作作风，相互协作的团队精神，勇于开拓的创新意识。
通过开展这项工作，将有利于学校培养社会所需要的高素质、创新型人才。
所属课程名称：水产食品加工学计划学时：10一、实验目的1、掌握冷冻鱼糜的生产原理和工艺技术；抗冻剂防治鱼肉蛋白质冷冻变性的作用；鱼肉蛋白质变性的特征变化。
2、掌握鱼糜制品弹性形成的机理及其影响弹性的因素。
3、掌握鱼糜制品制造的生产技术。
4、掌握鱼糜凝胶化和凝胶劣化的性质。
5、学习鱼糜制品弹性感观检验方法。
二、设计指标设计的鱼糜制品（鱼丸）主要考虑如下质量指标：1、鱼丸的凝胶强度2、鱼丸的风味3、鱼丸的香气4、鱼丸的产品成数5、鱼丸的白度6、鱼丸的水分三、实验要求（设计要求）2、学生自己设计鱼糜制品（鱼丸）的配方和生产工艺。
按5人为一实验小组，学生自己拆装、调试设备。
各实验小组自己根据鱼糜制品制造的技术原理、影响鱼糜制品弹性的因素，各组自己制定鱼丸生产工艺，产品配方，用各实验小-1-组自己制造的冷冻鱼糜原料制造鱼丸。
各实验小组要提前一星期，把自己制定鱼丸生产工艺，所需工具，产品配方报实验室老师，由实验室老师准备、购买。
指导教师只对关键工序进行指导。
3、要求学生在生产过程中严格按照生产规范和卫生标准进行，加强食品质量与安全意识。
综合设计性实验报告
[4] 姜威.实用电子系统设计基础[M].2008.1.
[5] 张靖武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].2007.4.
[6] 赵海雁.《AD590温度传感器》.测试技术学报.1997.11.
[7] 刘燕,兰志强. 《AD590集成电路温度传感器的特性测量与应用》.中国仪器 仪表,2005.6.
6实验注意事项
1 电路板的检查： 检查电路板的焊接是否正确，有无虚焊、错焊以及漏焊，各电阻的阻值是否正确，集成运放LM324的管教是否连接正确，以及AD590和1N4728的连接是否有误。在该次调试中，发现有一电阻接错，后仔细对照图纸检查，重新焊接正确。
2 各关键点电压的测量：分别测量各关键点的电压值，检查电路工作是否基本正确。实际测得，U0=2.81V，U1=2.63V,Uout=3.8V，温度改变，U0变化，但是输出不变。分析后发现，原来最后一个放大器U2D的反馈电阻接到了+端，所以导致输出电压值恒定不变，于是将电阻重新焊接。
这次的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我们是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。 我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这样我们就要有充分的准备，若是做了也不知道是个什么实验，那么做了也是白做。实验总是与课本知识相关的， 在实验过程中，我们应该尽量减少操作的盲目性提高实验效率的保证，有的人一开始就赶着做，结果却越做越忙，主要
综合性、设计性实验的认定办法(试行)
河南科技大学教务处关于综合性、设计性实验的认定办法（试行）为适应高等教育的发展，满足培养学生实践能力、创新能力的要求，应当在实验课程中增加综合性、设计性实验。
为了使综合性、设计性实验的开设合理，过程规范，并结合本科教学水平评估对实验教学的要求，需要对综合性、设计性实验进行规范，明确界定开设的课程范围，对实验的开设条件、内容和完成标准提出具体的要求，提高综合性、设计性实验的质量，推动我校实验教学水平的提高，特制定本办法。
第一条开设范围界定学校本科培养计划中单独设课的实验课程和含有实验或上机的课程，均属于开设综合性、设计性实验的课程范畴。
对于课程名称相同，但课程学分相差1学分及以上的，可视为2门课程。
第二条综合性、设计性实验界定综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程多个知识点的实验。
该类实验是对学生进行实验技能和方法的综合训练。
设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。
它一般是在学生经过了常规的基本实验训练以后，开设的高层次实验。
实验指导教师应根据教学的要求提出实验目的和实验要求，并给出实验室所能够提供的实验仪器设备、器件、药品、试剂等实验条件，由学生运用已掌握的基本知识、基本原理和实验技能，提出实验的具体方案、拟定实验步骤、选定仪器设备（或器件、试剂、材料等）、独立完成操作、记录实验数据、绘制图表、分析实验结果等。
实验的过程应充分发挥学生的主观能动性，引导学生创新性思维，体现科学精神。
第三条开设的基本要求根据我校本科实验教学基本条件，全校专业主干课综合性、设计性实验的课程占有实验课程总数的开设比例，应达到100％，即每门课中至少应有一个实验为综合性或设计性实验；其它课程的开设比例应不低于80％。
同时，要注重综合性、设计性实验的实验质量。
第四条组织与实施1．综合性、设计性实验的建设工作在学校主管领导的统一领导下，由教务处负责规划、组织、管理。
学院综合性、设计性、研究性实验管理办法
为进一步深化实验教学改革，推动综合性、设计性和研究性实验的设计与开发，结合学校实际，制定本办法。
一、实验类型1.根据人才培养需要，学校将实验类型分为：演示性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验和研究性实验。
2.演示性实验是指主要由教师讲解和操作，学生通过听讲、观察与思考，来理解实验原理与方法，了解实验过程与结论。
3.验证性实验是指在教师指导下，主要由学生按指导书要求或按教师审定的实验方法和步骤，自行动手操作来完成全部实验过程，进而掌握实验技能和方法，了解实验原理和技术，验证实验过程及结论。
4.综合性实验是指学生在掌握一定的基础理论和基本操作技能的基础上，通过综合运用多方面知识和技能进行实验方案的设计、实验过程的操作和实验结果的后期处理等，以获得较为系统的综合实验训练。
5.设计性实验是指由指导教师给定实验目的、实验要求和实验条件，由学生个人或小组自行设计实验方案并加以实现的实验。
设计性实验不但要求学生综合运用多门学科的知识和各种实验原理来设计实验方案，而且要求学生能充分运用已学到的知识与技能去发现、分析和解决工程技术问题。
6.研究性实验是指学生个人或小组结合科研课题或创新实践项目，运用新知识、新技术、新工艺等开展创新性研究的实验项目。
研究性实验要求从查阅技术资料、拟定实验方案、确定实验步骤，到选择或自制仪器设备并进行实际操作，直至完成实验报告和实验总结，均由学生个人或小组完成。
二、开设要求1.公共基础课、专业基础课可安排一些基本的训练和必要的演示性、验证性实验，专业课则应多开设综合性、设计性和研究性的实验项目。
2.综合性实验一般可在一门课程的后期开设，也可以在几门相关课程学完之后开设。
设计性实验一般是在学生完成常规实验或综合性实验训练的基础上开设。
研究性实验根据实验项目的具体要求，由实验申请者和相关实验室负责人具体商定开设时间。
3.凡有实验的课程都要创造条件开出综合性、设计性和研究性实验。
其中，有实验的基础课开出比例原则上不低于1/4、有实验的专业基础课开出比例原则上不低于1/3、有实验的专业课开出比例原则上不低于1/2。
谈谈综合性、设计性实验
不 同形 式 的 电路 ， 电子 的或者 电气 控 制 的 。在 综 合
性和设计性实验 中， 应该让学生从基础开始先搭一 些简单的电子电路或者控制 电路 ， 进入专业课 程学 习的学生可以相应的编一些小程序 ， 比如交通灯控
探究性与学生学习的主动性 ， 目的在于培养学生 其
综合性 、设计性实验 的开设要针对综合性 、 设 计性实验的开设形式和学生的专业特点进行。教学
目标 设 计 及 实 验 内容 的选 择 应 使 其适 合 学 生 的 理
和解决 问题 的方法 ， 给学生更多的 自主性 ， 强实 增 验动手能力 ， 培养学生综合运用多学科理论知识分
析问题和解决问题 的能力。
验， 而轻视基础性实验。学生综合能力的培养和学
更不是多开一 弃， 白白浪费时间达不到实验教学 目的。但是教学 校办学特点 的体现不是孤立的过程 ， 目标也不能过于简单 ， 过于简单学生便没有思考分 些 综合 性 、 设计 性实 验就 能够 完 成 的过程 。 因此作
析的机会 ， 也达不到综合性 、 设计性 实验开设 的 目
设计性实验是结合或独立于课程教学而进行 的一种探索性实验 ， 在实验教师 的指导下 ， 根据给 定的实验 目的和实验条件 ， 由学生搜集资料、 自行 设计实验方 案 ， 选择实验器材加 以实现 ， 并对实验 结果作出综合分析与处理 。 其特点在于实验内容的
论基础和整体的培养定位 ， 并具备 时代要求 的新颖 性。我们电气学院学生在毕业设计的时候 ， 大多数
杆的 “ 绅士”， 这样我们才能解决 大学生找不到工 作， 企业找不到人 的矛盾。动手能力是学生就业的
关键 能力。在学校 ， 动手能力的提高只能靠实验训 练 ，简单的验证性实验不能培养学生的动手能力 ，
生化实验技术综合设计性大实验
7.干燥离子互换剂应怎样进行处理？何谓 离子互换剂转型？
8.动植物总DNA或RNA提取旳措施主要有哪 些？以猪脾脏DNA提取为例试述每环节主 要原理是什么？怎样判断所提取DNA旳纯 度？
9.蛋白质浓度测定措施有哪些？怎样鉴定 所提取蛋白旳纯度？未知蛋白质分子量 从鸽肝中提取乙酰化酶，需将 动物饥饿后取材，可降低肝糖原，以 简化纯化环节。
7．对生物技术产品宿主菌或细胞旳要求
选择生物技术产品旳宿主受体菌或细 胞也应考虑到后处理旳问题。如用大肠杆 菌体现，因为其不能将所体现旳蛋白质分 泌到体外，故提取时必须破壁，增长了提 取旳困难，而且还可能具有毒素类有害因 子；
3.表面活性剂处理法
表面活性剂旳分子中，兼有亲脂 性和亲水性基团，能降低水旳界面张 力，具有乳化、分散、增溶作用。较 常用旳有十二烷基硫酸钠(SDS)、氯 化十二烷基吡啶、去氧胆酸钠等。
生化物质旳提取
利用一种溶剂对不同物质溶解度旳差别， 从混合物中分离出一种或几种组分旳过程 称为提取（extraction），提取又称萃取 或抽提，其含义基本相同。用冷溶剂从固 体态物质提取旳过程可称为浸渍 （maceration）；用热溶剂者可称为浸提 （digestion），也称浸煮
思索题（课前设疑）
1.怎样保持生化物质旳生物活性？一般生化物 质在碱性条件下轻易变性，还是在酸性条件 下轻易变性？
2.一般从天然生物材料制作生化物质旳过程大 致可分为几种阶段？
3.在制备生化物质前应怎样选择原料？
4.什么叫动态吸附和静态吸附？它们在应用 上有何区别？
5.对酸性物质旳提取，常在什么条件下进行？ 对碱性物质旳提取，常在什么条件下进行？ 对两性物质旳提取，常在什么条件下进行？
综合性设计性实验
聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳
实验目的
➢ 学习等电聚焦电泳分离血清蛋白的原理 ➢ 学习聚丙烯酰胺作为电泳介质的优点及用途 ➢ 了解等电聚焦电泳和普通聚丙烯酰胺电泳的异同
实验原理
以聚丙烯酰胺作为支持物，两性载体电解质在支持物内形成稳定的pH梯 度，当蛋白质在电场力的作用下，便会在支持物中运动到相当与自身 pI 的位置中聚合成一狭窄的区带而停留下来。
等电聚焦电泳
➢ 蛋白质是带有电荷的两性生物大分子，其正负电荷的数量随所处环境酸碱度的变化而变 化。在电场存在下的一定pH溶液中，带正电的蛋白分子将向负极移动而带负电的蛋白分 子将向正极移动，在某一pH时，蛋白分子在电场中不再移动，此时的pH值即为该蛋白质 的等电点。
➢ 等电聚焦(IEF）电泳就是在凝胶中加入两性电解质从而构成从正极到负极pH逐渐增加的 pH梯度，处在其中的蛋白分子在电场的作用下运动，最后各自停留在其等电点的位置上， 测出蛋白分子聚焦位置的pH值，便可以得到它的等电点。
➢ 两性电解质 － Ampholine(由瑞典LKB公司生产) 它是由许多脂肪族的多氨基,多羧基的异构体和同系物组成的, pH范围，4-6.5，5-8，。
➢ 在没有电场时,载体两性电解质溶液的pH值大约是该溶液pH范围的平均值(如pH3-10的载
体两性电解质溶液，其pH约为6.5左右)。所以载体两性电解质分子都带有电荷，只是在溶
➢ 当质点在电场中作稳定运动时：F＝F′即：QE＝6πrην
n = qE f
=q 6 π gh
E
在同一电泳条件下，不同的物质因其分子大小（r）和带电量（Q）的差异而具有不同 的泳动速度，因此，电泳一定的时间（t）就可互相分离。
电泳的影响因素
➢ 待分离大分子的性质 ：所带的电荷、分子大小和形状。 分子带的电荷量越大、直径 越小、形状越接近球形，则其电泳迁移速度越快。
数字电子电路》综合性设计性实验
加强实验操作训练，提高学生的动 手能力和实验效率。
相关技术发展与展望
集成电路技术
随着集成电路技术的发展，数字电子电路的设计 和实现将更加高效和可靠。
人工智能技术
人工智能技术在数字电子电路中的应用将进一步 拓展，为电路设计带来更多可能性。
5G通信技术
5G通信技术的发展将促进数字电子电路在通信领 域的应用和发展。
实验总结与反思
总结实验成果
对整个实验过程进行总结，概括实验的主要成果和收获。
反思与展望
对实验中存在的问题和不足进行反思，并提出改进措施和展望，为后续实验提供借鉴和指导。
06
实验扩展与提高
实验优化建议
增加实验难度
通过增加实验的复杂性和难度， 提高学生的实验技能和解决问题
的能力。
引入新技术
将最新的数字电子技术引入实验中， 使学生能够掌握最新的知识和技术。
确定设计方案后，绘制电路原 理图和PCB版图。
根据电路图，搭建实验电路并 完成硬件调试。
进行软件编程和调试，实现所 需功能。
进行系统测试和性能评估，完 成实验报告。
04
实验操作与调试
实验操作流程
电路设计
根据实验要求，设计合适的电 路图，确保电路功能符合要求。
程序编写
根据电路功能，编写合适的程 序，实现电路的控制和数据处 理。
数据处理与分析
对实验数据进行处理和分析，包 括计算误差、对比理论值与实际 值等，以评估实验结果的准确性 和可靠性。
实验结果对比与讨论
对比不同方案结果
将采用不同方案得到的实验结果进行 对比，分析各种方案的优缺点，为后 续实验提供参考。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探讨可能 影响实验结果的因素，以及如何改进 实验方法和技巧。
XXXX学院综合性、设计性实验管理办法
*******学院综合性、设计性实验管理办法第一条为进一步深化实验教学改革，提高实验教学质量，培养学生的实践与创新能力，特制定本办法。
第二条综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或相关课程知识的实验。
开设综合性实验的目的是对学生的实验技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力。
第三条设计性实验是指给定实验要求和条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的探索性实验，着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。
第四条学校专业人才培养方案中的实验课程和含有实验或上机的课程，均可以开设综合性、设计性实验。
一个综合性或设计性实验项目一般2学时以上。
第五条有一个以上（含一个）综合性或设计性实验的课程就可以称为有综合性或设计性实验的课程。
各系开设综合性或设计性实验的课程占有实验的课程的比例应不低于80%。
必修课中有实验的课程一般要开设至少一个综合性或设计性实验。
第六条开设综合性、设计性实验的实施程序：任课教师须填写*******学院综合性、设计性实验项目申报表（见附件1），报系部认定；系部将综合性、设计性实验项目汇总表（见附件2）报教务处备案。
第七条开设综合性、设计性实验时，指导教师应根据给定的实验目的和实验条件开展如下工作：（一）将学生进行分组，综合性实验一般2～4人一组，设计性实验一般4～6人一组；落实好实验室，准备好相关仪器设备和耗材。
（二）对设计性实验，要指导学生进行实验方案设计（方案设计的内容与格式范本见附件3）。
（三）指导学生开展实验工作，强调同学之间相互协作，要求学生在实验过程中记录实验原始数据、观察实验现象和结果、分析和解决问题。
（四）指导学生按照规范格式撰写实验报告或实验论文（提交纸质文本和电子版），并视具体情况要求学生答辩。
（五）指导教师应根据每个同学在实验过程中的具体表现，对其进行评分。
第八条各系要创造条件，增加综合性、设计性实验项目，组织教师开展综合性、设计性实验工作，并加强项目实施的检查、督促与管理。
学院关于综合性、设计性实验项目管理办法
学院关于综合性、设计性实验项目管理办法为更好地开设综合性、设计性实验，深化实验教学体系改革，推进实验教学的规范化管理，培养学生的创新精神和实践能力，特制定本办法。
一、开设综合性、设计性实验的目的和意义开设综合性实验的目的在于培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力及查阅中外文资料的能力；开设设计性实验的目的在于着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新意识、组织管理能力和科研能力。
二、综合性、设计性实验的界定1．综合性实验综合性实验是指经过一个阶段的学习后，在学生具有一定基本知识和基本技能的基础上，运用一门课程或多门课程的知识对学生实验技能和方法进行综合训练的一种复合型实验。
综合性实验一般可以在一门课程的一个循环之后开设，也可以在几门课程之后安排有一定规模的由几个知识点有机综合的实验。
内容满足以下条件之一的视为综合性实验：（1）内容涉及一门课程的2个以上知识点的有机综合；（2）内容涉及多门课程的知识点的有机综合；（3）一门课多项实验内容的有机综合。
2．设计性实验设计性实验一般是在学生常规或综合性实验训练的基础上，经历了一个由浅入深的实验操作过程之后开设。
开设时可由指导教师出题目、给总体方案、给实验目的要求和实验条件，由学生自己拟定步骤、自己选定仪器设备、自己绘制图表等。
更进一步的设计性实验则是在指导教师出题后，全部由学生自己组织实验，也可以让学生自己选题、自己设计，在教师的指导下进行，以最大限度发挥学生学习的主动性。
内容满足以下条件之一视为设计性实验：（1）教师给定实验目的、总体方案，学生自行选择仪器设备，自行拟定实验步骤加以实现的实验；（2）教师拟定实验题目和要求，学生自行设计实验方案，加以实现的实验；（3）根据课程知识内容，学生自主选题，自行设计，在教师指导下得以实现的实验。
三、实施要求综合性、设计性实验是实验教学内容、教学方法和手段改革的重要内容之一，有实验的各类课程都要创造条件开设综合性、设计性实验。
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实验三十五纳米分散体系在电化学中的应用
一、实验目的
1. 了解低维纳米材料的超声分散技术；
2. 掌握CHI660B电化学工作站的使用方法；
3. 掌握一套完整的电化学方法所包含的实验内容。
二、实验基本原理
低维功能材料由于其结构的特殊性以及在纳米尺度下的一系列特殊的效应，而呈现出许多不同于传统材料的独特性能。
碳纳米管是一种新型的低维功能材料，属富勒碳系，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。
一般而言，纳米碳管有两种结构形式：单壁碳管和多壁碳管。
单壁碳管是由单层石墨卷集而成，直径在1-2 nm；而多壁碳管则是由多层石墨卷集而成，直径在2-50 nm 之间。
尽管纳米碳管是由石墨转化而来，但它与石墨有着截然不同的性质。
比如它在一定尺寸范围内具有导体及半导体特性、高的机械强度及溶液中的非线性光学特性等。
由于它具有好的导电性和完整的表面结构，高的机械强度和较强的化学稳定性以及它具有明显的促进电子传递作用，因而是一种很有潜力的传感器材料。
但由于碳纳米管较高的机械强度和较强的化学稳定性，也决定了它不溶于几乎所有的溶剂，因此如何选择特定的手段把碳纳米管“溶解”在特定的溶剂里并制备成均匀的薄膜材料是该实验项目的关键点。
表面活性剂是一类具有特殊性质的物质，而最突出的性质便是它的分子结构中即有亲水基团又有疏水基团，具有“双亲”性质，随着其浓度的不同，在溶液中表现出不同的排列形式。
研究表明，一些长链的表面活性剂分子如SDS、DHP等通过超声分散能碳纳米管“溶解，并在电极表面形成均匀稳定的薄膜。
本设计实验旨在将碳纳米管超声分散在表面活性剂的水溶液中，并滴涂在玻碳电极表面，制成碳纳米管薄膜修饰的电极，考察一些环境污染物在修饰电极上的传感特性。
三、实验仪器与药品
CHI660B电化学工作站1台；CHI830电化学分析仪1台；超声波清洗器1台；红外灯1台；干燥箱1台；电子分析天平1台；双蒸馏水器1台；玻碳电极3支，甘汞电极3支。
碳纳米管（中国科学院成都有机化学有限公司）；十二烷基硫酸钠；吐温-80；冰醋酸；乙酸钠；磷酸二氢钾；磷酸氢二钠；硝酸铅；氯化镉；铁氰化钾；硫酸；硝酸；盐酸；氢氧化钠；以上试剂均为分析纯。
四、要求
1. 查阅文献，选择合适的分散体系碳纳米管分散体系，通过滴涂法制备出合格的碳纳米管薄膜修饰电极；
2. 研究一些常见的重金属离子在修饰电极上的传感特性，并对实验条件进行优化。
3. 依据上述实验方案写出一篇完整的小论文，并对所得的实验结果进行讨论。
五、思考题
1. 碳纳米管的结构有什么特点，在电化学中我们是应用碳纳米管的哪些特点？
2. 玻碳电极的表面清洁是如何表征的？
3. 循环伏安法与线性扫描伏安法有何异同？
六、参考文献
1. 董绍俊，《化学修饰电极》，科学出版社，2004
2. Chengguo Hu Kangbing Wu Xuan Dai Shengshui Hu. Simultaneous determination of lead(II) and cadmium(II) at a diacetyldioxime modified carbon paste electrode by differential
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3. 易洪潮吴康兵胡胜水.离子交换伏安法同时测定水体中的镉、汞[PDF].分析科
学学报.2001.8
4. Kangbin Wu, Shengshui Hu, Mercury-free simultaneous determination of cadmium and lead at a glassy carbon electrode modified with mutli-wall carbon nanotubes, Analytica Chimica Acta, 2003,489:215。