虛擬化學(xué)論文精選(九篇)
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第1篇：虛擬化學(xué)論文范文
國務(wù)院學(xué)位委員會于1998年修訂研究生專業(yè)目錄時，特別設(shè)立了材料物理和化學(xué)專業(yè)。材料物理和材料化學(xué)是材料科學(xué)的重要基礎(chǔ)?，F(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)由過去的宏觀研究和發(fā)展進入到微觀分析和研究，用電子、原子、分子的尺度來研究改變物質(zhì)的性質(zhì)，發(fā)展新興的材料。特別是當(dāng)今以服務(wù)于高科技，現(xiàn)代工業(yè)和國防為主的現(xiàn)代材料或新材料的需求量越來越大，新材料的研制與開發(fā)速度也越來越快，因而涌現(xiàn)出的新概念、新理論、新技術(shù)、新方法、新工藝、新產(chǎn)品和新問題越來越需要材料學(xué)家和物理學(xué)家等共同努力來歸納、整理、總結(jié)及創(chuàng)新。由此產(chǎn)生的材料化學(xué)新專業(yè)無疑是多學(xué)科知識交叉、滲透的結(jié)果。它給現(xiàn)代材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用以及相關(guān)科學(xué)的發(fā)展帶來了新的空間，為新材料的可持續(xù)發(fā)展提供完善而系統(tǒng)的理論指導(dǎo)和技術(shù)保障。因為材料化學(xué)專業(yè)是技能性、實踐性極強的學(xué)科領(lǐng)域。如何通過材料化學(xué)各實驗課程的改革，深化學(xué)生對課堂知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式和實踐能力，從而提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合能力，是我們面臨的一個重要問題。如何通過實驗培養(yǎng)學(xué)生多層次、多方向的掌握材料物理性能與材料的制備、工藝和測試手段的關(guān)系。并且通過獨立操作和控制實驗進程，培養(yǎng)學(xué)生的研究精神和創(chuàng)造能力是我們材料化學(xué)專業(yè)需要迫切解決的問題。我們通過分層次實驗教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。
分層次實驗教學(xué)法研究
通過分層次開設(shè)實驗，培養(yǎng)學(xué)生的合理的思維方式和實踐能力，從而提高學(xué)生研究精神和創(chuàng)造性能力。具體過程分為以下三個步驟：
1.加強有關(guān)材料化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)性實驗
在材料化學(xué)專業(yè)本科生具有了初步的化學(xué)和物理實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上，首先將材料化學(xué)專業(yè)實驗課程從相關(guān)理論課程剝離，綜合成材料化學(xué)專業(yè)專門的基礎(chǔ)實驗課程，集中訓(xùn)練學(xué)生的材料制備和材料性能檢測技能，并以此為實驗室的開發(fā)重點，使學(xué)生的實驗基本技能得以鞏固和提高。
2.開展綜合性實驗并結(jié)合本專業(yè)開展遠程網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)
在材料化學(xué)專業(yè)本科生已經(jīng)具有初步的材料制備和性能檢測的實驗技能基礎(chǔ)上，第二步開設(shè)綜合性實驗并結(jié)合遠程網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)。綜合性實驗的開設(shè)是為了適應(yīng)社會的發(fā)展和需求，在綜合實驗新體系中，要求開設(shè)的綜合性實驗盡可能反映材料、生命、環(huán)境、信息等學(xué)科的內(nèi)容；了解和學(xué)習(xí)材料化學(xué)研究方法與現(xiàn)代實驗技術(shù)在高新科技學(xué)科中的應(yīng)用成為我們新的建設(shè)目標。因此，不僅要打破專業(yè)的界限，還要打破學(xué)科的界限，使綜合性實驗成為跨學(xué)科、多技能的綜合訓(xùn)練。在我們材料化學(xué)專業(yè)開設(shè)的綜合性實驗中，與材料、信息相關(guān)的實驗有新型能源材料的合成，SDC（固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料）的合成和表征，壓電陶瓷的制備和表征等等；與生物相關(guān)的實驗是天然物或中草藥物的提取及指紋圖譜等。這樣可以使學(xué)生掌握無機非金屬材料的制備方法和相關(guān)性能測試方法，掌握天然生成物質(zhì)的提取方法和結(jié)構(gòu)確定的手段，從而有效地提高學(xué)生的專業(yè)知識并擴展了知識面。為今后學(xué)生進行主導(dǎo)型研究性實驗奠定基礎(chǔ)。
目前，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日益完善，網(wǎng)絡(luò)速度和寬帶不再成為制約網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)的瓶頸。計算機軟、硬件的飛速發(fā)展無疑使得虛擬實驗環(huán)境更加逼真、智能。當(dāng)然，虛擬實驗在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的誤差分析能力等方面還不可能取代傳統(tǒng)的實物實驗教學(xué)方式。但是開設(shè)遠程網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)可以使接受遠程教育的學(xué)生獲得與在校生一樣的從感知到理解的過程。有利于培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的能力，為終身學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。對我們專業(yè)來說，因為是新開的專業(yè)，很多實驗還缺乏必要的實驗器材，很多綜合性實驗課程無法開出。但借助遠程教育平臺，可以與兄弟院校和我校其他院系的實驗教學(xué)資源實現(xiàn)共享，從而使相關(guān)實驗得以進行，實現(xiàn)了學(xué)生對相關(guān)實驗的認知。
3.開展學(xué)生主導(dǎo)型研究性實驗的模式
學(xué)生主導(dǎo)型研究性實驗是在綜合性實驗的基礎(chǔ)上由學(xué)生自己選題、查閱文獻和設(shè)計實驗，在教師指導(dǎo)下完成研究性實驗論文并進行論文答辯。該模式的主要目的是全方位地鍛煉學(xué)生實驗研究的能力，充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，激發(fā)他們從事材料科學(xué)研究的興趣和熱情，為其今后的畢業(yè)設(shè)計和將來從事科研工作打下良好的基礎(chǔ)。同時這種新的實驗?zāi)Ｊ揭蔡岣吡藢嶒炇以趯W(xué)生學(xué)習(xí)中所占的地位，建立了進實驗室學(xué)習(xí)的意識。設(shè)計性實驗對開發(fā)學(xué)生智力和創(chuàng)新能力有著重要作用。但在具體實施時，對學(xué)生的培養(yǎng)要有一個由淺入深的過程，我們材料化學(xué)專業(yè)的主導(dǎo)型研究性實驗采取在大學(xué)中后期開設(shè)，在學(xué)生已經(jīng)完成材料化學(xué)基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗的基礎(chǔ)上結(jié)合指導(dǎo)教師的課題或相關(guān)專業(yè)后開設(shè)（可參考材料化學(xué)實驗教程中的設(shè)計性實驗）。具體過程一般為以下幾個步驟：（1）選題； （2）查閱文獻收集資料； （3）研究方案。學(xué)生設(shè)計實驗原理，方法和步驟，擬定實驗所需藥品、儀器，探討實驗時可能產(chǎn)生的現(xiàn)象和容易發(fā)生的失誤以及安全等應(yīng)注意的問題，最后獨立設(shè)計實驗方案。實驗方案包括：實驗題目、儀器、藥品、操作步驟和實驗表征儀器等。然后將審閱實驗設(shè)計方案交給教師，教師在尊重學(xué)生創(chuàng)造精神的原則下選出幾種最佳方法，同時糾正某些實驗方案的錯誤指出某些實驗方案的缺陷，再將設(shè)計方案反饋給學(xué)生，將教師選中的方案交由全班同學(xué)討論、完善。然后采取論文答辯的方式檢驗實驗效果。在整個形式上基本是本科生畢業(yè)設(shè)計的模型，通過這樣的實驗為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計和將來的進一步深造奠定基礎(chǔ)。
最后，在整個分層次法實驗教學(xué)中，我們的實驗室采取的是開放式實驗管理模式，在時間方面，我們安排了中午、晚上和雙休日對學(xué)生開放，讓學(xué)生對實驗結(jié)果進行一些探索，對實驗基本技能進行鞏固和掌握。同時，有2~3周開展專門的實驗時間。在人員配備方面，采用專業(yè)課教師和實驗室教師結(jié)合的方式，使每個實驗都有專業(yè)教師進行指導(dǎo)，以保證實驗的順利進行。
第2篇：虛擬化學(xué)論文范文
關(guān)鍵詞：歷史專業(yè)；導(dǎo)師制；實施方案
本科生導(dǎo)師制是由英國威廉·威克姆創(chuàng)立，最早應(yīng)用于牛津大學(xué)“新學(xué)院”的一種人才培養(yǎng)制度。其卓有成效的培養(yǎng)效果，在國內(nèi)外產(chǎn)生了重要影響，因而被各著名高校采用。其主要特點是：教師和學(xué)生密切接觸，師生關(guān)系親密；導(dǎo)師可以根據(jù)學(xué)生個體差異因材施教，最大限度地激發(fā)學(xué)生的主動性；導(dǎo)師在做好自身科研工作以外，還要對學(xué)生進行生活、學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)。在現(xiàn)實生活中，種種問題的存在及歷史專業(yè)本身的特點，使得本科生導(dǎo)師制的推行更為迫切，方式更為靈活。
一、本科生導(dǎo)師制實行的必要性
隨著我國社會的發(fā)展、大學(xué)教育的普及，輔導(dǎo)員師資力量的相對薄弱以及學(xué)分制的實行使得本科生導(dǎo)師制在我國的實行顯得尤為必要。
（一）大學(xué)擴招，輔導(dǎo)員師資力量相對薄弱，需要更多教師參與學(xué)生管理
在我國，2009年大學(xué)計劃招收學(xué)生人數(shù)突破600萬，2010年為657萬，2011年為675萬，大學(xué)教育的普及程度已經(jīng)接近發(fā)達國家水平。就河南大學(xué)來講，2010年高招計劃招生10635人，2011年高招計劃招生10860人，現(xiàn)有在校生35000人左右，教師4000多人。其中，輔導(dǎo)員有120人左右，平均每位輔導(dǎo)員管理近300名學(xué)生，單純地依靠輔導(dǎo)員管理學(xué)生顯然是不夠的。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要2010-2020年》和《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》都要求高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。在這種條件下，只有發(fā)揮更多教師的積極主動性，才能完成此項要求。本科生導(dǎo)師制符合社會發(fā)展趨勢，實行本科生導(dǎo)師制是我國高等教育發(fā)展的必然選擇。
（二）推行學(xué)分制，需要教師參與指導(dǎo)
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，現(xiàn)在我國許多高校一改以往固定培養(yǎng)學(xué)制（一般為4年），開始實行彈性學(xué)制（3~7年），學(xué)生所修課程的總學(xué)分達到畢業(yè)規(guī)定要求就可以畢業(yè)。它要求學(xué)生在學(xué)校固定的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中選擇課程。除修完必修課程外，還必須修一些選修課，以達到畢業(yè)學(xué)分要求。學(xué)生如何選擇這些選修課，并達到擴展視野、豐富知識、有利于進一步深造或就業(yè)的目的，需要具有豐富經(jīng)驗的教師予以指導(dǎo)。因此，實行本科生導(dǎo)師制就成為最佳選擇。
（三）現(xiàn)有教學(xué)方式不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)
由于歷史專業(yè)實踐性較弱，現(xiàn)有歷史專業(yè)教學(xué)方式以灌輸為主，重視教師的單向作用，重視教師的主動作用，忽略、忽視了學(xué)生的主體作用。現(xiàn)有高校歷史專業(yè)培養(yǎng)方式，僅僅重視課堂教學(xué)，忽視課外教學(xué)，課堂教學(xué)和課外教學(xué)聯(lián)系不大。實行本科生導(dǎo)師制，可以把課外教學(xué)和課堂教學(xué)對接起來，將課堂教學(xué)延伸至課外，形成全天候培養(yǎng)學(xué)生的制度。
（四）實施本科生導(dǎo)師制有利于教學(xué)相長
科研創(chuàng)新需要自身知識的積累，但不可忽視思想的碰撞、交流的展開在其中所起的作用。在多元的社會中閉門造車，必然事倍功半。雖然導(dǎo)師在人生閱歷、專業(yè)研究等諸多方面優(yōu)于學(xué)生，但在一對一的指導(dǎo)中，學(xué)生的多樣性、時代的發(fā)展性會使導(dǎo)師感受到壓力，從而強迫自己通過不同途徑提高自身水平，熟悉本專業(yè)最新的學(xué)術(shù)研究動態(tài)、成果，提高自身科研能力，關(guān)注社會發(fā)展，洞察熱點問題內(nèi)核，以利于解答學(xué)生提出的問題。這種課外的師生交流，對師生來講，就是另外一種的教學(xué)相長。
二、本科生導(dǎo)師制實施方案
基于現(xiàn)實中相關(guān)問題的存在，高校歷史專業(yè)本科階段導(dǎo)師制應(yīng)從以下幾個方面著手實施。
（一）三年級以前實行導(dǎo)師制
某些院校由于將導(dǎo)師制的內(nèi)容局限于科研的指導(dǎo)，所以在學(xué)生三年級時才實行導(dǎo)師制。這種做法不能很好地發(fā)揮導(dǎo)師的作用，縮小了導(dǎo)師制的內(nèi)涵。在就業(yè)壓力非常大的現(xiàn)實生活中，在某些對科研不感興趣的同學(xué)身上導(dǎo)師制流于形式。河南大學(xué)歷史文化學(xué)院對實行導(dǎo)師制的2007級、2008級學(xué)生進行調(diào)查，330人中僅有13人主張三年級開始實行導(dǎo)師制，絕大多數(shù)的學(xué)生主張三年級以前實行導(dǎo)師制。歷史文化學(xué)院的2007級是在三年級、2008級是在二年級實行導(dǎo)師制的，這些學(xué)生中也有一部分希望入校之時就實行導(dǎo)師制?？梢?，入校后學(xué)生想早些實行導(dǎo)師制仍是一種趨勢。學(xué)生的選擇是有道理的。三年級以后，學(xué)生的基本想法已趨于定向，已經(jīng)決定了考研或者就業(yè)。而三年級以前，學(xué)生存在適應(yīng)環(huán)境、完成高中生向大學(xué)生的轉(zhuǎn)變、如何選課、如何在平時培養(yǎng)科研能力等諸多問題，這些問題的解決都需要導(dǎo)師的介入。
（二）導(dǎo)師制的實施內(nèi)容在不同階段要有所側(cè)重
由于導(dǎo)師需要對學(xué)生進行較為全面的導(dǎo)學(xué)，不同年級學(xué)生在不同時段有不同的需求，所以導(dǎo)師應(yīng)根據(jù)不同年級不同時段的任務(wù)安排自己的導(dǎo)學(xué)內(nèi)容。
一年級的學(xué)生，需要導(dǎo)師幫助他們認識學(xué)校、轉(zhuǎn)變自我、增強專業(yè)思想。學(xué)生從四面八方來到一個新環(huán)境，經(jīng)歷著從高中生成為大學(xué)生、從依賴到獨立的轉(zhuǎn)變。為此，一年級時導(dǎo)學(xué)內(nèi)容的重點是談心，做思想教育工作。
二年級的學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課，開始接觸選修課。這時，導(dǎo)師不僅需要告知學(xué)生學(xué)科的體系結(jié)構(gòu)，還應(yīng)照顧到課程的學(xué)習(xí)順序，這樣才能幫助學(xué)生更好地達到學(xué)習(xí)的目標。導(dǎo)師還要了解學(xué)生的真實想法、思想志趣，幫其規(guī)劃未來，使學(xué)生在二年級時就為未來打好基礎(chǔ)，做好準備。
三年級時大量選修課開始加入。導(dǎo)師要了解學(xué)生的專業(yè)興趣，指導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)書籍。通過舉辦讀書報告會等活動，增強學(xué)生的表達能力，督促其學(xué)習(xí)，并適當(dāng)?shù)丶訌娖鋵嵺`能力的鍛煉。針對師范類學(xué)生，導(dǎo)師應(yīng)加強其授課能力的培養(yǎng)，可以讓學(xué)生課下練習(xí)講課，每個月集中指導(dǎo)一次模擬上課。鍛煉次數(shù)越多，學(xué)生就越熟練，找工作時其就業(yè)能力就會大大提高。針對有考研興趣的學(xué)生，導(dǎo)師可以結(jié)合其考研方向，有的放矢地對其進行指導(dǎo)。
四年級上學(xué)期是學(xué)生找工作或者考研的時間。因此，導(dǎo)師要根據(jù)這一階段的特點安排導(dǎo)學(xué)內(nèi)容。不僅要加強學(xué)生實踐能力的實際操練或考研專業(yè)課的復(fù)習(xí)，還要向其傳授找工作或考研的經(jīng)驗，幫助其收集就業(yè)或考研信息，減輕學(xué)生心理壓力，鼓勵他們迎接挑戰(zhàn)。四年級下學(xué)期主要是寫畢業(yè)論文。畢業(yè)論文是對學(xué)生本科階段專業(yè)學(xué)習(xí)成果的綜合考查，也是導(dǎo)師導(dǎo)學(xué)成果的表現(xiàn)之一。對于不考研的學(xué)生來講，畢業(yè)論文可能只是他們的必修課程；對于考研的學(xué)生來講，則意味著他們能否獲得進一步深造的機會。歷史文化學(xué)院要求輔導(dǎo)員從四年級上學(xué)期開始，就將學(xué)生是否考研、論文題目等信息提交院里。院里根據(jù)學(xué)生論文方向派到教研室，并告知教研室主任將考研學(xué)生的論文盡量交予學(xué)術(shù)水平較高的老師指導(dǎo)。在這種負責(zé)任的態(tài)度指導(dǎo)下，歷史文化學(xué)院的學(xué)生沒有因畢業(yè)論文出問題而被高校研究生復(fù)試刷掉的。學(xué)生對學(xué)院的做法比較滿意。
（三）師生間導(dǎo)學(xué)的主要方式
導(dǎo)師制的實現(xiàn)方式與學(xué)生課堂上課有諸多區(qū)別，最大的區(qū)別在于學(xué)生與教師的私人交往增多，直接接觸次數(shù)增多。根據(jù)對歷史文化學(xué)院2007級、2008級學(xué)生所做的調(diào)查，有89.09%的學(xué)生期待導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生的最佳人數(shù)為10以下。師生比的加大，必然為導(dǎo)師與學(xué)生間的交往提供了更多有效的方式。
1．聊天
聊天是人在自然狀況下的對話，可以直抒胸臆，表達自己的意愿，增強師生之間的關(guān)系。導(dǎo)師和學(xué)生之間既可以一對一聊天，也可以集中起來進行對話。為保證導(dǎo)師制實行的有效性，建議一個導(dǎo)師帶10名學(xué)生。這種人數(shù)的有效限定，給聊天的實現(xiàn)提供了可能。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達的今天，聊天的實現(xiàn)有兩種方式，即現(xiàn)實聊天和虛擬聊天?，F(xiàn)實聊天更直接，更便于導(dǎo)師了解學(xué)生情況，可以加強師生間的交流。虛擬聊天，即通常我們說的網(wǎng)絡(luò)聊天。在任何一個網(wǎng)絡(luò)終端，雙方都可以及時進行交流，導(dǎo)師可以及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活狀況，學(xué)生也可以及時向?qū)熖岢鰡栴}，接受指導(dǎo)。
2．讀書報告會
一般是導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生興趣及要求開列書單，由學(xué)生自行讀書，在指定的日期由導(dǎo)師召集，學(xué)生間相互交流讀書心得并由導(dǎo)師點評的一種導(dǎo)學(xué)形式。此種方式對于督促學(xué)生學(xué)習(xí)、增長學(xué)生見識、促進學(xué)生間交流、互相啟發(fā)學(xué)術(shù)敏感性、提高學(xué)生學(xué)術(shù)領(lǐng)悟力都能起到較大的作用。
3．論文寫作研討會
寫論文是鍛煉作者思維的最好方法，對于提高學(xué)生的邏輯能力、文字運用能力大有幫助。導(dǎo)師可以在論文寫作研討會上拿出學(xué)術(shù)水平高的雜志中的典型文章進行點評，包括結(jié)構(gòu)解剖、語言表述、內(nèi)在邏輯、史料運用、觀點表達、學(xué)術(shù)史回顧、學(xué)術(shù)前沿等問題；在具體指導(dǎo)某一學(xué)生時，就要對其選題、資料查找、文章結(jié)構(gòu)、學(xué)術(shù)前沿、學(xué)術(shù)史回顧等做具體指導(dǎo)。一兩個月以后，要求學(xué)生將寫成的論文拿到論文寫作研討會上進行宣讀。學(xué)生陳述自己的論文，其他學(xué)生做點評，導(dǎo)師參與討論。如此幾次，學(xué)生的學(xué)術(shù)水平及寫作能力必然提高。
4．實踐考察
培養(yǎng)人才的目的是為社會服務(wù)，所以，學(xué)生除了學(xué)習(xí)知識，還要通過社會實踐走向廣闊的社會舞臺，檢驗自己的能力。導(dǎo)師可以指導(dǎo)學(xué)生做一些相關(guān)問題的調(diào)查，將課本中的歷史知識轉(zhuǎn)化為某些現(xiàn)實中的感受，并提交社會實踐報告。作為歷史學(xué)師范類學(xué)生，除了做好以上工作，還需到中學(xué)實習(xí)。導(dǎo)師要就學(xué)生的聽課、備課、試講、點評進行全程指導(dǎo)，并讓學(xué)生互相觀摩、互相提高。實習(xí)結(jié)束時，學(xué)生要回講，全面總結(jié)實習(xí)經(jīng)驗，爭取做一名合格的人民教師。
三、本科生導(dǎo)師制實行中應(yīng)注意的問題
為使本科生導(dǎo)師制更好地實行，在具體實施中，還需要注意以下幾點。
第一，導(dǎo)師的選拔。歷史文化學(xué)院根據(jù)自身院（系）的特點，從嚴選拔導(dǎo)師。要求導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)具有較強的事業(yè)心和責(zé)任感，作風(fēng)正派，嚴于律己，為人師表，保證有一定的時間和精力指導(dǎo)學(xué)生；了解高等教育規(guī)律和青年學(xué)生成長規(guī)律，熱愛學(xué)生，具有一定的社會工作經(jīng)驗和組織管理能力；一般要求具有副教授及以上職稱或碩士及以上學(xué)位，或有獨立主持科研項目能力。
第二，做好導(dǎo)師制的監(jiān)督、檢查和考評工作。導(dǎo)師制實行的效果，要從職業(yè)道德、履行職責(zé)情況、工作績效等方面全面衡量，還要把考核結(jié)果與教師年度考核、專業(yè)技術(shù)職稱晉升、崗位聘任和獎酬發(fā)放結(jié)合起來，對作出貢獻、學(xué)生口碑好的導(dǎo)師要積極地進行物質(zhì)獎勵和精神獎勵。
總之，高校歷史專業(yè)作為綜合院校長線專業(yè)之一，面臨著其他專業(yè)相似的問題，諸如招生人數(shù)增加，學(xué)分制的推行，教學(xué)方式、培養(yǎng)方式的明顯不足，學(xué)生專業(yè)思想不牢固及就業(yè)困難等。推行導(dǎo)師制是解決以上問題的現(xiàn)實途徑。同時，歷史專業(yè)的特殊性也讓導(dǎo)師制實施方案具有自己的特色，比如讀書報告會、論文寫作研討會等。
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[2]呂秋豐,靳艷巧,林起浪.高校本科生實行導(dǎo)師制的探討[J].教育探索.2010,(1).
第3篇：虛擬化學(xué)論文范文
[論文關(guān)鍵詞]數(shù)字教學(xué) 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 交互式 教學(xué)模式
隨著國家發(fā)展“大學(xué)科”及交叉學(xué)科的教育建設(shè)思想的推進，現(xiàn)代教育要求不僅掌握知識、學(xué)習(xí)能力和方法，更要進行必要的人文主義教育，交互式教學(xué)法實現(xiàn)了教師與學(xué)生以及學(xué)生之間的交互。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使人機交互更好地與日常生活經(jīng)驗相契合，為交互式的教學(xué)方法提供了技術(shù)支持。本研究旨在通過研究人的行為，運用交互式的教學(xué)方法，探究以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為代表的先進技術(shù)在未來數(shù)字教學(xué)模式中的應(yīng)用。
一、基于虛擬現(xiàn)實的交互式數(shù)字教學(xué)方法研究與分析
1.人機交互。人機交互過程是指人通過人機界面向計算機輸入指令，計算機處理后把輸出結(jié)果呈現(xiàn)給用戶的過程。人機交互的發(fā)展歷史，是從人適應(yīng)計算機到計算機不斷地適應(yīng)人的發(fā)展史，它經(jīng)歷了幾個階段。
人機交互的方式可以分為數(shù)據(jù)交互、圖像交互、語音交互和行為交互四類，其中行為交互是當(dāng)今社會研究的重點，它是指通過身體的姿態(tài)和動作來表達意思。行為交互是計算機通過定位和識別人類，跟蹤人類肢體運動和表情特征，從而理解人類的動作和行為，并作出相應(yīng)的智能反饋過程，它將帶來全新的、最自然的交互方式。計算機通過用戶行為能夠預(yù)測用戶想要做什么，并以此來滿足用戶的需求。比如，計算機通過跟蹤人們的視線，就能預(yù)測用戶的意圖，是想要瀏覽什么網(wǎng)站還是需要打電話等，它有助于形成更適合未來數(shù)字教育的交互方式?，F(xiàn)代教學(xué)，教的內(nèi)容趨于多樣化，學(xué)生的需求也趨于多樣化、多層次，每個學(xué)生的個體差異也更為突出，怎么針對這些新的特征，利用更好的交互技術(shù)，使教與學(xué)的內(nèi)容在數(shù)字化的平臺上，更好地照顧學(xué)生的個性化特征和需要，更好地實現(xiàn)教師個體與學(xué)生個體之間以及學(xué)生群體之間的相互交流、互動學(xué)習(xí)就變得尤為重要。
前面提到，人機交互需要由相應(yīng)的人機界面來使之形象化。人機界面是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面，它是人機雙向信息交互的支持軟件和硬件，也是進行交互設(shè)計最終展現(xiàn)給用戶的結(jié)果，所以，對人機界面的充分了解對分析數(shù)字教學(xué)中的交互設(shè)計不可或缺。
2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)。要實現(xiàn)上面所述的自然交互過程，需要運用高科技手段，比如近幾年逐漸成熟的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，利用電腦模擬產(chǎn)生一個三度空間的虛擬世界，集成了計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，提供使用者視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，及時、無限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。在教學(xué)中，它運用于實驗?zāi)M、場景再現(xiàn)，可以把枯燥繁瑣的文字知識形象地進行轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生主動地思考、學(xué)習(xí)，是既有意思又是符合未來教育模式的一種技術(shù)。
虛擬現(xiàn)實具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—構(gòu)想)，強調(diào)虛擬系統(tǒng)中人的主導(dǎo)作用。沉浸感指用戶沉浸于計算機生成的虛擬環(huán)境中，有身臨其境之感。交互性指用戶與虛擬場景中各種對象相互作用的能力，是人機和諧的關(guān)鍵性因素。想象力則是用戶從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認識，從而可以深化概念，萌發(fā)新穎的認識。
按照用戶參與的形式以及沉浸程度，虛擬現(xiàn)實可以分為桌面虛擬現(xiàn)實、沉浸式虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實和分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)四類。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)強調(diào)的是人與虛擬環(huán)境之間的交互作用，或是兩者相互作用，從而反映出虛擬環(huán)境所提供的各種感官刺激信號以及人對虛擬環(huán)境做出的各種反應(yīng)動作。虛擬環(huán)境給人提供的各種感官刺激包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、力覺、身體感覺及前庭感覺，在物理、化學(xué)及設(shè)計類課程的互動教學(xué)中應(yīng)用前景廣闊，虛擬環(huán)境能夠逼真模擬物理中的力覺與觸覺，生物化學(xué)中的嗅覺和味覺，而各種設(shè)計類課程中的大量視覺圖像圖形的動態(tài)信息也能夠更好地呈現(xiàn)出來，在教學(xué)中起到很好的演示作用。另外，虛擬現(xiàn)實的技術(shù)能夠較好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使枯燥的內(nèi)容更形象化呈現(xiàn)出來，同時教師也可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實的仿真模擬技術(shù)，將邏輯思維較強的教學(xué)內(nèi)容，通過仿真模擬的方式，預(yù)測到由于公式及參數(shù)的改變而可能產(chǎn)生的預(yù)期結(jié)果，并科學(xué)地呈現(xiàn)出視覺、聽覺、觸覺、力覺等多種感知的結(jié)果，加深學(xué)生的感性認知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教學(xué)能夠引發(fā)更多的積極的注意力，幫助學(xué)生更透徹地理解抽象的原理。
3.現(xiàn)代教育與數(shù)字教學(xué)。數(shù)字教學(xué)是指教師和學(xué)習(xí)者在數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境中，遵循現(xiàn)代教育理論和規(guī)律，運用數(shù)字化的教學(xué)資源，以數(shù)字教學(xué)模式培養(yǎng)適應(yīng)新世紀需要的具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的教學(xué)活動。隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益發(fā)展及應(yīng)用，數(shù)字教學(xué)模式主要應(yīng)用于多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域，并逐漸深入到學(xué)習(xí)的方方面面。
但現(xiàn)階段的數(shù)字教學(xué)仍然存在缺陷。首先，計算機無法對學(xué)生的情緒變化作出相應(yīng)反饋，而且它也無法取代教師在教學(xué)過程中一些暗示性的語言所起到的微妙效果。其次，在教學(xué)的許多領(lǐng)域中，計算機無能為力，特別是非邏輯判斷方面。最后，教學(xué)課件在實際使用中存在著局限性。這一系列的問題，相信通過運用交互設(shè)計的方法，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，都會被逐一解決。
[論文摘要]以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為發(fā)展趨勢的信息技術(shù)日新月異，當(dāng)它被應(yīng)用到教育領(lǐng)域時，能夠提供逼真的實驗環(huán)境和事件場景，內(nèi)容組織安排特別強調(diào)學(xué)生主動參與來構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，使學(xué)生由“被動聽講”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)習(xí)”，教與學(xué)之間能產(chǎn)生更好更強的互動，是信息時代教學(xué)模式的主要發(fā)展趨勢。文章旨在分析探索以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)、以交互式為導(dǎo)向的數(shù)字教學(xué)模式，并從教學(xué)資源、師資隊伍、個性化教學(xué)及整合網(wǎng)絡(luò)教育平臺四個方面詳細闡釋了基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互式數(shù)字教學(xué)模式的構(gòu)建。
[論文關(guān)鍵詞]數(shù)字教學(xué) 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 交互式 教學(xué)模式
隨著國家發(fā)展“大學(xué)科”及交叉學(xué)科的教育建設(shè)思想的推進，現(xiàn)代教育要求不僅掌握知識、學(xué)習(xí)能力和方法，更要進行必要的人文主義教育，交互式教學(xué)法實現(xiàn)了教師與學(xué)生以及學(xué)生之間的交互。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使人機交互更好地與日常生活經(jīng)驗相契合，為交互式的教學(xué)方法提供了技術(shù)支持。本研究旨在通過研究人的行為，運用交互式的教學(xué)方法，探究以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為代表的先進技術(shù)在未來數(shù)字教學(xué)模式中的應(yīng)用。
一、基于虛擬現(xiàn)實的交互式數(shù)字教學(xué)方法研究與分析
1.人機交互。人機交互過程是指人通過人機界面向計算機輸入指令，計算機處理后把輸出結(jié)果呈現(xiàn)給用戶的過程。人機交互的發(fā)展歷史，是從人適應(yīng)計算機到計算機不斷地適應(yīng)人的發(fā)展史，它經(jīng)歷了幾個階段。
人機交互的方式可以分為數(shù)據(jù)交互、圖像交互、語音交互和行為交互四類，其中行為交互是當(dāng)今社會研究的重點，它是指通過身體的姿態(tài)和動作來表達意思。行為交互是計算機通過定位和識別人類，跟蹤人類肢體運動和表情特征，從而理解人類的動作和行為，并作出相應(yīng)的智能反饋過程，它將帶來全新的、最自然的交互方式。計算機通過用戶行為能夠預(yù)測用戶想要做什么，并以此來滿足用戶的需求。比如，計算機通過跟蹤人們的視線，就能預(yù)測用戶的意圖，是想要瀏覽什么網(wǎng)站還是需要打電話等，它有助于形成更適合未來數(shù)字教育的交互方式。現(xiàn)代教學(xué)，教的內(nèi)容趨于多樣化，學(xué)生的需求也趨于多樣化、多層次，每個學(xué)生的個體差異也更為突出，怎么針對這些新的特征，利用更好的交互技術(shù)，使教與學(xué)的內(nèi)容在數(shù)字化的平臺上，更好地照顧學(xué)生的個性化特征和需要，更好地實現(xiàn)教師個體與學(xué)生個體之間以及學(xué)生群體之間的相互交流、互動學(xué)習(xí)就變得尤為重要。
前面提到，人機交互需要由相應(yīng)的人機界面來使之形象化。人機界面是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面，它是人機雙向信息交互的支持軟件和硬件，也是進行交互設(shè)計最終展現(xiàn)給用戶的結(jié)果，所以，對人機界面的充分了解對分析數(shù)字教學(xué)中的交互設(shè)計不可或缺。
2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)。要實現(xiàn)上面所述的自然交互過程，需要運用高科技手段，比如近幾年逐漸成熟的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，利用電腦模擬產(chǎn)生一個三度空間的虛擬世界，集成了計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，提供使用者視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，及時、無限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。在教學(xué)中，它運用于實驗?zāi)M、場景再現(xiàn)，可以把枯燥繁瑣的文字知識形象地進行轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生主動地思考、學(xué)習(xí)，是既有意思又是符合未來教育模式的一種技術(shù)。
虛擬現(xiàn)實具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—構(gòu)想)，強調(diào)虛擬系統(tǒng)中人的主導(dǎo)作用。沉浸感指用戶沉浸于計算機生成的虛擬環(huán)境中，有身臨其境之感。交互性指用戶與虛擬場景中各種對象相互作用的能力，是人機和諧的關(guān)鍵性因素。想象力則是用戶從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認識，從而可以深化概念，萌發(fā)新穎的認識。
按照用戶參與的形式以及沉浸程度，虛擬現(xiàn)實可以分為桌面虛擬現(xiàn)實、沉浸式虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實和分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)四類。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)強調(diào)的是人與虛擬環(huán)境之間的交互作用，或是兩者相互作用，從而反映出虛擬環(huán)境所提供的各種感官刺激信號以及人對虛擬環(huán)境做出的各種反應(yīng)動作。虛擬環(huán)境給人提供的各種感官刺激包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、力覺、身體感覺及前庭感覺，在物理、化學(xué)及設(shè)計類課程的互動教學(xué)中應(yīng)用前景廣闊，虛擬環(huán)境能夠逼真模擬物理中的力覺與觸覺，生物化學(xué)中的嗅覺和味覺，而各種設(shè)計類課程中的大量視覺圖像圖形的動態(tài)信息也能夠更好地呈現(xiàn)出來，在教學(xué)中起到很好的演示作用。另外，虛擬現(xiàn)實的技術(shù)能夠較好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使枯燥的內(nèi)容更形象化呈現(xiàn)出來，同時教師也可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實的仿真模擬技術(shù)，將邏輯思維較強的教學(xué)內(nèi)容，通過仿真模擬的方式，預(yù)測到由于公式及參數(shù)的改變而可能產(chǎn)生的預(yù)期結(jié)果，并科學(xué)地呈現(xiàn)出視覺、聽覺、觸覺、力覺等多種感知的結(jié)果，加深學(xué)生的感性認知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教學(xué)能夠引發(fā)更多的積極的注意力，幫助學(xué)生更透徹地理解抽象的原理。
3.現(xiàn)代教育與數(shù)字教學(xué)。數(shù)字教學(xué)是指教師和學(xué)習(xí)者在數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境中，遵循現(xiàn)代教育理論和規(guī)律，運用數(shù)字化的教學(xué)資源，以數(shù)字教學(xué)模式培養(yǎng)適應(yīng)新世紀需要的具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的教學(xué)活動。隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益發(fā)展及應(yīng)用，數(shù)字教學(xué)模式主要應(yīng)用于多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域，并逐漸深入到學(xué)習(xí)的方方面面。
但現(xiàn)階段的數(shù)字教學(xué)仍然存在缺陷。首先，計算機無法對學(xué)生的情緒變化作出相應(yīng)反饋，而且它也無法取代教師在教學(xué)過程中一些暗示性的語言所起到的微妙效果。其次，在教學(xué)的許多領(lǐng)域中，計算機無能為力，特別是非邏輯判斷方面。最后，教學(xué)課件在實際使用中存在著局限性。這一系列的問題，相信通過運用交互設(shè)計的方法，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，都會被逐一解決。
二、交互式數(shù)字教學(xué)模式構(gòu)建
基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互式數(shù)字教學(xué)模式，能夠通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以文本、圖片、影像、聲音、數(shù)據(jù)采集及感應(yīng)技術(shù)、影像及數(shù)字感知內(nèi)容為主要交互媒體，以自然式的交互方式，配合可互動操作的動態(tài)信息、仿真模擬、各種感覺與知覺的數(shù)字反饋技術(shù)，多維度、多媒體、多人互動式地展示IM及時通訊、留言板、互聯(lián)網(wǎng)上的博客、Tag、SNS、RSS、Wiki等多種形式的數(shù)字內(nèi)容，以教學(xué)的核心內(nèi)容為課程組織的基礎(chǔ)，構(gòu)建適應(yīng)當(dāng)下以數(shù)字信息為主要教學(xué)內(nèi)容的互動式教學(xué)模式?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的交互式教學(xué)模式的構(gòu)建主要從以下幾個方面入手:
1.提供多維度的豐富教學(xué)資源。有效傳播多種媒體的多樣化信息，提高學(xué)生對于教學(xué)內(nèi)容的注意力。虛擬現(xiàn)實的技術(shù)能夠為交互式數(shù)字教學(xué)模式設(shè)計立體的教學(xué)模式效果，將課堂理論教學(xué)、實驗室教學(xué)、企業(yè)基地等實地教學(xué)相結(jié)合，理論專題研討、案例教學(xué)、技術(shù)實踐小組協(xié)作等多種教學(xué)方法交叉，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)理論公式，如化學(xué)課中的元素周期表，可以將分子、原子等抽象的結(jié)構(gòu)可視化表現(xiàn)出來，還可將復(fù)雜的實驗通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬出來，如用虛擬現(xiàn)實模擬火山噴發(fā)，模擬火箭的發(fā)射過程，模擬汽車內(nèi)引擎的工作原理，模擬復(fù)雜機構(gòu)之間的關(guān)系和相互作用，智能地調(diào)配物流情況，模擬資金流及相關(guān)的經(jīng)濟問題等，還可運用CAVE計算機輔助虛擬現(xiàn)實環(huán)境技術(shù)，模擬汽車的設(shè)計、裝配等實踐教學(xué)環(huán)境，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建在企業(yè)基地等實地教學(xué)的內(nèi)容，實現(xiàn)教學(xué)的開放性、時效性、針對性和實戰(zhàn)性，提供多維度的豐富的教學(xué)資源。
2.構(gòu)建多學(xué)科交叉的綜合型師資隊伍。隨著信息社會的迅猛發(fā)展，圍繞信息社會的人文、技術(shù)、經(jīng)濟等各種交叉學(xué)科領(lǐng)域，發(fā)展數(shù)字內(nèi)容的交互式教學(xué)模式需要培訓(xùn)一支具有綜合學(xué)科背景的師資力量。而虛擬現(xiàn)實等先進的信息技術(shù)，能夠整合各學(xué)校的優(yōu)秀師資力量，通過構(gòu)建虛擬、虛擬名師等方式，將各高校、研究機構(gòu)及企業(yè)社會的優(yōu)秀師資集合起來，通過虛擬人的名師角色，遠程指導(dǎo)或虛擬地呈現(xiàn)其學(xué)術(shù)內(nèi)容與教學(xué)思想，有效地彌補師資力量不足的問題，隨時更新名師提供的動態(tài)電子教材，提供多學(xué)科交叉的綜合型教學(xué)內(nèi)容與綜合型師資隊伍。
3.實現(xiàn)交互式因材施教的個性化教學(xué)。參與式教學(xué)的交互教學(xué)模式能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性，構(gòu)建虛擬現(xiàn)實的實驗學(xué)習(xí)環(huán)境，根據(jù)每個學(xué)生的個性特點及專長，搭建適合學(xué)生的個性化教學(xué)實驗環(huán)節(jié)，模擬搭建實驗環(huán)境，讓學(xué)生充分展開想象，模擬仿真其實驗效果，預(yù)演實驗結(jié)果，有助于提高學(xué)生對于課程內(nèi)容的參與度和認知程度。另外，學(xué)生還可根據(jù)自身的興趣點，專項選擇適合自己發(fā)展特點的學(xué)習(xí)內(nèi)容，個性化地定制學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師可根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，跟蹤分析其學(xué)習(xí)結(jié)果，對癥安排輔導(dǎo)及進一步深入學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率，增強交互式學(xué)習(xí)的效力。麻省理工學(xué)院媒體實驗室在1993年推出了實體交互設(shè)計的數(shù)字教學(xué)產(chǎn)品，它整合了個人空間和共享學(xué)習(xí)工作空間，能讓兩位用戶在個人空間和共享空間之間實現(xiàn)輕松的轉(zhuǎn)換。這種交互式的教學(xué)產(chǎn)品是一種電子白板，產(chǎn)品使用生活中自然的互動交流方式，如教學(xué)過程中交流雙方各自的頭部動作，雙方眼神的交流和凝視方向等，這些交流的姿勢能夠被3D攝像頭等裝置識別出來，并通過計算機進行智能判斷，根據(jù)計算機圖形、圖像識別技術(shù)，判斷教學(xué)雙方用戶姿勢的變化，同時和姿勢所代表的含義進行映射匹配。這種交互式的教學(xué)電子白板的隱喻是“讓用戶自由地交流，使用電子白板進行交流的時候就像在巨大的透明玻璃板上畫畫一樣自然”。經(jīng)實踐證明，這種交互式的電子白板增強了教學(xué)雙方用戶的 “凝視注意力”，能夠使用戶看到使用電子白板的同伴的凝視方向，從而進一步了解對方關(guān)注的內(nèi)容，達到更加自然的互動式交流。教學(xué)雙方在對話中可以更加輕松和準確地說出交流的對方在看哪一個屏幕對象，甚至比在普通的白板交流環(huán)境中更容易。這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互式教學(xué)方式能夠以學(xué)生為教學(xué)中心，尊重學(xué)生個體差異，有效提高教師與學(xué)生及學(xué)生之間的交流效果，調(diào)動學(xué)生的主動參與性。
4.建設(shè)富有特色的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，提供豐富多彩的專題知識和擴展的學(xué)習(xí)資源。由于當(dāng)前各學(xué)科發(fā)展變化都比較大，各學(xué)科間相互交叉，學(xué)生的知識涉及面也越來越廣泛，綜合性強，新興交叉學(xué)科與原有學(xué)科之間的傳承變化都面臨著很大的挑戰(zhàn)。由于教學(xué)的具體內(nèi)容和對象變化非常迅速，很多問題在課堂上只能點到為止。因此，充分利用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，搭建交互式的數(shù)字教學(xué)平臺，可以有效管理豐富多樣與不斷發(fā)展變化的教學(xué)資源，為學(xué)生提供進一步了解相關(guān)知識的課余輔導(dǎo)材料，有效整合、分享國內(nèi)外各名校的免費教學(xué)資源，提供學(xué)校各學(xué)科教師間、各屆學(xué)生間以及校企之間的有效溝通平臺，形成分享式與定制式結(jié)合的學(xué)習(xí)資源庫。隨著三網(wǎng)合一以及云計算等信息技術(shù)的發(fā)展成熟，基于虛擬現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫也變得更為可行。專題知識由各教師提供最新的相關(guān)領(lǐng)域的理論、實踐方法等內(nèi)容，并要隨時更新。這些資源庫能夠有效地傳承文化，整合教學(xué)資源，為師生及校企、社會提供幫助。
第4篇：虛擬化學(xué)論文范文
關(guān)鍵詞：金融虛擬實驗室；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；應(yīng)用
地方院校普遍存在實驗投入不足，尤其對于實踐性很強的金融實驗課程，更是缺乏實踐操作訓(xùn)練的課程與實驗室，對于網(wǎng)上銀行這些金融類課程，學(xué)生幾乎不可能通過真實的金融機構(gòu)來體驗金融行業(yè)的實際操作流程。出于金融學(xué)科的復(fù)雜性，日常金融活動都可以通過虛擬金融實驗室等信息技術(shù)保護來完成。因此地方本科院校可以通過建立金融虛擬實驗室來完成實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，推動地方本科大學(xué)的資金緊缺并推動金融虛擬實驗室的發(fā)展。
一、金融虛擬實驗室建設(shè)狀況
當(dāng)前隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)遠程教育的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室建設(shè)與開發(fā)日益受到大學(xué)、科研院所的青睞。許多大學(xué)與研究機構(gòu)都在探索遠程教育的教學(xué)方式改革，嘗試改革遠程教育教學(xué)模式。而基于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗系統(tǒng)正由于其獨特的優(yōu)勢正成為大學(xué)教學(xué)改革的一種新模式。
目前世界上關(guān)于網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)的研究與應(yīng)用主要有：印地安那州立大學(xué)的MBL化學(xué)實驗室，用于計算機采集與實驗數(shù)據(jù)分析。虛擬實驗室在發(fā)達國家已十分普及。在大學(xué)的普及程度也相當(dāng)廣泛，其中麻省理工學(xué)院的WebLab遠程實驗室于1998年開發(fā)并投入使用。它提供了用于進行微電子學(xué)和電路設(shè)計課程的實驗教學(xué)，它允許學(xué)生在自己的電腦上設(shè)計并修改電路模型， VLAB是美國俄勒岡大學(xué)物理系主辦的物理實驗網(wǎng)站。由美國Michigan大學(xué)化學(xué)工程系創(chuàng)建的VRCEL實驗室，主要用來探索和開發(fā)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在化學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。美國霍華德?休斯醫(yī)學(xué)研究會（HHMI）建立的虛擬實驗室是完全交互式的生物醫(yī)學(xué)的實驗室模擬。德國Ruhr大學(xué)網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室是一個有關(guān)控制工程的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它通過直觀的三維實驗場景視覺效果，依賴各虛擬實驗設(shè)備的仿真特性，實現(xiàn)對虛擬實驗的交互式操作。新加坡國立大學(xué)開發(fā)了遠程示波器實驗和壓力容器實驗，在遠程控制實驗方面取得很大的成果。
在國內(nèi)，虛擬實驗室的建設(shè)也得到了應(yīng)有的重視。在電工電子、醫(yī)學(xué)、建筑、生化等學(xué)科有重要作用。據(jù)了解，目前國內(nèi)的多數(shù)高校都根據(jù)自身教學(xué)需求建立了虛擬實驗室，典型的有：（1）中國科技大學(xué)在虛擬實驗室的建設(shè)和使用方面形成的如物理仿真實驗軟件、廣播電視大學(xué)物理虛擬實驗、幾何光學(xué)設(shè)計實驗平臺、大學(xué)物理虛擬實驗遠程教學(xué)系統(tǒng)；（2）浙江大學(xué)的虛擬化學(xué)實驗，是基于Web的虛擬實驗，以VRML為基礎(chǔ)構(gòu)筑虛擬實驗環(huán)境，并利用Java技術(shù)來實現(xiàn)虛擬實驗場景的人機交互；（3）同濟大學(xué)建筑學(xué)院建成的可以對建筑景觀、結(jié)構(gòu)進行仿真的虛擬現(xiàn)實實驗室；（4）西南交通大學(xué)開發(fā)的TDS-JD機車駕駛模擬裝置等；（5）清華大學(xué)的“電力系統(tǒng)及大型發(fā)電設(shè)備安全控制和仿真”國家重點實驗室和利用虛擬儀器構(gòu)建的汽車發(fā)動機檢測系統(tǒng)；（6）中國農(nóng)大的虛擬土壤―作物系統(tǒng)實驗室，通過應(yīng)用GPS、GIS作物3D數(shù)字化技術(shù)和其他信息采集技術(shù)，實現(xiàn)對農(nóng)田土壤水分、養(yǎng)分、鹽分等與作物生長的相互作用關(guān)系的定量化研究，建立虛擬土壤―作物系統(tǒng)，通過計算機上的虛擬實驗，部分地替代在現(xiàn)實世界中難以進行的或昂貴的試驗。此外，復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、陜西師范大學(xué)等一批高校，也相繼開發(fā)了一批新的虛擬儀器系統(tǒng)供實驗教學(xué)和科研使用。
二、金融虛擬實驗室構(gòu)建
對于地方本科院校，金融虛擬實驗室為大學(xué)生提供虛擬的實踐操作系統(tǒng)，可以足不出戶在虛擬實驗室操作商業(yè)銀行的各類業(yè)務(wù)，證券公司的各種投資業(yè)務(wù)及保險公司的各類保險業(yè)務(wù)。虛擬金融實驗室的設(shè)計思想可以基于金融理論知識、電子商務(wù)體系、認知模擬理論、模擬仿真技術(shù)，同時利用虛擬現(xiàn)實計算機技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)及各種軟件技術(shù)，實現(xiàn)金融虛擬現(xiàn)實環(huán)境與教學(xué)輔助的集成，從而為學(xué)生提供金融業(yè)務(wù)操作與實踐鍛煉。
金融虛擬實驗室的功能主要包括：模擬操作滬深兩市交易的股票、商品期貨與股指期貨、權(quán)證等各類金融商品。實現(xiàn)股票的集合競價與連續(xù)競價，金融商品的交割等。同時該虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以實時提供各種金融商品行情，實現(xiàn)網(wǎng)上商城開發(fā)與網(wǎng)上銀行業(yè)務(wù)，并可以實現(xiàn)與國外資本市場的對接，實現(xiàn)海外股票交易，外匯買賣與外匯期貨交易，以便盡快中國金融市場國際化進程。同時虛擬實驗室可以實現(xiàn)師生互動，提供實驗報告與管理，進行實驗進程遠程監(jiān)控，對學(xué)生信息進行管理。通過虛擬實驗室進行學(xué)生金融實驗競賽，實現(xiàn)師生之間的對話交流，大大提高了教學(xué)質(zhì)量與效率。
三、金融虛擬實驗室的教學(xué)程序
建立虛擬金融實驗室，學(xué)生操作金融業(yè)務(wù)與現(xiàn)實情境一樣，在學(xué)生所學(xué)基本理論指導(dǎo)下，對學(xué)生提供真實的實驗情境，并能夠?qū)W(xué)生的實驗過程進行遠程監(jiān)控，提供輔助教學(xué)與幫助，達到實踐教學(xué)改革的效果。在教學(xué)程序方面，根據(jù)金融實踐教學(xué)的要求，可以分為四步完成。首先教師講解實務(wù)運用方法與技巧―介紹虛擬交易所操作―設(shè)定規(guī)則及交易目標―學(xué)院模擬買賣。
四、金融虛擬實驗室的特色
根據(jù)貨幣變化的規(guī)律及金融市場的規(guī)律，其模板數(shù)據(jù)是從歷年金融市場的真實數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，很具有真實性。而對于以后的教學(xué)，可以再次把真實的金融市場的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到系統(tǒng)中，從而保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的真實性，模擬的真實性，更加保證了系統(tǒng)的可持續(xù)性使用。特別在外匯交易數(shù)據(jù)產(chǎn)生方面：通過建立數(shù)學(xué)模型由系統(tǒng)自動產(chǎn)生大量外匯走勢數(shù)據(jù)，改變了原來的類似系統(tǒng)需要即時購買、補充專業(yè)數(shù)據(jù)的弊病，是一項突破。關(guān)于外匯數(shù)據(jù)走勢產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)突破了目前一些類似系統(tǒng)的局限性。據(jù)調(diào)查，目前北京交通大學(xué)經(jīng)管學(xué)院使用的世華財訊模擬交易系統(tǒng)及證券模擬實驗系統(tǒng)均與衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，通過大屏實時反映滬、深兩地股市行情，學(xué)生可進行模擬買賣操作。這樣，雖然保證了數(shù)據(jù)與真實商業(yè)系統(tǒng)同步，但是卻需要昂貴的費用，并且持續(xù)性使用其系統(tǒng)的費用也比較昂貴，因為在初次投入使用買下系統(tǒng)后，還需要購買其數(shù)據(jù)的使用費。
利用網(wǎng)上銀行卡，它能幫助學(xué)生完成外匯行情查詢、匯率走勢圖、外匯即時與委托下單、外匯期貨走勢、（英磅、歐元、日元）買賣盤顯示與交易信息統(tǒng)計、期貨即時與委托下單、限價交易、止損交易等綜合服務(wù)。按照貨幣變化規(guī)律，設(shè)計數(shù)學(xué)模型隨即產(chǎn)生交易用實驗數(shù)據(jù)，支持教師自主設(shè)置外匯期貨未來走勢圖，完全成功模擬了社會商業(yè)網(wǎng)上外匯交易系統(tǒng)的大部分實用功能與應(yīng)用流程?；谏鐣仙虡I(yè)銀行業(yè)務(wù)的實際運作，全程、真實模擬相關(guān)銀行實務(wù)如外匯交易、網(wǎng)上支付等網(wǎng)上處理過程，讓學(xué)生有機會在交易前臺、交易后臺進行實際操作，全程完成實踐學(xué)習(xí)。
參考文獻：
[1]虛擬實驗室研究現(xiàn)狀，http：///openlab/zxfzgzyzwpj/
第5篇：虛擬化學(xué)論文范文
一、培養(yǎng)持續(xù)探究的興趣，這是開展“探究性學(xué)習(xí)”的前提。興趣是學(xué)習(xí)和研究的源泉。保持獨立持續(xù)的探究興趣是一個人在學(xué)生時代乃至長大成人后發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，有所創(chuàng)新和成就的重要的心理品質(zhì)。教師有責(zé)任努力保持和發(fā)展學(xué)生與生俱來的探究興趣。我在歷史課上，培養(yǎng)學(xué)生探究興趣主要有以下三種做法。
1.虛擬歷史情境，培養(yǎng)情感體驗，激發(fā)探究興趣。對于中國古代經(jīng)濟史的部分內(nèi)容，以前，我們往往以教師講授為主，從農(nóng)業(yè)、手工業(yè)、城市的繁榮或商業(yè)的發(fā)展等幾方面，把某一時期的經(jīng)濟發(fā)展情況呈現(xiàn)給學(xué)生，很少讓學(xué)生通過自己的活動與實踐來獲得知識，得到發(fā)展，課堂氣氛僵化，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也不太理想。所以在上課時，可虛擬這樣一個歷史情境：“假如我們乘著時間隧道來到過去某個朝代，我們將怎樣生活呢？你可以是農(nóng)民、手工業(yè)者、商人、官吏、皇帝，等等，要求是要符合這個朝代經(jīng)濟生活的實際”，先讓學(xué)生看教科書數(shù)分鐘。然后分別扮演角色，讓學(xué)生分別發(fā)言。整整一節(jié)課，由于虛擬了歷史情景，幫助學(xué)生營造和維持了學(xué)習(xí)過程中積極的心理氛圍，使學(xué)生身心始終處于最佳狀態(tài)，思維活躍，興趣盎然，有效教學(xué)的時間幾乎是一節(jié)課。
2.搭建辯論舞臺，創(chuàng)設(shè)探究空間，激發(fā)探究興趣。在中國歷史上，有很多戰(zhàn)爭史的內(nèi)容或重大的歷史事件，講這一類內(nèi)容時，可以打破以前的常規(guī)思路即先分析原因（或背景），再講過程（或內(nèi)容），然后分析結(jié)果、影響這種單一的學(xué)生被動接受的授課模式。讓學(xué)生以當(dāng)時大臣或謀士的身份，開展辯論，拿出決策。這符合心理學(xué)“當(dāng)學(xué)生被鼓舞和被信任能做重要的事情時學(xué)得最好”的原則。
例如，在學(xué)《赤壁之戰(zhàn)》時，可讓學(xué)生先預(yù)習(xí)，然后搭建一個“殿前辯論舞臺”，有老師扮演曹操，學(xué)生演大臣，然后請各位“大臣”就“老師”能否打這一仗發(fā)表自己的意見。課堂中形成了主戰(zhàn)、反戰(zhàn)的兩種力量，唇槍舌戰(zhàn)，展開激烈的辯論，老師從中歸納出主戰(zhàn)派有4個理由。學(xué)生說，如果曹操能利用好這些優(yōu)勢，這仗定能打贏。反戰(zhàn)派則列舉了許多不利的因素……學(xué)生的爭論過程，就是對這場戰(zhàn)爭的背景、利弊關(guān)系、戰(zhàn)爭勝負原因等的分析、思考及主動探究的過程，這激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
3.密切聯(lián)系學(xué)生的生活世界，激發(fā)探究興趣。從心理學(xué)角度看，與學(xué)生關(guān)系比較密切或?qū)W生比較關(guān)注的事情，最能引起學(xué)生注意和喚起學(xué)生的需要。歷史是過去發(fā)生的事，現(xiàn)在看來它們從時間到空間都很陌生，這給學(xué)生帶來了學(xué)習(xí)上的難度：從初中學(xué)生的年齡特征來看，他們對歷史的興趣要比對卡通片的興趣淡得多，加上受應(yīng)試教育的影響，教師在上課時往往去掉了許多有血有肉的精彩內(nèi)容，因而很難吸引學(xué)生的注意力。所以，在上課時，應(yīng)將歷史上的內(nèi)容與學(xué)生感興趣的現(xiàn)實問題掛鉤，以扣住學(xué)生的心弦，吸引學(xué)生注意。
二、授人以漁，培養(yǎng)“探究性學(xué)習(xí)”能力，為改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式做出努力。單一被動和陳舊的學(xué)習(xí)方式，已經(jīng)成為影響素質(zhì)教育在課堂中推進的一個重要障礙。因此，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，在推進素質(zhì)教育的形勢下，具有重要的現(xiàn)實意義。對此，教師要切實轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，將探究性學(xué)習(xí)方式滲透到日常的學(xué)科教學(xué)之中。在激發(fā)學(xué)生主體探究歷史的興趣的基礎(chǔ)上，要結(jié)合課程內(nèi)容，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生探究問題的能力，使一般的學(xué)生掌握一種探究的方法，為學(xué)有余力的、有興趣、有特長的學(xué)生，提供進一步學(xué)習(xí)的機會。使他們真正體會到探究的樂趣，甚而獲得創(chuàng)造性成果。下面也簡單談?wù)勎业囊恍┳龇ā?/p>
1.指導(dǎo)學(xué)生撰寫論文，幫助學(xué)生尋找、搜集和利用學(xué)習(xí)資源，逐步掌握探究歷史問題的方法。
第6篇：虛擬化學(xué)論文范文
[關(guān)鍵詞]遠程開放教育；實踐性教學(xué)；對策
一、遠程開放教育實踐性教學(xué)的意義及其現(xiàn)狀
遠程開放教育的實踐性教學(xué)是指學(xué)習(xí)者在遠程開放學(xué)習(xí)過程中，按照教學(xué)計劃的要求，確定學(xué)習(xí)目標，在教師的組織和指導(dǎo)下，完成的練習(xí)、實驗、實習(xí)等一系列學(xué)習(xí)實踐活動。其環(huán)節(jié)主要包括：課程的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，如課程作業(yè)、實驗、實習(xí)(設(shè)計)等；集中實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，如社會調(diào)查、各類實習(xí)(見習(xí))以及畢業(yè)設(shè)計(論文)等。
在遠程開放教育中，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中不可或缺的組成部分。它與理論教學(xué)相輔相成，在培養(yǎng)應(yīng)用型高等專門人才的整個教學(xué)過程中具有貫徹始終的地位和作用。實踐性教學(xué)對于全面推進素質(zhì)教育，深化教學(xué)改革，確保教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)培養(yǎng)目標，特別是對于配合理論性教學(xué)，促進學(xué)生理解、鞏固和掌握知識，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，發(fā)展創(chuàng)造才能，完善個性品質(zhì)和綜合素質(zhì)等具有特別重要的意義。
因此，遠程開放教育實踐性教學(xué)，不但要注重傳統(tǒng)教育所強調(diào)的專業(yè)能力培養(yǎng)，強調(diào)理論與實際結(jié)合的能力培養(yǎng)，更要注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與綜合素質(zhì)的鍛煉，注重培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下提高自己適應(yīng)時代和社會發(fā)展所要求的不斷學(xué)習(xí)的能力，即終身學(xué)習(xí)能力。
然而，在具體的遠程教學(xué)過程中，實踐性教學(xué)的開展仍是一個難點。沒有按教學(xué)計劃和教學(xué)要求實施；沒有及時完成規(guī)定的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，甚至忽略實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等仍是其中突出的問題所在。目前，制約遠程教育實踐性教學(xué)開展的主要矛盾有：遠程教育中理論教學(xué)與近距離實踐性教學(xué)固有模式之間的矛盾：辦學(xué)規(guī)模大、學(xué)生數(shù)量多與實踐性教學(xué)相對具體、個性化之間的矛盾；學(xué)生基礎(chǔ)、能力差別大與實習(xí)計劃統(tǒng)一之間的矛盾；學(xué)生分散與實踐環(huán)節(jié)相對集中之間的矛盾；學(xué)生在崗工作限制與脫產(chǎn)實習(xí)安排相對集中之間的矛盾。
此外，有些遠程教育工作者對遠程開放教育實踐性教學(xué)的重要性認識不到位，沒有把實踐性教學(xué)放到實現(xiàn)“應(yīng)用型高級專門人才”培養(yǎng)目標這一高度去認識其地位和作用，對遠程開放教育的培養(yǎng)目標及其實現(xiàn)途徑也缺乏明確的認識；遠程教育院校和機構(gòu)在充分利用先進的信息技術(shù)大力推進學(xué)生自主化和個別化學(xué)習(xí)過程中，片面強調(diào)形式上面授輔導(dǎo)的減少，卻忽略實踐性教學(xué)的開展；一些成人學(xué)生錯誤認為，自己所從事的工作就是實踐，沒有必要再按照教學(xué)大綱的要求參加系統(tǒng)的實習(xí)活動；實踐教學(xué)場地、設(shè)備、師資等軟硬件缺乏，而體現(xiàn)遠程教育特色的基于網(wǎng)絡(luò)的實踐教學(xué)平臺和資源的建設(shè)和開發(fā)又沒有到位等等，都成為影響實踐性教學(xué)正常開展的主要因素。
二、遠程開放教育實踐性教學(xué)開展的對策
1．實踐性教學(xué)的指導(dǎo)原則
從教育形式看，遠程教育的計算機和多媒體技術(shù)為實踐教學(xué)的開放性在手段上提供了有力的支持；從學(xué)習(xí)對象看，作為已經(jīng)參加工作的成人，開放學(xué)習(xí)者有著各自的工作崗位，有著一定的實踐經(jīng)驗和研究能力，其認知特點和專業(yè)背景決定了他們的實踐性教學(xué)活動具有比普通高校全日制學(xué)生更鮮明的個性化需求。因此，遠程開放教育實踐性教學(xué)必須遵循開放性和個別化原則，即在教育資源和教育內(nèi)容開放的基礎(chǔ)上，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，以學(xué)習(xí)者為中心，讓他們根據(jù)自己的優(yōu)勢和需求最大限度地發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性，主動探索，協(xié)作討論，努力提高分析、解決實際問題的能力，為各自的職業(yè)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
在具體的實施過程中，遠程開放教育的實踐性教學(xué)既要遵循實踐性教學(xué)的一般規(guī)律，也要遵循遠程開放教育的特點。在重視集中組織指導(dǎo)的同時，更要在實踐性教學(xué)的目標內(nèi)容、形式安排、管理方法等方面，體現(xiàn)出開放性和個別化的特點。
2．實踐性教學(xué)的環(huán)境構(gòu)建
遠程教育為學(xué)習(xí)者提供豐富的學(xué)習(xí)資源的同時，也為學(xué)習(xí)者營造了虛擬的實踐教學(xué)環(huán)境。但是，實踐性教學(xué)的獨特性使虛擬環(huán)境既不能全部滿足實踐性教學(xué)的需求，也不能完全替代現(xiàn)實的場景。因此，構(gòu)建現(xiàn)實與虛擬相結(jié)合的支持環(huán)境是開展實踐性教學(xué)的必然。從具體的教學(xué)實踐看，需要構(gòu)建的保障實踐性教學(xué)正常開展的支持環(huán)境主要有以下五種：
(1)基于網(wǎng)絡(luò)的實踐平臺建設(shè)
把先進的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運用于實踐教學(xué)，發(fā)揮現(xiàn)代遠程教育的技術(shù)手段優(yōu)勢，可以為實踐性教學(xué)創(chuàng)設(shè)更為豐富的環(huán)境。實踐教學(xué)是遠程開放教育共同面對的難題，無論是廣播電視大學(xué)還是普通高校的網(wǎng)絡(luò)學(xué)院，傳統(tǒng)的實踐教學(xué)的實驗設(shè)備、設(shè)施普遍不足，亟待利用自身的技術(shù)優(yōu)勢進行實踐教學(xué)的改革。我國正在依托電大建設(shè)遠程教育公共支持服務(wù)體系，在這一體系中，應(yīng)該考慮建設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)的各類別實踐教學(xué)平臺，包括網(wǎng)上虛擬實驗基地、網(wǎng)上虛擬實踐教學(xué)基地，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過虛擬實驗室、虛擬實驗課堂、仿真實驗等，實現(xiàn)遠程開放教育網(wǎng)上實踐教學(xué)的資源共享。
(2)實踐性教學(xué)的制度保證
實踐性教學(xué)涉及宏觀管理、制度建設(shè)、評估指標、激勵機制等方面的內(nèi)容，如規(guī)范課程實踐性教學(xué)開展的《課程作業(yè)管理辦法》、《課程作業(yè)管理實施細則》、《課程作業(yè)檢查評比獎勵辦法》、《課程設(shè)計管理辦法》、《課程設(shè)計獎評選辦法》、《課程實驗教學(xué)管理制度》等，規(guī)范集中實踐性教學(xué)開展的《遠程開放教育畢業(yè)設(shè)計(論文)管理規(guī)范》、《遠程開放教育畢業(yè)設(shè)計(論文)教學(xué)工作管理辦法》、《遠程開放教育畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯工作管理辦法》、《遠程開放教育畢業(yè)設(shè)計(論文)教師聘請辦法》、《關(guān)于加強遠程開放教育本科集中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的意見》等，及校外實踐教學(xué)基地管理制度，如《關(guān)于加強實驗教學(xué)過程管理的若干規(guī)定》、《實驗教師守則》、《關(guān)于加強實驗教學(xué)，推進實驗教學(xué)改革的意見》、《課程實驗教學(xué)管理規(guī)范》等，都是實踐教學(xué)軟環(huán)境建設(shè)的重要內(nèi)容，對確保實踐性教學(xué)落到實處，確保實踐性教學(xué)質(zhì)量的提高有著不可忽視的重要作用，必須逐步完善，并落實到位。
(3)實踐基地建設(shè)
一是建設(shè)校內(nèi)實踐基地，添置實驗設(shè)備。由于財力、校園面積等方面的限制，遠程開放教育校內(nèi)實踐基地建設(shè)的重點應(yīng)為投資及用地相對較少、通用性較強的基礎(chǔ)課實驗室，如計算機專業(yè)實驗室、機械模具實驗室、電子電工實驗室、財經(jīng)綜合實驗室、多媒體語音實驗室等，也可根據(jù)學(xué)校學(xué)科專業(yè)特色建立必要的實習(xí)工場；二是建設(shè)校外實踐基地。通過與精心選擇的企事業(yè)單位、普通高校和兄弟院校、在職學(xué)生單位合作共建等途徑，建立校外實習(xí)基地，充分利用社會各方面的資源優(yōu)勢，實現(xiàn)資源共享。
(4)教學(xué)隊伍建設(shè)
盡管遠程學(xué)習(xí)以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，但遠程教育 的實踐教學(xué)卻需要教師的組織與指導(dǎo)。盡管參加開放學(xué)習(xí)的大多是已參加工作的成人，具有一定的實踐經(jīng)驗，但這并不意味著可以放松對他們實踐教學(xué)的指導(dǎo)或放任不管。為了使學(xué)習(xí)者能夠更好地把所學(xué)的理論知識和已有的實踐技能進行整合，更需要從專業(yè)實踐教學(xué)的角度，進行有計劃、有針對性的、系統(tǒng)的訓(xùn)練和實踐，更需要教師的個別化的指導(dǎo)。在遠程開放教育以學(xué)生為主體的實踐教學(xué)中，指導(dǎo)教師應(yīng)該成為實踐教學(xué)的設(shè)計者、實踐教學(xué)過程的組織者、學(xué)生實際操作的指導(dǎo)者。
目前，遠程教育規(guī)模迅速擴大，而遠程教育實踐教學(xué)指導(dǎo)教師在數(shù)量、專業(yè)結(jié)構(gòu)、操作技能等方面明顯不足，加強教師隊伍建設(shè)仍是實踐性教學(xué)健康開展的重要任務(wù)之一。應(yīng)該通過引進、培訓(xùn)、外聘等途徑，配備足夠的既熟練掌握學(xué)科理論知識，又具有較強的動手能力，能夠在實踐教學(xué)中以身示范、為學(xué)習(xí)者的實踐提供到位指導(dǎo)的教師。
(5)教學(xué)資源建設(shè)
實踐教學(xué)的教材是影響實踐教學(xué)質(zhì)量的重要因素，需要加大開發(fā)、編制的力度。實踐教學(xué)教材要具有對實踐的指導(dǎo)性，在內(nèi)容上要適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展、學(xué)科發(fā)展的要求，適應(yīng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的要求；在形式上既要有文字教材，還要有其他多媒體教材。與此同時，要積極開發(fā)多媒體實踐教學(xué)資源，通過制作課程實驗包和實驗箱、開發(fā)實驗用CAI課件、開設(shè)網(wǎng)絡(luò)實驗課等，為學(xué)習(xí)者提供多種形式的資源，滿足各門課程、各種需求的實踐教學(xué)要求。
這里著重要強調(diào)的有以下幾點：文字教材的內(nèi)容要及時更新，配備錄音教材：錄像教材要轉(zhuǎn)換成光盤；VCD教材要與實驗項目配套；CAI課件要注重技能訓(xùn)練和操作考核。不同媒體的優(yōu)勢要落實在實際教材中。實驗教學(xué)課件的改進應(yīng)該從以“教”為中心走向以“學(xué)”為中心。
3．實踐性教學(xué)的模式建構(gòu)
實踐教學(xué)內(nèi)容豐富，如何吸收傳統(tǒng)實踐教學(xué)的成功經(jīng)驗，在遠程開放教育的全新領(lǐng)域開拓創(chuàng)新，構(gòu)建多樣化的實踐教學(xué)模式，是學(xué)習(xí)支持服務(wù)對實踐教學(xué)服務(wù)的又一項重要內(nèi)容，也是遠程教育實踐教學(xué)創(chuàng)新的重要課題。實踐性教學(xué)模式的建構(gòu)應(yīng)根據(jù)行業(yè)需求，明確培養(yǎng)目標，合理確定知識結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練層次，應(yīng)結(jié)合區(qū)域、專業(yè)、學(xué)生等的不同實際，有針對性地選取，比較可行的有以下幾種：
(1)遠程虛擬型實踐模式
這種模式是采用現(xiàn)代信息技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)空間開展的實踐教學(xué)。這是依托網(wǎng)絡(luò)進行教學(xué)活動的遠程開放教育院校和機構(gòu)的優(yōu)勢所在。計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)為遠程虛擬實踐教學(xué)提供了強有力的支持平臺和工具、虛擬實驗作為課程實驗的前期訓(xùn)練使實驗在空間和時間上得以延伸，且成本低，交互性好，在一定程度上解決了遠程教育實踐基地、設(shè)備等不足的問題。
學(xué)生在基于網(wǎng)絡(luò)的實踐教學(xué)平臺上，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過虛擬實驗室、虛擬實驗課堂、仿真實驗等進行課程實踐性教學(xué)和集中性實踐教學(xué)的各種實踐教學(xué)，如模擬法庭、網(wǎng)上虛擬銀行、網(wǎng)上虛擬炒股等。中央電大為會計學(xué)本科專業(yè)開發(fā)的“會計實驗室”多媒體操作系統(tǒng)，采用計算機和多媒體技術(shù)，為學(xué)習(xí)者設(shè)置了一個虛擬實驗環(huán)境，通過交互方式引導(dǎo)學(xué)生完成從原始憑證到報表的全過程會計實務(wù)。基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實驗，還允許學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)下載，在家里完成實驗操作，再通過網(wǎng)絡(luò)上交實驗報告，實現(xiàn)了實踐教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化。遠程虛擬實踐模式對學(xué)習(xí)者來說既能幫助解決實踐場地缺乏問題，又可以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。隨著基于網(wǎng)絡(luò)的實踐教學(xué)平臺的完善和虛擬實踐資源的豐富，會有越來越多的遠程開放學(xué)習(xí)者受益。
但無論虛擬實驗多么“逼真”，它都不可能取代真實實驗的地位，虛擬實驗應(yīng)當(dāng)有實際的實驗室支持，要為學(xué)生提供了解真實實驗與虛擬實驗差異的機會。
(2)技能培訓(xùn)型實踐模式
這種模式把實踐教學(xué)與專業(yè)技能培訓(xùn)、鑒定結(jié)合起來，在實踐教學(xué)中突出對學(xué)生實際工作能力的培養(yǎng)，把社會職業(yè)崗位群的職能要求融人實踐教學(xué)目標要求之中。在課程作業(yè)、課程實驗教學(xué)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)整合相關(guān)技能培訓(xùn)內(nèi)容，同時，還可以通過與職業(yè)資格認證培訓(xùn)機構(gòu)、地方勞動力市場就業(yè)培訓(xùn)中心等的合作，將一些專業(yè)的部分實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與就業(yè)培訓(xùn)結(jié)合起來，獲得承認，從而提高實踐教學(xué)的實際效用，更可以逐步將成熟的實踐基地建成相應(yīng)行業(yè)、專業(yè)的職業(yè)資格鑒定站，使學(xué)生通過實踐教學(xué)，得到職業(yè)技能培訓(xùn)，并獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書。實踐教學(xué)與職業(yè)技能的結(jié)合，縮短了學(xué)習(xí)者在校學(xué)習(xí)與實際工作的距離，增強了學(xué)生適應(yīng)工作的能力和競爭能力。
(3)開放型實踐模式
這種模式主要適用于課程實驗教學(xué)。以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，開放式實驗教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)驗證性實驗的舊模式，學(xué)生成為實驗的主體，在整個實驗中處于主動實踐的地位，根據(jù)自己的優(yōu)勢和特點確定實驗課題，選擇設(shè)備儀器，制定實驗方案，查詢相關(guān)資料，進行實驗操作，分析和處理實驗結(jié)果，通過主動探索、協(xié)作討論，實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。教師在開放式實驗教學(xué)中主要起幫助和指導(dǎo)作用，為學(xué)生及時解決實驗中遇到的困難和問題。開放式實驗有利于提高學(xué)生對理論知識的運用能力，通過自身的實踐操作更好地掌握知識和技能，更有利于發(fā)揮學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、探索精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
(4)結(jié)合工作型實踐模式
第7篇：虛擬化學(xué)論文范文
高校開展大學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)力教育的分析和思考
基于熵的高校大學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)質(zhì)量的模糊綜合評價法
基于CDIO理論的工程教育模式探討——以車輛工程專業(yè)為例
基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高校學(xué)科結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
高校雙語教學(xué)評價體系的建構(gòu)探索
社會主義核心價值視域下的高校思想政治理論課教學(xué)
技術(shù)站能力查定數(shù)據(jù)處理與計算的實驗教學(xué)平臺的構(gòu)建
微機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)方法探討
本科生班導(dǎo)師工作探索與實踐
道路運輸組織課程教學(xué)中存在的問題及改進措施
高校教學(xué)評價的內(nèi)容構(gòu)成與評價方法探討
無機化學(xué)教學(xué)改革初探
基于自制遠程測控實驗系統(tǒng)的“智能儀器”課程實驗教學(xué)探索
如何有效發(fā)揮漢語言文學(xué)在理工類大學(xué)人文通識課程教學(xué)中的作用
現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革探索
大學(xué)二年級建筑設(shè)計課程教學(xué)改革探討——以建筑系館設(shè)計課程為例
熱能與動力工程專業(yè)課的教學(xué)改革探討
高職院校人才培養(yǎng)應(yīng)體現(xiàn)區(qū)域特色
競技啦啦隊教學(xué)與訓(xùn)練中的運動損傷調(diào)查及預(yù)防研究
教育經(jīng)濟學(xué)研究的理論拓展及其進一步發(fā)展
屬性識別理論在高校貧困生困難等級評價認定中的應(yīng)用
國際科技學(xué)術(shù)論文與國內(nèi)碩博論文英文摘要主位結(jié)構(gòu)的對比研究
淺談虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境及其在當(dāng)代教育中的應(yīng)用
分享資源共贏發(fā)展——麻省理工學(xué)院“公開課程材料”計劃對我國英語教育資源共享的啟示
大學(xué)生就業(yè)能力解析及就業(yè)能力提升策略——基于SWOT理論的視角
高校畢業(yè)生就業(yè)見習(xí)制度的實證調(diào)查與法律分析
中介組織參與高校畢業(yè)生就業(yè)統(tǒng)計的必要性及相關(guān)問題探討
對高校輔導(dǎo)員兼職承擔(dān)思想政治理論課教學(xué)工作的思考
本科計量經(jīng)濟學(xué)課程教學(xué)改革探討
中美法學(xué)教育教學(xué)方法比較
提高經(jīng)管類本科專業(yè)經(jīng)濟法課程教學(xué)質(zhì)量的幾點建議
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探索
關(guān)于強化高校金融類課程實踐教學(xué)的思考——基于西華大學(xué)經(jīng)濟與貿(mào)易學(xué)院“外匯交易模擬實習(xí)”課程教學(xué)經(jīng)驗
基于日語新聞廣播語體特點談日語新聞聽力教學(xué)策略
關(guān)于在機械類專業(yè)課程中實施有效教學(xué)的若干探討
比較教學(xué)法在“給水工程”教學(xué)中的應(yīng)用
從Sturm-Liouville問題談分離變量法的教學(xué)改進
法理學(xué)本科教學(xué)的困境與出路
工程管理專業(yè)工程施工課程教學(xué)改革的探索
加強課程建設(shè)提高教學(xué)質(zhì)量
四川民辦高等教育的回顧與展望
論四川高等教育改革發(fā)展的歷史成就及主要問題
民辦高校產(chǎn)權(quán)歸屬的國際比較及對我國的啟示
美國聯(lián)邦政府大學(xué)生資助理念探究
思想政治教育內(nèi)容的文化解讀
高校校園網(wǎng)應(yīng)成為校風(fēng)學(xué)風(fēng)建設(shè)的前沿陣地
大學(xué)生和諧人格建構(gòu)的德育機制分析
財經(jīng)類專業(yè)型高層次人才應(yīng)用能力培養(yǎng)的探索
“3+1”:一種先進的人才培養(yǎng)模式
地方高校教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的探索與實踐
高校教師教學(xué)質(zhì)量評價與監(jiān)控保障機制優(yōu)化
本科論文教學(xué)質(zhì)量評價指標體系研究
我校與東汽合作的重點科技攻關(guān)項目獲省科技進步二等獎
中國近代文化史公選課教學(xué)改革的思考
市場調(diào)研課程教學(xué)改革初探:面向?qū)嵺`導(dǎo)向
基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的財務(wù)管理教學(xué)改革的探討
基于MATLAB的數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)實驗設(shè)計
第8篇：虛擬化學(xué)論文范文
【關(guān)鍵詞】高職院?；旌蠈W(xué)習(xí)計算機基礎(chǔ)教學(xué)
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2012）03-0041-01
1.高職院校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的主要內(nèi)容
高職院校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
1.1計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識。此部分內(nèi)容主要講述計算機的起源、發(fā)展、用途以及計算機軟硬件的系統(tǒng)組成和基本原理等基礎(chǔ)知識。
1.2操作系統(tǒng)。此部分內(nèi)容主要講述如何通過當(dāng)今最為常見的計算機操作系統(tǒng):WINDOWSXP來使用計算機，了解操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、基本操作以及文件和應(yīng)用程序的使用、管理等。
1.3文字編輯處理系統(tǒng)Word2003。通過此部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)學(xué)生可以熟練完成編輯排版、圖文混排、表格設(shè)計等文字編輯處理工作。
1.4演示軟件PowerPoint2003。通過此部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)學(xué)生可以創(chuàng)建電子演示文稿并進行編輯和美化，文字、圖像、聲音并用的進行信息資源的整理與展示。
1.5電子表格處理系統(tǒng)Excel2003。通過此部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)學(xué)生可以掌握專業(yè)的表格制作和處理，完成表格編輯、使用公式進行運算處理、運用圖表展示等電子表格。
2.高職院校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀分析
2.1學(xué)生起點水平不一，教學(xué)難度大
由于生源地、學(xué)校、家庭和個人愛好的不同，使得入學(xué)前學(xué)生的計算機水平存在較大差異。這就給教師的教學(xué)帶來了很大的難度，基礎(chǔ)好的學(xué)生有“吃不飽”的現(xiàn)象，容易產(chǎn)生驕傲自滿的情緒，對上課逐漸失去興趣;基礎(chǔ)差的學(xué)生往往是“吃不消”，從而會挫傷他們的積極性，導(dǎo)致學(xué)生不愛學(xué)習(xí)，對學(xué)習(xí)失去興趣，學(xué)習(xí)水平一差再差，最終使整體教學(xué)質(zhì)量下降。
2.2理論教學(xué)與實踐脫節(jié)，教學(xué)效果差
《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》是一門以實踐操作為主、理論教學(xué)為輔的基礎(chǔ)課程。然而一些高職院校一直以來都是采取理論課與實踐課相結(jié)合的形式授課，理論課和實踐課的學(xué)時比例是1:1。理論課是在多媒體教室里進行的，一般都是按照知識固有的邏輯順序，將各知識點逐一講解，教學(xué)內(nèi)容抽象枯燥，學(xué)生不感興趣。實踐課是在微機實驗室進行的，主要是完成實驗教材上的操作練習(xí)。有學(xué)生上機課時感到盲目，不知道該干什么，更不會主動地應(yīng)用所學(xué)知識去解決實際問題，這就大大影響了教學(xué)效果。
2.3教學(xué)資源不夠完善
現(xiàn)有《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》教材內(nèi)容方面實訓(xùn)教材比較缺乏，教學(xué)資源也還不夠完善，且普遍沒有專業(yè)特色。計算機方面的知識和計算機軟硬件更新速度極快，而《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》教材的更新卻經(jīng)常大大落后于計算機知識的更新。
3高職院校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的改革方向
3.1計算機基礎(chǔ)教學(xué)教改的方向體現(xiàn)混合學(xué)習(xí)的理念
所謂Blended Learning就是要把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和E?鄄Learning(即數(shù)字化或網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí))的優(yōu)勢結(jié)合起來，也就是說，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性?；旌蠈W(xué)習(xí)的理念已深入到教學(xué)改革中，并且為教學(xué)改革提供了指導(dǎo)和借鑒，計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革迫在眉睫，信息社會對學(xué)生信息素養(yǎng)的要求更高，對于在校學(xué)生上好計算機基礎(chǔ)課程是提升自己將來走向社會，適應(yīng)實際工作能力的有效、主要的途徑。
3.2計算機基礎(chǔ)教學(xué)與混合學(xué)習(xí)
3.2.1作為獲取課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源的工具
當(dāng)今信息社會中，學(xué)習(xí)者能否占有信息、如何占有信息、占有信息的及時程度，是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能否成功的關(guān)鍵所在。在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境下，將信息技術(shù)作為信息獲取工具，是學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)與獲取所需信息的一種良好途徑，例如，利用搜索引擎可以非常容易地查詢和挖掘網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中所需要的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，獲取相關(guān)的參考資料和文獻;利用地區(qū)或?qū)W校教育資源庫可以查找或搜尋到所需的學(xué)習(xí)資源，完成問題解決，使學(xué)生擴大視野，同時也為教師提供了豐富的、生動形象的教學(xué)內(nèi)容資源，使教師能夠比較方便的獲取有用的教學(xué)資源，提高教學(xué)效果。
3.2.2作為情景探究和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)工具
創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生具有真實的情景體驗，在特定的情景中理解事物是加強學(xué)生理解能力的最好辦法。具體來說，學(xué)生通過對數(shù)字化資源所呈現(xiàn)的社會、文化、自然情景的觀察、分析、思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高觀察能力和思考能力;通過對數(shù)字化環(huán)境所設(shè)置的問題情景的思考、探索，通過利用數(shù)字化環(huán)境具有多媒體、超文本和友好交互界面的特點，從中學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力;利用虛擬的實驗環(huán)境，讓學(xué)生獲得在現(xiàn)實生活中不能真正感受的體驗，加深學(xué)生的印象和增強感染力。學(xué)生在虛擬環(huán)境中進行相應(yīng)的實際操作、觀察現(xiàn)象、讀取數(shù)據(jù)并進行科學(xué)的分析，以此來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究態(tài)度和能力，掌握科學(xué)探索的方法和途徑。
3.2.3作為協(xié)商學(xué)習(xí)和交流討論的通信工具
信息技術(shù)提供的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境具有強大的通信功能，學(xué)生可以借助NetMeeting(網(wǎng)絡(luò)會議)、Internetphone(網(wǎng)絡(luò)電話)、ICQ(網(wǎng)絡(luò)聊天)、E?鄄mail(電子郵件)、ChatRoom(聊天室)、BBS(電子公告板)等網(wǎng)絡(luò)通信工具，實現(xiàn)相互之間的交流，參加各種類型的對話、協(xié)商、討論活動，培養(yǎng)獨立思考、求異思維、創(chuàng)新能力和團隊合作精神。
4.結(jié)束語
計算機基礎(chǔ)的教學(xué)就要從不同的需求來設(shè)計教案，結(jié)合學(xué)生的實際狀況，如地域差異導(dǎo)致的學(xué)生原有計算機水平參差不齊，這就要求教師對學(xué)生有比較深入的了解，基本掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因人而異地教學(xué)，為學(xué)生營造一種輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍。窺一斑而見全貌，可以看出混合學(xué)習(xí)在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中有著重要作用。
參考文獻：
1.趙麗麗 混合學(xué)習(xí)在大學(xué)英語教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].西北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007年
第9篇：虛擬化學(xué)論文范文
【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)三維；虛擬實驗；虛擬現(xiàn)實實驗
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097（2011）07―0114―07
一 前言
隨著教育信息化的推進，遠程教育應(yīng)用實踐不斷更新變革，不斷涌現(xiàn)出的新興技術(shù)得以推廣應(yīng)用，取得了切實的教學(xué)與學(xué)習(xí)效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下的虛擬實驗系統(tǒng)就是近年來其中一個重要的新興技術(shù)應(yīng)用實踐。相關(guān)研究證實虛擬現(xiàn)實技術(shù)利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強化理解能力和開拓創(chuàng)造性學(xué)習(xí)[1]。虛擬現(xiàn)實源自于信息科學(xué)技術(shù)，在信息化實踐中自然有其特有的優(yōu)勢，第一是其獨特的視角，顯示的是實時的三維影像，包含了更多的連續(xù)的、直觀的信息，能夠以不同的視圖操作和觀察，產(chǎn)生逼真的臨場感；第二是支持交互式任務(wù)，自然直觀的操作強化了用戶的參與體驗；第三是虛擬化的場景和對象蘊含了更加豐富的抽象信息，實現(xiàn)理論學(xué)習(xí)到實踐操作的轉(zhuǎn)化。計算機3D圖形學(xué)、人工智能、人機接口等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，也為虛擬現(xiàn)實的實踐應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。
建構(gòu)主義理論認為，學(xué)習(xí)者是在一定學(xué)習(xí)情境中，借助與他人之間的協(xié)作、交流、利用必要的信息等，構(gòu)建有意義的學(xué)習(xí)。并且根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)類型的差異，通過自我反省或者與他人之間的商榷、討論和辯論，以認識和強化個人及團隊的心智模式。建構(gòu)主義理論支持下的基于虛擬現(xiàn)實的學(xué)習(xí)環(huán)境就是一個動態(tài)的虛擬仿真學(xué)習(xí)環(huán)境，可以延伸學(xué)習(xí)者觀察事物的視角，引導(dǎo)他們探索科學(xué)世界的思考和行為的方式，發(fā)展學(xué)生不完整的前概念和經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過程，并且能為學(xué)習(xí)者提供在現(xiàn)實世界中無法實現(xiàn)的體驗，如原子微觀世界[1]、無法隨意重復(fù)的實訓(xùn)（V-Frog [2]）等。
根據(jù)相關(guān)文獻研究，目前為止虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用主要涉及的是科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)教育，用于概念改變、抽象思維的發(fā)展和促進認知發(fā)展[3] [4]?？紤]到經(jīng)濟因素，有網(wǎng)絡(luò)特征的桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng), 是目前虛擬現(xiàn)實科學(xué)教育實驗系統(tǒng)最為可行的方式。虛擬現(xiàn)實科學(xué)教育實驗系統(tǒng)的開發(fā)，首先要根據(jù)科學(xué)學(xué)科實驗教育的目的和學(xué)習(xí)者的認知水平，分析學(xué)習(xí)者的需求；然后根據(jù)具體學(xué)科實驗任務(wù)及步驟，結(jié)合實驗操作的特點，提出虛擬實驗系統(tǒng)執(zhí)行這些操作所學(xué)的功能及其子模塊，構(gòu)建虛擬實驗系統(tǒng)的基本構(gòu)成框架；據(jù)此，可確定實驗系統(tǒng)的軟硬件配置，最后，選擇合適的三維建模工具（如3DMAX、MAYA）和虛擬現(xiàn)實編程工具（Virtools、EON）實現(xiàn)系統(tǒng)的制作和[5]。
二 網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實驗系統(tǒng)的基本構(gòu)成框架
一個實驗完整實施的工作流程分為實驗準備階段、實驗儀器組裝測試階段、實驗操作階段、數(shù)據(jù)處理階段和實驗總結(jié)評價階段。與傳統(tǒng)實驗系統(tǒng)相比較，有網(wǎng)絡(luò)特征的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該遵循開放性、易用性原則，能夠重復(fù)實驗以獲取正確數(shù)據(jù)，提示實驗操作正確性等。通過實驗工作流程的分析，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)3I特性，網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實驗系統(tǒng)的基本構(gòu)成框架如圖2所示：
1 輸入/輸出設(shè)備
人類的七大感覺系統(tǒng)包括視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺、前庭系統(tǒng)和本體覺。人類就是通過感知來獲取信息。在相關(guān)的科學(xué)教育應(yīng)用研究中使用的既有專用設(shè)備，如ImmersaDesk和PHANToM[10][11]，也有PC支持的周邊設(shè)備，如三維鼠標、數(shù)據(jù)手套和頭盔跟蹤器、三維顯示器等。到目前為止，教育應(yīng)用領(lǐng)域的交互設(shè)備主要是鼠標、鍵盤、操縱桿和攝像頭[3] [7]。
2 交互界面
實現(xiàn)實時的人機交互，按照實驗任務(wù)的要求提供一系列的用戶操作和反饋，以支持用戶有意義的學(xué)習(xí)活動，強化用戶在動態(tài)3D場景中的參與程度。通過鏡頭控制，以第一人稱的視角，用戶借助化身（avatar）進入3D場景，用戶可以將身體變大或者變小，實現(xiàn)宏觀或者微觀世界的漫游，延伸用戶感知信息的能力。
（1） 3D / 2D懸浮操作欄：漫游和自由度（DOFs）操作是懸浮操作欄基本功能項，實現(xiàn)3D對象選擇和3D對象方位變換。這樣用戶可以及時、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物，有利于培養(yǎng)空間想象能力。另外，用戶化身通過自然的交互操作還可以強化抽象知識學(xué)習(xí)和實踐運用。
（2） 系統(tǒng)控制：懸浮式下拉菜單/屬性面板，用于改變實驗環(huán)境參數(shù)，動態(tài)呈現(xiàn)虛擬對象的信息。
（3） 模型庫操作：連接模型數(shù)據(jù)庫，在實驗過程中提供3D對象模型的呈現(xiàn)，提供虛擬模型的描述信息，輔助實施虛擬實驗裝置組裝，生成合適的實驗場景。
（4） 數(shù)據(jù)向?qū)В禾幚韺嶒炦^程中涉及的各種數(shù)據(jù)；記錄學(xué)習(xí)者的操作過程，并根據(jù)實驗操作指南，自動為學(xué)習(xí)者評分。連接實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)外部文檔導(dǎo)入，或者實驗數(shù)據(jù)的導(dǎo)出，記錄虛擬學(xué)習(xí)對象的相關(guān)數(shù)據(jù)集。
（5） 智能向?qū)В簽橛脩艋硖崾静僮鞑襟E，檢驗操作的正確性。如果出現(xiàn)操作失誤，會禁止下一步驟的執(zhí)行，并給出錯誤提示信息[9]。智能向?qū)б部梢杂谢恚ㄟ^會話的方式與用戶交流。
3 虛擬模型數(shù)據(jù)庫
一類是虛擬儀器元件、虛擬對象（如原子、藥品等）作為虛擬學(xué)習(xí)對象，包括可視化的3D模型及對象的描述信息。學(xué)習(xí)對象的知識結(jié)構(gòu)是科學(xué)教育中知識學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容。另一類是場景模型，包含不同實驗要求所需的虛擬場景。學(xué)習(xí)者可以依據(jù)具體的實驗要求，調(diào)用適用的虛擬儀器和虛擬對象進行組裝。
4 虛擬實驗演示系統(tǒng)
可視化的流程有助于更好的理解科學(xué)概念[14]。如數(shù)學(xué)和物理教學(xué)中的內(nèi)容大多是抽象的公式,用傳統(tǒng)的說教式教學(xué)方法很難解釋清楚，虛擬的實驗流程演示使得學(xué)習(xí)者一看就能觀察出動態(tài)逼近的科學(xué)本質(zhì)。如此以來，抽象的內(nèi)容變得更為形象、更為直觀。
另外，具有網(wǎng)絡(luò)特征的虛擬實驗系統(tǒng)，應(yīng)包含有實驗共享功能，如實驗結(jié)果和感想的交流，幫助，提示實驗常見故障和問題的解決辦法等等。如組建實驗在線學(xué)習(xí)共同體，就是推進虛擬實驗系統(tǒng)平臺應(yīng)用的有效措施[10]。系統(tǒng)可采用三層結(jié)構(gòu)體系，即客戶端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般硬件設(shè)備要求不高的情況下，優(yōu)先考慮B/S應(yīng)用模式，即借助瀏覽器配置相應(yīng)插件支持客戶端的運行。
三 《實驗室制取氣體》化學(xué)虛擬實驗開發(fā)實例
化學(xué)是一門以實驗教學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過實驗可以更加形象地描述化學(xué)現(xiàn)象，深化學(xué)生對知識的理解和掌握。虛擬化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)了仿真的實驗環(huán)境，提供了豐富生動的實驗儀器，實現(xiàn)形象化教學(xué)，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建互動的、可重復(fù)使用的實驗場景，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新思維能力，而且解決了實驗資源浪費、實驗時間和實驗地點限制等化學(xué)實驗教學(xué)中問題，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。
實例利用三維建模軟件3ds Max和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)工具Virtools開發(fā)一個實驗室制取氣體專題的桌面式虛擬化學(xué)實驗系統(tǒng)，如圖4所示，主要實現(xiàn)功能模塊有：系統(tǒng)操作說明介紹、化學(xué)實驗儀器自動組裝演示、實驗儀器組裝、化學(xué)實驗藥品添加化學(xué)實驗現(xiàn)象觀察。
本虛擬實驗系統(tǒng)旨在使學(xué)習(xí)者了解儀器的組裝、拆分順序，藥品添加方法，了解實驗反應(yīng)過程，分析實驗現(xiàn)象等。在實驗過程中通過本系統(tǒng)提高實驗者的學(xué)習(xí)興趣，使其掌握實驗儀器的組裝和拆分順序；通過對實驗現(xiàn)象的觀察、對比和分析，鞏固所學(xué)化學(xué)知識，理解相關(guān)化學(xué)原理；培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力。
為了便于儀器的準確組裝和實驗現(xiàn)象的多角度觀察，通過鏡頭（Camera）進行了交互設(shè)置，使用鍵盤按鍵來切換攝像機視角并利用鼠標右鍵對其進行旋轉(zhuǎn)。如圖5所示為相應(yīng)的BB及參數(shù)設(shè)置。實驗系統(tǒng)的實驗元器件的操控包括兩類工具，一類是利用自由度（DOF）操作工具，以觀察和變換虛擬模型方位。一類是選擇和添加元器件，按照實驗要求，完成系統(tǒng)組裝。
Virtools中提供的粒子系統(tǒng)(Particle System)，為虛擬化學(xué)實驗中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象提供了豐富的設(shè)計內(nèi)容，使虛擬實驗更加形象和逼真。酒精燈火焰特效主要使用Point Particle System（點粒子系統(tǒng)），對于氣泡特效設(shè)計使用Spherical Particle System（球形粒子系統(tǒng)），液體傾倒采用Curve Particle System（曲線粒子系統(tǒng)）。
對于虛擬模型和實驗數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，Virtools連接數(shù)據(jù)庫除了使用自帶的服務(wù)器形式連接外，也可以自定義BB（Building Block）來連接數(shù)據(jù)庫，這里選擇的是自定義連接MySQL數(shù)據(jù)庫。以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實驗系統(tǒng)的數(shù)據(jù)后臺更新與維護，這是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)開放性和通用性的關(guān)鍵技術(shù)。
最后應(yīng)用Virtools開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實驗成應(yīng)用在B/ S 或C/ S 模式的兩種格式文件。前者為vmo格式，嵌入到網(wǎng)頁中，適于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器傳輸; 后者需要應(yīng)用VirtoolsMakeExe插件將其轉(zhuǎn)換成exe格式，并應(yīng)用軟件封裝工具制成客戶端可執(zhí)行程序，可安裝在用戶的計算機中,避免網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的影響, 以提升網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗的流暢性。
四 總結(jié)
一個得到普遍接受的虛擬現(xiàn)實實驗系統(tǒng)，需要提供最簡便的控制方式，以及一些基本的物理體驗。觸控設(shè)備擁有輸入和反饋所需的相關(guān)元素。
有網(wǎng)絡(luò)特征的桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對于硬件系統(tǒng)要求并不高，在個人微型電腦上都能很好的體驗到實驗過程，系統(tǒng)逼真的虛擬場景制作和詳盡的過程解釋，為用戶呈現(xiàn)了一種視覺上的沖擊效果。自然真實的感官體驗, 能將那些抽象的結(jié)構(gòu)原理實現(xiàn)可視化，加深概念的理解，針對無法隨意重組的設(shè)備作仿真實訓(xùn),獲得與真實實驗一樣的體驗,從而豐富感性認識。根據(jù)混合式學(xué)習(xí)理論，虛擬實驗系統(tǒng)可以成為與課堂教學(xué)相結(jié)合的有效在線學(xué)習(xí)中心，實現(xiàn)空間和時間上的延伸，充分體現(xiàn)教師和學(xué)生的實驗參與程度。
另外，從安全和環(huán)保角度考慮，虛擬現(xiàn)實實驗系統(tǒng)既不需要化學(xué)物品和危險的實驗工具如炸藥，也不要提供實驗樣本如動物，更不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。
制約虛擬現(xiàn)實實驗系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸是虛擬現(xiàn)實相關(guān)的建模，如幾何建模、運動建模、物理建模等需具備一定專業(yè)技能的人員制作，對于精細的實驗儀器和化學(xué)現(xiàn)象的建模離預(yù)期的效果還有相當(dāng)差距等。當(dāng)下也存在相關(guān)實驗資源不足的問題，如實驗元器件模型缺乏。但隨著一系列實用開發(fā)工具，如Virtools、EON等不斷推出，上述的問題得到了很好的解決，使得虛擬實驗系統(tǒng)從實驗室研究轉(zhuǎn)入教學(xué)實踐成為現(xiàn)實。
從經(jīng)濟角度講，虛擬現(xiàn)實實驗系統(tǒng)給科學(xué)實驗教育節(jié)省了開支。但對于虛擬實驗系統(tǒng)來說，最大的挑戰(zhàn)是在實踐應(yīng)用中，在課堂和教學(xué)過程究竟會產(chǎn)生什么樣的效果，因為教師的要求、課程目標和學(xué)生的認知水平等都是必須考慮的影響因素。這就要求老師和學(xué)生都需參與到設(shè)計滿足自己要求的虛擬實驗項目里。
五 趨勢
如果將虛擬現(xiàn)實實驗系統(tǒng)加上“增強現(xiàn)實”技術(shù)（Augmented Reality），通過真實環(huán)境和虛擬現(xiàn)實景象的結(jié)合，既能減少生成復(fù)雜實驗環(huán)境的開銷，又便于對虛擬場景中的對象進行操作通過增強現(xiàn)實技術(shù)，人們不僅能夠有視覺和觸覺的體驗，還能夠有感覺的新體驗，那么其應(yīng)用范圍也就更加廣闊了。
引入分布式，支持多用戶協(xié)作實驗，創(chuàng)建學(xué)習(xí)共同體，使用戶聯(lián)合在一起成為一個虛擬實驗社區(qū)，將把實驗系統(tǒng)提升到一個新的境界。
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Designing and Implementing of Web 3D Virtual Lab System
SUN Jiang-shan YU Lan
(Department of education Information Technology, East China Normal University, Shanghai 200062,China)
Abstract: By analyzing classic cases at home and abroad, expounding the techniques and theory of virtual reality and making the classification and characteristics of virtual Lab, summarizing the advantages and strategy that were used to construct the framework of Web 3D virtual Lab system. In order to support the framework effectively, designing an example of “gas making in laboratory” with virtools software, summarizing key methods and key techniques in virtools modeling and virtools interaction. Finally, furthermore show off a summary and outlook.
