实验8 网络协议分析和实现(综合设计性)

第一篇：实验8 网络协议分析和实现(综合设计性)

实验八网络协议分析和实现

1.实验目的掌握网络应用程序的开发方法；

掌握Client/ Server结构软件的设计与开发方法

掌握Socket机制的工作原理

2.实验前的准备

阅读教材关于TCP/IP协议和Socket的相关内容；

阅读WinSock编程指南；

阅读本实验所附内容；

熟悉VC++6.0开发工具

3.实验内容

学生可以从以下实验题目中任选一个来完成也可以自己命题。

（1）用掌握的语言和所学网络知识设计实现FTP的客户端；

（2）用掌握的语言和所学网络知识设计实现收发邮件的客户端；

（3）使用Winsock实现点对点通信；

（4）对网络实验中的停止等待协议或滑动窗口协议的程序提出改进并实现；

（5）自己设计网络要求条件，对其进行详细需求分析（包括对条件的分析和实现，网络设备的选择，网络拓扑的选择，经费的考虑，以及网络的可容性、可扩充性等），并划出拓扑图。

（6）按照所给综合设计实验1或是综合设计实验2的要求分别配置构建符合要求的网络，并给相应的配置说明。

4.实验要求

学生可以根据所选题目大小，独立或两人一组完成实验。要求实验报告中应包括所选实验题目和一些必备内容。

若选择具体网络协议的实现，则应该能够在理解所选择的网络协议的基础上，对其进行分析和实现，要求给出分析和实现的过程，以及必要的程序代码。程序语言不限，但不能直接调用模块实现，必须通过调用socket或底层网络接口实现。

若是选择组网实现，则必须对网络做出详细的需求分析，包括对条件的分析和实现、网络设备的选择、网络拓扑的选择、经费的考虑、网络的可容性、可扩充性、安全性等等，并划出网络拓扑图。

若选择综合设计实验1或综合设计实验2，需给出相应的网络拓扑和配置说明。

第二篇：网络协议分析实验总结

实验一 IP协议

练习一利用仿真编辑器发送IP数据包

描述:收发IPv4报文,不填上层协议.问题:①查看捕获到得报文长度是60，和你编辑的报文长度不同，为什么？

最小帧长度为60，当不足60时，在源数据尾部添加0补足。②讨论，为什么会捕获到ICMP目的端口不可达差错报文？ 差错报文的类型为协议不可达，因为上层协议为0，未定义。

练习二编辑发送IPV6数据包

描述:收发IPv6报文.问题:①比较IPV4头，IPV6有了那些变化？IPV4的TTL字段在IPV6里对应那个字段？ 比较IPv4 和IPv6 的报头，可以看到以下几个特点：

● 字段的数量从IPv4 中的13（包括选项）个，降到了IPv6 中的8 个； ● 中间路由器必须处理的字段从6 个降到了4 个，这就可以更有效地转发普通的IPv6 数据包；

● 很少使用的字段，如支持拆分的字段，以及IPv4 报头中的选项，被移到了IPv6 报头的扩展报头中；

● ● IPv6 报头的长度是IPv4 最小报头长度（20 字节）的两倍，达到40 字节。然而，新的IPv6 报头中包含的源地址和目的地址的长度，是IPv4 源地址和目的地址的4 倍。

对应：跳限制----这个8位字段代替了IPv4中的TTL字段。

练习三：特殊的IP地址

描述:直接广播地址包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号,只有本网络内的主机能够收到广播,受限广播地址是全为1的IP地址;有限广播的数据包里不包含自己的ip地址，而直接广播地址里包含自身的ip地址 练习四: IP包分段实验

问题:讨论，数据量为多少时正好分两片？1480*2=2960 练习五: netstat命令

描述: C:>netstat –s

；查看本机已经接收和发送的IP报文个数

C:>netstat –s

；查看本机已经接收和发送的IP报文个数 C:>netstat –e

；观察以太网统计信息，实验二2.1 ARP协议

练习一维护 ARP 缓存表

描述: ：查看ARP缓存

:arp –a 手动建立 ARP 表 :arp –s IP(如172.16.0.31)MAC（如:00-E0-4D-3D-84-53）

清空 ARP 缓存表：arp –d 练习二仿真发送 ARP 请求报文

描述:ARP协议叫物理解析协议,是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间

2.2 ICMPv4协议

练习一利用仿真编辑器编辑 ICMP 回显请求报文 练习二仿真发送 ICMP 时间戳请求报文

描述: ICMP封装在IP报文里面,一个ICMP报文32位,8位类型,八位代码,16位校验和

2.3 ICMPv6 只是把ICMP放在了IPv6数据包的载荷中.实验三3.1 ARP 练习一发送 ARP 请求报文（不同网段内）

描述:在跨越路由器进行通信的时候,发起通讯的主机发现目的地址不在同一个网段,会先查询路由器的地址,于是广播出ARP请求,路由器的入口网卡发现有一个ARP请求的目的IP是自己的IP地址,于是回复自己的Mac,得到了Mac,发起通信的主机将通信内容发送到路由器的入口网卡,并选路到出口网卡,此时出口网卡需要知道目标的Mac,于是广播出ARP查询,目标机回复自己的Mac,路由器的出口网卡成功的将信息发送到目标机器.练习二

ICMP 差错报文

描述:ICMP目的端口不可达/超时/的情况.注意为了模拟目的端口不可达,某主机ping一个不存在的IP地址,为了模拟超时,向一个跨路由器的目标通信,但是TTL设置为1,路由器会丢弃TTL耗尽的包,因为根本就收不到,所以当然就没有回复,就会超时

试验3.2 ARP欺骗

描述:

1、ARP 高速缓存

ARP 缓存表是记录 IP 地址和 MAC 地址的映射关系。ARP 表分为动态更新和静态更新两种，系统默认动态,更新时间为 120 秒。ARP 表的建立是通过以下两个途径：

●主动解析：如果一台计算机想与另一台不知道 MAC 地址的计算机通信，则该计算机主动发 ARP 请求；

●被动解析：如果一台计算机接收到了一台计算机的 ARP 请求，则首先在本地建立请求计算机的 IP 地址和 MAC 地址的对应表；

ARP 地址欺骗正是利用高速缓存，使高速缓存中存在错误的映射关系，误导数据包发往错误的目的地。

2、ARP 地址欺骗的原理

一般情况下，当系统收到 ARP 请求或应答时，都要把源端的硬件地址和 IP 地址填入 ARP 高速缓存。正是

根据这一性质，为 ARP 欺骗提供了条件。编辑一个 ARP 应答数据包，将 ARP 层的源 IP 地址为主机 A 的 IP 地址，将 ARP 层的源 MAC 地址填为主机B 的 MAC 地址，将 MAC 层的源地址填为主机 A 的 MAC 地址，发送这个数据包。当到达目的主机时，由于 ARP特性：当系统收到 ARP 请求或应答时，都要把请求端的硬件地址和协议地址填入 ARP 高速缓存。所以在向 ARP 高速缓存中添加表项时，添加的是主机 A 的 IP 地址和主机 B 的 MAC 地址值。当要向主机 A 发送数据包时，要发送的数据包的目的 MAC 地址填入了由高速缓存中提取的地址(主机 B 的 MAC 地址)，这样，要发送给主机 A的数据包被发送给了主机 B。

实验 3.3 ICMP Redirect

练习一利用 ICMP 重定向进行信息窃取

描述:主机可能会把某数据发送到一个错误的路由。在这种情况下，收到该数据的路由器会把数据转发给正确的路由器，同时，它会向主机发送 ICMP 重定向报文，来改变主机的路由表。给主机来指出存在一个更好的路由。

试验时,主机A给E发送报文,主机B作为路由器,主机C给A发送ICMP重定向报文,在网关地址中添加自己的IP地址,并按照上表填写ICMP数据部分,此时主机A的路由表中出现了主机A到E的一条记录,网关是C的IP地址;

问题:说明 ICMP 重定向的意义.意义：ICMP 重定向使得客户端管理工作大大减少，使得对于主机的路由功能要求大大降低。而且当路由线路非最优化是线路的速度一定有所损失。而有了重定向之后可以很快的修改非最优线路提高通信速度。

实验四 UDP

练习一利用仿真编辑器编辑 UDP 数据包并发送

描述:UDP和TCP都是传输层的协议,他们被应用层使用,为了实现多路复用和多路分解,应用层使用了端口号,所以UDP中需要填写源端口和目的端口.问题:①将 UDP 的校验和填“0”，在捕获包中查看校验和是否正确？

正,UDP没有纠错能力,也没有回执机制,所以即使它能够发现自身的错误,也没有能力和必要去纠正错误

练习二

UDP 单播通信

描述:使用UDP工具进行通信,确认UDP没有确认报文;

练习三利用仿真编辑器编辑 UDP 数据包，利用工具接收

描述:向目的主机的没有开放的端口发送UDP,会产生目的端口不可达的ICMP信息.练习四

UDP 受限广播通信

描述:使用UDP通信工具,在受限广播地址(全是1)上向发送UDP广播,相连的设备无论是否在同一个网段之内,都能够收到信息,该报文的目的MAC地址是FFFFFF-FFFFFF.练习五

UDP 直接广播通信

描述:使用UDP工具,在直接广播地址上(网络号+255)上发送广播,只有同一个网段的设备能够接收到,该报文的目的MAC地址是FFFFFF-FFFFFF.问题:说明受限广播和直接广播的区别？

直接广播地址包括一个有效网络号和一个全 1 的广播号，主机可能还不知道他所在网络的网络掩码，路由器可能对该种数据报进行转发。

受限广播地址是一个 32 位全为 1 的 IP 地址，在任何情况下这样的数据包仅出现在本地网络中，路由器不对该种数据报进行转发。练习六利用仿真编辑器编辑 IPV6 的 UDP 数据包并发送 描述:在UDP上,IPv4和IPv6没有区别

练习七运行 netstat 命令

描述:netstat 命令是用于显示网络使用协议的统计；

netstat –s

；显示每个协议的使用状态，netstat –a

；显示主机正在使用的端口号

实验五

TCP

练习一观察 TCP 协议的连接和释放过程 描述:

问题:：TCP 连接建立时，前两个报文的 TCP 层首部有一个“maximum segment size”字段，它的值是多少？怎样得出的？

最大字段长度为 1460，该字段长度通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元限制。1460=1500-20(IP 首部)-20(TCP 首部)

练习二利用仿真编辑器编辑并发送 TCP 数据包

描述:使用仿真编辑器手动实现TCP的三次握手连线和四次握手拆线过程.练习三

TCP 的重传机制

描述:接收端开启过滤软件,阻断TCP通信,TCP会进行重传,在这个例子中,重传了五次

实验六6.1 DNS

练习一

nslookup 工具的使用

描述:nslookup 命令是查询域名对应 IP 的工具,其用法是：nslookup 域名, 运行结果:Server:(JServer.NetLab);

Address:(172.16.0.253);

Name:(host34.NetLab);

Address:(172.16.0.34);反向查询某个IP的域名:>nslookup 172.16.0.253 运行结果Server:(JServer.NetLab)；

Address:(172.16.0.253)；

Name:(JServer.NetLab)；

Address:(172.16.0.253)；

练习二仿真编辑 DNS 查询报文（正向解析）

描述:这里最重要的东西是DNS的报文格式和”域名循环体”的问题.图片是域名循环体.练习三仿真编辑 DNS 查询报文（反向解析）

练习四

ipconfig 命令

描述:ipconfig/displaydns

；显示本机缓冲区中 DNS 解析的内容；

ipconfig/flushdns

；清空本机 DNS 缓冲区中的内容； 注意DNS缓存是有生存周期的.实验 6.2 UDP 端口扫描

练习一

UDP 端口扫描

描述:向目标端口发送一个 UDP 协议分组。如果目标端口以“ICMP port unreachable”消息响应，那么说明该端口是关闭的；反之，如果没有收到“ICMP port unreachable”响应消息，则端口是打开的.实验 6.3 TCP 端口扫描

1、TCP SYN 扫描

这种方法是向目标端口发送一个 SYN 分组（packet），如果目标端口返回 SYN/ACK 标志，那么可以肯定该端口处于检听状态;否则返回的是 RST/ACK 标志。

3、TCP FIN 扫描

这种方法是向目标端口发送一个 FIN 分组。按 RFC793 的规定，对于所有关闭的端口，目标系统应该返回一个 RST（复位）标志。这种方法通常用在基于 UNIX 的 TCP/IP 协议堆栈，有的时候有可能 SYN 扫描都不够秘密。一些防火墙和包过滤器会对一些指定的端口进行监视，有的程序能检测到这些扫描.相反，FIN 数据包可能会没有任何麻烦的通过。这种扫描方法的思想是关闭的端口会用适当的 RST 来回复 FIN 数据包。另一方面,打开的端口会忽略对 FIN 数据包的回复。这种方法和系统的实现有一定的关系，Windows 系统不管端口是否打开，都回复 RST，否则就是其他的操作系统,这样，这种扫描方法就不适用了。

实验七 7.1 FTP 协议

练习一

FTP 描述:注意事项:FTP登录的时候,可以捕获到用户名和密码的明文, USER 是用户名命令,PASS 是密码命令,LIST 是dir的命令, 问题:①FTP 服务器是如何知道用户的数据端口？

客户端通过 PORT 命令告知服务器: PORT 172,16,0,16,5,101, 端口是：5*256+101=1381 ②21 端口和 20 端口分别传输什么内容？ 端口传输控制信息，20 端口传输数据,数据传输结束后,20 端口关闭，21 端口未关闭,发送quit命令之后,两个端口都关闭.练习二使用浏览器登入 FTP 描述:控制台登录和浏览器登录是不一样的,使用浏览器登录,会启动被动模式.问题:

① FTP 服务器用哪个端口传输数据，数据连接是谁发起的连接？

FTP 服务器用 8361 接口传输数据，数据连接是客户端主动发起（即此时使用的是 PASV 模式）

② 用户是如何知道服务器的数据端口？

服务器对客户端的 PASV 命令返回应答：227 Entering Passive Mode(172,16,0,253,32,169)，告知客户端服务器端已经打开了 8361（32*256+169=8361）端口作为数据端口。练习三在窗口模式下，上传/下传数据文件

实验 7.2 HTTP 练习一主页访问

描述:注意HTTP协议的所有东西都封装在TCP中 问题:

① 使用了 HTTP 协议的哪种方法（命令）读取网页文件？网页的文件名什么？

GET 方法，网页文件名：/experiment/

练习二页面提交

描述:页面提交就是提交表单

问题: ① 提交信息的过程使用了 HTTP 协议的哪种方法？

POST 方法

② 传输密码是明文还是密文？粘贴含有用户名和密码的捕获包。

明文

③ 每次 HTTP 命令都是单独连接完成的（一次一个连接），这样有什么好处？

因为 HTTP 是无状态协议，短连接（一次一个连接）实现、管理起来比较简单，存在的连接都是有用连接，不需要额外的的控制手段

实验 7.3 DHCP DHCP 工作原理

①发现阶段：DHCP 客户机以广播方式发送 DHCP discover 报文来寻找 DHCP 服务器。

②提供阶段：DHCP 服务器在网络中接收到 DHCP discover 报文后会做出响应，它从尚未出租的 IP 地址中挑选一个分配给 DHCP 客户机，向 DHCP 客户机发送一个包含出租的 IP 地址和其他设置的 DHCP offer 报文。③选择阶段：如果有多台 DHCP 服务器向 DHCP 客户机发来的 DHCP offer 提供报文，则 DHCP 客户机只接受第一个收到的 DHCP offer 提供报文，然后它就以广播方式回答一个 DHCP request 请求报文，该报文中包含向它所选定的 DHCP 服务器请求 IP 地址的内容。

④确认阶段：DHCP 服务器收到 DHCP 客户机回答的 DHCP request 请求报文之后，它便向 DHCP 客户机发送一个包含它所提供的 IP 地址和其他设置的 DHCP ack 确认报文，告诉 DHCP 客户机可以使用它所提供的 IP 地址。

⑤重新登录：以后 DHCP 客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送 DHCP discover 发现报文了，而是直接发送包含前一次所分配的 IP 地址的 DHCP request 请求报文。

⑥更新租约：DHCP 服务器向 DHCP 客户机出租的 IP 地址一般都有一个租借期限，期满后 DHCP 服务器便会收回出租的 IP 地址。练习一使用 DHCP 获取 IP 地址

问题:说明捕获到的 DHCP 协议中，Request（discovery）、Reply(offer)、Request(Request)、Reply(Ack)报文的作用是什么？

DHCP 客户机以广播方式发送 DHCP discover 报文来寻找 DHCP 服务器。

DHCP 服务器在网络中接收到 DHCP discover 报文后会做出响应，它从尚未出租的 IP 地址中挑选一个分配给DHCP 客户机，向 DHCP 客户机发送一个包含出租的 IP 地址和其他设置的 DHCP offer 报文。

如果有多台 DHCP 服务器向DHCP 客户机发来的 DHCP offer 提供报文，则 DHCP客户机只接受第一个收到的 DHCP offer 提供报文，然后它就以广播方式回答一个 DHCP request 请求报文，该报文中包含向它所选定的 DHCP 服务器请求 IP 地址的内容。

DHCP 服务器收到 DHCP 客户机回答的 DHCP request 请求报文之后，它便向 DHCP 客户机发送一个包含它所提供的 IP 地址和其他设置的 DHCP ack 确认报文，告诉 DHCP 客户机可以使用它所提供的 IP 地址。

实验 8.1 SMTP 和 POP 协议

练习一

Outlook 发送电子邮件 描述: SMTP使用TCP端口号为25,报文内容看不见,不需要密码用户名认证

练习二

Outlook 接收电子邮件

描述:Pop3使用TCP端口号是110,能看见用户名和密码

第三篇：制药综合设计性实验指导书

制药工程专业 化学制药综合实验指导书

生命科学与工程学院制药工程专业

指导教师：常相娜

2011年3月

化学制药综合实验实施方案

化学制药综合实验是依据药物制药工程专业培养方案及教学大纲的要求编定，本实验内容涉及药物制剂专业多门基础课和专业基础课，包括有机化学、分析化学、药物化学、药物合成反应、药物分析、药剂学、化学制药工艺学等课程内容。要求学生针对指导教师所下任务书，查找相关文献，对药物的合成路线、工艺条件、制剂形式及制备条件各方面的内容自行设计，可行性论证通过后，独立实施由原料到原料药，最后得到相应制剂的全过程。通过本次设计性实验，培养学生查阅资料，综合文献的初步能力，在此基础上选择合成路线，拟定实验方案，独立进行实验，提高学生独立工作能力、分析和解决的能力，从而加深对制药工程专业系统课程基本理论和基本知识的认识和理解，为学生的就业及学业深造奠定实践基础。

一、目的

化学制药综合实验的目的主要是让学生通过资料查阅、合成路线的设计、合成实验的操作、实验结果纯度和产率的分析鉴定、工艺条件考察及制剂的制备，学到一套系统、完整的对化学药物的合成路线、合成过程合理性、合成产物的分析鉴定的方法、工艺可行性及制剂的制备。并通过此项训练，提高学生动手操作能力，提高学生独立思考、分析问题、解决问题的能力。

二、方案

1.设定目标：依据所给出的药物的初步合成方案结合查阅的资料及常用临床化学药物的合成方法来设计具体药物合成步骤、工艺考察方案及制剂制备方法，使学生掌握：

（1）．化学药物合成中的常用反应如酯化反应、格氏反应、乙酰化反应；（2）．熟悉药物合成中对药物的结构修饰基本过程，了解有机合成的水解、蒸馏、重结晶、搅拌、回流、萃取、过滤等基本操作；

（3）．掌握工艺考察中因素、水平确定方法及实验因素水平表的建立的方法；（4）．熟悉常见药物制剂的类型及一般的制备方法。

2.目标实施： 按照两人一小组实验，每九个小组为一大组共同完成一个药物的工艺条件考察实验。程序为：

（1）．每个学生自行查阅相关文献资料，独立设计方案题目；

（2）．个组讨论，确定可实施的合成路线、工艺考察因素表及制剂处方设计；（3）．教师审核并提出或设计问题，题目组针对问题修正设计路线、工艺考察表及制剂处方设计；

（4）．题目组自行完成实验结果；

（5）．分析讨论并提出进一步研究的更完善的和合成路线、工艺考察表及制剂处方设计。

制药工程综合设计性实验任务书

（一）一、题目：贝诺酯的制备及工艺条件考察

二、实验任务

1.查阅与贝诺酯合成工艺及制剂相关的图书资料及文献资料。2.依据任务书各组提出相应的方案，应包括：

a.目的意义；

b.合成部分：合成步骤、工艺流程、需要仪器与试剂、实验设备装置图、定性分析方法；

c.工艺考察部分：因素水平的确定、正交实验表； d.制剂部分：配方、操作流程。3.论证方案可行性，确定合理方案。4.完成设计实验论文并提交产品。

5.对所得数据进行分析，完成设计实验论文。

三、实验要求

1.实验中要求学生不完全依赖现成条件，能在教师指导下自己创造一些条件完成实验。

2.实验的方案应合理、简单，并具有一定创新性。3.实验数据准确，须注明实验条件。

4.要求提供的样品袋上注明样品名称、熔点、纯度、制备者、日期。

四、设计实验论文内容 1.题目； 2.药物概述；

3.所完成合成与制剂过程的实验操作、工艺要点、注意事项； 4.实验所用试剂规格及用量、仪器的型号及生产厂家； 5.自制或创造了哪些实验条件； 6.结果与分析； 7.讨论；

8.合理化建议（自选）；

9.在所完成实验的基础上提出一个新的研究课题（自选）。

附：贝诺酯初步合成方案

（一）乙酰水杨酰氯的制备

在干燥的100 mL圆底烧瓶中，依次加入吡啶2滴，阿司匹林10 g，氯化亚砜5.5 mL，迅速按上球形冷凝器（顶端附有氯化钙干燥管，干燥管连有导气管，导气

冷至室温即可得到白色的乙酰苯胺固体。

2.抽滤收集：将上步所得固体与母液混合物抽滤分离，固体用少量冷水洗涤2次，抽干，于表面皿上用红外灯干燥，以便进行下步反应。

（二）乙酰苯胺氯磺化

按图4-5装好反应装置，称取5.0g干燥的乙酰苯胺置于干燥的250mL三颈瓶中，再在分液漏斗中加入20mL氯磺酸。

氯磺化反应装置图

开启水泵，减压抽气，在冷水浴下慢慢将20mL氯磺酸滴入三颈瓶中（约1滴/秒），立即可以看到有大量HCl气体产生，待滴加完毕，乙酰苯胺溶解消失，水浴加热（80℃左右）15～20min。打开安全阀，连通大气，然后依次用冷水、冰水冷却三颈瓶。

将冷却的反应液转移到原滴液漏斗中，然后在三颈瓶中加入约100g碎冰块，再按装置图安装好，三颈瓶外部用冰冷却，开启水泵，将反应液滴入三颈瓶中（约需15min），滴毕生成大量的沉淀。

抽滤，压干即得对-乙酰氨基苯磺酰氯固体，立即进行下一步反应。

（三）对-乙酰氨基磺酰氯的氨解

将上述抽干的固体转移至100mL小烧杯中，在搅拌下加入15mL浓氨水（若固体量较少，可适当减少氨水用量），反应时大量放热，当固体溶解又重新生成后，继续搅拌10 min。

（四）对-乙酰氨基苯磺酰胺的水解

1.将上步所得反应物加入15mL水，冷却，加浓盐酸至pH=1～2，转移至烧瓶中。

2.回流：烧瓶中加2块沸石，装上冷凝管，在石棉网上小火加热回流25min。此时固体应溶解，冷却后得一几乎澄清的溶液，如有固体析出，应继续加热回流使反应完全。

3.脱色：于稍冷后的回流液中加约一药勺（约0.5g）活性炭，继续回流5min。4.过滤：回流液趁热用玻璃漏斗过滤，用一干净的100mL的烧杯收集滤液。5.中和、沉淀：滤液在搅拌下慢慢加入固体Na2CO3至弱碱性（pH≈8）。此时

至70℃，缓缓滴加浓硝酸12ml，保持反应温度在70—80℃[1]，滴毕，继续保温反应1h。倒入150m1冰水中，放置1h。抽滤，用水洗涤，得粗品，将粗品加入150ml水加热至沸待全部溶解，热过滤，滤液充分冷却，抽滤，得淡黄结晶。11．2g(60％)，mp227—230℃

（二）美沙拉嗪的合成（还原）

在装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的250三口瓶中，加入水60ml，升温至60℃以上，加入浓盐酸4.2ml，活化铁粉[2]4g(0.07mo1)，加热回流后，交替加入活化铁粉6g(0.11mo1)和5-硝基-2-羟基苯甲酸10g(0.56mo1)，加毕，继续保温搅拌1h。反应毕，冷却至80℃后，用40％氢氧化钠溶液调至pH碱性，过滤，水洗，合并滤液和洗液，向其中加入保险粉1.3g，搅拌，过滤，滤液用40％硫酸调至PH 2—3，析出固体，过滤，干燥，得固体粗品6.02g(73.3％)。向粗品中，加水lOOml，浓硫酸4.5ml和活性炭少许，加热回流数分钟，趁热过滤，冷却，滤液用15％氨水调至pH2～3，析出固体，过滤，水洗，于燥，得精品5.32g(64．8％)，mp274℃(dec)。注释

[1]硝化反应是放热反应，滴加硝酸时，滴加速度要尽可能慢，同时电热套的电压应调节合适，以保持反应温度在70—80℃为宜。，[2]铁粉活化的方法：将铁粉10克，水5Oml，置150ml蒸发皿中，加浓盐酸0.4m1，煮沸。用水以倾泻法洗至中性，置水中待用。

第四篇：食品化学综合设计性实验心得体会

心得体会：

这是食品综合设计性实验，在自己找实验原理及步骤的过程中，深化了我对课文中知识点的理解。但由于查找方式及查找资料库的不同，可能会导致实验方案具有很大差异，有时实验室器材试剂有限，所以可能因此自己的设计方案无法实施或者实施不完全，有时不得不重新设计方案，有些耗费时间。所以个人认为，老师可以预先说出该实验的常用方法或者常用试剂，还有实验室对此实验可以提供的主要设备，让学生从这个方面查找，可能会有所帮助。由于缺乏经验，在实验中暴露出许多不足。可能对基础知识的掌握不够甚至缺少某一方面的专业知识，使我们对有些实验现象无法解释.例如在酶促褐变的实验中，我们发现实验剩余的苹果样品长时间暴露在空气中并没有产生明显的酶促褐变现象，在咨询老师后才明白这个现象的原因可能是苹果不是新鲜的，它所含有的酶的活性不高，另外苹果是从冰箱中取出的，这也可能影响酶的活性。虽然这样的无知并非不可接受，但仍基于这点，冒昧地提出建议，希望老师能加强理论课与实践课的联系，提高学生对所学课程的认识。不得不说的是，每次在遇到问题而自己又无法理解及解决时，在不断的与老师交流的这一过程中，我们得到了很多的宝贵经验与信息，也感叹于老师的专业精神与人格魅力，同时对于科学研究的认识又更进一步。

虽然食品综合性实验由若干个简单实验组成，但它却并不是简单实验的重复和叠加，而是对简单实验的有机综合。它是一个有机整体，需要围绕一条主线，结合若干知识点或学科的相关知识加以综合应用，这训练了我们的创新性思维，让我们不再拘泥于课本中的实验步骤。在设计的过程中，可以自己设定和控制变量，自行探究，这就是我们主动学习的过程，而当我们主动学习的时候，我们所得到的收获和经验将远远高于被动学习，而且，主动学习的结果是培养了一种学习的能力，对于一个人的成长，这比收获知识本身更加重要。在亲身操作的过程中，我们真切感受到创造性的工作充满艰辛，但是来不得半点马虎，必须脚踏实地、尊重事实才能达到成功的彼岸。这样的实验让我们真正体会到了知识的重要、劳动的艰辛和收获的快乐。但与此同时，我们必须明白，实验设计是要求科学性、可行性、安全性、简约性等原则的，在自行设计实验时，必须遵循这些原则，在考虑这些原则的过程中，无形的提高了我们的实验探究能力。总的来说，综合性实验的设计和教学形式的开展，不仅增强了我们的动脑动手能力、加深了我们对整个知识体系的理解,更重要的是培养了我们的自学能力，让我们在发现问题、归纳分析和解决实际问题中收获了许多，同时也启迪了我们的思维，提高了我们的综合应用知识的能力，激发了我们的求知欲、创新意识和创新能力。

第五篇：网络教学系统的设计、实现及分析

高等教育网络教学系统的设计、实现及分析

【摘要】本文主要是研究如何在普通高校中引入网络教学。本文借用北京大学开发的基于网络的辅助教学系统《北大网络学堂》等其它网络教学系统，来阐述在普通高校中引入网络教学的设计思想及实现方式，并针对使用中存在的问题进行了分析，提出了相应的解决方法或建议。

【关键词】网络教育、高等教育、辅助教学、Internet

一、引言

网络技术的高速发展，使人类的信息资源实现了高度共享，并从根本上改变了人类进行信息交流的方式，对高等教育的影响也必将是深刻的。从大的方面来说，它对高等教育的管理模式、教学模式、财政投入模式等都要带来巨大的影响，从小的方面来说，它可以解决传统课堂教学中存在的很多问题，过去一些不可能实现或很难实现的教学设计思想，现在就可以实现了。

目前网络在教育中的最热门的应用莫过于远程教育了，但是，如何把网络技术应用于高等教育的主体---传统课堂教学也是一个非常重要的问题（李晓明 [1]），因为高等院校中的网络辅助教学和远程教育还是有区别的。

本文就是主要依据北京大学开发的网络辅助教学系统《北大网络学堂》（以下简称网络学堂）（尚俊杰 2000 [2]），并参考其他人开发的一些有关软件，来阐述在高等院校的传统教学中引入网络辅助教学的设计思想、实现方式以及使用分析，希望在高校开展网络辅助教学时起到一定的参考意义。

二、为什么要采用网络辅助教学

对于采用网络辅助教学，也许有人会问，粉笔黑板不用的好好的吗？能简单为什么要麻烦呢？

1．它可以给教学工作带来极大的方便

网络给教学工作确实带来了极大的方便，比如在教学中：教师可以将自己的讲义及有关学习资源放在网上供学生课后复习，这样学生随时都可以上网浏览，也省去了复印的麻烦；学生可以通过email交作业，就省了收作业发作业的麻烦；师生可以随时通过email交流，或通过网络讨论。事实上，目前很多老师已经不同程度的利用网络辅助教学，比如提供电子讲义、收作业等等。给它们提供一个更好的网络辅助教学系统就成为比较迫切的问题。

2．可以更好的实现许多教学设计策略

网络辅助教学在给教学工作带来极大方便的同时，也使原来不太好实现或不可能实现的教学设计思想得以实现。比如，利用网络开展基于资源的学习（Resource-based Learning）、基于问题的学习（Problem Solving）以及协作学习（Collaborative Learning）等等（Ron Owsto[3]）。通过有效的实现各种学习策略，就可以加强教学效果，提高教学质量。

3．它是“以教师为中心”的教学模式和“以学生为中心”的教学模式的完美结合的体现

目前有两种教学设计理念（余胜泉 2000 [4]）：一种是“以教师为中心”的的教学设计理念，另一种是“以学生为中心”的教学设计理念。这两种教学模式各有优缺点，但是又是相互互补、相辅相成的关系。考虑到目前高等院校还是以课堂教学为主，自然主要是以教师为中心的，如何才能协调使用这两种教学模式呢？网络辅助教学系统正好是一个良好的工具。在课堂教学中，仍然采用以教师为中心的教学模式，在课后的网络辅助学习中，却采用以学生为中心的教学模式，并且力争通过辅助教学系统尽可能将这两种教学模式互相融合。

二、网络辅助教学系统的设计

基于以上考虑，我们确立了网络辅助教学系统的设计思想如下：

1．要实现基本的教学功能

网络辅助教学系统大体上应该主要实现以下几个功能：(Schweizer, Heid 1999[5])

Ø教学管理、比如教师在网上开课，学生选课管理等管理功能。

Ø学生学习、提供电子讲义、其它资源、课后复习、教学安排等。

Ø师生交流、提供师生实时或非实时的交流，比如通过信箱、留言板、课程论坛、聊天室等。

Ø作业管理、教师可以在线布置作业、批改作业，学生可以在线递交作业。

Ø考试管理、因为现在高校仍是以笔试为主，所以主要提供一些课程的在线考试功能，以及考试分数管理等。

Ø提供资源、通过FTP资源库和网络导航库为学生提供大量的有用的学习资源。

2．要尽可能为实现各种教学策略提供条件

如果网络教学系统仅仅实现公布讲义、在线作业等功能，毕竟还是低层次的，如何利用该系统使教师方便的实现各种教学策略才是一个质的提高。比如，利用资源系统为学生提供大量的有用的学习资源得以实现基于资源的学习。另外，通过课程论坛等模块实现合作学习策略。设计系统时，就应该尽量使各种教学策略尽可能融合到系统中，让教师实现起来非常方便。

3．一定要以学生为中心

前面讲过，网络辅助教学系统就是以学生为中心的教学模式的体现，所以，不论大的方面还是小的细节都应该坚持以学生为中心，一切为了学生学习，充分发挥学生的主动性和创造性。

4．一定要简单实用

前面讲过，网络技术可以给教学带来极大的方便，这是它最重要的优点。如果不幸把系统设计的使用非常复杂，那就适得其反了。事实上，确实有一些系统功能非常强大，但使用非常复杂，结果使一些教师望而却步。

因此，在设计时，凡是可有可无的模块坚决不要，对于较复杂的模块，力争使用界面简单。在设计时期，我们还广泛参考了目前比较流行的网络教育系统，如WebCT、LearningSpace 等，并充分考虑了高等教育网络辅助教学的特点，并一边设计、一边试用、一边修改，力争将先进的教育设计观念融入到系统中（汪琼 1999[6]）。

三、具体实现

具体来说，网络辅助教学系统主要由六个子系统组成，学习系统、交流系统、作业系统、测验系统、资源系统、管理系统组成，每一个子系统又由不同的模块组成。

1．学习系统

学习系统主要包括教学安排、电子讲义、电子黑板子模块。

“教学安排”是一个比较小的模块，主要是有关上课、考试时间安排及教学计划的安排，老师可以随时根据情况调整，学生可以清楚的知道当前课程的安排。

“电子讲义”主要是给学生在网上提供比较详细的讲义，可以利用超媒体提供更多的信息资源，并可以方便更新，还节省学生记笔记的时间。

“电子黑板”子模块是我们用来将教育技术运用到教室中去，方便教师课堂授课、学生课后复习的一个尝试。利用该模块，教师可以事先将课堂板书、课堂讲义、以及其它各种课堂要用的素材事先在网上整理好，到教室后，教师连上网络就可以讲课，并提供了课堂备忘录、点名等功能模块。而学生在课后可以方便的浏览老师课堂讲稿和整理课堂板书。尽管由于技术的原因，现在该模块功能还不是很完善，但是已经在实际教学中起到了很大的作用，并展示了良好的发展前景。

2．交流系统

交流系统分为“信息中心”、“综合论坛”、“在线交流”三部分

网络在教育中最大的两个用处，一是丰富的资源，二是快捷方便的联系。所以说，交流系统是网络辅助教学系统中非常重要的部分，它是实现个别化学习和协作化学习的物理基础，也是实现因材施教的保障。

“信息中心”类似于留言本，它可以使大家方便的联系。我们希望这里成为一个高度智能化的服务中心，师生一登录这里，就可以知道整个网站的信息变化与否。

“综合论坛”也是我们仔细考察其它系统后将一般的BBS和FAQ组合而成的，BBS和FAQ在很多地方都起着很大的作用，但是在高等教育中，由于一门课人数较少等原因，很多系统的这两个模块使用率都很低。我们把这两个模块组合，以FAQ为主，BBS为辅，综合发挥两部分的作用，基本得到了学生的认可。

“在线交流”就是提供一个师生交流的场所，类似于普通的聊天室，目前还是只支持文字聊天。我们正在尝试开发一个综合运用语音、图象、文件等的高效交流中心。对于普通高校的校内教育，它没有远程教育那么迫切，不过如果发展的好，也有很好的应用前景。

3．作业系统

作业评估系统主要分为“作业”和“分数管理”等子模块。可以实现教师在网上布置作业，学生在网上交作业的功能，教师可以方便的批阅及进行分数管理，学生可以查阅自己的分数和评语。

4．测试系统

测试系统主要包括“在线测试”和“分数管理”等子模块。该模块可以实现在规定时间内进行在线考试，学生也可以在此查询分数。由于高校还是以笔试为主，所以该模块目前主要是对有关需要上机考试的科目的支持。比如计算机课。考虑到高等院校目前实际情况，一般对于一门课不可能有专门的巨大的题库的支持，我们还是采用教师在网上留考试题目，学生在线作答的方式。

5．资源系统

资源系统主要包括“课程资源”、“FTP资源”、“网络资源”等。

为了给学生提供有效的资源，网络学堂提供三种方式，一是课程资源，教师可以将有关资料、软件等材料在线上传到课程资源处；二是FTP资源，鉴于人力等原因，我们还利用FTP提供了大量的资源，如免费软件、素材、源代码等；三是网络资源，鉴于网络资源鱼龙混杂，教师精心为学生提供一些好的网络资源站点。当然学生也可以推荐。

实践证明，一个好的资源系统是网络辅助教学系统成功的一半。

6．管理系统

管理系统分为“个人信息”、“课程管理”、“学生管理”、“系统管理”等模块，主要实现一些教学管理方面的事务。

该系统在开发过程中，我们就利用《计算机基础与应用》课程和其它一些课程来进行测试，事实证明该形式的教学极大的调动了学生的积极性，学生不仅用到了课堂的知识，而且自学了更多的知识，更锻炼了利用网络学习的能力。

四、使用分析

一个学期的使用结果表明网络辅助教学确实极大的方便了师生，确实有助于许多学习策略的实现，提高了学生的积极性，加强了教学效果，提高了教学质量。同时也锻炼了学生利用网络学习的能力。

在实际使用中，我们还注意到它非常有助于师生的交流。在学习中，师生的交流是非常重要的，不仅仅是回答问题和反馈信息，更重要的是营造一种师生平等、友爱的关系，这对于增强学生的积极性也是非常重要的。而课堂中由于时间等原因，不可能使每一位学生和老师都能充分的交流，而通过网络，学生和老师的交流几乎是全天候的，而且是非常快速和方便的。而且，通过网络交流还有一个更重要的意义：就是有些内向的学生平时“不敢”提问，生怕说

错了别人笑话自己，而通过网络，他们就敢于和教师讨论，并且在教师的鼓励之下，慢慢的也敢于在课堂上和教师讨论了，一些学生由此找到了自信，成绩提高很快。

当然，实际使用中，我们也发现了一些网络辅助教学需要注意的问题和需要研究的方向：

1、转变教育观念，加强教师培训

采用网络辅助教学对广大教师不仅是一个机会，也是一个挑战，它需要教师转变教育观念：在网络辅助教学中，教师不再是知识的灌输者，而是网络教学的设计者、研究者和开发者和资源提供者。在系统中不是作为主导者，而是作为引导者引导学生进行学习，是学生学习过程中的帮助者和促进者（顾苹 2000 [7]）。

而且，网络辅助教学只是将教师从一些具体的事务中解脱了出来，对教师在提供资源、引导学生学习方面要求却更高了。因此，引入网络辅助教学，教师不是轻松了，而是任务更重了，对此，各位教师和有关管理者要有清醒的认识。

要想更好的实行网络辅助教学，就要加强对教师的培训，包括计算机技术培训和教育技术培训。使老师能够主动的去采用网络辅助教学，并掌握基本的、必需的技术。有条件的话，还应该多举行一些经验交流活动。

2、加强校际交流和资源共享

前面已经讲到，网络辅助教学系统目的之一就是实现基于资源的学习，而基于资源的学习首先就要求具有一定的信息量，而在高等教育中，一般一门课程学生人数不多，虽然教师可以主动在系统中添加资源，但毕竟个人的力量是有限的，因此，最好能使各高校同类课程的资源共享，不仅切实方便了师生，而且有利于不同的学术思想的交流。

3、交流系统需要加强研究

在网络辅助教学中，传递教案、师生交流、递交作业是最实用的三块。

实际使用中，我们发现了一个有趣的现象：本来希望学生有问题在“综合论坛”里讨论发言，这样便于整理、检索和别人学习，可是学生仍然倾向于使用Email和教师联系，如《计算机基础与应用》一门课中（学生110名），学生利用Email和教师交流300多次，利用“个人信息中心”交流150多次，而利用“综合论坛”的只有20多次，而“在线讨论”几乎没有好好用过。(由于是校内教学，师生面对面的交流次数无法详细统计。)为此，我们专门研究了别的一些网络教育系统的论坛一类的模块，发现大部分利用率都比较低。

究其原因：

一、教师因素很重要，一学生就说：老师，我知道你一直在收Email，而“综合论坛”你不经常看，所以我要给你发Email；

二、还是上面说的，简单实用的东西就有人用，学生问问题他不会去想这个问题以后怎么被他人用，他只要得到解答就行了，因此通过Email当然就是最简单的选择。

要解决该问题，也只能从技术和教师两方面着手：从技术上来说，想办法将email系统、留言板系统和综合论坛系统后台打通，使有机融合，学生通过Email发的问题很容易转换到综合论坛系统中，借以实现对资源的再利用。从教师方面来说，要积极参与，引导学生，并争取自己尽可能多的在论坛里提供资料，组织讨论等等。

至于在线交流，考虑到高等教育网络辅助教学的实际情况，它的利用率不高不足为奇，不过，如果将最新的技术引入在线交流，实现声音、文字、图象的方便的交流还是很有前景的，比如，将ICQ技术引入。

4、如何进一步推广网络辅助教育

在推广使用中，我们也发现，很多教师已经习惯了多年来黑板加粉笔的授课方式，一下子推给他一个复杂的网络辅助教学系统，确实不太容易接受。

在实际摸索中，我们发现将新技术新理论应用到教学中必须分层次进行：第一层次、尽量帮助老师使他们的教学工作方便，我们提供教师在网上发通知、在线批改作业等功能，确实解

决了教师认为最重要的工作。第二层次、再逐渐将更复杂的功能推给教师，比如让学生在网上分组协作学习等。实际证明，实行分层次要求，第一层次教师很容易接受，也很乐于使用。这也不难理解，让我们看看PowerPoint，尽管它很简单，然而它目前确是在教学中应用最广的技术。还有Email.，尽管目前的Email系统在信息管理、检索等方面很不方便，但是，它确是应用最广的联系手段。这两个技术表明，“简单、实用”仍然是教师选择技术的最重要的条件，在进行网络辅助教学系统开发时，第一要考虑的仍然是这四个字。

另外，现在的网络辅助教学主要用在课后指导上，在教室中主要以黑板粉笔和放录象、演示PowerPoint讲稿为主，如何更好的把网络技术引入到教室中呢？我们开发了“电子黑板”子系统来进行探索。教师在课前将自己的讲稿及所需的各种文件先放到网上，并可以将板书（现在只支持文本）预先写好在系统中，在课堂上教师可以演示讲稿，也可以演示板书，板书还可以再修改，再保存。学生课后可以打开复习。当然还加入了些点名、课堂备忘等辅助功能。尽管由于技术原因，做的很简单，但在实用中已经显示了良好的应用前景。

要想更好的推广，就需要最新的计算机技术的推动，比如手写技术、OCR技术、语音识别技术等等。如果，教师在课堂上可以随心所欲的从网上打开自己准备好的文件讲课，并可以用手写笔轻松的在屏幕上书写、修改，还可以方便的保存，相信对很多教师都会具有吸引力的。

五、总结

随着高等教育的深化改革，随着计算机技术的发展，随着教学设计理论的深入研究，网络辅助教学系统的研究是没有止境的。

高等教育的网络辅助教学只要坚持三条：更多的资源、更方便的交流手段、更方便的教学管理，紧扣高等教育和辅助教学两个特点，就一定能发挥巨大的作用，并反过来促进高等教育的深化改革。

参考文献

1、李晓明，春苗破土充满希望，4、余胜泉，网上教学、学习与课程设计，http://etc.elec.bnu.edu.cn/show/ysq/net_teach.htm，20005、Schweizer, Heidi., Title Designing and teaching an on-line course : spinning your web classroom / Heidi Schweizer, Publisher Boston : Allyn & Bacon, 19996、汪琼，网上教学支撑系统现状分析，19997、顾萍，网络教学特点与高校教师脚色特征分析，教育技术研究，2000年第四期 The design strategy and synthesis of the Web-based Education System in Higher Education Shang Junjie*Fong-Lok Lee**

*Graduate School of Education, Peking University

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**The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong

fllee@cuhk.edu.hk

Abstract

This paper investigates how the network can be used to assisted instruction in higher institutes.We first describe the design strategy and the methods of implementation by taking the system

developed by Peking University and other similar systems as examples.Then followed by a discussion on how to solve the problems encountered.Keywords

Network Education, High Education, CAI, Internet