基于生物实验教学的种子综合性状检测系统的研发

摘要

现代教育技术的迅猛发展,促进了教育观念的转变和教学模式的更新,以计算机为辅助手段的教学在高等院校教学中的应用不断深入,对传统教学提出了新的挑战与要求。实验教学是培养学生创新能力和实践能力的重要环节,在教学中发挥现代教育技术的最大潜力,必将使实验教学获得更高的效率,取得更好的效果。 本文选取生物实验教学中种子综合性状检测为研究对象,原因在于生物学是以实验为基础的学科,实验教学作为生物教学重要的组成部分。据调查,信息技术应用于基础的生物实验在国内并不多见。因此,如何运用现代教育技术手段提升生物实验教学的教学质量,是当下一个非常值得研究的课题。在生物实验中,对种子品质的检测是学生必须掌握的基本技能之一。传统上,对种子外观参数的检测主要是通过肉眼来完成的,这种方法不仅耗时耗力而且具有很强的个人主观性;对种子内部成分的检测主要是通过化学方法来实现的,具有一定的破坏性。本文针对传统种子品质检测的中出现的问题,基于MATLABGUI设计开发了种子综合性状检测系统。该系统主要是利用相应的数字图像处理算法获取种子的外部参数,如种子的长、宽、周长、面积及获取穗发芽小麦的芽长,实现对小麦品质的检测和穗发芽等级的划分。 笔者最后结合该系统特点,运用现代教学设计理念,进行实际的教学案例设计,实地进行了教学运用,根据对实验结果的对比和学生问卷调查的反馈,证明了在现代教育技术的支撑和帮助下,将生物实验和计算机辅助教学的有机结合,利用高质量和高效率的检测系统,极大地提高种子综合性状检测实效。 本论文的整体框架如下: 第一部分为绪论,主要讲述了生物实验教学的研究现状及对种子综合性状检测的研究现状,从理论上分析了该课题研究的可行性。接着又从整体上介绍了该论文的研究思路与研究方法。 第二部分为相关理论的概述,主要是介绍了本论文在研究过程中所借鉴到的两大理论建构主义和教学设计的理论,并分析了这两大理论对本研究的意义。 第三部分为与种子综合性状检测系统开发的相关内容。在这一部分主要先介绍了系统设计与开发的目的与意义,而后从系统的分析、设计、开发与测试的角度阐述了该系统开发的具体流程。 第四部分为将种子综合性状检测系统与具体的案例教学相结合的实例。在这一部分笔者主要从教学设计的角度论证了将该系统与教学相结合的可能性,并进行了具体的尝试,经对学习者的调查分析发现,该系统在生物实验教学中起到了一定的促进作用。 最后一部分主要是对该课题进行了一个相应的总结,找出了相应的问题与不足,以便于在后续中更好的进行研究。

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中文摘要

英文摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究的思路及研究方法

1.3论文结构及本人所做的主要工作

第2章 相关研究基础

2.1 建构主义学习理论

2.2 教学设计理论

第3章 种子综合性状检测系统的研究与开发

3.1 种子综合性状检测系统设计与开发的目的

3.2系统分析

3.3方案的选取

3.4开发环境（GUIDE）、开发语言及开发工具介绍

3.5 系统的设计

3.6 种子综合形状检测系统的应用实例

第4章 基于种子综合性状检测系统的教学应用

4.1 实验教学的学习背景和学习者分析

4.2 实验教学任务设计

4.3 实验教学目标

4.4 实验教学策略

4.5 实验教学方法

4.6 实验教学过程设计

4.7 实验教学案例--以获取发芽小麦种子胚芽鞘长度为例

4.8 教学效果分析

第5章 研究总结与展望

5.1 研究总结

5.2 下一步工作展望

注释

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文目录

致谢