導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇虛擬化學(xué)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

虛擬技術(shù)是使相關(guān)工作在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)或通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)的技術(shù)[1]，早在20世紀(jì)70年代便開始將其應(yīng)用于宇航員培訓(xùn)。由于這是一種消耗低、安全有效的培訓(xùn)方法，現(xiàn)今已被推廣到各行各業(yè)的培訓(xùn)中，并已在科研、教育、商業(yè)、醫(yī)療、生物制藥、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、娛樂等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在此，只簡(jiǎn)單介紹它們?cè)诮逃?、生物制藥和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用狀況。

1.1教育領(lǐng)域

隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)要求的不斷提高，虛擬技術(shù)已進(jìn)入教育領(lǐng)域，并且已成為完成教育工作的一種有效方式。例如利用化學(xué)教育軟件，展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)的流程和結(jié)果。學(xué)生可以通過(guò)使用該軟件，了解和掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，然后再進(jìn)行實(shí)踐操作。這樣，既可以減少實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率，減少不必要的浪費(fèi)。再如利用物理教學(xué)軟件，開展“歐姆定律”的講解，其效果生動(dòng)，且學(xué)生便于理解。

1.2生物制藥領(lǐng)域

虛擬技術(shù)在生物制藥方面的應(yīng)用主要是在藥物的設(shè)計(jì)階段：采用相關(guān)的分子設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)藥物小分子，模擬小分子與受體的相互作用，預(yù)測(cè)小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代謝途徑、代謝物及其各類性質(zhì)。目前，這種藥物設(shè)計(jì)模式已被國(guó)際專業(yè)制藥公司在研發(fā)新藥時(shí)采用，并與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，以達(dá)到減少研發(fā)消耗，提高研發(fā)成功率的目標(biāo)。1.3醫(yī)療領(lǐng)域虛擬技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用主要有：手術(shù)培訓(xùn)、手術(shù)模擬、醫(yī)學(xué)影像檢查和臨床診斷。已經(jīng)報(bào)道的“上海交通大學(xué)附屬第九人民醫(yī)院骨科專家成功完成真正意義上的3D打印骨盆重建手術(shù)”，是虛擬技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域成功應(yīng)用的又一案例。

2、化學(xué)信息學(xué)

化學(xué)信息學(xué)的研究領(lǐng)域并未經(jīng)過(guò)刻意界定，很多化學(xué)家在各自不同的研究領(lǐng)域中力爭(zhēng)發(fā)展和采用計(jì)算機(jī)的方法來(lái)處理大量涌現(xiàn)的化學(xué)信息，建立化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。在20世紀(jì)60年代，化學(xué)信息學(xué)的發(fā)展已初見端倪，到了70年代開始出現(xiàn)了颶風(fēng)式的發(fā)展。因此，相關(guān)的化學(xué)信息學(xué)的定義有多種。

比較典型的有以下一些論述。

（1）采用分子模擬和數(shù)據(jù)分析技術(shù)與高分辨圖形顯示組合，得到了令人驚訝的結(jié)果。因此，化學(xué)信息學(xué)是通過(guò)應(yīng)用信息技術(shù)幫助化學(xué)家研究新問題、組織并分析科學(xué)數(shù)據(jù)，以研發(fā)新化合物、新材料的過(guò)程。

（2）很多人認(rèn)為化學(xué)信息學(xué)是化學(xué)信息的擴(kuò)展，它涵蓋了與化學(xué)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算方法相關(guān)的領(lǐng)域，如化合物登記系統(tǒng)、在線化學(xué)文獻(xiàn)、結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系分析和分子性質(zhì)計(jì)算[3]?；瘜W(xué)信息學(xué)作為一個(gè)學(xué)科名稱來(lái)說(shuō)是很新的，但我們可以體會(huì)到，它存在于我們周圍已經(jīng)有了一段時(shí)間。不同的階段常會(huì)給出不同的化學(xué)信息學(xué)的定義。

所以，在討論這些不同觀點(diǎn)的時(shí)候，我們認(rèn)為“化學(xué)信息學(xué)是一門應(yīng)用信息學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)輔助解決化學(xué)問題的學(xué)科”[4]這個(gè)論述更具有普適性。

化學(xué)信息學(xué)方法主要有三種，即基于數(shù)據(jù)、基于邏輯和基于原理。

（1）基于數(shù)據(jù)的方法建立和利用多種化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。該方法主要的作用是在數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得已記錄的相關(guān)信息。

（2）基于邏輯的方法利用已有的化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上，利用歸納、推理和分類等方法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)，并對(duì)知識(shí)實(shí)施有效的管理，以便于知識(shí)得到廣泛的應(yīng)用。最終，能用于解決實(shí)際的化學(xué)問題。該方法適用于大量數(shù)據(jù)的處理，對(duì)象具有比較強(qiáng)的規(guī)律性。同時(shí)，它能解決數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不能解決的問題。

（3）基于原理的方法利用已有的量子化學(xué)的理論，對(duì)化學(xué)對(duì)象作相關(guān)的量化計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，研究對(duì)應(yīng)的化學(xué)問題。該方法能從原理上解釋化學(xué)問題，但不適用于大批數(shù)據(jù)和大的體系的處理。在化學(xué)研究中，這三種方法相輔相成。對(duì)于不同的研究對(duì)象或不同的研究階段，采用對(duì)應(yīng)的方法組合。

3、化學(xué)研究

化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的科學(xué)。有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途和有關(guān)理論的一門學(xué)科，由于有機(jī)化合物都含有碳，同時(shí)以碳、氫化合物為母體，因此這門學(xué)科又可稱為“碳化合物的化學(xué)”或“碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏幕瘜W(xué)”，隨著這門學(xué)科的發(fā)展，誕生出了高分子化學(xué)、元素有機(jī)化學(xué)等新學(xué)科，為合成染料、橡膠、纖維、藥物、塑料等有機(jī)化學(xué)工業(yè)建立了理論基礎(chǔ)?；瘜W(xué)的研究?jī)?nèi)容主要可歸納為三部分：分子設(shè)計(jì)、合成設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)確定。利用相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)具有特定功能的化合物即為分子設(shè)計(jì)[5]；利用相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)特定化合物的合成路線即是合成設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)確定包括兩部分：結(jié)構(gòu)解析和譜圖模擬。結(jié)構(gòu)解析是根據(jù)已有的化學(xué)譜圖，推測(cè)對(duì)應(yīng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。譜圖模擬是基于化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)其化學(xué)譜圖?；瘜W(xué)是重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一，它也是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)。在化學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)和理論這兩方面一直是相互依賴、彼此促進(jìn)的?；瘜W(xué)是一門古老而歷史悠久的科學(xué)，它的研究模式為靈感、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)（見圖1）。長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，為現(xiàn)在和今后的化學(xué)研究提供了寶貴的財(cái)富。截至2013年12月，已有記載的小分子化合物達(dá)7600多萬(wàn)個(gè)，化學(xué)反應(yīng)約5580萬(wàn)個(gè)。要有效應(yīng)用如此大量的研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，只有采用信息技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。在此，我們提出了化學(xué)研究的現(xiàn)代模式，即在化學(xué)研究的傳統(tǒng)模式中融入虛擬技術(shù)（見圖2）。分子設(shè)計(jì)是化學(xué)研究的內(nèi)容之一。傳統(tǒng)模式的分子設(shè)計(jì)流程如圖3所示，某種化合物的性質(zhì)，通常是在得到化合物之后，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試才可獲得對(duì)應(yīng)的性質(zhì)?，F(xiàn)代模式的分子設(shè)計(jì)流程如圖4所示，化合物的性質(zhì)，可以用相關(guān)軟件預(yù)測(cè)獲得。根據(jù)獲得的預(yù)測(cè)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)，決定是否要合成該化合物。圖3和圖4中的分子設(shè)計(jì)流程顯示，兩者的差異主要在合成之前。傳統(tǒng)模式在合成之前的分析工作僅以文獻(xiàn)信息作為判斷依據(jù)。而現(xiàn)代模式，既以文獻(xiàn)信息作為判斷依據(jù)，又以軟件預(yù)測(cè)結(jié)果作為分析判斷依據(jù)。從原理上講，采用現(xiàn)代模式合成的化合物，其符合需求的成功率要高于傳統(tǒng)模式，研究過(guò)程中產(chǎn)生污染的幾率要比傳統(tǒng)模式的低。

4、結(jié)論

篇2

關(guān)鍵詞:生物化學(xué);教學(xué)改革;自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課堂

生物化學(xué)是一門醫(yī)藥學(xué)的必修課程，是研究生命物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及生命活動(dòng)過(guò)程中各種化學(xué)變化的基礎(chǔ)生命科學(xué)。所以生物化學(xué)課程應(yīng)盡量提前，但應(yīng)在有機(jī)化學(xué)課程之后，或與有機(jī)化學(xué)課并進(jìn);是病原生物學(xué)、內(nèi)科學(xué)、人體解剖與組織胚胎學(xué)等專業(yè)的必修課程，因此應(yīng)先打下較牢固的生物化學(xué)基礎(chǔ)，并盡量加重生化課的分量，同時(shí)避免后繼課程相關(guān)內(nèi)容的重復(fù)。生物化學(xué)以其理論性強(qiáng)、概念抽象、名詞繁多，各種代謝過(guò)程復(fù)雜繁瑣，堪稱生物學(xué)科中最抽象、最難懂的學(xué)科之一。如何激發(fā)學(xué)生的興趣，寓教于樂，使學(xué)生喜歡聽課，樂于參與，積極討論，學(xué)到知識(shí)，解決實(shí)際問題，這是我們?cè)谏锘瘜W(xué)教學(xué)中始終關(guān)注的問題。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生要學(xué)會(huì)主動(dòng)培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)、吸收新信息和提出新問題的能力，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中發(fā)展個(gè)性和創(chuàng)造力。為此，我們?cè)诮虒W(xué)方法和手段等方面作了一些有益的嘗試，收到良好的效果。

1案例引起興趣，穿插前沿科研

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的基礎(chǔ)教育受應(yīng)試教育的影響，使得進(jìn)入本科醫(yī)學(xué)院校學(xué)習(xí)的學(xué)生大多數(shù)學(xué)習(xí)被動(dòng)，學(xué)習(xí)自主性差，學(xué)習(xí)方法機(jī)械、呆板，對(duì)所學(xué)知識(shí)不求甚解，知識(shí)基礎(chǔ)不扎實(shí)、牢固［1］。首先我們的第一堂課，就要充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)力，增加學(xué)生的興趣，提高同學(xué)們的主觀能動(dòng)性。一些和生活相關(guān)案例可以引起學(xué)生較大興趣，可以通過(guò)課前提問或課后留問方式引起學(xué)生注意力。如血清中肌酸激酶同工酶的電泳圖譜用于診斷冠心病、轉(zhuǎn)氨酶用于肝病診斷、淀粉酶用于胰腺炎診斷等的原因是什么?乙酰膽堿酯酶抑制藥可以治療阿爾茨海默病的原因?講到DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)模型時(shí)，可由雙螺旋模型的提出者Watson和Crick講起，設(shè)問他們由此發(fā)現(xiàn)獲得了什么重要科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)，并可以借機(jī)講一下當(dāng)時(shí)諾貝爾評(píng)獎(jiǎng)時(shí)的小插曲:因論文太短致使評(píng)委間產(chǎn)生分歧，最終獲獎(jiǎng)?wù)f明了科學(xué)發(fā)現(xiàn)主要在于其價(jià)值而非論文長(zhǎng)短。教學(xué)效果取決于任課教師的水平，也與任課教師的嚴(yán)格要求密切相關(guān)［2］。本課程結(jié)合最新進(jìn)展，涵蓋動(dòng)態(tài)與前沿知識(shí)。介紹國(guó)內(nèi)外最新研究成果及歷年與生物化學(xué)發(fā)展相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)成果，適度地超越教材，查找教材以外的重大事件等必要教學(xué)資源并合理組織教學(xué)。比如我校老師研究的命運(yùn)分子cNumb在原腸期胚胎中的表達(dá)情況及其基因和編碼蛋白的基本生物學(xué)特征，就是利用原位雜交技術(shù)檢測(cè)cNumb基因在原腸期雞胚中的表達(dá)情況，同時(shí)應(yīng)用生物學(xué)軟件和在線平臺(tái)對(duì)cNumb基因及其編碼蛋白進(jìn)行生物信息學(xué)分析［3］。以及碘－淀粉法、Bernfeld法和ESP－G7速率法3種方法檢測(cè)酸刺激前后唾液淀粉酶(SAA)活性及其活性比值的差異［4］，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課題讓學(xué)生對(duì)酶的特性有更好的理解。組織學(xué)生對(duì)研究熱點(diǎn)進(jìn)行查找資料，了解基礎(chǔ)點(diǎn)，分組討論，解決教師預(yù)先給出的問題，或者讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，通過(guò)討論甚至爭(zhēng)論，學(xué)會(huì)分析問題并最終解決問題。鼓勵(lì)學(xué)生參加本科、研究生校內(nèi)外的學(xué)術(shù)活動(dòng)，擴(kuò)大知識(shí)面，開闊視野。

2重復(fù)重點(diǎn)內(nèi)容，引入PBL教學(xué)促進(jìn)師生互動(dòng)

生物化學(xué)分為三部分內(nèi)容，第一部分主要講述各種生物分子的結(jié)構(gòu)、功能以及相互作用，包括蛋白質(zhì)、核酸、糖復(fù)合物、酶、生物膜、真核生物基因組及線粒體基因組等;第二部分講述分子生物學(xué)部分，如基因信息的傳遞、基因工程的四大要素及實(shí)施要點(diǎn)、基因相關(guān)技術(shù);第三部分講述細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)原理及應(yīng)用等。對(duì)于生物化學(xué)內(nèi)容繁多的特點(diǎn)，我們對(duì)于重難點(diǎn)內(nèi)容要重復(fù)教學(xué)，在同學(xué)腦中達(dá)到耳熟能詳，舉一反三，而基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)到為止。為了達(dá)到這樣的效果，需要改變傳統(tǒng)課堂填鴨式教學(xué)的呆板模式，老師的角色要發(fā)生變化，從直接教給學(xué)生知識(shí)的“灌輸式”到教給學(xué)生如何學(xué)習(xí)的“自我學(xué)習(xí)式”，讓學(xué)生主動(dòng)吸收知識(shí)、能獨(dú)立思考、分析問題。PBL(problem-basedlearning)教學(xué)模式即通過(guò)“提出問題建立假設(shè)自學(xué)解疑論證假設(shè)”的邏輯過(guò)程來(lái)讓學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)，學(xué)生為主體、教師為導(dǎo)向的小組討論式教學(xué)法，主要培養(yǎng)學(xué)生以解決問題為核心的發(fā)散性思維和主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，進(jìn)而達(dá)到提高學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力的目的［5］。通過(guò)互動(dòng)式課堂教學(xué)充分利用學(xué)生的好奇心理，在對(duì)問題的好奇與求知欲中，增加學(xué)生對(duì)生物化學(xué)的興趣，在此過(guò)程中，學(xué)生由被動(dòng)旁觀者變?yōu)橹鲃?dòng)參與者。如設(shè)計(jì)一些關(guān)注點(diǎn)引發(fā)學(xué)生參與互動(dòng)，如燙發(fā)的生化基礎(chǔ)是什么?磺胺類藥物的治病機(jī)理是由于酶的抑制作用嗎?課堂上運(yùn)用PBL教學(xué)法，可以設(shè)置專題講座，把學(xué)生分為幾個(gè)小組，給出一個(gè)主題，每組成員分工合作，任務(wù)明確，每個(gè)人都是責(zé)任人。老師通過(guò)對(duì)每一環(huán)節(jié)的設(shè)定讓每個(gè)學(xué)生都參與其中，減少了“南郭先生”和渾水摸魚情況的發(fā)生。

3重點(diǎn)章節(jié)小結(jié)，設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖

糖代謝設(shè)定為動(dòng)態(tài)部分的重點(diǎn);酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中Km值和Vmax的計(jì)算與應(yīng)用、生物氧化(生物能學(xué))、物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系和調(diào)控機(jī)制等設(shè)定為難點(diǎn)。每章重難點(diǎn)都組織學(xué)生自己小結(jié)，老師評(píng)定和總結(jié)，幫助學(xué)生建立完整的知識(shí)框架系統(tǒng)。生物化學(xué)眾多的動(dòng)態(tài)反應(yīng)記憶比較困難，如6－磷酸葡萄糖、ATP、乙酰CoA、NADH+H+、NAD-PH+H+等物質(zhì)的來(lái)源和去路，全酶、酶的活性中心、酶原的激活、氧化磷酸化、底物水平磷酸化、三羧酸循環(huán)、脂肪酸的β-氧化、半保留復(fù)制、不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。老師課堂上可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，先把總的章節(jié)框架勾畫出來(lái)，再補(bǔ)充具體內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)生的思維，整理歸納，聯(lián)系整體，通過(guò)Flas或板書直觀表示。老師應(yīng)當(dāng)盡量在每次課、每一章，乃至整學(xué)期內(nèi)容都繪制出相應(yīng)的思維導(dǎo)圖，以突出教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，理清知識(shí)脈絡(luò)，幫助學(xué)生有效地回顧和復(fù)習(xí)?？梢哉n前預(yù)習(xí)讓學(xué)生設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖，小結(jié)也可以用課堂考試形式，讓學(xué)生自己繪出內(nèi)容圖，或者布置課后作業(yè)讓學(xué)生自己選擇動(dòng)態(tài)反應(yīng)，如三羧酸循環(huán)制作Flas，并進(jìn)行課堂展示，考查學(xué)生歸納記憶、理解掌握知識(shí)的能力。每章都進(jìn)行小結(jié)，但每一部分的小結(jié)書寫的思路、側(cè)重點(diǎn)各不同，單元小結(jié)和課程小結(jié)在知識(shí)點(diǎn)的把握及知識(shí)體系的梳理及運(yùn)用也有所不同，能較全面、客觀、公正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度及綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。部分學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)，習(xí)慣于期末突擊應(yīng)付考試，而小結(jié)模式可以較好預(yù)防這種現(xiàn)象的發(fā)生。

4虛擬實(shí)驗(yàn)課堂的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

所謂“自主設(shè)計(jì)式教學(xué)”，就是以自主設(shè)計(jì)為主的教學(xué)。具體說(shuō)它是指教學(xué)過(guò)程是在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，以現(xiàn)行教材為基本探究?jī)?nèi)容，以學(xué)生周圍世界和生活實(shí)際為參照對(duì)象，為學(xué)生提供自由探究、討論、研究問題的一種教學(xué)形式。生物化學(xué)探究式虛擬實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的思路是以生物化學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為主線進(jìn)行發(fā)散性拓展，根據(jù)課程理論內(nèi)容，給出學(xué)生一些和實(shí)際生活相關(guān)的小課題，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)、小組研討及班級(jí)交流等方式，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、文獻(xiàn)閱讀能力、交流能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在教師層面，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)題目，指導(dǎo)學(xué)生研讀文獻(xiàn)、制作實(shí)驗(yàn)流程并進(jìn)行全班交流。在學(xué)生層面，學(xué)生根據(jù)興趣選擇實(shí)驗(yàn)專題，自由組合成學(xué)習(xí)小組，在充分研讀文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行小組討論，制作PPT。允許學(xué)生自己組織課題小組、自主設(shè)計(jì)小課題，教師只作方向指導(dǎo)，給予一定經(jīng)費(fèi)支持。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，并給出具體實(shí)施過(guò)程，并在全班進(jìn)行演講、答疑和討論［6］。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課堂，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及一定的科學(xué)研究能力，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，可以改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生能力培養(yǎng)方面只強(qiáng)調(diào)共性的發(fā)展而忽視個(gè)性發(fā)展的情況。通過(guò)設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)課堂，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及原理有了更深刻的理解，養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，首先對(duì)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行展示，進(jìn)而走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，從試劑配置到實(shí)驗(yàn)操作，從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)到進(jìn)行具體實(shí)踐的過(guò)程，從理論到實(shí)踐，從各方面使自身得到鍛煉。老師在其中進(jìn)行一些必要的指導(dǎo)，允許學(xué)生出現(xiàn)一定的錯(cuò)誤，讓他們?cè)趯?shí)踐中成長(zhǎng)更快。我們將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)按照預(yù)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)階段、具體化、實(shí)驗(yàn)階段、競(jìng)賽階段等五個(gè)階段進(jìn)行實(shí)施。①預(yù)設(shè)計(jì):在任課老師理論課后，可以給出相應(yīng)的與課堂內(nèi)容有關(guān)的思路或者題目，讓學(xué)生課后思考。②設(shè)計(jì):通過(guò)網(wǎng)絡(luò)圖書館等輔助查找資料，然后讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，給出具體思路和實(shí)施過(guò)程。③具體化:通過(guò)設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)課堂，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及原理有更深刻的理解，使其養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣、并對(duì)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行展示。④實(shí)驗(yàn)階段:虛擬課堂結(jié)束后，部分學(xué)生的課題經(jīng)過(guò)導(dǎo)師指導(dǎo)可以繼續(xù)深入，讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)施，體會(huì)到自主學(xué)習(xí)的樂趣。⑤競(jìng)賽階段:以此為依托組織一個(gè)專業(yè)的班級(jí)間進(jìn)行比賽，乃至擴(kuò)展到全校及其他學(xué)校進(jìn)行，提高積極性，并給予獎(jiǎng)勵(lì)。這期間教師需要引導(dǎo)、鼓勵(lì)同學(xué)申報(bào)省級(jí)乃至全國(guó)的創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，不但參加課題研究，還要挖掘?qū)W生潛能，讓他們把實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成論文。我校生物化學(xué)系已獲得部分成果。目前已有多人次獲得挑戰(zhàn)杯立項(xiàng)，以及國(guó)家及省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，并順利完成本科畢業(yè)論文，還有部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中。在廣東省大學(xué)生挑戰(zhàn)杯比賽中，其中由多名學(xué)生共同完成的“近海紅樹林環(huán)境抗腫瘤細(xì)菌的篩選和鑒定”獲得廣東省大學(xué)生挑戰(zhàn)杯二等獎(jiǎng)。由系老師指導(dǎo)同學(xué)的“一種快速、低成本的葉酸代謝障礙遺傳檢測(cè)方法的建立”以及“藥物代謝酶CYP2C19兩個(gè)主要突變等位基因聯(lián)合分型方法的建立”等課題獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。由學(xué)生撰寫的論文“一株抗腫瘤活性的紅樹林細(xì)菌的篩選及鑒定”在《河南科技大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)》發(fā)表。這些實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及團(tuán)隊(duì)精神，促進(jìn)其綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析能力的提高，使大學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐技能得以提升。

5多元化考核

“一考定終身”的評(píng)價(jià)模式忽視平時(shí)學(xué)習(xí)的考核和能力的培養(yǎng)，既不能準(zhǔn)確反映教學(xué)質(zhì)量和效果，也無(wú)法測(cè)試學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)能力，更抹殺了學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)精神和創(chuàng)造能力［7］。適當(dāng)?shù)目己藱C(jī)制不僅可以科學(xué)地檢驗(yàn)教學(xué)效果，同時(shí)也能強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。課程考核不應(yīng)只注重期末考試，而是應(yīng)貫穿學(xué)習(xí)全過(guò)程?？己藘?nèi)容應(yīng)充分體現(xiàn)所學(xué)知識(shí)和技能及運(yùn)用這些知識(shí)和技能的能力，更重要的是考核分析問題、解決問題的能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。因此我們將生物化學(xué)課程的考核分為平時(shí)成績(jī)、章節(jié)小結(jié)、實(shí)驗(yàn)考查和期末考試四部分，從上課出勤態(tài)度、課程預(yù)習(xí)情況、課程小結(jié)成績(jī)、課堂發(fā)言、任務(wù)完成表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手、創(chuàng)新能力多方面進(jìn)行考查，最后給出每個(gè)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)成績(jī)。

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篇3

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī) 材料科學(xué) 虛擬課題 教改方案

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）18-0159-02一、引言

在當(dāng)今社會(huì)中，計(jì)算機(jī)在社會(huì)發(fā)展中顯示了其強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展壯大，計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用也越發(fā)普遍和顯著，如信息檢索、數(shù)據(jù)分析和圖像處理、計(jì)算模擬、材料組分和結(jié)構(gòu)分析等等。對(duì)大學(xué)高等教育而言，開設(shè)計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用課程是為了讓學(xué)生初步掌握計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)應(yīng)用中的方法、步驟和應(yīng)用領(lǐng)域等，從而促進(jìn)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。

結(jié)合我校高分子材料與工程專業(yè)的特點(diǎn)以及畢業(yè)生需進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在高分子材料科學(xué)的學(xué)習(xí)研究過(guò)程中需要涉及多種軟件的應(yīng)用，最基本的包括文獻(xiàn)檢索、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、圖形處理等等，而這些都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)。在書本式教育和多媒體PPT教育為基礎(chǔ)的理論教學(xué)模式下，教學(xué)效果并不是十分理想。在往屆的教學(xué)質(zhì)量反饋中，多數(shù)學(xué)生反映單純的理論教學(xué)形式枯燥、效果不良，一旦涉及實(shí)際應(yīng)用往往束手無(wú)策，其原因是眾多軟件的學(xué)了需要了解基本的理論知識(shí)外，更重要的是要反復(fù)的上機(jī)練習(xí)以熟悉各種軟件的操作，形成更為扎實(shí)的操作意識(shí)，而很多學(xué)生做不到這一點(diǎn)。因而如何更好的讓學(xué)生理解、吸收、掌握眾多軟件的基本操作并活用到今后的學(xué)習(xí)、科研或工作中，這是大學(xué)教育所要思考的地方。

教育部頒布的新課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出了“提高科學(xué)素養(yǎng)，在課堂中開展探索性學(xué)習(xí)的理念，提倡通過(guò)探索式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自主科學(xué)探索能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)”。

二、教學(xué)方案的設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)方法設(shè)計(jì)

為提高教學(xué)效果，在計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用這門課程中，首先將課堂搬到備有多媒體設(shè)備的機(jī)房。多媒體技術(shù)具有良好的直觀性、形象性和趣味性等特點(diǎn)，是教學(xué)的一大幫手，能進(jìn)一步將課堂內(nèi)容的理論教學(xué)與實(shí)際操作同步進(jìn)行，更好的讓學(xué)生學(xué)習(xí)、吸收課程內(nèi)容。在課程設(shè)計(jì)中，引入虛擬課題作為教學(xué)方案，將多種軟件的使用和課題的研究思路結(jié)合起來(lái)，以課題研究思路為教學(xué)的基本大綱路線，按步驟在各個(gè)環(huán)節(jié)中引入所需的常用軟件，從而將計(jì)算機(jī)作為理論教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用的緩沖結(jié)合點(diǎn)，通過(guò)虛擬課題的方法將學(xué)生在課堂所學(xué)的理論知識(shí)融會(huì)貫通，為實(shí)際課題研究以及論文寫作奠定基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程規(guī)劃上主要以虛擬課題的相關(guān)文獻(xiàn)為案例，通過(guò)探討課題的研究思路和方法，研究過(guò)程中所需要處理的問題等，循序漸進(jìn)，逐漸介紹文獻(xiàn)檢索、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（chemical office）、數(shù)據(jù)分析（IR，NMR）、圖形處理（Origin，Adobe Photoshop）等等，為畢業(yè)論文的展開做鋪墊。教學(xué)內(nèi)容具體如下：

1.首先確立學(xué)生所感興趣的研究方向或課題，并以此對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的分組，以方便后期進(jìn)行更多的教學(xué)互動(dòng)。在此過(guò)程中向?qū)W生介紹常見搜索引擎，如Google，Yahoo，百度等，這些常用搜索引擎可以較為方便的提供一定的信息。而常用數(shù)據(jù)庫(kù)，如中國(guó)知網(wǎng)（CNKI），萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)，ScienceDirect，RSC，ACS，Wiley-Blackwell等，借助簡(jiǎn)單的檢索字段，包括Any Field（全文）、Title（篇名）、Abstract（文摘）、Author's Name（作者姓名）、Journal Title（期刊名稱）等可以檢索到相關(guān)研究論文文獻(xiàn)，讓學(xué)生帶著自身目的去學(xué)習(xí)、掌握、運(yùn)用諸多數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索。

2.當(dāng)課題資料的收集結(jié)束之后，設(shè)想課題如何進(jìn)行，設(shè)計(jì)一定的實(shí)驗(yàn)方案。該過(guò)程中利用chemical office是較為普遍的一款應(yīng)用軟件、可以滿足各種分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、反應(yīng)方程式的設(shè)計(jì)、基本示意圖的設(shè)計(jì)以及核磁結(jié)構(gòu)的模擬分析。具體教學(xué)內(nèi)容以虛擬課題中的文獻(xiàn)相關(guān)圖譜為案例，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)圖譜的剖析，讓教學(xué)更為直觀，同時(shí)上機(jī)模擬作圖，加深印象和增強(qiáng)操作熟練度，并且鼓勵(lì)設(shè)計(jì)新的設(shè)計(jì)路線，如反應(yīng)合成路線、實(shí)驗(yàn)基本示意圖等。

3.隨著課題探討的深入，課堂內(nèi)容會(huì)不斷涉及結(jié)構(gòu)分析表征，如IR，NMR等。在此，IR，NMR軟件的常規(guī)使用與分析，包括常見結(jié)構(gòu)的特征峰和化學(xué)位移、峰值面積的積分比較等等都將成為基本的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生盡可能的認(rèn)識(shí)到在材料科學(xué)研究中結(jié)構(gòu)分析的重要性。

4.在眾多的數(shù)據(jù)處理中，Origin由于功能強(qiáng)大，被公認(rèn)為是最快、最靈活、使用最容易的工程繪圖軟件。因此教學(xué)中需要重點(diǎn)介紹Origin在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。著重介紹各種圖譜，包括數(shù)據(jù)的調(diào)整、排序、計(jì)算，統(tǒng)計(jì)和曲線擬合，以及直線圖、散點(diǎn)圖、餅圖、柱狀圖、三維圖表的繪制。以虛擬課題中出現(xiàn)的文獻(xiàn)案例為教學(xué)案例，循序漸進(jìn)，讓學(xué)生由簡(jiǎn)入難，由粗到細(xì)。

5.隨著文獻(xiàn)的閱讀和自我作圖的實(shí)踐，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀文獻(xiàn)中的圖譜總是讓人賞心悅目。教學(xué)中通過(guò)與優(yōu)秀文獻(xiàn)中圖片處理效果的對(duì)比，逐漸提高學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求。Adobe Photoshop簡(jiǎn)稱PS，使用其眾多的編修與繪圖工具，可以有效地進(jìn)行圖片編輯工作。因而學(xué)會(huì)將PS的圖片處理功能運(yùn)用到材料科學(xué)研究領(lǐng)域中則會(huì)使圖片效果大大提升，做到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)又不失觀賞性。

6.當(dāng)有了出色的研究成果之后，需要的便是如何更好的呈現(xiàn)自身的工作。為此，如何運(yùn)用PPT技術(shù)制作一份精美的論文報(bào)告是展現(xiàn)成果的關(guān)鍵。鑒于計(jì)算機(jī)課程的普遍性，相信學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單的PPT制作并不陌生，因而課程內(nèi)容中轉(zhuǎn)為更高層次的PPT技術(shù)講解，包括論文報(bào)告型PPT的一般邏輯思路、PPT中的圖形制作、模板的設(shè)計(jì)、PPT的美化等等，讓學(xué)生能體會(huì)到PPT制作對(duì)論文結(jié)果報(bào)告的重要性，提高學(xué)生在PPT的制作上的布局和美化意識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的PPT制作提前做準(zhǔn)備。

（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

針對(duì)常用化學(xué)軟件學(xué)習(xí)的實(shí)踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)的特點(diǎn)，我們將理論教學(xué)和實(shí)際上機(jī)操作設(shè)計(jì)成同步進(jìn)行。而同步進(jìn)行的教學(xué)模式能讓學(xué)生加深課堂印象，也更有利于學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身在軟件操作應(yīng)用上的盲區(qū)，因而能更好的將知識(shí)講解和動(dòng)手操作相結(jié)合，起到以點(diǎn)帶面、強(qiáng)化應(yīng)用的作用。如在講解chemical office作圖時(shí)，首先可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)模仿，而后鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)，更深一步的讓學(xué)生去體驗(yàn)挖掘chemical office中的作圖技巧。

三、教學(xué)方案特色

通過(guò)虛擬課題的引入，使得本文所提出的教學(xué)方案的特色在于：1.課程內(nèi)容的確立有學(xué)生的參與，虛擬課題的選定由學(xué)生自主分組確定，逐漸讓學(xué)生主導(dǎo)課堂，教師則成為擺渡護(hù)航的角色；2.教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)生所需，為畢業(yè)設(shè)環(huán)節(jié)做鋪墊，課題內(nèi)容設(shè)計(jì)上更有針對(duì)性；3.教學(xué)過(guò)程中時(shí)時(shí)刻刻充滿師生的互動(dòng)，學(xué)生在自我的求知欲望下能更好的投入課程學(xué)習(xí)中，從而營(yíng)造更好的教學(xué)氛圍，以便獲得更優(yōu)的教學(xué)成果。

四、小結(jié)

本文結(jié)合自身專業(yè)特色，提出了基于虛擬課題的教學(xué)方案，目的在于讓教學(xué)更好的觸及學(xué)生所需要和學(xué)生所感興趣的領(lǐng)域，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、專注度，同時(shí)將理論多媒體教學(xué)與實(shí)際上機(jī)操作同步進(jìn)行，進(jìn)一步提高課程教學(xué)的直觀性和趣味性，以期獲得更好的教學(xué)成果。總的來(lái)說(shuō)，改善計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)的應(yīng)用課程的教學(xué)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，對(duì)于高分子材料專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，如何將計(jì)算機(jī)知識(shí)和高分子專業(yè)知識(shí)，以及自身所需有機(jī)地結(jié)合起來(lái)具有更加重要的意義。只有將三者有機(jī)結(jié)合，才能使學(xué)校教育真正滿足學(xué)生的需求，讓老師教得舒心，學(xué)生學(xué)得開心。再者，除去教學(xué)內(nèi)容的不斷改善之外，教師對(duì)教學(xué)的投入度，對(duì)學(xué)生的關(guān)愛度也是教學(xué)成功的一個(gè)重大因素所在，因而不論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)態(tài)度都將是我們應(yīng)改善的地方。

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篇4

一課堂教學(xué)學(xué)時(shí)有限，不利于知識(shí)的拓展與掌握

1實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)有限，基本操作掌握困難

“藥物合成反應(yīng)”課程由于課時(shí)壓縮等原因，是只有3個(gè)學(xué)分的一門課程，其中，平均30%的學(xué)時(shí)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因此只有16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，使得任課教師在安排實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了盡可能的多給學(xué)生創(chuàng)造動(dòng)手機(jī)會(huì)，讓學(xué)生接觸更多的操作，只能安排3個(gè)比較系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，盡量使這3個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)馨M可能多的對(duì)藥物合成來(lái)說(shuō)是必須的單元操作，如：蒸餾、回流、萃取、過(guò)濾，結(jié)晶等等。但是由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，這些單元操作的注意事項(xiàng)和細(xì)節(jié)，教師沒有時(shí)間一一講授，因此需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前做好預(yù)習(xí)工作，并要求在課后能有機(jī)會(huì)進(jìn)一步鞏固。

2多媒體教學(xué)，學(xué)生忽略記筆記

目前，高等教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，高校教師們也在不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)理念、教學(xué)思想，希望能在教學(xué)活動(dòng)中，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氣氛，拓寬學(xué)生思維等。因此在當(dāng)今高校課堂教學(xué)中，多媒體的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，教學(xué)講義采用ppt，實(shí)驗(yàn)操作采用影音資料，另外，網(wǎng)絡(luò)資源、flas等等普遍被用于課堂教學(xué)，這些高科技產(chǎn)品使現(xiàn)今的課堂氣氛不一樣了，學(xué)生也能更直觀更輕松的了解相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。但是，這些新的教學(xué)手段也有其不足之處，就是上課很輕松，但復(fù)習(xí)很困難。因?yàn)檫@些多媒體手段的應(yīng)用學(xué)生容易理解，但短時(shí)間內(nèi)很難掌握并牢記，而當(dāng)學(xué)生同時(shí)接受視覺上、聽覺上的沖擊時(shí)，往往忽略了做筆記，或是注解，課后復(fù)習(xí)時(shí)就缺乏有效的資源和依據(jù)。

3立體化學(xué)知識(shí)要求較強(qiáng)的空間想象能力，難以掌握

“藥物合成反應(yīng)”課程詳細(xì)講解了各種藥物在合成時(shí)涉及的各類反應(yīng)，其中相當(dāng)一部分是手性藥物，另外，即使是沒有手性的原料在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)也很有可能內(nèi)涉及立體化學(xué)的知識(shí)，因此，這要求學(xué)生具有一定的空間想象能力。為了使學(xué)生更好的掌握這些立體化學(xué)反應(yīng)，便于學(xué)生掌握，教師往往采用flas為手段，用于描述反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程。這些動(dòng)畫學(xué)生咋一看固然有趣易懂，但離真正的掌握甚至要能舉一反三，這在有限的課堂教學(xué)靠放一兩遍動(dòng)畫是做不到的。

4重視課程知識(shí)點(diǎn)講解，缺乏基本技能的傳授

作為工科學(xué)生，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和動(dòng)手能力的提高至關(guān)重要，對(duì)于生物工程、制藥工程這兩個(gè)專業(yè)的學(xué)生，化學(xué)知識(shí)是這兩個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，而“藥物合成反應(yīng)”課程就是一門以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)的專業(yè)課，其中涉及了數(shù)百個(gè)化學(xué)方程式，而對(duì)于如今這個(gè)計(jì)算機(jī)已經(jīng)相當(dāng)普及的年代，無(wú)論是學(xué)生要撰寫畢業(yè)論文也好，還是畢業(yè)后從事相關(guān)的專業(yè)崗位，撰寫論文、報(bào)告等等都需要他們能掌握方程式、結(jié)構(gòu)式繪畫的專業(yè)軟件。另外，學(xué)生要更全面地掌握本專業(yè)的知識(shí)，除了學(xué)好課本中的內(nèi)容以外，還應(yīng)多看國(guó)內(nèi)外本專業(yè)的研究論文、參考文獻(xiàn)等，因此如何查閱文獻(xiàn)也是工科學(xué)生必須掌握的一門技術(shù)。

5大學(xué)教學(xué)的特殊模式，缺乏師生交流平臺(tái)

剛進(jìn)大學(xué)校門的一年級(jí)學(xué)生，往往不適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)方式，因?yàn)樵诖髮W(xué)里，教室不固定了，一門課程一星期只上1～2次課，教師或是班主任更是很少有機(jī)會(huì)能見面。許多教師也反映，與學(xué)生接觸的機(jī)會(huì)很少，雖然教師們很希望能有機(jī)會(huì)與學(xué)生交流，也做了很多努力，比如上課早些去教室，留下辦公室地址、電話方便學(xué)生聯(lián)系，組織召開學(xué)生座談會(huì)……但是老師們卻發(fā)現(xiàn)效果不明星，學(xué)生很少來(lái)答疑，座談會(huì)上也不愿說(shuō)心里話。而如今網(wǎng)絡(luò)這個(gè)虛擬的世界卻可以提供一個(gè)可以讓人放下戒備的絕佳場(chǎng)所，比如：QQ群，博客，論壇等等，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況選擇實(shí)名或是匿名，可以敞開心扉大膽地向老師提出自己心里的想法、意見和建議，這對(duì)于提高教師教學(xué)水平，加強(qiáng)師生交流，提升師生之間的感情是十分有利的，甚至可以緩解師生矛盾，增進(jìn)相互理解。

上述情況，導(dǎo)致兩個(gè)專業(yè)的學(xué)生紛紛反映“藥物合成反應(yīng)”課程難學(xué)難掌握，許多學(xué)生知道這門課程的重要性，迫切希望能掌握它，卻苦于沒有好的學(xué)習(xí)方法。因此，授課教師對(duì)“藥物合成反應(yīng)”網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行了設(shè)計(jì)和建設(shè)，搭建了一個(gè)虛擬平臺(tái)，使之作為“藥物合成反應(yīng)”課堂教學(xué)的延伸，在時(shí)間上、空間上拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，達(dá)到“教與學(xué)”雙贏的目的。

二網(wǎng)絡(luò)課程欄目設(shè)計(jì)

根據(jù)“藥物合成反應(yīng)”的教學(xué)要求，同時(shí)考慮到該課程教與學(xué)方面存在的問題，在設(shè)計(jì)其網(wǎng)絡(luò)課程時(shí)包含了以下欄目：歡迎頁(yè)面，通知，課程簡(jiǎn)介，教學(xué)大綱，教師簡(jiǎn)介，授課教案，教學(xué)講義，演示實(shí)驗(yàn)，作業(yè)，參考書目，課程輔助工具，討論版。具體為：

歡迎頁(yè)面：包括課程首頁(yè)、課程導(dǎo)航和課程首語(yǔ)。

課程通知：用于本課程日常運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)事務(wù)性工作的公告和通知，如：上課地點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室地點(diǎn)，預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)范圍，作業(yè)上交時(shí)間，考試時(shí)間地點(diǎn)等。

課程簡(jiǎn)介：總體介紹本課程的教學(xué)目標(biāo)、講授范圍、課程對(duì)象、應(yīng)用范圍、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與方法以及教學(xué)指導(dǎo)。

教學(xué)大綱：分層次介紹本課程中每一章節(jié)要求學(xué)生了解、熟悉、掌握的不同知識(shí)點(diǎn)。

教師隊(duì)伍：主要介紹教學(xué)團(tuán)隊(duì)的整體情況，課程負(fù)責(zé)人、主講教師的基本情況、專業(yè)方向，提供教師的個(gè)人信息、聯(lián)系方式，以便學(xué)生遇到學(xué)習(xí)問題時(shí)能及時(shí)聯(lián)系。

授課教案：電子教案是按照教學(xué)大綱要求編寫的，包括本課程每一節(jié)課時(shí)教師講授的教學(xué)目的、要求、課堂教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)數(shù)分配和教學(xué)方法等，為學(xué)生提供了明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和必要的自學(xué)建議與指導(dǎo)。

授課講義：包括本課程所有教師上課時(shí)采用的多媒體課件，該課件是采用Powerpoint軟件編寫的，內(nèi)容緊扣教學(xué)大綱和教學(xué)教案要求，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生可以在線點(diǎn)擊閱讀，也提供下載復(fù)習(xí)。特別是針對(duì)“藥物合成反應(yīng)”課程特點(diǎn)，將抽象和難以理解的反應(yīng)機(jī)理等采用Flash軟件制作成動(dòng)畫的形式，有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)反應(yīng)過(guò)程的理解和對(duì)立體化學(xué)的空間想象力，非常適合學(xué)生復(fù)習(xí)掌握。

演示實(shí)驗(yàn)：將本課程涉及的但學(xué)生沒有機(jī)會(huì)操作的一些單元操作制作成視頻作為演示實(shí)驗(yàn)，將藥物合成系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)或是工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的情況以虛擬實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行模擬，以便學(xué)生有直觀的印象更容易掌握有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和注意事項(xiàng)。

課程作業(yè)：主要針對(duì)課程教學(xué)過(guò)程中存在的重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)建，布置在網(wǎng)絡(luò)上并支持學(xué)生在線上交和提問，內(nèi)容包括預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)內(nèi)容、練習(xí)題、模擬卷等。以上內(nèi)容學(xué)生均可下載到個(gè)人電腦，隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

參考書目：列出與本課程相關(guān)的書目，促使學(xué)生多多借閱以便更系統(tǒng)地掌握課程內(nèi)容。

課程輔助工具：向?qū)W生提供課程學(xué)習(xí)過(guò)程中需要用到的一些學(xué)習(xí)工具，如：文獻(xiàn)閱讀、播放Flash、播放演示實(shí)驗(yàn)、畫結(jié)構(gòu)圖的軟件等等；

討論版：用于學(xué)生和教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的在線交流、溝通和對(duì)話，是實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)的最重要的欄目。此欄目包括教學(xué)專題論壇、問題在線答疑、學(xué)習(xí)難點(diǎn)分析、學(xué)習(xí)方法交流等。學(xué)生在這里可以匿名或?qū)嵜l(fā)帖，互相之間交流學(xué)習(xí)心得，也可以向任課老師提出問題、進(jìn)行咨詢，更可以提出對(duì)教師在本課程講授方面的意見和建議等，要求任課老師定期上線回復(fù)學(xué)生問題。

除此之外，該平臺(tái)還可實(shí)現(xiàn)和學(xué)院生物與制藥工程實(shí)驗(yàn)示范中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室管理信息平臺(tái)的超鏈接，通過(guò)此平臺(tái)，學(xué)生可申請(qǐng)參與教師科研，也可為自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)尋求指導(dǎo)老師，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和動(dòng)手能力。

總之，網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，彌補(bǔ)了由于課堂教學(xué)學(xué)時(shí)有限等引起的種種問題，打破了時(shí)間和空間的限制，使學(xué)生能在更輕松、更自由的環(huán)境下學(xué)習(xí)，更能吸引他們的視線，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生在主動(dòng)參與網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)、人文熏陶和文化氛圍等方面的培養(yǎng)也得到了更好的提高。

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篇5

[關(guān)鍵詞]游戲性；游戲性元素；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；虛擬實(shí)驗(yàn)

[中圖分類號(hào)]G40-057　[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A　[論文編號(hào)]1009－8097(2012)05－0116-05引言

電腦游戲與網(wǎng)絡(luò)游戲的不斷發(fā)展并被應(yīng)用于企業(yè)、教育、軍事、科學(xué)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。目前的虛擬實(shí)驗(yàn)無(wú)論是設(shè)計(jì)方面還是開發(fā)方面，大多數(shù)都只是將實(shí)驗(yàn)器材遷移至計(jì)算機(jī)中來(lái)實(shí)現(xiàn)，單純地追求實(shí)驗(yàn)的仿真，而不是從學(xué)習(xí)者的角度考慮其學(xué)習(xí)效果。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指出：“清境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素，一個(gè)自由而充滿趣味性的虛擬環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果有著至關(guān)重要的影響，而游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建則是實(shí)現(xiàn)這一效果的一個(gè)有效途徑。游戲性元素的融入對(duì)于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)環(huán)境的改善以及知識(shí)建構(gòu)、深層次理解都起著促進(jìn)的作用，并且吸引著學(xué)習(xí)者愉悅地解決問題。由此可見，游戲性元素的注入需要運(yùn)用游戲策劃、設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)的結(jié)合來(lái)表現(xiàn)一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)環(huán)境的設(shè)計(jì)，這并不是簡(jiǎn)單的添加，構(gòu)建模型可以把復(fù)雜的問題清晰的表達(dá)出來(lái)，使理論的各組成部分可視化并得到檢驗(yàn)。利用模型構(gòu)建的方法不僅幫助學(xué)習(xí)者理解形成問題的影響因素之間復(fù)雜的相互關(guān)系，還給指導(dǎo)者提供了評(píng)估學(xué)生們理解問題的外在表征。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模工具Stella軟件具備強(qiáng)大的建模環(huán)境和簡(jiǎn)便的操作方法，以此技術(shù)建模可以清晰的揭示出游戲性與虛擬實(shí)驗(yàn)二者之間的融合，為虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究提供一種新的方法。一　相關(guān)理論

1　游戲性的內(nèi)涵

“游戲性”來(lái)源于英文“Gameplay”，在中文中，“游戲性”可以被籠統(tǒng)地理解為“游戲的核心性質(zhì)”；但在英文中，“游戲性”(Gameplay)可以指“游戲的具體操作方法”和“游戲的抽象趣味整體”等雙重含義。游戲性并不等同于“游戲的性質(zhì)”，游戲具有極為多樣的屬性，游戲性就是當(dāng)排除畫面、聲音、劇情等因素的刺激所帶給玩家的樂趣。游戲性元素包括沉浸、情節(jié)、扮演、競(jìng)爭(zhēng)、任務(wù)、動(dòng)作、益智、成長(zhǎng)、管理、創(chuàng)造、探索以及群聚元素，然而虛擬實(shí)驗(yàn)的宗旨是教學(xué)，它不同于游戲的宗旨，因此在引入這些游戲性元素時(shí)，必然有所刪減。融入游戲性元素的根本目的在于增強(qiáng)和提高學(xué)習(xí)者操作、探索和挖掘的樂趣以及研究和練習(xí)的樂趣。

在游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)中各游戲性元素的概念內(nèi)涵包括以下八個(gè)方面的內(nèi)容：①沉浸元素，通過(guò)物理方式或者想象進(jìn)入到一個(gè)與通常環(huán)境不同的場(chǎng)景。②情節(jié)元素，按照因果邏輯或意義邏輯組織起來(lái)的一系列事件。③扮演元素，有意識(shí)地假扮某一特定角色，并從該角色的處境和場(chǎng)合出發(fā)，進(jìn)行思考、表達(dá)和活動(dòng)的方式。④任務(wù)元素，某個(gè)需要被完成的既定目標(biāo)。⑤動(dòng)作元素，實(shí)時(shí)付出行動(dòng)的身體運(yùn)動(dòng)。⑥成長(zhǎng)元素，成長(zhǎng)是指由低級(jí)或簡(jiǎn)單形態(tài)向較高級(jí)或復(fù)雜形態(tài)發(fā)展，或者在數(shù)量、價(jià)值或力量上的增長(zhǎng)。在角色扮演游戲中多表現(xiàn)為升級(jí)和裝備提升。⑦管理元素，管理元素包含兩個(gè)層面的意義：第一是促進(jìn)游戲者的管理性思維的發(fā)展，鼓勵(lì)游戲者運(yùn)用策略和部署來(lái)游戲；第二是將游戲者處于一種較高的管理位置，讓游戲者體驗(yàn)擁有權(quán)勢(shì)和掌控大局的樂趣。⑧群聚元素，“把兩個(gè)及其以上的玩家聚集在一起的狀態(tài)就是群聚的形式”。

2　游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

在游戲業(yè)初見端倪的歐美自上世紀(jì)80年代初，最早全面論述游戲動(dòng)機(jī)的學(xué)者是Malone，通過(guò)對(duì)已有游戲的一系列的觀察，對(duì)大量玩家訪談，Malone(1980年)總結(jié)出三個(gè)主要的讓視頻游戲使人更快樂的因素：挑戰(zhàn)、幻想和好奇。在2002年，Garris等人認(rèn)為：幻想、規(guī)則、目的、感官刺激、挑戰(zhàn)、神秘和控制是游戲的六個(gè)動(dòng)機(jī)特征組件。Asgari與Kaufman(2004年)在前人研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為游戲的動(dòng)機(jī)組件是：交互、競(jìng)爭(zhēng)、控制、幻想、好奇、挑戰(zhàn)與反饋。

游戲既有行為層面的游戲，也有心理層面的游戲。將游戲的內(nèi)在品質(zhì)融入虛擬實(shí)驗(yàn)中來(lái)，更能提高和豐富學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，有更廣泛的意義。游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)著重從學(xué)習(xí)者的心理層面和行為層面兩個(gè)方面考慮：

(1)心理層面包括愉悅性和自由性，解決這一層面的問題，可以考慮將游戲中沉浸元素、情節(jié)元素、任務(wù)元素加入到虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中來(lái)，以解決這一層面學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的愉悅性和自由性等問題。

(2)行為層面包括規(guī)則性、表演性、體驗(yàn)性和對(duì)話性。在行為層面中，將管理、扮演、動(dòng)作元素加入游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，解決學(xué)習(xí)者行為層面的需求。游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā)要以學(xué)習(xí)者為主導(dǎo)，其目的是提高和優(yōu)化學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中的理論知識(shí)的深入理解，鍛煉學(xué)生主動(dòng)探索和學(xué)習(xí)的能力。

總之，游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)不是虛擬實(shí)驗(yàn)與游戲的簡(jiǎn)單融合，需要虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)與設(shè)計(jì)人員接納游戲的本質(zhì)理念與相關(guān)元素，掌握虛擬實(shí)驗(yàn)的技術(shù)開發(fā)工具，發(fā)揮自身的實(shí)踐智慧，運(yùn)用游戲策劃和設(shè)計(jì)的方法與技術(shù)表達(dá)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，然后，讓學(xué)習(xí)者主動(dòng)投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，在參與“游戲”的過(guò)程中完成學(xué)習(xí)。二　游戲性虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模型結(jié)構(gòu)

篇6

【關(guān)鍵詞】 高職; 會(huì)計(jì)電算化專業(yè); 人才培養(yǎng)模式

針對(duì)高職會(huì)計(jì)類專業(yè)學(xué)生不同程度地存在著學(xué)歷證書與職業(yè)證書培養(yǎng)“兩張皮”、實(shí)踐能力和綜合素養(yǎng)欠缺的現(xiàn)象,山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2004年開始研究和實(shí)踐“課證深度融合、四環(huán)雙軌遞進(jìn)”工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式,取得了顯著的成效。

一、“課證深度融合、四環(huán)雙軌遞進(jìn)”人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵

“課證深度融合”是指把會(huì)計(jì)人員國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的知識(shí)、技能和素質(zhì)要求貫穿于會(huì)計(jì)電算化專業(yè)核心課程中,系統(tǒng)地形成基于會(huì)計(jì)核算與財(cái)務(wù)管理工作過(guò)程的課證融合課程體系,將職業(yè)證書考試大綱與專業(yè)教學(xué)大綱相銜接,做到課程與工作過(guò)程融合,課程與職業(yè)證書融合,實(shí)現(xiàn)教學(xué)與職業(yè)能力要求“零距離”。

“四環(huán)雙軌遞進(jìn)”是指建立系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)體系,通過(guò)“基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)崗位虛擬實(shí)訓(xùn)會(huì)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)(含畢業(yè)論文)”四個(gè)主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),采取會(huì)計(jì)手工處理能力訓(xùn)練和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息化處理能力訓(xùn)練“雙軌”并行方式,“遞進(jìn)”式全面提高學(xué)生綜合職業(yè)能力。

二、“課證深度融合、四環(huán)雙軌遞進(jìn)”人才培養(yǎng)模式實(shí)施框架

(一)創(chuàng)建工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程體系

通過(guò)多次深入企業(yè)調(diào)研,召開實(shí)踐專家研討會(huì),根據(jù)會(huì)計(jì)核算與財(cái)務(wù)管理崗位群的工作過(guò)程進(jìn)行工作任務(wù)分析,明確了各工作過(guò)程中典型工作任務(wù),并明確了完成這些工作任務(wù)需具備的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力,形成了會(huì)計(jì)職業(yè)崗位群工作任務(wù)分析表。根據(jù)能力復(fù)雜程度整合典型工作任務(wù)形成綜合能力領(lǐng)域(行動(dòng)領(lǐng)域),根據(jù)認(rèn)知及職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律遞進(jìn)重構(gòu)行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程,整個(gè)課程體系由基礎(chǔ)學(xué)習(xí)領(lǐng)域、專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域、拓展學(xué)習(xí)領(lǐng)域和綜合素質(zhì)培養(yǎng)四部分組成。專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式,理論與實(shí)踐教學(xué)一體化,如圖1。

(二)課程教學(xué)內(nèi)容與會(huì)計(jì)職業(yè)證書深度融合,職業(yè)證書計(jì)入學(xué)分

會(huì)計(jì)電算化專業(yè)通過(guò)相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)應(yīng)同時(shí)取得珠算證書、會(huì)計(jì)從業(yè)資格證書、助理會(huì)計(jì)師證書、會(huì)計(jì)電算化證書等職業(yè)資格證書,并通過(guò)校內(nèi)外實(shí)踐取得學(xué)校和企業(yè)共同頒發(fā)的會(huì)計(jì)崗位技能鑒定證書、企業(yè)工作經(jīng)歷證書,學(xué)生通過(guò)努力可拓展取得會(huì)計(jì)師證書、注冊(cè)會(huì)計(jì)師證書、信息化工程師證書。職業(yè)證書計(jì)入學(xué)分,實(shí)現(xiàn)與相關(guān)課程學(xué)分互認(rèn),如圖2。

(三)建立系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),手工與計(jì)算機(jī)模擬雙軌并行,改進(jìn)畢業(yè)論文撰寫方式

構(gòu)建了“基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)崗位虛擬實(shí)訓(xùn)會(huì)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)(含畢業(yè)論文)”系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)體系,搭建了與實(shí)踐教學(xué)方式相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),模擬企業(yè)內(nèi)外部職業(yè)環(huán)境分崗位角色進(jìn)行混崗、輪崗實(shí)訓(xùn)。在實(shí)踐組織方式上采取手工和計(jì)算機(jī)模擬雙軌并行的方式,強(qiáng)化實(shí)踐能力、學(xué)習(xí)能力、溝通協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

改進(jìn)畢業(yè)論文撰寫方式,將畢業(yè)論文融入校外頂崗實(shí)習(xí)過(guò)程中。論文分“企業(yè)簡(jiǎn)介、實(shí)習(xí)崗位流程、存在的問題、改進(jìn)辦法”四部分,有效地改進(jìn)了畢業(yè)論文質(zhì)量不高、抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重的問題。由專業(yè)教師擔(dān)任畢業(yè)班班主任,將企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文、就業(yè)指導(dǎo)和班主任工作完全結(jié)合起來(lái),實(shí)行一條線包干管理,教導(dǎo)合一,責(zé)任明確,便于學(xué)生實(shí)習(xí)就業(yè),如圖3。

(四)將齊魯文化和魯商精神滲透到學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的全過(guò)程

構(gòu)建一個(gè)計(jì)劃,優(yōu)化兩個(gè)環(huán)境,連續(xù)三年不斷線,建設(shè)四個(gè)平臺(tái),形成以齊魯文化為底蘊(yùn)的職業(yè)素質(zhì)教育體系,強(qiáng)化學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),如圖4。

三、實(shí)施效果

“課證深度融合、四環(huán)雙軌遞進(jìn)”人才培養(yǎng)模式已在我校會(huì)計(jì)電算化及相關(guān)專業(yè)4 000多名學(xué)生中實(shí)施,學(xué)生滿意度和就業(yè)能力明顯增強(qiáng),近四年畢業(yè)生雙證書率達(dá)99%,畢業(yè)生初次就業(yè)率高達(dá)99%以上,每屆畢業(yè)生都被山東銀座和建設(shè)銀行等企事業(yè)單位提前一年預(yù)訂300多人,專業(yè)招生報(bào)到率高達(dá)170%以上,錄取最低分?jǐn)?shù)達(dá)濟(jì)南市本科三批線,學(xué)生在全國(guó)大賽中屢獲佳績(jī)。

我校會(huì)計(jì)電算化專業(yè)也取得了系列化成果,先后被確定為山東省教學(xué)改革試點(diǎn)專業(yè)、國(guó)家示范院校中央財(cái)政重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)、山東省品牌專業(yè)。該專業(yè)有2門課程被評(píng)為國(guó)家精品課程,3門課程被評(píng)為山東省精品課程,主編國(guó)家“十一五”規(guī)劃教材3部,主編國(guó)家精品教材1部,獲山東省教學(xué)成果獎(jiǎng)1項(xiàng)。

【參考文獻(xiàn)】

篇7

關(guān)鍵詞:環(huán)境工程;虛擬仿真;平臺(tái)建設(shè)

為加快提高本科教育質(zhì)量，2019年底教育部辦公廳公布了2019年度國(guó)家級(jí)和省級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)名單，認(rèn)定首批4054個(gè)國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)和6210個(gè)省級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)［1］。作為進(jìn)入榜單的省級(jí)一流環(huán)境工程專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)，持續(xù)提升本專業(yè)內(nèi)涵和建設(shè)水平，發(fā)揮一流專業(yè)的示范領(lǐng)跑作用，培養(yǎng)本專業(yè)一流人才，為學(xué)校“雙一流”建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)意義

國(guó)家《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020)年》提出深入推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育實(shí)驗(yàn)的深度融合，將實(shí)驗(yàn)信息化作為高等教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量［2］，以高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)助推高等教育質(zhì)量變軌超車，對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)人才，建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)，具有十分重要的意義［3］。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)依托虛擬現(xiàn)實(shí)和人機(jī)交互等技術(shù)，使學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中開展實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐［4］。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的功能，在涉及高?；驑O端的環(huán)境、不可逆的操作，高消耗、高成本、大型訓(xùn)練等情況時(shí)，提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目［5］。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)應(yīng)充分體現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛的原則［6］。

2建設(shè)思路

以環(huán)境工程省一流專業(yè)建設(shè)為契機(jī)，武漢工商學(xué)院環(huán)境與生物工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心以開源共享、在線學(xué)習(xí)的信息化方式推進(jìn)我?；瘜W(xué)和污水處理類改革，以實(shí)驗(yàn)、開放的思想推動(dòng)化學(xué)和污水處理類教育更新;充分利用新媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，創(chuàng)建開放共享平臺(tái)，回應(yīng)全媒體大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)于“終身學(xué)習(xí)”的需求［8］。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)以學(xué)生為中心，平臺(tái)全天候開放，以線上線下交互學(xué)習(xí)的模式，將化學(xué)和污水處理類相關(guān)理論課、實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)和污水處理廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)，與仿真實(shí)驗(yàn)互通交叉進(jìn)行。在傳統(tǒng)課堂中，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)理論性強(qiáng)，理解扁平化，通過(guò)在直觀、可視的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中實(shí)施設(shè)計(jì)實(shí)踐、構(gòu)思實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行操作、問題解決過(guò)程，增加學(xué)習(xí)的趣味性，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)設(shè)計(jì)理念的掌握運(yùn)用逐步熟練，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立形成持續(xù)完善，實(shí)現(xiàn)對(duì)專業(yè)知識(shí)體系理解的“理性—感性—理性”螺旋提升，強(qiáng)化學(xué)生的問題分析解決能力、綜合設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力。

3建設(shè)措施

3．1開發(fā)與利用實(shí)驗(yàn)資源

依托虛擬仿真技術(shù)研發(fā)公司提供的虛擬仿真產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)支持，項(xiàng)目用于學(xué)校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，并持續(xù)開發(fā)拓展項(xiàng)目?jī)?nèi)容及功能;充分發(fā)揮工程技術(shù)企業(yè)和信息技術(shù)企業(yè)在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的積極作用，創(chuàng)新才人培養(yǎng)模式，強(qiáng)化大學(xué)生綜合能力訓(xùn)練，培養(yǎng)適合創(chuàng)新性國(guó)家建設(shè)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。湖北君集水處理公司是學(xué)校合作企業(yè)，為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供了大量的專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、技術(shù)支持和經(jīng)費(fèi)支持。持續(xù)開發(fā)獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)《污水處理工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》軟件作為課程推進(jìn)的新動(dòng)力。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)涵蓋四個(gè)模塊:化學(xué)水質(zhì)檢測(cè)仿真實(shí)驗(yàn)室(含COD、BOD、總磷、總氮和污泥的仿真實(shí)驗(yàn)，包含演示，可用于預(yù)習(xí)，見圖1)，污水處理廠3D仿真培訓(xùn)(可用于學(xué)生認(rèn)知仿真實(shí)習(xí)或企業(yè)入職培訓(xùn)，見圖2)，污水處理工藝設(shè)計(jì)(見圖3)和仿真污水處理廠運(yùn)行(見圖4)。每個(gè)模塊化單元有其參數(shù)設(shè)置和設(shè)計(jì)計(jì)算等。

3．2建設(shè)化學(xué)和污水處理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)

3．2．1建設(shè)門戶網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享門戶網(wǎng)站作為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)入口，各模塊包括首頁(yè)，項(xiàng)目描述，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，網(wǎng)絡(luò)相關(guān)要求等，首頁(yè)涵蓋通知公告、相關(guān)視頻、虛擬仿真平臺(tái)和仿真軟件展示等。通知公告便于師生及時(shí)掌握本行業(yè)相關(guān)賽事和講座信息;相關(guān)視頻有實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)講座、科技治污、各種宣傳片等;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)支持學(xué)生開展專業(yè)討論、在線共享學(xué)習(xí)資料等，承擔(dān)隨時(shí)學(xué)習(xí)等功能［7］。污水處理仿真實(shí)驗(yàn)是在線開放共享的，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)時(shí)可以選擇不同的角色，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的分級(jí)管理，主要包括專家、教師和學(xué)生，不同級(jí)別用戶享有不同的使用權(quán)限，用以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性［8］。3．2．2實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)功能虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)架及研發(fā)技術(shù):通過(guò)3D仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬仿真。3D引擎在Windows平臺(tái)下通過(guò)DirectX技術(shù)實(shí)現(xiàn)3D渲染。通過(guò)骨骼動(dòng)畫、關(guān)鍵幀和序列幀動(dòng)畫制作3D動(dòng)畫。通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(實(shí)時(shí)陰影，光照貼圖，凹凸貼圖等)和計(jì)算幾何學(xué)(碰撞檢測(cè)、射線檢測(cè)、剛體、流體模擬等)等實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象仿真。通過(guò)后臺(tái)模塊化模型的搭建和鏈接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)仿真。開發(fā)工具采用Unity3d作為3D引擎，采用C#語(yǔ)言并通過(guò)VisualStudio工具進(jìn)行程序開發(fā)。通過(guò)SVN，MicrosoftProject等工具進(jìn)行程序版本控制和項(xiàng)目管理。虛擬仿真管理平臺(tái)的開發(fā)語(yǔ)言是JAVA，開發(fā)工具是Eclipse跨平臺(tái)的自由集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。服務(wù)器硬件設(shè)有專人專管，部署在實(shí)驗(yàn)室核心機(jī)房;制定了虛擬仿真平臺(tái)維護(hù)流程要求及維護(hù)記錄，安排專人與歐倍爾公司對(duì)接并將軟件持續(xù)改進(jìn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)涵蓋對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的后臺(tái)維護(hù)人員和各類基礎(chǔ)信息進(jìn)行初始化、數(shù)據(jù)維護(hù)和功能設(shè)置，具體包括仿真程序教師端和仿真程序管理平臺(tái)，仿真程序教師端包括學(xué)員管理和考試管理，仿真程序管理平臺(tái)包括運(yùn)維管理和部署管理。學(xué)員管理包括設(shè)置教師和學(xué)生的基本信息，包括實(shí)驗(yàn)安排、實(shí)驗(yàn)結(jié)果存儲(chǔ)上傳與數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)管理等功能;部署管理包括資料庫(kù)、實(shí)驗(yàn)交流、實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理、和在線答疑等部分［7］。

3．3建立和完善實(shí)驗(yàn)與科研隊(duì)伍的培養(yǎng)制度

著力規(guī)范和加強(qiáng)教職工培訓(xùn)管理工作，明確按照學(xué)校建設(shè)發(fā)展的需要，“統(tǒng)籌規(guī)劃、合理安排”的基本原則，采用校內(nèi)與校外、國(guó)內(nèi)與國(guó)外培訓(xùn)相結(jié)合，形式多樣、有針對(duì)性、注重實(shí)效的方式來(lái)加強(qiáng)培訓(xùn)工作，確保建立起一支高水平的實(shí)驗(yàn)與科研隊(duì)伍。大力支持從事實(shí)驗(yàn)與科研隊(duì)伍人員相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)、共同提高，研究成果和發(fā)表的相關(guān)論文及編寫的實(shí)驗(yàn)教材與同類科研成果一樣享受各種獎(jiǎng)勵(lì)。擔(dān)任有實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的新教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員上崗前必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，過(guò)好實(shí)踐教學(xué)關(guān)，熟悉實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，了解掌握儀器設(shè)備性能和操作使用方法，掌握實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件的運(yùn)用，認(rèn)真?zhèn)湔n，撰寫指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的教案。同時(shí)，在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)前必須完成預(yù)備實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行試講、試做，提供講稿、試做記錄，經(jīng)系、實(shí)驗(yàn)中心負(fù)責(zé)人組織審查確認(rèn)后可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。

4應(yīng)用情況

4．1學(xué)科競(jìng)賽

2020年第46屆世界技能大賽水處理技術(shù)項(xiàng)目交流賽(武漢)由武漢工商學(xué)院承辦［9］，結(jié)合疫情防控相關(guān)要求，虛擬仿真平臺(tái)模塊是其中5個(gè)考試模塊之一，占總成績(jī)的10%，每個(gè)模塊的設(shè)置充分考驗(yàn)選手設(shè)備安裝能力、操作熟練程度、實(shí)驗(yàn)進(jìn)程把握能力，以及界定、探索、解決不確定性問題的能力;2020年第46屆世界技能大賽水處理技術(shù)項(xiàng)目湖北省線上集訓(xùn)也采用了虛擬仿真平臺(tái)，并且向參加的14所院校52名學(xué)生和10余名教練介紹和推薦了本校自主開發(fā)的虛擬仿真軟件;2020年第46屆世界技能大賽湖北省選拔賽水處理技術(shù)項(xiàng)目正式比賽中［10］，武漢工商學(xué)院學(xué)子分別取得了第一名和第二名的好成績(jī)。

4．2實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)

篇8

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)證明科學(xué)事實(shí)、概念、理論的活動(dòng)，通過(guò)完整的實(shí)驗(yàn)框架和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的完成，重新驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到原理所描述，目的重在使學(xué)生理解和掌握這個(gè)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到熟悉生物相關(guān)原理的目的。一般常規(guī)是通過(guò)介紹相關(guān)原理，回顧重要的概念，再介紹實(shí)驗(yàn)步驟分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出注意事項(xiàng)，或針對(duì)學(xué)生普遍容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行示范，最后引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)結(jié)論驗(yàn)證。

驗(yàn)證性虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程

(1)驗(yàn)證性虛擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)頁(yè)組成驗(yàn)證性虛擬生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面由圖1所示。(2)實(shí)驗(yàn)例證基因體外擴(kuò)增技術(shù)(PCR實(shí)驗(yàn))①原理:先圖示或動(dòng)畫PCR原理、過(guò)程和應(yīng)用，并解釋相關(guān)概念，包括引物、DNA聚合酶、核苷酸、模板等基本概念。②樣品、材料準(zhǔn)備:包括相關(guān)試劑、PCR儀、手套、無(wú)菌操作臺(tái)、槍、槍頭等，并配上相關(guān)圖片。③PCR擴(kuò)增:包含PCR過(guò)程、結(jié)果，用動(dòng)畫和圖片，充分讓學(xué)生了解其原理和過(guò)程。④PCR結(jié)果檢測(cè):對(duì)出現(xiàn)的結(jié)果分別進(jìn)行分析。有單一條帶是表明PCR是特異性擴(kuò)增，無(wú)條帶可能是什么原因，條帶不單一可能是什么原因，每一結(jié)果都用不同的圖片來(lái)顯示給實(shí)驗(yàn)者，讓學(xué)生在虛擬情況下就能分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。用虛擬PCR儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合實(shí)驗(yàn)圖片或動(dòng)畫將每個(gè)步驟的過(guò)程展現(xiàn)給實(shí)驗(yàn)者，把每個(gè)步驟中容易出錯(cuò)的部分給標(biāo)記出來(lái)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的不同結(jié)果進(jìn)行分析，這樣能有效地幫助學(xué)生理解問題并對(duì)錯(cuò)誤操作有感性認(rèn)識(shí)。

綜合性虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)組成

虛擬實(shí)驗(yàn)室也可增加綜合性實(shí)驗(yàn)。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，嘗試用已有的報(bào)道的研究資料作為綜合實(shí)驗(yàn)的來(lái)源。將生物實(shí)驗(yàn)研究的學(xué)習(xí)置于探究的背景下，將綜合性實(shí)驗(yàn)已有報(bào)道看成“問題是什么”，“用何種實(shí)驗(yàn)?zāi)芑卮疬@個(gè)問題”，“如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證”，也就是“What?How?Why?”從而重視在探究過(guò)程中獲得綜合素質(zhì)的提高，使科學(xué)知識(shí)能在不斷的設(shè)問中得到升華。(1)綜合性虛擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)頁(yè)組成本實(shí)驗(yàn)室所作的綜合性實(shí)驗(yàn)網(wǎng)頁(yè)如圖2所示。其中研究文獻(xiàn)包括本實(shí)驗(yàn)的研究報(bào)告及相關(guān)文獻(xiàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)讓學(xué)生自由選題，設(shè)定實(shí)驗(yàn)方案后，利用虛擬儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并作出結(jié)果預(yù)測(cè)，從而來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)新和科研能力。(2)實(shí)驗(yàn)例證研究干旱對(duì)植物抗氧化酶的影響［6］。①寫出本實(shí)驗(yàn)的研究背景，研究目的。首先闡明植物受不良外因影響后，會(huì)出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。研究干旱地方植物抗旱生理生化狀況，對(duì)干旱地方植被恢復(fù)奠定良好的理論基礎(chǔ)。開展植物抗旱的生理抗(耐)性機(jī)理能為植物物種栽培提供依據(jù)。②列出實(shí)驗(yàn)的假設(shè)，并據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。植物在不良環(huán)境，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)生理生化變化，測(cè)定相應(yīng)氣體交換參數(shù)，測(cè)定相關(guān)的抗氧化酶的活性變化。各種抗氧化酶在生物體中的作用，并分別寫出相關(guān)酶的測(cè)定方法。③結(jié)果分析。對(duì)不同狀態(tài)下的結(jié)果進(jìn)行分析。④后續(xù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步完善。對(duì)實(shí)驗(yàn)證明不完善的地方加以分析，并提出完善的方法，運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)方法加以改進(jìn)研究。本實(shí)驗(yàn)則可以在測(cè)定生理生化變化后，進(jìn)一步進(jìn)行基因表達(dá)的研究，檢測(cè)不同條件下基因表達(dá)的變化。再將相關(guān)的文獻(xiàn)附上［7－9］，即可讓學(xué)生明白研究具體課題的一個(gè)基本步驟，為其今后的科研打下良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)室的綜合性實(shí)驗(yàn)包括植物的抗氧化酶研究、內(nèi)生菌的抗菌物質(zhì)提取、多糖的抗腫瘤研究等8個(gè)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)，通過(guò)選取不同的實(shí)驗(yàn)材料，采用不同的實(shí)驗(yàn)方法，讓學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的過(guò)程有一個(gè)深入的了解，能彌補(bǔ)簡(jiǎn)單的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)不足，對(duì)學(xué)生今后的更進(jìn)一步的深造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，效果顯著。學(xué)生普遍反映對(duì)其生物化學(xué)知識(shí)有了深入的了解，并對(duì)科研論文有了基本認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與實(shí)際動(dòng)手能力。

虛擬實(shí)驗(yàn)視頻

實(shí)驗(yàn)視頻是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄制，展示實(shí)驗(yàn)所需儀器、操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)。通過(guò)視頻，教師進(jìn)行詳細(xì)講解并作出示范，可給學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)，并在視頻中詳細(xì)指出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中易錯(cuò)之處，對(duì)出現(xiàn)的不同結(jié)果進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)。大型精密儀器也可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中全面展現(xiàn)，諸如基因測(cè)序儀、細(xì)胞流式儀、核磁共振等。學(xué)生還可掌握生物醫(yī)學(xué)中前沿實(shí)驗(yàn)技術(shù)如酵母雙雜交技術(shù)和蛋白質(zhì)雙向電泳。通過(guò)虛擬的過(guò)程了解其原理、操作條件、操作過(guò)程，在無(wú)消耗的情況下可節(jié)省資源、節(jié)約時(shí)間、節(jié)省場(chǎng)地，并可加深實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)，開拓視野，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

篇9

教師終身學(xué)習(xí)能力是指各級(jí)教師能夠有意識(shí)地、不斷地更新自己的知識(shí)體系和能力結(jié)構(gòu)，不斷地學(xué)習(xí)各種最新的教育理論和技能，并能完成知識(shí)重新建構(gòu)的過(guò)程，從而保證自己在飛速發(fā)展的社會(huì)環(huán)境中具有較強(qiáng)的職業(yè)能力的適應(yīng)性。終身學(xué)習(xí)的能力既是社會(huì)發(fā)展對(duì)教師個(gè)人的要求，也是教育變革對(duì)教師職業(yè)角色提出的要求。終生學(xué)習(xí)的能力通常應(yīng)包括: 終身學(xué)習(xí)的觀念、在職學(xué)習(xí)的能力、職業(yè)發(fā)展的設(shè)計(jì)與規(guī)劃的能力、自我評(píng)估能力等。終身學(xué)習(xí)的過(guò)程中有很多途徑和方法，既可以間斷地回到學(xué)校繼續(xù)學(xué)習(xí)，也可以求師訪友，還可以利用數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，但由于現(xiàn)在生活工作節(jié)奏的加快，使得有些學(xué)習(xí)方式在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)，數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境為終身學(xué)習(xí)提供了可能，如何順利地利用數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境開展數(shù)字化終身學(xué)習(xí)，也不是一件容易的事，學(xué)習(xí)者首先得具有在這種環(huán)境中進(jìn)行終身學(xué)習(xí)的能力。本文主要探討在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境下終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)問題。

1 數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境

1.1 什么是數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境通常來(lái)講，數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境就是包括數(shù)字化圖書館、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)、各種數(shù)字化光盤和多媒體資料、網(wǎng)絡(luò)討論區(qū) BBS 等在內(nèi)的一種教育資源信息化的學(xué)習(xí)環(huán)境。信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)用環(huán)境的基礎(chǔ)是多媒體計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境，其最基礎(chǔ)的是數(shù)字化的信息處理。因此，所謂信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，也就是數(shù)字化的學(xué)習(xí)環(huán)境。這種學(xué)習(xí)環(huán)境，經(jīng)過(guò)數(shù)字化信息處理具有信息顯示多媒體化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、信息處理智能化和教學(xué)環(huán)境虛擬化的特征。而信息技術(shù)的核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以整個(gè)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境一般由設(shè)施、資源、平臺(tái)、通訊和工具等信息處理智能化，管理人性化，現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景虛擬化組成。在這個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境中，知識(shí)的表征借助于計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)傾向于多媒體化。

1. 2 數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的特點(diǎn)與相對(duì)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)活動(dòng)相比較，數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境有三個(gè)特點(diǎn): 一是以協(xié)作學(xué)習(xí)和個(gè)體的自主學(xué)習(xí)為主要的學(xué)習(xí)形式; 二是共享的且豐富的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)資源，如電子百科、網(wǎng)上出版物、虛擬圖書館、網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)、教育網(wǎng)站和電子論壇等; 三是在時(shí)間和空間上學(xué)習(xí)具有較大的自由性，突破了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的時(shí)空限制。

1. 2. 1 有豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源 數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中信息量巨大，既有學(xué)習(xí)資源方面的，也有財(cái)經(jīng)、新聞、軍事等，還有娛樂消遣方面的。在學(xué)習(xí)資源方面，各種專業(yè)、學(xué)科的各種課程學(xué)習(xí)資源也相當(dāng)豐富。數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境是開放的，自由的。盡管在互聯(lián)網(wǎng)上信息繁雜，但都是分類設(shè)計(jì)存放的，并且各自有各自的數(shù)據(jù)庫(kù)，在網(wǎng)絡(luò)中搜索資料時(shí)，還會(huì)有多種功能強(qiáng)大的搜索引擎能幫助我們很快找到自己所需要的信息，不同的搜索引擎具有不同的特點(diǎn)，比如: 檢索學(xué)術(shù)論文，有中國(guó)期刊網(wǎng)、中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)等具有權(quán)威性的數(shù)據(jù)庫(kù); 檢索某個(gè)問題的答案，可用百度、soso 等等。

1. 2. 2 以自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)為主 在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式很大程度上是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自主學(xué)習(xí)，面對(duì)海量的學(xué)習(xí)資源，獲得知識(shí)方便快捷，根據(jù)自身學(xué)習(xí)的需要，選擇合適的內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。幾乎各個(gè)高校的教學(xué)質(zhì)量工程中都了各種各樣的精品課程和教學(xué)資源，尤其是微課的出現(xiàn)與應(yīng)用，為自主學(xué)習(xí)提供了更便利的條件。同時(shí)，還有很多大學(xué)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上建立了教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)，把現(xiàn)代數(shù)字化學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)以新的方式整合，為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)交流的空間，以利于學(xué)習(xí)者開展協(xié)作學(xué)習(xí)。

1. 2. 3 學(xué)習(xí)不受時(shí)空限制 因在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)是開放的，資源是共享的，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)不像傳統(tǒng)學(xué)習(xí)那樣受這樣那樣的時(shí)空限制，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的時(shí)間和學(xué)習(xí)需求，自己安排學(xué)習(xí)規(guī)劃、學(xué)習(xí)地點(diǎn)和作息時(shí)間。他們可以利用博客、QQ、論壇、移動(dòng)學(xué)習(xí)工具等介紹進(jìn)度、交流心得、討論問題。盡管山川阻隔，時(shí)光飛逝，但在網(wǎng)絡(luò)上能搜索到不同地區(qū)、不同國(guó)家的不同時(shí)期的文化知識(shí)，真正的突破了時(shí)空限制。

2 終身學(xué)習(xí)能力終身學(xué)習(xí)是通過(guò)一個(gè)不斷的支持過(guò)程來(lái)發(fā)揮人類的潛能，它激勵(lì)并使人們有權(quán)利去獲得他們終身所需要的全部知識(shí)、價(jià)值、技能與理念。并在任何任務(wù)、情況和環(huán)境中有信心、有創(chuàng)造性和愉快地應(yīng)用它們。終身學(xué)習(xí)能力的構(gòu)成要素包括:

3 數(shù)字化環(huán)境中教師終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)策略通過(guò)以上分析數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的特點(diǎn)及終身學(xué)習(xí)能力的構(gòu)成要素可知，在開放的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)是自由的、開放的，數(shù)字化學(xué)習(xí)的媒體具有網(wǎng)絡(luò)化的分布特性、形式的多樣性、獲取的便捷性、時(shí)效性等特點(diǎn)，數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境非常有利于終身學(xué)習(xí)的進(jìn)行，同時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)者也提出了更高要求。在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行終身學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者的終身學(xué)習(xí)能力尤其重要。

3. 1 樹立終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)理念，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的能力終身學(xué)習(xí)已經(jīng)改變了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中某個(gè)時(shí)期學(xué)習(xí)而終生受益的觀念，它強(qiáng)調(diào)人在一生中要不斷地學(xué)習(xí)，一直到老。需要每個(gè)人在知識(shí)、能力、思維、情感、價(jià)值、身體等各方面的協(xié)調(diào)一致，統(tǒng)一發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展的教育理念。自主學(xué)習(xí)能力要求學(xué)習(xí)者有主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，把學(xué)習(xí)看作是自己的一種需要和愿望，持之以恒地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并能夠進(jìn)行自我監(jiān)督、自我調(diào)節(jié)以使學(xué)習(xí)的效率更高、效果更好。相應(yīng)的培養(yǎng)策略:1) 終身學(xué)習(xí)理念策略。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等媒體途徑，讓學(xué)習(xí)者感覺到面對(duì)各種競(jìng)爭(zhēng)終身學(xué)習(xí)的重要性和迫切性，同時(shí)讓學(xué)習(xí)者知道學(xué)習(xí)是自己的事情，要把學(xué)習(xí)當(dāng)作一種發(fā)自內(nèi)心的、反映個(gè)體需要的活動(dòng)，自覺地通過(guò)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境等多種途徑培養(yǎng)鍛煉自己。2) 超越性策略。一個(gè)人只有意識(shí)到自己的不足，并且決心克服這些缺點(diǎn)，才可能產(chǎn)生學(xué)習(xí)的欲望和動(dòng)力。而在科技、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和人類都處于高速發(fā)展的今天任何人都不可能是完美無(wú)缺的。3) 主動(dòng)性策略。培養(yǎng)學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，并能主動(dòng)調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)行為，以適應(yīng)不同的學(xué)習(xí)需要。4) 毅力策略。學(xué)習(xí)是持之以恒的事情，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者在遇到困難時(shí)不能放棄，多數(shù)人在自主終身學(xué)習(xí)時(shí)，不會(huì)很順利，會(huì)遇到各種各樣的困難和疑惑，遇到困難時(shí)能堅(jiān)持不懈達(dá)到目的，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

3. 2 改變學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的能力隨著信息技術(shù)在生活、工作、教育教學(xué)各方面都得到了廣泛的應(yīng)用，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)環(huán)境也在發(fā)生著巨大變化，各級(jí)各類教師們要想在實(shí)際工作中不斷地更新知識(shí)，就需要改變過(guò)去的學(xué)習(xí)方式，適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。相應(yīng)的培養(yǎng)策略:1) 全面發(fā)展策略。在學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)過(guò)程中，要遵循全面發(fā)展的策略，知識(shí)的掌握不是教學(xué)的最終目的，要根據(jù)社會(huì)需要，以塑造學(xué)習(xí)者完美的人格為出發(fā)點(diǎn)，做到獲取能力與人格塑造同軌。2) 適應(yīng)性策略。學(xué)習(xí)適應(yīng)性策略是學(xué)習(xí)者改變學(xué)習(xí)方式，超越學(xué)習(xí)情境中的一些障礙或者克服困難與學(xué)習(xí)環(huán)境相吻合( 適應(yīng)) 從而提高學(xué)習(xí)效果的能力，即學(xué)習(xí)的適應(yīng)能力。數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境給學(xué)習(xí)者提供了大量的學(xué)習(xí)方式和方法，學(xué)習(xí)者可以結(jié)合自身的特點(diǎn)，選擇適合自己的方式方法。

3. 3 探求協(xié)作創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者分析和解決問題的能力分析和解決問題的能力是指學(xué)習(xí)者對(duì)問題的想象、思維、判斷和解決等能力的綜合體現(xiàn)。相應(yīng)的培養(yǎng)策略:1) 篩選策略。數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境中各種信息量較大，既有正面的也有負(fù)面的，既有精辟的也有粗略的，這就要求學(xué)習(xí)者有辨別能力和篩選能力，做到去粗取精，去偽存真。2) 方法性策略。在終身學(xué)習(xí)中，知識(shí)的獲取和積累要求學(xué)習(xí)者不僅要學(xué)會(huì)，更重要的是要會(huì)學(xué)。在自主學(xué)習(xí)中尋求適合自己的學(xué)習(xí)方法，做到學(xué)前制定學(xué)習(xí)計(jì)劃、學(xué)中做好學(xué)習(xí)筆記、學(xué)后搞好復(fù)習(xí)小結(jié)并要反復(fù)練習(xí)鞏固等，并要有意識(shí)地把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作和生活中。3) 探究性學(xué)習(xí)策略。在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)習(xí)者改變以往的學(xué)習(xí)方式，以解決問題為學(xué)習(xí)中心，通過(guò)多種途徑激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)習(xí)者體驗(yàn)參與探索研究，在體驗(yàn)樂趣中學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力，了解學(xué)習(xí)與科研的相似過(guò)程，掌握科研的方法，領(lǐng)悟科研的精神。使學(xué)習(xí)活動(dòng)成為一種自主的、愉快的、探索的創(chuàng)造過(guò)程。

3. 4 提高學(xué)習(xí)者的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者利用現(xiàn)代化學(xué)習(xí)工具的能力利用現(xiàn)代化學(xué)習(xí)工具進(jìn)行學(xué)習(xí)是現(xiàn)代人學(xué)習(xí)時(shí)的必備能力。學(xué)習(xí)善于使用數(shù)字化環(huán)境學(xué)習(xí)。數(shù)字化環(huán)境中信息量大，選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式，以及使用媒體進(jìn)行學(xué)習(xí)都需要一定的信息技術(shù)技能。相應(yīng)的培養(yǎng)措施:1) 技術(shù)策略。學(xué)習(xí)技術(shù)能力培養(yǎng)，包括應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的能力和學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的能力，網(wǎng)上的知識(shí)既有理論知識(shí)，也有操作方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候還要結(jié)合實(shí)踐，在實(shí)踐中去檢驗(yàn)，然后消化變成自己的知識(shí);2) 選擇策略。學(xué)習(xí)選擇能力培養(yǎng)，由于網(wǎng)絡(luò)資源非常豐富，但也有魚龍混雜、良莠不齊的現(xiàn)象，這就要求學(xué)生具有對(duì)信息判斷的能力，熟練運(yùn)用學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)資源庫(kù)和公共信息庫(kù)，并在網(wǎng)絡(luò)中尋找關(guān)鍵他人和關(guān)鍵群體，了解他們的知識(shí)動(dòng)態(tài)，解決問題的思路，并適時(shí)同他們溝通。

3. 5 培養(yǎng)學(xué)習(xí)者組織管理能力在數(shù)字化環(huán)境下自主學(xué)習(xí)，人與人之間沒有直接的面對(duì)面的交流，要想讓學(xué)習(xí)更有趣味，還可以采用協(xié)作學(xué)習(xí)，在網(wǎng)絡(luò)中尋找同類學(xué)習(xí)者，或在虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)、網(wǎng)絡(luò)研修平臺(tái)等與其他人一起開展一系列的學(xué)習(xí)活動(dòng)。這就需要學(xué)習(xí)者要有較強(qiáng)的團(tuán)體意識(shí)和人格魅力，能夠維持良好的人際關(guān)系，一定要重視培養(yǎng)自己的組織管理能力。相應(yīng)的培養(yǎng)措施:1) 自我管理策略。管理別人，先要管好自己，提高自我管理能力，在學(xué)習(xí)中能抵制各種垃圾網(wǎng)絡(luò)信息，尋找優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)教育資源。學(xué)會(huì)處理好學(xué)習(xí)的細(xì)節(jié)問題，做好自我管理。2)分享策略。在學(xué)習(xí)中及時(shí)與其他學(xué)習(xí)者共享優(yōu)秀教育資源，分享學(xué)習(xí)心得，交流學(xué)習(xí)體會(huì)，在時(shí)間上要合理調(diào)配，及時(shí)處理學(xué)習(xí)者之間的同步與異步信息。

3. 6 加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的實(shí)際操作能力在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中要善于利用各種虛擬實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者實(shí)踐操作能力。在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣借助于虛擬現(xiàn)實(shí)、仿真和多媒體等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，所獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及效果與在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作中一致，甚至更好。

3. 7 培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的表達(dá)能力在數(shù)字化環(huán)境下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)或協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者需借助各種平臺(tái) QQ、BBS 等聊天工具或可張貼工具，采用文本、圖形、圖像、圖表、甚至是視音頻等媒體形式自己的學(xué)習(xí)結(jié)果、心得體會(huì)和實(shí)踐報(bào)告等，與其他學(xué)習(xí)者交流信息、表達(dá)思想感情，學(xué)習(xí)中的這些活動(dòng)既是學(xué)習(xí)活動(dòng)一個(gè)重要部分，同時(shí)它也提高了學(xué)習(xí)者的寫作能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、圖形圖像處理能力、圖表數(shù)據(jù)表達(dá)能力等。

3. 8 培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造能力創(chuàng)造和研究能力的培養(yǎng)需要學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的實(shí)際情況及對(duì)知識(shí)的探究，自主地利用數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境尋找相應(yīng)的知識(shí)，學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)，進(jìn)行更深層次的研究，利用數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中豐富的教學(xué)資源，進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐?？傊谂囵B(yǎng)學(xué)習(xí)者的終身學(xué)習(xí)能力時(shí)，要著眼于學(xué)生的未來(lái)，將學(xué)習(xí)放置在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中，因人而異，培養(yǎng)以適應(yīng)每個(gè)人的暫時(shí)的和永久的學(xué)習(xí)需要。

篇10

關(guān)鍵詞：傳感器，發(fā)展，新趨勢(shì)

 

作為模擬人體感官的“電五官”（傳感器）是獵取所研究對(duì)象信息的“窗口”，它為系統(tǒng)提供賴以進(jìn)行處理和決策所必須的對(duì)象信息，它是高度自動(dòng)化系統(tǒng)乃至現(xiàn)代尖端技術(shù)必不可少的關(guān)鍵組成部分。未來(lái)的社會(huì)，將是充滿傳感器的世界。有人認(rèn)為支配了傳感器技術(shù)，就能把握住新時(shí)代。因此，傳感器技術(shù)是21世紀(jì)人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)，各發(fā)達(dá)國(guó)家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。從20世紀(jì)80年代起，日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)之首，美國(guó)等西方國(guó)家也將此技術(shù)列為國(guó)家科技和國(guó)防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，我國(guó)從20世紀(jì)80年代以來(lái)也已將傳感器技術(shù)列入國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。21世紀(jì)是人類全面進(jìn)入信息化的時(shí)代，作為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一的傳感器技術(shù)必將有長(zhǎng)足的發(fā)展。

“電五官”落后于“電腦”的現(xiàn)狀，已成為新型計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用的一大障礙，傳感器的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足計(jì)算機(jī)應(yīng)用和開發(fā)的需要；許多有競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品開發(fā)和卓有成效的技術(shù)改造，都離不開傳感器。如：工廠自動(dòng)化中的柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、幾十萬(wàn)千瓦的大型發(fā)電機(jī)組、連續(xù)生產(chǎn)的軋鋼生產(chǎn)線、無(wú)人駕駛的自動(dòng)化汽車、多功能裝備指揮系統(tǒng)、直至宇宙飛船或各種探測(cè)器等等，其開發(fā)與傳感器密不可分；傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)器設(shè)備的自動(dòng)化程度，提高了產(chǎn)量和質(zhì)量，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。同時(shí)，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效應(yīng)；傳感器普及于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，從茫茫太空到浩瀚海洋、從各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)到日常生活的衣食住行，將造成良好的銷售前景。這些都是傳感器技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展和電腦的普及，傳感器在新的技術(shù)革命中的地位和作用將更為突出，一股競(jìng)相開發(fā)和應(yīng)用傳感器的熱潮已在世界范圍內(nèi)掀起。

目前的傳感器，無(wú)論在數(shù)量上、質(zhì)量上和功能上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)社會(huì)多方面發(fā)展的需要。當(dāng)前，人們?cè)诔浞掷孟冗M(jìn)的電子技術(shù)條件，研究和采用合適的外部電路以及最大限度地提高現(xiàn)有傳感器的性能價(jià)格比的同時(shí)，正在尋求傳感器技術(shù)發(fā)展的新途徑。特別是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）、數(shù)字信號(hào)處理（DSP）、專用集成電路（ASIC）及表面貼裝技術(shù)（SMT）等技術(shù)的發(fā)展，極大地加速了傳感器技術(shù)的發(fā)展。下面探討傳感器發(fā)展的新趨勢(shì)：

1．開發(fā)新型傳感器

鑒于傳感器的工作機(jī)理是基于物理學(xué)、化學(xué)等各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。目前發(fā)展最迅速的新材料是半導(dǎo)體、陶瓷、光導(dǎo)纖維、磁性材料以及所謂的“智能材料”（如形狀記憶合金，具有自增殖功能的生物體材料等）。如日本夏普公司利用超導(dǎo)技術(shù)研制成功高溫超導(dǎo)磁傳感器，是傳感器技術(shù)的重大突破。其靈敏度比霍爾器件高，僅次于超導(dǎo)量子干涉器件，而其制造工藝遠(yuǎn)比超導(dǎo)量子干涉器件簡(jiǎn)單。它可用于磁成像技術(shù)，具有廣泛推廣價(jià)值。此外，當(dāng)前控制材料性能的技術(shù)已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，不久的將來(lái)人們將可按照傳感要求來(lái)合成所需的材料。其中，利用量子力學(xué)諸效應(yīng)研制的高靈敏閾傳感器，用來(lái)檢測(cè)極微信號(hào)，是傳感器發(fā)展的新方向之一。

2．結(jié)構(gòu)型傳感器的發(fā)展

結(jié)構(gòu)型傳感器主要向高穩(wěn)定性、高可靠性和高精度方向發(fā)展。論文參考。目前，結(jié)構(gòu)型傳感器在國(guó)防和工業(yè)控制等領(lǐng)域還大量使用，但其在原理、材料和結(jié)構(gòu)形式等方面都不斷發(fā)生變化，并且向有源化方向發(fā)展，即將敏感元件和電路組裝在一起,減小裝置體積,提高信噪比和精度。結(jié)構(gòu)型傳感器由于采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，可大幅提高傳感器的性能。如采用微細(xì)加工技術(shù)（半導(dǎo)體技術(shù)中氧化、光刻、擴(kuò)散、沉積、平面電子工藝、各向異性腐蝕以及蒸鍍、濺射薄膜等加工工藝），可制造出各式各樣的新型傳感器。

3．傳感器的集成化和多功能化

傳感器的集成化分為傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。前者是在同一芯片上，或?qū)⒈姸嗤活愋偷膯蝹€(gè)傳感器件集成為一維線型、二維陣列（面）型傳感器，使傳感器的檢測(cè)參數(shù)由點(diǎn)到面到體多維圖像化，甚至能加上時(shí)序，變單參數(shù)檢測(cè)為多參數(shù)檢測(cè)；后者是將傳感器與調(diào)理、補(bǔ)償?shù)入娐芳梢惑w化，使傳感器由單一的信號(hào)變換功能，擴(kuò)展為兼有放大、運(yùn)算、干擾補(bǔ)償?shù)榷喙δ?mdash;—實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向的多功能。如日本豐田研究所開發(fā)出同時(shí)檢測(cè)Na+、K+和H+等多種離子的傳感器。這種傳感器的芯片尺寸為2.5mm×0.5mm，僅用一滴液體，如一滴血液，即可同時(shí)快速檢測(cè)出其中Na+、K+和H+的濃度，對(duì)醫(yī)院臨床非常方便實(shí)用。

目前集成化傳感主要使用硅材料，它可以制作電路，又可制作磁敏、力敏、溫敏、光敏和離子敏器件。在制作敏感元件時(shí)要采用單硅的各向同性和各向異性腐蝕、等離子刻蝕 、離子注入等工藝，利用微機(jī)械加工技術(shù)在單晶硅上加工出各種彈性元件。當(dāng)今，發(fā)達(dá)國(guó)家正在把傳感器與電路集成在一起進(jìn)行研究。

4．傳感器的智能化

將傳統(tǒng)的傳感器和微處理器及相關(guān)電路組成一體化的結(jié)構(gòu)，就是傳感器的智能化。智能傳感器具有自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償、自診斷、數(shù)據(jù)處理、雙向通信、信息存儲(chǔ)和記憶、數(shù)字信號(hào)輸出等功能。智能傳感器按其結(jié)構(gòu)分為模塊式、混合式和集成式三種。模塊式智能傳感器是初級(jí)的，是由許多互相獨(dú)立的模塊組成，其集成度不高、體積較大，但比較實(shí)用；混合式智能傳感器是將傳感器、微處理器和信號(hào)處理電路制作在不同的芯片上。目前，其作為智能傳感器的主要類型而被廣泛應(yīng)用；集成式智能傳感器是將一個(gè)或多個(gè)敏感元件與微處理器、信號(hào)處理電路集成在同一芯片上，其結(jié)構(gòu)一般是三維器件（立體器件），具有類似于人的五官與大腦相結(jié)合的功能，并且智能化程度隨著集成化程度的提高而不斷提高。如美國(guó)圖尼爾公司的ST—3000型智能傳感器，采用半導(dǎo)體工藝，在同一芯片上制作CPU，EPROM和靜壓、壓差、溫度等三種敏感元件。論文參考。另外還有MEMS，MEMS通常是由傳感器、信息單元、執(zhí)行器和通信/接口單元等組成。它可從需要觀測(cè)與控制的對(duì)象中獲取光、聲、壓力、溫度等信息，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并要求處理、提取信息，通過(guò)執(zhí)行器對(duì)目標(biāo)實(shí)施控制或顯示；同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)通信/接口單元以光、電或磁的形式與其它微系統(tǒng)保持信息聯(lián)系。

今后,隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,還將研制出更高級(jí)的集成式智能傳感器,它完全可以做到將檢測(cè)、邏輯和記憶等功能集成在一塊半導(dǎo)體芯片上。同時(shí)，冷卻部分也可以制作在立體電路中，利用帕耳帖效應(yīng)使電路進(jìn)行冷卻。目前，集成式智能傳感技術(shù)正在起飛，它勢(shì)必在未來(lái)的傳感器技術(shù)中發(fā)揮重要的作用。

5．傳感器的虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化

5．1虛擬化。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，一種全新概念“虛擬化”正獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。虛擬傳感器是傳感器、計(jì)算機(jī)和軟件這三者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成軟硬結(jié)合、實(shí)虛共體的新一代傳感器。這種傳感器是基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)并且完全通過(guò)軟件開發(fā)而成，利用軟件來(lái)建立傳感器模型、標(biāo)定參數(shù)及標(biāo)定模型，以實(shí)現(xiàn)最佳性能指標(biāo)。如美國(guó)B＆K公司最近已開發(fā)一種基于軟件設(shè)置的TEDS型虛擬傳感器，其主要特點(diǎn)是每只傳感器都有唯一的產(chǎn)品序列號(hào)并附帶一張軟盤，軟盤上存儲(chǔ)著該傳感器進(jìn)行標(biāo)定的有關(guān)數(shù)據(jù)。使用時(shí)，傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集器接至計(jì)算機(jī)，首先從計(jì)算機(jī)輸入該傳感器的產(chǎn)品序列號(hào)，再?gòu)能洷P上讀出有關(guān)數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)完成對(duì)傳感器的檢查，傳感器參數(shù)的讀取、傳感器設(shè)置和記錄工作。此外，專供開發(fā)虛擬傳感器產(chǎn)品的軟件工具也已面市了。

5．2網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)傳感器是包含數(shù)字化傳感器、網(wǎng)絡(luò)接口和處理單元的新一代智能傳感器。這里講的網(wǎng)絡(luò)已不限于傳感器總線，還應(yīng)包括現(xiàn)場(chǎng)總線、局域網(wǎng)和因特網(wǎng)。數(shù)字傳感器首先將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再送給微處理器做數(shù)據(jù)處理，最后將測(cè)量結(jié)果傳輸給網(wǎng)絡(luò)，以便實(shí)現(xiàn)各傳感器之間、傳感器與執(zhí)行器之間，傳感器與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換及資源共享。

6．研究生物感官，開發(fā)仿生傳感器

大自然是生物傳感器的優(yōu)秀設(shè)計(jì)師。它通過(guò)漫長(zhǎng)的歲月，不僅造就了集多種感官于一身的人類本身，而且還設(shè)計(jì)了許許多多的功能奇特、性能高超的生物傳感器。如狗的嗅覺（靈敏閾為人的10 倍）；鳥的視覺（視力為人的8～50倍）；蝙蝠、海豚的聽覺（主動(dòng)型生物雷達(dá)——超聲波傳感器）；蛇的接近覺（分辯率達(dá)0.001℃的紅外測(cè)溫傳感器）等等.這些生物的感官性能,是當(dāng)今傳感器技術(shù)所望塵莫及的.研究它們的機(jī)理,開發(fā)仿生傳感器（包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺傳感器等）,也是引人注目的方向。目前只有視覺與觸覺傳感器得到了比較好的發(fā)展。

傳感器技術(shù)在廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、軍事國(guó)防和以宇宙開發(fā)為代表的尖端科學(xué)與工程等重要領(lǐng)域的同時(shí)，正以自己的巨大 力，向著與人們生活密切相關(guān)的方面滲透。論文參考?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及社會(huì)對(duì)高性能、高適用性傳感器的迫切需要，極大地推動(dòng)了傳感器技術(shù)的發(fā)展。生物工程、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、安全防范、家用電器等方面的傳感器已層出不窮，并在日新月異地發(fā)展。我們有理由相信，傳感器這顆璀璨的明珠，必將放射出更加耀眼的光芒。

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