虚拟实验论文范文

导语：如何才能写好一篇虚拟实验论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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在传统的实验教学中，依赖的是硬件实验设备，这种实验设备价格昂贵，建设一个实验室至少需要30～40万元，在使用的过程中因为学生不能够熟练操作实验设备和仪器，容易造成损坏，维护费用也很高，使得很多实验教学很难开展。虚拟实验管理平台(建设成本大大低于硬件实验室)放置在学校的网络服务器中即可，依靠信息技术在计算机上最大程度地模拟出与硬件实验相同的实验环境，并且提供实验教学和管理一体化功能。平台内可以由教师设计验证性典型实验并制定实验评分标准，平台会根据学生实际实验情况并依据评分标准计算出学生实验成绩和学生在实验过程中出现的错误及存在的问题，教师再针对性普遍存在的问题进行讲解，做到教学重点突出。虚拟实验管理平台内部具有各种电子元器件和仪器仪表用以进行设计、连接、配置和调试，并可以根据需要进行添加，器件库比硬件实验室配备更加丰富。只要具备网络，学生可以利用任何能够支配的时间反复设计电子技术实验，即使是多个班级的学生同时做实验也可以，这样就解决了实验时间和实验场所受限的问题，实验过程不会造成设备的损耗;平台内部含有帮助功能，学生在自主实验过程中遇到问题可以自行查询解决问题，增强了学生的自学能力。

2采用虚拟实验管理平台和虚拟仿真软件的对比研究

虚拟仿真软件中元件采用的是元器件符号，仪器仪表采用例化的符号，界面方便整洁、易于调试，但是对于学生认知的能力帮助不大;虚拟实验管理平台内部的元器件和仪表仪器，是按照实际器件模型来进行建模。比如对于电阻来说，采用和实际实物相同的色环电阻，这对于学生认识实验器件和设备具有很大的帮助作用，对于仪器仪表也都是采用和实际仪表相同的操作界面，直观性强，可操作性高，避免了学生在实际实物操作过程中因为不熟悉实验设备而产生损失。虚拟实验管理平台中，在设计搭建电路之前要考虑元器件在整个区域的排放位置，如果摆放不正确就需要删除后重新搭建，这类似于在实际面包板中搭建电路，在设计电路之前必须先对整体进行布局思考;在仿真软件中搭建电路的整体摆放特别方便，如果有错误也可以进行整体移动。从这一点来说，采用虚拟实验管理平台没有采用虚拟仿真软件方便快捷，但是有利于学生提前思考能力的培养，尽量把问题解决在发生之前。对于虚拟实验管理平台和虚拟仿真软件相比，仿真软件的功能更强大，虚拟实验管理平台更加针对学生日常实验，而仿真软件更针对学生进行大型设计。在仿真软件中，如果有两条导线相连一般通过节点的方式，在虚拟实验管理平台中一般通过接到连接的器件管脚的方式，因为在实际中用面包板，不能够使用裸线，因此它们之间的相连是通过接到对应器件节点的方式。针对模拟电子技术课程中的三极管放大电路分别采用虚拟仿真软件和虚拟实验管理平台进行实验，并在学生实验后针对这两种方法和采用硬件实验进行了比较，95%以上的学生认为采用虚拟实验管理平台的方式比采用虚拟仿真软件的方式更加接近真实实验环境，如果能在课程实验中先进行虚拟平台实验，再进行真实实验互补的实验的模式能更加有效地促进实验能力。

3结论

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一．虚拟演播室技术与色键技术

色键技术是电视节目制作中常用的技术。站在蓝色幕布前面的演播室主持人由前景摄像机拍摄，在特技机的色键电路中，由主持人的画面产生键信号，在主持人画面与背景画面进行叠加时，由键信号挖去背景中蓝色以外的画面，而把主持人的图像嵌插在背景画面中，形成了主持人置身于背景画面的图像，这种技术俗称为“抠像”，在普通的色键技术中，背景画面往往是已经录制好的节目。

虚拟演播室技术与色键技术十分相像，它也是由前景的主持人为主的画面和背景画面，采用色键的方法构成一体，产生人物置身于背景的组合画面。然而，在真正的虚拟演播室技术中，背景是由计算机产生的，计算机接受摄像机的控制，随着摄像机的推拉摇移，改变俯仰角度，计算机相应改变画面的大小和角度，并且为了正确再现前景与背景的空间透视关系，还需对前景和背景实施空间锁定，这种空间锁定是通过精确测定摄像机的所有定位参数(包括镜头调整参数)来实现的。

二、虚拟演播室的原理

虚拟演播室的原理如图(1)所示，主持人一般是在呈“U”型或“L”型的蓝箱里做着各种表演，实际的、或“真实”的前景摄像机对其进行拍摄，背景图像(画面装饰、道具和风光布景)大都是三维立体图，由制作人员预先用计算机生成(即预先着色好)，前景与背景图像在传输或录制过程中混合。这种合成图像的制作方式即被称为“虚拟”。故此，这种图像摄录系统也被称为“虚拟摄像机”，与传统的蓝幕色键技术截然不同的是，虚拟演播室技术中的真实摄像机(前景图像)与虚拟摄像机(产生背景图像)始终保持同步互锁，为此，必须对真实摄像机的以下参数进行确定：

(1)蓝幕背景的X、Y、Z坐标值。

(2)摄像机的俯仰、摇移以及可旋转角度的数值。

(3)镜头的焦距和聚焦。

然后，真实摄像机的所有上述参数都送入计算机分析，系统对与前景图像相关的虚拟背景图像发出控制指令。最后，录有表演者和真实道具的前景图像与计算机生成的背景图像在色键控制器里合成为一幅画面，传送至视频切换台输出。

由此可见，虚拟演播室系统可分解为三个部分：摄像机跟踪部分、计算机虚拟场景生成部分及视频合成部分。

1.摄像机跟踪部分。

摄像机在拍摄过程中有平移X、纵移Y、高度移Z、水平角、俯仰角、镜头变焦Z00M，聚焦FOCUS等变化，这些参数的改变会引起所摄图像视野与视角的改变，为了模拟人物所在的三维环境，计算机必须根据这些参数不断调整三维视图。而摄像机跟踪部分的作用正是收取摄像机的位置信息和运动数据，实时的跟踪真实摄像机，以保证前景与计算机背景“联动”。由于这种“联动”是以高速计算机运算的结果，而这种运算永远是存在着一个运算时间，所以这种“联动”是有时间差的。只是设计者保证使这种时间差在一个人眼不易察觉的范围之内，因此要求前景摄象机只能在一个有限的速率内改变位置参数。目前虚拟演播室的摄像机跟踪系统主要有以下几种方式。

(1)基于传感器的系统。该系统通过安装在摄像机各部分的机械传感器来获取各种信号参数，平面X、Y位移传感器，一般有光电式、机械式和导轨式等几种，光电式属非接触型，误码率低，连续性好，且摄像机移动不受限制，但必须在摄像机移动通道地面画上格点，以便识别。机械式属接触型，由一个与地面相摩擦的圆球带动水平、垂直两个方向的光电码盘，光电码盘送出X、Y数据，此方式摄像机移动也不受限制，但使用时间长了易产生误差。导轨式误码率低，且必须铺设轨道，使摄像机的移运受到一定的限制。高度位移Z传感器，一般安装在升降机上，随升降机的运动检测Z信号。水平角度和俯仰角度传感器安装在摄像机云台上，并分别与云台的水平转轴和垂直转轴连动。聚焦Focus和变焦Z00M传感器，则附于镜头的聚焦齿轮和变焦齿轮处。该系统速度很快，方法较为简便直接，是目前虚拟演播室最常用的摄像机跟踪方式，但该方式有其固有的缺点，比如得到的摄像机参数精度不高，限制了摄像机的运动，系统的标定很麻烦等等。

(2)基于图形分析系统该方式需要把一个精确的网络图案以两种不同的蓝色形状绘制于蓝背景上，通过摄像机识别这种图案并与计算机跟踪软件及硬件，预先确定的模型进行对比，以确定物体与虚拟背景的透视关系及距离。该系统精度较高，无需镜头校准，同时摄像机可以不同轨道进行运动，但该系统在对蓝色网格图案制作色键过程中的阴影很难处理，很难保持良好的键的质量，摄像机拍摄不能垂直于蓝色网格图案，必须偏离30度角以上，否则不能准确定位，而且摄像机必须同时观察4个网格点以保持跟踪，这就不可能对人物进行特写镜头的拍摄，摄像机必须缓慢移动以避免跟踪混淆引起跳帧。还有一点，此系统需要额外的工作站把网格坐标信息转换为摇移，俯仰及变焦坐标信息供图形计算机使用，这样图案辨识的延时有时高达8至12帧。鉴于上述须待解决的若干问题，网格识别方案在目前的虚拟演播室系统中使用的不多。

2.计算机虚拟场景生成部分

虚拟演播室的场景是计算机绘制的图形，计算机绘图有二维和三维之分，因而虚拟场景也有二维和三维之分，二维场景没有厚度，只是一个平面图形，所以二维虚拟场景只能作为背景平面，出现在真实人物的后面，而三维虚拟场景中的景物具有Z方向的厚度，是立体的，以背景中的一个长方体为例，长方体是一种六面体，其底面和背面一般是看不见的。然而随拍摄角度的不同，有可能看见其正面，侧面和顶面。在计算机中应保存其正面、侧面和顶面的图像，实际上，在计算机内，其正面、侧面和顶面的图像都分解为像素的形式，保存在存储器中，当摄像机处于任意的角度位置时，计算机即进行计算，获得相应的画面。同时，三维的场景中，虚拟景物既能作为真实人物的前景出现，也能作为背景出现如图(2)所示:并且真实人物还能围绕虚拟景物运动如图(3)所示：

这样在视觉效果上更具纵深感，更加真实。显然对于计算机的运算能力、运算速度提出了很高的要求。当然还必然进一步考虑许多细节问题，比如灯光和阴影的问题，当摄像机改变其取向位置时，根据照明条件，阴影部分将发生相应的变化，背景画面应该能够反映出这种变化。

3.视频合成部分

虚拟演播室系统视频合成的基本技术是色键器抠像，摄像机拍摄的蓝幕布前的真实景物：通过色键器进行抠像处理，与计算机生成的虚拟场景合成一个画面。

(1)深度合成技术

虚拟演播室的一个基础就是前景和背景合成的时候，前景的演员可以被背景的内容覆盖，为了做到这一点，一般都采用深度合成技术。所谓深度就是前后关系，这一种技术要考虑两路键信号的深度信息，就可以让背景的内容在演员前面。这不同于二维图像的层技术。因为是三维图像的各像素都带有深度信息，而且各像素还有与摄像机的距离的信息，由这两部分的信息决定前景和背景的像素的可见性。在实时生成的时候，高性能的终端通常使用一个深度缓冲区来贮存像素的深度值，但是在常规演播室里面，实际信号是没有深度信息的。而且也没有一个方法能够实时的赋予前景信号以深度信息，可以采用一个估计值，即估计摄像机与演员之间的距离，前景信号通过色键抠像得到演员部分的信号，先与背景作常规意义上的合成，得到色键序列值，这一部分确定了前景在背景中的位置，再由深度值来进行前后关系的调整，最后输出的深度键值序列就确定了前景和背景的可见性，能够按常规方法合成。

(2)同步技术

要使前景和背景天衣无缝的合成，既要让两个摄像机的参数保持一致，还要让两个摄像机同步，因为当进行实时合成时，前景信号的每一帧是与背景信号的对应帧合成。背景信号因为摄像机跟踪系统和实时生成都要耗费时间，所以要让前景信号延时来保证与背景信号的同步合成。

三、系统的实现

从上面的原理分析可以发现，虚拟演播室每生成一帧图像，就要处理相当多的数据，在实拍时还要求处理速度，达到实时的电视速率，即一秒钟就有25帧图像，如果按常规的处理方法，一切由计算机串行处理，是绝对不可能完成的，这就对虚拟演播室的软硬件设计提出了较高的要求：

1.硬件工作平台

为了使虚拟背景画面与摄像机摄取的前景画面相配合，系统至少要工作在配置有视频处理板的SGI高性能工作站，同时为了完成实时的图像序列生成，必须把这个任务按处理内容分类进行并行处理；实时的完成摄像机跟踪运算，完成人工背景和实际信号深度，支持三维自动建摸的多重处理，对于预处理结果的描述和图像处理的工作，每一个任务要有一个专门的硬件来完成。

2.软件系统

软件系统设计的思想是根据硬件的并行处理的特点，一般采用自适应并行处理的计算。这个处理在实际上就是由一系列的处理器组成的服务器盒，这个服务器盒能完成虚拟演播室所需的各种处理，另外，自适应并行处理模式将运行和编程分开。不需要在编写程序时作并行处理的考虑，因此该种设计方法，因为处理问题较为灵活而成为虚拟演播室软件设计思想的主流。

四、虚拟演播室的现状与未来

自从1994年第一套虚拟演播室在国际广播电视会议上展示以来，世界上有很多厂家推出了自己的虚拟演播室系列，但主要的有四个厂家即：

(1)以色列的ORAD公司以其独有的模式识别技术和图像处理技术开发出高性能CybersetO及入门级CybersetEt系列产品。

(2)离散逻辑公司的Vapour是采用高性能终端，全功能的实时虚拟演播室系统。

(3)ES公司的Mindset是基于NT平台，采用Orad公司的摄像机跟踪系统，能够接多个摄像机。

(4)RTSET公司的LarusOtus采用传感器跟踪技术，速度快，提供了灵活的合成能力。

另外还有ACCOM的ELSET自动生成特征，让用户能很方便的根据自己的意愿来建模和灯光设计；Digmedia的BrainstormEstuio产品是采用模式识别方法定出摄像机的参数，在建模上功能比较强；For-A的DidiWmp采用了Orad公司的视频处理和延时设备，采用多通道结构，能实时处理等。

因为高性能产品整套系统的价格比较高，难以普及，所以各厂家又推出了入门级产品，如Orad的CybersetE以满足众多的电视台和影视制作单位，采用性能较低的终端如：SGIO2采用WINDOWSNT作为平台，进行非实时的图像合成，系统采用开放式结构可以扩充到高性能的实时系统。

就目前情况看，虚拟演播室相对于传统演播室的优势是不言而喻的，但就其未来的发展，虚拟演播室还需要解决其自身的若干缺限：

·蓝景区中主持人及演员的活动范围及定位。

·为抑制噪声边缘需要在实施键控时格外小心。

·普遍使用的槽置单调光、柔光。

·演员投在虚拟地面、墙面和人工景物上真实阴影的保存。

·自动Z键(深度信息)控制。

·前后景的同步及延时控制。

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虚拟技术主要是以虚拟机为主，来达到实验目的的技术手段。虚拟机的创建，是通过虚拟层技术从而实现软、硬件模拟，生成虚拟计算机。虚拟机对于计算机实验教学来说具有重要意义，它拥有计算机的全部功能，可以真实地进行计算机实验教学。虚拟机在进行计算机实验教学过程中，具有极大的仿真性，而且想要识别虚拟机与物理计算机之间的差别极为困难。就目前虚拟机发展来看，操作系统以及相关应用软件是无法识别物理计算机和虚拟机之间差别的，就使用者来说，虚拟机就是一台真正的计算机。虚拟机在计算机实验教学中应用，可以更好地培养大学生的计算机实践技能操作水平，对计算机的装机、系统维护、网络配置以及管理等简单的计算机操作水平掌握来说，具有重要意义。

二、虚拟技术的优势

虚拟技术是当下计算机实验教学应用的主要教学技术手段，在计算机实验教学发展过程中，具有重要推动作用[1]。虚拟技术在计算机实验教学中应用，其优势主要有以下几个方面：2.1降低资源投入成本虚拟技术不需要太大的场地就可以进行计算机实验教学，这与传统的计算机实验教学来说，有着很大的差别。传统计算机实验教学需要建立教学实验室，并且购置很多计算机实验设备。虚拟技术则不需要这一点，极大地降低了资源试论虚拟技术在计算机实验教学中的应用陈军山东医学高等专科学校【摘要】计算机技术在当下社会经济发展以及人们日常生活中所占的地位越来越重要，计算机实验教学对于计算机技术的应用与发展来说，意义重大。但就目前计算机技术发展来看，可供研究和使用的计算机实验资源缺乏，这对于掌握和发展计算机技术来说，十分不利。为此，旨在促进计算机实验教学发展的虚拟技术在计算机实验教学中得到了广泛的应用。这种虚拟技术主要是以软件创建虚拟机，并且在虚拟机情况下进行计算机实验教学。经过大量实践，虚拟技术在计算机实验教学中具有重要作用。本文以虚拟技术在计算机实验教学中的应用为研究对象，主要探讨了基于VMwareWorkstation软件创建的虚拟机在计算机实验教学中的具体应用。【关键词】虚拟技术计算机实验教学应用投入成本，但其所起到的实验教学作用，与真正计算机实验教学并无差别。2.2灵活性较强虚拟机在设计和使用上，只需要通过对硬件和软件进行系统化更新，就可以让虚拟机与当前计算机技术保持一致性，具有很大灵活性。这种对软、硬件的更新，可以不需要进行实体机配置的兑换，就可以实现更新目的。2.3安全性较高虚拟机当中，具有单独的数据存储设备，可以对实验数据、实验资源、实验资料等信息进行保存，避免数据丢失为用户造成不便。而且，虚拟机在进行计算机教学实验过程中，即使其他系统出现故障，也不会对数据存储设备产生影响，避免数据丢失，具有很高的安全性。

三、虚拟技术在计算机实验教学中的应用研究

虚拟技术在计算机实验教学中的应用，首先要创建虚拟机，这是虚拟技术进行应用的前提。针对于虚拟机的创建，需要在物理计算机操作平台上安装虚拟机操控软件，就目前虚拟机技术应用来看，主要以‘VMwareworkstation’软件为主。其次，对虚拟机进行优化与维护，使其更好服务于计算机实验教学。最后，则是将优化好的虚拟机投入到计算机实验教学当中。3.1虚拟机创建研究虚拟机创建以VMwareworkstation软件为主，在VMware窗口中，进行虚拟机创建，其具体步骤如下：（1）启动VMwareworkstation后，需要在打开的窗口中选择创建类型，进行程序安装工作。一般来说，创建虚拟机主要采用Typical默认方法，VMware会根据物理计算机的实际配置，进行虚拟机硬件配置创建工作。而虚拟机创建过程中，又会根据用户需求不同，通过对虚拟磁盘以及适配器进行重新定义，从而实现虚拟机新功能。根据用户自身需求对VMware创立完成后，接下来就需要对虚拟机的操作系统进行设置；（2）进行操作系统设置时，页面会弹出“客户机操作系统安装”窗口，这个窗口中一共有三个选项，虚拟机创建时需要选择“稍后安装”选项。之所以选择这个选项，是因为可以在很大程度上避免客户机系统的不完整性，有利于虚拟机使用；（3）客户机的默认配置，需要在“客户操作系统安装”的窗口中进行选择，就虚拟机的操作系统类型来看，可用于选择的操作系统主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等，就操作系统选择来看，需要根据实际情况进行分析，选择的系统要符合当前使用虚拟机的版本；（4）默认配置以及操作系统选择完毕后，下一步需要对创建的虚拟机进行命名，这种虚拟机命名主要是为了日后操作时更加有利于识别；（5）虚拟机命名之后，则需要生成虚拟机配置的保存路径，用硬盘进行相关配置保存，为之后虚拟机的使用提供方便。虚拟机的创建，为计算机实验教学创造了方便，新虚拟机生成之后，需要对其进行优化，之后投入到计算机实验教学之中。3.2虚拟机的优化及维护研究虚拟机的建立，主要是以‘VMwareworkstation’软件为主，虚拟机的硬件设备，则是由VMware自动生成[2]。虚拟机应用于计算机实验教学中，需要对相关配置进行优化，使之符合计算机实验教学的要求。在进行虚拟机优化及维护过程中，要遵循以下优化及维护的方法：（1）内存：虚拟机的内存与物理计算机内存有着密切联系，一般来说，虚拟机的内存主要是根据物理计算机内存大小进行测算的。例如物理计算机的内存值若是1024MB，那么虚拟机的推荐内存则为512MB。在虚拟机内存优化时，其内存设置在512MB左右浮动，最大值不能超过1024MB，最小值不能低于128MB，其内存设置应该为32MB的倍数；（2）处理器：在进行处理器优化时，虚拟机处理器的个数要与物理计算机进行比较，保证处理器个数少于物理计算机处理器个数；（3）硬盘：硬盘大小对于虚拟机进行计算机实验教学来说，具有重要影响。硬盘容量决定了对数据的存储容量，在虚拟机优化过程中，要根据实际情况，对有用信息进行保留，对无用信息进行清除。这就需要在硬盘设计过程中，对硬盘内容进行相关设置。关于硬盘功能设置，主要通过‘Expand’的功能，可以根据硬盘工作状态，进行‘持久模式’和‘非持久模式’选择，其主要是针对硬盘数据问题进行的一种优化；（4）网络适配器：网络适配器是虚拟机进行网络连接的关键，它决定了虚拟机以何种方式实现上网。一般来说，虚拟机进行上网，大都是通过网桥连接模式，利用网卡实现上网。这种上网形势下，虚拟机需要有着自己单独的IP地址。除此之外，虚拟机还可以实现‘NAT’上网模式，但这种上网模式下，就需要对主机IP以及虚拟机IP进行重新设置，虚拟机的单独IP地址将会被取消。网络适配器在虚拟机中的应用，决定了虚拟机的上网方式，并且根据实际情况，可以实现虚拟机与物理计算机单独上网，这对于虚拟机进行教学实验来说具有重要意义。以单独上网的方式进行攻击性网络教学实验，除了可以达到实验目的之外，还可以避免对物理计算机造成损坏。3.3虚拟技术在计算机实验教学中的应用分析本文研究的虚拟技术在计算机实验教学中的应用，主要从多操作系统安装实验以及分级网络实验两个方面进行分析，关于这两种实验教学的应用，如下所示：（1）多操作系统安装实验：多操作系统安装实验是计算机实验教学的基础，其主要包括计算机硬盘分区、操作系统安装等教学内容，该教学实验受到的限制条件较多，若是以物理计算机进行教学实验，会造成极大的资源浪费，并且对物理计算机软硬件的损坏较大，因此，针对于这一教学实验，最为有效的办法则是采用虚拟机进行实验教学[3]。虚拟机与物理计算机的特性一致，以虚拟机进行计算机多操作系统安装实验，可以让学生进行实践操作。关于虚拟机的多操作系统安装实验，可以以任意一台物理计算机为主，安装‘VMwareworkstation’软件，进行虚拟机构建，之后进行虚拟机优化，使之符合计算机实验教学要求。在虚拟机构建完成之后，学生可以根据计算机实验教学目标，在虚拟机进行实践操作，就多操作系统安装实验的要求，按步骤进行实际操作；（2）分级网络实验：分级网络实验是利用虚拟机与物理计算机的联合，构建对等网络，从而实现实验局域网的构建。分级网络的构建，在很大程度上提升了学生们学习计算机技术的信心，并且增强了学生的实际动手操作能力。分级网络的构建，主要是基于虚拟机和物理计算机的对等网络构建基础上实现的。而分级网络的实践操作，进一步增强了计算机实验的难度，可以考验学生对计算机实际操作能力的掌握。在进行分级网络实践操作时，学生们的操作主要在虚拟机上进行操作，避免了对物理计算机软、硬件的损坏。利用虚拟机进行分级网络实验，为学生提升计算机实验能力打下了坚实基础，对学生日后使用计算机技术方面，具有重要意义。

四、结束语

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【关 键 词】开放型；校本教研；策略

中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1005-5843（2013）04-0122-02

校本教研以校为本，教师要以积极阳光的心态，主动加强学校与外界、教师个人与同伴的合作与交流，通过教育专家、骨干教师、学科带头人和一般教师等的有效整合，才能创新性地开展校本教研活动。针对当前农村中小学校本教研现状，根据教育科学原理、理论和方法，下面笔者就当前借助校园网开展开放型校本教研的深入探讨工作提出如下策略：

1. 主题研讨式。为了巩固新课改成果，切实构建“研训一体”的校本研究机制，进一步深化课堂教学改革，我们组织开展“以生为本，以学定教，创造学生最喜欢的课堂”为主题的“月末相约新课堂”教研活动。在活动中分别先由骨干教师和新上岗教师进行献课，从不同角度、不同层次展示新、老教师的教案设计和课堂教学风格。通过这样的活动，加强骨干教师与骨干教师、骨干教师与新教师、新教师与新教师之间的研讨活动，进一步更新自己的教学理念，澄清了模糊概念，促进教师教学方法与教学手段的更新，从中激发教师教研的灵感和教学智慧，达到了小问题教研与“专题研讨式”相融共济的目的。

2. 骨干带动式。在县教研室的专家以及一些市、县级骨干教师的引领下，组织学区样本班、学区学科教研中心组的骨干教师对新课程实施中的重、难点问题集体攻关，逐步形成一些可操作的教学策略，及时在网站典型案例、课堂实例、课后反思，使区属各校能有所借鉴，促进全学区校本教研水平的提高。

3. 课题研究式。为了敦促学校持续不断地开展课题研究，我们在校园网进一步完善“课题研究园地”栏目，设置了“课题简介”、“校本培训”、“研究进展”、“典型教案”、“自制课件”、“实验论文”、“特色网页”、“校内交流”、“实验成果”等子栏目，为每一位教师开展校本教研提供了展示的空间，促进教师形成浓厚的学术研究氛围。

4. 实验论坛式。“有效的校本教学研究既需要教师个人的独立思考并发表自己的意见，也需要教师同伴之间以及教师与校外专家之间的合作”。因此，我们充分发挥网站方便、快捷、信息量大、交互性好的特点，创建了一个互动交流栏目──“实验区建设论坛”。这一栏目主要由“新课程改革实验论坛”和“信息技术与课程整合论坛”两大版块组成。各教研组轮流组织论坛，承担版主职责，论题主要来自于各教研组在校本教研中发现的问题或困惑；各校教师也可以根据各自课改实践中遇到的困惑自由发帖子，提出讨论主题。其他教师在规定时间之内回帖。这样一来，此栏目成为教师校本教研交流的平台。

5. 名师引领式。名师与协作片学校的青年骨干教师结对教研，携手同行。骨干教师随时听名师上课；名师每月至少一次深入骨干教师的课堂进行指导，共同提升。同时，名师还要为片区教师作公开课教学展示或专题讲座至少一次。名师的课给人以启示，普遍得到了一线教师的认可与欣赏。

6. 学科整合式。我们开展了虚拟环境下的“新课大家上”活动。教研员在每周听课中选择典型课例在网站上的“新课大家上”论坛，全区各校实验教师一起就同一节课来参与评课、研讨，提出意见，再由执教教师修改教案，将自己的二次备课拿出来与大家分享。学科教研组将优秀“电子学案集”在网上，其中收集了部分教研成果。包括学校教师教研论文集、课后反思集，形成了充足的资源库。网站中“校本教研”栏目中，有教研员的引领步伐的印证材料（含论文、经验、模式等），还有校本研究主体──教师的前进足迹、感悟交流、“一堂课大家谈”的留言，更主要是有一些专家学者的讲座等，为一线教师提供了很多可操作的具体做法。

7. 走进课改式。在进行校本教研时，有专业人士指出：“要引导教师学会理性地思考教学问题，不要小看理论思维”。“理论的指导是促进教师专业提高的有效保证，这种理论学习，更加指向实践中发生的真实问题”。为此，我们在“走进新课程”栏目里下设了“理论之窗”、“他山之石”、“样本班对话”、“感悟交流”等子栏目，为学校开展校本研究提供和推荐学习资料，及时传递课改信息。学校可以通过“理论之窗”组织教师们学习新课程改革的前沿理论；通过“他山之石”了解其他地区课改先进经验；通过“样本班对话”、“感悟交流”栏目，与本县教研员或其他学校教师进行虚拟对话、交流。可以说，这一栏目成为教师们走进新课程的“领路人”。

8. 分组教研式。教师是教育问题的直接研究者和解决者，他们的工作与教材的发展、课堂的教学、学生的学习、学生学习的评价等方面紧密相连。通过开展分组的活动，时刻关注课堂的教学过程，及时解决课堂教学中的实际问题，就显得十分必要。如，数学学科分成： “问题中心教学模式”研究小组、“数学教学中的创新教育与实践活动”研究小组；语文学科分成了“运用现代教育技术优化教学提高教学效益”研究小组与“训练和提高学生语言文字的交际能力”研究小组。这也是一种最有效的行动研究素养的培养，是保证教学质量和教师教学水平提高的有效手段。

总之，我们借助校园网的优势，形成了多向、民主、开放、快速、高效、共享的校本教研机制，改进和完善了学校校本教研制度，大大提高了教育教学情况的传播效率，为研究者相互交流、合作研究和信息共享提供了良好环境，实现了信息的交换、经验的共享、深度会谈和专题研讨，从而真正使开放型校本教研的深入探讨工作植根并服务于自下而上的校本教研工作，带动了全校校本教研的蓬勃发展。

参考文献：

[1]柯东林.校本教研模式与网络化校本教研机制策略谈 [J].中小学电教，2009，（9）；中国教育信息化，2009，（11）.

[2]李青.课程改革需要教研重心下移[J].人民教育，2003（4）.

[3]陈军令，杨志现.聚焦教研 集慧网络——网络环境下的校本教研[J].中国电化教育，2008，（1）.

[4]孙文海.关于建立校本教研制度的思考[J].教育实践与研究，2005，（3）.

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关键词:创新能力 科学探究 设计实验 数字化实验

实验是物理学发展的基本动力,它在物理学发展中起着发现探索新规律、验证新理论、测定物理常数以及在现实社会中的推广应用等重要作用。因此实验是研究物理学的一种基本方法,同时实验也是培养学生科学创新的一种有效途径。

在物理实验教学过程中,不仅要引导学生理解物理概念及物理规律产生的条件、发生、发展的过程,掌握实验的具体做法和基本技能,学会研究物理问题的实验方法,更重要的是要通过物理实验提高学生的创新素质,培养学生的创新能力。在全国第三次教育工作会议上曾深刻地指出:“今天,面对世界科技飞速发展的挑战,我们必须把增强民族创新能力提高到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。一个没有创新能力的民族,在综合国力竞争日趋激烈的21世纪根本没有立足之地。具有较强的创新意识、创新思维能力和创新实践能力的学生,会更加适合未来社会的发展需求。可见加强学生创新能力培养是非常必要的。”

下面就初中物理实验教学培养学生的创新能力从不同的实验教学途径探讨如下:

一、增加科学探究实验,培养学生创新能力

将科学探究列入教学内容,旨在将学习重心从强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。与传统的验证性实验相比,探究性实验的优点是能激发学生的学习兴趣,锻炼学生的各方面能力、培养学生的性格品质,更能提高学生的科学素养和创新精神。

教师在进行科学探究实验教学前,要多下工夫,想方设法将实验设计成探究性实验,有意识地创设一种探究的氛围,扩大探究空间和思维空间,并能在学生探究过程中寻找创新的突破口。例如,对于“阻力对物体运动的影响”实验,老师可先提出问题,让学生猜想并说出猜想的依据,然后让学生结合书上给出的实验设计方案完成实验,并让学生思考几个问题:为什么每次实验时都要让小车从同一斜面的同一高度滑下来?能不能不用斜面直接用手推动小车?能不能改变斜面的坡度或者小车的高度?这一实验中应观察什么?如何记录实验现象?你还能设计哪些不同实验进一步来探究这个问题?最后同学们很好完成了本次探究实验,并设计出了几种新的探究方案,而且还用到了控制变量法和理想化实验两种科学方法。在这样的科学探究过程中,使学生逐步养成敢于探索、质疑,善于交流、合作的良好态度和创新精神,为学生的终身学习奠定基础。因此,增加科学探究实验,不仅有利于理解知识和科学方法的获得,更有利于培养学生的科学态度、创新精神和实践能力。

二、引导学生设计实验,培养学生创新能力

设计性实验是对所学物理原理和所做物理实验的综合、应用、迁移和创造。它是对学生应用能力、设计能力和创新能力等的全面考查。做设计性实验时,要求学生在充分理解基本原理的基础上,综合运用所掌握的基础理论知识、实验技能,以及各种测量手段和实验方法,自行设计实验方案、确定实验方法、选择配套仪器设备,进行实验测试,最后写出比较完整的实验报告或论文。因而课题和项目的内容需要经过精心挑选,它们具有综合性、典型性和探索性。

在学生设计实验时,提倡“一个实验、多种方案”的实验教学法。这种对思维先进行发散,再对各种方案进行分析整合的过程,有利于发散思维和集中思维的培养。如,现有弹簧测力计、天平、量筒、刻度尺、烧杯、水、细线等器材,你有几种办法可以测出一个小铁块浸没在水中受到的浮力?答案有五种办法。这种富有新意的方法,不但提高了学生灵活应用知识的能力,更重要的是培养了学生从不同角度、用不同方法解决问题的发散思维能力,有效地促进了学生创新能力的培养。

三、通过制作小实验,培养学生创新能力

在小实验中,没有现成的仪器和用品,这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品,无疑会让学生动手、动脑,这必将激发学生潜在的创造能力,培养其创造精神。比如学生在小实验中利用家庭中常见的鸡蛋就完成了六个实验:实验①:把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后,再捞上来剥落比不放入冷水中直接剥要容易多(热胀冷缩的性质);实验②:把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来,直接用手拿时,虽然较烫,但还可以忍受过一会儿,当蛋壳上的水干了后,感到比刚捞上来时烫(液体蒸发吸热);实验③:选一只口径略小于鸡蛋的瓶子,在瓶底铺上一层干沙,点燃一团浸过酒精的棉花投入瓶内,接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。火焰熄灭后,蛋被瓶子吞入了瓶中(验证大气压的存在);实验④:把一只鸡蛋,浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后,发现鸡蛋缓缓沉入杯底,捞出鸡蛋往清水中加入食盐,调制成浓度较高的盐水,再把鸡蛋浸没在盐溶液中,松开手,鸡蛋却缓缓上浮(浮沉现象);实验⑤:用手指突然弹击硬纸片,鸡蛋却不会随纸片一起飞出(惯性现象);实验⑥:外壳完好的蛋,放入食盐水中腌制一段时间,可以制成咸蛋。蛋壳虽然完好,但内部的蛋黄都变咸了(分子无规则运动)。自己动手制作小实验不仅可以培养学生思维能力和独立工作能力以及探索知识的兴趣,更重要的是它对学生的实践和创新能力有很大帮助。

四、运用数字化实验,培养学生创新能力

多媒体实验、虚拟仿真实验等数字化实验应运而生,它给教育领域带来一场深刻的教育改革。学生通过演示实验看到物理现象,但实验过程短,实验现象稍纵即逝,学生就来不及细致观察,不能发现问题的本质。多媒体仿真实验可多次重复模拟实验过程,再现物理现象,而且能变小为大、变动为静、变快为慢、变连续为定格,使许多看不见摸不着的变成有形、有声、有色,变说不清为一目了然,这些不仅有助于学生对物理现象及状态的观察和分析,还有助于学生创造性思维的激发。各种仿真实验室软件,可以很好地虚拟出各种各样仿真实验室,让学生用虚拟仪器进行实验虚拟。通过虚拟实验和仿真实验,给学生提供一个自由的、自组织学习的空间和培养设计、创新能力的良好环境。比如,在学习电学方面的实验时,可让学生自己在虚拟仿真实验室设计一个用于抢答题的电路,要求:不论哪一个组按开关,电铃都能发出声音,而且指示灯会告诉主持人是第几组按的开关,进行电路模拟仿真,培养学生的创新能力。因此,数字化实验有利于学生建立起完整的物理情景,帮助学生获得直接经验,直接感知物理规律,有助于培养学生的创新能力。

总之,通过实验的科学探究、实验设计、制作小实验、运用数字化实验等方面可以培养学生的创新能力。

还可以开展一些创新思路的课外实验活动:如举办物理实验专题讲座,观看实验录像,参观工厂等,了解物理实验在生产中的作用。另外还可对由优秀生组成的实验研究小组,要有计划地开展创新课题研究活动,如研制教具、制备或制作有实用价值小东西或装置,举办设计实验比赛、实验创新成果展览、参与实验课题研究、家庭物理实验研究活动、撰写实验论文等。让学生深入研究他们周围的物理现象,不断地发展他们的实验创新能力,以适应未来社会的发展需求。

参考文献

1.张志勇.创新教育――中国教育范式的转型[M].山东教育出版社,2004年7月

2.张志坚.浅论初中物理实验教学与学生创新能力的培养[J].教学仪器与实验.第22卷.2006年第1期

3.肖道发.中学物理教学改革刍议[J].江西教育科研,2000年09期

4.黄传霞.一个实验探究题的多种设计方案[J].中学课程辅导(初二版).2005年04期

5.于兰.一组与鸡蛋有关的物理小实验[J].物理教师.第25卷.2004年11期

篇6

关键词 浙江省；高校期刊；学术影响力；提升对策 

中图分类号G2 

文献标识码A 

文章编号1674-6708（2016）157-0039-03 

1 浙江省高校学术期刊概况 

根据浙江省教育厅有关部门统计，浙江省现有高校共76所。其中本科院校28所，高等专科学校2所，高职院校43所，新筹建学校3所。浙江省高校有学术期刊90多种，包括公开和非公开出版的学报有近70种（含一所高校学报的不同版别），其中普通高校学报主办的有50种。全省学报中属于教育部主管的有6种，即浙江大学的理、工、农、医、人文社科、英文6种版本）、省教育厅主管的有23种，省级及其他部门主管的21种。在职员工为274人，平均每刊为5. 48人。有高职职称的178人，刊均3. 56人，高级职称人数占刊社编辑人员的65%。办刊经费有42种学报均为校方拨款来维持其正常出刊，全省平均每种学报每年经费约为17万元。 

浙江省高校学术期刊已有一些在国际上具有一定影响力。据2013年统计数据，我省118种科技期刊中，目前sci（包括SCIE）收录的有7种，EI收录的有4种，如：《浙江大学学报英文版A辑：应用物理与工程》（SCI、EI）、《浙江大学学报（工学版）》（SCI、EI）、《浙江大学学报英文版B辑：生物医学与生物技术》（SCI）、《国际肝胆胰疾病杂志（英文）》（SCI）、《世界儿科杂志》（SCI）、《水处理技术》（SCI）、《高校应用数学学报B辑》（SCI-E）、《高校化学工程学报》（EI）、《浙江大学学报（理学版）》（EI）。 

也有一些高校学术期刊在国内具有一定的竞争力。如《浙江大学学报（英文版）A辑>荣获“第二届中国出版政府奖期刊奖”，并和《国际肝胆胰杂志（英文版）》入选2014中国最具国际影响力学术期刊，《浙江大学学报（英文）A辑》入选2013中国百强科技期刊名单；《浙江大学学报（英文）A辑》《浙江大学学报（工学版）》等入选中国最具国际影响力学术期刊。《浙江大学学报（英文版）A辑》在中国科协、财政部、教育部、国家新闻出版广电总局、中国科学院和中国工程院六部委2013年实施的“中国科技期刊国际影响力提升项目”中，获得了A类基金资助。浙江大学附属浙一医院的《国际肝胆胰杂志（英文版）》与浙江大学儿童医学的《儿童临床与基础（英文版）》入选D类资助。《浙江大学学报（农业与生命科学版）》曾被评为国家百种重点期刊。 

2 浙江省高校学术期刊近年影响因子 

浙江省的高校学术期刊中，除浙江大学系列学报外，大量的是地方普通高校学报和地方职业技术学院学报，地方职业技术学院学报多以季刊为主。与重点大学相比，普通高校的学报学术水平相对不是很高，从表1浙江省一些高校学报2014年的测评指标可见，其扩展影响因子大于0.7的都是国内和我省的重点高校学报，如《浙江大学（农业生命科学版）》《浙江农林大学学报>《浙江大学学报（医学版）》《浙江工业大学学报>，绝大部分学报的扩展影响因子小于0.5，没有一本中文高校学报影响因子大于1的。这可能与教育系统现行学术质量评价体系有关，许多高校为了提升学校的知名度和影响力，纷纷出台科研绩效考核办法，重奖在国际上或在SCI、EI等收录的论文，而在普通高校学报上发表的论文，其科研业绩分很低甚至为0。许多部门还制订内部期刊等级目录，其结果使大量的优质稿源外流，严重地影响了地方普通高校学报的论文质量和学术水平。 

浙江省职业技术学院学报在普通高校学报中约占20%。职业技术学院与普通高校相比，其科学研究能力相对薄弱，但职业技术学院目前已成为我国高等教育的重要组成部分，正从规模发展向内涵式发展迈进。由于职业技术学院办学报其整体实力相对较弱，提升发展空间有限，如与相对可比的我省普通高校《浙江科技学院学报》相比，其职业技术学院学报的各项被引指标均相对较低（表2）。因此寻找一条提升我省职业技术学院学报整体质量的路径就显得非常必要。 

浙江省高校学报主编大多具有博士学位，占统计期刊数的60%，多以兼职为主，专职办刊的只占22%。有16种学报被不同类型的国外数据库收录，国内三大核心期刊（中国科学引文数据库、中文核心期刊要目总览、中国科技核心期刊）都列入的大多是浙江大学系列学报。可见浙江省地方普通高校学报在全国的影响力不高，缺乏学术竞争力。 

3 浙江省高校学术期刊影响力提升对策 

3.1 创建浙江省高校期刊出版联盟 

随着出版体制改革的推进，浙江省高校期刊也面临着新一轮的改革。2011年2月入选教育部“名刊工程”的近20家综合性学报联合创办了“中国高校系列专业期刊”，采取网络虚拟重组模式，迈出了专业化、集约化和数字化发展的步伐。浙江省现有高校学报58种，如以浙江大学为领头羊，在自愿平等、友好协商的原则下率先在我省本科院校中创建“浙江省高校期刊联盟”，建立一种各自独立、平等协作、资源共享、从而率先在我省迈出专业化、集约化和数字化发展的步伐，这对我省科技期刊的进一步繁荣发展具有推动意义，如下所述。 

1）建立统一规范的期刊联盟数字化平台，通过期刊联盟网站平台对各学报信息统一进行规范并在网站上做好宣传。各期刊编辑通过平台可以共享审稿专家库，针对稿件内容选择合适的审稿专家。还可通过数字平台，供每个读者免费阅读和下载联盟内各期刊的论文，实现期刊的开放获取。 

2）创建“期刊联盟”可打破校域界限、集中各高校科研优势，瞄准精品期刊、数字出版、集团化出版等科技期刊的发展趋势和新动向，组织培训，开展国际交流。通过联盟平台、网络推送等新型手段，强化传播效果，推动科技期刊的信息化与国际化，从而不断提高我省高校学术期刊的权威性和竞争力。　3）有利于集中资源优势，申请相关课题并寻求合作，以保障期刊联盟的长远发展，不断扩大联盟影响力，提高联盟内期刊的社会效益和经济效益。 

3.2 切实提高职业技术学院学报的质量 

浙江省职业技术学院学报在普通高校学报中约占15%。职业技术学院与普通高校相比，起步较晚，最早的创刊于2000年，最晚的是2003年，有9种是公开出版的，还有一批非公开出版，其科学研究能力相对薄弱，个性化栏目不多，固定栏目的名称、主要栏目的发稿量等同质化竞争较严重。目前，党和政府对各级职业技术学院的发展极为重视，职业技术学院正成为我国高等教育的重要组成部分，并从规模发展向内涵式发展迈进。办好职业技术学院学报，已成为为职校教师提供科研与学术交流平台，加快科研成果转化速度，扩大高职院校的影响面，提升办学质量、人才培养、科研水平的有效渠道。由于职业技术学院办学报其整体实力相对较弱，因此探索一条提升我省职业技术学院学报整体质量的路径就显得非常必要。可以尝试在我省职业技术院校间有条件地开展学报间的合作，形成合力，扩大各职业技术院校的学术交流平台，提升学报的学术质量。例如： 

1）由两所或多所学科相近的院校共同发起，通过学院间行政式的合同或备忘录进行合作，开展各学报之间的协作，进行栏目的重组，学报栏目的设置要配合学校的专业建设，优化整合，开设重点栏目和个性化的特色栏目，实行稿源互相推荐和流通，避免同质化严重现象。 

2）由第三方机构，如省教育厅或新闻出版广电局报刊处对各非公开出版的职业技术学院学报的质量进行认定和评价，确认相互间的互认资质。 

3）各院校的教师可在互认的学报，在课题申报、职称评定等相互认可。从而吸引优质稿源，提升学报的学术质量。口13.3注重组稿，提升高校学术期刊的影响力 

3.3.1 以基金论文为主，突出“学术”二字 

高校是科研基金论文产生的主要场所之一，高校学术期刊要关注和跟踪校内的重要课题和科研成果，积极发挥编委的作用，努力将这些科研基金论文和科研成果吸引到本校学报发表。因为基金论文多是科研团队共同努力的结果，往往观点新颖、方法科学、结果可靠、结论正确，具有被引用、推广和应用价值。好的基金论文多会引起该学科的巨大反响，从而提升学报的影响力。 

3.3.2 关注被引频次，体现其学术地位 

高校学报中的综述性论文往往被引频次最高，可见对其提升学报的影响力具有重要作用。综述性论文是作者对一定时期范围内某一学科领域的有关文献进行系统归纳分析、系统论述并提出自己观点的综述性论文，具有特定主题、高质量、权威性、经验性和指导性功能。科研人员在研究过程中，往往需要关注该领域的热点和前沿动态，了解进展。因此，相对于其它类型的论文，综述性论文具有更大的影响力并获得更多的引证。 

3.3.3 跟踪课题进展，多发首创性论文 

学术期刊的编委对期刊的发展起着决定性的重要作用。学报编委往往由学科领域的权威专家、学科带头人组成，编委除了在决定出版方针、报道重点，以及撰稿、审稿、组稿、荐稿等方面发挥重要作用外，还可帮助搞好期刊协办工作，组织学术活动等。这对提高期刊学术质量、增强期刊竞争力具有重要意义。编委对其自身的刊物有更高的忠诚度与关注度，是刊物被高引用的基本保证。科研院所、重点高校具有高质量科研成果产出的条件支撑，要跟踪这些部门的课题进展和科研人员的动向，搞好联谊，增进感情，吸引博士生导师、国家级人才计划、重点实验室主任、学科带头人的原创性实验论文，以提高学报的国内、国际的知名度和影响力。如《国际肝胆胰疾病杂志》创刊至今，对策划、选题、组稿已建立自己一整套思路和做法，如：召开执行编委定稿会议，选定每期的重点号，有的放矢进行选题策划；跟踪学术研究进展，根据相关领域最新动态和研究方向选题、组稿和约稿；根据主编的意图和编委的引导组稿等，使期刊的学术质量不断提高。 

3.3.4 搞好学术交流活动，提高学报的社会影响力 

高校资源丰富，拥有较多的知名专家、学者，并且大多数高校与国外院校合作密切，所以高校学报要充分利用这些优秀资源，举办高层次的学术交流活动，如论坛、峰会和国际性学术会议。在国外，期刊与会议结合十分密切，很多高层次的学术交流都是由各大期刊发起。学术会议能促进知识传播，各种会展能带动科技向产业转化，从而提升学报的社会影响力。 

篇7

关键词：切削原理与刀具；实践教学；工程意识

作者简介：张立军（1977-），男，山东平阴人，中国石油大学（华东）机电工程学院，副教授；李小朋（1978-），男，山东菏泽人，中国石油大学（华东）机电工程学院，副教授。（山东 青岛 266580）

基金项目：本文系山东省高等学校教学改革项目（项目编号：2009159）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0182-02

实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台，[1]是培养现代应用型、创新型人才的重要途径。[2]

“切削原理与刀具”是研究金属切削变形过程及规律，探索刀具在实际生产中的应用的一门技术科学，也是机械设计制造及其自动化专业的一门主干课程，具有很强的实践性和综合性。[3]要求学生通过对金属切削过程中的切削变形、切削力、切削热及切削温度、刀具磨损、磨削基本原理、刀具切削角度对切削过程的影响等基本理论的学习，掌握刀具材料选择、刀具几何形状设计、合理切削用量拟订、专用刀具设计等基本技能，为后续的“金属切削机床”、“机械制造工艺学”等课程学习和课程设计、毕业设计等实践学习提供必要的基础知识。通过近年来的教学实践发现，实践教学是教学过程中最薄弱的环节，主要存在以下问题：一是由于实践设备和场地不够，实践教学条件跟不上。二是实践教学与理论教学脱节，主要原因是实践教师与理论课教师教学内容不匹配。三是实践教学的考核难以执行，没有量化考核指标。四是对实践教学的重要性认识不够，学生也感到不能将理论知识很好地融入到实验中。为此，提出从完善实践教学体系、改善实践教学条件与环境、推行全新实践教学模式等三个方面对“切削原理与刀具”实践教学改革进行探索，全方位地培养学生的实践能力和创新精神。

一、完善实践教学体系

实践教学体系是保证和贯彻实践教学内容实施与发展的重要内容，通常分为实践教学目标体系、实践教学内容体系、实践教学管理体系、实践教学保障体系和实践教学评价体系等五部分，如图1所示。

实践教学对学生能力和综合素质的培养尤为重要。在充分论证的基础上，“切削原理与刀具”形成了课堂模拟实践、实验室教学、产学研综合实践等环节构成的实践教学体系。

1.课堂模拟实践

针对“切削原理与刀具”课程自身特点，有针对性地在每个章节中凝练出1～2个特色鲜明、学科交叉、操作性强、便于理解、有新颖的知识点，通过小组讨论和现场辩论，充分调动学生的积极性和开创性，为其提供自由提问与主动讨论问题的平台。如陶瓷刀具材料的应用实践。陶瓷刀具具有高硬度、耐磨性以及高的化学稳定性等特点，其成分是Al2O3。提出利用铝热反应在油管内壁生成陶瓷的想法，以此制造出陶瓷内衬防腐抗磨油管。这将陶瓷刀具材料本身的特点与工程实际有机结合起来，激发了学生利用已有多学科知识创新新事物的动力。

2.实验室教学

通过购置一些新的实验仪器和设备，学生可以在专用的“切削原理与刀具”实验室开展相关实验。实验教学指导采用以理论课主讲教师为主，实验中心教师为辅的教学模式，有针对性地开展能够锻炼学生动手能力的实验，有些实验要求学生必须亲自搭建试验台，亲自编程才能完成，避免出现一个学生负责动手、其他学生只观看的情形。

在实验教学手段方面，采用多种类型实验并举，而又以综合性、设计性、综合设计性和开放性实验为重点的方式，促进学生综合素质的提高和注重学生创新能力的培养。依据“切削原理与刀具”课程的特点，某些实验需配备多媒体，在实验指导过程中，配合可视化的音影材料供学生参考学习，加强教学效果。在教师的指导上，有些实验采取集中讲解和个别指导相结合的方式；对于设计性实验而言，采取师生面对面探讨的形式。

3.产学研综合实践

一是利用教师承接企业的项目，让部分学生参与项目活动，使学生在学习期间就能接触到本行业的新技术、新技能，锻炼其处理生产现场实际问题的能力，提高其质量意识和品质意识，培养学生综合应用能力。二是鼓励学生自己积极申报各级各类大学生创新创业训练项目，主动参加各种竞赛活动。为了鼓励和加强学生学习本课程的兴趣，每年都在“切削原理及刀具”中为学生准备可操作性的题目参加不同类型的技能大赛，如大学生机械创新设计大赛、工程训练综合能力竞赛、机电产品创新设计竞赛、结构设计竞赛等，很多学生获得了优异成绩。

二、改善实践教学条件与环境

1.加强实验室软硬件建设

通过申请教学科研经费，“切削原理与刀具”实验环境无论在硬件还是在软件上都得到了明显改善，教学设备得到了更新换代，教学环境舒适优雅，可以进行车刀几何角度测量、车刀刃磨、切削力的测量、切削温度的测量、塑性金属切削变形、刀具磨损等多个实验。另外，还把计算机仿真技术应用到实验室的建设上来，通过将虚拟仿真与实物教学结合，解决了很多实际中无法完成的实验科目。

2.扩展实践教学基地

实践教学基地建设是高等学校教育教学工作的重要组成部分，是实践教学环节的重要内容，也是高校必备的办学条件之一。目前，除了学校已有的固定实习基点外，又联系了校外一家区内企业为“切削原理与刀具”课程提供临时实践教学，学生可以亲自操作，如车削工件等。加强实践教学基地建设，既可以充实实践教学内容，又培养了学生的工程意识。需要说明的是，加强实践教学基地建设必须遵循适合性原则、经济性原则、兴趣性原则和满足性原则，既要能满足学生实践教学的需要，以最少投资获取最大效益，又要以学生的兴趣为参照点，通过实践让学生获得满足感。因此，这也是制约当前很多高校轻视实践教学的重要原因。

3.大力推进实践教学教材建设

实践教学内容体系改革主要体现在教材建设上。大力推进实践教学教材建设也是实施分阶段递进式实践教学模式的核心。[4]为此，笔者编写了符合学生实际学习要求的“切削原理与刀具”实训教材，从教材的表现形式、教材体系、教材选材等方面进行了详细论述。在新编教材的选题上，既考虑了当前学科的优势和专业特色，又考虑到学科专业的长远发展和教学改革的需要，做到发挥优势、保证重点、形成特色、提高质量。

三、推行全新实践教学模式

1.借鉴“递进式”的实践教学模式

采取按能力层次划分的“递进式”的实践教学模式。按基本技能、专业技能和技术应用或综合技能三大模块构建。基本技能侧重操作性，专业技能注重技术应用性，技术应用或综合技能强调综合实践性，注重“产品”教学、创新制作和新技术应用。

结合社会培训机构成功的经验，推进“三个相结合”，即课堂实践、实验室教学、企业项目相结合，学生、教师、工程技术人员相结合，教学、科研、工程项目相结合。根据今后岗位的技能要求，指导实践教学，努力摸索出新的实践教学方法。“切削原理与刀具”实践教学已经探索出了这种教学模式，并取得了较好效果。

2.优化教学手段，提高教学效果

“切削原理与刀具”课程的内容大部分涉及空间三维实体和运动，如切屑变形的形成，刀具几何角度的改变对切削过程的影响，各种刀具的运动等。在实践教学过程中，充分运用三维动画、辅助录像、网络视频等现代教育技术手段，可以激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

“切削原理与刀具”课程通常安排在大三下学期或大四上学期，学生已经具有一定的分析问题和解决问题的能力，但实践表明，当给学生一个具体的实践类课题时，很多学生不知所措，没有解题思路。为此，“切削原理与刀具”课程在实践教学中，可以通过布置可操作性的小项目，鼓励学生利用校内图书馆资源和网络资源，查找资料和文献，促进其自主学习，并让他们上讲台讲述自己研究项目的体会，以进一步提高教学效果。

3.建立科学、完整的实践教学评价体系

建立科学、完整的实践教学评价体系，是重视实践教学，促进实践教学质量快速提高，加强宏观管理的主要手段。[5]“切削原理与刀具”课程采取多种考核形式并行的方式，依据实验内容和特点组织实验教学效果的考核ui测评，成绩依据不同权重在实验多个环节上体现。主要考核依据有：实验报告、实验中操作技能水平表现、实验课时纪律性、有否违章事故、开放实验纪律表现和实验结果等。每次实践都有实训报告或研究成果，由指导教师评定成绩并作好记载，按实践教学学时占总学时数的比例记入课程总成绩。

对学生参加实验、实习的各个实践教学环节的效果提出了严格要求，制定了综合实验能力考评方案，确定了考评内容与方法；提出了考评成绩的学分比重，通过笔试、口试、操作考试及实验论文等多种形式考评学生的综合实验能力。对于实习考核，通过实习报告、现场操作、理论考试、设计和答辩等形式进行，由学校实验室和校外实践基地联合考核，不仅要考核学生的素质和能力水平，而且要考核学生的工作实绩。

从教学改革上来说，实践教学的宗旨在于培养学生的创新精神和实践能力，这也是内化学生个体知识经验的重要途径。通过上述三个方面对“切削原理与刀具”课程教学过程进行改革，使课程内容更加具有实用性和针对性，突出学生工程意识的培养，能够满足企业对现代化技术应用型人才的需求。

参考文献：

[1]张琳琳，王莹，王洪艳.如何在高职教学中突出实践教学环节[J].辽宁高职学报，2010，12（11）：61-62.

[2]葛云，魏敏，王卫兵，等.《机械制造工艺学》实践教学改革的研究与探索[J].石河子大学学报（哲学社会科学版），2009，23（6）：93-94.

[3]陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具[M].北京：机械工业出版社，2006.