時間:2023-03-03 15:44:36
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇虛擬化學(xué)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
高錳酸鉀制取氧氣是利用酒精燈、試管、鐵架臺、導(dǎo)管、集氣瓶、水槽等儀器,通過加熱高錳酸鉀制取氧氣,利用排水法來收集氧氣。學(xué)生不僅要掌握實(shí)驗(yàn)原理、目的,實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的使用方法及注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)步驟、化學(xué)方程式的書寫等內(nèi)容,還要培養(yǎng)觀察、分析能力和實(shí)踐操作能力。
(二)《高錳酸鉀制取氧氣》的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
(1)通過虛擬實(shí)驗(yàn)中的文本展示工具,使學(xué)習(xí)者了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和方法?/p>
(2)通過對虛擬實(shí)驗(yàn)的操作,掌握藥品的選擇以及儀器連接的先后順序,能夠動手制取氧氣。
(3)通過對實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象的觀察、分析實(shí)驗(yàn)反應(yīng)機(jī)制,加深對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知和理解。
(三)《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實(shí)驗(yàn)活動設(shè)計(jì)
學(xué)生要完成虛擬實(shí)驗(yàn)首先需要安裝Secondlife客戶端,進(jìn)入Secondlife虛擬環(huán)境,通過以下流程完成整個虛擬實(shí)驗(yàn)。
(1)準(zhǔn)備階段:學(xué)習(xí)者通過Secondlife提供的地圖工具搜索到虛擬實(shí)驗(yàn)室地標(biāo)并通過瞬間移動工具進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室。
(2)實(shí)驗(yàn)階段:學(xué)習(xí)者通過人-機(jī)交互選擇事先通過3D建模工具創(chuàng)建好的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器、藥品并通過資源工具查詢相關(guān)儀器的使用方法及實(shí)驗(yàn)裝置圖,完成實(shí)驗(yàn)儀器的裝置;點(diǎn)擊各個實(shí)驗(yàn)儀器、添加藥品來完成實(shí)驗(yàn)。
(3)評價反饋階段:教師根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)記錄對學(xué)習(xí)者本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一個綜合評價,并將評價結(jié)果通過評價反饋系統(tǒng)及時反饋給學(xué)習(xí)者。
二、《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)
本研究以《高錳酸鉀制取氧氣》為例設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。以實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)為理論基礎(chǔ)從場景及模型設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、支持工具設(shè)計(jì)、特效設(shè)計(jì)、評價設(shè)計(jì)這幾方面設(shè)計(jì)三維虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
(一)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的場景及模型主要虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備組成
虛擬教室由講臺、桌椅、多媒體系統(tǒng)、音響設(shè)備、電子白板、書柜、書、電腦組成,供學(xué)習(xí)者實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行交流、報(bào)告、探究、形成實(shí)驗(yàn)結(jié)論。虛擬實(shí)驗(yàn)室主要由實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)操作臺、水池、藥品柜、滅火設(shè)備為為學(xué)習(xí)者完成實(shí)驗(yàn)并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。儀器設(shè)備主要是酒精燈、試管、鐵架臺、導(dǎo)管、集氣瓶、水槽、鐵夾、燒杯。藥品耗材主要是高錳酸鉀等。
(二)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)人機(jī)交互設(shè)計(jì):在實(shí)驗(yàn)中通過操作交互,學(xué)習(xí)者能夠感受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的控制感和體驗(yàn)感。在Secondlife中,利用創(chuàng)建工具可以實(shí)現(xiàn)簡單的“點(diǎn)擊”“移動”“坐在上面”等操作,Secondlife提供的林登腳本語言可以設(shè)置改變物體的性質(zhì)、運(yùn)動方式、運(yùn)動軌跡、對外力的反應(yīng)等等,能夠較好地支持學(xué)習(xí)者的操作交互。
(2)交流工具:學(xué)習(xí)者在實(shí)驗(yàn)過程中和老師、同伴交流的方式主要有在線的同步交流和異步交流。
(三)支持工具設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)支持工具是指支持學(xué)習(xí)者完成實(shí)驗(yàn)的所有工具,本研究的支持工具主要包括搜索工具、資源工具、實(shí)驗(yàn)認(rèn)知工具、評價反饋工具等。搜索工具主要是地圖工具和瞬間移動工具通過它們是搜索定位各種學(xué)習(xí)場所、用戶,并瞬間移動到目的地。資源工具包含Secondlife內(nèi)部資源和外部資源。內(nèi)部資源主要是3D瀏覽器;外部資源包括各大搜索引擎。這些工具可以搜索Secondlife內(nèi)部和外部各種信息資源實(shí)驗(yàn)認(rèn)知工具主要包括3D建模工具、拍攝工具、記事本工具主要為為實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)習(xí)者觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、采集數(shù)據(jù)提供支持。評價反饋工具主要包括問卷系統(tǒng)(choicer、Quizchair)、學(xué)習(xí)記錄系統(tǒng)(Tracker)、Web-Intercom,為實(shí)驗(yàn)后學(xué)習(xí)者自評、反思以及教師評價反饋提供支持。
(四)特效設(shè)計(jì)
在Secondlife中,通過粒子系統(tǒng)結(jié)合林登腳本語言可以營造煙霧、火焰、氣體、雪花等各種現(xiàn)象。在本實(shí)驗(yàn)中酒精燈加熱的火焰、水槽里面的氣泡、集氣瓶中的氧氣、反應(yīng)過程中的煙霧、藥品晶體的狀態(tài)變化等效果都可以通過粒子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
論文摘 要:虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境和數(shù)字圖書館的整合是近幾年高校圖書館推行的新型服務(wù)模式。本文探討了利用圖書館現(xiàn)有數(shù)字資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合。分析了數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境整合后對圖書館服務(wù)所起的作用和存在的問題,以及如何完善這些問題等。
1 數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境整合概述
數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合是將學(xué)生的學(xué)習(xí)資源、教師的課件資源和圖書館的數(shù)字資源融合在一起。學(xué)生通過教學(xué)過程獲取知識的方式和通過圖書館獲取信息的方式均發(fā)生了巨大變化,導(dǎo)致了圖書館服務(wù)從傳統(tǒng)服務(wù)向虛擬服務(wù)的擴(kuò)展。
1.1 有利于圖書館服務(wù)角色的改變
圖書館的服務(wù)從傳統(tǒng)對圖書資料的開發(fā)利用,重視對教師課件資源和考卷資源的開發(fā),到承擔(dān)起利用元數(shù)據(jù)對其組織、描述、加工和整理的任務(wù),將學(xué)生的學(xué)習(xí)資源、教師的課件資源和圖書館資源與服務(wù)融合在一起,并建立一個統(tǒng)一的信息訪問平臺。對來源各異、不同媒體的信息資源進(jìn)行整合,利用統(tǒng)一的界面為讀者提供一個一站式學(xué)習(xí)、無縫檢索的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。
1.2 拓展了圖書館的服務(wù)模式
數(shù)字圖書館的建設(shè)是為了高效率利用圖書館資源,解決傳統(tǒng)圖書館信息搜集、整理、加工服務(wù)過程中的局限性和低效率,以滿足讀者對圖書館信息資源的需求。與傳統(tǒng)圖書館的服務(wù)相比,數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合建立起了以數(shù)字圖書館為平臺發(fā)展起來的虛擬服務(wù)、個性化服務(wù)、虛擬參考服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航服務(wù)。它包括:館際互借與電子文獻(xiàn)的傳播、公共書目查詢、數(shù)字資源全文的獲取、在線閱讀、用戶培訓(xùn)課件等等。如:一個讀者想續(xù)借、預(yù)約、館際互借圖書,這些都可以在網(wǎng)上通過圖書館網(wǎng)頁得以完成。
1.3 有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境是在網(wǎng)絡(luò)條件下產(chǎn)生的,它具有明顯的特征:技術(shù)性、開放性、學(xué)習(xí)資源的豐富性及共享性、學(xué)習(xí)的自主性等等。數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合可以滿足不同讀者的不同的學(xué)習(xí)需求。數(shù)字圖書館具有的便于儲存、組織、檢索、復(fù)制和傳輸?shù)忍攸c(diǎn),使讀者可以按照自己的意愿來進(jìn)行,沒有了條條框框的束縛。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬學(xué)習(xí)調(diào)動讀者的感官認(rèn)識,使其產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,并能變被動為主動。借助網(wǎng)絡(luò)這個平臺,大家在這種學(xué)習(xí)環(huán)境中,可以借助于各種先進(jìn)的學(xué)習(xí)軟件、工具和平臺,對共同感興趣的東西和學(xué)習(xí)過程中遇到的難題,進(jìn)行自由交流、互動、討論和協(xié)作,共享彼此的觀點(diǎn)、思想、資源、知識、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和集體智慧。不僅學(xué)習(xí)到了知識,而且獲得了學(xué)習(xí)能力的提升。
1.4 有利于同學(xué)之間,學(xué)生與教師之間的交流
傳統(tǒng)的教育方式是受教育者與施教者,兩者之間根本不可能實(shí)現(xiàn)所有學(xué)生與教師之間的互動。虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境下,教育不再是單純的只在校園或者在教室內(nèi)的行為模式,學(xué)生對教師的依賴性減少了。雖然虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)生與教師在空間上是分離的,但他們通過電子郵件、語音聊天等諸多形式相互聯(lián)系,甚至可以在網(wǎng)上組織學(xué)習(xí)小組。在這個學(xué)習(xí)環(huán)境中,他們可以很自由的和老師、同學(xué)進(jìn)行在線交流,相互學(xué)習(xí)。學(xué)生可以向老師提出問題,尋求老師的幫助。老師也可以隨時抽查學(xué)生作業(yè),并對作業(yè)提出意見和要求。所以說虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境更能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、互動性。
2 數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境整合中存在的問題
2.1 技術(shù)層次低
虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境依托于數(shù)字圖書館的發(fā)展,但數(shù)字圖書館涉及到圖書館本身結(jié)構(gòu)的數(shù)字化以及管理程序、信息傳遞過程的數(shù)字化。它的形成必須依靠館藏信息資源的信息數(shù)字化。數(shù)字圖書館是以數(shù)字化的形式,將文字、圖像、聲音、動畫等多種形式的信息存儲在光、磁等非紙質(zhì)載體上,通過計(jì)算機(jī)和其它外部設(shè)備再現(xiàn)的信息資源。在發(fā)展過程中一些技術(shù)問題還不夠完善。如:信息編碼技術(shù)、通訊技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)和用戶接口技術(shù)等。這些技術(shù)問題涉及到資源的內(nèi)容、結(jié)構(gòu),造成了讀者下載資料困難??色@取的資源太少,因而不能真正提供“一站式”的服務(wù)。
2.2 資源有限
數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合是為了讓讀者獲取更多圖書館資源,為讀者提供經(jīng)數(shù)字化處理的多樣化、全球共享的學(xué)習(xí)材料和學(xué)習(xí)對象。而在具體使用過程中,由于受到各種因素的制約,如:圖書館經(jīng)費(fèi)制約、傳統(tǒng)圖書館的制約、知識產(chǎn)權(quán)等等,造成向讀者提供資源有限。目前,高校館藏?cái)?shù)字化主要集中在學(xué)位論文、會議論文等電子資源(電子期刊、電子圖書等),對多媒體資源及網(wǎng)絡(luò)資源收集加工比較少,對圖片、音頻、視頻、光盤等類型的資源提供的檢索途徑比較少。
2.3 讀者利用的效率不高
在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中,數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺與圖書館管理系統(tǒng)的整合面臨較大困難,如果不對他們進(jìn)行整合,或者整合不合理,都會給讀者造成極大的不便。目前國內(nèi)許多圖書館資源與服務(wù)分布較散,一站式信息服務(wù)未能實(shí)現(xiàn)。一方面高校數(shù)字圖書館在資源整合過程中普遍存著數(shù)據(jù)缺乏規(guī)范,造成用戶獲取資料困難;另一方面圖書館資源內(nèi)容采集不全,有些數(shù)據(jù)庫的期刊在整合系統(tǒng)中沒有收集。這些都是造成讀者利用效率不高的重要原因。
3 加強(qiáng)數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境整合的舉措
3.1 提高整合技術(shù),完善整合后的系統(tǒng)功能
3.1.1 信息資源整合
信息資源的整合應(yīng)以館藏書目資源為核心,選擇本校特色主題制作成獨(dú)具特色的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫或者專題數(shù)據(jù)庫,對數(shù)目數(shù)據(jù)庫、全文數(shù)據(jù)庫和一些免費(fèi)提供短期服務(wù)的數(shù)據(jù)庫、自建數(shù)據(jù)庫等多種載體進(jìn)行全方位的提示與整合。對讀者比較常用的資源,如電子期刊、電子圖書、學(xué)位論文、會議論文等數(shù)字資源通過圖書館主頁提供給讀者。
3.1.2教師課件的整合
對全校優(yōu)秀教師的教學(xué)方法、課程需要的資源等加以整合,以充實(shí)到虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中。
3.1.3 建立信息資源導(dǎo)航庫
根據(jù)讀者需求,搜索、選擇、挖掘Internet中的信息資源,下載到本館或本地網(wǎng)絡(luò)中,經(jīng)過分類、標(biāo)引、組織,通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式提供給用戶。
圖書館將這些整合出來的數(shù)字資源,通過一定的檢索方法,如關(guān)鍵詞、題名以及學(xué)科分類等檢索點(diǎn)提供給讀者。對數(shù)據(jù)庫的檢索界面應(yīng)遵循簡單、友好的原則。對于教師課件參考文獻(xiàn)及教學(xué)參考書目與圖書館目錄建立技術(shù)上的鏈接,達(dá)到虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境和數(shù)字圖書館相融合的結(jié)合體。
3.2 加強(qiáng)讀者信息檢索技能的培訓(xùn)
對讀者群的培訓(xùn)。從低年級的入館教育到高年級的文獻(xiàn)檢索課的教育要分層次逐步開展,以達(dá)到即對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn),又對圖書館資源起到宣傳作用。目前高校文獻(xiàn)檢索課還不普及,而且大都是選修課,參加的人數(shù)不多。為拓展圖書館的宣傳力度,培養(yǎng)學(xué)生利用文獻(xiàn)信息資源的主動性,應(yīng)在全校范圍內(nèi)提高文獻(xiàn)檢索課教學(xué)力度,將文獻(xiàn)檢索課納入必修的范疇,讓文獻(xiàn)信息檢索知識成為學(xué)生走向社會后必不可少的知識點(diǎn)。
加強(qiáng)對讀者檢索能力的培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容包括具體的操作,如計(jì)算機(jī)檢索、網(wǎng)絡(luò)查詢及網(wǎng)絡(luò)通訊方法等方面。使光盤數(shù)據(jù)庫、多媒體網(wǎng)絡(luò)資源成為讀者獲取信息的主要渠道。
3.3 對讀者信息需求的分析
3.3.1依賴心理
隨著圖書館服務(wù)的更新,讀者可以通過計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)查找他所需要資料。但讀者還是希望通過一個界面能方便快捷的查找資料以及教學(xué)課件等。
3.3.2 求便心里
讀者在利用虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境時,傾向于手續(xù)簡便、網(wǎng)絡(luò)搜索引擎與入口提供單一的檢索點(diǎn)。
3.3.3 求新心里
由于信息量大,更新快,讀者在利用時希望獲取的是最新的、經(jīng)過篩選、具有高質(zhì)量的資源與環(huán)境。
對讀者信息需求的分析,是了解讀者在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)過程的一般需要,以便在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)建中更好地整合各種數(shù)字資源、教學(xué)資源,做到有的放矢。
3.4 館員素質(zhì)能力的提高
數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合,改變了圖書館員原有的服務(wù)模式。如何改變傳統(tǒng)的工作方法,需要進(jìn)行一定的嘗試。
3.4.1 改變工作模式
圖書館原有的工作主要是對圖書館購買的資源進(jìn)行整理加工,然后提供給讀者使用?,F(xiàn)在要重視對教師的課件資源、學(xué)校優(yōu)秀論文、學(xué)術(shù)動態(tài)進(jìn)行收集、整理、描述和加工。使讀者能夠像利用圖書館資源一樣很方便利用網(wǎng)絡(luò)資源、教師的課件資源和與課程相關(guān)的參考資料。
3.4.2 改變服務(wù)模式
在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式跨出了傳統(tǒng)的課堂授課模式,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力在這一環(huán)境中得到了培養(yǎng)和鍛煉。圖書館的服務(wù)模式也由過去通過圖書流通、閱覽、咨詢等實(shí)體服務(wù)而轉(zhuǎn)向通過網(wǎng)絡(luò)向讀者提供形式多樣的虛擬服務(wù),圖書館員要主動參與,發(fā)揮圖書館信息資源優(yōu)勢。
虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境是新興的、不斷發(fā)展的信息服務(wù)體系,教師、圖書館員和學(xué)生在這一學(xué)習(xí)環(huán)境過程中,將對數(shù)字圖書館和虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境提出更多、更高的要求。
參考文獻(xiàn)
1 數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境整合概述
數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合是將學(xué)生的學(xué)習(xí)資源、教師的課件資源和圖書館的數(shù)字資源融合在一起。學(xué)生通過教學(xué)過程獲取知識的方式和通過圖書館獲取信息的方式均發(fā)生了巨大變化,導(dǎo)致了圖書館服務(wù)從傳統(tǒng)服務(wù)向虛擬服務(wù)的擴(kuò)展。
1.1 有利于圖書館服務(wù)角色的改變
圖書館的服務(wù)從傳統(tǒng)對圖書資料的開發(fā)利用,重視對教師課件資源和考卷資源的開發(fā),到承擔(dān)起利用元數(shù)據(jù)對其組織、描述、加工和整理的任務(wù),將學(xué)生的學(xué)習(xí)資源、教師的課件資源和圖書館資源與服務(wù)融合在一起,并建立一個統(tǒng)一的信息訪問平臺。對來源各異、不同媒體的信息資源進(jìn)行整合,利用統(tǒng)一的界面為讀者提供一個一站式學(xué)習(xí)、無縫檢索的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。
1.2 拓展了圖書館的服務(wù)模式
數(shù)字圖書館的建設(shè)是為了高效率利用圖書館資源,解決傳統(tǒng)圖書館信息搜集、整理、加工服務(wù)過程中的局限性和低效率,以滿足讀者對圖書館信息資源的需求。與傳統(tǒng)圖書館的服務(wù)相比,數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合建立起了以數(shù)字圖書館為平臺發(fā)展起來的虛擬服務(wù)、個性化服務(wù)、虛擬參考服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航服務(wù)。它包括:館際互借與電子文獻(xiàn)的傳播、公共書目查詢、數(shù)字資源全文的獲取、在線閱讀、用戶培訓(xùn)課件等等。如:一個讀者想續(xù)借、預(yù)約、館際互借圖書,這些都可以在網(wǎng)上通過圖書館網(wǎng)頁得以完成。
1.3 有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境是在網(wǎng)絡(luò)條件下產(chǎn)生的,它具有明顯的特征:技術(shù)性、開放性、學(xué)習(xí)資源的豐富性及共享性、學(xué)習(xí)的自主性等等。數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合可以滿足不同讀者的不同的學(xué)習(xí)需求。數(shù)字圖書館具有的便于儲存、組織、檢索、復(fù)制和傳輸?shù)忍攸c(diǎn),使讀者可以按照自己的意愿來進(jìn)行,沒有了條條框框的束縛。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬學(xué)習(xí)調(diào)動讀者的感官認(rèn)識,使其產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,并能變被動為主動。借助網(wǎng)絡(luò)這個平臺,大家在這種學(xué)習(xí)環(huán)境中,可以借助于各種先進(jìn)的學(xué)習(xí)軟件、工具和平臺,對共同感興趣的東西和學(xué)習(xí)過程中遇到的難題,進(jìn)行自由交流、互動、討論和協(xié)作,共享彼此的觀點(diǎn)、思想、資源、知識、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和集體智慧。不僅學(xué)習(xí)到了知識,而且獲得了學(xué)習(xí)能力的提升。
1.4 有利于同學(xué)之間,學(xué)生與教師之間的交流
傳統(tǒng)的教育方式是受教育者與施教者,兩者之間根本不可能實(shí)現(xiàn)所有學(xué)生與教師之間的互動。虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境下,教育不再是單純的只在校園或者在教室內(nèi)的行為模式,學(xué)生對教師的依賴性減少了。雖然虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)生與教師在空間上是分離的,但他們通過電子郵件、語音聊天等諸多形式相互聯(lián)系,甚至可以在網(wǎng)上組織學(xué)習(xí)小組。在這個學(xué)習(xí)環(huán)境中,他們可以很自由的和老師、同學(xué)進(jìn)行在線交流,相互學(xué)習(xí)。學(xué)生可以向老師提出問題,尋求老師的幫助。老師也可以隨時抽查學(xué)生作業(yè),并對作業(yè)提出意見和要求。所以說虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境更能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、互動性。
2 數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境整合中存在的問題
2.1 技術(shù)層次低
虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境依托于數(shù)字圖書館的發(fā)展,但數(shù)字圖書館涉及到圖書館本身結(jié)構(gòu)的數(shù)字化以及管理程序、信息傳遞過程的數(shù)字化。它的形成必須依靠館藏信息資源的信息數(shù)字化。數(shù)字圖書館是以數(shù)字化的形式,將文字、圖像、聲音、動畫等多種形式的信息存儲在光、磁等非紙質(zhì)載體上,通過計(jì)算機(jī)和其它外部設(shè)備再現(xiàn)的信息資源。在發(fā)展過程中一些技術(shù)問題還不夠完善。如:信息編碼技術(shù)、通訊技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)和用戶接口技術(shù)等。這些技術(shù)問題涉及到資源的內(nèi)容、結(jié)構(gòu),造成了讀者下載資料困難??色@取的資源太少,因而不能真正提供“一站式”的服務(wù)。
2.2 資源有限
數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合是為了讓讀者獲取更多圖書館資源,為讀者提供經(jīng)數(shù)字化處理的多樣化、全球共享的學(xué)習(xí)材料和學(xué)習(xí)對象。而在具體使用過程中,由于受到各種因素的制約,如:圖書館經(jīng)費(fèi)制約、傳統(tǒng)圖書館的制約、知識產(chǎn)權(quán)等等,造成向讀者提供資源有限。目前,高校館藏?cái)?shù)字化主要集中在學(xué)位論文、會議論文等電子資源(電子期刊、電子圖書等),對多媒體資源及網(wǎng)絡(luò)資源收集加工比較少,對圖片、音頻、視頻、光盤等類型的資源提供的檢索途徑比較少。
2.3 讀者利用的效率不高
在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中,數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺與圖書館管理系統(tǒng)的整合面臨較大困難,如果不對他們進(jìn)行整合,或者整合不合理,都會給讀者造成極大的不便。目前國內(nèi)許多圖書館資源與服務(wù)分布較散,一站式信息服務(wù)未能實(shí)現(xiàn)。一方面高校數(shù)字圖書館在資源整合過程中普遍存著數(shù)據(jù)缺乏規(guī)范,造成用戶獲取資料困難;另一方面圖書館資源內(nèi)容采集不全,有些數(shù)據(jù)庫的期刊在整合系統(tǒng)中沒有收集。這些都是造成讀者利用效率不高的重要原因。
3 加強(qiáng)數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境整合的舉措
3.1 提高整合技術(shù),完善整合后的系統(tǒng)功能
3.1.1 信息資源整合
信息資源的整合應(yīng)以館藏書目資源為核心,選擇本校特色主題制作成獨(dú)具特色的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫或者專題數(shù)據(jù)庫,對數(shù)目數(shù)據(jù)庫、全文數(shù)據(jù)庫和一些免費(fèi)提供短期服務(wù)的數(shù)據(jù)庫、自建數(shù)據(jù)庫等多種載體進(jìn)行全方位的提示與整合。對讀者比較常用的資源,如電子期刊、電子圖書、學(xué)位論文、會議論文等數(shù)字資源通過圖書館主頁提供給讀者。
3.1.2教師課件的整合
對全校優(yōu)秀教師的教學(xué)方法、課程需要的資源等加以整合,以充實(shí)到虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中。
3.1.3 建立信息資源導(dǎo)航庫
根據(jù)讀者需求,搜索、選擇、挖掘internet中的信息資源,下載到本館或本地網(wǎng)絡(luò)中,經(jīng)過分類、標(biāo)引、組織,通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式提供給用戶。
圖書館將這些整合出來的數(shù)字資源,通過一定的檢索方法,如關(guān)鍵詞、題名以及學(xué)科分類等檢索點(diǎn)提供給讀者。對數(shù)據(jù)庫的檢索界面應(yīng)遵循簡單、友好的原則。對于教師課件參考文獻(xiàn)及教學(xué)參考書目與圖書館目錄建立技術(shù)上的鏈接,達(dá)到虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境和數(shù)字圖書館相融合的結(jié)合體。
3.2 加強(qiáng)讀者信息檢索技能的培訓(xùn)
對讀者群的培訓(xùn)。從低年級的入館教育到高年級的文獻(xiàn)檢索課的教育要分層次逐步開展,以達(dá)到即對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn),又對圖書館資源起到宣傳作用。目前高校文獻(xiàn)檢索課還不普及,而且大都是選修課,參加的人數(shù)不多。為拓展圖書館的宣傳力度,培養(yǎng)學(xué)生利用文獻(xiàn)信息資源的主動性,應(yīng)在全校范圍內(nèi)提高文獻(xiàn)檢索課教學(xué)力度,將文獻(xiàn)檢索課納入必修的范疇,讓文獻(xiàn)信息檢索知識成為學(xué)生走向社會后必不可少的知識點(diǎn)。
加強(qiáng)對讀者檢索能力的培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容包括具體的操作,如計(jì)算機(jī)檢索、網(wǎng)絡(luò)查詢及網(wǎng)絡(luò)通訊方法等方面。使光盤數(shù)據(jù)庫、多媒體網(wǎng)絡(luò)資源成為讀者獲取信息的主要渠道。
3.3 對讀者信息需求的分析
3.3.1依賴心理
隨著圖書館服務(wù)的更新,讀者可以通過計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)查找他所需要資料。但讀者還是希望通過一個界面能方便快捷的查找資料以及教學(xué)課件等。
3.3.2 求便心里
讀者在利用虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境時,傾向于手續(xù)簡便、網(wǎng)絡(luò)搜索引擎與入口提供單一的檢索點(diǎn)。
3.3.3 求新心里
由于信息量大,更新快,讀者在利用時希望獲取的是最新的、經(jīng)過篩選、具有高質(zhì)量的資源與環(huán)境。
對讀者信息需求的分析,是了解讀者在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)過程的一般需要,以便在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)建中更好地整合各種數(shù)字資源、教學(xué)資源,做到有的放矢。
3.4 館員素質(zhì)能力的提高
數(shù)字圖書館與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合,改變了圖書館員原有的服務(wù)模式。如何改變傳統(tǒng)的工作方法,需要進(jìn)行一定的嘗試。
3.4.1 改變工作模式
圖書館原有的工作主要是對圖書館購買的資源進(jìn)行整理加工,然后提供給讀者使用?,F(xiàn)在要重視對教師的課件資源、學(xué)校優(yōu)秀論文、學(xué)術(shù)動態(tài)進(jìn)行收集、整理、描述和加工。使讀者能夠像利用圖書館資源一樣很方便利用網(wǎng)絡(luò)資源、教師的課件資源和與課程相關(guān)的參考資料。
3.4.2 改變服務(wù)模式
在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式跨出了傳統(tǒng)的課堂授課模式,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力在這一環(huán)境中得到了培養(yǎng)和鍛煉。圖書館的服務(wù)模式也由過去通過圖書流通、閱覽、咨詢等實(shí)體服務(wù)而轉(zhuǎn)向通過網(wǎng)絡(luò)向讀者提供形式多樣的虛擬服務(wù),圖書館員要主動參與,發(fā)揮圖書館信息資源優(yōu)勢。
虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境是新興的、不斷發(fā)展的信息服務(wù)體系,教師、圖書館員和學(xué)生在這一學(xué)習(xí)環(huán)境過程中,將對數(shù)字圖書館和虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境提出更多、更高的要求。
參考文獻(xiàn):
一、培養(yǎng)方案與提高專業(yè)興趣
以培養(yǎng)冶金工程專業(yè)工程應(yīng)用型技術(shù)能力為宗旨,恰當(dāng)設(shè)置理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)比例及邏輯關(guān)系,加強(qiáng)本科生工程能力培養(yǎng)力度。專業(yè)課理論教學(xué)中,以講授冶金工藝基礎(chǔ)知識和生產(chǎn)控制基本規(guī)律為重點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生冶金知識學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力。結(jié)合冶金行業(yè)工程案例講解,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決生產(chǎn)和工程設(shè)計(jì)問題,培養(yǎng)思維判斷與分析能力。例如,氧化鋁生產(chǎn)工藝專業(yè)課,根據(jù)氧化鋁生產(chǎn)主要流程,從原料制備到氧化鋁成品生產(chǎn)共12個主要工序,制定12個專題講座,在闡明原理的基礎(chǔ)上,采用視頻、圖片輔助,詳細(xì)介紹工業(yè)化生產(chǎn)中的主要設(shè)備、工況條件及調(diào)控機(jī)制,使氧化鋁冶煉過程講解更加具體。在入學(xué)教育、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課教學(xué)過程中,讓學(xué)生充分了解所學(xué)專業(yè),掌握一定專業(yè)知識[4]。介紹教師的研究課題及參與的工程項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生搜集整理冶金研究領(lǐng)域有關(guān)最新科研成果,提高專業(yè)和科研興趣。教學(xué)過程中充分利用多媒體平臺,提供圖、文、聲、動、實(shí)等信息,加深對抽象知識點(diǎn)的理解與應(yīng)用。組織學(xué)生參加校內(nèi)外學(xué)術(shù)講座,了解專業(yè)最新發(fā)展,開闊科技視野,加深對專業(yè)的認(rèn)識。
二、優(yōu)化教學(xué)方法及資源
(一)工程案例教學(xué)法
結(jié)合冶金工程專業(yè)特點(diǎn),在教學(xué)過程中引入工程案例教學(xué)法,并將大量工程實(shí)踐研究成果編入教案,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理論知識分析、解決實(shí)際生產(chǎn)問題,培養(yǎng)知識應(yīng)用、思維判斷和分析能力。聘請企業(yè)工程師任教。外聘的校外導(dǎo)師定期以生產(chǎn)流程工程技術(shù)路線及實(shí)際問題的解決方案為案例,講授冶金專業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐,傳授專業(yè)知識在生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用。目前,學(xué)院已聘請了3位分別來至中國鋁業(yè)貴州分公司、貴州中鋁鋁業(yè)有限公司及貴州華錦鋁業(yè)有限公司教授級高工為冶金專業(yè)校外指導(dǎo)教師,近期將與首鋼水城鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司、貴州大龍錳業(yè)有限責(zé)任公司等省內(nèi)企業(yè)合作,聘請具有一線豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的高級工程師為校外導(dǎo)師。
(二)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺
本科生實(shí)驗(yàn)課大多數(shù)是基于基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課進(jìn)行的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),是提高專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的重要教學(xué)手段之一。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)目標(biāo)主要是使學(xué)生掌握基本理論和基本實(shí)驗(yàn)技能,重點(diǎn)在于儀器使用、基本操作規(guī)范和對基本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解[5-6],加強(qiáng)冶金工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)對培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力極為重要。目前,冶金實(shí)驗(yàn)中心規(guī)劃建設(shè)的主要實(shí)驗(yàn)室為“冶金專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室”、“儀表實(shí)驗(yàn)室”、“礦物預(yù)處理實(shí)驗(yàn)室”、“有色金屬冶金實(shí)驗(yàn)室”、“鋼鐵冶金實(shí)驗(yàn)室”、“冶金環(huán)保實(shí)驗(yàn)室”及“分析實(shí)驗(yàn)室”。所有實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案已完成,相關(guān)主要設(shè)備已完成選型,保證冶金工程本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作順利開展。
(三)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室
近年來,虛擬仿真技術(shù)被應(yīng)用于冶金工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和課堂教學(xué),顯著提高了學(xué)生實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)效果[7-9]。冶金實(shí)驗(yàn)中心規(guī)劃重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室有“虛擬仿真型實(shí)驗(yàn)室”,主要建設(shè)內(nèi)容有“鋼鐵生產(chǎn)全流程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”,以燒結(jié)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等系統(tǒng)全流程實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源為核心,建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,利用虛擬仿真技術(shù)資源,結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)考核方式,提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。該中心規(guī)劃采購METSIM過程模擬軟件,應(yīng)用于冶金工藝流程熱量平衡計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)、過程控制、設(shè)備設(shè)計(jì)、成本估算和過程分析,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程零污染,教學(xué)資源零消耗,實(shí)驗(yàn)無危險性[6],實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容豐富,增加學(xué)生動手操作機(jī)會,為冶金工程專業(yè)工程師培養(yǎng)提供重要保障。
(四)實(shí)習(xí)基地平臺
按照冶金專業(yè)本科培養(yǎng)方案,集中實(shí)踐性環(huán)節(jié)學(xué)分比例占整個培養(yǎng)方案的17.14%,具有相當(dāng)分量。本校已與中國鋁業(yè)貴州分公司簽訂《冶金專業(yè)本科教學(xué)實(shí)習(xí)基地建設(shè)》合同,共建冶金專業(yè)本科實(shí)踐教學(xué)實(shí)習(xí)基地,將認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)安排在企業(yè)進(jìn)行,在生產(chǎn)實(shí)踐過程中實(shí)現(xiàn)專業(yè)基本應(yīng)用能力培養(yǎng)。實(shí)踐基地主要為冶金專業(yè)學(xué)生提供實(shí)踐教學(xué)場所,項(xiàng)目實(shí)施后,將定期聘請較高專業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行專項(xiàng)講座和培訓(xùn),可滿足每年300人次冶金工程專業(yè)本科生的實(shí)踐需求。根據(jù)冶金專業(yè)發(fā)展需要,學(xué)校將陸續(xù)拓展實(shí)習(xí)基地建設(shè),選擇國有或地方大型骨干冶金企業(yè)作為合作對象,增加冶金專業(yè)實(shí)習(xí)基地的多樣性。
(五)“雙創(chuàng)”項(xiàng)目全覆蓋
全面實(shí)施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,培養(yǎng)“強(qiáng)責(zé)任、精技術(shù)、善管理、重實(shí)踐、求創(chuàng)新”高素質(zhì)應(yīng)用型人才,確立了“113”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育目標(biāo)(“雙百分百”),即“讓100%學(xué)生接受創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識教育,資助100%學(xué)生經(jīng)歷創(chuàng)新或創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練,期待3%學(xué)生取得優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果”。開展“本科生導(dǎo)師制”,由學(xué)生自愿選擇專業(yè)老師,并在其指導(dǎo)下,申報(bào)“雙創(chuàng)項(xiàng)目”,獨(dú)立開展立項(xiàng)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)研究、撰寫論文、完成課題。以本文指導(dǎo)的2016級3名本科生為例,經(jīng)過一年來實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目實(shí)踐,在專業(yè)認(rèn)識和科研開展基礎(chǔ)手段方面獲得較大提高。
(六)提高師資隊(duì)伍工程教育素質(zhì)和水平
中圖分類號:G434文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1000-8772(2016)06-0176-02
教學(xué)模式可視為教學(xué)要素結(jié)構(gòu)和教學(xué)流程組合的一種方式,它以特定的教學(xué)理念為基礎(chǔ),并服務(wù)于特定的教學(xué)目的,是一個由教學(xué)目的、教學(xué)流程、教學(xué)功能和教學(xué)環(huán)境所構(gòu)成的體系。翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式顛倒了知識傳授與知識內(nèi)化的順序以及傳統(tǒng)教學(xué)中的師生角色,重新規(guī)劃了課堂教學(xué)時間的使用。其理論基礎(chǔ)是發(fā)展區(qū)理論。這一理論認(rèn)為,學(xué)生在課堂外通過視頻自主學(xué)習(xí),將學(xué)不懂的地方作為問題記下來,教師可以在課堂上集中講解,這種講解就講在了學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),從而可以有效地促進(jìn)學(xué)生發(fā)展,大大提高課堂的教學(xué)效率?;ヂ?lián)網(wǎng)的普及和人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,使翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式變得可行和現(xiàn)實(shí)。通過互聯(lián)網(wǎng),學(xué)生很容易得到優(yōu)質(zhì)的多媒體學(xué)習(xí)資源,可以不完全依賴授課教師的課堂教學(xué)。因此,課堂教學(xué)的作用發(fā)生了變化,其更大的作用是幫助學(xué)生解決疑難問題,引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識。
翻轉(zhuǎn)教學(xué)把原來的“先教后學(xué)、以教為主、以學(xué)為輔”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘W(xué)后教、以學(xué)為主、以教為輔”的模式,它是一種“從教學(xué)到學(xué)教”,是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的一種顛覆。這種模式的主要特點(diǎn)是:(1)從被動學(xué)習(xí)到主動學(xué)習(xí);(2)從知識導(dǎo)向到問題導(dǎo)向。從課后復(fù)習(xí)消化課堂知識為主到課前自學(xué)提出問題為主;(3)充分利用互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代通訊技術(shù);(4)以學(xué)生為中心,尊重學(xué)生的個性化需求。翻轉(zhuǎn)教學(xué)也是一種混合教學(xué)方式:學(xué)生學(xué)習(xí)的一部分是通過在線學(xué)習(xí)接收內(nèi)容和講座,且自主控制學(xué)習(xí)時間、地點(diǎn)、路線和進(jìn)程;一部分是在教師監(jiān)督和指導(dǎo)下的實(shí)體地點(diǎn)進(jìn)行。由于學(xué)生減少了出席實(shí)體學(xué)校的面對面課程,這種教學(xué)模式非常適合實(shí)踐環(huán)境多變和實(shí)習(xí)地點(diǎn)分散的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))環(huán)節(jié)。因此,其應(yīng)用并不只局限于課堂教學(xué)的改進(jìn),對畢業(yè)論文指導(dǎo)這類實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)也有很大的借鑒參考意義。
一、加強(qiáng)問題導(dǎo)向,使論文選題更加貼合實(shí)際
畢業(yè)論文選題的來源多種多樣。依據(jù)翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式的原理,畢業(yè)論文的關(guān)鍵是要以問題為導(dǎo)向,把問題擺到前面,讓學(xué)生帶著問題的眼光去尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題、探究問題,才可能確定一個好的選題。具體而言,一個好的選題可以通過多種途徑去發(fā)現(xiàn)。(1)實(shí)際和實(shí)踐的途徑。通過對現(xiàn)實(shí)事物和活動的認(rèn)真調(diào)查、觀察或親身參與,以及憑借以往積累的有關(guān)知識和經(jīng)驗(yàn),從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題所在。(2)大眾傳媒的途徑。關(guān)注各種媒體傳播的內(nèi)容,可以找出一些熱點(diǎn)問題或社會普遍關(guān)切的問題。(3)與人溝通的途徑。與教師、領(lǐng)導(dǎo)、同伴、任務(wù)委托人等他人的溝通交流也是發(fā)現(xiàn)問題和碰撞思想的一個重要途徑。(4)閱讀文獻(xiàn)的途徑。這個途徑可以說是從問題到問題。通過對別人研究的問題學(xué)習(xí)和思考,可能會產(chǎn)生新的問題和新的想法。
二、畢業(yè)論文指導(dǎo)應(yīng)更加充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和平臺
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和平臺多種多樣,主要平臺說明如下。
第一,短信群、微信圈、QQ群、微博和電子郵件等各種現(xiàn)代即時通訊技術(shù)。利用這些通訊工具,可以實(shí)現(xiàn)音、像、畫、圖等各種類型信息實(shí)時的雙向和多向傳遞,不受時間空間限制,學(xué)生既可以得到教師的指導(dǎo)意見,也可以看到學(xué)生對問題的見解和分析。同時,這種指導(dǎo)與交流方式具有追溯回看功能,有助于更充分、深入地進(jìn)行總結(jié)歸納。此外,利用這些虛擬網(wǎng)絡(luò),可以臨時組成富有彈性的虛擬攻關(guān)小組,集中各方面的知識,通過更好的交流和協(xié)作能力去解決問題。
第二,擴(kuò)大開放式指導(dǎo)。翻轉(zhuǎn)教學(xué)的一個重要優(yōu)勢,就是通過互聯(lián)網(wǎng)平臺引進(jìn)更多更廣的外部優(yōu)質(zhì)教育資源,具有很強(qiáng)的開放性特征。對畢業(yè)論文指導(dǎo)來說,借鑒這一思路,可以加大引入社會人士、校外專業(yè)力量加入指導(dǎo)隊(duì)伍,參與當(dāng)面指導(dǎo)或遠(yuǎn)程網(wǎng)上指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)跨學(xué)校、跨地區(qū)的教學(xué)資源整合。甚至可以組建成立畢業(yè)論文指導(dǎo)專業(yè)協(xié)作組,以指導(dǎo)本學(xué)校學(xué)生為主,兼顧參與有協(xié)作關(guān)系的外校學(xué)生某部分某階段的論文指導(dǎo)工作,形成交叉與復(fù)合的指導(dǎo)格局,從而更有效地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,乃至創(chuàng)出特色,順應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的大潮流。
第三,導(dǎo)入不同論文選題涉及專業(yè)知識點(diǎn)的信息資源,幫助學(xué)生復(fù)習(xí)、回顧、鞏固用到的知識。畢業(yè)論文也是大學(xué)所學(xué)知識的綜合應(yīng)用與全面復(fù)習(xí)。仿照翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué),在畢業(yè)論文指導(dǎo)過程中可以建立專門網(wǎng)站,上傳各種與畢業(yè)論文選題緊密相關(guān)的微課、慕課視頻資源供學(xué)生在“干中學(xué)”。同時,可以鏈接一些相關(guān)文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)資料資源,為畢業(yè)論文工作提供大數(shù)據(jù)支撐。第四,建立畢業(yè)論文專題論壇和分論壇。通過網(wǎng)上論壇,可以和展示各自的觀點(diǎn),分享與共享階段報(bào)告、文獻(xiàn)綜述等,起到互相啟發(fā)、思想碰撞的作用,實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大交流和擴(kuò)大知識點(diǎn)的效果。
三、進(jìn)一步增強(qiáng)個性化指導(dǎo)
翻轉(zhuǎn)課堂的一個重要特點(diǎn)就是可以針對不同學(xué)生的不同特點(diǎn)組織教學(xué),通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和問題,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的特征,并有針對性地進(jìn)行教學(xué)。畢業(yè)論文同樣如此,通過利用以上互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和平臺,指導(dǎo)教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生有創(chuàng)意的、個性化的項(xiàng)目和問題,對其畢業(yè)論文進(jìn)行引導(dǎo)和指導(dǎo)。為此,教師需要在針對學(xué)生個性進(jìn)行指導(dǎo)方面做更多的精心設(shè)計(jì)。比如,對論文選題和不同學(xué)生進(jìn)行分類指導(dǎo),對學(xué)生在線情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)跟蹤,開發(fā)在線測試和評價等自動功能,以滿足翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式下的畢業(yè)論文指導(dǎo)需要??傊D(zhuǎn)教學(xué)模式下的畢業(yè)論文指導(dǎo)不同于傳統(tǒng)意義上的畢業(yè)論文指導(dǎo),它是綜合性、全方位、基于實(shí)時信息和多向互動的指導(dǎo)。引入翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式的概念有助于改進(jìn)和拓寬現(xiàn)有論文指導(dǎo)方式,緩解傳統(tǒng)的全程面對面指導(dǎo)無法應(yīng)對學(xué)生地點(diǎn)分散、師資資源不足等問題,特別是在畢業(yè)論文階段,學(xué)生面臨實(shí)習(xí)、應(yīng)聘、考研等未來去向的重重壓力,經(jīng)常不能集中進(jìn)行指導(dǎo)的問題。對畢業(yè)論文指導(dǎo)教學(xué)工作在組織和流程上的改變,既是有形的媒體和硬件的改進(jìn),也是教學(xué)理念和方法的創(chuàng)新。隨著新技術(shù)在教育教學(xué)中的滲透和應(yīng)用,數(shù)字化學(xué)習(xí)、移動課堂、電子書包、虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)及游戲化學(xué)習(xí)等新的教學(xué)形態(tài)將發(fā)揮越來越大的作用,畢業(yè)論文指導(dǎo)也不例外,必須像翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式一樣,采用與時俱進(jìn)的新的教學(xué)理念進(jìn)行變革。
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隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,新的教學(xué)媒體不斷涌現(xiàn),繼多媒體、仿真、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后,教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域又出現(xiàn)了一個新型教學(xué)媒體,它就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtual Reality)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的技術(shù),由于它能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實(shí)社會類似的環(huán)境,使使用者獲得身臨其境的感覺和體會,從而能夠解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求,因而,在教育領(lǐng)域內(nèi)有著極其巨大的應(yīng)用前景,可以預(yù)言,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將成為現(xiàn)代教育領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的 “明星” 技術(shù)。
目前,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已在航空航天、醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)、建筑設(shè)計(jì)、軍事訓(xùn)練、體育訓(xùn)練、娛樂游戲等許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?!趪猓摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)已應(yīng)用于課堂教學(xué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新的教學(xué)媒體,它的出現(xiàn)無疑將對現(xiàn)代教育教學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的具體應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各方面都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用可能性,蘊(yùn)藏了無限生機(jī),它能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者,在虛擬環(huán)境中扮演一個角色,這對調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來教育領(lǐng)域中占有一席之地。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育教學(xué)中的應(yīng)用主要有以下六個方面。
1、科技研究
當(dāng)前許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用,并相繼建起了虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真的研究室,將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實(shí)用技術(shù),如北京航天航空大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)甩浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用;哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面的應(yīng)用;清華大學(xué)對臨場感的研究等都頗具特色 。
2、虛擬學(xué) 習(xí)環(huán)境
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境,如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)顯示等,在廣泛的科目領(lǐng)域提供無限的虛擬體驗(yàn),從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力,主動地去交互與被動的灌輸,有本質(zhì)的差別。
3、虛擬實(shí)驗(yàn)
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可以建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室,如地理、物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)室等等,擁有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室難以比擬的優(yōu)勢,不僅可以節(jié)省成本,還可以規(guī)避真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作往往會帶來各種危險。
4、虛擬 實(shí)訓(xùn)基地
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來的虛擬實(shí)訓(xùn)基地,其 “設(shè)備”與 “部件”多是虛擬的,可以根據(jù)隨時生成新的設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新,使實(shí)踐訓(xùn)練及時跟上技術(shù)的發(fā)展。
5、虛擬仿真校 園
教育部在一系列相關(guān)的文件中,多次涉及到了虛擬校園,闡明了虛擬校園的地位和作用。虛擬校園也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育中最早的具體應(yīng)用,它由淺至深有三個應(yīng)用層面,分別適應(yīng)學(xué)校不同程度的需求:
(1)、簡單的虛擬我們的校園環(huán)境供游客瀏覽。
(2)、基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活,功能相對完整的三維可視化虛擬校園。
(3)、以學(xué)員為中心,加入一系列人性化的功能,以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)平臺 (包括虛擬考場)。
6、虛擬遠(yuǎn)程教育
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得Internet的一片平面世界首次出現(xiàn)了的三維場景,它剛一問世,便引起了極大的反響,得到眾多的軟硬件廠商的支持,成為了Internet是最具發(fā)展前景的新興技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)在各方面都展現(xiàn) 出了強(qiáng)大的應(yīng)用可 能性 ,蘊(yùn)藏了無 限生機(jī) ,在教育領(lǐng)域中WEB站 點(diǎn)中,它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè),增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性;可視化的導(dǎo)航自然的人機(jī)界面等方面。如:創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢分析
1.彌補(bǔ)遠(yuǎn)程教學(xué)條件的不足。在實(shí)際教學(xué)中,往往會因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因,而使一些應(yīng)該開設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),可以彌補(bǔ)這些方面的不足學(xué)生足不出戶便可以做各種各樣的實(shí)驗(yàn),獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會,從而豐富感性認(rèn)識 ,加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。
2.避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來的各種危險。以往對于危險的或?qū)θ梭w健康有危害的實(shí)驗(yàn),一般采用電視錄像的方式來取代實(shí)驗(yàn),學(xué)生無法直接參與實(shí)驗(yàn),獲得感性認(rèn)識。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn) ,則可以免除這種顧慮,學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,可以放心地去做各種危險的或危害人體的實(shí)驗(yàn)。例如:虛擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn),可以避免化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的燃燒、爆炸所帶來的危險。
3.徹底打破空間、時間的限制。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可以徹底打破空間的限制。大到宇宙天體,小至原子粒子,學(xué)生都可以進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察。例如學(xué)生可以進(jìn)入虛擬發(fā)電廠內(nèi),考察發(fā)電機(jī)的每個部件的工作情況以及每個部件之間的相互聯(lián)系,了解整個發(fā)電過程,這是電視錄像媒體和實(shí)物媒體所無法比擬的。虛擬技術(shù)還可以突破時間的限制,一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程,通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。例如,生物中的孟德爾遺傳定律,用果蠅做實(shí)驗(yàn)往往要幾個月的時間,而虛擬技術(shù)在一堂課內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)。
4.可以虛擬人物形象。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以虛擬歷史人物、偉人、名人、教師、學(xué)生、醫(yī)生等各種人物形象,創(chuàng)設(shè)一個人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境,使遠(yuǎn)教學(xué)生能夠在自然、親切的氣氛中進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如,在虛擬的課堂學(xué)習(xí)氣氛中,遠(yuǎn)教學(xué)生可以與虛擬的教師、學(xué)生一起交流、討論,共同探討學(xué)習(xí)中的各種問題,進(jìn)行協(xié)作化學(xué)習(xí)目前,盡管虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件設(shè)備還比較昂貴,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尚未能普及,但是,隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,以及硬件設(shè)備價格的不斷降低,我們有理由相信,與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并駕齊驅(qū)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種全新的媒體,必將具有更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景,同時在現(xiàn)代教育領(lǐng)域,以其 自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力,也將會逐漸受到教育工作者的重視和青睞。我們需要緊密關(guān)注,大膽探索與應(yīng)用,最終使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和推廣并發(fā)揮其重要作用。
中圖分類號:TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)19-5381-02
繼電保護(hù)裝置是一種利用電磁感應(yīng)原理而發(fā)展起來的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置,隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展,目前已經(jīng)發(fā)展到微機(jī)型階段,并且利用軟件技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)由軟件技術(shù)驅(qū)動硬件而實(shí)現(xiàn)微機(jī)繼電保護(hù),這就是目前研究很熱的技術(shù)――基于虛擬儀器技術(shù)的繼電保護(hù)系統(tǒng)。利用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微機(jī)繼電保護(hù)裝置,具有傳統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)裝置所不具備的優(yōu)勢,例如控制更加安全可靠等。
本論文主要將虛擬技術(shù)應(yīng)用于微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),擬對基于虛擬儀器技術(shù)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),并從中找到可靠有效的微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)方法與建議,并和廣大同行分享。
1 微機(jī)繼電保護(hù)概述
1.1 微機(jī)繼電保護(hù)的基本構(gòu)成
微機(jī)繼電保護(hù)裝置,其基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成與普通的電力保護(hù)裝置一樣,也是有硬件和軟件兩大部分構(gòu)成。硬件部分主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及邏輯判斷控制模塊等幾個部分構(gòu)成,主要由數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)對電力系統(tǒng)的相關(guān)電參數(shù)實(shí)現(xiàn)檢測與采集,并將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),數(shù)據(jù)經(jīng)過運(yùn)算之后,由邏輯判斷控制模塊調(diào)用軟件控制程序,并發(fā)出相應(yīng)的控制信號,驅(qū)動保護(hù)裝置執(zhí)行保護(hù)動作,從而實(shí)現(xiàn)電力繼電保護(hù)的功能。
隨著集成電子電路技術(shù)的發(fā)展,目前發(fā)展的微機(jī)型繼電保護(hù)裝置,其硬件系統(tǒng)主要由CPU(微處理器)主機(jī)系統(tǒng)、模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)三大部分組成,盡管結(jié)構(gòu)構(gòu)成已經(jīng)發(fā)生一定變化,但其實(shí)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本原理仍是一樣的,由模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)相關(guān)保護(hù)參數(shù)的采集,微機(jī)繼電保護(hù)裝置是以微處理器為核心,根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的電力系統(tǒng)的實(shí)時狀態(tài)數(shù)據(jù),按照給定算法來檢測電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障以及故障性質(zhì)、范圍等,并由此做出是否需要跳閘或報(bào)警等判斷。
1.2 微機(jī)繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)
微機(jī)保護(hù)與常規(guī)保護(hù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1) 微機(jī)繼電保護(hù)裝置主要由微處理器為核心而構(gòu)成的硬件系統(tǒng),因此借助于現(xiàn)代功能強(qiáng)大的微處理器,微機(jī)型繼電保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)一定程度的智能化。
2) 相比于傳統(tǒng)的機(jī)械式硬件實(shí)現(xiàn)的硬件保護(hù)裝置,微機(jī)型繼電保護(hù)裝置能夠依靠數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對相關(guān)參數(shù)的檢測與采集,整個過程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化流程,這就為繼電保護(hù)裝置的控制功能的穩(wěn)定性、可靠性提供了技術(shù)條件;另一方面,依靠微處理器內(nèi)部的軟件程序,微機(jī)繼電保護(hù)裝置能夠進(jìn)行周期性自檢,一旦發(fā)現(xiàn)自身硬件或者軟件發(fā)生故障,能夠立即實(shí)施報(bào)警,從而保障了繼電保護(hù)裝置功能的可靠性。
3) 傳統(tǒng)的機(jī)械式硬件實(shí)現(xiàn)的硬件保護(hù)裝置,其保護(hù)功能較為單一,僅僅是實(shí)現(xiàn)基本的保護(hù)功能,動作依靠一次性機(jī)械元件完成,一旦該部件發(fā)生故障,則整個繼電保護(hù)裝置無法工作;而微機(jī)型繼電保護(hù)裝置除了能夠利用弱電驅(qū)動控制實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的功能外,還能夠依靠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對整個電力系統(tǒng)的相關(guān)電力參數(shù)都實(shí)施監(jiān)測與采集,通過程序的分析,實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)整體性能的檢測,保護(hù)功能大大豐富。
4) 傳統(tǒng)的機(jī)械式硬件實(shí)現(xiàn)的硬件保護(hù)裝置,其功能調(diào)試復(fù)雜,工作量大,而且極容易造成內(nèi)部晶體管集成電路的失效,而現(xiàn)代微機(jī)繼電保護(hù)裝置,依靠內(nèi)部的核心微處理器,能夠開發(fā)專用的人機(jī)交互系統(tǒng),利用人機(jī)交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的調(diào)試,簡單易行,還可以自動對保護(hù)的功能進(jìn)行快速檢查。
5) 利用微機(jī)的智能特點(diǎn),可以采用一些新原理,解決一些常規(guī)保護(hù)難以解決的問題。例如,采用模糊識別原理或波形對稱原理識別判斷勵磁涌流,利用模糊識別原理判斷振蕩過程中的短路故障,采用自適應(yīng)原理改善保護(hù)的性能等。
2 基于虛擬儀器的微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)
2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本論文探討的是基于虛擬儀器技術(shù)的微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng),因此首先面臨選擇合適的虛擬儀器開發(fā)平臺的問題,這里選擇基于G語言的LabView開發(fā)平臺是目前國際最先進(jìn)的虛擬儀器控制軟件,集中了對數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、表達(dá),各種總線接口、VXI儀器、GPIB及串口儀器驅(qū)動程序的編制?;谔摂M儀器的微機(jī)繼電保護(hù)裝置系統(tǒng),是利用虛擬儀器開發(fā)平臺,構(gòu)建虛擬的微機(jī)繼電保護(hù)裝置,實(shí)現(xiàn)完整的微機(jī)繼電保護(hù)裝置的全部功能,并對設(shè)計(jì)的虛擬繼電保護(hù)裝置進(jìn)行評估和改進(jìn),從而完成微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)手段。
利用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì),從具體設(shè)計(jì)流程來說,主要從以下幾個環(huán)節(jié)入手進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):
根據(jù)微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)功能,列出所需要的相關(guān)硬件,構(gòu)建整體微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架;另一方面,盡量采用模塊化的開發(fā)設(shè)計(jì)模式,將微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)按照不同的功能環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)各功能模塊之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。
如下圖所示,是本論文所探討的利用虛擬儀器平臺所開發(fā)的微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。這種方式既便于模塊的單獨(dú)調(diào)試,節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)周期,又便于系統(tǒng)功能的改變,使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的移植與升級功能。
如圖1所示,基于虛擬儀器技術(shù)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由一次系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)測量模塊及保護(hù)決策軟件系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成,一次系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)面向電網(wǎng)系統(tǒng)模擬設(shè)置合適的傳感器,將相關(guān)擬生成電網(wǎng)的二次側(cè)電壓、電流信號,信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換、調(diào)理電路變換成符合要求的-5V~+5V模擬信號送數(shù)據(jù)采集模塊,數(shù)據(jù)采集模塊主要由DAQ數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成,能夠自動將模擬產(chǎn)生的模擬電壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,并進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換再傳送給以虛擬微處理器為核心的保護(hù)決策模塊,最終將生成的繼電保護(hù)控制決策信號輸出到保護(hù)策略模塊,最終實(shí)現(xiàn)微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能。
2.2 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文中微機(jī)實(shí)現(xiàn)的繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)輸入信號來源于繼電保護(hù)測試儀,根據(jù)保護(hù)系統(tǒng)測試輸入信號的特點(diǎn),本論文采用數(shù)據(jù)采集卡來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集與高速傳輸。
2.2.1 數(shù)據(jù)采集卡的選擇
要實(shí)現(xiàn)基于虛擬儀器技術(shù)平臺的微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng),一次系統(tǒng)在完成相應(yīng)電力系統(tǒng)電參數(shù)的傳感檢測之后,數(shù)據(jù)采集模塊要能夠按照微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能于設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與采集,因此,數(shù)據(jù)采集卡的選擇成為整個微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。目前的數(shù)據(jù)采集卡,主要有12位或16位的DAQ數(shù)據(jù)采集卡,在具體決定選用12位還是16位的DAQ設(shè)備時,主要從采集精度和分辨率這兩個指標(biāo)考慮,可以由給定的系統(tǒng)精度指標(biāo)衡量出DAQ卡需要的整體精度。
在本論文中,這里選取PCI-1716數(shù)據(jù)采集卡。PCI-1716是研華公司的一款功能強(qiáng)大的高分辨率多功能PCI數(shù)據(jù)采集卡,它帶有一個250KS/s16位A/D轉(zhuǎn)換器,1K用于A/D的采樣FIFO緩沖器。PCI-1716可以提供16路單端模擬量輸入或8路差分模擬量輸入,也可以組合輸入。它帶有2個16位D/A輸出通道,16路數(shù)字量輸入/輸出通道和1個10MHz16位計(jì)數(shù)器通道。PCI-1716系列能夠?yàn)椴煌脩籼峁iT的功能。
2.2.2 虛擬數(shù)據(jù)采集程序的實(shí)現(xiàn)
在選擇了數(shù)據(jù)采集卡硬件設(shè)備之后,需要借助于虛擬儀器平臺為整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)虛擬護(hù)具采集程序。在具體進(jìn)行設(shè)計(jì)時,由系統(tǒng)內(nèi)部虛擬程序產(chǎn)生數(shù)據(jù)采集卡鎖需要的相應(yīng)信號,具體來說就是CT、PT信號,因此,在具體編程時,首先將CT、PT信號傳輸至相應(yīng)的濾波器,LabVIEW提供了各種典型的濾波器模塊,根據(jù)需要可以設(shè)置成低通、高通、帶通、帶阻等類型的濾波器;其次,將經(jīng)過數(shù)據(jù)濾波處理之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。數(shù)據(jù)采集模塊的程序如圖2所示。
2.3 微機(jī)保護(hù)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
既然在數(shù)據(jù)采集模塊之后需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的濾波,盡管LabVIEW提供了各種典型的濾波器模塊,但是仍然需要借助于虛擬濾波模塊設(shè)計(jì)專用的濾波算法,而且在微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)中,對電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn),主要是由相應(yīng)的濾波保護(hù)算法實(shí)現(xiàn)的,因此有必要為虛擬微機(jī)電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)濾波保護(hù)算法程序。
本論文采用如下的設(shè)計(jì)方法對濾波保護(hù)算法進(jìn)行設(shè)計(jì):
1) 利用LabVIEW自帶的濾波器進(jìn)行數(shù)據(jù)的排序?yàn)V波。
2) 按照系統(tǒng)保護(hù)功能所需要的數(shù)據(jù)頻帶,設(shè)置相應(yīng)的低通、高通、帶通、帶阻等燈濾波保護(hù)功能。按照上述方法,基于虛擬儀器平臺的微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng),其濾波器輸入得到的數(shù)據(jù)序列,多數(shù)是傳感器采集到的電參數(shù),如電壓和電流,而電壓和電流數(shù)據(jù)是離散的數(shù)字量序列,其中包含了大量的諧波干擾信號,因此有必要進(jìn)行濾波。在本論文中,采用了二級濾波保護(hù)算法,即分別進(jìn)行前置濾波和后置濾波,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的二級濾波保護(hù),從而提高整個微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。前置濾波模塊如圖3所示,后置濾波模塊如圖4所示。其中前置濾波模塊提供了差分濾波器、積分濾波器、級聯(lián)濾波器、半波和1/4周波傅立葉濾波器、半波和1/4周波沃爾氏濾波器,可以根據(jù)需要自行選擇;后置濾波模塊提供了平均值濾波器、中間值濾波器,也可以自由選擇。
3 結(jié)束語
利用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行微機(jī)繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā),能夠很好的避免了實(shí)物硬件開發(fā)設(shè)計(jì)所帶來的周期較長、調(diào)試較復(fù)雜以及成本較高等劣勢,所有的開發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)全部在虛擬儀器平臺上完成。本論文將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用到了微機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì),對于進(jìn)一步提高微機(jī)繼電保護(hù)裝置的可靠性與穩(wěn)定性具有優(yōu)勢,同時借助于虛擬儀器技術(shù)的開發(fā),能夠更好的實(shí)現(xiàn)電氣繼電保護(hù)功能的完善與提升。
參考文獻(xiàn):
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[2] 王亮,趙文東.微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2006,16(18):150-151.
實(shí)踐教學(xué)在中藥學(xué)專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力與科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)中起著重大作用。實(shí)踐技能培養(yǎng)是中藥學(xué)專業(yè)教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力、提高綜合素質(zhì)的重要途徑[2]。李凱從大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新教育制度建設(shè)、構(gòu)建大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力評價體系、建立創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)模式、開展課外科技活動等方面,改良大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式;劉芙等按照基礎(chǔ)、專業(yè)、綜合、社會實(shí)踐“四層次”設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建了“四階段”實(shí)踐教學(xué)模式。中藥學(xué)本科專業(yè)不僅要讓學(xué)生掌握足夠的基礎(chǔ)理論和基本技能,更要注重對學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際過程的訓(xùn)練和培養(yǎng),以激發(fā)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的興趣和能力,從而培養(yǎng)實(shí)踐技能和創(chuàng)造能力。北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院高度重視實(shí)踐教學(xué)。在長期研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,近年來對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行大膽改革創(chuàng)新,建立了一套以“實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)集中實(shí)習(xí)實(shí)踐科研創(chuàng)新訓(xùn)練專業(yè)綜合實(shí)踐”為基本構(gòu)成模塊,涵蓋第一、第二和第三課堂,跨越大學(xué)一年級至四年級,具有“理論與實(shí)踐、知識與技能、夯實(shí)基礎(chǔ)與創(chuàng)新提高三結(jié)合”教學(xué)特色,全方位,多手段,分層次遞進(jìn)式的中藥學(xué)專業(yè)本科生實(shí)踐技能培養(yǎng)模式,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力奠定了基礎(chǔ)。
1分層遞進(jìn)式實(shí)踐技能培養(yǎng)模式主要內(nèi)容
1.1開設(shè)設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)
培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力大力推動設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)開展,從工作量認(rèn)定、教改經(jīng)費(fèi)資助等方面予以扶持。每門實(shí)驗(yàn)課至少包含1~2個設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),由學(xué)生設(shè)計(jì)具有一定創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)方案。專門開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn),教師定出實(shí)驗(yàn)題目,由學(xué)生查資料,在綜合現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,然后師生討論方案的可行性并修改方案,最后由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。從大學(xué)一年級的專業(yè)基礎(chǔ)課直至專業(yè)實(shí)驗(yàn)課,均要求開設(shè)設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,近年來每學(xué)年的開設(shè)比例占實(shí)驗(yàn)課程總數(shù)50%以上。
1.2組織實(shí)驗(yàn)技能大賽
以賽促教促學(xué)促練中藥學(xué)是實(shí)驗(yàn)性科學(xué),實(shí)驗(yàn)基本技能是學(xué)生核心競爭力的保證。從2009年起每年組織一次中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽。旨在規(guī)范、熟練實(shí)驗(yàn)基本操作,提高學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能;通過競爭發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中的優(yōu)、缺點(diǎn);培養(yǎng)廣大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和創(chuàng)新意識,給學(xué)生提供一個展現(xiàn)自我的平臺;讓學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)技能,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,營造良好的科研與學(xué)習(xí)氛圍。此外,鼓勵學(xué)生參加各類實(shí)驗(yàn)技能大賽,多次組織團(tuán)隊(duì)參加北京市大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽,并多次獲獎。
1.3強(qiáng)化畢業(yè)論文環(huán)節(jié)
提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合素質(zhì)畢業(yè)論文是檢驗(yàn)和增強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力、分析能力、設(shè)計(jì)能力、綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的重要一環(huán)。以往的畢業(yè)論文安排在第8學(xué)期,考慮到此學(xué)期學(xué)生還要參加考研復(fù)試,以及聯(lián)系工作等實(shí)際情況,我們嘗試將畢業(yè)論文工作提前到第7學(xué)期開始,保證有充足的時間完成。為充分調(diào)動每一個學(xué)生的積極性,發(fā)揮其特長,畢業(yè)論文題目保證1人1題,不得重復(fù)。
1.4渲染學(xué)術(shù)氛圍
引領(lǐng)學(xué)生實(shí)踐為提高學(xué)生對于科研、科技開發(fā)的興趣,渲染學(xué)術(shù)氛圍,學(xué)院每年邀請國內(nèi)外知名學(xué)者前來講學(xué),包括中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院肖培根院士、中國中醫(yī)科學(xué)院黃璐琦院士、陳士林研究員、302醫(yī)院肖小河研究員、香港浸會大學(xué)趙中振教授、美國國家疾病預(yù)防控制中心(CDC)職業(yè)安全與健康研究所(NIOSH)病理生理研究部首席生理學(xué)家AnnaAShvedova教授、美國Daemen大學(xué)BrendaL.Young教授、AndrewKierWise博士等共20多人。此外,還鼓勵教師帶領(lǐng)對科研有濃厚興趣的學(xué)生從大一下學(xué)期或大二開始進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,通過學(xué)生自愿申請、科研導(dǎo)師審核,遴選學(xué)生參加教師的科研項(xiàng)目,包括國家自然科學(xué)基金、國家新藥創(chuàng)制重大專項(xiàng)、北京市自然科學(xué)基金等省部級項(xiàng)目、橫向科技開發(fā)項(xiàng)目等研究。自2007年以來,學(xué)生參與科研項(xiàng)目達(dá)40余項(xiàng),以第一作者身份發(fā)表學(xué)術(shù)論文數(shù)十篇,其中多篇被SCI、EI、SCIE等收錄。
1.5建立學(xué)生科研創(chuàng)新平臺
促進(jìn)創(chuàng)新思維的形成搭建學(xué)生科研創(chuàng)新平臺,提供全開放的自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。通過課外創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目立項(xiàng),鼓勵學(xué)生積極參加課外創(chuàng)新設(shè)計(jì)學(xué)習(xí),提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力,培養(yǎng)科學(xué)研究能力。①建設(shè)學(xué)生科研創(chuàng)新平臺網(wǎng)站。完善網(wǎng)絡(luò)宣傳交流版塊,包括大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目招標(biāo)通知、報(bào)名、申報(bào)評審程序、項(xiàng)目管理運(yùn)行機(jī)制、科研成果信息公布等信息;②實(shí)行導(dǎo)師準(zhǔn)入制度。教師只有通過培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力課程的學(xué)習(xí),通過測試,方可取得導(dǎo)師資格,再通過申請成為導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)成員;③實(shí)行審批制。學(xué)生確定研究題目或研究方法后,以課題申請的方式提出申請,獲得批準(zhǔn)后將為其指派指導(dǎo)教師或?qū)W生自行聯(lián)系指導(dǎo)教師,實(shí)驗(yàn)在教師指導(dǎo)下完成,實(shí)驗(yàn)完成后撰寫并上交論文報(bào)告,接受答辯;④實(shí)行項(xiàng)目定期考核制度。學(xué)生定期上交研究進(jìn)展,統(tǒng)一進(jìn)行標(biāo)書評優(yōu),在實(shí)施過程中,各小組定期召開組會進(jìn)行本課題的討論;⑤召開大學(xué)生科研創(chuàng)新例會。定期召開創(chuàng)新工作專題會,討論工作計(jì)劃及存在的問題以及解決措施,針對各項(xiàng)工作中遇到的問題,由指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行摸底、總結(jié)、提出解決方案;⑥建立獎勵機(jī)制。每年拿出專項(xiàng)經(jīng)費(fèi),對在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動、參與教師科研活動以及各種競賽中取得優(yōu)異成績的學(xué)生給予獎勵,并通報(bào)表彰,激勵拔尖學(xué)生脫穎而出。
1.6加強(qiáng)與外界合作
拓展學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐空間,積極加強(qiáng)與外界的合作,進(jìn)一步拓展學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐空間。①與校內(nèi)科研實(shí)驗(yàn)室的合作。依托學(xué)科優(yōu)勢,大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室軟硬件建設(shè)的同時,及時把科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地,將教育部“中藥制藥與新藥開發(fā)工程研究中心”、“中藥材規(guī)范化生產(chǎn)工程研究中心”;北京市“中藥基礎(chǔ)與新藥研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”;國家中醫(yī)藥管理局“中藥信息工程”重點(diǎn)研究室、國家中醫(yī)藥管理局“中藥經(jīng)典名方有效物質(zhì)發(fā)現(xiàn)”重點(diǎn)研究室和國家中醫(yī)藥管理局三級科研實(shí)驗(yàn)室等科研平臺發(fā)展為校內(nèi)教學(xué)實(shí)習(xí)基地。②與校外實(shí)習(xí)基地的合作。充分利用學(xué)校在中藥研究領(lǐng)域校友資源等方面的優(yōu)勢,積極建立與校外實(shí)習(xí)基地的合作,拓展學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)踐空間,與北京康仁堂藥業(yè)等醫(yī)藥企業(yè)和廣安門醫(yī)院等三甲醫(yī)院及安國藥材種植基地、松山植物園共建校外實(shí)習(xí)基地。③組織專業(yè)科學(xué)考察。利用節(jié)假日組織學(xué)生走出校門,走入生產(chǎn)實(shí)踐一線,進(jìn)行有計(jì)劃、有目的的中藥資源調(diào)查等科學(xué)考察,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、合作精神、創(chuàng)新精神,磨練學(xué)生意志,引導(dǎo)學(xué)生熱愛實(shí)踐、勇于實(shí)踐、服務(wù)社會。
1.7加大投入
搭建堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐教學(xué)硬件平臺近年來一直積極申報(bào)各類國家財(cái)政專項(xiàng)以改善大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室條件,同時本著勤儉持家的原則用好各項(xiàng)經(jīng)費(fèi)。學(xué)院歷來注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,為滿足專業(yè)教學(xué)需要,已建成能滿足教學(xué)科研需要的研發(fā)基地近五千平米,其中包括符合GMP標(biāo)準(zhǔn)的中藥制劑實(shí)訓(xùn)平臺、中藥材標(biāo)本館和小型藥草園。中藥制劑實(shí)訓(xùn)平臺中既有制藥生產(chǎn)中的常用設(shè)備,可供學(xué)生學(xué)習(xí)各種劑型的制備方法,也有萬級、十萬級的模擬車間、環(huán)境,使學(xué)生感受到工廠的氛圍;中藥材標(biāo)本館和小型藥草園,使學(xué)生親身接觸到中藥飲片和藥用植物,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,達(dá)到了“身臨其境,樂在其中”教學(xué)境界。通過上述措施,將專業(yè)實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)際融為一體,提升理論,注重實(shí)用,強(qiáng)化了學(xué)生解決中藥生產(chǎn)與鑒別中實(shí)際問題的能力。
1.8加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)
努力造就高素質(zhì)的實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍提高教師實(shí)踐教學(xué)能力,是完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的關(guān)鍵。因此,學(xué)院十分注重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員隊(duì)伍建設(shè)。①加強(qiáng)在職人員的培訓(xùn)。對新留校工作、新調(diào)入人員必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)崗前培訓(xùn);支持、鼓勵實(shí)踐教學(xué)人員參加國內(nèi)外各種教學(xué)研討會;選派青年教師進(jìn)修學(xué)習(xí),以提高隊(duì)伍的業(yè)務(wù)水平;②成立實(shí)驗(yàn)教學(xué)督導(dǎo)組。成立由知名專家教授組成的中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)督導(dǎo)組,對實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員進(jìn)行定期考核,同時對實(shí)踐教學(xué)的改革方案進(jìn)行專家論證、向?qū)W校教學(xué)指導(dǎo)委員會提出指導(dǎo)性意見和建議。
2分層遞進(jìn)式實(shí)踐技能培養(yǎng)模式特點(diǎn)與創(chuàng)新
2.1全方位
中藥學(xué)專業(yè)本科生實(shí)踐技能培養(yǎng)模式涵蓋第一、第二和第三課堂。強(qiáng)化專業(yè)培養(yǎng)方案之內(nèi)的第一課堂教學(xué),即經(jīng)典的驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文;堅(jiān)持教學(xué)中心地位,開辟豐富多彩的第二課堂活動,即開辦實(shí)驗(yàn)技能大賽,舉辦學(xué)術(shù)節(jié),渲染學(xué)術(shù)氛圍,引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目,為學(xué)生提供訓(xùn)練和展示平臺,通過比賽和科研活動,促教、促學(xué)、促練;應(yīng)用所學(xué)專業(yè)實(shí)踐技能,走出校門,進(jìn)行科學(xué)考察,走進(jìn)企業(yè),調(diào)查中藥行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,引導(dǎo)學(xué)生熱愛實(shí)踐、勇于實(shí)踐、服務(wù)社會。分層次遞進(jìn)式培養(yǎng)模式涵蓋了大學(xué)一年級至四年級。大一和大四學(xué)生分別主要以實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練和畢業(yè)論文工作為主,設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)技能大賽、學(xué)術(shù)節(jié)、學(xué)生科研活動招標(biāo)、學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目則貫穿大學(xué)一年級至四年級。
2.2多手段
采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。在原有課堂教學(xué)和實(shí)物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用先進(jìn)的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫,建立實(shí)驗(yàn)仿真教學(xué)平臺和人機(jī)互動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣。中藥學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺優(yōu)勢體現(xiàn)在以下方面:①虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺將圖像、聲音、動畫引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,在較短的時間內(nèi),向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)和傳遞大量信息,充分調(diào)用學(xué)習(xí)者的各種感官,使學(xué)習(xí)者加強(qiáng)對課本知識的理解,有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率。②虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺的交互性可以讓學(xué)生有身臨其境的效果,通過3D效果建立起來的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,可以使學(xué)生通過人機(jī)交互對整個實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全程操控和觀察,讓學(xué)生非常直觀的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過程。③虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺解決了中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的以下三點(diǎn)迫切需求:實(shí)現(xiàn)中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的遠(yuǎn)程教育,可以讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)親臨整個實(shí)驗(yàn)過程;突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)形式的限制,對于危險性、毒性極大的實(shí)驗(yàn)可通過模擬仿真平臺實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的真實(shí)再現(xiàn);對于資源有限、貴重的藥材,不適宜于實(shí)驗(yàn)室中大量消耗,通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)現(xiàn)了資源的保護(hù)。通過現(xiàn)代化的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)、實(shí)物實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,克服傳統(tǒng)課程的缺點(diǎn),通過建模與動態(tài)演示,把中藥學(xué)過程中的實(shí)驗(yàn)直觀形象的展示出來,便于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的掌握,為學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的提高提供了基礎(chǔ)。2.3分層次探索建立了以“實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)集中實(shí)習(xí)實(shí)踐科研創(chuàng)新訓(xùn)練專業(yè)綜合實(shí)踐”為基本構(gòu)成模塊,各模塊依次展開,層層遞進(jìn),互為依存,有機(jī)聯(lián)系,不斷深化的多層次培養(yǎng)模式,形成了“實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定基礎(chǔ)、集中實(shí)習(xí)鞏固加強(qiáng)、科研訓(xùn)練培育創(chuàng)新、綜合實(shí)踐整合提高”的實(shí)踐教學(xué)特色,提出了“理論與實(shí)踐、知識與技能、夯實(shí)基礎(chǔ)與創(chuàng)新提高三結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)理念。同時,以學(xué)生的專業(yè)思想教育為切入點(diǎn),連續(xù)4年不間斷,而部分優(yōu)秀畢業(yè)生又可以作為專業(yè)思想教育的范例,反饋形成良性循環(huán)。
2.3.1實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)層次
本層次立足于基本實(shí)驗(yàn)技能和動手能力培養(yǎng)、各項(xiàng)操作技能的熟練掌握、創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)、基礎(chǔ)和專業(yè)知識的鞏固提高,內(nèi)容包括附屬于基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程內(nèi)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課程,分為基礎(chǔ)性、專業(yè)性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三個能力分層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊。①基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)包括無機(jī)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)、化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)、儀器分析實(shí)驗(yàn)、物理學(xué)實(shí)驗(yàn)、藥用植物學(xué)實(shí)驗(yàn)、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)、藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)等;②專業(yè)性實(shí)驗(yàn)包括中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)、中藥藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)、中藥藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)、中藥炮制學(xué)實(shí)驗(yàn)、中藥制劑分析實(shí)驗(yàn)、中藥鑒定學(xué)實(shí)驗(yàn)、中藥制劑顯微鑒別實(shí)驗(yàn)等;③綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)又包括基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)和專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。以上所涉課程時間跨度從第一學(xué)年到第四學(xué)年,教學(xué)主要采用多媒體示范教學(xué)、仿真模擬、現(xiàn)場參觀、教師演示和學(xué)生實(shí)際觀察和操作等方式進(jìn)行。
2.3.2集中實(shí)習(xí)實(shí)踐層次
根據(jù)課程學(xué)習(xí)需要,依托現(xiàn)有的實(shí)習(xí)實(shí)踐基地,在藥用植物學(xué)、中藥鑒定學(xué)、中藥制劑學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課等課程教學(xué)中安排集中實(shí)習(xí),包括松山藥用植物學(xué)實(shí)習(xí)(包括野外藥用植物資源調(diào)查、藥用植物識別)、安國中藥鑒定實(shí)習(xí)(包括常用中藥材鑒定、道地藥材產(chǎn)地實(shí)習(xí)等)、中藥制劑實(shí)習(xí)(包括中藥制劑車間實(shí)習(xí)、醫(yī)院藥劑科實(shí)習(xí)等)。本層次實(shí)習(xí)主要安排在第二學(xué)年和第四學(xué)年。通過集中實(shí)習(xí),加深和鞏固學(xué)生課堂所學(xué)知識,獲取感性知識,開闊視野,擴(kuò)大知識面,培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì),加強(qiáng)職業(yè)道德教育,為今后工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.3.3科研創(chuàng)新訓(xùn)練層次
開展形式多樣的科研實(shí)踐活動,以此強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)基本技能訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,提高學(xué)生綜合素質(zhì)。本層次的創(chuàng)新訓(xùn)練主要面向已經(jīng)完成基礎(chǔ)和綜合實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的二、三、四年級的學(xué)生,重點(diǎn)是“創(chuàng)新性、探索性”。具體包括:建立“科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”導(dǎo)師庫,按照“以學(xué)生自行設(shè)計(jì)、操作為主,導(dǎo)師指導(dǎo)為輔”的原則,開設(shè)學(xué)生自行設(shè)計(jì)的“創(chuàng)新探索綜合實(shí)驗(yàn)”;鼓勵學(xué)生積極參加各級各類科研課題申報(bào);參加“挑戰(zhàn)杯”等各種創(chuàng)業(yè)大賽;進(jìn)入教師實(shí)驗(yàn)室參與教師科研項(xiàng)目;參加學(xué)校舉辦的專家、企業(yè)家系列講座等。
2.3.4專業(yè)綜合實(shí)踐層次
畢業(yè)專題實(shí)習(xí)是學(xué)生走上工作崗位的一次重要實(shí)踐,同時也是實(shí)現(xiàn)中藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的一個極為重要的環(huán)節(jié)。在第七學(xué)期教學(xué)任務(wù)結(jié)束后即進(jìn)入畢業(yè)專題實(shí)習(xí),時間共16周。要求學(xué)生通過實(shí)習(xí),了解本專業(yè)發(fā)展動態(tài)和趨勢,熟悉本專題所涉及的基本理論、基本知識和基本技能,掌握文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、論文撰寫等科學(xué)研究的基本方法,并熟悉論文答辯過程,為即將開始的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在第八學(xué)期末,根據(jù)學(xué)生入學(xué)以來的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)實(shí)踐、畢業(yè)論文等情況進(jìn)行畢業(yè)綜合考核。多年教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明,通過以上四個不同層次的專業(yè)化訓(xùn)練,學(xué)生切實(shí)具備了扎實(shí)的實(shí)踐技能與創(chuàng)新能力,能夠勝任中藥學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的工作,并在工作中顯示出較強(qiáng)的競爭實(shí)力。
2.4將科研過程及科技成果轉(zhuǎn)化為實(shí)踐教學(xué)資源
積極引導(dǎo)教師把科研過程中產(chǎn)生的科研及科技開發(fā)成果引入到實(shí)踐教學(xué)之中,積極將設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文與教師的科研課題相結(jié)合。三年來,結(jié)合縱、橫向科研課題的畢業(yè)論文300余篇,占畢業(yè)設(shè)計(jì)總課題數(shù)的36%以上;結(jié)合科研課題的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目達(dá)85個,占實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總數(shù)的61%,綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)比例占實(shí)驗(yàn)課程總數(shù)40%以上;學(xué)生參與項(xiàng)目研究的課題占科研項(xiàng)目總數(shù)的70%以上。
2.5改革測評方法
建立能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的考核體系建立能夠體現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的、完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系。采取多元化的考試方法,將過程考核與終結(jié)考試相結(jié)合,以考察能力、操作為主,全面考察學(xué)生的綜合能力。該考核體系涵蓋了實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)集中實(shí)習(xí)實(shí)踐科研創(chuàng)新訓(xùn)練專業(yè)綜合實(shí)踐四個階段的各個環(huán)節(jié)。①在實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)階段,將實(shí)驗(yàn)技能考核分成平時實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y評和統(tǒng)考測評兩種,平時實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y評主要包括:結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)網(wǎng)上過關(guān)自動積分、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)積分、實(shí)驗(yàn)操作能力積分、實(shí)驗(yàn)結(jié)果積分、實(shí)驗(yàn)報(bào)告積分;統(tǒng)考測評又分為實(shí)驗(yàn)理論考試和實(shí)驗(yàn)操作技能考試兩部分。若平時實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y評優(yōu)秀者,可免統(tǒng)考測評;平時實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Τ煽冞_(dá)不到優(yōu)秀者,須參加統(tǒng)考測評;規(guī)定實(shí)驗(yàn)技能考核成績不及格不得參加理論課考試;②在集中實(shí)習(xí)實(shí)踐階段,以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo),要求學(xué)生提交實(shí)習(xí)報(bào)告和小結(jié);③在科研創(chuàng)新訓(xùn)練階段,要求學(xué)生撰寫課題申報(bào)書、實(shí)驗(yàn)方案和詳細(xì)實(shí)施計(jì)劃;④在專業(yè)綜合實(shí)踐階段,注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,通過選題、開題、實(shí)驗(yàn)、論文撰寫和答辯等環(huán)節(jié),使學(xué)生得到全面訓(xùn)練。多年實(shí)踐證明,該體系保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的教學(xué)秩序與質(zhì)量,為正確評價學(xué)生實(shí)踐能力提供客觀指標(biāo)體系,同時也是新世紀(jì)中藥學(xué)專門人才能力培養(yǎng)的基本保證。
3模式應(yīng)用效果
分層遞進(jìn)式中藥學(xué)專業(yè)本科生實(shí)踐技能培養(yǎng)模式構(gòu)建完成后已進(jìn)行了多年實(shí)踐,并取得了良好的成效。
3.1提高了本專業(yè)師資綜合水平
2007—2016年,本校中藥學(xué)專業(yè)相關(guān)教師有22人晉升教授或研究員職稱,35人晉升副教授或副研究員職稱。
3.2形成了多項(xiàng)教學(xué)改革成果
2007—2016年,該成果相關(guān)完成人獲得各級教學(xué)成果獎5項(xiàng),發(fā)表實(shí)踐技能培養(yǎng)相關(guān)教研教改論文80余篇,建成北京市級精品課程2門,建設(shè)校級精品教材5部。鑒于在構(gòu)建本科生實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)體系的綜合性、特色化和成效顯著,實(shí)驗(yàn)研究成果突出,實(shí)驗(yàn)室管理科學(xué)合理,注重科研促進(jìn)本科教學(xué)和科技服務(wù),中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)中心于2007年被評為“北京市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”,2012年還申報(bào)了國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。此外,中藥學(xué)專業(yè)于2007年獲批國家級特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn),2008年獲批北京市特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。
3.3培育了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力
經(jīng)過全方位、多手段、分層遞進(jìn)式的實(shí)踐技能培養(yǎng)模式訓(xùn)練后,學(xué)生基礎(chǔ)知識和基本技能得到進(jìn)一步強(qiáng)化。許多學(xué)生反映,在經(jīng)過該模式的系統(tǒng)訓(xùn)練后,實(shí)踐技能和實(shí)踐創(chuàng)新思維能力得到了較大提高。在學(xué)校連年舉行的大學(xué)生科研課題招標(biāo)活動中,中藥學(xué)專業(yè)每年有數(shù)十個學(xué)生團(tuán)體積極參與這一活動,在此過程中他們經(jīng)歷了科研全程訓(xùn)練,其科研實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)得到顯著提升。近年來共參加國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目40項(xiàng),教育部創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目近30項(xiàng),北京市大學(xué)生科學(xué)研究與創(chuàng)業(yè)行動計(jì)劃項(xiàng)目5項(xiàng),校級自主課題100余項(xiàng);在第三屆“挑戰(zhàn)杯”首都高校大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競賽中取得一、二、三等獎各1名,在第四屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競賽中取得銅獎1名;獲第八屆“全國大學(xué)生藥苑論壇”創(chuàng)新成果三等獎2項(xiàng);累計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文數(shù)十篇,其中被SCI收錄論文多篇。
3.4提高了畢業(yè)生的社會競爭力
就業(yè)考研情況良好通過分層遞進(jìn)式中藥學(xué)專業(yè)本科生實(shí)踐技能培養(yǎng)模式的實(shí)踐,學(xué)生的就業(yè)形勢得到明顯改善,縮短了中藥學(xué)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)后的“磨合期”,提高了畢業(yè)生的社會競爭力。許多學(xué)生反映在經(jīng)過全方位的實(shí)踐技能綜合培養(yǎng)模式訓(xùn)練后,就業(yè)面試時的自信心增強(qiáng),提高了成功率。多年來,本科生就業(yè)率在95%以上。中藥學(xué)專業(yè)本科生參與實(shí)踐,特別是科研實(shí)驗(yàn)工作大大激發(fā)了他們對于中藥學(xué)專業(yè)的興趣和進(jìn)一步深造的愿望。近年來本專業(yè)學(xué)生踴躍報(bào)考研究生,40%學(xué)生報(bào)考研究生,錄取率30%左右,已考取的院校包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國中醫(yī)科學(xué)院、中國科學(xué)院等國內(nèi)知名大學(xué)或研究機(jī)構(gòu),學(xué)生的實(shí)踐技能受到碩士研究生培養(yǎng)單位的一致好評。此外,有多名同學(xué)由于實(shí)踐技能突出,被美國、英國、法國及香港和澳門等地的大學(xué)錄取為研究生。
4小結(jié)
實(shí)踐技能培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新,應(yīng)當(dāng)基于實(shí)踐教學(xué)的實(shí)踐性、系統(tǒng)性、主體性、現(xiàn)場情境性、完整性等特點(diǎn)[4]。對中藥學(xué)專業(yè)本科生實(shí)踐技能培養(yǎng)模式進(jìn)行有益探索,對于教育思想觀念轉(zhuǎn)變、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革、課程體系的構(gòu)建及人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[5]。分層遞進(jìn)式本科生實(shí)踐技能培養(yǎng)模式是多年探索、研究的成果,已經(jīng)多年實(shí)踐,該模式對于培育學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量,增強(qiáng)畢業(yè)生的社會競爭力起到了明顯的促進(jìn)作用,對中藥學(xué)專業(yè)本科生實(shí)踐技能培養(yǎng)和提高具有示范作用,具有很好的推廣應(yīng)用價值。
參考文獻(xiàn)
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一、引言
在遠(yuǎn)程教育的教學(xué)中,畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是完成專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論、基本知識提高分析問題和解決問題能力的重要手段?,F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育主要利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù),以及運(yùn)用這些技術(shù)所建立的具有雙向交互功能的教學(xué)平臺進(jìn)行教學(xué)。經(jīng)過幾年的建設(shè),各遠(yuǎn)程院校已廣泛運(yùn)用遠(yuǎn)程教育平臺進(jìn)行課程教學(xué),為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供支持服務(wù)。但開展網(wǎng)。卜畢業(yè)論文指導(dǎo)還很少研究,基本還是采用傳統(tǒng)面對面的教學(xué)模式。本文給出了遠(yuǎn)程畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)輔導(dǎo)解決方案,并對傳統(tǒng)模式和遠(yuǎn)程模式進(jìn)行了比較研究。、
二、系統(tǒng)需求說明
本系統(tǒng)采用面向?qū)ο箝_發(fā)模型,為每一個使用者構(gòu)建方便完整的虛擬使用環(huán)境。系統(tǒng)以用戶為導(dǎo)向進(jìn)行針對性設(shè)計(jì),主要的用戶有:學(xué)生、指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯教師、教學(xué)管理員、教務(wù)管理員、系統(tǒng)管理員,系統(tǒng)主要的用例圖參見圖1。下面給出各類人員相應(yīng)的系統(tǒng)功能:
1.學(xué)生
個人信息的自我管理。按階段完成以下流程:根據(jù)自身情況完成選題,題目可以是根據(jù)實(shí)際情況自定或指導(dǎo)教師給定選擇范圍選定,選定后提交審核;開題階段,根據(jù)指導(dǎo)教師的任務(wù)書完成開題報(bào)告、知識準(zhǔn)備、任務(wù)的初步調(diào)研;提交中期報(bào)告,完成任務(wù)的大部分主體,并提交審核;根據(jù)論文格式要求完成論文和設(shè)計(jì),并提交指導(dǎo)教師審核,按照規(guī)范提交評閱教師評閱,通過后參加答辯;通過答辯后,根據(jù)教務(wù)要求完成相應(yīng)的提交工作;整個過程中電子資料的利用,以前課件的翻閱,論壇交流、多媒體的實(shí)時交互。
2.指導(dǎo)教師
個人信息的自我管理。按階段完成以下流程:根據(jù)自己所長給學(xué)生提供選題.跟學(xué)生交互后確定學(xué)生選題,并制定任務(wù)書,對小組給出分工:輔導(dǎo)階段,為學(xué)生營造好的學(xué)習(xí)氛圍,相關(guān)電子資料、網(wǎng)站論壇的推薦,樣例提供,實(shí)時非實(shí)時地與學(xué)生溝通.給學(xué)員答疑,參與論壇討論,以及多媒體交互;控制學(xué)員進(jìn)度,根據(jù)情況允許學(xué)生進(jìn)入下一階段,并對每一階段給出得分和評語;對學(xué)生進(jìn)行開題評審、中期評審以及終期初審。
3.評閱教師
系統(tǒng)后期把學(xué)生論文匿名提交評閱教師進(jìn)行評價,由評閱教師匿名給出評論,學(xué)生根據(jù)評閱情況作出修改,并最終影響最后成績;展示優(yōu)秀作品。
4.答辯教師
利用系統(tǒng)對參加答辯學(xué)生的情況進(jìn)行翻閱、擬定提問草稿;參與網(wǎng)上答辯,和學(xué)生進(jìn)行文字、音頻、視頻白板、文檔等交互進(jìn)行答辯,并給出成績和評語,同時對突出答辯過程進(jìn)行評論,并提交展示。
5.教學(xué)管理員
對學(xué)生選題進(jìn)行審核,并形成報(bào)表,查看進(jìn)度,對進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)督,適時安排評閱教師和答辯教師參與工作;收集開題報(bào)告、中期報(bào)告及最終的論文和設(shè)計(jì)作品,并對過程進(jìn)行定量分析,如指導(dǎo)教師的論壇發(fā)帖數(shù),提交電子資料的引用數(shù)等;對論壇進(jìn)行監(jiān)管;對教學(xué)公告進(jìn)行管理。
6.教務(wù)管理員
對參加畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的學(xué)生進(jìn)行審核,向系統(tǒng)提交參與學(xué)生的基本信息,向系統(tǒng)提交專業(yè)指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯教師的基本信息;對過程中的開題、中期及評閱、答辯的成績評語進(jìn)行整理;對必要的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔。
7.系統(tǒng)管理員
負(fù)責(zé)權(quán)限分配,對學(xué)生、指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯教師、教學(xué)管理員、教務(wù)管理員的使用權(quán)限進(jìn)行管理;對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理,做好備份和維護(hù)工作;對各類信息進(jìn)行管理,制作調(diào)查表,收集各種數(shù)據(jù),并提交教務(wù)教學(xué)管理員進(jìn)行分析;收集系統(tǒng)運(yùn)行情況,及時改進(jìn)系統(tǒng)性能。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用B/S模式運(yùn)行,系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)包括:客戶層、應(yīng)用訪問層、企業(yè)應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)層等。
客戶層主要是指滿足用戶請求的各種方式,系統(tǒng)可以支持SOAP和其他的客戶機(jī)應(yīng)用軟件等。能支持現(xiàn)階段所有符合HTTP標(biāo)準(zhǔn)的WEB瀏覽器,使客戶只要會使用任何一種WEB瀏覽器,就可以對訪問系統(tǒng)平臺和向系統(tǒng)平臺提交個性化請求,而無需學(xué)習(xí)和安裝任何客戶應(yīng)用。
應(yīng)用訪問層構(gòu)建于HTTP和XML技術(shù),主要用于接收來自用戶的不同請求,采用應(yīng)用請求中間件技術(shù)可以支持客戶層的多種協(xié)議請求。
企業(yè)應(yīng)用集成主要以JAVA為核心技術(shù),大量采用中間件技術(shù)、多層結(jié)構(gòu)體系,使不同應(yīng)用可以無需考慮部署在什么硬件平臺上,使用什么數(shù)據(jù)庫,透過多少復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),或是同一主機(jī)的不同應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)還能提供基于不同平臺豐富的開發(fā)接口、支持流行的開發(fā)工具、支持流行的異構(gòu)互連接口標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)主要通過JBOSS+TOMCAT來建立。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是本系統(tǒng)平臺的最重要組成部分,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要采用開放的MYSOL來實(shí)現(xiàn)。
四、技術(shù)方案及實(shí)現(xiàn)
1.開發(fā)工具
前臺開發(fā)采用Macromedia Dreamweaver MX和E―clipse等完成。
Macromedia Dreamweaver MX是一款專業(yè)的HTML編輯器,用于對Web站點(diǎn)、Web頁和Web應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、編碼和開發(fā)。利用Dreamweaver中的可視化編輯功能,您可以快速地創(chuàng)建頁面而無需編寫任何代碼。Dreamweaver還包括多種與編碼相關(guān)的工具和功能,其中包括代碼視圖中的代碼編輯工具(如代碼加色和標(biāo)簽完成),有關(guān)HTML、CSS、JayaScript、CFML、ASP和JSP的參考資料以及一個JavaScript調(diào)試器。在本項(xiàng)目中用來作為JSP的編輯工具,同時利用fwasi_vtfs_de.mxp插件進(jìn)行STRUTS輔助開發(fā)。
Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺,其本身是一個框架和一組服務(wù),用于通過插件組件構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。Eclipse附帶了一個標(biāo)準(zhǔn)的插件集,包括Java開發(fā)工具(Java Devclopment Tools,JDT)。Eclipse支持Java語言,也支持諸如C、C++、COBOL、PLl等編程語言。在該集成開發(fā)環(huán)境可開發(fā)EJB組件、了AVA程序、C程序、WEB站點(diǎn)等各種不同類型的應(yīng)用。其中Lomboz是一個免費(fèi)的Eclipse插件,它將很多Java應(yīng)用服務(wù)器、J2EE組件和Wcb應(yīng)用開發(fā)集成到Eclipse中,可以幫助Java開發(fā)者使用Eclipse建立、測 試、部署J2EE應(yīng)用。在此Lomboz上加上org.easYstruts.eclipse_0.6.4可很方便地完成STRUTS的開發(fā)。
2.應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫選型
后臺采用開放應(yīng)用服務(wù)器JBoss+Tomcat和MYSQL完成。
JBoss是一個開放源碼、功能強(qiáng)大的Java應(yīng)用服務(wù)器,支持EJB 1.1和EJB 2.0的規(guī)范,是一個為管理EJB的容器和服務(wù)器,也是目前最受Java開發(fā)者歡迎的Java應(yīng)用服務(wù)器。一方面,因?yàn)镴Boss具有精良的、基于JMX的總線架構(gòu),這使得它在開發(fā)者中更加流行和實(shí)用;另一方面,JBoss Group本身積極參與J2EE相關(guān)規(guī)范的制定和相關(guān)技術(shù)的研究,這使得JBoss應(yīng)用服務(wù)器本身能夠遵循和推動J2EE規(guī)范的革新。借助于JMX,JBoss應(yīng)用服務(wù)器的一切都是模塊化的。tom―cat是iakarta項(xiàng)目中的一個重要的子項(xiàng)目,是sun公司官方推薦的servlet和isp容器,servlet和isp的最新規(guī)范都可以在tomcat的新版本中得到實(shí)現(xiàn)。JBoss+Tom―cat已經(jīng)成為一個免費(fèi)的開源的穩(wěn)定的J2EE服務(wù)器。
MySOL是一個真正的多用戶、多線程SOL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。MvSOL是以一個客戶機(jī)/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),它由一個服務(wù)器守護(hù)程序mysqld和很多不同的客戶程序和庫組成。MySOL主要目標(biāo)是快速、健壯和易用。
3.J2EE技術(shù)及實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)采用J2EE技術(shù)體系完成開發(fā)、實(shí)施和管理。采用的開發(fā)和實(shí)施架構(gòu)是eclipse-SDK―3.0.1―win32+lomboz.301 (開發(fā)工具)+iboss―3.2.1 tomcat―4.1.24(中間件應(yīng)用服務(wù)器+Servlet)+Apache(WEB服務(wù)器)+mvsql-administrator-1.0.19-win-noinstall(后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))。J2EE技術(shù)的基礎(chǔ)就是核心JAVA平臺或者JAVA2平臺的企業(yè)版。它具有跨平臺性和易移植性,方便存取后臺數(shù)據(jù)庫,在Internet具有保護(hù)數(shù)據(jù)的安全模式,同時其多層次結(jié)構(gòu)也保證了新系統(tǒng)高可靠性及可擴(kuò)充性、靈活性、易維護(hù)性、穩(wěn)定的可用性等。
4.相關(guān)數(shù)據(jù)庫
(1)輔導(dǎo)數(shù)據(jù)庫。有學(xué)生基本信息表、教師信息表、管理員信息表、輔導(dǎo)日志表、選題表、開題表、中期表、終期初審表、評閱表、答辯表、成績表、主要參與人員基本信息、過程各階段性成果信息。
(2)論壇數(shù)據(jù)庫。按主題專業(yè)劃分成多個表。)
(3)資料數(shù)據(jù)庫。提供各種文件、論文樣例和電子圖書資料。
(4)多媒體數(shù)據(jù)庫。用于存放各類實(shí)時的語音、視頻數(shù)據(jù)。
5.創(chuàng)建科學(xué)的成績評價體系
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個科學(xué)研究過程,即經(jīng)過知識準(zhǔn)備、研究階段、豁然開朗、完成幾大階段。對學(xué)生的最終評價應(yīng)該是一種過程評價,而不是一評制或者是答辯定成績的情況。
本系統(tǒng)基于對學(xué)生、參與教師的嚴(yán)格過程管理,把最終評分分到各個環(huán)節(jié)。選題、開題、中期、終期預(yù)評、論文評閱和答辯,再加上論壇參與的積極性等人氣指數(shù),最終形成總分,以期為學(xué)生形成良好過程習(xí)慣,對參與教師也有明確的監(jiān)督作用。用公式表示如下:
最終成績=過程成績+評閱成績+答辯成績+人氣指數(shù)
五、相對傳統(tǒng)模式的優(yōu)勢
傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)輔導(dǎo)是一種面對面、言傳身教、師徒式的模式,該方式存在不少弊端,學(xué)員視野受導(dǎo)師影響,是一種近距離的交流,不適合遠(yuǎn)程教學(xué)。指導(dǎo)教師的精力有限,發(fā)揮作用有限,各種好的經(jīng)驗(yàn)只能產(chǎn)生小范圍的效果,人力物力資源共享不高。遠(yuǎn)程系統(tǒng)具有以下相對優(yōu)勢:
1.為系統(tǒng)的每一個參與者量身定做虛擬環(huán)境
利用遠(yuǎn)程輔導(dǎo)系統(tǒng),指導(dǎo)教師可以方便地為學(xué)生創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)情境:提供已學(xué)課程的課件、參考的電子圖書、相關(guān)的專業(yè)網(wǎng)站、相關(guān)的熱點(diǎn)論壇、相關(guān)的電子文檔,甚至開通相關(guān)的國家電子圖書館以供翻閱,努力反映當(dāng)代科技發(fā)展水平,讓學(xué)生了解、把握國內(nèi)外在該研究領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展動態(tài)。通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)的論壇,創(chuàng)建針對性的論壇,指導(dǎo)學(xué)生瀏覽相關(guān)網(wǎng)頁和資源,并對所得信息進(jìn)行去偽存真、去粗存精。通過實(shí)時工具跟學(xué)生進(jìn)行會話和協(xié)作溝通,經(jīng)過引導(dǎo),使學(xué)生在已有的知識上形成新的理論觀點(diǎn)。遠(yuǎn)程系統(tǒng)也利于指導(dǎo)教師重整理論體系和知識結(jié)構(gòu),形成新的教學(xué)科研支點(diǎn)。
2.過程監(jiān)督機(jī)制和科學(xué)的評分系統(tǒng)
傳統(tǒng)模式容易出現(xiàn)學(xué)校缺乏對教師的真正有效監(jiān)督機(jī)制和獎懲制度。教師對畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作重視不夠,導(dǎo)致計(jì)劃和進(jìn)度不能落實(shí)等實(shí)際情況。遠(yuǎn)程輔導(dǎo)系統(tǒng)嚴(yán)格按照選題、開題、中期報(bào)告、終期初審、論文評閱和答辯幾個環(huán)節(jié)順序進(jìn)行,學(xué)生只有完成一個環(huán)節(jié),才能進(jìn)入下一階段,而每一階段都應(yīng)該有指導(dǎo)教師和相關(guān)人員的審核評分,不然學(xué)生就不能進(jìn)入下一階段。在此基礎(chǔ)上建立科學(xué)的評分體系,學(xué)生的最后成績也不再是一票制,而是綜合評分。同時利用遠(yuǎn)程系統(tǒng)能有效控制過程方式,能較好控制進(jìn)度,對過程建立科學(xué)的量化指標(biāo),甚至學(xué)??筛鶕?jù)自己情況讓學(xué)生提早啟動畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程,以應(yīng)對學(xué)生最后學(xué)期忙于找工作或考研而精力投入不足的問題。
3.遠(yuǎn)程輔導(dǎo)系統(tǒng)能使資源共享最大化
近年來高校擴(kuò)招后學(xué)生規(guī)模擴(kuò)大,指導(dǎo)教師精力投人不足,學(xué)生數(shù)量大幅增長,同時,高校的大多數(shù)指導(dǎo)教師同時還要承擔(dān)有大量的教學(xué)和科研任務(wù)。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時間過于集中,以至于有的教師在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)上投入的時間、精力非常有限,直接影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。指導(dǎo)教師可以向遠(yuǎn)程系統(tǒng)提供相關(guān)課件、教學(xué)過程中的相關(guān)資料、網(wǎng)絡(luò)索引鏈接、往年的論文設(shè)計(jì)樣例等供學(xué)生參考。學(xué)生可以以訪客身份參觀其他同學(xué)的畢業(yè)進(jìn)程和老師評價情況。專業(yè)教師可以通過論壇提出一些看法觀點(diǎn),對實(shí)時互動進(jìn)行記錄形成文件供全體同學(xué)進(jìn)行觀摩。通過這些創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)氛圍,使教學(xué)資源得到最大的共享。
4.能培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和信息處理能力
現(xiàn)今的信息社會離不開計(jì)算機(jī)的使用,計(jì)算機(jī)的使用能力是畢業(yè)生的綜合素質(zhì)的重要組成部分,通過遠(yuǎn)程系統(tǒng),學(xué)生可以得到資料檢索、上傳下載、文件處理、論壇交流、即時通訊等多種信息處理能力的強(qiáng)化訓(xùn)練,為以后打下良好的基礎(chǔ),也為以后的無紙辦公、電子商務(wù)工作創(chuàng)造條件。
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)。它的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中,盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的物質(zhì)。
化學(xué)教育尤其大學(xué)化學(xué)教育是為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的。醫(yī)學(xué)類職業(yè)是與人類生死、健康休戚相關(guān)的事業(yè),保障人類健康離不開藥物,藥物合成又離不開化學(xué),而化學(xué)工業(yè)的發(fā)展又在很大程度上直接影響了人類的健康。如何在這三者之間構(gòu)建和諧,綠色化學(xué)是唯一出路。綠色化學(xué)不應(yīng)是一門獨(dú)立學(xué)科,而應(yīng)是一種指導(dǎo)思想,是人們應(yīng)該傾力追求的目標(biāo)[1]。作為大學(xué)化學(xué)教師,我們首先應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況,將綠色化學(xué)教育滲透到教學(xué)工作中去,通過廣泛的宣傳教育,讓學(xué)生樹立起綠色化學(xué)意識,培養(yǎng)出具有綠色化學(xué)意識的一代新人[2]。綠色化學(xué)成為醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)教育的一個重要組成部分,給改革課堂教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力提供了良好的契機(jī)。
1.提高自身實(shí)施綠色化學(xué)教育的能力和專業(yè)水平。
綠色化學(xué)是化學(xué)科學(xué)與物理、生物、材料及信息等科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,是化學(xué)科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步。因此教學(xué)人員不但需要具備化學(xué)基礎(chǔ)知識、理論和技能,還要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)關(guān)于綠色化學(xué)的理論知識,了解有關(guān)綠色化學(xué)技術(shù)的最新研究成果和發(fā)展方向,掌握相關(guān)學(xué)科的知識。
2.改革實(shí)驗(yàn)方式,避免實(shí)驗(yàn)污染物產(chǎn)生。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)中總有氣體、液體或固體產(chǎn)物的生成,或多或少地會產(chǎn)生有害或有毒的實(shí)驗(yàn)廢棄物。筆者所在的安徽三聯(lián)學(xué)院醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程針對的是文理兼收的醫(yī)藥營銷專業(yè)學(xué)生,他們畢業(yè)后從事藥物開發(fā)、合成的可能性很小,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)際意義不大,因此在實(shí)際教學(xué)中取消了實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)。對于個別必要的實(shí)驗(yàn),借助網(wǎng)絡(luò),利用錄像、多媒體課件、Flas、計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段進(jìn)行演示,避免了化學(xué)污染物的產(chǎn)生。
3.針對職業(yè)需要,整合醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)知識結(jié)構(gòu),添加綠色化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
筆者選用了張法浩主編的《醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)》,該教材包含了無機(jī)、分析及有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容。隨著教學(xué)改革的深入,根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)及教育部對高職學(xué)生理論知識“夠用為度”的原則,我院該課程總學(xué)時只有72節(jié),比過去減少了二分之一,這就要求教師在教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法等方面做出調(diào)整,以適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要[3]。要更多地將醫(yī)藥營銷工作中實(shí)際需要的知識融入教學(xué)過程,摒棄那些不重要又晦澀難懂的知識,使醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)真正成為理論的基石?,F(xiàn)行教材內(nèi)容與職業(yè)缺乏緊密聯(lián)系,忽視了與實(shí)際的聯(lián)系,學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動性和積極性。因此,筆者對課程進(jìn)行了重新整合,刪減和壓縮了教材中電解質(zhì)溶液、酸堿滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子軌道理論等章節(jié)內(nèi)容。將壓縮的理論和實(shí)驗(yàn)課時用以補(bǔ)充綠色化學(xué)內(nèi)容[4][5],多元化、多層次、多角度地向?qū)W生揭示、展現(xiàn)綠色化學(xué)與基礎(chǔ)化學(xué)的緊密聯(lián)系。對晦澀難懂的內(nèi)容以教師精講為主;常識性的內(nèi)容由學(xué)生講解;與生活息息相關(guān)相關(guān)的內(nèi)容設(shè)計(jì)題目,讓學(xué)生發(fā)表見解、分組討論或辯論,然后由教師進(jìn)行總結(jié)。這樣既突出了重點(diǎn)、難點(diǎn),又培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)的能力,提高了學(xué)習(xí)興趣。
4.學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識、原理,結(jié)合綠色化學(xué),撰寫科技小論文。
作業(yè)是課程教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié),是課堂教學(xué)的繼續(xù)和延伸。除了布置教材習(xí)題外,為讓學(xué)生更深入更主動地將綠色化學(xué)的理念滲透到傳統(tǒng)化學(xué)學(xué)習(xí)中,在課程結(jié)束前,筆者布置學(xué)生選擇與“可持續(xù)發(fā)展”有關(guān)的選題,通過探究和調(diào)查,查找相關(guān)文獻(xiàn)、資料,并對其進(jìn)行分析、解釋、評價、調(diào)查、討論、研究,寫出科技小論文。從對連續(xù)三屆學(xué)生提交的論文情況看,由于平時的教學(xué)中始終貫穿了“綠色”這個與人類健康密切相關(guān)的主題,學(xué)生興趣濃厚、選題廣泛、立意明確,從問題的提出到問題的解決,學(xué)生始終是決策者、行動者。學(xué)生從可持續(xù)發(fā)展的高度去關(guān)心環(huán)境及環(huán)境問題,更深刻地理解了人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關(guān)系,認(rèn)識到他們的態(tài)度、行為和決定將對現(xiàn)在和未來的全球環(huán)境、整個社會產(chǎn)生影響,激發(fā)了學(xué)生的憂患意識和社會責(zé)任感。
5.改革教學(xué)方式及成績評定方式。
隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的普及,多媒體教學(xué)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。五年的教學(xué)中,筆者經(jīng)歷了傳統(tǒng)教學(xué)――傳統(tǒng)教學(xué)+多媒體教學(xué)――多媒體教學(xué)這一教學(xué)手段改革過程。實(shí)踐證明,利用多媒體教學(xué),無論信息量還是教學(xué)效果都得到了極大的提升。
完整的教學(xué)過程應(yīng)該包括成績的評定,考試方法的創(chuàng)新是教學(xué)改革不可缺少的環(huán)節(jié)。從2005級開始,課程成績的評定項(xiàng)目包括:平時成績20分,科技論文40分,理論考試40分。前兩項(xiàng)是基本體現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的考核,占總分60%,比重超過了理論知識的考核,既有利于調(diào)動學(xué)生提高自身素質(zhì)的積極性,又促進(jìn)了教改的不斷推進(jìn)和完善。
筆者經(jīng)過幾年嘗試性地將綠色化學(xué)融入到醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)探索,逐漸實(shí)現(xiàn)了“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的教學(xué)理念,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教學(xué)中及時滲透綠色化學(xué)方面的知識,適當(dāng)?shù)丶由詈退季S拓展,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育,成為有綠色化學(xué)理念的新一代高職大學(xué)生,是時代的要求,是素質(zhì)教育的要求。
參考文獻(xiàn):
[1]馬莉,冉嗚.綠色化學(xué)的提出與發(fā)展.成都教育學(xué)院學(xué)報(bào),2005,9,(6).
[2]何樹華,田開江.大學(xué)化學(xué)專業(yè)應(yīng)加強(qiáng)綠色化學(xué)教育.涪陵師范學(xué)院學(xué)報(bào),2000,18,(5)