虛擬化學論文大全11篇

時間:2023-03-22 17:38:38

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虛擬化學論文

篇(1)

2虛擬機在中職信息化教學中應用

2.1應用一:教學環境隨身帶

GuestOS在HostOS中只是一個虛擬硬盤文件,文件大小即GuestOS實際消耗的硬盤空間,如GuestOS為純凈的WindowsXP或WindowsServer2003,虛擬硬盤文件大小一般不超過2GB,便于存儲在U盤或移動硬盤隨身攜帶。由于VirtualPC和VMware都可以直接使用虛擬硬盤文件打開相應的GuestOS,所以對于一些特殊的教學環境,教師可以事先在GuestOS中配置好,或直接將實訓室的實訓環境通過鏡像方式Ghost安裝到GuestOS中,然后將虛擬硬盤文件存放在U盤或移動硬盤中,隨身攜帶,這樣只要所用計算機上安裝了相應的虛擬機就可以把虛擬硬盤文件拷到計算機上使用,這樣既方便了備課,又方便了上課。當然,經實踐證明,如果是存放在USB3.0的U盤或移動硬盤上,則可在USB3.0的移動設備上直接運行GuestOS,這樣省去了拷貝虛擬硬盤文件時間,大大提高使用效率和便靈活性。VirutalPC安裝快速,操作簡單,相對于VirutalPC,VMware的硬件虛擬更強大,磁盤使用效率更高,更突出優勢,若某些軟件在VirtualPC無法運行時,不妨使用VMware。但由于VMware安裝較繁瑣、耗時,若要使用VMware,則建議先在常用的多媒體教室或實訓室安裝好VMware,以免影響課堂進度。

2.2應用二:節省設備投入,提高實訓教學效果

2.2.1方便教師搭建服務器,提高實訓教學效果

在實訓教學中,將用于考試或文件共享等專門用途的ServerOS安裝在教師機的虛擬機上,則每間實訓室可節省1臺服務器計算機。在虛擬機上安裝ServerOS后,教師可方便地實現在WindowServer2003的GuestOS中搭建各種服務器,如文件服務器。在建好文件服務器后,可以通過特定軟件實現為每個學生機建立一塊相互隔離的個人空間,這樣既方便了學生提交作業,也方便每次課將上次未完成的作業對應地發送給學生。

2.2.2方便學生搭建實訓平臺,進行實訓、測試,強化技能

(1)在計算機實訓中,每個學生均可利用一臺計算機同時操作多個GuestOS,進行完整的實訓測試,不僅提高了實訓設備的使用效率,還可以讓每個學生系統、全面地掌握相關技能,而不局限于分工合作后的局部技能,如網站建設與測試、網絡攻防測試等。(2)由于HostOS與GuestOS是隔離的,所以在GuestOS中不管是分區、中病毒、死機,還是安裝各種軟件,都不會影響HostOS。在HostOS中,GuestOS僅表現為一個或多個數據文件,所以諸如系統安裝、磁盤操作、分區調整、數據刪除與恢復測試、病毒防治、網絡安全攻防測試之類會損壞HostOS的實訓,就可以放心地讓學生在GuestOS中進行反復實訓,這樣學生的專業技能也能得到更好的強化。

2.2.3方便準備不固定實訓場所的實訓環境

(1)對于臨時調整實訓室時,經常會遇到學生機缺少實訓環境,教師可以利用如凌波多媒體網絡教室軟件、飛鴿傳書等局域網文件傳送軟件,快速地將配置好實訓環境的虛擬硬盤文件傳送給學生,學生就能在虛擬機的實訓環境中正常完成實訓。(2)對于一些非正常教學的培訓,學生機中缺少培訓所需軟件,或軟件版本不同,則可將培訓所要的軟件安裝到GuestOS中,傳送到學生機上,從而減少了對所有學生機因不同需求反復安裝的麻煩。

篇(2)

1 數字圖書館與虛擬學習環境整合概述 

數字圖書館與虛擬學習環境的整合是將學生的學習資源、教師的課件資源和圖書館的數字資源融合在一起。學生通過教學過程獲取知識的方式和通過圖書館獲取信息的方式均發生了巨大變化,導致了圖書館服務從傳統服務向虛擬服務的擴展。 

1.1 有利于圖書館服務角色的改變 

圖書館的服務從傳統對圖書資料的開發利用,重視對教師課件資源和考卷資源的開發,到承擔起利用元數據對其組織、描述、加工和整理的任務,將學生的學習資源、教師的課件資源和圖書館資源與服務融合在一起,并建立一個統一的信息訪問平臺。對來源各異、不同媒體的信息資源進行整合,利用統一的界面為讀者提供一個一站式學習、無縫檢索的數字化學習環境。 

1.2 拓展了圖書館的服務模式 

數字圖書館的建設是為了高效率利用圖書館資源,解決傳統圖書館信息搜集、整理、加工服務過程中的局限性和低效率,以滿足讀者對圖書館信息資源的需求。與傳統圖書館的服務相比,數字圖書館與虛擬學習環境的整合建立起了以數字圖書館為平臺發展起來的虛擬服務、個性化服務、虛擬參考服務、網絡導航服務。它包括:館際互借與電子文獻的傳播、公共書目查詢、數字資源全文的獲取、在線閱讀、用戶培訓課件等等。如:一個讀者想續借、預約、館際互借圖書,這些都可以在網上通過圖書館網頁得以完成。 

1.3 有利于培養學生的學習能力 

虛擬學習環境是在網絡條件下產生的,它具有明顯的特征:技術性、開放性、學習資源的豐富性及共享性、學習的自主性等等。數字圖書館與虛擬學習環境的整合可以滿足不同讀者的不同的學習需求。數字圖書館具有的便于儲存、組織、檢索、復制和傳輸等特點,使讀者可以按照自己的意愿來進行,沒有了條條框框的束縛。通過網絡虛擬學習調動讀者的感官認識,使其產生學習興趣,并能變被動為主動。借助網絡這個平臺,大家在這種學習環境中,可以借助于各種先進的學習軟件、工具和平臺,對共同感興趣的東西和學習過程中遇到的難題,進行自由交流、互動、討論和協作,共享彼此的觀點、思想、資源、知識、學習經驗和集體智慧。不僅學習到了知識,而且獲得了學習能力的提升。 

1.4 有利于同學之間,學生與教師之間的交流 

傳統的教育方式是受教育者與施教者,兩者之間根本不可能實現所有學生與教師之間的互動。虛擬學習環境下,教育不再是單純的只在校園或者在教室內的行為模式,學生對教師的依賴性減少了。雖然虛擬學習環境中學生與教師在空間上是分離的,但他們通過電子郵件、語音聊天等諸多形式相互聯系,甚至可以在網上組織學習小組。在這個學習環境中,他們可以很自由的和老師、同學進行在線交流,相互學習。學生可以向老師提出問題,尋求老師的幫助。老師也可以隨時抽查學生作業,并對作業提出意見和要求。所以說虛擬學習環境更能啟發學生的創造性、互動性。 

2 數字圖書館與虛擬學習環境整合中存在的問題 

2.1 技術層次低 

虛擬學習環境依托于數字圖書館的發展,但數字圖書館涉及到圖書館本身結構的數字化以及管理程序、信息傳遞過程的數字化。它的形成必須依靠館藏信息資源的信息數字化。數字圖書館是以數字化的形式,將文字、圖像、聲音、動畫等多種形式的信息存儲在光、磁等非紙質載體上,通過計算機和其它外部設備再現的信息資源。在發展過程中一些技術問題還不夠完善。如:信息編碼技術、通訊技術、服務器技術和用戶接口技術等。這些技術問題涉及到資源的內容、結構,造成了讀者下載資料困難。可獲取的資源太少,因而不能真正提供“一站式”的服務。 

2.2 資源有限 

數字圖書館與虛擬學習環境的整合是為了讓讀者獲取更多圖書館資源,為讀者提供經數字化處理的多樣化、全球共享的學習材料和學習對象。而在具體使用過程中,由于受到各種因素的制約,如:圖書館經費制約、傳統圖書館的制約、知識產權等等,造成向讀者提供資源有限。目前,高校館藏數字化主要集中在學位論文、會議論文等電子資源(電子期刊、電子圖書等),對多媒體資源及網絡資源收集加工比較少,對圖片、音頻、視頻、光盤等類型的資源提供的檢索途徑比較少。 

2.3 讀者利用的效率不高 

在虛擬學習環境中,數字化學習平臺與圖書館管理系統的整合面臨較大困難,如果不對他們進行整合,或者整合不合理,都會給讀者造成極大的不便。目前國內許多圖書館資源與服務分布較散,一站式信息服務未能實現。一方面高校數字圖書館在資源整合過程中普遍存著數據缺乏規范,造成用戶獲取資料困難;另一方面圖書館資源內容采集不全,有些數據庫的期刊在整合系統中沒有收集。這些都是造成讀者利用效率不高的重要原因。 

3 加強數字圖書館與虛擬學習環境整合的舉措 

3.1 提高整合技術,完善整合后的系統功能 

3.1.1 信息資源整合 

信息資源的整合應以館藏書目資源為核心,選擇本校特色主題制作成獨具特色的文獻數據庫或者專題數據庫,對數目數據庫、全文數據庫和一些免費提供短期服務的數據庫、自建數據庫等多種載體進行全方位的提示與整合。對讀者比較常用的資源,如電子期刊、電子圖書、學位論文、會議論文等數字資源通過圖書館主頁提供給讀者。 

3.1.2教師課件的整合 

對全校優秀教師的教學方法、課程需要的資源等加以整合,以充實到虛擬學習環境中。 

3.1.3 建立信息資源導航庫 

根據讀者需求,搜索、選擇、挖掘internet中的信息資源,下載到本館或本地網絡中,經過分類、標引、組織,通過網絡或其他方式提供給用戶。 

圖書館將這些整合出來的數字資源,通過一定的檢索方法,如關鍵詞、題名以及學科分類等檢索點提供給讀者。對數據庫的檢索界面應遵循簡單、友好的原則。對于教師課件參考文獻及教學參考書目與圖書館目錄建立技術上的鏈接,達到虛擬學習環境和數字圖書館相融合的結合體。 

3.2 加強讀者信息檢索技能的培訓 

對讀者群的培訓。從低年級的入館教育到高年級的文獻檢索課的教育要分層次逐步開展,以達到即對學生進行培訓,又對圖書館資源起到宣傳作用。目前高校文獻檢索課還不普及,而且大都是選修課,參加的人數不多。為拓展圖書館的宣傳力度,培養學生利用文獻信息資源的主動性,應在全校范圍內提高文獻檢索課教學力度,將文獻檢索課納入必修的范疇,讓文獻信息檢索知識成為學生走向社會后必不可少的知識點。 

加強對讀者檢索能力的培訓。培訓內容包括具體的操作,如計算機檢索、網絡查詢及網絡通訊方法等方面。使光盤數據庫、多媒體網絡資源成為讀者獲取信息的主要渠道。 

3.3 對讀者信息需求的分析 

3.3.1依賴心理 

隨著圖書館服務的更新,讀者可以通過計算機、網絡等技術查找他所需要資料。但讀者還是希望通過一個界面能方便快捷的查找資料以及教學課件等。 

3.3.2 求便心里 

讀者在利用虛擬學習環境時,傾向于手續簡便、網絡搜索引擎與入口提供單一的檢索點。 

3.3.3 求新心里 

由于信息量大,更新快,讀者在利用時希望獲取的是最新的、經過篩選、具有高質量的資源與環境。 

對讀者信息需求的分析,是了解讀者在虛擬學習環境中學習過程的一般需要,以便在虛擬學習環境的創建中更好地整合各種數字資源、教學資源,做到有的放矢。 

3.4 館員素質能力的提高 

數字圖書館與虛擬學習環境的整合,改變了圖書館員原有的服務模式。如何改變傳統的工作方法,需要進行一定的嘗試。 

3.4.1 改變工作模式 

圖書館原有的工作主要是對圖書館購買的資源進行整理加工,然后提供給讀者使用。現在要重視對教師的課件資源、學校優秀論文、學術動態進行收集、整理、描述和加工。使讀者能夠像利用圖書館資源一樣很方便利用網絡資源、教師的課件資源和與課程相關的參考資料。 

3.4.2 改變服務模式 

在虛擬學習環境中,學生的學習方式跨出了傳統的課堂授課模式,學生的學習能力在這一環境中得到了培養和鍛煉。圖書館的服務模式也由過去通過圖書流通、閱覽、咨詢等實體服務而轉向通過網絡向讀者提供形式多樣的虛擬服務,圖書館員要主動參與,發揮圖書館信息資源優勢。 

虛擬學習環境是新興的、不斷發展的信息服務體系,教師、圖書館員和學生在這一學習環境過程中,將對數字圖書館和虛擬學習環境提出更多、更高的要求。 

 

參考文獻: 

篇(3)

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)07-0172-02

藥品檢驗是藥學專業的核心課程,儀器分析則是測定藥物的物理常數、鑒定藥物真偽、檢測藥物純度和雜質限量、測定藥物含量及效價的主要方法,具有取樣量少、靈敏度高、自動化程度高、分析速度快、應用范圍廣等特點。隨著技術的發展,儀器分析的基本原理和實驗技術已經成為藥學研究和應用工作中必須掌握的基礎知識和基本技能,藥物研究、生產及檢驗等各種行業機構對高效液相色譜儀、氣相色譜儀、分光光度計、質譜儀等設備的依賴已經到了不可或缺的地步。培養熟練掌握儀器分析技術的專業人才,是藥學教育的主要任務之一。

當前儀器分析教學面臨的主要問題

教學儀器嚴重不足,教學效果有限 實驗教學所用儀器多數為貴重、精密物品,且數量極為有限,如質譜儀、核磁共振波譜儀等大型分析儀器,一般學校只購置1臺。而近年來的擴招使得學生數量成倍增加,教學儀器資源更顯缺乏。教學儀器的不足,使得很多學校的實驗實訓課程變成了觀摩課、試教課,學生得不到足夠時間和強度的實際操作鍛煉,實驗教學效果不理想。

儀器落后,與實際應用脫節 技術的快速發展使得分析儀器更新換代的頻率加快。而在學校的實驗教學中,往往由于經費原因,所使用的儀器得不到及時更新,從而與實際應用脫節。學生在校期間學會的分析儀器操作技能,到了實際工作環境中用不上,仍然要學習新一代儀器的使用,這使得學校實驗教學的意義大打折扣。

教學成本高,學生無法熟練掌握儀器 儀器分析實驗教學需要用到大量的藥品、試劑,教學成本很高,所以往往以小組的形式進行實驗,真正得到動手鍛煉的學生只占少數,而且也只能進行有限次數的操作。在這種情況下,學生只能對儀器有一個基本的認識,而無法熟練地掌握儀器使用技能。在一些高端儀器的實驗教學中,這一問題尤為明顯。

實驗操作層次較低,無法深入了解儀器功能 當前,儀器分析教學安排的都是操作層次較低、步驟簡單的實驗,立足于讓學生了解儀器、知道基本操作過程,而無法做到讓學生深入、全面地掌握儀器的用途。這導致了學生對儀器的認識淺嘗輒止,難以了解除實驗所用以外的儀器的使用方法,也沒有機會碰到使用儀器過程中的各類特殊情況,無法培養學生對各種問題的分析和處理能力。

存在操作安全、環境污染等隱患 儀器分析實驗中部分試劑是危險的化學物品,如果操作不當會發生安全事故,同時,實驗過程中排放的“三廢”也會對環境造成污染。但為了保證教學質量,一定量的實驗實訓課程必不可少,這容易引發安全問題和環境污染問題。

虛擬儀器分析實驗的研究及其應用

虛擬儀器分析實驗指的是利用計算機系統,引入現代信息技術和虛擬現實技術,模擬各種分析儀器,使受訓者可以像在真實環境中一樣運用各種虛擬實驗器械和設備,對建立起來的實驗模型進行實時仿真操作,從而完成各種預定的實驗。

筆者利用中國知網,對中國期刊全文數據庫、中國優秀碩士學位論文全文數據庫、中國博士學位論文全文數據庫進行跨庫檢索,以模糊匹配方式查到2000年以來藥學相關學科內關于“虛擬儀器分析實驗”主題的期刊論文共253篇,學位論文共3篇。其中,2008年以來的論文共97篇,約占38%,表明虛擬儀器分析實驗是近年來的研究熱點。所查論文的主題主要包括了“虛擬儀器分析實驗的概念和應用”、“虛擬儀器分析實驗的優缺點”、“虛擬儀器分析實驗教學系統的設計”等。許多研究人員從不同角度對虛擬儀器分析實驗進行了探討,如楊雪等人研究了虛擬實驗中情感、表現和行為三個層次的設計思路,傅增智、徐靜等對比研究了虛擬實驗和真實實驗,代曉青則探討了虛擬實驗對受訓者操作規范的培養作用。

國內外多所大學,如霍普金斯大學、上海交通大學、大連理工大學等都對虛擬實驗室建設進行了研究,并建設了一些適合于藥學、化學專業的虛擬實驗室。中國藥科大學建立了一套《氣相、液相分析實驗》仿真系統并取得了一定的應用效果。重慶醫藥高等專科學校開發了一套實訓教學系統用于虛擬儀器分析實驗教學。國內外軟件市場上也出現了相關的虛擬實驗室產品,例如Chem SW公司的GC-SOS氣相色譜模擬和優化軟件,大連理工大學的儀器分析虛擬實驗室。筆者通過網絡調查,發現中國藥科大學、重慶醫科高等專科學校、大連理工大學、廣東藥學院等高校已經應用了虛擬儀器分析實驗系統。

輔助教學的虛擬儀器分析實驗平臺建設思路和要點

建設思路 用于輔助教學的虛擬儀器分析實驗平臺的建設,目前主要有以下三種建設思路:第一,引進市場產品。購買成熟的虛擬儀器分析實驗平臺,是最便捷的解決方案,具有流程簡單、部署方便、實現容易、后期維護有保障等優點,缺點在于需要一定的經費支持,尤其是一些國外的虛擬軟件,價格十分昂貴。此外,直接引進的產品還存在不一定能完全滿足當前實驗教學需求、定制相對困難等問題。第二,引進其他高校開發的系統。國內許多高校都開展了虛擬儀器分析實驗教學研究,并出現了不少優秀成果。例如,中國藥科大學開發的儀器分析實驗仿真教學實習系統,可以進行試劑的仿真配置,完成氣相色譜系統和液相色譜系統的仿真操作,自動記錄學生的操作過程,進行仿真實驗考核等功能。引進其他高校開發的系統,優點在于能夠在較大程度上滿足當前實驗教學的需求,同時所需經費也不是很高,缺點是后續的服務可能會不到位、系統無法更新等。第三,自行開發或委托開發。自行開發或委托第三方公司開發虛擬儀器分析實驗教學系統,能完全根據自己的實際實驗教學需求進行功能的規劃和系統的設計,具有較強的靈活性和兼容性,前提是必須擁有具有系統分析能力的工作人員。自行開發可以結合學校信息化教學建設工作及相關科研項目展開,是當前許多學校選擇的建設思路。

建設要點 在虛擬儀器分析實驗平臺的建設中,有許多值得注意的地方。筆者認為,一個先進的虛擬儀器分析實驗平臺必須具備以下三個特點。第一,用戶界面逼真。用戶界面逼真是虛擬儀器分析實驗平臺必須具備的第一個特點。因為虛擬儀器分析實驗平臺是用于仿真實驗的,要達到用戶在虛擬實驗平臺上學習、操作后,在真實儀器上能夠無需再次學習、非常熟練地使用。所以,用戶界面必須逼真,儀器的形狀、顏色,相關提示燈和提示信息的顯示、操作過程和操作結果的模擬,都要和真實儀器相差無幾,才能達到實驗的效果。因此,最新的3D技術、虛擬現實技術必須在實驗平臺中應用。第二,富于交互。儀器分析實驗過程本質上就是人機交互過程。如果虛擬儀器分析實驗平臺不具備較強的交互性,就只能算是一個儀器分析實驗演示軟件,而無法起到實驗的作用。一個先進的虛擬儀器分析實驗平臺,應該是富于交互的,各類按鈕的功能和支持的動作,要和真實儀器一致,同時,各種交互操作應該是簡潔明了的。多點觸控技術應該在實驗平臺中得到應用。第三,充分設定各種應用情景。虛擬實驗的最大好處在于可以模擬任意特殊的情況而不會產生任何危險。因此,應充分設定各種應用情景,讓受訓者在虛擬實驗過程中可以任意操作,認識各種特殊乃至危險的后果,從而讓受訓者更為徹底地掌握儀器的特性和使用方法,加深對儀器的認識和對安全操作的理解。

虛擬儀器分析實驗平臺的教學效果

虛擬儀器分析實驗平臺具有運轉快速、界面簡潔、覆蓋面廣、利用方便等特點,能比較真實地模擬相關實驗的過程,讓學生提前熟悉儀器及掌握儀器的操作,認識實驗項目的操作步驟和要點,有利于學生對真實儀器的操作,節省真實實驗的材料和時間。通過虛擬實驗,可以讓學生多次重復實驗而無時空限制、安全及污染等問題;可以讓學生規避真實實驗的諸多忌諱,甚至違規操作,以進一步掌握儀器的使用辦法;可以通過各種設定好的特殊情況,感受儀器操作過程中可能出現的問題,以全面地鍛煉學生分析問題和解決問題的能力。

北京中醫藥大學在2006級中藥學、中藥分析、中藥制藥班應用“高效液相色譜法定性和定量分析實驗”虛擬教學后進行教學效果問卷調查得知,有81.2%的學生愿意進行虛擬實驗學習,有84.8%的學生通過虛擬學習清楚地知道了如何操作儀器。2007年底,清華大學在將儀器分析實驗多媒體網絡教學平臺應用于化學系、化工系、環境系及核物理學院等院系的儀器分析實驗教學中,經過連續5個學期的教學數據對比分析,發現接受了虛擬實驗教學的學生個人得分同比超過其他院系的學生,儀器分析實驗教學質量得到了明顯提高。第二軍醫大學應用了虛擬實驗平臺后,82%的學生認為虛擬教學系統的交互性有利于知識傳授,76%的學生認為運用虛擬教學系統有助于提高相關教學內容的教學效果和教學效率,73%的學生認為虛擬教學系統更適合于輔助教學。

當然,虛擬實驗替代不了真實實驗。由于其缺少實物感,操作正確的情況下結果唯一,無法反映現實中操作正確也有可能出現不良后果的情況,虛擬儀器分析實驗主要用于輔助教學,結合真實實驗教學,以取得更好的教學效果。

綜上所述,在藥學教育工作中,虛擬儀器分析實驗平臺具有廣泛的應用前景。科學地運用虛擬實驗手段,拓展教學空間,能有效解決很多用常規方法無法解決的教學問題。建設一個界面逼真、富于交互、充分設定各種應用情景的虛擬儀器分析實驗平臺,用于輔助教學,將有效緩解當前儀器分析教學中面臨的主要問題,可以成為實驗教學的有益補充,豐富和完善儀器分析實驗教學的教學形式,降低教學成本,增強教學效果,從而提高儀器分析實驗教學的質量和水平。

參考文獻:

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[2]傅增智,孫云霞.虛擬實驗結合真實實驗提高生理學實驗教學的實效性[J].衛生職業教育,2009(22).

[3]徐靜,孫藝平,王冬梅.虛擬實驗與真實實驗在機能學實驗中之比較[J].醫學與哲學(人文社會醫學版),2009(6).

[4]代曉青,楊雪,黃海林.虛擬實驗對提高醫學生規則行為能力的作用分析[J].中國高等醫學教育,2010(12).

[5]Lucília Domingues,Isabel Rocha,Fernando Dourado et al.Virtual labora-tories in (bio)chemical engineering education[J].Education for Chemical Engineers,2010(2).

[6]狄斌,吳春勇,李博.在儀器分析教學中引入仿真教學手段的思路[J].藥學教育,2005(5).

[7]彭坤,王易振,張靜文,等.虛擬半自動生化分析儀實訓教學系統的構建[J].重慶醫學,2010(18).

[8]Capillary Gas Chromatography,Simulation and Optimization Software[EB/OL].[2011-06-05].http://省略/.

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[10]曹楓,關兆鏗,馬長華,等.“儀器分析實驗多媒體教學平臺”制作與應用[J].中醫教育,2008(5).

[11]周云,張連慶,林金明.多媒體網絡化教學平臺在儀器分析實驗教學中的探索與實踐[J].大學化學,2010(6).

篇(4)

生物化學既是高等醫學院校的一門專業基礎學科,又是當代醫學和生命科學的前沿學科,其理論研究的深入與實驗技術的革新息息相關,生物化學實驗技術在生物學及醫學發展的科研實踐中,展現出不可限量的前景,不僅在新理論發現和開發應用新技術方面起著決定性的作用,同時也為實現科技創新和社會生產力跨越發展提供重大戰略機遇。特別是進入21世紀以來,生命科學突飛猛進,生物化學實驗技術已滲透到醫學科學的各個領域,成為診斷、治療、預防疾病的重要手段[5-9]。然而,相對生物化學理論教學,當前的實驗教學普遍存在一些弊端和不足,難以滿足學科發展與創新的需要。生物化學課程內容廣泛,授課學時有限,特別是教學改革后各專業的實驗課時都進行了壓縮,實驗課程內容往往只能選擇一些簡單的實驗項目,實驗教學模式往往是教師課上講解、現場演示實驗步驟、學生動手實驗的傳統模式。學生只需嚴格按照教師的指導被動地進行實驗操作,而無需進行獨立思考和自主設計。這就造成了教學內容、教學模式與新技術的不斷涌現及學生多角度、多層次學習需求之間的矛盾,造成學生主動性的缺乏。現代科學技術的發展為解決這一矛盾提供了契機,“互聯網+”、大數據、云計算、移動互聯、多媒體、流媒體等技術能夠突破時空限制,使多維度、多方位、多手段、實時實地的學習成為可能[10-12]。因此,在當前的生物化學實驗教學中,采用結合現代科學技術的混合式的教學模式是解決問題的良策。

2“互聯網+教育”實驗教學模式研究思路

研究過程遵循“一個理念,兩項策略,三點提高,四個改變”的核心思想。

2.1落實“一個理念”

新型教學模式應真正落實“以學生為中心”的教學理念。傳統教學中,在傳授實驗步驟、強調注意事項后,讓學生進行操作的方法,基本上是一種灌輸式的教育模式,是以教師為中心的。新的實驗教學模式則是讓學生先自學實驗內容,再上機進行虛擬實驗操作,自己總結出問題和注意事項后再進行實踐操作,這對學生的能力培養具有很好的作用。

2.2實現“兩項策略”

旨在充分利用現代信息技術擴充教學資源,包括微實驗制作策略和手機端平臺策略。微實驗制作策略。微課視頻時間短、內容精、趣味強、效果佳,有利于生物化學這樣內容較抽象、知識點較繁雜的學科教學。利用微實驗對儀器操作技術進行放大處理,對關鍵問題進行重點強調,增加了直觀性,有助于學生掌握操作要領和教師節省課堂講解時間,學生能夠通過反復學習達到易學、樂學的效果。手機端平臺策略。藍墨云班課、微信工作平臺,因信息傳播的及時性、互動性、廣泛性、高效性和低成本等特點而備受教育工作者的青睞。構建生物化學實驗教學手機端實驗課程平臺,并要求學生及時上傳當天實驗結果,便于查找教學問題、激發學生學習動機、考查課前預習效果、加強師學互動,以及提高學生的主體性和實驗效率。

2.3應用“三點提高”

旨在提高學習使用高、精、尖生物化學實驗儀器設備的效果。生物化學實驗涉及許多貴重的儀器設備,如PCR儀、高速冷凍離心機、凝膠成像系統等。這些儀器設備價格昂貴、操作復雜,對操作人員素質要求較高,且需專人維護、保養,不能滿足學生人人通過上機操作熟練掌握技術的需求。在實驗教學過程中的具體做法是,一方面以第二課堂形式吸引部分優秀學生參與科學研究,在實踐中學習;另一方面通過虛擬實驗教學系統幫助學生認識和熟悉高、精、尖儀器設備的使用方法及其注意事項,提高學習使用這些儀器設備的效果。

2.4達到“四個改變”

在實驗教學模式方面主要有4項改變,一是由傳統的再現式學習模式改變為探究性、合作性學習模式;二是知識的傳授方式使學生由被動接受變為主動學習;三是教師由原來的知識灌輸者變為學習的組織者、引導者、參與者;四是學生由知識的被動接收者變為主動融入課堂。

3“互聯網+教育”實驗教學實踐

在生物化學實驗課程教學實踐中,采用藍墨云班課和手機端平臺,遵循“課程視頻提前推送—學生自由自主學習—師生線上線下互動”的教學模式。電腦端平臺的功能包括管理課程運行、制作視頻微課、上傳編輯資源、編寫在線測試等,手機端平臺的功能包括通知、參加頭腦風暴和討論等各項活動,以及在線測試、作業互評等,實現了實驗教學“線上—線下—線上”的過程。教師在切實做好課前推送的同時,精心組織課中指導和課后分析討論,并根據各方面反饋對教學過程進行修改完善。

3.1課前資源準備

構建實驗項目區、實驗工具區、前沿知識鏈接及即時通知等課前資源。實驗項目區主要針對課堂實驗教學環節,上傳所有實驗課件、視頻資料;實驗工具區主要針對生物化學實驗常用儀器;前沿知識鏈接的目的是分享生物科學前沿動態;即時通知主要涉及課前實驗安排、實驗計劃、實驗須知的。

3.2虛擬實驗和微實驗制作

虛擬實驗如SDS-PAGE凝膠電泳、紫外可見分光光度計使用、基因克隆技術等,通過虛擬的動畫演示和互動操作,能夠方便學生掌握實驗操作流程和注意事項。利用PowerPoint2016、Flash等軟件,根據教學大綱和學生專業需求,選擇WesternBlot、分光光度技術等科學研究常用技術進行微實驗課制作,使實驗理論和實驗操作直觀易懂,對注意事項和重要步驟進行字幕說明或旁白解說,對實驗結果以動畫形式呈現,使學生對實驗過程、實驗現象有直觀的認知。

3.3手機端平臺建設

用于構建生物化學實驗教學微信平臺和藍墨云班課,能夠提供實驗室設備、使用時間等信息,方便學生在線預約、登記;能夠在課前推送實驗須知、微視頻、電子課件;能夠使學生上傳實驗結果,并在云班課APP上進行結果欣賞、分享實驗趣聞等;能夠使學生就實驗報告進行分析討論,激發學生的學習動機,增強學習效果,加強師生互動,提高學生的主體性和實驗效率。

3.4實驗室開放

高校實驗教學改革的重要內容之一就是實驗室開放,開放實驗室對于學生參與或獨立開展科研活動至關重要。實驗室開放應進行規范化管理,制定安全、低值易耗品管理、易燃易爆品管理、廢棄物品處理管理等規章制度,并在貫徹落實中鼓勵學生參與。在一些非教學時段開放實驗室,提高了實驗室的利用率,對培養學生的科研思維、動手能力和管理能力有促進作用。

篇(5)

隨著科學技術的迅猛發展,新的教學媒體不斷涌現,繼多媒體、仿真、計算機網絡之后,教學技術領域又出現了一個新型教學媒體,它就是虛擬現實技術(virtual Reality)。虛擬現實技術是運用計算機對現實世界進行全面仿真的技術,由于它能夠創建與現實社會類似的環境,使使用者獲得身臨其境的感覺和體會,從而能夠解決學習媒體的情景化及自然交互性的要求,因而,在教育領域內有著極其巨大的應用前景,可以預言,虛擬現實技術將成為現代教育領域內最具有應用前景的 “明星” 技術。

目前,虛擬現實技術已在航空航天、醫學實習、建筑設計、軍事訓練、體育訓練、娛樂游戲等許多領域得到廣泛應用。‘在國外,虛擬現實技術已應用于課堂教學。虛擬現實技術作為新的教學媒體,它的出現無疑將對現代教育教學產生深遠的影響。

一、虛擬現實技術在現代教育中的具體應用

虛擬現實技術在各方面都展現出了強大的應用可能性,蘊藏了無限生機,它能夠為學生提供生動、逼真的學習環境,學生能夠成為虛擬環境的一名參與者,在虛擬環境中扮演一個角色,這對調動學生的學習積極性,突破教學的重點、難點,培養學生的技能都將起到積極的作用。新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。

虛擬現實技術在現代教育教學中的應用主要有以下六個方面。

1、科技研究

當前許多高校都在積極研究虛擬現實技術及其應用,并相繼建起了虛擬現實與系統仿真的研究室,將科研成果迅速轉化實用技術,如北京航天航空大學在分布式飛行模擬方面的應甩浙江大學在建筑方面進行虛擬規劃、虛擬設計的應用;哈爾濱工業大學在人機交互方面的應用;清華大學對臨場感的研究等都頗具特色 。

2、虛擬學 習環境

虛擬現實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境,如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結構顯示等,在廣泛的科目領域提供無限的虛擬體驗,從而加速和鞏固學生學習知識的過程。親身去經歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力,主動地去交互與被動的灌輸,有本質的差別。

3、虛擬實驗

利用虛擬現實技術,可以建立各種虛擬實驗室,如地理、物理、化學、生物實驗室等等,擁有傳統實驗室難以比擬的優勢,不僅可以節省成本,還可以規避真實實驗或操作往往會帶來各種危險。

4、虛擬 實訓基地

利用虛擬現實技術建立起來的虛擬實訓基地,其 “設備”與 “部件”多是虛擬的,可以根據隨時生成新的設備。教學內容可以不斷更新,使實踐訓練及時跟上技術的發展。

5、虛擬仿真校 園

教育部在一系列相關的文件中,多次涉及到了虛擬校園,闡明了虛擬校園的地位和作用。虛擬校園也是虛擬現實技術在現代教育中最早的具體應用,它由淺至深有三個應用層面,分別適應學校不同程度的需求:

(1)、簡單的虛擬我們的校園環境供游客瀏覽。

(2)、基于教學、教務、校園生活,功能相對完整的三維可視化虛擬校園。

(3)、以學員為中心,加入一系列人性化的功能,以虛擬現實技術作為遠程教育基礎平臺 (包括虛擬考場)。

6、虛擬遠程教育

虛擬現實技術使得Internet的一片平面世界首次出現了的三維場景,它剛一問世,便引起了極大的反響,得到眾多的軟硬件廠商的支持,成為了Internet是最具發展前景的新興技術。虛擬現實在各方面都展現 出了強大的應用可 能性 ,蘊藏了無 限生機 ,在教育領域中WEB站 點中,它可廣泛用于學習情景創設,增加學習內容的形象性和趣味性;可視化的導航自然的人機界面等方面。如:創建網上三維圖書館。

二、虛擬現實技術在現代教育中的優勢分析

1.彌補遠程教學條件的不足。在實際教學中,往往會因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因,而使一些應該開設的教學實驗無法進行。利用虛擬現實系統,可以彌補這些方面的不足學生足不出戶便可以做各種各樣的實驗,獲得與真實實驗一樣的體會,從而豐富感性認識 ,加深對教學內容的理解。

2.避免真實實驗或操作所帶來的各種危險。以往對于危險的或對人體健康有危害的實驗,一般采用電視錄像的方式來取代實驗,學生無法直接參與實驗,獲得感性認識。利用虛擬現實技術進行虛擬實驗 ,則可以免除這種顧慮,學生在虛擬實驗環境中,可以放心地去做各種危險的或危害人體的實驗。例如:虛擬的化學實驗,可以避免化學反應所產生的燃燒、爆炸所帶來的危險。

3.徹底打破空間、時間的限制。利用虛擬現實技術,可以徹底打破空間的限制。大到宇宙天體,小至原子粒子,學生都可以進入這些物體的內部進行觀察。例如學生可以進入虛擬發電廠內,考察發電機的每個部件的工作情況以及每個部件之間的相互聯系,了解整個發電過程,這是電視錄像媒體和實物媒體所無法比擬的。虛擬技術還可以突破時間的限制,一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程,通過虛擬現實技術,可以在很短的時間內呈現給學生觀察。例如,生物中的孟德爾遺傳定律,用果蠅做實驗往往要幾個月的時間,而虛擬技術在一堂課內就可以實現。

4.可以虛擬人物形象。虛擬現實系統可以虛擬歷史人物、偉人、名人、教師、學生、醫生等各種人物形象,創設一個人性化的學習環境,使遠教學生能夠在自然、親切的氣氛中進行學習。例如,在虛擬的課堂學習氣氛中,遠教學生可以與虛擬的教師、學生一起交流、討論,共同探討學習中的各種問題,進行協作化學習目前,盡管虛擬現實系統的硬件設備還比較昂貴,虛擬現實技術尚未能普及,但是,隨著虛擬現實技術的不斷發展和完善,以及硬件設備價格的不斷降低,我們有理由相信,與多媒體技術、網絡技術并駕齊驅的虛擬現實技術作為一種全新的媒體,必將具有更加廣闊的應用領域和發展前景,同時在現代教育領域,以其 自身強大的教學優勢和潛力,也將會逐漸受到教育工作者的重視和青睞。我們需要緊密關注,大膽探索與應用,最終使虛擬現實技術在現代教育領域得到廣泛應用和推廣并發揮其重要作用。

篇(6)

隨著科學技術的迅猛發展,新的教學媒體不斷涌現,繼多媒體、仿真、計算機網絡之后,教學技術領域又出現了一個新型教學媒體,它就是虛擬現實技術(virtualReality)。虛擬現實技術是運用計算機對現實世界進行全面仿真的技術,由于它能夠創建與現實社會類似的環境,使使用者獲得身臨其境的感覺和體會,從而能夠解決學習媒體的情景化及自然交互性的要求,因而,在教育領域內有著極其巨大的應用前景,可以預言,虛擬現實技術將成為現代教育領域內最具有應用前景的“明星”技術。

目前,虛擬現實技術已在航空航天、醫學實習、建筑設計、軍事訓練、體育訓練、娛樂游戲等許多領域得到廣泛應用。‘在國外,虛擬現實技術已應用于課堂教學。虛擬現實技術作為新的教學媒體,它的出現無疑將對現代教育教學產生深遠的影響。

一、虛擬現實技術在現代教育中的具體應用

虛擬現實技術在各方面都展現出了強大的應用可能性,蘊藏了無限生機,它能夠為學生提供生動、逼真的學習環境,學生能夠成為虛擬環境的一名參與者,在虛擬環境中扮演一個角色,這對調動學生的學習積極性,突破教學的重點、難點,培養學生的技能都將起到積極的作用。新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。

虛擬現實技術在現代教育教學中的應用主要有以下六個方面。

1、科技研究

當前許多高校都在積極研究虛擬現實技術及其應用,并相繼建起了虛擬現實與系統仿真的研究室,將科研成果迅速轉化實用技術,如北京航天航空大學在分布式飛行模擬方面的應甩浙江大學在建筑方面進行虛擬規劃、虛擬設計的應用;哈爾濱工業大學在人機交互方面的應用;清華大學對臨場感的研究等都頗具特色。

2、虛擬學習環境

虛擬現實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境,如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結構顯示等,在廣泛的科目領域提供無限的虛擬體驗,從而加速和鞏固學生學習知識的過程。親身去經歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力,主動地去交互與被動的灌輸,有本質的差別。

3、虛擬實驗

利用虛擬現實技術,可以建立各種虛擬實驗室,如地理、物理、化學、生物實驗室等等,擁有傳統實驗室難以比擬的優勢,不僅可以節省成本,還可以規避真實實驗或操作往往會帶來各種危險。

4、虛擬實訓基地

利用虛擬現實技術建立起來的虛擬實訓基地,其“設備”與“部件”多是虛擬的,可以根據隨時生成新的設備。教學內容可以不斷更新,使實踐訓練及時跟上技術的發展。

5、虛擬仿真校園

教育部在一系列相關的文件中,多次涉及到了虛擬校園,闡明了虛擬校園的地位和作用。虛擬校園也是虛擬現實技術在現代教育中最早的具體應用,它由淺至深有三個應用層面,分別適應學校不同程度的需求:

(1)、簡單的虛擬我們的校園環境供游客瀏覽。

(2)、基于教學、教務、校園生活,功能相對完整的三維可視化虛擬校園。

(3)、以學員為中心,加入一系列人性化的功能,以虛擬現實技術作為遠程教育基礎平臺(包括虛擬考場)。

6、虛擬遠程教育

虛擬現實技術使得Internet的一片平面世界首次出現了的三維場景,它剛一問世,便引起了極大的反響,得到眾多的軟硬件廠商的支持,成為了Internet是最具發展前景的新興技術。虛擬現實在各方面都展現出了強大的應用可能性,蘊藏了無限生機,在教育領域中WEB站點中,它可廣泛用于學習情景創設,增加學習內容的形象性和趣味性;可視化的導航自然的人機界面等方面。如:創建網上三維圖書館。

二、虛擬現實技術在現代教育中的優勢分析

1.彌補遠程教學條件的不足。在實際教學中,往往會因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因,而使一些應該開設的教學實驗無法進行。利用虛擬現實系統,可以彌補這些方面的不足學生足不出戶便可以做各種各樣的實驗,獲得與真實實驗一樣的體會,從而豐富感性認識,加深對教學內容的理解。

篇(7)

1.引言

隨著計算機技術、通信技術和數字廣播等技術不斷發展,以互聯網、無線通信為傳播載體,以傳統媒體內容與創新內容模式為核心的數字媒體產業在全球范圍快速崛起,并正在改變著人們的信息獲取方式和休閑娛樂的形式。

我國的數字媒體業近幾年正處于高速發展時期,對于具有較高人文素養、掌握數字媒體核心技術并具有藝術創意能力的復合型數字媒體技術開發與設計人才需求旺盛。四川理工學院軟件工程專業是與IT企業合作辦學、實行“3+1”人才培養模式,即學生前3年在校學習,第4年在軟件企業實習并完成畢業設計(論文)。為使培養的學生既有較扎實的理論基礎,又有適應人才市場需求的職業技能,在軟件工程專業大框架下設置了數字媒體技術方向。

數字媒體技術作為一個寬口徑、以技術為主、藝術為輔、技術與藝術相結合的新的專業方向,涉及到不同的學科知識,因此,我們有必要通過探索與改革人才培養模式、課程體系以及實踐教學體系的研討,搭建科學的創新人才培養平臺,促進軟件工程專業人才培養整體水平的提升。

2.人才培養目標

培養目標是制定教學計劃、設計課程結構、選擇知識發展方式以及確定教學組織形式的依據,也是教學內容、教學方法、教學組織與管理、教學手段、教學評價等方面改革的基礎和前提。軟件工程專業數字媒體技術方向具有軟件工程與數字媒體技術相結合的特色,注重對學生軟件開發、應用能力的培養,實踐性強。結合我們自身辦學特色和辦學條件,我校軟件工程數字媒體方向人才培養目標是:“培養具備計算機科學、多媒體網絡、軟件工程技術、信息安全等方面的專業知識與技能,具有扎實的軟件工程和數字媒體技術基礎理論、寬厚的專業基礎知識、較強的實踐能力,能夠從事包括新媒體應用以及虛擬現實等在內的多媒體技術開發、數字媒體設計與創作、計算機游戲設計、網頁設計與網站維護、信息服務及數字媒體管理等工作的創新性技術人才。”

3.核心課程體系

數字媒體方向課程體系的建設以創新性復合型人才培養為基本指導思想,重視實踐課程的開設,使學生所學習掌握的方法具有充分的實效性,真正做到學有所用,以適應未來的工作崗位,成為本行業和企業所歡迎的有用人才。課程體系分為軟件工程專業核心課程模塊、數字媒體方向核心課程模塊、專業實訓、畢業實習和畢業設計(論文)等模塊。

3.1 核心課程

軟件工程專業數字媒體技術方以軟件工程專業為主線構成專業基礎和專業主干課程。其中,計算機與軟件基礎課程有:計算機導論、程序設計入門、面向對象程序設計、數據結構與算法、Java程序設計、計算機組成原理、數據庫原理、計算機網絡、操作系統、編譯原理、信息安全技術、計算機體系結構以及J2EE與中間件技術;軟件工程專業課程有:軟件工程導論、軟件測試技術、需求分析與UML設計、軟件項目管理與過程控制;數字媒體技術專業課程有:數字媒體技術導論、計算機圖形學、數字圖像處理、網絡流媒體技術、用戶界面設計、視頻音頻制作與處理、數字影視特技應用、高級游戲特性與游戲引擎、人機交互技術、虛擬現實技術與應用、高級腳本與插件技術等。對于實踐性較強的課程開始單獨的實驗課程和配套的課程設計。

3.2 特色課程

計算機網絡游戲由計算機技術、藝術設計學和計算機動畫以及計算機圖形圖像技術高度交叉結合,目的是培養具有扎實的游戲編程功底和良好的邏輯思維習慣,具備較強的審美能力和一定的藝術素養,熟悉游戲產品開發流程,具有一定的策劃能力,能在游戲公司、門戶網站、手機運營企業、動畫公司等單位從事游戲設計、游戲開發、游戲制作、游戲策劃、游戲運營等方面工作的富于競爭力與創新精神的高級復合型人才。

計算機游戲程序設計。課程目標:本課程主要學習普及游戲開發理念,培養游戲開發氛圍,挑選有潛力的學生組成開發團隊;傳授游戲開發中的程序設計要素,特別是游戲引擎開發的基本知識。通過本課程的學習,學生能夠掌握游戲開發的基本理念,熟悉游戲開發的基本技巧和流程,并具備從事游戲程序設計工作的基本技能。

虛擬現實與數字娛樂。課程目標:本課程主要介紹虛擬現實的基本概念及其系統組成、相關的軟件技術及虛擬現實的應用,并介紹了當前數字娛樂的現狀,發展和一些關鍵技術。內容包括:虛擬現實的定義、特性和組成,虛擬世界的創建和管理,虛擬現實中的視覺計算,虛擬現實中的交互技術,虛擬現實中的聲覺計算,增強現實,分布式虛擬現實,虛擬現實應用,與虛擬現實相關的數字娛樂技術。

4.實踐教學體系

培養符合時代需要的創新性人才,就要強化實驗教學的開放性和多層次化。基于創新性原則和以生為本原則,結合培養目標和自身教學特點,數字媒體技術方向實踐教學體系分為課程實驗,專業實訓、畢業實習和畢業設計三個方面,各實踐環節之問相互協調、相互銜接、循序漸進。

4.1 課程實驗

依照實踐能力培養循序漸進的原則,根據實現數字媒體技術專業基本能力培養的系列課程,并按照系列課程的復雜度和規模設計實踐環節,開展了多層次課程實驗教學,根據學生的需要和實踐能力培養的漸進規則,將實驗課安排大學四年的各個環節。

多層次實驗教學是指在實驗大綱與目標的規范基礎上,將實驗項目設計成基礎型、綜合設計型、研究創新型不同層次的實驗。同一學生從基礎規范一綜合設計一研究創新這樣難度遞增的實驗項目中逐漸進行訓練,實現系統培養學生綜合實踐能力。課程實驗主要包括:手繪訓練、視頻特技與非線性編輯、多媒體網頁設計、移動娛樂軟件開發、網絡娛樂軟件開發、界面設計課程設計、虛擬現實開發課程設計等。

4.2 專業實訓

專業實訓作為知識、能力、綜合素質教育的結合點,成為數字媒體技術專業實踐教學的重點之一。專業實訓是對課堂教學具有延伸作用,是學生培訓職業能力、熟悉職業環境、了解實際知識的重要渠道。通過專業實訓,學生不僅可以把所學轉化為所用,還能使學生在學習操作過程中通過不斷調整自己的知識結構來慢慢適應相應職業崗位,鍛煉職業的能力,為實習以及今后走向社會積累經驗、打下基礎。

我校軟件工程專業是校級專業綜合改革試點專業,以爭建微軟IT學院、HP軟件學院為契機,與知名IT企業開展深度合作,聯合培養具有國際視野的軟件開發、軟件測試和服務外包人才。與中軟國際、Tarena(達內)科技等十多家IT企業聯合建立了實習實訓基地、就業基地。

4.3 畢業實習和畢業設計

畢業實習是學生將前期學習到的知識運用到生產實踐中,真正了解、感受未來的工作,鍛煉自己各方面的綜合能力。真正實現與行業需求的專業實踐能力對接。能勝任相應崗位的工作,從而積累工作經驗,為就業做準備。為了增強學生和指導老師對畢業設計(論文)及畢業實習的重視,提高畢業設計(論文)的質量和提高學生在畢業設計(論文)及畢業實習實踐環節獲得的實踐能力,也為緩解畢業設計時間(論文)不足,筆者將畢業實習與畢業設計(論文)有機結合,實行“畢業實習+畢業設計”相結合的模式,學生畢業設計的內容來自于畢業實習,并且畢業設計的內容要將畢業實習的內容進行一定的升華,除體現學生四年來所學知識綜合之外,還要體現出學生的創新能力與科研能力,達到培養創新型、復合型人才的標準。

5.結束語

通過對國內外數字媒體技術相關專業及方向的調研,基于創新性人才培養目標,建立了相關的核心課程和多層次實踐教學體系,融合專業技術、實踐教學、校企合作共同培養為一體的軟件工程數字媒體特色專業方向的知識體系,著力培養學生的藝術與技術交叉結合的數字媒體制作與開發能力和職業素質,進而使得學生的基礎知識、科學素養、藝術感悟、專業知識、創新能力、工程能力和職業素質都得到全面均衡的發展,以增強他們在數字媒體行業就業的競爭能力。

參考文獻

[1]沈琦,于學軍,張麗,等.軟件工程(數字媒體技術)特色專業復合型創新型人才培養模式研究[J].中國校外教育,2010,16:162-163.

[2]蔡建平,沈琦,于學軍等.軟件工程(數字媒體技術)特色專業的特色建設[J].軟件,2012,33(4):108-111.

[3]耿衛東等.面向數字媒體技術專業的數字化學習平臺建設[J].計算機教育,2010(16):99-101.

[4]向輝.數字媒體技術專業課程體系探討[J].計算機教育,2008(15):28-30.

篇(8)

一、引言

在遠程教育的教學中,畢業設計(論文)是完成專業培養目標最重要的教學環節,也是培養學生綜合運用所學基本理論、基本知識提高分析問題和解決問題能力的重要手段。現代遠程教育主要利用計算機網絡通信技術和計算機多媒體技術,以及運用這些技術所建立的具有雙向交互功能的教學平臺進行教學。經過幾年的建設,各遠程院校已廣泛運用遠程教育平臺進行課程教學,為學生的自主學習提供支持服務。但開展網。卜畢業論文指導還很少研究,基本還是采用傳統面對面的教學模式。本文給出了遠程畢業設計(論文)輔導解決方案,并對傳統模式和遠程模式進行了比較研究。、

二、系統需求說明

本系統采用面向對象開發模型,為每一個使用者構建方便完整的虛擬使用環境。系統以用戶為導向進行針對性設計,主要的用戶有:學生、指導教師、評閱教師、答辯教師、教學管理員、教務管理員、系統管理員,系統主要的用例圖參見圖1。下面給出各類人員相應的系統功能:

1.學生

個人信息的自我管理。按階段完成以下流程:根據自身情況完成選題,題目可以是根據實際情況自定或指導教師給定選擇范圍選定,選定后提交審核;開題階段,根據指導教師的任務書完成開題報告、知識準備、任務的初步調研;提交中期報告,完成任務的大部分主體,并提交審核;根據論文格式要求完成論文和設計,并提交指導教師審核,按照規范提交評閱教師評閱,通過后參加答辯;通過答辯后,根據教務要求完成相應的提交工作;整個過程中電子資料的利用,以前課件的翻閱,論壇交流、多媒體的實時交互。

2.指導教師

個人信息的自我管理。按階段完成以下流程:根據自己所長給學生提供選題.跟學生交互后確定學生選題,并制定任務書,對小組給出分工:輔導階段,為學生營造好的學習氛圍,相關電子資料、網站論壇的推薦,樣例提供,實時非實時地與學生溝通.給學員答疑,參與論壇討論,以及多媒體交互;控制學員進度,根據情況允許學生進入下一階段,并對每一階段給出得分和評語;對學生進行開題評審、中期評審以及終期初審。

3.評閱教師

系統后期把學生論文匿名提交評閱教師進行評價,由評閱教師匿名給出評論,學生根據評閱情況作出修改,并最終影響最后成績;展示優秀作品。

4.答辯教師

利用系統對參加答辯學生的情況進行翻閱、擬定提問草稿;參與網上答辯,和學生進行文字、音頻、視頻白板、文檔等交互進行答辯,并給出成績和評語,同時對突出答辯過程進行評論,并提交展示。

5.教學管理員

對學生選題進行審核,并形成報表,查看進度,對進度進行監督,適時安排評閱教師和答辯教師參與工作;收集開題報告、中期報告及最終的論文和設計作品,并對過程進行定量分析,如指導教師的論壇發帖數,提交電子資料的引用數等;對論壇進行監管;對教學公告進行管理。

6.教務管理員

對參加畢業設計(論文)的學生進行審核,向系統提交參與學生的基本信息,向系統提交專業指導教師、評閱教師、答辯教師的基本信息;對過程中的開題、中期及評閱、答辯的成績評語進行整理;對必要的資料數據進行存檔。

7.系統管理員

負責權限分配,對學生、指導教師、評閱教師、答辯教師、教學管理員、教務管理員的使用權限進行管理;對數據庫進行管理,做好備份和維護工作;對各類信息進行管理,制作調查表,收集各種數據,并提交教務教學管理員進行分析;收集系統運行情況,及時改進系統性能。

三、系統結構

系統采用B/S模式運行,系統軟件體系結構如圖2所示。系統包括:客戶層、應用訪問層、企業應用集成、數據處理和系統結構基礎層等。

客戶層主要是指滿足用戶請求的各種方式,系統可以支持SOAP和其他的客戶機應用軟件等。能支持現階段所有符合HTTP標準的WEB瀏覽器,使客戶只要會使用任何一種WEB瀏覽器,就可以對訪問系統平臺和向系統平臺提交個性化請求,而無需學習和安裝任何客戶應用。

應用訪問層構建于HTTP和XML技術,主要用于接收來自用戶的不同請求,采用應用請求中間件技術可以支持客戶層的多種協議請求。

企業應用集成主要以JAVA為核心技術,大量采用中間件技術、多層結構體系,使不同應用可以無需考慮部署在什么硬件平臺上,使用什么數據庫,透過多少復雜的網絡,或是同一主機的不同應用系統。系統還能提供基于不同平臺豐富的開發接口、支持流行的開發工具、支持流行的異構互連接口標準。系統主要通過JBOSS+TOMCAT來建立。

數據處理系統是本系統平臺的最重要組成部分,數據處理系統主要采用開放的MYSOL來實現。

四、技術方案及實現

1.開發工具

前臺開發采用Macromedia Dreamweaver MX和E―clipse等完成。

Macromedia Dreamweaver MX是一款專業的HTML編輯器,用于對Web站點、Web頁和Web應用程序進行設計、編碼和開發。利用Dreamweaver中的可視化編輯功能,您可以快速地創建頁面而無需編寫任何代碼。Dreamweaver還包括多種與編碼相關的工具和功能,其中包括代碼視圖中的代碼編輯工具(如代碼加色和標簽完成),有關HTML、CSS、JayaScript、CFML、ASP和JSP的參考資料以及一個JavaScript調試器。在本項目中用來作為JSP的編輯工具,同時利用fwasi_vtfs_de.mxp插件進行STRUTS輔助開發。

Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開發平臺,其本身是一個框架和一組服務,用于通過插件組件構建開發環境。Eclipse附帶了一個標準的插件集,包括Java開發工具(Java Devclopment Tools,JDT)。Eclipse支持Java語言,也支持諸如C、C++、COBOL、PLl等編程語言。在該集成開發環境可開發EJB組件、了AVA程序、C程序、WEB站點等各種不同類型的應用。其中Lomboz是一個免費的Eclipse插件,它將很多Java應用服務器、J2EE組件和Wcb應用開發集成到Eclipse中,可以幫助Java開發者使用Eclipse建立、測 試、部署J2EE應用。在此Lomboz上加上org.easYstruts.eclipse_0.6.4可很方便地完成STRUTS的開發。

2.應用服務器和數據庫選型

后臺采用開放應用服務器JBoss+Tomcat和MYSQL完成。

JBoss是一個開放源碼、功能強大的Java應用服務器,支持EJB 1.1和EJB 2.0的規范,是一個為管理EJB的容器和服務器,也是目前最受Java開發者歡迎的Java應用服務器。一方面,因為JBoss具有精良的、基于JMX的總線架構,這使得它在開發者中更加流行和實用;另一方面,JBoss Group本身積極參與J2EE相關規范的制定和相關技術的研究,這使得JBoss應用服務器本身能夠遵循和推動J2EE規范的革新。借助于JMX,JBoss應用服務器的一切都是模塊化的。tom―cat是iakarta項目中的一個重要的子項目,是sun公司官方推薦的servlet和isp容器,servlet和isp的最新規范都可以在tomcat的新版本中得到實現。JBoss+Tom―cat已經成為一個免費的開源的穩定的J2EE服務器。

MySOL是一個真正的多用戶、多線程SOL數據庫服務器。MvSOL是以一個客戶機/服務器的結構實現,它由一個服務器守護程序mysqld和很多不同的客戶程序和庫組成。MySOL主要目標是快速、健壯和易用。

3.J2EE技術及實現

本系統采用J2EE技術體系完成開發、實施和管理。采用的開發和實施架構是eclipse-SDK―3.0.1―win32+lomboz.301 (開發工具)+iboss―3.2.1 tomcat―4.1.24(中間件應用服務器+Servlet)+Apache(WEB服務器)+mvsql-administrator-1.0.19-win-noinstall(后臺數據庫管理系統)。J2EE技術的基礎就是核心JAVA平臺或者JAVA2平臺的企業版。它具有跨平臺性和易移植性,方便存取后臺數據庫,在Internet具有保護數據的安全模式,同時其多層次結構也保證了新系統高可靠性及可擴充性、靈活性、易維護性、穩定的可用性等。

4.相關數據庫

(1)輔導數據庫。有學生基本信息表、教師信息表、管理員信息表、輔導日志表、選題表、開題表、中期表、終期初審表、評閱表、答辯表、成績表、主要參與人員基本信息、過程各階段性成果信息。

(2)論壇數據庫。按主題專業劃分成多個表。)

(3)資料數據庫。提供各種文件、論文樣例和電子圖書資料。

(4)多媒體數據庫。用于存放各類實時的語音、視頻數據。

5.創建科學的成績評價體系

畢業設計是一個科學研究過程,即經過知識準備、研究階段、豁然開朗、完成幾大階段。對學生的最終評價應該是一種過程評價,而不是一評制或者是答辯定成績的情況。

本系統基于對學生、參與教師的嚴格過程管理,把最終評分分到各個環節。選題、開題、中期、終期預評、論文評閱和答辯,再加上論壇參與的積極性等人氣指數,最終形成總分,以期為學生形成良好過程習慣,對參與教師也有明確的監督作用。用公式表示如下:

最終成績=過程成績+評閱成績+答辯成績+人氣指數

五、相對傳統模式的優勢

傳統的畢業設計(論文)輔導是一種面對面、言傳身教、師徒式的模式,該方式存在不少弊端,學員視野受導師影響,是一種近距離的交流,不適合遠程教學。指導教師的精力有限,發揮作用有限,各種好的經驗只能產生小范圍的效果,人力物力資源共享不高。遠程系統具有以下相對優勢:

1.為系統的每一個參與者量身定做虛擬環境

利用遠程輔導系統,指導教師可以方便地為學生創建良好的學習情境:提供已學課程的課件、參考的電子圖書、相關的專業網站、相關的熱點論壇、相關的電子文檔,甚至開通相關的國家電子圖書館以供翻閱,努力反映當代科技發展水平,讓學生了解、把握國內外在該研究領域的最新成果和發展動態。通過遠程系統的論壇,創建針對性的論壇,指導學生瀏覽相關網頁和資源,并對所得信息進行去偽存真、去粗存精。通過實時工具跟學生進行會話和協作溝通,經過引導,使學生在已有的知識上形成新的理論觀點。遠程系統也利于指導教師重整理論體系和知識結構,形成新的教學科研支點。

2.過程監督機制和科學的評分系統

傳統模式容易出現學校缺乏對教師的真正有效監督機制和獎懲制度。教師對畢業設計的指導工作重視不夠,導致計劃和進度不能落實等實際情況。遠程輔導系統嚴格按照選題、開題、中期報告、終期初審、論文評閱和答辯幾個環節順序進行,學生只有完成一個環節,才能進入下一階段,而每一階段都應該有指導教師和相關人員的審核評分,不然學生就不能進入下一階段。在此基礎上建立科學的評分體系,學生的最后成績也不再是一票制,而是綜合評分。同時利用遠程系統能有效控制過程方式,能較好控制進度,對過程建立科學的量化指標,甚至學校可根據自己情況讓學生提早啟動畢業設計進程,以應對學生最后學期忙于找工作或考研而精力投入不足的問題。

3.遠程輔導系統能使資源共享最大化

近年來高校擴招后學生規模擴大,指導教師精力投人不足,學生數量大幅增長,同時,高校的大多數指導教師同時還要承擔有大量的教學和科研任務。由于畢業設計時間過于集中,以至于有的教師在畢業論文環節上投入的時間、精力非常有限,直接影響了畢業設計的質量。指導教師可以向遠程系統提供相關課件、教學過程中的相關資料、網絡索引鏈接、往年的論文設計樣例等供學生參考。學生可以以訪客身份參觀其他同學的畢業進程和老師評價情況。專業教師可以通過論壇提出一些看法觀點,對實時互動進行記錄形成文件供全體同學進行觀摩。通過這些創建良好的學習氛圍,使教學資源得到最大的共享。

4.能培養學生的計算機應用能力和信息處理能力

現今的信息社會離不開計算機的使用,計算機的使用能力是畢業生的綜合素質的重要組成部分,通過遠程系統,學生可以得到資料檢索、上傳下載、文件處理、論壇交流、即時通訊等多種信息處理能力的強化訓練,為以后打下良好的基礎,也為以后的無紙辦公、電子商務工作創造條件。

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人才培養

支撐體系

圖書館信息共享空間

圖書館作為學校重要的學術機構,應堅持貫徹以學生為本,為學生服務,著力為學生的發展提供多樣化學習支持,成為學生學習、研究和交流的綜合中心。近年來,各高校圖書館采用各種先進信息技術,積極拓展圖書館的服務領域,為學生的創新發展提供全面支持,開展了大量的工作,如數字圖書館建設、構建信息共享空間、網絡學習中心、發現與創新中心等。目前,圖書館在大學的人才培養支撐體系中主要提供如下學習支持功能。

1 空間服務支持

圖書館構建的信息共享空間和網絡學習中心就是典型的學習支持空間,信息共享空間是一個由物理空間和虛擬空間共同構成的擁有最新技術設備、提供專業的一站式信息服務、培養用戶的信息能力和知識應用能力、注重協作、供用戶共享信息資源和思想、交流學術的空間和平臺。信息共享空間集成了學習資源、文獻數據庫、測試評估平臺等,以及交互平臺、學習交流的環境和條件,可以幫助學生學習知識,擴大視野,對自身的知識基礎形成清晰的認知,在知識提升與未來發展等方面提供實質性的支持和指導。

2 學科服務支持

學科服務支持是通過幫助學生獲取和學習各類學術性文獻資源,發展學生一般學術能力的支持項目,這些學術能力包括文獻檢索與管理、學術論文的閱讀策略、論文寫作、學術研究方法、團隊合作等。圖書館在這方面能夠發揮顯著作用,可依托各個學科資料中心,按照學科、專業整合圖書館空間、資源和服務,提供全力支持用戶學習、教育、研究的環境,并以學科館員服務的形式融入用戶整個學習、研究過程,以解決實際具體問題為最終目標,提供專業化、個性化的增值服務。同時,圖書館也在探索針對特色優勢學科,創建學科發現與創新中心,由相關學科的學生組成學習研究小組,利用圖書館提供的資源平臺和支持環境,開展相關研究,撰寫研究報告,并在數字圖書館平臺建立相應的學科網站。調研表明,這種學科服務支持方式在幫助學生學業進步,提升學生的知識發現和創新能力上,有良好的效果,已成為學生創新能力培養的重要組成部分。

3 個性化服務支持

為學生提供更個性化的、更具針對性的學習咨詢和支持服務,亦是圖書館的發展方向之一。許多一流大學圖書館都進行了相關的探索實踐,如建立研修室為學生提供個性化的學習研究空間和環境條件,可以是單人的,也可以是小組形式,還可以形成多學科交叉的團隊,開展持續的學習討論和研究活動。此外,長期堅持對學生開展文獻檢索與利用的培訓,安排系列的講座和體驗活動,安排學生與學科館員面對面交流,解決學習上的各種疑難。圖書館希望通過個性化的學習咨詢服務,幫助學生解決學習研究過程中的問題與困惑,提高其學術研究能力和創新能力。

4 虛擬社區服務支持

虛擬社區是利用現代信息技術,以信息的創造和交流為目的,在網絡虛擬空間建立的與使用者相結合的、具有空前靈活性和創造力的一種新型的學術社區。例如在數字圖書館基礎上構建的個人圖書館或個人書齋,以及基于網絡的各種論壇、討論室、博客、資源站等,都是典型的虛擬社區。虛擬社區正在成為一種新型的學習、研究和交流的空間。圖書館在虛擬社區服務中,主要作為知識提供者和知識導航者的角色,負責虛擬社區的建設與管理,充分將圖書館的學術資源融入社區,信息或引導社區用戶利用圖書館的各類資源開展學術研究,實現在社區中的交流和協作。同時,提供多樣化的服務方式和條件,如在線交流工具、共享軟件、多媒體資源、知識導航、在線培訓課程、知識庫等,為社區用戶自主學習和協作研究提供完備條件。

參考文獻

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5 重慶大學圖書館網站上的“我的書齋”,[2011-08-18],http://lib.cqu.省略/sns/index.htm

作者單位:重慶大學研究生院,重慶,400044

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研究生學位論文反映本專業研究方向。研究生學位論文是高等院校或科研機構的研究生所撰寫的畢業論文,是其科研成果的結晶,反映了作者獨立進行科研活動的能力。在研究生進行學位論文的過程中,尋找研究熱點、把握研究趨勢是必需環節,有些研究者通過廣泛閱讀文獻,有些研究者通過文獻計量學和內容分析的手段,常見比如發文統計、知識圖譜分析等。從文獻生產、供給的角度,這有助于研究者在短時間內低成本地激發新的想法,迅速獲得相關文獻并尋找研究空白,獲得較大的知識收益,有利于知識的產生、傳播和累積。

論文的關鍵詞是文章內容的提煉及核心思想,在某一學科中,如果某些關鍵詞在眾多的論文中反復出現,就說明這些關鍵詞是該學科的研究熱點。因此本文以教育技術學專業為例,將研究生學位論文和論文關鍵詞作為研究對象,對教育技術學的研究熱點和發展趨勢進行探析,并從中得到一些啟發,以期探討進步。

1.研究過程

1.1主要的分析工具

論文分析需要定性和定量相結合,離不開相應軟件的輔助。本研究中主要使用書目共現分析系統(Bicomb)抽取論文中的關鍵字段,形成高頻詞一論文矩陣,Python進行聚類分析,Excel作為Python的輸入,以及進行簡單的統計。

1.2數據采集和處理

中國知網上收錄的論文數量較多,故將其作為研究對象的數據來源。通過本校數字圖書館訪問中國知網,選擇“博碩士”類型,并以“教育技術學”為“學科專業名稱”進行檢索,共獲得研究樣本7937篇研究生學位論文,然后按照NoteFirst格式采集研究生學位論文的題錄信息。使用書目共現分析系統,將論文的發表年份和關鍵詞提取出來,輸出成EXCEL格式。

共詞聚類分析的主要有如下幾個步驟:首先選定參與共詞分析的高頻關鍵詞并構建共詞矩陣,然后將共詞矩陣轉化為相似矩陣,然后進行聚類分析,最后對結果進行解釋。關鍵詞的選擇,目前有TOPN,正太分布法,齊普夫第二定律等幾種常見的方法。

經過統計分析,本文樣本數據不符合正態分布,故本文選擇累積百分比20%的關鍵詞作為高頻關鍵詞,生成如表1所示的共詞矩陣。

為了消除頻次懸殊造成的影響,用Ochiia系數將共詞矩陣轉化成相似矩陣,即將矩陣中的每個數字都除以與之對應的兩個關鍵詞總頻次開方的乘積,該矩陣主對角線上的數據均為1,代表高頻關鍵詞自身的相關程度,如表2所示。

2.研究結果

2.1關鍵詞的詞頻分析

詞頻分析法通過對關鍵詞中高頻詞匯的分析,能夠確定某一學科的研究熱點及其變化。本研究共收集到7937篇研究樣本,對所有關鍵詞進行統計排序后,得到排名靠前的20個關鍵詞,表3提供了前10個關鍵詞。

觀察上表數據,可以發現,教學設計出現頻次遠超其他關鍵詞,在教育技術學中占據著核心地位;信息技術和網絡課程占據第二和第三名次,說明教育技術學對信息技術和網絡的應用比較深入和頻繁。

為了進一步探究教育技術學的發展歷史,故對各年度所的關鍵詞進行統計,可以得出各年度頻次排名前10的關鍵詞表,具體見表4。

表4顯示了高頻詞的變遷過程。觀察上表可以發現,首先歷年排名靠前的關鍵詞都有教學設計和網絡教育,穩定性比較好,正體現出教育技術學交叉學科的特點,同時也可以看出,2000年后的“技術”,主要指網絡技術。其次教育技術已經處于信息化教育研究階段,這一階段的核心關鍵詞主要有遠程教育、信息技術、網絡學習、教育游戲、移動學習等。從這一階段的研究熱點可以看出,隨著信息化時代的到來,教育活動的數字化、網絡化、智能化等現象已成為研究熱點,這一時期研究者關注的對象不再僅限于媒體本身,而是從信息化學習方式人手,考察技術、人和教育三者間的關系。

2.2關鍵詞的共詞聚類分析

聚類分析是根據研究對象的特征對其進行分類的多元分析技術的總稱,基本思想是基于研究對象的樣本或變量指標間存在著不同程度的相似性或親疏關系。

層次聚類按照距離度量的不同分橐韻錄咐啵single-linkage、complete-linkage、average-linkage、ward-linkage。現有同類型的論文中,均采取層次聚類法對共詞矩陣進行聚類分析,但是并沒有針對上述不同情況給出對比分析,本文使用Python第三方庫scipy中的層次聚類函數以及dendrogram方法,對多種度量的聚類方法進行了對比實驗,發現ward-linkage方式的聚類效果最好,具體聚類樹如下圖所示。

觀察該層次聚類樹狀圖可以發現,研究生學位論文高頻關鍵詞大致聚為5類,具體分類如下:

第1類:學習方法研究,關鍵詞包括知識管理、大學生、網絡學習、虛擬學習社區、策略、非正式學習、知識構建等。該類研究主要以如何提高學習的效果為目的,尋找和對比多種學習方法,為后續的教育教學方法提供參考。

第2類:教師與教育技術研究,該類研究主要由教育技術、教師專業發展、教育技術能力、現代教育技術、師范生、教師培訓、中小學教師等關鍵詞構成。這一主題的研究主要圍繞教師與教育技術的關系,著力提高教師運用新型教育技術的能力和水平,從而更好地從事教學活動。

第3類:網絡教育教學研究,主要由網絡課程、移動學習、網絡、網絡學習、自主學習、遠程教育、網絡環境網絡教學、現代遠程教育等關鍵詞構成。網絡教育以互聯網為載體打破了空間和時間的限制,涌現出在線教育和MOOC等新型教學方式。

第4類:信息技術條件下的教育模式研究,主要包括信息技術、教學模式、信息素養、教育信息化、信息技術與課程整合、行動研究、翻轉課堂等關鍵詞。隨著信息技術的不斷進步,越來越重視信息技術與教育教學的結合,碎片化學習、翻轉課堂等都成為該學科內的研究趨勢。

第5類:設計與開發應用研究,主要由設計、應用、對策、開發、現狀和應用研究等關鍵詞構成。教學設計與應用是教育技術學的核心目標和價值體現,不論采用何種技術手段,最終的落腳點都是教育教學方案的設計及應用實踐。

3.研究結論

3.1發展趨勢

第一,研究熱點保持穩定。從關鍵詞詞頻分析中可以看到,不論是全量數據的統計,還是歷年關鍵詞數據的統計,出現頻率較高的關鍵詞都是信息技術、教學設計、遠程教育等。這些核心關鍵詞,包括教學效果,教育信息化等其他高頻關鍵詞在內,都顯示出中國教育技術牢牢把握學科定位與目標,重視教與學的應用與研究,而且應用信息技術進行教與學是中國教育技術領域近20年研究的熱點。

第二,教育技術學在走向融合。主要包括三個層面上的融合,即教育理論層面、技術層面、理論和技術結合的層面。在前文的分析結果中可以看到由何克抗教授正式倡導的混合式學習概念,更是最好的證明。一是教育理論層面,主要體現在教育理論基礎的變化上。教育技術學研究的焦點,已經由建構主義轉向混合式學習。在詞頻分析中的歷年高頻關鍵詞中,可以看到建構主義的排名在2004年以后,就比較靠后了。二是技術層面,教育技術已經從基礎的視聽技術,發展到了網絡信息技術為主,多種基礎技術為輔的階段。但就像網絡沒有取代報紙一樣,粉筆和黑板也依然存在著。各種不同的教學技術相輔相成、相互作用,它們以整體融合的形式,出現在各種教育教學活動中。三是理論和技術相結合層面,不同的教育與學習理論,需要各種不同的技術作為支撐,而各種技術的最終目的,是要為優化教學效果而服務。共詞聚類分析中發現的信息技術下的教學及學習模式研究,說明教育技術工作者已經開始關注適應性學習和協作學習環境的創設。

3.2啟發

第一個啟發是要自信。有人說,教育技術學專業學生的教育理論水平不如教育學相關專業的學生;論信息技術能力不如計算機相關專業的學生。多數人都看到了這個現象,但如果因為這個原因,變得不自信和迷茫,那就有些妄自菲薄了。因為教育技術學是交叉學科,本專業的學生跟其他專業的學生比的就是教育理論與信息技術相結合的“綜合實力”,這才是教育技術學特色和優勢的所在。本專業的學生在平時的學習和研究中,可以遵照南國農老前輩的指導,堅持現代教育理論與現代信息技g的融合,并牢記二者“相乘”的關系,雙翼齊飛,同時努力探索教育技術的中國道路。

第二個啟發是要并重。包括電教并重和教學并重,主要是為了解決目前教育技術學出現的誤區和問題。電教并重是指要認清教育技術姓“教”不姓“電”,信息技術只是教育技術的一種支撐,教育技術所研究的是在教育理論的指導下,如何有效利用各種信息技術為教學活動提供支持,以達到最優化的教學效果。教學并重是指教與學是相輔相成的統一整體,而且其立足點在學而不在教,因為教育教學活動的根本目的是學生的學習與發展。

第三個啟發是要融合。不僅是教育技術學內部的融合,還有借鑒其他學科的精華,如計算機、心理學和傳播學,才能更好地體現出交叉學科的特點和優勢。舉例來說,目前計算機領域,機器學習和人工智能正在如火如荼的進行,雖然教育技術領域已經在進行虛擬現實和數據挖掘技術的相關研究,但深層次的融合,結合教育教學活動進行落地的嘗試,還需要盡快開展和總結。

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1.引言

隨著計算機技術的快速發展,有效地推動了數字化校園的建設和發展,特別是數字化學習港的建設,為學校的人才培養、學科建設和學科研究服務提供了堅實的技術支持。隨著各種應用系統的不斷增加,校園網服務器數量越來越多,這就帶來了校園網服務器管理復雜、資源利用率低和數據備份困難等問題。如何更加合理地分配資源,提高服務器的利用率,是數字化校園建設中必須認真解決的一個突出問題。

2.服務器系統應用現狀

經過多年的發展,我校的網絡中心已有各類服務器30多臺,組成了龐大的服務器系統。隨著服務器設備的不斷增加,系統配置管理的時間增多,維護費用增加、靈活性和可靠性降低,系統資源閑置的問題日益明顯。服務器系統實際利用率平均在35%左右。經過研究和分析認為,造成服務器系統適應能力差、利用率低下的主要有以下四種原因:

1)缺乏統一規劃。隨著學校教學工作的不斷深入,很多教學系統、管理系統都需要增加服務器以支持其新的應用,結果導致服務器數量不斷上升。各新增系統往往都采用單獨的服務器部署,而實際應用服務所占用的系統資源容量比服務器計劃訂購的資源容量小很多。

2)軟硬件資源配備復雜多樣。多種多樣的硬件平臺、操作系統和應用程序,衍生了紛雜的信息服務系統論文參考文獻格式。一些傳統的應用程序使用老式的操作系統數字化校園,通常這些應用在編寫的時候就已經確定了不能與其他應用共享一臺服務器。必然造成部分系統資源被閑置。

3)學校的快速發展與服務系統的升級脫節。隨著遠程開放教育的不斷發展,學員數量不斷增加,同時網上考試的科目越來越多,給現有的服務器資源帶來了巨大的壓力,另一方面,利用率低的獨立服務器造成資源閑置,但又無法投入使用。

面臨系統架構越來越復雜的現狀,單純機械的堆積服務器是不能解決應用增加與服務系統部分資源閑置的問題的,最有效的辦法就是進行服務器虛擬化。服務器虛擬化技術是當今信息產業界最受關注的新技術之一,其價值已在許多環境中得到驗證,越來越多的高校開始考慮借助虛擬化技術提高服務系統的處理效率。

3.服務器虛擬化技術簡介

3.1服務器虛擬化的概念

服務器虛擬化(Server Virtualization)是指多個操作系統在同一時間運行在同一臺主機上。通過這種技術,在一臺機器上可以支持Linux,Windows,UNIX等操作系統同時運行,而不需要重啟機器就能切換操作系統。簡單地講,就是將物理機器、操作系統及其應用程序“打包”成為一個文件,稱之為虛擬機。

圖1 服務器虛擬化模型

服務器虛擬化技術的實質是一種方法,通過區分資源的優先次序并隨時隨地將服務器資源分配給最需要它們工作的負載,來簡化管理和提高效率,從而減少為單個工作負載峰值而儲備資源的方法。它從兩方向入手,幫助服務器更加合理地實現資源的分配。一種方向是將服務器物理資源抽象成邏輯資源,讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器,用戶可以在這些看似獨立的虛擬服務器上運行不同的操作系統和應用程序;另一個方向就是把若干分散的物理服務器虛擬成一臺大的邏輯服務器,使用戶可以像使用同一臺服務器的資源一樣來支配這些物理上獨立的服務器,從而達到最大化利用資源的目的。

目前,服務器虛擬化技術分為硬件層次的完全虛擬化技術和操作系統層次的虛擬化。完全虛擬化是以VMware為代表,這種虛擬化使用一個虛擬機,在客戶操作系統和原始硬件之間進行協調,完成虛擬化所需要的工作,完全虛擬化的最大優點是操作系統無需任何修改就可以直接運行,但缺點是操作系統必須要支持底層硬件。操作系統虛擬化位于操作系統的頂部,在操作系統之上實現服務器的虛擬化,主操作系統負責多個虛擬服務器的資源分配,并讓這些服務器相互獨立。

3.2服務器虛擬化技術的現實意義

1)減少服務器的數量,虛擬化技術可以支持實現物理資源和資源池的動態共享,可通過動態資源配置提高服務系統對應用的靈活適應力數字化校園,滿足不斷變化的應用需求,將極大的提高每臺服務器的利用率,從而降低整個服務器基礎架構的總體擁有成本。

2)降低管理復雜度,通過服務器虛擬化減少了物理服務器的數量,也就減少了相應的物理資源管理;隱藏物理資源的部分復雜性;簡化了服務器部署、管理和維護工作,降低了管理費用。通過實現自動化、獲得更好的信息和實現中央管理來簡化公共管理任務;實現負載管理自動化。

3) 提高數據備份的可靠性,支持快速轉移和復制虛擬服務器,提供一種簡單便捷的災難恢復解決方案,虛擬化技術可以實現較簡單的共享機制無法實現的隔離和劃分,可實現對數據和服務進行可控和安全的訪問,帶來具有透明負載均衡、動態遷移、故障自動隔離、系統自動重構的高可靠服務器應用環境。

4.構建高效數字化校園服務器虛擬化系統

校園信息化建設經過十多年的持續發展,已經進入了服務器的更新期。目前有兩種選擇,一是購買一兩臺高性能的服務器;二是按常規購買6~7臺普通的服務器。前者采用虛擬化技術就能達到后者所能提供的性能和存儲要求,并能實現簡化管理、降低運行和維護成本、提高效率的目的。服務器虛擬化的優點的顯而易見的,從主機到主流,服務器虛擬化已經是大勢所趨,是數字化校園建設和發展面臨的新挑戰和機遇論文參考文獻格式。

4.1服務器虛擬化的架構設計

針對各種數字化信息資源數據庫種類和信息服務方式等特點,規劃數字化校園網服務器虛擬化實施步驟,具體包括以下幾個方面:

1)按照不同的操作系統的應用服務進行物理服務器分類,建立Windows、UNIX、Linux等物理服務器,在此基礎上建立各自的虛擬服務器。

2)的物理服務器上根據各個數據庫應用負載、存儲空間、并發用戶數和用戶滿足度等各項參數,配置相應的小你服務器,包括分配CPU、內存、硬盤大小及虛擬網絡類型等,建立冗余的虛擬應用環境,既滿足數據的快速拷貝,又能滿足數據系統的災難恢復的需要。

3)將需要用到的Oracle、SQL Server等數據庫電子資源數據庫進行整合,利用虛擬工具中的遷移助手將多個不同物理服務器中的系統遷移到虛擬服務器上,建立獨立的數據庫集群虛擬機,這樣既可以保證了數據庫后臺的高可用性,同事也極大地提高了服務器的實際使用率,提升了應用平臺的整體性能和降低了過來復雜度。

4)根據休息資源種類不同,將功能相同或相近的應用進行整合,建立虛擬服務器機群,如Web服務、FTP服務、APP服務、E-Mail服務等轉移到相同的虛擬機上,使用虛擬IP地址,提高系統安全性能。

5)根據傳統應用使老式操作系統機這些應用在編寫時就必須獨占服務器的特點數字化校園,利用虛擬化技術合并傳統應用,使服務器能夠快速頻繁地重新分配。

4.2服務器虛擬化方案

本方案拓撲架構如圖2所示:硬件采用聯想萬全R630 G7服務器,每臺服務器均配置雙HBA卡,通過兩臺光纖交換機分別連接到Lenovo-HDSAMS2100存儲陣列的雙控制器上,保證了整個硬件平臺的冗余。軟件選用VMware vSphere4.0 Enterprise版本,提供了諸如HA、DRS、Vmotion的高級功能特性,方便用戶快速調整虛擬機的分布、資源的利用及當故障出現時的快速恢復能力,配合其提供的Data Recovery或者VCB備份接口功能則可對虛擬機文件進行快速的備份及恢復,另外虛擬化所具備的克隆技術則可以大大縮短新的業務平臺或測試平臺建設時間。獨立的虛擬機管理服務器則提供了對整個虛擬化平臺的集中化管理能力,通過集中化管理來大大提升整個平臺的管理效率。通過虛擬化技術的使用也解決了很多數據中心存在的硬件設備資源利用低及大量硬件設備所造成的數據中心供電、散熱等問題,保護用戶投資。

圖2 服務器虛擬化拓樸結構圖

5.結束語

服務器虛擬化技術雖然不算是新技術,但是對于很多人來說,還是要有一個了解和接受的過程。在過去的數字化校園建設重在IT基礎架構建設,現在和未來必將側重于建設領先的虛擬化IT環境。服務器虛擬化技術在飛速發展的同時,虛擬化的基礎架構也受到了很大的挑戰,突出的問題是一個籃子里放了太多的雞蛋是否安全?如果運行著10臺虛擬服務器的主機出了故障,造成的損失能否補救?其實,這個問題已經有了很多的解決辦法,不久的將來還會有新的解決方案供用戶選擇。相信在虛擬化廠商和用戶的不懈努力下,虛擬化過程遇到的困難和問題鄢會一一被解決,虛擬化的明天必將更美好。

[參考文獻]

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