時(shí)間：2022-04-24 23:07:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
（一）實(shí)驗(yàn)分析
高錳酸鉀制取氧氣是利用酒精燈、試管、鐵架臺、導(dǎo)管、集氣瓶、水槽等儀器，通過加熱高錳酸鉀制取氧氣，利用排水法來收集氧氣。學(xué)生不僅要掌握實(shí)驗(yàn)原理、目的，實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的使用方法及注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)步驟、化學(xué)方程式的書寫等內(nèi)容，還要培養(yǎng)觀察、分析能力和實(shí)踐操作能力。
（二）《高錳酸鉀制取氧氣》的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
（1）通過虛擬實(shí)驗(yàn)中的文本展示工具，使學(xué)習(xí)者了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗头椒ā?/p>
（2）通過對虛擬實(shí)驗(yàn)的操作，掌握藥品的選擇以及儀器連接的先后順序，能夠動手制取氧氣。
（3）通過對實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象的觀察、分析實(shí)驗(yàn)反應(yīng)機(jī)制，加深對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知和理解。
（三）《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實(shí)驗(yàn)活動設(shè)計(jì)
學(xué)生要完成虛擬實(shí)驗(yàn)首先需要安裝Secondlife客戶端，進(jìn)入Secondlife虛擬環(huán)境，通過以下流程完成整個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)。
（1）準(zhǔn)備階段：學(xué)習(xí)者通過Secondlife提供的地圖工具搜索到虛擬實(shí)驗(yàn)室地標(biāo)并通過瞬間移動工具進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室。
（2）實(shí)驗(yàn)階段：學(xué)習(xí)者通過人-機(jī)交互選擇事先通過3D建模工具創(chuàng)建好的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器、藥品并通過資源工具查詢相關(guān)儀器的使用方法及實(shí)驗(yàn)裝置圖，完成實(shí)驗(yàn)儀器的裝置；點(diǎn)擊各個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器、添加藥品來完成實(shí)驗(yàn)。
（3）評價(jià)反饋階段：教師根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)記錄對學(xué)習(xí)者本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一個(gè)綜合評價(jià)，并將評價(jià)結(jié)果通過評價(jià)反饋系統(tǒng)及時(shí)反饋給學(xué)習(xí)者。
二、《高錳酸鉀制取氧氣》的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)
本研究以《高錳酸鉀制取氧氣》為例設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。以實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)為理論基礎(chǔ)從場景及模型設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、支持工具設(shè)計(jì)、特效設(shè)計(jì)、評價(jià)設(shè)計(jì)這幾方面設(shè)計(jì)三維虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
（一）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的場景及模型主要虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備組成
虛擬教室由講臺、桌椅、多媒體系統(tǒng)、音響設(shè)備、電子白板、書柜、書、電腦組成，供學(xué)習(xí)者實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行交流、報(bào)告、探究、形成實(shí)驗(yàn)結(jié)論。虛擬實(shí)驗(yàn)室主要由實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)操作臺、水池、藥品柜、滅火設(shè)備為為學(xué)習(xí)者完成實(shí)驗(yàn)并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。儀器設(shè)備主要是酒精燈、試管、鐵架臺、導(dǎo)管、集氣瓶、水槽、鐵夾、燒杯。藥品耗材主要是高錳酸鉀等。
（二）交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）人機(jī)交互設(shè)計(jì)：在實(shí)驗(yàn)中通過操作交互，學(xué)習(xí)者能夠感受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的控制感和體驗(yàn)感。在Secondlife中，利用創(chuàng)建工具可以實(shí)現(xiàn)簡單的“點(diǎn)擊”“移動”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登腳本語言可以設(shè)置改變物體的性質(zhì)、運(yùn)動方式、運(yùn)動軌跡、對外力的反應(yīng)等等，能夠較好地支持學(xué)習(xí)者的操作交互。
（2）交流工具：學(xué)習(xí)者在實(shí)驗(yàn)過程中和老師、同伴交流的方式主要有在線的同步交流和異步交流。
（三）支持工具設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)支持工具是指支持學(xué)習(xí)者完成實(shí)驗(yàn)的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、資源工具、實(shí)驗(yàn)認(rèn)知工具、評價(jià)反饋工具等。搜索工具主要是地圖工具和瞬間移動工具通過它們是搜索定位各種學(xué)習(xí)場所、用戶，并瞬間移動到目的地。資源工具包含Secondlife內(nèi)部資源和外部資源。內(nèi)部資源主要是3D瀏覽器；外部資源包括各大搜索引擎。這些工具可以搜索Secondlife內(nèi)部和外部各種信息資源實(shí)驗(yàn)認(rèn)知工具主要包括3D建模工具、拍攝工具、記事本工具主要為為實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)習(xí)者觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、采集數(shù)據(jù)提供支持。評價(jià)反饋工具主要包括問卷系統(tǒng)（choicer、Quizchair）、學(xué)習(xí)記錄系統(tǒng)（Tracker）、Web-Intercom，為實(shí)驗(yàn)后學(xué)習(xí)者自評、反思以及教師評價(jià)反饋提供支持。
（四）特效設(shè)計(jì)
在Secondlife中，通過粒子系統(tǒng)結(jié)合林登腳本語言可以營造煙霧、火焰、氣體、雪花等各種現(xiàn)象。在本實(shí)驗(yàn)中酒精燈加熱的火焰、水槽里面的氣泡、集氣瓶中的氧氣、反應(yīng)過程中的煙霧、藥品晶體的狀態(tài)變化等效果都可以通過粒子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
三、結(jié)論
【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗(yàn);彈藥檢測;
【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)07―0130―02
引言
在彈藥檢測技術(shù)和傳感器技術(shù)等課程教學(xué)中,為了使學(xué)員理解講授內(nèi)容,需要進(jìn)行一些必要的實(shí)驗(yàn)操作。由于彈藥檢測實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性、過程短暫、過程細(xì)節(jié)不易觀察、實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高等特點(diǎn),而虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段,以其直觀性、靈活性、實(shí)時(shí)性、形象化的優(yōu)勢,通過創(chuàng)建動畫,細(xì)化過程細(xì)節(jié),可比較輕松地解決傳統(tǒng)授課方式無法解決的問題,把抽象的問題變得很直觀,使學(xué)員能置身于現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)氛圍之中,對突破教學(xué)難點(diǎn)起到了較好的作用。教學(xué)實(shí)踐證明,在現(xiàn)有條件下開展虛擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方法,是一種行之有效的教學(xué)方法。
一 虛擬實(shí)驗(yàn)的概念和特點(diǎn)
虛擬實(shí)驗(yàn)通常是指借助于借助計(jì)算機(jī)技術(shù),利用文字、圖形、圖像、聲音等在微機(jī)屏幕上形成的可部分或全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境,實(shí)驗(yàn)者利用鼠標(biāo)和鍵盤的操作完成實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)者感受到與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的過程。我們按照教學(xué)要求組成的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件,為學(xué)員提供一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和過程的操作平臺,它包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、工作原理、操作過程、實(shí)驗(yàn)狀態(tài)、步驟提示、結(jié)論分析等。通過虛擬實(shí)驗(yàn)軟件把實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地融為一體,加深了學(xué)員對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⑦^程、方法、設(shè)備結(jié)構(gòu)、注意事項(xiàng)等的理解,達(dá)到現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)的效果,培養(yǎng)了學(xué)員動手和思維能力,豐富了實(shí)驗(yàn)技能,深化了對知識的理解,同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)員對實(shí)驗(yàn)的興趣,提高了教學(xué)效果。
二 彈藥檢測虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)分析
1 保證實(shí)驗(yàn)者的安全:在真實(shí)的彈藥實(shí)驗(yàn)中,由于彈藥特有的危險(xiǎn)性,容易發(fā)生安全事故,產(chǎn)生一定的心理負(fù)擔(dān),而采用虛擬實(shí)驗(yàn)由于不使用真槍實(shí)彈,可以避免事故發(fā)生,杜絕真實(shí)彈藥實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。
2 降低實(shí)驗(yàn)成本:彈藥實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用較高,少則幾十元,多則上萬元,而且一旦損壞設(shè)備,往往還會伴隨人員的傷亡,后果十分嚴(yán)重;采用虛擬實(shí)驗(yàn)的投資費(fèi)用比較低,可以長期使用,并可以不斷改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,近似達(dá)到零成本的效果。
3 提高學(xué)習(xí)效果:虛擬實(shí)驗(yàn)軟件可以直接安裝在微機(jī)上,擺脫了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)受時(shí)間、場合的限制,學(xué)員通過調(diào)用不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,可以自行選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以通過文字、圖形、圖像、聲音等形式顯示給學(xué)員,來判斷操作是否正確,激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣;它還具有重復(fù)性的特點(diǎn),通過多次重復(fù)使用,加深學(xué)員對實(shí)驗(yàn)的理解,使學(xué)員熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用,鍛煉他們觀察實(shí)驗(yàn)過程和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。
4 強(qiáng)化學(xué)員對實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的認(rèn)識:彈藥實(shí)驗(yàn)具有“三高一短”(高溫、高速、高壓、過程短暫)的特點(diǎn),其過程復(fù)雜而短暫,很難從感官上得到深刻的認(rèn)識,即使參加了實(shí)際的試驗(yàn)過程,如果不采用相應(yīng)的設(shè)備,也很難獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。彈藥發(fā)射實(shí)驗(yàn)過程通常在數(shù)十毫秒內(nèi)結(jié)束,實(shí)驗(yàn)結(jié)果單憑人的感官是無法得出結(jié)論的。而采用虛擬實(shí)驗(yàn)的方法,可以將實(shí)驗(yàn)過程速度放慢,結(jié)合聲光效果,細(xì)化實(shí)驗(yàn)過程,觀察細(xì)微環(huán)節(jié),加深了對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。
三 彈藥檢測虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)手段[2] [3]
制作實(shí)驗(yàn)課件首先要進(jìn)行總體規(guī)劃,制定系統(tǒng)總體目標(biāo)、模塊功能和實(shí)驗(yàn)流程圖,繪制設(shè)備或零件圖,完成腳本編寫。
選擇合適的軟件是制作虛擬實(shí)驗(yàn)課件的基礎(chǔ),我們根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),由flash、3D Max完成二、三維動畫等基本素材的制作,利用它們具有的多媒體編輯、聲光效果和控制功能,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)功能;課件的部分復(fù)雜設(shè)備零部件由SolidWorks軟件制作,再以圖形方式代入flash或3D Max中,充分發(fā)揮各自的特點(diǎn),最后以Authorware為平臺進(jìn)行模塊的鏈接合成及調(diào)試,完成課件的,它們最終都可以在Powerpoint下,以超動態(tài)鏈接被調(diào)用。
四 虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范例[1]
在彈藥檢測技術(shù)課程教學(xué)中,我們制作了多個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K,經(jīng)過在課堂應(yīng)用后,學(xué)員們普遍反映教學(xué)內(nèi)容易于理解、印象深刻,通常完成一次虛擬實(shí)驗(yàn)后,就可以基本敘述出工作原理和實(shí)驗(yàn)過程,而這是教員用語言表述很難達(dá)到的效果。在此例舉幾個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范例:
1 初速、膛壓虛擬實(shí)驗(yàn)
彈藥的初速、膛壓實(shí)驗(yàn)是彈藥檢測技術(shù)課程的重要實(shí)驗(yàn),但是由于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件的限制,不可能也沒有必要每人都進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn),即使實(shí)驗(yàn)者親自參加了實(shí)驗(yàn),也只是在現(xiàn)場聽到一聲發(fā)射的巨響,看到一團(tuán)火光,從實(shí)驗(yàn)設(shè)備上得到了一組數(shù)據(jù),而對實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)是無法體會的,我們在課堂教學(xué)中采用了虛擬實(shí)驗(yàn)軟件,把實(shí)驗(yàn)過程以“慢鏡頭”的方式,將火藥燃燒、彈丸運(yùn)動、傳感器接收測試信號等過程展現(xiàn)給學(xué)員,使學(xué)員清晰的看到了實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)和結(jié)果,仿佛親身經(jīng)歷了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。膛壓和初速虛擬實(shí)驗(yàn)的部分畫面見圖1和圖2。
2 傳感器原理虛擬實(shí)驗(yàn)[4]
傳感器是新型彈藥和檢測設(shè)備的關(guān)鍵部件之一,掌握傳感器的知識對理解教學(xué)內(nèi)容十分重要,由于它們的結(jié)構(gòu)通常精密小巧,理論推導(dǎo)復(fù)雜,有時(shí)很難用語言講述清楚。在講解時(shí)通過虛擬實(shí)驗(yàn)演示,將結(jié)構(gòu)原理、實(shí)驗(yàn)曲線、工作過程等動態(tài)地展示給學(xué)員,可以取得較好的效果。例如,在講解熱釋電傳感器和光電二極管時(shí),通過虛擬實(shí)驗(yàn),將傳感器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、光譜和階躍響應(yīng)、靈敏度等特性形象清晰地表現(xiàn)出來,其部分畫面見圖3和圖4。
五 結(jié)束語
由于虛擬實(shí)驗(yàn)可以生動形象地反映教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教員講得輕松,學(xué)員學(xué)得透徹,節(jié)約了大量的時(shí)間和精力。通過多期的教學(xué)實(shí)踐證明,虛擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為彈藥檢測技術(shù)和傳感器技術(shù)等課程教學(xué)的有效教學(xué)方法之一,取得了良好的效果,受到了廣大師生的青睞。但是虛擬實(shí)驗(yàn)畢竟是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助手段,決不能完全取代實(shí)際實(shí)驗(yàn),必要時(shí)要采用虛實(shí)結(jié)合的方式,通過個(gè)別現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)、(高速)錄像片回放等方法,才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)不是萬能的,我們需要把它和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合,具體問題具體分析,充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢,才能提高教學(xué)效果和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳雷等.彈藥檢測技術(shù)[M].石家莊:軍械工程學(xué)院出版社,2007.
[2] 李永等.Flash多媒體課件制作范例導(dǎo)航[M].北京:清華大學(xué)出版社, 2006.
該成果堅(jiān)持“理論與實(shí)踐、創(chuàng)意與技術(shù)、傳承與超越”并重，以行業(yè)需求為導(dǎo)向，以提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，著力提升服裝紡織人才培養(yǎng)質(zhì)量和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。以自主研發(fā)的實(shí)踐教學(xué)信息管理系統(tǒng)為支撐，以本科生科研訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)室開放及學(xué)科競賽等實(shí)踐項(xiàng)目為拓展，按照服裝產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)品開發(fā)流程構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，搭建創(chuàng)新能力培養(yǎng)和學(xué)生展示創(chuàng)意成果的“大實(shí)踐”平臺，構(gòu)建服裝紡織人才培養(yǎng)新模式。該項(xiàng)目的主要內(nèi)容包括以下 5 部分。
（1）創(chuàng)建藝工結(jié)合開放式實(shí)踐教學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理模式。以實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，以現(xiàn)代教育技術(shù)為手段，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為支撐，自主研發(fā)實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐教學(xué)綜合管理系統(tǒng)。系統(tǒng)包含三大模塊：包含實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)上報(bào)和報(bào)表匯總、成果管理等 8 項(xiàng)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)室綜合管理模塊；貫穿于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）全部流程的管理子系統(tǒng)；包含本科生科研訓(xùn)練管理、實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目管理、學(xué)科競賽項(xiàng)目管理 3 個(gè)子系統(tǒng)的大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃管理模塊。
（2）構(gòu)建“三層次、五模塊”的實(shí)踐教學(xué)體系。建立基于網(wǎng)絡(luò)管理的“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練”“專業(yè)綜合能力訓(xùn)練”和“設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力訓(xùn)練”三層次和“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)藝術(shù)創(chuàng)作（工程設(shè)計(jì)）能力實(shí)訓(xùn)集成創(chuàng)新實(shí)踐（創(chuàng)作、研究開發(fā)）”五模塊的實(shí)踐教學(xué)體系。
（3）夯實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化創(chuàng)新，多方位拓展和豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，重塑學(xué)生知識結(jié)構(gòu)。創(chuàng)建本科生科研訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)室開放和學(xué)科競賽項(xiàng)目，并將其作為實(shí)踐教學(xué)的重要內(nèi)容。積極開展項(xiàng)目教學(xué)，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作。將三類項(xiàng)目與相關(guān)課程相結(jié)合，突破傳統(tǒng)內(nèi)容局限，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密融合。
（4）搭建貫穿人才培養(yǎng)全過程，多方協(xié)同、資源共享、產(chǎn)學(xué)研合作的“大實(shí)踐”平臺。將相關(guān)實(shí)驗(yàn)室和工作室、大學(xué)生創(chuàng)意工廠、市級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、校級科研和學(xué)科競賽基地等校內(nèi)資源與校外人才培養(yǎng)基地等資源進(jìn)行有機(jī)整合。
（5）建立實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的評審、管理和獎勵等長效機(jī)制。制定各類項(xiàng)目管理辦法，建立教務(wù)處、各教學(xué)部門、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的三級項(xiàng)目管理制度。每年以網(wǎng)絡(luò)為平臺，開展項(xiàng)目的立項(xiàng)工作，并強(qiáng)化網(wǎng)上過程管理，定期進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收與總結(jié)。
該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)環(huán)境、管理手段、教學(xué)體系以及教學(xué)模式等 4 個(gè)方面的創(chuàng)新：充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，開展和探索虛擬、仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)全新的學(xué)習(xí)環(huán)境；結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)特色和項(xiàng)目管理要求自主研發(fā)“實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐教學(xué)綜合管理系統(tǒng)”，提高實(shí)踐教學(xué)的管理效率和水平；建立了“三層次”訓(xùn)練和“五模塊”逐級遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系；采用“課堂教學(xué)與創(chuàng)作實(shí)踐相結(jié)合，以創(chuàng)作提升教學(xué)、以實(shí)踐再現(xiàn)創(chuàng)新”模式，以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，以本科生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目為延伸，以產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目為升華，全方位拓展和豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人北京服裝學(xué)院教授周永凱介紹，該研究成果在實(shí)踐中得到了豐富和完善，在推廣中取得了顯著的成效。本系統(tǒng)將虛擬實(shí)驗(yàn)平臺與學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（EOL）相結(jié)合，為學(xué)生搭建自主學(xué)習(xí)平臺，將多媒體課件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)視頻等作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)內(nèi)容，并實(shí)時(shí)網(wǎng)上信息，為學(xué)生提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。通過實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理系統(tǒng)和大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃管理系統(tǒng)的建設(shè)，提高了管理效率和水平，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化和信息化。以網(wǎng)絡(luò)管理平臺為支撐，科研訓(xùn)練和學(xué)科競賽屢創(chuàng)佳績，學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力顯著提升。培養(yǎng)的學(xué)生更加適應(yīng)紡織服裝行業(yè)需求，贏得了社會的普遍贊譽(yù)。項(xiàng)目組成員在項(xiàng)目研究與實(shí)踐過程中，圍繞服裝紡織人才實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，進(jìn)行了大量的理論和實(shí)踐研究，取得了豐碩成果。同時(shí)本項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)多次應(yīng)邀在全國紡織服裝類院校教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)交流會上進(jìn)行了分享。
[關(guān)鍵詞]虛擬實(shí)驗(yàn)；整合情境；輕游戲；沉浸理論；整合教學(xué)法
[中圖分類號]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [論文編號]1009—8097（2013）11—0109—06
一 引言
虛擬實(shí)驗(yàn)注重的是實(shí)驗(yàn)操作的交互性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的仿真性，主要是借助于圖像/圖形、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上所營造的可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)節(jié)。通過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的虛擬實(shí)驗(yàn)普遍存在以下幾個(gè)問題：第一，虛擬實(shí)驗(yàn)缺乏趣味性，枯燥乏味，不能引起學(xué)生的興趣，學(xué)生很難主動投入學(xué)習(xí)并維持學(xué)習(xí)興趣。第二，虛擬實(shí)驗(yàn)缺乏與學(xué)生的互動，基本上虛擬實(shí)驗(yàn)是由教師控制界面，學(xué)生處于聆聽模式。第三，教學(xué)理論陳舊無力，學(xué)習(xí)者缺少自主探宄，合作分享的機(jī)會。以上這些問題容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對虛擬實(shí)驗(yàn)缺乏興趣，產(chǎn)生厭煩、急躁甚至排斥的情緒，學(xué)習(xí)效果大打折扣。歸根到底，出現(xiàn)這些問題的原因是與現(xiàn)代教育理念相悖，現(xiàn)代教育理論倡導(dǎo)教師應(yīng)由處于中心位置的知識權(quán)威轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和合作伙伴、設(shè)計(jì)者、教育的研究者，學(xué)生應(yīng)由被動的知識容器和只是受體轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的主宰、學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)由簡單的背景化信息轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂形蛷?fù)雜情境的功能性教學(xué)載體。由此可見，虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)面臨著改進(jìn)需求。
按照2002年麻省理工學(xué)院和微軟公司提出“現(xiàn)代教學(xué)法+藝術(shù)化游戲環(huán)境=下一代教育媒體”的觀點(diǎn)，虛擬實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)吸引、促進(jìn)學(xué)習(xí)者沉浸其中，使學(xué)習(xí)者深度體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，那么有先進(jìn)并恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)理論為設(shè)計(jì)依據(jù)，加上具有強(qiáng)烈感官刺激、心理挑戰(zhàn)的游戲化環(huán)境設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、心理、藝術(shù)效果的完美結(jié)合。據(jù)此，我們認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)創(chuàng)設(shè)為能吸引并使學(xué)習(xí)者沉浸其中的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，這個(gè)虛擬環(huán)境具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)感、交互性、藝術(shù)性、娛樂性等特點(diǎn)。基于以上考慮，此本文提出創(chuàng)設(shè)整合情境，將“輕游戲”元素增設(shè)到虛擬實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑⒋嗽O(shè)計(jì)模式應(yīng)用到開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)案例中。
二 整合情境及沉浸理論概述
1 整合情境
（1）整合情境的概念。20世紀(jì)80年代，比利時(shí)、瑞士、法國等歐洲國家提出整合教學(xué)法（Integrative Pedagogy），該教學(xué)法是訓(xùn)練學(xué)生聯(lián)合調(diào)動若干知識和技能，來解決復(fù)雜的情境。開始時(shí)整合教學(xué)法被應(yīng)用在大學(xué)教育、職業(yè)培訓(xùn)中，逐漸應(yīng)用到中小學(xué)教育。整合情境（Situation Integration）是整合教學(xué)法的核心，學(xué)者有些稱之為靶向情境（SituationCible）或重新投入的情境（Situation Reinvestissement）。德·克特勒等認(rèn)為，整合情境是“一個(gè)包括主要信息、干擾信息，并運(yùn)用先前學(xué)習(xí)的一個(gè)復(fù)雜情境”，它有三個(gè)構(gòu)成要素：物質(zhì)支持工具、若干任務(wù)和若干命令。在物質(zhì)支持工具中呈現(xiàn)出來的實(shí)物、背景、信息、功能等都可能是復(fù)雜、凌亂無序的。
（2）整合情境與問題情境。上述的整合情境與我們常提到教學(xué)論中的問題情境（Problem Situation）較為相似，為了更好地理解整合情境，在此有必要對兩者做一個(gè)比較分析。學(xué)者對問題情境的界定不統(tǒng)一，布魯納認(rèn)為“學(xué)習(xí)者在一定的問題情境中，經(jīng)歷對學(xué)習(xí)材料的親身體驗(yàn)和發(fā)展過程，才是學(xué)習(xí)者最有價(jià)值的東西。”他指的問題情境可以理解為一種具有特殊意義的教學(xué)環(huán)境，既是教學(xué)背景，也可以是本學(xué)科的問題，還可以是其他學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容等。埃納爾和尤尼爾認(rèn)為問題情境是“教育者為了以下目的所設(shè)計(jì)的情境：為學(xué)生們創(chuàng)造一個(gè)圍繞某個(gè)有待解決的問題進(jìn)行思考和分析的空間；幫助學(xué)生們從這一“空間—問題”出發(fā)，對關(guān)于某個(gè)明確主題的新的表現(xiàn)加以概念化。”它包含三個(gè)因素：背景、信息和有待完成的任務(wù)。從上述概念來看，整合情境與問題情境確實(shí)有很大相似之處，都是為了教與學(xué)活動，完成某些教學(xué)任務(wù)的具象化背景，但兩者的內(nèi)涵和側(cè)重點(diǎn)并不相同。兩者的比較如表1所示。
從表1不難看出，整合情境和與我們一般所指的問題情境有很大區(qū)別，第一，功能性，整合情境更具明確的目標(biāo)，教師應(yīng)考慮如何利用支持工具，也就是情境的利用，而不像問題情境更重視的是情境本身。第二，情境的類型，整合情境傾向于自然情境，需要學(xué)習(xí)者在真實(shí)的環(huán)境中辨別、分析，適合學(xué)習(xí)者個(gè)體探究學(xué)習(xí)，而問題情境更多的是建構(gòu)的情境，是教師為了教學(xué)目的而設(shè)計(jì)出來的情境，使學(xué)習(xí)者個(gè)體或小組獲得知識和技能。第三，設(shè)計(jì)整合情境的初衷是為了整個(gè)學(xué)業(yè)的提升或?qū)W習(xí)評估，相對問題情境的目標(biāo)要廣泛和深遠(yuǎn)。按照達(dá)蒂夫¨2J的說法，問題情境是“任務(wù)來源”，而整合情境是“任務(wù)靶向”，可以理解為一個(gè)偏重于問題本身，一個(gè)偏重于通過問題來探究的目標(biāo)。一言蔽之，整合情境是“被瞄準(zhǔn)”的問題情境，為了更明確的方向和目的所設(shè)計(jì)的問題情境，整合情境相對于問題情境更具復(fù)雜性和真實(shí)性，更適合學(xué)習(xí)者探索和建構(gòu)知識和技能。
2 沉浸理論
沉浸理論（Flow Theory）于1975年由Csikszentmihalyi首次提出，解釋當(dāng)人們在進(jìn)行某些日常活動時(shí)為何會完全投入情境當(dāng)中，集中注意力，并且過濾掉所有不相關(guān)的知覺，進(jìn)入一種沉浸的狀態(tài)，這種狀態(tài)被描述為“流”（flow）。Wigand和Nilan將沉浸感分為三個(gè)階段：沉浸的先前準(zhǔn)備階段、沉浸體驗(yàn)階段、沉浸體驗(yàn)的結(jié)果。沉浸的先前準(zhǔn)備階段所考慮的要素包括注意力的集中、明確的目標(biāo)、與玩家技能相平衡的挑戰(zhàn)、活動的趣味性、簡單快速的上手；沉浸體驗(yàn)階段的體驗(yàn)包括行動與意識的統(tǒng)一、高度專注、對活動的控制感、時(shí)間感的變化、遠(yuǎn)程監(jiān)控感；沉浸體驗(yàn)所帶來的結(jié)果是促進(jìn)學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)習(xí)者的探索行為、信息技術(shù)的接受及使用、行為控制的認(rèn)知。從文獻(xiàn)可以看出，國內(nèi)外游戲的設(shè)計(jì)和開發(fā)基本都與沉浸理論相關(guān)，游戲化的學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)和開發(fā)也當(dāng)如此。有研究表明，“深度沉浸的學(xué)習(xí)相對于淺度沉浸的學(xué)生而言.在虛擬實(shí)驗(yàn)的環(huán)境中更容易獲得滿足”。據(jù)此我們認(rèn)為追求流體驗(yàn)是游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)和依據(jù)。
三 基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
基于以上的理論討論和實(shí)踐研究，本文提出基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑@種虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭詣?chuàng)設(shè)整合情境為手段，以“輕游戲”元素為設(shè)計(jì)元素，目的在于增加學(xué)習(xí)者虛擬實(shí)驗(yàn)的沉浸感，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，維持學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而達(dá)到提高虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果。
1 基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)機(jī)理
根據(jù)心理學(xué)研究表明，要真正達(dá)到教學(xué)效果，必須從吸引學(xué)習(xí)者，維持學(xué)習(xí)者注意力著手，實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)的沉浸體現(xiàn)。然而內(nèi)部的心理活動是由外部的刺激，反復(fù)強(qiáng)化才能影響。所以外部的教學(xué)設(shè)計(jì)成為虛擬實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，筆者認(rèn)為可以從創(chuàng)設(shè)整合情境入手，給學(xué)習(xí)者營造一個(gè)逼真復(fù)雜的情境，這個(gè)情境即包括教學(xué)情境，還包括現(xiàn)場情境，避免枯燥無味又不具備現(xiàn)實(shí)意義的學(xué)習(xí)環(huán)境。本文提出，虛擬實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)是一個(gè)“三層”體系結(jié)構(gòu)：教學(xué)層、行為層、心理層，實(shí)現(xiàn)一個(gè)由外至內(nèi)的心理過程，由教學(xué)活動至實(shí)驗(yàn)過程，再到達(dá)到學(xué)習(xí)者沉浸體驗(yàn)的過程，從而提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣，維持注意力。具體見圖1。
從圖1可見，教學(xué)層、行為層和心理層都包括技術(shù)和學(xué)習(xí)兩個(gè)方面，教學(xué)層處在基礎(chǔ)的地位，也是最重要的層面，它是引領(lǐng)學(xué)習(xí)者進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵手段和方法，包括創(chuàng)設(shè)整合情境，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)界面，教學(xué)設(shè)計(jì)等；行為層是學(xué)習(xí)者完成虛擬實(shí)驗(yàn)的過程，探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果；心理層是虛擬實(shí)驗(yàn)的最高層面，實(shí)現(xiàn)心理沉浸，保持學(xué)習(xí)注意力，從而完成虛擬實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)活動。這三層體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)從下到上，從外到內(nèi)，從教學(xué)到心理一個(gè)完整的過程。
2 基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式
根據(jù)上述基于教學(xué)層、行為層、心理層的“三層”游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)機(jī)理來設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式。虛擬實(shí)驗(yàn)主要分為：演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證試驗(yàn)和探索實(shí)驗(yàn)三種，它們一般的實(shí)驗(yàn)流程為激發(fā)興趣、獲取知識和經(jīng)驗(yàn)、驗(yàn)證、應(yīng)用和控制。為了體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)本文稱實(shí)驗(yàn)操作為行為層，而每一個(gè)實(shí)驗(yàn)行為都對應(yīng)著教學(xué)層的教學(xué)活動以及心理層的沉浸過程，它們的相互關(guān)系及內(nèi)涵是學(xué)習(xí)模式的核心內(nèi)容，見圖2。
（1）教學(xué)層：創(chuàng)設(shè)整合情境、設(shè)計(jì)游戲化元素。為了能吸引學(xué)習(xí)者全身心地投入到虛擬實(shí)驗(yàn)中，首先可以從教學(xué)設(shè)計(jì)層面設(shè)計(jì)具有整合情境的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者被生動、自然、復(fù)雜的情境所吸引，目標(biāo)直指虛擬實(shí)驗(yàn)的核心知識：然后重點(diǎn)設(shè)計(jì)具有游戲化元素的虛擬實(shí)驗(yàn)，包括人物、場景、情節(jié)、任務(wù)和音效等，以聲音、圖形、視頻等多媒體表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；最后通過設(shè)計(jì)的交互活動達(dá)到知識鞏固、反思和激勵的作用。
（2）行為層：操作游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的目的是使學(xué)習(xí)者能按既定的設(shè)計(jì)步驟達(dá)到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，虛擬實(shí)驗(yàn)一般分為演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證試驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)，一般都有以下幾個(gè)步驟：激發(fā)興趣、獲取知識和經(jīng)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用和控制等。實(shí)驗(yàn)過程是學(xué)習(xí)者在教學(xué)設(shè)計(jì)下完成的是可見、可控制的行為活動。
（3）心理層：實(shí)現(xiàn)沉浸體現(xiàn)。為了使學(xué)習(xí)者達(dá)到知識的內(nèi)化，可以通過設(shè)計(jì)游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)吸引并維持學(xué)習(xí)者達(dá)到長時(shí)間的心理沉浸感，可以分成沉浸準(zhǔn)備階段（吸引）、沉浸體驗(yàn)階段（維持）、沉浸反饋階段（遷移）三個(gè)過程，每個(gè)過程都需要和相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作階段配合發(fā)生，整合情境的創(chuàng)設(shè)就是為了激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣，達(dá)到學(xué)習(xí)者沉浸體驗(yàn)的準(zhǔn)備階段。游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)就是為了使學(xué)習(xí)者在實(shí)驗(yàn)過程中獲取相應(yīng)知識和經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到學(xué)習(xí)者沉浸體驗(yàn)階段。而教學(xué)反思和鞏固為的是使學(xué)習(xí)者很好的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)知識，達(dá)到沉浸反饋階段，實(shí)現(xiàn)知識的遷移。
3 基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的特征
（1）強(qiáng)調(diào)自然情境的學(xué)習(xí)意義。從社會學(xué)的視角來看，“情境”指一個(gè)人正在進(jìn)行某種行為時(shí)所處的社會環(huán)境，是人們社會行為產(chǎn)生的條件；從心理學(xué)的視角來看，“情境”指的是事物發(fā)生并對機(jī)體行為產(chǎn)生影響的環(huán)境條件；學(xué)習(xí)論的視角來看，“情境”則是學(xué)生從事學(xué)習(xí)活動、產(chǎn)生某種學(xué)習(xí)行為的一種環(huán)境和背景。基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)所指的“情境”在學(xué)習(xí)環(huán)境中一般并不存在，它是被建構(gòu)出來的，任務(wù)的結(jié)果也不是一目了然，信息復(fù)雜，表述曲折，難以理解，具有障礙和隱蔽性，更趨向于真實(shí)的自然情境，但它的功能明確，即為了服務(wù)教學(xué)目標(biāo)。
（2）強(qiáng)調(diào)游戲?qū)W(xué)習(xí)興趣的激發(fā)。布魯納等認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者內(nèi)部動機(jī)驅(qū)動的積極主動的建構(gòu)過程，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)尤為重要。基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)利用“輕游戲”的設(shè)計(jì)，給學(xué)習(xí)者創(chuàng)造“流體驗(yàn)”，使學(xué)習(xí)者更容易沉浸，達(dá)到深層次的參與。虛擬實(shí)驗(yàn)的激發(fā)興趣、獲取知識和經(jīng)驗(yàn)、驗(yàn)證、應(yīng)用和控制等一般步驟，都可以在游戲化虛擬環(huán)境中完成。我們認(rèn)為，游戲不是虛擬實(shí)驗(yàn)的目的和重點(diǎn)，游戲化的環(huán)境設(shè)計(jì)是讓學(xué)習(xí)者能沉浸虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的手段，完成心理層面的沉浸體驗(yàn)的三個(gè)階段，最終實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)的知識獲得或遷移。
（3）強(qiáng)調(diào)教師對學(xué)習(xí)者或?qū)W習(xí)小組的支持。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者積極主動地建構(gòu)知識，教師的地位發(fā)生了變化，從原來的灌輸知識主導(dǎo)教學(xué)活動。基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)“情境”的設(shè)計(jì)者一般是教師，當(dāng)然也可以是其他成員，情境的發(fā)起者和解決者之間形成合約的關(guān)系，教師可以讓學(xué)習(xí)者選擇是否進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)者可以自由選擇學(xué)習(xí)方式，教師可以提供幫助，督促學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，直到評估合格。整個(gè)教學(xué)過程的設(shè)計(jì)十分重要，關(guān)系到整個(gè)學(xué)習(xí)過程的展開。學(xué)生或者學(xué)習(xí)小組成了主體，而教師的地位退居其后，成為中介者、支持者，負(fù)責(zé)情境的建議和發(fā)起，更多的學(xué)習(xí)主動權(quán)交給了學(xué)生。
（4）強(qiáng)調(diào)探宄學(xué)習(xí)對虛擬實(shí)驗(yàn)的作用。虛擬實(shí)驗(yàn)可充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)者的特征，控制實(shí)驗(yàn)的條件，設(shè)計(jì)、開發(fā)具有較強(qiáng)交互的探究性虛擬實(shí)驗(yàn)。基十整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)由于其具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性、趣味性，更適合也更容易探究學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者或?qū)W習(xí)小組從整合情境中的復(fù)雜信息或自身具體經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，通過觀察和反思概念或認(rèn)知，設(shè)計(jì)或驗(yàn)證試驗(yàn)方案，這樣的學(xué)習(xí)過程往往不能一次性完美完成，學(xué)習(xí)者或?qū)W習(xí)小組得反復(fù)探宄，不斷完善和修正。如此一來，可以發(fā)展學(xué)習(xí)者的積極主動性和探索精神。
綜上，基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是創(chuàng)建了以學(xué)習(xí)者為中心，教師為支持的整合學(xué)習(xí)環(huán)境，這個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境具有一般虛擬實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)的同時(shí)還具有情境性、藝術(shù)性、娛樂性，吸引并使學(xué)習(xí)者沉浸其中，完成虛擬實(shí)驗(yàn)的演示、驗(yàn)證或探究活動。
四 基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用案例設(shè)計(jì)
近年來食品衛(wèi)生和安全成為備受關(guān)注的熱門話題，為了加強(qiáng)青少年對食品添加劑方面的知識，提高選購安全食品的能力。本研究基于以上提出的基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)開發(fā)了能進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)和檢測的食品添加劑虛擬實(shí)驗(yàn)室。
1 教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)“食品安全學(xué)”教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)要求，為了學(xué)習(xí)者能融入并沉浸到虛擬實(shí)驗(yàn).達(dá)到主動探究學(xué)習(xí)，獲取實(shí)驗(yàn)知識和經(jīng)驗(yàn)的目的，本文設(shè)計(jì)并開發(fā)了“添U加C”游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)，以下將介紹該虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)研究。
（1）整合情境創(chuàng)設(shè)與游戲化學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)，如表2。
（2）游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)。根據(jù)以上游戲化學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)，我們可以將游戲化虛擬游戲過程主要分為三個(gè)階段：整合學(xué)習(xí)活動、輕游戲化探究學(xué)習(xí)、反思分享。
①整合學(xué)習(xí)活動階段。依照整合教學(xué)法的理論，學(xué)習(xí)是一些展開局部學(xué)習(xí)2、使用整合情境和評估情境所構(gòu)成的一個(gè)連續(xù)體。整合學(xué)習(xí)活動是本案例的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，主要是從其三要素：物質(zhì)支持工具、信息、命令來展開設(shè)計(jì)，該案例將物質(zhì)支持工具和信息整合在資料中，即物體、背景、信息、功能、信息等。
虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)：為了了解食品添加劑知識，學(xué)習(xí)者進(jìn)入了一個(gè)三維虛擬的超市進(jìn)行選購食品，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)以下資料，了解食品中含有哪些添加劑？推斷食品添加劑對人身體有哪些影響？以及計(jì)算出人一天食品添加劑最高劑量是多少？
資料1：選購商品情境，如圖4。
資料2：介紹食品添加劑情境，如圖5。
命令1：完成購物報(bào)告，如圖6。
命令2：完成虛擬實(shí)驗(yàn)，如圖7。
命令3：完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如圖8。
命令4：完成添加劑重新選購，如圖9。
通過以上整合學(xué)習(xí)活動后，學(xué)習(xí)者將傳統(tǒng)學(xué)習(xí)而來或自有的經(jīng)驗(yàn)知識整合到復(fù)雜的情境中，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，該虛擬實(shí)驗(yàn)提供了物質(zhì)的支持工具和信息，教師處于支持或輔導(dǎo)的地位，學(xué)習(xí)者被生動、自然、復(fù)雜的情境所吸引，目標(biāo)指向虛擬實(shí)驗(yàn)的核心知識，完成指定的命令任務(wù)。
②“輕游戲”化探究學(xué)習(xí)階段
尚俊杰等【22】對“輕游戲”的界定為“輕游戲=教育軟件+主流游戲”，認(rèn)為它首先是一個(gè)教育軟件，并追求主流游戲的內(nèi)在特征，如挑戰(zhàn)、好奇、控制、目標(biāo)、競爭、合作等，以此平衡游戲的教育性和游戲性。本虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遵循“輕游戲”的設(shè)計(jì)思想，將虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成模擬類游戲。第一，本游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)具有模擬仿真性，學(xué)習(xí)者進(jìn)入的“添u加C”食品超市，其中的人物、貨物、貨架、標(biāo)簽、背景、音效等完全仿真現(xiàn)實(shí)超市。第二，本游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)具有“輕游戲”元素設(shè)計(jì)，如情境、系統(tǒng)幫助、導(dǎo)航、虛擬實(shí)驗(yàn)關(guān)卡逐級遞增等。第三，本游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)并可完成的任務(wù)，學(xué)習(xí)者在挑選自己喜歡食品時(shí)，會出現(xiàn)該商品包括添加劑的情況等信息，這時(shí)適時(shí)對學(xué)習(xí)者進(jìn)行添加劑知識的介紹，而學(xué)習(xí)者在離開超市前得完成添加劑知識的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和虛擬實(shí)驗(yàn)，之后會讓學(xué)習(xí)者重新選擇食品的數(shù)量和種類。這樣的設(shè)計(jì)是讓學(xué)習(xí)者在知道、了解、掌握、應(yīng)用食品添加劑的學(xué)習(xí)過程中，完成探究學(xué)習(xí)活動，教師或本虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者自始至終處于整合情境的發(fā)起地位，學(xué)習(xí)者主動思考、積極參與、探索食品添加劑知識成為本虛擬實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)。
③總結(jié)分享階段
總結(jié)分享是一般虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用階段，本虛擬實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在完成整合學(xué)習(xí)活動和“輕游戲”化探究學(xué)習(xí)后，完成食品添加劑的知識鞏固練習(xí)，并在退出虛擬實(shí)驗(yàn)前在工藝宣傳欄中填寫自己對食品添加劑的宣傳語，分享游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)心得體會，效果如圖10、11所示。
2 模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本虛擬實(shí)驗(yàn)仿照了現(xiàn)代超市模式，按照功能進(jìn)行區(qū)分，主要有購物中心、服務(wù)中心、支付中心、幫助中心。依次是對食品添加劑的了解、學(xué)習(xí)、反饋和鞏固四個(gè)階段。
（1）購物中心：是對食品添加劑的初步了解階段。它模擬現(xiàn)代超市購物環(huán)境，通過鍵盤方向鍵來控制購物車的運(yùn)動，按照食品的分類主要有五大區(qū)域：生鮮蔬果區(qū)、休閑食品區(qū)、糧油調(diào)味區(qū)、酒飲沖調(diào)區(qū)、營養(yǎng)健康區(qū)，選購時(shí)能顯示食品名稱、所含添加劑、原料、保質(zhì)期、生產(chǎn)日期等信息，購物中顯示購物清單，結(jié)束購物時(shí)得出購物報(bào)告，告知是否購買的食品添加劑超出國家標(biāo)準(zhǔn)。
（2）服務(wù)中心：是以食品添加劑學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)階段，主要分為添加劑原理實(shí)驗(yàn)、劑量對比實(shí)驗(yàn)、添加劑案例三個(gè)部分。通過這樣的實(shí)驗(yàn)，一方面深刻理解添加劑的功能與副作用，另一方面加強(qiáng)青少年動手能力。離開服務(wù)中心時(shí)，得出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，告知在該中心做了哪些實(shí)驗(yàn)，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
（3）支付中心：是以對食晶添加劑學(xué)習(xí)的反饋和鞏固階段。由于之前在服務(wù)中心的學(xué)習(xí)，會對食品添加劑有了一些隊(duì)識，因此在支付報(bào)告中，學(xué)習(xí)者可以再次決定哪些食品是否要購買，以及購買的數(shù)量，還包括有獎測驗(yàn)和公益宣傳兩個(gè)模塊。
（4）幫助中心：主要包括課件導(dǎo)航地圖和添加劑知以幫助，主要是幫助青少年更好地了解該虛擬實(shí)驗(yàn)室的結(jié)構(gòu)及操作及其對各種添加劑的認(rèn)識。
本虛擬實(shí)驗(yàn)經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)超市各個(gè)中心的數(shù)據(jù)傳遞，用Asp連接Access數(shù)據(jù)庫，按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)，完善地管理各種數(shù)據(jù)庫對象.實(shí)現(xiàn)登錄注冊頁而、購物清單和公益宣傳等數(shù)據(jù)的傳遞。
五 結(jié)束語
本文通過文獻(xiàn)調(diào)研、設(shè)計(jì)機(jī)理與模式的提煉、案例的設(shè)計(jì)開發(fā)等研究，提出了基于整合情境的游戲化虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑⒋四Ｊ竭M(jìn)行了初步的應(yīng)用。實(shí)踐證明該虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ骄哂泻芎玫乃囆g(shù)性、娛樂性，能很好地將虛擬實(shí)驗(yàn)與輕游戲化體驗(yàn)結(jié)合起來，能吸引學(xué)習(xí)者進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)過程，有一定的保持吸引的作用，并能保持沉浸效果，對于學(xué)習(xí)者探究能力和合作能力的培養(yǎng)有一定促進(jìn)效果。但是，由于研究條件和時(shí)間的限制，本研究還存在很多的局限，如案例設(shè)計(jì)和開發(fā)內(nèi)容有待進(jìn)一步深入，設(shè)計(jì)策略不詳盡，交互設(shè)計(jì)何待改進(jìn)等。我們將在后續(xù)研究中，將對該模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析出該模式在維持學(xué)習(xí)者動機(jī)、學(xué)習(xí)效果、探究認(rèn)知等方面的情況，為實(shí)現(xiàn)吸引學(xué)習(xí)者并保持沉浸感的虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更深入研究。
光通信技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿與支撐技術(shù)之一。2013年，國務(wù)院頒布“寬帶中國”計(jì)劃，進(jìn)一步提升了光通信技術(shù)在國家發(fā)展戰(zhàn)略中的地位。簡言之，光通信技術(shù)是光纖技術(shù)與通信技術(shù)的綜合體，它具有高速、大容量的優(yōu)點(diǎn)，但亦存在高成本、高復(fù)雜度和多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。這成為該門課程實(shí)踐教學(xué)開展的主要困難。而且，對于省屬地方高等院校，同時(shí)面臨生源基數(shù)大、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)短缺、設(shè)備更新緩慢等難題，使得該問題更加凸顯。為緩解這一問題所帶來的影響，基于專業(yè)光通信仿真軟件，引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)必然趨勢。
一、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的背景與意義
作者所在的黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院，《光通信技術(shù)》實(shí)驗(yàn)需為兩個(gè)本科專業(yè)（光電子技術(shù)系和通信工程系）學(xué)生（約180人/年）提供課程資源。原有《光通信技術(shù)》包含“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測量”“光纖微彎損耗測量”“光時(shí)域分布反射測量”和“可視光通信傳輸系統(tǒng)演示”5個(gè)基礎(chǔ)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，僅能覆蓋《光纖技術(shù)》和《光通信技術(shù)》兩門專業(yè)必修課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，學(xué)生缺乏對“光電子器件”應(yīng)用的認(rèn)知。而且，光纖與光通信技術(shù)是本專業(yè)最重要的兩個(gè)研究方向之一，是專業(yè)學(xué)生就業(yè)與求學(xué)的主要支撐技術(shù)。近10年來，光通信技術(shù)在“光傳輸”“光交換”“光接入”和“可見光電力線通信”等領(lǐng)域高速發(fā)展。然而，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備多購置于2001年，部分已陳舊、老化。與此同時(shí)，面臨教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足，設(shè)備臺套數(shù)有限，儀器價(jià)格昂貴，由于普通高校擴(kuò)招導(dǎo)致生源劇增的雙重壓力，對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無法得到更新，課程講授內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下。
圖1 原有專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方案
與之相比，專業(yè)仿真軟件具有價(jià)格低廉，覆蓋領(lǐng)域廣，專業(yè)性強(qiáng)，靈活性、操作性好等系列優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)光放大器設(shè)計(jì)，光電轉(zhuǎn)換器件測試，多光通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線模擬等功能，與本專業(yè)光纖技術(shù)、光電器件與檢測、光通信技術(shù)課程內(nèi)容吻合。鑒于此，將虛擬實(shí)驗(yàn)與原有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，以專業(yè)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，虛擬實(shí)驗(yàn)為進(jìn)階，二者相互補(bǔ)充、取長補(bǔ)短，將可有效緩解專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所面臨的困難。
二、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體實(shí)施方法
（一）方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
1.保留原有的“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測量”“光纖微彎損耗測量”作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，刪除“光時(shí)域分布反射測量”和“可視光通信傳輸系統(tǒng)演示”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，節(jié)省6學(xué)時(shí)的課程資源。
2.開設(shè)“光通信仿真設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)，以虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式提高學(xué)生對于“光通信系統(tǒng)架構(gòu)”“光纖放大器設(shè)計(jì)”“光電子器件工作特性”的掌握能力。課程設(shè)計(jì)采用機(jī)房集中教學(xué)模式，包含“光發(fā)射機(jī)/光接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)”，“誤碼率與質(zhì)量因子評價(jià)”“色散補(bǔ)償特性測試”“光放大器性能優(yōu)化”“格式生成與轉(zhuǎn)換”五個(gè)模塊，共計(jì)32學(xué)時(shí)。其中，講授學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí)，第一、二模塊為必選，后三個(gè)模塊至少任選其一。
3.將原有機(jī)房進(jìn)行升級與改造，新購置計(jì)算機(jī)50臺套，服務(wù)器1臺套，投影教學(xué)設(shè)備1臺套。更新原有網(wǎng)絡(luò)布線與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生互動能力，提升學(xué)生間的交互學(xué)習(xí)能力，改善學(xué)生個(gè)人的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺環(huán)境。購置專業(yè)光通信仿真軟件OptiSystem（12.0版）1套，可同時(shí)滿足30人在線仿真需求。
圖2 虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
（二）虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施方法
在實(shí)際的教學(xué)過程中，該門課程對于光電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生（年均60人）為必修課程，分成2個(gè)教學(xué)班級循環(huán)教學(xué)；對于通信工程專業(yè)學(xué)生為選修課程，根據(jù)以往統(tǒng)計(jì)，選修課程人員約60―80人，亦分成2個(gè)教學(xué)班級循環(huán)教學(xué)。除講授8學(xué)時(shí)外，學(xué)生需在2周內(nèi)完成24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，教學(xué)資源采用開放模式提供，學(xué)生可自行安排學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)時(shí)計(jì)算由智能管理系統(tǒng)完成。教學(xué)模式除課上教學(xué)、實(shí)驗(yàn)外，還包括師生在線交流與在線答疑。課程考試采用報(bào)告模式提交，3人一組，需分工明確，格式統(tǒng)一，數(shù)據(jù)與分析清楚有效。
圖3 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施與執(zhí)行
三、效果與評價(jià)
對于通信工程專業(yè)，該門課程設(shè)置在第六學(xué)期，需學(xué)習(xí)前期的光纖基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。對于光電子技術(shù)專業(yè)，該門課程設(shè)置在第七學(xué)期。作為中間環(huán)節(jié)，他是專業(yè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)階，同時(shí)作為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期訓(xùn)練，起到承上啟下作用。運(yùn)行一年來，效果顯著。主要體現(xiàn)在：（1）增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，緩解了實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺套數(shù)少的困難，提升了學(xué)生的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)能力；（2）完成了課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整對接，教學(xué)內(nèi)容與深度得到進(jìn)一步提升；（3）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為教師的科學(xué)研究提供有效輔助。截至2014年12月，已有11名專業(yè)學(xué)生參與到教師的科研團(tuán)隊(duì)中，并在光通信設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)表EI檢索科研論文3篇，申報(bào)發(fā)明專利1項(xiàng)，獲授權(quán)實(shí)用新型專利2項(xiàng)，獲批省級、校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題2項(xiàng)。
1.1改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
儀器分析實(shí)驗(yàn)主要分為：驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性三大類．原先我們開設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要偏重于驗(yàn)證性，內(nèi)容也比較陳舊，我們根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況做了以下改進(jìn)．
1.1.1壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維，打破傳統(tǒng)的重理論輕實(shí)踐的觀念，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，本著強(qiáng)化動手、動腦能力及學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，壓縮了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)數(shù)，現(xiàn)開出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)，綜合性實(shí)驗(yàn)14學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目6學(xué)時(shí)．
1.1.2增加貼近生活的實(shí)驗(yàn)
增加了密切聯(lián)系實(shí)際、貼近生活的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如奶粉中三聚氰胺含量的測定、地溝油中脂肪酸類的測定、湖泊水樣中重金屬銅、鎘含量的測定等與健康、環(huán)境密切相關(guān)的問題．如我們讓學(xué)生檢測長江水樣中重金屬銅的含量，并讓其進(jìn)行評價(jià)，從采樣、樣品的保存和處理及測定全程讓學(xué)生親自參與，并要求學(xué)生將測定結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)對照，讓其分析評價(jià)所采水樣是否達(dá)標(biāo)，從好奇心出發(fā)激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣，讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性，增強(qiáng)學(xué)生動手能力和操作技能，培育學(xué)生的社會責(zé)任心和創(chuàng)新能力．
1.2利用現(xiàn)代教學(xué)手段，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果
由于分析儀器存在原理抽象、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)脫節(jié)等問題，在儀器分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中借助多媒體技術(shù)可以降低學(xué)習(xí)難度，突破教學(xué)難點(diǎn)，加深學(xué)生對基本理論、儀器結(jié)構(gòu)和微觀過程的理解，使抽象的內(nèi)容具體化，復(fù)雜的內(nèi)容簡單化．在光學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中，我們比較了紫外—可見吸收分光光度計(jì)和熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)，將這兩種儀器的結(jié)構(gòu)流程圖、各元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和測試原理通過多媒體圖片向同學(xué)們講解，使學(xué)生掌握了熒光光譜儀的光源與檢測器成直角型，而紫外—可見吸收分光光度計(jì)的光源與檢測器成直線型，同時(shí)還比較了它們在單色器方面的差異．又比如質(zhì)譜儀、核磁共振波譜儀和毛細(xì)管電泳等學(xué)校暫時(shí)沒有的儀器，采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式，通過多媒體課件讓學(xué)生觀看了解這些儀器的結(jié)構(gòu)流程、各部件的作用、操作規(guī)程等，彌補(bǔ)了大型儀器不足的問題．多媒體技術(shù)圖、文、聲、像并茂，生動活潑，可以化靜為動、化虛為實(shí)、化抽象為直觀，具有表現(xiàn)形式多樣化、感染力和吸引力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能激發(fā)學(xué)生興趣，活躍思維，顯著提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果．
1.3完善考核辦法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
實(shí)驗(yàn)考核是研討教學(xué)規(guī)律、檢查教學(xué)質(zhì)量、改革教學(xué)內(nèi)容及方法的重要依據(jù)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的有力保障．科學(xué)的考核手段可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，引導(dǎo)學(xué)生向良好的方向發(fā)展．為此，我們根據(jù)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，制定了能客觀反映學(xué)生綜合素質(zhì)的多元實(shí)驗(yàn)考核辦法：平時(shí)成績與期末考試成績相結(jié)合的方法，期末考試包括理論筆試和實(shí)驗(yàn)操作技能．具體辦法如下：
（1）平時(shí)成績?yōu)?0%，主要包括：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、原始數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)作風(fēng)、數(shù)據(jù)結(jié)果處理及誤差等．實(shí)驗(yàn)報(bào)告強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)步驟描述的準(zhǔn)確性、書寫的規(guī)范性；實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)要與原始實(shí)驗(yàn)記錄的一致性；
（2）理論考試為20%，對實(shí)驗(yàn)涉及的分析儀器的原理、結(jié)構(gòu)、使用對象及條件進(jìn)行考核；
（3）操作考試為20%，在事先出好的10套操作測試題中由學(xué)生抽簽決定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在給定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，改變傳統(tǒng)“照方抓藥”的實(shí)驗(yàn)方式，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題和綜合運(yùn)用知識的能力，以考代學(xué)，有效提高了學(xué)習(xí)效果．
1.4加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研素養(yǎng)
為適應(yīng)新的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，激活學(xué)生創(chuàng)新潛能，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的發(fā)展，我們加大了實(shí)驗(yàn)室大型儀器向不同層次學(xué)生開放的力度，完善了開放實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例．其中，開放實(shí)驗(yàn)主要分為兩種形式．
1.4.1設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
鼓勵學(xué)生在掌握基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，完成自己感興趣的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)一般由老師列出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)題目供學(xué)生選擇，學(xué)生根據(jù)自己興趣選定一個(gè)題目后查閱資料．以“三峽庫區(qū)水樣中有機(jī)污染物熒光光譜特性”這一實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)老師首先向同學(xué)們講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和要求，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料能力．學(xué)生根據(jù)老師提出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念查閱相關(guān)文獻(xiàn)寫出實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)與指導(dǎo)老師討論并經(jīng)指導(dǎo)老師審查和驗(yàn)收合格后利用課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．學(xué)生可通過自由組合的方式成立實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，統(tǒng)籌安排好實(shí)驗(yàn)儀器和試劑，實(shí)驗(yàn)過程中盡量體現(xiàn)學(xué)生的自主性，對實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的問題要求及時(shí)記錄并想辦法解決，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告．實(shí)驗(yàn)完成后，指導(dǎo)老師及時(shí)的組織同學(xué)們進(jìn)行交流總結(jié)，升華同學(xué)們的研究性學(xué)習(xí)成果．
1.4.2科研型實(shí)驗(yàn)
讓專業(yè)知識扎實(shí)、操作技能嫻熟的同學(xué)參與相關(guān)教師的科研課題和課外科技活動項(xiàng)目（如大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，“挑戰(zhàn)杯”等），整個(gè)實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主，教師為輔．實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間和空間上為學(xué)生提供寬松的學(xué)術(shù)環(huán)境和氛圍，目的是讓學(xué)生了解本學(xué)科的科學(xué)前沿，引導(dǎo)學(xué)生去思考問題，以增強(qiáng)學(xué)生求知欲，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)．如教師結(jié)合其研究成果，開設(shè)了科研型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“磁性四氧化三鐵用于環(huán)境水樣中亞甲基藍(lán)的吸附研究”．實(shí)驗(yàn)需應(yīng)用共沉淀法制備納米材料，并研究其對水樣中亞甲基藍(lán)的吸附等．要求學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱了解納米材料的主要化學(xué)制備技術(shù)，重點(diǎn)掌握共沉淀法；研究納米材料對染料亞甲基藍(lán)的吸附性能并熟悉紫外—可見分光光度計(jì)、紅外光譜儀等儀器的原理和操作技能．學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)及論文寫作，把所學(xué)的理論、實(shí)踐及相關(guān)知識綜合運(yùn)用，使學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)三者融合發(fā)展，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和積極性；加強(qiáng)師生間的溝通，培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新思維及科研素養(yǎng)．學(xué)期末教學(xué)質(zhì)量調(diào)查結(jié)果顯示學(xué)生普遍對此類實(shí)驗(yàn)具有濃厚興趣，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究興趣和動手能力均得到了提高．
2結(jié)語
關(guān)鍵詞： 藥理學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 綜合性改革
提高學(xué)生素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力、動手能力及創(chuàng)新能力是高校教學(xué)永恒的命題。將學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是適應(yīng)國家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要[1]，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生接受實(shí)踐鍛煉和提高實(shí)踐能力的良好途徑，在素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)中具有不可替代的作用。
1.對藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行綜合性改革的背景及意義
《藥理學(xué)》是高等醫(yī)學(xué)的主干學(xué)科，是醫(yī)學(xué)與藥學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的橋梁，對醫(yī)學(xué)生和藥學(xué)生均是關(guān)鍵的專業(yè)基礎(chǔ)課程。《藥理學(xué)》是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，藥理學(xué)理論的任何進(jìn)展均要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)與臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)，因此《藥理學(xué)》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)對于促進(jìn)醫(yī)藥類本科生深入地理解藥理學(xué)理論知識，從而在以后的臨床工作和藥學(xué)服務(wù)工作中更好地運(yùn)用藥理學(xué)知識是十分重要的。同時(shí)，由于醫(yī)藥類各學(xué)科的科學(xué)研究幾乎均用到《藥理學(xué)》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)技能，因此良好的訓(xùn)練對于醫(yī)藥類本科生進(jìn)一步深造的科研工作是十分重要的。
不少院校同仁對《藥理學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了多種有益的探索與實(shí)踐。廣州中醫(yī)藥大學(xué)將藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整個(gè)過程分五個(gè)階段進(jìn)行，由淺入深、由簡漸繁，進(jìn)行“漸進(jìn)性、探索性藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程”教學(xué)改革，不同層次學(xué)生均自第一階段起始，終止于不同階段，從而滿足不同層次教學(xué)的需要[2]。內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入科研設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，將選題立項(xiàng)工作也交給學(xué)生自主完成[3]。有些院校強(qiáng)調(diào)采用現(xiàn)代教學(xué)手段例如多媒體教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[4]。北京中醫(yī)藥大學(xué)在本科生藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加SCI論文的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生的自由探索科研意識，幫助學(xué)生掌握科研設(shè)計(jì)的基本原則與思路，結(jié)合采用實(shí)驗(yàn)方案討論會等培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，進(jìn)行藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與創(chuàng)新[5]。
2.我院《藥理學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐
目前我校《藥理學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法仍主要采用傳統(tǒng)教學(xué)方法。課前實(shí)驗(yàn)師準(zhǔn)備好所有實(shí)驗(yàn)所用藥品、試劑及儀器，實(shí)驗(yàn)課堂上先由帶教老師講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法，然后示教，最后學(xué)生在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)，取得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)加深對理論知識的理解和鞏固。應(yīng)該肯定，現(xiàn)有的《藥理學(xué)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)方法基本滿足教學(xué)需要，對本科生實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練和理論教學(xué)的鞏固作用基本符合大綱要求。但是由于《藥理學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)采用多年，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、單一，缺少綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排，無法適應(yīng)新形勢下對醫(yī)藥類人才培養(yǎng)的要求。因此，筆者對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了綜合性改革的探索與實(shí)踐。
2.1對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行漸進(jìn)性安排
現(xiàn)有的八個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由易入難，每個(gè)實(shí)驗(yàn)著重訓(xùn)練不同的藥理實(shí)驗(yàn)技術(shù)。第一次實(shí)驗(yàn)組織學(xué)生分組觀看“藥理實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)”教學(xué)錄像，促使學(xué)生對藥理實(shí)驗(yàn)技術(shù)建立一種初步感性認(rèn)識。然后考察硫酸鎂不同給藥途徑的不同藥理作用，幫助學(xué)生深入理解給藥途徑對于藥效的影響，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生灌胃及腹腔注射兩個(gè)最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。第二次測定某藥物的LD50，該實(shí)驗(yàn)為經(jīng)典的藥理總論部分實(shí)驗(yàn)，學(xué)生既可以復(fù)習(xí)上次訓(xùn)練的技術(shù)，又可以深入理解藥物的安全性。第三次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)磷農(nóng)藥中毒與解救，訓(xùn)練學(xué)生的家兔靜脈給藥技術(shù)，中毒及解救實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察能力，并對擬膽堿藥及抗膽堿藥的藥理作用及不良反應(yīng)進(jìn)行復(fù)習(xí)及深入理解。第四次考察巴比妥類藥物的中樞抑制作用，訓(xùn)練學(xué)生對于中樞抑制藥篩選方法的掌握。第五次考察呋塞米的利尿作用，訓(xùn)練學(xué)生對家兔的灌胃操作技術(shù)及靜脈注射技術(shù)。第六次考察糖皮質(zhì)激素的抗炎作用，訓(xùn)練學(xué)生肌肉注射操作。原有的家兔離體平滑肌運(yùn)動實(shí)驗(yàn)及家兔血壓實(shí)驗(yàn)整合進(jìn)新研發(fā)的藥理學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)。整個(gè)藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程安排在第七周開始進(jìn)行，以配合《藥理學(xué)》理論課教學(xué)進(jìn)度。
2.2《藥理學(xué)》綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開發(fā)
選擇“β-受體阻斷藥（普萘洛爾）對高血壓、心律失常及呼吸道平滑肌運(yùn)動的影響”作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立自主完成實(shí)驗(yàn)的能力，包括查詢文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分組討論、優(yōu)化方案、準(zhǔn)備藥品及儀器、進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)果觀察與分析及總結(jié)等各項(xiàng)能力。由此，我校醫(yī)藥本科生將獲得有關(guān)藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)全程的嚴(yán)謹(jǐn)訓(xùn)練，從根本上提升我校學(xué)生的培養(yǎng)素質(zhì)。
2.2.1普萘洛爾對高血壓的降壓作用。家兔麻醉后，固定，頸動脈插管測定血壓，通過RPMI6240生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)描記血壓曲線。先分別給予腎上腺素、去甲腎上腺素造成高血壓動物模型，然后耳緣靜脈注射給予普萘洛爾，觀察普萘洛爾對血壓的影響。
2.2.2普萘洛爾對心律失常的作用。大鼠麻醉后，固定，針型電極插入大鼠四肢皮下，連接RPMI6240生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，選用II導(dǎo)聯(lián)，描記正常心電曲線。頸外靜脈插管，給予氯化鋇至心律失常，記錄心律失常持續(xù)時(shí)間。取另一大鼠重復(fù)上述操作，誘發(fā)心律失常后給予普萘洛爾，考察心律失常發(fā)生時(shí)間或持續(xù)時(shí)間變化，評價(jià)普萘洛爾的抗心律失常作用。
2.2.3普萘洛爾對呼吸道的作用。豚鼠處死后取出氣管，制備氣管螺旋條，放入盛有克氏液的麥?zhǔn)显」苤校瑥埩Q能器連接于RPMI6240生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，描記豚鼠離體氣管的收縮曲線，觀察給藥前后收縮幅度、張力及收縮頻率的變化。
3.結(jié)語
本研究通過對現(xiàn)有藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行重新整合與修訂，強(qiáng)化對本科生的基本實(shí)驗(yàn)技能及操作技術(shù)的訓(xùn)練，保證學(xué)生通過認(rèn)真完成藥理學(xué)經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，并具有必要的觀察能力。在此基礎(chǔ)上，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并采用PBL教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己準(zhǔn)備試劑、儀器，自行完成實(shí)驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行處理、分析。通過本實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生更好地理解與掌握藥理學(xué)知識與技能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決實(shí)際問題的能力，從而增強(qiáng)教學(xué)效果，培養(yǎng)適應(yīng)科研、臨床、藥學(xué)服務(wù)工作需要的本科畢業(yè)生。
參考文獻(xiàn)：
[1]教育部、財(cái)政部關(guān)于“十二五”期間實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的意見[R].2011，教高[2011]6號.
[2]蔣蘇貞.漸進(jìn)性探索性藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與分析[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2012，10（20）：55-56.
[3]韓瑞蘭，范蕾，常福厚，龔延平.藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開設(shè)科研設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究[J].北方藥學(xué)，2012，9（1）：78-79.
[4]方歡樂，衛(wèi)華，馬懷芬，張颯樂，李英.藥學(xué)本科專業(yè)藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2015，（S1）：96-97.
工程教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)是工業(yè)工程人才培養(yǎng)極其重要的必修環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為加強(qiáng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目訓(xùn)練提供基本條件，通過大量的實(shí)踐訓(xùn)練，使工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生能夠加深對基礎(chǔ)理論和工程基礎(chǔ)知識的理解提高綜合運(yùn)用多種工業(yè)工程手段（工程的或管理的）解決實(shí)際問題的能力，以適應(yīng)培養(yǎng)高層次應(yīng)用型、復(fù)合型人才的要求。
1.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃
為了建設(shè)高水平的工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，我們進(jìn)行了精心的規(guī)劃和反復(fù)論證。我們對國內(nèi)外多所名校的工業(yè)工程系實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了調(diào)查和網(wǎng)上查詢，此外還重點(diǎn)請教了多位國際知名的工業(yè)工程專家。目前，各學(xué)校工業(yè)工程系由于各自的研究側(cè)重點(diǎn)不同，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)側(cè)重情況都有所不同。考慮到我系學(xué)生的培養(yǎng)需求以及今后的學(xué)科發(fā)展方向，以及我們現(xiàn)有的情況，發(fā)揮工科背景的后發(fā)優(yōu)勢，取其它學(xué)校之長，制定了比較符合時(shí)展要求和我校特點(diǎn)的建設(shè)方案。
我們決定重點(diǎn)建設(shè)3個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室：先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室，人因工程實(shí)驗(yàn)室，物流工程實(shí)驗(yàn)室。此外，我們不可能將工業(yè)工程面臨的各種系統(tǒng)都在實(shí)驗(yàn)室建立物理模型，因此利用信息技術(shù)和現(xiàn)代展示技術(shù)彌補(bǔ)這一不足是一個(gè)重要解決方法。因此，我們建設(shè)一個(gè)全面支持系統(tǒng)仿真與展示的綜合體驗(yàn)演示中心。利用信息技術(shù)將仿真結(jié)果更加逼真地展示出來，便于學(xué)生理解復(fù)雜企業(yè)大系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時(shí)可支持各類系統(tǒng)的遠(yuǎn)程體驗(yàn)和演示，演示中心與三個(gè)分實(shí)驗(yàn)室用內(nèi)部高速網(wǎng)絡(luò)連接起來。
這些專業(yè)實(shí)驗(yàn)室總面積約600m2，特點(diǎn)在于：一是著重于企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)活動的整體；二是立足于教學(xué)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都考慮教學(xué)實(shí)驗(yàn)和案例的建設(shè)；三是可為全校學(xué)生進(jìn)行工業(yè)工程方面知識的教學(xué)和實(shí)踐培訓(xùn)；四是可為工業(yè)工程系學(xué)科的發(fā)展提供基本平臺，服務(wù)于長遠(yuǎn)科研基本需求。
2.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)情況
2.1 先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室
“先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室”在國家211和清華大學(xué)985有關(guān)經(jīng)費(fèi)資助下已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模。設(shè)有先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)分室和數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)分室，面積約30cm2。目的在于全面培養(yǎng)學(xué)生對工廠、企業(yè)車間層的有關(guān)工程知識和實(shí)踐技能。為工業(yè)工程系學(xué)生開設(shè)制造、生產(chǎn)系統(tǒng)方面的專業(yè)課以及為全校學(xué)生開設(shè)制造系統(tǒng)方面選修課，并支持有關(guān)課題研究。
實(shí)驗(yàn)室目前擁有一套教學(xué)用微型CIMS系統(tǒng)（包括車中心、銑中心、立體倉庫、自動導(dǎo)引小車、三坐標(biāo)測量機(jī)、機(jī)器人、物料傳輸線）7臺教學(xué)型數(shù)控機(jī)床以及40臺微機(jī)。擁有CAD/CAM軟件和數(shù)字化企業(yè)建模與仿真軟件，如Pro/E、I-DEAS、AutoCAD、FACTO-RY、Flexsim等。全部計(jì)算機(jī)、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，并與校園網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)資源共享，形成協(xié)同學(xué)習(xí)的環(huán)境。
利用實(shí)驗(yàn)室條件，學(xué)生可以進(jìn)行CAD/CAM技術(shù)、CNC技術(shù)、NC編程、物流系統(tǒng)控制、FMS技術(shù)、CIMS技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以進(jìn)行實(shí)際操作的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，教與學(xué)一體化。
2.2 人因工程實(shí)驗(yàn)室
人因工程是工業(yè)工程主要的專業(yè)方向之一。建設(shè)人因工程實(shí)驗(yàn)室的目的在于綜合運(yùn)用人因工程方面的設(shè)備和技術(shù)，教學(xué)上支持人因工程、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。協(xié)同設(shè)計(jì)與制造等方面的工業(yè)工程和制造工程課程實(shí)驗(yàn)，提供學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本環(huán)境和設(shè)備技術(shù)實(shí)施手段，同時(shí)支持在虛擬設(shè)計(jì)制造、產(chǎn)品快速開發(fā)、勞動作業(yè)安全、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等方面的研究。
人因工程實(shí)驗(yàn)室面積約156m2，分為4部分：人因工程基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、人體測量與生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、可用性評測與人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室和虛擬現(xiàn)實(shí)與人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。
1）人因工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是人體和環(huán)境基本測量與分析，工作地設(shè)計(jì)等。
主要滿足人因工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括人體基本測量（形體尺寸、生理參數(shù)、認(rèn)知特性等）、環(huán)境基本測量（溫度、濕度、光照、噪聲、輻射、空氣等）以及工作地基本測量（幾何、物理測量等）等。目的是讓學(xué)生掌握基本的人因?qū)W測量手段和測量概念，強(qiáng)化人因工程的概念，并且能在今后的實(shí)際工作中自覺地考慮“人-機(jī)-環(huán)境”的互動關(guān)系，提高工程設(shè)計(jì)的人性化水平。結(jié)合這些實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容主要包括人體生理計(jì)測儀器、環(huán)境計(jì)測儀器等儀器的購置以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
2）人體測量與生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是三維人體測量、建模、應(yīng)用與分析等。
主要針對現(xiàn)代三維無接觸人體測量技術(shù)及應(yīng)用，滿足人因工程高等專題實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目要求。建設(shè)內(nèi)容主要包括三維無接觸人體測量設(shè)備的購置、配套硬件建設(shè)和數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用軟件的研究與開發(fā)等。目的是讓學(xué)生掌握先進(jìn)的人體測量手段，了解三維人體數(shù)據(jù)的應(yīng)用，結(jié)合專題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或項(xiàng)目充分領(lǐng)會人因工程在工程設(shè)計(jì)中的重要性。
3）可用性評測與人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是用戶研究、心理測試、計(jì)算機(jī)人機(jī)交互評測等。
主要針對以下3個(gè)方面的內(nèi)容，產(chǎn)品的可用性（易用性）、用戶需求分析及用戶研究以及計(jì)算機(jī)人機(jī)交互測評等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。重點(diǎn)針對現(xiàn)代信息產(chǎn)品的可用性測評；如何運(yùn)用工程手段把握用戶的特征和需求（顯性需求和隱性需求）以保證產(chǎn)品開發(fā)的成功率；針對軟件的界面設(shè)計(jì)以及移動商務(wù)、移動設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過這3個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)，希望能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用技術(shù)手段把握客戶需求，特別是針對當(dāng)前流行的電子商務(wù)、軟件和移動設(shè)備進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)的綜合能力。建設(shè)內(nèi)容包括：用戶測試室和研究觀察室的監(jiān)控設(shè)備集成、人機(jī)交互設(shè)備、移動電子產(chǎn)品評測樣本以及相應(yīng)的記錄和分析軟硬件。
4）虛擬現(xiàn)實(shí)與人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是多通道復(fù)雜人機(jī)交互系統(tǒng)仿真與分析、虛擬體驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、操作行為測評與分析、人體運(yùn)動跟蹤與仿真等。
主要針對以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的復(fù)雜“人-機(jī)-環(huán)境”交互系統(tǒng)進(jìn)行模擬、仿真、測評和研究，立足于構(gòu)建各種人機(jī)界面進(jìn)行近似真實(shí)場景的測評，并運(yùn)用多通道人機(jī)界面技術(shù)開展部分虛擬體驗(yàn)教學(xué)研究，通過“視覺、聽覺、觸覺”的集成體驗(yàn)來加深理論知識的學(xué)習(xí)并“感知”復(fù)雜的系統(tǒng)或理論。本實(shí)驗(yàn)將作為高等人因工程專題實(shí)驗(yàn)和一系列研究類專題實(shí)驗(yàn)的重要部分，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用新技術(shù)解決復(fù)雜問題的思路和基本能力，特別是自己動手進(jìn)行研究類實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、總結(jié)、提高的能力。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)室還作為工業(yè)工程系其他專業(yè)方向教學(xué)和研究用實(shí)驗(yàn)平臺，開展體驗(yàn)類教學(xué)實(shí)驗(yàn)和成果展示。主要建設(shè)內(nèi)容包括三通道虛擬現(xiàn)實(shí)立體投影系統(tǒng)、觸覺人機(jī)交互裝置研制、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺購置、駕駛行為仿真測試系統(tǒng)研究以及專題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
2.3 物流工程實(shí)驗(yàn)室
物流（廣義包括企業(yè)內(nèi)部物資流動和企業(yè)外部供應(yīng)鏈管理）在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)活動中占據(jù)日益重要的地位，并已經(jīng)引起政府和工業(yè)界的高度重視。物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜的物流系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、過程優(yōu)化以及流程管理的實(shí)際能力。滿足相關(guān)的教學(xué)和科研的需求。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、信息管理與決策技術(shù)等多種技術(shù)手段，使實(shí)驗(yàn)室充分體現(xiàn)和展示現(xiàn)代物流技術(shù)。物流實(shí)驗(yàn)室面積約9cm2，硬件設(shè)備主要是二個(gè)方面：混流裝配生產(chǎn)線（企業(yè)內(nèi)部物流）物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流。
1）混流裝配生產(chǎn)線（企業(yè)內(nèi)部物流）
該生產(chǎn)線是裝配生產(chǎn)線，有8個(gè)工位，傳送帶可以連續(xù)移動或節(jié)拍移動。在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)過程中教師可以生產(chǎn)指令、監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)、控制裝配線的運(yùn)轉(zhuǎn)，讓學(xué)生直觀地看到企業(yè)實(shí)際加工的裝配生產(chǎn)線，讓學(xué)生了解和熟悉企業(yè)內(nèi)物流。同時(shí)可以進(jìn)行產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)分析與裝配流程規(guī)劃、裝配線配置與布局、裝配線平衡、裝配作業(yè)動作分析時(shí)間研究、在線庫存管理與生產(chǎn)現(xiàn)場物流、MRP與JIT生產(chǎn)模式對比、JIT方式下停線實(shí)驗(yàn)、裝配質(zhì)量控制、基于MES實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)度等實(shí)驗(yàn)。
2）物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流部分
物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流部分主要由40個(gè)貨位的自動倉庫、貨柜、電子標(biāo)簽系統(tǒng)、電動傳輸帶、條形碼系統(tǒng)組成。學(xué)生根據(jù)老師提出的物流系統(tǒng)的需求，自行設(shè)計(jì)、分析、建立一個(gè)配送中心（倉儲、分揀、搬運(yùn)、進(jìn)出庫等）規(guī)劃物流系統(tǒng)。提高其運(yùn)用理論解決實(shí)際問題能力，同時(shí)，對于現(xiàn)代物流配送有基本認(rèn)識，了解和熟悉庫存管理。對于可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、實(shí)施的配送中心部分，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，對于不便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析、實(shí)施的送貨線路部分，采用規(guī)劃及仿真軟件進(jìn)行。
3.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成果
目前，先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室中的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)分室在原有的基礎(chǔ)上繼續(xù)完善，開發(fā)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件，増加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，擴(kuò)大效益。學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行數(shù)控編程及加工，CAD/CAPP/CAM、FMS、機(jī)器人、CIMS、生產(chǎn)調(diào)度及仿真優(yōu)化等反映先進(jìn)制造技術(shù)的單元或系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練。除為我校學(xué)生提供教學(xué)實(shí)踐服務(wù)外，每年都有其他院校（北京農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北方交通大學(xué)等）來我系實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)分室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)、工藝分析、工廠設(shè)計(jì)、企業(yè)管理到企業(yè)運(yùn)作仿真的系統(tǒng)集成。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)數(shù)字化時(shí)代與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營有關(guān)的幾乎所有軟件系統(tǒng)，進(jìn)行企業(yè)知識的全方位訓(xùn)練。
已經(jīng)建成的人因工程實(shí)驗(yàn)室，是國內(nèi)高校中建設(shè)比較完備的一個(gè)人因工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，而且建設(shè)內(nèi)容突出反映了國際上人因工程專業(yè)方向的發(fā)展趨勢，融入了較多的新技術(shù)和新思路，如信息產(chǎn)品的可用性及用戶研究、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在復(fù)雜人機(jī)界面方面的應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)與展示等。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃內(nèi)容被許多國內(nèi)兄弟院校的工業(yè)工程系索取和參考，為國內(nèi)工業(yè)工程系人因工程方向的教學(xué)改革提供了先例。
物流工程實(shí)驗(yàn)室各個(gè)部分設(shè)備已基本建成。物流實(shí)驗(yàn)室的軟件建設(shè)正在進(jìn)行，軟件建設(shè)主要以科研成果為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，形成與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的軟件，如倉儲管理系統(tǒng)、運(yùn)輸管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)等。這些軟件補(bǔ)充物流實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)功能，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠使學(xué)生了解先進(jìn)的物流管理信息技術(shù)，而且通過模擬操作，能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。同時(shí)把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容同企業(yè)的實(shí)際需要相結(jié)合，能夠大大提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。
通過實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，培養(yǎng)和鍛煉了一批研究生和有關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)，包括軟硬件建設(shè)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)建設(shè)，熟悉了工業(yè)工程新的學(xué)科方向，主動參與了所有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備。研究生通過參與開發(fā)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是研制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，不僅為學(xué)校節(jié)省了巨額的資金，而且也培養(yǎng)了獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也推動了國際交流與合作，目前承擔(dān)了六項(xiàng)大型國際合作項(xiàng)目，總經(jīng)費(fèi)約300多萬元。
4.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行和管理
目前，年輕教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同參與管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，以教學(xué)與研究互動的原則運(yùn)行和發(fā)展實(shí)驗(yàn)室。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)階段是教師、研究生和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同策劃開發(fā)，一旦成熟就完全交給實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員負(fù)責(zé)運(yùn)行。
利用現(xiàn)有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，以教學(xué)計(jì)劃為依據(jù)，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐動手能力、協(xié)同合作能力、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新能力等全面素質(zhì)的培養(yǎng)。針對不同的實(shí)驗(yàn)對象，我們精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和提高實(shí)驗(yàn)，單元實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，以及研究類專題實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)含量的專題實(shí)驗(yàn)。采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，比如看錄相、現(xiàn)場操作演示、學(xué)生動手實(shí)踐、計(jì)算機(jī)仿真等。與此同時(shí)，也將新研究成果引入教學(xué)，不斷更新和豐富教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終能夠緊跟學(xué)科的發(fā)展，具有一定的先進(jìn)性和代表性。針對19門課程，我們已新開設(shè)實(shí)驗(yàn)40多個(gè)，年接納學(xué)生人數(shù)1000多人次。
配合專業(yè)課程和教學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室還開發(fā)制作了豐富的多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)課件，供學(xué)生自學(xué)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室接納本科生的生產(chǎn)認(rèn)識實(shí)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（綜合論文訓(xùn)練）SRT項(xiàng)目和研究專業(yè)技術(shù)的研究生論文工作。此外，還對工廠企業(yè)工程技術(shù)人員、大學(xué)、大中專教師進(jìn)行工業(yè)工程專業(yè)相關(guān)技術(shù)的繼續(xù)教育培訓(xùn)。
關(guān)鍵字：應(yīng)用性本科高校；實(shí)踐教學(xué)體系；國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)
中圖分類號：F752 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-8772（2013）12-0227-03
引言
應(yīng)用型本科院與學(xué)術(shù)型本科院校在教學(xué)方法上有本質(zhì)的差異，學(xué)術(shù)型高校往往以講授為主，輔之以實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)用型高校強(qiáng)調(diào)的是實(shí)踐教學(xué)，重在培養(yǎng)實(shí)踐動手能力和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)具有涉外性、實(shí)踐性和應(yīng)用性的特點(diǎn)，要求培養(yǎng)具有較強(qiáng)的國際商務(wù)溝通、外貿(mào)實(shí)務(wù)操作等專業(yè)能力，有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的高級應(yīng)用型專門人才，這就迫切要求應(yīng)用型本科高校加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)。
一、安徽科技學(xué)院國貿(mào)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀
為了適應(yīng)社會對國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)應(yīng)用型、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型專門人才的需求，安徽科技學(xué)院國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)在借鑒國內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極探索實(shí)踐教學(xué)改革，實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)比重正在進(jìn)一步增加，實(shí)踐教學(xué)形式、內(nèi)容等都有了更新和發(fā)展。
根據(jù)《安徽科技學(xué)院國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)人才培養(yǎng)方案》（2012年），目前安徽科技學(xué)院國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括入學(xué)教育及專業(yè)導(dǎo)論、軍訓(xùn)（含軍事理論教育）、社會實(shí)踐、認(rèn)知實(shí)習(xí)、外貿(mào)基本技能實(shí)訓(xùn)、公關(guān)與禮儀實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）以及一些理論課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等。在實(shí)踐形式上主要包括三種：一是獨(dú)立設(shè)置的專業(yè)實(shí)踐課程，如外貿(mào)基本技能實(shí)訓(xùn)、公關(guān)與禮儀實(shí)訓(xùn)；二是依托公共基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，此類實(shí)踐教學(xué)既包含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課時(shí)、也包含課內(nèi)案例教學(xué)、實(shí)地考察等教學(xué)形式；三是主要依托于本專業(yè)知識的公共實(shí)踐環(huán)節(jié)，包含軍訓(xùn)與軍事理論教育、社會調(diào)查及報(bào)告、學(xué)年論文、就業(yè)指導(dǎo)與實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等。
雖然安徽科技學(xué)院國貿(mào)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在不斷的探索中取得了一定的成績，但也存在較多的問題，距離培養(yǎng)應(yīng)用型的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才還有一定的差距，為此需要進(jìn)一步的探索和改革。
二、安徽科技學(xué)院國貿(mào)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的目標(biāo)定位
實(shí)踐教學(xué)體系是指從大學(xué)一年級到大學(xué)四年級由所有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)組成的一個(gè)與理論教學(xué)相對獨(dú)立而又密切聯(lián)系的教學(xué)體系。我們將國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)定位為：
1.總體目標(biāo)。掌握國際貿(mào)易的基本技能，具有較強(qiáng)的國際商務(wù)溝通、外貿(mào)實(shí)務(wù)操作等專業(yè)能力，能在國際貿(mào)易部門、涉外企業(yè)等從事報(bào)關(guān)、報(bào)檢，國際結(jié)算，國際商務(wù)談判等工作，具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)精神。
2.基本素質(zhì)目標(biāo)。掌握經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)理論知識，具備經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的認(rèn)知與分析能力、組織管理能力、統(tǒng)計(jì)分析能力、會計(jì)核算技能等。掌握一門外國語，具有較強(qiáng)的聽、說、讀、寫、譯的能力，能較熟練地閱讀本專業(yè)的外文書刊。至少達(dá)到“大學(xué)英語等級考試”四級水平。
3.職業(yè)能力目標(biāo)。掌握國際結(jié)算、報(bào)關(guān)、外貿(mào)單證、外貿(mào)函電、國際貨物運(yùn)輸與保險(xiǎn)等專業(yè)知識和技能。了解主要國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及其貿(mào)易政策和中國的經(jīng)濟(jì)政策和法規(guī)；掌握計(jì)算機(jī)的基本知識和應(yīng)用方法，具有熟練操作相關(guān)國際貿(mào)易應(yīng)用軟件的能力；具有較強(qiáng)的語言文字表達(dá)、人際溝通、團(tuán)結(jié)協(xié)作等社會適應(yīng)和發(fā)展能力。
三、安徽科技學(xué)院國貿(mào)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建
筆者根據(jù)國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，充分體現(xiàn)應(yīng)用型本科院校辦學(xué)優(yōu)勢和特色，在基本技能、綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力三個(gè)層次上，構(gòu)建“平臺+模塊”國貿(mào)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系（見下圖）。
根據(jù)學(xué)生實(shí)踐技能循序漸進(jìn)的培養(yǎng)規(guī)律，我們構(gòu)建了三個(gè)彼此聯(lián)系、相互促進(jìn)和提高的實(shí)踐教學(xué)平臺：國貿(mào)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺、國貿(mào)綜合實(shí)踐教學(xué)平臺、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺。每個(gè)平臺對學(xué)生外貿(mào)專業(yè)能力培養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)不同，并逐步擴(kuò)大學(xué)生知識領(lǐng)域、知識層次，開闊學(xué)生視野，使學(xué)生實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、社會競爭能力得到逐步提升。
1 國貿(mào)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。該平臺包括經(jīng)濟(jì)學(xué)科基礎(chǔ)演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、國貿(mào)專業(yè)性綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以及科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)踐能力。根據(jù)國貿(mào)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)和內(nèi)在聯(lián)系，我們把國貿(mào)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺劃分為經(jīng)濟(jì)學(xué)科基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、國貿(mào)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K、科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K，逐步增強(qiáng)學(xué)生國貿(mào)專業(yè)基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣邮帜芰Α＃?）經(jīng)濟(jì)學(xué)科基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括經(jīng)濟(jì)學(xué)科基礎(chǔ)課程的演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如在《宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)》、《管理學(xué)》、《統(tǒng)計(jì)學(xué)》、《會計(jì)學(xué)》《市場營銷》等課程中增加演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生能夠初步掌握經(jīng)濟(jì)科學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想；（2）國貿(mào)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括《國際貿(mào)易實(shí)務(wù)》、《商務(wù)英語》等專業(yè)基礎(chǔ)課程、《國際結(jié)算》、《報(bào)關(guān)實(shí)務(wù)》、《外貿(mào)函電與談判》等核心課程、以及《農(nóng)產(chǎn)品儲運(yùn)與加工》、《商務(wù)禮儀》、《公共關(guān)系》等專業(yè)方向課程的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，主要培養(yǎng)學(xué)生對國貿(mào)專業(yè)知識綜合運(yùn)用的能力以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和操作能力；（3）科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括大學(xué)生科研創(chuàng)新課題研究，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
2 國貿(mào)綜合實(shí)踐教學(xué)平臺。該平臺包括各種實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、社會實(shí)踐、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，采用校企、校地等合作形式，提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力。由于實(shí)踐能力培養(yǎng)是一個(gè)漸進(jìn)過程，把國貿(mào)綜合實(shí)踐教學(xué)平臺劃分為認(rèn)知性實(shí)踐訓(xùn)練模塊、國貿(mào)專業(yè)技能實(shí)踐訓(xùn)練模塊、綜合性實(shí)踐訓(xùn)練模塊，從模擬到真實(shí)、逐步提高學(xué)生實(shí)踐能力。（1）認(rèn)知性實(shí)踐訓(xùn)練模塊包括認(rèn)知實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、課程綜合實(shí)習(xí)、課程實(shí)習(xí)等模擬實(shí)踐環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生實(shí)踐動手能力和社會認(rèn)知能力；（2）國貿(mào)專業(yè)技能實(shí)踐訓(xùn)練模塊包括外貿(mào)基本技能實(shí)訓(xùn)、公關(guān)與禮儀實(shí)訓(xùn)、國際貿(mào)易實(shí)務(wù)模擬等各種仿真實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，通過模擬外貿(mào)實(shí)踐活動，縮短學(xué)校與外貿(mào)企業(yè)之間的差距，培養(yǎng)學(xué)生外貿(mào)基本職業(yè)技能。其中，在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，《國際貿(mào)易實(shí)務(wù)模擬》是本專業(yè)所開設(shè)的大型綜合型、設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)課程，為學(xué)生提供模擬外貿(mào)進(jìn)出口業(yè)務(wù)的演練機(jī)會。學(xué)生在模擬實(shí)訓(xùn)課程中，通過進(jìn)出口模擬軟件、外貿(mào)單證等，對所學(xué)的知識進(jìn)行仿真演練，內(nèi)容包括交易前準(zhǔn)備、交易磋商、合同的簽訂、信用證審核與修改、出口托運(yùn)、租船定艙、投保、出口貨物報(bào)驗(yàn)、報(bào)關(guān)、出口制單結(jié)匯等一系列外貿(mào)業(yè)務(wù)流程，大大提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力，使理論知識與實(shí)踐得以結(jié)合；（3）綜合性實(shí)踐訓(xùn)練模塊包括畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）、社會實(shí)踐、頂崗實(shí)習(xí)等真實(shí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過校企合作、校地合作和社會實(shí)踐活動，強(qiáng)化學(xué)生自主能力和創(chuàng)造意識。
3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺。該平臺包括校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模擬實(shí)踐、外貿(mào)行業(yè)競賽活動，科技創(chuàng)業(yè)實(shí)踐等活動，鼓勵大學(xué)生勇于創(chuàng)新、勤于實(shí)踐，全面提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。我們把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺劃分為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模擬實(shí)踐模塊、行業(yè)競賽活動模塊、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐模塊，逐步強(qiáng)化并提升學(xué)生社會競爭能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。（1）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模擬實(shí)踐模塊包括校內(nèi)創(chuàng)業(yè)模擬課堂、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)教育、創(chuàng)業(yè)之星實(shí)踐等活動，激發(fā)和培育學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)精神，進(jìn)一步提高學(xué)生綜合動手能力。（2）外貿(mào)行業(yè)競賽活動包括參加各種校外比賽，像英語口語競賽、職業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)大賽、數(shù)學(xué)建模比賽、創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)大賽、課外科技作品競賽等，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生社會競爭能力。（3）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐模塊包括學(xué)生論文、創(chuàng)新實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐、專利發(fā)明等，鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和動手能力，又可以提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和能力。
四、實(shí)踐教學(xué)體系的保障措施
1.提高師資隊(duì)伍的實(shí)踐教學(xué)能力。培養(yǎng)應(yīng)用型的人才關(guān)鍵在于師資隊(duì)伍建設(shè)，因此要不斷豐富教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高教師的教學(xué)素質(zhì)。一方面要培養(yǎng)校內(nèi)的“雙師型”教師隊(duì)伍，鼓勵教師報(bào)考報(bào)關(guān)員、單證員等相關(guān)業(yè)務(wù)的國家從業(yè)資格證書，有計(jì)劃地派遣國貿(mào)專業(yè)教師到外貿(mào)企業(yè)掛職學(xué)習(xí)、鍛煉。另一方面要聘請企業(yè)的業(yè)務(wù)骨干擔(dān)任的專職實(shí)踐教師，邀請企業(yè)老總定期來學(xué)校進(jìn)行業(yè)務(wù)專題講座等。
論文摘要： 混合式學(xué)習(xí)理念從學(xué)生需求的角度考慮教學(xué)組織形式，既體現(xiàn)教育的人本化，又突出信息時(shí)代的特征。作者從主導(dǎo)作用與主體地位的混合、傳統(tǒng)媒體與現(xiàn)代媒體的混合、課堂學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的混合等方面在物理教學(xué)中嘗試混合式學(xué)習(xí)，旨在改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)習(xí)效率。
1.混合式學(xué)習(xí)背景
20世紀(jì)90年代以后，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)，特別是多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化學(xué)習(xí)（e-learning）作為一件新生事物蓬勃發(fā)展起來。e-learning在培養(yǎng)學(xué)生基本學(xué)習(xí)技能、創(chuàng)新能力、信息素養(yǎng)等方面有著突出的優(yōu)勢，它能徹底改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，開辟出利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種全新的學(xué)習(xí)方式。然而，進(jìn)入20世紀(jì)之后，這種缺乏教師深度參與，完全依靠學(xué)生自學(xué)，忽視教師的主導(dǎo)作用發(fā)揮的e-learning，效果令人感到沮喪，人們逐漸體會到它不盡人意之處。2002年12月，《美國教育技術(shù)白皮書》明確提出“e-learning能很好地完成某些教育目標(biāo)，但不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)”、“e-learning不會取代學(xué)校教育，但能改變課堂教學(xué)目的和功能”等觀點(diǎn)。顯然，怎樣體現(xiàn)學(xué)生在線學(xué)習(xí)的主動參與性，如何發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用、學(xué)習(xí)和研究方法、人格影響的滲透優(yōu)勢，已經(jīng)成為國內(nèi)外教育界共同關(guān)注的問題。在此大背景下，混合式學(xué)習(xí)（blendedlearning）的概念應(yīng)運(yùn)而生。
2.混合式學(xué)習(xí)理念
混合式學(xué)習(xí)（blended learning）是把傳統(tǒng)的面對面的課堂學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化學(xué)習(xí)（e-learning）的優(yōu)勢結(jié)合起來，既要體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的積極性、創(chuàng)造性和主動性，又要合理發(fā)揮教師啟發(fā)、引導(dǎo)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，只有將二者有機(jī)結(jié)合、優(yōu)勢互補(bǔ)，方能取得最佳學(xué)習(xí)效果。在對e-learning反思基礎(chǔ)上誕生的blended learning，其學(xué)習(xí)過程吻合學(xué)生主體和教師主導(dǎo)的“雙主模式”教學(xué)理論，體現(xiàn)教師面授和在線學(xué)習(xí)的完美結(jié)合，既展示了信息時(shí)代的特點(diǎn)，又正視了學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)本源對教育技術(shù)的變革產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
究其實(shí)質(zhì)，混合式學(xué)習(xí)（blended learning）是在傳統(tǒng)教學(xué)過程中恰當(dāng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種在師生二元論思想指導(dǎo)下的課堂教學(xué)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的整合，既強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)伙伴間的協(xié)同作用、教師的指導(dǎo)作用，又倡導(dǎo)學(xué)習(xí)者知識的自我建構(gòu)。從其內(nèi)涵看，混合式學(xué)習(xí)是各種學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)媒體及學(xué)生支持服務(wù)和學(xué)習(xí)環(huán)境的混合。當(dāng)然，各種元素不是隨意地混合，關(guān)鍵是如何優(yōu)化各種學(xué)習(xí)資源，如何把各種學(xué)習(xí)資源有機(jī)整合，達(dá)到1+1＞2的效果。
3.混合式理念在物理教學(xué)中應(yīng)用嘗試
在中學(xué)物理教學(xué)中，面對面學(xué)習(xí)仍是課堂教學(xué)的主要形式，在線學(xué)習(xí)是對面對面學(xué)習(xí)的補(bǔ)充。物理新課改的理念就是要改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，我對混合式學(xué)習(xí)在物理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了嘗試。
3.1主導(dǎo)作用與主體地位的混合
回顧教育發(fā)展歷史，20世紀(jì)90年代前，以中國“師道尊嚴(yán)”為代表“教師中心”論，片面強(qiáng)調(diào)教師“如何教”而很少涉及學(xué)生如何學(xué)。90年代后，西方建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論側(cè)重強(qiáng)調(diào)學(xué)生是信息加工的主體，是知識的主動建構(gòu)者，突出“學(xué)生為中心”的思想。兩者都過于偏頗，讓教與學(xué)不能和諧統(tǒng)一。混合式學(xué)習(xí)理念提倡把“教為中心”和“學(xué)為中心”兩種觀點(diǎn)有機(jī)混合，既不側(cè)重“教師中心”，又不夸大“學(xué)生中心”，而是既彰顯教師的主導(dǎo)作用，又突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，讓教師與學(xué)生、教與學(xué)和諧統(tǒng)一。教師在混合式學(xué)習(xí)中，通過組織課堂教學(xué)、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、參與網(wǎng)絡(luò)討論、控制教學(xué)過程，保障學(xué)習(xí)的有序性和高效性，起到主導(dǎo)作用；學(xué)生通過解決教師設(shè)計(jì)的問題，協(xié)作交流，自主探究，建構(gòu)知識體系，提高學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。
3.2傳統(tǒng)媒體與現(xiàn)代媒體的混合
為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，混合式學(xué)習(xí)要求在物理課堂上，采用傳統(tǒng)黑板板書與多媒體cai課件相結(jié)合，恰當(dāng)引入eda技術(shù)等輔助的教學(xué)方法，將黑板的板書模式與信息技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造一個(gè)雖是低結(jié)構(gòu)化的，但能便利地引入數(shù)字化信息資源的教學(xué)環(huán)境。采用多媒體課件，將物理教材中的基本原理、概念、復(fù)雜的圖形或波形用動畫的形式在投影上顯示出來，能彌補(bǔ)黑板板書單調(diào)且浪費(fèi)時(shí)間的弊端。運(yùn)用eda技術(shù)仿真虛擬物理實(shí)驗(yàn)，直觀的現(xiàn)象有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力；有利于教師把教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)向?qū)W生講清楚，可活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。這樣，既能讓學(xué)生動腦思考，又能讓學(xué)生動手參與物理仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。另外，必要的黑板板書，可避免過多的無效信息干擾學(xué)生的有效注意力，防止學(xué)生因長時(shí)間“電灌”而“疲勞”。
3.3課堂學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的混合
俗話說：教無定法，教學(xué)有法。教師應(yīng)根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)組織形式。傳統(tǒng)面對面的課堂教學(xué)，教師以板書、肢體語言、教學(xué)語言和個(gè)人魅力等成為學(xué)生注意的中心，在師生雙邊活動、信息交流中占有優(yōu)勢，而在線學(xué)習(xí)不受地點(diǎn)、時(shí)間、空間約束，自主性和人機(jī)互動性強(qiáng)，有些教學(xué)內(nèi)容要在教師面授方式下才能獲得好的效果，而有些內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方能提高學(xué)習(xí)效率。
譬如，高一物理《牛頓運(yùn)動定律》編排了“超重和失重”內(nèi)容，傳統(tǒng)講授運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律推出超重與失重的概念，學(xué)生往往對超重與失重的內(nèi)涵似懂非懂，更無法親身體驗(yàn)超重與失重的感覺。為此，我設(shè)計(jì)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的混合式學(xué)習(xí)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)平臺在教學(xué)上的優(yōu)勢，運(yùn)用eda技術(shù)仿真虛擬物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，體驗(yàn)物理的探究過程，用探究的方法研究“超重和失重”。同時(shí)，設(shè)計(jì)了一定量的學(xué)生活動與協(xié)作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在合作與交流的基礎(chǔ)上探討結(jié)論。為了解學(xué)生對知識的掌握情況，我根據(jù)信息技術(shù)平臺互動的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)知識自評和在線交流網(wǎng)頁，實(shí)現(xiàn)“人機(jī)對話”與學(xué)生間的交流互動。
4.結(jié)語
混合式學(xué)習(xí)理念把“以教為主”和“以學(xué)為主”的教學(xué)設(shè)計(jì)恰當(dāng)結(jié)合起來，吸取這兩種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，建構(gòu)一個(gè)較為理想的學(xué)習(xí)平臺，能夠發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，方便教師監(jiān)控課堂教學(xué)活動有序進(jìn)行，順利完成既定教學(xué)目標(biāo)，保證傳授學(xué)科知識的系統(tǒng)性；同時(shí)能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的積極性，發(fā)揮其主觀能動性和創(chuàng)造性，便于學(xué)生對創(chuàng)新能力和知識技能的訓(xùn)練，有利于學(xué)生價(jià)值觀和健康情感的培養(yǎng)，能夠?qū)鹘y(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來，獲得最佳學(xué)習(xí)效果。
參考文獻(xiàn)：
論文摘 要：實(shí)驗(yàn)室擔(dān)負(fù)著向?qū)W生傳播知識與技術(shù)、培養(yǎng)學(xué)生動手的能力和創(chuàng)新能力的重要使命。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及教學(xué)改革地不斷深入， 實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教學(xué)體系中的地位越來越突出，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革已經(jīng)迫在眉睫。本文主要分析了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)模式與存在的問題，并提出了提高電子信息類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的方法[1]。
0 引 言
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)校教學(xué)活動的重要組成，教學(xué)質(zhì)量的好壞是對學(xué)校人才培養(yǎng)層次與質(zhì)量的直接體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的主要內(nèi)容， 在改善教學(xué)質(zhì)量方面發(fā)揮著不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)室在傳播知識的同時(shí)，更重要的作用體現(xiàn)在對學(xué)生的創(chuàng)造性思維與想象力的培養(yǎng)上。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生分析解決問題以及動手能力明顯提高。伴隨教學(xué)改革的日益深入， 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革也越來越引起人們的關(guān)注，以往的教師灌輸式的理論教授方式，學(xué)生被動接受的教學(xué)模式，已無法滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。當(dāng)前，社會需要的是主動型、能力為主的人才培養(yǎng)。加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，必須切實(shí)轉(zhuǎn)變以往重理論教學(xué)輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)的錯誤觀念，重新認(rèn)識實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)校教學(xué)活動中的地位與作用，根據(jù)當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)對人才的要求， 改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，優(yōu)化更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)模式與存在的問題
國內(nèi)高校工科教育當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著硬件條件不足、硬件實(shí)驗(yàn)條件的發(fā)展與技術(shù)要求不相符[2]，加上近幾年高校擴(kuò)招，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件條件更是供不應(yīng)求。進(jìn)一步加大對教學(xué)硬件條件的投入，豐富實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)條件的改革及建設(shè)，在目看來具有特殊的重要性。面對這種情況，我國的教育主管部門采取了一些推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革及建設(shè)的措施。如：在全國高校本科的教學(xué)水平評估中，實(shí)驗(yàn)室基地建設(shè)與建設(shè)投資及其實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革被列為一項(xiàng)重要的指標(biāo)。并且，各高校也逐漸開始響應(yīng)教育部的的這一舉動，紛紛實(shí)行了“雙基”型實(shí)驗(yàn)室[2]，與此同時(shí)，建設(shè)了“實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”。當(dāng)前，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)所占比例較大，與綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)之間的比例失調(diào)；實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絾我弧?shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊；實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺乏先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。
2 提高電子信息類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的方法
2.1 實(shí)驗(yàn)中引入相應(yīng)的仿真技術(shù)來進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，能夠充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，教師能夠通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作的全過程進(jìn)行觀察，對學(xué)生進(jìn)行良好的跟蹤與指導(dǎo)，更好地進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的采集工作，先進(jìn)科學(xué)的教學(xué)理念與教學(xué)手段對于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平具有重要作用。引入計(jì)算機(jī)技術(shù)后，理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師教學(xué)指導(dǎo)與學(xué)生操作、思考融合成一個(gè)有機(jī)整體。以往傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中課堂、課時(shí)以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備因素的限制作用得到了解決，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加靈活化，教學(xué)內(nèi)容在時(shí)空上得到進(jìn)一步的延伸，更好地激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的熱情。
將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行的虛擬實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供了更為靈活開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中獨(dú)立思考能力，增強(qiáng)學(xué)生的的學(xué)習(xí)創(chuàng)新意識。對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，仿真技術(shù)的應(yīng)用，將虛擬性實(shí)驗(yàn)與真實(shí)的電路實(shí)驗(yàn)整合成有機(jī)整體，實(shí)驗(yàn)的能動性與趣味性明顯提高，同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的充實(shí)，有利于學(xué)生綜合實(shí)踐以及探索創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。當(dāng)前，已經(jīng)有越來越多的高校重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)，通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展的新方向。將與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)引入到高校實(shí)驗(yàn)室中，為實(shí)驗(yàn)科研提供了良好的平臺，對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有重要作用。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，一方面能夠改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，另一方面，還能夠明顯降低實(shí)驗(yàn)成本，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。通過單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠發(fā)現(xiàn)，教學(xué)過程中引入proteus仿真軟，通過該軟件對單片機(jī)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行模擬，克服了實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中硬件電路固定以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不易改動等因素的限制。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全過程，除計(jì)算機(jī)外不用再進(jìn)行任何硬件的添加即可實(shí)驗(yàn)，這有力地推動了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革，更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。仿真技術(shù)的另一重要應(yīng)用主要表現(xiàn)在學(xué)生的業(yè)余愛好上，如挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計(jì)大賽等等，學(xué)生就能夠用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)仿真，首先用計(jì)算機(jī)仿真出實(shí)驗(yàn)的模型，再在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的模擬調(diào)試，最終用硬件來實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)仿真的過程中，學(xué)生可以自由發(fā)揮自己的潛能，通過大量的仿真對比，來達(dá)到設(shè)計(jì)目的，也可大膽反復(fù)地調(diào)試，避免了器件的損壞。電子設(shè)計(jì)競賽中，由于proteus開發(fā)環(huán)的運(yùn)用，培訓(xùn)過程中不需投入任何硬件的條件下，學(xué)生卻普遍反映，對于單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純理論知識的學(xué)習(xí)更易接受也更易得到提高。事實(shí)證明，運(yùn)用proteus進(jìn)行系統(tǒng)仿真成功后進(jìn)行的實(shí)際制作，可明顯的提高單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率。此外，遠(yuǎn)程教學(xué)中仿真教學(xué)的運(yùn)用具體重要的意義，對于教學(xué)改革是一種很好的嘗試[2]。
轉(zhuǎn)貼于
2.2 實(shí)驗(yàn)中引入Matlab軟件內(nèi)建的Simulink組件技術(shù)
目前，我國開設(shè)了電子信息類專業(yè)的高校中，大部分都將Matlab軟件作為重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，對定理以及算法進(jìn)行仿真和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。Simulink組件作為Matlab的重要組成，能夠?yàn)橛脩籼峁┮粋€(gè)仿真分析與動態(tài)建模的集成系統(tǒng)環(huán)境。該環(huán)境下，只需利用鼠標(biāo)進(jìn)行簡單直觀的操作，就能夠完成復(fù)雜系統(tǒng)模型的構(gòu)建，在此過程中避免了大量繁雜的書寫程序。由于 Simulink組件具有適應(yīng)性強(qiáng)、效率高，結(jié)構(gòu)仿真精細(xì)、流程清晰且貼近實(shí)際、效率高、使用靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，Simulink組件技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于處理數(shù)字信號與控制理論等復(fù)雜的仿真設(shè)計(jì)之中。同時(shí)Simulink能夠通過連續(xù)、離散采樣時(shí)間以及兩種采樣時(shí)間混合的的方式進(jìn)行建模，該組件還可支持多速率系統(tǒng)，不同的系統(tǒng)組成部分的采樣速率不同。此外，Simulink為動態(tài)系統(tǒng)模型的創(chuàng)建，提供的圖形用戶接口(GUI) ，使在進(jìn)行模型方塊圖的創(chuàng)建時(shí)只需通過鼠標(biāo)單擊與拖動鼠等簡單操作即可完成，為用戶提供了一種更便捷、更直接的創(chuàng)建方式，同時(shí)能夠立即獲得系統(tǒng)仿真結(jié)果。
該組件的這一特性，一方面可以使算法的驗(yàn)證更為簡單，減少學(xué)生投入在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中所用的時(shí)間，而將大部分精力投入到設(shè)計(jì)性、綜合性試驗(yàn)中；另一方面，可以使學(xué)生更快捷的驗(yàn)證新思路、新算法，而不會由于代碼調(diào)試方面的問題影響了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開展。以自適應(yīng)濾波中的經(jīng)典RLS 算法為例，如果直接采用Matlab編程方式，在進(jìn)行代碼調(diào)試時(shí)，就會消耗掉大量的精力，代碼長度將達(dá)到200 行以上。而如果采用Simulink組件模塊化設(shè)計(jì)的思想，只需要鼠標(biāo)對模型的拖拽，就能以流程圖的形式將濾波器搭建起來。由于Simulink提供了豐富的元件庫，采用圖形化的表示方法，學(xué)生在進(jìn)行算法驗(yàn)證的時(shí)候只需調(diào)用成熟的模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)即可。這樣的實(shí)驗(yàn)方法事半功倍，思路清晰，參數(shù)的調(diào)整也十分便捷，廣受學(xué)生歡迎。由此可見，引入Simulink組件后的實(shí)驗(yàn)，既不會影響實(shí)驗(yàn)效果，又能夠提高實(shí)驗(yàn)效率，對學(xué)生模塊化編程的思想也有較好的促進(jìn)作用。
3 結(jié) 語
當(dāng)前，社會對人才綜合素質(zhì)的要求不斷提高，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革已經(jīng)迫在眉睫，而大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革又直接影響到學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須能夠跟得上時(shí)代的腳步，把計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與Simulink組件技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造能力，在學(xué)習(xí)到先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，提高學(xué)生對社會的適應(yīng)能力。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】Algodoo；課堂教學(xué)；案例分析；信息技術(shù)與課程整合；物理
【中圖分類號】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【論文編號】1671-7384（2017）01-0070-04
2001年頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中明確提出要全面推進(jìn)素質(zhì)教育；教育部從2003 年啟動了普通高中新課程改革，將技術(shù)課程（包括信息技術(shù)和通用技術(shù)）列為普通高中學(xué)生的的必修課；《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實(shí)踐能力；《2015地平線報(bào)告（初等教育版）》提到，未來1～2年運(yùn)用STEAM教育推行信息技術(shù)在教育中的整合，提倡混合式學(xué)習(xí)。很多學(xué)校在推行信息技術(shù)與課程整合的過程中，存在教學(xué)資源不足、硬件設(shè)備不完善等問題，大部分選修模塊無法開設(shè)。在這樣的背景下，Algodoo 這一趣味仿真實(shí)驗(yàn)平臺走進(jìn)了我們的視野，為更好地開展通用技術(shù)課程提供了有力的技術(shù)支持。
Algodoo的發(fā)展
1. 國外發(fā)展
Algodoo（譯名“愛樂多”）是一款2D仿真虛擬物理實(shí)驗(yàn)軟件，其英文名稱是“2D Physics SandboxAlgodoo”，即“二維物理沙盒”，開發(fā)目的是使物理教學(xué)和研究更直觀有效。Algodoo適用范圍廣，鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力，并能夠突破收費(fèi)和編程知識缺乏等障礙。
以“Algodoo”為關(guān)鍵詞在外文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫、谷歌學(xué)術(shù)等平臺檢索，得到的文獻(xiàn)資料大部分為對Algodoo及其他物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件的新聞報(bào)道類資料，僅有少部分是針對Algodoo進(jìn)行探究的。斯坦福大學(xué)的Tamar等人在第12屆互動設(shè)計(jì)與兒童國際會議（International Conference on Interaction Design and Children，2013）的論文中提出，在利用Algodoo等虛擬建模工具進(jìn)行教學(xué)活動時(shí)，學(xué)生參與建模會提高其元表征能力。巴西維多利亞大學(xué)的Samir L. da Silva等人利用Algodoo設(shè)計(jì)了物理的拋體實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，教師引導(dǎo)學(xué)生通過控制角度和速度來觀察小球的運(yùn)動軌跡，通過模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對平拋有更形象的理解，同時(shí)鍛煉其分析歸納能力。Samir L. da Silva還介紹了其團(tuán)隊(duì)利用Algodoo進(jìn)行布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn)的模擬和數(shù)據(jù)計(jì)算過程，并提出Algodoo可以作為教師向?qū)W生展示物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工具，也可以作為高年級學(xué)生分析物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)工具。斯洛文尼亞的盧布爾雅那大學(xué)的Bor Gregorcic（2015）利用交互式電子白板設(shè)計(jì)課堂活動，通過讓學(xué)生在電子白板上用手操作Algodoo來模擬天體運(yùn)動。
2. 國內(nèi)發(fā)展
目前，Algodoo在中國大學(xué)以及中小學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用正在起步。淮陰師范學(xué)院的陳樂老師利用Algodoo進(jìn)行了拱橋受力的物理模擬實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)活動，幫助學(xué)生了解拱橋設(shè)計(jì)原理。北京師范大學(xué)的韓蔚、項(xiàng)華老師與北京景山學(xué)校的吳俊杰老師將Algodoo軟件應(yīng)用在“數(shù)字科學(xué)家”課程中，以介紹伽利略斜面實(shí)驗(yàn)和天體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了物理、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)學(xué)科相結(jié)合的游戲化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。江蘇省海安中學(xué)的黃偉老師（2012）利用Algodoo進(jìn)行小球拋體、數(shù)學(xué)擺線、彈簧運(yùn)動等物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M和數(shù)據(jù)分析。江蘇省南通大學(xué)附屬中學(xué)的沈軍老師將Algodoo應(yīng)用在氣體的模擬實(shí)驗(yàn)中。湖北省武鋼三中的朱廣林老師對Algodoo在物理學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了示例列舉。貴州師范大學(xué)的張覺老師（2015）將Algodoo用于拋體運(yùn)動的課堂教學(xué)。山東省章丘一中的王清老師利用Algodoo模擬牛頓第二定律和動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，以趣味性的視覺效果展現(xiàn)物理原理。
Algodoo的教學(xué)功能
1. 基本功能
Algodoo軟件界面如圖1所示，主要由場景工具面板、屬性面板、工具面板、工具選項(xiàng)面板、模擬仿真控制面板構(gòu)成。Algodoo可以作為教學(xué)演示工具、建模工具、分析解釋工具、在線交流和反思工具。
Algodoo具有豐富的場景和仿真實(shí)驗(yàn)控制、演示等功能；能夠精確形象地模擬實(shí)驗(yàn)，可以直觀地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有助于學(xué)習(xí)由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)知識的遷移；能夠創(chuàng)建各種物理元件，如固體、液體、齒輪、彈簧、光線與透鏡等；可以設(shè)置其材質(zhì)及相關(guān)參數(shù)，如質(zhì)量、密度、摩擦因素、彈性、折射率等；模擬各元件在重力、摩擦力、彈力、浮力、空氣阻力的作用下相互影響，實(shí)現(xiàn)精度很高的物理仿真實(shí)驗(yàn)；Algodoo還可以實(shí)時(shí)顯示物體運(yùn)行軌跡、受力和速度等物理特征量，使數(shù)據(jù)分析動態(tài)可視化。
2. 應(yīng)用領(lǐng)域
Algodoo適用于8歲到大學(xué)階段的學(xué)生，基于真實(shí)的物理模擬以最有效的方式激勵學(xué)生記住所學(xué)的知識，使枯燥的課程變得有趣且易學(xué)，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。它的內(nèi)置課程以簡潔的形式表示抽象概念，方便教師教學(xué)，適合專注于STEM的政府機(jī)構(gòu)或教學(xué)組織使用。它主要可應(yīng)用于物理學(xué)科幾何光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)等知識的教學(xué)，如可以呈現(xiàn)光通過界面發(fā)生的反射、折射等物理現(xiàn)象，通過設(shè)計(jì)來模擬多種受力實(shí)驗(yàn)以及模擬液體分子的布朗運(yùn)動等。
課堂教學(xué)應(yīng)用案例
1. Algodoo作為教學(xué)技術(shù)與課程整合
將Algodoo應(yīng)用于課堂教學(xué)之中，體現(xiàn)了將信息技術(shù)與課程整合的理念，即信息技術(shù)主要作為一種工具、媒介和方法融入教學(xué)的各個(gè)層面中，包括教學(xué)準(zhǔn)備、課堂教學(xué)過程等。目前，各位教師和研究人員都是將Algodoo作為教學(xué)技術(shù)與課程整合起來。斯洛文尼亞的盧布爾雅那大學(xué)的Bor Gregorcic利用交互式電子白板設(shè)計(jì)高中物理教學(xué)活動，通過讓學(xué)生在電子白板上動手操作Algodoo來模擬天體運(yùn)動，從而驗(yàn)證開普勒定律。
首先，教師根據(jù)開普勒三大定律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在課前建立太陽系模型并繪制天體運(yùn)行軌道。在課程的一開始，利用電子白板向?qū)W生展示太陽系模型，引起學(xué)生們的注意和興趣。接下來，教師邀請學(xué)生在電子白板上繪制天體，并輔助學(xué)生設(shè)置天體的參數(shù)（如天體質(zhì)量、速度等），引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行天體的操作，使其能夠圍繞太陽運(yùn)動。之后，教師繪制多個(gè)天體，使其圍繞太陽運(yùn)動，帶領(lǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生利用Algodoo提供的數(shù)據(jù)分析功能，引導(dǎo)學(xué)生討論天體運(yùn)行的規(guī)律。最后，教師對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納開普勒三大定律，進(jìn)行知識點(diǎn)的鞏固。
2. 建構(gòu)主義教學(xué)理論下Algodoo的應(yīng)用
Algodoo在構(gòu)建情境性學(xué)習(xí)方面也有較多的應(yīng)用。陳樂將Algodoo引入主題為“趙州橋”的高中通用技術(shù)課堂，創(chuàng)設(shè)一定的情境，具體實(shí)施過程包含以下幾個(gè)階段：（1）提出問題。師生共同討論后確定研究的切入點(diǎn)。（2）制作模型。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)方案，并制作仿真模型。（3）歸納解釋。學(xué)生對仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出合理的解釋。（4）最后進(jìn)行模型的優(yōu)化改進(jìn)，從中總結(jié)拱橋受力原理。
在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師一般在教學(xué)之初先講解所要學(xué)習(xí)的概念和原理，而后再讓學(xué)生去做一定的練習(xí)，嘗試著去解答有關(guān)的習(xí)題。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)和做、知識的獲得和知識的應(yīng)用是可以合二為一的，學(xué)習(xí)者可以在“做中學(xué)”，“通過問題解決來學(xué)習(xí)”。探究式學(xué)習(xí)就是學(xué)習(xí)者通過發(fā)現(xiàn)問題和解決問題而建構(gòu)知識的過程，以問題為中心進(jìn)行學(xué)習(xí)是各種探究式學(xué)習(xí)活動的核心思路，有利于幫助學(xué)生提高靈活應(yīng)用知識的能力，形成有效的問題解決和推理策略，并發(fā)展他們的自主學(xué)習(xí)技能。
已有不少教師將Algodoo應(yīng)用于探究式學(xué)習(xí)。例如，巴西維多利亞大學(xué)的Samir L. da Silva等人利用Algodoo設(shè)計(jì)了高中物理的拋體實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生通過控制角度和速度來觀察小球的運(yùn)動軌跡，使學(xué)生探究并發(fā)現(xiàn)平拋運(yùn)動的規(guī)律。
Algodoo與其他教學(xué)軟件的對比與借鑒
1. Algodoo與WISE
WISE 是Bell 和Marcia Linn 教授在美國國家教學(xué)基金會的資助下主持的“知識整合環(huán)境”研究計(jì)劃的主要成果。WISE的整個(gè)平臺建設(shè)得很完善，按照用戶角色的不同而有不同的功能模塊。表1是Algodoo與WISE的比較分析。
2. Algodoo與幾何畫板
幾何畫板是適用于數(shù)學(xué)、平面幾何、物理的矢量分析、作圖的動態(tài)幾何工具。總體來說，幾何畫板在我國的使用范圍要比Algodoo廣，經(jīng)過分析得出了以下三個(gè)可能的原因：（1）教育部門的大力推廣，幾何畫板是全國中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育研究中心推廣使用的軟件之一；（2）幾何畫板比Algodoo操作更加簡單，不會給廣大的教育工作者造成較大的負(fù)擔(dān)；（3）在當(dāng)前應(yīng)試教育體制下，數(shù)學(xué)作為一門主要學(xué)科，受學(xué)校和教師重視的程度較高。表2是Algodoo與幾何畫板的比較。
3. Algodoo與Scratch
Scratch是由麻省理工學(xué)院（MIT） 設(shè)計(jì)開發(fā)的一款面向少年的簡易編程工具。如表3所示，Algodoo相比于Scratch在國內(nèi)尚未廣泛流行的原因有以下幾點(diǎn)：（1）操作難度高：Algodoo元件有不同的屬性和參數(shù)，需要設(shè)置才能夠?qū)崿F(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)，而Scratch元件設(shè)置簡單，重在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力；（2）應(yīng)用領(lǐng)域窄：Algodoo主要適用于物理領(lǐng)域，而Scratch則因具有豐富的多媒體功能和便利的操作而適用于數(shù)學(xué)、音樂、藝術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域；（3）教學(xué)活動設(shè)計(jì)難度高：Algodoo應(yīng)用于教學(xué)活動中，需要教師進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作，在設(shè)計(jì)教學(xué)活動尤其是情境創(chuàng)設(shè)這類活動時(shí)難度較大，而Scratch則可以設(shè)計(jì)有趣的小故事引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行參與，通過豐富簡單的功能實(shí)現(xiàn)有趣的效果。
小 結(jié)
1. Algodoo的優(yōu)勢
第一，實(shí)驗(yàn)?zāi)M促進(jìn)高效教學(xué)。 Algodoo可以對物理、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的模擬，在熟悉軟件使用后，可以為教師節(jié)約實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的時(shí)間，將更多時(shí)間投入到教學(xué)活動設(shè)計(jì)中。
第二，動手搭建培養(yǎng)學(xué)生探索能力。Algodoo中的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境可以由學(xué)生自己來搭建、改進(jìn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探索能力。
第三，能夠激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作和知識探究的興趣。Algodoo無論是界面還是功能設(shè)計(jì)，都能夠激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作和持續(xù)進(jìn)行知識的興趣，能夠有效地提高課堂效率，同時(shí)把課堂延伸到學(xué)生的課余時(shí)間。
2. Algodoo的局限
一是技能要求較高。Algodoo雖然包含豐富的功能，但對大部分物理教師而言，設(shè)計(jì)出符合物理實(shí)驗(yàn)要求的仿真實(shí)驗(yàn)，需要一定的操作能力。
二是教學(xué)活動設(shè)計(jì)難度高。在設(shè)計(jì)教學(xué)活動時(shí)，需要綜合考慮Algodoo在教學(xué)中的應(yīng)用，不能只把其作為實(shí)驗(yàn)演示工具，還應(yīng)作為合作建模工具，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇罱ā?/p>
三是國內(nèi)缺乏討論和共享的平臺。國內(nèi)受限于語言、網(wǎng)絡(luò)等因素，無法充分利用國外這一社區(qū)平臺，同時(shí)又缺乏國內(nèi)的社區(qū)平臺。
