基于虚拟环境的药学实验教学模式研究

论文摘要

随着教学改革不断的发展，虚拟现实技术在我国的教育中得到了越来越多的应用，在以计算机形式进行的虚拟药学实验教学中，学习者要求教学中有真实的情境、科学探究的环节、多种学习方式、评价反馈，这些对于传统的教学资源来讲无疑是一个挑战。虚拟现实技术作为教师教辅工具、情感激励工具和学生认知工具，构筑数字化学习资源，实现学习方式的变革，从被动接受式学习真正转变为自主探究学习、有意义学习和合作学习。为适应培养高素质、高技能型药学人才的需要，增强学生分析问题、解决问题的能力，针对药剂学实验传统教学模式中存在的问题，我们突破传统教学模式，将虚拟现实技术与药学实验加以整合，构建以学生为主体、以教师为主导、以学生自主探究为主线的基于虚拟环境药学实验教学模式，有效地激发了学生的学习兴趣，以更好地培养学生的创新意识、创新精神、创新能力和解决实际问题的能力。

虚拟现实技术应用到药学教育中，由于它采用了３Ｄ数字化技术，多传感交互技术等可视化技术，虚拟系统可以模拟出逼真的场景，并且能与用户进行实时的交互，感知和操作虚拟对象虚拟实验的出现为学生提供一种协作式的、个性化的自适应实验环境。为了更好的了解虚拟实验的特点及其在教学中的作用，使之在高职高专教学中有效地发挥作用，本文从分析虚拟实验的特点入手，探讨其在药学实验教学中的作用，在此基础上，对虚拟实验教学模式进行初步探讨。

论文分析虚拟技术的特点，从认知主义、行为主义、建构主义等方面探索了基于虚拟环境药学实验教学模式的理论基础，通过对虚拟实验的涵义及发展阶段

的介绍，简要说明虚拟技术在药学实验中的应用。构建出基于虚拟环境的药学实验教学模式，并以药学实验为例，进行虚拟实验教学的案例分析，来论证基于虚

拟环境药学实验教学模式的运用效果，开展了实验教学实效性研究。通过对教学

效果的调查分析，此教学模式对学生自主创新性实验能力的培养取得的显著成效，得出采取虚拟实验教学模式的必要性。

关键词：虚拟现实技术，药学实验教学，教学模式

，／｜

第一章绪论

目录

第一节研究背景及意义……………………………………………………………………．１第二节国内外研究现状……………………………………………………………………．３第三节论文研究方法和视角………………………………………………………………．４

第四节论文结构……………………………………………………………………………．５第二章高职虚拟药学实验教学理论基础。７

第一节虚拟现实技术辅助教学的思考……………………………………………………．７第二节虚拟药学实验教学理论支撑………………………………………………………．８

第三节虚拟现实技术的教学应用与教学模式分析………………………………………１４第三章虚拟药学实验教学基本概述

第一节虚拟实验的概念和特征……………………………………………………………１９第二节虚拟药学实验教学应用分析………………………………………………………２ｌ第四章基于虚拟环境的药学实验教学模式的构建

第一节虚拟环境下的药学实验教学模式…………………………………………………２５第二节基于虚拟环境的药学实验的教学设计思想………………………………………２７第三节基于虚拟环境的药学实验教学设计原则…………………………………………２９第四节基于虚拟环境的药学实验教学程序………………………………………………３１第五节基于虚拟环境的药学实验教学策略………………………………………………３４第五章基于虚拟环境的药学实验实践研究

第一节高职药学实验教学的分析与思考………………………………………………．３６第二节基于虚拟环境的药学实验教学实践……………………………………………～３９第三节问卷调查与分析…………………………………………………………………．５４

第六章总结和展望参考文献

附录

后记５９６ｌ６３６６

第一章绪论

随着高职教育课程的改革和新课程标准的实旋，教育观念、学习方式都发生

了深刻的变化。如何把虚拟现实技术应用于药学实验教学中这是有待深入探讨的

课题。本文研究内容主要是基于虚拟环境的药学实验教学模式研究，本章主要论

述了论文的研究背景，分析了国内外研究现状，提出了研究方法和论文的基本结

构。本章所陈述的内容是整个论文撰写的重要前提和基础。

研究背景及意义

在信息化时代，基于虚拟环境的实验教学已是高职药学实验教学中的重要组

成部分，解决了实际实验教学中的诸多问题。对于药学这个实践性很强的学科而

言，实验是获取知识、提高技能的必需环节。

在我校药剂分析是一门以实验为基础的学科，开展好实验教学工作，不仅可

以引导学生将理论知识与实践有机地结合起来，通过实验，可以激发学生的创新

欲望，培养其严谨的科学思维和创新能力，特别是与科学技术发展相适应的综合

能力，引导学生树立正确的科学思想和科学方法，提高学生的素质，使学生成为

教育的真正受益者。因此要提高药学教学质量，就必须强化药学实验教学。

从教学的角度看，药学实验是药学课程和药学教学的一个重要组成部分，它

既是药学教育的重要基础，又是药学教育的重要内容、方法和手段。实验是药学教学的基础，在教学中，实验教学是学生积极发挥主观能动性，进行科学研究再创造过程，相对于理论教学而言，实验教学以其直观性、实践性、创造性等优点，在培养学生基础知识，提高动手能力、掌握科学研究方法等方面发挥着重要的作用。药学教学必须以实验为基础这是由实验本身的特点以及其在药学教学中的作用所决定的。由于药学实验课程的特殊性，传统的教学方式正面临着诸多的难题和挑战：第一、有效的实验仪器数量严重不足。早期的基础建设投入不足加之仪器设备的量少、陈旧且维修周期长，给实验教学的正常开展设置重重障碍，影响学生

动手能力的提高。随着科学技术的进步，药学研究领域的新设备，新技术不断涌现。为了保证药学教育的质量，应该让学生接触最先进的设备，然而即使在一些

传统药学院校的实验室，实验设备的现状也不容乐观，特别是专业实验室拥有的

常规实验教学仪器设备中，大部分是２０世纪８０年代的产品，有时甚至还可以见

到２０世纪５０，６０年代的设备。这些设备在技术，操作性能及精确度上已经不能

满足实验教学的需要。

第二、时间空间的约束。不管是什么实验，实验教学都必须在指定的实验室中进行否则无法进行。教学模式比较单一固定。目前，药学院校用于实验教学的实验室面积也相对紧张，不能满足正常实验教学的需要。随着招生人数的增加，对于基础课实验室的压力增大，即使考虑增加实验课循环次数，实验室通过内部

调整、合并等因素，实验室面积至少也需要增加１倍，才能保证实验教学正常、

安全地运行。因此需要考虑多媒体及网络系统的远程实验教学，尤其是一般药学

院校要重视利用网络资源，这可以部分弥补“高、新、尖??实验仪器设备的不足，

共享传统强校的优质实验教学资源，以提高实验教学水平，满足人才培养的需要。

第三、实验教学内容陈旧，教学手段落后。传统的实验大多采用课堂教学的灌输，学生的依赖行为比较明显，不利于培养学生创新能力的培养，也不能达到

预期的实验效果。

因此实验教学的教学内容、教学模式、教学方法亟待革新与完善，迫切需要进行实验教学的改革，从实验改革的需要来看，包括：学生的知识体系在深度和广度上的构建，学生动手能力和创新能力的培养，教学模式的多元化发展。在本文构建的虚拟实验教学模式着眼于这几个方面的思考，从教学应用的角度出发，将虚拟实验科学合理运用于传统的实验教学中，促进实验教学的改革和发展。

随着计算机技术和虚拟现实技术的发展，虚拟现实技术正逐步被引入到实验教学中，以计算机技术为基础的虚拟现实，能实时模拟出一个逼真的，具有视、听、触、等多种感知的三维“虚拟环境＂，并通过各种外部传感设施使人体的各种反应与虚拟环境进行交互。这项技术是由美国军方开发研究出来的一项计算机

技术，最早用于军事上的仿真，目前已广泛应用于航空航天、医学实习、娱乐、

工程及产品设计、制造业、体育训练等诸多领域。由于他能对社会环境进行真实

２

的模拟，从而解决媒体的情景化及自然交互性的要求，在教育领域有着极大的发展前景。虚拟现实技术与多媒体教学，网络教学一起，被看作是教育领域的三大

创新技术，将会对教育教学产生深远影响。

虚拟现实技术所带来的“临境”“交互”“沉浸＂等感受，无疑会在教学领域掀起一场巨大的革命。它从根本上让传统教学理念发生了变化，让教学摆脱了时间、空间、内容、手段等种种限制。虚拟实验教学为我们解决传统教学方式面临的难题，它对于深化教学改革，建自主性学习，体验式教学，一体化教学，素质化教学等等都有着深远的影响。此项技术在教育领域的应用前景极其巨大，随着虚拟现实技术的不断发展完善，硬件设备价格的不断降低，虚拟现实技术必将会受到教育工作者的青睐，进一步推动我国教育的发展。因此，将虚拟现实技术

应用于药学实验教学中，研究虚拟实验教学的理论基础、教学模式、教学策略、

教学程序及其实现和应用等，对于优化虚拟实验教学过程，完善虚拟教学理论，

充分发挥虚拟教学的优势，提高虚拟实验教学的教学效果等方面具有重大的现实意义。

第二节国内外研究现状

虚拟现实技术出现于２０世纪８０年代，随着处理技术的大幅度提高及图形的

绘制技术，数字信号处理技术，传感器技术的发展，近十几年来在国内外形成了

对虚拟现实的研究热潮。特别哈勃望远镜地面维修训练，波音７７７客机管线系统

的虚拟设计与虚拟组装等虚拟现实应用所获得的无可替代的巨大成功，使世界各

发达国家认识到虚拟现实技术的巨大潜力。美国国防部门将以虚拟技术为标志的

建模与仿真技术列为２１世纪保证美军优势地位的七大关键技术之一。国外产业

界也将其视为一项参与下一世纪的重要技术，波音。麦道飞机公司和福特汽车公

司也都有相应的发展中心，计划在ＣＡＤ／ＣＡＭ中使用这项技术。一些著名的大学和

实验室中，已经建好并投入使用的虚拟实验系统：ＶＳＬ虚拟实验室，研究提高计算

机图形的艺术表现力及改进仿真过程中的人机接口设计，ＶＲＣＥＬ实验室由美国

Ｍｉｃｈｉｇａｎ大学化学工程系创建，研究虚拟现实技术在化学工程领域的应用。卡耐

不断的增加，但是总体而言，存在定性分析多、定量调查少；理论研究和介绍多，具体的有针对性的教育实践少等一些问题，

随着计算机技术的发展，虚拟现实正掀开其神秘的面纱，逐渐走进教学。但在目前，完全沉浸虚拟现实系统的硬件设施仍然是价格昂贵，这也制约了虚拟现实在实验教学中的普及。但桌面虚拟现实系统的应用为教学媒体的应用开辟了一条新的道路。随着虚拟现实系统的价格不断下降，软件的适用不断增强，这种新的教学媒体必将广泛应用于实验教学。而且，它使个别化教学真正成为可能，当虚拟现实在实验教学中普及时，教学方式一定会随之发生巨大的变化。

第三节论文研究方法和视角

一、研究方法

?文献研究法：广泛利用报刊、杂志、网络收集与本课题相关的文献资料，通过文献分析了解国内外关于虚拟技术方面的研究现状和发展趋势，找到研究的突破口。

?行动研究法：将研究制定的实施方案贯彻落实到具体的综合实践工作中去，有计划、有步骤的在教学工作中开展；并对教学全程进行跟踪分析

?实验研究法：通过对实践活动中的具体情况进行归纳与分析，使之系统化、

理论化，上升为经验并进行推广，找出不足之处，制定有效改进措施。

?问卷调查法：通过问卷调查学生对实验的满意度和对教学的意见建议。分析

将虚拟技术用于药学实验教学的教学效果。

二、研究视角

把握合适研究角度对课题深入和问题解决具有重要意义。近年来关于虚拟现实技术的研究越来越引起学者的关注，相关的论文也越来越多，但大多都是针对。工业、娱乐、建筑、医疗、高校科研，而对于应用于教学这一领域的研究也只是零星的、松散的，没有系统的归纳过，本文研究是将虚拟现实技术和药学实验结合在一起，进行整合提出一种新的教学模式。

本论文的研究思路是，在对虚拟现实技术在高职药学实验教学中的应用现状分析的基础上，结合学科教学自身的特点，在原有药学实验教学模式的基础上提出基于虚拟环境下的药学实验教学模式。

第四节论文结构

本论文共分为５章，各章的主要内容如下

第一章主要是论述论文的研究背景及意义，分析了国内外研究现状，提出

了研究方法和论文的基本结构。

第二章提出课题研究的理论基础，可能产生的影响以及在理论的指导下开

展实验教学。

第三章虚拟实验概述，通过对虚拟实验的涵义及发展阶段的介绍，以药物

制剂虚拟实验教学系统为例，简要说明虚拟技术在药学实验中的应用。

第二章高职虚拟药学实验教学理论基础

本章对虚拟技术辅助教学进行思考并提出课题研究的理论支撑，可能产生的影响以及在理论的指导下开展实验教学，并对虚拟现实技术的教学应用与教学模式进行分析。

第一节虚拟现实技术辅助教学的思考

虚拟现实技术对客观对象进行逼真的模拟，且有着很好交互性，为实验活动的开展提供了丰富的实验环境，在这个实验环境中，可以演示传统实验室中无法实现的实验，仿真出宏观或者微观的实验现象，仿真出极快或者极慢的实验过程。这些现在学生都可以在电脑前随意的操作。虚拟现实技术成为药学实验教学的重要辅助手段，为药学实验教学提供了全新的技术手段和教学平台，它所提供的逼真的实验环境，给学生提供了刺激，造成悬念，激发了学生探究的兴趣，调动学

生的主观能动性，引导学生积极主动的参与到知识探究和意义建构的过程中去。虚拟实验能为学习者提供辅导、启发、反馈、纠错等功能，通过虚拟实验很强的

交互性，形成反馈，要强化正确的反应，纠正错误的反应。引导学生进行有效的学习。将虚拟现实技术应用于药学实验中，实验前进行虚拟实验，可以为真实实验做事前准备，虚拟实验可以使学生在做真实实验前对实验的内容和各种实验设备、实验的操作步骤、实验的难点重点等有个深刻的了解，减少实验错误率。真

实实验后，学生再次进行虚拟实验，使得所学知识技能加深巩固，理解透彻。大

大的提高了教学效果。

虚拟现实技术辅助实验教学，突破了实验空间、时间实验条件对实验的束缚，提供了开放的、主动的、灵活的实验环境，将实验过程生动形象的呈现在学生面前，有利于学生创造思维能力和解决问题能力的发展。将虚拟现实技术和药学实

验教学有机的结合，教学效果和社会需求之间的差距将会缩小，因为虚拟现实技

术所构建的学习环境与实际的生活情境相关。ｎ１

第二节虚拟药学实验教学理论支撑

虚拟现实技术在一定的教育理论的指导下对实验教学有着很大的影响，从虚

拟现实技术辅助教学的发展来看，有三大学习理论支撑，分别是行为主义学习理论、认知主义学习理论和建构主义学习理论。行为主义学习理论试图通过关注环

境中的可观察的刺激事件及反应来解释学习；认知主义学习理论强调将外在的客

观事物的关系内化成学习者内在的认知结构智能的发展；建构主义学习理论强调

学习过程中学习者的主动性、建构性，建构主义以学生为中心，强调学生对知识

的主动探索，对所学知识主动建构，认为“情境”、“协作＂、“会话”、“意义建构”是学习环境的四大要素。

一、虚拟现实技术与认知主义理论

认知主义学习理论认为，学习就是面对当前的问题情境，在内心经过积极的

组织，从而形成和发展认知结构的过程，强调刺激反应之间的联系是以意识为中

介的，强调认知过程的重要性。认知派学习理论家认为学习在于内部认知的变化，认知是指认识的过程以及对认识过程的分析。他们注重解释学习行为的中间过

程，即目的、意义等，认为这些过程才是控制学习的可变因素。盟１认知主义学习理论的贡献：Ｄ１

１．重视人在学习活动中的主体价值，充分肯定了学习者的自觉能动性。

２．强调认知、意义理解、独立思考等意识活动在学习中的重要地位和作用。

３．重视了人在学习活动中的准备状态。即一个人学习的效果，不仅取决于外部刺激和个体的主观努力，还取决于一个人已有的知识水平、认知结构、非认

知因素。准备是任何有意义学习赖以产生的前提。

４．重视强化的功能。认知学习理论由于把人的学习看成是一种积极主动的过程，因而很重视内在的动机与学习活动本身带来的内在强化的作用。

５．主张人的学习的创造性。强调学生学习的灵活性、主动性和发现性。它要求学生自己观察、探索和实验，发扬创造精神，独立思考，改组材料，自己发

现知识、掌握原理原则，提倡一种探究性的学习方法。强调通过发现学习来使学…２３ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｔｇｓ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｃｊｐ／ｔ

ｈｅｏｒｙ／ｒｚｚｙ．ｈｔｍ

…３１ｈｔｔｐ：／／ｗ、酽Ⅳ．ｎｔｇｓ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｃｊｐ／

生开发智慧潜力，调节和强化学习动机，牢固掌握知识并形成创新的本领。

认知派学习理论为实验教学论提供了理论依据，学习过程被解释为每个人根

据自己的态度、需要和兴趣并利用过去的知识和经验对教学内容，做出主动的有

选择的信息加工过程。因此学生不再是外界刺激的被动接受器，而是主动对外

界刺激提供信息加工的主题，而教学也不仅仅是简单的向学生灌输知识，而是首

先要激发学生的学习兴趣和学习动机然后在将当前的学习内容和学生原有的知

识和经验有机的联系起来。

将虚拟现实技术应用于实验教学，导致了虚拟现实对象的产生，从认知的过

程来看，认知对象从传统的与现实世界打交道，变成与虚拟现实之间的直接交互，

人脑的某些认知环节就交给了虚拟现实对象，从而产生了一种新的认识方式。认

知主义的教学观念是：为学生提供一种对自身进行加工的特定情境和特殊过程，

从而在促进学生认知结构的形成中推动学生的认知发展。因此虚拟现实技术与实

验教学相结合，必须从学生的认知心理出发，注重学生的具体经验和对情境的了

解，使得学习者新旧知识之间的同化顺利完成，建构起自己的人事结构促进认知

发展。

二、虚拟现实技术与行为主义理论

行为主义理论又称刺激——反应理论，是当今学习理论的主要流派之一。行为主义学习理论认为，学习是刺激与反应之间的联结，他们的基本假设是：行为

是学习者对环境刺激所做出的反应。他们把环境看成是刺激，把伴而随之的有机

体行为看作是反应，刺激和反应之间的联结叫做强化。认为通过对环境的“操

作＂和对行为的“积极强化＂所有行为都是习得的，都可以被创造、设计、塑

造和改变。行为主义学习理论应用在学校教育实践上，就是要求教师掌握塑造和

矫正学生行为的方法，为学生创设一种环境，尽可能在最大程度上强化学生的合

适行为，消除不合适行为。行为主义学习理论把“强化”看作是程序教学的核心，

认为只有通过强化，才能形成最佳的学习环境，才能增强学生的学习动力。Ｈ３虚拟现实技术在实验教学中的应用，加深了我们对行为主义理解，行为主义

【４１ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｔｇｓ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｃｊｐ／

强调外部动机的作用，在这一点上虚拟现实正好发挥它的作用，一方面虚拟实验

系统提供了逼真的实验环境，激发了学生的学习兴趣，增强了学生的学习动机。

另一方面，虚拟实验系统的交互和反馈使得学习者更将所学知识与现实世界联系

起来，减轻学习者面对书本和二维平面所需要付出的努力，减少学生的厌倦情绪，增强学习动机的持久性。

按照行为主义的观点，虚拟实验系统的作用不仅要呈现教材，而且必须与学

生的行为联系起来。具体的联系包括：接受学生做出反应。控制学生的学习顺序、经常和即时性的强化、学生自定学习步调。在平时的药学实验教学中，很多药学

实验都有现实的条件限制，不允许学生进行多次实验如：实验环境的洁净度不允许太多的学生进行实验，实验仪器比较贵重；实验耗材价格不菲；生物之间的反

应现象不能完美呈现；供实验用的小动物数量有限等等这些现实条件限制和制约着药学实验的进程。采用虚拟现实技术，为实验活动的有效开展提供了极其丰富

的实验环境，建立实物模型，设计操作的灵活性、自由度和及时合理的反馈和导航，学生可以在计算机上随意的操作，可以实现不同角度的剖析和观察等。学生反复的操练直到完全掌握。多次的操作加强学生的熟练程度，从而减少学生面对实物操作所需的熟悉、适应时间的长度和犯错误的概率，另一方面可以解决实验器材缺乏的问题，让更多的人都参与到实验中来。

行为主义理论在历史上有很大影响，尽管行为主义理论强调外部行为和动机，忽视学生个体特点以及周围的环境，但它的积极反应、及时反馈等原则今天仍被虚拟现实技术所采用。在设计虚拟现实系统的软件时，行为主义的强化论对虚拟现实的设计具有理论指导作用。

三、虚拟现实技术与建构主义理论

建构主义是行为主义发展到认知主义以后的进一步发展，建构主义理论强调建构的特殊性，每一学习者都是在自己已有的经验的基础上，以其特殊的方式在建构；并且，每一学习者都是在特定的情境下建构的。每个人对事物都有独特的理解，不同人之间的交流可以影响学习者形成不同的建构。建构主义学习理论

强调以学生为中心，它不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授

者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。这就意味着教师应当在

教学过程中采用全新的教学模式，彻底摒弃以教师为中心、强调知识传授、把学

生当作知识灌输对象的传统教学模式、全新的教学方法和全新的教学设计思想，

因而必然要对传统的教学理论、教学观念提出挑战，从而在形成新一代学习理论

一建构主义学习理论的同时，也逐步形成了与建构主义学习理论、建构主义学

习环境相适应的新一代教学模式、教学方法和教学设计思想。

建构主义学习理论是认知学习理论的一个重要分支。

１、关于学习的含义啼１

建构主义理论认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景

即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴），利用必要的学习资料，

通过意义建构的方式获得，由于学习是在一定情景即社会文化背景下，借助其他

人的帮助即通过人际间的活动而实现的意义建构过程，故建构主义学习理论认为

“情境＂、“协作”、“会话＂和“意义建构＂是学习环境中的四大要素或四大

属性。

“情景＂：学习环境中的情景必须有利于学生对所学内容的意义建构。在建

构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标分析、学习者特征分析以及媒

体的选择与利用，还要考虑有利于学生建构意义的情景的创设问题，并把情景创

设问题看作是教学设计的最重要内容之一。

“协作＂：协作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜集与分析、假

设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用。

“会话”：会话是协作过程中的不可缺少环节。学习小组成员之间必须通过

会话商讨如何完成规定的学习任务的计划；此外，协作学习过程也是会话过程，

在此过程中，每个学习者的思维成果（智慧）为整个学习群体所共享，因此会话

是达到意义建构的重要手段之一。

“意义建构”：这是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指：事物的

性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮

【５】何克抗．建构主义——革新传统教学的理论基础【Ｊ】．科学课，２００３，

助学生对当前学习内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。这种理解在大脑中的长期存储形式就是关于当前所学内容的认知结构，也称“图式”。

２、关于学习的方法嗍

建构主义提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习。教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的提供者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是知识的被动接受者和被灌输的对象。

学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用：

①要用探索法、发现法去建构知识的意义；

②在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的数据和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证；

③要求学生把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。“联系”与“思考＂是意义构建的关键。协

商有“自我协商”与“交际协商”（也叫“内部协商＂与“社会协商”）两种，自我协商是指自己和自己辩论什么是正确的；交际协商则指学习小组内部相互之间的讨论与辩论。

教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学中从以下几个面发挥主导作用：

①激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机；

②通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。

③为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下，组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规

律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识，切忌直接对学生进行灌输。

虚拟现实技术有效促进学生认知结构的形成和发展，建构主义为发展虚拟现实在实验教学中的应用提供了很好的理论基础。建构主义理论认为：①学习是

一个动态的适应的过程，是学习者主动建构内部心理表征的过程，是新旧经验之间的双向作用过程。知识的建构来自于个人体验。虚拟现实的的沉浸性去除了参与者与计算机之间的界限，为个人了解世界创设了一种体验，有助于材料的学习。ＶＲ为学生进行非符号系统的学习创设环境，从而避免学生学习建立在符号系统的学科时失败。②学习具有情境特性，个人在学习过程中的活动是对环境的特定

反映，不能脱离社会环境而孤立地学习，只有当学习材料与学习者的动机．情感和社会生活相互做用时，学习才能发生，对知识的理解和掌握才能在意义建构过程中完成的。③学习者以自己的方式建构对于事物的理解，以自己已经有的某

一领域的知识相关的经验为基础来储存和提取所有知识的，从外部世界吸收信息，然后建构自己的知识领域。因此不同的人看到的事物具有不同的方面。④学习者应该通过合作学习，相互交流相互启发，相互补充，使理解更为丰富全面。虚拟现实技术扩展了人类的感知范围，是人们可以在现实生活中从事以前无法进行的工作，而且虚拟现实可以使我们感知那些没有物理模型表示的抽象思想和过程，可以将抽象的概念转化成我们所能感知的体验。它在教学上的应用能有效的促进学生的认知结构的形成和发展，促进人们认知观念、教育观念发生根本性的变化。吲

建构主义认为，教学是学习者充分利用环境提供丰富的工具和资源建立自己的认识和理解的过程。学生的知识建构是一个积极主动的活动：试图将新知识与更广泛的知识经验联系起来，成为整合的知识体系，而不只是与一两个观念建立联结；学生不只是理解和记忆现成的结论，而是要理解这些知识所指向的问题，并基于自己的知识经验，来批判地分析它的合理性，形成属于自己的知识。

ｒ一由于虚拟现实技术具有４个突出的特性：多感知性、存在感、交互性、构想

性。学习者能够沉浸其中，大大调动学习者的参与性。虚拟实验系统灵活的交互【７】汤跃明．虚拟现实技术在教育中应用［Ｍ】．科学出版社，２００７，（１）：１

性，要求学生参与进来跟虚拟对象互动来完成学习任务，提高学习者的主动性。

虚拟现实技术所创设的教学虚拟环境尽可能地为学生提供丰富的资源和大量的

经验背景，以便于学生借助这一平台来有效建构自己的知识，形成自己的观点和

见解，促进知识和意义的建构。

第三节虚拟现实技术的教学应用与教学模式分析

一、虚拟现实技术应用于教学

随着教育课程的改革和新课程标准的实施，教育观念、学习方式都发生了深

刻的变化。传统的药学实验课程受到时间，空间，内容，手段等种种限制，面临

着严峻的挑战，因此实验教学的教学内容、教学模式、教学方法亟待革新与完善，

迫切需要进行实验教学的改革，虚拟实验系统着眼于学生的知识体系在深度和广

度上的构建；学生动手能力和创新能力的培养；教学模式的多元化发展这几个方

面的思考。将虚拟技术合理运用于传统的实验教学中，促进实验教学的改革和发

展。

（一）虚拟现实技术

随着计算机技术和虚拟现实技术的发展，虚拟现实技术正逐步被引入到实

验教学中，虚拟现实技术（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ，简称ＶＲ）是２０世纪８０年代兴起

的一门崭新的综合性信息技术，它融合了计算机图形学、人机交互技术，传感技

术，人工智能技术，数字图像处理等多种信息基础，是２０世纪末最重要的思想

之一。是以计算机技术为基础的虚拟现实，能实时模拟出一个逼真的，具有视、

听、触、等多种感知的三维“虚拟环境＂，并通过各种外部传感设施使人体的各

种反应与虚拟环境进行交互。虚拟现实技术具有４个突出的特性：多感知性

（Ｍｕｌｔｉ．ｓｅｎｓｏ巧），存在感（Ｐｒｅｓｅｎｃｅ），交互性（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ），构想性（Ｉｍａｇｉｎａｔｉｏｎ）。

（二）虚拟现实技术的重要特征陋１

①多感知性（Ｍｕｌｔｉ．ｓｅｎｓ

ｏ巧）

所谓多感知就是说除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感

知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至应该包括味觉感知、嗅觉感知等。理

想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传

感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、

触觉。运动等几种，无论从感知范围还是从感知的精确程度都无法与人相比拟。

②存在感（Ｐｒｅｓｅｎｃ

ｅ）

又称为临场感（ＩｍｍｅｒＳｉｏｎ），它是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度（例如可视场景

应随着视点的变化而变化），甚至比真的还“真”，如实现出现实更逼真的照明和

音响效果等。

③交互性（Ｉｎｔｅｍｃｔｉｏ

ｎ）

交互性是指从产对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然

程度（包括实时性，例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中的物体，这时手

有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量（其实这时手里并没有实物），视场

中被抓的物体也立刻随着的移动而移动。

④构想性（ＩＩＩｌａｇｉｍｔ

ｉｏｎ）

强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可

再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟

环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定

位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态

跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。

（三）虚拟实验教学应用举例

虚拟实验教学指的是在传统实验的基础上利用计算机技术，网络通信技术，

多媒体技术加工处理传播技术，将实验室中的各种资源进行处理后建起网络实验

模块，使之应用于教学中。采用虚拟现实技术提供一个实验的虚拟环境，学生在

虚拟实验室可以完成全部实验步骤，系统向实验者提供实验过程的视频窗口、图

文声并茂的实验预备知识、丰富多彩的实验相关资料、操作灵活的实验交互过程、

及时方便的实验指导，是实验者在完成实验的过程中获得全新的感受。实验时无

需老师在场，实验者本人通过自己的努力即可完成实验，达到既定的教学目标要求。下面以药物制剂虚拟实验教学系统为例，简要说明虚拟技术在药学实验中的

应用。

将虚拟技术应用在教学中，整合数字技术和教学素材，建立起创新型、综合

化的教学资源，更好的适应药学专业教学面向生产岗位群的需要，在这样的思路

指导下，我们开发了药物制剂技术虚拟实验教学系统，设置了《课堂教学辅助》《学生仿真练习》《实训仿真考核》，这三个不同的模块，分别满足了教师授课、学生自学、综合考评的多项要求。开创了“统一资源，多向仿真”的新模式（１）课堂的教学辅助

①图文并茂的课堂教学：由于药物制剂实验教学时综合过程，具有知识与技

术点多、专业覆盖面广、体验性强、讲解过程繁复等特点，而一般的教材、教具

都有局限性，虚拟实验系统在数字技术平台上，以仿真、模拟的形式，形象而逼

真的融合了现代药物制剂的生产工艺、药品生产管理规范（ＧＭＰ）药物制剂设备、岗位标准化操作（ＳＯＰ）、药品生产过程质量控制以及车间管理等内容，设置的课堂教学辅助模块专门针对讲解的难点进行了设计，为工艺流程讲解、复杂设备结

构说明、管理知识的教授提供了动画演示、三维演示、影音文件、图片说明等各

种工具，对教学内容进行了深层次的加工和表达，很好的达到了图文并茂、生动

活泼的课堂教学目标。②全面互动的三维场景：虚拟实验系统以实际的药物制剂

生产线为参考，对生产设备、生产场景进行了三维模拟，并允许操作者对三维模

型进行自由的旋转、拆分、放大，以及进行设备的机械操作，电控操作等仿真互动，让教师和学习者都能够充分的发挥主观能动性，提高教学的兴趣和有效性。

（２）学生仿真操作

“角色扮演＂模拟真实：通过虚拟实验仿真平台，让学生模拟岗位角色，感

受角色任务，并完成任务的全部过程。实训教学综合体现了岗位实际操作的具体

过程，是实现工学结合的教学手段之一。通过虚拟实验技术力求真实的模拟这个

过程，对每个仿真“角色＂的工作内容进行了细致深入的分析，多种需要传达的

知识集中到了“角色＂身上，包括工作文书的读写、管理单据的使用、关键操作

方便快捷的考核模块：为了解决对学生的仿真考核，系统还可以设置考核系

统，在模块中安装了跟药物制剂综合实训相关的题库，试题分为理论和仿真操作 两类，教师可以根据考核对象的不同组织试卷。不仅实现了无纸化考试。且可以

及时的统计输出成绩，供教师对学生学习情况进行评估。

第三章虚拟药学实验教学基本概述

本章是对虚拟实验概述，通过对虚拟实验的概念和特征及发展阶段的介绍，

以药物制剂虚拟实验教学系统为例，对虚拟教学应用现状进行分析。

第一节虚拟实验的概念和特征

一、虚拟实验的概念１１１１

虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅

助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者 可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的实验效果等价于 甚至优于在真实环境中所取得的效果。

二、虚拟实验的特征

（一）虚拟性

在虚拟实验中操作的设备虽然能看到、感觉到，但它们事实上并不存在，是

虚拟的，是对实物的模拟。实验设备的虚拟性在很大程度上能减少实验设备与空 间，节约资金，改善实验条件。

（二）实践性

虚拟实验在人们对事物的一些新认识和完善原有的知识结构，提高实践能力

方面有重要的作用。虚拟实验室对客观世界的的虚拟，虚拟实验中的实验仪器、 设备对象都有各自原型，实验程序和操作规则也是实际经验和理论指导下的产

物。因此虚拟实验和现实实验有着相同的组成要素，人们借助虚拟实验虽然不能 获得直接经验，但是能提高相关领域的认识，在今后的实践活动中知道如何操作， 虚拟实验也给实验者提供实践环节。

（三）多样性

在虚拟实验环境中，教师的辅导作用主要通过软件自身实现，另外，考虑到

实验者客观存在的水平差异性，因此所提供的实验应该满足各个层次的实验者的要求。只有当虚拟实验环境能针对具体的实验者提出有针对性的实验要求、并能

【１１１汪诗林、吴泉源．开展虚拟实验系统的研究与应用［Ｊ】．计算机工程与科学．２０００（２）

探究式教学模式的研究阶段总结

《探究式教学模式的研究》阶段性课题总结 一、课题的提出 自从《课程标准》问世起，广大教育工作者积极实践，大胆尝试，力图推进新课程改革。但“尖子生”占领课堂，多数学生当“看客”等现象仍是屡见不鲜，同时由于受传统应试教育的深刻影响，不少学校的大部分学生的学习只是被动地应付，整天处于机械训练、死记硬背、简单重复之中，对于所学内容缺乏深刻的认识，缺少对知识的主动探索。这些现象使学生的主体性和潜能发展受到禁锢，主观能动性和合作精神及创造精神受到压抑。基于此，这就要求我们着手解决的是转变教师的教学思想，真正确立学生学习的主体地位，保护学生的好奇心、求知欲，充分激发学生的主动意识和进取精神，倡导自主、合作、探究的学习方式。于是，我们提出了本课题的研究，力求通过研究，探索出适合小学具体学科，符合新课程理念的学习方式，使学生改变过去过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现象，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，最终让孩子们乐于学习、善于学习。这一课题的研究有着广泛的现实意义。 二、概念的界定与课题研究的理论依据 １、概念界定 什么是学习方式?有人从学生的行为结构出发，认为学习方式就是学生的学习模式，也就是学习的组织方式和所采用的方法；有人从学生的认知倾向性出发，认为学生的学习方式就是学生的学习风格，学习方式(1eaming style)，又译为学习风格)，是人们在学习时所具有或偏爱的方式，即学习者在研究解决其学习任务时所表现出来的具有个人特色的方式。学习方式是学习者持续一贯表现出来的学习策略和学习倾向的总和；还有人从学习的社会性出发，认为学习方式就是学生在学习过程中所表现出的精神状态和交往方式。这三种观点都从某个方面反映了学习方式的特征，但是又不全面，没能很好地揭示学习群体特点、个体特点和情感特点之间的内在关系。其实学习方式是教学过程中学生认识活动存在的形式、结构及发展阶段。学习方式不同于学习模式、学习风格，也不等同于个体的一般认知过程，它反映了“如何学”这一普遍问题，是学习的群体特征和个体特征的统一，是外在行为和内在心智

我国虚拟实验教学系统发展现状综述

我国虚拟实验教学系统发展现状综述 洪慧婷 （浙江师范大学教育技术学，浙江金华 321000） 摘要：作为信息技术发展的产物，虚拟实验具有透明性、共享性、互动性、自主性及可扩展性等特点，能为目前实验教学中迫切需要解决的问题提供策略和方法，因此越来越受到专家学者的关注。通过数量统计法和内容分析法，基于对CNKI网上近10年的相关文献进行研究，该文探讨了本领域的研究重心、研究内容，浅析存在的问题并提出建议，期望为虚拟实验教育应用的进一步研究提供参考和借鉴，为今后开发出设计合理、功能全面的虚拟实验教学系统奠定理论基础。 关键词：虚拟实验教学系统；虚拟实验；发展现状 一、研究背景 教学实验是教学过程的重要组成部分，是学生验证知识、探究客观现实规律不可缺少的途径。近年来，随着学校规模的扩大，学生数量不断增加，传统的实验模式已经不能满足教学的要求，这主要表现在学校实验经费不足、实验设备严重缺乏、学校实验场地空间有限等。而且随着现代远程教育的不断发展，网络远程教育中的实验教学已经成为一个新的难题。改变传统的实验教学模式已经迫在眉睫，采用计算机技术构建的各种虚拟实验室，为实验教学提供了一个新的解决方法[1]。 通过对2001年到2010年间发表的有关虚拟实验教育应用文献的收集与查阅，分析了虚拟实验教育应用的发展现状，提出了研究过程中存在的一些问题，为虚拟实验教育应用的进一步研究提供参考和借鉴，并为今后开发出设计合理、功能全面的虚拟实验教学系统奠定基础。 二、虚拟实验教育应用文献分析 （一）概念界定 1999年5月，美国爱荷华州立大学举行的虚拟实验室专家会议上采用如下定义：虚拟实验室是为研究和创新活动提供远程协作和实验的一个电子平台。这主要从实验在远程教学中的应用角度描述，虚拟实验作为远程教学的组成部分，为远程学习者提供实验教学，成为学习者新的学习方式，同时改变教师的教学方法[1]。 （二）文章数量统计 以“虚拟实验教学”为精确主题在CNKI 网上搜索，根据题目筛选出与本研究相关的文章，统计出每年文章发表数量的情况，统计出每年文章发表数量的情况。（见表1）表 1 文章数量统计（2001年~2010年） 时 间 中国 期刊 全文 数据 库 中国 优秀 硕士 学位 论文 全文 数据 库 中国 重要 会议 论文 全文 数据 库 中国 博士 学位 论文 全文 数据 库 总 计 2010 55 6 2 0 63 2009 34 7 2 0 43 2008 26 16 3 0 45 2007 21 7 0 0 28 2006 15 4 1 0 20 2005 16 5 1 1 23 2004 20 1 0 0 21 2003 7 1 0 0 8 2002 2 1 0 0 3 2001 2 0 0 0 2 总计198 48 9 1 256 （三）文章研究内容的分类 教育技术94定义中，确定了教育技术的五个范畴，即设计、开发、运用、管理和评价。通过对256篇文章内容的纵览，将文

初中化学探究式实验教学模式研究实施方案

赣州市教育科学“十一五”规划立项课题《初中化学探究式实验教学模式研究》 研 究 实 施 方 案 二〇一四年 班级：11级生化系一班 姓名：钟丽

一、课题名称：《初中化学探究式实验教学模式研究》 二、课题的提出： 1．研究本课题的背景： ①1986年，我国专门研究思维科学的学者刘奎林借用了19世纪德国的物理学家和生理学家亥姆霍兹（H.V.Helmholtz）经常使用的“无意识推论”这个术语提出了一种称之为“潜意识推论”的理论，并运用这种理论建立起“灵感发生模型”。这是迄今为止，在国内外有关文献中所能看到的关于创造性思维研究中比较完整、比较有说服力的模型。他力图从脑科学和现代物理学基础上阐明创造性思维过程，突破了仅仅局限于从心理学角度来研究创造性思维的传统做法。 ②国外教育界非常流行的做法：意思是“你听到的，你会忘记；你看到的，你会记住；你做到的，你就学会了。”有尝试才有发现，有发现才有创新，任何发明创造无不从尝试开始。 ③在国内，北京、广州等地区率先展开教学模式的探索和新课程改革，提倡的做法：即充分解放学生的手和脑，给学生提供动手动脑的机会，让学生亲自实践，在做中学，在快乐中学。探索符合“主体、实践、发展、创新”的改革思路。 ④美国教育强调学生“试一试”，让学生在尝试、发现中探索问题。 综观已有的创新能力及其培养的研究，人们做了大量的工作，认为学校教育对学生创新意识与创新能力的培养关系到未来人们的创造能力。中国现行的与新课程改革配套的化学新教材更突出实验的地位，构建创造性思维培养的化学实验教学模式是新课程改革将着力探索的。 2．课题研究的目的、意义及价值： ①课题研究的目的： 尽管目前我国中学化学实验研究活动较受重视也较普遍，但其科学水平总的看来仍不够高，在研究的方法、观念、角度等方面还存在不少问题。首先，中学化学实验研究，除了研究具体的化学实验外，还应包括对中学化学实验教学的探索，即还需要研究实验教学的地位和作用、范围和体系、方法和组织等等。通过培养学生的创新精神和创新能力，使学生的智慧品质趋向整体性；使学生的个性趋向全面发展；使学生在学习中的地位趋向主体性；教育面向的层次更趋向全体学生；在教育理念上趋向全方位、全过程；在创新动机上趋向全民化、终身化。 ②本课题的理论意义及价值：

药物化学探究性实验教学模式的探索

药物化学探究性实验教学模式的探索

药物化学探究性实验教学模式的探索 谢媛媛，施湘君，陈志卫，苏为科＊ （浙江工业大学，浙江杭州 310014） [摘要] 药物化学是药学专业的必修课，文章分析了现有药物化学实验教学中存在的局限性，改革传统的药物化学实验教学方法和内容，增加探究性实验项目和内容，改革实验成绩评定体系。实践证明，药物化学探究性实验教学模式不仅提高了学生的学习热情和主动性，同时还培养了学生的自学能力、创新思维和创新能力。 [关键词] 药物化学；实验教学；改革；创新能力 药物化学是一门建立在多种化学学科、医学和生物学基础上，发现与发明新药、合成化学药物、阐明药物化学性质、研究药物分子与机体细胞（生物大分子）之间相互作用规律的综合性学科，是药学专业重要的专业基础课。药物化学与化学、医学、生物学等学科相互交叉渗透，内容繁多，具有很强的理论性和实践性，学生普遍反映学习难度大，很难适应。但是，现有的教学体系过于强调理论知识的教学，而忽视了实验教学方法的改革。药物化学实验教学是药物化学课程的重要组成部分，对培养学生的基本技能、创新意识、动手能力、分析问题和解决问题的能力有着不可替代的作用。在传统的实验教学中，从实验仪器的准备到实验方法的确定，基本上都是由教师事先安排好，学生只是被动的接受和效仿，不利于学生创新性、自主性的培养。而目前关于药物化学实验教学方法改革的研究还比较少[1-6]，为此，我们对药物化学实验教学模式进行了改革，将现代化教学理念和创新能力培养相结合，注重学科之间的联系，强调以学生为主体，加强学生动手能力的培养，形成了具有特色的实验教学新体系，并取得了一定的成效。 一、药物化学探究性实验教学模式的构建 1. 改进教学理念 教学活动中最基本的要素是教师和学生，教师和学生角色扮演的好坏直接决定了教学活动的效果。传统的验证性教学过程以教师和教材为主体，是一个以教师为中心的静态、封闭的教学过程。而探究性实验教学是要让学生根据已

演示实验教学策略和方法的探究

演示实验教学策略和方法的探究 化学是一门以实验为基础的科学，它的发展与实验分不开的，化学实验中演示实验是进行直观教学的有效方法，是吸引学生注意力，调动学生学习积极性的最活泼、最有效的手段；而且通过有计划地、周密细致地观察实验现象以及分析、推理、判断等思维活动，也有利于对学生观察能力、想象能力、记忆能力和思维能力的培养因此，如何提高演示实验教学的效益，是值得深入研究的课题。下面从演示实验的教学创新问题谈自己粗浅的认识。 1.演示实验的教学创新策略 让学生参与演示实验发挥主体作用 学生不是一个机械的和被动接受知识的容器，他们是一个个活生生的人，是发展的主体，教师的教育和环境的影响只能通过学生的主体性才能转化为学生的自觉的学习行为。所以，教师在教学中应尊重学生的主体性，唤醒学生的主体意识，激发和发挥学生的主动性和创造性；教师要努力营造民主、宽松、和谐的课堂气氛，师生之间、生生之间、小组之间能够相互讨论和交流，互相倾听和沟通，在这样的充满生命力的课堂中，教师从监督者变成了引导者和参与者，学生认真进行演示实验操作，观察现象，分析成功与不足，探

讨和发表自己的意见，真正体验到实验带给他们的乐趣，这种积极的情感促进了他们学习的积极性，也能挖掘出演示实验对学生的各种素质。 让教师发挥积极的指导作用 验证性实验教学中，教师只作为一个主宰者、评论者；而在探究性实验教学中，教师要作为一个咨询者、服务者和提问者，教师在讨论和辩论时往往有意持不同意见，以引导和促进学生去创造发现。探究性实验有利于理解科学过程和培养科学探究所需要的能力、思想方法、行为方式和价值观念。演示实验教学中应该由教师的演示向引导学生动手实验的探究式教学转变，从而不断尝试培养学生敏锐、精确的观察力以及解决问题的能力。 运用现代化教育媒体辅助教学 把微观问题宏观性，抽象问题具体化，增强教学的直观性，能有效的帮助学生分析实验现象，理解物质变化的本质原因，把感性认识上升到理性认识，达到演示实验教学的优化。例：观察Fe(OH)2沉淀的颜色，由于Fe(OH)2白色沉淀很容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，学生难以观察到稍纵即逝的Fe(OH)2白色沉淀现象。教学时可用暂停镜头，把现象定格在屏幕上，就能清晰的观察到白色现象。若用慢镜头放映，可观察到Fe(OH)2被氧化的白色→灰绿色→红褐色的颜色变化过程。因此用媒体代替演示实验具有趣味性、效

网络虚拟实验系统研究背景目的意义及现状发展趋势

网络虚拟实验系统研究背景目的意义及现状发展趋势1研究背景、目的及意义 2 国内外发展现状 2.1国外研究现状 2.2 国内研究现状 3 网络虚拟实验系统发展趋势 虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。 1研究背景、目的及意义 随着计算机多媒体技术和网络通信技术的迅速发展，信息时代的学习、生活方式都发生了重大变革。作为培养和提高学生动手实践能力、观察能力、分析问题和解决问题能力等方面有着先天优势的实验教学是高校教育改革的关键问题之一。目前，我国传统实验教学环节不足、实验资源不均衡，学生创新能力不足，虚拟实验教学环境研究与建设有利于解决当前实验教学中存在的问题。因此，对于虚拟实验教学环境的研究已经成为当前教育研究一个新热点，分析其原因是主要信息技术的蓬勃发展已经使部分虚拟实验环境的设计与开发成为现实，并在一定的理论指导下应用于实践，使各类虚拟实验室建设成为可能。虚拟实验降低了实验室建设成本，缓解了由于财政压力给实验实训教学环节带来的不利影响，有利于学生实践操作能力的培养。 2 国内外发展现状 网络虚拟实验室概念的提出至今仅为十余年的时间，但因其诱人的应用前景，各国均在大力开发，已经取得了一些进展。 通过对2005年以来检索的437篇期刊论文、会议论文以及学位论文进行研究内容分析可以发现应用比例如图1所示：

1 虚拟实验研究情况 2.1国外研究现状 目前,网络虚拟实验系统在发达国家已十分普及。例如，VLAB是美国俄勒冈大学物理系主办的物理实验网站。该网站包含了天体物理、能量与环境、力学、热学等方面的几十种虚拟实验。该系统采用Java语言开发，实验程序需要从服务器端下载，并运行在客户机上。另外一个典型例子是2004年美国巴尔的摩的约翰霍普金斯大学教育资源中心发起的基于Java技术的虚拟物理实验室项目。学生通过调节实验参数来观察各种实验现象和实验结果。该实验室的实验程序基于Java Applet技术实现实验界面与仿真算法，将其嵌入到网页中，客户端只需一个集成Java虚拟机的浏览器即可运行仿真。 2.2 国内研究现状 我国的网络虚拟实验系统的研究起步较晚，但是发展速度较快。根据目前从网上可查到的信息和各院校开放的对外服务看，国内部分大学已陆续建立了网络虚拟实验系统。例如，华中科技大学《液压与气压传动》远程教育小组开发了液压回路性能和液压元件装拆虚拟实验。 3 网络虚拟实验系统发展趋势 虽然网络虚拟实验系统发展时间很短，目前的研究还存在很多不足，但是其作为网络教育中的重要组成部分，有着广阔的发展前景。 ①基于3D的纯软件方式开发的网络虚拟实验系统将成为主流

浅论初中物理探究式实验教学模式的运用

浅论初中物理探究式实验教学模式的运用 雷州市第二中学许菜珍 摘要：“学而不思则罔，思而不学则殆。”学贵有疑，通过设疑，明确学习的目标，通过实践获得真知。在物理实验教学中，教师善于引导学生大胆地设疑质疑，并让学生通过观摩、亲自动手实验，激发学生学习兴趣和求知欲望，让学生历经质疑——猜想——探究——讨论——总结——应用等环节，达到掌握知识和技能。 关键词：探究式实验教学创设情境鼓励质疑激发兴趣锻炼能力随着教学改革的深入，新课标物理教学模式与传统的教学模式之间的差距越来越明显。传统物理教学模式重在教师对知识的传授，忽略了学生的“学”，教师实行满堂灌，学生听的多，动的少；教师只顾讲，一切包办，把学生当成储存知识的容器，被动地接受知识，束缚了学生的思维和潜能的挖掘，教师成了课堂的主角。新课改下的探究式教学，从根本上改变了这种师生教学关系；提出了全新的教学理念：教为学服务。探究式教学充分发挥学生的潜能，调动学生的积极性，让学生主动获取知识，充分体现“以学生为主体”的教学理念。 这几年，我在初中物理教学中，对运用探究式教学模式的教学探索取得一定的成效，现总结如下： 一．探究式实验教学模式： 主要环节：质疑——猜想——探究——讨论——总结——应用 二．探究式实验教学模式的运用： （一）创设问题情境，提出问题： 发现问题比解决问题更重要。在教学时，创设积极思维的问题情境，引发学生大胆设疑，积极思维至关重要，因此，我们要深入钻研物理教材

的内容，要围绕教学内容和教学实际，结合社会生活实际，设计问题情境，让学生产生各种疑问和猜想，去寻找新的发现，以激发学生思维的兴奋点，引发求知的欲望和兴趣。 例如在“探究凸透镜成像的规律”的教学时，我先针对这个实验提出几个疑问，激发学生探究的兴趣： 1、借助照相机、投影仪、放大镜的成像情况引导学生观察和探究，发现它们的主要部件都是凸透镜，并通过凸透镜我们看到的景物的像有时放大、有时缩小，有时被拉近、有时被拉远，有时正立、有时倒转……然后提出问题：凸透镜成像有什么规律呢？ 2、给出器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、打火机。问：与照相机的使用过程进行比较，如何放置这些器材，才能使蜡烛火焰的像成在光屏上？ 3、这个实验一般学生很难马上提出凸透镜成像情况与物体到凸透镜的距离的关系，教师先演示凸透镜在各种条件下的成像情况，让学生观察到物体到凸透镜的距离改变了，所成像的特点也跟着改变的现象。这时可引导学生提出问题：像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系呢？通过积极引导，让学生明确这样一个问题：凸透镜的成像情况与物距和像距的关系是否也有关呢？（若有，具体关系怎样？） 针对学生提出的问题，让学生自己动手实验，观察现象、收集数据、分析论证、得出结论。这样，通过创设问题情境，引导学生提出问题，有助于激发学生解决问题的动机，让学生主动探究物理中的实验规律，从而解决实际问题，达到学以致用的目的。

生物探究性实验教学论文

生物探究性实验教学论文：“生物探究性实验教学”的探讨自1961年施瓦布首次提出了“作为探究的教学”，探究教学就成为当前生物教学的主体模式。探究教学理论的代表人物萨其曼、施瓦布和加涅等人，从不同角度论证了探究教学在教学过程中的重要性。探究教学旨在教师引导下，学生主动参与到发现问题、提出问题，作出假设，制定计划、实施计划、得出结论、最终寻找答案的过程中，以培养学生解决问题能力的教学活动。它对于目前培养学生的科学思维能力、收集和处理信息的能力、分析和解决实际问题的能力以及合作学习、表达交流的能力、科学探究能力等实施对素质教育有着重要意义。 新一轮的基础教育课程改革，要求教师必须改变陈旧的教学观，过去的那种填鸭式、满堂灌的教学模式早已该退出历史舞台。取而代之的是自主、合作、探究的教学模式在教学活动中得到了广泛的应用。生物是一门以实验为基础的学科，演示实验、分组实验、探究实验几乎贯穿了整个生物的课堂教学，演示实验往往都是教师操作，学生观看；而分组实验又多是验证性实验，只有通过实施探究性实验教学，才有利于促进学生学习方式的改变，才有可能最大限度地调动学生的学习积极性，更有利于学生思维的开发。那么身为一线的生物老师在课堂上如何适时适度地进行探究性实验教

学呢？下面我结合近几年对探究性实验教学的探索，谈一下自己的体会。 我们知道，探究实验的一般过程往往是从发现问题，提出问题开始的，然后根据提出的问题再作出假设，根据要探究的变量设计对照实验，并且教会学生做对照实验。对照实验是一种重要的科学实验方法，在生命科学实验中常常用到。在实验过程中往往会涉及到各种相关的因素，为了证明某种因素对研究对象是否有作用，在设计实验时通常将其他因素都定为相同，而仅仅使某一因素为变量，对该因素的作用进行探讨。不管学生做什么实验，我总是强调对照实验只能有一个变量。同时告诉学生：在用到生物活体进行对照实验时，有时会遇到许多意想不到的情况，对这样的对照实验最好多重复做几次，涉及到的个体数越多越好，这样才能保证探究实验的科学性，才有可能得出科学的结论。“授之以鱼，不如授之以渔”，知识是教不完的，但是学会了探究方法可以进行课外探究，甚至终身受益。自从学生学会了这种“对照实验”方法后，大部分学生喜欢上做探究实验，特别是对生物、环保感兴趣的学生更是经常在课外探究。我在引导学生做这方面实验时一般是这样做。 一、首先运用各种可以成为榜样的例子，来激发学生探究生物科学知识的兴趣

“问题探究的教学模式研究” 课题研究历程

“问题探究的教学模式研究”课题研究历程 宝洪小学教务处语文教研组：陆泽先赵庆江向鸿斌石伟李自华马文娟胡春琼董水英杨菊芬黄玉明杨树仙赵东敏黄琼仙李莉苏雪凤“问题探究的教学模式研究”是宜良县教育科学“五年”规划发展课题，近一年来在上级教育科研部门的关心指导下，在学校领导的高度重视下，在课题组全体老师的共同努力下，课题组进行了大量的课题实验和理论探讨，取得了一定的成果，现总结如下： 一、问题的提出 人是社会性的动物，人与人之间需要交流，人与人之间也渴望合作，这是人类生命存在的一项基本诉求。脱离了这些相互的沟通与交流，人就免不了孤独和寂寞的侵袭，甚至会觉得生活丧失意义。因此，可以说，人活在沟通和交流之中。但沟通和交流并不是简单地几个人的谈话，如果人与人之间的谈话是以强迫接受为目的，那也不是交流，而是一种强制。人与人之间渴望交流，但却不会交流，不懂交流之道。正如20世纪最伟大的物理学家和最重要的思想家之一的戴维·伯姆在《论对话》中开篇所指出的：“过去几十年来，现代科技发展一日千里，广播、电视与飞机、卫星都构成了一个庞大的网络连通全球，使得世界的任何一个角落都几乎可以在瞬时之间彼此相连。然而与此对应的，则是人与人之间感觉日渐隔阂，彼此间的沟通以空前的速度，变得每况愈下”（戴维·伯姆：《论对话》，教育科学出版社2004年版）。国与国之间、人与人之间因无法沟通，而干脆不再去寻求理解和信任，转而诉之于暴力与争斗。和平与民主是当代世界发展的主题，全球化社会的到来和中国建设和谐社会的要求，必须使我们放弃暴力和争斗，使沟通和交流成为现代人的生活方式。 教育致力于人的培养，教人学会生活、学会生存。因此，使学生学会沟通和交流成为现代教育的重要任务之一。尤其在今天走向全球化的时代，更是如此。因此，联合国教科文组织把“学会共同生活”作为当代教育的四大支柱之一，而且认为是未来教育所面临的最重要的问题。但在传统的课堂教学中，每个学生独立完成学习任务，使得班级授课制缺乏真正的集体性。教师虽然向许多学生同样施教，但每个学生却各以自己独特的方式掌握。每个学生分别对教师负责，学生与学生之间并无分工合作，彼此不承担任何责任，无必然的依存关系。传统的课堂教学由于重集体轻个人，重竞争轻合作，缺乏教育主体间有效的交流、沟通、合作。学生虽然在一个班级体中，但并不是一个“学习与生活的共同体”，学生实质上是集体生活中的“单干户”，处于一种孤立的生存状态。不仅在课堂教学中，而且在班级生活和日常生活中也是如此。由于受儒家文化和封建专制的影响，中国的教育长期以来压抑个人的主体性。改革开放和市场经济体制的确立，为主体性的解放提供了外部环境。20世纪90年代中国教育开始提倡和培养人的主体性，但由于对主体性的片面理解，使主体性的发展已经出现了个人至高无上和个人中心的倾向，以个人的主体存在抹杀他人和社会的主体存在，主张个人权利的

模拟电路虚拟实验教学系统的研究与应用

模拟电路虚拟实验教学系统的研究与应用 随着社会经济的不断发展，我国教育制度的不断改革，网络化教育已经涉及各个课程，课堂内容也变得越来越多样化，计算机应用软件越来越多，对我国经济发展起到重要的作用。实验教学课程都有实物作为课程基础，在网络上无法直观地进行实验操作，在理工科网络学习中，实验教学问题也一直没有很好地解决。本文针对模拟电路虚拟实验教学进行研究，探讨模拟电路虚拟实验在教学中的应用，对于模拟电路虚拟实验教学系统，也就是模拟真实环境下实验的器材和原理进行开发的虚拟平台，学生在这个平台上可以随意开展实验，老师对学生的实验进行指导，通过这样的方法不断提高学生的学习能力。 标签：模拟电路；虚拟实验教学系统；研究 随着信息技术的发展，对于理工科实验教学，要不断创新教学模式，传统实验教学模式面临着严峻的挑战，需要跟上时代的进步，对传统的教学模式进行改革，根据现代学生的主体性和差异性来制订适合学生学习的教学方法，对学生因材施教，锻炼学生综合能力。对于模拟电路虚拟实验教学系统的应用和开发，可以让学生自己动手操作，体验整个实验的过程，不断提高学生的学习兴趣，增强学生的实践动手能力，拓展学生的思维，提高学生学习能力和学习积极性，也有助于学生健康成长。 1.高等教育在教学中存在的问题 高等教育实训课程现场教学很多时候受到各种限制条件的约束，一些大型实验设备占用大面积的场地，不能很好地让学生自己动手操作，老师也只是对学生进行理论培训，导致很多学生不明白实验原理。 很多的实验设备只是针对教学实验，没有用于生产加工，更新速度较慢，如果对设备不断进行更新，又会导致投入巨大，造成不必要的浪费。同时一些高端的设备的价格相对较高，结构也十分复杂，大量采购这些设备增加了教学经费，机器的成本较大。 在文理科专业教学中，很多都是对理论的讲解，教学实践相对不足，导致学生对知识的掌握很不牢固，在处理相关问题的时候，也就不能灵活运用这些知识。老师在平时的讲解过程中，都是通过多媒体进行学习，学生获取的这些知识只是简单的理论，导致很多实验效果不理想。 2.模拟电路虚拟实验教学系统具体实例 模拟电路是电子信息专业的基础课程，也是实验性较强的课程，对虚拟实验教学系统的运用，可以很好地提高学生的实践知识。虚拟实验一般都是借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术，很大程度上打破了传统实验教学的局限，极大地提高了教学效果。在学习数控加工课程期间，学生按照老师的要求在仿真系统软件

实验探究式教学

“实验探究式教学”是以初中化学新课程中倡导的“以学生发展为本”的教学理念为指导，学生在教师的引导下，运用已有的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者的角色，通过学生自己设计方案，进行操作实验，去探索问题和解决问题的一种教学模式。教师依据不同的教学内容和学生特点，适当补充相关的情景材料和实验，有目的地激发学生的学习热情，营造民主、平等、和谐、积极向上的课堂教学气氛，让全体学生都参与实验，进行自主学习、讨论和研究，从而发现问题和解决问题。其基本结构为“问题——实验事实——结论——应用”。“实验探究式教学”模式有利于发挥学生的主体作用，培养学生的学习兴趣，有利于充分挖掘学生的潜力，培养其创新思维能力。因此，在新课程的教学中，根据教材内容和学生实际来构建“实验探究教学模式”，并积极应用于课堂的教学活动当中。 演示实验培养学生实验探究的意识 化学是一门以实验为基础的学科，而实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。新课程中初中化学教材编排的演示实验有64个，教师在演示实验过程中就需要不失时机地在各个环节启发、调动学生的思维积极性，培养学生的实验探究意识。 如：演示了氧气和二氧化碳的鉴别方法后，提出问题：现有两瓶气体，其中一瓶是氧气，一瓶是二氧化碳，你有什么方法可以鉴别它们？ 学生提出的探究方案： 1）在两瓶气体中分别放入燃着的木条，比较它们的燃烧程度。 2）在两瓶气体中分别倒入适量的澄清石灰水，比较它们的浑浊程度。 3）在两瓶气体中分别放入一只活着的虫子，比较它们的存活时间。 4）称重两瓶气体的质量。 …… 通过知识的学习，实验的演示，学生的观察并且结合已有的生活经验，学生就能大胆设想，提出自己的想法，虽然有些不是很严密。但实验探究的意识已经得到了培养。 探究实验培养学生实验探究的兴趣 “实验探究式教学”模式与传统教学模式最大的不同，就在于学生不再是一味听教师讲、看教师做，而是在一定的时间和空间范围内，由自己来支配时间，

基于“3-4-5”教学模式下的实验教学探究

基于“3-4-5”教学模式下的实验教学探究 发表时间：2012-06-11T11:04:11.437Z 来源：《教育学文摘》2012年7月总第59期供稿作者：刘萍单连龙[导读] 精心设计探究性实验习题，提高学生的探究思维能力。 ◆刘萍单连龙山东省寿光市圣城街道第一初中262700 新一轮的课程改革带动了新一轮的课堂教学改革，当“自主、互助、合作、探究”已成为我们课堂教学的一部分时，我不得不由衷地感触到：这种全新的教学模式带给我们的不仅仅是起始阶段的质疑与困惑，更重要的是它带给了我们一种优质高效的课堂与学生学习模式的转变。作为化学这门学科，实验教学的成败将直接决定对学生探究能力培养的成功与否，现将自己一些不成熟的想法与大家共享，希望各位专家老师不吝赐教，以期更大的提高。 一、以实验的趣味性为导索，激发学生的学习兴趣。 在实验教学中教师要认真思考、大胆创新，积极地改进实验装置和操作，简化复杂的实验过程，提高实验现象的可观性，或设计一些教材所没有的又易于完成的课堂实验，通过不可预测的实验现象的刺激，激发学生的学习兴趣、从而产生好奇心和探究意识，让学生在新奇中产生兴趣，积极探索。 二、借助实验的启发性，激发学生的探究意识。 在实验教学的过程中教师要注重对学生进行探究意识的培养，鼓励他们去探究事物的本质，还要增强启发性问题的设计，有效地引导学生进行探究。例如：在实验室制取二氧化碳的教学中，教师引导学生分析并设计实验方案，用大理石或石灰石为原料与稀盐酸反应制取二氧化碳。试验完成后，教师进一步深入引导：那么以大理石或石灰石为原料与稀盐酸反应制取二氧化碳时为什么不能用稀硫酸代替稀盐酸呢？为什么不能用碳酸钠代替大理石或石灰石呢？ 三、创设实验情境，提高学生的探究能力。 在新的教学模式下，教师的角色在悄悄地转变，课堂上不再大量灌输权威性的结论，而是作为一个咨询者、服务者和提问者，引导、组织学生去“猜想”、去“发现”、去“创造”，通过亲历实验过程，使学生自己学会化学知识。因此，教师要有目的地创设情境，营造一种兴趣盎然、大胆猜想、主动探究、积极交流、积极合作、相互启发的多种情境，让学生在探究过程中经受磨练，体验探究的乐趣和成功的喜悦。 四、把演示型实验变为学生设计操作型实验，强化学生的探究技能。 在实验教学中要充分发挥学生的学习主动性，增加学生亲自动手参与的机会，留给学生充分的自主空间，把学习的主动权“还给”学生，让学生勇于提出自己的见解和看法，认真地设计实验方案。即使学生提出了不全面、不完善甚至错误的实验方案，教师也要表扬鼓励，以保护学生的好奇心、探究欲和探究性行为，允许他们在保证安全的前提下按照自己的方案进行探究活动。 五、精心设计探究性实验习题，提高学生的探究思维能力。 在实验教学中，选择好的探究性实验习题，对于培养学生的探究性思维能力具有十分重要的作用。因为实验方面的探究性学习会受到一些客观条件的限制，而习题只需要利用大脑的思维，避开实验条件，利用已有的知识，在大脑里形成探究步骤，比较分析各种可能情况的利与弊，从而得到正确的结论。 c。在新的教学模式下，教师要充分挖掘实验教学的内涵，将实验知识、实验方法、实验操作、实验探究有机地统一起来，调动学生的学习积极性，使他们始终处于积极思维、大胆猜想、主动实验、仔细观察、不断探索的情境中。

虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

一ＩＳＳＮ１６７２－４３０５ＣＮ１２－１３５２／Ｎ实一一验一一室一一科一一学ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ一ＳＣＩＥＮＣＥ第２０卷一第１期一２０１７年２月Ｖｏｌ ２０一Ｎｏ １一Ｆｅｂ ２０１７ 虚拟仿真实验教学系统通用模型研究 王一艳１，刘一昕１，丁雪梅２，曹一晨３ （吉林大学一１．药学院；２．动物学院；３．计算机科学与技术学院，吉林长春１３００１２） 摘一要：为解决虚拟仿真实验教学系统重复设计和资源利用率低的问题，提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法三首先，采用统一建模语言对系统通用性功能需求进行了分析与描述三然后，构建了基于云存储的系统统一平台框架结构三最后，给出了基于 模型－视图－控制器 设计模式的实验插件技术开发方案三该方法可以有效地提升系统的可扩展性与可维护性，对实验教学资源的开放共享与用户间的协同创新也能够起到一定的推动作用三 关键词：虚拟仿真；实验教学；通用模型 中图分类号：ＴＰ３９１一一文献标识码：Ａ一一ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４３０５．２０１７．０１．０１９Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＷＡＮＧＹａｎ１，ＬＩＵＸｉｎ１，ＤＩＮＧＸｕｅ－ｍｅｉ２，ＣＡＯＣｈｅｎ３（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈａｒｍａｃｙ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌ?ｏｇｙ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｖｉｒｔｕａｌｓｉｍ?ｕｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎａｎｄａｌｏｗｒｅｓｏｕｒｃｅｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏ，ａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｙｓ?ｔｅｍｇｅｎｅｒａｌｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｕｎｉｆｉｅｄｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｐｌｕｇ－ｉｎｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂａｓｅｄｕｎｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｉｎｇｌａｎ?ｇｕａｇｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｕｎｉｆｉｅｄｐｌａｔｆｏｒｍｆｒａｍｅｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｓｙｓｔｅｍｗａｓｂｕｉｌｄｂａｓｅｄｃｌｏｕｄｓｔｏｒａｇｅ．Ｆｉ?ｎａｌｌｙ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌｕｇ－ｉｎｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｍｏｄｅｌ－ｖｉｅｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｓｙｓｔｅｍｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｐｒｏ?ｍｏｔｉｎｇｔｈｅｏｐｅｎｓｈａｒｉｎｇｏｆｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｓｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ；ｇｅｎｅｒａｌｍｏｄｅｌ 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一基金项目：吉林省科技发展计划资助项目（项目编号：２０１５０３０９００２ＧＸ）三一一虚拟仿真实验教学依托虚拟现实二多媒体二人机交互二数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚 拟实验教学环境，参与者可以在虚拟环境中开展相 关实验活动［１－２］三目前大多虚拟仿真实验教学系统都是基于某一门课程或者某一个实验室的设计与实 现，系统开发技术种类繁多且趋于成熟［３－５］三如何设计针对某一学科专业的通用虚拟仿真实验教学系 统模型，实现基于此模型的二次开发与资源共享二避 免重复性劳动并提高工作效率，对于现阶段虚拟仿 真实验教学的建设与发展显得尤为重要［６－７］三本文通过对虚拟仿真实验教学系统业务需求的分析，提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法，构建了基于 模型－视图－控制器（ＭｏｄｅｌＶｉｅｗＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＭＶＣ） 设计模式的虚拟仿真实验建模云平台，给出了基于该平台的Ｆｌｅｘ插件技术开发实现方案，为用户提供了一个资源开放共享二协作创新研究的实验环境三１一系统功能需求分析为了满足虚拟仿真实验教学系统业务需求，同时保证系统资源信息可维护性及系统功能的可扩展性，将系统用户角色划分为教师二学生二系统管理员 和插件管理员四类参与者三不同的角色有不同的操

什么是探究式教学模式

什么是探究式教学模式 2009-2-4 网络【字体：大中小】【我来说两句】 什么是探究式教学模式？探究式教学模式是什么意思？ 当前，教学研究的重心正从知识传授向能力培养转变，从重视结果向重视过程转变。根据教学实际采用适应差异、注意个性发展的多样化教学形式，以弥补传统教学模式的不足，成为我国今后教学模式改革的重要走向。高中课程标准(实验稿)提出了“提高科学素养、在课堂中开展探究性学习”的理念，即通过提倡探究式教学，培养学生的自主科学探究能力，加强学生对科学本质的认识。作为一种新颖的教学方法，探究式教学法有一定的理论依据，有行之有效的教学步骤，具有优于一般教学方法的显著特点。 一、探究式教学法的提出 探究性学习(ｉｎｑｕｉｒｙｌｅａｒｎｉｎｇ)是一种积极的学习过程。最早提出在教学中使用探究方法的是杜威。他认为，科学教育不仅仅是要让学生学习大量的知识，更重要的是要学习科学研究的过程或方法。从1950年到1960年，探究作为一种教学方法的合理性变得越来越明确了。教育家施瓦布指出，“如果要学生学习科学的方法，那么有什么学习比通过积极地投入到探究的过程中去更好呢?”这句话对科学教育中的探究性学习产生了深远的影响。施瓦布认为教师应该用探究的方式展现科学知识，学生应该用探究的方式学习科学内容。 美国20世纪著名的认知心理学家和教学改革家杰罗姆·Ｓ.布鲁纳在50年代末创立了发现法，并把它在美国施行，取得了突出的成就。他认为“发现法(Ｍｅｔｈｏｄｏｆｄｉｓｃｏｖｅｒｙ)就是学生依靠自身的力量去学习的方法，通常称作发现学习(Ｌｅａｒｎｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｄｉｓｃｏｖｅｒｙ)，并无高深玄妙之意。”(续润华，2003：86)与前人相比，布鲁纳更注意探究式教学法的理论依据，使之具有科学的基础。 施瓦布、杜威等人的研究，包括布鲁纳和皮亚杰在上世纪50年代和60年代的研究，影响了从50年代直至70年代早期的课程教材。这些教学材料的一个共同点是使学生参与到做中去而不仅仅是被动地听讲或只是阅读有关科学的材料，对学习科学的过程比掌握科学知识给予了更多的重视。 二、探究式教学法的含义 要研究探究式教学法，首先要明确什么是探究。美国国家科学教育标准中对探究的定义是：“探究是多层面的活动，包括观察;提出问题;通过浏览书籍和其他信息资源发现什么是已经知道的结论，制订调查研究计划;根据实验证据对已有的结论作出评价;用工具收集、分析、解释数据;提出解答、解释和预测;以及交流结果。探究要求确定假设，进行批判的和逻辑的思考，并且考虑其他可以替代的解释。”上海市教育科学研究院智力开发研究所的陆王景认为，“探究性学习指的是仿照科学研究的过程来学习科学内容，从而在掌握科学内容的同时体验、理解和应用科学研究方法，掌握科研能力的一种学习方式。” 探索式教学法又称发现法、研究法，是指学生在学习概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。它的指导思想是在教师的指导下，以学生为主体，

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题：? 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； ? 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； ? 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； ? 缺乏足够的开放性； ? 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上； 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效

虚拟实验教学系统应用与研究

虚拟实验教学系统应用与研究 主要从论述虚拟现实技术出发，首先介绍了当今国内外的发展与研究现状，以及它在国内的主要应用，说明了它的主要优势和未来的发展趋势。针对目前传统教学实践存在的诸多问题，用实例说明了在教学过程中运用虚拟现实系统的优点，并提出了如何提高产品的质量和市场竞争力。 标签：虚拟现实技术；实践教学；应用前景 0 前言 虚拟现实，（Virtual Reality，简称VR），是刚刚出现的高新科技技术。它是利用计算机的三维图形、环境建模、图形绘制、虚拟音效、自然交互与传感技术来模拟虚拟空间并与现实结合，在用户的视觉、听觉、触觉等感官上进行模拟，让使用者身临其境，没有限制地观察三度空间内的任何事物。它主要分为沉浸式和非沉浸式两种。沉浸式虚拟现实技术，是一种实用、高级、典型的虚拟现实系统。它以大幅面的显示方式进行投影，使交互的虚拟三维空间高度逼真的展现在观看者的眼前，并且可以从任何角度、位置，通过外接设备与虚拟空间进行实施漫游和交互。而非沉浸式虚拟现实技术，主要是通过软件技术来实现的。主要对触觉、听觉等感官进行模拟，为用户呈现一个优质的虚拟界面。其特点是价格低廉、使用方便，而且运用广泛。 1 国内外虚拟现实技术的研究状况简述 美国是VR技术的发源地，至今已有60多年的研究历史，代表了国际VR 的最先进的技术水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。 日本在虚拟现实技术相关领域的研究中，也是一个具有先进技术实力的国家之一。他们主要致力于建立大规模VR知识库的研究。并且，在音乐和游戏方面，他们对虚拟现实技术的应用研究也做了很多贡献。但日本大部分虚拟现实硬件主要是从美国进口的。 日本在虚拟现实技术相关领域的研究中，也是一个具有先进技术实力的国家之一。它在建立大规模VR知识库的研究中做出了巨大的贡献。此外，在音乐和游戏方面，他们对虚拟现实技术的应用研究也做了很多工作。但日本大部分虚拟现实硬件主要是从美国进口的。 在欧洲，英国在虚拟现实的分布并行处理、辅助设备（包括触觉反馈）设计和应用研究方面是领先的。目前，英国已有六个主要从事VR的研发中心，分别是WIndustries（工业集团公司），British Aerospace（英国航空公司），Dimension International，Division Ltd，Advanced Robotics Research Center和Virtual Presence Ltd。其相关产品主要应用于娱乐、军事、建筑、汽车等行业中。还有德国、法