虚拟化学论文范文

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高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器，通过加热高锰酸钾制取氧气，利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的，实验仪器和药品的使用方法及注意事项，实验步骤、化学方程式的书写等内容，还要培养观察、分析能力和实践操作能力。

（二）《高锰酸钾制取氧气》的实验目的

（1）通过虚拟实验中的文本展示工具，使学习者了解实验目的、原理和方法。

（2）通过对虚拟实验的操作，掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序，能够动手制取氧气。

（3）通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制，加深对实验的认知和理解。

（三）《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计

学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端，进入Secondlife虚拟环境，通过以下流程完成整个虚拟实验。

（1）准备阶段：学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。

（2）实验阶段：学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图，完成实验仪器的装置；点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。

（3）评价反馈阶段：教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价，并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。

二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计

本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。

（一）实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成

虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成，供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。

（二）交互系统设计

（1）人机交互设计：在实验中通过操作交互，学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中，利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等，能够较好地支持学习者的操作交互。

（2）交流工具：学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。

（三）支持工具设计

实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户，并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器；外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统（choicer、Quizchair）、学习记录系统（Tracker）、Web-Intercom，为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。

（四）特效设计

在Secondlife中，通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。

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论文摘 要：虚拟学习环境和数字图书馆的整合是近几年高校图书馆推行的新型服务模式。本文探讨了利用图书馆现有数字资源，实现数字图书馆与虚拟学习环境的整合。分析了数字图书馆与虚拟学习环境整合后对图书馆服务所起的作用和存在的问题，以及如何完善这些问题等。

1 数字图书馆与虚拟学习环境整合概述

数字图书馆与虚拟学习环境的整合是将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆的数字资源融合在一起。学生通过教学过程获取知识的方式和通过图书馆获取信息的方式均发生了巨大变化，导致了图书馆服务从传统服务向虚拟服务的扩展。

1.1 有利于图书馆服务角色的改变

图书馆的服务从传统对图书资料的开发利用，重视对教师课件资源和考卷资源的开发，到承担起利用元数据对其组织、描述、加工和整理的任务，将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆资源与服务融合在一起，并建立一个统一的信息访问平台。对来源各异、不同媒体的信息资源进行整合，利用统一的界面为读者提供一个一站式学习、无缝检索的数字化学习环境。

1.2 拓展了图书馆的服务模式

数字图书馆的建设是为了高效率利用图书馆资源，解决传统图书馆信息搜集、整理、加工服务过程中的局限性和低效率，以满足读者对图书馆信息资源的需求。与传统图书馆的服务相比，数字图书馆与虚拟学习环境的整合建立起了以数字图书馆为平台发展起来的虚拟服务、个性化服务、虚拟参考服务、网络导航服务。它包括：馆际互借与电子文献的传播、公共书目查询、数字资源全文的获取、在线阅读、用户培训课件等等。如：一个读者想续借、预约、馆际互借图书，这些都可以在网上通过图书馆网页得以完成。

1.3 有利于培养学生的学习能力

虚拟学习环境是在网络条件下产生的，它具有明显的特征：技术性、开放性、学习资源的丰富性及共享性、学习的自主性等等。数字图书馆与虚拟学习环境的整合可以满足不同读者的不同的学习需求。数字图书馆具有的便于储存、组织、检索、复制和传输等特点，使读者可以按照自己的意愿来进行，没有了条条框框的束缚。通过网络虚拟学习调动读者的感官认识，使其产生学习兴趣，并能变被动为主动。借助网络这个平台，大家在这种学习环境中，可以借助于各种先进的学习软件、工具和平台，对共同感兴趣的东西和学习过程中遇到的难题，进行自由交流、互动、讨论和协作，共享彼此的观点、思想、资源、知识、学习经验和集体智慧。不仅学习到了知识，而且获得了学习能力的提升。

1.4 有利于同学之间，学生与教师之间的交流

传统的教育方式是受教育者与施教者，两者之间根本不可能实现所有学生与教师之间的互动。虚拟学习环境下，教育不再是单纯的只在校园或者在教室内的行为模式，学生对教师的依赖性减少了。虽然虚拟学习环境中学生与教师在空间上是分离的，但他们通过电子邮件、语音聊天等诸多形式相互联系，甚至可以在网上组织学习小组。在这个学习环境中，他们可以很自由的和老师、同学进行在线交流，相互学习。学生可以向老师提出问题，寻求老师的帮助。老师也可以随时抽查学生作业，并对作业提出意见和要求。所以说虚拟学习环境更能启发学生的创造性、互动性。

2 数字图书馆与虚拟学习环境整合中存在的问题

2.1 技术层次低

虚拟学习环境依托于数字图书馆的发展，但数字图书馆涉及到图书馆本身结构的数字化以及管理程序、信息传递过程的数字化。它的形成必须依靠馆藏信息资源的信息数字化。数字图书馆是以数字化的形式，将文字、图像、声音、动画等多种形式的信息存储在光、磁等非纸质载体上，通过计算机和其它外部设备再现的信息资源。在发展过程中一些技术问题还不够完善。如：信息编码技术、通讯技术、服务器技术和用户接口技术等。这些技术问题涉及到资源的内容、结构，造成了读者下载资料困难。可获取的资源太少，因而不能真正提供“一站式”的服务。

2.2 资源有限

数字图书馆与虚拟学习环境的整合是为了让读者获取更多图书馆资源，为读者提供经数字化处理的多样化、全球共享的学习材料和学习对象。而在具体使用过程中，由于受到各种因素的制约，如：图书馆经费制约、传统图书馆的制约、知识产权等等，造成向读者提供资源有限。目前，高校馆藏数字化主要集中在学位论文、会议论文等电子资源(电子期刊、电子图书等)，对多媒体资源及网络资源收集加工比较少，对图片、音频、视频、光盘等类型的资源提供的检索途径比较少。

2.3 读者利用的效率不高

在虚拟学习环境中，数字化学习平台与图书馆管理系统的整合面临较大困难，如果不对他们进行整合，或者整合不合理，都会给读者造成极大的不便。目前国内许多图书馆资源与服务分布较散，一站式信息服务未能实现。一方面高校数字图书馆在资源整合过程中普遍存着数据缺乏规范，造成用户获取资料困难；另一方面图书馆资源内容采集不全，有些数据库的期刊在整合系统中没有收集。这些都是造成读者利用效率不高的重要原因。

3 加强数字图书馆与虚拟学习环境整合的举措

3.1 提高整合技术，完善整合后的系统功能

3.1.1 信息资源整合

信息资源的整合应以馆藏书目资源为核心，选择本校特色主题制作成独具特色的文献数据库或者专题数据库，对数目数据库、全文数据库和一些免费提供短期服务的数据库、自建数据库等多种载体进行全方位的提示与整合。对读者比较常用的资源，如电子期刊、电子图书、学位论文、会议论文等数字资源通过图书馆主页提供给读者。

3.1.2教师课件的整合

对全校优秀教师的教学方法、课程需要的资源等加以整合，以充实到虚拟学习环境中。

3.1.3 建立信息资源导航库

根据读者需求，搜索、选择、挖掘Internet中的信息资源，下载到本馆或本地网络中，经过分类、标引、组织，通过网络或其他方式提供给用户。

图书馆将这些整合出来的数字资源，通过一定的检索方法，如关键词、题名以及学科分类等检索点提供给读者。对数据库的检索界面应遵循简单、友好的原则。对于教师课件参考文献及教学参考书目与图书馆目录建立技术上的链接，达到虚拟学习环境和数字图书馆相融合的结合体。

3.2 加强读者信息检索技能的培训

对读者群的培训。从低年级的入馆教育到高年级的文献检索课的教育要分层次逐步开展，以达到即对学生进行培训，又对图书馆资源起到宣传作用。目前高校文献检索课还不普及，而且大都是选修课，参加的人数不多。为拓展图书馆的宣传力度，培养学生利用文献信息资源的主动性，应在全校范围内提高文献检索课教学力度，将文献检索课纳入必修的范畴，让文献信息检索知识成为学生走向社会后必不可少的知识点。

加强对读者检索能力的培训。培训内容包括具体的操作，如计算机检索、网络查询及网络通讯方法等方面。使光盘数据库、多媒体网络资源成为读者获取信息的主要渠道。

3.3 对读者信息需求的分析

3.3.1依赖心理

随着图书馆服务的更新，读者可以通过计算机、网络等技术查找他所需要资料。但读者还是希望通过一个界面能方便快捷的查找资料以及教学课件等。

3.3.2 求便心里

读者在利用虚拟学习环境时，倾向于手续简便、网络搜索引擎与入口提供单一的检索点。

3.3.3 求新心里

由于信息量大，更新快，读者在利用时希望获取的是最新的、经过筛选、具有高质量的资源与环境。

对读者信息需求的分析，是了解读者在虚拟学习环境中学习过程的一般需要，以便在虚拟学习环境的创建中更好地整合各种数字资源、教学资源，做到有的放矢。

3.4 馆员素质能力的提高

数字图书馆与虚拟学习环境的整合，改变了图书馆员原有的服务模式。如何改变传统的工作方法，需要进行一定的尝试。

3.4.1 改变工作模式

图书馆原有的工作主要是对图书馆购买的资源进行整理加工，然后提供给读者使用。现在要重视对教师的课件资源、学校优秀论文、学术动态进行收集、整理、描述和加工。使读者能够像利用图书馆资源一样很方便利用网络资源、教师的课件资源和与课程相关的参考资料。

3.4.2 改变服务模式

在虚拟学习环境中，学生的学习方式跨出了传统的课堂授课模式，学生的学习能力在这一环境中得到了培养和锻炼。图书馆的服务模式也由过去通过图书流通、阅览、咨询等实体服务而转向通过网络向读者提供形式多样的虚拟服务，图书馆员要主动参与，发挥图书馆信息资源优势。

虚拟学习环境是新兴的、不断发展的信息服务体系，教师、图书馆员和学生在这一学习环境过程中，将对数字图书馆和虚拟学习环境提出更多、更高的要求。

参考文献

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蝴蝶身上的鳞片多种多样，按照色彩原理来分，可以分成三类，一类称为“化学色”鳞片，一类叫做“结构色”鳞片，而第三类则是前二者的结合。古诗中提到“儿童急走追黄蝶，飞入菜花无处寻”，这些黄色的蝴蝶翅膀实际上就是由深浅不一的黄色鳞片组成，这些黄色鳞片含有黄蝶啶等物质，类似的还有产生红色的异黄蝶啶、胡萝卜素、产生黑色的黑色素，产生蓝色的胆色素等，这些通过化学物质着色的，便是化学色鳞片。有些蝴蝶色彩闪耀异常，以南美洲闪蝶类为例，它们的翅膀上有反光强烈的蓝色，这种蓝色实际上是由鳞片中的纳米级微观构造对光产生干涉作用后形成的。不仅闪蝶有这类鳞片，在中国广泛分布的大紫蛱蝶的翅膀上也有产生暗紫色光泽的结构色鳞片，翠凤蝶类的各种蝴蝶则在翅膀不同位置点缀着不同颜色的结构色鳞片。

蝴蝶翅膀的鳞片除了色彩各异，形态也变化多多，比如有些蝴蝶翅膀上的细碎白点，其实就是形如小手的鳞片。有些鳞片长着兔子耳朵，而有些鳞片边缘犬牙交错。最有意思的是一些中国高原地区生活的绢蝶，它们身上的鳞片又扁又圆，这会不会和寒冷的气候有关呢？蝴蝶不仅仅是玩转鳞片的画师，精美翅膀中还隐藏着它们在自然环境中的生存之道。

全新火山岛

2013年年底，日本小笠原诸岛的西之岛附近海域海底火山喷发，一座崭新的小岛诞生。隔了一段时间之后，日本海上保安厅派遣飞机探查该岛的情形时发现，由于火山熔岩填埋，该新岛面积居然比刚发现的时候又增加了50%。目前，有地震学家认为这是下一场强地震的征兆。

火星湖泊的新证据

“好奇号”火星地表探测器在一个干涸的淡水湖底部对岩石进行分析，发现其含有碳、氢、氧、氨与硫的蛛丝马迹，而这些元素极有可能为简单的微生物提供完美的生存环境。关于淡水湖，

“好奇号”虽然未能找到水，但发现了黏土矿物，而这或可证明曾经有河流汇入该湖泊。

触摸虚拟

麻省理工大学实验媒体小组Daniel Lelfhinger和SeanFollmer两位科学家坚信，可以通过某种手段让人得以触摸到电脑屏幕中的虚拟事物。在他们的导师石井裕教授的指导下，他们开发出了Inform——一台可以在实体环境中表达三维坐标的触控器。通过这样一台机器，就能以接近完美的方式展现屏幕中物体的触感。

“盖亚”升空

2013年12月19日，欧洲空间局的“盖亚探测器”通过俄罗斯“联盟”运载火箭，于南美洲的法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。“盖亚计划”是欧空局2000年以后的远期科学计划，将对超过10亿颗恒星完成观测任务。科学家预计，“盖亚”将会发现许多以前未被观测到的恒星，并有助于人类进一步了解暗物质与暗能量。

飞行摩托车

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数字图书馆与虚拟学习环境的整合是将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆的数字资源融合在一起。学生通过教学过程获取知识的方式和通过图书馆获取信息的方式均发生了巨大变化，导致了图书馆服务从传统服务向虚拟服务的扩展。

1 数字图书馆与虚拟学习环境整合概述

1.1 有利于图书馆服务角色的改变

图书馆的服务从传统对图书资料的开发利用，重视对教师课件资源和考卷资源的开发，到承担起利用元数据对其组织、描述、加工和整理的任务，将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆资源与服务融合在一起，并建立一个统一的信息访问平台。对来源各异、不同媒体的信息资源进行整合，利用统一的界面为读者提供一个一站式学习、无缝检索的数字化学习环境。

1.2 拓展了图书馆的服务模式

数字图书馆的建设是为了高效率利用图书馆资源，解决传统图书馆信息搜集、整理、加工服务过程中的局限性和低效率，以满足读者对图书馆信息资源的需求。与传统图书馆的服务相比，数字图书馆与虚拟学习环境的整合建立起了以数字图书馆为平台发展起来的虚拟服务、个性化服务、虚拟参考服务、网络导航服务。

1.3 有利于培养学生的学习能力

虚拟学习环境是在网络条件下产生的，它具有明显的特征：技术性、开放性、学习资源的丰富性及共享性、学习的自主性等等。数字图书馆与虚拟学习环境的整合可以满足不同读者的不同的学习需求。通过网络虚拟学习调动读者的感官认识，使其产生学习兴趣，并能变被动为主动。不仅学习到了知识，而且获得了学习能力的提升。

1.4 有利于同学之间，学生与教师之间的交流

传统的教育方式是受教育者与施教者，两者之间根本不可能实现所有学生与教师之间的互动。虚拟学习环境下，教育不再是单纯的只在校园或者在教室内的行为模式，学生对教师的依赖性减少了。学生可以向老师提出问题，寻求老师的帮助。老师也可以随时抽查学生作业，并对作业提出意见和要求。所以说虚拟学习环境更能启发学生的创造性、互动性。

2 数字图书馆与虚拟学习环境整合中存在的问题

2.1 技术层次低

虚拟学习环境依托于数字图书馆的发展，但数字图书馆涉及到图书馆本身结构的数字化以及管理程序、信息传递过程的数字化。它的形成必须依靠馆藏信息资源的信息数字化。数字图书馆是以数字化的形式，通过计算机和其它外部设备再现的信息资源。在发展过程中一些技术问题还不够完善，造成了读者下载资料困难。可获取的资源太少，因而不能真正提供“一站式”的服务。

2.2 资源有限

数字图书馆与虚拟学习环境的整合是为了让读者获取更多图书馆资源，为读者提供经数字化处理的多样化、全球共享的学习材料和学习对象。而在具体使用过程中，由于受到各种因素的制约，造成向读者提供资源有限。目前，高校馆藏数字化主要集中在学位论文、会议论文等电子资源（电子期刊、电子图书等），对多媒体资源及网络资源收集加工比较少，对图片、音频、视频、光盘等类型的资源提供的检索途径比较少。

2.3 读者利用的效率不高

目前国内许多图书馆资源与服务分布较散，一站式信息服务未能实现。一方面高校数字图书馆在资源整合过程中普遍存着数据缺乏规范，造成用户获取资料困难；另一方面图书馆资源内容采集不全，有些数据库的期刊在整合系统中没有收集。这些都是造成读者利用效率不高的重要原因。

3 加强数字图书馆与虚拟学习环境整合的举措

3.1 提高整合技术，完善整合后的系统功能

3.1.1 信息资源整合。信息资源的整合应以馆藏书目资源为核心，选择本校特色主题制作成独具特色的文献数据库或者专题数据库，对数目数据库、全文数据库和一些免费提供短期服务的数据库、自建数据库等多种载体进行全方位的提示与整合。对读者比较常用的资源，如电子期刊、电子图书、学位论文、会议论文等数字资源通过图书馆主页提供给读者。

3.1.2教师课件的整合。对全校优秀教师的教学方法、课程需要的资源等加以整合，以充实到虚拟学习环境中。

3.1.3 建立信息资源导航库 。根据读者需求，搜索、选择、挖掘Internet中的信息资源，下载到本馆或本地网络中，经过分类、标引、组织，通过网络或其他方式提供给用户。图书馆将这些整合出来的数字资源，通过一定的检索方法提供给读者。对于教师课件参考文献及教学参考书目与图书馆目录建立技术上的链接，达到虚拟学习环境和数字图书馆相融合的结合体。

3.2 加强读者信息检索技能的培训

对读者群的培训。从低年级的入馆教育到高年级的文献检索课的教育要分层次逐步开展，以达到即对学生进行培训，又对图书馆资源起到宣传作用。在全校范围内提高文献检索课教学力度，将文献检索课纳入必修的范畴，让文献信息检索知识成为学生走向社会后必不可少的知识点。

3.3 对读者信息需求的分析

3.3.1依赖心理。随着图书馆服务的更新，读者可以通过计算机、网络等技术查找他所需要资料。但读者还是希望通过一个界面能方便快捷的查找资料以及教学课件等。

3.3.2 求便心里。读者在利用虚拟学习环境时，倾向于手续简便、网络搜索引擎与入口提供单一的检索点。

3.3.3 求新心里。由于信息量大，更新快，读者在利用时希望获取的是最新的、经过筛选、具有高质量的资源与环境。

对读者信息需求的分析，是了解读者在虚拟学习环境中学习过程的一般需要，以便在虚拟学习环境的创建中更好地整合各种数字资源、教学资源，做到有的放矢。

虚拟学习环境是新兴的、不断发展的信息服务体系，教师、图书馆员和学生在这一学习环境过程中，将对数字图书馆和虚拟学习环境提出更多、更高的要求。

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中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：1000-8772（2016）06-0176-02

教学模式可视为教学要素结构和教学流程组合的一种方式，它以特定的教学理念为基础，并服务于特定的教学目的，是一个由教学目的、教学流程、教学功能和教学环境所构成的体系。翻转教学模式颠倒了知识传授与知识内化的顺序以及传统教学中的师生角色，重新规划了课堂教学时间的使用。其理论基础是发展区理论。这一理论认为，学生在课堂外通过视频自主学习，将学不懂的地方作为问题记下来，教师可以在课堂上集中讲解，这种讲解就讲在了学生的最近发展区，从而可以有效地促进学生发展，大大提高课堂的教学效率。互联网的普及和人工智能技术在教育领域的应用，使翻转教学模式变得可行和现实。通过互联网，学生很容易得到优质的多媒体学习资源，可以不完全依赖授课教师的课堂教学。因此，课堂教学的作用发生了变化，其更大的作用是帮助学生解决疑难问题，引导学生去运用知识。

翻转教学把原来的“先教后学、以教为主、以学为辅”的模式转变为“先学后教、以学为主、以教为辅”的模式，它是一种“从教学到学教”，是对传统教学模式的一种颠覆。这种模式的主要特点是：（1）从被动学习到主动学习；（2）从知识导向到问题导向。从课后复习消化课堂知识为主到课前自学提出问题为主；（3）充分利用互联网等现代通讯技术；（4）以学生为中心，尊重学生的个性化需求。翻转教学也是一种混合教学方式：学生学习的一部分是通过在线学习接收内容和讲座，且自主控制学习时间、地点、路线和进程；一部分是在教师监督和指导下的实体地点进行。由于学生减少了出席实体学校的面对面课程，这种教学模式非常适合实践环境多变和实习地点分散的毕业论文（设计）环节。因此，其应用并不只局限于课堂教学的改进，对毕业论文指导这类实践性较强的教学环节也有很大的借鉴参考意义。

一、加强问题导向，使论文选题更加贴合实际

毕业论文选题的来源多种多样。依据翻转教学模式的原理，毕业论文的关键是要以问题为导向，把问题摆到前面，让学生带着问题的眼光去寻找问题、发现问题、探究问题，才可能确定一个好的选题。具体而言，一个好的选题可以通过多种途径去发现。（1）实际和实践的途径。通过对现实事物和活动的认真调查、观察或亲身参与，以及凭借以往积累的有关知识和经验，从现象中发现问题所在。（2）大众传媒的途径。关注各种媒体传播的内容，可以找出一些热点问题或社会普遍关切的问题。（3）与人沟通的途径。与教师、领导、同伴、任务委托人等他人的沟通交流也是发现问题和碰撞思想的一个重要途径。（4）阅读文献的途径。这个途径可以说是从问题到问题。通过对别人研究的问题学习和思考，可能会产生新的问题和新的想法。

二、毕业论文指导应更加充分利用互联网技术和平台

互联网技术和平台多种多样，主要平台说明如下。

第一，短信群、微信圈、QQ群、微博和电子邮件等各种现代即时通讯技术。利用这些通讯工具，可以实现音、像、画、图等各种类型信息实时的双向和多向传递，不受时间空间限制，学生既可以得到教师的指导意见，也可以看到学生对问题的见解和分析。同时，这种指导与交流方式具有追溯回看功能，有助于更充分、深入地进行总结归纳。此外，利用这些虚拟网络，可以临时组成富有弹性的虚拟攻关小组，集中各方面的知识，通过更好的交流和协作能力去解决问题。

第二，扩大开放式指导。翻转教学的一个重要优势，就是通过互联网平台引进更多更广的外部优质教育资源，具有很强的开放性特征。对毕业论文指导来说，借鉴这一思路，可以加大引入社会人士、校外专业力量加入指导队伍，参与当面指导或远程网上指导，实现跨学校、跨地区的教学资源整合。甚至可以组建成立毕业论文指导专业协作组，以指导本学校学生为主，兼顾参与有协作关系的外校学生某部分某阶段的论文指导工作，形成交叉与复合的指导格局，从而更有效地激发学生创新思维，乃至创出特色，顺应现代社会发展的大潮流。

第三，导入不同论文选题涉及专业知识点的信息资源，帮助学生复习、回顾、巩固用到的知识。毕业论文也是大学所学知识的综合应用与全面复习。仿照翻转课堂教学，在毕业论文指导过程中可以建立专门网站，上传各种与毕业论文选题紧密相关的微课、慕课视频资源供学生在“干中学”。同时，可以链接一些相关文献、数据、统计资料资源，为毕业论文工作提供大数据支撑。第四，建立毕业论文专题论坛和分论坛。通过网上论坛，可以和展示各自的观点，分享与共享阶段报告、文献综述等，起到互相启发、思想碰撞的作用，实现扩大交流和扩大知识点的效果。

三、进一步增强个性化指导

翻转课堂的一个重要特点就是可以针对不同学生的不同特点组织教学，通过学生的自主学习和问题，发现学生的特征，并有针对性地进行教学。毕业论文同样如此，通过利用以上互联网技术和平台，指导教师可以发现学生有创意的、个性化的项目和问题，对其毕业论文进行引导和指导。为此，教师需要在针对学生个性进行指导方面做更多的精心设计。比如，对论文选题和不同学生进行分类指导，对学生在线情况进行统计跟踪，开发在线测试和评价等自动功能，以满足翻转教学模式下的毕业论文指导需要。总之，翻转教学模式下的毕业论文指导不同于传统意义上的毕业论文指导，它是综合性、全方位、基于实时信息和多向互动的指导。引入翻转教学模式的概念有助于改进和拓宽现有论文指导方式，缓解传统的全程面对面指导无法应对学生地点分散、师资资源不足等问题，特别是在毕业论文阶段，学生面临实习、应聘、考研等未来去向的重重压力，经常不能集中进行指导的问题。对毕业论文指导教学工作在组织和流程上的改变，既是有形的媒体和硬件的改进，也是教学理念和方法的创新。随着新技术在教育教学中的渗透和应用，数字化学习、移动课堂、电子书包、虚拟现实学习及游戏化学习等新的教学形态将发挥越来越大的作用，毕业论文指导也不例外，必须像翻转教学模式一样，采用与时俱进的新的教学理念进行变革。

参考文献：

[1]何朝阳,欧玉芳,曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示[J].高等工程教育研究,2014(3).

[2]毛姣艳.翻转课堂教学模式的优势与应用挑战[J].时代教育,2014(7).

[3]赵兴龙.翻转教学的先进性与局限性[J].中国教育学刊,2013(4).

[4]刘彬让.研究型农业大学本科人才培养体系的构建[J].高等农业教育,2009(11).

[5]刘彬让,李论.试论研究型农业大学教学方法的改革[J].高等农业教育,2010(7).

[6]张利荣.我国本科生学习现状的调查与分析——以武汉地区高校为例[J].国家教育行政学院学报,2012(4).

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中图分类号：O641-4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0204-01

结构化学是用量子力学原理和现代物理方法，从微观的角度来研究原子、分子和晶体微观结构及其结构与性能之间关系的学科。结构化学是现代化学的一个重要分支，其基本理论和基本内容是无机化学、有机化学等基础化学的重要理论基础。所以，通过结构化学课程的学习，不仅要让学生掌握结构化学的具体知识，而且还要让学生深刻理解“结构决定物性”这一基本原理。

近几年来，作者所在学校为贯彻“少而精、精而新”的原则，课程体系不断调整，各类课程教学学时数不断减少，在这种新形势下如何提高结构化学课程的教学质量成为教学管理工作者和教师首要解决的问题。作者结合多年从事结构化学课程教学积累的经验，重新优化了结构化学课程的课程体系和教学内容、在此基础上对教学方法进行了改革，旨在要使学生不仅学会从微观层次看问题，拓展思路，抓住问题本质，而且还要提升学生理论联系实际的能力，以利于素质教育和人才培养，更好地顺应社会需要。

1 优化课程内容体系

依据系统论对结构化学课程内容体系进行了进一步的优化、重组和精练。首先，删除原教材中陈旧落后的知识内容，增加新知识的内容。将原有的内容体系向环境、生命、材料、能源等科学领域适当地扩展，实现与现代化学理论前沿的密切接轨。其次，建立新的知识系统，优化知识结构，将知识点按物质系统层次重新组织，将知识点组成知识链、构成知识网。通过整合、精简、丰富、优化课程内容体系，实现对教学内容更深刻的理解，建立更完善的理论体系。

通过内容体系的优化，使教师和学生更加明确电子构型和几何构型是结构化学的两条主线；更加有利于结构化学量子理论和原子结构、化学键理论和分子结构、点阵理论和晶体结构三种理论和三类结构的讲授；更加有利于学生打好量子化学基础、对称性原理基础和结晶化学基础三方面的基础。

2 改革教学方式、方法

2.1 重视多媒体网络教学

掌握结构化学知识和原理不能脱离实验，借助于计算机技术，学生将能“走进”原子、分子和固体内部，探索微观世界的奥妙。计算机技术对结构化学的重要作用之一，就是把真实的微观世界中的抽象性在虚拟世界里具体化，显著改进教学效果，这也是结构化学多媒体网络教学的魅力。

在多媒体教学基础上，我们进一步实施网络教学，编写出适合于现代远程教育的网络课件，使结构化学多媒体教学和网络教学走向更为完美的境界。在教学模式上，进一步发挥学生为认知主体的作用，有利于学生自主安排学习时间和进度，能使学生得到最好的指导，及时获得最新知识。与此同时，我们进行了结构化学的教学平台建设，在教学平台中开设精典试题库、在线辅导答疑、仿真模拟实践等项目，为实现数字化学习和自主、探索性学习创造条件。

2.2 设置课程论文撰写环节

设置课程论文不仅可以让学生在搜寻研究对象、研究范围时，对以前的专业知识进行回顾和分析，还可以引发学生对化学知识、原理和现象进行思考。比如，我们设置的课程论文：三个著名实验—— 黑体辐射、光电效应与波尔原子光谱的思考。通过该课程论文的撰写可以让学生知道，既要掌握好传统知识，又要不为它所束缚，要从反常现象中产生新思维，开创新领域。通过“晶体结构”这部分传统内容的讲解我们设置的课程论文：准晶和非晶态材料的发展与应用。该课程论文可以使学生接触相关领域的最新知识，激发学生的学习热情和研究兴趣。

课程论文撰写环节的设置还可为学生毕业论文研究阶段所需要的逻辑思维和论文写作打下基础。当然，在指导学生进行课程论文研究时，不仅要讲授一般论文的写作格式，培养学生的逻辑思维，提高学生的书面表达能力，形成一般论文的写作规范；还要注意讲述一般科学研究的方法和步骤，科学工作者所应具备的科学道德，全面提升学生的科学素养。

2.3 成立科研兴趣小组

为了鼓励学生在结构护化学的学习过程中有一个思考与深化，接受与发展的时间流程。我们将有兴趣的同学组织在一起，成立科研兴趣小组，通过科学研究过程提高课堂教学的效果与质量。这种做法可以突破课堂教学时间和空间的束缚，让学生提出问题并设立课题进行研究，或让学生直接参与老师的科研课题（通常是将课题拆解成几个子课题）研究。具体做法：一是让学生就某一部分内容，通过查阅文献，尝试提出问题，老师确定具有可行性后，以学生科研项目的形式进行专门研究，教师适时给予专门性指导。二是将老师承担的科研课题进行拆解，拆分成几个相对独立的子课题，针对学生的各自特长分派给学生，在整个研究过程中，课题组的老师全程参与指导。这样的模式不仅有利于学生将课堂中学到的知识进行延伸并拓展，而且有利于激发学生的探索热情和求知的欲望，培养学生的团结合作的素养，提升学生的思维能力和创造能力。

2.4 教师科研成果引入课堂

大量的研究结果表明，教师的科研和教师的教学效果之间呈现出显著的相关性。作为一位高校教师，在开展教学活动中，完全依照传统教学模式进行教学，无法将最新的知识和新技术传授给学生，不利于培养学生的创新意识，也不利于学生实践能力的提升。因此，教师要通过加强科研实践，紧跟学科研究的最新动态，将科研成果引入教学课堂，才能在教学中很自然地、潜移默化地用科研所必需的实践精神和创造精神去感染学生，才能使学生受到鼓舞、得到启迪，才能使自己的课堂内容具有丰富性、代表性、创造性和启发性。

3 结论

通过对课程内容体系的优化，使教师和学生更加明确了电子构型和几何构型是结构化学的两条主线；通过对教学方式方法的改革，拓展了学生的思路、提升了学生理论联系实际的能力、提出问题和解决问题的能力，是培养出来的学生更加顺应社会的需要。

参考文献

[1] 徐志广.结构化学教学中设置课程论文初探[J].数理医药学杂志，2007，20（3）：424-425.

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另外讲到静电理论时，我们可以采用3D交互演示动画将被胶接材料和固化的胶粘剂层理想化为电容器，形象阐述粘附功与剥离速度有关的实验事实，同时可更换不同胶接材料和不同种类交联剂来尝试相同实验，通过观察最小剥离速度来比较不同类型交联剂的粘附能力。由于粘结原理的可探讨性很强，我们不防在课程学完之后，进一步引入与本课程学习内容相关的创新性强的最新科研工作，带领学生边阅读边思考。这一过程不仅可以大大提高学生的科研论文阅读和写作能力，同时让学生在提出问题—调查(研究)、实验—解决问题的路线中体会什么是创新，什么是科研，达到培养创新思维和创新能力的目的。

2搭建虚拟实验室平台，为学生创造更多的实践机会

精细化学品化学的实验教学内容具有理论和实践结合紧密、知识性和趣味性强等特点，在化学化工类各本科专业创立之初，《精细化学品化学实验》就被列入培养计划，作为一门专业必修课程。然而随着专业定位的转变，我校应用化学专业所学的精细化学品化学实验仅仅是《现代化学实验技术》中小部分内容，所分配的教学课时非常有限。课时的大量压缩，导致我们不得不重新筛选实验项目，尽量考虑耗时短的实验，否则很难在规定时间内完成既定的实验目标;此外，学生人数太多，实验仪器设备及场所的配置不到位，也会造成多个学生一组共同完成实验，使部分学生难以进行有效的操作，得不到充分的锻炼。随着计算机、多媒体技术、互联网技术的飞速发展和应用，虚拟实验室将成为一种新的发展趋势，它可以解决传统教学方法、教学手段中存在的问题，是对传统教学模式的补充和完善。针对精细化学品化学实验教学过程中所面临的问题，可借助各种多媒体应用软件，结合精细化学品化学实验内容，通过建立“以虚代实”、“以软代硬”的虚拟实验室，为学生提供一个不受实验教学课时、实验场所、实验人员及实验条件限制，并能提高实验技能、培养创新能力和个性化发展的实验教学交流平台。通过大量人机交互实验操作，大大提高学生的学习兴趣和创新能力。与此同时，建立学生自主创新机制。针对某些与生活特别贴近的章节，如化妆品、食品添加剂等，可建议学生事先收集一些配方，在此基础上研究各组分的作用及原理，并借助虚拟实验室创新性地研制出新的配方，最后将配方付诸实际，利用各种手段分析所得产品的性能。如此，学生的动手能力得到提高，实验教学将取得良好的教学效果。

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实践教学在中药学专业大学生创新能力与科学素养培养中起着重大作用。实践技能培养是中药学专业教学工作的重要环节，是培养学生创新意识和能力、提高综合素质的重要途径[2]。李凯从大学生实践创新教育制度建设、构建大学生创新意识和创新能力评价体系、建立创新型实践教学模式、开展课外科技活动等方面，改良大学生实践创新能力培养模式；刘芙等按照基础、专业、综合、社会实践“四层次”设计教学内容，构建了“四阶段”实践教学模式。中药学本科专业不仅要让学生掌握足够的基础理论和基本技能，更要注重对学生进行理论联系实际过程的训练和培养，以激发学生提出问题、分析问题和解决问题的兴趣和能力，从而培养实践技能和创造能力。北京中医药大学中药学院高度重视实践教学。在长期研究和实践的基础上，近年来对实践教学环节进行大胆改革创新，建立了一套以“实验技能培养集中实习实践科研创新训练专业综合实践”为基本构成模块，涵盖第一、第二和第三课堂，跨越大学一年级至四年级，具有“理论与实践、知识与技能、夯实基础与创新提高三结合”教学特色，全方位，多手段，分层次递进式的中药学专业本科生实践技能培养模式，为培养学生的创新精神和实践能力奠定了基础。

1分层递进式实践技能培养模式主要内容

1.1开设设计性综合性实验

培养设计能力和创新能力大力推动设计性和综合性实验开展，从工作量认定、教改经费资助等方面予以扶持。每门实验课至少包含1~2个设计性实验，由学生设计具有一定创新性的实验方案。专门开设综合性实验，教师定出实验题目，由学生查资料，在综合现有研究成果的基础上设计实验方案，然后师生讨论方案的可行性并修改方案，最后由学生独立完成实验。从大学一年级的专业基础课直至专业实验课，均要求开设设计性或综合性实验项目，近年来每学年的开设比例占实验课程总数50%以上。

1.2组织实验技能大赛

以赛促教促学促练中药学是实验性科学，实验基本技能是学生核心竞争力的保证。从2009年起每年组织一次中药学实验技能大赛。旨在规范、熟练实验基本操作，提高学生基本实验技能；通过竞争发现实验教学工作中的优、缺点；培养广大学生的实验兴趣和创新意识，给学生提供一个展现自我的平台；让学生重视实验技能，激发学生学习的积极性和主动性，营造良好的科研与学习氛围。此外，鼓励学生参加各类实验技能大赛，多次组织团队参加北京市大学生化学实验竞赛，并多次获奖。

1.3强化毕业论文环节

提高学生实验综合素质毕业论文是检验和增强学生自学能力、分析能力、设计能力、综合应用能力及创新能力的重要一环。以往的毕业论文安排在第8学期，考虑到此学期学生还要参加考研复试，以及联系工作等实际情况，我们尝试将毕业论文工作提前到第7学期开始，保证有充足的时间完成。为充分调动每一个学生的积极性，发挥其特长，毕业论文题目保证1人1题，不得重复。

1.4渲染学术氛围

引领学生实践为提高学生对于科研、科技开发的兴趣，渲染学术氛围，学院每年邀请国内外知名学者前来讲学，包括中国医学科学院肖培根院士、中国中医科学院黄璐琦院士、陈士林研究员、302医院肖小河研究员、香港浸会大学赵中振教授、美国国家疾病预防控制中心（CDC）职业安全与健康研究所（NIOSH）病理生理研究部首席生理学家AnnaAShvedova教授、美国Daemen大学BrendaL.Young教授、AndrewKierWise博士等共20多人。此外，还鼓励教师带领对科研有浓厚兴趣的学生从大一下学期或大二开始进入实验室，通过学生自愿申请、科研导师审核，遴选学生参加教师的科研项目，包括国家自然科学基金、国家新药创制重大专项、北京市自然科学基金等省部级项目、横向科技开发项目等研究。自2007年以来，学生参与科研项目达40余项，以第一作者身份发表学术论文数十篇，其中多篇被SCI、EI、SCIE等收录。

1.5建立学生科研创新平台

促进创新思维的形成搭建学生科研创新平台，提供全开放的自主学习实验教学环境。通过课外创新实践项目立项，鼓励学生积极参加课外创新设计学习，提高学生创新实践能力，培养科学研究能力。①建设学生科研创新平台网站。完善网络宣传交流版块，包括大学生科研创新项目招标通知、报名、申报评审程序、项目管理运行机制、科研成果信息公布等信息；②实行导师准入制度。教师只有通过培养大学生科研创新能力课程的学习，通过测试，方可取得导师资格，再通过申请成为导师团队成员；③实行审批制。学生确定研究题目或研究方法后，以课题申请的方式提出申请，获得批准后将为其指派指导教师或学生自行联系指导教师，实验在教师指导下完成，实验完成后撰写并上交论文报告，接受答辩；④实行项目定期考核制度。学生定期上交研究进展，统一进行标书评优，在实施过程中，各小组定期召开组会进行本课题的讨论；⑤召开大学生科研创新例会。定期召开创新工作专题会，讨论工作计划及存在的问题以及解决措施，针对各项工作中遇到的问题，由指导教师团队进行摸底、总结、提出解决方案；⑥建立奖励机制。每年拿出专项经费，对在大学生创新创业活动、参与教师科研活动以及各种竞赛中取得优异成绩的学生给予奖励，并通报表彰，激励拔尖学生脱颖而出。

1.6加强与外界合作

拓展学生实习实践空间，积极加强与外界的合作，进一步拓展学生实习实践空间。①与校内科研实验室的合作。依托学科优势，大力加强实验室软硬件建设的同时，及时把科研优势转化为校内实习实践基地，将教育部“中药制药与新药开发工程研究中心”、“中药材规范化生产工程研究中心”；北京市“中药基础与新药研究重点实验室”；国家中医药管理局“中药信息工程”重点研究室、国家中医药管理局“中药经典名方有效物质发现”重点研究室和国家中医药管理局三级科研实验室等科研平台发展为校内教学实习基地。②与校外实习基地的合作。充分利用学校在中药研究领域校友资源等方面的优势，积极建立与校外实习基地的合作，拓展学生的实习实践空间，与北京康仁堂药业等医药企业和广安门医院等三甲医院及安国药材种植基地、松山植物园共建校外实习基地。③组织专业科学考察。利用节假日组织学生走出校门，走入生产实践一线，进行有计划、有目的的中药资源调查等科学考察，培养学生的探索精神、合作精神、创新精神，磨练学生意志，引导学生热爱实践、勇于实践、服务社会。

1.7加大投入

搭建坚实的实践教学硬件平台近年来一直积极申报各类国家财政专项以改善大学生实验室条件，同时本着勤俭持家的原则用好各项经费。学院历来注重实验内容和生产实际相结合，为满足专业教学需要，已建成能满足教学科研需要的研发基地近五千平米，其中包括符合GMP标准的中药制剂实训平台、中药材标本馆和小型药草园。中药制剂实训平台中既有制药生产中的常用设备，可供学生学习各种剂型的制备方法，也有万级、十万级的模拟车间、环境，使学生感受到工厂的氛围；中药材标本馆和小型药草园，使学生亲身接触到中药饮片和药用植物，增加学生学习的积极性和主动性，达到了“身临其境，乐在其中”教学境界。通过上述措施，将专业实验与生产实际融为一体，提升理论，注重实用，强化了学生解决中药生产与鉴别中实际问题的能力。

1.8加强队伍建设

努力造就高素质的实践教学队伍提高教师实践教学能力，是完成实践教学任务，培养学生创新精神和实践能力的关键。因此，学院十分注重加强实验技术人员队伍建设。①加强在职人员的培训。对新留校工作、新调入人员必须进行实验技术岗前培训；支持、鼓励实践教学人员参加国内外各种教学研讨会；选派青年教师进修学习，以提高队伍的业务水平；②成立实验教学督导组。成立由知名专家教授组成的中药学实验教学督导组，对实验技术人员进行定期考核，同时对实践教学的改革方案进行专家论证、向学校教学指导委员会提出指导性意见和建议。

2分层递进式实践技能培养模式特点与创新

2.1全方位

中药学专业本科生实践技能培养模式涵盖第一、第二和第三课堂。强化专业培养方案之内的第一课堂教学，即经典的验证性、设计性、综合性实验和毕业论文；坚持教学中心地位，开辟丰富多彩的第二课堂活动，即开办实验技能大赛，举办学术节，渲染学术氛围，引导学生参与教师的科研项目，为学生提供训练和展示平台，通过比赛和科研活动，促教、促学、促练；应用所学专业实践技能，走出校门，进行科学考察，走进企业，调查中药行业发展现状，引导学生热爱实践、勇于实践、服务社会。分层次递进式培养模式涵盖了大学一年级至四年级。大一和大四学生分别主要以实验基本技能训练和毕业论文工作为主，设计性和综合性实验、实验技能大赛、学术节、学生科研活动招标、学生参与教师的科研项目则贯穿大学一年级至四年级。

2.2多手段

采用多种实验教学手段，不断完善实验教学方法。在原有课堂教学和实物实验的基础上，利用先进的现代化网络技术，进行计算机辅助教学，建立虚拟仿真实验数据库，建立实验仿真教学平台和人机互动实验教学平台，提高学生学习专业课程的兴趣。中药学虚拟仿真实验平台优势体现在以下方面：①虚拟仿真实验平台将图像、声音、动画引入到实验教学中，在较短的时间内，向学习者呈现和传递大量信息，充分调用学习者的各种感官，使学习者加强对课本知识的理解，有利于提高实验教学的质量和效率。②虚拟仿真实验平台的交互性可以让学生有身临其境的效果，通过3D效果建立起来的实验环境，可以使学生通过人机交互对整个实验过程进行全程操控和观察，让学生非常直观的学习实验过程。③虚拟仿真实验平台解决了中药学实验教学中的以下三点迫切需求：实现中药学实验教学的远程教育，可以让学生通过网络亲临整个实验过程；突破传统实验形式的限制，对于危险性、毒性极大的实验可通过模拟仿真平台实现实验过程的真实再现；对于资源有限、贵重的药材，不适宜于实验室中大量消耗，通过虚拟仿真实验平台，实现了资源的保护。通过现代化的虚拟仿真实验和传统的课堂教学、实物实验有机结合，克服传统课程的缺点，通过建模与动态演示，把中药学过程中的实验直观形象的展示出来，便于学生对实验过程的掌握，为学生实验创新能力的提高提供了基础。2.3分层次探索建立了以“实验技能培养集中实习实践科研创新训练专业综合实践”为基本构成模块，各模块依次展开，层层递进，互为依存，有机联系，不断深化的多层次培养模式，形成了“实验教学奠定基础、集中实习巩固加强、科研训练培育创新、综合实践整合提高”的实践教学特色，提出了“理论与实践、知识与技能、夯实基础与创新提高三结合”的实践教学理念。同时，以学生的专业思想教育为切入点，连续4年不间断，而部分优秀毕业生又可以作为专业思想教育的范例，反馈形成良性循环。

2.3.1实验技能培养层次

本层次立足于基本实验技能和动手能力培养、各项操作技能的熟练掌握、创新思维和能力的培养、基础和专业知识的巩固提高，内容包括附属于基础课程、专业基础课程及专业课程内的课内实验和独立实验课程，分为基础性、专业性和综合设计性实验三个能力分层递进的实验教学模块。①基础性实验包括无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验、化学分析实验、仪器分析实验、物理学实验、药用植物学实验、生物化学实验、药理学实验等；②专业性实验包括中药化学实验、中药药理学实验、中药药剂学实验、中药炮制学实验、中药制剂分析实验、中药鉴定学实验、中药制剂显微鉴别实验等；③综合设计性实验又包括基础综合实验和专业综合实验。以上所涉课程时间跨度从第一学年到第四学年，教学主要采用多媒体示范教学、仿真模拟、现场参观、教师演示和学生实际观察和操作等方式进行。

2.3.2集中实习实践层次

根据课程学习需要，依托现有的实习实践基地，在药用植物学、中药鉴定学、中药制剂学等专业基础课及专业课等课程教学中安排集中实习，包括松山药用植物学实习（包括野外药用植物资源调查、药用植物识别）、安国中药鉴定实习（包括常用中药材鉴定、道地药材产地实习等）、中药制剂实习（包括中药制剂车间实习、医院药剂科实习等）。本层次实习主要安排在第二学年和第四学年。通过集中实习，加深和巩固学生课堂所学知识，获取感性知识，开阔视野，扩大知识面，培养专业素质，加强职业道德教育，为今后工作奠定坚实基础。

2.3.3科研创新训练层次

开展形式多样的科研实践活动，以此强化学生专业基本技能训练，培养学生创新精神和实践能力，提高学生综合素质。本层次的创新训练主要面向已经完成基础和综合实验培训的二、三、四年级的学生，重点是“创新性、探索性”。具体包括：建立“科研创新实验”导师库，按照“以学生自行设计、操作为主，导师指导为辅”的原则，开设学生自行设计的“创新探索综合实验”；鼓励学生积极参加各级各类科研课题申报；参加“挑战杯”等各种创业大赛；进入教师实验室参与教师科研项目；参加学校举办的专家、企业家系列讲座等。

2.3.4专业综合实践层次

毕业专题实习是学生走上工作岗位的一次重要实践，同时也是实现中药学专业培养目标的一个极为重要的环节。在第七学期教学任务结束后即进入毕业专题实习，时间共16周。要求学生通过实习，了解本专业发展动态和趋势，熟悉本专题所涉及的基本理论、基本知识和基本技能，掌握文献查阅、实验设计、实验研究、数据处理、结果分析、论文撰写等科学研究的基本方法，并熟悉论文答辩过程，为即将开始的工作奠定坚实的基础。在第八学期末，根据学生入学以来的实验、实习实践、毕业论文等情况进行毕业综合考核。多年教学实践结果表明，通过以上四个不同层次的专业化训练，学生切实具备了扎实的实践技能与创新能力，能够胜任中药学相关领域的工作，并在工作中显示出较强的竞争实力。

2.4将科研过程及科技成果转化为实践教学资源

积极引导教师把科研过程中产生的科研及科技开发成果引入到实践教学之中，积极将设计性综合性实验和毕业论文与教师的科研课题相结合。三年来，结合纵、横向科研课题的毕业论文300余篇，占毕业设计总课题数的36%以上；结合科研课题的综合设计性实验题目达85个，占实验项目总数的61%，综合设计性实验项目开设比例占实验课程总数40%以上；学生参与项目研究的课题占科研项目总数的70%以上。

2.5改革测评方法

建立能力培养为导向的考核体系建立能够体现培养目标的、完整的实验教学考核体系。采取多元化的考试方法，将过程考核与终结考试相结合，以考察能力、操作为主，全面考察学生的综合能力。该考核体系涵盖了实验技能培养集中实习实践科研创新训练专业综合实践四个阶段的各个环节。①在实验技能培养阶段，将实验技能考核分成平时实验能力测评和统考测评两种，平时实验能力测评主要包括：结合虚拟仿真实验平台实验预习网上过关自动积分、实验预习积分、实验操作能力积分、实验结果积分、实验报告积分；统考测评又分为实验理论考试和实验操作技能考试两部分。若平时实验能力测评优秀者，可免统考测评；平时实验能力成绩达不到优秀者，须参加统考测评；规定实验技能考核成绩不及格不得参加理论课考试；②在集中实习实践阶段，以培养学生综合能力为目标，要求学生提交实习报告和小结；③在科研创新训练阶段，要求学生撰写课题申报书、实验方案和详细实施计划；④在专业综合实践阶段，注意培养学生的创新能力，通过选题、开题、实验、论文撰写和答辩等环节，使学生得到全面训练。多年实践证明，该体系保证了实验教学各环节的教学秩序与质量，为正确评价学生实践能力提供客观指标体系，同时也是新世纪中药学专门人才能力培养的基本保证。

3模式应用效果

分层递进式中药学专业本科生实践技能培养模式构建完成后已进行了多年实践，并取得了良好的成效。

3.1提高了本专业师资综合水平

2007—2016年，本校中药学专业相关教师有22人晋升教授或研究员职称，35人晋升副教授或副研究员职称。

3.2形成了多项教学改革成果

2007—2016年，该成果相关完成人获得各级教学成果奖5项，发表实践技能培养相关教研教改论文80余篇，建成北京市级精品课程2门，建设校级精品教材5部。鉴于在构建本科生实验技能培养体系的综合性、特色化和成效显著，实验研究成果突出，实验室管理科学合理，注重科研促进本科教学和科技服务，中药学实验中心于2007年被评为“北京市实验教学示范中心”，2012年还申报了国家级实验教学示范中心。此外，中药学专业于2007年获批国家级特色专业建设点，2008年获批北京市特色专业建设点。

3.3培育了学生的实践创新精神和创新能力

经过全方位、多手段、分层递进式的实践技能培养模式训练后，学生基础知识和基本技能得到进一步强化。许多学生反映，在经过该模式的系统训练后，实践技能和实践创新思维能力得到了较大提高。在学校连年举行的大学生科研课题招标活动中，中药学专业每年有数十个学生团体积极参与这一活动，在此过程中他们经历了科研全程训练，其科研实践能力和综合素质得到显著提升。近年来共参加国家大学生创新训练项目40项，教育部创新性试验计划项目近30项，北京市大学生科学研究与创业行动计划项目5项，校级自主课题100余项；在第三届“挑战杯”首都高校大学生创业计划竞赛中取得一、二、三等奖各1名，在第四届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛中取得铜奖1名；获第八届“全国大学生药苑论坛”创新成果三等奖2项；累计发表学术论文数十篇，其中被SCI收录论文多篇。

3.4提高了毕业生的社会竞争力

就业考研情况良好通过分层递进式中药学专业本科生实践技能培养模式的实践，学生的就业形势得到明显改善，缩短了中药学专业毕业生就业后的“磨合期”，提高了毕业生的社会竞争力。许多学生反映在经过全方位的实践技能综合培养模式训练后，就业面试时的自信心增强，提高了成功率。多年来，本科生就业率在95%以上。中药学专业本科生参与实践，特别是科研实验工作大大激发了他们对于中药学专业的兴趣和进一步深造的愿望。近年来本专业学生踊跃报考研究生，40%学生报考研究生，录取率30%左右，已考取的院校包括清华大学、北京大学、中国医学科学院、中国中医科学院、中国科学院等国内知名大学或研究机构，学生的实践技能受到硕士研究生培养单位的一致好评。此外，有多名同学由于实践技能突出，被美国、英国、法国及香港和澳门等地的大学录取为研究生。

4小结

实践技能培养模式的改革与创新，应当基于实践教学的实践性、系统性、主体性、现场情境性、完整性等特点[4]。对中药学专业本科生实践技能培养模式进行有益探索，对于教育思想观念转变、实践教学内容改革、课程体系的构建及人才培养质量的提高，具有重要的现实意义[5]。分层递进式本科生实践技能培养模式是多年探索、研究的成果，已经多年实践，该模式对于培育学生的实践创新精神和创新能力，全面提升人才培养质量，增强毕业生的社会竞争力起到了明显的促进作用，对中药学专业本科生实践技能培养和提高具有示范作用，具有很好的推广应用价值。

参考文献

[1]丁安伟，朱亮.构建以能力培养为核心的中药学专业实践教学体系[J].南京中医药大学学报(社会科学版)，2010，11（2）：117-118.

[2]卞金辉，陈娜，欧阳静，等.中药学专业能力型人才培养目标的实践教学体系构建[J].成都中医药大学学报(教育科学版)，2011，13（2）：34-35.

[3]李凯.大学生人才培养模式改革的探索与实践[J].才智，2011（1）：324-325.

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一、问题的提出

《国家中长期教育改革发展规划纲要》在继续教育章节中，将“办好开放大学”列为构建灵活开放的终身教育体系的一项重要措施。要“把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。”到2020年基本建成覆盖城乡各级各类学校的数字化教育服务体系，建立开放灵活的教育资源公共服务平台，在为社会公众提供公共教育信息的同时，促进优质教育资源普及共享。[1]

由此可以看出，由国家投资，建立中国的国家教育信息平台已经呼之欲出，而广播电视大学的发展，为中国开放大学的建立奠定了良好的基础，在电大基础上建设开放大学是最好的途径。但建设开放大学要适应社会和学习者需求而定，面向地方、基层、农村和边远地区，在办学的基础上，开放大学还应利用网络学习环境、多媒体教学资源及其学习支持服务系统，建设继续教育的公共服务平台，为学习者提供方便、灵活、个性化的学习服务。而云计算是面向服务的架构（SOA）、分布式计算、网络计算和虚拟化等多种技术混合演进的结果[2]，是一个庞大的虚拟化资源池（由硬件、开发平台和服务等组成），上述资源可以动态地依据各种规模的负载进行自动配置，使资源的利用率达到最优化。所以，可借助云技术，为开放教学提供更优质的教学服务。

云计算提供3个最基本的特征[3]：第一个是基础设施架构在大规模的廉价服务器集群之上；第二个是应用程序与低层服务协作开发，最大限度地利用资源；第三个是通过多个廉价服务器之间的冗余远程教育论文，利用软件获得高可用性。而基于云计算的远程教育智能辅导和答疑系统便是其中的第二种特征，即该系统与低层服务协作，最大限度的利用资源。

云计算在教学领域中的迁移称之为教育云[4]，是未来教育信息化的基础构架，包含了教育信息化所必须的一切硬件和软件资源，为开放成人教育者和学习者提供一个良好的平台。该平台的建设关乎网络环境中学习者的学习积极性和学习质量。开放学员一般是在职人员，具有一定的学习能力，但由于长期脱离理论、工作压力大等原因，不可能完全理解课程与课程之间的衔接，而在课程教学中，面对的学员学习背景、层次多样化，造成学员知识点出现断层现象，根据这一特点，可以利用云计算，为学员建立个性化智能化的辅导流程，进行虚拟答疑，提高学员学习效率。

二、已有教学辅导形式及其特点的分析

传统意义上的教学辅导，是指教育者依据教学大纲、教学内容和自身教学经验在固定空间（教室）、固定时间（统一上课时间）面向受教育者（一般在30人以上）进行讲解的过程，在讲解过程中，教师一般依据大多数者的可接受程度来安排教学进度。

现有的网络教学平台中的教学辅导，一般依据在线平台，进入课程中，在该课程设置上一般包括教师管理、教学资源、师生互动、网络服务等。

（1）在“教师管理”模块中，一般是教师上传各种资料，如：教学大纲、教学实施方案、课程说明、课程考核方案和其他教学信息等。

（2）在“教学资源”模块中，一般是供学习者下载浏览各种学习的资料论文提纲怎么写。

（3）在“师生互动”模块中，最为常用的便是BBS，一般供学习者和教师进行网上留言。

（4）在“网络服务”模块中，也只是提供电子邮件、数字图书馆等功能。

传统意义上的教学辅导是一种实时互动、同步交互的特点，教师可以依据当时教学情况灵活调整教学进度、模式等，与此同时，该方式受到时间、空间限制，不适合开放学员特点。

现有的网络教学辅导虽然通过网络作为媒介，不受时间、空间限制，能够为多数开放学院所接受，但明显缺乏实时互动与同步交互。往往是教师上传资料多日，学员才注意到，或是学员在BBS中留言，想要及时得到回应却未能实现。实际上，现有的网络教学是一种“大同步、小异步”的形式。

三 基于云计算的远程教育智能辅导的规划

云计算技术运用于开放教育辅导是具有实用意义的，基于云计算本身特点，可以将教育资源进行有效整合，向开放学院提供智能型云计算服务。现介绍远程教育智能辅导平台的架构。其主要由四个部分构成：基础设施模块、应用接口模块、教育应用模块、学员应用模块等。

（1）基础设施模块主要包括：服务器、存储器、网络设备和虚拟服务器、虚拟网络等。

（2）应用接口模块主要涉及开发环境、公用的应用程序接口、网络服务等，主要是由开发人员进行的系统管理操作。

（3）教育应用模块主要提供教学平台、学习跟踪和学习记录数据库、教学专家系统等。

（4）学员应用模块主要面向开放学员远程教育论文，用于远程登录开放平台，在线学习、查阅教学资源，智能辅导系统记录的学员个性化学习数据，制定出适合该学员学习进度，为每个学员提供符合自身需求的课程间知识点的链接，方便学员理解掌握教学内容。

在云计算模式下，首先由课程专业教师依据课程特点，多年在教学过程中总结的课程重、难点以及学生对各要点的领悟掌握情况，建立较为初期的辅导数据库系统，并结合已有的教学资源，创建在线测试系统（目前已实现）和知识点链接系统，依据学员测试结果，判定该学院知识点的掌握情况及知识点是否存在断层，同步更新辅导数据库，针对每一学员生成专属的学习进度、学习内容（包括相关知识点的学习）。

四 基于云计算的远程教育智能辅导的可行性

云计算是未来教育信息化建设的基础构架，为开放教学提供各种教学活动所需的信息化服务。本文所提出的基于云计算的远程教育智能辅导系统，就目前的技术水平和物质基础而言，各市属院校已基本实现基础设施建设，具有创建辅导数据库的能力和开发智能辅导系统的实力。利用该系统，不仅保留了原有网络教学辅导的优势，同时增强了教学辅导的实时性和教学个性化要求，最大程度提高学员学习效率，从而提高整个开放教学的教学质量。

[参考文献]

[1]《新一论教育改革和远程开放教育的发展（一）》.[J]国家远程教育，2010.4

[2]Youself，L Butrico,M. Da Silva, D.Toward a Unified Ontology of CloudComputing [J].Grid Computing Environments Workshop 2008.GCE 08.

[3]云计算：系统实例与研究现状.[J]软件学报，陈康，郑纬民，2009.20，（5）：1337-1348

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药学是基于医学和化学的一门自然科学，其目的是培养能够从事药物研究与开发、生产、质控、管理及应用等多方面工作的高水平专业技术性人才。因而天然要求药学学生具有较强“三基”、扎实的实验操作技能、良好的创新意识，因而对药学本科实验教学的水平与质量提出较高要求。

一、当前的实验课程体系

药学是基于实践基础上发展而来的学科，因而其课程体系构成中实验为最主要的教学内容之一。我校培养方案中，将药学专业课程分为学科基础课程、专业核心课程、专业拓展课程。其中，学科基础课程包括有药用无机化学、药用物理化学、药用有机化学、药用分析化学、人体解剖生理学、微生物学与免疫学以及生物化学与分子生物学，专业核心课程主要包括药用植物学、生药学、药理学、药物代谢动力学、药物化学、药物分析学、药物毒理学、药剂学以及天然药物化学等，学生需经过论文答辩方能毕业。相比临床医学专业，药学实验所占比例较大，因而实验内容设置呈现传统化。选定统编实验教材，确定统一的实验内容，通过统一的实验讲授和演示让学员明确学习过程，按部就班完成实验操作，并将其结果以实验报告形式呈现给教师。标准化的操作，简化了实验准备工作，保障了实验的成功率，对学员的基本操作能力起到了一定训练作用。然而，我校药学专业新办不久，师资、实验设备和场所均较为有限，不能满足学生毕业答辩的需求。基于实际教学条件，我校一方面对多个课程增加综合性、设计性实验，另一方面对药学专业实施了从大学一年级就开始的全程导师制培养模式。通过导师制来补充实验教学之不足，同时也解决了学生论文答辩的要求。

二、存在的问题

目前，我校药学专业各实验课程普遍存在的问题是：1.实验内容呆板陈旧，以验证性实验为主，学生没有选择的机会和创新思维的必要。2.实验教学过程传统，从实验的项目、实验的讲义、实验的教授，直到实验数据处理和报告撰写，均为教师负责全程指导、规范，学生仅是按预先设定好的程序机械性劳动。3.各实验课程各自为战，实验内容、操作技术等衔接缺乏，整体渗透交叉缺乏。4.对实验教学成果评价不规范。目前评价学生动手能力的主要依据是实验报告中的数据，学生不认真处理和分析实验数据，教师也简单以撰写完整性、整洁性为主要评判依据。验证性实验、低水平重复性实验数量过多；实验过程中学生表现为默默按照老师安排进行实验操作，很少提出个人见解，积极性主动性实验兴趣均不高；实验报告普遍存在抄袭、敷衍现象。因此，经典的实验不利于训练学生的综合性思维和实验技能，不利于培养学生的创新性思维。

三、建立新型实验课程体系

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一、问题的提出

《国家中长期教育改革发展规划纲要》在继续教育章节中，将“办好开放大学”列为构建灵活开放的终身教育体系的一项重要措施。到2020年基本建成覆盖城乡各级各类学校的数字化教育服务体系，建立开放灵活的教育资源公共服务平台，在为社会公众提供公共教育信息的同时，促进优质教育资源普及共享。

建设开放大学要适应社会和学习者需求而定，面向地方、基层、农村和边远地区，在办学的基础上，开放大学还应利用网络学习环境、多媒体教学资源及其学习支持服务系统，建设继续教育的公共服务平台，为学习者提供方便、灵活、个性化的学习服务。而云计算是面向服务的架构（SOA）、分布式计算、网络计算和虚拟化等多种技术混合演进的结果，是一个庞大的虚拟化资源池（由硬件、开发平台和服务等组成），上述资源可以动态地依据各种规模的负载进行自动配置，使资源的利用率达到最优化。所以，可借助云技术，为开放教学提供更优质的教学服务。

云计算提供3个最基本的特征：第一个是基础设施架构在大规模的廉价服务器集群之上；第二个是应用程序与低层服务协作开发，最大限度地利用资源；第三个是通过多个廉价服务器之间的冗余，利用软件获得高可用性。而基于云计算的远程教育智能辅导和答疑系统便是其中的第二种特征，即该系统与低层服务协作，最大限度的利用资源。

云计算在教学领域中的迁移称之为教育云，是未来教育信息化的基础构架毕业论文怎么写，包含了教育信息化所必须的一切硬件和软件资源，为开放成人教育者和学习者提供一个良好的平台。该平台的建设关乎网络环境中学习者的学习积极性和学习质量。开放学员一般是在职人员，具有一定的学习能力，但由于长期脱离理论、工作压力大等原因，不可能完全理解课程与课程之间的衔接，而在课程教学中，面对的学员学习背景、层次多样化，造成学员知识点出现断层现象，根据这一特点，可以利用云计算，为学员建立个性化智能化的辅导流程，进行虚拟答疑，提高学员学习效率。

二、已有教学辅导形式及其特点的分析

传统意义上的教学辅导，是指教育者依据教学大纲、教学内容和自身教学经验在固定空间（教室）、固定时间（统一上课时间）面向受教育者（一般在30人以上）进行讲解的过程，在讲解过程中，教师一般依据大多数者的可接受程度来安排教学进度。

现有的网络教学平台中的教学辅导，一般依据在线平台，进入课程中，在该课程设置上一般包括教师管理、教学资源、师生互动、网络服务等。

（1）在“教师管理”模块中，一般是教师上传各种资料，如：教学大纲、教学实施方案、课程说明、课程考核方案和其他教学信息等。

（2）在“教学资源”模块中，一般是供学习者下载浏览各种学习的资料。

（3）在“师生互动”模块中，最为常用的便是BBS，一般供学习者和教师进行网上留言核心期刊。

（4）在“网络服务”模块中，也只是提供电子邮件、数字图书馆等功能。

传统意义上的教学辅导是一种实时互动、同步交互的特点，教师可以依据当时教学情况灵活调整教学进度、模式等，与此同时，该方式受到时间、空间限制，不适合开放学员特点。

现有的网络教学辅导虽然通过网络作为媒介，不受时间、空间限制，能够为多数开放学院所接受，但明显缺乏实时互动与同步交互。往往是教师上传资料多日，学员才注意到，或是学员在BBS中留言，想要及时得到回应却未能实现。实际上，现有的网络教学是一种“大同步、小异步”的形式。

三、基于云计算的远程教育智能辅导的规划

云计算技术运用于开放教育辅导是具有实用意义的，基于云计算本身特点，可以将教育资源进行有效整合，向开放学院提供智能型云计算服务。现介绍远程教育智能辅导平台的架构。其主要由四个部分构成：基础设施模块、应用接口模块、教育应用模块、学员应用模块等。

（1）基础设施模块主要包括：服务器、存储器、网络设备和虚拟服务器、虚拟网络等。

（2）应用接口模块主要涉及开发环境、公用的应用程序接口、网络服务等，主要是由开发人员进行的系统管理操作。

（3）教育应用模块主要提供教学平台、学习跟踪和学习记录数据库、教学专家系统等。

（4）学员应用模块主要面向开放学员，用于远程登录开放平台毕业论文怎么写，在线学习、查阅教学资源，智能辅导系统记录的学员个性化学习数据，制定出适合该学员学习进度，为每个学员提供符合自身需求的课程间知识点的链接，方便学员理解掌握教学内容。

在云计算模式下，首先由课程专业教师依据课程特点，多年在教学过程中总结的课程重、难点以及学生对各要点的领悟掌握情况，建立较为初期的辅导数据库系统，并结合已有的教学资源，创建在线测试系统（目前已实现）和知识点链接系统，依据学员测试结果，判定该学院知识点的掌握情况及知识点是否存在断层，同步更新辅导数据库，针对每一学员生成专属的学习进度、学习内容（包括相关知识点的学习）。

四、基于云计算的远程教育智能辅导的可行性

云计算是未来教育信息化建设的基础构架，为开放教学提供各种教学活动所需的信息化服务。本文所提出的基于云计算的远程教育智能辅导系统，就目前的技术水平和物质基础而言，各市属院校已基本实现基础设施建设，具有创建辅导数据库的能力和开发智能辅导系统的实力。利用该系统，不仅保留了原有网络教学辅导的优势，同时增强了教学辅导的实时性和教学个性化要求，最大程度提高学员学习效率，从而提高整个开放教学的教学质量。

[参考文献]

[1]陈康，郑纬民.云计算：系统实例与研究现状[J]. 软件学报，2009，5.

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【中图分类号】G420【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2011）02―0132―05

《初中化学新课程标准》中倡导化学教学应多采用以科学探究为主的多样化的学习方式，强化评价的诊断、激励与发展功能[1]。但是要实现标准中提倡的内容，单靠传统课堂实验教学还远远不够。此时以计算机网络为平台的虚拟实验开始与真实实验进行整合，并应用到中学化学等学科教学中，以激发学习者的学习动机、提高课堂教学效果。但是在整合的过程中却出现了很多问题，比如在整合时教师找不到一种理想的结合点，往往是顾此失彼。笔者认为在进行虚拟实验与真实实验整合时应先分析实验目标、类型等，把握好整合的时机和度。

一 虚拟实验与真实实验整合的现状

笔者在查阅文献的过程中，发现关于虚拟实验方面的研究很多。国外的有麻省理工学院的WEBLAB、Science Space等，国内的有中科院上海有机化学研究所的虚拟化学实验室、浙江大学的虚拟化学实验等。然而，关于虚拟实验与真实实验整合的研究较少，其中有“整合资源构建‘虚实结合’的计算机网络课程实验室[2]”、“电工电子虚拟实验与真实实验的互补性[3]”、“基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实验教学改革[4]”等文献。以上这些文章指出了二者整合在理论层次上的优势，但是关于实践应用的却很少。另外，上述文献大多将虚拟实验应用于课前预习与课后复习，教学过程中应用的较少，对于何时整合、整合什么、为什么整合、如何整合等更实际的问题，几乎很少涉及。

二 整合中存在的问题及反思

虚拟实验可以弥补真实实验的不足，从而达到优势互补。任何新的事物在投入使用的过程中，难免会出现一些问题。虚拟实验与真实实验的整合也不例外：

1 侧重理论的阐述，缺乏实践操作性

现有的整合研究的一般思路是先阐述虚拟实验和真实实验的概念、类型、优势和不足，再说明如何将二者优势互补。这种研究思路也在一定程度上发挥了作用，但是这些纯理论的阐述究竟能给一线教师带来什么？能否促使他们在实际的教学过程中有效运用虚拟实验？何时整合？如何进行有效地整合？一线教师真正需要什么？这些问题在上述的研究中却不曾提到。理论提的固然好，却不具备实践操作性。这是现有的以理论为主的虚拟实验与真实实验的整合在推广过程中常常会遇到的尴尬处境，究竟如何解决这些问题才是我们应当考虑的当务之急。

2 夸大虚拟实验的作用，忽视真实实验

现有的整合研究中，有的盲目夸大虚拟实验的作用，一定程度上忽视了真实实验的重要性。但是笔者认为，虚拟实验不能代替真实实验，因为虚拟实验毕竟会使学生产生“虚拟感”，而真实实验能消除学生在理论学习和虚拟实验中“不真实”的感觉，真实实验在这方面以及在培养学生的动手操作能力方面是虚拟实验无法取代的。虚拟实验是对真实实验的模拟，真实实验是虚拟实验的基础，虚拟实验的局限性恰恰又是真实实验的优点，二者是相辅相成的。只有发挥各自的优势，精心组织实验教学，才会收到更好的效果。

3 缺乏优质资源，不利于整合

目前虚拟实验多是演示性的，交互程度低。造成这种现象的原因可能是开发这些实验的人员多是计算机方面的技术人员，他们缺乏相应的学科背景知识和一定的教学设计能力；或者是开发这些实验的是学科教师，但是由于他们缺乏相应的信息技术能力，纵然他们有很丰富的学科知识和很强的教学设计能力，也不能开发出高质量的虚拟实验。归根结底，如果没有优质的资源，整合就是纸上谈兵。

4 缺乏系统的教学设计能力

教学设计是以学习理论、教学理论和传播理论为基础，应用系统科学理论的观点和方法，调查、分析教学中的问题和需求，确定教学目标，建立解决教学问题的步骤，选择相应的教学活动和教学资源，评价其结果，从而优化教学效果[5]。但是，有一些教师在虚拟实验与真实实验整合的过程中只是为了使用虚拟实验而使用虚拟实验，缺乏将虚拟实验与教学过程有机结合的意识与方法。因此，如何进行系统的、整体的教学设计，如何对教学过程中的各个要素及其关系进行统一的协调和安排，如何用一种新的教学设计思想与方法来指导虚拟实验与真实实验进行有效的整合，以改进教学工作，是目前教师亟待发展的一种新能力。

三 虚拟实验与真实实验有效整合的模式

当前的关于虚拟实验与真实实验整合的研究，多采用如图1所示的模式。虚拟实验多用于课前预习和课后复习之中，在课堂教学过程中却很少涉及。虚拟实验可以为学生提供一个实战前演习的场所，让学生对实验的原理、现象、仪器的使用等有一定的了解，从而在进行真实实验时可以减少失误的次数。在课后复习的过程中，学习者可能还会遇到一些关于实验仪器的操作技巧、实验现象观察等方面的问题，一般情况下，由于受实验时间、空间和实验仪器药品的限制，再去重复真实实验的过程是不可能的。这时，虚拟实验以其高度的资源共享性、可重复利用性成了学生的好帮手，学习者可以在任何时间、任何地点进行自主学习和复习。

难道虚拟实验与真实实验整合的过程中，虚拟实验只能用于课前预习和课后复习吗？显然不是，在整合的过程中不能拘泥于固有的模式，应以系统科学理论的观点和方法，调查、分析整个教学过程，找出虚拟实验与真实实验进行整合的最佳契合点。当然由于教学目标、教学内容的不同，相应的教学过程阶段的划分也有所差异。但是一般情况下，可以将整个化学教学过程划分为以下四个阶段分别为：（1）创设情境，激发动机；（2）演示讲解，探求新知；（3）设计练习，巩固新知；（4）联系实际，拓展深化。在这四个阶段中，我们该如何整合？怎么才能使二者真正实现优势互补呢？经过研究，我们提出了如图2所示的模式。

下面我们从教学设计的角度来探讨。首先，分析实验教学的目标，以确定当前必需学习与掌握的知识。其次，分析学习者的特征，教学设计的目的是为了有效促进学习者的学习，进行学习者分析，目的是为了了解学生的学习准备和学习风格，以便为后续的教学设计步骤提供依据。再次，确定实验教学的起点，这一项的目的是明确学习者是否具备了相应的行为能力；了解学习者对所要学习的知识已经知道了多少[6]。最后，根据实验内容和实验类型确定是以虚拟实验或者真实实验为主进行教学。

四 虚拟实验与真实实验整合案例

下面以“实验室制取氢气”为例，来阐述虚拟实验与真实实验的整合模式在初中化学实验教学中的运用。

1 创设情境，激发动机

虚拟实验可以将抽象化为具体，将局部的实验现象放大显示，以利于学习者观察实验现象，增强课堂教学的表现力，提高学习兴趣，使教学更贴近生活和生产实际，这就在一定程度上弥补了真实实验的不足。在此之前，学生已经学过 “实验室制取氧气”的内容，而且气体的制取具有相似性，因此我们可以使用它来创设情境。例如：让学生回忆在实验室制取氧气的过程中，必须先做什么？这时学生可能回答检验气密性等。然后教师提问引导“实验室制取氢气需要检验气密性吗”？此时教师可采用实验室制取氧气的虚拟实验来展示检验气密性的过程。若采用真实实验，需要花费大量的时间，另外也受实验药品和仪器的限制。而虚拟实验操作简便、节省资源、时间，是一个比较好的选择。教师引导提问实验室制取氧气的检查气密性的操作与制取氢气的有什么不同？提出问题，引起学习者注意，激发其学习动机。

2 课堂演示讲解，探求新知

可以采用虚拟实验辅助讲解，例如：利用排水法制取氢气时，怎么判断氢气已经收集满了呢？由于这个问题比较抽象，可以利用虚拟实验展示过程并让学生思考，在设计时我们在旁边加入了一个文本输入框，让学生输入观察到的现象。输入之后提交，紧接着会有一个反馈，在设计反馈这一环节时，我们采取了一些激励性的、暗示性的图片或者语言，引导学生去发现问题并找出解决问题的方法，点燃学生思考问题的火花，培养学生的创新思维能力。

另外，学生也可以反复操作虚拟实验，为进入真实实验打好基础。但是这种反复的操作并不是简简单单的重复点击鼠标，因为我们在设计虚拟实验的过程中，添加了很多交互动作。比如，在如图3 的“实验操作”项“仪器的选择”中，添加实验所需的仪器和一些干扰项（干扰项的设计与实验中用到的仪器相似，是学生的认知模糊点）。同时为了减小选择的难度，使学生做起来不至于太吃力，我们添加了文字提示，例如“有三次选择的机会，共需6种”。为了避免学生漫无目的的操作，采取了这样的设计方法即在本步没有完成之前，“下一步”的按钮或者链接就不会出现，只有在学生做了本步实验才能进入下一步的操作。并且如果操作不正确或者是不规范，相应的步骤都会有反馈。这样设计有利于学生加深印象，掌握相应的知识，也体现了过程性评价的思想。

3 学习者进入真实实验操作

在以往的整合过程中，有些人认为学生已经在虚拟的环境中操作过多次，此环节就可有可无了，其实这种观念是相当不可取的。因为虚拟实验系统毕竟是一个虚拟的环境，重要的操作技能的获得还需要在真实的实验室中进行。并且由于虚拟实验设计能考虑到的意外情况有限，而在真实的实验室中，学生每操作一次实验可能都会遇到不同的问题，这些都需要学生去思考。这些思考的过程本身就是实践能力和动手操作能力提高的过程，是虚拟实验无法取代的。在进行真实实验的过程中，学生可能会遇到一些问题，而这些问题由于时空或者实验仪器药品的限制，不能利用真实实验解决，这时可以继续使用虚拟实验来探究产生问题的原因，以及解决问题的方法。并且可以利用虚拟实验中的“在线讨论”模块就某一问题与同学交流讨论，协同解决。

4 半自动生成实验报告

实验报告是做任何实验必不可少的一部分，它可以记录学生的实验步骤、结论、实验中出现的问题。由于纸质的实验报告中有很多是重复性劳动，这既加重了学生的负担，也给老师的批阅带来了一定的困难。为了解决该问题，在“实验报告”模块的设计中，我们将虚拟实验与数据库连接起来，学生在做虚拟实验的过程中，实验仪器药品的选择次数、现象和化学方程式的填写会在实验报告中自动生成。比如检验氢气的纯度时，我们设计了一个输入文本框，学生在做实验的过程中，需要将观察到的实验现象输入文本框内，这时用一个变量a来记录学生输入的内容，再将变量a保存到数据库中，就可自动生成。此处呈灰色显示，学生在提取实验报告时不能随意修改，这种设计方法能在一定程度上防止学生在做完实验之后，互相抄袭实验报告，也减少了学生的工作量，更有利于教师对学生进行评价，提高了评价的信度。

5 实验教学的修改、效果的评价

虽然将这一环节放在了最后，但是并不意味着评价是在教学之后进行的，而是始终贯穿于实验教学过程的始终，是检查、总结和指导教学的先决条件和重要依据，它的科学性、导向性直接影响着课堂教学的质量和效率，更是实验教学能否取得成功的保障[7]。

为了更好地进行评价我们设计了两种类型的虚拟实验：一种用于让学生反复操作，培养能力；另外一种考查学生知识、技能的掌握程度，并将相关要考查的知识、实验技能一一做了统计，设计了不同类型的考查方法。当学生完成实验之后，相应的实验时间、说明，填写的实验现象、方程式等会在实验报告中自动生成，并且客观选择试题的得分也是自动生成的，一些主观性试题答案则呈灰色显示，教师在调取实验报告时只需批阅主观性试题部分并给出相应的分值，最后按“提交”按钮，系统会自动统计得分，并给出相应的反馈提示，如：学生的哪些知识技能比较薄弱，需要强化等。

五 整合应用的原则

1 依据实验目标、内容和类型

在整合的过程中，必须要考虑到实验的教学目标、内容和实验类型。只有这样才能确定学生当前必需学习与掌握的知识，确定实验教学的起点，明确学习者是否具备了相应的行为能力，为选择以虚拟实验或真实实验为主提供操作依据。

2 依据教师能力和学习者特征

进行整合时，必须考虑到教师的知识能力结构，比如信息技术能力、信息化教学设计能力。教师是否具备相应的能力，是整合成功与否的关键。进行学习者特征分析，目的是为了了解学生的学习准备和学习风格，对所要学习的知识已经知道了多少，以便为后续如何整合、何时整合提供依据。

3 依据学校现有条件

在整合时，必须依据学校现有条件，即是否具备优质的教学资源。比如性能较好的计算机硬件、虚拟实验软件等，这些是整合所必需的物质基础。

4 虚拟实验与真实实验优势互补

进行整合时，应当首先明确虚拟实验和真实实验各自的优缺点，只有这样才能做到扬长补短、优势互补。以上是笔者在研究基于虚拟实验与真实实验的整合在初中化学实验教学中应用的一些看法，并对于为什么整合、整合什么、何时整合、如何整合等问题，给出了笔者的一些观点，以期能为初中实验教学提供一些有益的帮助。

参考文献

[1] 初中化学新课程标准[OL].

[2] 何秀全,韩耀军.整合资源构建“虚实结合”的计算机网络课程实验室[J].现代教育技术,2010,20(9):143-145.

[3] 李升源,刘宏,周克良,肖发远,黄朝志.电工电子虚拟实验与真实实验的互补性[J].实验技术与管理,2010,27(4): 74-76.

[4] 丁美荣,柴少明.基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实验教学改革[J].现代教育技术,2007,17(7):99-102.

[5] 南国农.信息化教育概论[M].北京:高等教育出版社,2004:195-196.

[6] 何克抗,郑永柏,谢幼如.教学系统设计[M].北京:北京师范大学出版社,2002:52-55.

[7] 王后雄.新理念化学教学论 [M].北京:北京大学出版社,2009:242-245.

Further Discussion of Integration of Both Virtual Experiment and True Experiment

―The Case of ‘To Produce Hydrogen on the Condition of the Laboratory ’in the Chemistry of the Junior Middle School

ZHANG Xue-jun WANG A-xi

(The College Of Educational Technology And Communication, Northwest Normal University, Lanzhou,Gansu 730070,China)

Abstract：The thesis firstly analyzes the current research status and the problems in the process of integration, then proposes the general integration mode of virtual experiment and true experiment in the process of experimental teaching in middle schools, and the case about the model applied to chemical experimental teaching. Finally some application principles of integration are proposed.