时间:2022-03-06 16:34:20
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇虚拟化学论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
(一)实验分析
高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器,通过加热高锰酸钾制取氧气,利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的,实验仪器和药品的使用方法及注意事项,实验步骤、化学方程式的书写等内容,还要培养观察、分析能力和实践操作能力。
(二)《高锰酸钾制取氧气》的实验目的
(1)通过虚拟实验中的文本展示工具,使学习者了解实验目的、原理和方法。
(2)通过对虚拟实验的操作,掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序,能够动手制取氧气。
(3)通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制,加深对实验的认知和理解。
(三)《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计
学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端,进入Secondlife虚拟环境,通过以下流程完成整个虚拟实验。
(1)准备阶段:学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。
(2)实验阶段:学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图,完成实验仪器的装置;点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。
(3)评价反馈阶段:教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价,并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。
二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计
本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。
(一)实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成
虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成,供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。
(二)交互系统设计
(1)人机交互设计:在实验中通过操作交互,学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中,利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作,Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等,能够较好地支持学习者的操作交互。
(2)交流工具:学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。
(三)支持工具设计
实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具,本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户,并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器;外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统(choicer、Quizchair)、学习记录系统(Tracker)、Web-Intercom,为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。
(四)特效设计
在Secondlife中,通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。
三、结论
1高等医学院校生物化学实验教学现状
生物化学既是高等医学院校的一门专业基础学科,又是当代医学和生命科学的前沿学科,其理论研究的深入与实验技术的革新息息相关,生物化学实验技术在生物学及医学发展的科研实践中,展现出不可限量的前景,不仅在新理论发现和开发应用新技术方面起着决定性的作用,同时也为实现科技创新和社会生产力跨越发展提供重大战略机遇。特别是进入21世纪以来,生命科学突飞猛进,生物化学实验技术已渗透到医学科学的各个领域,成为诊断、治疗、预防疾病的重要手段[5-9]。然而,相对生物化学理论教学,当前的实验教学普遍存在一些弊端和不足,难以满足学科发展与创新的需要。生物化学课程内容广泛,授课学时有限,特别是教学改革后各专业的实验课时都进行了压缩,实验课程内容往往只能选择一些简单的实验项目,实验教学模式往往是教师课上讲解、现场演示实验步骤、学生动手实验的传统模式。学生只需严格按照教师的指导被动地进行实验操作,而无需进行独立思考和自主设计。这就造成了教学内容、教学模式与新技术的不断涌现及学生多角度、多层次学习需求之间的矛盾,造成学生主动性的缺乏。现代科学技术的发展为解决这一矛盾提供了契机,“互联网+”、大数据、云计算、移动互联、多媒体、流媒体等技术能够突破时空限制,使多维度、多方位、多手段、实时实地的学习成为可能[10-12]。因此,在当前的生物化学实验教学中,采用结合现代科学技术的混合式的教学模式是解决问题的良策。
2“互联网+教育”实验教学模式研究思路
研究过程遵循“一个理念,两项策略,三点提高,四个改变”的核心思想。
2.1落实“一个理念”
新型教学模式应真正落实“以学生为中心”的教学理念。传统教学中,在传授实验步骤、强调注意事项后,让学生进行操作的方法,基本上是一种灌输式的教育模式,是以教师为中心的。新的实验教学模式则是让学生先自学实验内容,再上机进行虚拟实验操作,自己总结出问题和注意事项后再进行实践操作,这对学生的能力培养具有很好的作用。
2.2实现“两项策略”
旨在充分利用现代信息技术扩充教学资源,包括微实验制作策略和手机端平台策略。微实验制作策略。微课视频时间短、内容精、趣味强、效果佳,有利于生物化学这样内容较抽象、知识点较繁杂的学科教学。利用微实验对仪器操作技术进行放大处理,对关键问题进行重点强调,增加了直观性,有助于学生掌握操作要领和教师节省课堂讲解时间,学生能够通过反复学习达到易学、乐学的效果。手机端平台策略。蓝墨云班课、微信工作平台,因信息传播的及时性、互动性、广泛性、高效性和低成本等特点而备受教育工作者的青睐。构建生物化学实验教学手机端实验课程平台,并要求学生及时上传当天实验结果,便于查找教学问题、激发学生学习动机、考查课前预习效果、加强师学互动,以及提高学生的主体性和实验效率。
2.3应用“三点提高”
旨在提高学习使用高、精、尖生物化学实验仪器设备的效果。生物化学实验涉及许多贵重的仪器设备,如PCR仪、高速冷冻离心机、凝胶成像系统等。这些仪器设备价格昂贵、操作复杂,对操作人员素质要求较高,且需专人维护、保养,不能满足学生人人通过上机操作熟练掌握技术的需求。在实验教学过程中的具体做法是,一方面以第二课堂形式吸引部分优秀学生参与科学研究,在实践中学习;另一方面通过虚拟实验教学系统帮助学生认识和熟悉高、精、尖仪器设备的使用方法及其注意事项,提高学习使用这些仪器设备的效果。
2.4达到“四个改变”
在实验教学模式方面主要有4项改变,一是由传统的再现式学习模式改变为探究性、合作性学习模式;二是知识的传授方式使学生由被动接受变为主动学习;三是教师由原来的知识灌输者变为学习的组织者、引导者、参与者;四是学生由知识的被动接收者变为主动融入课堂。
3“互联网+教育”实验教学实践
在生物化学实验课程教学实践中,采用蓝墨云班课和手机端平台,遵循“课程视频提前推送—学生自由自主学习—师生线上线下互动”的教学模式。电脑端平台的功能包括管理课程运行、制作视频微课、上传编辑资源、编写在线测试等,手机端平台的功能包括通知、参加头脑风暴和讨论等各项活动,以及在线测试、作业互评等,实现了实验教学“线上—线下—线上”的过程。教师在切实做好课前推送的同时,精心组织课中指导和课后分析讨论,并根据各方面反馈对教学过程进行修改完善。
3.1课前资源准备
构建实验项目区、实验工具区、前沿知识链接及即时通知等课前资源。实验项目区主要针对课堂实验教学环节,上传所有实验课件、视频资料;实验工具区主要针对生物化学实验常用仪器;前沿知识链接的目的是分享生物科学前沿动态;即时通知主要涉及课前实验安排、实验计划、实验须知的。
3.2虚拟实验和微实验制作
虚拟实验如SDS-PAGE凝胶电泳、紫外可见分光光度计使用、基因克隆技术等,通过虚拟的动画演示和互动操作,能够方便学生掌握实验操作流程和注意事项。利用PowerPoint2016、Flash等软件,根据教学大纲和学生专业需求,选择WesternBlot、分光光度技术等科学研究常用技术进行微实验课制作,使实验理论和实验操作直观易懂,对注意事项和重要步骤进行字幕说明或旁白解说,对实验结果以动画形式呈现,使学生对实验过程、实验现象有直观的认知。
3.3手机端平台建设
用于构建生物化学实验教学微信平台和蓝墨云班课,能够提供实验室设备、使用时间等信息,方便学生在线预约、登记;能够在课前推送实验须知、微视频、电子课件;能够使学生上传实验结果,并在云班课APP上进行结果欣赏、分享实验趣闻等;能够使学生就实验报告进行分析讨论,激发学生的学习动机,增强学习效果,加强师生互动,提高学生的主体性和实验效率。
3.4实验室开放
高校实验教学改革的重要内容之一就是实验室开放,开放实验室对于学生参与或独立开展科研活动至关重要。实验室开放应进行规范化管理,制定安全、低值易耗品管理、易燃易爆品管理、废弃物品处理管理等规章制度,并在贯彻落实中鼓励学生参与。在一些非教学时段开放实验室,提高了实验室的利用率,对培养学生的科研思维、动手能力和管理能力有促进作用。
4结语
【关键词】软件工程;数字媒体;专业建设
1.引言
随着计算机技术、通信技术和数字广播等技术不断发展,以互联网、无线通信为传播载体,以传统媒体内容与创新内容模式为核心的数字媒体产业在全球范围快速崛起,并正在改变着人们的信息获取方式和休闲娱乐的形式。
我国的数字媒体业近几年正处于高速发展时期,对于具有较高人文素养、掌握数字媒体核心技术并具有艺术创意能力的复合型数字媒体技术开发与设计人才需求旺盛。四川理工学院软件工程专业是与IT企业合作办学、实行“3+1”人才培养模式,即学生前3年在校学习,第4年在软件企业实习并完成毕业设计(论文)。为使培养的学生既有较扎实的理论基础,又有适应人才市场需求的职业技能,在软件工程专业大框架下设置了数字媒体技术方向。
数字媒体技术作为一个宽口径、以技术为主、艺术为辅、技术与艺术相结合的新的专业方向,涉及到不同的学科知识,因此,我们有必要通过探索与改革人才培养模式、课程体系以及实践教学体系的研讨,搭建科学的创新人才培养平台,促进软件工程专业人才培养整体水平的提升。
2.人才培养目标
培养目标是制定教学计划、设计课程结构、选择知识发展方式以及确定教学组织形式的依据,也是教学内容、教学方法、教学组织与管理、教学手段、教学评价等方面改革的基础和前提。软件工程专业数字媒体技术方向具有软件工程与数字媒体技术相结合的特色,注重对学生软件开发、应用能力的培养,实践性强。结合我们自身办学特色和办学条件,我校软件工程数字媒体方向人才培养目标是:“培养具备计算机科学、多媒体网络、软件工程技术、信息安全等方面的专业知识与技能,具有扎实的软件工程和数字媒体技术基础理论、宽厚的专业基础知识、较强的实践能力,能够从事包括新媒体应用以及虚拟现实等在内的多媒体技术开发、数字媒体设计与创作、计算机游戏设计、网页设计与网站维护、信息服务及数字媒体管理等工作的创新性技术人才。”
3.核心课程体系
数字媒体方向课程体系的建设以创新性复合型人才培养为基本指导思想,重视实践课程的开设,使学生所学习掌握的方法具有充分的实效性,真正做到学有所用,以适应未来的工作岗位,成为本行业和企业所欢迎的有用人才。课程体系分为软件工程专业核心课程模块、数字媒体方向核心课程模块、专业实训、毕业实习和毕业设计(论文)等模块。
3.1 核心课程
软件工程专业数字媒体技术方以软件工程专业为主线构成专业基础和专业主干课程。其中,计算机与软件基础课程有:计算机导论、程序设计入门、面向对象程序设计、数据结构与算法、Java程序设计、计算机组成原理、数据库原理、计算机网络、操作系统、编译原理、信息安全技术、计算机体系结构以及J2EE与中间件技术;软件工程专业课程有:软件工程导论、软件测试技术、需求分析与UML设计、软件项目管理与过程控制;数字媒体技术专业课程有:数字媒体技术导论、计算机图形学、数字图像处理、网络流媒体技术、用户界面设计、视频音频制作与处理、数字影视特技应用、高级游戏特性与游戏引擎、人机交互技术、虚拟现实技术与应用、高级脚本与插件技术等。对于实践性较强的课程开始单独的实验课程和配套的课程设计。
3.2 特色课程
计算机网络游戏由计算机技术、艺术设计学和计算机动画以及计算机图形图像技术高度交叉结合,目的是培养具有扎实的游戏编程功底和良好的逻辑思维习惯,具备较强的审美能力和一定的艺术素养,熟悉游戏产品开发流程,具有一定的策划能力,能在游戏公司、门户网站、手机运营企业、动画公司等单位从事游戏设计、游戏开发、游戏制作、游戏策划、游戏运营等方面工作的富于竞争力与创新精神的高级复合型人才。
计算机游戏程序设计。课程目标:本课程主要学习普及游戏开发理念,培养游戏开发氛围,挑选有潜力的学生组成开发团队;传授游戏开发中的程序设计要素,特别是游戏引擎开发的基本知识。通过本课程的学习,学生能够掌握游戏开发的基本理念,熟悉游戏开发的基本技巧和流程,并具备从事游戏程序设计工作的基本技能。
虚拟现实与数字娱乐。课程目标:本课程主要介绍虚拟现实的基本概念及其系统组成、相关的软件技术及虚拟现实的应用,并介绍了当前数字娱乐的现状,发展和一些关键技术。内容包括:虚拟现实的定义、特性和组成,虚拟世界的创建和管理,虚拟现实中的视觉计算,虚拟现实中的交互技术,虚拟现实中的声觉计算,增强现实,分布式虚拟现实,虚拟现实应用,与虚拟现实相关的数字娱乐技术。
4.实践教学体系
培养符合时代需要的创新性人才,就要强化实验教学的开放性和多层次化。基于创新性原则和以生为本原则,结合培养目标和自身教学特点,数字媒体技术方向实践教学体系分为课程实验,专业实训、毕业实习和毕业设计三个方面,各实践环节之问相互协调、相互衔接、循序渐进。
4.1 课程实验
依照实践能力培养循序渐进的原则,根据实现数字媒体技术专业基本能力培养的系列课程,并按照系列课程的复杂度和规模设计实践环节,开展了多层次课程实验教学,根据学生的需要和实践能力培养的渐进规则,将实验课安排大学四年的各个环节。
多层次实验教学是指在实验大纲与目标的规范基础上,将实验项目设计成基础型、综合设计型、研究创新型不同层次的实验。同一学生从基础规范一综合设计一研究创新这样难度递增的实验项目中逐渐进行训练,实现系统培养学生综合实践能力。课程实验主要包括:手绘训练、视频特技与非线性编辑、多媒体网页设计、移动娱乐软件开发、网络娱乐软件开发、界面设计课程设计、虚拟现实开发课程设计等。
4.2 专业实训
专业实训作为知识、能力、综合素质教育的结合点,成为数字媒体技术专业实践教学的重点之一。专业实训是对课堂教学具有延伸作用,是学生培训职业能力、熟悉职业环境、了解实际知识的重要渠道。通过专业实训,学生不仅可以把所学转化为所用,还能使学生在学习操作过程中通过不断调整自己的知识结构来慢慢适应相应职业岗位,锻炼职业的能力,为实习以及今后走向社会积累经验、打下基础。
我校软件工程专业是校级专业综合改革试点专业,以争建微软IT学院、HP软件学院为契机,与知名IT企业开展深度合作,联合培养具有国际视野的软件开发、软件测试和服务外包人才。与中软国际、Tarena(达内)科技等十多家IT企业联合建立了实习实训基地、就业基地。
4.3 毕业实习和毕业设计
毕业实习是学生将前期学习到的知识运用到生产实践中,真正了解、感受未来的工作,锻炼自己各方面的综合能力。真正实现与行业需求的专业实践能力对接。能胜任相应岗位的工作,从而积累工作经验,为就业做准备。为了增强学生和指导老师对毕业设计(论文)及毕业实习的重视,提高毕业设计(论文)的质量和提高学生在毕业设计(论文)及毕业实习实践环节获得的实践能力,也为缓解毕业设计时间(论文)不足,笔者将毕业实习与毕业设计(论文)有机结合,实行“毕业实习+毕业设计”相结合的模式,学生毕业设计的内容来自于毕业实习,并且毕业设计的内容要将毕业实习的内容进行一定的升华,除体现学生四年来所学知识综合之外,还要体现出学生的创新能力与科研能力,达到培养创新型、复合型人才的标准。
5.结束语
通过对国内外数字媒体技术相关专业及方向的调研,基于创新性人才培养目标,建立了相关的核心课程和多层次实践教学体系,融合专业技术、实践教学、校企合作共同培养为一体的软件工程数字媒体特色专业方向的知识体系,着力培养学生的艺术与技术交叉结合的数字媒体制作与开发能力和职业素质,进而使得学生的基础知识、科学素养、艺术感悟、专业知识、创新能力、工程能力和职业素质都得到全面均衡的发展,以增强他们在数字媒体行业就业的竞争能力。
参考文献
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[2]蔡建平,沈琦,于学军等.软件工程(数字媒体技术)特色专业的特色建设[J].软件,2012,33(4):108-111.
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[5]黄成云.数字媒体技术本科专业实践教学体系研究[D].华中师范大学,2012,5.
关键词:词频分析,共词分析,聚类分析
研究生学位论文反映本专业研究方向。研究生学位论文是高等院校或科研机构的研究生所撰写的毕业论文,是其科研成果的结晶,反映了作者独立进行科研活动的能力。在研究生进行学位论文的过程中,寻找研究热点、把握研究趋势是必需环节,有些研究者通过广泛阅读文献,有些研究者通过文献计量学和内容分析的手段,常见比如发文统计、知识图谱分析等。从文献生产、供给的角度,这有助于研究者在短时间内低成本地激发新的想法,迅速获得相关文献并寻找研究空白,获得较大的知识收益,有利于知识的产生、传播和累积。
论文的关键词是文章内容的提炼及核心思想,在某一学科中,如果某些关键词在众多的论文中反复出现,就说明这些关键词是该学科的研究热点。因此本文以教育技术学专业为例,将研究生学位论文和论文关键词作为研究对象,对教育技术学的研究热点和发展趋势进行探析,并从中得到一些启发,以期探讨进步。
1.研究过程
1.1主要的分析工具
论文分析需要定性和定量相结合,离不开相应软件的辅助。本研究中主要使用书目共现分析系统(Bicomb)抽取论文中的关键字段,形成高频词一论文矩阵,Python进行聚类分析,Excel作为Python的输入,以及进行简单的统计。
1.2数据采集和处理
中国知网上收录的论文数量较多,故将其作为研究对象的数据来源。通过本校数字图书馆访问中国知网,选择“博硕士”类型,并以“教育技术学”为“学科专业名称”进行检索,共获得研究样本7937篇研究生学位论文,然后按照NoteFirst格式采集研究生学位论文的题录信息。使用书目共现分析系统,将论文的发表年份和关键词提取出来,输出成EXCEL格式。
共词聚类分析的主要有如下几个步骤:首先选定参与共词分析的高频关键词并构建共词矩阵,然后将共词矩阵转化为相似矩阵,然后进行聚类分析,最后对结果进行解释。关键词的选择,目前有TOPN,正太分布法,齐普夫第二定律等几种常见的方法。
经过统计分析,本文样本数据不符合正态分布,故本文选择累积百分比20%的关键词作为高频关键词,生成如表1所示的共词矩阵。
为了消除频次悬殊造成的影响,用Ochiia系数将共词矩阵转化成相似矩阵,即将矩阵中的每个数字都除以与之对应的两个关键词总频次开方的乘积,该矩阵主对角线上的数据均为1,代表高频关键词自身的相关程度,如表2所示。
2.研究结果
2.1关键词的词频分析
词频分析法通过对关键词中高频词汇的分析,能够确定某一学科的研究热点及其变化。本研究共收集到7937篇研究样本,对所有关键词进行统计排序后,得到排名靠前的20个关键词,表3提供了前10个关键词。
观察上表数据,可以发现,教学设计出现频次远超其他关键词,在教育技术学中占据着核心地位;信息技术和网络课程占据第二和第三名次,说明教育技术学对信息技术和网络的应用比较深入和频繁。
为了进一步探究教育技术学的发展历史,故对各年度所的关键词进行统计,可以得出各年度频次排名前10的关键词表,具体见表4。
表4显示了高频词的变迁过程。观察上表可以发现,首先历年排名靠前的关键词都有教学设计和网络教育,稳定性比较好,正体现出教育技术学交叉学科的特点,同时也可以看出,2000年后的“技术”,主要指网络技术。其次教育技术已经处于信息化教育研究阶段,这一阶段的核心关键词主要有远程教育、信息技术、网络学习、教育游戏、移动学习等。从这一阶段的研究热点可以看出,随着信息化时代的到来,教育活动的数字化、网络化、智能化等现象已成为研究热点,这一时期研究者关注的对象不再仅限于媒体本身,而是从信息化学习方式人手,考察技术、人和教育三者间的关系。
2.2关键词的共词聚类分析
聚类分析是根据研究对象的特征对其进行分类的多元分析技术的总称,基本思想是基于研究对象的样本或变量指标间存在着不同程度的相似性或亲疏关系。
层次聚类按照距离度量的不同分橐韵录咐啵single-linkage、complete-linkage、average-linkage、ward-linkage。现有同类型的论文中,均采取层次聚类法对共词矩阵进行聚类分析,但是并没有针对上述不同情况给出对比分析,本文使用Python第三方库scipy中的层次聚类函数以及dendrogram方法,对多种度量的聚类方法进行了对比实验,发现ward-linkage方式的聚类效果最好,具体聚类树如下图所示。
观察该层次聚类树状图可以发现,研究生学位论文高频关键词大致聚为5类,具体分类如下:
第1类:学习方法研究,关键词包括知识管理、大学生、网络学习、虚拟学习社区、策略、非正式学习、知识构建等。该类研究主要以如何提高学习的效果为目的,寻找和对比多种学习方法,为后续的教育教学方法提供参考。
第2类:教师与教育技术研究,该类研究主要由教育技术、教师专业发展、教育技术能力、现代教育技术、师范生、教师培训、中小学教师等关键词构成。这一主题的研究主要围绕教师与教育技术的关系,着力提高教师运用新型教育技术的能力和水平,从而更好地从事教学活动。
第3类:网络教育教学研究,主要由网络课程、移动学习、网络、网络学习、自主学习、远程教育、网络环境网络教学、现代远程教育等关键词构成。网络教育以互联网为载体打破了空间和时间的限制,涌现出在线教育和MOOC等新型教学方式。
第4类:信息技术条件下的教育模式研究,主要包括信息技术、教学模式、信息素养、教育信息化、信息技术与课程整合、行动研究、翻转课堂等关键词。随着信息技术的不断进步,越来越重视信息技术与教育教学的结合,碎片化学习、翻转课堂等都成为该学科内的研究趋势。
第5类:设计与开发应用研究,主要由设计、应用、对策、开发、现状和应用研究等关键词构成。教学设计与应用是教育技术学的核心目标和价值体现,不论采用何种技术手段,最终的落脚点都是教育教学方案的设计及应用实践。
3.研究结论
3.1发展趋势
第一,研究热点保持稳定。从关键词词频分析中可以看到,不论是全量数据的统计,还是历年关键词数据的统计,出现频率较高的关键词都是信息技术、教学设计、远程教育等。这些核心关键词,包括教学效果,教育信息化等其他高频关键词在内,都显示出中国教育技术牢牢把握学科定位与目标,重视教与学的应用与研究,而且应用信息技术进行教与学是中国教育技术领域近20年研究的热点。
第二,教育技术学在走向融合。主要包括三个层面上的融合,即教育理论层面、技术层面、理论和技术结合的层面。在前文的分析结果中可以看到由何克抗教授正式倡导的混合式学习概念,更是最好的证明。一是教育理论层面,主要体现在教育理论基础的变化上。教育技术学研究的焦点,已经由建构主义转向混合式学习。在词频分析中的历年高频关键词中,可以看到建构主义的排名在2004年以后,就比较靠后了。二是技术层面,教育技术已经从基础的视听技术,发展到了网络信息技术为主,多种基础技术为辅的阶段。但就像网络没有取代报纸一样,粉笔和黑板也依然存在着。各种不同的教学技术相辅相成、相互作用,它们以整体融合的形式,出现在各种教育教学活动中。三是理论和技术相结合层面,不同的教育与学习理论,需要各种不同的技术作为支撑,而各种技术的最终目的,是要为优化教学效果而服务。共词聚类分析中发现的信息技术下的教学及学习模式研究,说明教育技术工作者已经开始关注适应性学习和协作学习环境的创设。
3.2启发
第一个启发是要自信。有人说,教育技术学专业学生的教育理论水平不如教育学相关专业的学生;论信息技术能力不如计算机相关专业的学生。多数人都看到了这个现象,但如果因为这个原因,变得不自信和迷茫,那就有些妄自菲薄了。因为教育技术学是交叉学科,本专业的学生跟其他专业的学生比的就是教育理论与信息技术相结合的“综合实力”,这才是教育技术学特色和优势的所在。本专业的学生在平时的学习和研究中,可以遵照南国农老前辈的指导,坚持现代教育理论与现代信息技g的融合,并牢记二者“相乘”的关系,双翼齐飞,同时努力探索教育技术的中国道路。
第二个启发是要并重。包括电教并重和教学并重,主要是为了解决目前教育技术学出现的误区和问题。电教并重是指要认清教育技术姓“教”不姓“电”,信息技术只是教育技术的一种支撑,教育技术所研究的是在教育理论的指导下,如何有效利用各种信息技术为教学活动提供支持,以达到最优化的教学效果。教学并重是指教与学是相辅相成的统一整体,而且其立足点在学而不在教,因为教育教学活动的根本目的是学生的学习与发展。
第三个启发是要融合。不仅是教育技术学内部的融合,还有借鉴其他学科的精华,如计算机、心理学和传播学,才能更好地体现出交叉学科的特点和优势。举例来说,目前计算机领域,机器学习和人工智能正在如火如荼的进行,虽然教育技术领域已经在进行虚拟现实和数据挖掘技术的相关研究,但深层次的融合,结合教育教学活动进行落地的尝试,还需要尽快开展和总结。
4.结束语
由全球华人计算机教育应用学会主办,浙江大学承办的第十五届全球华人计算机教育应用大会(The 15th Global Chinese Conference on Computers in Education,简称GCCCE2011)于2011年5月29日至31日隆重召开。全球华人计算机教育应用大会是一项国际学术会议,每年举办一次,旨在汇聚世界各地教育政策制定者、学者、教育工作者、校长及一线教师,分享有关信息与通信技术(ICT)教育应用的实践方法及成功经验,以推动教育信息化的发展,促进教育创新。值得强调的是,本次会议已列入美国规模最大的专业学会――电气与电子工程师协会(IEEE)会议列表。
本次会议的主题是:信息技术促进教育创新,旨在深入探讨信息技术促进教育创新的相关问题,推动全球华人计算机教育应用界同仁的交流。围绕此主题,本次大会开设了十个子会议进行深入讨论:移动学习与泛在学习、教育游戏与非正式学习、ICT在华文教学中的应用、计算机支持的协作学习与人工智能教育应用、数字化学习环境构建与教育软件设计、数字化测试与评价、数字化学习与企业培训、中小学信息技术教育与应用、中小学教师论坛、博士生论坛。本次会议共吸引了500多名来自大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等国家或地区的学者,其中正式代表240人,嘉宾40人,研究生代表220多人。
二 论文集主题与作者信息
为保证论文的质量和吸引广大学者的积极参与,本次会议收录的论文被IEEE出版,并送交工程索引(EI)检索。当然,这也是前14届高质量的会议成果铸就了今天的国际认可,从这一层面也可看出主办方为促进学术繁荣所做的努力。
1按论文主题划分
本次会议收到来自大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等国家或地区的学者积极投稿,共收到论文1327篇,经过严格的评审后,录用论文414篇,录用率为31.2%。其中张贴论文73篇,大会最后还评出优秀论文22篇。论文集紧密按照大会主题进行编订。
从表1数据可以看出“计算机支持的协作学习与人工智能教育应用”和“数字化学习环境构建和教育软件设计”来稿数量不相上下,依然沿袭往届的特征,说明在计算机的教育应用领域,学习环境的构建和教育软件的设计是热点。“教育游戏与非正式学习”的篇数紧跟之后,并且与往年相比,数量有所上升,表明在游戏中教育和组织非正式学习受关注度较高。而“ICT在华文教学中的应用”与往年相比数量有所下降,这与大会召开的地理位置相关:本次会议在大陆召开,而此主题研究者多为台湾地区。经研究分析,本次大会研究热点和重点话题基本与往届相同。
2按作者来源划分
本次会议收录论文的作者是来自全球各地的华人,笔者按照第一作者所在单位统计得表2:
分析表2的数据得知,除了中小学教师论坛,其他主题论文的作者半数以上来自大陆地区,除了地理优势外,在教育信息化背景下,大陆地区的研究者积极参与学术研究,推动教育信息化稳步发展。
三 会议内容聚焦与评述
会议邀请来自于大陆、台湾、香港、新加坡、日本、非洲等地教授、学者做了四个大会主题演讲和十个专题讨论会,另外还组织参会者对杭州胜利小学进行半天的参访活动。
1大会主讲
香港大学罗陆慧英教授以“信息技术促进教育创新的可持续发展”为题,认为教育是一个复杂的系统,是由多个要素及其相互作用组成,任何一个单一的教育创新的做法都不会成为未来的教育模式。把信息和通信技术引进课堂教学,是对传统的教与学模式的“破坏性”转型。罗陆慧英教授以一个园区的变化为喻,提出要从生态系统的角度来处理教育创新问题,并给出了五项教学改革可持续发展的生态条件:一是政策,即跟变革相配合的明确的政策方向和压力;二是鼓励和支持策略,即适当的政策措施以栽培崭新实践的出现;三是专业连网,即教育人员专业战略协作和联网机制:四是为学习而建的架构,即机构学习是教学改革可持续发展的关键;五是学习•信息技术•技术,即以信息技术作为教学创新的物质体现、中介和基础设施。罗陆慧英教授的报告从系统的宏观角度深刻分析了信息技术能够促进教育创新,但是教育创新改革的可持续发展过程艰难,需要五项条件统筹配合。
华中师范大学杨宗凯教授主题演讲的题目是“深化融合,支撑创新――关于教育中长期规划教育信息化问题的思考”。杨宗凯教授作为国家教育信息化十年发展规划(2011-2020年)编制专家组组长,以《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》第十九章“加快教育信息化进程”的内容及国际教育中长期规划的需求为背景,阐述了对我国教育信息化发展的思考。在报告中,杨教授指出我国的教育信息化整体上处于起步、应用阶段,并结合我国教育信息化发展现状,介绍了国家教育信息化十年发展规划编制的指导方针、工作方法、整体风格以及四部分的成果,让所有教育工作者提前学习到国家教育信息化十年发展规划。最后杨教授还欢迎大家在国家教育信息化十年发展规划的意见稿推出时给出自己的意见和思考。
台湾科技大学黄国帧教授主题演讲的题目是“移动与泛在学习的研究趋势与应用”。在报告中,黄教授完整的介绍了移动与泛在学习的定义、实现架构及研究趋势,同时结合实例说明过去的教学工具与策略如何与新的科技结合,获得良好的教学效果。黄教授已发表超过350篇与数位学习及智慧型系统相关的论文及著作,在演讲中,黄教授展示了多个在自然科学及乡土教学方面的实际应用策略及成果,不仅为教师和研究者提供了具体的参考内容,还为研究生树立了在实际教学活动中研究的典范。最后,黄教授总结说“教育为本,科技为用”,指出了所有的科技都是教育中的工具,教育才是重点。
华中师范大学祝智庭教授在大会最后一天下午以“中国基础教育信息化新发展:从班班通到教育云”为主题,分析了在落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》背景下,我国基础教育信息化现状与发展趋势,提出了班班通到教育云的发展路线。在报告中,祝教授先介绍代表国内先进水平的“绿色班班通”解决方案以及在全国各省市的推广应用状况;接着推出基于大教育装备的“绿色教育云”开发计划,介绍其核心技术及服务框架;最后就如何通过电子书包作为云端个人学习环境,介绍具有前瞻意义的电子书包系统功能建模,以及电子课本――电子书包技术标准研究进展。据了解,电子书包已经在上海、扬州的部分学校进行开发使用。祝教授的报告内容吸引了众多华人的兴趣,台湾、香港等地专家学者纷纷提问,表示对此研究的支持和认同。
2 部分子会议报告综述
据统计,此次大会的子会议共有182场,同一时间段有5场报告在同时进行,笔者选取部分报告进行综述分析。
(1)移动学习与泛在学习
移动设备的迅速普及和相关技术的飞速发展催生了移动和泛在学习,创造了这两种新型的并极富潜力的学习模式。移动与泛在学习(台湾称为“行动与无所不在的学习”)历来是GCCCE大会研讨主题之一。从本次会议的收录论文来看,移动和泛在学习以台湾学者研究为代表,并以自然科学和英语学习为实例,以混合学习、泛在学习等理论为理论基础,以当下流行的技术设备为工具和手段,以实证研究等为研究方法,探讨相关的学习环境、学习模式、学习活动等。
(2)教育游戏与非正式学习
在娱乐中学习的思想催生了教育游戏,经统计发现,该主题主要是台湾地区研究生作为毕业论文的热门选题范围之一,研究的思路是以一定心理学方法或策略为基础,用量表、问卷等工具,并结合各种教学策略,设计各种教育游戏,对学生进行实验研究。其中,以国立台湾师范大学佳燕的题为《目标层次与鹰架策略对国小学童程序设计学习成效与认知负荷之影响》和国立台湾科技大学宋涵钰的题为《基于凯利方格之游戏学习模式对改善学习成效及态度之研究》为典型。此类选题的角度、研究方法和研究重点值得大陆的研究生借鉴。
(3)ICT在华文教学中的应用
在华文教学中写作课程的教学是一大难点,很多非大陆地区的华文研究者都在研究如何更好的利用ICT提高学生的写作能力。在报告中,台湾国立成功大学的苏彦宁团队的《导入网络同侪互评策略于国中写作课程之学习环境建置与初探》和新加坡教育部教育科技司Jo KimLee团队的《线上作文互评功能在教学上的设计与使用》不约而同的用到学生的线上互评策略,此策略吸引了与会者的兴趣并展开热烈的讨论。该主题的主持人陈明溥教授最后总结时指出,在华文教学中,不管使用何种策略,对社会性软件的选择很重要,而学生对社会性软件的使用热情度与学习环境的设计或学习活动设计相关,因此学习环境的设计或学习活动的设计才是提高学生写作能力的重点。
(4)计算机支持的协作学习与人工智能教育应用
从论文投稿和报告数量来看,计算机支持的协作学习与人工智能教育应用是目前的一大研究热点和重点。北京师范大学蔡苏代表他的团队做了题为《基于三维交互虚拟学习环境的案例开发与探究》的报告,报告中以四个众所周知的数学案例――天体运动、牛顿第一定律、牛顿第二定律、单摆运动展现了三维交互的虚拟学习环境,最后还用增强现实技术现场展示了这四个案例,吸引了众多与会者的注意和探讨。不得不说,随着虚拟现实技术的发展,尤其增强现实技术,计算机支持的协作学习与人工智能在教育中的应用前景会更宽泛。
(5)数字化学习与企业培训
数字化学习与企业培训是计算机在非正式教育领域应用的典范,但一直受到教育界的关注和研究,在往届的GCCCE大会中数字化学习与企业培训就受到专家及学者深刻探讨,当然此次大会也不例外。台湾师范大学张基成教授的《台湾企业数位学经验与个案》的报告是有关中小企业网路大学校在台湾的实施和推广。这个网路大学校的建设是为满足台湾企业从业人员、中小企业的自主性学习需求,课程内容浅易入门、广而多元,为台湾中小企业营造了数位学习的氛围,其运营模式主要包括学习入口网、学习平台、教材管理、学习服务、组织学习、推广服务和专案管理。这个中小企业网路大学校为逐渐兴起的企业大学的建设提供一个好的案例。
南京师范大学张义兵老师的《企业培训课程的设计与开发》是以苏宁电器的员工培训为例,介绍了他为苏宁电器设计和开发的培训课程的阶段成果。针对苏宁电器的要求,张老师对苏宁电器进行知识管理、培训教材设计、网络课程设计和e-learning策划。张老师的研究告诉我们企业培训没有通用的课程,不同的企业、不同的工作性质、不同的员工培训的内容都是不一样的。所以,要深入研究企业培训,先深入掌握企业各个岗位和员工特征。
四 GCCCE促进教育技术发展
经笔者调查统计,发现到会作报告的专家学者多是教育技术专业的背景或是与之相关专业的背景,徐州师范大学更是有20多名研究生参加,可见此次大会在教育技术人心中的重要性。计算机应用于教育是教育技术电教发展道路上的一个标志性的分支阶段,不仅因为计算机技术的发展越来越广泛,应用越来越深入,更因为提高教育质量是教育技术的根本问题和使命。
1 名称问题
2011年4月20日教育部了《普通高等学校本科专业目录(修订一稿)》的意见征求稿,提出将“教育技术”更名为“教育信息技术”。对于此问题,《电化教育研究》杂志社通过新浪微博平台广泛征求了改名问题的意见和建议,众多教育技术学专业的专家参与讨论并给出自己的意见。根据微博留言可知大家意见不一,总体认为教育技术更名是必要的,但是更名为“教育信息技术”是不合理的。
众所周知,教育技术在发展过程中先后出现了多次更名的现象:教育技术起源于“视觉教育”,后来更名为“视听教育”,再到“视听传播”,发展至我国曾有学者(至今有学者)称为“电化教育”,最后到广为大家接受的“教育技术”。我们不难发现教育技术的名称变化过程中技术的发展起到了重要的作用。于是教育技术是否要更名,免不了要考虑技术是否又发展到一个新的阶段。然而,纵观此次会议中所有专家学者在报告或论文中所用到的技术发现,专家学者们都在强调计算机在教育中的应用,并没有提出新的技术,只是技术使用过程中方法的创新。鉴于此点,笔者认为教育技术更名还没有更名的必要。但是在此次会议中,许多大陆的专家学者提到教育信息化的背景,他们指出我国还处在教育信息化的起步、应用阶段,要达到教育与应用的融合发展还需要经过融合和创新阶段。另外“教育技术”的名称毕竟是从国外引进,并不具有中国特色。考虑到以上两点,笔者赞同一些专家在微博中提出的更名为“信息化教育”的说法,同时“信息化教育”说明了教育技术的重心在教育,从而避免了教育技术姓“教”还是姓“技”的争论。
2 技术促进教育
正如台湾科技大学主题报告时所说“教育为本,科技为用”,教育技术的根本落脚点也是在教育,任何的技术(包括计算机相关技术)都是为提高教育的手段。我们关注技术的不断创新与应用,更强调是各种新技术下的教育能否得到提高甚至改革。
此次GCCCE(2011)大会“数字化学习与企业培训”的主题会上专门安排了一场由清华大学、中国教育技术协会钟晓流教授所做的题为《关于中国教育技术行业标准研制》的报告。2010年5月12日中国教育技术协会在清华大学成立了中国教育技术协会技术标准委员会(下称“标委会”),专门从事教育技术行业标准的研究与制定工作。钟教授的报告内容是标委会提出的在2011年开展并完成《多媒体教学环境规范建设》研究与制定工作的成果。《多媒体教学环境规范建设》的研究与制定是由清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通大学、中国科技大学、南京大学、东南大学等50所高校的65位专家和教育技术领军企业的10位专家共同参与的,并分为六个小组分别从以下六个方面进行研究与制定:供配电、网络和建筑物理环境,音频环境与扩声系统,视频环境与视频设备,智能化控制系统,语言实验室与教学资源系统,系统集成。声、光、电等技术的飞速发展和应用改变了人类的许多方面,《多媒体教学环境规范建设》的六个方面正是在声、光、电等技术的应用基础上从硬件和软件两个角度同时改善了传统的教学环境,并彻底改变了一黑板一粉笔的教学设施。
技术促进教育的最好证明就是教学环境的软硬件设施得到改善和提高,而《多媒体教学环境规范建设》研究与制定正在落实着这一点。对于整个教育技术行业来说,教学环境的建设与维护是教育技术行业的核心工作,是数字化校园建设和教育信息化建设的重要内容,是信息技术促进教育创新的重要体现。当然,教学环境的规范建设只是标委会对教育技术行业标准研制的一方面,随着技术在教育中广泛而深入的应用,其他的标准也会相继出台,每一位教育技术工作者都有责任和义务为自己的行业标准做出努力和贡献。
郑州大学基础医学实验教学中心组建于2001年9月。根据“学科交叉、设备共享”的原则,充分结合各课程特点及资源分布,中心下属各专业实验室优化重组为4大实验室板块,构建起医学形态学、医学机能学、分子医学及人体解剖学四个医学基础实验教学平台。以培养学生综合能力为核心,针对实验教学课程体系与实验教学内容进行了整合,从而组成了与实验教学平台相对应的形态学实验、机能学实验、分子医学实验,人体解剖学实验四大模块。从根本上改革实验教学依附于理论教学的传统观念,构建了既与相应学科的理论教学保持有机联系又相对独立,具有鲜明特色的“一体化,模块式,综合型、开放性”实验教学课程体系。
2分层次设置实验内容,采用多元化教学方法
按照“扎实基础、自主开放、鼓励创新”的原则,大幅度调整实验课程内容和授课程序,以能力培养为主线呈渐进式衔接,按基本技能实验(50%)、综合设计性实验(40%)、研究创新性实验(10%)三个层次设置实验项目,编写与之相适应的基础医学实验教学大纲和实验教材,逐渐形成从宏观至微观、从形态至机能、从简单至综合、从基础至临床,纵横相互联系的实验教学模式,以培养学生的科研素质和创新能力。同时,根据不同学科特点,采用多元化教学方法,最大程度提高学生的学习积极性和主动性[2]。基本技能实验结合理论课教学,开设传统的经典验证性实验、基本仪器使用、实验动物手术操作、实验数据和图形的记录、采集和处理,训练学生基本实验操作和技能。综合设计性实验引导学生以“一个问题”为中心,综合多学科知识点,从人体器官、组织细胞的形态结构、遗传特性、生理生化到疾病发生的分子机理、基本病理过程、药物作用等多个角度来设计实验,使学生以跨学科的思维方式建立整体的概念,增强学生对实验现象的观察与思考。设计性实验让学生选择自己感兴趣的题目,运用已学到的知识和技能,独立设计并开展带有研究性质的综合性实验,搜集必要的实验数据并加以分析,写出实验论文,以学术交流会的形式,讨论各自的实验结果,从而培养学生综合思维能力及创新意识[3]。研究创新性实验结合学校“大学生创新实验计划支持基金”,学生自行组织课外科研小组,在导师的指导下设计感兴趣的小型科研课题,申请创新实验基金或参加指导老师的在研课题。该实验从实验设计、科研实施、结果整理分析到论文撰写,全部由学生独立完成。2007年以来,我校7年制及5年制医科各专业学生共获得资助15余项,资助经费达10万元,公开发表科研论文28篇,获得各种奖励及发明专利20余项。以学生为主体、教师为主导的创新实验,采取自主式、学导式、研究式的教学方法,学生接受了较全面、严格、系统的科研训练,启发了他们在科研过程中提出问题、解决问题的逻辑思维方式,提高了独立工作和科研创新能力[4]。
3积极开展“第二课堂”教学活动,培养学生观察问题、解决问题能力
开展“第二课堂”活动是中心实验教学改革的另一大特色。富有内涵的第二课堂活动,既强化了学生实习、实践环节,也提供了互动的师生交流空间,创造了学生自己动手、动脑的机会。通过引导学生参加社会活动,激发了学生积极探索的精神,缩短了学生与社会的距离。医学昆虫学课程教学中,采取了专题讲授与社会实践相结合的教学方式,结合所讲授的专题,把学生组织成若干社会实践小组,利用周末开展小型调研活动。学生们在辅导教师的指导下,走出实验室,制订医学昆虫调查、防治技术方案,在锻炼学生动手能力和实际工作能力的同时,也培养了学生科研工作的能力及兴趣。临床药理学将实验课搬到工厂车间,让学生现场亲眼目睹制药过程。人体解剖学在课余时间将学生组织成若干课外实践小组,参与解剖技术室的尸体解剖与标本制作,使学生们在实践中进一步学习掌握解剖学知识[5]。第二课堂教学活动的开展,既强化了学生实习、实践环节,也创造了互动的师生交流空间和学生自己动手、动脑的机会,有利于加强学生主动获取知识和动手能力、创新能力的培养。2001级7年制临床医学专业赵菁同学,从大二开始,就参与了“河南省重点科技攻关基金资助项目”的有关课题研究。她提出的将物理和化学中有关载体模型的思想引入到生命科学领域的原理,在我省大中专院校尚属首例。其研究课题“小鼠IFN-γ真核表达载体的构建和转染鼠腹腔巨噬细胞抗肿瘤效应研究”已在基础研究中获得了肯定的治疗结果,可为临床治疗提供可靠的实验依据。在大学学习的几年里,赵菁同学将课余时间和节假日全都用在了科学实验和科技制作上[6]。当中心开展第二课堂活动来发展学生的兴趣和爱好时,赵菁就找来理工科的学生成立课外科研小组,常常领着小组成员研究生物、电子技术,搞科技制作,一项一项的创造发明问世,并连续在“挑战杯”竞赛中获奖。在第二届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛中,《针剂破口器》、《新型解剖床》荣获二、三等奖;在第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中,《针剂破口器》荣获三等奖;在第四届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛中赵菁同学主创的《河南医美乐医疗器械有限责任 公司》创业计划荣获铜奖;在第三届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛中,赵菁同学的两件作品《解剖室空气净化装置》和《便携式电子防晕动装置》分别获得二等奖和优秀奖。在校期间,她连续四年在全省、全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划竞赛中获奖,2003年被授予“中国大学生跨世纪人才奖———建昊奖”,2004年荣获“青春中华―首届中国青年文化周特别奖”,2005年8月被授予“第二届中国青少年科技创新奖”,2005年11月被授予“首届河南省十佳青少年读书成才奖”,2005年12月荣获“中国十大年度大学生创意人物入围奖”,2006年2月荣获“首届河南省十大教育新闻暨教育新闻人物奖”,2006年6月获得“郑州市学习标兵奖”,截至目前,她已拥有7项国家专利,被誉为“学生发明家”[7]。2004级临床医学专业卢沛琦同学积极参与老师的科研活动,将所学知识与科学实践结合在一起,利用第二课堂活动,在指导教师的带动下顺利完成一项科研内容,其撰写的科研论文《骨髓间充质干细胞体外诱导为心肌细胞的实验研究》,在2006年郑州大学组织的学生科技竞赛活动中,荣获“郑州大学学生科技创新与科技论文”一等奖。
4利用现代化教学手段,提高实验教学质量
中心将网络信息技术引入实验教学,建设了一批数字化、网络化的实验教学平台。包括人体解剖学虚拟实验室、数字网络多媒体解剖学实验室、数码显微互动形态学实验室、多通道生物信号采集系统和机能学仿真实验网络教学系统实验室等。各实验室根据不同需求装备相应的数字化网络设备,使实验室信息网络硬件建设处于国内高校实验室领先地位。虚拟、仿真实验软件与实验硬件配合,多媒体技术,网络教学———三种教学手段,进一步强化了实验教学效果。我们自行研发的一套局部解剖学虚拟教学软件,利用虚拟的人体三维技术实现了“虚拟人体解剖”,学生通过鼠标、键盘等工具输入相应的变量,进行逼真的人体解剖实验,收到了良好的教学效果,受到学生和省内外同行专家的一致好评[8]。借助校园局域网和中心网络实验平台连接,应用现代化网络信息技术,开辟了试验项目网上预约、网上预习、网上复习、在线实验等方式消除空间和时间上的障碍,培养学生利用计算机网络平台猎取本专业发展前沿信息和新技术的方法。在中心网站创建的局部解剖学虚拟实验室、机能学网络仿真实验室、形态学网络标本陈列馆。由于网络教学的个体性和交互性,极大地激发了学生的学习兴趣、主动性与创造性。
5完善实验考核方式,科学评价实验教学效果
针对不同层次的实验,采取不同的考核方式,客观、准确、科学地评价学生成绩,构建了以教学督导与信息反馈为主要手段、以实验过程监控为主要内容、以完善的规章制度为保障的实验教学质量保证体系。基本技能实验的考核主要依据:实验预习与报告,实验操作,实验考试[9];综合设计性实验的考核主要依据:选题的合理性和难度,设计方案的完整性、合理性、经济性,仿真优化的正确性,硬件制作、测试结果和设计报告;研究创新性实验的考核主要与课题、论文完成情况,答辩情况以及竞赛结果相结合。
论文关键词:化学教学,网络资源,优化教学,因材施教
一、优化教学过程,提高教学质量
教师讲授、黑板、粉笔是传统课堂教学中最基本的三大要素,这种教学手段已经经历了一个漫长的时期。但这种传统的教学手段已经不能满足时代进步的需要,学生也对黑板和粉笔的教学逐渐感到厌烦了。怎样把课本里的东西变得生动、形象,依靠信息技术,从互联网中找资源,并应用到教学中。如果把抽象程度高的化学原理、物质的微观结构(晶胞结构)、危险性大的化学实验(爆炸性实验),通过网络资源把它们制成形象、生动、直观的课件,使化学教学过程和学生的学习过程具有更强的教育性、灵活性和直观性,起到传统教学中所不能达到的教学效果。
化学是一门以实验为基础的学科,缺少实验的操作,学生就很难理解物质的性质,更不能使学生的感性认识上升到理性认识。计算机模拟化学实验具有形象、生动、直观、经济、有交互能力和使用方便等优点,甚至使学生能像科学家、技术专家那样进行科学研究,进行产品设计,进行一些在实验室难以操作的实验,从而使学生获得进行科学技术活动的经验。例如:《雷雨发庄稼》这句谚语,做实验是不现实的,但光写三个反应式,学生不能理解其实质。我们从清华同方资源库中找到“雷雨发庄稼”的教学动画,便于学生接受有关知识。利用网络资源不仅优化了课堂教学,而且增大了教学容量,提高了教学质量。
二、网络资源可以开拓师生的视野
互联网是一个资源宝库,只要我们懂得了从网上寻宝的方法,就能从互联网中取得更多的知识,拓宽师生的视野。
书本上的知识并不是很多的,借助计算机可捕获更多的知识。第四章《卤素》中提到舍勒,学生通过Interner可以获取有关舍勒的个人生活经历、主要贡献,也可以找出其它名人的生活故事及贡献,从而增强崇尚科学的热情,增强一丝不苟的科学态度。高一第六章第四节《环境保护》中关于酸雨的内容不多,只要我们在google的搜索引擎中,输入“酸雨”,点击网站,就可以找到酸雨的成因、成分、危害及预防措施。同样,日常生活中遇到的一些问题在网上可以找到解决的办法。所以只要我们正确的引导学生怎样上网,就会使学生通过互联网学到更新的知识。
教师从网络上可下载许多有用的与教学内容有关的资料,为备课提供更详实的材料,充实教案。也可利用网上的课件,大大缩短备课时间,提高备课的质量。
三、网络环境下的化学教学有利于因材施教
传统的课堂教学以教师讲授为中心、学生被动接受为特征。教师只能针对多数学生的理解水平来讲课,这样势必造成好的学生“吃不饱”,基础差的学生“吃不了”。有了网络资源,从教学资源网中可以下载一些教学课件,根据本校学生的特点,再进行修改。让学生先预习书本知识,再到多媒体网络教室上课。教学过程中,先让学生自学课件内容,然后教师再对照课文的重点、难点加以讲解。为了让不同水平的学生都有所收获,设计了不同层次的练习,使全体学生都有成功的喜悦。在教学过程中,要查看学生的学习情况,不时地给他们指导和必要的提示。这样学生在教师的指导下可自行选择适合自己学习水平的学习顺序和阶段进度,并且使优生和差生都能最大限度地得到教师的帮助,从而克服了传统教学一刀切的现象,最终达到分层教学的目的。
四、激发学生的学习兴趣,培养自主学习的能力
提高化学教学质量的关键是要切实提高学生学习化学的兴趣。教学手段的多样化能吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。现代信息技术集文字、图象、声音、动画等多种信息于一体,具有很强的表现力,能使学生在学习中得到全方位的认知刺激和启发,并在信息技术营造的情景中轻松、愉快地获取知识,提高能力。
职高畜牧45班中有6个成绩不理想的学生,参加了网络教学试验班后,学习成绩大有进步。他们不仅学会了计算机的操作,而且在网上可以找到课本上没有的知识。如“日常化学”栏目中介绍生活中的化学,对于一些常见的生活现象作了科学解释。“趣味化学”栏目中对一些有趣的现象作解释,如空中取烟、铁变金等。这些内容能激发学生学习化学的兴趣。
五、充分体现教师的主导作用和学生学习的主体地位
在教学过程中,教师是整个学习过程中的设计者和协作者。教师通过创设情境,引导学生主动探索,并及时进行信息的反馈与交流,对学生的想法进行及时的评价,还可以进行个别辅导,协助个别学生进行具体的学习。网络教学充分地发挥了教师的主导作用,使教师的角色由讲师向导师转变。
在教学过程中,学生自主地去学习,积极思考,及时开展讨论、交流,培养学生的合作能力。利用网络可有效地开发和利用教学资源,可以提高教学效益,增大教学容量,并使学生的能力得到充分发挥。利用化学进行教学,有着传统教学所不能代替的功能,应值得推广。但在实际教学中还应注意以下几个问题:
1、教师要转变教学观念,加强自身素质的提高
现代教育理论强调以学生为中心,学习是获取知识的过程。知识不仅是通过教师传授而获得,而是通过协作、讨论等活动而实现意义建构的过程。作为现代教师,应突破传统思想的束缚,要有丰富的专业知识,还要有一定的计算机操作能力和课件制作能力。成为教学信息资源的设计者,学生学习的促进者。因此,教师要有开放的教育观念,充分利用网络资源,加强现代教学技术理论学习,提高综合素质适应网络环境下的教学。
2、合理使用课件
把网络资源应用到化学教学中,课件是课堂教学的必备材料,但要制作课件,就要化费许多时间,不利于教学。因此,我认为应从各种途径去寻找适合自己教学内容的课件,将他人的成果为自己所用,实现资源共享,并充分利用网络把好的课件进行重新制作成适合本校学生的课件。
3、不能一味地使用虚拟实验,把好“辅助教学”的度