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虛擬化學(xué)論文

時間:2022-06-18 03:17:44

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇虛擬化學(xué)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

虛擬化學(xué)論文

第1篇

    1教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

    合理搭配實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。要想在有限的學(xué)時內(nèi),完成更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,以實(shí)現(xiàn)免費(fèi)師范生知識與經(jīng)驗(yàn)的沉淀,就必須要盡可能合理安排每個實(shí)驗(yàn)的時間,以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效益最大化。例如某些實(shí)驗(yàn)需要等較長時間,那么可以適當(dāng)?shù)卦谶@個實(shí)驗(yàn)間隙,合理地安排一些時間短的實(shí)驗(yàn)充實(shí)這段時間。像“聚丙烯酰胺凝膠電泳”這一常規(guī)實(shí)驗(yàn)。其實(shí)驗(yàn)步驟及需要時間大約為:教師講解實(shí)驗(yàn)所需時間大致為30分鐘、灌制分離膠需要1小時左右、灌制濃縮膠大致需1小時、點(diǎn)樣大致需30分鐘、電泳時間為2.5小時、卸膠約需要10分鐘左右、洗膠約需30分鐘、染色大致需要30分鐘,實(shí)驗(yàn)總共耗時大約7小時左右。其中像在灌制分離膠與濃縮膠、電泳時,學(xué)生其實(shí)是在等待。如果在等待的這段時間中合理安排一些時間較短的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如:酶的特性檢驗(yàn)或糖類性質(zhì)測定實(shí)驗(yàn),就可以在有限的學(xué)時內(nèi),完成更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,從而增加了免費(fèi)師范生實(shí)踐操作時間,鍛煉了他們的技能。

    2虛擬實(shí)驗(yàn)

    視頻虛擬生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻其實(shí)質(zhì)就是通過錄制教師示范試驗(yàn)或者在教師指導(dǎo)下一些學(xué)生所做實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)時,教師通過視頻給學(xué)生講解需要哪些儀器、詳細(xì)說明操作過程以及實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)。這樣可帶給學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)的直觀認(rèn)識。并可結(jié)合視頻,讓學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)過程中易錯之處,以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。虛擬生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻優(yōu)勢之一,在于對一些價格昂貴的大型精密儀器,諸如透射電鏡、流式細(xì)胞儀、核磁共振等,可以在虛擬實(shí)驗(yàn)中得到全面展現(xiàn)。優(yōu)勢之二在于學(xué)生通過虛擬生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻,可以掌握一些先進(jìn)的在生物化學(xué)中屬于前沿的一些技術(shù)實(shí)驗(yàn)技術(shù),例如蛋白質(zhì)雙向電泳技術(shù)等。優(yōu)勢之三在于通過虛擬生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻,在做實(shí)驗(yàn)時學(xué)生可以不受場地以及時間限制,就幾乎可以完成所有的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),還可以在教師的帶領(lǐng)下模擬一些綜合性和探究性實(shí)驗(yàn),從而可加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識,開拓了他們的視野,增強(qiáng)學(xué)生的動手能力。優(yōu)勢之四在于通過虛擬生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻,還可以讓學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),既節(jié)省試劑,又可免除了實(shí)驗(yàn)中的一些意外傷害2深化教學(xué)方式。只有站的高才能看得遠(yuǎn),作為培養(yǎng)免費(fèi)師范生的教師只有不斷更新自身知識結(jié)構(gòu),提高自己的科研水平,才有可能開闊學(xué)生的知識視野、激活學(xué)生的思維。作為培養(yǎng)免費(fèi)師范生的教師應(yīng)海納百川,不僅要不斷創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容,而且要不斷地把自己的、他人的、以及世界的最新科研成果融進(jìn)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中,這樣才能形成以培養(yǎng)學(xué)生做學(xué)問做研究為主的新模式。

    3細(xì)化考核內(nèi)容

    把原來實(shí)驗(yàn)成績只是由實(shí)驗(yàn)報告提交,然后給出實(shí)驗(yàn)成績的模式。改革為注重過程,提升能力培養(yǎng)的評價模式。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核由分成幾個部分。其中平時成績占10%比例,包括出勤率、遲到早退等情況。實(shí)驗(yàn)動手操作考試成績占60%的比例,包括實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)時間的合理運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性等。理論成績占到30%的比例,包括對實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)原理的理解與掌握。同時對實(shí)驗(yàn)報告提出新的要求,鼓勵學(xué)生對實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行綜合分析,并在實(shí)驗(yàn)報告中反映出每一步驟的基本原理。在較大程度上避免了僅參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法區(qū)分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理實(shí)際掌握程度的局限性。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中,可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型的不同,采取不同的考核方式。對于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生僅僅提交實(shí)驗(yàn)報告,對獲得的結(jié)果能進(jìn)行簡單的分析與討論。而對于綜合性實(shí)驗(yàn)而言,其考核方式要求學(xué)生能對對實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中所出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行逐一分解與分析,并且對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的闡述說明。對于創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的考核,不僅要考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的理解、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等。而且要讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告采用科研論文的方式提交,按照科研論文的規(guī)范要求書寫,在指導(dǎo)教師的修改下,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能達(dá)到發(fā)表學(xué)術(shù)期刊的要求。

第2篇

論文摘要:虛擬現(xiàn)實(shí)作為一項(xiàng)前沿技術(shù)應(yīng)用于教學(xué),能為學(xué)習(xí)者提供逼真的臨場感和自然的交互,從而提高其思雛認(rèn)知。分析職業(yè)教育個性化教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求,論述將桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)生職教的可行性和現(xiàn)實(shí)意義,闡述衛(wèi)生職教虛擬教學(xué)模型的具體建模方案以及在現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域的拓展與升級。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

1.1技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(vR)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托,綜合多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能、人機(jī)接 口技術(shù)、實(shí)時計(jì)算、工程仿真技術(shù)等多學(xué)科為一體的前沿技術(shù),它能生成逼真的視、聽、觸覺一體化的人工虛擬環(huán)境,用戶能以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互【l1。它具有 3個特征:逼真的臨場感、自然的交互、提高學(xué)習(xí)者思維認(rèn)知。vR突破了人類認(rèn)識的時空限制,大大拓寬了人類對現(xiàn)實(shí)世界及未知世界的感覺和認(rèn)識 ,為人們的實(shí)踐活動提供了嶄新的環(huán)境和手段。在軍事、制造、醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)、藝術(shù)、娛樂等領(lǐng)域,vR都有廣闊的應(yīng)用前景。

1.2教育頷域應(yīng)用現(xiàn)狀及前墨

對教育領(lǐng)域而言,運(yùn)用 VR能夠通過計(jì)算機(jī)將三維空間或?qū)嵨锬P偷囊饽钋宄乇硎境鰜恚苁箤W(xué)習(xí)者直接 、自然地與虛擬環(huán)境中的各種對象進(jìn)行交互,并通過多種形式參與事件的發(fā)展變化過程,從而獲得最大的控制、操作整個環(huán)境的自由度[21。這種呈現(xiàn)多維度信息的虛擬學(xué)習(xí)和培訓(xùn)環(huán)境,以最直觀、最有意義的方式為學(xué)習(xí)者掌握一門新知識、新技能提供嶄新途徑。 普遍意義上講,完整的 vR系統(tǒng)需要高級計(jì)算機(jī)、頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套、洞穴式投影等昂貴的硬件支持設(shè)備 ,這對于大多數(shù)教育教學(xué)單位都是難以承受的,從而嚴(yán)重制約了VR系統(tǒng)在教育教學(xué)中的推廣應(yīng)用。但在科技多樣化發(fā)展的今天,VR系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢,vR系統(tǒng)配置可以根據(jù)目標(biāo)需求而定。設(shè)備投資大、開發(fā)周期長的復(fù)雜VR系統(tǒng),一般應(yīng)用于高校或航天軍事等高端技術(shù)工作領(lǐng)域。而桌面型vR系統(tǒng)僅使用電腦單機(jī),顯示器是學(xué)習(xí)者觀察虛擬環(huán)境的一個窗口,學(xué)習(xí)者可通過使用簡單的外設(shè)(如鼠標(biāo)、立體眼鏡等)來駕馭虛擬環(huán)境和操縱虛擬物體,雖缺乏完全沉浸功能,但其結(jié)構(gòu)簡單、硬件成本低的特點(diǎn)非常適合在我國的普教、職教領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

2 VR在職教個性化教學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的可行性

2.1 職教學(xué)情現(xiàn)狀

在各類職業(yè)學(xué)校中,普遍存在的問題是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,特別是在枯燥、乏味的理論知識學(xué)習(xí)中,這一問題尤為突出。但學(xué)生對于新穎事物具有強(qiáng)烈的好奇心和較高的動手愿望 ,因此, 在講授理論知識時,輔以演示、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn) ,并使人人都能動手參與,將會激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,從而提高教學(xué)質(zhì)量。但這種教學(xué)方法存在一些問題:模型、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件有限,特別是一些價格昂貴的設(shè)備 ,不可能人人都能動手操作;盲 目操作會導(dǎo)致設(shè)備損壞,需要一定維修費(fèi)用;在同一個地方完成理論、實(shí)踐教學(xué)并不現(xiàn)實(shí)。

2.2 個性化學(xué)習(xí)

個性化學(xué)習(xí)是一種新的學(xué)習(xí)觀,是伴隨近年來教育改革發(fā)展,針對傳統(tǒng)教育大統(tǒng)一的弊端提出來的。它是以學(xué)生原有的知識經(jīng)驗(yàn)和個性特征為基礎(chǔ) ,以學(xué)生內(nèi)在需求為核心 。以每個學(xué)生學(xué)習(xí)能力與個性的自由、充分、和諧發(fā)展為目標(biāo)而實(shí)施的學(xué)習(xí)活動_l1。個性化學(xué)習(xí)中,師生處于分離或準(zhǔn)分離狀態(tài),教師由傳統(tǒng)教育中的主導(dǎo)者變?yōu)榭衫玫慕逃Y源,成為教學(xué)資源中的一個組合因素,而學(xué)生也從被動接受教育的對象變?yōu)榻逃Y源的選擇者和利用者。由此可見,最為簡單、易行的個性化學(xué)習(xí)載體就是基于web的學(xué)習(xí)動手實(shí)踐,B/S模式、互動操作,可激發(fā)學(xué)生興趣,從而自定義完成學(xué)習(xí)、實(shí)踐任務(wù)。

2.3虛擬教學(xué)模型在個性化教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用價值

就教師而言,實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)講授一簡單圖文課件講授一簡單圖文課件+虛擬教學(xué)模型講授的轉(zhuǎn)變。既充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容,又豐富了教學(xué)手段和形式。同時,虛擬教學(xué)模型是使用計(jì)算機(jī)模擬出的實(shí)物形態(tài),其使用同課件一樣方便,既能達(dá)到直觀教學(xué)的效果,也能使師生獲得臨場感,增強(qiáng)師生互動。

就學(xué)生而言,在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察到的是用vR技術(shù)數(shù)字化后的實(shí)物,只要有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或在家登陸學(xué)校的模型web服務(wù)器,學(xué)生就可動手操作,同時有了直觀模型的臨場體驗(yàn)后,學(xué)生在面對實(shí)物操作時也易上手,杜絕了盲目操作。學(xué)生也可以通過協(xié)作探究解決問題。此外,衛(wèi)生職業(yè)院校還承擔(dān)著成人教育的培訓(xùn)任務(wù) ,對于一些短訓(xùn)班或遠(yuǎn)程教學(xué),在授課時演示或在web上一些虛擬教學(xué)模型,可幫助學(xué)員理解知識,并在一定程度上解決實(shí)驗(yàn)課中存在的問題。

虛擬教學(xué)模型可以通過編程定制、更新內(nèi)容 ,節(jié)省了教學(xué)成本,有利于職教事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外,虛擬教學(xué)模型還可虛擬出一些新型的裝備用于教研活動,體現(xiàn)出教學(xué)的前瞻性和創(chuàng)新性,如虛擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、虛擬校園、特殊教育、仿真實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)等。

3衛(wèi)生職教虛擬平臺建模方案

針對衛(wèi)生職教的教學(xué)特點(diǎn),可以開發(fā) 4類桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用 :模型演示、過程仿真、場景展示、儀器操作。為滿足個性化教學(xué)需求,均采用B/S的模式。

3.1模型演示(人體解剖學(xué)、口腔解剖學(xué)教學(xué))

功能需求 :虛擬口腔模型、器官模型在屏幕中三維立體顯示 ,可用鼠標(biāo)進(jìn)行任意角度的調(diào)整觀察 ,配合講解,使學(xué)生獲取最近乎于真實(shí)的感受。

可行性技術(shù)方案:Java Applet、Java 3D技術(shù)配合使用 3D模型輔助設(shè)計(jì)軟件 (設(shè)計(jì)需導(dǎo)出 VRML2.0或 OBJ格式文件 ,如3D SMAX)。

論證:由需求可知,這種三維設(shè)計(jì)是基于圖形建模的,可選用 VRML和 Java 3D技術(shù)在 web上 3D圖像 。與傳統(tǒng)VRML相比,Java 3D的功能和可編程性更強(qiáng),具有 Java豐富類庫的支持和良好的跨平臺性,考慮構(gòu)建 3D簡單模型,并配合專業(yè) 3D模型設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建復(fù)雜模型。客戶端提供用戶實(shí)驗(yàn)的環(huán)境主要采用 Java Applet來實(shí)現(xiàn),使用 Java Applet編寫圖形用戶界面,仿真計(jì)算任務(wù)由瀏覽器的 Java Applet完成 ,使用 Jav3D實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)場景的3D顯示,兩者嵌入 HTML文件網(wǎng)頁構(gòu)成用戶的前臺操作界面,支持 web方式。

3.2 過程仿真(虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)、虛擬口腔設(shè)備操作與維修)

功能需求:用戶可直接操作 web中虛擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和化學(xué)藥品,完成實(shí)驗(yàn)。

可行性技術(shù)方案:同 3.1,但需考慮場景和復(fù)雜的操作交互 ,其程序編制較 3.1復(fù)雜。

3.3場舞展示(口腔診所布局、ICU布局)

功能需求:真實(shí)再現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境格局、設(shè)備布局 ,可由鼠標(biāo)控制,轉(zhuǎn)動到任意視角瀏覽 ,用戶有臨場感。

可行性技術(shù)方案 :超廣角鏡頭轉(zhuǎn)臺攝影+靜態(tài)圖象 360。全景拼合顯示技術(shù)(QTVR或 Java編程)。

論證:由需求可知 ,最簡便的方法是基于靜態(tài)圖象進(jìn)行建模。QTVR運(yùn)用相機(jī)拍攝的真實(shí)全景圖像來構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)空間與計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)或其他 VR技術(shù)相比,其制作相對簡單、制作周期縮短、成本低廉、且由于照片清晰度高,細(xì)節(jié)不會被遺漏觀察場景時有身臨其境感覺。由于數(shù)據(jù)量小 ,觀察起來也非常流暢。另有使用 Java編程來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)全景拼接的方式,需Jav虛擬機(jī)支持。

3.4儀器操作(心電監(jiān)護(hù)儀操作、心電擻據(jù)教學(xué))

功能需求:心電監(jiān)護(hù)儀器功能與實(shí)物一致,但數(shù)據(jù)不是現(xiàn)場實(shí)測,而是調(diào)用專家?guī)熘械呐R床教學(xué)心電數(shù)據(jù)資料,學(xué)生能通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊虛擬心電監(jiān)護(hù)儀相應(yīng)按鈕,得到相應(yīng)結(jié)果,從而熟悉儀器操作,掌握相關(guān)臨床知識。

可行技術(shù)方案:Windows平臺下的 Lab View 8.0虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)(無須數(shù)據(jù)采集卡)。 論證:美國 NI公司的 Lab View圖形化程序設(shè)計(jì)語言(G語言)是專門用于設(shè)計(jì)虛擬儀器的。它是用框圖連線來替代傳統(tǒng)的代碼編寫,而且內(nèi)置 了豐富的儀器儀表控件(表盤、開關(guān)、旋鈕、波形現(xiàn)實(shí)等),可在虛擬前面板上根據(jù)需要自由組合D1。另外,它的數(shù)學(xué)分析、信號處理函數(shù)庫功能強(qiáng)大,能夠輕松完成臨床教學(xué)心電數(shù)據(jù)的分析、處理、顯示,并可根據(jù)所需功能對儀器快速原型化 。Lab View 8.0的Remote Panel功能支持 web方式。

4拓展、開發(fā)和意義

4.1 拓展、開發(fā)

(1)建立和累積可定期更新的開放型醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)專家?guī)臁H缧碾娕R床數(shù)據(jù)、醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、口腔臨床數(shù)據(jù)、設(shè)備維修數(shù)據(jù)等。依托網(wǎng)絡(luò)通訊平臺,實(shí)現(xiàn)教學(xué)素材的群體共享,為開展優(yōu)質(zhì)的教學(xué)工作做好充分的知識儲備。

(2)建立和累積可定期更新的開放型教師評價專家?guī)臁V泛收集教師群體智慧、經(jīng)驗(yàn) ,將評價依據(jù)收納到計(jì)算機(jī)教師評價專家?guī)熘校兘處焸€體評價為群體評判,這種評價更具客觀性和綜合性,而且依托網(wǎng)絡(luò)通信平臺,將教學(xué)評價機(jī)制進(jìn)行共享,可提升教學(xué)質(zhì)量 ,并為教學(xué)創(chuàng)新帶來巨大益處。

(3)基于醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)專家?guī)臁⒔處熢u價專家?guī)?,引入并應(yīng)用人工智能技術(shù),對于學(xué)生提交的實(shí)踐作業(yè) ,采用計(jì)算機(jī)自動評分一方面保證了評價的綜合性、客觀性;另一方面使學(xué)生成績得到最快的反饋,進(jìn)而及時進(jìn)行自我調(diào)節(jié),提高學(xué)習(xí)效果。

4.2 意義

(1)變經(jīng)驗(yàn)重復(fù)型教研組織形式為經(jīng)驗(yàn)研究型。這種基于智能專家?guī)斓募軜?gòu)大幅降低了教師的工作強(qiáng)度,取消了其重復(fù)勞動,教師可以充分利用教研時間,專注研究那些計(jì)算機(jī)無法得出結(jié)論的學(xué)生個性實(shí)例或計(jì)算機(jī)提取的學(xué)生共性、典型實(shí)例,從而不斷更新、完善專家?guī)靸?nèi)容,類似問題可在下次計(jì)算機(jī)評判中得以解決。

(2)為電子學(xué)檔體系服務(wù)。電子學(xué)檔(ELP)是指在信息技術(shù)環(huán)境下,學(xué)習(xí)者運(yùn)用信息手段表現(xiàn)和展示學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中關(guān)于學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)業(yè)績、學(xué)習(xí)付出、學(xué)業(yè)進(jìn)步以及學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行反思的有關(guān)學(xué)習(xí)的一種集合體,主要用于現(xiàn)代學(xué)習(xí)活動中對學(xué)習(xí)和知識的管理、評價、討論、設(shè)計(jì)等 。智能專家?guī)煸u價體系是依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的,能與電子學(xué)檔建立數(shù)據(jù)交換接口,從而為教研評價分析積累充足的資料、為電子學(xué)檔體系服務(wù),對目前尚處于起步階段的電子學(xué)檔體系的完善和發(fā)展起到極大的推動作用。

(3)可進(jìn)一步增強(qiáng)虛擬教學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同實(shí)驗(yàn)功能。

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第3篇

關(guān)鍵詞:化學(xué)新課程;科學(xué)探究;網(wǎng)絡(luò)資源;化學(xué)導(dǎo)航

文章編號:1005-6629(2007)08-0052-03中圖分類號:G633.省略等29個搜索引擎;

(2)教學(xué)科研模塊分為各地教育網(wǎng)站、課程改革研究、教育類期刊和教學(xué)研究論文等4個子模塊;

(3)教學(xué)資源部分按平時教學(xué)實(shí)踐的需要,又將其分為教案下載、課件下載、試題下載、教學(xué)圖片、高考專欄和其他資源等六個子模塊,在其他資源子模塊中包含了軟件下載網(wǎng)站、高中網(wǎng)站、大學(xué)網(wǎng)站和常用數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站四類;

(4)環(huán)境保護(hù)匯集了國內(nèi)外主要環(huán)境保護(hù)網(wǎng)站、政府環(huán)境保護(hù)部門和環(huán)保論文的的站點(diǎn);

(5)學(xué)生沙龍匯集了以創(chuàng)新、趣味實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科教學(xué)網(wǎng)站,供學(xué)生根據(jù)個人興趣愛好,查閱、搜索各種學(xué)科實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、過程和現(xiàn)象。

(6)國外資源分為網(wǎng)上圖書館、網(wǎng)上化學(xué)手冊、各國化學(xué)會及虛擬社區(qū)和其他教學(xué)資源(含有各國科學(xué)教學(xué)、2061計(jì)劃以及諾貝爾化學(xué)獎等);

(7)優(yōu)秀站點(diǎn)推薦此模塊對國外優(yōu)秀學(xué)科網(wǎng)站進(jìn)行了仔細(xì)篩選,收集了部分信息資源含量大的優(yōu)秀網(wǎng)站,并給出即時提示。同時進(jìn)行了科學(xué)分類,以方便教學(xué)研究、雙語教學(xué)和學(xué)科最新進(jìn)展資源的查詢。主要有美國化學(xué)會、Discovery(中英文)、Chemistry coach、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)網(wǎng)站(Chemistry Webercises Directory)、安全與健康等網(wǎng)站。

3 “化學(xué)導(dǎo)航”查詢系統(tǒng)的特點(diǎn)

(1)信息量大匯集了國內(nèi)外近70個比較著名的搜索引擎。多種有效的搜索引擎能供使用者作擴(kuò)展性的查詢,使用方便,快捷。這樣,以不同的搜索引擎,運(yùn)用不同的搜索技術(shù),可以得到較為全面的信息。而在其他的資源子模塊中,還提供了相當(dāng)多的相關(guān)鏈接;

(2)科學(xué)分類按教學(xué)功能和活動類型,分為七大模塊,在每個模塊中,再分成若干相應(yīng)的子模塊。綜合性較強(qiáng)的內(nèi)容歸類于“其他資源”子模塊中。使得系統(tǒng)具有鮮明的教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)研究的特征;

(3)針對性強(qiáng)在整個查詢系統(tǒng)中,幾乎所有內(nèi)容都應(yīng)和化學(xué)教學(xué)有關(guān),特別適用于中學(xué)化學(xué)的教與學(xué)。還根據(jù)網(wǎng)站所涉及的不同化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖幽K分類,能在最短的時間查找到最新的資料;

(4)易于傳播整個查詢系統(tǒng)的大小只有1.省略”免費(fèi)索取。

參考文獻(xiàn):

[1]陸真等.“化學(xué)舵手”網(wǎng)上化學(xué)資源查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作[J].化學(xué)教學(xué),2002,(3):36-38.

[2]繆強(qiáng).化學(xué)信息學(xué)導(dǎo)論[M]. 高等教育出版社,2001:29-32.

[3]盧榮生.再談從網(wǎng)上高效搜索中學(xué)化學(xué)教育信息[J].化學(xué)教學(xué),2004,(7-8):62-64.

[4]程智.網(wǎng)絡(luò)教育基礎(chǔ)[M].人民郵電出版社,2003:290-301.

[5]袁中直,肖信,陳學(xué)藝.化學(xué)化工信息資源檢索和利用.[M]江蘇:江蘇科技出版社,2000:124-131.

[6]王濤濤.化學(xué)教學(xué)中利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的探討[J].化學(xué)教學(xué),2005,(6):51-53.

第4篇

【關(guān)鍵詞】工業(yè)工程;培養(yǎng)方案;技術(shù)型

工業(yè)工程(Industrial Engineering,簡稱IE)是從科學(xué)管理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門應(yīng)用性工程專業(yè)技術(shù),強(qiáng)調(diào)提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等從而獲得最高的整體效益。自1994年設(shè)立工業(yè)工程專業(yè)以來,無論在專業(yè)特色設(shè)立、教學(xué)改革和教材建設(shè)等方面都取得了長足的發(fā)展,目前全國共有206所院校開設(shè)了工業(yè)工程專業(yè)。但在專業(yè)建設(shè)過程中也出現(xiàn)了很多問題,諸如目標(biāo)定位不明確、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)效果不理想等。2004年-2006年,我們對中原地區(qū)工業(yè)工程人才需求信息進(jìn)行了抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn),扎根于某一行業(yè)領(lǐng)域的“技術(shù)型”工業(yè)工程人才―既懂從事行業(yè)的專業(yè)知識,又熟悉工業(yè)工程專業(yè)知識―需求呈增長趨勢,已經(jīng)占工業(yè)工程人才需求量的60%以上,而未定位于特定行業(yè)的“管理型”工業(yè)工程專業(yè)人員已經(jīng)呈現(xiàn)飽和趨勢,社會需求量呈下降趨勢。本文通過對“技術(shù)型”工業(yè)工程人才知識結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,探索改革工業(yè)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。

1 “技術(shù)型”工業(yè)工程人才的定位

“技術(shù)型”工業(yè)工程人才是掌握系統(tǒng)的工業(yè)工程專業(yè)知識和豐富從事行業(yè)專業(yè)知識,熟悉企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐,具有系統(tǒng)思維能力的復(fù)合型專門人才,具有未來成為企業(yè)管理團(tuán)隊(duì)中技術(shù)專家的潛力。

“技術(shù)型”工業(yè)工程人才除應(yīng)具備每一個高級人才的思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)和身心素質(zhì)外,還應(yīng)該具備如下職業(yè)能力:

(1)豐富的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐:具有熟悉企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品及工藝流程,及時把握企業(yè)發(fā)展脈搏的能力;

(2)系統(tǒng)思維能力:具備全局思考能力、系統(tǒng)性思維能力;

(3)深厚的業(yè)務(wù)素質(zhì):物流系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)和工作環(huán)境優(yōu)化能力;

(4)價值創(chuàng)造能力:資本運(yùn)作、資源管理、資源配置能力。

2 “技術(shù)型”工業(yè)工程人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)

培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)模式的核心,決定著人才培養(yǎng)的質(zhì)量。“技術(shù)型”工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式綜合改革要求改革傳統(tǒng)的“管理型”工業(yè)工程人才培養(yǎng)方案,緊跟學(xué)術(shù)和實(shí)務(wù)前沿,構(gòu)筑動態(tài)專業(yè)框架。

2.1 整體優(yōu)化人才培養(yǎng)方案

與傳統(tǒng)的“管理型”工業(yè)工程人才培養(yǎng)模式相比,主要突出“技術(shù)型”的復(fù)合型人才知識結(jié)構(gòu),包括形成專業(yè)理念、專業(yè)能力的基石性的專業(yè)知識;把握企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的行業(yè)專業(yè)領(lǐng)域知識;決定先進(jìn)管理理念、管理知識和管理能力,創(chuàng)造高經(jīng)濟(jì)效率和高經(jīng)濟(jì)效益的管理學(xué)知識;促進(jìn)具備宏觀經(jīng)濟(jì)形勢的判斷能力形成的經(jīng)濟(jì)學(xué)知識;令培養(yǎng)對象諳熟為企業(yè)爭取更多發(fā)展所需要資源的金融市場的金融學(xué)知識;保障掃除發(fā)展中的障礙,拓展企業(yè)疆界的社交能力的相關(guān)知識;適應(yīng)國際化、決定涉外能力高低的外語知識;素質(zhì)教育、決定“技術(shù)型”工業(yè)工程人才魅力的人文知識等。

(1)增設(shè)“工程與管理結(jié)合”的學(xué)科交叉課程。在基礎(chǔ)工業(yè)工程、物流工程、人因工程、質(zhì)量工程學(xué)、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、管理統(tǒng)計(jì)學(xué)等專業(yè)和專業(yè)選修課的基礎(chǔ)上,逐步增設(shè)專業(yè)研究方法入門、專業(yè)案例研究、ERP軟件操作、ERP沙盤模擬實(shí)驗(yàn)、企業(yè)過程再造、系統(tǒng)建模與仿真等交叉學(xué)科選修課程,充分發(fā)揮學(xué)科交叉性課程的知識整合作用。

(2)增設(shè)創(chuàng)新學(xué)分,強(qiáng)化競課外科技活動和競賽教育。在培養(yǎng)方案中增設(shè)創(chuàng)新學(xué)分,引導(dǎo)學(xué)生參加社會實(shí)踐活動,參與每年舉行的“希望杯”、“挑戰(zhàn)杯”、“沙盤大賽”等競賽,開展“競賽教育”。“競賽教育”在促使參賽學(xué)生圍繞競賽范圍梳理、整合所學(xué)知識從而優(yōu)化學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的同時,能夠提升學(xué)生理論能力、創(chuàng)新能力。

(3)持續(xù)的教學(xué)方法改革。深入開展教學(xué)方法和方式研究,通過開展“案例式教學(xué)”、“設(shè)問式教學(xué)”大作業(yè)考核等教學(xué)模式形成學(xué)生主導(dǎo)的授課體系,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性,通過導(dǎo)師制和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè),以申請專利為目標(biāo),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

2.2 創(chuàng)新型的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力

以培養(yǎng)持續(xù)創(chuàng)新能力的工業(yè)工程師為指導(dǎo),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)力度,形成理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的協(xié)同建設(shè);課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)、虛擬工業(yè)工程師訓(xùn)練營等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展,將人才培養(yǎng)與資格認(rèn)證相結(jié)合。

(1)以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),保證學(xué)生的動手能力。分階段開設(shè)階段性和綜合性模擬實(shí)訓(xùn)課程,提高學(xué)生的動手能力。開設(shè)《動作分析模擬實(shí)驗(yàn)》、《質(zhì)量工程模擬實(shí)驗(yàn)》、《物流模擬實(shí)驗(yàn)》、《生產(chǎn)綜合模擬實(shí)驗(yàn)》、《ERP沙盤模擬訓(xùn)練》等。通過這些實(shí)訓(xùn)課程,逐步提升學(xué)生的實(shí)訓(xùn)能力,實(shí)現(xiàn)對從企業(yè)設(shè)立到企業(yè)破產(chǎn)全流程所需知識的綜合。

(2)以實(shí)習(xí)為依托,使學(xué)生在企業(yè)實(shí)務(wù)中提高實(shí)踐能力。聘請一些實(shí)習(xí)效果好的大中型企業(yè)的生產(chǎn)總監(jiān)、經(jīng)理等作學(xué)生的實(shí)務(wù)導(dǎo)師,對學(xué)生認(rèn)識實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文進(jìn)行指導(dǎo),安排學(xué)生在實(shí)習(xí)期間和寒暑假期間到實(shí)務(wù)導(dǎo)師單位實(shí)踐鍛煉,應(yīng)用專業(yè)知識協(xié)助實(shí)務(wù)導(dǎo)師做一些具體工作,協(xié)助解決一些具體業(yè)務(wù)問題以增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力。

(3)以課程設(shè)計(jì)為補(bǔ)充,培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。對每一門主干專業(yè)課都開設(shè)有課程設(shè)計(jì),將課程中設(shè)計(jì)的知識點(diǎn)融入一個綜合的案例。

(4)以畢業(yè)論文為綜合,綜合鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。做好畢業(yè)論文選題與導(dǎo)師的實(shí)際科研課題實(shí)際問題結(jié)合起來,使學(xué)生將大學(xué)所學(xué)全部知識綜合起來進(jìn)一步提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)本科生科研能力。

(5)推出“工業(yè)工程專題”系列講座。每學(xué)期至少聘請3-5名大中型企業(yè)生產(chǎn)總監(jiān)和技術(shù)、管理人員或校友就熱點(diǎn)問題和成功經(jīng)驗(yàn)講學(xué),一個學(xué)生在大學(xué)4年共8個學(xué)期期間有足夠機(jī)會取得企業(yè)生產(chǎn)總監(jiān)和技術(shù)、管理人員的現(xiàn)身說法,激發(fā)學(xué)生關(guān)心企業(yè)實(shí)際問題的積極性,極大地豐富學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力,激發(fā)學(xué)生關(guān)心企業(yè)實(shí)際問題的積極性。

(6)虛擬工業(yè)工程師培養(yǎng)是利用虛擬實(shí)驗(yàn)室、設(shè)計(jì)虛擬生產(chǎn)中心,借助虛擬外設(shè),按照工業(yè)工程師考核要求,讓學(xué)生扮演工業(yè)工程師角色,對虛擬生產(chǎn)中心進(jìn)行改善,以考核學(xué)生理論知識的實(shí)踐應(yīng)用能力。

3 “技術(shù)型”工業(yè)工程人才培養(yǎng)方案

根據(jù)以上分析,設(shè)計(jì)了如下的“技術(shù)型”工業(yè)工程人才培養(yǎng)方案(圖1)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]賈濤.工業(yè)工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].工業(yè)工程,2009,12.

[2]崔劍.淺談工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)改革與培養(yǎng)模式研究[J].中國科技信,2011(19).

[3]張忠.基于當(dāng)前就業(yè)形勢的工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)改革探析[J].裝備制造技術(shù),2009(3).

第5篇

【關(guān)鍵詞】場景;學(xué)術(shù)期刊;在線出版

作為學(xué)術(shù)出版形式的一種,學(xué)術(shù)期刊通常是指以研究報告、學(xué)術(shù)論文和綜合評述等為主要發(fā)表內(nèi)容的期刊,其目的是向科學(xué)共同體報告新的發(fā)現(xiàn),以獲取認(rèn)可。因此,一般而言,學(xué)術(shù)期刊的內(nèi)容必須經(jīng)過同行評審認(rèn)可后才能予以發(fā)表。由于作者和讀者對象往往是同一學(xué)科或領(lǐng)域的專業(yè)學(xué)者,屬于同一群體,學(xué)術(shù)期刊就具有者和接受者高度重合的特征。

學(xué)術(shù)期刊的功能大致包含三個方面:一是公示性,即要展示學(xué)科、學(xué)術(shù)前沿發(fā)展最新成果和成就,能發(fā)揮宏觀學(xué)術(shù)領(lǐng)域引領(lǐng)功能;二是交流性,即要為學(xué)術(shù)研究同行搭建權(quán)威、公平、公正的學(xué)術(shù)交流互動平臺;三是傳播性,即學(xué)術(shù)期刊要能增進(jìn)學(xué)術(shù)傳播、推動學(xué)術(shù)研究。科學(xué)發(fā)現(xiàn)與發(fā)展的歷史表明,學(xué)術(shù)期刊是國家、民族、個體進(jìn)行學(xué)術(shù)交往的工具,是體現(xiàn)基于社會實(shí)踐歷史累積并從中升華的國民思維,因此,學(xué)術(shù)期刊既是傳承學(xué)術(shù)思想的主要載體,也是國家軟實(shí)力和文化自信體現(xiàn)的重要媒介。就發(fā)展歷程來看,從1665年在法國誕生的《學(xué)者雜志》開始到20世紀(jì)90年代,學(xué)術(shù)期刊一直處于印刷環(huán)境之中。1997年湯森路透集團(tuán)Web of Science電子資源網(wǎng)絡(luò)版,英美等國的學(xué)術(shù)期刊開始走向數(shù)字出版時代。

新的媒介傳播環(huán)境中國際學(xué)術(shù)期刊有哪些變化?我國學(xué)術(shù)期刊可以借鑒哪些經(jīng)驗(yàn)?本文試圖探討這兩方面的問題。

一、國際學(xué)術(shù)期刊三大變化

場景原本指電影拍攝的場地和布景,但在羅伯特?斯考伯和謝爾?伊斯雷爾的著作《即將到來的場景時代》一書中這一概念則專門指向傳播,主要指同時涵蓋基于空間和基于行為與心理的環(huán)境氛圍[1],也就是互聯(lián)網(wǎng)場景,包括虛擬場景和應(yīng)用場景兩個方面。所謂虛擬場景,就是網(wǎng)絡(luò)游戲、QQ秀之類的虛擬化情境。應(yīng)用場景則指互聯(lián)網(wǎng)的一個應(yīng)用(產(chǎn)品)使用或用戶所處的場景,在作者看來,它涉及五種要素,即大數(shù)據(jù)、移動設(shè)備、社交媒體、傳感器和定位系統(tǒng)。而且這五種要素會改變和提升消費(fèi)者或用戶的體驗(yàn),從而改變企業(yè)組織自身。如果說傳統(tǒng)媒介環(huán)境下,人們主要看重媒介所承載的內(nèi)容與呈現(xiàn)形式,內(nèi)容為王和眼球效應(yīng)受到強(qiáng)調(diào);網(wǎng)絡(luò)時代到來后,社交成為媒介的中心要素,內(nèi)容生產(chǎn)必須依附于社交動力才能進(jìn)行有效傳播,關(guān)系網(wǎng)絡(luò)因而成為信息內(nèi)容的主要傳播渠道。

據(jù)2014年度互聯(lián)網(wǎng)趨勢報告數(shù)據(jù)顯示,截至2014年5月,全球移動互聯(lián)網(wǎng)使用量占到互聯(lián)網(wǎng)使用量的25%,亞洲高達(dá)37%。另據(jù)2014年CNNIC的《第35次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r報告》顯示,中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模已超八成。移動互聯(lián)網(wǎng)與手持終端的普及預(yù)示著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,隨之凸顯的移動場景就需要相應(yīng)的適配信息或服務(wù)。正如彭蘭教授所說:“移動時代場景的意義大大強(qiáng)化,移動傳播的本質(zhì)是基于場景的服務(wù),即對場景(情境)的感知及信息(服務(wù))適配,移動互聯(lián)網(wǎng)時代爭奪的是場景。”也就是說,移動場景中用戶具有時間碎片化和場景變換性的行為特點(diǎn),相適配的內(nèi)容就必須簡要化、視覺化以與特定場景的閱讀需求相匹配。具體表現(xiàn)來看,除其他休息或閑暇時間外,原來傳統(tǒng)意義上屬于報紙和雜志的“衛(wèi)生間”和“床”成為重要的移動傳播場景。同時,從交通工具乘坐到吃飯娛樂,移動終端的伴隨性特征也越來越體現(xiàn)出來。

那么,場景是如何構(gòu)建的?暨南大學(xué)譚天教授認(rèn)為可以從人性、社會和文化三個層面來進(jìn)行設(shè)計(jì),即要滿足欲望、響應(yīng)需求和創(chuàng)造價值。互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展,用戶需求也在不斷發(fā)展,響應(yīng)用戶的需求變化和場景需求就是文化內(nèi)容產(chǎn)品所必須考慮的問題。作為一種組織實(shí)體,國際學(xué)術(shù)期刊在這樣急劇變化的內(nèi)外環(huán)境中因時而變、與時俱進(jìn)做出了應(yīng)對策略與行為調(diào)整。

(一)出版環(huán)節(jié)融合化

在傳統(tǒng)的印刷環(huán)境中,出版產(chǎn)業(yè)鏈大致包含信息采集、加工、加載和四個環(huán)節(jié),也就是寫作、編輯、印刷和發(fā)行環(huán)節(jié)。對于在線出版的學(xué)術(shù)期刊,在寫作和編輯環(huán)節(jié),為使稿件能夠適應(yīng)學(xué)術(shù)期刊數(shù)字出版網(wǎng)絡(luò)平臺和格式要求,作者自身往往需要對已寫作好的稿件進(jìn)行加工、修改并做一些編輯工作,因此,相應(yīng)的學(xué)術(shù)論文翻譯、學(xué)科專業(yè)內(nèi)容審查、結(jié)構(gòu)邏輯、格式編輯、參考文獻(xiàn)及語言校對潤色等服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生,信息采集和加工環(huán)節(jié)協(xié)作更為密切、更加融合,并形成一個行業(yè),如美國的Editage和Crimson Interactive Inc就是這樣的學(xué)術(shù)咨詢服務(wù)企業(yè)并深受作者和期刊歡迎。[2]國際知名學(xué)術(shù)期刊Nature則早就采用高效的數(shù)字化編審系統(tǒng),所有投稿、審稿和同行評議全部在網(wǎng)上進(jìn)行。傳統(tǒng)意義上的印刷環(huán)節(jié)演變成為適用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)下載的數(shù)字化加載及各種格式的電子書或電子文件制作,編輯和合二為一,如eGloo Technologies開發(fā)的XML標(biāo)準(zhǔn)語言就大大促進(jìn)了電子終端的信息加載,也加速了信息加工和流程。[3]即使要進(jìn)入傳統(tǒng)印刷環(huán)節(jié),美國赫斯特集團(tuán)和《時代》雜志這樣以出版為主的公司也會利用數(shù)字技術(shù)做附加、增值服務(wù)。就編輯和流程來說,一方面,諸多編輯業(yè)務(wù)被融合到印刷部門;另一方面,印刷企業(yè)也擁有了文字編輯業(yè)務(wù),信息加載過程同時成為信息過程。為適應(yīng)這種產(chǎn)業(yè)鏈融合,美國康涅狄格州的Westchester出版服務(wù)公司應(yīng)時而動,把編輯、信息加載和發(fā)行等環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)統(tǒng)一,形成組合業(yè)務(wù)并根據(jù)需要Apple,Kindle,Nook及PDF等不同格式服務(wù)。

值得一提的是,就論文投稿、審稿和發(fā)表而言,國外一些學(xué)術(shù)期刊還實(shí)行了一種“先發(fā)后審”的出版模式。所謂“先發(fā)后審”,就是作者投稿的論文只要沒有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)差錯,在邏輯和行文上合理流暢,即可首先在線發(fā)表,論文學(xué)術(shù)質(zhì)量由用戶或?qū)W術(shù)共同體即時在線進(jìn)行評論。[4]美國物理學(xué)會所屬期刊最早在2011年開始嘗試這一全新的出版模式,半年內(nèi)即收到2000多篇論文投稿;美國化學(xué)學(xué)會則將未經(jīng)排版的論文直接放在網(wǎng)上供用戶閱讀。這種先發(fā)后審的流程完全顛覆了傳統(tǒng)的論文三審制度,使作者免除了專家復(fù)審的漫長等候周期,加速了出版進(jìn)度。事實(shí)上,先發(fā)后審的出版模式在2003年就已在中國進(jìn)行實(shí)踐,經(jīng)教育部批準(zhǔn)、由教育部科技發(fā)展中心主辦的“中國科技論文在線”就是為論文快速發(fā)表和科研成果及時轉(zhuǎn)化而建立的學(xué)術(shù)出版平臺,用戶只需簡單注冊成為網(wǎng)站會員,利用模板在線投稿后,初審即可在線。作為傳統(tǒng)出版制度的有效補(bǔ)充,先發(fā)后審的在線出版模式對科學(xué)研究具有快速傳播和推進(jìn)作用。

(二)存在形態(tài)在線化

2008年的一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示,國際學(xué)術(shù)期刊中,人文社會科學(xué)類數(shù)字化比例達(dá)到86.5%,科學(xué)技術(shù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域則達(dá)到了96.1%。[5]這一時期,學(xué)術(shù)期刊的數(shù)字版與印刷版共存,是學(xué)術(shù)期刊的“雙軌制”時代。目前,一些國際期刊開始進(jìn)一步取消傳統(tǒng)印刷版,而只以單一的數(shù)字出版形態(tài)存在,如英國醫(yī)學(xué)期刊(BMJ)在線出版全文,印刷版僅提供論文單頁概述;美國科學(xué)院院報(PNAS)、美國化學(xué)協(xié)會(ACS)、南非家庭實(shí)踐(South African Family Practice)印刷版只提供論文目錄及摘要,《骨關(guān)節(jié)外科》(Journal of Bone & Joint Surgery)雜志印刷版也只提供論文首頁內(nèi)容。截至2012年11月,以e-only為基本出版形態(tài)的開放出版期刊超過8000種。[6]學(xué)術(shù)期刊在線出版使得用戶可以在頃刻之間即能獲取全球范圍內(nèi)專業(yè)的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)、最新研究成果,了解學(xué)術(shù)前沿進(jìn)展,有效提高了科研工作和學(xué)術(shù)研究效率,還節(jié)約了大量紙張資源和存儲空間,具有環(huán)保功能。相比紙質(zhì)學(xué)術(shù)期刊,在線期刊更快捷、更方便地滿足用戶需求,已從根本上動搖了紙質(zhì)學(xué)術(shù)期刊的市場地位,成為學(xué)術(shù)期刊出版模式發(fā)展的必由之路。

需要補(bǔ)充的是,一定數(shù)量的學(xué)術(shù)期刊還可以進(jìn)行按需印刷,如上文所述,學(xué)術(shù)期刊在線出版論文全文,印刷版提供目錄、摘要或概述等簡要信息,重要文章全文印刷;一些期刊雖僅提供首頁內(nèi)容,但在右下角卻提供快速識別OR碼,用戶利用手機(jī)掃描就可獲取在線全文及相關(guān)評論信息。按需出版的另一種方式是在線期刊出版的同時保留印刷期刊,但根據(jù)客戶需要運(yùn)用JournalsXpress等數(shù)字技術(shù)小批量印刷紙質(zhì)期刊,既能降低印刷成本,又可做到零庫存。

(三)營銷傳播社交化

借助互聯(lián)網(wǎng)、信息通信技術(shù)及社交媒體進(jìn)行數(shù)字化營銷是學(xué)術(shù)期刊提高知名度、擴(kuò)大影響力,從而達(dá)到傳播效果的一種新興手段,其形式多種多樣,包括網(wǎng)站、博客、搜索引擎廣告、社交網(wǎng)絡(luò)、電子郵件、聯(lián)盟營銷以及網(wǎng)上新聞。[7]其中,所謂聯(lián)盟營銷是指網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟營銷,包括廣告主、聯(lián)盟會員和聯(lián)盟營銷平臺三大要素,也就是廣告主或商家(在網(wǎng)上銷售或宣傳自己產(chǎn)品和服務(wù)的廠商)利用專業(yè)聯(lián)盟營銷機(jī)構(gòu)提供的網(wǎng)站聯(lián)盟服務(wù)拓展其線上及線下業(yè)務(wù),從而擴(kuò)大銷售渠道和銷售空間,并按照營銷效果支付一定費(fèi)用的網(wǎng)絡(luò)營銷方式。數(shù)字化營銷不僅運(yùn)行成本低廉,而且精準(zhǔn)、快速、有效、曝光度高,讓學(xué)術(shù)期刊“無處不在”,同時實(shí)現(xiàn)了學(xué)術(shù)期刊對新市場的開拓和新用戶的挖掘,這就是學(xué)術(shù)期刊的“可見性”功能。所謂可見性,就是不管基于搜索引擎、社交網(wǎng)絡(luò)、零售電商還是其他數(shù)字媒體,用戶都能以最簡捷的方式、最低的成本獲取信息內(nèi)容。“可見性”最初是網(wǎng)絡(luò)營銷業(yè)界針對廣告投放的概念,但對于學(xué)術(shù)期刊的品牌傳播同樣適用。論文題目、作者介紹、內(nèi)容概要及相關(guān)評論等元數(shù)據(jù)信息在可見性概念中起著至關(guān)重要的作用,也是搜索引擎和社交媒體利用關(guān)鍵詞搜索以吸引潛在用戶的基礎(chǔ)。學(xué)術(shù)期刊的受眾分散、專業(yè)、小眾,因而精確的數(shù)字化營銷和社交化手段就有利于學(xué)術(shù)期刊的傳播。

如英國著名學(xué)術(shù)期刊Nature,最早建立學(xué)術(shù)期刊門戶網(wǎng)站并專門開通用于新聞、廣告和職場的網(wǎng)站;還于2006年開設(shè)Nature專屬播客,創(chuàng)建各種社交網(wǎng)絡(luò)客戶端和新媒體APP。Nature甚至還著力于打造類似于虛擬世界第二人生(Second Life)類型的Second Nature。[8]基于傳播方面的種種努力與出色表現(xiàn),Nature門戶網(wǎng)站早在2008年即獲得Webby Award最佳科學(xué)網(wǎng)站獎,客觀上大大提高了其在信息快速傳播時代的影響力和地位。

二、國際學(xué)術(shù)期刊在線出版對于中國學(xué)術(shù)期刊的啟示

21世紀(jì)以來,世界范圍內(nèi)學(xué)術(shù)信息的在線使用量以每年50%―100%的速率遞增,學(xué)術(shù)期刊的在線使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過印刷期刊的使用。[9]就中國而言,根據(jù)騰訊企鵝智酷2015年首份微信數(shù)據(jù)報告顯示,我國移動網(wǎng)民規(guī)模目前已達(dá)6億,其中移動閱讀用戶占到91%,傳統(tǒng)的紙質(zhì)期刊不再是用戶查閱和探索研究成果的主要途徑,在線學(xué)術(shù)期刊成為學(xué)術(shù)成果傳播的趨勢將不可避免,基于互聯(lián)網(wǎng)的微博、微信等方式逐漸成為具有強(qiáng)大影響力的學(xué)術(shù)傳播媒介。

一方面,從作者投稿、編輯審稿及同行評審角度來說,在線學(xué)術(shù)期刊應(yīng)當(dāng)盡快建立屬于自己的網(wǎng)絡(luò)推動平臺和服務(wù)平臺,向一流國際學(xué)術(shù)期刊Nature學(xué)習(xí),利用高效的審稿系統(tǒng),快速在平臺上發(fā)表學(xué)術(shù)論文并推出期刊成果,擴(kuò)大期刊影響力和滲透力。據(jù)統(tǒng)計(jì),相比傳統(tǒng)的人工校稿,一位大學(xué)學(xué)報編輯使用信息軟件的校稿效率提高了70%。[10]在同行評議審稿環(huán)節(jié),編輯部通過網(wǎng)絡(luò)交流和在線審稿方式即可綜合專家或?qū)徃迦艘庖姟S纱丝梢姡诰€信息技術(shù)以其快捷化和網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)可以極大地提高編輯部的編輯和審稿流程,縮短出版流程。同時,為應(yīng)對移動化的閱讀場景,在線學(xué)術(shù)期刊也有必要從月刊或雙月刊的固定方式轉(zhuǎn)變?yōu)槊繒r每刻的即時出版,力爭讓用戶在需要查詢特定學(xué)術(shù)信息的時候第一時間找到。

而就先審后發(fā)還是先發(fā)后審的出版模式來說,需要反思同行評審制度的真正原因,或許只有清源,才可以正本。從實(shí)體出版的成本考量,傳統(tǒng)媒介環(huán)境下出版所需的紙張和印刷技術(shù)相對比較昂貴,為保證刊印出來的論文或書刊不至于一無是處或毫無價值,出版商才會邀請學(xué)術(shù)共同體中比較有名望的學(xué)者對將要印刷的論文進(jìn)行檢查,以剔除那些沒有價值的論文,這樣才能最大程度地避免因?yàn)榭 盁o價值論文”所造成的在時間與金錢上的雙重浪費(fèi)。[11]可以說,同行評審是出版商為免遭商業(yè)利益損失的一種不得已的做法。但進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代后,學(xué)術(shù)論文的出版不一定要像以往一樣依附或依賴于印刷和紙張,論文在線出版大大節(jié)省了紙張和機(jī)器所花費(fèi)的高額成本。如《浙江大學(xué)學(xué)報》就實(shí)行了單篇論文為單位的“在線優(yōu)先出版”(Online First)措施,并實(shí)現(xiàn)了在浙江大學(xué)出版社、學(xué)報網(wǎng)站、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺及教育部科技論文在線等多平臺的優(yōu)先出版,論文周期大大縮短。

雖然由在線發(fā)表后的社區(qū)評論代替?zhèn)鹘y(tǒng)的編輯審稿和同行評議一直頗有爭議,但這種出版模式尊重了作者的發(fā)現(xiàn)權(quán),即因科學(xué)發(fā)現(xiàn)、經(jīng)評審而獲得的榮譽(yù)和物質(zhì)獎勵權(quán)利,保障了具有領(lǐng)先意義成果的首發(fā)權(quán),保護(hù)了作為作者版權(quán)的知識產(chǎn)權(quán)。當(dāng)然,先發(fā)后審模式在合理性與嚴(yán)肅性方面也具有自身的先天性缺陷,因此,為保證科學(xué)研究的公正性、權(quán)威性和前沿性,就需要對先發(fā)后審模式進(jìn)行一定程度的修正。也就是說,論文在線只是對于論文觀點(diǎn)的一種確認(rèn),是一種認(rèn)證行為,嚴(yán)格地遴選、把關(guān)和編輯依然必不可少,傳統(tǒng)的三審制和同行評議制仍舊要發(fā)揮至關(guān)重要的決定作用,這樣既能保證原創(chuàng)思想的作者權(quán)利,又能提高學(xué)術(shù)期刊的出版效率。為進(jìn)一步去除先發(fā)后審模式的弊端,為改革傳統(tǒng)的“同行匿名審稿制度”而創(chuàng)辦的Science Open雜志,是一個可資參照的樣本。Science Open雜志的流程大致如下:第一步是編輯部請專人檢查投稿論文,以剔除反科學(xué)的內(nèi)容。第二步是在線發(fā)表達(dá)到編輯部內(nèi)部檢查標(biāo)準(zhǔn)的論文,由編輯部進(jìn)行排版。第三步是進(jìn)行同行評審,而且,評審人員必須實(shí)名,評審意見必須公開。如果審稿人與作者有學(xué)術(shù)聯(lián)系,系統(tǒng)會“特別”顯示強(qiáng)調(diào)出來;如果論文評審出現(xiàn)技術(shù)性錯誤,期刊還會給作者兩次申訴機(jī)會。事實(shí)上,Science Open雜志在一定程度上重新定義了“出版”,即出版本質(zhì)上是出來,然后再由科學(xué)共同體進(jìn)行討論和檢驗(yàn)。對于學(xué)術(shù)期刊來講,這種先發(fā)后審的修正模式可以吸引和留存優(yōu)質(zhì)稿件,客觀上提高期刊的權(quán)威性與影響力,提升學(xué)術(shù)期刊質(zhì)量。

另一方面,通過在線網(wǎng)絡(luò)和社交媒體客戶端,出版社或發(fā)行機(jī)構(gòu)可以將學(xué)術(shù)期刊極具專業(yè)水平的分析見解和富有參考價值的學(xué)術(shù)內(nèi)容進(jìn)行加工或可視化處理,提供到移動平臺以發(fā)掘潛在的用戶群體,增強(qiáng)期刊的滲透力。在這方面,創(chuàng)刊于2012年6月的在線開放獲取國際學(xué)術(shù)期刊Peer J的行銷方式值得借鑒。首先,Peer J 基于開放獲取的文章內(nèi)容可以保證在第一時間被Google Scholar,Microsoft Academic Search,Pub Med,Pub Med Central,Scopus及ACS等數(shù)據(jù)庫和知名檢索機(jī)構(gòu)檢索到,學(xué)術(shù)傳播的時效性、首創(chuàng)性等問題得到有效解決;其次,每篇所投論文都配發(fā)有唯一的電子標(biāo)識符,作者待刊發(fā)文章的首發(fā)權(quán)和著作權(quán)得到充分保護(hù),用戶的原創(chuàng)性創(chuàng)作投稿也受到激勵;再次,基于網(wǎng)絡(luò)單篇文章影響因子評價方法的使用促使學(xué)術(shù)期刊傳播中的文章被閱讀、引用、轉(zhuǎn)載、轉(zhuǎn)發(fā)、評論、在線圖書館收錄等數(shù)據(jù)資料得以有效采集,期刊傳播效果得到透明化監(jiān)測與評估。[12]

就移動互聯(lián)網(wǎng)時代的營銷傳播而言,除建立數(shù)據(jù)庫、官方主頁、官方博客、官方微博、官方APP客戶端外,學(xué)術(shù)期刊還可以建立微信公眾號或訂閱號等,以便讓用戶隨時隨地登錄,了解投稿信息、期刊公告、學(xué)術(shù)會議、過刊文獻(xiàn)及論文下載等最新服務(wù)。而且,學(xué)術(shù)期刊還可以鼓勵編輯使用微博、微信等工具,通過“微編輯”平臺創(chuàng)新用戶服務(wù)模式,利用微博形成自媒體用戶圈,并進(jìn)一步利用圈的效應(yīng)進(jìn)行分享、轉(zhuǎn)發(fā)、轉(zhuǎn)載等,使期刊信息內(nèi)容得到快速的傳播。此外,通過激勵用戶邀請同仁同好就某一論文或研究熱點(diǎn)進(jìn)行閱讀或評論,形成互動機(jī)制,期刊微信號可以成為期刊編輯、專家與用戶良性討論的公共平臺。在互動溝通服務(wù)中,用戶間的人際傳播得到強(qiáng)化,對于期刊的信息反饋與信息分析得以有效收集,學(xué)術(shù)期刊既可以培養(yǎng)忠誠用戶,又可以發(fā)掘潛在作者。更為重要的是,話題的及時更新和轉(zhuǎn)發(fā)擴(kuò)散的加速還可同時提高學(xué)術(shù)期刊的知名度和輻射力。

總之,移動互聯(lián)網(wǎng)時代所產(chǎn)生的新媒介使用制造了嶄新的閱讀場景,而內(nèi)容產(chǎn)品的生產(chǎn)者對于用戶的爭取就必然爭取用戶所在的碎片化和移動化場景,投審稿程序數(shù)字化、數(shù)據(jù)資源在線獲取、與社交網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合從而成為學(xué)術(shù)期刊出版的必然趨勢,也是現(xiàn)代出版生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。更為重要的是,學(xué)術(shù)期刊不僅是科學(xué)信息的傳播媒介,更是一種品牌資源。吸引大量高水準(zhǔn)的作者、刊發(fā)高品質(zhì)的論文,并及時把握學(xué)術(shù)前沿成果,是學(xué)術(shù)期刊品牌美譽(yù)度的直接體現(xiàn),二者相輔相成、良性循環(huán),最終助推中國學(xué)術(shù)期刊向國際一流期刊發(fā)展。

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[11]Sebastian Alers.Rethinking Scientific Publishing[EB/OL]..https:///editorial/04c2b65c-2966-4ac4-9037-8cdf9d9edb3e;jsessionid=yJ-817mdTJKn7cGhI5F98uUa.master:so-app1-prd?0.

[12]謝文亮,王石榴.學(xué)術(shù)期刊的傳播力與傳播力建設(shè)策略[J].中國科技期刊研究,2015(4).

第6篇

關(guān)鍵詞:中職,計(jì)算機(jī),實(shí)驗(yàn)教材,建設(shè)

 

0引言

教育部高度重視中職學(xué)校教材建設(shè),對中職學(xué)校和廣大教師寄予厚望,在《關(guān)于全面推進(jìn)素質(zhì)教育、深化中等職業(yè)教育教學(xué)改革的意見》(2000.3.21)中提出:“中等職業(yè)學(xué)校要根據(jù)實(shí)際需要,及時更新教學(xué)內(nèi)容,開發(fā)教學(xué)資源,編寫反映自身教學(xué)特色的補(bǔ)充教材和講義等”。博士論文,實(shí)驗(yàn)教材。因此,編寫、選擇和補(bǔ)充適合中職學(xué)生口味的“教材套餐”,既要全社會共同參與,形成合力,精耕細(xì)作,精心打造,同時也是中職學(xué)校和全體教師義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。博士論文,實(shí)驗(yàn)教材。

1 當(dāng)前中職計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材存在的主要問題

一是生源質(zhì)量較以往下滑,出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教材偏難,與學(xué)生實(shí)際接受能力脫鉤現(xiàn)象。以往的中職生錄取是重點(diǎn)高中與普通高中之間的分?jǐn)?shù)段,而今是在普通高中分?jǐn)?shù)段以下,這是一個客觀存在的事實(shí),生源質(zhì)量下滑,而教材內(nèi)容和形式變化少,超出了學(xué)生的實(shí)際接受能力,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降,學(xué)習(xí)效果不佳。特別是近年來,這一問題不但沒有改變,甚至更加突出。

二是實(shí)驗(yàn)教材和理論教材的風(fēng)格接近,忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn),難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教材的創(chuàng)新。博士論文,實(shí)驗(yàn)教材。博士論文,實(shí)驗(yàn)教材。課程總框架上理論課重而實(shí)踐課輕,而且專業(yè)課也是重專業(yè)理論而輕技能訓(xùn)練;授課模式上仿效理論教學(xué),實(shí)踐課無法形成體系。造成實(shí)驗(yàn)課成了理論課的附屬。

三是實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)未與市場需要接軌,與用人單位需求往往有很大的差距,實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)沒有邀請相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參與,對市場了解不多不深,出現(xiàn)了編寫實(shí)驗(yàn)教材所選素材的“信息孤島”現(xiàn)象。

四是實(shí)驗(yàn)教材的更新速度慢,與計(jì)算機(jī)軟硬件的更新速度相比存在滯后的現(xiàn)象。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度較快,而實(shí)驗(yàn)教材的更新速度相對較慢,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)教材和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境不一致的情況,影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

2 中職計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)若干問題探討

中職生的實(shí)驗(yàn)教學(xué),要求我們不斷更新教育觀念,樹立以人為本、以學(xué)生為本、以學(xué)生發(fā)展為本的教育理念。教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,選擇好的實(shí)驗(yàn)教材,不斷完善教案、講義,進(jìn)行模塊化整合,激發(fā)并強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,我國古代教育家孔子說過:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”可見,一本滿足專業(yè)要求、學(xué)生愛不釋手的實(shí)驗(yàn)教材是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并引導(dǎo)他們逐漸將興趣轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的學(xué)習(xí)動機(jī)的前提和基礎(chǔ)。

1)建立“三層次”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,并配套相適應(yīng)的三類實(shí)驗(yàn)教材

由于計(jì)算機(jī)專業(yè)課程是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,因此我們在理論教學(xué)的同時,特別注重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),以培養(yǎng)具備一定基本理論素養(yǎng)和基本技術(shù)技能的計(jì)算機(jī)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,我們選擇或編寫三類教材,即初級、中級和高級三個版本級別的實(shí)驗(yàn)教材來滿足三個層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué),即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究開發(fā)性實(shí)驗(yàn)三個層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。博士論文,實(shí)驗(yàn)教材。學(xué)生按不同層次分組,使用不同教材,自主學(xué)習(xí),并分別接受教師指導(dǎo)與訓(xùn)練,加強(qiáng)教學(xué)的針對性,分類教學(xué)有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生你追我趕的學(xué)習(xí)氛圍,實(shí)現(xiàn)不同層次的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2)組織編寫創(chuàng)新型計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材,構(gòu)建和完善適合中職特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

創(chuàng)新型計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材的編寫從滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對高素質(zhì)勞動者和技能型人才的需求出發(fā),在課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)摘要有各種風(fēng)格的視頻和音頻教材,同時輔之以虛擬實(shí)驗(yàn)室,為中職學(xué)生奉獻(xiàn)教材精品和提供訪問友好的虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺,促進(jìn)中職教育又好又快良性發(fā)展。博士論文,實(shí)驗(yàn)教材。

如何構(gòu)建和完善適合中職特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,我們有很多成功的例子,如北大青鳥從教材到教學(xué)已形成了自己獨(dú)特的體系,洪恩集團(tuán)計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件使很多人學(xué)會了計(jì)算機(jī)的操作等等,我認(rèn)為構(gòu)建和完善適合中職特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,首先要從實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價體系建設(shè)和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)監(jiān)督評價體系建設(shè)入手,建立和規(guī)范對實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量的全面監(jiān)控和全程監(jiān)控反饋機(jī)制,同時加大過程考核力度,建立健全相關(guān)規(guī)章制度,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高具有關(guān)鍵作用;其次就是引進(jìn)、學(xué)習(xí)一些知名教育集團(tuán)的職業(yè)教育培養(yǎng)模式,加以消化吸收,構(gòu)建適合本地學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系;最后就是加強(qiáng)職業(yè)教育校際間的交流,聯(lián)合編寫教材或講義,通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會、教師教學(xué)比武和學(xué)生技能競賽等活動來不斷完善和豐富本地特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

3 結(jié)束語

總之,中職計(jì)算機(jī)專業(yè)教材建設(shè)一定要以職業(yè)能力發(fā)展為主線,以培養(yǎng)具備一定基本理論素養(yǎng)和基本技術(shù)技能的計(jì)算機(jī)應(yīng)用型創(chuàng)新人才為目標(biāo),不拋棄,不放棄,讓每一個學(xué)生都能走上健康發(fā)展的道路,在職場中找到自己的位置,最終到達(dá)成功的彼岸。

參考文獻(xiàn)

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[2]衛(wèi)紅,本科層次會計(jì)學(xué)科實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系構(gòu)建研究[J],財(cái)會通訊(學(xué)術(shù)版) ,2009,9

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第7篇

混合學(xué)習(xí)是集面對面教學(xué)與在線學(xué)習(xí)的優(yōu)勢于一體的,對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,究竟如何融合虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)?如何分配二者的比例?以上問題能否解決是決定混合學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵因素[5]。因此,為了解決好虛擬實(shí)驗(yàn)室與真實(shí)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)比例分配問題,本文將混合學(xué)習(xí)過程分為四個階段:預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、鞏固提高、評價與反思(如圖2所示)。其中:(1)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段主要任務(wù)是熟知實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等內(nèi)容,以“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”為例,由圖1的知識建模圖可知,預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段的任務(wù)是熟知氧氣的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)以及氧氣的組成,學(xué)生只有理清了氧氣的基本知識,才能較好地辨別兩種制取方法間的異同點(diǎn)。(2)操作實(shí)驗(yàn)階段主要分為在虛擬實(shí)驗(yàn)室與真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中操作,具體先在哪一個實(shí)驗(yàn)室中操作,這主要取決于學(xué)生的知識水平和具體的實(shí)驗(yàn)類型。(3)鞏固提高階段主要是將本次實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)到的知識應(yīng)用于實(shí)際生活中,解決日常生活中遇到的化學(xué)問題,并能改進(jìn)實(shí)驗(yàn),制作簡易實(shí)驗(yàn)裝置。另外,為了培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題與探究的能力,我們改編一些實(shí)驗(yàn)條件,設(shè)計(jì)與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的探究小實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生分組或單獨(dú)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成探究小實(shí)驗(yàn)。(4)評價與反思階段始終存在于實(shí)驗(yàn)過程的每一個環(huán)節(jié)中,它支持每一個環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行,也為多元化評價學(xué)生提供了客觀、公正的依據(jù)。

二、混合學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)

對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言,混合學(xué)習(xí)活動主要是指在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室和虛擬實(shí)驗(yàn)室中開展的活動。如何對學(xué)習(xí)活動進(jìn)行分類?美國學(xué)者喬納森將基于問題、項(xiàng)目的學(xué)習(xí)活動分為探索、闡明和反思三大類,我國學(xué)者武法提等通過對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)者行為的分析,將網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的學(xué)習(xí)活動分為知識學(xué)習(xí)、問題解決、策略學(xué)習(xí)三類[6]。楊開城認(rèn)為可以從不同角度對學(xué)習(xí)活動進(jìn)行分類:從活動的內(nèi)外化角度可以分為內(nèi)部和外部活動,從個體群體的角度可以分為個體學(xué)習(xí)、群體交流、自我管理,從活動與學(xué)習(xí)目標(biāo)的內(nèi)在聯(lián)系可以分為意義建構(gòu)、能力生成活動[7]。詹澤慧則從學(xué)習(xí)活動依托的環(huán)境不同將其分為課堂學(xué)習(xí)活動、在線學(xué)習(xí)活動[8]。上述學(xué)者都從不同角度對學(xué)習(xí)活動進(jìn)行了分類,但是具體到實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)上,如何進(jìn)行分類?筆者在借鑒上述研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的不同,將混合學(xué)習(xí)環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動分為四類:理論知識類、實(shí)驗(yàn)技能類、問題解決類、評價與反思類。實(shí)驗(yàn)過程中每一個階段的順利進(jìn)行都離不開學(xué)習(xí)活動的支持。真實(shí)實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)各有優(yōu)缺點(diǎn),依據(jù)知識建模圖中呈現(xiàn)的各知識類型之間的隸屬關(guān)系,筆者為每一個實(shí)驗(yàn)階段設(shè)計(jì)了相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動。如理論知識類活動主要支持預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí);實(shí)驗(yàn)技能類活動主要支持操作實(shí)驗(yàn)階段的進(jìn)行;問題解決類活動主要支持鞏固提高階段的進(jìn)行;評價與反思類活動用于培養(yǎng)學(xué)生的評價反思能力。各類活動組成了一個相互影響的活動序列,且各個活動間緊密銜接。下面具體闡述每類學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)方法。

1.理論知識類活動設(shè)計(jì)

本文中理論知識主要是指事實(shí)性知識和概念性知識,事實(shí)性知識一般只要求記憶,概念性知識則要求記憶、運(yùn)用與發(fā)現(xiàn)。對于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言,理論知識主要是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器藥品的特性等。由于此類知識的學(xué)習(xí)是在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段進(jìn)行的,學(xué)生也不太重視,鑒于此,為了便于學(xué)生記憶與運(yùn)用事實(shí)性和概念性知識,我們在虛擬實(shí)驗(yàn)室中,設(shè)計(jì)了知識卡片、頭腦風(fēng)暴、概念沖突、預(yù)習(xí)報告等活動。知識卡片是集圖像與文字于一體的,卡片分正反兩面:正面設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識點(diǎn),并配有圖片說明;反面設(shè)計(jì)與該知識點(diǎn)相關(guān)的問題及注意事項(xiàng)。這種圖文并茂的設(shè)計(jì)方式,生動形象地為學(xué)生呈現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)儀器藥品等內(nèi)容。在設(shè)計(jì)頭腦風(fēng)暴類活動時,筆者主要從問題的難易程度和活動的實(shí)施環(huán)境這兩個方面考慮。如果問題難度過大,就不易調(diào)動學(xué)生討論的積極性。另外,無論是在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室還是在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,都需要為學(xué)生提供一個較為寬松的思考環(huán)境。如圖1知識建模圖中“氧氣的化學(xué)性質(zhì)”知識組塊,就可以設(shè)計(jì)成一個頭腦風(fēng)暴類活動。該活動既可以面對面進(jìn)行,也可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中提供的論壇中實(shí)施。如果班級人數(shù)過多,可采取分組的形式進(jìn)行,然后每組派一名代表匯報小組成果。概念沖突主要是讓學(xué)生解釋一個矛盾事件,這有利于激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。因?yàn)閷W(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能同化新的知識,只能重組與改造自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這種引起概念沖突的情境創(chuàng)設(shè)方式,有利于推動學(xué)生建構(gòu)知識。這類活動的設(shè)計(jì),需要考慮學(xué)生的起點(diǎn)水平、認(rèn)知風(fēng)格,新知識與學(xué)生原有知識間的區(qū)別與聯(lián)系等問題。以“氧氣的物理性質(zhì)”為例,“無色無味、不易溶于水的氣體一定是氧氣嗎?”可設(shè)計(jì)活動討論“無色無味、不易溶于水”與“氧氣”的關(guān)系,引起學(xué)生的概念沖突,使其思考其他氣體的特點(diǎn),判斷其他氣體與氧氣的異同點(diǎn)。預(yù)習(xí)報告是為了評價學(xué)生的預(yù)習(xí)效果而設(shè)計(jì)的,是為了知道學(xué)生是否預(yù)習(xí)了實(shí)驗(yàn)、預(yù)習(xí)的效果如何、預(yù)習(xí)中存在什么問題。這類活動需要教師和學(xué)生共同參與,學(xué)生預(yù)習(xí)完實(shí)驗(yàn)后,應(yīng)認(rèn)真填寫預(yù)習(xí)報告,教師需及時地批閱,并將評價結(jié)果反饋給學(xué)生。

2.實(shí)驗(yàn)技能類活動設(shè)計(jì)

《標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出:“化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式,學(xué)生具備基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)習(xí)化學(xué)和進(jìn)行探究活動的基礎(chǔ)和保證。并對實(shí)驗(yàn)技能提出了具體的要求,如初步學(xué)習(xí)分離混合物、制取氣體,初步學(xué)會取用藥品、加熱、選擇儀器、連接儀器、配制溶液、檢驗(yàn)物質(zhì)、使用化學(xué)用語、觀察記錄、簡單計(jì)算等”[9]。因此為了使學(xué)生習(xí)得基本實(shí)驗(yàn)技能,本文設(shè)計(jì)了“觀看在線視頻”“講解演示實(shí)驗(yàn)”“做虛擬實(shí)驗(yàn)”“做真實(shí)實(shí)驗(yàn)”“改進(jìn)實(shí)驗(yàn)”“填寫與查閱實(shí)驗(yàn)報告”等實(shí)驗(yàn)技能類活動。其中只有做真實(shí)實(shí)驗(yàn)這一活動是在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的,其他的均在虛擬實(shí)驗(yàn)室中實(shí)施。“在線視頻”的制作方法有兩種:一是下載并修改網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)視頻資源;二是通過邀請化學(xué)骨干教師做實(shí)驗(yàn),然后將做實(shí)驗(yàn)的過程拍攝下來,再添加上旁白及字幕,并剪輯成一個個小的片段,一個片段的長度是4分鐘左右。設(shè)計(jì)成4分鐘左右,是為了避免學(xué)生因觀看過長的視頻而引起視覺疲勞、注意力不集中等問題。另外,在設(shè)計(jì)“觀看在線視頻”活動時,還要求學(xué)生在觀看的過程中,回答問題(如典型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么、簡要敘述實(shí)驗(yàn)步驟等)。在線視頻的設(shè)計(jì)不僅可以熟悉真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器,給學(xué)生以形象直觀的感受,還可減少學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的不真實(shí)感。“講解演示實(shí)驗(yàn)”主要是針對學(xué)生預(yù)習(xí)報告中出現(xiàn)的問題,由教師向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、易錯點(diǎn)。“做虛擬實(shí)驗(yàn)”活動的設(shè)計(jì),是在學(xué)生完成了預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)以及教師講解了演示實(shí)驗(yàn)之后進(jìn)行的,此時學(xué)生已經(jīng)知道了關(guān)于實(shí)驗(yàn)的基本理論知識。虛擬實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供一個實(shí)戰(zhàn)前演習(xí)的場所,讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的原理、現(xiàn)象、儀器的使用等有一定的了解,從而可以減少真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作失誤的次數(shù)。在課后復(fù)習(xí)的過程中,學(xué)習(xí)者可能還會遇到一些關(guān)于實(shí)驗(yàn)儀器的操作技巧、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察等方面的問題,一般情況下,由于受實(shí)驗(yàn)時間、空間和實(shí)驗(yàn)儀器藥品的限制,再去重復(fù)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的過程是不可能的。這時,虛擬實(shí)驗(yàn)以其高度的資源共享性、可重復(fù)利用性成了學(xué)生的好幫手,學(xué)習(xí)者可以在任何時100教學(xué)實(shí)踐與研究間、任何地點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。為了使學(xué)生將學(xué)到的理論知識運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)中,并培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力,在虛擬實(shí)驗(yàn)中,著重設(shè)計(jì)了選擇實(shí)驗(yàn)儀器藥品、檢查氣密性、選擇實(shí)驗(yàn)方法、組裝儀器、觀察并填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、書寫化學(xué)方程式等項(xiàng)目。另外,為了防止學(xué)生抄襲他人的結(jié)果、甚至復(fù)制粘貼網(wǎng)上答案,筆者在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)時,又添加了監(jiān)控和限時功能,即將學(xué)生操作虛擬實(shí)驗(yàn)的過程拍攝下來,這樣在評價學(xué)生時,可以隨機(jī)抽取學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的視頻片段,一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生抄襲或態(tài)度不認(rèn)真等問題時,教師會予以提醒、警示;限時功能主要是指對于特定的實(shí)驗(yàn)步驟,如組裝儀器,將給出時間限制,若在規(guī)定的時間內(nèi),未完成此操作,則該環(huán)節(jié)得分計(jì)為0分。“做真實(shí)實(shí)驗(yàn)”這一活動是在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的,因?yàn)樘摂M實(shí)驗(yàn)會使學(xué)生產(chǎn)生不真實(shí)感,在培養(yǎng)學(xué)生動手能力方面,是不能取代真實(shí)實(shí)驗(yàn)的。因此在設(shè)計(jì)該活動時,活動規(guī)則與虛擬實(shí)驗(yàn)室中也不同,此處主要是要求學(xué)生體會虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的異同點(diǎn)、虛擬實(shí)驗(yàn)中不能解決的問題在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中能否解決、做真實(shí)實(shí)驗(yàn)室存在什么問題等。此活動的設(shè)計(jì)一般2人一組比較合適,否則人數(shù)過多,有些學(xué)生或許就成了觀望者,沒有動手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。當(dāng)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中出現(xiàn)問題時,教師或?qū)嶒?yàn)師應(yīng)給予及時的指導(dǎo),幫助學(xué)生分析出現(xiàn)問題的原因,啟發(fā)學(xué)生想出解決方案,而不是直接指出學(xué)生操作失誤的原因,因?yàn)檫@是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、探究能力的較好時機(jī)。“改進(jìn)實(shí)驗(yàn)”活動的設(shè)計(jì),是為了培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,要求學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后,思考實(shí)驗(yàn)裝置存在什么問題、能否改進(jìn)、改進(jìn)的方法是什么、為什么這樣改進(jìn)等問題,設(shè)計(jì)改進(jìn)方案并加以實(shí)施,該活動一般以5人為一組較為合適。每個小組先討論實(shí)驗(yàn)裝置存在的問題,再設(shè)計(jì)改進(jìn)方案并分析該方案的可實(shí)施性、存在的風(fēng)險,必要時可請教指導(dǎo)老師,協(xié)助分析該方案的合理性。條件允許的情況下,指導(dǎo)老師需要審閱每組的設(shè)計(jì)方案,并提出修改建議。“填寫與查閱實(shí)驗(yàn)報告”活動要求學(xué)生完成虛擬實(shí)驗(yàn)之后,獨(dú)自填寫實(shí)驗(yàn)報告,完成之后由教師進(jìn)行批閱,然后給出評價結(jié)果,學(xué)生再查閱實(shí)驗(yàn)報告,并根據(jù)老師的評價結(jié)果進(jìn)行修改。實(shí)驗(yàn)報告的設(shè)計(jì)和評價方法,筆者已在其他文章中說明,此處不再贅述。

3.問題解決類活動設(shè)計(jì)

問題解決類活動的設(shè)計(jì)主要是為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識和科學(xué)方法分析和解決簡單問題的能力。設(shè)計(jì)問題解決類學(xué)習(xí)活動時,應(yīng)設(shè)計(jì)好學(xué)習(xí)活動的問題情境,將具體的活動任務(wù)融入到真實(shí)的生活情境中,要從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓他們在日常生活中感受化學(xué)的重要性,了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系。如關(guān)于“氧氣與二氧化碳的性質(zhì)”,可設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動為:市場上有一些充氣包裝的食品,裝食品的塑料袋內(nèi)充滿了氣體,問袋內(nèi)充的是什么氣體?請學(xué)生提出猜想,并說明理由、加以驗(yàn)證。這種設(shè)計(jì)方法能很好地將化學(xué)與學(xué)生的日常生活聯(lián)系起來,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生感到化學(xué)離自己并不遙遠(yuǎn)。本研究設(shè)計(jì)的問題解決類學(xué)習(xí)活動主要有:“探究小實(shí)驗(yàn)”“生活中的化學(xué)”“化學(xué)家發(fā)現(xiàn)之旅”等。“探究小實(shí)驗(yàn)”和“生活中的化學(xué)”活動的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)學(xué)生已學(xué)過的化學(xué)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)與日常生活相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)。比如可設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動:收集有關(guān)鐵銹蝕造成經(jīng)濟(jì)損失的資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵制品銹蝕的條件,討論防止銹蝕的方法。再如可設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動:碳酸鈉俗稱蘇打,碳酸氫鈉俗稱小蘇打,常用于食品和醫(yī)藥工業(yè)。請同學(xué)們設(shè)計(jì)簡易實(shí)驗(yàn)裝置對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)進(jìn)行探究。此類活動要求以小組的形式進(jìn)行,一般5人一組比較合適,并在活動前將評價量表分發(fā)給學(xué)生,既有利于學(xué)生清楚該活動具體的評價方法,又能為學(xué)生進(jìn)行探究活動提供一定的方向。該探究活動可分為:提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等。“化學(xué)家發(fā)現(xiàn)之旅”活動的設(shè)計(jì),主要通過制作視頻、動畫、圖文并茂的電子讀物,講述化學(xué)家探索發(fā)現(xiàn)的過程,為學(xué)生展現(xiàn)化學(xué)家們辛勤工作、廢寢忘食的情景,以拓展學(xué)生的視野,使學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難與化學(xué)家的辛勞,學(xué)習(xí)化學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在開展該活動時,要求學(xué)生先觀看視頻、動畫、電子讀物,然后回答教師設(shè)計(jì)好的問題,并將答案到論壇上。“編寫‘趣味化學(xué)’小故事”活動,要求學(xué)生根據(jù)化學(xué)知識的特點(diǎn)將其編寫成一個個趣味化學(xué)小故事,如氧氣的性質(zhì)這一知識點(diǎn),可根據(jù)氧氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),編寫名為“神奇的氧氣”“氧氣的自述”等故事。在實(shí)施活動前,教師應(yīng)先在論壇中創(chuàng)建活動區(qū),題目為“編寫關(guān)于氧氣的趣味化學(xué)故事”,并給出具體的活動目標(biāo)、分組方法、時間要求、活動建議。編故事時建議學(xué)生:遵從科學(xué)、趣味性原則,反應(yīng)化學(xué)知識的特點(diǎn),故事長度以300字左右為宜。最后將編寫好的故事在活動區(qū)內(nèi),供同學(xué)之間學(xué)習(xí)和評價。

4.評價與反思類活動設(shè)計(jì)

從實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)階段到鞏固提高階段,評價始終貫穿于整個實(shí)驗(yàn)過程之中:(1)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段,筆者設(shè)計(jì)了評價量規(guī)、預(yù)習(xí)報告等工具,用于評價學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。另外,為了防止學(xué)生抄襲他人實(shí)驗(yàn)結(jié)果、任意復(fù)制粘貼網(wǎng)上資源等現(xiàn)象的出現(xiàn),添加了對實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)控和限時功能,將實(shí)驗(yàn)過程拍攝成若干個視頻片段,教師可以隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)過程中的任意一段進(jìn)行評價。(2)鞏固提高階段,針對學(xué)生設(shè)計(jì)的探究實(shí)驗(yàn)方案、化學(xué)小論文等,可以很好地對學(xué)生在該階段的學(xué)習(xí)進(jìn)行評價。(3)評價與反思階段,主要是通過制作概念圖、實(shí)驗(yàn)作業(yè)、電子檔案袋、在線論壇等,對學(xué)生在整個實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)進(jìn)行評價。下面簡要介紹“制作概念圖”“實(shí)施在線考試”“設(shè)計(jì)電子檔案袋”等活動的設(shè)計(jì)方法。虛擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報告評價用于跟蹤學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程、記錄學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,若學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)藥品不合適,儀器的組裝不正確,化學(xué)方程式的書寫不規(guī)范,系統(tǒng)會立刻針對學(xué)生的誤操作給予反饋,提醒學(xué)生規(guī)范操作虛擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)報告的評價功能主要體現(xiàn)在兩個方面:一是能自動記錄學(xué)生在做虛擬實(shí)驗(yàn)的過程中填寫的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)是自動記錄在實(shí)驗(yàn)報告中的,學(xué)生不能隨意修改,也在一定程度上杜絕了抄襲現(xiàn)象;二是對于實(shí)驗(yàn)報告中主觀性問題的回答進(jìn)行過濾檢測,若兩個實(shí)驗(yàn)報告的相似度大于60%,則視為無效報告,可自動提醒學(xué)生認(rèn)真、獨(dú)立地填寫實(shí)驗(yàn)報告。對于初中三年級的學(xué)生來說,化學(xué)是一門全新的學(xué)科,其中有大量的概念、化學(xué)符號和化學(xué)用語,這些概念和符號通常比較零散。學(xué)生對需要記憶的化學(xué)知識組織不好,不能按結(jié)構(gòu)層次排列知識點(diǎn),對知識內(nèi)在聯(lián)系模糊不清,對化學(xué)概念知識、方法的總結(jié)與運(yùn)用也有欠缺。為了解決上述問題,筆者設(shè)計(jì)了“制作概念圖”學(xué)習(xí)活動,因?yàn)楦拍顖D能清晰地展現(xiàn)概念間的關(guān)系,可以幫助學(xué)生理清新舊知識間的聯(lián)系。它既可用于課前預(yù)習(xí),也可用于課后的總結(jié)復(fù)習(xí)[10]。可采用徒手方式繪制,也可用Word、Inspiration等軟件制作。對于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,由于受到教學(xué)時間的限制和中考的壓力,一般采用徒手方式繪制較好。在實(shí)施“制作概念圖”的學(xué)習(xí)活動前,應(yīng)明確提出概念圖的評價標(biāo)準(zhǔn),如應(yīng)在概念之間建立起有意義的聯(lián)系,能將最高層的概念分解成若干有效的層級,概念之間的聯(lián)結(jié)整合是有效的、有意義和重要的等[11]。“實(shí)施在線考試”活動主要設(shè)計(jì)了單選題、多選題、簡答題、設(shè)計(jì)題,這些題型囊括了初中化學(xué)課程的各個知識點(diǎn),形成了一個比較完整的試題庫。并且各個試題是隨機(jī)生成的,也就是說學(xué)生每一次登錄系統(tǒng)抽取的考題都與上一次的不同,絕對不會出現(xiàn)兩次抽到同一份試卷的可能。在時間設(shè)計(jì)上,根據(jù)題量的多少和難易程度,我們?yōu)槊恳环菰嚲碓O(shè)計(jì)了固定的時間。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后,需登錄虛擬實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)入在線考試,在規(guī)定的時間內(nèi)完成考試內(nèi)容。將學(xué)習(xí)反思報告、實(shí)驗(yàn)方案、典型作品、教師和同學(xué)的評語及期望、學(xué)習(xí)計(jì)劃等內(nèi)容裝入檔案袋中。通過對檔案袋和在線論壇的分析,教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中存在的問題,提供反饋信息;學(xué)生也可以通過自評與互評等方式,反思自己的不足并學(xué)習(xí)同伴的長處。

5.“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”混合學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)案例

實(shí)驗(yàn)室制取氧氣有兩種方法:排水法和向上排空氣法。有四種藥品:高錳酸鉀、氯酸鉀、二氧化錳、過氧化氫溶液,在此選擇加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣,并采用排水法收集氣體。選擇這兩種藥品除了因?yàn)樗鼈兛梢苑从硨?shí)驗(yàn)室制取氧氣的基本過程,還有兩個原因:一是便于學(xué)生了解分解反應(yīng)的含義,二是有利于學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證催化劑的性質(zhì)。前面已經(jīng)介紹了各類活動的設(shè)計(jì)方法及注意事項(xiàng),下面以“加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣”為例,簡要闡述混合學(xué)習(xí)活動序列的設(shè)計(jì)。依據(jù)活動理論和學(xué)習(xí)目標(biāo)分類方法,通過構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)圖將知識分成若干組塊,然后以實(shí)驗(yàn)過程為主線,以虛擬實(shí)驗(yàn)室和真實(shí)實(shí)驗(yàn)室為支持環(huán)境,從學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識組塊、活動任務(wù)、活動形式與時間分配、學(xué)習(xí)成果方面設(shè)計(jì)混合學(xué)習(xí)活動(如下頁表3所示)。

三、結(jié)束語

第8篇

關(guān)鍵詞: LMS Moodle 大學(xué)生 信息化學(xué)習(xí)方式

學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)(LMS:Learning Management System)是具有組織、跟蹤、評估、發(fā)送、呈現(xiàn)、管理學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動,促進(jìn)學(xué)習(xí)者之間交互等一系列功能的計(jì)算機(jī)(網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng),它的使用能輔助教師為課堂建構(gòu)一個將課內(nèi)外教學(xué)連接的學(xué)習(xí)環(huán)境。[1]LMS平臺的選擇有很多,有Webct、Blackboard、Lotus等。在眾多的平臺中,Moodle使我們眼前一亮。它的重要的特色是以社會建構(gòu)主義為其設(shè)計(jì)基礎(chǔ),影響范圍廣,教學(xué)理念先進(jìn),免費(fèi)使用,支持中文,技術(shù)門檻低,功能強(qiáng)大。因此本文構(gòu)建了基于Moodle平臺的大學(xué)生信息化學(xué)習(xí)方式,試圖解決大學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的諸多問題。

一、大學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題及Moodle具有的相應(yīng)功能

(一)課堂缺乏活力,學(xué)生缺少學(xué)習(xí)激情。

桑新民教授曾將學(xué)習(xí)分為“三個世界”,即經(jīng)驗(yàn)世界、語言文字世界和基于信息技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)世界。[2]高校的教學(xué)模式一般是教師講授為主,是一種知識的單向傳輸,即學(xué)部分停留在“語言文字世界”,很難與學(xué)生的“經(jīng)驗(yàn)世界”很好地聯(lián)系,久而久之造成了兩者越來越脫節(jié),也就是理論脫離實(shí)際。因此,大學(xué)課堂缺乏活力,學(xué)生缺少學(xué)習(xí)的激情。

當(dāng)人類進(jìn)入信息網(wǎng)絡(luò)時代之后,學(xué)習(xí)中出現(xiàn)了第三個世界――基于信息技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)世界。第三個世界是溝通前兩個世界的重要橋梁。我們這里構(gòu)建的基于“Moodle”平臺的學(xué)習(xí)環(huán)境正是溝通前兩個世界的虛擬現(xiàn)實(shí)世界。其充分利用了虛擬現(xiàn)實(shí)教育的獨(dú)特優(yōu)勢,改變了教師課堂講授為主的單一教學(xué)模式,引導(dǎo)和促進(jìn)大學(xué)生在經(jīng)驗(yàn)世界和語言文字世界中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)活動的整合,不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、協(xié)作性和創(chuàng)造性。

利用Moodle平臺,讓學(xué)生在信息化環(huán)境下學(xué)習(xí),可滿足個性化學(xué)習(xí)的需求。Moodle課程并不僅僅是呈現(xiàn)信息的工具,它還具有“虛擬現(xiàn)實(shí)的”、“開放的”、“參與式的”的特點(diǎn),是有個性和創(chuàng)造性的“思維實(shí)驗(yàn)室”。Moodle課程促進(jìn)教師與學(xué)生對學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變,為師生的自我發(fā)展提供可契機(jī)。

(二)教學(xué)目標(biāo)與評價方式難以激發(fā)學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性。

多元智能理論認(rèn)為,人的智力是多方面的,其表現(xiàn)形式也是多種多樣的。大學(xué)的教學(xué)評價主要以期末考試成績?yōu)閰⒖肌_@不能全面客觀地反映學(xué)生的發(fā)展,忽略了對學(xué)生個性和多種能力的鍛煉。

Moodle平臺為個性化學(xué)習(xí)提供了可能,它包括很多組件,把不同資源結(jié)合起來使用。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和需要設(shè)計(jì)合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)策略。Moodle提倡個性的自由、充分、和諧發(fā)展,尊重學(xué)習(xí)者的興趣、愛好和需要。學(xué)生可以根據(jù)個人的需要和進(jìn)度,從許多可任選的學(xué)習(xí)材料中進(jìn)行選擇。Moodle平臺上整合了專題討論、Wiki、Blog等工具,學(xué)生可以通過這些工具進(jìn)行深入的學(xué)習(xí),并能自由地與他人交流想法。

傳統(tǒng)課堂的教學(xué)目標(biāo)整齊劃一,難以激發(fā)不同個性學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與創(chuàng)造性,難以適應(yīng)不同類型大學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在需求。Moodle教學(xué)的最大好處就是可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、學(xué)生的接受能力、學(xué)生的喜好程度將教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分層。在基于“Moodle”平臺的信息化學(xué)習(xí)中,學(xué)生按照自己喜歡的學(xué)習(xí)路徑進(jìn)行學(xué)習(xí),滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需求。同時Moodle上的評價是一種過程性評價,對于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程都有詳細(xì)記錄,包括學(xué)生何時登錄,瀏覽了哪些資源,考核成績?nèi)绾巍Tu價形式主要有:同伴互評、對評價評分、成績反饋。通過過程性評價,學(xué)生主動、自覺、客觀地進(jìn)行自我及同伴的評價,有效調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

(三)研究性學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力較差。

大學(xué)生在繁重的課業(yè)學(xué)習(xí)中,基本是孤立的學(xué)習(xí)者,與他人協(xié)作學(xué)習(xí)的能力較差。大學(xué)生普遍缺乏人際交往的經(jīng)驗(yàn)、組織協(xié)調(diào)的能力、演講和藝術(shù)能力、團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)感情。而在“知識爆炸”的今天,學(xué)校課程與教學(xué)內(nèi)容急劇膨脹,面對不斷增加的學(xué)習(xí)壓力,學(xué)生如果仍然只進(jìn)行孤立的個體學(xué)習(xí),必然是力不從心。這就需要每個大學(xué)生學(xué)會自主―協(xié)作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)。

Moodle平臺是開放的、協(xié)作的,讓學(xué)生、教師甚至是家長可以在信息化課程中進(jìn)行良好的互動。Moodle平臺上提供了多種學(xué)習(xí)活動,有SCORM、Wiki、專題討論、作業(yè)、投票、測驗(yàn)、聊天、討論區(qū)、詞匯表、程序教學(xué)(lesson)及問卷調(diào)查等,這里大多數(shù)學(xué)習(xí)活動都有小組學(xué)習(xí)的形式,學(xué)生可以根據(jù)需要選擇分組學(xué)習(xí)、集體學(xué)習(xí)。

Wiki是Moodle系統(tǒng)中網(wǎng)上協(xié)作學(xué)習(xí)的平臺,小組可以在同一個網(wǎng)頁上對學(xué)習(xí)內(nèi)容成果等進(jìn)行編輯、修改,并且可以保留、查看修改的歷史記錄。因此可以充分培養(yǎng)學(xué)生的交流、協(xié)作能力,形成生生、師生甚至家校之間的良好互動。

Moodle是研究性學(xué)習(xí)的平臺,特別體現(xiàn)在主動尋找答案、主動發(fā)現(xiàn)問題方面。它能充分調(diào)動學(xué)生的思維能力、想象力和創(chuàng)造力,開拓學(xué)生視野,啟發(fā)學(xué)生思考,從而進(jìn)一步培養(yǎng)主動探究的能力。

二、基于“Moodle”平臺的信息化學(xué)習(xí)過程

“Moodle”平臺安裝包可以在魔燈中國社區(qū)(MoodleChina Community)下載。魔燈中國是一個非盈利組織,成立2007年3月。在這里可以下載最新漢化版的Moodle(Windows 版Linux版)和Theme(主題皮膚)。[3]整個學(xué)習(xí)過程可用下圖(1)來表示,圖的中心是Moodle平臺,表示整個學(xué)習(xí)是緊緊圍繞在Moodle平臺構(gòu)建的學(xué)習(xí)環(huán)境中展開的;最的六個方框是六個學(xué)習(xí)過程;中間指向方框的是與學(xué)習(xí)過程對應(yīng)的Moodle平臺中的功能。

(一)對學(xué)習(xí)者分析,合理分組。

在開展正式的學(xué)習(xí)活動之前,教師首先應(yīng)對每個學(xué)生的專業(yè)、電腦操作水平、課件制作能力、藝術(shù)設(shè)計(jì)能力等方面有一些了解。這樣可以為后面設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)活動提供依據(jù),也是科學(xué)合理地進(jìn)行異質(zhì)分組的前提。教師應(yīng)盡量將不同特點(diǎn)有不同特長的學(xué)生分為一組。

其次,分析每個學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格。讓教師尤其是學(xué)習(xí)者了解自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格對學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)效果起著十分重要的影響。學(xué)習(xí)風(fēng)格主要包括生理和心理兩方面。生理方面主要表現(xiàn)為年齡、性別、體質(zhì)特征、時間知覺的不同。以及對聲音、光線、溫度的偏愛和對感知覺通道的偏愛等;在心理方面,學(xué)習(xí)風(fēng)格主要表現(xiàn)為信息加工、思維方式、愛好、動機(jī)、情感意志等方面的差異。

最后,分析學(xué)習(xí)者元認(rèn)知水平。通過讓學(xué)生自我提問等方法來了解自己的元認(rèn)知能力,讓學(xué)生對自己學(xué)習(xí)中感知、記憶、思維、想象等認(rèn)知活動再認(rèn)識、再思考及進(jìn)行積極的調(diào)控,提高學(xué)習(xí)者的自我管理、自我反思的能力。

(二)科學(xué)制定層次化、具體化、個性化學(xué)習(xí)目標(biāo)。

采用分小組研究性學(xué)習(xí),每個小組和個人都要要制定學(xué)習(xí)與發(fā)展目標(biāo),在制定學(xué)習(xí)目標(biāo)時要求做到層次化、具體化、個性化。[3]第一,學(xué)習(xí)目標(biāo)要包括三個層次,即課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、小組學(xué)習(xí)與研究目標(biāo)、個人學(xué)習(xí)與發(fā)展目標(biāo);第二,學(xué)習(xí)目標(biāo)要具體,不僅制定總目標(biāo),還要制定清晰的單元學(xué)習(xí)目標(biāo),最后轉(zhuǎn)化為與目標(biāo)任務(wù)相關(guān)的作品、論文;第三,目標(biāo)是個性化的,小組內(nèi)每位成員根據(jù)自身特長和學(xué)習(xí)內(nèi)容制定相應(yīng)的個性學(xué)習(xí)目標(biāo),組內(nèi)成員采用合作策略,而小組間采用競爭策略。有了學(xué)習(xí)目標(biāo),每個學(xué)習(xí)者和每個小組都要提交個人學(xué)習(xí)計(jì)劃和整個小組的學(xué)習(xí)計(jì)劃。學(xué)習(xí)計(jì)劃中要包含根據(jù)自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)風(fēng)格和元認(rèn)知特點(diǎn)制定的學(xué)習(xí)策略。而且,學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)策略都要求在學(xué)習(xí)活動中嚴(yán)格執(zhí)行。這些可通過“心得報告”、“作業(yè)”、“Blog日志”等形式記錄下來。

(三)設(shè)計(jì)豐富的學(xué)習(xí)資源和靈活的學(xué)習(xí)活動。

Moodle平臺的“資源”和“活動”是學(xué)習(xí)過程的核心。在課程學(xué)習(xí)前教師應(yīng)設(shè)計(jì)好與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的各類學(xué)習(xí)資源,豐富的學(xué)習(xí)資源是學(xué)生完成自主―協(xié)作式研究性學(xué)習(xí)的重要保障。

“資源”模塊(圖2)包含標(biāo)簽、文本頁、網(wǎng)頁、鏈接到站點(diǎn)或文件等,完全可以滿足課程設(shè)計(jì)者來編輯和展示資源。

利用“活動”功能(圖3)設(shè)計(jì)靈活的學(xué)習(xí)活動。“活動”模塊包含Wiki、作業(yè)、互動評價、投票、數(shù)據(jù)庫、測驗(yàn)、程序教學(xué)、聊天、討論區(qū)、詞匯表、問卷調(diào)查等等一系列活動,以此來協(xié)助課程設(shè)計(jì)者完成課程設(shè)計(jì)。

整個“活動”按照功能可以分為協(xié)作、討論、反饋和評價四類,其中“協(xié)作”利用Wiki、專題討論、詞匯表這幾個模塊;“討論”可以以在線聊天的方式實(shí)現(xiàn),討論區(qū)和消息可以實(shí)現(xiàn)離線的討論和交流。

“反饋”的功能可以由投票、作業(yè)、心得報告等來實(shí)現(xiàn);“評價”則可以將論壇、Wiki、SCORM、作業(yè)、課等納入到評價體系中,從而形成基于網(wǎng)絡(luò)的電子成長記錄袋。

(四)綜合信息,完成作品,匯報交流學(xué)習(xí)成果。

通過使用一系列的資源和學(xué)習(xí)活動,每個小組和成員最終要完成自己的作品。作品全是電子形式,這樣做的優(yōu)點(diǎn)是易于保存、查找、交流、共享。電子作品的主要內(nèi)容包括研究內(nèi)容匯報PPT、小組學(xué)習(xí)主頁、個人學(xué)習(xí)日志Blog等。電子作品在平臺上的實(shí)現(xiàn)方法是在線文本、網(wǎng)頁編輯、心得報告、離線活動、作業(yè)等。每一個學(xué)習(xí)專題完成之后,是一次匯報交流課。每一個小組把自己的成果向大家匯報,其他小組要進(jìn)行評論和提出問題,匯報人除了回答提出的問題,還要提出自己的研究不足,大家討論解決。匯報交流是整個學(xué)習(xí)過程的重要一環(huán),在每一個專題學(xué)習(xí)之后都要按時進(jìn)行。匯報交流后學(xué)習(xí)者要對本次學(xué)習(xí)進(jìn)行反思、總結(jié)。這不僅是評價的依據(jù),更重要的是學(xué)習(xí)者通過反思總結(jié)才能真正找出問題,提高以后的學(xué)習(xí)能力。

(五)進(jìn)行多元化評價。

過程性評價,主要以每位學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄為依據(jù)。學(xué)習(xí)記錄在作業(yè)、討論區(qū)、心的報告、Wiki、SCORM等學(xué)習(xí)活動中保存,主要形式是每個學(xué)習(xí)者和小組的作品、發(fā)言、研究論文等。除此之外在其它側(cè)面比如“學(xué)習(xí)態(tài)度”、“努力程度”、“表達(dá)能力與溝通能力”等方面也可以做出評價。

相互評價,平臺專門為評價設(shè)計(jì)了“互動評價”活動。它的功能十分強(qiáng)大,能夠很好地實(shí)現(xiàn)自我評價與相互評價。在使用之前,需要進(jìn)行一些選項(xiàng)設(shè)置,包括分值、評分策略、評分要素個數(shù)、能否自評、是否匿名、教師評價權(quán)重、上傳作品的時間、評價作品的時間等。教師可根據(jù)自身的需要選擇合適的評分策略及其它選項(xiàng)。Moodle提供了多種評分策略及量表類型,教師可根據(jù)需要進(jìn)行選擇,并提供明確細(xì)化的評分標(biāo)準(zhǔn),以減少學(xué)生的主觀偏差,提高評分的效度和學(xué)生評價水平。其次,評價可以做到完全的匿名性,這就避免了人際關(guān)系干擾評分的信效度。

成就評價,將多元智能評價理念與信息技術(shù)評價方式的引入教學(xué)評價與管理之中,通過創(chuàng)作個人與小組、班級學(xué)習(xí)主頁的方式進(jìn)行大學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的綜合評價。在了解學(xué)習(xí)者智力特點(diǎn)的前提下,制定多元的、彈性的、個性化的評價標(biāo)準(zhǔn),使每一個學(xué)生以適合自己的方式接受評價,充分注重學(xué)生的個性發(fā)展,使每一個學(xué)生通過學(xué)習(xí)體會到成功的喜悅。

經(jīng)過了基于Moodle平臺的信息化學(xué)習(xí)之后,在一定程度上改變了大學(xué)課堂缺乏活力,學(xué)生缺少學(xué)習(xí)激情的現(xiàn)狀。在自主―協(xié)作式的研究性學(xué)習(xí)過程中,培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng),使學(xué)生學(xué)會了自主學(xué)習(xí)、在交流與協(xié)作中學(xué)習(xí)、運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)高效地學(xué)習(xí)、在研究和創(chuàng)造中學(xué)習(xí),使每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率得到較大提高。

參考文獻(xiàn):

[1]駱莎,黎加厚.以魔燈(Moodle)為媒連接課內(nèi)外學(xué)習(xí).遠(yuǎn)程教育雜志,2007,2.

[2]桑新民.多媒體和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究.中國遠(yuǎn)程教育,2000,11.

第9篇

[論文摘要]在教學(xué)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不但能有效的提高教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且還能提升教學(xué)過程中的科技含量。闡述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的重要作用,重點(diǎn)探討在各基礎(chǔ)學(xué)科中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用。

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)從前沿的航天、軍事領(lǐng)域開始進(jìn)入教育領(lǐng)域,并涉及高等教育的各個學(xué)科。計(jì)算機(jī)變成實(shí)驗(yàn)臺,軟件變成儀器,網(wǎng)絡(luò)變成實(shí)驗(yàn)室的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象生動地表現(xiàn)各個學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容, 有效地營造隨技術(shù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境,提高教學(xué)質(zhì)量。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)技術(shù)利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及顯示技術(shù),生成三維的虛擬環(huán)境,介入者利用鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備,或者帶上頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)入虛擬環(huán)境,在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)時交互,并且能夠感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對象,獲得身臨其境的感受和體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸感、交互性和想象力三個基本特征。在具體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以作為主角存在于虛擬環(huán)境中,對虛擬環(huán)境內(nèi)的物體進(jìn)行操作并從環(huán)境中得到自然的反饋,而且當(dāng)學(xué)生沉浸在多維信息空間中時,能夠主動地獲取知識,尋求解答,形成新的概念。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其諸多的優(yōu)點(diǎn)決定了它在教育領(lǐng)域中的重要作用。一是避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來的各種危險并降低真實(shí)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)用品損耗;二是在虛擬實(shí)驗(yàn)中可以獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的學(xué)習(xí)效果,還可根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展需求“引入”新設(shè)備,不斷對新設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)展。三是徹底打破空間與時間的限制。總之,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),能提高實(shí)驗(yàn)效果與效率,充分發(fā)揮教學(xué)優(yōu)勢。

三、虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)

虛擬實(shí)驗(yàn)室是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對象以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中,學(xué)生能夠在計(jì)算機(jī)建立的三維的模擬實(shí)驗(yàn)場景中從不同的視角觀察一個實(shí)驗(yàn)對象,通過鼠標(biāo)的選擇或者拖曳操作便可完成與虛擬實(shí)驗(yàn)對象之間的交互。

(一)仿真實(shí)驗(yàn)

虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)際上就是數(shù)字化的仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,一個真正的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的前臺是多媒體或是虛擬化的環(huán)境,后臺是實(shí)時仿真的過程。

目前的仿真軟件很多,如EASY-T、VT-LINK3.3、SPW、Cadance、Mentor、MatLab、Protel2004、LabView、OpenGL、MultiGen等。在構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)根據(jù)具體需求,選擇合適的開發(fā)工具。如何將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與虛擬化的儀器或多媒體環(huán)境有機(jī)的結(jié)合起來是虛擬實(shí)驗(yàn)室建立的關(guān)鍵和核心技術(shù)。

(二)支持技術(shù)

目前國內(nèi)外對虛擬實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)大致采用以下幾種方法 :

1.使用JAVA+VRML進(jìn)行開發(fā)。Java目前已經(jīng)成為跨平臺應(yīng)用軟件開發(fā)的一種規(guī)范,主要討論對象行為。VRML 是一種虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言,著重于虛擬場景中對象的特征。采用JAVA+VRML混合編程是實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜動態(tài)場景控制等高級交互功能的有效方法。但基于VRML虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)在制作上較復(fù)雜,客戶端需要有大量的專業(yè)的設(shè)備(如頭盔、觸覺手套等),附加成本較高,并且運(yùn)行VRML對客戶端計(jì)算機(jī)的性能要求也很高。

2.使用ActiveX控件進(jìn)行開發(fā)。ActiveX技術(shù)是Microsoft為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要而將OLE技術(shù)在Internet上的重定義。在虛擬實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)過程中,代碼復(fù)用性對于持續(xù)開發(fā)過程尤為重要。可以利用VB、VC++、Delphi、Builder等任何一種支持COM規(guī)范的開發(fā)工具來進(jìn)行ActiveX控件的開發(fā)。由于ActiveX控件只能運(yùn)行在基于Microsoft Windows的操作系統(tǒng),因而移植性和通用性較差。

3.使用QuickTime VR進(jìn)行開發(fā)。QuickTime VR(簡稱QTVR)是新一代的、基于靜態(tài)圖像處理的實(shí)景建模的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。QTVR可以應(yīng)用照片、錄像或數(shù)字圖像等離散數(shù)據(jù)來創(chuàng)建虛擬環(huán)境,完成三維空間及三維物體的造型,并實(shí)現(xiàn)全方位觀察。具有更高的真實(shí)感、更豐富的圖像和更鮮明的細(xì)節(jié)特征。QTVR制作簡單、周期較短、可控性也很強(qiáng),對開發(fā)一些簡單的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件的難度不大。

4.使用FLASH進(jìn)行開發(fā)。FLASH是一種基于矢量的圖形系統(tǒng),具有短小精悍、任意縮放、兼容性良好、嵌入ActionScript腳本功能等特點(diǎn)。而且Flash中的工作組功能極為強(qiáng)大,包含一套新的工作流程,可自動更新Flash網(wǎng)站的數(shù)據(jù)驅(qū)動,從而大大節(jié)約了開發(fā)者的時間。因此,F(xiàn)lashActionScript是網(wǎng)上教學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的最佳平臺。

(三)功能模塊設(shè)計(jì)

無論建設(shè)哪個學(xué)科的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),從功能模塊上均可劃分為三個部分。

1.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。用戶可通過網(wǎng)絡(luò)注冊個人信息并經(jīng)過驗(yàn)證后登錄虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。登錄該系統(tǒng)后學(xué)生可自主選擇將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),并根據(jù)實(shí)際需要獲得相關(guān)的指導(dǎo)。

2.仿真實(shí)驗(yàn)。采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)P停O(shè)計(jì)出用于測試的虛擬儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)線路或回路、實(shí)驗(yàn)元器件或構(gòu)件庫、判別實(shí)驗(yàn)效果的評價標(biāo)準(zhǔn)等。用戶選擇相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)以后,根據(jù)提示進(jìn)行相關(guān)的操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.?dāng)?shù)據(jù)庫。為虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)。維護(hù)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息及用戶的相關(guān)權(quán)限,為仿真實(shí)驗(yàn)提供支持。

四、結(jié)束語

如何將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很好地運(yùn)用于教學(xué)中是目前教育領(lǐng)域發(fā)展的一個新熱點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。虛擬實(shí)驗(yàn)的普及能更好的提高教學(xué)效率,優(yōu)化教學(xué)過程,達(dá)到更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]孫宏彬等,VRML-Java遠(yuǎn)程虛擬教學(xué)平臺的研究與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2003(2).

[2]許又泉、譚敏生、鄧軼華,網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室及其實(shí)現(xiàn)方法研究[J].邵陽學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2004(03).

第10篇

關(guān)鍵詞:液壓;鑿巖機(jī);設(shè)計(jì)研究;建議

中圖分類號:TD421.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C

Abstract: The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China, enumerates major arguments in some related papers, points out the imperative problems, and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.

Keywords: hydraulic; rock drill; design & research; opinion

1 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究歷史回顧

我國液壓鑿巖機(jī)的研制起步非常早,距今已近50年。我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)研究也很早,二十世紀(jì)七十年代,我國長沙礦冶研究院等就翻譯了大量國外液壓鑿巖機(jī)專利和論文,七十年代后期,我國作者撰寫了大量液壓鑿巖機(jī)的技術(shù)論文,直到現(xiàn)在,關(guān)于液壓鑿巖機(jī)的論文與專利仍然不斷出現(xiàn)在各類期刊與網(wǎng)絡(luò)上。

我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究方面的論文,有博士論文,碩士論文,學(xué)士論文,有期刊論文,也有網(wǎng)絡(luò)論文,在整個液壓鑿巖機(jī)技術(shù)論文中,占據(jù)了很大一部分。

估計(jì)有20個高等學(xué)校(其中包括3所師范大學(xué))和近10個研究院所的作者發(fā)表過液壓鑿巖機(jī)技術(shù)論文,其中大部分是關(guān)于液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究方面的論文。專利文獻(xiàn)更是與液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。可見,液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究在我國并非冷門。

我國液壓鑿巖機(jī)的技術(shù)論文與設(shè)計(jì)研究論文大量產(chǎn)出。與此形成鮮明對比,我國液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品發(fā)展很緩慢,獨(dú)立開發(fā)的產(chǎn)品,很少能在市場站住腳。

2 我國液壓鑿巖機(jī)文獻(xiàn)的分類

2.1 研究型論文

2.1.1 設(shè)計(jì)計(jì)算型論文

此類論文數(shù)量多。

設(shè)計(jì)計(jì)算型論文包括了仿真計(jì)算,優(yōu)化設(shè)計(jì),活塞間隙優(yōu)化設(shè)計(jì),蓄能器設(shè)計(jì)優(yōu)化,換向閥設(shè)計(jì)優(yōu)化,活塞緩沖設(shè)計(jì),釬尾緩沖設(shè)計(jì),沖擊頻率調(diào)節(jié)方法等等。

博士、碩士、學(xué)士的論文幾乎全部屬于此類。高校與研究院所作者的論文大都屬于此類。此類論文數(shù)量多。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)研究型論文

實(shí)驗(yàn)研究型論文包括實(shí)驗(yàn)方法介紹,實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器介紹,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目介紹,測試結(jié)果與測試曲線分析,誤差分析等等。

此類論文中介紹實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)方法的較多。專門介紹液壓鑿巖機(jī)測試結(jié)果與曲線,并且進(jìn)行分析的論文較少,大多散見于設(shè)計(jì)計(jì)算論文中,作為計(jì)算正確性的證明。

高校與研究院所作者有些論文屬于此類,此類論文數(shù)量不多。

2.1.3 材料熱處理研究型論文

材料熱處理研究型論文包括活塞、釬尾的選材與熱處理,銅套的選材等等。關(guān)于活塞、釬尾的選材與熱處理的論文較多,關(guān)于其他零件的論文數(shù)量少。

2.1.4 加工工藝型論文

加工工藝型論文包括鑿巖機(jī)主要零件的機(jī)加工的設(shè)備,工裝夾具,量具與測量方法,工序與工藝步驟,怎樣保證尺寸精度與位置精度,等等,大概是技術(shù)保密的原因,此類論文數(shù)量極少。

2.2 綜述型論文

2.2.1 產(chǎn)品品種型號綜述型論文

產(chǎn)品品種型號綜述型論文包括當(dāng)時國內(nèi)外液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品的廠家,系列,型號,主要性能參數(shù)等等。

此類論文數(shù)量較多,但大多是介紹阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品,介紹國內(nèi)產(chǎn)品的較少。

2.2.2 產(chǎn)品歷史發(fā)展綜述型論文

產(chǎn)品歷史發(fā)展綜述型論文包括介紹國內(nèi)外液壓鑿巖機(jī)歷史發(fā)展,產(chǎn)品型號推出的年代,市場情況等等, 此類論文數(shù)量不多,但大多是介紹蒙特貝塔、阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品歷史,介紹國內(nèi)產(chǎn)品歷史的較少。

2.2.3 產(chǎn)品技術(shù)綜述型論文

產(chǎn)品技術(shù)綜述型論文包括液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)類型,技術(shù)進(jìn)展,等等。此類論文數(shù)量少而且內(nèi)容重復(fù)較多。

2.2.4 產(chǎn)品市場調(diào)研分析指導(dǎo)型論文

產(chǎn)品市場調(diào)研分析指導(dǎo)型論文包括當(dāng)時國內(nèi)使用的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品的主要型號,市場保有量,年銷售量與銷售額,備件銷售量與銷售額,市場的細(xì)分,將來市場的趨勢預(yù)測,市場對液壓鑿巖機(jī)的性能與技術(shù)要求。

此類論文很重要,對于國家的產(chǎn)業(yè)政策和企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃指導(dǎo)意義很大。

此類論文數(shù)量極少,幾乎沒有,倒是在網(wǎng)絡(luò)上各種市場調(diào)查公司的廣告不少,只提供提綱,具體內(nèi)容要付費(fèi)才能提供。

由于我國缺乏市場液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品銷售數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),要寫出高可信度的此類論文,必然要花費(fèi)巨大的人力財(cái)力,只靠個人或一個單位的力量難以完成,最好有行業(yè)組織與行政力量的參與。

2.3 使用維修型論文

2.3.1 產(chǎn)品使用方法型論文

產(chǎn)品操作方法型論文包括鑿巖機(jī)沖擊壓力,旋轉(zhuǎn)壓力,推進(jìn)壓力的優(yōu)化匹配,鉆頭直徑與旋轉(zhuǎn)速度的匹配,操作方法等等。

此類論文數(shù)量不多,有北京科技大學(xué)高瀾慶教授等的論文“液壓鑿巖機(jī)主要工作參數(shù)對鑿巖速度影響的試驗(yàn)研究”,有廣東省水利水電第二工程局梁明華論文“液壓鑿巖機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與鑿孔直徑的關(guān)系” [1],是鑿巖機(jī)使用實(shí)踐總結(jié),指導(dǎo)意義更大。

2.3.1 產(chǎn)品維修與故障分析型論文

產(chǎn)品維修與故障分析型論文多數(shù)為水電工程局、鐵路隧道工程局的技術(shù)人員所寫。此類論文來源于生產(chǎn)實(shí)踐,言之有物,參考價值很大,數(shù)量不多,列舉如下:

煤科總院北京建井所黃園月、李耀武、郭孝先“液壓鑿巖機(jī)的故障分析與防治”;

廣東省水利水電第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機(jī)工作原理及常見故障處理” [2];

廣東水電二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7鉆機(jī)使用中易出現(xiàn)的問題與改進(jìn)” [3];

李強(qiáng)“Atlas 1838型鑿巖機(jī)六種常見故障的排除”[4];

張兆欽“COP1238鑿巖機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及使用維護(hù)” [5];

田華軍“HL500型液壓鑿巖機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)” [6]。

2.4 產(chǎn)品介紹型論文

2.4.1 產(chǎn)品性能介紹型論文

產(chǎn)品性能介紹型論文多為介紹阿特拉斯、山特維克公司產(chǎn)品的論文,也有少量介紹國內(nèi)海卓公司產(chǎn)品,樂清采礦機(jī)械廠的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品的論文。

2.4.2 市場應(yīng)用報道型論文

國外作者關(guān)于液壓鑿巖機(jī)市場應(yīng)用報道型論文很多,國內(nèi)此類論文數(shù)量很少,有少量關(guān)于YYT26支腿式液壓鑿巖機(jī)工程案例,使用成本效益分析的報道。

2.5 專利文獻(xiàn)

最近的十幾年關(guān)于鑿巖機(jī)械的專利有六十多件,大都是液壓鑿巖機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專利。尚未見到有重大影響,或產(chǎn)生效益的專利。

3 我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)研究的不足

3.1 鑿巖機(jī)文獻(xiàn)的五多五少現(xiàn)象

通過對我國液壓鑿巖機(jī)文獻(xiàn)的分析,我們發(fā)現(xiàn)有五多五少現(xiàn)象。

(1) 設(shè)計(jì)論文多,實(shí)驗(yàn)與工藝論文少;

(2) 研究論文多,使用維修論文少;

(3) 性能介紹型論文多,市場應(yīng)用報道型論文少;

(4) 歷史發(fā)展綜述論文多,市場調(diào)研分析指導(dǎo)型論文少;

(5) 專利多,影響小。

3.2 缺少學(xué)術(shù)交流討論

我國大概有20多年沒有開過全國性液壓鑿巖機(jī)技術(shù)方面的交流會或研討會。

我們眾多的論文作者,都是在自說自話,沒有交流,沒有討論,更沒有爭論。論文提出的論點(diǎn),基本沒有人跟進(jìn),進(jìn)行理論與實(shí)踐兩個方面的證明或證偽,或補(bǔ)充,只是不加評價的引用。

我懷疑,很少有人認(rèn)真閱讀這眾多的論文,如果不是博士生,碩士生,大學(xué)生因?yàn)樽霎厴I(yè)論文的需要,閱讀的人就更少了。我國關(guān)于液壓鑿巖機(jī)論文的影響力實(shí)在有限。

3.3 設(shè)計(jì)理論研究與產(chǎn)品生產(chǎn)脫節(jié)

我國大概可稱得上液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究論文數(shù)量大國,但是我國自行開發(fā)的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品多數(shù)從市場上消失,現(xiàn)在還能在市場上站住腳,有一定銷售量的產(chǎn)品,多數(shù)為1980年代技術(shù)引進(jìn)的產(chǎn)品。這種情況至少說明我們的設(shè)計(jì)研究和產(chǎn)品生產(chǎn)是脫節(jié)的,或者說明我們的設(shè)計(jì)理論還不成熟,還要不斷改進(jìn)。

4 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)理論的主要論點(diǎn)

4.1 關(guān)于鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論

4.1.1 三段法理論

認(rèn)為活塞往復(fù)運(yùn)動一個周期是由活塞回程加速、回程減速、沖程加速三個階段組成的。4.1.2 設(shè)計(jì)變量理論

將一個無量綱數(shù)稱為設(shè)計(jì)變量,這個無量綱數(shù)可以是:

(1) 沖程時間與活塞運(yùn)動周期之比;

(2) 活塞回程加速度與沖程加速度之比;

(3) 活塞行程與可能最大行程之比;

(4) 活塞后腔受壓面積與前腔受壓面積之比,很明顯,第四個無量綱數(shù)最直觀,最易檢驗(yàn)。

4.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論

根據(jù)以下5個設(shè)計(jì)目標(biāo),求得一個最佳設(shè)計(jì)變量。

(1) 蓄能器容積變化的最大值最小;

(2) 蓄能器隔膜震動次數(shù)最小;

(3) 能量利用效率最高;

(4) 沖程時,最大瞬時流量最小;

(5) 回程時,最大瞬時流量最小。

4.2 關(guān)于換向閥設(shè)計(jì)理論

4.2.1 換向閥中位正開口理論

換向閥在中位時,換向閥的高壓窗口與低壓窗口都有微小開啟,叫正開口。認(rèn)為正開口有益于沖擊機(jī)構(gòu)性能改善。主張應(yīng)該采用正開口。

4.2.2 換向閥最優(yōu)行程理論

換向閥行程的選取受到閥口通流面積,換向時間與閥耗油量三重制約,存在一個優(yōu)化點(diǎn)。

4.3 關(guān)于蓄能器設(shè)計(jì)理論

4.3.1 高壓蓄能器與活塞運(yùn)動的最佳耦合理論

蓄能器的蓄油與排油量不僅與蓄能器的容積有關(guān),而且與系統(tǒng)的工作頻率有關(guān),如果蓄能器固有頻率選擇不合適,即使加大蓄能器容積,也不能增大蓄能器的蓄油與排油量。

在蓄能器結(jié)構(gòu)參數(shù)固定,鑿巖機(jī)進(jìn)油壓力確定的情況下,可以改變蓄能器充氣壓力來改變諧振頻率,使得系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)。

這個理論是極有理論研究價值與學(xué)術(shù)價值的,是一個動態(tài)的理論,是北京科技大學(xué)首先進(jìn)行研究的,可惜無人跟進(jìn),這方面的論文太少。

4.3.2 蓄能器一次振動理論

在活塞運(yùn)動一個周期內(nèi),蓄能器隔膜只有一次振動。這個理論已經(jīng)包含在第4.1.2小節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論中了,這是一個靜態(tài)的理論。

4.4 關(guān)于信號孔位置

4.4.1 活塞回程換向信號孔位置的計(jì)算

這個理論是由北京科技大學(xué)與中南大學(xué)提出的,這是極其重要的計(jì)算,缺了這個計(jì)算公式,無法進(jìn)行鑿巖機(jī)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

4.4.2 活塞沖程換向信號孔位置的確定

這個理論是由北京科技大學(xué)與中南大學(xué)提出的,這也是極其重要的計(jì)算。既不能換向太早,使得撞擊釬尾時,活塞已經(jīng)被減速,也不能換向太晚,造成活塞二次打擊釬尾。

4.5 釬尾反彈緩沖動力計(jì)算

研究這個理論的有浙江大學(xué)張新等人,廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院劉智等人,中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院趙宏強(qiáng)等人,楊國平等人,難能可貴的是,張新做了實(shí)驗(yàn)研究,有實(shí)驗(yàn)曲線圖。

4.6 其他理論

(1)活塞密封間隙與長度優(yōu)化理論;

(2) 活塞空打緩沖結(jié)構(gòu)計(jì)算;

(3) 沖擊頻率無級調(diào)節(jié)自動換擋理論。

以上3種理論均有,就不一一論述了。

5 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究亟待解決的問題

5.1 換向閥的結(jié)構(gòu)尺寸問題

(1) 換向閥中位負(fù)開口的優(yōu)缺點(diǎn)分析;

(2) 最優(yōu)負(fù)開口量的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;

(3) 換向閥最優(yōu)行程理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

5.2 活塞與缸體結(jié)構(gòu)尺寸問題

(1) 活塞前后腔面積的確定及優(yōu)化;

(2) 活塞回程換向信號孔位置的確定;

(3) 最優(yōu)沖程換向信號孔位置計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

5.3 蓄能器與活塞運(yùn)動的最佳耦合理論

研究蓄能器隔膜的動態(tài)頻率響應(yīng),蓄能器最佳充氣壓力的計(jì)算。

5.4 釬尾反彈緩沖系統(tǒng)動力計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

不但研究緩沖機(jī)構(gòu)本身,進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算,更要研究釬尾反彈緩沖系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng),將緩沖機(jī)構(gòu),釬具與緩沖液壓油路作為一個系統(tǒng),研究緩沖活塞的頻率響應(yīng),緩沖液壓系統(tǒng)是否能有效吸收釬尾反彈的能量,又是否能迅速將釬頭重新抵緊巖石。

5.5 鑿巖機(jī)反打系統(tǒng)動力計(jì)算

既要研究反打機(jī)構(gòu)本身,進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算。更要將反打機(jī)構(gòu)與反打液壓油路作為一個系統(tǒng),研究反打活塞的位移,運(yùn)動速度與沖擊能量。

5.6 零件的氣蝕與腐蝕問題

(1)活塞前后腔氣蝕問題的計(jì)算與解決方法;

(2)鑿巖機(jī)殼體聯(lián)接平面點(diǎn)蝕的原因與預(yù)防。

6 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的學(xué)術(shù)建議

6.1 反求法

對國外高端液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的分析,用反求法研究鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式與方法。反求法基本屬于歸納法,反求法需要統(tǒng)計(jì)多臺高端液壓鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)越多,代數(shù)計(jì)算公式越接近實(shí)際,設(shè)計(jì)指導(dǎo)作用越大。這方面的工作似乎還沒有人去做。

6.2 驗(yàn)證法

將我們國內(nèi)的設(shè)計(jì)理論,如用最佳設(shè)計(jì)變量理論,換向閥最優(yōu)行程理論,蓄能器設(shè)計(jì)理論,分析國外高端液壓鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、充氣壓力等參數(shù),檢驗(yàn)是否符合我們的理論。如果大致符合,則驗(yàn)證了我們理論的正確性,如果相差很大,則要尋找原因。

6.3 代數(shù)計(jì)算公式研究

6.3.1 液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究方法的分類

理論分析與公式計(jì)算,實(shí)驗(yàn)研究,計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真是鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的三駕馬車。

三段法,最佳設(shè)計(jì)變量等屬于理論分析計(jì)算。

理論分析與公式計(jì)算是鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ),是實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值計(jì)算的的基礎(chǔ)與指導(dǎo)。

6.3.2 液壓鑿巖機(jī)代數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式的建立

公式計(jì)算必須將鑿巖機(jī)的物理(實(shí)際)模型簡化為力學(xué)模型,再進(jìn)一步簡化為數(shù)學(xué)模型,再簡化為代數(shù)公式。簡化必須是合理的,不能與力學(xué)模型有大的矛盾和沖突。

在不斷的簡化中,必然有失真,這時就要用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)去校正。這方面我們還有許多工作要做,對每一結(jié)構(gòu)類型的鑿巖機(jī),都可以研究出一套基本通用的計(jì)算公式。

6.3.3 液壓鑿巖機(jī)代數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式的輸入輸出

代數(shù)公式計(jì)算輸入的是沖擊能,沖擊頻率,沖擊末速度,進(jìn)油壓力, 輸出的是活塞質(zhì)量,活塞前后受壓面積,活塞行程,信號孔位置,閥的結(jié)構(gòu)尺寸,閥行程,開口量,鑿巖機(jī)進(jìn)油流量等等。

6.4 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究

6.4.1 液壓鑿巖機(jī)實(shí)驗(yàn)的分類

在理論分析指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究是必不可少的,我們的力學(xué)模型,數(shù)學(xué)模型是否正確,簡化是否合理,都需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。數(shù)值仿真計(jì)算就更需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了。

這里所說的實(shí)驗(yàn)主要是鑿巖機(jī)內(nèi)部機(jī)理實(shí)驗(yàn),也可是型式實(shí)驗(yàn),而不是出廠實(shí)驗(yàn)。

6.4.2 液壓鑿巖機(jī)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范

實(shí)驗(yàn)的各種條件,包括樣機(jī),液壓系統(tǒng),測量方法,儀器儀表,都應(yīng)該是明確的,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該是真實(shí)的,可重復(fù)的,重復(fù)實(shí)驗(yàn)的誤差應(yīng)該進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)的時間、地點(diǎn)與參加人應(yīng)該注明。

6.5 數(shù)值計(jì)算研究

6.5.1 數(shù)值計(jì)算的定義

數(shù)值計(jì)算就是虛擬樣機(jī)技術(shù),因此數(shù)學(xué)模型要盡可能逼近力學(xué)模型與物理模型,數(shù)值計(jì)算需要輸入的數(shù)據(jù)很多,需要詳細(xì)的鑿巖機(jī)圖紙數(shù)據(jù),否則不能稱之為虛擬樣機(jī)。

數(shù)值計(jì)算又叫動態(tài)仿真,我國在數(shù)值計(jì)算方面的論文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的動態(tài)仿真,基于MATLAB的計(jì)算機(jī)仿真,準(zhǔn)勻加速度法仿真計(jì)算,鍵合圖方法仿真,等等。

6.5.2 液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算輸入輸出的基本要求

沖擊機(jī)構(gòu)數(shù)值計(jì)算中,進(jìn)油流量必須是輸入值,而壓力是輸出值。

數(shù)值計(jì)算輸出結(jié)果不能僅僅是沖擊能,沖擊頻率等,必須能輸出活塞運(yùn)動速度、位移,換向閥的速度、位移,活塞前后腔壓力的曲線。并且能夠描述出液壓油的空化與氣蝕現(xiàn)象。

數(shù)值計(jì)算的結(jié)果曲線應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)曲線驗(yàn)證,未經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的仿真計(jì)算是不可信的。

數(shù)值計(jì)算的結(jié)果應(yīng)該是真實(shí)的,不能弄虛作假,其他人也可以重復(fù)運(yùn)行程序。

6.5.3 液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算程序的基本要求

數(shù)值計(jì)算的程序應(yīng)該模塊化,數(shù)值計(jì)算需要花費(fèi)大量的精力與時間,不是一個人短時間能夠完成的,因此數(shù)值計(jì)算的程序應(yīng)該模塊化,可以由一組人員分工,進(jìn)行編寫。

數(shù)值計(jì)算程序應(yīng)該界面友好,參數(shù)的改變,應(yīng)在界面中進(jìn)行,而不應(yīng)在程序中進(jìn)行。

數(shù)值計(jì)算的模型與程序應(yīng)該是持續(xù)改進(jìn)的,和所有的計(jì)算機(jī)軟件一樣,應(yīng)該有版本號。液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算程序應(yīng)該通用工具化,不要搞成專用工具。不能只有作者自己用,換一個人就不能用。

6.5.3 液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算程序的難點(diǎn)

虛擬樣機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)浩繁的工程,但是并不是遙不可及。內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程,牽涉到化學(xué),燃燒學(xué),熱學(xué),力學(xué),都可以做到數(shù)值仿真,并且在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)中起到重要作用。沖擊機(jī)構(gòu)的數(shù)值仿真也一定能做到,但是這要求有一個精干的團(tuán)隊(duì)和一個好的實(shí)驗(yàn)條件。

數(shù)值計(jì)算程序都是針對某一個特定的圖紙的,因此通用性較差。不要指望適合于單腔回油的鑿巖機(jī),也能適合非單腔回油的鑿巖機(jī)。也不要指望適合于芯閥結(jié)構(gòu)的鑿巖機(jī),也能適合套閥結(jié)構(gòu)的鑿巖機(jī)。這也是數(shù)值計(jì)算應(yīng)用的一個難點(diǎn)。我們至少應(yīng)該做到,對某一相同結(jié)構(gòu)類型的液壓鑿巖機(jī),具有通用性。

7 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的政策建議

7.1 以企業(yè)為主體,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合

過去幾十年,我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究是以高校和研究所為主體的,和企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)聯(lián)系較少。事實(shí)證明,我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究進(jìn)步不大,只有以有實(shí)力的大企業(yè)為主體,廠學(xué)研結(jié)合,學(xué)校與研究所自己不搞產(chǎn)品生產(chǎn),只為社會和企業(yè)提供知識與技術(shù),各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢,才是我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展道路。

7.2 以行業(yè)協(xié)會為主體,組織技術(shù)交流

與鑿巖機(jī)的生產(chǎn)、使用有關(guān)的行業(yè)有鑿巖機(jī)械氣動工具、煤炭、礦山、鐵路、水電、冶金等等,在1980年代,礦山機(jī)械行業(yè)組織過液壓鑿巖機(jī)技術(shù)交流會, 1990年代初期, 煤炭建井行業(yè)組織過液壓鑿巖機(jī)技術(shù)交流會。

8 結(jié)語

(1)對我國液壓鑿巖機(jī)研究文獻(xiàn)進(jìn)行了分類,5大類,13個小類;

(2)分析了我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)研究的不足,3個方面的不足;

(3)列舉了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)理論的主要觀點(diǎn),6大類,13個觀點(diǎn);

(4)列舉了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)中亟待解決的5大類共11個問題;

(5)提出了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的5條學(xué)術(shù)建議;

(6)提出了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的2條政策建議。

參考文獻(xiàn):

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[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7鉆機(jī)使用中易出現(xiàn)的問題與改進(jìn)[J].四川水利,2004(3).

[4] 李強(qiáng).Atlas 1838型鑿巖機(jī)六種常見故障的排除[J].工程機(jī)械,2005,36(3).

第11篇

加強(qiáng)不同學(xué)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系,增加綜合性專業(yè)實(shí)驗(yàn)的比例

環(huán)境問題的出現(xiàn)往往是多種因素相互作用的結(jié)果,因此也決定了環(huán)境工程是一門多學(xué)科相互滲透、高度綜合的交叉科學(xué),具有整體性和綜合性的特點(diǎn)。環(huán)境問題的最終解決也必需借助不同學(xué)科知識的綜合作用。環(huán)境工程專業(yè)的這種特點(diǎn)決定了在其教學(xué)過程中增加綜合性專業(yè)實(shí)驗(yàn)比例的必要性。我院目前設(shè)置了應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程、生物技術(shù)專業(yè),這些學(xué)科開設(shè)的部分課程也是環(huán)境工程專業(yè)的基礎(chǔ)課,同時這些學(xué)科的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程也比較完善。因此,可以將環(huán)境工程的一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),如有機(jī)污染物含量測定,重金屬含量測定放到化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程中,可以使環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生得到充分的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作訓(xùn)練,掌握基本的環(huán)境化學(xué)分析方法,為進(jìn)一步的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)奠定好實(shí)驗(yàn)工作基礎(chǔ)。我校環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中還體現(xiàn)了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué),無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)按照內(nèi)容優(yōu)化整合,統(tǒng)一安排、統(tǒng)一要求、嚴(yán)格考核。按照循序漸近、突出技能訓(xùn)練、創(chuàng)新發(fā)展的原則,組織教學(xué)。各課程按16~20人標(biāo)準(zhǔn)班教學(xué),每門課程至少開出一個綜合實(shí)驗(yàn)或研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。加強(qiáng)設(shè)計(jì)性課程。

對于環(huán)境工程微生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、給排水工程、水污染控制工程、大氣污染控制工程、環(huán)境質(zhì)量評價、固體廢物處理工程、噪音控制工程等專業(yè)課程分別安排課程見習(xí)一天。選修課程的見習(xí)安排列入每學(xué)期教學(xué)計(jì)劃。由于我校環(huán)境工程專業(yè)開設(shè)的各專業(yè)實(shí)驗(yàn)均附屬于相應(yīng)的理論課程,上述專業(yè)實(shí)驗(yàn)存在的問題主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多,缺乏系統(tǒng)性和綜合性。因此在環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,適當(dāng)增大了綜合性實(shí)驗(yàn)的比例。目前采用的實(shí)驗(yàn)課教材提供多個綜合性實(shí)驗(yàn)可供參考,如水處理實(shí)驗(yàn)設(shè)置了離子交換實(shí)驗(yàn),顆粒自由沉淀實(shí)驗(yàn),活性污泥法實(shí)驗(yàn);環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)設(shè)置了微生物的染色,培養(yǎng)菌的制備和滅菌,細(xì)菌純種分離、培養(yǎng)和接種技術(shù);環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)設(shè)置了水中氟化物的測定,生化需氧量的測定,水中揮發(fā)酚的測定,污水和廢水中油的測定,廢水中苯系化合物的測定,校園空氣中二氧化硫的測定等綜合性實(shí)驗(yàn)。以上綜合性實(shí)驗(yàn)結(jié)合了分析化學(xué)實(shí)驗(yàn),化工原理實(shí)驗(yàn),生物技術(shù)實(shí)驗(yàn),水處理工程實(shí)驗(yàn)等多個學(xué)科的知識,它要求學(xué)生在掌握了一定的基礎(chǔ)理論知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用多種課程知識去分析問題、解決問題。這種綜合性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動手能力、數(shù)據(jù)處理能力,以及培養(yǎng)學(xué)生掌握各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作技術(shù),在以后工作中能迅速適應(yīng)工作的需要。這種綜合性實(shí)驗(yàn)也對指導(dǎo)老師提出了較高要求,不但要了解相關(guān)知識,還要根據(jù)我院各個專業(yè)已有的條件設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案,或?qū)滩囊延械膶?shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的改進(jìn),確保學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課順利進(jìn)行。

充分利用多媒體及網(wǎng)絡(luò)教學(xué),促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點(diǎn),通過教學(xué)設(shè)計(jì),合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體,并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合,共同參與教學(xué)全過程,達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。目前多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中借助多媒體完成實(shí)驗(yàn)過程還不夠普及。盡管在技術(shù)以及軟件上已經(jīng)不存在問題,但在教學(xué)觀念、人員培訓(xùn)及課時安排等方面仍然有很多問題需要解決,這些都制約了多媒體及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用。我院在搬遷到新校區(qū)后,實(shí)驗(yàn)場地及教學(xué)條件得到了極大的改善,基本上每個專業(yè)實(shí)驗(yàn)室都配備了多媒體設(shè)備,為多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了很好的硬件條件。在此基礎(chǔ)上不斷完善軟件條件,通過購買,下載免費(fèi)共享,自主開發(fā)等方式制作虛擬實(shí)驗(yàn)課件,建立仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由于環(huán)境問題的產(chǎn)生是多種因素照成的結(jié)果,針對某一環(huán)境問題的工程設(shè)計(jì)方案由多個步驟和環(huán)節(jié)組成。例如廢水脫氮除磷常用的厭氧/缺氧/好氧活性污泥法(A/A/O-Anaerobic/Anoxic/Oxic)是應(yīng)用最廣泛的污水處理技術(shù)之一,廢水需經(jīng)過厭氧池,缺氧池,好氧池三個步驟的處理,這三個步驟中每一個處理單元都有不同的形式可供選擇,此外A/A/O工藝也不斷地發(fā)展和完善,出現(xiàn)了一大批改良型的A/A/O工藝,如倒置A/A/O、UCT、MUCT、VIP、OWASA、JHB等等。一個綜合性實(shí)驗(yàn)方案無法將這些步驟和環(huán)節(jié)全部包括進(jìn)來,而且涉及到的處理設(shè)備也不可能全部購買。

為了解決上述的制約實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的矛盾,我們可以借鑒國內(nèi)外部分高校的虛擬實(shí)驗(yàn)室制作方案,逐步構(gòu)建環(huán)境工程仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以將一些在實(shí)驗(yàn)室中做不到的,或由于設(shè)備不透明而無法觀察實(shí)驗(yàn)整個過程的問題,通過在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)來解決。以上特點(diǎn)對培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)的能力很有幫助。由于仿真實(shí)驗(yàn)不需要實(shí)際建造設(shè)備,不受實(shí)際運(yùn)行周期影響,能迅速取得結(jié)果,學(xué)生可以通過計(jì)算機(jī)對專業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),彌補(bǔ)實(shí)作實(shí)驗(yàn)的不足。這種設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)方案,選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路及步驟等。在模擬實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生始終是實(shí)驗(yàn)活動的主體,體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育思想,有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性。模擬實(shí)驗(yàn)的方式給學(xué)生提供了較寬闊的思維空間和選擇余地,使學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力及創(chuàng)新能力得到提高。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,利用網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)多媒體教學(xué)環(huán)境逐漸成為現(xiàn)代教育中一種重要的教學(xué)方式。高校多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是一個開放性、互動性的平臺,不受時間和空間的限制,拓展了傳統(tǒng)教學(xué)方式,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)也可以借助這一平臺開展教學(xué)活動,建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室就是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個研究方向。環(huán)境工程許多專業(yè)知識需要一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能更好地理解,多媒體網(wǎng)絡(luò)資源可以幫助學(xué)生獲得這方面的感性認(rèn)識。學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室可以很方便地對有疑惑的知識點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證,不受時間和空間的限制,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生主動學(xué)習(xí)相關(guān)知識,培養(yǎng)了實(shí)踐能力。

與科研課題相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力

通過采用綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與科研相結(jié)合的方式,把科學(xué)研究引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在老師的指導(dǎo)下,結(jié)合課題,學(xué)生學(xué)會如何查找資料,在工程實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問題解決問題。這種訓(xùn)練方式使學(xué)生的知識來源多渠道和多元化,開闊他們的眼界,使其了解本學(xué)科的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,為他們今后在實(shí)際工作中指明了努力的方向。指導(dǎo)老師充分利用現(xiàn)有的先進(jìn)科研實(shí)驗(yàn)裝置和科研成果,向?qū)W生傳授技術(shù),并盡可能地利用新手段和新方法解決實(shí)驗(yàn)問題,同時組織學(xué)生參加國內(nèi)外專家學(xué)者來校開展的相關(guān)講座,以使學(xué)生掌握學(xué)科的前沿動態(tài)。與科研課題相結(jié)合,可采用學(xué)生從大二開始參與老師科研活動的方式。學(xué)生自主報名,老師選擇。學(xué)生利用課余時間跟隨老師參與科研。通過系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生科研能力和實(shí)踐動手能力,使學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)研究方法和實(shí)驗(yàn)操作技能。對于一些有大量教學(xué)任務(wù)和科研項(xiàng)目的老師,可采取這種方式使本科生和研究生一樣接受系統(tǒng)的訓(xùn)練,承擔(dān)起一些助教和助研的任務(wù)。這些訓(xùn)練包括做實(shí)驗(yàn)、寫報告,明確教學(xué)要求和重點(diǎn),如何解決學(xué)生中可能出現(xiàn)的問題,如何評分等。#p#分頁標(biāo)題#e#

這種參與助教和助研的方式能夠增加學(xué)生的成就感和責(zé)任感,更好地調(diào)動起學(xué)生的積極性和主動性,同時能夠加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際工作能力。環(huán)境工程是一個實(shí)踐性與工程性很強(qiáng)的學(xué)科,主要任務(wù)是運(yùn)用工程手段防止、控制和解決有關(guān)環(huán)境污染問題。環(huán)境工程本科生的培養(yǎng)目標(biāo)涉及到供水處理廠、污水處理廠、各種除塵設(shè)備與裝置、垃圾處理場等的規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理等,都具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和工程性。這也要求我們在校期間就培養(yǎng)學(xué)生具有一定的工程實(shí)踐能力、運(yùn)行管理能力。通過學(xué)生參與老師研究項(xiàng)目,形成以工程為導(dǎo)向的新實(shí)踐教學(xué)方式,學(xué)生得到工程基本技能訓(xùn)練,增強(qiáng)了工程實(shí)踐能力和對未來工作的適應(yīng)能力。將專業(yè)實(shí)驗(yàn)課與實(shí)際工程密切聯(lián)系以后,學(xué)生能較早地接觸工程實(shí)際,了解和熟悉未來可能從事的工作,從而走上工作崗位以后能夠很快勝任工作,受到用人單位的歡迎。學(xué)生參與研究項(xiàng)目的教學(xué)方式也對老師提出了更高要求,他們需要規(guī)劃研究方案,申請項(xiàng)目,與企業(yè)聯(lián)系等,促使老師在科研、工程開發(fā)工作中提高水平,同時其自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)反過來有助于更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

第12篇

【摘 要】化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室是集方便、快捷、可視、直觀、環(huán)保與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等特點(diǎn)于一身的實(shí)驗(yàn)軟件。它既是化學(xué)課堂的教學(xué)平臺,也是教師制作課件的平臺,又是教師與學(xué)生交互式學(xué)習(xí),促進(jìn)教學(xué)相長的平臺,它的出現(xiàn)為教學(xué)注入了新的活力。平臺能充分利用自身特點(diǎn)提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的成功率,使學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)由感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識,改變學(xué)生只對化學(xué)表面現(xiàn)象的淺性認(rèn)識,促進(jìn)學(xué)生化學(xué)思維的進(jìn)一步提升。下面筆者介紹在教學(xué)實(shí)踐中設(shè)計(jì)并應(yīng)用于課堂教學(xué)的實(shí)驗(yàn)案例一則。

關(guān)鍵詞 教學(xué)實(shí)踐;滴定操作;仿真實(shí)驗(yàn)

一、教材分析

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中,對溶液酸堿度控制十分重要。因此,有必要使學(xué)生掌握測定酸堿度的技術(shù),而酸堿中和滴定恰好是最基本的測定方法。

在教材中,重點(diǎn)討論了酸堿中和滴定原理中的三個內(nèi)容:(1)滴定實(shí)質(zhì)(2)滴定計(jì)算依據(jù)及方法(3)滴定終點(diǎn)判斷方法。接著教材以HCl標(biāo)準(zhǔn)液滴定NaOH未知液為例,詳細(xì)介紹了滴定過程所用儀器、操作步驟、注意點(diǎn)。根據(jù)滴定中PH值、HCl溶液體積記錄畫出“PH值—V(酸)”的曲線圖,進(jìn)而詳細(xì)討論曲線變化規(guī)律,突變范圍出現(xiàn)原因。教材結(jié)束雖然沒有提出誤差分析,但該知識點(diǎn)在高考中有一定參考價值,故老師加入該部分教學(xué)內(nèi)容。

本節(jié)課就是利用仿真實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生模擬滴定過程,數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)、處理、繪制曲線并誤差分析。不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,而且增強(qiáng)了學(xué)生統(tǒng)計(jì)分析能力和自主獲取知識能力,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能:(1)掌握酸堿中和滴定的原理及操作步驟,學(xué)習(xí)各種儀器的使用方法。

(2)理解滴定過程中PH值隨標(biāo)準(zhǔn)液加入變化的曲線關(guān)系,會初步選用合適的指示劑。

2.過程與方法:用仿真實(shí)驗(yàn)法、網(wǎng)絡(luò)搜索法來培養(yǎng)同學(xué)們用“用已知測未知”的實(shí)驗(yàn)思想。

3.情感態(tài)度與價值觀:運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)、多媒體情景調(diào)動學(xué)習(xí)情緒和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)同學(xué)們環(huán)保意識和自主獲取知識的能力。

三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.滴定操作中原理、操作步驟及各儀器的使用方法。

2.滴定過程中PH值隨標(biāo)準(zhǔn)液加入變化的曲線關(guān)系。

四、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一:【幻燈】引起水質(zhì)污染的四張圖片(工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、酸雨)

【師】 有這樣一句順口溜反映了近幾十年來我國河流的水污染日趨嚴(yán)重。“七十年代,淘米洗菜;八十年代,澆花灌溉;九十年代,魚蝦絕代。”提高環(huán)保意識,防止環(huán)境污染是每一個公民的責(zé)任。

【過渡】當(dāng)然,隨著生活水平提高,人類越來越認(rèn)識到水質(zhì)對人類生存的重要性,國家也出臺了水質(zhì)檢查常見項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)。

【幻燈】科學(xué)全面地評價水質(zhì)的優(yōu)劣需要檢測許多項(xiàng)目:水溫、酸堿度(PH值)、固體懸浮物等。

【師】水溫很容易檢測,那溶液的酸堿濃度如何檢測呢?這節(jié)課我們就來解決這方面的問題。

設(shè)計(jì)意圖:“讓學(xué)生在生動具體的情景中學(xué)習(xí)”是化學(xué)新課程倡導(dǎo)的理念之一。本環(huán)節(jié)正是從現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的水質(zhì)污染來源與國家水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)創(chuàng)造有效的學(xué)習(xí)情景,不僅使枯燥無味的滴定實(shí)驗(yàn)變的生動具體、饒有興趣,而且使學(xué)生主動學(xué)習(xí)課堂知識,掌握課堂技能。不僅使教學(xué)內(nèi)容充滿豐富的情感,而且增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識。

環(huán)節(jié)二:【師】問題1:中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么?當(dāng)酸堿剛好完全反應(yīng)時,H+與OH-物質(zhì)的量的關(guān)系是什么?

問題2: 有C1mol/L的NaOH溶液V1L,需加入C2mol/L的HCl溶液V2L才能完全中和,則有:C1=C2=

【生】回答問題,得出酸堿中和滴定啟示。

【過渡】我這有一瓶未知濃度的NaOH溶液,我們就來滴定它濃度是多少?

【幻燈】實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)儀器、信息提示(指示劑變色范圍)

【師】介紹酸堿滴定管

【生】網(wǎng)絡(luò)搜索 酸堿中和滴定視頻觀看。

設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)以網(wǎng)絡(luò)資源為平臺進(jìn)行教學(xué)。鑒于仿真實(shí)驗(yàn)平臺有一定的局限性(見下文教學(xué)反思),故讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜索滴定視頻,學(xué)習(xí)滴定操作過程,以完善課堂教學(xué)內(nèi)容。當(dāng)然這一過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生勇于探索,積極進(jìn)取的精神,而且使學(xué)生的學(xué)習(xí)從課堂內(nèi)延伸到課堂外,也為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)三:【師】開啟酸堿中和滴定仿真實(shí)驗(yàn)界面,講解相應(yīng)儀器屬性內(nèi)容。

【生】進(jìn)行滴定操作過程及數(shù)據(jù)處理過程。

[注:v(加HCl酸)、v(加NaOH堿)、v(溶液)、PH值都為可變數(shù)據(jù)]

【師】PH值—加HCl酸體積的曲線變化規(guī)律是什么?

【生】畫出PH值—加HCl酸體積的曲線變化。

【師】改用甲基橙作為指示劑,其變化曲線與C(NaOH)又是怎樣的?

【生】 錐形瓶屬性中改用甲基橙指示劑進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)操作。

【幻燈】問題4: 酸堿中和滴定PH值變化曲線規(guī)律是什么?

問題5:已知未知液C(NaOH)為0.008mol/L,酸堿中和滴定選用甲基橙或酚酞作指示劑,但它們在滴定終點(diǎn)的變色點(diǎn)并不是PH=7,這樣對中和滴定終點(diǎn)的判斷有沒有影響?如何選用合適的指示劑?(用數(shù)據(jù)說明)

【生】回答,老師點(diǎn)評總結(jié)

設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生利用仿真實(shí)驗(yàn)平臺虛擬學(xué)習(xí)滴定過程,直觀顯示V(酸)、V(堿)、PH值的變化,繪制并分析了PH—V(酸)的曲線變化過程,學(xué)會選用合適的指示劑。此環(huán)節(jié)不但顯示仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)越性,而且充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

環(huán)節(jié)四【生】反思總結(jié)操作過程、計(jì)算過程中疑惑點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)搜索質(zhì)疑點(diǎn)。

【幻燈】提供搜索參考內(nèi)容。

搜索:

關(guān)鍵詞 [酸堿中和滴定 錯誤操作 酸堿濃度 測定辦法]

設(shè)計(jì)意圖:利用網(wǎng)絡(luò)知識完善滴定操作知識,如誤差分析,酸堿測定其它辦法等等。整個過程不僅激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的積極性,而且培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力,更讓學(xué)生保持獨(dú)立的探索精神,使整個課堂顯的有血有肉,充滿豐富的情感。

五、教學(xué)反思

1.化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)平臺的優(yōu)點(diǎn)

(1)貫徹了綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思想

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思想指在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作過程中應(yīng)盡可能符合“綠色化學(xué)”的思想。它要求在設(shè)計(jì)上優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,操作上嚴(yán)格控制藥品用量,循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)試劑與產(chǎn)物,從根本上消除污染,防止污染對環(huán)境的破環(huán)。

仿真實(shí)驗(yàn)室正是綠色化學(xué)理念在化學(xué)教學(xué)中的具體體現(xiàn)。例如酚酞指示劑用量嚴(yán)格控制到0.001mol,盡可能減少試劑用量,節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品,達(dá)到試劑微量化要求。未知液、標(biāo)準(zhǔn)液能精確控制在25ml以下,既節(jié)約了試劑,又達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑑艋藢?shí)驗(yàn)環(huán)境,達(dá)到了試劑定量化要求。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程中,往往因?yàn)椴僮麇e誤,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)完全失敗,結(jié)果需要重新配置標(biāo)準(zhǔn)液,重新滴定,而在仿真實(shí)驗(yàn)中只要點(diǎn)擊重新開始鍵,這就是對試劑產(chǎn)物的循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)思想中的3R原則(減量化、再利用、再循環(huán))。

(2)縮短實(shí)驗(yàn)時間,增加實(shí)驗(yàn)成功率。

仿真實(shí)驗(yàn)室能省去真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中許多簡單的勞動。例如:溶液的配置,實(shí)驗(yàn)儀器的準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)裝置的搭建。如果對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)為教學(xué)軟件,可以在不同時間、不同場合中對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次模擬訓(xùn)練。

對于那些課堂上無法演示的實(shí)驗(yàn),同樣可以借助于仿真實(shí)驗(yàn)室達(dá)到良好的教學(xué)效果。例如:次氯酸見光分解實(shí)驗(yàn),在真實(shí)環(huán)境中分解速度慢,很難觀察到氣泡產(chǎn)生和氯水顏色變化,而在虛擬環(huán)境中可以調(diào)節(jié)分解速度,顏色變化,這樣既可以讓學(xué)生節(jié)省實(shí)驗(yàn)時間,集中精力研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象本身的特性與規(guī)律,又可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂的教學(xué)效果。

(3)有利于避免真實(shí)操作過程中帶來各種危險

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要手段,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室更是師生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要場所。故師生在研究學(xué)習(xí)化學(xué)過程中不可避免地接觸一些有毒的化學(xué)藥品,有危險的實(shí)驗(yàn)操作。例如:氯氣的制取,濃硫酸的稀釋。這些實(shí)驗(yàn)對師生身體健康的影響不可忽視。研究調(diào)查表明:大多數(shù)老師不愿做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原因也在于此。而仿真實(shí)驗(yàn)室可以為學(xué)生提供虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,讓學(xué)生感到錯誤操作帶來的危害性,這樣也能給學(xué)生留下深刻的印象,引起對安全規(guī)范操作的重視,減少有毒藥品的泄漏,降低化學(xué)事故的發(fā)生概率。

(4)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)更簡單、直接,更具說服力

化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室能夠用相應(yīng)的編程軟件來代替人眼讀取數(shù)據(jù),手工記錄數(shù)據(jù),人腦統(tǒng)計(jì)、分析、處理數(shù)據(jù),更使學(xué)生擺脫了繁瑣的計(jì)算過程。例如:在CEM文件中編輯了PH=-log10(1000*n1/v3),結(jié)果在實(shí)驗(yàn)平臺中直接顯示了PH值變化,也直接顯示了“PH值—V(酸)”的數(shù)據(jù)變化。讓學(xué)生在每一時刻的瞬間都能看到實(shí)驗(yàn)變化情況,而后利用所學(xué)知識系統(tǒng)全面分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更好地理解概念,掌握規(guī)律。

實(shí)踐也證明:大部分學(xué)生能夠充分相信,完全接受實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。例如:滴定過程中突變范圍的出現(xiàn)。使用仿真實(shí)驗(yàn)平臺不僅開闊了學(xué)生眼界,改變實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理方案、手段,而且簡化了數(shù)據(jù)處理過程,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說服了,教學(xué)效果更顯著。

2.在操作設(shè)計(jì)與應(yīng)用中幾個需要探討改進(jìn)的地方

在操作設(shè)計(jì)與應(yīng)用中,可能是自己的制作技術(shù)不到位,也有可能是仿真實(shí)驗(yàn)室自身有一定缺陷,感覺有幾個地方不夠完善,顯的尤為遺憾。

(1)在中和滴定操作過程中,要求眼睛注視錐形瓶,右手滴加標(biāo)準(zhǔn)液左手旋搖錐形瓶,但實(shí)驗(yàn)平臺中沒有手搖動作設(shè)置。

(2)以鹽酸滴定氫氧化鈉,酚酞作指示劑為例,滴定到終點(diǎn)時,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為恰好出現(xiàn)無色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)到粉紅色。實(shí)驗(yàn)操作平臺這一過程與現(xiàn)實(shí)滴定相互比較略有欠缺,平臺中不能顯示終點(diǎn)前滴加一滴標(biāo)準(zhǔn)液時,由粉紅色變?yōu)闊o色,震蕩又變?yōu)榉奂t色,再滴加一滴,溶液再由粉紅色變?yōu)闊o色,半分鐘后不再恢復(fù)為粉紅色這一關(guān)鍵現(xiàn)象變化。

(3)酸堿滴定管本身就是精確的溶液量取儀器,在數(shù)據(jù)處理過程中,滴定管要求精確讀數(shù)到0.01ml,可在確定讀數(shù)時只能到小數(shù)點(diǎn)后一位。例如:滴加標(biāo)準(zhǔn)液18.25ml,但讀數(shù)只能顯示18.3ml,顯然會增大最終誤差,這是任何一位化學(xué)工作者所不愿發(fā)生的。雖然誤差不可避免,但應(yīng)當(dāng)要求在可能的情況下把誤差減為最小。

(4)學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)平臺操作過程中,難免會心浮氣躁,在標(biāo)準(zhǔn)液滴加到終點(diǎn)時一下子滴加過量,沒有觀察到顏色與PH值的變化過程,如果在平臺中有“退一步”操作鍵,那必將成為實(shí)驗(yàn)一大亮點(diǎn),使教學(xué)更完美,效果更顯著!

化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室作為一種新的教學(xué)工具,具有再現(xiàn)功能和模擬真實(shí)情景功能。正是由于其虛擬性,才使其具備了真實(shí)實(shí)驗(yàn)中所沒有的特殊優(yōu)勢。它可以把因儀器短缺,藥品有毒,操作危險等因素而受限制的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬再現(xiàn),也可以節(jié)約時間、空間、資金,改善實(shí)驗(yàn)條件,改進(jìn)教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生思想,開闊學(xué)生眼界,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。雖然仿真實(shí)驗(yàn)室還不能完全取代實(shí)驗(yàn)教學(xué),但事實(shí)證明:只要運(yùn)用恰當(dāng)方法將虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來,必定成為提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的新方案。

課題論文:2014年4月 江蘇省實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究第二期課題

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