虚拟实验设计论文范文

导语：如何才能写好一篇虚拟实验设计论文，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。

篇1

1.弹性元件的虚拟模型根据导体材料的应变电阻效应，电阻的相对变化与应变之间的关系。为了获得电桥输出与载荷的关系，需要构建弹性元件的数学模型。电阻式传感器的弹性元件结构有圆筒式、柱环式、悬梁式和轮辐式四种基本类型，各种不同的结构型式的弹性元件应变ε与载荷F的关系如下所示。（1）柱筒式弹性元件其中E为弹性模量，A为横截面积。（2）柱环式弹性元件其中R0为内环半径，b为柱环宽度，h为柱环厚度，E为弹性模量。（3）悬梁式弹性元件其中l为有效长度，b为悬梁宽度，h为悬梁厚度，E为弹性模量。（4）轮辐式弹性元件其中b为轮辐条厚度，h为轮辐条宽度，G为剪切模量。将四种弹性元件类型设计在一个子VI中，通过操作“弹性元件类型”下拉列表进行选择。

2.虚拟电桥模型电桥是目前常用的电阻式传感器测量电路，整个电桥电路由四个桥臂组成，当桥臂接入应变电阻时则成为应变电桥。当有一个臂被接入应变电阻时，被称为单臂电桥；两个臂被接入应变电阻时则为双臂电桥（也称半桥）；四个臂均被接入应变电阻时则称为全桥。在桥路中均未接入应变电阻时。

3.电阻属性和接桥方式设计前面板（如图1所示）上电桥部分的电阻属性分为固定电阻、应变电阻和平衡电阻三种，应变电阻的贴片方式分为受拉应力和受压应力。（1）电阻属性。图1中的电阻R1的属性只有两种：应变电阻和固定电阻。该属性通过操作“R1”设置开关进行选择。若R1为应变电阻属性，其阻值会随载荷F的增减而产生相应的ΔR1以及因温度变化产生的ΔR1t。电阻R2的属性与R1相同。通过操作“R2”设置开关可以选择R2的属性。若R2作为应变电阻，则会随载荷F的增减而产生相应的ΔR2以及因温度变化产生的ΔR2t。若操作“差动设置”开关，则可使R2的受力方式为受压应力，从而会随载荷F的增减而产生相应的-ΔR2以及因温度变化产生的ΔR2t。R3，R4需要参与调平电路的设计，因此接线也会相对复杂。通过操作“R3”和“R4”设置开关对该电阻进行属性操作。图中出现的Rr显示框为调零电路中的R5的右半部分与R6串联然后再与R3并联后的阻值。Rl显示框为R5的左半部分与R6串联后再与R4并联后的阻值。（2）接桥方式的设计。虚拟前面板上的电桥工作方式分别为：不工作、单臂工作，半桥工作和全电桥工作方式四大类型。对于半桥和全桥方式，其中应变片又分为差动和非差动两种布片方式。不工作方式指的是R1，R2，R3和R4都设置成固定电阻。该方式无论怎样施加外力，输出始终为零。单臂工作时将R1设置为应变电阻，R2、R3、R4设置为固定电阻。此时，按“R1”按钮，“R1”按钮变绿，图中应变电阻R1如果显示向上的箭头，表明该应变电阻受拉应力，对应电阻值增大；如果应变电阻R1显示向下的箭头，表明该应变电阻受压应力，对应电阻值减小。半桥非差动工作时，R1、R2设置为应变电阻，R3、R4设置为固定电阻。按下“R1”、“R2”两个按钮，两者均变绿表示接入工作臂，同时电阻R1、R2上的箭头方向一致，表示应变片受到相同性质的应力，此时电桥输出基本为零。半桥差动工作时，R1、R2设置为应变电阻，R3、R4设置为固定电阻。按下“R1”、“R2”两个按钮，两者均变绿表示接入工作臂，同时电阻R1显示向上箭头，R2显示向下的箭头，表示对应的应变片受到拉应力和压应力。全桥非差动工作时R1、R2、R3、R4属性均为应变电阻，此时，按下“R1”、“R2”、“R3”、“R4”按钮，均变为绿色。四个电阻上的箭头方向一致，表明四个电阻受相同性质的应力，此时电桥输出基本为零。全桥差动工作时，“R1”、“R3”电阻箭头向上，表示受拉应力；“R2”“R4”箭头向下，表示受压应力。

4.温度误差计算及补偿在讨论应变计的工作特性时通常是以温度恒定为前提的，但在实际应用过程中，工作温度可能会发生变化，从而导致应变电阻的阻值发生变化。设工作温度变化为Δt℃，则由此引起粘贴在试件上的应变电阻的相对变化为。将公式（11）代入公式（7）-（10），即可以计算出温度变化时的电桥输出，该输出即为温度误差。单臂工作时，采用补偿块法进行温度误差补偿，该方法利用两块参数相同的应变计R1、R2，R1贴于试件上并接入工作臂，R2贴于与试件材料相同温度环境的补偿块上，但该补偿块不参与机械应变，同时接入电桥相邻臂作为补偿臂。当接通电源并施加负载时，补偿臂产生的热输出与工作臂产生的热输出相同，则可达到温度误差补偿的目的。对于半桥差动和全桥差动工作方式，根据公式（10）的和差特性即能进行温度误差补偿。5.非线性误差计算及补偿公式（10）是对公式（9）进行线性化后的输出。对于单臂工作时，非线性误差可以通过在电路中加入补偿臂（该臂不受外加应力作用）。对于半桥差动和全桥差动工作方式，不需要外接补偿电路，因为差动工作方式具有很好的非线性补偿作用。

二、虚拟操作面板的设计

用LabVIEW软件开发虚拟仪器，用户能“量身定制”仪器的操作面板。本实验根据真实的电阻式传感器实验电路接线图作为虚拟仪器的操作面板，能直观地阐述电阻式传感器实验原理及操作方式，虚拟面板如图1所示，主要包括虚拟弹性元件选择、应变电阻布片方式选择、电桥接法选择、电桥调零模块、差动放大模块、直流电源模块。此外前面板还包括电阻、外力、温度的赋值等。

三、远程虚拟实验的演示步骤

电阻式传感器实验的远程操作分别由DataSocket技术与Web网络工具来实现。DataSocket技术以及网络化技术的结合使虚拟仪器的远程控制成为可能，可在若干计算机上对传感器虚拟实验进行操作及数据处理。这为传感器虚拟实验的互动教学提升了便捷性。电阻式传感器虚拟实验的远程操作过程如下：第一步，打开服务器网页。第二步，输入R1、R2、R3、R4的阻值。第三步，选择弹性元件类型。第四步，设置接桥和布片方式。第五步，打开电源开关。第六步，调节调零电位计，直至电桥近似达到初始平衡状态。第七步，点击“施力F”按钮。第八步，查看客户端网页，查看电桥输出曲线。第十步，点击服务器面板中的“复位键”，使所有选项、开关及输入数据均清零和初始化。第十一步，关闭电源开关。

四、结束语

篇2

[关键词]人体解剖学 实验教学 创新能力 临床应用

一、研究背景

实验教学是学生巩固和深化理论知识的重要途径，也是培养学生基本技能、发现和解决实际问题能力、自主学习能力、创新和临床思维能力的重要途径。目前，我国大多数医学院校的人体解剖学主要有《系统解剖学》和《局部解剖学》两门课程组成，实验课基本上还是按课程孤立设置，学生按照编好的实验指导书的要求，由教师指导下的学习模式，学生都是在“接受性学习”，缺乏“自主探究学习”，整个实验缺乏系统性、全面性以及创新性。因此，通过对原有的实验教学定位、教学理念、教学模式、教学方法和手段进行改革，对培养学生的临床应用能力、创新精神和创新能力等综合素质有着非常重要的意义。

二、教学模式的改革

我校五年制医学专业采用系统解剖学和局部解剖学分别在大一下学期和大二上学期完成的模式，我们初步尝试将原有的《系统解剖学》和局《部解剖学》实验进行整合，在前期系统解剖学验证性实验学习的基础上，加强综合性实验，增加设计性、创新性实验，由教师根据学生所学的知识和教学安排，分不同层次、由浅入深提出实验任务，学生自主选择综合性设计性和创新性的实验内容、确定实验步骤及注意事项、经老师审核后开始实验过程，并对实验结果进行分析判断、完成实验报告或实验论文的新模式。通过一系列的有系统、有计划的实验教学，使学生达到由理论知识到实践操作，再由实践操作到创新和临床思维能力的不断由量变到质变的转变。在时间安排上，课内课外并重，充分利用学生的课余时间，要求学生在课余时间完成部分标本制作的实验内容。另外，在基础知识的基础上对局部解剖学的部分实验进行独立的设计，改变原来的实验依托理论的模式，要求学生根据临床手术操作中遇到的问题进行设计，在尸体和标本上进行模拟手术，进一步加深学生对局部解剖学知识的理解。同时将现有的课堂教学、课外专题讲座、课程实验、课外第二课堂等实践形式向课外科技创新、科研训练（student research train，SRT）、大学生科技创新竞赛、新苗计划等活动延伸，不断丰富课内外一体化自主研学平台的内涵，使学生尽可能多的学做合一，扩大学生自主创新实践的内容，有效的启发学生的发散思维。推进学生的个性化发展和全面发展。人体解剖学实验教学就是要构建教与学为一体、理论教学与实践教学为一体、课内与课外教学为一体的实验教学模式。

三、教学内容改革

对现有的《系统解剖学》和《局部解剖学》的实验教学内容和课程体系进行改革，结合教学大纲和高等教育教学加强实践教学环节薄弱改革的需求，按照分层式实验教学的模式；增加实验内容和实验项目；增加实验的开放性，综合性、设计创新性的思维方式，对人体解剖学实验教学课程进行了改革。

1.拓展基础理论知识、基本技能训练实验层

在系统学习解剖学的基础理论知识的基础上，穿插讲解对尸体解剖的一般方法、解剖器械和操作方法、基本解剖方法、标本防腐固定法、血管灌注技术、淋巴管灌注方法等实验对学生进行解剖学实验技能训练。课堂并以学术讲座的形式向学生讲解解剖学科学研究方法，文献综述撰写，布置学生查阅文献，撰写文献综述。使学生掌握解剖学实验的基本知识、基本方法与基本技能，熟悉常用仪器的操作，培养学生观察、记录实验结果及整理、分析实验数据的能力。

2.以临床应用为导向的解剖学实验教学

将系统解剖学和局部解剖学内容相互穿插并与临床及其他相关基础学科结合起来。将实验课内容分为骨学、节学、下肢、上肢、头颈部、脊柱区、胸部、腹部、盆部与会阴、感官、中枢神经系统十一部分。在教学实施过程中，每一章节（如上肢、躯干、头颈部等）实验开始和结束都由教师进行15min的结合临床案例的前言和总结的讲座，使学生认识到解剖学在临床医学中的重要性及其如何与临床结合。以颈部为例，我们通过和临床医师及其他相关基础学科的教师一起讨论，把颈部的内容提炼成以下几个问题：（1）简述颈动脉鞘内结构的排列关系；（2）甲状腺切除术时，从皮肤切口到暴露甲状腺依次有哪些层次结构，术中需特别注意对哪些重要结构的处理，为什么？（3）气管切开术选择何部位，到达气管要经过哪些层次结构？（4）左、右喉返神经的来源和走向有何不同？（5）颈部皮神经的分支分布有何特点？颈部局部麻醉宜选在何处？（6）颈内静脉和锁骨下静脉有何结构特点和重要毗邻，对深静脉穿刺有何影响？上课时先由带教教师介绍甲状腺次全切除术手术步骤、手术中应注意事项，并发症及其处理措施，然后将问题一一列出。

3.以创新为导向的解剖学实验教学

该部分实验分为设计创新型实验教学和课外研究创新型实验两类。设计创新型实验教学由教师提出实验任务，学生独立实施过程，教师全程指导、启发和评价，使学生从科研选题、实验设计、实验操作、结果分析、文献查阅、论文撰写、报告与答辩等各个环节得到一次全面的创新能力和方法的训练。比如教师结合某些知识点或关键的实验技术，提供一些与临床联系较紧密且学生感兴趣的题目作为实验教学内容以供学生选择，让学生在第一、第二阶段已掌握的理论和的技能的基础上自主完成实验，并根据完成情况提交实验报告、实验作品或学术论文。

课外研究创新型实验主要形式为：给定有关题目；各种大学生科技活动；学生直接参与教师科研子课题等项目。让学生通过课外科技创新活动培养学生的创新精神、实践能力和临床思维意识，同时培养学生的团队精神、交流沟通能力和责任感。

四、教学方法与手段的改革

1.以学生为中心，实现自主实践为主的教学模式。将传统的实验指导书修改为由浅入深、由验证、综合再到设计创新的实验项目，充分调动学生学习的主动性。学生通过验证性实验掌握基本实验操作方法，学会正确查找资料，设计综合实验，正确记录观察实验结果，分析实验结果，对实验结果进一步作出判断、推理的能力；正确的通过查阅相关文献、书籍、工具书及其他信息源信息已解决临床应用中的问题的能力。同时借鉴借鉴PBL（problem based learning）改变传统的教学方式，在教学过程中根据进度安排临床病例讨论课，提供相应的病例设计问题和相关的参考书籍书目，让学生围绕病例，通过书籍杂志和网络、用解剖学知识解决问题。

2.运用现代化技术及先进的实验教学手段。对临床应用中的实际问题如常见病的手术治疗采用计算机虚拟技术、虚拟人、医学仿真技术等现代化实验信息技术手段，结合学校的BB平台、已经建好的人体解剖学PBL教学平台和人体形态学数字化教学平台，把虚拟实验、医学仿真实验和临床实践问题想结合起来，使实验教学与创新和临床应用接轨，可以有效提高学生的学习兴趣，刺激学生参与实验的积极性。将尸体上的实际操作和虚拟仿真、现场授课和多媒体课件、网络化远程互动和掌上智能式平板虚拟有机结合起来，充分利用网络、教学平台及各种实验教学媒体进行实验教学，激发学生学习兴趣，提高实验技术的临床应用性和常见手术操作的前瞻性，促进学生科学的临床思维方法与创新能力的结合。同时让学生了解先进的手术操作技术及其应用，拓宽知识面，培养他们的实验技能和科研能力。

3.课外开放实验。在开放性实验室里，学生可以在自己支配的时间内从事提前设计的，教师审核通过的实验，也可以完成课外的实验，以学生为中心，自主设计制作的人体解剖学标本制作大赛。开展“解剖学实践大赛”，学生根据自己兴趣，自愿参加，自由组合，设计方案，拟定操作步骤和程序，在教师和实验师指导下，完善方案，独立完成解剖学标本制作和实验报告。如学生制作阑尾炎手术的解剖学入路。

4.运用先进的实验教学考核方法。实验成绩采取平时成绩同实验报告和实验论文相结合的做法。鼓励学生实验中有创新。（1）实验报告为平时成绩，主要考察学生对实验结果的整理、分析、总结能力。此部分成绩约占总成绩的30%；（2）以实验考试、考核成绩反映学生对人体解剖学的基本理论、基本技能的掌握（考试、考核的内容除解剖、观察标本外，还应包括X光片、螺旋CT图片阅读及相关临床病例分析、讨论等）。此部分成绩约占40%；（3）学生设计方案及实施考核，主要考察学生创新意识、科学思维方式与实践能力。教师根据学生查阅文献情况、实验设计水平、实验方案的实施情况、以及实验结果的分析能力和科研论文撰写情况综合评定实验成绩，此部分成绩占30%。

五、结语

人体解剖学实验教学是医学院校学生学习基础与临床课程桥梁的重要组成部分，是人才培养的重要基础环节，是学生巩固和深化医学基础理论知识的重要途径，也是培养学生基础技能、发现和解决临床应用问题能力、自主学习能力、创新能力的重要途径。因此我们非常重视实验、实践教学环节，从实验教学理念、教学内容、教学方法和手段等多方面进行改革，保证实验教学适应新形势下对人才培养的总体要求，不断对实验教学进行改革，提高实验教学的质量和水平。

篇3

【关键词】趣味性;虚拟实验;设计;层次;情境

【中图分类号】G40―057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2009)10―0134―04

一 引言

从目前虚拟实验的研究来看,多数局限在研究虚拟实验的开发、虚拟实验的优缺点以及虚拟实验的教学模式等问题上,而对虚拟实验如何与学习者建立情感上的交流,从而激发学习者的学习兴趣、增强学习者的求知欲望等问题上,关注的较少,这也正是虚拟实验教学效果优劣的关键因素之一。例如中学物理电学实验要求学生掌握电学的基本元器件和连接方法,互联网上相关的虚拟实验大多可以实现元器件的识别和绘制电路图这些基本功能,然而这些虚拟实验仅仅是对教学内容的呈现,并没有创设与之相关的情境和任务,缺乏与学习者的情感交流,在交互行为上也较为复杂,导致了学习者对该类虚拟实验不感兴趣、没有好奇心,很容易产生厌烦、急躁和排斥情绪,学习效果大打折扣。爱因斯坦曾说过:“兴趣是最好的老师”。兴趣是求知的巨大动力、发明创造的源泉。对于正处于学习厌倦期的青少年来说,学习兴趣对他们知识的掌握、能力的发展乃至才能的形成都有巨大影响。因此,虚拟实验如何能更有趣味性、更能激发学习者的求知欲望是非常值得研究的,构建这类虚拟实验即“趣味性”虚拟实验具有一定现实意义。

二 “趣味性”虚拟实验设计的三个层次

“趣味性”虚拟实验通过创设虚拟情境,优化学习者学习的外部条件,能激发学习者的学习兴趣,但还要保证学习者在学习过程中全身心投入、避免产生厌烦情绪。“趣味性”虚拟实验的设计应从情感、表现和行为三个层次把握(如图1),每一个层次在虚拟实验中发挥的作用不同,每一层次也需要不同的设计风格。

1 情感层次――结合实际问题创设虚拟情境的设计

情境教学是指在教学过程中,教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的生动具体的场景,以引起学生一定的态度体验,从而达到对教材的深入理解和熟练把握。“趣味性”虚拟实验借鉴了情境教学的理念,将教学目的、教学内容同实际问题联系起来,创设能引起学生态度体验的虚拟情境。对于实际问题,学生看得见,摸得着,有的亲身经历过,当学生在学习过程中遇到这些问题时,他们都跃跃欲试,想学以致用。结合实际问题创设虚拟情境,学生置身其中,身临其境,触景生情,能激发学生的情感体验,调动学生的积极性,使学习由被动变为主动,学生由旁观者变为参与者,发挥了学生的最大潜能。此外,在创设的情境中,要体现具有一定挑战性的任务,根据学生完成任务的情况,给予相应的奖励与惩罚,有助于提高学习的内在吸引力,使学习更有意义。

2 表现层次――恰当地运用多媒体元素的界面设计

多媒体技术对教育的发展起着巨大的推动作用,并逐步影响着教学手段、教学方式的变化和教学观念的更新。“趣味性”虚拟实验不仅是对现实世界的模拟,更是在创设一个有益于激发学生兴趣和探究欲望,并引起学生思维和想象的环境。这种环境的创设离不开多媒体元素,一方面多媒体元素形象鲜明,画面逼真,形象直观,可以真实的再现现实世界中的景物,很容易将学习者带入情境中,进而激发学生兴趣,有利于学习活动的持续进行;另一方面将图片、声音、视频等多媒体元素加入到“趣味性”虚拟实验中来,对学生的感官起到一定得刺激作用,使枯燥的学习变得生动活泼。

在“趣味性”虚拟实验中运用多媒体元素要恰如其分,必须注意“度”的问题。例如有些虚拟实验设计者会在角落里放一个活泼生动的小动物,这虽然可以激发学习者的学习兴趣,但同时也分散了学生的注意力,很容易产生负面影响。因此,“趣味性”虚拟实验中的多媒体元素要和主题息息相关,慎重选择,合理运用。

3 行为层次――操作简捷、适时准确的交互设计

心理学研究表明:人的认知心理虽然有求新求变的特点,但在完成具体任务时却要求越简单越好,即认知负荷越轻越好[1]。“趣味性”虚拟实验在提高中小学生的学习效果方面更为明显,由于他们的计算机水平、思维能力有限,根据认知负荷理论,对于控制虚拟物体的设计方面,要在能体现真实行为的前提下,控制方式越简捷越好,过于复杂的控制方式往往会增加学习者的认知负载,从而降低学习者的学习动机甚至放弃学习。而且,对于学习者容易出现疑问、错误的地方和学习结果要给予适时准确的提示和反馈,适时、准确、人性化的提示和反馈信息能对学习者进行鼓励和引导,提高其学习的自信心并激发其进一步学习的欲望。

三 “趣味性”虚拟实验的设计流程

按照“趣味性”虚拟实验设计的三个层次,同时借鉴电脑游戏故事情节、环境设置和角色控制三个要素及教育性原则,将“趣味性”虚拟实验的设计分为教学分析、情境创设、界面设计、交互设计和测试五个环节,这五个环节相互影响,层层递进,逐步细化,其中情境创设、界面设计和交互设计三个环节同“趣味性”虚拟实验设计的三个层次相互照应,是构建“趣味性”虚拟实验的关键(如图2)。下面结合“认识人民币”虚拟实验来具体分析“趣味性”虚拟实验的设计流程、实现方法以及注意事项。

1 教学分析

为了保证“趣味性”虚拟实验的教育性和科学性,首先要运用教学系统设计的理论进行需求分析、教学内容分析、教学目标分析和学习者分析,明确构建虚拟实验的必要性、所要解决的问题及达到的程度。

“认识人民币”是小学一年级数学课本中的教学内容。小学生的好奇心强、自制力差、思维水平较低,对学习有一定的厌烦心理。“认识人民币”这一教学内容是在学习者初步的生活经验基础上对人民币进行的系统学习。经调查发现,在讲授该教学内容时存在两个问题:①学生的学习积极性不高、注意力不集中;②部分学生虽能掌握“一元=10角,一角=10分”这一知识点,但对换毕、取币、购物等问题始终模糊不清。针对这些问题有必要开发虚拟实验,以提高学习者的学习动机,进而更好的掌握“认识人民币”这一知识点及其应用。

2 情境创设

德国教育家第斯多惠说:“教育的艺术不在于传播的本领,而在于激励、唤醒和鼓舞”。教学情境的创设正是激励、唤醒和鼓舞学生的一种教学手段。在“趣味性”虚拟实验中创设教学情境应遵循以下原则:①真实性:所设情境必须符合学生学习的认知规律,注重联系学生的现实生活,不能盲目创设。②形象性:形象的、具体的、感性的情境能有效的激发和刺激学生的想象和联想。③任务性:所创设情境需体现一定的任务,这样学习者的注意力容易稳定下来,也愿意围绕这一任务展开思考。

“趣味性”虚拟实验的特点是将人的学习与虚拟环境相统一、将抽象的知识和生动的情境相结合。结合教学分析,将“认识人民币”的教学内容划分为基础知识和模拟购物两个模块(如图3)。

基础知识模块包括识币、换毕和取币三个基本知识点,模拟购物模块用于创设“购买物品”的情境。学习者在完成基础知识后,进入购物模块,对基本知识进行巩固、提高和应用。购物模块的设计具体分为情节、挑战和帮助三个部分:

(1) 情节:在“虚拟商店”中设置了食品、动物和用品三类商品,教师(即实验说明)要求学生到虚拟商店购买若干种物品,并说明相应的惩罚与奖励措施。

(2) 挑战:在模拟购物模块中设置了生命值和时间,随着时间的推移生命值逐渐降低,当生命值为零或时间耗尽时,系统自动退出该模块。学习者若正确购买所选物品,回馈一定的生命值,并随机奖励玩具、鲜花等,反之,则惩罚臭鸡蛋或炸弹,根据学习者奖励和惩罚所获得的分数,进行英雄榜排名。学习者可以通过“查看成绩”模块查看排名情况。

(3) 帮助:为学习者提供学习方面的支持与帮助。学习者在虚拟实验学习中遇到困难时,如不知某个物品该付多少钱,通过寻求帮助系统会给出正确的答案,每个学习者共有三次使用帮助的机会。

人都有力求成功的天性,在创设了这样的情境后,以任务和排名为诱因,一方面激发了学习者学习的积极性和主动性,另一方面也有利于学习者对所学知识的深入理解,顺利的实现了知识的迁移和应用。学习者在娱乐的同时,也收获了知识。

3 界面设计

学习者与虚拟实验的一切操作都是通过界面进行的,界面设计的好坏直接影响着学习者的学习兴趣和学习效果。虚拟实验的界面设计包括风格和布局两方面,风格是指虚拟实验的整体形象给学习者的综合感受,包括虚拟实验的色彩、字体、标志等诸多内容;布局是指虚拟实验的分块结构,功能元素的尺寸位置,涉及的内容有结构、标题、导航等。风格独特、美观大方的界面会对学习者的学习产生激励作用,否则,就会使学习者感到单调、乏味。“趣味性”虚拟实验的应用对象主要是中小学生,其风格应体现学科特性与卡通风格,一般以暖色调为主,布局要注意尽量避免界面元素过于复杂,遵循合理、清晰、简捷、层次分明的原则,让学习者在使用时有一个愉快的心情。“认识人民币”趣味性虚拟实验的界面设计如图4所示,实验的整体风格为暖色调,根据不同的场景选择不同的色彩合理搭配,根据不同情况灵活运用文字、符号、声音、图片、动画等多媒体信息,从视听方面加大对学习者的刺激,给学习者带来享受,促进其对学习内容的理解和掌握。实验的导航包括实验说明、基础知识、模拟购物、查看成绩、帮助文档和退出程序几个模块,模拟购物模块具体又分为商店页面、付款页面、购买成功或失败页面三个小部分,整体清晰直观、简便易用。

4 交互设计

在“趣味性”虚拟实验中,交互不仅是学习者同虚拟实验之间的信息交流,也是虚拟情境展开的手段。“趣味性”虚拟实验中的交互设计包括控制虚拟物体和呈现提示与反馈信息两个方面:

(1) 虚拟物体的控制

虚拟物体的控制是指学习者操作虚拟物体的方式。“趣味性”虚拟实验控制物体的方式有多种,如键盘、鼠标点击、鼠标双击、鼠标滑过、鼠标拖动、鼠标右键等。采样哪种控制方式,应根据实验本身的特点、功能、创设的情境以及技术实现,遵循方便、易懂、合理的原则,要尽量与真实实验控制方式相近或有明显的操作提示。鼠标操作能实现的尽量不使用键盘,鼠标点击能实现的不用双击,而且对于同一类物体要采用相同的控制方式,如控制物体A采用鼠标拖动的方式,控制同类物体B也要采用这种方式,否则二者的操作行为不一致,很容易使学习者产生混乱、不适应。在“认识人民币”趣味性虚拟实验中,选择虚拟物体的行为采用了鼠标滑过和点击两种方式,当鼠标滑时虚拟物体变大并呈现价钱和名称信息(图5A),当鼠标点击后,进入购买页面,可以进行付款操作;对付款的操作采用鼠标拖动的方式,学习者将钱币从位置A拖动到位置B时,即可完成操作,采用这种方式简便、实用,可以降低学习者的认知负载(图5B)。

(2) 提示和反馈信息的呈现

提示和反馈信息是虚拟实验的主要构成元素。提示信息出现在操作动作之前,用以对学习者未来的操作进行引导;反馈信息出现在操作动作之后,用以对当前操作的确定或对错误予以纠正,让学习者及时了解自身状况[2]。在“趣味性”虚拟实验中,主要是针对重难点、学习结果以及学习者可能出现疑问的地方提供适当的提示和反馈。运用提示和反馈信息必须及时准确,能够给学习者针对性的指导,任何的滞后和延时都会给学习者带来思维中断、兴趣转移甚至是厌烦心理的产生;此外提示和反馈信息尽量要人性化,语言要有感彩,尽量以鼓励性的语言来调控学习者的情绪、注意力等,从而促进学习者保持最佳学习状态。在“认识人民币”趣味性虚拟实验中,当学习者选择物品或付款之后,系统都会给出提示信息,以便学习者确认或取消操作;在付款操作之后,若学习者所付金额和物品价格相等,系统给出购买成功反馈并奖励鲜花或玩具,对学习者进行鼓励,见图5(C);若学习者所付金额和物品价格不等,系统给出购买失败的反馈,并告知二者的差距,以便学习者及时纠正自己的错误。

5 测试与

测试是指在“趣味性”虚拟实验完成后进行的整体功能、性能、稳定性的调试和优化,如不同场景之间色彩搭配、交互和链接的可用性、是否存在断点等问题。是将整个虚拟实验程序打包,以便在服务器或单机上运行,可以根据实际情况选择不同的格式,本文开发的“认识人民币”趣味性虚拟实验最终为HTML格式。

四 结语

学习兴趣是保证教学有效性最重要的因素之一。“趣味性”虚拟实验在传统虚拟实验构建的基础上,充分发挥了多媒体技术和虚拟现实技术的优势,以激发学习者兴趣、提高学习动机为主线,将实际问题和教学内容有机结合,创设虚拟情境,界面设计和交互设计围绕虚拟情境展开,给学生创造了一个愉快、轻松、和谐的学习环境,有利于学习者深入理解教学内容,使学习变得更有意义。

参考文献

篇4

1对象与方法

1.1研究对象

齐齐哈尔医学院2005级预防、管理专业本科生。将所有同学分为2组,其中实验班33人,对照班24人。

1.2研究方法

1.2.1教学改革的实施基础理论教学时数为50学时,同一老师,同一授课方式,从而保证2个班的同学所学的统计学理论知识是完全一样的。在分组的实验课上,对照班采用传统的做题练习,并结合理论知识讲授。实验班则以公开发表的科研论文作为案例,采用案例讲授,根据对论文中的实验设计方案、数据分析方法的讨论,来提高学生解决科研工作中实际问题的能力。

1.2.2考核本学期授课结束后,由教师统一命题,对试验班和对照班的学生进行包括卫生统计学基础理论知识和统计方法应用2个方面的考核,以检测学习效果。试卷由教研室全体教师进行集体评阅。

1.2.3统计分析对数据采用“均数±标准差”形式表达,组间比较采用独立样本的t检验。所有统计方法应用SPSS19.0实现。

2结果

(1)试验班和对照班学生的基础理论知识考试成绩无明显差异(t=0.25,P＝0.8056),表明“案例”教学模式的教学法并不影响学生对基础知识、重点和难点的掌握,见表1。

(2)试验班和对照班学生在统计应用能力测试方面有明显差异(t=2.84,P＝0.0064),表明应用“案例”教学模式,在培养学生灵活应用统计理论,解决实际数据分析问题方面优于传统教学模式,见表2。

3讨论

3.1案例教学提高了学生的实际数据分析能力

研究结果显示,尽管案例教学模式和传统教学法在对学科的基础知识、重点和难点的掌握上没有明显区别(P＝0.8056),但案例教学即实验班的学生在灵活运用所掌握的统计理论知识来解决实际数据分析问题的能力明显强于对照班。因此,在实践性较强的卫生统计学教学中采用案例教学是切实可行的,有助于培养学生的科研思维方式和数据分析技巧,提高学生独立思考和解决问题的能力。

3.2案例教学提高了学生自学的能力

传统教学法使学生处于被动接受的地位,教师只重视将知识灌注给学生,忽视了学生的主观能动性。而案例教学则是以学生为中心,在案例的讨论中使学生能够自觉地获取知识,以解决遇到的问题,提高学生的自学能力。针对科研实例的讨论可以促进学生不断地思考,调动学生的学习积极性,充分发挥了学生的学习主体作用,大大提高了自学的能力。逐渐认为统计学其实是很实用、很有趣的一门课程[3]。

3.3案例讨论提高学生正确选择实验设计方法和统计分析方法的能力

针对当前统计学方法被误用、滥用现象严重的现状,尤其表现在医学期刊中统计分析错误较多的现状,这都是传统教学模式造成的结果。本次实验班在进行案例讨论的过程中,亦发现众多的期刊论文中存在实验设计或统计方法错误的情况,针对这些具体问题着重进行了讨论。从公开发表的医学论文中的各种错误实例进行讨论,使学生“虚拟地”置身于科研第一线,使学生感受了一个个活生生的科研实例,由于所讨论的内容均来自于实际科研工作,可以激发起学生积极思考与讨论的热情,通过个人分析和与他人讨论或辨析,对问题可以有比较全面、准确的理解并找出解决问题的基本途径和方法,培养了学生合理选择统计方法的能力[4]。从而可减少学生在未来从事实际科研工作中应用统计学方法中出现错误的概率,增强处理各种实际问题的能力。

3.4案例教学在实施过程中存在的问题

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【关键词】虚拟实验室 云计算 实验教学平台

1 现有虚拟实验室的特点

虚拟实验室的概念最初由麻省理工学院提出，发展至今，已经扩展到多个学科领域，成为高校实验教学的重要组成部分。在国外，虚拟实验已成功的应用于解剖教学、放射治疗定位、具有危险性的人体实验、化学虚拟现实系统等等。国内各专业教学系统和虚拟实验系统也逐渐增多。以我校为例，目前很多课程拥有自己的实验平台，如计算机网络实验、模拟医院信息管理、模拟药店、虚拟生化实验系统等。

各种各样的虚拟实验室在教学应用和管理方面的问题也逐渐凸显。主要体现在以下方面。从服务器端的情况看，服务器数量虽多，但差异大，硬件配置性能相差很大，有些托管在网络中心，有些由专业系部自己管理，资源较为分散且利用率低。从客户端的情况看，机房大多通过传统保护卡更新维护，日常管理维护工作量较大，不能满足快速变化的教学需求和实验要求。从实验教学本身来看，高校的实验教学对资源的要求有着显著的时间密集性和资源一致性的特点。在上课时间，大量学生统一访问和使用，而在没有课程的时候，教学资源又是大量闲置，造成高峰资源不足和低峰资源浪费的双重矛盾。

云计算技术是解决这些问题的一个可行方案，云计算将分散的计算、存储、网络资源集中起来，虚拟化成资源池，按需动态的为用户提供所需的资源，具有资源节约、服务能力强、资源动态化和使用动态化等方面的优势。

本文针对医学院校虚拟实验的软硬件要求，结合云计算技术，搭建了统一的实验管理平台，达到合理分配资源，提高资源利用率，以实现实验管理的灵活性，快速响应教学的变化。

2 实验平台整体架构

我们构建的虚拟实验平台是在云计算提供的服务基础上，增加用户层，工作过程是学生通过浏览器，连接到Web服务器，按照不同的学科，将不同实验构件进行组合，进入不同的实验场景，实现实验创建并完成实验。

实验平台的Web服务器连接组成一个内网，运行web服务、实验所需的各种软件和数据库。Web服务负责管理实验流程，响应客户端请求，控制实验节点完成各项实验功能，从数据库中读取实验场景、设备等信息，将操作日志和实验结果保存于数据库。同时，数据库中存有各科实验的参考资料，包括实验教材、指导书、参考代码、视频教程、动画等。客户端只需要普通PC机，通过浏览器登陆即可进行实验。平台整体框架如图1所示。

通过云计算提供的服务，可以在一台物理机上部署多台虚拟机，也可以在虚拟机上配置各种系统环境，安装不同的服务器和数据库软件，而不用面对物理机一台台进行环境的搭建。

3 平台的详细设计与构建

3.1 集智云桌面管理系统的部署

集智桌面云管理系统（ADS）利用虚拟技术和PAAS、SAAS技术，通过校园网将分布在不同地点的计算机进行整合统一，通过一台服务器实现对几百台电脑终端的管理集中化、部署智能化和更新维护自动化。

ADS系统可设置多个组，每组管理多个客户端。因此，我们在应用中，根据不同机房、不同硬件配置、不同软件环境、不同的虚拟实验用途、不同的专业课程要求等对各种类型的计算机采用分组管理策略。在磁盘管理中，ADS允许在服务器上为每个组创建一个与之对应的虚拟磁盘。在该虚拟磁盘上进行“分区规划、系统配置、还原方式、使用者行为管理策略”等创建一个磁盘模版。在进行部署时，我们直接将该模版复制到客户端本地硬盘，并在虚拟磁盘上设置该磁盘的管理策略，进行磁盘剩余空间的调配。

计算机系统部署时，客户端的系统部署与维护在后台自动运行，一切都在客户端正常使用中完成，无须停机停课进行系统部署维护，因而可以大幅度提升机房的日常运营维护效率。

3.2 实验平台网站

实验平台采用B/S模式，客户端通过浏览器登陆网站，进入相应的虚拟实验室，完成实验。网站的主要功能模块包括用户管理、虚拟实验室管理、虚拟实验管理及在线交流协作等。

网站允许用户通过浏览器远程访问服务器端的实验程序，服务器端接受浏览器端发送的实验请求，分析和处理实验参数，经过计算模拟将结果返回。有些课程的虚拟实验为了呈现动态交互，每一步命令执行都需要更新显示，这增加了网络的通信量，易导致过载。如果服务器只负责数据检索，计算和可视化都在浏览器端实现，易造成网页显示速度太慢。因此，均衡考虑，我们将网站设计为在服务器端进行数据检索和处理，可视化和交互在浏览器端完成，通过JavaScript脚本等实现。

3.3 用户单点登录

虚拟实验平台采用统一的用户认证机制，用户在单点登陆后，可以平台中无障碍的穿梭于各个虚拟实验室之间。单点登录的实现可以是以服务器为中心的单点登录、以客户端为中心的单点登录或客户/服务器模式的单点登录。单点登录常见的实现机制有基于经纪人的方式、基于人的方式、基于网关的方式、基于令牌的方式、基于人和经纪人的方式等。我们利用CAS开源软件，建立以服务器为中心的单点登录模型，将用户认证信息存储在身份认证服务器上，该信息用于验证用户身份的合法性，由服务器为应用生成唯一不可篡改的票据。

3.4 虚拟实验设计及运行

已有的虚拟实验，需要将其数据库迁移，通过Web服务提供数据存取。新的虚拟实验，实现流程分为建模和运行两步。建模的主要功能是建立虚拟实验模型，包括实验对象模型、实验流程、实验场景等，学科专业性较强。运行是基于预定义的实验模型，运行虚拟实验，存储实验结果，并对实验结果评分。这一步需要实验平台的支持。

虚拟实验运行的流程是：

（1）加载实验模型。学生登录系统，进入实验中，系统首先从虚拟实验模型数据库中，加载对应的实验模型。

（2）虚拟实验运行。虚拟实验引擎根据实验模型，渲染生成界面，展现给学生，并接收用户输入，驱动实验每个步骤，当实验完成时，保存实验结果。

（3）结果评分。学生完成实验室，系统给出实验评分。

4 结论

虚拟化和云计算技术从一开始就是面向应用的。本文结合虚拟实验教学的实际情况，提出了一个基于云计算的虚拟实验平台，利用桌面云系统，将各学科虚拟实验室联结起来，支持用户通过浏览器开展实验，从而使实验管理更为灵活高效，提高资源利用率。

参考文献

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[2]OlabarriagaS.D，GlatardT，De Boer， P.T，A Virtual Laboratory for Medical Image Analysis[J].Information Technology in Biomedicine， IEEE Transactions，2010.7.

[3]张宇，虚拟心脏解剖及电生理数学建模[J].浙江大学（博士学位论文），2009.4.

[4]梁亦龙，卢利平，范欢等.虚拟实验在生物化学实验教学中的应用[J].实验室科学，2012.4，15（2）.

[5]Armbrust M，Fox A，Griffith R，et al.Above the Clouds：A Berkeley View of Cloud Computing[R/OL]. UCBerkeley，RAD Laboratory，2009.

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一、生物化工工程的教学现状分析

传统的生物化工工程教学模式以《生化工程》课本为基础，仿照生物工艺流程的线性关系，主要描述从培养基灭菌到生物反应器及生物反应动力学直至发酵工程下游技术。从生物工程专业整个专业人才培养计划的学科教学大纲来看，其中的许多基础理论和《微生物工程工艺原理》、《酶工程》以及《生物工程设备》等课程都有不同程度的重复。这种重复知识点的讲授很容易让学生产生轻视情绪，降低学习热情。另外，生化工程涉及许多枯燥的公式推导，有时整堂课都是“公式复公式，公式何其多”，导致课堂氛围枯燥，学生思想疲惫，注意力涣散，经常无法达到预期的教学效果。

二、生物化工工程在生物工程专业课程体系中的位置

在整个专业课程体系中，生化工程的主要前修课程有微生物学、生物化学、物理化学、化工原理以及微生物工程工艺原理，生化工程本身又对后面的酶工程、生物工厂设计等专业课的学习起到铺垫的作用，可谓承上启下，至关重要。

三、生物化工工程课程教学改革

根据上述的分析，笔者对生物化工工程课程改革提出了以下见解：

1．教学内容的承流与革新

在实际教学过程中应时刻把握好教学核心问题：注重对工程意识的强化，并适当对教学内容做些调整，如弱化培养基灭菌的基础理论讲解，强化其中的动力学衡算过程，将细胞反应动力学中的基础原理并于《酶工程》与《微生物工程工艺原理》课程讲解，但对几种动力学模型的建立与应用则应当结合具体实例，加强学生对实际应用的兴趣和工程意识。另外，设立单独的生物化工工程综合实验l，让学生利用所学知识，切实感受到生物化工工程从物料准备中间发酵控制到下游处理获得发酵产品的完整过程，感受生物工程生产线的真实过程，使学生们能够巩固理论知识，增强理论联系实际的能力，并增强团队合作能力，提高专业实验设计与分析水平，并能够激发学生们的科研兴趣，增强专业信心。

2．教学方法的突破与创新

随着计算机及电子技术的进步，多媒体教学已经成为高校教育的主要方式之一，在与形形生物产品生物工艺联系紧密的生物工程类课程的授课过程中，多媒体教学更是能够发挥特长，灵活的展现生物工程高科技产品的生产过程，为学生们的视听带来新体验，激发学习积极陛。充分利用多媒体的信息再现、信息集成、交互、虚拟等多种功能，可以在授课过程中，穿插为学生播放一些生物工艺流程以及工厂的车间场景的图片；并可利用虚拟功能，虚拟工程场景，让学生自主的依据工程基本原理设计布置工厂；还可以播放一些工厂运转的视频，强化学生对工程化形成产品生产的认识。课堂教学应以学生为本，不要单一的仅仅采取讲授的填鸭式教学，可采用问题探究式教学，从Et常生活中的小问题引出专业问题，如由高压锅煲汤引出培养基灭菌，由豆豉的食用引出发酵的能量换算，努力引导学生进行探究发现的良好习惯，培养学生自发自觉的科研精神，有秩序有目的的组织教学内容，形成问题、选择问题、讨论问题、形成新的假设、实践与论证、如何获得结论，一步步启发引导学生的思维流动，带着自我探究来获得知识。

3．完善教学评价方法，改变考核方式

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摘要:分析了包装工程专业实验教学中存在的问题和不足，提出了改革和创新的内容和方向。其内容包括：建设一体化多层次的实验教学体系、加强实验室师资队伍建设、创新实验教学内容与考核方法和创建网络虚拟包装实验室。

关键词:包装工程；实验教学；虚拟包装实验室

1引言

实验教学是高等学校教学活动中的重要组成部分，在培养学生实践能力、分析和解决实际问题能力及严谨的科学态度方面，具有其他教学环节无法替代的作用。但是，传统的实验教学模式，已不能适应新世纪对人才培养的需要，大多数实验教学都不同程度地存在着问题[1-3]。东北林业大学包装工程专业自2001年开办以来这几年经过多次修订教学大纲和人才培养方案计划，调整专业课程体系和课程结构设置，逐渐适应了新形势下社会对包装工程专业教育体系和特色培养人才的要求，但像许多农林院校一样，我校包装工程专业在实验实践教学方面与成立较早的包装专业兄弟院校相比还存在许多亟待解决问题，还有许多需要改革的因素。

2包装工程专业实验教学现状分析

包装工程专业在理论教学基础上，重视实验环节，许多课程，如包装材料学、包装机械、包装工艺学、运输包装、包装测试、包装印刷等都分别开设了相应的实验，通过几年的实践，发现存在如下问题。

2.1实验室管理制度封闭

实验的开设一般依附于专业课程，学生实践的时间和机会有限，影响了学生创新实践能力的训练。

2.2实验室师资队伍自身问题

在一些新办包装工程的高校，由于我国包装学科自身培养的博士至今寥寥无几，所以引进的大部分是外专业的高学历教师。这些年青教师，从高校毕业后即进入高校从事教学，自身对包装的了解和理解都非常有限，包装方面的实践能力更是十分匮乏。由这样的教师去指导学生实践，其效果可想而知，极易形成“大糊涂教小糊涂”的局面，更谈不上“应用型”人才的培养了[4]。

2.3实验内容偏重于传统验证性实验

由于包装实验的特点基本都是按照相关国家或行业标准来进行实验操作，所以造成开设的绝大多数实验都是操作型实验，较少开设设计型实验或综合型实验。单纯以“验证、认识”理论原理为准则，造成学生只看现象，不注重本质；只强调结果，不看过程的状况；使学生难以真正完整设计或检验包装，学习处于被动状态[4]。

2.4实验教学模式单一

目前实验教学仍普遍采用传统的教学模式， 即形式单一而枯燥的“教师教、学生学”的模式。学生学习处于被动状态，只是对实验内容简单机械地模仿，学习积极性和主动性没有被调动和激发，没有达到培养和锻炼学生实践动手能力和创新能力的目的[5]。

3包装工程专业实验教学改革举措

为了达到高等教育的目的，培养具有创新精神和实践能力的学生，针对实验教学存在的问题，应采取以下措施进行实验教学改革。

3.1建设一体化多层次的实验教学体系

从总的包装工程创新人才培养目标出发，根据各院校包装专业的特点统筹安排实验内容，合理选择实验项目，合并内容重复或类似的实验项目。按照理论课程教学计划，构建由浅入深包含验证性实验、综合性实验和设计(创新)型实验的具有内在联系的、层次分明又形成一体化系统的全方位多层次的实验教学新体系。其中，验证性实验对理论课内容进行复现，以利学生对包装基础知识的掌握，如纸、软塑包装材料基本性能测试、包装机械原理等。综合性实验则侧重于某些理论知识的综合应用，将相互联系的实验重新整合成若干项综合性实验，要求学生综合利用所学知识解决实际问题，如跌落试验、冲击试验与包装材料缓冲性能评价相结合。设计性实验要求既具有综合性又有探索性和创新性，注重对学生创新思维和能力的培养提高。学生需在教师指导下独立完成从文献资料检索到试验方案设计、确定，到实验操作及结果分析的全过程，充分发挥学生的主观能动性和创造性。如液晶显示器包装设计，包括包装材料的选用、包装结构设计、包装性能试验及评价等全部由学生独立完成[5]。

3.2加强实验室师资队伍建设

建议包装工程专业实验室成立了由9名人员组成的实验室管理队伍。实验中心主任按一级学院规定竞争应聘上岗(须具有高级职称)。实验技术人员按我院“实验技术人员岗位聘任实施办法”进行公开招聘。中心的实验专职人员岗位与管理岗位结合，按照“强化岗位、按需设岗；淡化身份、择优聘任；按岗取酬、优劳优酬；效率优先”和坚持公开、公平和公正的原则，严格标准，合理流动，能上能下。随着中心使用效率的提高与实验内容的改革，同时也对实验技术人员提出了更高的要求。实验技术人员应聘上岗后，由原来只承担1~2门实验课相关工作，改要面对多课程、多种不同实验室的工作。为了能适应新的实验教学内容和实验教学岗位的需要，中心统一安排人员，杜绝一个学期都轮空工作现象。同时，组织实验技术人员定向参加几门课程的理论课学习与全程参加实验，并要求他们参加对口的学术讲座与参加对口培训，培养他们一专多能[6]。

3.3创新实验教学内容与考核方法

包装专业实验内容的选择应以加强基础技能、突出综合设计、培养创新能力为基本原则进行科学编排。在基本技能方面，既要强调必须掌握的内容，又要根据学生的能力、志趣和特长，按不同层次设计实验内容，引导学有余力、在该实验中有志趣的学生，向更高要求和难度进军，让其自我发挥并脱颖而出。在综合实验设计方面，根据现代化先进技术及课程设置情况，安排一些综合性强、实用性高、创造空间广的综合设计性题目，以培养和启迪学生的创新思维[7]。

制订新的实验操作考核体系，改变以往实验考核成绩按平时成绩记分的办法，以多种形式对教学总体效果进行综合考核评价，改革与完善学生实验考核方法和考评标准。现以实验多个环节制订考核标准，根据实验报告、实验操作技能、自行独立设计实验能力、教学实习等多方面情况综合考核，重点考核动手能力、综合分析问题的能力和创新能力。即实验平时成绩综合占25%，对全部实验过程、结果等进行考核，也对实验操作过程的规范性和课堂提问进行了考核；实验基本技能考核占40%，综合性设计实验占25%，实验课程论文和实验报告占10%[8-10]。

3.4创建网络虚拟包装实验室

由于包装工程学科的特殊性，包装工程实验室占地面积大，仪器设备昂贵，升级换代较快，设备生命周期内的利用率偏低。近几年，高校不断扩招，在校生人数迅速增长，实验室资源日趋紧张，除了满足学生教学需要，实验室还要承担科研、对外服务等任务，常有时间冲突，给试验安排带来很大的困难，所以问题尤其严峻。为解决上述问题，很多包装界人士献计献策，并取得了一定效果。随着互联网的蓬勃发展，信息传播速度急速增加，改变了人们生活的方方面面。包装工业也深受影响，有许多包装网站应运而生，而且对包装工业的发展起到了积极的推动作用。这就意味着把互联网技术应用于包装工程实验室，建立网络虚拟实验室成为一种趋势，用这种方法解决包装工程实验室所面临的问题成为一种可能。应用网络技术构建并设计虚拟包装工程实验室，体现了开放性、交互性、灵活性、共享性、高效性、自主性等原则。网络虚拟包装工程实验室的建立可以使在校学生对包装实验产生更加浓厚的兴趣，节约了资源，有利于提高科研的效率和效果[11-12]。

4结语

以包装专业实验教学模式改革为主题，以实验教学内容、方法和手段的改革为切入点，以提高学生综合素质、实践能力和培养创新精神为目标的包装高等教育实验教学体系改革已势在必行，这也是新时期国家、社会、时代对包装高等教育事业的要求。本文结合本校的实际情况对包装专业实验教学改革提出了一些建议，这些建议也许会对其他兄弟院校带来些启示。

参考文献：

[1] 卢杰，周廷美，张晓帆.包装工程专业实验教学体系改革模式探讨[J].包装工程，2008，29(10)：257-260.

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[3] 陈为旭.对包装专业实验教学与实验室建设的探讨[J].中国包装工业，1995(2)：28-30.

[4] 周建伟，高德，胡红艳，裴磊.包装工程专业实践教学体系改革初探[J]. 湖南工业大学学报(社会科学版)， 2009，14(5)：139-141.

[5] 刘志刚，张新昌，卢立新.实验教学与包装工程创新人才培养改革探索[J].无锡职业技术学院 学报，2009，8(1)：66-68.

[6] 伍国明.实验室体制创新与实验教学改革的探索[J]. 实验室研究与探索，2006，25(3)：380-382.

[7] 郭兴启，朱常香.农业院校生物学实验教学体系的构建[J]. 实验室研究与探索，2009，28(8)：141-144.

[8] 李海燕，赵汗青，高兴海，刘训涛.实验教学创新的研究与探索[J].实验室研究与探索，2009，28(8) ：115-117.

[9] 陈为旭.对包装专业实验教学与实验室建设的探讨[J].中国包装工业，1995(2) ：28-30.

[10] 王秀红.改革实验教学体系培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2009，28(8)：835-837.

篇8

关键词：实验教学；研究生；电气工程

作者简介：解璞（1977-），女，河北定州人，军械工程学院车辆与电气工程系，副教授；赵锦成（1962-），男，陕西西安人，军械工程学院车辆与电气工程系，教授。（河北 石家庄 050003）

基金项目：本文系军械工程学院教学研究课题（课题编号：Jxlx1382）的研究成果。

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0155-02

实验教学对于培养学生实践能力和创新能力具有不可替代的作用。[1]军械工程学院电气工程学科针对装备供电“安全、可靠、优质”的军事需求，围绕装备电气系统中电能的发、输、配、变、控、管、用等技术环节，以提高电气装备的性能和维修保障能力为目标，研究装备电气工程新理论、新技术和新方法，体现为机械与电气、强电与弱电、设备与系统相结合，技术内涵有别于民用电网，具有明显的军事特色和学科特色。本学科要求研究生除需熟悉电气工程学科的科学研究方法，具有独立获取新知识以及从事科学研究的能力，还应掌握较强的实验技能和解决实际问题的能力。

研究生的实践能力和创新能力是衡量研究生培养质量的重要指标。实验教学是电气工程学科教学的重要环节之一。然而，相比于课堂教学和学位论文研究，实验教学一直是研究生培养工作中亟待加强的环节。[2]重理论轻实践，致使大部分研究生理论水平很高，但动手能力和解决实际问题的能力欠缺。因此如何优化实验教学内容，丰富实验教学方法，打造实验教学平台，培养出综合性、创新型人才是实验教学的关键。

一、传统实验教学存在的主要问题

目前研究生的实验教学没得到足够重视，导致很多研究生实验课程变成了一种形式上的教育，成为研究生用来“混学分”的课程。究其原因，目前研究生实验教学主要存在以下不足之处。

1.实验内容设置欠合理

目前大多研究生实验沿用本科方式，依据理论教学的需要而设置，所开设实验中原理性、验证性的基本实验内容较多。由于受经费及现有实验条件的限制，针对装备电力系统发、输、配、变、用等各个环节电能的测量、调节、补偿、控制则只能部分地进行演示性实验，无法反映电力系统的动态环节，不同程度脱离工程实际和装备实际。另外，与研究生创新能力培养息息相关的综合性、设计性实验数量相对较少，实验内容趋简避繁，从而导致研究生只能进行低水平的重复实验，而缺乏对其创新性思维的培养。

2.实验教学方法不足

传统实验教学方法是教师在课堂上讲授实验内容、演示实验操作，再让学生在规定时间内按照固定实验步骤进行实验。这是一种灌输式的教学模式，比较局限与死板。研究生大多只是忙于完成实验内容，而对实验原理及实验过程中出现的问题没能进行独立而深入的思考。该教学模式严重制约了研究生的独立思考和解决实际问题的能力，无法达到应有的实验效果。

3.实验资源利用率低下

目前多数院校简单地按任务目标和所属部门划分实验室[3]，教学实验室基本不涉及科研工作，科研实验室很少顾及教学，人为地将教学与科研割裂开来，不利于实验室资源的充分利用。实验室开放不够，研究生很少有机会进入专业性更强、设备更先进的科研实验室进行综合性与研究性的实验。有些研究生导师会利用自己的课题经费购置或研制一些先进的实验设备，但出于对设备的保护，利用率低，很少为研究生实验教学所公用。

二、研究生实验教学改革中采取的措施

如何解决研究生实验教学过程存在的上述问题，充分利用实验教学提高电气工程研究生的创新能力？本文结合笔者在研究生实验课程教学中的体会，以及军械工程学院电气工程学科在研究生实验教学过程的实践经验，提出几点改革措施。

1.优化实验教学内容

实验内容的安排、选择及合理分配对实验教学是非常重要的。为此，我们根据电气工程学科不同层次、不同研究方向的研究生，由浅入深、由点到面，分层次优化实验教学内容。目前的实验内容主要分为：验证型实验设计型实验科研型实验。

验证型实验主要用于对研究生学员的基本实验技能进行培训。通过常规实验操作方法的培训，提高学员动手能力，为下一步进入论文阶段并顺利开展打下坚实的基础，每名研究生必须完成这一阶段的训练。

设计型实验主要培养研究生观察问题、分析问题及最终解决问题的能力。让研究生根据自己的专业研究方向设计具有综合性、典型性、开拓性和创新性的实验，由导师和任课教员共同指导学员查阅相关的参考资料，并对实验设计和实施给以指导和帮助。此类实验既锻炼研究生形象思维，又培养其逻辑思维，是促进研究生创新思维、创新意识和创新能力不断提高的有效途径，并可充分调动学员的创新意识和科学研究兴趣，为培养创新型人才打下良好的基础。通过综合实验的设计、实施、分析到完成实验任务，能更好地提高研究生的创新科研能力。

科研型实验是让研究生主动参与到科研实际。充分发挥学科优势，利用科研实验室资源和强大的科研队伍，与武器装备和科研课题接轨，将前瞻性、先进性的科研成果融入到实验教学环节中去，从而使研究生在进入做论文阶段之前熟悉各种专业设备并掌握现本学科中具有代表性的重要研究方法，了解和掌握现代最先进的技术思想，达到依托科研实践培养创新能力的目的，为研究生学员到部队任职打下坚实的基础。

实验教学内容改革要服从服务于人才培养的需要。军校研究生的培养，是为了适应军队建设和信息化条件下作战的需要，为我国国防现代化建设培养各级各类的自主创新人才。在进行实验教学内容优化时，必须在遵循本学科发展规律的前提下，针对武器装备建设和发展中面临的实际问题及研究生后续的课题，明确军事应用背景。

以本教研室的电气工程硕士点为例，该学科针对目前我军装备野战供电保障多采用内燃动力发电机供电而油料保障压力大、战场安全性低、制约军事意图实现等不足，为适应装备供电保障发展趋势，坚持自主创新，构建了风—光—柴混合能源互补供电系统。该微型供电示范系统填补了我军装备野战供电系统保障在混合能源互补供电领域的空白，并将此科研成果应用到研究生的实验教学中。目前依托该平台可开展混合能源互补供电组网、监控、分配、变换、防护等实验，使学员巩固理论知识，了解前沿动态，掌握实验方法，一方面为后续研究生学员开展新能源发电技术、实时智能控制器、新型蓄电池及其充/放电控制技术、混合能源互补供电能量管理与监控技术等方面的课题研究提供了基础和保障，另一方面也使实验课程的内容更加具体化，促进了课程教学内容改革和创新。

2.丰富实验教学方法

教学方法是实验教学的关键。研究生的培养目标是成为独立从事科研工作的个体，因此研究生的实验教学不能停留在传统的教条式层面上。

实验教学方法的改革就是要本着“学员为主，教员为辅”、“学员独立设计，教员重点辅导”的原则。在实验教学环节，有必要培养研究生的实验流程自行规划能力。比如对于验证型的实验，只给出实验节点要求，研究生则要按照自身的理解，自行设计实验步骤，并整理实验结果，甚至自行补充实验内容，进行创新性实验学习。在与研究生课题联系紧密的科研型实验中导师应尽量放手，让研究生充分发挥聪明才智，让实验教学成为一种探索、求知、求新的过程。

同时实验教学应贯穿于研究生培养的全过程，导师应及时根据研究生的课题进展情况，了解其实验中遇到的问题并给予指导或协助解决，让研究生少走弯路，提高效率，这也是一个教学相长的过程。通过这种研究式的实验，可以循序渐进地培养研究生独立分析解决问题的能力。

3.打造实验平台

实验平台是实验教学的保障。为弥补实际装备缺乏所造成的教学条件不足，利用科研资源优势改善研究生实验教学环境，解决实验教学对实际装备的依赖。我院电气工程学科依托军队“2110”装备野战电力支持实验室的建设，结合装备野战供电的发展趋势及需求，以“瞄准前沿、围绕目标、结合装备、强化特色”为发展目标相继搭建了军用电站装备综合技术保障、野战电力支持仿真、电能质量监测与控制3个特色鲜明并互为补充的实验系统。

（1）电力综合技术保障实验系统。该系统能培养电气工程研究生在装备野战电力支持方向的理论联系实际意识和基本实验技能，为电机学、电力系统分析、电气检测技术、供配电技术、电能质量分析与控制等专业课程学习提供了实验条件和良好的科研背景。

（2）野战电力支持仿真实验系统。该系统由1台高效专业服务器和6台台式计算机及显示设备和专业的电力支持仿真计算软件组成，该仿真系统可弥补实验技术的不足，提高研究进度，降低研究费用，具有灵活性、可重复性及安全性高的特点，研究生学员可在装备野战供电系统建模和稳态/暂态仿真分析计算，优化装备野战供电系统设计，提高系统的电能质量、控制运行系统的运行效率和安全稳定性等方向开展实验。

（3）电能质量监测与控制实验系统。该系统为开展负荷结构特性对电能质量的影响研究，实现了负载形式的典型、多样化，兼顾了实际和科研的需要。一方面配置了小型化的电机拖动、照明、变频调速电机、逆变装置等非线性、冲击性负荷，另一方面配置了电子负载、阻感负载等以便建立极端条件下的综合负荷模型，同时还具有国际先进水平的交/直流电压跌落模拟器，可模拟极端的电能质量问题。为研究生电能质量专业课程学习提供了实验条件，为硕士研究生的培养提供了科研环境手段。

目前该实验室面向研究生学员全面开放，共享及利用率较高，已能满足野战条件电能的产生、组网、分配、变换、监控和保障等方面的科学研究，可在更高的研究层次培养研究生创新能力。近三年来以实验室为背景，先后培养各类研究生12名，已毕业硕士研究生8名。实验室在建设中自主开发实现了部分功能，混合能源互补供电系统培养研究生3名，分别实现了混合能源互补供电系统的实时监控和铅酸蓄电池的虚拟测试；军用电站性能检测与测试分系统培养研究生3名，分别开展了军用电站电气参数检测及模块电源虚拟测试系统的研究；2名研究生则分别开展军用电站AVR检测诊断平台及逆变电源供电负荷适应性研究。把实际科研用的装置用于实验教学，使研究生在课程学习中就接触到课题了，这些设备就是下一步研究生做课题直接要用的设备，这些科研平台的设计、运行、实现方法都成为课题可借鉴的资料。这使研究生尽早接触到学科发展的前沿，拓展视野，并加强了研究生实践能力、创新能力的培养。

三、结语

几年来的实践证明，加强对研究生实验教学的改革，一方面加深了研究生对本学科理论知识的进一步理解和掌握，拓宽了知识面，另一方面也使他们学到了许多实验室工作的知识和技能，提高了实验动手能力、语言表达能力、组织教学的能力和理论联系实践的能力，培养了严谨的科学作风，促进了学业的进步。研究生教育要围绕学科特色优势，重视研究生扎实的实验基础、综合运用技能和创新思维的培养，同时还应优化实验教学内容，丰富实验教学方法，打造良好的实验平台，从而为实验教学提供良好的条件，进一步提高研究生实验教学效果，达到全面提升电气工程研究生综合素质的目标。

参考文献：

[1]邝溯琼，杨定新，陶利民.开放式研究生综合实验中心的探索与实践[J].实验室研究与探索，2012，31（3）：109-111.

[2]周爱华，唐玲.电气专业综合实验中心建设的构思[J].中国电力教育，2011，（33）：187-188.

[3]丁坚勇，饶凌平.加强大学生实验教学 培养电气工程高素质人才[J].中国电力教育，2007，（1）：111-113.

[4]潘再平，唐益民.加强电力电子技术和电机控制类课程实验教学[J].实验室研究与探索，2002，（1）：29-30.

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关键词：大学教学；物理实验；改革实践

Abstract：Thisarticlediscussesthenecessityofamultifacetreformintheteachingmaterials，methods，andenvironmentofcollegephysicsexperimentsandoftheestablishmentofanewteachingsystemcommensuratewithmodernscientificdevelopments.Thesewillhelpmeetstudentsdifferentneeds，motivatetheirinitiative，andenhancetheirquality.

Keywords：collegeteaching；physicsexperiment；reformpractice

从21世纪科技发展和对人才科学素质要求的角度考虑，物理实验教学的改革必须建立一种适合当代科技发展、有利于培养具有深厚的基础知识的创造性人才的教学新体系。教学内容应反映当代教育思想和高科技成果，教学方法和手段应改变过去的单一模式，建立多级开放实验室，满足不同层次的学生独立进行学习和研究的需求，采用CAI\，Internet网等现代教学手段，改善教学条件，形成多元化的教学环境，激发学生学习的主动性。

中国科技大学“理科实验教学培养学生创新思维创新能力的研究与实践”项目组，在认真研究了我国当前高等教育改革的趋势以及教学方法存在的主要弊端的基础上，对物理实验教学进行了系统的改革，并取得了初步成果。

一、发展教育技术，创新教学模式

教育资源的缺乏是长期困扰教学质量提高的难题，也是制约教学改革深化的瓶颈。时代的发展和科技的进步对教学提出的越来越高的要求，对学生创新思维和实践能力的培养需要一种趋向个性化的教学，需要比普通公共教学占用更多的教育技术、创新教育手段来解决。在这些方面，中国科技大学天文与应用物理系进行了多年的探索与研究，研究和开发了一批物理教学软件。其中，1996年他们在国际上首创开发出第一套仿真实验教学软件，1998年升级为Windows版本，其规模和虚拟技术水平得到进一步提高和完善，达到国际领先水平。1999年又推出了《大学物理虚拟实验》的Internet网远程教学系统，在国际和国内物理教学界产生了很大的影响，得到了广泛的应用和赞扬。它的意义主要体现在如下三个方面：(1)开创了物理实验教学的新模式，该成果利用计算机把实验设计、教学内容(包括理论教学)、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体，形成了一部可操作的、活的教科书，为物理实验改革提供了有力的工具，同时克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰，使实验教学在时间和空间上得到延伸；(2)为网络教育最难实现的远程实验教学开创了一种新的方法和途径；(3)开拓了CAI研究的新思路，带动了国内CAI的发展，同时为学校开创了新的教学模式。

1.实验理论教学与实验教学相结合。对有利于深化物理学概念，发现、总结规律并对规律本质做出解释的典型实验，通过仿真软件的虚拟实验环境用于教学中，将实验的方法引入新的概念和规律，把理论教学与实验教学有机地融为一体。对一些典型的知识点，通过CAI教学软件介绍它的应用。

2.利用CAI软件教学，开设“物理思想进化启迪”Seminar课程。按照物理学的发展，从机械观的兴起、场与相对论到量子观，针对物理概念的重大革新和在其中起过重要作用的著名实验为线索来探索物理学发展的规律、理论与实验的关系，以科学研究与技术创新的关系、培养学生的思维能力和科学素质。

3.在提高公共物理实验教学水平与质量，培养学生实践能力上，对一些难度高、操作复杂的实验，项目组采用虚拟实验、远程教学(在校园网上完成虚拟实验)与实际实验相结合的二段、二段式教学模式，使学生在课堂内独立完成实际实验。同时，合理配置教学资源。针对实验课量大质低的状况，在总学时不变的情况下，精简实验项目，整合实验教学内容。适当扩大设计性实验，综合性实验的单项实验安排5～8学时，大量的一般性实验通过仿真实验进行。通过上述努力，激发了学生的学习主动性和积极性，大大提高了实验教学的质量和水平。

二、以素质教育为目标，建立物理实验课程新体系

新实验课程的组成分为基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实验等，形成从低到高、从基础到前沿、从接受知识到培养综合能力，逐级提高的一、二、三级基础物理实验课程新体系。每一级物理实验大致用一个学期的时间完成，不同的级别标志着不同实验技能和科学思维水平。这样，基础物理实验课不再是课堂教学内容的简单重复和验证，也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来。使学生从较高起点上进入大学物理实验，逐级走向科学的高峰。

1.一级物理实验为普及性实验，主要包括基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等。涉及到力、热、电、光、近代物理各个学科，适合于理、工、文、商学院各专业学生的学习和基本训练。

2.二、三级物理实验逐步增加综合性实验和设计性实验的比例及难度，有利于激发学生的学习热情，使他们变被动学习为主动学习。以前由教师排好实验、准备好仪器、学生做现成实验的做法，变为在教师指导下自己设计方案完成实验，从而达到培养学生的综合思维和创造能力的目的。通过做设计实验，学生从成功与失败中受到训练，素质得到提高。

3.四级物理实验以科学小实践方式，围绕基础物理实验组织若干课题，以科研方式进行实验，培养学生的研究、开发应用能力。

在课程安排上，一级物理实验面向全校各学科专业学生开课，二、三级物理实验对理工类专业开课，四级物理实验为物理类各专业学生必修课、理科非物理类各专业学生选修课。)

三、注重实物实验的时代性与先进性，改革实验教学内容

物理实验必须与现代科学技术接轨，才能使现代科技成果渗透到传统的经典课程内容之中，也才能激发学生的学习热情。例如，在对全校工、商、文科学生一、二年级所开设的物理实验中，已涉及光谱技术、真空技术、磁共振技术、核物理技术、X光衍射的技术、光纤技术、传感器技术、光学信息处理技术等。开设这些项目是为了从物理实验的设计思想、实验方法、仪器的设计原理、结构及其应用等方面拓宽学生的知识面，培养他们的综合实验能力。

四、营造创新人才培养的多元化教学环境

目前中国科学技术大学开设的实验类型有公共必修实验、选修实验、仿真实验、远程网络实验、开放实验等。

1.利用现代教育技术开设“大学物理实验远程教学”

自开设远程网上物理实验教学以来，学生利用校园或Internet网对实验教学内容进行课前预习和课后复习，便于学生充分地学习和掌握实验教学的内容。通过开设网上虚拟物理实验选修课，学生可以根据自己的时间在任何地点自主地进行学习，这满足了不同层次学生的学习需求。

2.开设开放服务实验室

在每级物理实验中，开设开放服务实验室，它不仅在时间上对学生开放，而且在实验内容上也对学生开放。近两年开放实验的项目有：摆的运动规律及应用研究、电学仪器的设计与制作、光学仪器的设计与制作、波的特性研究、教学软件的设计与开发等。在开放服务实验室中，学生可利用实验室提供的设备自己设立题目，教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目，最后学生以小论文的形式在Seminar课中上台宣讲，讨论和总结成功和失败的原因、自己的创新点等。

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【关键词】 网络；课堂教学；自主学习

随着信息时代的到来，以计算机网络为核心的现代科学技术为我们提供了前所未有的机会和发展潜力。培养具有信息时代生存和发展能力的人也成为新的教育目标。要做到与时俱进，则要求教育工作者不断的更新教的观念和方法，改革学的环境和工具，采取新的教育手段，培养学生自主学习、探究学习和创新学习。传统的教育理念、方法和手段已严重束缚了学生的发展，表现出与现代教育要求的分歧。而网络环境为教学提供了丰富的信息资源和先进的教学手段，为学生提供了自主学习的时间和空间。学生在网络环境中处于一种积极的学习状态，其自主性、合作性和创造性得到最好的开发。依据经验我谈谈网络环境下生物教学的几点优势。

一、网络为生物教学提供了丰富的素材

从生物教学内容来看生物主要从微观和宏观两个方向来阐述生物的生命活动规律；从生物种类来看则主要讲述动、植物和微生物的生命活动规律。很多的内容单靠详实的语言、几幅挂图、几个静态的模型是很难表达的。学生反映生物内容抽象而枯燥，学习兴趣低。如何让这些内容变得具体、直观、生动有趣呢？这就要求有丰富的、高质量的素材来展示这些内容，创造内容的情境，激活学生的思维。丰富的网络信息资源为生物教学带来了形式多样的、图文并茂的、声色俱全的素材。如：文本资料、图片、声音、视频和动画等。只要我们打开电脑，点击相关网站，键入关键词，瞬息之间就有来自不同网站提供的信息置于眼前。例如讲解细胞时，只要在收索引擎中输入细胞两个字，按回车键，几秒钟后关于细胞的文字资料、图片、动画等信息就出现在屏幕上。丰富的素材拓宽了学生的视野，丰富了教学的内容。使微观的、抽象的内容宏观化、具体化。大大的降低了教学的难度，使学生易于掌握。

二、网络为生物的实验教学提供了虚拟的实验空间

生物是一门实验学科，很多的教学内容离不开实验，需要通过实验进行验证，通过实验对培养学生的兴趣、观察能力、科学的思维和动手能力有重要的影响。但实际生活中很多的实验受到设备、场地、实验材料和实验隐藏的危险性等条件的制约而不能完成，很多的理论因缺乏实验基础而显得苍白、空洞。网络环境为我们生物实验提供了一项强大的功能――虚拟现实。它是由多媒体技术和仿真技术相结合而生成的一种交互式环境。例如：利用三维动画模拟细胞的分裂和生长过程。使生物教学化难为易，化繁为简学生易于接受，乐于接受，同时也培养学生的创造力。

三、网络为学生自主学习、探究学习和创新学习提供了舞台

传统的教学中，教师是知识的传播者，是演讲者。学生往往是被动的听，是听众。书本是学生学习的世界；而网络环境下的教学新模式，教师是课程内容的设计者，学生学习的指导者和组织者。学生由被动的接受变为主动意义的建构者。世界成为学生学习的书本。很多的知识是学生通过上网收集信息，通过信息处理和加工以后获得的。例如：在学习“生态系统”时，通过布置学生上网收寻有关生态系统的资料，然后让学生归纳总结并进行交流。学生通过上网不仅获得不同生态系统的文字资料和图片，还获得与生态系统相关的知识如：目前生态系统的状况，遭到哪些因素的破坏，政府或有关部门采取哪些措施，如何改进等等。极大的丰富了学生的知识面，无形中还对学生进行了思想教育。

另外对同一课的教学可针对发展不同的学生进行分层次教学，让所有的学生都参与到学习中并各有所得。例如：对基础较弱的学生或学习有困难的学生注重知识的趣味性；对于基础一般的学生注重完成教学目标；对于基础较好的学生注重知识的延伸。教师通过把课题内容设计成不同层次的子课题让学生自主选择、自主探究、并自主完成预期目标。教师则进行辅导和点评。其次教师通过制作形式多样的课件让学生通过上机操作如：拼图、填图、连线、画图、实验设计、游戏、网上讨论、交流等。让学生通过操作过程可使学生获得成功的体验，合作的乐趣；同时培养了学生创新精神，加强了学生学习的主动性。

四、网络为开展生物的第二课堂提供了多样的形式