虚拟化学论文范文

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第1篇

虚拟技术是使相关工作在计算机上实现或通过计算机模拟实现的技术[1]，早在20世纪70年代便开始将其应用于宇航员培训。由于这是一种消耗低、安全有效的培训方法，现今已被推广到各行各业的培训中，并已在科研、教育、商业、医疗、生物制药、环境保护、农业生产、娱乐等多个领域得到广泛应用。在此，只简单介绍它们在教育、生物制药和医疗领域的应用状况。

1.1教育领域

随着虚拟技术的发展和教学要求的不断提高，虚拟技术已进入教育领域，并且已成为完成教育工作的一种有效方式。例如利用化学教育软件，展示化学实验的流程和结果。学生可以通过使用该软件，了解和掌握整个实验过程，然后再进行实践操作。这样，既可以减少实验的危险性，又可以提高学生的学习兴趣和效率，减少不必要的浪费。再如利用物理教学软件，开展“欧姆定律”的讲解，其效果生动，且学生便于理解。

1.2生物制药领域

虚拟技术在生物制药方面的应用主要是在药物的设计阶段：采用相关的分子设计软件，设计药物小分子，模拟小分子与受体的相互作用，预测小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代谢途径、代谢物及其各类性质。目前，这种药物设计模式已被国际专业制药公司在研发新药时采用，并与实验相结合，以达到减少研发消耗，提高研发成功率的目标。1.3医疗领域虚拟技术在医疗领域的应用主要有：手术培训、手术模拟、医学影像检查和临床诊断。已经报道的“上海交通大学附属第九人民医院骨科专家成功完成真正意义上的3D打印骨盆重建手术”，是虚拟技术在医疗领域成功应用的又一案例。

2、化学信息学

化学信息学的研究领域并未经过刻意界定，很多化学家在各自不同的研究领域中力争发展和采用计算机的方法来处理大量涌现的化学信息，建立化合物的结构与性质的关系。在20世纪60年代，化学信息学的发展已初见端倪，到了70年代开始出现了飓风式的发展。因此，相关的化学信息学的定义有多种。

比较典型的有以下一些论述。

（1）采用分子模拟和数据分析技术与高分辨图形显示组合，得到了令人惊讶的结果。因此，化学信息学是通过应用信息技术帮助化学家研究新问题、组织并分析科学数据，以研发新化合物、新材料的过程。

（2）很多人认为化学信息学是化学信息的扩展，它涵盖了与化学结构、数据存储和计算方法相关的领域，如化合物登记系统、在线化学文献、结构-活性关系分析和分子性质计算[3]。化学信息学作为一个学科名称来说是很新的，但我们可以体会到，它存在于我们周围已经有了一段时间。不同的阶段常会给出不同的化学信息学的定义。

所以，在讨论这些不同观点的时候，我们认为“化学信息学是一门应用信息学方法和计算机技术来辅助解决化学问题的学科”[4]这个论述更具有普适性。

化学信息学方法主要有三种，即基于数据、基于逻辑和基于原理。

（1）基于数据的方法建立和利用多种化学数据库管理系统和化学数据库中的数据。该方法主要的作用是在数据库中获得已记录的相关信息。

（2）基于逻辑的方法利用已有的化学数据库中的数据，并在此基础上，利用归纳、推理和分类等方法将数据转化为知识，并对知识实施有效的管理，以便于知识得到广泛的应用。最终，能用于解决实际的化学问题。该方法适用于大量数据的处理，对象具有比较强的规律性。同时，它能解决数据库系统不能解决的问题。

（3）基于原理的方法利用已有的量子化学的理论，对化学对象作相关的量化计算，并根据计算结果，研究对应的化学问题。该方法能从原理上解释化学问题，但不适用于大批数据和大的体系的处理。在化学研究中，这三种方法相辅相成。对于不同的研究对象或不同的研究阶段，采用对应的方法组合。

3、化学研究

化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、用途和有关理论的一门学科，由于有机化合物都含有碳，同时以碳、氢化合物为母体，因此这门学科又可称为“碳化合物的化学”或“碳氢化合物及其衍生物的化学”，随着这门学科的发展，诞生出了高分子化学、元素有机化学等新学科，为合成染料、橡胶、纤维、药物、塑料等有机化学工业建立了理论基础。化学的研究内容主要可归纳为三部分：分子设计、合成设计和结构确定。利用相关技术设计具有特定功能的化合物即为分子设计[5]；利用相关技术设计特定化合物的合成路线即是合成设计；结构确定包括两部分：结构解析和谱图模拟。结构解析是根据已有的化学谱图，推测对应的化学结构。谱图模拟是基于化合物的化学结构，预测其化学谱图。化学是重要的基础科学之一，它也是一门建立在实验基础上的科学。在化学研究中实验和理论这两方面一直是相互依赖、彼此促进的。化学是一门古老而历史悠久的科学，它的研究模式为灵感、经验和实验（见图1）。长期实验数据的积累，为现在和今后的化学研究提供了宝贵的财富。截至2013年12月，已有记载的小分子化合物达7600多万个，化学反应约5580万个。要有效应用如此大量的研究和实验数据，只有采用信息技术才能实现。在此，我们提出了化学研究的现代模式，即在化学研究的传统模式中融入虚拟技术（见图2）。分子设计是化学研究的内容之一。传统模式的分子设计流程如图3所示，某种化合物的性质，通常是在得到化合物之后，经过实验测试才可获得对应的性质。现代模式的分子设计流程如图4所示，化合物的性质，可以用相关软件预测获得。根据获得的预测结果和经验，决定是否要合成该化合物。图3和图4中的分子设计流程显示，两者的差异主要在合成之前。传统模式在合成之前的分析工作仅以文献信息作为判断依据。而现代模式，既以文献信息作为判断依据，又以软件预测结果作为分析判断依据。从原理上讲，采用现代模式合成的化合物，其符合需求的成功率要高于传统模式，研究过程中产生污染的几率要比传统模式的低。

4、结论

第2篇

（一）实验分析

高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器，通过加热高锰酸钾制取氧气，利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的，实验仪器和药品的使用方法及注意事项，实验步骤、化学方程式的书写等内容，还要培养观察、分析能力和实践操作能力。

（二）《高锰酸钾制取氧气》的实验目的

（1）通过虚拟实验中的文本展示工具，使学习者了解实验目的、原理和方法。

（2）通过对虚拟实验的操作，掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序，能够动手制取氧气。

（3）通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制，加深对实验的认知和理解。

（三）《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计

学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端，进入Secondlife虚拟环境，通过以下流程完成整个虚拟实验。

（1）准备阶段：学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。

（2）实验阶段：学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图，完成实验仪器的装置；点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。

（3）评价反馈阶段：教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价，并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。

二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计

本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。

（一）实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成

虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成，供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。

（二）交互系统设计

（1）人机交互设计：在实验中通过操作交互，学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中，利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等，能够较好地支持学习者的操作交互。

（2）交流工具：学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。

（三）支持工具设计

实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户，并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器；外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统（choicer、Quizchair）、学习记录系统（Tracker）、Web-Intercom，为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。

（四）特效设计

在Secondlife中，通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。

三、结论

第3篇

虚拟机可以通过软件来模拟完整的硬件系统，在一台物理计算机上可以利用虚拟机同时安装、运行多个虚拟的操作系统（以下简称GuestOS，即安装在虚拟机中的操作系统），如WinXP、Win7、WindowServer2008、Linux等，各系统间可以同时运行且互不干扰，也可以组建成一个网络，多系统间也可以进行灵活切换，从而在节约资源的情况下方便地完成各种测试与开发。目前在信息化教学中比较常用的虚拟机软件主要有VirtualPC、VMware。两种虚拟机均能支持Dos、Windows、Unix、Linux等GuestOS，安装GuestOS时均可采用物理光盘或使用ISO镜像文件，GuestOS均有bridged(桥接模式)、NAT(网络地址转换模式)和host-only(仅主机模式)三种网络工作模式，安装后的GuestOS和HostOS（即物理计算机上安装的操作系统）是相互隔离的，但鼠标指针均可以在二者之间随意移动、拖放文件，而且GuestOS均具有磁盘还原功能。VirtualPC是微软开发的虚拟机，对Windows操作系统具有较强的兼容性；最新版本VirtualPC2007汉化安装包仅27MB左右，安装快速，约90秒即可完成安装；GuestOS的硬盘和内存大小按实际使用动态增减，VirutalPC虚拟了一个通用的显卡：S3Trio32/64(4M)，还虚拟了串口和并口。而VMwareWorkStaion6.0之后的各版本安装包均在400MB以上，安装时间较长、较繁；GuestOS的硬盘容量在设定后不可调整，但可增加硬盘数量；分配多少内存，即使不用，也占用着，不可被其他地方调用，因而基于VMware的GuestOS比较耗资源。但VMware更新最快，支持最新的各种操作系统，可以虚拟出除串口、并口外的USB、打印机等，而且VMwareWorkStation自9.0起具有更出色的3D图形技术。VMwareWorkstation具有更快的3D图形处理能力，支持在Windows和最新Linux虚拟机中使用DirectX9.0cShaderModel3和OpenGL2.13D图形技术，因此可以轻松地满足AutoCAD、Solidworks和许多最新游戏等3D应用的严苛要求[1]。对比VirtualPC和VMware，如果要安装Windows系统，且所要使用的软件对显存要求不高，对GuestOS的设置也比较简单，则建议使用轻巧型的VirutalPC；若是需要安装非Windows系统，或体验最新的各种操作系统，或软件对显存要求较高，或需要更多的硬件虚拟时，建议使用VMware。

2虚拟机在中职信息化教学中应用

2.1应用一：教学环境随身带

GuestOS在HostOS中只是一个虚拟硬盘文件，文件大小即GuestOS实际消耗的硬盘空间，如GuestOS为纯净的WindowsXP或WindowsServer2003，虚拟硬盘文件大小一般不超过2GB，便于存储在U盘或移动硬盘随身携带。由于VirtualPC和VMware都可以直接使用虚拟硬盘文件打开相应的GuestOS，所以对于一些特殊的教学环境，教师可以事先在GuestOS中配置好，或直接将实训室的实训环境通过镜像方式Ghost安装到GuestOS中，然后将虚拟硬盘文件存放在U盘或移动硬盘中，随身携带，这样只要所用计算机上安装了相应的虚拟机就可以把虚拟硬盘文件拷到计算机上使用，这样既方便了备课，又方便了上课。当然，经实践证明，如果是存放在USB3.0的U盘或移动硬盘上，则可在USB3.0的移动设备上直接运行GuestOS，这样省去了拷贝虚拟硬盘文件时间，大大提高使用效率和便灵活性。VirutalPC安装快速，操作简单，相对于VirutalPC，VMware的硬件虚拟更强大，磁盘使用效率更高，更突出优势，若某些软件在VirtualPC无法运行时，不妨使用VMware。但由于VMware安装较繁琐、耗时，若要使用VMware，则建议先在常用的多媒体教室或实训室安装好VMware，以免影响课堂进度。

2.2应用二：节省设备投入，提高实训教学效果

2.2.1方便教师搭建服务器，提高实训教学效果

在实训教学中，将用于考试或文件共享等专门用途的ServerOS安装在教师机的虚拟机上，则每间实训室可节省1台服务器计算机。在虚拟机上安装ServerOS后，教师可方便地实现在WindowServer2003的GuestOS中搭建各种服务器，如文件服务器。在建好文件服务器后，可以通过特定软件实现为每个学生机建立一块相互隔离的个人空间，这样既方便了学生提交作业，也方便每次课将上次未完成的作业对应地发送给学生。

2.2.2方便学生搭建实训平台，进行实训、测试，强化技能

（1）在计算机实训中，每个学生均可利用一台计算机同时操作多个GuestOS，进行完整的实训测试，不仅提高了实训设备的使用效率，还可以让每个学生系统、全面地掌握相关技能，而不局限于分工合作后的局部技能，如网站建设与测试、网络攻防测试等。（2）由于HostOS与GuestOS是隔离的，所以在GuestOS中不管是分区、中病毒、死机，还是安装各种软件，都不会影响HostOS。在HostOS中，GuestOS仅表现为一个或多个数据文件，所以诸如系统安装、磁盘操作、分区调整、数据删除与恢复测试、病毒防治、网络安全攻防测试之类会损坏HostOS的实训，就可以放心地让学生在GuestOS中进行反复实训，这样学生的专业技能也能得到更好的强化。

2.2.3方便准备不固定实训场所的实训环境

（1）对于临时调整实训室时，经常会遇到学生机缺少实训环境，教师可以利用如凌波多媒体网络教室软件、飞鸽传书等局域网文件传送软件，快速地将配置好实训环境的虚拟硬盘文件传送给学生，学生就能在虚拟机的实训环境中正常完成实训。（2）对于一些非正常教学的培训，学生机中缺少培训所需软件，或软件版本不同，则可将培训所要的软件安装到GuestOS中，传送到学生机上，从而减少了对所有学生机因不同需求反复安装的麻烦。

2.3应用三：录制实训教学视频

第4篇

关键词:生物化学;教学改革;自主设计实验课堂

生物化学是一门医药学的必修课程，是研究生命物质的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的基础生命科学。所以生物化学课程应尽量提前，但应在有机化学课程之后，或与有机化学课并进;是病原生物学、内科学、人体解剖与组织胚胎学等专业的必修课程，因此应先打下较牢固的生物化学基础，并尽量加重生化课的分量，同时避免后继课程相关内容的重复。生物化学以其理论性强、概念抽象、名词繁多，各种代谢过程复杂繁琐，堪称生物学科中最抽象、最难懂的学科之一。如何激发学生的兴趣，寓教于乐，使学生喜欢听课，乐于参与，积极讨论，学到知识，解决实际问题，这是我们在生物化学教学中始终关注的问题。在教师指导下，学生要学会主动培养自己发现、吸收新信息和提出新问题的能力，积极主动学习，在学习中发展个性和创造力。为此，我们在教学方法和手段等方面作了一些有益的尝试，收到良好的效果。

1案例引起兴趣，穿插前沿科研

长期以来，我国的基础教育受应试教育的影响，使得进入本科医学院校学习的学生大多数学习被动，学习自主性差，学习方法机械、呆板，对所学知识不求甚解，知识基础不扎实、牢固［1］。首先我们的第一堂课，就要充分发挥教师的引导力，增加学生的兴趣，提高同学们的主观能动性。一些和生活相关案例可以引起学生较大兴趣，可以通过课前提问或课后留问方式引起学生注意力。如血清中肌酸激酶同工酶的电泳图谱用于诊断冠心病、转氨酶用于肝病诊断、淀粉酶用于胰腺炎诊断等的原因是什么?乙酰胆碱酯酶抑制药可以治疗阿尔茨海默病的原因?讲到DNA的二级结构模型时，可由双螺旋模型的提出者Watson和Crick讲起，设问他们由此发现获得了什么重要科学奖项，并可以借机讲一下当时诺贝尔评奖时的小插曲:因论文太短致使评委间产生分歧，最终获奖说明了科学发现主要在于其价值而非论文长短。教学效果取决于任课教师的水平，也与任课教师的严格要求密切相关［2］。本课程结合最新进展，涵盖动态与前沿知识。介绍国内外最新研究成果及历年与生物化学发展相关的诺贝尔奖成果，适度地超越教材，查找教材以外的重大事件等必要教学资源并合理组织教学。比如我校老师研究的命运分子cNumb在原肠期胚胎中的表达情况及其基因和编码蛋白的基本生物学特征，就是利用原位杂交技术检测cNumb基因在原肠期鸡胚中的表达情况，同时应用生物学软件和在线平台对cNumb基因及其编码蛋白进行生物信息学分析［3］。以及碘－淀粉法、Bernfeld法和ESP－G7速率法3种方法检测酸刺激前后唾液淀粉酶(SAA)活性及其活性比值的差异［4］，结合实验课题让学生对酶的特性有更好的理解。组织学生对研究热点进行查找资料，了解基础点，分组讨论，解决教师预先给出的问题，或者让学生自己发现问题，通过讨论甚至争论，学会分析问题并最终解决问题。鼓励学生参加本科、研究生校内外的学术活动，扩大知识面，开阔视野。

2重复重点内容，引入PBL教学促进师生互动

生物化学分为三部分内容，第一部分主要讲述各种生物分子的结构、功能以及相互作用，包括蛋白质、核酸、糖复合物、酶、生物膜、真核生物基因组及线粒体基因组等;第二部分讲述分子生物学部分，如基因信息的传递、基因工程的四大要素及实施要点、基因相关技术;第三部分讲述细胞信号转导技术原理及应用等。对于生物化学内容繁多的特点，我们对于重难点内容要重复教学，在同学脑中达到耳熟能详，举一反三，而基础知识点到为止。为了达到这样的效果，需要改变传统课堂填鸭式教学的呆板模式，老师的角色要发生变化，从直接教给学生知识的“灌输式”到教给学生如何学习的“自我学习式”，让学生主动吸收知识、能独立思考、分析问题。PBL(problem-basedlearning)教学模式即通过“提出问题建立假设自学解疑论证假设”的逻辑过程来让学生主动获取知识，学生为主体、教师为导向的小组讨论式教学法，主要培养学生以解决问题为核心的发散性思维和主动学习意识，进而达到提高学生灵活运用知识的能力的目的［5］。通过互动式课堂教学充分利用学生的好奇心理，在对问题的好奇与求知欲中，增加学生对生物化学的兴趣，在此过程中，学生由被动旁观者变为主动参与者。如设计一些关注点引发学生参与互动，如烫发的生化基础是什么?磺胺类药物的治病机理是由于酶的抑制作用吗?课堂上运用PBL教学法，可以设置专题讲座，把学生分为几个小组，给出一个主题，每组成员分工合作，任务明确，每个人都是责任人。老师通过对每一环节的设定让每个学生都参与其中，减少了“南郭先生”和浑水摸鱼情况的发生。

3重点章节小结，设计思维导图

糖代谢设定为动态部分的重点;酶促反应动力学中Km值和Vmax的计算与应用、生物氧化(生物能学)、物质代谢的相互联系和调控机制等设定为难点。每章重难点都组织学生自己小结，老师评定和总结，帮助学生建立完整的知识框架系统。生物化学众多的动态反应记忆比较困难，如6－磷酸葡萄糖、ATP、乙酰CoA、NADH+H+、NAD-PH+H+等物质的来源和去路，全酶、酶的活性中心、酶原的激活、氧化磷酸化、底物水平磷酸化、三羧酸循环、脂肪酸的β-氧化、半保留复制、不对称转录。老师课堂上可以通过引导学生设计思维导图，先把总的章节框架勾画出来，再补充具体内容，引领学生的思维，整理归纳，联系整体，通过Flas或板书直观表示。老师应当尽量在每次课、每一章，乃至整学期内容都绘制出相应的思维导图，以突出教学的重点、难点，理清知识脉络，帮助学生有效地回顾和复习。可以课前预习让学生设计学习内容的思维导图，小结也可以用课堂考试形式，让学生自己绘出内容图，或者布置课后作业让学生自己选择动态反应，如三羧酸循环制作Flas，并进行课堂展示，考查学生归纳记忆、理解掌握知识的能力。每章都进行小结，但每一部分的小结书写的思路、侧重点各不同，单元小结和课程小结在知识点的把握及知识体系的梳理及运用也有所不同，能较全面、客观、公正反映学生的学习态度及综合素质和创新能力。部分学生平时不认真学习，习惯于期末突击应付考试，而小结模式可以较好预防这种现象的发生。

4虚拟实验课堂的设计与实践

所谓“自主设计式教学”，就是以自主设计为主的教学。具体说它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供自由探究、讨论、研究问题的一种教学形式。生物化学探究式虚拟实验课堂教学的思路是以生物化学经典实验为主线进行发散性拓展，根据课程理论内容，给出学生一些和实际生活相关的小课题，由学生自主学习、小组研讨及班级交流等方式，培养学生的自主学习能力、创新能力、文献阅读能力、交流能力和团队合作精神。在教师层面，教师根据实验内容，引导设计虚拟实验题目，指导学生研读文献、制作实验流程并进行全班交流。在学生层面，学生根据兴趣选择实验专题，自由组合成学习小组，在充分研读文献的基础上，进行小组讨论，制作PPT。允许学生自己组织课题小组、自主设计小课题，教师只作方向指导，给予一定经费支持。学生设计实验流程，并给出具体实施过程，并在全班进行演讲、答疑和讨论［6］。自主设计实验课堂，能够提高学生学习能力、实践能力、创新能力及一定的科学研究能力，有利于创新型人才的培养，可以改变传统的实验教学在学生能力培养方面只强调共性的发展而忽视个性发展的情况。通过设计虚拟实验课堂，学生对实验设计及原理有了更深刻的理解，养成独立思考的习惯，首先对自己设计的实验课堂进行展示，进而走进实验室，从试剂配置到实验操作，从设计实验到进行具体实践的过程，从理论到实践，从各方面使自身得到锻炼。老师在其中进行一些必要的指导，允许学生出现一定的错误，让他们在实践中成长更快。我们将生物化学实验探究式教学按照预设计、设计阶段、具体化、实验阶段、竞赛阶段等五个阶段进行实施。①预设计:在任课老师理论课后，可以给出相应的与课堂内容有关的思路或者题目，让学生课后思考。②设计:通过网络图书馆等辅助查找资料，然后让学生设计实验，给出具体思路和实施过程。③具体化:通过设计虚拟实验课堂，让学生对实验设计及原理有更深刻的理解，使其养成独立思考的习惯、并对自己设计的实验课堂进行展示。④实验阶段:虚拟课堂结束后，部分学生的课题经过导师指导可以继续深入，让学生进入实验室进行实施，体会到自主学习的乐趣。⑤竞赛阶段:以此为依托组织一个专业的班级间进行比赛，乃至扩展到全校及其他学校进行，提高积极性，并给予奖励。这期间教师需要引导、鼓励同学申报省级乃至全国的创新项目实验，不但参加课题研究，还要挖掘学生潜能，让他们把实验结果整理成论文。我校生物化学系已获得部分成果。目前已有多人次获得挑战杯立项，以及国家及省级大学生创新创业项目，并顺利完成本科毕业论文，还有部分学生的实验正在进行中。在广东省大学生挑战杯比赛中，其中由多名学生共同完成的“近海红树林环境抗肿瘤细菌的筛选和鉴定”获得广东省大学生挑战杯二等奖。由系老师指导同学的“一种快速、低成本的叶酸代谢障碍遗传检测方法的建立”以及“药物代谢酶CYP2C19两个主要突变等位基因联合分型方法的建立”等课题获得国家级、省级大学生创新创业训练计划项目。由学生撰写的论文“一株抗肿瘤活性的红树林细菌的筛选及鉴定”在《河南科技大学自然科学学报》发表。这些实践活动培养了学生的创新意识及团队精神，促进其综合实验设计、分析能力的提高，使大学生动手能力和实践技能得以提升。

5多元化考核

“一考定终身”的评价模式忽视平时学习的考核和能力的培养，既不能准确反映教学质量和效果，也无法测试学生真实的学习能力，更抹杀了学生主动的学习精神和创造能力［7］。适当的考核机制不仅可以科学地检验教学效果，同时也能强化学生的学习动机。课程考核不应只注重期末考试，而是应贯穿学习全过程。考核内容应充分体现所学知识和技能及运用这些知识和技能的能力，更重要的是考核分析问题、解决问题的能力和实事求是的科学态度。因此我们将生物化学课程的考核分为平时成绩、章节小结、实验考查和期末考试四部分，从上课出勤态度、课程预习情况、课程小结成绩、课堂发言、任务完成表现、实验动手、创新能力多方面进行考查，最后给出每个学生的综合评价成绩。

参考文献:

［1］潘虹，吕红，吴立连．一般本科医学院校PBL教学模式的思考

［J］．中国高等医学教育，2009，(5):105－106．

［2］李月英，胡海涛，王唯析，等．加强综合管理提高留学生教学质量［J］．西北医学教育，2005，13(6):681．

［3］顾取良，陈佳园，王广，等．命运分子cNumb在原肠期胚胎的表达及其生物信息学分析［J］．广东药学院学报，2015，31(3):383－387．

［4］杨泽民，林静，杨小蓉，等．3种方法对酸刺激前后唾液淀粉酶活性及其活性比值检测的影响［J］．国际检验医学杂志，2015，36(11):1488－1490．

［5］黄亚玲，郑孝清，金润铭，等．PBL教学模式探索［J］．医学与社会，2005，18(6):56－57．

［6］杨志伟，张玮玮，陈志玲，等．生物化学探究式教学的设计和实施［J］．生命的化学，2013，33(1):105－108．

第5篇

关键词：冶金工程；培养；应用型专门人才；思路

一、培养方案与提高专业兴趣

以培养冶金工程专业工程应用型技术能力为宗旨，恰当设置理论教学和实践教学比例及逻辑关系，加强本科生工程能力培养力度。专业课理论教学中，以讲授冶金工艺基础知识和生产控制基本规律为重点，培养学生冶金知识学习与应用能力。结合冶金行业工程案例讲解，引导学生应用所学知识解决生产和工程设计问题，培养思维判断与分析能力。例如，氧化铝生产工艺专业课，根据氧化铝生产主要流程，从原料制备到氧化铝成品生产共12个主要工序，制定12个专题讲座，在阐明原理的基础上，采用视频、图片辅助，详细介绍工业化生产中的主要设备、工况条件及调控机制，使氧化铝冶炼过程讲解更加具体。在入学教育、专业基础课和专业课教学过程中，让学生充分了解所学专业，掌握一定专业知识[4]。介绍教师的研究课题及参与的工程项目，引导学生搜集整理冶金研究领域有关最新科研成果，提高专业和科研兴趣。教学过程中充分利用多媒体平台，提供图、文、声、动、实等信息，加深对抽象知识点的理解与应用。组织学生参加校内外学术讲座，了解专业最新发展，开阔科技视野，加深对专业的认识。

二、优化教学方法及资源

（一）工程案例教学法

结合冶金工程专业特点，在教学过程中引入工程案例教学法，并将大量工程实践研究成果编入教案，引导学生运用理论知识分析、解决实际生产问题，培养知识应用、思维判断和分析能力。聘请企业工程师任教。外聘的校外导师定期以生产流程工程技术路线及实际问题的解决方案为案例，讲授冶金专业生产实践，传授专业知识在生产实践的应用。目前，学院已聘请了3位分别来至中国铝业贵州分公司、贵州中铝铝业有限公司及贵州华锦铝业有限公司教授级高工为冶金专业校外指导教师，近期将与首钢水城钢铁（集团）有限责任公司、贵州大龙锰业有限责任公司等省内企业合作，聘请具有一线丰富生产经验的高级工程师为校外导师。

（二）实验室教学平台

本科生实验课大多数是基于基础课、专业基础课和专业课进行的验证性实验，是提高专业基础实验技能的重要教学手段之一。专业基础实验技能的培养目标主要是使学生掌握基本理论和基本实验技能，重点在于仪器使用、基本操作规范和对基本实验现象的理解[5-6]，加强冶金工程实验教学平台建设对培养学生实践能力极为重要。目前，冶金实验中心规划建设的主要实验室为“冶金专业基础实验室”、“仪表实验室”、“矿物预处理实验室”、“有色金属冶金实验室”、“钢铁冶金实验室”、“冶金环保实验室”及“分析实验室”。所有实验室建设方案已完成，相关主要设备已完成选型，保证冶金工程本科实验教学工作顺利开展。

（三）虚拟仿真实验室

近年来，虚拟仿真技术被应用于冶金工程专业实验、实习和课堂教学，显著提高了学生实践能力和学习效果[7-9]。冶金实验中心规划重点建设实验室有“虚拟仿真型实验室”，主要建设内容有“钢铁生产全流程虚拟仿真实验教学中心”，以烧结、高炉炼铁、转炉炼钢等系统全流程实验教学资源为核心，建设虚拟仿真实验教学中心，利用虚拟仿真技术资源，结合实验教学大纲和实验考核方式，提高学生工程实践能力。该中心规划采购METSIM过程模拟软件，应用于冶金工艺流程热量平衡计算、化学反应、过程控制、设备设计、成本估算和过程分析，实现实验过程零污染，教学资源零消耗，实验无危险性[6]，实验教学内容丰富，增加学生动手操作机会，为冶金工程专业工程师培养提供重要保障。

（四）实习基地平台

按照冶金专业本科培养方案，集中实践性环节学分比例占整个培养方案的17.14%，具有相当分量。本校已与中国铝业贵州分公司签订《冶金专业本科教学实习基地建设》合同，共建冶金专业本科实践教学实习基地，将认识实习、生产实习及毕业实习等实践教学环节安排在企业进行，在生产实践过程中实现专业基本应用能力培养。实践基地主要为冶金专业学生提供实践教学场所，项目实施后，将定期聘请较高专业技术水平和生产经验丰富的企业技术人员进行专项讲座和培训，可满足每年300人次冶金工程专业本科生的实践需求。根据冶金专业发展需要，学校将陆续拓展实习基地建设，选择国有或地方大型骨干冶金企业作为合作对象，增加冶金专业实习基地的多样性。

（五）“双创”项目全覆盖

全面实施创新创业教育，培养“强责任、精技术、善管理、重实践、求创新”高素质应用型人才，确立了“113”创新创业教育目标（“双百分百”），即“让100%学生接受创新创业知识教育，资助100%学生经历创新或创业训练，期待3%学生取得优质创新创业成果”。开展“本科生导师制”，由学生自愿选择专业老师，并在其指导下，申报“双创项目”，独立开展立项项目的实验研究、撰写论文、完成课题。以本文指导的2016级3名本科生为例，经过一年来实验室科研项目实践，在专业认识和科研开展基础手段方面获得较大提高。

（六）提高师资队伍工程教育素质和水平

承担冶金专业本科生培养任务的工科教师，不仅应在工程教育教学方面具有突出能力和综合素质，还应具有工程实践、工程设计开发、工程技术创新和工程科学研究背景[1]。高校教师更擅长于知识理论性和系统性讲解，对知识的实际应用和工程实践掌握相对薄弱。本校为新建院校，教师以刚从高校毕业的博士为主，他们从学校到学校，缺乏工程经历和实践经验。目前，本院现有专职教师44人，其中具有2年以上企业工作经历的“双师型”教师只有6人，占比不超过14%，总体而言，是一支实践能力较弱的教师队伍。为提高工程实践能力，选派新入职教师去企业进行脱产1年的实践。目前约30%青年教师完成了相关实践，获得了较好的效果。

第6篇

1高等医学院校生物化学实验教学现状

生物化学既是高等医学院校的一门专业基础学科，又是当代医学和生命科学的前沿学科，其理论研究的深入与实验技术的革新息息相关，生物化学实验技术在生物学及医学发展的科研实践中，展现出不可限量的前景，不仅在新理论发现和开发应用新技术方面起着决定性的作用，同时也为实现科技创新和社会生产力跨越发展提供重大战略机遇。特别是进入21世纪以来，生命科学突飞猛进，生物化学实验技术已渗透到医学科学的各个领域，成为诊断、治疗、预防疾病的重要手段[5-9]。然而，相对生物化学理论教学，当前的实验教学普遍存在一些弊端和不足，难以满足学科发展与创新的需要。生物化学课程内容广泛，授课学时有限，特别是教学改革后各专业的实验课时都进行了压缩，实验课程内容往往只能选择一些简单的实验项目，实验教学模式往往是教师课上讲解、现场演示实验步骤、学生动手实验的传统模式。学生只需严格按照教师的指导被动地进行实验操作，而无需进行独立思考和自主设计。这就造成了教学内容、教学模式与新技术的不断涌现及学生多角度、多层次学习需求之间的矛盾，造成学生主动性的缺乏。现代科学技术的发展为解决这一矛盾提供了契机，“互联网+”、大数据、云计算、移动互联、多媒体、流媒体等技术能够突破时空限制，使多维度、多方位、多手段、实时实地的学习成为可能[10-12]。因此，在当前的生物化学实验教学中，采用结合现代科学技术的混合式的教学模式是解决问题的良策。

2“互联网＋教育”实验教学模式研究思路

研究过程遵循“一个理念，两项策略，三点提高，四个改变”的核心思想。

2.1落实“一个理念”

新型教学模式应真正落实“以学生为中心”的教学理念。传统教学中，在传授实验步骤、强调注意事项后，让学生进行操作的方法，基本上是一种灌输式的教育模式，是以教师为中心的。新的实验教学模式则是让学生先自学实验内容，再上机进行虚拟实验操作，自己总结出问题和注意事项后再进行实践操作，这对学生的能力培养具有很好的作用。

2.2实现“两项策略”

旨在充分利用现代信息技术扩充教学资源，包括微实验制作策略和手机端平台策略。微实验制作策略。微课视频时间短、内容精、趣味强、效果佳，有利于生物化学这样内容较抽象、知识点较繁杂的学科教学。利用微实验对仪器操作技术进行放大处理，对关键问题进行重点强调，增加了直观性，有助于学生掌握操作要领和教师节省课堂讲解时间，学生能够通过反复学习达到易学、乐学的效果。手机端平台策略。蓝墨云班课、微信工作平台，因信息传播的及时性、互动性、广泛性、高效性和低成本等特点而备受教育工作者的青睐。构建生物化学实验教学手机端实验课程平台，并要求学生及时上传当天实验结果，便于查找教学问题、激发学生学习动机、考查课前预习效果、加强师学互动，以及提高学生的主体性和实验效率。

2.3应用“三点提高”

旨在提高学习使用高、精、尖生物化学实验仪器设备的效果。生物化学实验涉及许多贵重的仪器设备，如PCR仪、高速冷冻离心机、凝胶成像系统等。这些仪器设备价格昂贵、操作复杂，对操作人员素质要求较高，且需专人维护、保养，不能满足学生人人通过上机操作熟练掌握技术的需求。在实验教学过程中的具体做法是，一方面以第二课堂形式吸引部分优秀学生参与科学研究，在实践中学习；另一方面通过虚拟实验教学系统帮助学生认识和熟悉高、精、尖仪器设备的使用方法及其注意事项，提高学习使用这些仪器设备的效果。

2.4达到“四个改变”

在实验教学模式方面主要有4项改变，一是由传统的再现式学习模式改变为探究性、合作性学习模式；二是知识的传授方式使学生由被动接受变为主动学习；三是教师由原来的知识灌输者变为学习的组织者、引导者、参与者；四是学生由知识的被动接收者变为主动融入课堂。

3“互联网＋教育”实验教学实践

在生物化学实验课程教学实践中，采用蓝墨云班课和手机端平台，遵循“课程视频提前推送—学生自由自主学习—师生线上线下互动”的教学模式。电脑端平台的功能包括管理课程运行、制作视频微课、上传编辑资源、编写在线测试等，手机端平台的功能包括通知、参加头脑风暴和讨论等各项活动，以及在线测试、作业互评等，实现了实验教学“线上—线下—线上”的过程。教师在切实做好课前推送的同时，精心组织课中指导和课后分析讨论，并根据各方面反馈对教学过程进行修改完善。

3.1课前资源准备

构建实验项目区、实验工具区、前沿知识链接及即时通知等课前资源。实验项目区主要针对课堂实验教学环节，上传所有实验课件、视频资料；实验工具区主要针对生物化学实验常用仪器；前沿知识链接的目的是分享生物科学前沿动态；即时通知主要涉及课前实验安排、实验计划、实验须知的。

3.2虚拟实验和微实验制作

虚拟实验如SDS-PAGE凝胶电泳、紫外可见分光光度计使用、基因克隆技术等，通过虚拟的动画演示和互动操作，能够方便学生掌握实验操作流程和注意事项。利用PowerPoint2016、Flash等软件，根据教学大纲和学生专业需求，选择WesternBlot、分光光度技术等科学研究常用技术进行微实验课制作，使实验理论和实验操作直观易懂，对注意事项和重要步骤进行字幕说明或旁白解说，对实验结果以动画形式呈现，使学生对实验过程、实验现象有直观的认知。

3.3手机端平台建设

用于构建生物化学实验教学微信平台和蓝墨云班课，能够提供实验室设备、使用时间等信息，方便学生在线预约、登记；能够在课前推送实验须知、微视频、电子课件；能够使学生上传实验结果，并在云班课APP上进行结果欣赏、分享实验趣闻等；能够使学生就实验报告进行分析讨论，激发学生的学习动机，增强学习效果，加强师生互动，提高学生的主体性和实验效率。

3.4实验室开放

高校实验教学改革的重要内容之一就是实验室开放，开放实验室对于学生参与或独立开展科研活动至关重要。实验室开放应进行规范化管理，制定安全、低值易耗品管理、易燃易爆品管理、废弃物品处理管理等规章制度，并在贯彻落实中鼓励学生参与。在一些非教学时段开放实验室，提高了实验室的利用率，对培养学生的科研思维、动手能力和管理能力有促进作用。

4结语

第7篇

[关键词]计算机 材料科学 虚拟课题 教改方案

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0159-02一、引言

在当今社会中，计算机在社会发展中显示了其强有力的推动作用。随着计算机技术的不断发展壮大，计算机在材料科学中的应用也越发普遍和显著，如信息检索、数据分析和图像处理、计算模拟、材料组分和结构分析等等。对大学高等教育而言，开设计算机在材料科学中的应用课程是为了让学生初步掌握计算机在材料科学应用中的方法、步骤和应用领域等，从而促进专业课的学习。

结合我校高分子材料与工程专业的特点以及毕业生需进行的毕业设计环节，在高分子材料科学的学习研究过程中需要涉及多种软件的应用，最基本的包括文献检索、实验方案的设计、数据分析、图形处理等等，而这些都离不开计算机技术。在书本式教育和多媒体PPT教育为基础的理论教学模式下，教学效果并不是十分理想。在往届的教学质量反馈中，多数学生反映单纯的理论教学形式枯燥、效果不良，一旦涉及实际应用往往束手无策，其原因是众多软件的学了需要了解基本的理论知识外，更重要的是要反复的上机练习以熟悉各种软件的操作，形成更为扎实的操作意识，而很多学生做不到这一点。因而如何更好的让学生理解、吸收、掌握众多软件的基本操作并活用到今后的学习、科研或工作中，这是大学教育所要思考的地方。

教育部颁布的新课程标准明确提出了“提高科学素养，在课堂中开展探索性学习的理念，提倡通过探索式教学，培养学生的自主科学探索能力，加强学生对科学本质的认识”。

二、教学方案的设计

（一）教学方法设计

为提高教学效果，在计算机在材料科学中的应用这门课程中，首先将课堂搬到备有多媒体设备的机房。多媒体技术具有良好的直观性、形象性和趣味性等特点，是教学的一大帮手，能进一步将课堂内容的理论教学与实际操作同步进行，更好的让学生学习、吸收课程内容。在课程设计中，引入虚拟课题作为教学方案，将多种软件的使用和课题的研究思路结合起来，以课题研究思路为教学的基本大纲路线，按步骤在各个环节中引入所需的常用软件，从而将计算机作为理论教学和实际应用的缓冲结合点，通过虚拟课题的方法将学生在课堂所学的理论知识融会贯通，为实际课题研究以及论文写作奠定基础。

（二）教学内容设计

课程规划上主要以虚拟课题的相关文献为案例，通过探讨课题的研究思路和方法，研究过程中所需要处理的问题等，循序渐进，逐渐介绍文献检索、实验设计（chemical office）、数据分析（IR，NMR）、图形处理（Origin，Adobe Photoshop）等等，为毕业论文的展开做铺垫。教学内容具体如下：

1.首先确立学生所感兴趣的研究方向或课题，并以此对学生进行简单的分组，以方便后期进行更多的教学互动。在此过程中向学生介绍常见搜索引擎，如Google，Yahoo，百度等，这些常用搜索引擎可以较为方便的提供一定的信息。而常用数据库，如中国知网（CNKI），万方数据库，ScienceDirect，RSC，ACS，Wiley-Blackwell等，借助简单的检索字段，包括Any Field（全文）、Title（篇名）、Abstract（文摘）、Author's Name（作者姓名）、Journal Title（期刊名称）等可以检索到相关研究论文文献，让学生带着自身目的去学习、掌握、运用诸多数据库进行文献检索。

2.当课题资料的收集结束之后，设想课题如何进行，设计一定的实验方案。该过程中利用chemical office是较为普遍的一款应用软件、可以满足各种分子结构的设计、反应方程式的设计、基本示意图的设计以及核磁结构的模拟分析。具体教学内容以虚拟课题中的文献相关图谱为案例，通过对文献图谱的剖析，让教学更为直观，同时上机模拟作图，加深印象和增强操作熟练度，并且鼓励设计新的设计路线，如反应合成路线、实验基本示意图等。

3.随着课题探讨的深入，课堂内容会不断涉及结构分析表征，如IR，NMR等。在此，IR，NMR软件的常规使用与分析，包括常见结构的特征峰和化学位移、峰值面积的积分比较等等都将成为基本的教学内容，让学生尽可能的认识到在材料科学研究中结构分析的重要性。

4.在众多的数据处理中，Origin由于功能强大，被公认为是最快、最灵活、使用最容易的工程绘图软件。因此教学中需要重点介绍Origin在数据处理中的应用。着重介绍各种图谱，包括数据的调整、排序、计算，统计和曲线拟合，以及直线图、散点图、饼图、柱状图、三维图表的绘制。以虚拟课题中出现的文献案例为教学案例，循序渐进，让学生由简入难，由粗到细。

5.随着文献的阅读和自我作图的实践，学生会发现优秀文献中的图谱总是让人赏心悦目。教学中通过与优秀文献中图片处理效果的对比，逐渐提高学生对数据处理的要求。Adobe Photoshop简称PS，使用其众多的编修与绘图工具，可以有效地进行图片编辑工作。因而学会将PS的图片处理功能运用到材料科学研究领域中则会使图片效果大大提升，做到科学严谨又不失观赏性。

6.当有了出色的研究成果之后，需要的便是如何更好的呈现自身的工作。为此，如何运用PPT技术制作一份精美的论文报告是展现成果的关键。鉴于计算机课程的普遍性，相信学生对简单的PPT制作并不陌生，因而课程内容中转为更高层次的PPT技术讲解，包括论文报告型PPT的一般逻辑思路、PPT中的图形制作、模板的设计、PPT的美化等等，让学生能体会到PPT制作对论文结果报告的重要性，提高学生在PPT的制作上的布局和美化意识，为毕业设计环节的PPT制作提前做准备。

（三）实验内容设计

针对常用化学软件学习的实践性、应用性较强的特点，我们将理论教学和实际上机操作设计成同步进行。而同步进行的教学模式能让学生加深课堂印象，也更有利于学生及时发现自身在软件操作应用上的盲区，因而能更好的将知识讲解和动手操作相结合，起到以点带面、强化应用的作用。如在讲解chemical office作图时，首先可以让学生学习模仿，而后鼓励学生自行设计，更深一步的让学生去体验挖掘chemical office中的作图技巧。

三、教学方案特色

通过虚拟课题的引入，使得本文所提出的教学方案的特色在于：1.课程内容的确立有学生的参与，虚拟课题的选定由学生自主分组确定，逐渐让学生主导课堂，教师则成为摆渡护航的角色；2.教学内容符合学生所需，为毕业设环节做铺垫，课题内容设计上更有针对性；3.教学过程中时时刻刻充满师生的互动，学生在自我的求知欲望下能更好的投入课程学习中，从而营造更好的教学氛围，以便获得更优的教学成果。

四、小结

本文结合自身专业特色，提出了基于虚拟课题的教学方案，目的在于让教学更好的触及学生所需要和学生所感兴趣的领域，从而提高学生学习的兴趣、专注度，同时将理论多媒体教学与实际上机操作同步进行，进一步提高课程教学的直观性和趣味性，以期获得更好的教学成果。总的来说，改善计算机在材料科学的应用课程的教学是一个系统的工程，对于高分子材料专业的学生来说，如何将计算机知识和高分子专业知识，以及自身所需有机地结合起来具有更加重要的意义。只有将三者有机结合，才能使学校教育真正满足学生的需求，让老师教得舒心，学生学得开心。再者，除去教学内容的不断改善之外，教师对教学的投入度，对学生的关爱度也是教学成功的一个重大因素所在，因而不论是教学内容还是教学态度都将是我们应改善的地方。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 胡，杨明波.计算机在材料科学中应用课程教学设计[J].铸造技术，2007（7）：991-993.

[2] 韩强，李涛，赵鸣，等.《计算机在材料科学中的应用》课程改革探讨[J].内蒙古教育，2011：20-21.

[3] 窦立岩，汪丽梅.《高分子材料计算机应用基础》课程改革和探索[J].科技信息，2011（23）：34-35.

第8篇

关键词:虚拟仪器;微机保护;实验系统

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)19-5381-02

继电保护装置是一种利用电磁感应原理而发展起来的电力系统保护装置,随着电子技术和网络通信技术的飞速发展,目前已经发展到微机型阶段,并且利用软件技术可以实现由软件技术驱动硬件而实现微机继电保护,这就是目前研究很热的技术――基于虚拟仪器技术的继电保护系统。利用虚拟仪器技术实现的微机继电保护装置,具有传统微机继电保护装置所不具备的优势,例如控制更加安全可靠等。

本论文主要将虚拟技术应用于微机保护实验系统,拟对基于虚拟仪器技术的微机保护系统进行开发,并从中找到可靠有效的微机保护实验方法与建议,并和广大同行分享。

1 微机继电保护概述

1.1 微机继电保护的基本构成

微机继电保护装置,其基本结构构成与普通的电力保护装置一样,也是有硬件和软件两大部分构成。硬件部分主要由数据采集系统、数据处理系统及逻辑判断控制模块等几个部分构成,主要由数据采集模块负责对电力系统的相关电参数实现检测与采集,并将数据传送至数据处理系统,数据经过运算之后,由逻辑判断控制模块调用软件控制程序,并发出相应的控制信号,驱动保护装置执行保护动作,从而实现电力继电保护的功能。

随着集成电子电路技术的发展,目前发展的微机型继电保护装置,其硬件系统主要由CPU(微处理器)主机系统、模拟量数据采集系统和开关量输入/输出系统三大部分组成,尽管结构构成已经发生一定变化,但其实实现继电保护的基本原理仍是一样的,由模拟量数据采集系统负责相关保护参数的采集,微机继电保护装置是以微处理器为核心,根据数据采集系统所采集到的电力系统的实时状态数据,按照给定算法来检测电力系统是否发生故障以及故障性质、范围等,并由此做出是否需要跳闸或报警等判断。

1.2 微机继电保护装置的特点

微机保护与常规保护相比具有以下优点:

1) 微机继电保护装置主要由微处理器为核心而构成的硬件系统,因此借助于现代功能强大的微处理器,微机型继电保护装置可以实现一定程度的智能化。

2) 相比于传统的机械式硬件实现的硬件保护装置,微机型继电保护装置能够依靠数据采集模块实现对相关参数的检测与采集,整个过程实现数字化流程,这就为继电保护装置的控制功能的稳定性、可靠性提供了技术条件;另一方面,依靠微处理器内部的软件程序,微机继电保护装置能够进行周期性自检,一旦发现自身硬件或者软件发生故障,能够立即实施报警,从而保障了继电保护装置功能的可靠性。

3) 传统的机械式硬件实现的硬件保护装置,其保护功能较为单一,仅仅是实现基本的保护功能,动作依靠一次性机械元件完成,一旦该部件发生故障,则整个继电保护装置无法工作;而微机型继电保护装置除了能够利用弱电驱动控制实现继电保护的功能外,还能够依靠数据采集系统对整个电力系统的相关电力参数都实施监测与采集,通过程序的分析,实现对电力系统整体性能的检测,保护功能大大丰富。

4) 传统的机械式硬件实现的硬件保护装置,其功能调试复杂,工作量大,而且极容易造成内部晶体管集成电路的失效,而现代微机继电保护装置,依靠内部的核心微处理器,能够开发专用的人机交互系统,利用人机交互系统实现继电保护装置的调试,简单易行,还可以自动对保护的功能进行快速检查。

5) 利用微机的智能特点,可以采用一些新原理,解决一些常规保护难以解决的问题。例如,采用模糊识别原理或波形对称原理识别判断励磁涌流,利用模糊识别原理判断振荡过程中的短路故障,采用自适应原理改善保护的性能等。

2 基于虚拟仪器的微机保护实验系统开发设计

2.1 总体结构设计

本论文探讨的是基于虚拟仪器技术的微机继电保护系统,因此首先面临选择合适的虚拟仪器开发平台的问题,这里选择基于G语言的LabView开发平台是目前国际最先进的虚拟仪器控制软件,集中了对数据的采集、分析、处理、表达,各种总线接口、VXI仪器、GPIB及串口仪器驱动程序的编制。基于虚拟仪器的微机继电保护装置系统,是利用虚拟仪器开发平台,构建虚拟的微机继电保护装置,实现完整的微机继电保护装置的全部功能,并对设计的虚拟继电保护装置进行评估和改进,从而完成微机继电保护系统设计的一种设计手段。

利用虚拟仪器技术进行微机继电保护系统的开发设计,从具体设计流程来说,主要从以下几个环节入手进行总体结构的设计:

根据微机继电保护系统的设计目标、设计功能,列出所需要的相关硬件,构建整体微机继电保护系统结构框架;另一方面,尽量采用模块化的开发设计模式,将微机继电保护系统按照不同的功能环节,设计各功能模块之间的结构关系。

如下图所示,是本论文所探讨的利用虚拟仪器平台所开发的微机继电保护系统结构原理图。这种方式既便于模块的单独调试,节省系统开发周期,又便于系统功能的改变,使系统具有更强的移植与升级功能。

如图1所示,基于虚拟仪器技术的微机保护系统结构主要由一次系统、转换模块、数据采集模块、保护测量模块及保护决策软件系统等几部分构成,一次系统主要负责面向电网系统模拟设置合适的传感器,将相关拟生成电网的二次侧电压、电流信号,信号经过转换、调理电路变换成符合要求的-5V～+5V模拟信号送数据采集模块,数据采集模块主要由DAQ数据采集卡构成,能够自动将模拟产生的模拟电压信号进行A/D转换,并进行初步的数据处理转换再传送给以虚拟微处理器为核心的保护决策模块,最终将生成的继电保护控制决策信号输出到保护策略模块,最终实现微机继电保护系统的功能。

2.2 数据采集模块的设计与实现

本文中微机实现的继电保护实验系统输入信号来源于继电保护测试仪,根据保护系统测试输入信号的特点,本论文采用数据采集卡来负责数据的采集与高速传输。

2.2.1 数据采集卡的选择

要实现基于虚拟仪器技术平台的微机继电保护系统,一次系统在完成相应电力系统电参数的传感检测之后,数据采集模块要能够按照微机继电保护系统的功能于设计要求实现相应数据的转换与采集,因此,数据采集卡的选择成为整个微机继电保护系统保护功能实现的关键。目前的数据采集卡,主要有12位或16位的DAQ数据采集卡,在具体决定选用12位还是16位的DAQ设备时,主要从采集精度和分辨率这两个指标考虑,可以由给定的系统精度指标衡量出DAQ卡需要的整体精度。

在本论文中,这里选取PCI-1716数据采集卡。PCI-1716是研华公司的一款功能强大的高分辨率多功能PCI数据采集卡,它带有一个250KS/s16位A/D转换器,1K用于A/D的采样FIFO缓冲器。PCI-1716可以提供16路单端模拟量输入或8路差分模拟量输入,也可以组合输入。它带有2个16位D/A输出通道,16路数字量输入/输出通道和1个10MHz16位计数器通道。PCI-1716系列能够为不同用户提供专门的功能。

2.2.2 虚拟数据采集程序的实现

在选择了数据采集卡硬件设备之后,需要借助于虚拟仪器平台为整个系统设计虚拟护具采集程序。在具体进行设计时,由系统内部虚拟程序产生数据采集卡锁需要的相应信号,具体来说就是CT、PT信号,因此,在具体编程时,首先将CT、PT信号传输至相应的滤波器,LabVIEW提供了各种典型的滤波器模块,根据需要可以设置成低通、高通、带通、带阻等类型的滤波器;其次,将经过数据滤波处理之后的数据进行输出。数据采集模块的程序如图2所示。

2.3 微机保护模块的设计与实现

既然在数据采集模块之后需要进行数据的滤波,尽管LabVIEW提供了各种典型的滤波器模块,但是仍然需要借助于虚拟滤波模块设计专用的滤波算法,而且在微机继电保护系统中,对电力系统的继电保护功能的实现,主要是由相应的滤波保护算法实现的,因此有必要为虚拟微机电力保护系统设计滤波保护算法程序。

本论文采用如下的设计方法对滤波保护算法进行设计:

1) 利用LabVIEW自带的滤波器进行数据的排序滤波。

2) 按照系统保护功能所需要的数据频带,设置相应的低通、高通、带通、带阻等灯滤波保护功能。按照上述方法,基于虚拟仪器平台的微机继电保护系统,其滤波器输入得到的数据序列,多数是传感器采集到的电参数,如电压和电流,而电压和电流数据是离散的数字量序列,其中包含了大量的谐波干扰信号,因此有必要进行滤波。在本论文中,采用了二级滤波保护算法,即分别进行前置滤波和后置滤波,实现对数据的二级滤波保护,从而提高整个微机继电保护系统的稳定性和可靠性。前置滤波模块如图3所示,后置滤波模块如图4所示。其中前置滤波模块提供了差分滤波器、积分滤波器、级联滤波器、半波和1/4周波傅立叶滤波器、半波和1/4周波沃尔氏滤波器,可以根据需要自行选择;后置滤波模块提供了平均值滤波器、中间值滤波器,也可以自由选择。

3 结束语

利用虚拟仪器技术进行微机继电保护装置系统的设计开发,能够很好的避免了实物硬件开发设计所带来的周期较长、调试较复杂以及成本较高等劣势,所有的开发设计任务全部在虚拟仪器平台上完成。本论文将虚拟仪器技术应用到了微机保护装置的设计,对于进一步提高微机继电保护装置的可靠性与稳定性具有优势,同时借助于虚拟仪器技术的开发,能够更好的实现电气继电保护功能的完善与提升。

参考文献:

[1] 李佑光,林东.电力系统继电保护原理及新技术[M].北京:科学出版社,2003.

[2] 王亮,赵文东.微机继电保护的现状及其发展趋势[J].科技情报开发与经济,2006,16(18):150-151.

[3] 张振华,许振宇,张月品.第三代微机保护的设计思想[J].电力自动化设备,1997,17(3):24-25.

第9篇

【关键词】软件工程；数字媒体；专业建设

1.引言

随着计算机技术、通信技术和数字广播等技术不断发展，以互联网、无线通信为传播载体，以传统媒体内容与创新内容模式为核心的数字媒体产业在全球范围快速崛起，并正在改变着人们的信息获取方式和休闲娱乐的形式。

我国的数字媒体业近几年正处于高速发展时期，对于具有较高人文素养、掌握数字媒体核心技术并具有艺术创意能力的复合型数字媒体技术开发与设计人才需求旺盛。四川理工学院软件工程专业是与IT企业合作办学、实行“3+1”人才培养模式，即学生前3年在校学习，第4年在软件企业实习并完成毕业设计（论文）。为使培养的学生既有较扎实的理论基础，又有适应人才市场需求的职业技能，在软件工程专业大框架下设置了数字媒体技术方向。

数字媒体技术作为一个宽口径、以技术为主、艺术为辅、技术与艺术相结合的新的专业方向，涉及到不同的学科知识，因此，我们有必要通过探索与改革人才培养模式、课程体系以及实践教学体系的研讨，搭建科学的创新人才培养平台，促进软件工程专业人才培养整体水平的提升。

2.人才培养目标

培养目标是制定教学计划、设计课程结构、选择知识发展方式以及确定教学组织形式的依据，也是教学内容、教学方法、教学组织与管理、教学手段、教学评价等方面改革的基础和前提。软件工程专业数字媒体技术方向具有软件工程与数字媒体技术相结合的特色，注重对学生软件开发、应用能力的培养，实践性强。结合我们自身办学特色和办学条件，我校软件工程数字媒体方向人才培养目标是：“培养具备计算机科学、多媒体网络、软件工程技术、信息安全等方面的专业知识与技能，具有扎实的软件工程和数字媒体技术基础理论、宽厚的专业基础知识、较强的实践能力，能够从事包括新媒体应用以及虚拟现实等在内的多媒体技术开发、数字媒体设计与创作、计算机游戏设计、网页设计与网站维护、信息服务及数字媒体管理等工作的创新性技术人才。”

3.核心课程体系

数字媒体方向课程体系的建设以创新性复合型人才培养为基本指导思想，重视实践课程的开设，使学生所学习掌握的方法具有充分的实效性，真正做到学有所用，以适应未来的工作岗位，成为本行业和企业所欢迎的有用人才。课程体系分为软件工程专业核心课程模块、数字媒体方向核心课程模块、专业实训、毕业实习和毕业设计（论文）等模块。

3.1 核心课程

软件工程专业数字媒体技术方以软件工程专业为主线构成专业基础和专业主干课程。其中，计算机与软件基础课程有：计算机导论、程序设计入门、面向对象程序设计、数据结构与算法、Java程序设计、计算机组成原理、数据库原理、计算机网络、操作系统、编译原理、信息安全技术、计算机体系结构以及J2EE与中间件技术；软件工程专业课程有：软件工程导论、软件测试技术、需求分析与UML设计、软件项目管理与过程控制；数字媒体技术专业课程有：数字媒体技术导论、计算机图形学、数字图像处理、网络流媒体技术、用户界面设计、视频音频制作与处理、数字影视特技应用、高级游戏特性与游戏引擎、人机交互技术、虚拟现实技术与应用、高级脚本与插件技术等。对于实践性较强的课程开始单独的实验课程和配套的课程设计。

3.2 特色课程

计算机网络游戏由计算机技术、艺术设计学和计算机动画以及计算机图形图像技术高度交叉结合，目的是培养具有扎实的游戏编程功底和良好的逻辑思维习惯，具备较强的审美能力和一定的艺术素养，熟悉游戏产品开发流程，具有一定的策划能力，能在游戏公司、门户网站、手机运营企业、动画公司等单位从事游戏设计、游戏开发、游戏制作、游戏策划、游戏运营等方面工作的富于竞争力与创新精神的高级复合型人才。

计算机游戏程序设计。课程目标：本课程主要学习普及游戏开发理念，培养游戏开发氛围，挑选有潜力的学生组成开发团队；传授游戏开发中的程序设计要素，特别是游戏引擎开发的基本知识。通过本课程的学习，学生能够掌握游戏开发的基本理念，熟悉游戏开发的基本技巧和流程，并具备从事游戏程序设计工作的基本技能。

虚拟现实与数字娱乐。课程目标：本课程主要介绍虚拟现实的基本概念及其系统组成、相关的软件技术及虚拟现实的应用，并介绍了当前数字娱乐的现状，发展和一些关键技术。内容包括：虚拟现实的定义、特性和组成，虚拟世界的创建和管理，虚拟现实中的视觉计算，虚拟现实中的交互技术，虚拟现实中的声觉计算，增强现实，分布式虚拟现实，虚拟现实应用，与虚拟现实相关的数字娱乐技术。

4.实践教学体系

培养符合时代需要的创新性人才，就要强化实验教学的开放性和多层次化。基于创新性原则和以生为本原则，结合培养目标和自身教学特点，数字媒体技术方向实践教学体系分为课程实验，专业实训、毕业实习和毕业设计三个方面，各实践环节之问相互协调、相互衔接、循序渐进。

4.1 课程实验

依照实践能力培养循序渐进的原则，根据实现数字媒体技术专业基本能力培养的系列课程，并按照系列课程的复杂度和规模设计实践环节，开展了多层次课程实验教学，根据学生的需要和实践能力培养的渐进规则，将实验课安排大学四年的各个环节。

多层次实验教学是指在实验大纲与目标的规范基础上，将实验项目设计成基础型、综合设计型、研究创新型不同层次的实验。同一学生从基础规范一综合设计一研究创新这样难度递增的实验项目中逐渐进行训练，实现系统培养学生综合实践能力。课程实验主要包括：手绘训练、视频特技与非线性编辑、多媒体网页设计、移动娱乐软件开发、网络娱乐软件开发、界面设计课程设计、虚拟现实开发课程设计等。

4.2 专业实训

专业实训作为知识、能力、综合素质教育的结合点，成为数字媒体技术专业实践教学的重点之一。专业实训是对课堂教学具有延伸作用，是学生培训职业能力、熟悉职业环境、了解实际知识的重要渠道。通过专业实训，学生不仅可以把所学转化为所用，还能使学生在学习操作过程中通过不断调整自己的知识结构来慢慢适应相应职业岗位，锻炼职业的能力，为实习以及今后走向社会积累经验、打下基础。

我校软件工程专业是校级专业综合改革试点专业，以争建微软IT学院、HP软件学院为契机，与知名IT企业开展深度合作，联合培养具有国际视野的软件开发、软件测试和服务外包人才。与中软国际、Tarena（达内）科技等十多家IT企业联合建立了实习实训基地、就业基地。

4.3 毕业实习和毕业设计

毕业实习是学生将前期学习到的知识运用到生产实践中，真正了解、感受未来的工作，锻炼自己各方面的综合能力。真正实现与行业需求的专业实践能力对接。能胜任相应岗位的工作，从而积累工作经验，为就业做准备。为了增强学生和指导老师对毕业设计（论文）及毕业实习的重视，提高毕业设计（论文）的质量和提高学生在毕业设计（论文）及毕业实习实践环节获得的实践能力，也为缓解毕业设计时间（论文）不足，笔者将毕业实习与毕业设计（论文）有机结合，实行“毕业实习+毕业设计”相结合的模式，学生毕业设计的内容来自于毕业实习，并且毕业设计的内容要将毕业实习的内容进行一定的升华，除体现学生四年来所学知识综合之外，还要体现出学生的创新能力与科研能力，达到培养创新型、复合型人才的标准。

5.结束语

通过对国内外数字媒体技术相关专业及方向的调研，基于创新性人才培养目标，建立了相关的核心课程和多层次实践教学体系，融合专业技术、实践教学、校企合作共同培养为一体的软件工程数字媒体特色专业方向的知识体系，着力培养学生的艺术与技术交叉结合的数字媒体制作与开发能力和职业素质，进而使得学生的基础知识、科学素养、艺术感悟、专业知识、创新能力、工程能力和职业素质都得到全面均衡的发展，以增强他们在数字媒体行业就业的竞争能力。

参考文献

[1]沈琦，于学军，张丽，等.软件工程（数字媒体技术）特色专业复合型创新型人才培养模式研究[J].中国校外教育，2010，16：162-163.

[2]蔡建平，沈琦，于学军等.软件工程（数字媒体技术）特色专业的特色建设[J].软件，2012，33（4）：108-111.

[3]耿卫东等.面向数字媒体技术专业的数字化学习平台建设[J].计算机教育，2010（16）：99-101.

[4]向辉.数字媒体技术专业课程体系探讨[J].计算机教育，2008（15）：28-30.

[5]黄成云.数字媒体技术本科专业实践教学体系研究[D].华中师范大学，2012，5.

第10篇

一课堂教学学时有限，不利于知识的拓展与掌握

1实验课程学时有限，基本操作掌握困难

“药物合成反应”课程由于课时压缩等原因，是只有3个学分的一门课程，其中，平均30%的学时用于实验教学，因此只有16学时的实验学时，使得任课教师在安排实验时，为了尽可能的多给学生创造动手机会，让学生接触更多的操作，只能安排3个比较系统的实验，尽量使这3个实验能包涵尽可能多的对药物合成来说是必须的单元操作，如：蒸馏、回流、萃取、过滤，结晶等等。但是由于实验课时有限，这些单元操作的注意事项和细节，教师没有时间一一讲授，因此需要学生在实验课前做好预习工作，并要求在课后能有机会进一步巩固。

2多媒体教学，学生忽略记笔记

目前，高等教育的人才培养质量越来越受到社会的广泛关注，高校教师们也在不断学习先进的教学理念、教学思想，希望能在教学活动中，充分调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛，拓宽学生思维等。因此在当今高校课堂教学中，多媒体的应用越来越广泛，教学讲义采用ppt，实验操作采用影音资料，另外，网络资源、flas等等普遍被用于课堂教学，这些高科技产品使现今的课堂气氛不一样了，学生也能更直观更轻松的了解相关的知识点。但是，这些新的教学手段也有其不足之处，就是上课很轻松，但复习很困难。因为这些多媒体手段的应用学生容易理解，但短时间内很难掌握并牢记，而当学生同时接受视觉上、听觉上的冲击时，往往忽略了做笔记，或是注解，课后复习时就缺乏有效的资源和依据。

3立体化学知识要求较强的空间想象能力，难以掌握

“药物合成反应”课程详细讲解了各种药物在合成时涉及的各类反应，其中相当一部分是手性药物，另外，即使是没有手性的原料在进行反应时也很有可能内涉及立体化学的知识，因此，这要求学生具有一定的空间想象能力。为了使学生更好的掌握这些立体化学反应，便于学生掌握，教师往往采用flas为手段，用于描述反应的整个过程。这些动画学生咋一看固然有趣易懂，但离真正的掌握甚至要能举一反三，这在有限的课堂教学靠放一两遍动画是做不到的。

4重视课程知识点讲解，缺乏基本技能的传授

作为工科学生，创新思维的培养和动手能力的提高至关重要，对于生物工程、制药工程这两个专业的学生，化学知识是这两个专业的基础课程，而“药物合成反应”课程就是一门以有机化学为基础的专业课，其中涉及了数百个化学方程式，而对于如今这个计算机已经相当普及的年代，无论是学生要撰写毕业论文也好，还是毕业后从事相关的专业岗位，撰写论文、报告等等都需要他们能掌握方程式、结构式绘画的专业软件。另外，学生要更全面地掌握本专业的知识，除了学好课本中的内容以外，还应多看国内外本专业的研究论文、参考文献等，因此如何查阅文献也是工科学生必须掌握的一门技术。

5大学教学的特殊模式，缺乏师生交流平台

刚进大学校门的一年级学生，往往不适应大学的教学方式，因为在大学里，教室不固定了，一门课程一星期只上1～2次课，教师或是班主任更是很少有机会能见面。许多教师也反映，与学生接触的机会很少，虽然教师们很希望能有机会与学生交流，也做了很多努力，比如上课早些去教室，留下办公室地址、电话方便学生联系，组织召开学生座谈会……但是老师们却发现效果不明星，学生很少来答疑，座谈会上也不愿说心里话。而如今网络这个虚拟的世界却可以提供一个可以让人放下戒备的绝佳场所，比如：QQ群，博客，论坛等等，学生可以根据自己的情况选择实名或是匿名，可以敞开心扉大胆地向老师提出自己心里的想法、意见和建议，这对于提高教师教学水平，加强师生交流，提升师生之间的感情是十分有利的，甚至可以缓解师生矛盾，增进相互理解。

上述情况，导致两个专业的学生纷纷反映“药物合成反应”课程难学难掌握，许多学生知道这门课程的重要性，迫切希望能掌握它，却苦于没有好的学习方法。因此，授课教师对“药物合成反应”网络课程进行了设计和建设，搭建了一个虚拟平台，使之作为“药物合成反应”课堂教学的延伸，在时间上、空间上拓展学生的学习机会，达到“教与学”双赢的目的。

二网络课程栏目设计

根据“药物合成反应”的教学要求，同时考虑到该课程教与学方面存在的问题，在设计其网络课程时包含了以下栏目：欢迎页面，通知，课程简介，教学大纲，教师简介，授课教案，教学讲义，演示实验，作业，参考书目，课程辅助工具，讨论版。具体为：

欢迎页面：包括课程首页、课程导航和课程首语。

课程通知：用于本课程日常运行过程中的各项事务性工作的公告和通知，如：上课地点，实验室地点，预习、复习范围，作业上交时间，考试时间地点等。

课程简介：总体介绍本课程的教学目标、讲授范围、课程对象、应用范围、学习基础与方法以及教学指导。

教学大纲：分层次介绍本课程中每一章节要求学生了解、熟悉、掌握的不同知识点。

教师队伍：主要介绍教学团队的整体情况，课程负责人、主讲教师的基本情况、专业方向，提供教师的个人信息、联系方式，以便学生遇到学习问题时能及时联系。

授课教案：电子教案是按照教学大纲要求编写的，包括本课程每一节课时教师讲授的教学目的、要求、课堂教学内容、学时数分配和教学方法等，为学生提供了明确的学习目标和必要的自学建议与指导。

授课讲义：包括本课程所有教师上课时采用的多媒体课件，该课件是采用Powerpoint软件编写的，内容紧扣教学大纲和教学教案要求，突出重点和难点，学生可以在线点击阅读，也提供下载复习。特别是针对“药物合成反应”课程特点，将抽象和难以理解的反应机理等采用Flash软件制作成动画的形式，有利于加强学生对反应过程的理解和对立体化学的空间想象力，非常适合学生复习掌握。

演示实验：将本课程涉及的但学生没有机会操作的一些单元操作制作成视频作为演示实验，将药物合成系统实验或是工业大规模生产的情况以虚拟实验的形式进行模拟，以便学生有直观的印象更容易掌握有关实验操作和注意事项。

课程作业：主要针对课程教学过程中存在的重点、难点及教学特点进行构建，布置在网络上并支持学生在线上交和提问，内容包括预习、复习内容、练习题、模拟卷等。以上内容学生均可下载到个人电脑，随时随地进行学习。

参考书目：列出与本课程相关的书目，促使学生多多借阅以便更系统地掌握课程内容。

课程辅助工具：向学生提供课程学习过程中需要用到的一些学习工具，如：文献阅读、播放Flash、播放演示实验、画结构图的软件等等；

讨论版：用于学生和教师之间、学生与学生之间的在线交流、沟通和对话，是实现师生互动的最重要的栏目。此栏目包括教学专题论坛、问题在线答疑、学习难点分析、学习方法交流等。学生在这里可以匿名或实名发帖，互相之间交流学习心得，也可以向任课老师提出问题、进行咨询，更可以提出对教师在本课程讲授方面的意见和建议等，要求任课老师定期上线回复学生问题。

除此之外，该平台还可实现和学院生物与制药工程实验示范中心的实验教学与实验室管理信息平台的超链接，通过此平台，学生可申请参与教师科研，也可为自行设计的实验寻求指导老师，有利于培养学生的科研思维和动手能力。

总之，网络课程的建设，弥补了由于课堂教学学时有限等引起的种种问题，打破了时间和空间的限制，使学生能在更轻松、更自由的环境下学习，更能吸引他们的视线，极大地激发了学生学习的兴趣。学生在主动参与网络课程学习的同时，在网络虚拟技术、人文熏陶和文化氛围等方面的培养也得到了更好的提高。

参考文献

[1]白靖文，徐雅琴，叶非，等.化学系列网络课程设计与制作[J].大学化学，2011，26（1）：42-44.

[2]徐肖邢，翟春，尹凡，等.“仪器分析”网络课程的建设及实践应用[J].中国电力教育，2011，14：96-97.

[3]马清，李丽蓉.基于BlackBoard平台的高职网络课程设计与实践[J].科技信息，2011，9（1）：17-18.

[4]刘建军，孔令艳.网络课程建设是高职课程改革的重要环节[J].辽宁高职学报，2011，13（3）：65-66.

[5]李哲，白静.网络课程设计的组织模型与发展方向[J].北京广播电视大学学报，2011，1：21-25.

[6]刘名卓，刘名海.网络课程可用性质量的衡量与评估[J].中国远程教育，2011，4：27-31.

第11篇

关键词：绿色化学 医用基础化学 多媒体教学 教学改革

绿色化学又称环境无害化学。它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生对人类健康、社区安全、生态环境有害的物质。

化学教育尤其大学化学教育是为经济建设服务的。医学类职业是与人类生死、健康休戚相关的事业，保障人类健康离不开药物，药物合成又离不开化学，而化学工业的发展又在很大程度上直接影响了人类的健康。如何在这三者之间构建和谐，绿色化学是唯一出路。绿色化学不应是一门独立学科，而应是一种指导思想，是人们应该倾力追求的目标［1］。作为大学化学教师，我们首先应该结合实际情况，将绿色化学教育渗透到教学工作中去，通过广泛的宣传教育，让学生树立起绿色化学意识，培养出具有绿色化学意识的一代新人［2］。绿色化学成为医用基础化学教育的一个重要组成部分，给改革课堂教学、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。

1.提高自身实施绿色化学教育的能力和专业水平。

绿色化学是化学科学与物理、生物、材料及信息等科学结合的产物，是化学科学的发展与进步。因此教学人员不但需要具备化学基础知识、理论和技能，还要系统地学习关于绿色化学的理论知识，了解有关绿色化学技术的最新研究成果和发展方向，掌握相关学科的知识。

2.改革实验方式，避免实验污染物产生。

化学实验中总有气体、液体或固体产物的生成，或多或少地会产生有害或有毒的实验废弃物。笔者所在的安徽三联学院医用基础化学课程针对的是文理兼收的医药营销专业学生，他们毕业后从事药物开发、合成的可能性很小，进行化学实验实际意义不大，因此在实际教学中取消了实验操作环节。对于个别必要的实验，借助网络，利用录像、多媒体课件、Flas、计算机虚拟实验等现代教育技术手段进行演示，避免了化学污染物的产生。

3.针对职业需要，整合医用基础化学知识结构，添加绿色化学教学内容，激发学生的学习兴趣。

笔者选用了张法浩主编的《医用基础化学》，该教材包含了无机、分析及有机化学的内容。随着教学改革的深入，根据专业的特点及教育部对高职学生理论知识“够用为度”的原则，我院该课程总学时只有72节，比过去减少了二分之一，这就要求教师在教学思想、教学内容以及教学方法等方面做出调整，以适应新世纪人才培养目标的需要［3］。要更多地将医药营销工作中实际需要的知识融入教学过程，摒弃那些不重要又晦涩难懂的知识，使医用基础化学真正成为理论的基石。现行教材内容与职业缺乏紧密联系，忽视了与实际的联系，学生学习缺乏主动性和积极性。因此，笔者对课程进行了重新整合，删减和压缩了教材中电解质溶液、酸碱滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子轨道理论等章节内容。将压缩的理论和实验课时用以补充绿色化学内容［4］［5］，多元化、多层次、多角度地向学生揭示、展现绿色化学与基础化学的紧密联系。对晦涩难懂的内容以教师精讲为主；常识性的内容由学生讲解；与生活息息相关相关的内容设计题目，让学生发表见解、分组讨论或辩论，然后由教师进行总结。这样既突出了重点、难点，又培养了学生自学的能力，提高了学习兴趣。

4.学生应用化学知识、原理，结合绿色化学，撰写科技小论文。

作业是课程教学的一个重要环节，是课堂教学的继续和延伸。除了布置教材习题外，为让学生更深入更主动地将绿色化学的理念渗透到传统化学学习中，在课程结束前，笔者布置学生选择与“可持续发展”有关的选题，通过探究和调查，查找相关文献、资料，并对其进行分析、解释、评价、调查、讨论、研究，写出科技小论文。从对连续三届学生提交的论文情况看，由于平时的教学中始终贯穿了“绿色”这个与人类健康密切相关的主题，学生兴趣浓厚、选题广泛、立意明确，从问题的提出到问题的解决，学生始终是决策者、行动者。学生从可持续发展的高度去关心环境及环境问题，更深刻地理解了人与自然、人与社会、人与人之间的相互依存关系，认识到他们的态度、行为和决定将对现在和未来的全球环境、整个社会产生影响，激发了学生的忧患意识和社会责任感。

5.改革教学方式及成绩评定方式。

随着现代教育技术的普及，多媒体教学也得到了越来越广泛的应用。五年的教学中，笔者经历了传统教学――传统教学＋多媒体教学――多媒体教学这一教学手段改革过程。实践证明，利用多媒体教学，无论信息量还是教学效果都得到了极大的提升。

完整的教学过程应该包括成绩的评定，考试方法的创新是教学改革不可缺少的环节。从2005级开始，课程成绩的评定项目包括：平时成绩20分，科技论文40分，理论考试40分。前两项是基本体现学生综合素质的考核，占总分60％，比重超过了理论知识的考核，既有利于调动学生提高自身素质的积极性，又促进了教改的不断推进和完善。

笔者经过几年尝试性地将绿色化学融入到医用基础化学的教学探索，逐渐实现了“教师为主导，学生为主体”的教学理念，激发了学生学习的主动性。教学中及时渗透绿色化学方面的知识，适当地加深和思维拓展，使学生在潜移默化中受到绿色化学教育，成为有绿色化学理念的新一代高职大学生，是时代的要求，是素质教育的要求。

参考文献：

［1］马莉，冉呜.绿色化学的提出与发展.成都教育学院学报，2005，9，（6）.

［2］何树华，田开江.大学化学专业应加强绿色化学教育.涪陵师范学院学报，2000，18，（5）

［3］乔秀文，杜志坚，李洪玲，曾宪佳.医用基础化学教学改革探讨.农垦医学，2004，II（1）：47

第12篇

关键词：词频分析，共词分析，聚类分析

研究生学位论文反映本专业研究方向。研究生学位论文是高等院校或科研机构的研究生所撰写的毕业论文，是其科研成果的结晶，反映了作者独立进行科研活动的能力。在研究生进行学位论文的过程中，寻找研究热点、把握研究趋势是必需环节，有些研究者通过广泛阅读文献，有些研究者通过文献计量学和内容分析的手段，常见比如发文统计、知识图谱分析等。从文献生产、供给的角度，这有助于研究者在短时间内低成本地激发新的想法，迅速获得相关文献并寻找研究空白，获得较大的知识收益，有利于知识的产生、传播和累积。

论文的关键词是文章内容的提炼及核心思想，在某一学科中，如果某些关键词在众多的论文中反复出现，就说明这些关键词是该学科的研究热点。因此本文以教育技术学专业为例，将研究生学位论文和论文关键词作为研究对象，对教育技术学的研究热点和发展趋势进行探析，并从中得到一些启发，以期探讨进步。

1.研究过程

1.1主要的分析工具

论文分析需要定性和定量相结合，离不开相应软件的辅助。本研究中主要使用书目共现分析系统（Bicomb）抽取论文中的关键字段，形成高频词一论文矩阵，Python进行聚类分析，Excel作为Python的输入，以及进行简单的统计。

1.2数据采集和处理

中国知网上收录的论文数量较多，故将其作为研究对象的数据来源。通过本校数字图书馆访问中国知网，选择“博硕士”类型，并以“教育技术学”为“学科专业名称”进行检索，共获得研究样本7937篇研究生学位论文，然后按照NoteFirst格式采集研究生学位论文的题录信息。使用书目共现分析系统，将论文的发表年份和关键词提取出来，输出成EXCEL格式。

共词聚类分析的主要有如下几个步骤：首先选定参与共词分析的高频关键词并构建共词矩阵，然后将共词矩阵转化为相似矩阵，然后进行聚类分析，最后对结果进行解释。关键词的选择，目前有TOPN，正太分布法，齐普夫第二定律等几种常见的方法。

经过统计分析，本文样本数据不符合正态分布，故本文选择累积百分比20%的关键词作为高频关键词，生成如表1所示的共词矩阵。

为了消除频次悬殊造成的影响，用Ochiia系数将共词矩阵转化成相似矩阵，即将矩阵中的每个数字都除以与之对应的两个关键词总频次开方的乘积，该矩阵主对角线上的数据均为1，代表高频关键词自身的相关程度，如表2所示。

2.研究结果

2.1关键词的词频分析

词频分析法通过对关键词中高频词汇的分析，能够确定某一学科的研究热点及其变化。本研究共收集到7937篇研究样本，对所有关键词进行统计排序后，得到排名靠前的20个关键词，表3提供了前10个关键词。

观察上表数据，可以发现，教学设计出现频次远超其他关键词，在教育技术学中占据着核心地位；信息技术和网络课程占据第二和第三名次，说明教育技术学对信息技术和网络的应用比较深入和频繁。

为了进一步探究教育技术学的发展历史，故对各年度所的关键词进行统计，可以得出各年度频次排名前10的关键词表，具体见表4。

表4显示了高频词的变迁过程。观察上表可以发现，首先历年排名靠前的关键词都有教学设计和网络教育，稳定性比较好，正体现出教育技术学交叉学科的特点，同时也可以看出，2000年后的“技术”，主要指网络技术。其次教育技术已经处于信息化教育研究阶段，这一阶段的核心关键词主要有远程教育、信息技术、网络学习、教育游戏、移动学习等。从这一阶段的研究热点可以看出，随着信息化时代的到来，教育活动的数字化、网络化、智能化等现象已成为研究热点，这一时期研究者关注的对象不再仅限于媒体本身，而是从信息化学习方式人手，考察技术、人和教育三者间的关系。

2.2关键词的共词聚类分析

聚类分析是根据研究对象的特征对其进行分类的多元分析技术的总称，基本思想是基于研究对象的样本或变量指标间存在着不同程度的相似性或亲疏关系。

层次聚类按照距离度量的不同分橐韵录咐啵single-linkage、complete-linkage、average-linkage、ward-linkage。现有同类型的论文中，均采取层次聚类法对共词矩阵进行聚类分析，但是并没有针对上述不同情况给出对比分析，本文使用Python第三方库scipy中的层次聚类函数以及dendrogram方法，对多种度量的聚类方法进行了对比实验，发现ward-linkage方式的聚类效果最好，具体聚类树如下图所示。

观察该层次聚类树状图可以发现，研究生学位论文高频关键词大致聚为5类，具体分类如下：

第1类：学习方法研究，关键词包括知识管理、大学生、网络学习、虚拟学习社区、策略、非正式学习、知识构建等。该类研究主要以如何提高学习的效果为目的，寻找和对比多种学习方法，为后续的教育教学方法提供参考。

第2类：教师与教育技术研究，该类研究主要由教育技术、教师专业发展、教育技术能力、现代教育技术、师范生、教师培训、中小学教师等关键词构成。这一主题的研究主要围绕教师与教育技术的关系，着力提高教师运用新型教育技术的能力和水平，从而更好地从事教学活动。

第3类：网络教育教学研究，主要由网络课程、移动学习、网络、网络学习、自主学习、远程教育、网络环境网络教学、现代远程教育等关键词构成。网络教育以互联网为载体打破了空间和时间的限制，涌现出在线教育和MOOC等新型教学方式。

第4类：信息技术条件下的教育模式研究，主要包括信息技术、教学模式、信息素养、教育信息化、信息技术与课程整合、行动研究、翻转课堂等关键词。随着信息技术的不断进步，越来越重视信息技术与教育教学的结合，碎片化学习、翻转课堂等都成为该学科内的研究趋势。

第5类：设计与开发应用研究，主要由设计、应用、对策、开发、现状和应用研究等关键词构成。教学设计与应用是教育技术学的核心目标和价值体现，不论采用何种技术手段，最终的落脚点都是教育教学方案的设计及应用实践。

3.研究结论

3.1发展趋势

第一，研究热点保持稳定。从关键词词频分析中可以看到，不论是全量数据的统计，还是历年关键词数据的统计，出现频率较高的关键词都是信息技术、教学设计、远程教育等。这些核心关键词，包括教学效果，教育信息化等其他高频关键词在内，都显示出中国教育技术牢牢把握学科定位与目标，重视教与学的应用与研究，而且应用信息技术进行教与学是中国教育技术领域近20年研究的热点。

第二，教育技术学在走向融合。主要包括三个层面上的融合，即教育理论层面、技术层面、理论和技术结合的层面。在前文的分析结果中可以看到由何克抗教授正式倡导的混合式学习概念，更是最好的证明。一是教育理论层面，主要体现在教育理论基础的变化上。教育技术学研究的焦点，已经由建构主义转向混合式学习。在词频分析中的历年高频关键词中，可以看到建构主义的排名在2004年以后，就比较靠后了。二是技术层面，教育技术已经从基础的视听技术，发展到了网络信息技术为主，多种基础技术为辅的阶段。但就像网络没有取代报纸一样，粉笔和黑板也依然存在着。各种不同的教学技术相辅相成、相互作用，它们以整体融合的形式，出现在各种教育教学活动中。三是理论和技术相结合层面，不同的教育与学习理论，需要各种不同的技术作为支撑，而各种技术的最终目的，是要为优化教学效果而服务。共词聚类分析中发现的信息技术下的教学及学习模式研究，说明教育技术工作者已经开始关注适应性学习和协作学习环境的创设。

3.2启发

第一个启发是要自信。有人说，教育技术学专业学生的教育理论水平不如教育学相关专业的学生；论信息技术能力不如计算机相关专业的学生。多数人都看到了这个现象，但如果因为这个原因，变得不自信和迷茫，那就有些妄自菲薄了。因为教育技术学是交叉学科，本专业的学生跟其他专业的学生比的就是教育理论与信息技术相结合的“综合实力”，这才是教育技术学特色和优势的所在。本专业的学生在平时的学习和研究中，可以遵照南国农老前辈的指导，坚持现代教育理论与现代信息技g的融合，并牢记二者“相乘”的关系，双翼齐飞，同时努力探索教育技术的中国道路。

第二个启发是要并重。包括电教并重和教学并重，主要是为了解决目前教育技术学出现的误区和问题。电教并重是指要认清教育技术姓“教”不姓“电”，信息技术只是教育技术的一种支撑，教育技术所研究的是在教育理论的指导下，如何有效利用各种信息技术为教学活动提供支持，以达到最优化的教学效果。教学并重是指教与学是相辅相成的统一整体，而且其立足点在学而不在教，因为教育教学活动的根本目的是学生的学习与发展。

第三个启发是要融合。不仅是教育技术学内部的融合，还有借鉴其他学科的精华，如计算机、心理学和传播学，才能更好地体现出交叉学科的特点和优势。举例来说，目前计算机领域，机器学习和人工智能正在如火如荼的进行，虽然教育技术领域已经在进行虚拟现实和数据挖掘技术的相关研究，但深层次的融合，结合教育教学活动进行落地的尝试，还需要尽快开展和总结。

4.结束语

第13篇

[关键词]游戏性；游戏性元素；系统动力学；虚拟实验

[中图分类号]G40-057　[文献标识码]A　[论文编号]1009－8097(2012)05－0116-05引言

电脑游戏与网络游戏的不断发展并被应用于企业、教育、军事、科学以及医学领域。目前的虚拟实验无论是设计方面还是开发方面，大多数都只是将实验器材迁移至计算机中来实现，单纯地追求实验的仿真，而不是从学习者的角度考虑其学习效果。建构主义学习理论指出：“清境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素，一个自由而充满趣味性的虚拟环境对学习者的学习效果有着至关重要的影响，而游戏性虚拟实验的构建则是实现这一效果的一个有效途径。游戏性元素的融入对于学习者学习环境的改善以及知识建构、深层次理解都起着促进的作用，并且吸引着学习者愉悦地解决问题。由此可见，游戏性元素的注入需要运用游戏策划、设计方法和实现的技术的结合来表现一个完整实验环境的设计，这并不是简单的添加，构建模型可以把复杂的问题清晰的表达出来，使理论的各组成部分可视化并得到检验。利用模型构建的方法不仅帮助学习者理解形成问题的影响因素之间复杂的相互关系，还给指导者提供了评估学生们理解问题的外在表征。系统动力学建模工具Stella软件具备强大的建模环境和简便的操作方法，以此技术建模可以清晰的揭示出游戏性与虚拟实验二者之间的融合，为虚拟实验设计研究提供一种新的方法。一　相关理论

1　游戏性的内涵

“游戏性”来源于英文“Gameplay”，在中文中，“游戏性”可以被笼统地理解为“游戏的核心性质”；但在英文中，“游戏性”(Gameplay)可以指“游戏的具体操作方法”和“游戏的抽象趣味整体”等双重含义。游戏性并不等同于“游戏的性质”，游戏具有极为多样的属性，游戏性就是当排除画面、声音、剧情等因素的刺激所带给玩家的乐趣。游戏性元素包括沉浸、情节、扮演、竞争、任务、动作、益智、成长、管理、创造、探索以及群聚元素，然而虚拟实验的宗旨是教学，它不同于游戏的宗旨，因此在引入这些游戏性元素时，必然有所删减。融入游戏性元素的根本目的在于增强和提高学习者操作、探索和挖掘的乐趣以及研究和练习的乐趣。

在游戏性虚拟实验中各游戏性元素的概念内涵包括以下八个方面的内容：①沉浸元素，通过物理方式或者想象进入到一个与通常环境不同的场景。②情节元素，按照因果逻辑或意义逻辑组织起来的一系列事件。③扮演元素，有意识地假扮某一特定角色，并从该角色的处境和场合出发，进行思考、表达和活动的方式。④任务元素，某个需要被完成的既定目标。⑤动作元素，实时付出行动的身体运动。⑥成长元素，成长是指由低级或简单形态向较高级或复杂形态发展，或者在数量、价值或力量上的增长。在角色扮演游戏中多表现为升级和装备提升。⑦管理元素，管理元素包含两个层面的意义：第一是促进游戏者的管理性思维的发展，鼓励游戏者运用策略和部署来游戏；第二是将游戏者处于一种较高的管理位置，让游戏者体验拥有权势和掌控大局的乐趣。⑧群聚元素，“把两个及其以上的玩家聚集在一起的状态就是群聚的形式”。

2　游戏性虚拟实验的特点

在游戏业初见端倪的欧美自上世纪80年代初，最早全面论述游戏动机的学者是Malone，通过对已有游戏的一系列的观察，对大量玩家访谈，Malone(1980年)总结出三个主要的让视频游戏使人更快乐的因素：挑战、幻想和好奇。在2002年，Garris等人认为：幻想、规则、目的、感官刺激、挑战、神秘和控制是游戏的六个动机特征组件。Asgari与Kaufman(2004年)在前人研究的基础上，认为游戏的动机组件是：交互、竞争、控制、幻想、好奇、挑战与反馈。

游戏既有行为层面的游戏，也有心理层面的游戏。将游戏的内在品质融入虚拟实验中来，更能提高和丰富学习者的学习兴趣和学习效率，有更广泛的意义。游戏性虚拟实验设计应着重从学习者的心理层面和行为层面两个方面考虑：

(1)心理层面包括愉悦性和自由性，解决这一层面的问题，可以考虑将游戏中沉浸元素、情节元素、任务元素加入到虚拟实验的设计中来，以解决这一层面学习者学习的愉悦性和自由性等问题。

(2)行为层面包括规则性、表演性、体验性和对话性。在行为层面中，将管理、扮演、动作元素加入游戏性虚拟实验的设计中，解决学习者行为层面的需求。游戏性虚拟实验的开发要以学习者为主导，其目的是提高和优化学习者学习的学习兴趣和学习效率，促进学生对实验中的理论知识的深入理解，锻炼学生主动探索和学习的能力。

总之，游戏性虚拟实验不是虚拟实验与游戏的简单融合，需要虚拟实验开发与设计人员接纳游戏的本质理念与相关元素，掌握虚拟实验的技术开发工具，发挥自身的实践智慧，运用游戏策划和设计的方法与技术表达虚拟实验设计，然后，让学习者主动投入到学习活动中，在参与“游戏”的过程中完成学习。二　游戏性虚拟实验系统动力学的模型结构

第14篇

学生对毕业论文的选题必须要有浓厚的兴趣才能促使其积极主动完成相关研究，才有可能产生创新结果。目前国内很多大学采用双向选择的方式确定指导教师和选题，学生可以选择自己感兴趣的课题，然后指导教师根据选题情况及学生的基本情况进一步确定论文题目，该办法的好处是可以调动学生的积极性，且可以实现教与学的互动，不足之处是容易出现“扎堆”现象。日本的东京工业大学、东京农工大学、神奈川大学和京都大学等却采用单向选择的方式，即只有学生选择指导教师，而指导教师需无条件接受，学生可以根据自己的意愿和指导教师的研究方向选择自己感兴趣的研究课题，然后与指导老师协商进而确定选题。目前我校制药工程专业毕业论文的选题也是双向选择，指导教师先填写信息表，包括近年承担的项目情况和毕业论文题目、本年度拟开展的论文题目等内容，学生根据信息表选择指导老师和论文题目，这种方法极易出现“扎堆”现象，并且指导教师在信息表中提供的信息有限，无法实现面对面的及时交流，老师与学生、学生与课题之间的了解不够深入。因此，建议指导教师与学生的选择采取双向选择和单向选择相结合的办法，即以学生的选择为主要考虑要素，除非是因为选择的学生太多、实验室面积限制或课题经费困难等因素，指导教师可以婉拒学生。在毕业论文选题前专门组织指导教师与学生的见面会，每位教师都要详细、全面地向学生介绍自己的课题及目前研究进展情况，尤其是学生毕业论文时参与的具体内容，这样才能让学生根据自己的兴趣实现真正的双向选择。

二、毕业论文的选题

本科毕业论文的选题一般不宜要求过高，该环节的重点是培养学生严肃的科学态度、严谨的科学作风和严密的科学思维，引导学生动脑动手，加强实验基本技能的训练，提升学生的基本科研素质和综合素质，进而实现创新能力的培养。目前我校制药工程专业毕业论文的选题存在的主要问题有以下几点。

1.选题脱离本专业实际，缺乏理论价值和实际应用价值。

2.缺乏创新，墨守成规，没有独到的见解。

3.选题未与科研和生产实际相结合，出现虚拟课题。因此，在确定毕业论文题目时应遵循三个原则：①要求体现基础性、前沿性、探索性、实用性、价值性、现实性和创新性。②毕业设计题目要达到对学生综合能力的培养和训练。③题目的选择一定要符合专业培养目标，体现专业特色。实际选题时，可以考虑从以下几个方面入手：选题以科研课题为依托，让学生参与实际科研项目完成毕业论文。这样一方面有利于加深学生对理论知识的认识，为学生提供广阔的知识空间；另一方面也有助于加快教师的科研进度。由于科研活动周期一般要长于毕业论文的时间，故选题时要注意兼顾科研活动的继承性和延续性。一般选题反对题目陈旧、一题多届。但对于教师一定研究基础的课题，在强调质量监督和保证学生受到全面系统锻炼的前提下，应让每届学生的研究内容在广度和深度上不断扩大和延伸。根据本专业特点，按照与生产实际相结合、符合培养目标、有利于培养学生综合能力、科学可行等原则，拟出供选题目。提倡和鼓励学生自由选题。学生经过几年专业知识的学习，从自身对某些课程的兴趣和心得体会出发，或是对课程内容的发展延伸有了新的发现，经大量收集和阅读相关资料和文献系统归纳分析后进一步和指导教师沟通确定毕业论文的选题。

三、毕业论文的过程管理

在毕业论文研究期间，指导教师应加强对学生毕业论文的指导、监督与管理。由于制药工程的毕业论文都是在实验室进行研究工作，学生和老师交流和见面的机会多，便于日常的监督管理。在毕业论文撰写中应实行随时指导、中期检查和最后把关三个环节控制，尤其是中间检查和最后把关两个环节最好由本专业的指导教师集体或交叉组织完成，并及时将发现问题和建议反馈给指导教师，以保证毕业论文的顺利进行和完成。毕业论文的中期检查是过程控制的重要环节，我校毕业论文中期检查已实现制度化管理。指导老师根据毕业论文的实际进展在规定时间内组织完成所指导学生的中期检查，将结果上报学院和学校主管部门，并及时解决在中期检查中发现的问题。若由于客观原因课题进展不顺利，无法按原计划完成研究内容时，应根据具体情况重新规划研究课题，甚至更换论文题目。既然是科学研究，失败也是允许的，但没有实验结果就无法撰写毕业论文，因此及时调整也是非常必要的。

四、毕业论文的写作

为了提高学生本科毕业论文的质量，实现论文在内容和格式上的规范化与统一化，且要求论文内容数据可靠、立论正确、推理严谨、层次分明、文字简练、说明透彻，此外对撰写格式和装订要求也有具体规定，要求学生将实验过程用规范化的语言进行汇总、整理。近几年学校和学院均加强了对学生撰写毕业论文的指导和规范要求，使毕业论文的质量有了明显的提高，但学生撰写毕业论文存在的问题仍然较多。因此，在论文研究工作进入收尾阶段时，非常有必要组织撰写毕业论文的专题讲座，请有经验的教师为毕业学生讲解毕业论文写作的格式、结构、国际单位制符号的使用、参考文献的引用、实验数据的整理、图表的规范要求等，并就撰写毕业论文中的具体问题进行分析。另外，指导教师要加强对学生撰写毕业论文的指导，认真阅读学生的毕业论文初稿并提出详细的修改意见，学生修改后的毕业论文，指导教师还应进行反复修改，直至达到学校的要求。

五、毕业论文的答辩

第15篇

由全球华人计算机教育应用学会主办，浙江大学承办的第十五届全球华人计算机教育应用大会（The 15th Global Chinese Conference on Computers in Education，简称GCCCE2011）于2011年5月29日至31日隆重召开。全球华人计算机教育应用大会是一项国际学术会议，每年举办一次，旨在汇聚世界各地教育政策制定者、学者、教育工作者、校长及一线教师，分享有关信息与通信技术（ICT）教育应用的实践方法及成功经验，以推动教育信息化的发展，促进教育创新。值得强调的是，本次会议已列入美国规模最大的专业学会――电气与电子工程师协会（IEEE）会议列表。

本次会议的主题是：信息技术促进教育创新，旨在深入探讨信息技术促进教育创新的相关问题，推动全球华人计算机教育应用界同仁的交流。围绕此主题，本次大会开设了十个子会议进行深入讨论：移动学习与泛在学习、教育游戏与非正式学习、ICT在华文教学中的应用、计算机支持的协作学习与人工智能教育应用、数字化学习环境构建与教育软件设计、数字化测试与评价、数字化学习与企业培训、中小学信息技术教育与应用、中小学教师论坛、博士生论坛。本次会议共吸引了500多名来自大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等国家或地区的学者，其中正式代表240人，嘉宾40人，研究生代表220多人。

二 论文集主题与作者信息

为保证论文的质量和吸引广大学者的积极参与，本次会议收录的论文被IEEE出版，并送交工程索引（EI）检索。当然，这也是前14届高质量的会议成果铸就了今天的国际认可，从这一层面也可看出主办方为促进学术繁荣所做的努力。

1按论文主题划分

本次会议收到来自大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等国家或地区的学者积极投稿，共收到论文1327篇，经过严格的评审后，录用论文414篇，录用率为31.2%。其中张贴论文73篇，大会最后还评出优秀论文22篇。论文集紧密按照大会主题进行编订。

从表1数据可以看出“计算机支持的协作学习与人工智能教育应用”和“数字化学习环境构建和教育软件设计”来稿数量不相上下，依然沿袭往届的特征，说明在计算机的教育应用领域，学习环境的构建和教育软件的设计是热点。“教育游戏与非正式学习”的篇数紧跟之后，并且与往年相比，数量有所上升，表明在游戏中教育和组织非正式学习受关注度较高。而“ICT在华文教学中的应用”与往年相比数量有所下降，这与大会召开的地理位置相关：本次会议在大陆召开，而此主题研究者多为台湾地区。经研究分析，本次大会研究热点和重点话题基本与往届相同。

2按作者来源划分

本次会议收录论文的作者是来自全球各地的华人，笔者按照第一作者所在单位统计得表2：

分析表2的数据得知，除了中小学教师论坛，其他主题论文的作者半数以上来自大陆地区，除了地理优势外，在教育信息化背景下，大陆地区的研究者积极参与学术研究，推动教育信息化稳步发展。

三 会议内容聚焦与评述

会议邀请来自于大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等地教授、学者做了四个大会主题演讲和十个专题讨论会，另外还组织参会者对杭州胜利小学进行半天的参访活动。

1大会主讲

香港大学罗陆慧英教授以“信息技术促进教育创新的可持续发展”为题，认为教育是一个复杂的系统，是由多个要素及其相互作用组成，任何一个单一的教育创新的做法都不会成为未来的教育模式。把信息和通信技术引进课堂教学，是对传统的教与学模式的“破坏性”转型。罗陆慧英教授以一个园区的变化为喻，提出要从生态系统的角度来处理教育创新问题，并给出了五项教学改革可持续发展的生态条件：一是政策，即跟变革相配合的明确的政策方向和压力；二是鼓励和支持策略，即适当的政策措施以栽培崭新实践的出现；三是专业连网，即教育人员专业战略协作和联网机制：四是为学习而建的架构，即机构学习是教学改革可持续发展的关键；五是学习•信息技术•技术，即以信息技术作为教学创新的物质体现、中介和基础设施。罗陆慧英教授的报告从系统的宏观角度深刻分析了信息技术能够促进教育创新，但是教育创新改革的可持续发展过程艰难，需要五项条件统筹配合。

华中师范大学杨宗凯教授主题演讲的题目是“深化融合，支撑创新――关于教育中长期规划教育信息化问题的思考”。杨宗凯教授作为国家教育信息化十年发展规划（2011-2020年）编制专家组组长，以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》第十九章“加快教育信息化进程”的内容及国际教育中长期规划的需求为背景，阐述了对我国教育信息化发展的思考。在报告中，杨教授指出我国的教育信息化整体上处于起步、应用阶段，并结合我国教育信息化发展现状，介绍了国家教育信息化十年发展规划编制的指导方针、工作方法、整体风格以及四部分的成果，让所有教育工作者提前学习到国家教育信息化十年发展规划。最后杨教授还欢迎大家在国家教育信息化十年发展规划的意见稿推出时给出自己的意见和思考。

台湾科技大学黄国帧教授主题演讲的题目是“移动与泛在学习的研究趋势与应用”。在报告中，黄教授完整的介绍了移动与泛在学习的定义、实现架构及研究趋势，同时结合实例说明过去的教学工具与策略如何与新的科技结合，获得良好的教学效果。黄教授已发表超过350篇与数位学习及智慧型系统相关的论文及著作，在演讲中，黄教授展示了多个在自然科学及乡土教学方面的实际应用策略及成果，不仅为教师和研究者提供了具体的参考内容，还为研究生树立了在实际教学活动中研究的典范。最后，黄教授总结说“教育为本，科技为用”，指出了所有的科技都是教育中的工具，教育才是重点。

华中师范大学祝智庭教授在大会最后一天下午以“中国基础教育信息化新发展：从班班通到教育云”为主题，分析了在落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》背景下，我国基础教育信息化现状与发展趋势，提出了班班通到教育云的发展路线。在报告中，祝教授先介绍代表国内先进水平的“绿色班班通”解决方案以及在全国各省市的推广应用状况；接着推出基于大教育装备的“绿色教育云”开发计划，介绍其核心技术及服务框架；最后就如何通过电子书包作为云端个人学习环境，介绍具有前瞻意义的电子书包系统功能建模，以及电子课本――电子书包技术标准研究进展。据了解，电子书包已经在上海、扬州的部分学校进行开发使用。祝教授的报告内容吸引了众多华人的兴趣，台湾、香港等地专家学者纷纷提问，表示对此研究的支持和认同。

2 部分子会议报告综述

据统计，此次大会的子会议共有182场，同一时间段有5场报告在同时进行，笔者选取部分报告进行综述分析。

(1)移动学习与泛在学习

移动设备的迅速普及和相关技术的飞速发展催生了移动和泛在学习，创造了这两种新型的并极富潜力的学习模式。移动与泛在学习（台湾称为“行动与无所不在的学习”）历来是GCCCE大会研讨主题之一。从本次会议的收录论文来看，移动和泛在学习以台湾学者研究为代表，并以自然科学和英语学习为实例，以混合学习、泛在学习等理论为理论基础，以当下流行的技术设备为工具和手段，以实证研究等为研究方法，探讨相关的学习环境、学习模式、学习活动等。

(2)教育游戏与非正式学习

在娱乐中学习的思想催生了教育游戏，经统计发现，该主题主要是台湾地区研究生作为毕业论文的热门选题范围之一，研究的思路是以一定心理学方法或策略为基础，用量表、问卷等工具，并结合各种教学策略，设计各种教育游戏，对学生进行实验研究。其中，以国立台湾师范大学佳燕的题为《目标层次与鹰架策略对国小学童程序设计学习成效与认知负荷之影响》和国立台湾科技大学宋涵钰的题为《基于凯利方格之游戏学习模式对改善学习成效及态度之研究》为典型。此类选题的角度、研究方法和研究重点值得大陆的研究生借鉴。

(3)ICT在华文教学中的应用

在华文教学中写作课程的教学是一大难点，很多非大陆地区的华文研究者都在研究如何更好的利用ICT提高学生的写作能力。在报告中，台湾国立成功大学的苏彦宁团队的《导入网络同侪互评策略于国中写作课程之学习环境建置与初探》和新加坡教育部教育科技司Jo KimLee团队的《线上作文互评功能在教学上的设计与使用》不约而同的用到学生的线上互评策略，此策略吸引了与会者的兴趣并展开热烈的讨论。该主题的主持人陈明溥教授最后总结时指出，在华文教学中，不管使用何种策略，对社会性软件的选择很重要，而学生对社会性软件的使用热情度与学习环境的设计或学习活动设计相关，因此学习环境的设计或学习活动的设计才是提高学生写作能力的重点。

(4)计算机支持的协作学习与人工智能教育应用

从论文投稿和报告数量来看，计算机支持的协作学习与人工智能教育应用是目前的一大研究热点和重点。北京师范大学蔡苏代表他的团队做了题为《基于三维交互虚拟学习环境的案例开发与探究》的报告，报告中以四个众所周知的数学案例――天体运动、牛顿第一定律、牛顿第二定律、单摆运动展现了三维交互的虚拟学习环境，最后还用增强现实技术现场展示了这四个案例，吸引了众多与会者的注意和探讨。不得不说，随着虚拟现实技术的发展，尤其增强现实技术，计算机支持的协作学习与人工智能在教育中的应用前景会更宽泛。

(5)数字化学习与企业培训

数字化学习与企业培训是计算机在非正式教育领域应用的典范，但一直受到教育界的关注和研究，在往届的GCCCE大会中数字化学习与企业培训就受到专家及学者深刻探讨，当然此次大会也不例外。台湾师范大学张基成教授的《台湾企业数位学经验与个案》的报告是有关中小企业网路大学校在台湾的实施和推广。这个网路大学校的建设是为满足台湾企业从业人员、中小企业的自主性学习需求，课程内容浅易入门、广而多元，为台湾中小企业营造了数位学习的氛围，其运营模式主要包括学习入口网、学习平台、教材管理、学习服务、组织学习、推广服务和专案管理。这个中小企业网路大学校为逐渐兴起的企业大学的建设提供一个好的案例。

南京师范大学张义兵老师的《企业培训课程的设计与开发》是以苏宁电器的员工培训为例，介绍了他为苏宁电器设计和开发的培训课程的阶段成果。针对苏宁电器的要求，张老师对苏宁电器进行知识管理、培训教材设计、网络课程设计和e-learning策划。张老师的研究告诉我们企业培训没有通用的课程，不同的企业、不同的工作性质、不同的员工培训的内容都是不一样的。所以，要深入研究企业培训，先深入掌握企业各个岗位和员工特征。

四 GCCCE促进教育技术发展

经笔者调查统计，发现到会作报告的专家学者多是教育技术专业的背景或是与之相关专业的背景，徐州师范大学更是有20多名研究生参加，可见此次大会在教育技术人心中的重要性。计算机应用于教育是教育技术电教发展道路上的一个标志性的分支阶段，不仅因为计算机技术的发展越来越广泛，应用越来越深入，更因为提高教育质量是教育技术的根本问题和使命。

1 名称问题

2011年4月20日教育部了《普通高等学校本科专业目录（修订一稿）》的意见征求稿，提出将“教育技术”更名为“教育信息技术”。对于此问题，《电化教育研究》杂志社通过新浪微博平台广泛征求了改名问题的意见和建议，众多教育技术学专业的专家参与讨论并给出自己的意见。根据微博留言可知大家意见不一，总体认为教育技术更名是必要的，但是更名为“教育信息技术”是不合理的。

众所周知，教育技术在发展过程中先后出现了多次更名的现象：教育技术起源于“视觉教育”，后来更名为“视听教育”，再到“视听传播”，发展至我国曾有学者（至今有学者）称为“电化教育”，最后到广为大家接受的“教育技术”。我们不难发现教育技术的名称变化过程中技术的发展起到了重要的作用。于是教育技术是否要更名，免不了要考虑技术是否又发展到一个新的阶段。然而，纵观此次会议中所有专家学者在报告或论文中所用到的技术发现，专家学者们都在强调计算机在教育中的应用，并没有提出新的技术，只是技术使用过程中方法的创新。鉴于此点，笔者认为教育技术更名还没有更名的必要。但是在此次会议中，许多大陆的专家学者提到教育信息化的背景，他们指出我国还处在教育信息化的起步、应用阶段，要达到教育与应用的融合发展还需要经过融合和创新阶段。另外“教育技术”的名称毕竟是从国外引进，并不具有中国特色。考虑到以上两点，笔者赞同一些专家在微博中提出的更名为“信息化教育”的说法，同时“信息化教育”说明了教育技术的重心在教育，从而避免了教育技术姓“教”还是姓“技”的争论。

2 技术促进教育

正如台湾科技大学主题报告时所说“教育为本，科技为用”，教育技术的根本落脚点也是在教育，任何的技术（包括计算机相关技术）都是为提高教育的手段。我们关注技术的不断创新与应用，更强调是各种新技术下的教育能否得到提高甚至改革。

此次GCCCE（2011）大会“数字化学习与企业培训”的主题会上专门安排了一场由清华大学、中国教育技术协会钟晓流教授所做的题为《关于中国教育技术行业标准研制》的报告。2010年5月12日中国教育技术协会在清华大学成立了中国教育技术协会技术标准委员会（下称“标委会”），专门从事教育技术行业标准的研究与制定工作。钟教授的报告内容是标委会提出的在2011年开展并完成《多媒体教学环境规范建设》研究与制定工作的成果。《多媒体教学环境规范建设》的研究与制定是由清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通大学、中国科技大学、南京大学、东南大学等50所高校的65位专家和教育技术领军企业的10位专家共同参与的，并分为六个小组分别从以下六个方面进行研究与制定：供配电、网络和建筑物理环境，音频环境与扩声系统，视频环境与视频设备，智能化控制系统，语言实验室与教学资源系统，系统集成。声、光、电等技术的飞速发展和应用改变了人类的许多方面，《多媒体教学环境规范建设》的六个方面正是在声、光、电等技术的应用基础上从硬件和软件两个角度同时改善了传统的教学环境，并彻底改变了一黑板一粉笔的教学设施。

技术促进教育的最好证明就是教学环境的软硬件设施得到改善和提高，而《多媒体教学环境规范建设》研究与制定正在落实着这一点。对于整个教育技术行业来说，教学环境的建设与维护是教育技术行业的核心工作，是数字化校园建设和教育信息化建设的重要内容，是信息技术促进教育创新的重要体现。当然，教学环境的规范建设只是标委会对教育技术行业标准研制的一方面，随着技术在教育中广泛而深入的应用，其他的标准也会相继出台，每一位教育技术工作者都有责任和义务为自己的行业标准做出努力和贡献。