時間：2022-06-18 03:17:44
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇虛擬化學論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1教學內容的調整
合理搭配實驗內容。要想在有限的學時內,完成更多的實驗內容,以實現免費師范生知識與經驗的沉淀,就必須要盡可能合理安排每個實驗的時間,以實現實驗效益最大化。例如某些實驗需要等較長時間,那么可以適當地在這個實驗間隙,合理地安排一些時間短的實驗充實這段時間。像“聚丙烯酰胺凝膠電泳”這一常規實驗。其實驗步驟及需要時間大約為:教師講解實驗所需時間大致為30分鐘、灌制分離膠需要1小時左右、灌制濃縮膠大致需1小時、點樣大致需30分鐘、電泳時間為2.5小時、卸膠約需要10分鐘左右、洗膠約需30分鐘、染色大致需要30分鐘,實驗總共耗時大約7小時左右。其中像在灌制分離膠與濃縮膠、電泳時,學生其實是在等待。如果在等待的這段時間中合理安排一些時間較短的實驗內容,如:酶的特性檢驗或糖類性質測定實驗,就可以在有限的學時內,完成更多的實驗內容,從而增加了免費師范生實踐操作時間,鍛煉了他們的技能。
2虛擬實驗
視頻虛擬生物化學實驗視頻其實質就是通過錄制教師示范試驗或者在教師指導下一些學生所做實驗。做實驗時,教師通過視頻給學生講解需要哪些儀器、詳細說明操作過程以及實驗要點。這樣可帶給學生對于實驗的直觀認識。并可結合視頻,讓學生分組討論實驗過程中易錯之處,以及對實驗結果進行分析。虛擬生物化學實驗視頻優勢之一,在于對一些價格昂貴的大型精密儀器,諸如透射電鏡、流式細胞儀、核磁共振等,可以在虛擬實驗中得到全面展現。優勢之二在于學生通過虛擬生物化學實驗視頻,可以掌握一些先進的在生物化學中屬于前沿的一些技術實驗技術,例如蛋白質雙向電泳技術等。優勢之三在于通過虛擬生物化學實驗視頻,在做實驗時學生可以不受場地以及時間限制,就幾乎可以完成所有的傳統實驗,還可以在教師的帶領下模擬一些綜合性和探究性實驗,從而可加深學生對實驗的認識,開拓了他們的視野,增強學生的動手能力。優勢之四在于通過虛擬生物化學實驗視頻,還可以讓學生獨立進行模擬和設計實驗,既節省試劑,又可免除了實驗中的一些意外傷害2深化教學方式。只有站的高才能看得遠,作為培養免費師范生的教師只有不斷更新自身知識結構,提高自己的科研水平,才有可能開闊學生的知識視野、激活學生的思維。作為培養免費師范生的教師應海納百川,不僅要不斷創新教學內容,而且要不斷地把自己的、他人的、以及世界的最新科研成果融進生物化學實驗課中,這樣才能形成以培養學生做學問做研究為主的新模式。
3細化考核內容
把原來實驗成績只是由實驗報告提交,然后給出實驗成績的模式。改革為注重過程,提升能力培養的評價模式。將實驗教學考核由分成幾個部分。其中平時成績占10%比例,包括出勤率、遲到早退等情況。實驗動手操作考試成績占60%的比例,包括實驗步驟的設計、實驗時間的合理運用、實驗結果的準確性等。理論成績占到30%的比例,包括對實驗要求、實驗目標、實驗原理的理解與掌握。同時對實驗報告提出新的要求,鼓勵學生對實驗步驟進行綜合分析,并在實驗報告中反映出每一步驟的基本原理。在較大程度上避免了僅參考實驗結果無法區分學生對實驗原理實際掌握程度的局限性。在生物化學實驗教學過程當中,可以根據實驗類型的不同,采取不同的考核方式。對于驗證性實驗,要求學生僅僅提交實驗報告,對獲得的結果能進行簡單的分析與討論。而對于綜合性實驗而言,其考核方式要求學生能對對實驗過程當中所出現的現象進行逐一分解與分析,并且對實驗結果進行詳細的闡述說明。對于創新設計型實驗的考核,不僅要考核學生實驗目標的理解、實驗步驟的設計、實驗結果的分析等。而且要讓學生的實驗報告采用科研論文的方式提交,按照科研論文的規范要求書寫,在指導教師的修改下,根據實驗結果能達到發表學術期刊的要求。
論文摘要：虛擬現實作為一項前沿技術應用于教學，能為學習者提供逼真的臨場感和自然的交互，從而提高其思雛認知。分析職業教育個性化教學實驗的需求，論述將桌面型虛擬現實技術應用于衛生職教的可行性和現實意義，闡述衛生職教虛擬教學模型的具體建模方案以及在現代教育技術領域的拓展與升級。
1虛擬現實技術應用現狀及前景
1．1技術簡介
虛擬現實技術(vR)是以計算機技術為依托，綜合多媒體技術、傳感器技術、人工智能、人機接 口技術、實時計算、工程仿真技術等多學科為一體的前沿技術，它能生成逼真的視、聽、觸覺一體化的人工虛擬環境，用戶能以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互【l1。它具有 3個特征：逼真的臨場感、自然的交互、提高學習者思維認知。vR突破了人類認識的時空限制，大大拓寬了人類對現實世界及未知世界的感覺和認識 ，為人們的實踐活動提供了嶄新的環境和手段。在軍事、制造、醫學、設計、藝術、娛樂等領域，vR都有廣闊的應用前景。
1．2教育頷域應用現狀及前墨
對教育領域而言，運用 VR能夠通過計算機將三維空間或實物模型的意念清楚地表示出來，能使學習者直接 、自然地與虛擬環境中的各種對象進行交互，并通過多種形式參與事件的發展變化過程，從而獲得最大的控制、操作整個環境的自由度[21。這種呈現多維度信息的虛擬學習和培訓環境，以最直觀、最有意義的方式為學習者掌握一門新知識、新技能提供嶄新途徑。 普遍意義上講，完整的 vR系統需要高級計算機、頭盔式顯示器、數據手套、洞穴式投影等昂貴的硬件支持設備 ，這對于大多數教育教學單位都是難以承受的，從而嚴重制約了VR系統在教育教學中的推廣應用。但在科技多樣化發展的今天，VR系統也呈現出多樣化的發展趨勢，vR系統配置可以根據目標需求而定。設備投資大、開發周期長的復雜VR系統，一般應用于高校或航天軍事等高端技術工作領域。而桌面型vR系統僅使用電腦單機，顯示器是學習者觀察虛擬環境的一個窗口，學習者可通過使用簡單的外設(如鼠標、立體眼鏡等)來駕馭虛擬環境和操縱虛擬物體，雖缺乏完全沉浸功能，但其結構簡單、硬件成本低的特點非常適合在我國的普教、職教領域推廣應用。
2 VR在職教個性化教學實驗中應用的可行性
2．1 職教學情現狀
在各類職業學校中，普遍存在的問題是學生學習興趣不高，特別是在枯燥、乏味的理論知識學習中，這一問題尤為突出。但學生對于新穎事物具有強烈的好奇心和較高的動手愿望 ，因此， 在講授理論知識時，輔以演示、實驗、實訓 ，并使人人都能動手參與，將會激發學生學習興趣，從而提高教學質量。但這種教學方法存在一些問題：模型、設備、實驗、實訓條件有限，特別是一些價格昂貴的設備 ，不可能人人都能動手操作；盲 目操作會導致設備損壞，需要一定維修費用；在同一個地方完成理論、實踐教學并不現實。
2．2 個性化學習
個性化學習是一種新的學習觀，是伴隨近年來教育改革發展，針對傳統教育大統一的弊端提出來的。它是以學生原有的知識經驗和個性特征為基礎 ，以學生內在需求為核心 。以每個學生學習能力與個性的自由、充分、和諧發展為目標而實施的學習活動_l1。個性化學習中，師生處于分離或準分離狀態，教師由傳統教育中的主導者變為可利用的教育資源，成為教學資源中的一個組合因素，而學生也從被動接受教育的對象變為教育資源的選擇者和利用者。由此可見，最為簡單、易行的個性化學習載體就是基于web的學習動手實踐，B／S模式、互動操作，可激發學生興趣，從而自定義完成學習、實踐任務。
2．3虛擬教學模型在個性化教學實驗中的應用價值
就教師而言，實現了從傳統講授一簡單圖文課件講授一簡單圖文課件+虛擬教學模型講授的轉變。既充實了教學內容，又豐富了教學手段和形式。同時，虛擬教學模型是使用計算機模擬出的實物形態，其使用同課件一樣方便，既能達到直觀教學的效果，也能使師生獲得臨場感，增強師生互動。
就學生而言，在計算機屏幕上觀察到的是用vR技術數字化后的實物，只要有網絡環境或在家登陸學校的模型web服務器，學生就可動手操作，同時有了直觀模型的臨場體驗后，學生在面對實物操作時也易上手，杜絕了盲目操作。學生也可以通過協作探究解決問題。此外，衛生職業院校還承擔著成人教育的培訓任務 ，對于一些短訓班或遠程教學，在授課時演示或在web上一些虛擬教學模型，可幫助學員理解知識，并在一定程度上解決實驗課中存在的問題。
虛擬教學模型可以通過編程定制、更新內容 ，節省了教學成本，有利于職教事業的可持續發展。另外，虛擬教學模型還可虛擬出一些新型的裝備用于教研活動，體現出教學的前瞻性和創新性，如虛擬科學實驗室、虛擬校園、特殊教育、仿真實驗、專業實訓等。
3衛生職教虛擬平臺建模方案
針對衛生職教的教學特點，可以開發 4類桌面型虛擬現實應用 ：模型演示、過程仿真、場景展示、儀器操作。為滿足個性化教學需求，均采用B／S的模式。
3．1模型演示(人體解剖學、口腔解剖學教學)
功能需求 ：虛擬口腔模型、器官模型在屏幕中三維立體顯示 ，可用鼠標進行任意角度的調整觀察 ，配合講解，使學生獲取最近乎于真實的感受。
可行性技術方案：Java Applet、Java 3D技術配合使用 3D模型輔助設計軟件 (設計需導出 VRML2．0或 OBJ格式文件 ，如3D SMAX)。
論證：由需求可知，這種三維設計是基于圖形建模的，可選用 VRML和 Java 3D技術在 web上 3D圖像 。與傳統VRML相比，Java 3D的功能和可編程性更強，具有 Java豐富類庫的支持和良好的跨平臺性，考慮構建 3D簡單模型，并配合專業 3D模型設計軟件構建復雜模型。客戶端提供用戶實驗的環境主要采用 Java Applet來實現，使用 Java Applet編寫圖形用戶界面，仿真計算任務由瀏覽器的 Java Applet完成 ，使用 Jav3D實現虛擬實驗場景的3D顯示，兩者嵌入 HTML文件網頁構成用戶的前臺操作界面，支持 web方式。
3．2 過程仿真(虛擬化學實驗、虛擬口腔設備操作與維修)
功能需求：用戶可直接操作 web中虛擬的化學實驗裝置和化學藥品，完成實驗。
可行性技術方案：同 3．1，但需考慮場景和復雜的操作交互 ，其程序編制較 3．1復雜。
3．3場舞展示(口腔診所布局、ICU布局)
功能需求：真實再現室內環境格局、設備布局 ，可由鼠標控制，轉動到任意視角瀏覽 ，用戶有臨場感。
可行性技術方案 ：超廣角鏡頭轉臺攝影+靜態圖象 360。全景拼合顯示技術(QTVR或 Java編程)。
論證：由需求可知 ，最簡便的方法是基于靜態圖象進行建模。QTVR運用相機拍攝的真實全景圖像來構建虛擬現實空間與計算機圖形設計或其他 VR技術相比，其制作相對簡單、制作周期縮短、成本低廉、且由于照片清晰度高，細節不會被遺漏觀察場景時有身臨其境感覺。由于數據量小 ，觀察起來也非常流暢。另有使用 Java編程來實現靜態全景拼接的方式，需Jav虛擬機支持。
3．4儀器操作(心電監護儀操作、心電擻據教學)
功能需求：心電監護儀器功能與實物一致，但數據不是現場實測，而是調用專家庫中的臨床教學心電數據資料，學生能通過鼠標點擊虛擬心電監護儀相應按鈕，得到相應結果，從而熟悉儀器操作，掌握相關臨床知識。
可行技術方案：Windows平臺下的 Lab View 8．0虛擬儀器軟件設計(無須數據采集卡)。 論證：美國 NI公司的 Lab View圖形化程序設計語言(G語言)是專門用于設計虛擬儀器的。它是用框圖連線來替代傳統的代碼編寫，而且內置 了豐富的儀器儀表控件(表盤、開關、旋鈕、波形現實等)，可在虛擬前面板上根據需要自由組合D1。另外，它的數學分析、信號處理函數庫功能強大，能夠輕松完成臨床教學心電數據的分析、處理、顯示，并可根據所需功能對儀器快速原型化 。Lab View 8．0的Remote Panel功能支持 web方式。
4拓展、開發和意義
4．1 拓展、開發
(1)建立和累積可定期更新的開放型醫學數據專家庫。如心電臨床數據、醫學影像數據、口腔臨床數據、設備維修數據等。依托網絡通訊平臺，實現教學素材的群體共享，為開展優質的教學工作做好充分的知識儲備。
(2)建立和累積可定期更新的開放型教師評價專家庫。廣泛收集教師群體智慧、經驗 ，將評價依據收納到計算機教師評價專家庫中，變教師個體評價為群體評判，這種評價更具客觀性和綜合性，而且依托網絡通信平臺，將教學評價機制進行共享，可提升教學質量 ，并為教學創新帶來巨大益處。
(3)基于醫學數據專家庫、教師評價專家庫 ，引入并應用人工智能技術，對于學生提交的實踐作業 ，采用計算機自動評分一方面保證了評價的綜合性、客觀性；另一方面使學生成績得到最快的反饋，進而及時進行自我調節，提高學習效果。
4．2 意義
(1)變經驗重復型教研組織形式為經驗研究型。這種基于智能專家庫的架構大幅降低了教師的工作強度，取消了其重復勞動，教師可以充分利用教研時間，專注研究那些計算機無法得出結論的學生個性實例或計算機提取的學生共性、典型實例，從而不斷更新、完善專家庫內容，類似問題可在下次計算機評判中得以解決。
(2)為電子學檔體系服務。電子學檔(ELP)是指在信息技術環境下，學習者運用信息手段表現和展示學習者在學習過程中關于學習目的、學習活動、學習成果、學習業績、學習付出、學業進步以及學習過程和學習結果進行反思的有關學習的一種集合體，主要用于現代學習活動中對學習和知識的管理、評價、討論、設計等 。智能專家庫評價體系是依托先進的計算機和網絡技術構建的，能與電子學檔建立數據交換接口，從而為教研評價分析積累充足的資料、為電子學檔體系服務，對目前尚處于起步階段的電子學檔體系的完善和發展起到極大的推動作用。
(3)可進一步增強虛擬教學模型的網絡協同實驗功能。
參考文獻：
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關鍵詞：化學新課程；科學探究；網絡資源；化學導航
文章編號：1005－6629(2007)08－0052－03中圖分類號：G633.省略等29個搜索引擎；
(2)教學科研模塊分為各地教育網站、課程改革研究、教育類期刊和教學研究論文等4個子模塊；
(3)教學資源部分按平時教學實踐的需要，又將其分為教案下載、課件下載、試題下載、教學圖片、高考專欄和其他資源等六個子模塊，在其他資源子模塊中包含了軟件下載網站、高中網站、大學網站和常用數據庫網站四類；
(4)環境保護匯集了國內外主要環境保護網站、政府環境保護部門和環保論文的的站點；
(5)學生沙龍匯集了以創新、趣味實驗為主的學科教學網站，供學生根據個人興趣愛好，查閱、搜索各種學科實驗的設計、過程和現象。
(6)國外資源分為網上圖書館、網上化學手冊、各國化學會及虛擬社區和其他教學資源（含有各國科學教學、2061計劃以及諾貝爾化學獎等）；
(7)優秀站點推薦此模塊對國外優秀學科網站進行了仔細篩選，收集了部分信息資源含量大的優秀網站，并給出即時提示。同時進行了科學分類，以方便教學研究、雙語教學和學科最新進展資源的查詢。主要有美國化學會、Discovery(中英文)、Chemistry coach、網絡化學網站（Chemistry Webercises Directory）、安全與健康等網站。
3 “化學導航”查詢系統的特點
(1)信息量大匯集了國內外近70個比較著名的搜索引擎。多種有效的搜索引擎能供使用者作擴展性的查詢，使用方便，快捷。這樣，以不同的搜索引擎，運用不同的搜索技術，可以得到較為全面的信息。而在其他的資源子模塊中，還提供了相當多的相關鏈接；
(2)科學分類按教學功能和活動類型，分為七大模塊，在每個模塊中，再分成若干相應的子模塊。綜合性較強的內容歸類于“其他資源”子模塊中。使得系統具有鮮明的教學實踐、教學研究的特征；
(3)針對性強在整個查詢系統中，幾乎所有內容都應和化學教學有關，特別適用于中學化學的教與學。還根據網站所涉及的不同化學教學內容，進行適當的子模塊分類，能在最短的時間查找到最新的資料；
(4)易于傳播整個查詢系統的大小只有1.省略”免費索取。
參考文獻：
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【關鍵詞】工業工程；培養方案；技術型
工業工程（Industrial Engineering，簡稱IE）是從科學管理的基礎上發展起來的一門應用性工程專業技術，強調提高勞動生產率、降低成本、保證產品質量等從而獲得最高的整體效益。自1994年設立工業工程專業以來，無論在專業特色設立、教學改革和教材建設等方面都取得了長足的發展，目前全國共有206所院校開設了工業工程專業。但在專業建設過程中也出現了很多問題，諸如目標定位不明確、實踐教學環節效果不理想等。2004年-2006年，我們對中原地區工業工程人才需求信息進行了抽樣調查發現，扎根于某一行業領域的“技術型”工業工程人才―既懂從事行業的專業知識，又熟悉工業工程專業知識―需求呈增長趨勢，已經占工業工程人才需求量的60%以上，而未定位于特定行業的“管理型”工業工程專業人員已經呈現飽和趨勢，社會需求量呈下降趨勢。本文通過對“技術型”工業工程人才知識結構分析的基礎上，探索改革工業工程專業的人才培養方案。
1 “技術型”工業工程人才的定位
“技術型”工業工程人才是掌握系統的工業工程專業知識和豐富從事行業專業知識，熟悉企業生產實踐，具有系統思維能力的復合型專門人才，具有未來成為企業管理團隊中技術專家的潛力。
“技術型”工業工程人才除應具備每一個高級人才的思想道德素質、文化素質、科學素質和身心素質外，還應該具備如下職業能力：
（1）豐富的企業生產實踐：具有熟悉企業生產產品及工藝流程，及時把握企業發展脈搏的能力；
（2）系統思維能力：具備全局思考能力、系統性思維能力；
（3）深厚的業務素質：物流系統、生產系統和工作環境優化能力；
（4）價值創造能力：資本運作、資源管理、資源配置能力。
2 “技術型”工業工程人才培養方案設計
培養方案是人才培養模式的核心，決定著人才培養的質量。“技術型”工業工程專業人才培養模式綜合改革要求改革傳統的“管理型”工業工程人才培養方案，緊跟學術和實務前沿，構筑動態專業框架。
2.1 整體優化人才培養方案
與傳統的“管理型”工業工程人才培養模式相比，主要突出“技術型”的復合型人才知識結構，包括形成專業理念、專業能力的基石性的專業知識；把握企業生產實踐的行業專業領域知識；決定先進管理理念、管理知識和管理能力，創造高經濟效率和高經濟效益的管理學知識；促進具備宏觀經濟形勢的判斷能力形成的經濟學知識；令培養對象諳熟為企業爭取更多發展所需要資源的金融市場的金融學知識；保障掃除發展中的障礙，拓展企業疆界的社交能力的相關知識；適應國際化、決定涉外能力高低的外語知識；素質教育、決定“技術型”工業工程人才魅力的人文知識等。
（1）增設“工程與管理結合”的學科交叉課程。在基礎工業工程、物流工程、人因工程、質量工程學、生產計劃與控制、經濟學、管理學、管理統計學等專業和專業選修課的基礎上，逐步增設專業研究方法入門、專業案例研究、ERP軟件操作、ERP沙盤模擬實驗、企業過程再造、系統建模與仿真等交叉學科選修課程，充分發揮學科交叉性課程的知識整合作用。
（2）增設創新學分，強化競課外科技活動和競賽教育。在培養方案中增設創新學分，引導學生參加社會實踐活動，參與每年舉行的“希望杯”、“挑戰杯”、“沙盤大賽”等競賽，開展“競賽教育”。“競賽教育”在促使參賽學生圍繞競賽范圍梳理、整合所學知識從而優化學生知識結構的同時，能夠提升學生理論能力、創新能力。
（3）持續的教學方法改革。深入開展教學方法和方式研究，通過開展“案例式教學”、“設問式教學”大作業考核等教學模式形成學生主導的授課體系，調動學生學習積極性和主動性，通過導師制和創新團隊建設，以申請專利為目標，激發學生的創新意識。
2.2 創新型的實踐教學環節，增強學生實踐能力
以培養持續創新能力的工業工程師為指導，加強實踐教學力度，形成理論教學和實踐教學的協同建設；課內實驗、課程設計、實習、虛擬工業工程師訓練營等實踐教學環節的協同發展，將人才培養與資格認證相結合。
（1）以課內實驗為基礎，保證學生的動手能力。分階段開設階段性和綜合性模擬實訓課程，提高學生的動手能力。開設《動作分析模擬實驗》、《質量工程模擬實驗》、《物流模擬實驗》、《生產綜合模擬實驗》、《ERP沙盤模擬訓練》等。通過這些實訓課程，逐步提升學生的實訓能力，實現對從企業設立到企業破產全流程所需知識的綜合。
（2）以實習為依托，使學生在企業實務中提高實踐能力。聘請一些實習效果好的大中型企業的生產總監、經理等作學生的實務導師，對學生認識實習、專業實習、畢業實習和畢業論文進行指導，安排學生在實習期間和寒暑假期間到實務導師單位實踐鍛煉，應用專業知識協助實務導師做一些具體工作，協助解決一些具體業務問題以增強學生的適應能力。
（3）以課程設計為補充，培養學生的綜合實踐能力。對每一門主干專業課都開設有課程設計，將課程中設計的知識點融入一個綜合的案例。
（4）以畢業論文為綜合，綜合鍛煉學生解決實際問題的能力。做好畢業論文選題與導師的實際科研課題實際問題結合起來，使學生將大學所學全部知識綜合起來進一步提高學生的分析問題和解決問題的能力，培養本科生科研能力。
（5）推出“工業工程專題”系列講座。每學期至少聘請3-5名大中型企業生產總監和技術、管理人員或校友就熱點問題和成功經驗講學，一個學生在大學4年共8個學期期間有足夠機會取得企業生產總監和技術、管理人員的現身說法，激發學生關心企業實際問題的積極性，極大地豐富學生分析、解決實際問題的能力，激發學生關心企業實際問題的積極性。
（6）虛擬工業工程師培養是利用虛擬實驗室、設計虛擬生產中心，借助虛擬外設，按照工業工程師考核要求，讓學生扮演工業工程師角色，對虛擬生產中心進行改善，以考核學生理論知識的實踐應用能力。
3 “技術型”工業工程人才培養方案
根據以上分析，設計了如下的“技術型”工業工程人才培養方案（圖1）。
【參考文獻】
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【關鍵詞】場景;學術期刊;在線出版
作為學術出版形式的一種，學術期刊通常是指以研究報告、學術論文和綜合評述等為主要發表內容的期刊，其目的是向科學共同體報告新的發現，以獲取認可。因此，一般而言，學術期刊的內容必須經過同行評審認可后才能予以發表。由于作者和讀者對象往往是同一學科或領域的專業學者，屬于同一群體，學術期刊就具有者和接受者高度重合的特征。
學術期刊的功能大致包含三個方面：一是公示性，即要展示學科、學術前沿發展最新成果和成就，能發揮宏觀學術領域引領功能;二是交流性，即要為學術研究同行搭建權威、公平、公正的學術交流互動平臺;三是傳播性，即學術期刊要能增進學術傳播、推動學術研究。科學發現與發展的歷史表明，學術期刊是國家、民族、個體進行學術交往的工具，是體現基于社會實踐歷史累積并從中升華的國民思維，因此，學術期刊既是傳承學術思想的主要載體，也是國家軟實力和文化自信體現的重要媒介。就發展歷程來看，從1665年在法國誕生的《學者雜志》開始到20世紀90年代，學術期刊一直處于印刷環境之中。1997年湯森路透集團Web of Science電子資源網絡版，英美等國的學術期刊開始走向數字出版時代。
新的媒介傳播環境中國際學術期刊有哪些變化？我國學術期刊可以借鑒哪些經驗？本文試圖探討這兩方面的問題。
一、國際學術期刊三大變化
場景原本指電影拍攝的場地和布景，但在羅伯特?斯考伯和謝爾?伊斯雷爾的著作《即將到來的場景時代》一書中這一概念則專門指向傳播，主要指同時涵蓋基于空間和基于行為與心理的環境氛圍[1]，也就是互聯網場景，包括虛擬場景和應用場景兩個方面。所謂虛擬場景，就是網絡游戲、QQ秀之類的虛擬化情境。應用場景則指互聯網的一個應用（產品）使用或用戶所處的場景，在作者看來，它涉及五種要素，即大數據、移動設備、社交媒體、傳感器和定位系統。而且這五種要素會改變和提升消費者或用戶的體驗，從而改變企業組織自身。如果說傳統媒介環境下，人們主要看重媒介所承載的內容與呈現形式，內容為王和眼球效應受到強調;網絡時代到來后，社交成為媒介的中心要素，內容生產必須依附于社交動力才能進行有效傳播，關系網絡因而成為信息內容的主要傳播渠道。
據2014年度互聯網趨勢報告數據顯示，截至2014年5月，全球移動互聯網使用量占到互聯網使用量的25%，亞洲高達37%。另據2014年CNNIC的《第35次中國互聯網絡發展狀況報告》顯示，中國手機網民規模已超八成。移動互聯網與手持終端的普及預示著移動互聯網時代的到來，隨之凸顯的移動場景就需要相應的適配信息或服務。正如彭蘭教授所說：“移動時代場景的意義大大強化，移動傳播的本質是基于場景的服務，即對場景（情境）的感知及信息（服務）適配，移動互聯網時代爭奪的是場景。”也就是說，移動場景中用戶具有時間碎片化和場景變換性的行為特點，相適配的內容就必須簡要化、視覺化以與特定場景的閱讀需求相匹配。具體表現來看，除其他休息或閑暇時間外，原來傳統意義上屬于報紙和雜志的“衛生間”和“床”成為重要的移動傳播場景。同時，從交通工具乘坐到吃飯娛樂，移動終端的伴隨性特征也越來越體現出來。
那么，場景是如何構建的？暨南大學譚天教授認為可以從人性、社會和文化三個層面來進行設計，即要滿足欲望、響應需求和創造價值。互聯網不斷發展，用戶需求也在不斷發展，響應用戶的需求變化和場景需求就是文化內容產品所必須考慮的問題。作為一種組織實體，國際學術期刊在這樣急劇變化的內外環境中因時而變、與時俱進做出了應對策略與行為調整。
（一）出版環節融合化
在傳統的印刷環境中，出版產業鏈大致包含信息采集、加工、加載和四個環節，也就是寫作、編輯、印刷和發行環節。對于在線出版的學術期刊，在寫作和編輯環節，為使稿件能夠適應學術期刊數字出版網絡平臺和格式要求，作者自身往往需要對已寫作好的稿件進行加工、修改并做一些編輯工作，因此，相應的學術論文翻譯、學科專業內容審查、結構邏輯、格式編輯、參考文獻及語言校對潤色等服務應運而生，信息采集和加工環節協作更為密切、更加融合，并形成一個行業，如美國的Editage和Crimson Interactive Inc就是這樣的學術咨詢服務企業并深受作者和期刊歡迎。[2]國際知名學術期刊Nature則早就采用高效的數字化編審系統，所有投稿、審稿和同行評議全部在網上進行。傳統意義上的印刷環節演變成為適用于數字網絡下載的數字化加載及各種格式的電子書或電子文件制作，編輯和合二為一，如eGloo Technologies開發的XML標準語言就大大促進了電子終端的信息加載，也加速了信息加工和流程。[3]即使要進入傳統印刷環節，美國赫斯特集團和《時代》雜志這樣以出版為主的公司也會利用數字技術做附加、增值服務。就編輯和流程來說，一方面，諸多編輯業務被融合到印刷部門;另一方面，印刷企業也擁有了文字編輯業務，信息加載過程同時成為信息過程。為適應這種產業鏈融合，美國康涅狄格州的Westchester出版服務公司應時而動，把編輯、信息加載和發行等環節協調統一，形成組合業務并根據需要Apple，Kindle，Nook及PDF等不同格式服務。
值得一提的是，就論文投稿、審稿和發表而言，國外一些學術期刊還實行了一種“先發后審”的出版模式。所謂“先發后審”，就是作者投稿的論文只要沒有實質性的技術差錯，在邏輯和行文上合理流暢，即可首先在線發表，論文學術質量由用戶或學術共同體即時在線進行評論。[4]美國物理學會所屬期刊最早在2011年開始嘗試這一全新的出版模式，半年內即收到2000多篇論文投稿;美國化學學會則將未經排版的論文直接放在網上供用戶閱讀。這種先發后審的流程完全顛覆了傳統的論文三審制度，使作者免除了專家復審的漫長等候周期，加速了出版進度。事實上，先發后審的出版模式在2003年就已在中國進行實踐，經教育部批準、由教育部科技發展中心主辦的“中國科技論文在線”就是為論文快速發表和科研成果及時轉化而建立的學術出版平臺，用戶只需簡單注冊成為網站會員，利用模板在線投稿后，初審即可在線。作為傳統出版制度的有效補充，先發后審的在線出版模式對科學研究具有快速傳播和推進作用。
（二）存在形態在線化
2008年的一項數據顯示，國際學術期刊中，人文社會科學類數字化比例達到86.5%，科學技術醫學領域則達到了96.1%。[5]這一時期，學術期刊的數字版與印刷版共存，是學術期刊的“雙軌制”時代。目前，一些國際期刊開始進一步取消傳統印刷版，而只以單一的數字出版形態存在，如英國醫學期刊（BMJ）在線出版全文，印刷版僅提供論文單頁概述;美國科學院院報（PNAS）、美國化學協會（ACS）、南非家庭實踐（South African Family Practice）印刷版只提供論文目錄及摘要，《骨關節外科》（Journal of Bone & Joint Surgery）雜志印刷版也只提供論文首頁內容。截至2012年11月，以e-only為基本出版形態的開放出版期刊超過8000種。[6]學術期刊在線出版使得用戶可以在頃刻之間即能獲取全球范圍內專業的文獻數據、最新研究成果，了解學術前沿進展，有效提高了科研工作和學術研究效率，還節約了大量紙張資源和存儲空間，具有環保功能。相比紙質學術期刊，在線期刊更快捷、更方便地滿足用戶需求，已從根本上動搖了紙質學術期刊的市場地位，成為學術期刊出版模式發展的必由之路。
需要補充的是，一定數量的學術期刊還可以進行按需印刷，如上文所述，學術期刊在線出版論文全文，印刷版提供目錄、摘要或概述等簡要信息，重要文章全文印刷;一些期刊雖僅提供首頁內容，但在右下角卻提供快速識別OR碼，用戶利用手機掃描就可獲取在線全文及相關評論信息。按需出版的另一種方式是在線期刊出版的同時保留印刷期刊，但根據客戶需要運用JournalsXpress等數字技術小批量印刷紙質期刊，既能降低印刷成本，又可做到零庫存。
（三）營銷傳播社交化
借助互聯網、信息通信技術及社交媒體進行數字化營銷是學術期刊提高知名度、擴大影響力，從而達到傳播效果的一種新興手段，其形式多種多樣，包括網站、博客、搜索引擎廣告、社交網絡、電子郵件、聯盟營銷以及網上新聞。[7]其中，所謂聯盟營銷是指網絡聯盟營銷，包括廣告主、聯盟會員和聯盟營銷平臺三大要素，也就是廣告主或商家（在網上銷售或宣傳自己產品和服務的廠商）利用專業聯盟營銷機構提供的網站聯盟服務拓展其線上及線下業務，從而擴大銷售渠道和銷售空間，并按照營銷效果支付一定費用的網絡營銷方式。數字化營銷不僅運行成本低廉，而且精準、快速、有效、曝光度高，讓學術期刊“無處不在”，同時實現了學術期刊對新市場的開拓和新用戶的挖掘，這就是學術期刊的“可見性”功能。所謂可見性，就是不管基于搜索引擎、社交網絡、零售電商還是其他數字媒體，用戶都能以最簡捷的方式、最低的成本獲取信息內容。“可見性”最初是網絡營銷業界針對廣告投放的概念，但對于學術期刊的品牌傳播同樣適用。論文題目、作者介紹、內容概要及相關評論等元數據信息在可見性概念中起著至關重要的作用，也是搜索引擎和社交媒體利用關鍵詞搜索以吸引潛在用戶的基礎。學術期刊的受眾分散、專業、小眾，因而精確的數字化營銷和社交化手段就有利于學術期刊的傳播。
如英國著名學術期刊Nature，最早建立學術期刊門戶網站并專門開通用于新聞、廣告和職場的網站;還于2006年開設Nature專屬播客，創建各種社交網絡客戶端和新媒體APP。Nature甚至還著力于打造類似于虛擬世界第二人生（Second Life）類型的Second Nature。[8]基于傳播方面的種種努力與出色表現，Nature門戶網站早在2008年即獲得Webby Award最佳科學網站獎，客觀上大大提高了其在信息快速傳播時代的影響力和地位。
二、國際學術期刊在線出版對于中國學術期刊的啟示
21世紀以來，世界范圍內學術信息的在線使用量以每年50%―100%的速率遞增，學術期刊的在線使用遠遠超過印刷期刊的使用。[9]就中國而言，根據騰訊企鵝智酷2015年首份微信數據報告顯示，我國移動網民規模目前已達6億，其中移動閱讀用戶占到91%，傳統的紙質期刊不再是用戶查閱和探索研究成果的主要途徑，在線學術期刊成為學術成果傳播的趨勢將不可避免，基于互聯網的微博、微信等方式逐漸成為具有強大影響力的學術傳播媒介。
一方面，從作者投稿、編輯審稿及同行評審角度來說，在線學術期刊應當盡快建立屬于自己的網絡推動平臺和服務平臺，向一流國際學術期刊Nature學習，利用高效的審稿系統，快速在平臺上發表學術論文并推出期刊成果，擴大期刊影響力和滲透力。據統計，相比傳統的人工校稿，一位大學學報編輯使用信息軟件的校稿效率提高了70%。[10]在同行評議審稿環節，編輯部通過網絡交流和在線審稿方式即可綜合專家或審稿人意見。由此可見，在線信息技術以其快捷化和網絡化的特點可以極大地提高編輯部的編輯和審稿流程，縮短出版流程。同時，為應對移動化的閱讀場景，在線學術期刊也有必要從月刊或雙月刊的固定方式轉變為每時每刻的即時出版，力爭讓用戶在需要查詢特定學術信息的時候第一時間找到。
而就先審后發還是先發后審的出版模式來說，需要反思同行評審制度的真正原因，或許只有清源，才可以正本。從實體出版的成本考量，傳統媒介環境下出版所需的紙張和印刷技術相對比較昂貴，為保證刊印出來的論文或書刊不至于一無是處或毫無價值，出版商才會邀請學術共同體中比較有名望的學者對將要印刷的論文進行檢查，以剔除那些沒有價值的論文，這樣才能最大程度地避免因為刊印“無價值論文”所造成的在時間與金錢上的雙重浪費。[11]可以說，同行評審是出版商為免遭商業利益損失的一種不得已的做法。但進入網絡時代后，學術論文的出版不一定要像以往一樣依附或依賴于印刷和紙張，論文在線出版大大節省了紙張和機器所花費的高額成本。如《浙江大學學報》就實行了單篇論文為單位的“在線優先出版”（Online First）措施，并實現了在浙江大學出版社、學報網站、中國知網、萬方數據知識服務平臺及教育部科技論文在線等多平臺的優先出版，論文周期大大縮短。
雖然由在線發表后的社區評論代替傳統的編輯審稿和同行評議一直頗有爭議，但這種出版模式尊重了作者的發現權，即因科學發現、經評審而獲得的榮譽和物質獎勵權利，保障了具有領先意義成果的首發權，保護了作為作者版權的知識產權。當然，先發后審模式在合理性與嚴肅性方面也具有自身的先天性缺陷，因此，為保證科學研究的公正性、權威性和前沿性，就需要對先發后審模式進行一定程度的修正。也就是說，論文在線只是對于論文觀點的一種確認，是一種認證行為，嚴格地遴選、把關和編輯依然必不可少，傳統的三審制和同行評議制仍舊要發揮至關重要的決定作用，這樣既能保證原創思想的作者權利，又能提高學術期刊的出版效率。為進一步去除先發后審模式的弊端，為改革傳統的“同行匿名審稿制度”而創辦的Science Open雜志，是一個可資參照的樣本。Science Open雜志的流程大致如下：第一步是編輯部請專人檢查投稿論文，以剔除反科學的內容。第二步是在線發表達到編輯部內部檢查標準的論文，由編輯部進行排版。第三步是進行同行評審，而且，評審人員必須實名，評審意見必須公開。如果審稿人與作者有學術聯系，系統會“特別”顯示強調出來;如果論文評審出現技術性錯誤，期刊還會給作者兩次申訴機會。事實上，Science Open雜志在一定程度上重新定義了“出版”，即出版本質上是出來，然后再由科學共同體進行討論和檢驗。對于學術期刊來講，這種先發后審的修正模式可以吸引和留存優質稿件，客觀上提高期刊的權威性與影響力，提升學術期刊質量。
另一方面，通過在線網絡和社交媒體客戶端，出版社或發行機構可以將學術期刊極具專業水平的分析見解和富有參考價值的學術內容進行加工或可視化處理，提供到移動平臺以發掘潛在的用戶群體，增強期刊的滲透力。在這方面，創刊于2012年6月的在線開放獲取國際學術期刊Peer J的行銷方式值得借鑒。首先，Peer J 基于開放獲取的文章內容可以保證在第一時間被Google Scholar，Microsoft Academic Search，Pub Med，Pub Med Central，Scopus及ACS等數據庫和知名檢索機構檢索到，學術傳播的時效性、首創性等問題得到有效解決;其次，每篇所投論文都配發有唯一的電子標識符，作者待刊發文章的首發權和著作權得到充分保護，用戶的原創性創作投稿也受到激勵;再次，基于網絡單篇文章影響因子評價方法的使用促使學術期刊傳播中的文章被閱讀、引用、轉載、轉發、評論、在線圖書館收錄等數據資料得以有效采集，期刊傳播效果得到透明化監測與評估。[12]
就移動互聯網時代的營銷傳播而言，除建立數據庫、官方主頁、官方博客、官方微博、官方APP客戶端外，學術期刊還可以建立微信公眾號或訂閱號等，以便讓用戶隨時隨地登錄，了解投稿信息、期刊公告、學術會議、過刊文獻及論文下載等最新服務。而且，學術期刊還可以鼓勵編輯使用微博、微信等工具，通過“微編輯”平臺創新用戶服務模式，利用微博形成自媒體用戶圈，并進一步利用圈的效應進行分享、轉發、轉載等，使期刊信息內容得到快速的傳播。此外，通過激勵用戶邀請同仁同好就某一論文或研究熱點進行閱讀或評論，形成互動機制，期刊微信號可以成為期刊編輯、專家與用戶良性討論的公共平臺。在互動溝通服務中，用戶間的人際傳播得到強化，對于期刊的信息反饋與信息分析得以有效收集，學術期刊既可以培養忠誠用戶，又可以發掘潛在作者。更為重要的是，話題的及時更新和轉發擴散的加速還可同時提高學術期刊的知名度和輻射力。
總之，移動互聯網時代所產生的新媒介使用制造了嶄新的閱讀場景，而內容產品的生產者對于用戶的爭取就必然爭取用戶所在的碎片化和移動化場景，投審稿程序數字化、數據資源在線獲取、與社交網絡緊密結合從而成為學術期刊出版的必然趨勢，也是現代出版生存與發展的基礎。更為重要的是，學術期刊不僅是科學信息的傳播媒介，更是一種品牌資源。吸引大量高水準的作者、刊發高品質的論文，并及時把握學術前沿成果，是學術期刊品牌美譽度的直接體現，二者相輔相成、良性循環，最終助推中國學術期刊向國際一流期刊發展。
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關鍵詞：中職，計算機，實驗教材，建設
0引言
教育部高度重視中職學校教材建設，對中職學校和廣大教師寄予厚望，在《關于全面推進素質教育、深化中等職業教育教學改革的意見》（2000.3.21）中提出：“中等職業學校要根據實際需要，及時更新教學內容，開發教學資源，編寫反映自身教學特色的補充教材和講義等”。博士論文，實驗教材。因此，編寫、選擇和補充適合中職學生口味的“教材套餐”，既要全社會共同參與，形成合力，精耕細作，精心打造，同時也是中職學校和全體教師義不容辭的責任和義務。博士論文，實驗教材。
1 當前中職計算機專業實驗教材存在的主要問題
一是生源質量較以往下滑，出現了實驗教材偏難，與學生實際接受能力脫鉤現象。以往的中職生錄取是重點高中與普通高中之間的分數段，而今是在普通高中分數段以下，這是一個客觀存在的事實，生源質量下滑，而教材內容和形式變化少，超出了學生的實際接受能力，導致學生學習興趣下降，學習效果不佳。特別是近年來，這一問題不但沒有改變，甚至更加突出。
二是實驗教材和理論教材的風格接近，忽視了實驗教學的特點，難以實現實驗教材的創新。博士論文，實驗教材。博士論文，實驗教材。課程總框架上理論課重而實踐課輕，而且專業課也是重專業理論而輕技能訓練；授課模式上仿效理論教學，實踐課無法形成體系。造成實驗課成了理論課的附屬。
三是實驗教材建設未與市場需要接軌，與用人單位需求往往有很大的差距，實驗教材建設沒有邀請相關專業技術人員參與，對市場了解不多不深，出現了編寫實驗教材所選素材的“信息孤島”現象。
四是實驗教材的更新速度慢，與計算機軟硬件的更新速度相比存在滯后的現象。計算機技術的發展速度較快，而實驗教材的更新速度相對較慢，導致實驗教學教材和實驗教學環境不一致的情況，影響了實驗教學的效果。
2 中職計算機專業實驗教材建設若干問題探討
中職生的實驗教學，要求我們不斷更新教育觀念，樹立以人為本、以學生為本、以學生發展為本的教育理念。教師應在實驗教學中，選擇好的實驗教材，不斷完善教案、講義，進行模塊化整合，激發并強化學生的學習興趣，我國古代教育家孔子說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”可見，一本滿足專業要求、學生愛不釋手的實驗教材是培養學生的學習興趣，并引導他們逐漸將興趣轉化為穩定的學習動機的前提和基礎。
1）建立“三層次”實驗教學體系，并配套相適應的三類實驗教材
由于計算機專業課程是實踐性較強的課程，因此我們在理論教學的同時，特別注重加強實驗教學，以培養具備一定基本理論素養和基本技術技能的計算機應用型創新人才。在實驗教學過程中，我們選擇或編寫三類教材，即初級、中級和高級三個版本級別的實驗教材來滿足三個層次學生的實驗教學，即基礎性實驗、綜合性實驗和研究開發性實驗三個層次的實驗教學。博士論文，實驗教材。學生按不同層次分組，使用不同教材，自主學習，并分別接受教師指導與訓練，加強教學的針對性，分類教學有利于調動學生的學習興趣，培養學生你追我趕的學習氛圍，實現不同層次的人才培養目標。
2）組織編寫創新型計算機專業實驗教材，構建和完善適合中職特色的實驗教學體系
創新型計算機專業實驗教材的編寫從滿足經濟發展對高素質勞動者和技能型人才的需求出發，在課程結構、教學摘要有各種風格的視頻和音頻教材，同時輔之以虛擬實驗室，為中職學生奉獻教材精品和提供訪問友好的虛擬實驗室平臺，促進中職教育又好又快良性發展。博士論文，實驗教材。
如何構建和完善適合中職特色的實驗教學體系，我們有很多成功的例子，如北大青鳥從教材到教學已形成了自己獨特的體系，洪恩集團計算機教學軟件使很多人學會了計算機的操作等等，我認為構建和完善適合中職特色的實驗教學體系，首先要從實驗課程教學質量標準評價體系建設和實驗課程教學監督評價體系建設入手，建立和規范對實驗課程教學質量的全面監控和全程監控反饋機制，同時加大過程考核力度，建立健全相關規章制度，對實驗教學質量的提高具有關鍵作用；其次就是引進、學習一些知名教育集團的職業教育培養模式，加以消化吸收，構建適合本地學生的實驗教學體系；最后就是加強職業教育校際間的交流，聯合編寫教材或講義，通過實驗教學研討會、教師教學比武和學生技能競賽等活動來不斷完善和豐富本地特色的實驗教學體系。
3 結束語
總之，中職計算機專業教材建設一定要以職業能力發展為主線，以培養具備一定基本理論素養和基本技術技能的計算機應用型創新人才為目標，不拋棄，不放棄，讓每一個學生都能走上健康發展的道路，在職場中找到自己的位置，最終到達成功的彼岸。
參考文獻
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混合學習是集面對面教學與在線學習的優勢于一體的，對于實驗教學來說，究竟如何融合虛擬實驗與真實實驗的優勢進行實驗教學？如何分配二者的比例？以上問題能否解決是決定混合學習效果的關鍵因素[5]。因此，為了解決好虛擬實驗室與真實實驗室學習比例分配問題，本文將混合學習過程分為四個階段：預習實驗、操作實驗、鞏固提高、評價與反思(如圖2所示)。其中：(1)預習實驗階段主要任務是熟知實驗原理、實驗目標、實驗注意事項等內容，以“實驗室制取氧氣”為例，由圖1的知識建模圖可知，預習實驗階段的任務是熟知氧氣的化學性質、物理性質以及氧氣的組成，學生只有理清了氧氣的基本知識，才能較好地辨別兩種制取方法間的異同點。(2)操作實驗階段主要分為在虛擬實驗室與真實實驗室中操作，具體先在哪一個實驗室中操作，這主要取決于學生的知識水平和具體的實驗類型。(3)鞏固提高階段主要是將本次實驗中學習到的知識應用于實際生活中，解決日常生活中遇到的化學問題，并能改進實驗，制作簡易實驗裝置。另外，為了培養學生分析解決問題與探究的能力，我們改編一些實驗條件，設計與本實驗相關的探究小實驗，要求學生分組或單獨設計實驗方案，完成探究小實驗。(4)評價與反思階段始終存在于實驗過程的每一個環節中，它支持每一個環節的順利進行，也為多元化評價學生提供了客觀、公正的依據。
二、混合學習活動設計
對于實驗教學而言，混合學習活動主要是指在真實實驗室和虛擬實驗室中開展的活動。如何對學習活動進行分類？美國學者喬納森將基于問題、項目的學習活動分為探索、闡明和反思三大類，我國學者武法提等通過對網絡學習環境下學習者行為的分析，將網絡環境下的學習活動分為知識學習、問題解決、策略學習三類[6]。楊開城認為可以從不同角度對學習活動進行分類：從活動的內外化角度可以分為內部和外部活動，從個體群體的角度可以分為個體學習、群體交流、自我管理，從活動與學習目標的內在聯系可以分為意義建構、能力生成活動[7]。詹澤慧則從學習活動依托的環境不同將其分為課堂學習活動、在線學習活動[8]。上述學者都從不同角度對學習活動進行了分類，但是具體到實驗學習上，如何進行分類？筆者在借鑒上述研究的基礎上，根據實驗類型與實驗目標的不同，將混合學習環境下的實驗學習活動分為四類：理論知識類、實驗技能類、問題解決類、評價與反思類。實驗過程中每一個階段的順利進行都離不開學習活動的支持。真實實驗與虛擬實驗各有優缺點，依據知識建模圖中呈現的各知識類型之間的隸屬關系，筆者為每一個實驗階段設計了相應的學習活動。如理論知識類活動主要支持預習實驗階段的學習；實驗技能類活動主要支持操作實驗階段的進行；問題解決類活動主要支持鞏固提高階段的進行；評價與反思類活動用于培養學生的評價反思能力。各類活動組成了一個相互影響的活動序列，且各個活動間緊密銜接。下面具體闡述每類學習活動的設計方法。
1.理論知識類活動設計
本文中理論知識主要是指事實性知識和概念性知識，事實性知識一般只要求記憶，概念性知識則要求記憶、運用與發現。對于初中化學實驗教學而言，理論知識主要是指實驗原理、實驗目的、實驗儀器藥品的特性等。由于此類知識的學習是在預習實驗階段進行的，學生也不太重視，鑒于此，為了便于學生記憶與運用事實性和概念性知識，我們在虛擬實驗室中，設計了知識卡片、頭腦風暴、概念沖突、預習報告等活動。知識卡片是集圖像與文字于一體的，卡片分正反兩面：正面設計與實驗相關的知識點，并配有圖片說明；反面設計與該知識點相關的問題及注意事項。這種圖文并茂的設計方式，生動形象地為學生呈現了實驗原理、實驗目標和實驗儀器藥品等內容。在設計頭腦風暴類活動時，筆者主要從問題的難易程度和活動的實施環境這兩個方面考慮。如果問題難度過大，就不易調動學生討論的積極性。另外，無論是在真實實驗室還是在虛擬實驗室中進行，都需要為學生提供一個較為寬松的思考環境。如圖1知識建模圖中“氧氣的化學性質”知識組塊，就可以設計成一個頭腦風暴類活動。該活動既可以面對面進行，也可以在虛擬實驗室中提供的論壇中實施。如果班級人數過多，可采取分組的形式進行，然后每組派一名代表匯報小組成果。概念沖突主要是讓學生解釋一個矛盾事件，這有利于激發學生的認知沖突。因為學生原有的認知結構不能同化新的知識，只能重組與改造自身的認知結構。這種引起概念沖突的情境創設方式，有利于推動學生建構知識。這類活動的設計，需要考慮學生的起點水平、認知風格，新知識與學生原有知識間的區別與聯系等問題。以“氧氣的物理性質”為例，“無色無味、不易溶于水的氣體一定是氧氣嗎？”可設計活動討論“無色無味、不易溶于水”與“氧氣”的關系，引起學生的概念沖突，使其思考其他氣體的特點，判斷其他氣體與氧氣的異同點。預習報告是為了評價學生的預習效果而設計的，是為了知道學生是否預習了實驗、預習的效果如何、預習中存在什么問題。這類活動需要教師和學生共同參與，學生預習完實驗后，應認真填寫預習報告，教師需及時地批閱，并將評價結果反饋給學生。
2.實驗技能類活動設計
《標準》中明確指出：“化學實驗是進行科學探究的重要方式，學生具備基本的化學實驗技能是學習化學和進行探究活動的基礎和保證。并對實驗技能提出了具體的要求，如初步學習分離混合物、制取氣體，初步學會取用藥品、加熱、選擇儀器、連接儀器、配制溶液、檢驗物質、使用化學用語、觀察記錄、簡單計算等”[9]。因此為了使學生習得基本實驗技能，本文設計了“觀看在線視頻”“講解演示實驗”“做虛擬實驗”“做真實實驗”“改進實驗”“填寫與查閱實驗報告”等實驗技能類活動。其中只有做真實實驗這一活動是在真實實驗室中進行的，其他的均在虛擬實驗室中實施。“在線視頻”的制作方法有兩種：一是下載并修改網絡上的優秀實驗視頻資源；二是通過邀請化學骨干教師做實驗，然后將做實驗的過程拍攝下來，再添加上旁白及字幕，并剪輯成一個個小的片段，一個片段的長度是4分鐘左右。設計成4分鐘左右，是為了避免學生因觀看過長的視頻而引起視覺疲勞、注意力不集中等問題。另外，在設計“觀看在線視頻”活動時，還要求學生在觀看的過程中，回答問題(如典型的實驗現象是什么、簡要敘述實驗步驟等)。在線視頻的設計不僅可以熟悉真實的實驗儀器，給學生以形象直觀的感受，還可減少學生在虛擬實驗室中產生的不真實感。“講解演示實驗”主要是針對學生預習報告中出現的問題，由教師向學生講解實驗目標、實驗原理及實驗的重點、難點、易錯點。“做虛擬實驗”活動的設計，是在學生完成了預習實驗以及教師講解了演示實驗之后進行的，此時學生已經知道了關于實驗的基本理論知識。虛擬實驗可以為學生提供一個實戰前演習的場所，讓學生對實驗的原理、現象、儀器的使用等有一定的了解，從而可以減少真實實驗操作失誤的次數。在課后復習的過程中，學習者可能還會遇到一些關于實驗儀器的操作技巧、實驗現象觀察等方面的問題，一般情況下，由于受實驗時間、空間和實驗儀器藥品的限制，再去重復真實實驗的過程是不可能的。這時，虛擬實驗以其高度的資源共享性、可重復利用性成了學生的好幫手，學習者可以在任何時100教學實踐與研究間、任何地點進行自主學習和復習。為了使學生將學到的理論知識運用在實驗中，并培養學生的觀察能力、操作能力，在虛擬實驗中，著重設計了選擇實驗儀器藥品、檢查氣密性、選擇實驗方法、組裝儀器、觀察并填寫實驗現象、書寫化學方程式等項目。另外，為了防止學生抄襲他人的結果、甚至復制粘貼網上答案，筆者在設計虛擬實驗時，又添加了監控和限時功能，即將學生操作虛擬實驗的過程拍攝下來，這樣在評價學生時，可以隨機抽取學生做實驗的視頻片段，一旦發現學生抄襲或態度不認真等問題時，教師會予以提醒、警示；限時功能主要是指對于特定的實驗步驟，如組裝儀器，將給出時間限制，若在規定的時間內，未完成此操作，則該環節得分計為0分。“做真實實驗”這一活動是在真實實驗室中進行的，因為虛擬實驗會使學生產生不真實感，在培養學生動手能力方面，是不能取代真實實驗的。因此在設計該活動時，活動規則與虛擬實驗室中也不同，此處主要是要求學生體會虛擬實驗與真實實驗的異同點、虛擬實驗中不能解決的問題在真實實驗室中能否解決、做真實實驗室存在什么問題等。此活動的設計一般2人一組比較合適，否則人數過多，有些學生或許就成了觀望者，沒有動手操作實驗的機會。當學生在做實驗的過程中出現問題時，教師或實驗師應給予及時的指導，幫助學生分析出現問題的原因，啟發學生想出解決方案，而不是直接指出學生操作失誤的原因，因為這是培養學生創新思維、探究能力的較好時機。“改進實驗”活動的設計，是為了培養學生的探究能力，要求學生在完成實驗后，思考實驗裝置存在什么問題、能否改進、改進的方法是什么、為什么這樣改進等問題，設計改進方案并加以實施，該活動一般以5人為一組較為合適。每個小組先討論實驗裝置存在的問題，再設計改進方案并分析該方案的可實施性、存在的風險，必要時可請教指導老師，協助分析該方案的合理性。條件允許的情況下，指導老師需要審閱每組的設計方案，并提出修改建議。“填寫與查閱實驗報告”活動要求學生完成虛擬實驗之后，獨自填寫實驗報告，完成之后由教師進行批閱，然后給出評價結果，學生再查閱實驗報告，并根據老師的評價結果進行修改。實驗報告的設計和評價方法，筆者已在其他文章中說明，此處不再贅述。
3.問題解決類活動設計
問題解決類活動的設計主要是為了培養學生運用化學知識和科學方法分析和解決簡單問題的能力。設計問題解決類學習活動時，應設計好學習活動的問題情境，將具體的活動任務融入到真實的生活情境中，要從學生已有的經驗出發，讓他們在日常生活中感受化學的重要性，了解化學與日常生活的密切關系。如關于“氧氣與二氧化碳的性質”，可設計學習活動為：市場上有一些充氣包裝的食品，裝食品的塑料袋內充滿了氣體，問袋內充的是什么氣體？請學生提出猜想，并說明理由、加以驗證。這種設計方法能很好地將化學與學生的日常生活聯系起來，提高學生的學習興趣，使學生感到化學離自己并不遙遠。本研究設計的問題解決類學習活動主要有：“探究小實驗”“生活中的化學”“化學家發現之旅”等。“探究小實驗”和“生活中的化學”活動的設計主要是根據學生已學過的化學實驗，設計與日常生活相關的探究實驗。比如可設計學習活動：收集有關鐵銹蝕造成經濟損失的資料，設計實驗探究鐵制品銹蝕的條件，討論防止銹蝕的方法。再如可設計學習活動：碳酸鈉俗稱蘇打，碳酸氫鈉俗稱小蘇打，常用于食品和醫藥工業。請同學們設計簡易實驗裝置對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質進行探究。此類活動要求以小組的形式進行，一般5人一組比較合適，并在活動前將評價量表分發給學生，既有利于學生清楚該活動具體的評價方法，又能為學生進行探究活動提供一定的方向。該探究活動可分為：提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等。“化學家發現之旅”活動的設計，主要通過制作視頻、動畫、圖文并茂的電子讀物，講述化學家探索發現的過程，為學生展現化學家們辛勤工作、廢寢忘食的情景，以拓展學生的視野，使學生體驗化學發現的艱難與化學家的辛勞，學習化學家嚴謹的科學態度。在開展該活動時，要求學生先觀看視頻、動畫、電子讀物，然后回答教師設計好的問題，并將答案到論壇上。“編寫‘趣味化學’小故事”活動，要求學生根據化學知識的特點將其編寫成一個個趣味化學小故事，如氧氣的性質這一知識點，可根據氧氣的物理性質和化學性質，編寫名為“神奇的氧氣”“氧氣的自述”等故事。在實施活動前，教師應先在論壇中創建活動區，題目為“編寫關于氧氣的趣味化學故事”，并給出具體的活動目標、分組方法、時間要求、活動建議。編故事時建議學生：遵從科學、趣味性原則，反應化學知識的特點，故事長度以300字左右為宜。最后將編寫好的故事在活動區內，供同學之間學習和評價。
4.評價與反思類活動設計
從實驗前的預習階段到鞏固提高階段，評價始終貫穿于整個實驗過程之中：(1)預習實驗階段，筆者設計了評價量規、預習報告等工具，用于評價學生的預習效果。另外，為了防止學生抄襲他人實驗結果、任意復制粘貼網上資源等現象的出現，添加了對實驗過程的監控和限時功能，將實驗過程拍攝成若干個視頻片段，教師可以隨機抽取實驗過程中的任意一段進行評價。(2)鞏固提高階段，針對學生設計的探究實驗方案、化學小論文等，可以很好地對學生在該階段的學習進行評價。(3)評價與反思階段，主要是通過制作概念圖、實驗作業、電子檔案袋、在線論壇等，對學生在整個實驗過程中的表現進行評價。下面簡要介紹“制作概念圖”“實施在線考試”“設計電子檔案袋”等活動的設計方法。虛擬實驗、實驗報告評價用于跟蹤學生的實驗過程、記錄學生做實驗時觀察到的實驗現象，若學生選擇的實驗藥品不合適，儀器的組裝不正確，化學方程式的書寫不規范，系統會立刻針對學生的誤操作給予反饋，提醒學生規范操作虛擬實驗。實驗報告的評價功能主要體現在兩個方面：一是能自動記錄學生在做虛擬實驗的過程中填寫的實驗現象和數據，這些實驗現象和數據是自動記錄在實驗報告中的，學生不能隨意修改，也在一定程度上杜絕了抄襲現象；二是對于實驗報告中主觀性問題的回答進行過濾檢測，若兩個實驗報告的相似度大于60%，則視為無效報告，可自動提醒學生認真、獨立地填寫實驗報告。對于初中三年級的學生來說，化學是一門全新的學科，其中有大量的概念、化學符號和化學用語，這些概念和符號通常比較零散。學生對需要記憶的化學知識組織不好，不能按結構層次排列知識點，對知識內在聯系模糊不清，對化學概念知識、方法的總結與運用也有欠缺。為了解決上述問題，筆者設計了“制作概念圖”學習活動，因為概念圖能清晰地展現概念間的關系，可以幫助學生理清新舊知識間的聯系。它既可用于課前預習，也可用于課后的總結復習[10]。可采用徒手方式繪制，也可用Word、Inspiration等軟件制作。對于初中化學實驗教學來說，由于受到教學時間的限制和中考的壓力，一般采用徒手方式繪制較好。在實施“制作概念圖”的學習活動前，應明確提出概念圖的評價標準，如應在概念之間建立起有意義的聯系，能將最高層的概念分解成若干有效的層級，概念之間的聯結整合是有效的、有意義和重要的等[11]。“實施在線考試”活動主要設計了單選題、多選題、簡答題、設計題，這些題型囊括了初中化學課程的各個知識點，形成了一個比較完整的試題庫。并且各個試題是隨機生成的，也就是說學生每一次登錄系統抽取的考題都與上一次的不同，絕對不會出現兩次抽到同一份試卷的可能。在時間設計上，根據題量的多少和難易程度，我們為每一份試卷設計了固定的時間。學生完成實驗后，需登錄虛擬實驗室，進入在線考試，在規定的時間內完成考試內容。將學習反思報告、實驗方案、典型作品、教師和同學的評語及期望、學習計劃等內容裝入檔案袋中。通過對檔案袋和在線論壇的分析，教師可以發現學生在實驗的過程中存在的問題，提供反饋信息；學生也可以通過自評與互評等方式，反思自己的不足并學習同伴的長處。
5.“實驗室制取氧氣”混合學習活動設計案例
實驗室制取氧氣有兩種方法：排水法和向上排空氣法。有四種藥品：高錳酸鉀、氯酸鉀、二氧化錳、過氧化氫溶液，在此選擇加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣，并采用排水法收集氣體。選擇這兩種藥品除了因為它們可以反映實驗室制取氧氣的基本過程，還有兩個原因：一是便于學生了解分解反應的含義，二是有利于學生通過該實驗驗證催化劑的性質。前面已經介紹了各類活動的設計方法及注意事項，下面以“加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣”為例，簡要闡述混合學習活動序列的設計。依據活動理論和學習目標分類方法，通過構建知識網絡圖將知識分成若干組塊，然后以實驗過程為主線，以虛擬實驗室和真實實驗室為支持環境，從學習目標、知識組塊、活動任務、活動形式與時間分配、學習成果方面設計混合學習活動(如下頁表3所示)。
三、結束語
關鍵詞： LMS Moodle 大學生 信息化學習方式
學習管理系統（LMS：Learning Management System）是具有組織、跟蹤、評估、發送、呈現、管理學習內容和學習活動，促進學習者之間交互等一系列功能的計算機（網絡）系統，它的使用能輔助教師為課堂建構一個將課內外教學連接的學習環境。［1］LMS平臺的選擇有很多，有Webct、Blackboard、Lotus等。在眾多的平臺中，Moodle使我們眼前一亮。它的重要的特色是以社會建構主義為其設計基礎，影響范圍廣，教學理念先進，免費使用，支持中文，技術門檻低，功能強大。因此本文構建了基于Moodle平臺的大學生信息化學習方式，試圖解決大學生學習中存在的諸多問題。
一、大學課堂教學中存在的問題及Moodle具有的相應功能
（一）課堂缺乏活力，學生缺少學習激情。
桑新民教授曾將學習分為“三個世界”，即經驗世界、語言文字世界和基于信息技術的虛擬現實世界。［2］高校的教學模式一般是教師講授為主，是一種知識的單向傳輸，即學部分停留在“語言文字世界”，很難與學生的“經驗世界”很好地聯系，久而久之造成了兩者越來越脫節，也就是理論脫離實際。因此，大學課堂缺乏活力，學生缺少學習的激情。
當人類進入信息網絡時代之后，學習中出現了第三個世界――基于信息技術的虛擬現實世界。第三個世界是溝通前兩個世界的重要橋梁。我們這里構建的基于“Moodle”平臺的學習環境正是溝通前兩個世界的虛擬現實世界。其充分利用了虛擬現實教育的獨特優勢，改變了教師課堂講授為主的單一教學模式，引導和促進大學生在經驗世界和語言文字世界中學習經驗和學習活動的整合，不斷提高學生學習的自主性、協作性和創造性。
利用Moodle平臺，讓學生在信息化環境下學習，可滿足個性化學習的需求。Moodle課程并不僅僅是呈現信息的工具，它還具有“虛擬現實的”、“開放的”、“參與式的”的特點，是有個性和創造性的“思維實驗室”。Moodle課程促進教師與學生對學習方式、教學方式的轉變，為師生的自我發展提供可契機。
（二）教學目標與評價方式難以激發學生的主動性與創造性。
多元智能理論認為，人的智力是多方面的，其表現形式也是多種多樣的。大學的教學評價主要以期末考試成績為參考。這不能全面客觀地反映學生的發展，忽略了對學生個性和多種能力的鍛煉。
Moodle平臺為個性化學習提供了可能，它包括很多組件，把不同資源結合起來使用。根據學生的實際情況和需要設計合適的學習內容、學習活動和學習策略。Moodle提倡個性的自由、充分、和諧發展，尊重學習者的興趣、愛好和需要。學生可以根據個人的需要和進度，從許多可任選的學習材料中進行選擇。Moodle平臺上整合了專題討論、Wiki、Blog等工具，學生可以通過這些工具進行深入的學習，并能自由地與他人交流想法。
傳統課堂的教學目標整齊劃一，難以激發不同個性學生學習的主動性與創造性，難以適應不同類型大學生學習的內在需求。Moodle教學的最大好處就是可以根據學生的特點、學生的接受能力、學生的喜好程度將教學目標進行分層。在基于“Moodle”平臺的信息化學習中，學生按照自己喜歡的學習路徑進行學習，滿足了學生個性化學習的需求。同時Moodle上的評價是一種過程性評價，對于學生的學習過程都有詳細記錄，包括學生何時登錄，瀏覽了哪些資源，考核成績如何。評價形式主要有：同伴互評、對評價評分、成績反饋。通過過程性評價，學生主動、自覺、客觀地進行自我及同伴的評價，有效調動了學生學習的積極性。
（三）研究性學習能力、協作學習能力較差。
大學生在繁重的課業學習中，基本是孤立的學習者，與他人協作學習的能力較差。大學生普遍缺乏人際交往的經驗、組織協調的能力、演講和藝術能力、團隊精神和團隊感情。而在“知識爆炸”的今天，學校課程與教學內容急劇膨脹，面對不斷增加的學習壓力，學生如果仍然只進行孤立的個體學習，必然是力不從心。這就需要每個大學生學會自主―協作學習、研究性學習。
Moodle平臺是開放的、協作的，讓學生、教師甚至是家長可以在信息化課程中進行良好的互動。Moodle平臺上提供了多種學習活動，有SCORM、Wiki、專題討論、作業、投票、測驗、聊天、討論區、詞匯表、程序教學（lesson）及問卷調查等，這里大多數學習活動都有小組學習的形式，學生可以根據需要選擇分組學習、集體學習。
Wiki是Moodle系統中網上協作學習的平臺，小組可以在同一個網頁上對學習內容成果等進行編輯、修改，并且可以保留、查看修改的歷史記錄。因此可以充分培養學生的交流、協作能力，形成生生、師生甚至家校之間的良好互動。
Moodle是研究性學習的平臺，特別體現在主動尋找答案、主動發現問題方面。它能充分調動學生的思維能力、想象力和創造力，開拓學生視野，啟發學生思考，從而進一步培養主動探究的能力。
二、基于“Moodle”平臺的信息化學習過程
“Moodle”平臺安裝包可以在魔燈中國社區（MoodleChina Community）下載。魔燈中國是一個非盈利組織，成立2007年3月。在這里可以下載最新漢化版的Moodle（Windows 版Linux版）和Theme（主題皮膚）。［3］整個學習過程可用下圖（1）來表示，圖的中心是Moodle平臺，表示整個學習是緊緊圍繞在Moodle平臺構建的學習環境中展開的；最的六個方框是六個學習過程；中間指向方框的是與學習過程對應的Moodle平臺中的功能。
（一）對學習者分析，合理分組。
在開展正式的學習活動之前，教師首先應對每個學生的專業、電腦操作水平、課件制作能力、藝術設計能力等方面有一些了解。這樣可以為后面設計學習資源和學習活動提供依據，也是科學合理地進行異質分組的前提。教師應盡量將不同特點有不同特長的學生分為一組。
其次，分析每個學習者的學習風格。讓教師尤其是學習者了解自己的學習風格對學習活動和學習效果起著十分重要的影響。學習風格主要包括生理和心理兩方面。生理方面主要表現為年齡、性別、體質特征、時間知覺的不同。以及對聲音、光線、溫度的偏愛和對感知覺通道的偏愛等；在心理方面，學習風格主要表現為信息加工、思維方式、愛好、動機、情感意志等方面的差異。
最后，分析學習者元認知水平。通過讓學生自我提問等方法來了解自己的元認知能力，讓學生對自己學習中感知、記憶、思維、想象等認知活動再認識、再思考及進行積極的調控，提高學習者的自我管理、自我反思的能力。
（二）科學制定層次化、具體化、個性化學習目標。
采用分小組研究性學習，每個小組和個人都要要制定學習與發展目標，在制定學習目標時要求做到層次化、具體化、個性化。［3］第一，學習目標要包括三個層次，即課程學習目標、小組學習與研究目標、個人學習與發展目標；第二，學習目標要具體，不僅制定總目標，還要制定清晰的單元學習目標，最后轉化為與目標任務相關的作品、論文；第三，目標是個性化的，小組內每位成員根據自身特長和學習內容制定相應的個性學習目標，組內成員采用合作策略，而小組間采用競爭策略。有了學習目標，每個學習者和每個小組都要提交個人學習計劃和整個小組的學習計劃。學習計劃中要包含根據自己的學習基礎、學習風格和元認知特點制定的學習策略。而且，學習計劃和學習策略都要求在學習活動中嚴格執行。這些可通過“心得報告”、“作業”、“Blog日志”等形式記錄下來。
（三）設計豐富的學習資源和靈活的學習活動。
Moodle平臺的“資源”和“活動”是學習過程的核心。在課程學習前教師應設計好與學習內容相關的各類學習資源，豐富的學習資源是學生完成自主―協作式研究性學習的重要保障。
“資源”模塊（圖2）包含標簽、文本頁、網頁、鏈接到站點或文件等，完全可以滿足課程設計者來編輯和展示資源。
利用“活動”功能（圖3）設計靈活的學習活動。“活動”模塊包含Wiki、作業、互動評價、投票、數據庫、測驗、程序教學、聊天、討論區、詞匯表、問卷調查等等一系列活動，以此來協助課程設計者完成課程設計。
整個“活動”按照功能可以分為協作、討論、反饋和評價四類，其中“協作”利用Wiki、專題討論、詞匯表這幾個模塊；“討論”可以以在線聊天的方式實現，討論區和消息可以實現離線的討論和交流。
“反饋”的功能可以由投票、作業、心得報告等來實現；“評價”則可以將論壇、Wiki、SCORM、作業、課等納入到評價體系中，從而形成基于網絡的電子成長記錄袋。
（四）綜合信息，完成作品，匯報交流學習成果。
通過使用一系列的資源和學習活動，每個小組和成員最終要完成自己的作品。作品全是電子形式，這樣做的優點是易于保存、查找、交流、共享。電子作品的主要內容包括研究內容匯報PPT、小組學習主頁、個人學習日志Blog等。電子作品在平臺上的實現方法是在線文本、網頁編輯、心得報告、離線活動、作業等。每一個學習專題完成之后，是一次匯報交流課。每一個小組把自己的成果向大家匯報，其他小組要進行評論和提出問題，匯報人除了回答提出的問題，還要提出自己的研究不足，大家討論解決。匯報交流是整個學習過程的重要一環，在每一個專題學習之后都要按時進行。匯報交流后學習者要對本次學習進行反思、總結。這不僅是評價的依據，更重要的是學習者通過反思總結才能真正找出問題，提高以后的學習能力。
（五）進行多元化評價。
過程性評價，主要以每位學生的學習記錄為依據。學習記錄在作業、討論區、心的報告、Wiki、SCORM等學習活動中保存，主要形式是每個學習者和小組的作品、發言、研究論文等。除此之外在其它側面比如“學習態度”、“努力程度”、“表達能力與溝通能力”等方面也可以做出評價。
相互評價，平臺專門為評價設計了“互動評價”活動。它的功能十分強大，能夠很好地實現自我評價與相互評價。在使用之前，需要進行一些選項設置，包括分值、評分策略、評分要素個數、能否自評、是否匿名、教師評價權重、上傳作品的時間、評價作品的時間等。教師可根據自身的需要選擇合適的評分策略及其它選項。Moodle提供了多種評分策略及量表類型，教師可根據需要進行選擇，并提供明確細化的評分標準，以減少學生的主觀偏差，提高評分的效度和學生評價水平。其次，評價可以做到完全的匿名性，這就避免了人際關系干擾評分的信效度。
成就評價，將多元智能評價理念與信息技術評價方式的引入教學評價與管理之中，通過創作個人與小組、班級學習主頁的方式進行大學生在網絡環境下學習與創新能力的綜合評價。在了解學習者智力特點的前提下，制定多元的、彈性的、個性化的評價標準，使每一個學生以適合自己的方式接受評價，充分注重學生的個性發展，使每一個學生通過學習體會到成功的喜悅。
經過了基于Moodle平臺的信息化學習之后，在一定程度上改變了大學課堂缺乏活力，學生缺少學習激情的現狀。在自主―協作式的研究性學習過程中，培養了學生的信息素養，使學生學會了自主學習、在交流與協作中學習、運用現代信息技術高效地學習、在研究和創造中學習，使每個學生的學習能力和學習效率得到較大提高。
參考文獻：
［1］駱莎，黎加厚.以魔燈（Moodle）為媒連接課內外學習.遠程教育雜志，2007,2.
［2］桑新民.多媒體和網絡環境下大學生學習能力培養的理論與實驗研究.中國遠程教育，2000,11.
[論文摘要]在教學中運用虛擬現實技術不但能有效的提高教學效果，激發學生的學習興趣，而且還能提升教學過程中的科技含量。闡述虛擬現實技術在教學中的重要作用，重點探討在各基礎學科中虛擬現實技術的運用。
一、引言
隨著計算機技術的飛速發展，虛擬現實技術已經從前沿的航天、軍事領域開始進入教育領域，并涉及高等教育的各個學科。計算機變成實驗臺，軟件變成儀器，網絡變成實驗室的虛擬現實技術能形象生動地表現各個學科的教學內容， 有效地營造隨技術發展的教學環境，提高教學質量。
二、虛擬現實技術概述
虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及顯示技術，生成三維的虛擬環境，介入者利用鍵盤、鼠標等輸入設備，或者帶上頭盔、數據手套等傳感設備進入虛擬環境，在虛擬環境中進行實時交互，并且能夠感知和操作虛擬環境中的各種對象，獲得身臨其境的感受和體驗。
虛擬現實技術具有沉浸感、交互性和想象力三個基本特征。在具體的教學實驗中，學生可以作為主角存在于虛擬環境中，對虛擬環境內的物體進行操作并從環境中得到自然的反饋，而且當學生沉浸在多維信息空間中時，能夠主動地獲取知識，尋求解答，形成新的概念。
虛擬現實技術以其諸多的優點決定了它在教育領域中的重要作用。一是避免真實實驗或操作所帶來的各種危險并降低真實實驗的實驗用品損耗；二是在虛擬實驗中可以獲得與真實實驗一樣的學習效果，還可根據實驗教學發展需求“引入”新設備，不斷對新設備進行擴展。三是徹底打破空間與時間的限制。總之，虛擬現實技術結合多媒體技術和計算機網絡，能提高實驗效果與效率，充分發揮教學優勢。
三、虛擬實驗室的實現
虛擬實驗室是由虛擬現實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象以及實驗信息資源等。在虛擬實驗室中，學生能夠在計算機建立的三維的模擬實驗場景中從不同的視角觀察一個實驗對象，通過鼠標的選擇或者拖曳操作便可完成與虛擬實驗對象之間的交互。
（一）仿真實驗
虛擬實驗室實際上就是數字化的仿真技術在實驗教學中的應用，一個真正的虛擬實驗教學系統的前臺是多媒體或是虛擬化的環境，后臺是實時仿真的過程。
目前的仿真軟件很多，如EASY-T、VT-LINK3.3、SPW、Cadance、Mentor、MatLab、Protel2004、LabView、OpenGL、MultiGen等。在構建虛擬實驗時，應根據具體需求，選擇合適的開發工具。如何將計算機仿真技術與虛擬化的儀器或多媒體環境有機的結合起來是虛擬實驗室建立的關鍵和核心技術。
（二）支持技術
目前國內外對虛擬實驗室的開發大致采用以下幾種方法 ：
1．使用JAVA+VRML進行開發。Java目前已經成為跨平臺應用軟件開發的一種規范，主要討論對象行為。VRML 是一種虛擬現實建模語言，著重于虛擬場景中對象的特征。采用JAVA+VRML混合編程是實現較復雜動態場景控制等高級交互功能的有效方法。但基于VRML虛擬現實的虛擬實驗在制作上較復雜，客戶端需要有大量的專業的設備（如頭盔、觸覺手套等），附加成本較高，并且運行VRML對客戶端計算機的性能要求也很高。
2．使用ActiveX控件進行開發。ActiveX技術是Microsoft為適應網絡發展的需要而將OLE技術在Internet上的重定義。在虛擬實驗室的開發過程中，代碼復用性對于持續開發過程尤為重要。可以利用VB、VC++、Delphi、Builder等任何一種支持COM規范的開發工具來進行ActiveX控件的開發。由于ActiveX控件只能運行在基于Microsoft Windows的操作系統，因而移植性和通用性較差。
3．使用QuickTime VR進行開發。QuickTime VR（簡稱QTVR）是新一代的、基于靜態圖像處理的實景建模的虛擬現實技術。QTVR可以應用照片、錄像或數字圖像等離散數據來創建虛擬環境，完成三維空間及三維物體的造型，并實現全方位觀察。具有更高的真實感、更豐富的圖像和更鮮明的細節特征。QTVR制作簡單、周期較短、可控性也很強，對開發一些簡單的網絡實驗教學軟件的難度不大。
4．使用FLASH進行開發。FLASH是一種基于矢量的圖形系統，具有短小精悍、任意縮放、兼容性良好、嵌入ActionScript腳本功能等特點。而且Flash中的工作組功能極為強大，包含一套新的工作流程，可自動更新Flash網站的數據驅動，從而大大節約了開發者的時間。因此，FlashActionScript是網上教學虛擬實驗室開發的最佳平臺。
（三）功能模塊設計
無論建設哪個學科的虛擬實驗系統，從功能模塊上均可劃分為三個部分。
1．網絡服務。用戶可通過網絡注冊個人信息并經過驗證后登錄虛擬實驗系統。登錄該系統后學生可自主選擇將要進行的實驗，并根據實際需要獲得相關的指導。
2．仿真實驗。采用計算機仿真技術來構建實驗模型，設計出用于測試的虛擬儀器設備、實驗線路或回路、實驗元器件或構件庫、判別實驗效果的評價標準等。用戶選擇相關的仿真實驗以后，根據提示進行相關的操作，觀察實驗現象并記錄實驗結果。
3．數據庫。為虛擬實驗系統提供相關的數據服務。維護虛擬實驗系統的數據信息及用戶的相關權限，為仿真實驗提供支持。
四、結束語
如何將虛擬現實技術很好地運用于教學中是目前教育領域發展的一個新熱點。虛擬現實技術在教學中具有廣闊的應用和發展前景。虛擬實驗的普及能更好的提高教學效率，優化教學過程，達到更好的教學效果。
參考文獻
[1]孫宏彬等，VRML－Java遠程虛擬教學平臺的研究與實現[J].現代遠程教育研究，2003（2）.
[2]許又泉、譚敏生、鄧軼華，網絡虛擬實驗室及其實現方法研究[J].邵陽學院學報（自然科學版），2004（03）.
關鍵詞：液壓；鑿巖機；設計研究；建議
中圖分類號：TD421.2 文獻標識碼：C
Abstract： The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China， enumerates major arguments in some related papers， points out the imperative problems， and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.
Keywords： hydraulic； rock drill； design & research； opinion
1 我國液壓鑿巖機設計研究歷史回顧
我國液壓鑿巖機的研制起步非常早，距今已近50年。我國液壓鑿巖機技術研究也很早，二十世紀七十年代，我國長沙礦冶研究院等就翻譯了大量國外液壓鑿巖機專利和論文，七十年代后期，我國作者撰寫了大量液壓鑿巖機的技術論文，直到現在，關于液壓鑿巖機的論文與專利仍然不斷出現在各類期刊與網絡上。
我國液壓鑿巖機設計研究方面的論文，有博士論文，碩士論文，學士論文，有期刊論文，也有網絡論文，在整個液壓鑿巖機技術論文中，占據了很大一部分。
估計有20個高等學校（其中包括3所師范大學）和近10個研究院所的作者發表過液壓鑿巖機技術論文，其中大部分是關于液壓鑿巖機設計研究方面的論文。專利文獻更是與液壓鑿巖機結構設計有關。可見，液壓鑿巖機設計研究在我國并非冷門。
我國液壓鑿巖機的技術論文與設計研究論文大量產出。與此形成鮮明對比，我國液壓鑿巖機產品發展很緩慢，獨立開發的產品，很少能在市場站住腳。
2 我國液壓鑿巖機文獻的分類
2.1 研究型論文
2.1.1 設計計算型論文
此類論文數量多。
設計計算型論文包括了仿真計算，優化設計，活塞間隙優化設計，蓄能器設計優化，換向閥設計優化，活塞緩沖設計，釬尾緩沖設計，沖擊頻率調節方法等等。
博士、碩士、學士的論文幾乎全部屬于此類。高校與研究院所作者的論文大都屬于此類。此類論文數量多。
2.1.2 實驗研究型論文
實驗研究型論文包括實驗方法介紹，實驗設備和儀器介紹，實驗項目介紹，測試結果與測試曲線分析，誤差分析等等。
此類論文中介紹實驗原理與實驗方法的較多。專門介紹液壓鑿巖機測試結果與曲線，并且進行分析的論文較少，大多散見于設計計算論文中，作為計算正確性的證明。
高校與研究院所作者有些論文屬于此類，此類論文數量不多。
2.1.3 材料熱處理研究型論文
材料熱處理研究型論文包括活塞、釬尾的選材與熱處理，銅套的選材等等。關于活塞、釬尾的選材與熱處理的論文較多，關于其他零件的論文數量少。
2.1.4 加工工藝型論文
加工工藝型論文包括鑿巖機主要零件的機加工的設備，工裝夾具，量具與測量方法，工序與工藝步驟，怎樣保證尺寸精度與位置精度，等等，大概是技術保密的原因，此類論文數量極少。
2.2 綜述型論文
2.2.1 產品品種型號綜述型論文
產品品種型號綜述型論文包括當時國內外液壓鑿巖機產品的廠家，系列，型號，主要性能參數等等。
此類論文數量較多，但大多是介紹阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品，介紹國內產品的較少。
2.2.2 產品歷史發展綜述型論文
產品歷史發展綜述型論文包括介紹國內外液壓鑿巖機歷史發展，產品型號推出的年代，市場情況等等， 此類論文數量不多，但大多是介紹蒙特貝塔、阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品歷史，介紹國內產品歷史的較少。
2.2.3 產品技術綜述型論文
產品技術綜述型論文包括液壓鑿巖機結構類型，技術進展，等等。此類論文數量少而且內容重復較多。
2.2.4 產品市場調研分析指導型論文
產品市場調研分析指導型論文包括當時國內使用的液壓鑿巖機產品的主要型號，市場保有量，年銷售量與銷售額，備件銷售量與銷售額，市場的細分，將來市場的趨勢預測，市場對液壓鑿巖機的性能與技術要求。
此類論文很重要，對于國家的產業政策和企業的產品規劃指導意義很大。
此類論文數量極少，幾乎沒有，倒是在網絡上各種市場調查公司的廣告不少，只提供提綱，具體內容要付費才能提供。
由于我國缺乏市場液壓鑿巖機產品銷售數據統計，要寫出高可信度的此類論文，必然要花費巨大的人力財力，只靠個人或一個單位的力量難以完成，最好有行業組織與行政力量的參與。
2.3 使用維修型論文
2.3.1 產品使用方法型論文
產品操作方法型論文包括鑿巖機沖擊壓力，旋轉壓力，推進壓力的優化匹配，鉆頭直徑與旋轉速度的匹配，操作方法等等。
此類論文數量不多，有北京科技大學高瀾慶教授等的論文“液壓鑿巖機主要工作參數對鑿巖速度影響的試驗研究”，有廣東省水利水電第二工程局梁明華論文“液壓鑿巖機旋轉速度與鑿孔直徑的關系” [1]，是鑿巖機使用實踐總結，指導意義更大。
2.3.1 產品維修與故障分析型論文
產品維修與故障分析型論文多數為水電工程局、鐵路隧道工程局的技術人員所寫。此類論文來源于生產實踐，言之有物，參考價值很大，數量不多，列舉如下：
煤科總院北京建井所黃園月、李耀武、郭孝先“液壓鑿巖機的故障分析與防治”；
廣東省水利水電第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機工作原理及常見故障處理” [2]；
廣東水電二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7鉆機使用中易出現的問題與改進” [3]；
李強“Atlas 1838型鑿巖機六種常見故障的排除”[4]；
張兆欽“COP1238鑿巖機技術特點及使用維護” [5]；
田華軍“HL500型液壓鑿巖機的日常維護保養” [6]。
2.4 產品介紹型論文
2.4.1 產品性能介紹型論文
產品性能介紹型論文多為介紹阿特拉斯、山特維克公司產品的論文，也有少量介紹國內海卓公司產品，樂清采礦機械廠的液壓鑿巖機產品的論文。
2.4.2 市場應用報道型論文
國外作者關于液壓鑿巖機市場應用報道型論文很多，國內此類論文數量很少，有少量關于YYT26支腿式液壓鑿巖機工程案例，使用成本效益分析的報道。
2.5 專利文獻
最近的十幾年關于鑿巖機械的專利有六十多件，大都是液壓鑿巖機械的結構設計方面的專利。尚未見到有重大影響，或產生效益的專利。
3 我國液壓鑿巖機技術研究的不足
3.1 鑿巖機文獻的五多五少現象
通過對我國液壓鑿巖機文獻的分析，我們發現有五多五少現象。
（1） 設計論文多，實驗與工藝論文少；
（2） 研究論文多，使用維修論文少；
（3） 性能介紹型論文多，市場應用報道型論文少；
（4） 歷史發展綜述論文多，市場調研分析指導型論文少；
（5） 專利多，影響小。
3.2 缺少學術交流討論
我國大概有20多年沒有開過全國性液壓鑿巖機技術方面的交流會或研討會。
我們眾多的論文作者，都是在自說自話，沒有交流，沒有討論，更沒有爭論。論文提出的論點，基本沒有人跟進，進行理論與實踐兩個方面的證明或證偽，或補充，只是不加評價的引用。
我懷疑，很少有人認真閱讀這眾多的論文，如果不是博士生，碩士生，大學生因為做畢業論文的需要，閱讀的人就更少了。我國關于液壓鑿巖機論文的影響力實在有限。
3.3 設計理論研究與產品生產脫節
我國大概可稱得上液壓鑿巖機設計研究論文數量大國，但是我國自行開發的液壓鑿巖機產品多數從市場上消失，現在還能在市場上站住腳，有一定銷售量的產品，多數為1980年代技術引進的產品。這種情況至少說明我們的設計研究和產品生產是脫節的，或者說明我們的設計理論還不成熟，還要不斷改進。
4 我國液壓鑿巖機設計理論的主要論點
4.1 關于鑿巖機沖擊機構設計理論
4.1.1 三段法理論
認為活塞往復運動一個周期是由活塞回程加速、回程減速、沖程加速三個階段組成的。4.1.2 設計變量理論
將一個無量綱數稱為設計變量，這個無量綱數可以是：
（1） 沖程時間與活塞運動周期之比；
（2） 活塞回程加速度與沖程加速度之比；
（3） 活塞行程與可能最大行程之比；
（4） 活塞后腔受壓面積與前腔受壓面積之比，很明顯，第四個無量綱數最直觀，最易檢驗。
4.1.3 優化設計理論
根據以下5個設計目標，求得一個最佳設計變量。
（1） 蓄能器容積變化的最大值最小；
（2） 蓄能器隔膜震動次數最小；
（3） 能量利用效率最高；
（4） 沖程時，最大瞬時流量最小；
（5） 回程時，最大瞬時流量最小。
4.2 關于換向閥設計理論
4.2.1 換向閥中位正開口理論
換向閥在中位時，換向閥的高壓窗口與低壓窗口都有微小開啟，叫正開口。認為正開口有益于沖擊機構性能改善。主張應該采用正開口。
4.2.2 換向閥最優行程理論
換向閥行程的選取受到閥口通流面積，換向時間與閥耗油量三重制約，存在一個優化點。
4.3 關于蓄能器設計理論
4.3.1 高壓蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論
蓄能器的蓄油與排油量不僅與蓄能器的容積有關，而且與系統的工作頻率有關，如果蓄能器固有頻率選擇不合適，即使加大蓄能器容積，也不能增大蓄能器的蓄油與排油量。
在蓄能器結構參數固定，鑿巖機進油壓力確定的情況下，可以改變蓄能器充氣壓力來改變諧振頻率，使得系統處于最佳工作狀態。
這個理論是極有理論研究價值與學術價值的，是一個動態的理論，是北京科技大學首先進行研究的，可惜無人跟進，這方面的論文太少。
4.3.2 蓄能器一次振動理論
在活塞運動一個周期內，蓄能器隔膜只有一次振動。這個理論已經包含在第4.1.2小節的優化設計理論中了，這是一個靜態的理論。
4.4 關于信號孔位置
4.4.1 活塞回程換向信號孔位置的計算
這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的，這是極其重要的計算，缺了這個計算公式，無法進行鑿巖機的圖紙設計。
4.4.2 活塞沖程換向信號孔位置的確定
這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的，這也是極其重要的計算。既不能換向太早，使得撞擊釬尾時，活塞已經被減速，也不能換向太晚，造成活塞二次打擊釬尾。
4.5 釬尾反彈緩沖動力計算
研究這個理論的有浙江大學張新等人，廣東工業大學機電工程學院劉智等人，中南大學機電工程學院趙宏強等人，楊國平等人，難能可貴的是，張新做了實驗研究，有實驗曲線圖。
4.6 其他理論
（1）活塞密封間隙與長度優化理論；
（2） 活塞空打緩沖結構計算；
（3） 沖擊頻率無級調節自動換擋理論。
以上3種理論均有，就不一一論述了。
5 我國液壓鑿巖機設計研究亟待解決的問題
5.1 換向閥的結構尺寸問題
（1） 換向閥中位負開口的優缺點分析；
（2） 最優負開口量的計算與實驗驗證；
（3） 換向閥最優行程理論與實驗驗證。
5.2 活塞與缸體結構尺寸問題
（1） 活塞前后腔面積的確定及優化；
（2） 活塞回程換向信號孔位置的確定；
（3） 最優沖程換向信號孔位置計算與實驗驗證。
5.3 蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論
研究蓄能器隔膜的動態頻率響應，蓄能器最佳充氣壓力的計算。
5.4 釬尾反彈緩沖系統動力計算與實驗驗證
不但研究緩沖機構本身，進行靜力學計算，更要研究釬尾反彈緩沖系統的動態響應，將緩沖機構，釬具與緩沖液壓油路作為一個系統，研究緩沖活塞的頻率響應，緩沖液壓系統是否能有效吸收釬尾反彈的能量，又是否能迅速將釬頭重新抵緊巖石。
5.5 鑿巖機反打系統動力計算
既要研究反打機構本身，進行靜力學計算。更要將反打機構與反打液壓油路作為一個系統，研究反打活塞的位移，運動速度與沖擊能量。
5.6 零件的氣蝕與腐蝕問題
（1）活塞前后腔氣蝕問題的計算與解決方法；
（2）鑿巖機殼體聯接平面點蝕的原因與預防。
6 我國液壓鑿巖機設計研究的學術建議
6.1 反求法
對國外高端液壓鑿巖機結構尺寸的分析，用反求法研究鑿巖機沖擊機構的設計計算公式與方法。反求法基本屬于歸納法，反求法需要統計多臺高端液壓鑿巖機的結構尺寸，統計數據越多，代數計算公式越接近實際，設計指導作用越大。這方面的工作似乎還沒有人去做。
6.2 驗證法
將我們國內的設計理論，如用最佳設計變量理論，換向閥最優行程理論，蓄能器設計理論，分析國外高端液壓鑿巖機的結構尺寸、充氣壓力等參數，檢驗是否符合我們的理論。如果大致符合，則驗證了我們理論的正確性，如果相差很大，則要尋找原因。
6.3 代數計算公式研究
6.3.1 液壓鑿巖機設計研究方法的分類
理論分析與公式計算，實驗研究，計算機數值仿真是鑿巖機設計研究的三駕馬車。
三段法，最佳設計變量等屬于理論分析計算。
理論分析與公式計算是鑿巖機設計研究的基礎，是實驗研究與數值計算的的基礎與指導。
6.3.2 液壓鑿巖機代數設計計算公式的建立
公式計算必須將鑿巖機的物理（實際）模型簡化為力學模型，再進一步簡化為數學模型，再簡化為代數公式。簡化必須是合理的，不能與力學模型有大的矛盾和沖突。
在不斷的簡化中，必然有失真，這時就要用經驗系數去校正。這方面我們還有許多工作要做，對每一結構類型的鑿巖機，都可以研究出一套基本通用的計算公式。
6.3.3 液壓鑿巖機代數設計計算公式的輸入輸出
代數公式計算輸入的是沖擊能，沖擊頻率，沖擊末速度，進油壓力， 輸出的是活塞質量，活塞前后受壓面積，活塞行程，信號孔位置，閥的結構尺寸，閥行程，開口量，鑿巖機進油流量等等。
6.4 強化實驗研究
6.4.1 液壓鑿巖機實驗的分類
在理論分析指導下的實驗研究是必不可少的，我們的力學模型，數學模型是否正確，簡化是否合理，都需要實驗驗證。數值仿真計算就更需要實驗驗證了。
這里所說的實驗主要是鑿巖機內部機理實驗，也可是型式實驗，而不是出廠實驗。
6.4.2 液壓鑿巖機實驗的規范
實驗的各種條件，包括樣機，液壓系統，測量方法，儀器儀表，都應該是明確的，實驗的結果應該是真實的，可重復的，重復實驗的誤差應該進行分析。實驗的時間、地點與參加人應該注明。
6.5 數值計算研究
6.5.1 數值計算的定義
數值計算就是虛擬樣機技術，因此數學模型要盡可能逼近力學模型與物理模型，數值計算需要輸入的數據很多，需要詳細的鑿巖機圖紙數據，否則不能稱之為虛擬樣機。
數值計算又叫動態仿真，我國在數值計算方面的論文太多了。有基于AMESim的仿真，基于Simulink的動態仿真，基于MATLAB的計算機仿真，準勻加速度法仿真計算，鍵合圖方法仿真，等等。
6.5.2 液壓鑿巖機數值計算輸入輸出的基本要求
沖擊機構數值計算中，進油流量必須是輸入值，而壓力是輸出值。
數值計算輸出結果不能僅僅是沖擊能，沖擊頻率等，必須能輸出活塞運動速度、位移，換向閥的速度、位移，活塞前后腔壓力的曲線。并且能夠描述出液壓油的空化與氣蝕現象。
數值計算的結果曲線應該用實驗曲線驗證，未經實驗驗證的仿真計算是不可信的。
數值計算的結果應該是真實的，不能弄虛作假，其他人也可以重復運行程序。
6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的基本要求
數值計算的程序應該模塊化，數值計算需要花費大量的精力與時間，不是一個人短時間能夠完成的，因此數值計算的程序應該模塊化，可以由一組人員分工，進行編寫。
數值計算程序應該界面友好，參數的改變，應在界面中進行，而不應在程序中進行。
數值計算的模型與程序應該是持續改進的，和所有的計算機軟件一樣，應該有版本號。液壓鑿巖機數值計算程序應該通用工具化，不要搞成專用工具。不能只有作者自己用，換一個人就不能用。
6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的難點
虛擬樣機技術是一項浩繁的工程，但是并不是遙不可及。內燃機的燃燒過程，牽涉到化學，燃燒學，熱學，力學，都可以做到數值仿真，并且在發動機設計中起到重要作用。沖擊機構的數值仿真也一定能做到，但是這要求有一個精干的團隊和一個好的實驗條件。
數值計算程序都是針對某一個特定的圖紙的，因此通用性較差。不要指望適合于單腔回油的鑿巖機，也能適合非單腔回油的鑿巖機。也不要指望適合于芯閥結構的鑿巖機，也能適合套閥結構的鑿巖機。這也是數值計算應用的一個難點。我們至少應該做到，對某一相同結構類型的液壓鑿巖機，具有通用性。
7 我國液壓鑿巖機設計研究的政策建議
7.1 以企業為主體，產學研結合
過去幾十年，我國液壓鑿巖機設計研究是以高校和研究所為主體的，和企業產品開發聯系較少。事實證明，我國液壓鑿巖機設計研究進步不大，只有以有實力的大企業為主體，廠學研結合，學校與研究所自己不搞產品生產，只為社會和企業提供知識與技術，各自發揮自己的優勢，才是我國液壓鑿巖機技術與產品的發展道路。
7.2 以行業協會為主體，組織技術交流
與鑿巖機的生產、使用有關的行業有鑿巖機械氣動工具、煤炭、礦山、鐵路、水電、冶金等等，在1980年代，礦山機械行業組織過液壓鑿巖機技術交流會， 1990年代初期， 煤炭建井行業組織過液壓鑿巖機技術交流會。
8 結語
（1）對我國液壓鑿巖機研究文獻進行了分類，5大類，13個小類；
（2）分析了我國液壓鑿巖機技術研究的不足，3個方面的不足；
（3）列舉了我國液壓鑿巖機設計理論的主要觀點，6大類，13個觀點；
（4）列舉了我國液壓鑿巖機設計中亟待解決的5大類共11個問題；
（5）提出了我國液壓鑿巖機設計研究的5條學術建議；
（6）提出了我國液壓鑿巖機設計研究的2條政策建議。
參考文獻：
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加強不同學科專業實驗的聯系，增加綜合性專業實驗的比例
環境問題的出現往往是多種因素相互作用的結果，因此也決定了環境工程是一門多學科相互滲透、高度綜合的交叉科學，具有整體性和綜合性的特點。環境問題的最終解決也必需借助不同學科知識的綜合作用。環境工程專業的這種特點決定了在其教學過程中增加綜合性專業實驗比例的必要性。我院目前設置了應用化學、化學工程、生物技術專業，這些學科開設的部分課程也是環境工程專業的基礎課，同時這些學科的基礎實驗課程也比較完善。因此，可以將環境工程的一些驗證性實驗，如有機污染物含量測定，重金屬含量測定放到化學基礎實驗課程中，可以使環境工程專業的學生得到充分的化學實驗基本操作訓練，掌握基本的環境化學分析方法，為進一步的環境工程專業實驗奠定好實驗工作基礎。我校環境工程專業培養計劃中還體現了加強實驗和實踐環節教學，無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗四大化學實驗按照內容優化整合，統一安排、統一要求、嚴格考核。按照循序漸近、突出技能訓練、創新發展的原則，組織教學。各課程按16～20人標準班教學，每門課程至少開出一個綜合實驗或研究設計實驗。加強設計性課程。
對于環境工程微生物學、環境監測、給排水工程、水污染控制工程、大氣污染控制工程、環境質量評價、固體廢物處理工程、噪音控制工程等專業課程分別安排課程見習一天。選修課程的見習安排列入每學期教學計劃。由于我校環境工程專業開設的各專業實驗均附屬于相應的理論課程，上述專業實驗存在的問題主要是驗證性實驗偏多，缺乏系統性和綜合性。因此在環境工程專業實驗課教學中，適當增大了綜合性實驗的比例。目前采用的實驗課教材提供多個綜合性實驗可供參考，如水處理實驗設置了離子交換實驗，顆粒自由沉淀實驗，活性污泥法實驗；環境微生物實驗設置了微生物的染色，培養菌的制備和滅菌，細菌純種分離、培養和接種技術；環境監測實驗設置了水中氟化物的測定，生化需氧量的測定，水中揮發酚的測定，污水和廢水中油的測定，廢水中苯系化合物的測定，校園空氣中二氧化硫的測定等綜合性實驗。以上綜合性實驗結合了分析化學實驗，化工原理實驗，生物技術實驗，水處理工程實驗等多個學科的知識，它要求學生在掌握了一定的基礎理論知識和基本操作技能的基礎上，綜合運用多種課程知識去分析問題、解決問題。這種綜合性實驗培養了學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理能力，以及培養學生掌握各種實驗設備的操作技術，在以后工作中能迅速適應工作的需要。這種綜合性實驗也對指導老師提出了較高要求，不但要了解相關知識，還要根據我院各個專業已有的條件設計合理的實驗方案，或對教材已有的實驗進行合理的改進，確保學生的實驗課順利進行。
充分利用多媒體及網絡教學，促進學生實踐能力的培養
多媒體教學是指在教學過程中，根據教學目標和教學對象的特點，通過教學設計，合理選擇和運用現代教學媒體，并與傳統教學手段有機組合，共同參與教學全過程，達到最優化的教學效果。目前多媒體技術在課堂教學中已經得到廣泛的應用，但在實驗教學中借助多媒體完成實驗過程還不夠普及。盡管在技術以及軟件上已經不存在問題，但在教學觀念、人員培訓及課時安排等方面仍然有很多問題需要解決，這些都制約了多媒體及網絡教學在實驗實踐教學中的應用。我院在搬遷到新校區后，實驗場地及教學條件得到了極大的改善，基本上每個專業實驗室都配備了多媒體設備，為多媒體實驗教學提供了很好的硬件條件。在此基礎上不斷完善軟件條件，通過購買，下載免費共享，自主開發等方式制作虛擬實驗課件，建立仿真實驗教學平臺，實現計算機輔助實驗教學。由于環境問題的產生是多種因素照成的結果，針對某一環境問題的工程設計方案由多個步驟和環節組成。例如廢水脫氮除磷常用的厭氧/缺氧/好氧活性污泥法(A/A/O-Anaerobic/Anoxic/Oxic)是應用最廣泛的污水處理技術之一，廢水需經過厭氧池，缺氧池，好氧池三個步驟的處理，這三個步驟中每一個處理單元都有不同的形式可供選擇，此外A/A/O工藝也不斷地發展和完善，出現了一大批改良型的A/A/O工藝，如倒置A/A/O、UCT、MUCT、VIP、OWASA、JHB等等。一個綜合性實驗方案無法將這些步驟和環節全部包括進來，而且涉及到的處理設備也不可能全部購買。
為了解決上述的制約實踐教學環節的矛盾，我們可以借鑒國內外部分高校的虛擬實驗室制作方案，逐步構建環境工程仿真實驗系統。仿真實驗系統可以將一些在實驗室中做不到的，或由于設備不透明而無法觀察實驗整個過程的問題，通過在計算機上進行模擬實驗來解決。以上特點對培養學生工程設計的能力很有幫助。由于仿真實驗不需要實際建造設備，不受實際運行周期影響，能迅速取得結果，學生可以通過計算機對專業實驗進行仿真實驗學習，彌補實作實驗的不足。這種設計性實驗由學生自己確定實驗方案，選擇實驗設備、設計實驗線路及步驟等。在模擬實驗過程中，學生始終是實驗活動的主體，體現了以學生為中心的教育思想，有利于充分發揮學生的主觀能動性和創造性。模擬實驗的方式給學生提供了較寬闊的思維空間和選擇余地，使學生獨立解決實際問題的能力及創新能力得到提高。隨著互聯網技術的發展，利用網絡資源建設多媒體教學環境逐漸成為現代教育中一種重要的教學方式。高校多媒體網絡教學平臺是一個開放性、互動性的平臺，不受時間和空間的限制，拓展了傳統教學方式，有利于激發學生的學習熱情，調動學生的積極性和主動性。實驗實踐教學也可以借助這一平臺開展教學活動，建設虛擬實驗室就是實驗教學改革的一個研究方向。環境工程許多專業知識需要一定的實踐經驗才能更好地理解，多媒體網絡資源可以幫助學生獲得這方面的感性認識。學生通過虛擬實驗室可以很方便地對有疑惑的知識點進行驗證，不受時間和空間的限制，激發了學生學習的興趣，使學生主動學習相關知識，培養了實踐能力。
與科研課題相結合，培養學生的工程實踐能力
通過采用綜合設計實驗與科研相結合的方式，把科學研究引入實驗教學。在老師的指導下，結合課題，學生學會如何查找資料，在工程實際中發現問題解決問題。這種訓練方式使學生的知識來源多渠道和多元化，開闊他們的眼界，使其了解本學科的現狀和發展趨勢，為他們今后在實際工作中指明了努力的方向。指導老師充分利用現有的先進科研實驗裝置和科研成果，向學生傳授技術，并盡可能地利用新手段和新方法解決實驗問題，同時組織學生參加國內外專家學者來校開展的相關講座，以使學生掌握學科的前沿動態。與科研課題相結合，可采用學生從大二開始參與老師科研活動的方式。學生自主報名,老師選擇。學生利用課余時間跟隨老師參與科研。通過系統培養學生科研能力和實踐動手能力，使學生學習專業研究方法和實驗操作技能。對于一些有大量教學任務和科研項目的老師，可采取這種方式使本科生和研究生一樣接受系統的訓練，承擔起一些助教和助研的任務。這些訓練包括做實驗、寫報告,明確教學要求和重點,如何解決學生中可能出現的問題,如何評分等。#p#分頁標題#e#
這種參與助教和助研的方式能夠增加學生的成就感和責任感，更好地調動起學生的積極性和主動性，同時能夠加強學生的實際工作能力。環境工程是一個實踐性與工程性很強的學科，主要任務是運用工程手段防止、控制和解決有關環境污染問題。環境工程本科生的培養目標涉及到供水處理廠、污水處理廠、各種除塵設備與裝置、垃圾處理場等的規劃、工程設計、運行管理等，都具有很強的實踐性和工程性。這也要求我們在校期間就培養學生具有一定的工程實踐能力、運行管理能力。通過學生參與老師研究項目，形成以工程為導向的新實踐教學方式，學生得到工程基本技能訓練，增強了工程實踐能力和對未來工作的適應能力。將專業實驗課與實際工程密切聯系以后，學生能較早地接觸工程實際，了解和熟悉未來可能從事的工作，從而走上工作崗位以后能夠很快勝任工作，受到用人單位的歡迎。學生參與研究項目的教學方式也對老師提出了更高要求，他們需要規劃研究方案，申請項目，與企業聯系等，促使老師在科研、工程開發工作中提高水平，同時其自身實踐經驗反過來有助于更新實驗教學內容。
【摘 要】化學仿真實驗室是集方便、快捷、可視、直觀、環保與數據統計等特點于一身的實驗軟件。它既是化學課堂的教學平臺，也是教師制作課件的平臺，又是教師與學生交互式學習，促進教學相長的平臺，它的出現為教學注入了新的活力。平臺能充分利用自身特點提升化學實驗反應的成功率，使學生對化學實驗由感性認識上升為理性認識，改變學生只對化學表面現象的淺性認識，促進學生化學思維的進一步提升。下面筆者介紹在教學實踐中設計并應用于課堂教學的實驗案例一則。
關鍵詞 教學實踐；滴定操作；仿真實驗
一、教材分析
在工農業生產及生活中，對溶液酸堿度控制十分重要。因此，有必要使學生掌握測定酸堿度的技術，而酸堿中和滴定恰好是最基本的測定方法。
在教材中，重點討論了酸堿中和滴定原理中的三個內容：（1）滴定實質（2）滴定計算依據及方法（3）滴定終點判斷方法。接著教材以HCl標準液滴定NaOH未知液為例，詳細介紹了滴定過程所用儀器、操作步驟、注意點。根據滴定中PH值、HCl溶液體積記錄畫出“PH值—V（酸）”的曲線圖，進而詳細討論曲線變化規律，突變范圍出現原因。教材結束雖然沒有提出誤差分析，但該知識點在高考中有一定參考價值，故老師加入該部分教學內容。
本節課就是利用仿真實驗室讓學生模擬滴定過程，數據記錄、統計、處理、繪制曲線并誤差分析。不僅提高學生學習興趣，而且增強了學生統計分析能力和自主獲取知識能力，培養了學生嚴肅認真的實驗態度和科學素養。
二、教學目標
1.知識與技能:（1）掌握酸堿中和滴定的原理及操作步驟，學習各種儀器的使用方法。
（2）理解滴定過程中PH值隨標準液加入變化的曲線關系，會初步選用合適的指示劑。
2.過程與方法：用仿真實驗法、網絡搜索法來培養同學們用“用已知測未知”的實驗思想。
3.情感態度與價值觀：運用網絡、多媒體情景調動學習情緒和激發學習興趣，培養同學們環保意識和自主獲取知識的能力。
三、教學重點與難點
1．滴定操作中原理、操作步驟及各儀器的使用方法。
2．滴定過程中PH值隨標準液加入變化的曲線關系。
四、教學過程
環節一：【幻燈】引起水質污染的四張圖片（工業、農業、生活、酸雨）
【師】 有這樣一句順口溜反映了近幾十年來我國河流的水污染日趨嚴重。“七十年代，淘米洗菜；八十年代，澆花灌溉；九十年代，魚蝦絕代。”提高環保意識，防止環境污染是每一個公民的責任。
【過渡】當然，隨著生活水平提高，人類越來越認識到水質對人類生存的重要性，國家也出臺了水質檢查常見項目的標準。
【幻燈】科學全面地評價水質的優劣需要檢測許多項目：水溫、酸堿度（PH值）、固體懸浮物等。
【師】水溫很容易檢測，那溶液的酸堿濃度如何檢測呢？這節課我們就來解決這方面的問題。
設計意圖：“讓學生在生動具體的情景中學習”是化學新課程倡導的理念之一。本環節正是從現實環境中的水質污染來源與國家水質檢測標準出發創造有效的學習情景，不僅使枯燥無味的滴定實驗變的生動具體、饒有興趣，而且使學生主動學習課堂知識，掌握課堂技能。不僅使教學內容充滿豐富的情感，而且增強了學生的環保意識。
環節二：【師】問題1：中和反應的實質是什么？當酸堿剛好完全反應時,H+與OH-物質的量的關系是什么？
問題2： 有C1mol/L的NaOH溶液V1L，需加入C2mol/L的HCl溶液V2L才能完全中和，則有：C1=C2=
【生】回答問題，得出酸堿中和滴定啟示。
【過渡】我這有一瓶未知濃度的NaOH溶液，我們就來滴定它濃度是多少？
【幻燈】實驗目的、實驗方法、實驗方案、實驗儀器、信息提示（指示劑變色范圍）
【師】介紹酸堿滴定管
【生】網絡搜索 酸堿中和滴定視頻觀看。
設計意圖：本環節以網絡資源為平臺進行教學。鑒于仿真實驗平臺有一定的局限性（見下文教學反思），故讓學生利用網絡搜索滴定視頻，學習滴定操作過程，以完善課堂教學內容。當然這一過程不僅培養了學生勇于探索，積極進取的精神，而且使學生的學習從課堂內延伸到課堂外，也為學生的終生學習打下堅實的基礎。
環節三：【師】開啟酸堿中和滴定仿真實驗界面，講解相應儀器屬性內容。
【生】進行滴定操作過程及數據處理過程。
[注：v(加HCl酸）、v(加NaOH堿）、v(溶液）、PH值都為可變數據]
【師】PH值—加HCl酸體積的曲線變化規律是什么？
【生】畫出PH值—加HCl酸體積的曲線變化。
【師】改用甲基橙作為指示劑，其變化曲線與C（NaOH）又是怎樣的？
【生】 錐形瓶屬性中改用甲基橙指示劑進行仿真實驗操作。
【幻燈】問題4： 酸堿中和滴定PH值變化曲線規律是什么？
問題5：已知未知液C（NaOH）為0.008mol/L，酸堿中和滴定選用甲基橙或酚酞作指示劑，但它們在滴定終點的變色點并不是PH=7，這樣對中和滴定終點的判斷有沒有影響？如何選用合適的指示劑？（用數據說明）
【生】回答，老師點評總結
設計意圖：學生利用仿真實驗平臺虛擬學習滴定過程，直觀顯示V（酸）、V（堿）、PH值的變化，繪制并分析了PH—V（酸）的曲線變化過程，學會選用合適的指示劑。此環節不但顯示仿真實驗室的優越性，而且充分激發學生學習主動性，培養學生學習化學的興趣。
環節四【生】反思總結操作過程、計算過程中疑惑點，網絡搜索質疑點。
【幻燈】提供搜索參考內容。
搜索：
關鍵詞 [酸堿中和滴定 錯誤操作 酸堿濃度 測定辦法]
設計意圖：利用網絡知識完善滴定操作知識，如誤差分析，酸堿測定其它辦法等等。整個過程不僅激發學生獨立思考的積極性，而且培養了學生發現問題，解決問題的能力，更讓學生保持獨立的探索精神，使整個課堂顯的有血有肉，充滿豐富的情感。
五、教學反思
1.化學仿真實驗平臺的優點
（1）貫徹了綠色化學實驗思想
綠色化學實驗思想指在化學實驗設計與操作過程中應盡可能符合“綠色化學”的思想。它要求在設計上優化實驗方案，操作上嚴格控制藥品用量，循環使用實驗試劑與產物，從根本上消除污染，防止污染對環境的破環。
仿真實驗室正是綠色化學理念在化學教學中的具體體現。例如酚酞指示劑用量嚴格控制到0.001mol，盡可能減少試劑用量，節約實驗藥品，達到試劑微量化要求。未知液、標準液能精確控制在25ml以下，既節約了試劑，又達到了實驗目的，凈化了實驗環境，達到了試劑定量化要求。在真實實驗過程中，往往因為操作錯誤，導致實驗完全失敗，結果需要重新配置標準液，重新滴定，而在仿真實驗中只要點擊重新開始鍵，這就是對試劑產物的循環利用，實現了綠色化學思想中的3R原則（減量化、再利用、再循環）。
（2）縮短實驗時間，增加實驗成功率。
仿真實驗室能省去真實實驗環境中許多簡單的勞動。例如：溶液的配置，實驗儀器的準備，實驗裝置的搭建。如果對實驗內容設計為教學軟件，可以在不同時間、不同場合中對實驗進行多次模擬訓練。
對于那些課堂上無法演示的實驗，同樣可以借助于仿真實驗室達到良好的教學效果。例如：次氯酸見光分解實驗，在真實環境中分解速度慢，很難觀察到氣泡產生和氯水顏色變化，而在虛擬環境中可以調節分解速度，顏色變化，這樣既可以讓學生節省實驗時間，集中精力研究實驗現象本身的特性與規律，又可提高學生學習興趣和課堂的教學效果。
（3）有利于避免真實操作過程中帶來各種危險
化學實驗是學生學習化學的重要手段，化學實驗室更是師生學習化學的重要場所。故師生在研究學習化學過程中不可避免地接觸一些有毒的化學藥品，有危險的實驗操作。例如：氯氣的制取，濃硫酸的稀釋。這些實驗對師生身體健康的影響不可忽視。研究調查表明：大多數老師不愿做化學實驗的原因也在于此。而仿真實驗室可以為學生提供虛擬的實驗環境，讓學生感到錯誤操作帶來的危害性，這樣也能給學生留下深刻的印象，引起對安全規范操作的重視，減少有毒藥品的泄漏，降低化學事故的發生概率。
（4）數據統計更簡單、直接，更具說服力
化學仿真實驗室能夠用相應的編程軟件來代替人眼讀取數據，手工記錄數據，人腦統計、分析、處理數據，更使學生擺脫了繁瑣的計算過程。例如：在CEM文件中編輯了PH=-log10(1000*n1/v3),結果在實驗平臺中直接顯示了PH值變化，也直接顯示了“PH值—V（酸）”的數據變化。讓學生在每一時刻的瞬間都能看到實驗變化情況，而后利用所學知識系統全面分析實驗結果，更好地理解概念，掌握規律。
實踐也證明：大部分學生能夠充分相信，完全接受實驗中數據統計的結果。例如：滴定過程中突變范圍的出現。使用仿真實驗平臺不僅開闊了學生眼界，改變實驗結果處理方案、手段，而且簡化了數據處理過程，使實驗結果更具說服了，教學效果更顯著。
2.在操作設計與應用中幾個需要探討改進的地方
在操作設計與應用中，可能是自己的制作技術不到位，也有可能是仿真實驗室自身有一定缺陷，感覺有幾個地方不夠完善，顯的尤為遺憾。
（1）在中和滴定操作過程中，要求眼睛注視錐形瓶，右手滴加標準液左手旋搖錐形瓶，但實驗平臺中沒有手搖動作設置。
（2）以鹽酸滴定氫氧化鈉，酚酞作指示劑為例，滴定到終點時，實驗現象為恰好出現無色且半分鐘內不恢復到粉紅色。實驗操作平臺這一過程與現實滴定相互比較略有欠缺，平臺中不能顯示終點前滴加一滴標準液時，由粉紅色變為無色，震蕩又變為粉紅色，再滴加一滴，溶液再由粉紅色變為無色，半分鐘后不再恢復為粉紅色這一關鍵現象變化。
(3)酸堿滴定管本身就是精確的溶液量取儀器，在數據處理過程中，滴定管要求精確讀數到0.01ml，可在確定讀數時只能到小數點后一位。例如：滴加標準液18.25ml,但讀數只能顯示18.3ml,顯然會增大最終誤差，這是任何一位化學工作者所不愿發生的。雖然誤差不可避免，但應當要求在可能的情況下把誤差減為最小。
（4）學生在仿真實驗平臺操作過程中，難免會心浮氣躁，在標準液滴加到終點時一下子滴加過量，沒有觀察到顏色與PH值的變化過程，如果在平臺中有“退一步”操作鍵，那必將成為實驗一大亮點，使教學更完美，效果更顯著！
化學仿真實驗室作為一種新的教學工具，具有再現功能和模擬真實情景功能。正是由于其虛擬性，才使其具備了真實實驗中所沒有的特殊優勢。它可以把因儀器短缺，藥品有毒，操作危險等因素而受限制的實驗進行模擬再現，也可以節約時間、空間、資金，改善實驗條件，改進教學方法，培養學生思想，開闊學生眼界，提高學生學習興趣。雖然仿真實驗室還不能完全取代實驗教學，但事實證明：只要運用恰當方法將虛擬實驗與真實實驗有機結合起來，必定成為提高化學教學質量的新方案。
課題論文：2014年4月 江蘇省實驗教學研究第二期課題
