中学教育方针范文

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篇1

物理学是一门以实验为基础的科学,尤其是在大力推进素质教育和课程改革的今天，物理教学时应把物理实验作为最重要的出发点,它是帮助学生探究物理知识最基本和最重要的方法和手段。

笔者在分析中学物理实验教学现状、初中新教材实施的基础上,提出为了充分发挥学生思维的主体性,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力,应改革实验教学现状，在初中物理教学中进行低成本实验教学。

1中学物理实验教学现状与新课程标准之间存在着差距

中学物理实验是学生学习、探究物理知识的基础,是培养学生的创新精神和提高创新能力的不可替代的实践环节。然而在不少学校的物理实验教学中却存在着许多问题:

其一，重理论轻动手。由于中考、高考中实验内容采用笔试和许多老教师上了多年老教材；一些学校的实验仪器设备又不十分完备,特别是在农村学校。再由于考试和评估体系的严重偏差，消弱了实验这一环节。有的教师用教师演示实验代替学生动手实验；甚至引发了“做实验不如讲实验”,“讲实验不如背实验”的荒谬作法，加之多媒体进入课堂,使得部分教师过分追求和迷恋多媒体的模拟实验，这样做结果是严重影响了学生思维能力和动手能力的发展。

其二，只动手不动脑。有的教师为了赶进度舍不得在实验上花时间，在学生实验中让学生盲目地照课本或教师讲的步骤按部就班,机械操作,更有甚者，教师预先印发实验报告让学生照“实验报告”逐条操作,填写数据。这样学生做完实验知其然而不知其所以然,同样影响了学生思维能力和创造能力的发展。

2新教材帮助学生实现了知识与能力的转化

新教材贯彻了“从生活走向物理,从物理走向社会”的课改理念。对许多知识点作了简化,增加了实验内容,安排了许多与生活实际联系紧密的小实验、小制作。它是帮助学生实现知识与能力转化的最有效的方法。有意把一些小实验安排在课外让学生亲自去做,就能起到激发学生的学习兴趣,发挥学习的主动性,同时又丰富了学生的课外生活。对学生的独创性、想象能力的培养有极大的好处,只要引导好,很多学生还能举一反三，大大提高教学质量。

自制低成本实验教具。做为一名中学物理教师应该具备自制教具，开展低成本实验的能力。学会利用我们日常生活中的现有的物品,及学生身边的物品来做实验。

低成本实验取材简单,常常使用日常用品甚至废弃物品取代实验室专用器材,因而花费很少,因此要善于发现、挖掘身边的“低成本实验”。

应用低成本实验可以不断改进演示实验,增强演示实验的趣味性、直观性,启发学生思维,加深对物理概念的理解。

例如:在“压强”的教学中,为使学生弄清压力、受力面积和压强这三者的关系,出示两块木板,一块木板上装有三到四颗钉子,另一板上装上密密麻麻的许多同样的钉子,把盛满红水的同规格的两个薄塑料封口袋,分别轻轻放在两板的钉子上,让学生观察实验现象,结果放在三到四颗钉子上的薄塑料封口袋被戳破,红水流出,另一袋没被戳破,为什么会出现这样的现象呢?要求学生从课本中找出答案,得出实验结论:在压力一定的情况下,增加受力面积可以减小压强。

应用低成本实验还可以创造性地设计小实验,让学生真正理解物理概念,突破教学难点。

例如:浮力方向总是竖直向上的。学生虽能理解浮力的方向是向上的,但理解“总是竖直向上的”就有一定的困难。为了突破这一难点,可以设计如下一个实验:将软线的一端用透明胶固定在乒乓球上,线的另一端固定在一个去了底的可乐瓶口(口用瓶塞塞好),往可乐瓶中灌水,乒乓球浮在水中,此时系着乒乓球的线是竖直的,说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的。将可乐瓶倾斜,系乒乓球的线仍然是竖直的,说明乒乓球受到的浮力仍是竖直向上的。向不同方向倾斜可乐瓶,会看到线总是竖直,所以浮力方向“总是竖直向上”的。

在应用低成本实验时，利用日常器具进行小制作,要手脑并用,重在创新。

例如,做阿基米德原理实验,缺少溢水杯,可以组织学生用一次性杯子,在杯底插入一根吸管,吸管口低于杯口便可制成一个简易的溢水杯。再如,用收集到废钢锯条可以做许多实验。例如:振动发声;音调跟频率的关系;响度跟振幅的关系;力使物体产生形变;磁化、磁极间的相互作用等等。还有,通过搓手发热的活动来感受摩擦生热;用手打桌子,手感到痛,说明力的作用是相互的等等。

3低成本实验的教育特点

价廉。由于它随手取材,教师和学生自己制作,成本价廉,有利于普及,自制低成本教具是解决资金短缺的得力措施。

亲切。由于取材于学生身边熟悉的东西而且制作又比较简单,因此有利于消除学生实践研究的神秘感,激发学生参与活动和学习的兴趣,这是激发学生学习动机的钥匙,这正是许多学生喜欢自制教具的直接原因。

篇2

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)18-4434-02

C语言程序设计这门课程是理工科学生都要必修的一门课程，在讲授这门课程的时候，指针对学生来说是最难理解的一个部分。如何能让学生更好地掌握和接受指针的概念，是C语言教学中的一个特色。该文阐述了通过事先引入指针概念，并引用图示的方法，讲解了让学生循序渐进地掌握指针的讲法。图1

变量定义就是开辟一个指定类型长度的内存空间，并为该空间定义一个对应的名字，如图1所示。一个变量名对应内存单元中的一块内存空间，而这块空间是有地址的，对变量内容的读和写都是通过这个地址来实现的，地址我们也称为指针。在这里我们第一次提出指针的概念。

2）讲解一维数组时，引入指针的概念。

定义一个一维数组就是开辟n个指定类型长度的内存空间，每个内存空间也都和变量一样有对应的名字，就是数组元素的名字。

例如：

int a[5];

定义一个一维数组，包括5个元素，其实是在内存中开辟5个整型类型长度的内存空间，如图2所示。图2

a数组中的5个元素在内存中是连续存放的，如果第一个元素a的地址是2000，则a[1]的地址是2004(假设一个整型占4个字节)，a[2]的地址是2008，依此类推，a[4]的地址是2016。也就是说每一个元素都有存放该元素值的空间，这个空间我们用地址来查找，这里提到的地址也就是指针。在这里第二次提出指针的概念，并强调每个变量或一维数组元素都有其对应的内存空间。

3）讲解二维数组时，引入指针的概念。

例如：

int a[3][4];

定义一个3行4列的一个二维数组，其实也是在内存中开辟12个整型类型长度的内存空间，如图3所示。

可以定义一个普通类型的指针变量，用来指向整型变量或整型数组元素，我们也可以定义一个指针变量指向一个一维数组。int (*p)[4];

该语句定义的是一个指针变量，而这个指针变量是指向一个包括四个元素的数组的，此数组的每个元素类型是整型。

如果有：

int a[4];

那么我们用语句p=&a；可以让p指向a数组了，因为a就是一个包括四个元素的整型数组。

再例如：

篇3

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）012-0111-02

1柔性生产线模拟软件简介

柔性生产线系统技能训练模拟软件是针对工业现场自动化生产线的模拟和控制进行设计和规划。具有逼真的场景、完整的生产流程模拟仿真和针对关键部件、关键单元的拆装和柔性控制。使用者可以使用该软件自带的模块库轻松地仿真自动化生产过程，搭建各类自动化生产平台，将复杂的自动化生产线简单化、透明化。同时，还可以将自己编制的PLC程序下载到已经搭建好的虚拟生产平台中，让虚拟生产线按照自己的构想去运行，在此过程中达到熟悉生产线构成、流程以及控制的目的。同时该软件不仅针对企业工人和技术人员的技能培训，还可以作为学生实训教学的平台。该软件与现场教学相得益彰，将大幅度提高培训效率，节约培训所需的人力、财力。

2教学与管理监控系统

2.1总体框架

教学与管理监控系统，主要功能需求是让老师可以管理学生数据库和监控学生的当前状态，同时老师也可以通过发消息的方式与学生交流，解答学生的疑问。根据老师上课方式的不同，可以分投影教学、同步教学等，当学生无法完成某生产线的训练时，可以请求老师协助，老师可以选择远程协助或者走近学生当面协助等。具体功能模块如图1。

2.2投影仪教学功能模块

此模块功能是向客户端发送投影教学消息，锁定客户端的鼠标与键盘，并提示看投影仪相关信息。

该模块算法思想为使用消息发送函数向各客户端依次发送投影教学消息，在客户端接收线程中判断消息是否为投影教学信息，如果是投影教学消息，则锁定鼠标和键盘，将客户端黑屏（用黑色对话框全屏显示），表示当前要进行投影教学。在投影教学完毕后，老师选择投影教学菜单的关闭投影教学，则向客户端发送关闭投影教学的消息，然后关闭掉黑色对话框，客户端在接收线程中处理消息并恢复鼠标与键盘的控制。

2.3远程协助功能模块

该模块向客户端发送远程协助的消息，客户端接收到消息，进行判断后先锁定鼠标与键盘，再向服务器传递桌面数据信息。

算法思想是服务器向客户端发送远程协助消息RomteHelp|ON，客户端接收后并判断消息格式，然后处理桌面消息，上传桌面消息给服务器，服务器接收客户端桌面消息，分配一片区域显示客户端桌面，服务器操作客户端界面，将响应相关鼠标和键盘消息，服务器再将操作消息回传给客户端，客户端处理服务器的鼠标和键盘消息，再次上传桌面消息给服务器，如此反复，直到远程协助结束。结束远程协助时向客户端发送RomteHelp|OFF命令，同时关闭服务器上控制桌面的界面。

2.4同步教学功能模块

该模块是向客户端发送同步教学的消息，算法思想是服务器向客户端发送同步教学消息，客户端接收并判断消息格式，然后锁定鼠标与键盘消息，上传确认消息给服务器已经准备完毕，服务器得到确认消息后向客户端发送本机桌面消息，客户端接收线程判断接收消息格式，接收服务器桌面消息，并分配一个区域给予显示，当服务器发送关闭同步教学消息后停止。

2.5学生信息管理、成绩管理模块

此两模块功能相同，都是完成数据库进行相应的查询、添加、删除、更新操作。其算法描述：

if（打开数据库失败）

{ MessageBox（“打开数据库失败”）；

return FALSE；

}

CString sqlStr=SQL 查询语句/删除/更新；

执行SQL语句

2.6客户端登录功能模块

该模块功能为客户端启动后，进入登录界面，如果客户端用户未注册，则进入注册界面，在填写相关信息后，确认注册，将注册信息上传至服务器；如果已经注册，则直接填写用户名和密码登录。

2.7客户端聊天功能

该模块功能为客户端启动后，进行广播查找服务器端，服务器接收到客户端的广播信息后返回服务器地址，则客户端接收、验证信息并记录服务器端地址。

2.8教师监控功能

消息到服务器，服务器根据消息来判读当前状态，再通过改变对应图片的属性在界面上显示客户端状态。在客户端离线时，发送消息到服务器，关闭该线程。

3设计示例

本节以服务器端（教师机）为例，展示该教学与管理监控系统，服务器端程序启动后，就会出现登录界面：

在用户权限下拉列表中选择登陆服务器端的用户类型，类型为3种：

超级管理员：软件开发单位的维护人员。登陆后可对软件进行维护、升级、更换软件模块、更新生产线仿真文件等。

管理员：校方实验室管理人员或企业培训部门的系统维护人员。可预先录入老师和学生姓名、所管理班级，也可查询和管理、修改所有老师和学生的信息。

教师：默认账号为教师工号。用教师身份登录，界面如图3。

点击成绩管理，可查询学生在三维仿真实训系统中取得的成绩，并将查询记录保存为EXCEL，方便教师对学生的成绩进行管理，如图4所示。

4结语

本教学管理软件集远程协助、同步教学、在线交流、文件传输、学生信息管理等多功能于一体，功能齐全，操作简便，向用户展示友善的操作界面。在完善功能的同时兼顾系统的灵活性、安全性、健壮性，便于安装，适合在各高校职校进行普及。

参考文献：

[1]高兰.关于软PLC梯形图向语句表转换方法的研究[J].微计算机信息，2007（10）.

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2.严谨规划中职护理教育实施仿真教学的流程

从以上分析的切入点入手，应当尊重教学规律，体现“精、广、准”三个字。精，就是在实现理论学习向实践学习的过程中，案例准备精致典型，能够充分将课堂理论与临床实际相贴近，内容不模糊、数据准确无误；仿真情境设置要精细，不是一间训练室，放置训练假人让护生操作，应该按照医学病房要求建造和装修，有标准病房有标准病房、护理站、治疗室、重症监护室等；分组训练要精心，培养团队意识，达到头脑风暴的效果，在护生分组与指导教师配合上，应当注重性格互补、行为统一等要求。广，就是让学生在仿真实训中能够形成提高批判性思维，一个仿真实训的项目要突出相关理论、实践内容的衍生，在设置案例、提供器具时，要把在理论教学中的交叉点、混淆点提供给学生，在教师的引导下，学生学会认识-理解-发现-批判-掌握。准，体现教学、学习的评价流程、评价反馈中，开展对教师组织教学和学生综合实践能力的双向考察评价，制订科学合理的“综合能力考核评价表”，包括教学环节中的课堂气氛、知识面覆盖等，学习环节中的与病患沟通能力、学习兴趣、团队意识、批判性思维等等，这些指标都应量化，有相应的心理行为佐证，并记录备案，体现形成性。

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关键词： 听说；大学英语教学；仿真实训

Key words： oral English；college English teaching；simulation experiment

中图分类号：H319 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0249-02

1 英语的传播及其在全球的地位

目前，全世界有14多亿人生活在英语为官方语言的国家，世界五分之一的人口讲英语，世界70%的科学家用英语阅读，世界85%的邮件用英语书写，世界90%的各种电子检索系统信息用英语储存。无论其使用的人数、在社会渗透的深度乃至功用的广度，英语在全球的传播十分引人注目，随着其在科技、商务上的应用，融合其他语言词汇的能力以及对各种不同英语方言的认同，它的传播将越来越深远，是一门十足的世界普通话。因此，英语口语技能的训练在日常的英语教学过程中扮演着越来越重要的角色。

2 全面认识英语口语

口语能力的培养应以语言为主体，体现真实的语言特点，一方面强调语音、语调、句型结构等语言知识的传授，另一方面也要强调如何学会使用这些语言知识达到交际目的。概括起来的口语交际能力内容包括：发音、语调、流利程度、信息交流、听力理解及在特定情景或场合下运用交流技巧进行话题转换。

根据《大学英语教学大纲》对口语教学的基本要求：能就教材内容和适当的听力材料进行问答和复述，能用英语进行一般的日常会话，能就熟悉的题材经准备后做简短发言，表达思想比较清晰，语音、语调基本正确。

经验和教训告诉我们，对于大学英语教学任务的片面理解，是造成口语教学长期未受重视的根本原因之一，如果我们能够全面了解语言学的规律及明确口语教学重要性，则对口语教学产生直接有效的导向作用。

3 英语口语的主要教学内容

全面认识英语口语，有助于我们进一步明确以下的英语口语主要教学内容：

3.1 系统的听力训练 语言听力理解是听力训练的关键。①首先帮助学生了解一系列诸如语音失去爆破、连读、弱读音与重读音等语音规则以及语音、语调、语速及英美语音差异等基本理论知识。②在训练方法中采取难易搭配、精听泛听结合的方法，遵循先易后难、先精后泛的原则，在学生听懂词句之后，再听全文，便于学生真正掌握。③克服心理障碍，培养良好的听力习惯，保持良好的心态，控制自己的情绪，注意力高度集中。遇到实在不会的，不要反复思考，专心听后面的内容；同时要捕捉重要的信息及做必要的笔记。

M： Can you tell me the title of this oil painting？

W： Sorry. I don't know for sure. But I guess it's an early 18th century work. Let me look it up in the catalog.

Q： Where does the conversation most probably take place？

（A）At an art gallery

（B）In a department store

（C）At a bookstore

（D）In a workshop

本题答案为A。在男士的问话中提到一个关键词this oil painting，同时，在女士的答案中提到it's an early 18th century work，又提到look it up in the catalog，由此得知这一对话应该发生在美术馆。

3.2 交际化的词汇、语法教学 语言能力的培养是交际能力培养中至关重要的环节，而词汇、语法的运用使得整个交流空间有了文化和思想的填空。因此，词汇、语法教学的交际化使学生从单词音、形、字的认识切入到词的搭配、造句，并在训练过程中不断扩大其对语言功能的认识，从而达到能熟练运用句型来表达自己思想的技能。

3.3 会话技巧 在口语教学中，掌握会话技巧是成功交际的重要前提，熟练掌握会话技巧的模式与规则，就能确保口语交流连续流畅，提高流利程度，使得交际更加实际有效。

①如何打开话题（How to open a topic），常见的有Good morning，…； Excuse me，…； Could you please…etc.；

②如何转换话题（How to carry out topic-shifting）；

③如何学会倾听（How to show your listening）；

④如何打断会话（Learning how to interrupt）；

⑤如何拖延回答（Learning how to hesitate），它是一种边想边说，控制讲话节奏，争取思考时间，以保证说话连贯，避免冷场的技巧，常见的有 Well…， I think…， You know…， Let me think…etc.；

⑥如何请求重复（How to ask for repetition）；

⑦如何结束话题（How to close a topic）。

3.4 跨文化知识的传授 由于语言和文化的不可分割性，这就要求在口语实训过程中，不可忽视对文化背景知识的积累及对东西方语言文化差异的学习。否则，对很多语言现象的含义就难以深入理解。如：

M： Please buy two packs of cigarettes for me while you are at the store.

W： I am not going to any store. I am going to see Aunt Mary， but I'll get them for you at the gas station.

在这对话中，如果对英美国家的风俗习惯有所了解―美国加油站也卖杂货这一文化背景，就有利于学生快速获取重要信息。由于东西方文化的差异，以中国式的谦虚来否认对方的夸奖，对方要么认为你是谦虚或沽名钓誉，要么认为你觉得对方缺乏鉴赏力。跨文化知识的传授，使得学生能正确、得体、自然地传达和接收信息，避免文化误解及文化冲突。

4 多媒体课件辅助下仿真口语实训

多媒体教室为口语的仿真实训提供了声频和视频系统，解决了传统教学模式“课本―黑板―粉笔”所面临的困境。教材《21世纪实用大学英语》多媒体课件为我们在课堂教学中实施英语口语实践提供了必要的软件。

表1为《21世纪实用大学英语》多媒体课件辅助教学过程中实施口语活动实践一览表。

可以看出，多媒体课件辅助下的仿真口语实训实现了听、说、读、写、译的浑然一体，符合语言的教学规律，在无法专门开设口语课的情况下，满足了《大学英语教学大纲》对口语教学的基本要求，增加了学生参与练习活动的时间。在学生和多媒体课件交互的教改过程中，丰富了课堂的仿真实训环节，充分发挥了学生的主导作用。

5 结束语

总之，随着全球化进程的不断深入，中国在国际舞台日渐活跃，中西合作交流日趋频繁，在倡导高职技能型教育的今天，我们更应全面了解语言学习的规律，多角度认识听说技能实训在大学英语教学过程中的内在联系，克服想找一条捷径的浮躁心理，英语语言综合运用能力的提高才能告别“耗时较多，收效较低”的泥泞歧径，走向成功的坦途。

参考文献：

[1]Melvyn A，Hasman.The Role Of English In The 21st Century[M].上海：上海外语教育出版社，2006.

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关键词 “职场仿真” 职业素质 体育教学

在学生的职业化中，体育可是一种新的力量，具有不可替代的作用。体育活动和职场活动有很多相识点，都是公平竞争，团队合作，互相交流，并且技能的掌握和应用很重要。在体育教学中不断学习加强对职场的应变能力，对我们很快的融入新整体有很大帮助。这样一来可以看出，在体育教学中实施“职场仿真”的教学，不仅是体育的本能的到发挥，还发挥了育人功能，培养职业人，使学校体育发挥其作用。

一、“职场仿真”是职业教育的呼唤

（一）职业教育的核心是“职场仿真”教学

教育与职业之间的沟通渠道是职场教育，它在乎的是实践性教育的真实性。许多高等院校开设实训，实验课程，就是一种高度模仿，并不是以效益为目的的真实活动。“职场仿真”的活动是最真不过的了工作环境，使他们得到体验，实践技能得到提高。对学生综合素质的提高也起到了一定的影响。

人才培养目标是德智体美全面发展，高等院校的课程都是与其紧密联系的。能够充分体现职教特色是实践性教学环节，他也是仿真教学的一种。仿真教学伴随职业教学由始到终，所以，仿真教学是职业教学的核心。现在，高等院校非常重视仿真教学，大部分教学院的仿真教学已超过50%。它被应用于实践性强的课程。体育课程发挥了其固有的功能，它也顺应了职业的发展和人才培养的特点，很好的利用这一优势积极推广“职场仿真”教学。

（二）“职场仿真”教学很适合在体育教学中发展

在体育教学中，开展“职场仿真”有以下几个原因：第一，体育的实践性较强，都是通过身体锻炼来促进身心健康的发展，很多身体的锻炼与从事职业活动的身体相联系。第二，学生非常喜欢体育活动，如果正处于青年阶段，那么体育就是他们发泄情感，表现自我，消遣娱乐的一个舞台，和他们沟通交流的平台。通过以上原因，在教学中，只要丰富教材内容，教学的方式，方法，将体育和人才培养融为一体，创造与职场相一致的教学气氛，不断的强化两者的共有特征，“职场仿真”能在体育教学中得到很好的发挥。

二、体育对职业素质的作用

（一）体育对显性职业素质的培育

健康的身体是从事一切职业的前提。显示职业素质是体育学习和活动的结合，促使学生在体能、形态、生理等方面发生变化。学生在职业生涯的过程当中，具有良好的身体，耐力，灵敏速度都是从事和完成工作的前提。并且，在不同的职业上，具有特有的显性职业素质是必须的，这样在这个领域有更高的发展。例如，对于英语专业的学生来说，强调的英语的应用和口语的流畅，对于理科专业的学生强调的是数据的准确，对于学销售的学生强调是姿态和礼仪，等等很多案例。对体育学习和活动的学习，不但能提高学生的最基本的身体素质，也对专业显性职业素质有很大的帮助。

（二）体育对隐性职业素质的培育

这也与显性职业素质相当的。隐性职业素质是通过对体育学习和活动，在职业素质和能力上有所发展，这种素质和能力是抽象的，不可估量的。显性职业素质是从事职业的前提，但也不可小视内在的驱动力，比如，合作精神，职业素质，创新精神，交流能力，尊重他人等等。但是，每种工作对隐性职业素质的要求都是不一样的，教师要有针对性的去培养他们。

以上的两种不但是高等院校的课程要求，也是现在我们所必需具备的素质。在体育教学中，显性职业素质和隐性职业素质必须一同发展，与高职教育的人才要求相一致，充分发挥其功能，这才是高等体育的灵魂。

三、设置“职场仿真”教学方针

体育教学应根据高职院校的人才培养特点制定方针政策。改善教学理念，完善教学内容，方式和方法，使“职场仿真”的教学作用得到充分的发挥。“职场仿真”伴随着教学从始至终，方式花样，具备其特点。在体育教学中，我们可以讲某一课中的某一内容拿出来设计成“职场仿真”教学，让体育教学内容的到很好的呈现，下面是几个“职场仿真”的教学措施。

（一）把体育教学要求设计成“职场仿真”教学

有些企业对员工的要求和体育教学对学生的要求是一样的，所以学习在拟定体育教学课程时，要与现代企业的要求相一致。例如，现在的企业都有工作服，上班时间必须穿工作服，行为举止得当，不准迟到早退。那么我们所拟定的体育课程上也要统一服装，不能缺课，按要求完成老师所要求的动作，优秀的完成考试，并作为体育成绩。如果长期锻炼，学生们会有一个良好的习惯，为良好的工作态度做准备，为良好的业绩做了前提。

（二）把体育教学的内容设计成“职场仿真”教学

在体育教学中，根据学生所学的内容不同制定不同的“职场仿真”政策，使学生的专业素质职业素质都得到提升。例如，对学习英语专业的学生，对他们的礼貌礼仪，行为举止进行训练；对于学维修专业的同学，可以指定一些搬运的练习，提高学生的体力素质；对于服务也得学生来说，开设肢体练习，完善仪态仪表；对于学计算机专业的，在体育课上多做一些指尖上的游戏，提高手指的灵活性；对于军校类的学生，可以拟定真人练习，掌握进攻和防守要领。所以，我们要打破在体育课上只跑，跳，打球等一系列的陈规来提高学生们的身体素质，可以更具不同职业所需不同人才来制定不同的教育内容，经过“职场仿真”的教学，提高学生身体素质，从而提升他们将要从事的职业素质。

体育教学要充分了解到学生将要面临所选择的职业特征和相邻职业特征的共同点，凡事对所要从事的工作有帮助的体育内容都有作为体育教学内容。例如，航海类专业要开设游泳比赛游戏，自救等训练；学工程类学生开设刺激的游戏，攀爬，登上等；学管理的学生开设要求合作的游戏，等等。一定不是所有体育教学都实施“职场仿真”教学，不要生拉硬套。

（三）不断的营造职业情景，多方面，全方位的设置“职场仿真”体育教学

情景再现是实现体育教学的一种手段，通过这种情景再现的方式提高学生们的对体育的学习兴趣，形成一种新的教学方式。就是通过情景再现使同学萌生一种优势感，从而注意力增加，那么教学任务在情景中得以完成，促进学生素质全面发展，这对学生隐性职业素质的发展也起到了一定的作用。

体育教学可以从不同的几个方面来创造职业情景，如环境，要求，特点等几个方面，并且也有用多种教学内容和方式来配合。例如，对将要从事管理的学生开设一个游戏，分成几个团队，让他们每队去完成一项任务，必须具有团队的合作性，领导性，如可以在不同的气候条件下和不同的环境下让他们在一片大林子里寻找东西，经过攀爬，组织，识别方向等训练内容，并提出一些具体的要求及目标，是同学们亲自完成各项任务。通过这样的高度仿真训练，我相信一定可以提高学生的自身素质和恶劣条件下的生存能力，领导能力和团队合作能力等，还可以是同学们了解到更多的野外生存知识。

另外，在体育教学的职业情景中也要注意几个事项；第一，职业情景的营造要根据教学的目标拟定的。教师不能只顾着创造好的“职场”情景而忽视了教学的真正目的，让学生了解哪些知识和技能。第二，职业情景的营造要有其合理性。拟定情景要围绕着职业特点和职业要求，并且符合教学要求。第三，职业情景的营造要对学生的身心发展有利。要将职业环境与自然环境结合起来，做到人与自然社会的统一。第四，职业情景的营造要根据体育教材的内容所拟定，将教材内容和职业所需相统一，情景再现只不过是教学的一个发式，不代表课程的全部，它在情景再现的过程中所体现

四、结束语

“职场仿真”教学是高等职业教育生存和发展的有利手段。它不但具有实践性，还必须对专业基础课和职业素质课进行好好学习。体育教学很适应教育的发展趋势，注重专业和职业的进步；体育教学目标和职业所需人才培养的目标相一致，在体育教学中实施“职场仿真”，不但对学生的身体素质发展有好处，也对学生的职业素质和能力有很大帮助，为将来要从事的职业做好前提。

参考文献；

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中图分类号：G712 文献标识：A 文章编号：1003-9082（2013）11-0135-02

化工生产过程具有连续性、规模性、危险性等特点，这就决定了进入工厂实习的学生不能亲自动手操作，因此下厂实习效果普遍不佳，很难达到预期的效果，学生毕业后到化工企业需要再次培训。可见，行业的特性决定了化工仿真训练是必要的。与此同时，能够熟练进行 DCS 操作又具有化工专业知识的人才越来越受到化工企业的青睐[1]。而化工仿真实训，则是培养学生具备这一专业技能的有效途径。因为化工仿真能够模拟再现真实的生产装置， 让学生不进工厂就能了解实际的化工生产装置的生产和操作过程，通过模拟工厂开车、停车、正常运行和各种事故现象处理， 使学生不出校门就可以了解实际生产装置， 在非常逼真的操作环境中进行操作技能训练，既完成了对生产装置实际操作的培训，又巩固了所学的知识，更全面、具体和深入地了解不同的生产单元操作过程，实现了理论与实践的统一。同时，能让学生在一个模拟真实的职业环境下，按照未来专业岗位对基本技能的要求，得到实际操作训练和综合素质的培养，使职业教育为企业输送合格的人才奠定好基础。

一、化工仿真系统DCS的介绍

化工仿真DCS（集散控制系统）教学系统是指在一定条件下，模仿化工生产过程或装置进行DCS控制操作的教学系统。它特别注重学生的动手操作能力、技术应用能力和创新能力的培养，使学生在具有必备的基础理论和专业知识的基础上，重点掌握该专业领域实际生产操作和基本技能。具体来说，它以计算机为手段，通过建立石化工业过程的动态数学模型，并在以计算机为基础的专用硬件环境下，再现真实装置系统特性的软、硬件产品[2]。

化工仿真软件通常由一个教师站和多个学员站组成。其中，具有管理功能的教师站可以向学员站发出面向全部或个别的操作指令，并能显示相应学生的操作结果及最终成绩，学生通过人机对话，达到熟练完成单元和系统装置的冷态开车、停车和事故处理等操作。而教师通过教师主控制台可以很清楚详细地了解每名学生的当前操作情况。从而为各类型人员提供模拟操作化工生产装置的环境和设备，使他们完成开车、停车、故障处理等操作过程，以提高学生相应的理论水平和实践经验。

仿真实训软件除了包括化工生产中的各种主要单元操作，如离心泵、换热器、电动往复式压缩机、精馏塔、吸收解析、间歇反应釜、锅炉、多效蒸发、流化床反应器、干燥、固定床反应器等外；还包括化工工艺生产过程，如常甲醇生产装置、鲁奇加压器气装置等。因此，化工仿真除了能完成正常的教学外，还能够完成职业技能训练与鉴定的任务，将形成知识、能力、素质"三位一体化"的实践教学模式。

二、化工仿真教学的主要作用

1.强化理论知识的理解，提高实际操作技能。在实际教学中对各种设备讲解比较困难，学生很难对设备产生一个实际的感官理念认识。仿真技术采用计算机图形技术，对仿真模型实体的运动进行动画显示，使各种设备的外观、结构以及运行模式都能直观地显示在计算机屏幕上，学生们按照每个相应的操作规程进行操作，操作错误时，在评分步骤中会显示错误步骤以及错误原因，使学生知道错在哪里，为以后避免犯相同的错误打好基础。这样学生就会对书本上有关设备操作理论知识有了一个深刻的理解，从而加深学生对操作系统的理解和记忆，真正做到了理论知识与实践紧密的结合。同时，仿真软件提供工况冻结、时标设定、趋势记录、报警记录、参数设定等特殊功能，便于教师实施各种新的教学与培训方法， 提高教学质量。

2.高效、经济。通过仿真训练，学生可以直观的看到相关原理、工艺流程，以及仪器、设备的结构特点、操作方法。从而可以有效的避免化工实验教学过程中场地、设备、实验消耗等因素的制约，在化工仿真实训中，各类化工原料均为虚物品，没有实物消耗且无污染，可大大降低实训运行费用。同时，引入化工仿真训练系统，可以开发出教学需要的各种条件，比如高温、高压、有毒、易燃易爆等，没有危险性，而且还可以节省大量的设备和药品的费用，有效的节约了成本。

3.形象逼真，安全性能高。化工仿真提供了一个与实际近乎相同的训练平台，通过仿真训练系统可以形象、直观地展现工艺流程、设备的结构特点，可以逼真地模拟各生产装置的动态特性及开、停车操作过程。有利于在较短的时间内使学生了解化工单元操作的方法和技巧。学生通过仿真训练系统的操作，对设备、工艺流程的运行情况会有更加深刻和直观的理解和印象，对设备、工艺流程运行过程出现的故障和问题会有一个正确的解决方法。

4.与生产实践相结合， 提高学生的职业素质。化工企业一线所需要是动手能力强、基础知识扎实的高技能人才，因此要求我们在实际教学过程中要与企业密切联系[3]。引入仿真训练系统可以让学生更加深入地了解各种化工单元设备的结构特点、空间几何形状、工艺过程的组成、控制系统的组成、管道走向、阀门的大小和位置等，使学生建立起一个完整的、真实的化工过程概念，学生通过反复操作训练，能够更深入地了解化工过程系统的操作原理，锻炼了学生对化工装置的开车、停车及事故处理的能力，更好地掌握调节器的基本操作技能，进而掌握复杂控制系统的使用和调整技术，提高对复杂化工过程动态运行的分析和决策能力，使学生真正掌握化工过程的特性和基本操作技能。

三、化工仿真的不足

1.缺乏灵活性。由于仿真软件中带有相关工艺流程和单元操作的操作步骤，使得学生过于依赖操作步骤，只是机械的记忆每一步如何操作，并没有真正理解每一个操作步骤的实际意义和原理以及每一个步骤在整个工艺流程中的作用。

2.缺乏安全重视。由于仿真操作在电脑上就可以完成，出现错误还可以重新开始。学生看不到操作失误之后的严重后果，不足以引起学生的重视，不利于增强学生安全生产的高度责任感、紧迫感。因此，化工仿真操作实训并不能完全替代真正的生产操作训练。要让学生真正掌握化工生产操作技能、提高分析判断和处理的问题的能力，还必须结合下厂实习。

3.缺乏现场感。化工仿真系统无法建立一个真实的生产装置现场，学生难以建立一个对实际生产的感性认识。

结束语

化工仿真以其独特的优势，成为化工单元操作教学中不可替代的一部分，我们应该扬长避短，充分突出它的优势，有效规避它的缺陷，让化工仿真在以后的教学中发挥更大的作用，让它为我们的高等职业教育做出更大的贡献。

参考文献

[1] 宿高明.浅论高职院校化工仿真实训平台之建设[J].职业教育研究.2008，12：113-114.

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1.体育系统仿真的概况

体育系统仿真是一门交叉学科，它以运用多学科多因素超时空综合集成的特征不同于其它学科。现代体育运动实践展现了宽阔宏大多姿多彩的时空场所，为体育系统仿真的产生和建立提供了肥沃的土壤和基础，同时体育运动实践和体育科研的诸多问题也在强烈呼唤体育系统仿真作出回答和解决。[1]

2000年6月“体育系统仿真”这一交叉学科概念正式被提出，2002年10月中国国家体育科学研究所体育系统仿真实验室开放实验室成立，2004年10月中国系统仿真学会理事会接受体育系统仿真专业委员会申请，2005 年正式备案，标志国内这一学科的建立。体育系统仿真的定义是：通过计算机模拟技术再现体育教师的教学经验、教练员的训练意图、管理者的组织方案和运动员的训练过程，从而达到对体育系统的解释、分析、预测、评价的一种实验技术科学，运动捕捉作为体育系统仿真的关键技术和设备，负责运动数据的采集与捕获。[2]

一个典型的体育仿真系统具有如下主要功能：（1）虚拟训练场景构建。依据运动项目的具体要求对虚拟训练场地、虚拟训练器材和虚拟人等的建模；（2）运动数据捕获。运用运动捕捉技术采集运动实体的运动数据，并将其用于生成虚拟人动画；（3）生理生化和心理数据采集。生理生化和心理指标是运动员竞技状态的重要反映，根据运动项目的不同，通过各种传感器和智能化仪器来采集运动员的生理生化数据、心理数据；（4）动作重演和展现。动作重现是体育系统仿真的重要要求，运动捕捉可以很好地完成该任务，例如在体操项目中，教练员首先采集真实体操运动员的运动动作，之后重新编排，产生新动作，再利用虚拟体操运动员精确地重现体操运动员的体操动作，从而帮助体操运动员改进和创新动作，提高水平；（5）技术诊断与分析。通过对技术动作做量化分析，且以图形方式展示分析结果，以此为基础，对“理想”的技术动作与运动员技术动作做比较， 进行深层次的分析，然后给出改进技术动作的指导性意见。[3]

2.运动捕捉技术是体育系统仿真的关键

2.1运动捕捉技术的发展

光学式运动捕捉技术是目前应用最为广泛、发展最为成熟的一类捕捉技术。这类技术利用计算机视觉原理。光学式运动捕捉系统通常使用 6～12 个摄相机环绕表演场地排列，这些摄相机的视野重叠区域就是表演者的动作范围。随着机器视觉、虚拟现实等技术的迅速发展，精确捕捉人体动作并且进行重现，已经成为研究的热点。通过运动捕捉技术获取某类技术动作的运动参数及生理生化指标等数据，从而统计出运动规律，为体育教学和运动训练提供标准规范的技术指导，从而摆脱纯粹的依靠经验的状态，进入科学化、数字化时代。

2.2运动捕捉技术在体育教学和训练中的应用

目前， 我国的学校体育教学内容和方法比较落后，仍然采用从教材中传授既定的基本解录像等较传统的方法。基于运动捕捉技术的体育系统仿真教学与训练， 由于具有高仿真性、开放共享性、人机交互性、重复使用性以及安全性好等特点， 已经成为传统体育教学与训练方法的一种有益补充， 并显示出巨大的潜力， 在教学和训练中的应用将有着广阔的空间。

3.运动捕捉技术在篮球教学和训练中的应用

我们知道现在篮球在技、战术与篮球规则的相互促进和制约过程中不断发展和提高。而从事篮球运动普及与提高的教师和教练员技术动作也并不都是规范合理的，即使是国手级人物，他们也因退役后在二线而从事教学、训练工作，随着年龄的增长和技术、身体素质的逐渐退化，有时也很难在教学和训练中完成正确的示范动作。体校和专业队通常都是通过学员反复练习和教员不断提示的反馈过程来实现掌握正确技术动作的目的；许多战术内容也较复杂多变，教员一时也很难在许多交叉线条图中分清战术行动方向和行动时机，许多教员都是通过经验阅读和理解战术线路图。何况我们学校体育课堂教学只能是望尘莫及。

3.1虚拟球馆建模

3d软件构建场馆要以场馆建筑设计图按比例还原，虚拟设计的场馆要注意各处比例和建筑设计规范。尽量减少模型面数，删除立体模型不可见的面。座椅栏杆等大量模型尽量以简模加透视纹理来实现，以减小场馆模型的文件尺寸。

3.2虚拟运动员角色

3dmax 和 Maya 是目前最为流行的三维图形和动画软件，它们虽然有很强的建模和动画功能，但是在人物建模方面还是比较繁琐。我们可以通过专门的人物造型软件建立人体模型。然后将人体模型倒入 3dmax 和 Maya 软件环境。[4]

3.3 动画数据的获得

采用光学式运动捕捉技术，要求表演者穿上单色的服装，在身体的关键部位，如关节、髋部、肘、腕等位置贴上一些特制的标志或发光点称为“Marker”，视觉系统将识别和处理这些标志。系统定标后，摄相机连续拍摄表演者动作，并将光点图像序列保存下来，然后再进行光点处理，进而得到其运动轨迹和骨骼动画。

4.虚拟现实与篮球运动仿真动画的交互程序设计

4.1 主程序与功能模块设计

主程序主要起分类导向作用，根据篮球教学训练内容和动态展示的特点，设计了技术动作、战术配合、裁判方法三个主要的分支程序导航。

4.2 技术动作交互程序设计与功能模块

技术动作模块按篮球技术分类设计了五个，传球、运球、投篮、突破、防守。一级分类导航和二十五个二级动作激活按钮。以及慢动作、逐帧进退功能，四视角快速切换和视角任意操控与跟踪追随运动员功能。

4.3 战术配合交互程序设计与功能模块

战术配合模块按篮球战术分类设计了四个，进攻基础配合、防守基础配合、半场进攻战术、半场防守战术。一级分类导航和二十个二级战术配合激活按钮。以及慢动作、逐帧进退功能，四视角快速切换和视角任意操控功能。

4.4 裁判方法交互程序设计与功能模块

裁判方法模块按篮球竞赛规则与裁判方法分类设计了五个（区域分工、分工配合、常用手势、违例手势、犯规手势）一级分类导航和二十个二级动画激活按钮。以及慢动作、逐帧进退功能，四视角快速切换和视角任意操控功能。

5.讨论与建议

运动捕捉技术经过40年的发展，已在许多研究领域得到了应用，如表演动画、体育训练与教学、影视和游戏、人体生物力学等。基于运动捕捉等技术发展起来的虚拟现实体育教学与训练方法，是以现代教育理论为指导，以虚拟现实技术、计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术等为支撑而建立的新型教学与训练方法。该方法运用动作捕捉系统采集人体运动数据，并将其用于生成虚拟人动画，效果非常逼真，且能保证训练的科学性；同时运用计算机图形学技术建立虚拟训练场景，并使软件系统具备了互动操作、全方位观摩以及运动辅助教学、动作技术分析等功能。[5]随着宽带时代的来临，运动捕捉等虚拟现实技术必将具有更加广阔的应用领域和发展前景，在体育领域我们需要紧密关注、大胆应用， 这对于深化篮球教学和训练改革，提高教学与训练的效率大有裨益。

参考文献

[1] 解毅飞.关于创建体育系统仿真学科理论体系的构想[J].广州体育学院学报，2002.

[2] 付 全.运动捕捉技术在体育运动仿真中的应用[J].山西大同大学学报，2013.

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一直以来，在高中语文课堂教学上口若悬河、滔滔不绝。总认为讲得好是教师基本功扎实的最直接体现。所以课堂上往往教师是主角，一讲到底。自从实行新课改以来，发现自己的课堂有很大的漏洞，那就是学生的积极性主动性没有被充分调动起来，课堂效果不太好，课堂死气沉沉，没有生机，课堂上学生们都是昏昏欲睡。对此教学效果不佳的情况，进行了反思：课堂是学生的，老师不能侵犯学生的自！经过教课教学的前后比较，决定把课堂还给学生，彻彻底底来一次课堂改革。

所以说，语文课堂教学是教师和学生共同参与的双边活动，在这种活动进程中，师生不仅存在着知识的传递，而且还存在着情感的交流。实现师生互动、双向交流的方法很多，其中最常用且有效的就是恰当地进行课堂提问。一个好的问题犹如一条纽带，会将师生间的认识和情感紧密的联系起来，架起师生双向交流的桥梁，而且能活跃课堂气氛，促进教师的教与学生的学的和谐发展。一堂课，若只是教师“一言堂”，而学生无一人发言，这样的教学如一潭死水，那么教学效果就可想而知了。

于是，我和学生们课下谈心，我问他们喜欢老师的讲课方式吗？大多数学生说喜欢。这点从他们的听课效率上可以看出，大多数听得津津有味。也有几个学生却说听得很高兴，但自己却没有感觉到快乐。我问学生：为什么老师在课堂上提问，学生回答问题总不太积极呢？ 学生们说了 你总结的那么好，我们怕自己答错了。还有的说 你总结的多好啊，我们不用费事。我明白了学生们存在的主要问题，一是不自信，二是懒惰。

明白了问题的症结后我开始制定了一些措施。第一步。我在课堂上不再追求完美，有时故意制造一些失误，让学生自己从中发现，增强学生的自信心。第二步，课堂上尽量让学生自己动手，不再包办，让学生自己发现问题并解决问题。 第三步，我的课堂我做主。给学生划分了几个小组，六个人或八个人为一个小组，课下预习，课堂讨论，开展交流合作活动。这样让学生自己设计课堂形式，自己来讲课。

决定课改前，我也有种种顾虑和担心，唯恐失败。但我知道不改变就永不能创新，既然决定了就开始去做，哪怕是失败也要尝试一下。刚开始，学生很是不开放，也不适应这样的课堂。他们觉得学生自己发现问题去讲课，一节课收获很少，没有老师讲课信息容量大，并且自己总结出来的答案总是不太好，费时费工。针对学生反映出的问题，我想了一些解决问题的方法。首先，解决学生的思想问题，让他们明白课堂改革不可能立竿见影，，我们也不可能把以往的陋习一下子全部改掉，这是一项长期的工作。其次，尽量精心设计课堂，花大功夫备课，提高学生的课堂成就感，让学生体会到成功。再次，多鼓励少批评，减少学生答错问题的恐惧感，增强他们的自信心。

慢慢地，学生从课堂中获得了很多乐趣。学生们说，他们体会到了发现问题的快乐，也体会到了合作的快乐，更体验了成功的快乐。最后，就连老师们认为那些不爱学习的学生，现在也开始积极准备认真回答问题了。像十一班的范国伟、陈宇航，十二班的李晓磊、杨晓然，上课时再也不觉得和自己无关，他们积极认真的准备问题，回答问题，并且有时，他们的一些见解、发言、还有思想还常常很独到。真的，课堂，不应该只是尖子生的，老师绝对不能只看到几个成绩优秀的学生，更应该让这些普通的学生甚至所谓的学困生体会到被重视的滋味，也能发现自身的长处，从而树立起学习的信心，扬起理想的风帆。

篇10

0引言

金属切削加工技术仍然是机械制造行业的主要加工方法。它通过刀具和工件的相互作用去除工件表面的多余材料，以获得理想的加工形状、加工精度和表面质量的工件。因此，金属切削加工技术在本科生的教学工作中占有重要的地位，机械类本科生都开设有关于数控机床、机械加工制造技术等相关课程。随着技术的发展，越来越多的数控仿真软件的出现使本科生在数控机床操作水平上有了很大的提升，但是对金属切削过程中涉及的理论并没有很大改观。现在许多专家学者都对金属切削过程进行了研究，但是由于切削过程的复杂性，还没有统一的理论来解释加工过程中的各种物理现象，这对本科生对加工过程的理解造成了一定的困难。而加工过程仿真技术的出现为这一问题带来了转机，本文主要研究加工过程仿真技术在演示切削加工过程方面对于本科生教学工作的帮助。

1有限元仿真技术

有限单元法（FiniteElementMethod,FEM）是一种以计算机为手段，通过离散化将研究对象变换成一个与原结构近似的数学模型，再经过一系列规范化的步骤以求解应力，应变和位移等参数的数值计算方法。它是一种通用的近似计算方法，也是解决工程实际问题的强有力的数值计算工具。目前，有限元法在航空，航天，机械，汽车，铁路，船舶，交通，建筑，电子，地质矿产，水利水电，石油化工，生物医学以及科学研究领域得到了非常广泛的应用，并越来越受到业界的高度重视。现在较为流行的有限元分析软件有ANSYS、ABAQUS、Deform和AdvantEdge等，这些软件对研究金属切削过程中的温度、切屑形状、刀具应力等提供了良好的前后处理和求解环境。各个有限元软在单元、建模、材料模型和自适应网格能力等方面具有各自的特点和优势。因此为了有效地模拟切削过程中所关心的方面和问题，需要综合考虑分析问题的难易程度和仿真结果表现形式等多方面的因素，合理地选择有限元分析软件。

2加工仿真实验平台建设

2.1系统组成

该实验平台由一台小型车床和自组的小型铣床以及装有Deform软件的微机组成。车床和铣床的作用在于演示车刀和铣刀与工件作用的物理过程，观察特定加工条件下的切屑和工件表面状态，同时也是有限元的仿真数据（如刀具尺寸，切深、背吃刀量等）的来源，仿真结果实际上相当于对实际物理过程的一个“慢放”，让学生能够仔细观察刀具去除多余材料的过程，明白其作用机理。Deform软件是SFTC公司生产的一款商业有限元软件，它专注于金属成型和加工工艺过程的仿真，可以实现车、铣、钻、锻压等多种加工形式的仿真，同时也可以对材料的正火、退火、淬火等工艺流程进行仿真分析。它的优点如下：

（1）界面交互性好，与其他有限元软件相比，Deform软件为用户考虑，在一个界面就可以定义好所有需要参数，设置参数的位置清楚明了。

（2）操作性好。Deform软件包含了大量的材料库，材料数据不必再自己去寻找，而且设定网格数量后可以自动划分网格，在运行过程中出现大的变形量（如切屑去除过程）时可自动的进行网格的重划分，不需要人工干预。相比于其他的有限元软件，Deform在前处理过程中可以自动定义物体的边界条件，需要设定的参数量很少。

（3）后处理功能丰富。具有点迹示踪、变形、云图、矢量图、力—行程曲线等多种功能，而且具有2D的切片功能，可以显示工件或者刀具的剖面结果。因此选择Deform作为有限元分析软件，但是必须提前用CAD软件绘制好刀具和工件的三维模型，然后导入Deform进行分析。

2.2试验台在教学中的作用

本科生课程中的金属加工常常以车削为例，讲解前刀面、后刀面以及各个倾角对加工过程的影响，这些知识理论性太强，学生看到这些内容并不能与真正的加工过程联系起来，因此对这一部分的知识总是抱着死记硬背的态度，并没有认真对待。而有的学校有条件带学生参观真正的加工过程，但是由于机床转速过高，加工过程很快就完成了，人肉眼无法观察清楚整个过程，人靠近观察还有可能产生一定的危险，而且耗费加工材料和刀具，针对上述情况，有限元仿真是一个较好解决该问题的方法。有限元仿真是对实际过程的近似，只要输入正确的模拟参数，其结果与实际过程极为接近。该实验平台将仿真过程与实际加工过程相结合，由老师选定加工工况，通过有限元仿真的结果演示，让学生明白加工过程是如何运作的，然后再用实际加工过程作对比，达到验证的目的。

2.3实验平台建设实践

2.3.1实验手册的编写

由于金属加工过程涉及到很多的影响因素，而且仿真计算过程花费时间过长，授课老师并不能在短短的课堂上一一呈现，因此将仿真的过程建立成为实验手册，分别对不同的影响因素进行仿真，由老师演示一部分，另外的部分由学生自行根据手册进行仿真学习，在熟悉有限元软件的过程中了解有限元解决实际问题的过程。

2.3.2助教的设立

由于有限元仿真软件需要一定时间的学习，授课老师可能没有时间，或者与该研究方向不相符，因此需要设立助教进行有限元软件的操作及课堂演示视频的制作。助教可以由研究金属加工有限元仿真方向的研究生或者由授课老师设立专人来担任。助教首先要熟悉有限元软件的操作过程，然后与授课老师进行沟通，针对本科教学的授课目的，选择具有代表性的工况进行有限元仿真，并将结果做成演示视频等易于在课堂展示的方式。对于操作过程中遇到的问题要做到心中有数，同时做好与同学的交流工作，能够积极回答学生的疑问。

3加工仿真技术本科生教学实践的思考

加工过程仿真技术是对本科生在金属切削加工教学方面的一个说明和补充，可以生动形象地说明金属切削过程中刀具和工件相互作用的过程和机理，改变以往公式加配图的教学方式，使整个课本“动”起来，更能激发出学生的好奇心和学习兴趣，同时提升学生对加工过程仿真技术的应用，确立学生以加工过程仿真技术辅助学习的方法。由于实验平台建设时间较短，在整个实践过程中仍有许多值得我们思考的地方。

3.1应用扩展

（1）有限元仿真技术对于本科生来说是一个演示说明的过程，但是对于研究生来说是进行研究的一个必不可少的手段。但是研究生有需求时常独立进行摸索学习，效率低而且耗费时间，许多疑问也得不到解答。因此对于研究金属加工过程的研究生来说，也可以组织起来进行有限元仿真软件的操作教学，帮助他们快速熟悉掌握该软件，尽快进入研究工作。

（2）通过blackboard平台建立与学生交流的通道，可以在平台上放置一些仿真过程的演示视频，帮助学生进行实验的学习，同时在平台上建立与学生交流的通道，学生在使用仿真软件过程中遇到的问题或者在学习上遇到的问题都可以与助教进行沟通，对于学生的要求，助教进行汇总后与授课老师合作，改进课程教学计划，使教学过程更进一步。

3.2下一步的工作

有限元方法的优点是对过程的离散化，可将每一步清晰的表现出来，但是这也注定了有限元的求解过程比较缓慢，并不适合当场演示操作过程，只能对仿真的结果进行加工制作，制作成视频等这些易于演示的方式，导致效率低下，不能对金属切削加工的所有情况进行演示。针对这种情况可以发动本科学生中对有限元仿真比较感兴趣的学生，或者实验做得比较好的学生做一些特定条件下的加工仿真操作，吸收到教学演示过程中，可安排这些学生进行相应章节的讲解等教学工作。Deform是一款功能强大的软件，观察仿真结果时还伴随着很多的数据，这些数据并没有在教学工作中得到很好地利用，比如切削温度分布图、应力应变分布图、速度分布图等，这些都应该加以合理的应用，融入到教学工作中来。

4结束语

加工仿真技术是以有限元仿真技术为核心，以提升学生对金属切削加工过程的理解为目的而建立起来的，并与本科的教学工作相互补充，使学生在学习理论的基础上对加工过程有一个清晰的认识，并提升学生对于有限元分析方法的认识，增强学生用有限元方法解决问题的能力。该课程改革仍处在探索研究阶段，可以根据课程需要和教学目的的不同进行调整，在本科生教学工作中必将发挥更大的作用。

参考文献

[1]王晓军.航空航天结构中有限元方法理论与实践的教学衔接.科教导刊,2012.

[2]李伟民.deform5.03金属成形有限元分析实例指导教程.机械工业出版社,2007.

[3]徐看.金属切削过程有限元仿真技术研究.工具技术,2013.

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9 ??? ? 7?， ??? ?? ??， ?????，2003

10 ? ?， ?????? ?????? ??， ???? ?，2005

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篇12

应用型人才是公安院校人才培养工作的目标，而实践能力是人才培养工作的重要内容，治安课程是建立在治安专业理论基础上的应用性课程，具有较强的实践性，治安专业在实践能力训练中却大量存在实战训练中的高度危险性以及不可及、不可逆的训练环境条件和内容（比如处置、事故现场处置和暴力犯罪的处置、巡逻盘查等），这为发展治安学虚拟仿真实验教学提供了需求和空间。虚拟仿真技术是计算机、智能、传感、图像处理与模式识别、音响与语音处理、网络等多个领域技术的综合性技术。迅速发展的现代教育训练技术把虚拟仿真技术引入到了实践性的教育训练中，使传统的教育模式进一步得到改变，也使得教与学的方式发生了革命性的变化。治安管理虚拟训练系统主要用于公安院校治安专业学员和公安干警岗位能力训练，为公安院校创新开展实训教学提供有效支持。基于虚拟仿真技术内涵分析，探讨治安课程虚拟仿真训练环境设计以及在治安教学领域中的应用前景。

一、虚拟现实及相关技术

（一）虚拟现实概念及特点解析

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR，又称灵境），是指以计算机技术为核心的现代高技术生成融视觉、听觉、触觉等多位一体的虚拟环境，使用者利用匹配的设备以现实的方式与虚拟环境中的对象进行自然交互，从而让使用者会形成亲临真实环境的体验。虚拟环境指利用计算机建构的有逼真色彩的立体几何图像，它既可以是某特定的真实环境，也可以是能够满足使用者需求的虚构虚拟环境。匹配的设备指穿戴于使用者身上或置于使用环境中的传感装置。比如：头盔式显示器、数据手套等设备。自然交互是指用现实活动方式对虚拟环境内的对象进行互动并得到实时反馈，如使用者运动等。虚拟现实具有的三个特点。

一是沉浸性。虚拟仿真技术的沉浸性是其在训练领域的应用技术最突出的特点，运用该技术使受训者能全身心进入到建构的虚拟环境中，调动其感觉器官达到同真实环境相似或相同的逼真程度，成为知识掌握、能力训练直接w验化的工具。这种逼真体验不是获得的间接经验，而是受训者在逼真模拟情境中通过自身的体验获得的直接经验，因此，利用虚拟仿真技术使受训者获得的知识和能力效果最好的。

二是交互性。交互性是虚拟现实技术不同于其它媒体技术的重要特征，体现虚拟现实技术创设的是一个开放的互动性人机环境，利用先进的人机接口，通过多样受训者感觉通道的实时模拟交互，当使用者做出如手控、语言命令等相应的操作时，创设的情景里能具有相应的回应。因此，交互性是指使用者对创设的情景的可操作度和从情景里获得到回应的实时性。

三是构想性。构想性特征反映了虚拟现实技术运用具有无限宽广的想象范围，可拓展人的认知广度与深度，可任意构想现实不存在或是发生可能性小的情景。

随着虚拟仿真技术的在教育训练中的运用，虚拟仿真技术的沉浸感、交互性、构想性三属性，提高了受训者的综合能力培养效率。

（二）虚拟现实技术

1.利用三维建模技术，构建虚拟训练环境。三维建模技术需要CAD和视觉建模等技术的结合，以此提高数据获取的效率，当然在构建虚拟环境中更多需要采用视觉建模技术。而对象物体的三维模型是三维模型建构的基础。在治安学针对治安管理中的虚拟三维训练环境建构，通过建构相应的管理、处置环境图库，包括处置背景、场景、各种警用装备和处置人员等，为使用者创造一种变化多样、逼近真实的立体环境，使用者能够有置身其中的临场感觉。在训练中，可以采用综合了照片、影像和现实街区数字地形数据等生成处置区域三维立体环境，以几乎一致的三维环境来训练执行处置任务的学员，可以提高执行任务的效率。

2.交互技术。虚拟现实系统运用的交互技术主要功能是对物体和各种输入的处理。用户要完成的任务通过仿真引擎输送到虚拟空间，并计算完成动作并呈现在虚拟环境中。虚拟现实中的人机交互方式多样，可以通过计算输入设备，也可利用数据手套、跟踪器、三维探针、操作杆等交互技术等。比如：数据衣、手套可计算出身体、手的空间位置和状态，关节的位置和方向可通过手指动作以及各个部位传感器来确定，为使用者提供真实的三维交互方式，从而实现对虚拟环境中物体的操作，数据手套是VR系统常用的交互设备。

3.传感技术。传感技术包括定位、跟踪、感知反馈等技术。虚拟环境用户的定位和跟踪主要是通过空间传感器来确定。跟踪系统由发射和接收器、电子部件等构成。比如，声音跟踪可以包括多个发射、接受和控制单元，它可以与其它设备相连，如，数据衣和手套等。视觉跟踪技术是跟踪投影在图像投影平面不同时刻和不同位置上的光，确定跟踪对象的空间动静状态。感知反馈是使用者感知图像、声音、作用力等的过程。视觉反馈包括实体造型、光照模型、消影、纹理影射等内容。立体视觉反馈显示器可以使用者两眼呈现视差的平面图像合成并呈现立体视觉反馈。

4.计算处理技术。计算处理技术具有快计算、大储存能力、强处理能力属性，主要包括数据转换与预处理、实时仿真图像生成与显示、声音合成、多维信息数据融合、转换、压缩以及数据库的生成、模式识别以及信息检测、合成和识别、分布式与并行计算等综合性计算技术。可以说虚拟现实系统是以高性能计算技术为核心的创新科技，是系统性能强弱的根本。

二、虚拟治安管理训练模块及环境设计

（一）虚拟治安管理主要训练模块

虚拟治安管理训练模块，采用虚拟现实三维仿真引擎进行开发，主要模拟接处警、公共安全危机处置和消防仿真演练的各类场景、人物角色、工具设备和工作流程。以工作流程为主线，以交互的方式进行教学实训。主要开发以下实训模块：一是接处警教学实训模块。包括接警、处警、现场控制和现场制止违法犯罪行为等三维交互教学实训子系统。二是公共安全危机管理教学实训模块。包括了群体性危机事件处置、恐怖袭击危机事件处置、公共事故灾难危机事件处理等三维交互教学实训子系统。三是消防仿真应急演练模块。包括演练培训与考核、消防监督检查、消防装备与灭火技术、火灾救援指挥等三维交互教学实训子系统、应急疏散等三维交互教学实训子系统以及通过动作捕捉系统进行交互演练的半实物实训系统。

（二）虚拟治安管理训练环境设计

虚拟现实技术与治安管理实训相结合，可以产生虚拟治安管理及相关问题处理环境，这样的仿真世界如同身临其境，操作者能够进入该环境，直接参与该环境中事物的变化过程并能互动。虚拟治安问题处理环境设计这是基于治安问题分析模型、治安问题处理等虚拟现实，是呈现治安管理及问题处理系统的三维空间和处理过程的虚拟仿真环境，训练者可以根据构想和意愿去构建完善治安管理及问题处理时空关系、分析和处置模型等，并能实时检测交互结果，通过循环性反馈结果获取规律性认识。

一个高效虚拟现实系统，都需要设计模型、处理数据、分析评估等程序。当然，治安管理及相关问题处理虚拟现实系统也需要。根据虚拟现实系统的三属性及其之间关系，可以将治安管理及相关问题处理虚拟现实系统训练看着为一个空间系统，由治安管理相关载体和物理条件所构成。

通过虚拟现实系统实现环境逼真模拟，首先要进行治安管理及相关问题处理环境设计，即将治安管理及相关问题处理环境进行数字处理，这种把环境建构处理成符合治安管理及相关问题处理模拟训练要求的设计过程，就是治安管理环境的仿真设计。为了能够真实模拟治安管理及相关问题处理过程，就需要经过设计使用和验证过程，以保证模拟效果和质量。

治安管理虚拟训练系统涉及数据处理和感知虚拟现实。通过治安管理及相关问题处理数据来识别虚拟环境，并将其模型化，也就是将虚拟环境数据转变为计算机认知虚拟环境模型。虚拟环境感知是以运用虚拟环境影像、声音等内容呈现治安管理环境，训练者运用操作系统体验感觉管理环境，实现现场情况观察、态势走向把握以及决策辅助的目的，并评估和接受感知结果。治安管理虚拟训练系统是以数据处理虚拟仿真为核心，由于模型驱动导致数据信息变化可通过虚拟环境感知转递到训练者，同时，人机交互也可改变数据处理的结果。

建立虚拟治安管理环境需要现实调研获得特征数据。特征数据拥有精确坐标和特征编码，用于表现虚拟现实环境，比如建筑、道路、广场等。对于虚拟三维环境设计，要根据标准数据生成街区等公共场所中的静态以及运动物体，然后覆盖纹理，生成虚拟场景。对于治安管理环境，可以用航拍照片和特征纹理的方法建模，纹理可以通过扫描用数字相机拍摄场景照片和手工绘制图片生成，三维模型建立完成后，可以进行特殊效果处理。

三、虚拟现实在治安学中的应用前景

高速发展的信息技术，虚拟现实与GIS技术的有效结合实现了虚拟仿真，治安管理及问题处理训练仿真系统就是利用虚拟现实和GIS技术的仿真系统。近年来，公安院校大力加强校内外实践教学，虚拟仿真实验教学是公安院校实践教学建设的重要内容，是公安实战能力的重要基础。虚拟现实技术创造了一个新的训练环境，将训练领域和结果接近真实的展示，使其沉浸于其中，激发训练创造性思维，这将学生技能提高到一个前所未有的水平，通过虚拟仿真实验教学，也促进治安学实践教学的整体素质和教育水平。

（一）学生的教育训练

虚拟现实技术运用于教育训练，将更能引起受教育者的兴趣，提高教学训练效果。对治安学有关的教育训练，传统的治安专业知识大都以教科书来呈现，通过讲授以及借助于文字案例、有关的视频等教学工具来实现，但如能借助于虚拟现实技术，就可以将直观的综合性治安信息搭建模型，利用虚拟现实系统的功能系统，让受训者通过一次次足不出户的虚拟经历就能置身于治安问题处理和能力训练。治安学虚拟仿真训练主要结合接处警、公共安全危机处置、公共场所治安防控、治安事故现场处置等，包括的内容涵盖人群管控、违法犯罪的现场制止、公共安全危机管理、治安秩序管控、应急救援等教学训练模块，每个模块根据实际工作内容的复杂程度和工作量的大小不同定制开发一个或多个虚拟三维仿真模拟场景，旨在尽可能真实的还原公共安全工作的真实环境和人物行为，让参训者沉浸在高仿真的环境中，产生身临其境的感观体验，从而达到最佳的教学实训效果。目前，公安院校在处置训练上存在较多问题，由于受现实训练条件限制，实训展开次数少，如果训练操作不当还可能出现危险，如果运用仿真系统实现模拟发生及处置全过程，可以实现训练者在场景中沉浸，并能运用多种方法控制现场、处置事态，观察处置中的变化过程，可以让处置训练者体验并学习到如何对各种处置环节和情形做出反应，并且对处置结果进行直观评价。

（二）研究者理论研究

虚拟现实技术为治安学理论研究提供了特殊手段和方法，利用它可以为治安学理论进行全过程研究，让学者完全沉浸于计算机环境中的三维场景，充分表达学者构想，并得到构想形成的结果，获得规律性的认识。特别是一些难以记忆、掌握的统计数据可以转换成直观性强三维图形图像，寻找各种治安现象之间的关系，更能理解和把握，达到研究目的。比如警察巡逻规划和治安防控制w系建设研究。

（三）课程虚拟实验

利用虚拟现实技术可创建一个基于计算机为核心的虚拟实验平台，利用虚拟仿真技术进行技能训练、虚拟实验，创设的虚拟环境的演示物可摆脱实验室所需昂贵的器材，降低实验成本，而实验效果基本接近现实技能训练的教学效果。对于不具备现实条件开展训练的项目，也能在此环境实现。比如：对公共场所危爆物品处置，传统的教学训练主要依靠讲授和视频展开，而虚拟现实技术提供体验公共场所危爆物品的处置现实环境，并将结果呈现以此检验科学性、合理性。