虚拟教育范文

2023-09-18

虚拟教育范文第1篇

[摘 要] 研究的主要目的是通过虚拟现实技术提高中职体育教学的创新发展能力,提升中职体育的教学效果。通过文献分析法和对比分析法等方法分析虚拟现实技术的应用前景以及应用的具体形式等。通过本次研究虚拟现实技术在中职体育教学中的应用范围,可以看出虚拟现实技术在教学中的应用越来越广泛,越来越受欢迎。虚拟现实技术转变了以往中职体育教学的局限性,提升了中职体育教学的效果,丰富了中职体育教学主体的多样性发展需求,是虚拟现实技术发展的有效体现。

[关 键 词] 虚拟现实技术;中职体育教学;应用路径

虚拟现实技术是将教学环境生活化的过程,更能贴近生活,促进虚拟现实技术在教学中的广泛应用,可以为中职体育教学创设个性化的学习环境,增强体育教学的效果。而且虚拟现实技术可以与游戏本体结合,增加教学的趣味性。虚拟现实技术教学可以促进学生学习兴趣的提升,提高学生学习的积极性,引导学生主动参与到教学中,并在教学中获得更多的实际感知。因此,分析虚拟现实技术在中职体育教学中的应用路径,就是要创新虚拟现实技术的应用,提升体育教学的效果,转变教学思路,丰富教学模式。

一、虚拟现实教育的应用趋势

(一)促进学生的知识和技能水平的提高

虚拟现实技术可以完美地呈现空间关系和物体的内部结构,突破了以往教学中的理论理解枯燥乏味的局面,促使学生很好地理解抽象的分子、原子、离子等结构。在虚拟环境中学生可以对抽象场景进行旋转,从不同的角度观察教学模型,帮助学生自身更好地理解学习内容。对特定教学场景的模拟,如体育篮球、足球场景学习主要涉及现实生活中无法亲身体验的各种场景,能让学生表现出很高的热情和参与学习的积极性。可以采用虚拟现实技术,直观地呈现出体育教学的日常生活。而且虚拟现实教学,可以极大地降低教学成本,丰富教学内容,增强教学体验感。

(二)个性化教学

虚拟现实教学可以实现因材施教的教学目标,在信息技术和虚拟环境的共同助力下,转变传统教学的局限性,突破传统教学的枯燥乏味的教学模式限制。依据学生的个体差异设计不同的教学场景,并且让学生在虚拟环境中获得不同的感受。虚拟现实教学环境是培养学生自主学习和促进学生自主发展的重要途径和工具。在丰富了在线教育学习环境、多样化的教学模式的基础上,能够很好地反馈学生有效学习的自主性,给予学生积极主动学习的个性化计划,有效提升学生的导向性学习发展能力。

(三)激发学习动机

虚拟现实学习环境不仅可以促进学生的学习动机的引导性学习能力发展,而且可以带给学生仿真的现实感体验,降低传统教学学生学习动机较低的影响。虚拟现实学习环境下学生可以更好地学习交流互动,极大地提高了学生学习的参与度,并在一定程度上调动了学生学习的积极性。在虚拟现实环境设计中不仅促进学生的交流与学习,同时也发现学生在整个学习过程中不同程度地体验到了虚拟现实的临场感,而且可以通过虚拟现实环境,丰富传统课堂教学设计环境。

(四)远程教育与在线学习

随着信息技术的发展,人们对远程教育和在线合作交流有了更高的需求,通过多媒体、新媒体等实现声音、文本共同传递,虚拟现实学习环境已经成为必然的发展趋势。不仅能够实现学生互动交流反馈式网络教学,而且可以突破传统的距离限制,实现虚拟环境的有效合作学习。通过构建虚拟环境模型,突破线下教育的形式。

二、虚拟现实技术的特点

(一)扩展性强

虚拟现实学习环境的软件模块结构众多而且功能强大,使得虚拟现实技术具有良好的扩展性。自带的插件功能丰富,用户使用时能够获得多种功能的体验。

(二)兼容性强

虚拟现实技术软件的操作性强,熟悉软件操作入门的技巧后,就可以熟练运用软件进行教学。虚拟现实技术突破了软件不兼容的难题,实现了与多种虚拟教育平台的融合发展,实现了交互式的交流与合作。

(三)高仿真效果

虚拟现实软件可以通过已有的模块和自动添加模块构建制作模拟现实环境。通过高仿真的声音配置传输内容,功能十分强大。

三、虚拟现实技术在教学中的重要作用

(一)虚拟现实技术促进现代教育培训

随着教育改革逐渐深入,越来越多的计算机技术人员加入了教师队伍,而且在国家有关部门的引导下,扩大了教育现代化的程度,对教师进行了教育培训,拓宽了虚拟现实技术应用的广度。而我国的教育技能培训不再局限于传统的教育教学理论和知识,而是向现代化的教育技术过渡。通过举办信息技术教育比赛等活动,推动教师主动积极提高自我教学能力。

(二)虚拟现实技术促进学生自主学习和终身学习理念的形成

教育发展的根本理念在于培养学生自主学习的能力和奠定终身学习的理念。通过自主学习的方式,提高个人的学习能力。虚拟现实技术,不仅可以满足当前学生自主式学习方法的发展需求,同时也是从心理健康教育发展的角度,增强了兴趣学习引导的重要性。虚拟现实技术环境增加高仿真的教学环境,使学生在整体的教学环境等多种刺激作用下,充分调动了学生学习的积极性,激发了学生学习的欲望,并进一步促进了学生有关能力的培养。而且虚拟现实技术通过交互作用,极大地推动了学生的积极主动学习能力的发展,推动学生终身学习思想的发展。

(三)虚拟现实技术与职业教育的融合

职业教育对虚拟现实技术的发展需求更大,职业教育对技术实践的要求较高,要求学生的知识技能能够满足社会发展的需求,虚拟现实技术可以降低教学资源投资,使学生形成良好的情感交流,在步入社会后能够以熟练的技能操作提高与社会的衔接能力。虚拟现实技术在通过几十年的发展之后,不断扩大应用范围。在教育中应用虚拟现实技术具有必然性。而且虚拟现实技术随着计算机技术不同领域的发展规律的不同进行合作交流,推动了教育事业的发展。如田径短跑跨栏教学中的重点是学生在攻栏时控制动作的能力差,摆动臂和下压腿的配合时机掌握不好,使跨栏步和下栏后的身体平衡保持不好,可以应用虛拟现实技术构造田径短跑的图像信息,并采集各个动作的信息汇集成虚拟技术中的影像,并加以分解,计算分析最佳起步点、最佳起跳点等一系列与跨栏有关的数据分析图像,帮助体育生更好地掌握跨栏的基本要领和最佳的跨栏时机,以达到最佳的跨栏效果。利用虚拟现实技术可以更好地控制跨栏时的动作,调整肢体的平衡能力,提高跨栏技术水平。

四、虚拟现实技术在中职体育教学中应用的路径研究

(一)利用虚拟客户端访问模拟现实环境教学

虚拟现实技术在中职体育教学中设置了多个端口,学生、教师以及工作人员可以借助访问客户端随时访问现实环境、教学场景。不仅可以在课堂中应用虚拟现实技术设定教学环境,围绕着体育教学的内容展开丰富的教学引导,而且可以实现学生自主模拟体育教学内容进行自我提高。尤其是学生对某一体育教育活动比较感兴趣时,可以利用虚拟现实技术,自我设定场景、自我学习、自我提高。而且虚拟现实技术可以融入更多的游戏化元素,提高学生学习的兴趣,对于体育教学这一技能型实践性的课程要求较高的活动,可以在游戏场景中极大地调动学生学习的积极性,满足其兴趣爱好发展的需求。另外,虚拟现实技术可以完全融入實践性教学课程中,增强中职体育篮球、足球、体操等多种课程的教学效果。

(二)多场景教学促进体育教学模式的全面发展

虚拟现实技术可以实现多元化教学模式随时切换教学场景,满足教师对体育教学场景的需求。学生可以在不同的体育教学场景中寻找到不同的知识课程载体,并且丰富自身的学习,借助实训教学场景加强训练等。而且虚拟现实技术的应用范畴广泛,可开发的中职体育教育范围大,在实现多场景模拟教学中不仅可以增加实训教学,而且可以推进理论教学的发展,促进中职体育教学综合进步。当然,虚拟现实技术不仅可以创设更多的教学场景与教学环境,而且可以极大地节约教学资源,有效地利用教学资源,在提升教学效果的同时,合理地控制教学成本,促进教学投资的高效利用。另外,中职体育教学在引入虚拟现实技术后,对教师教学能力和水平提出了更高的要求,不仅促进了教师的综合素质的提高,而且提升了教师的与时俱进创新体育教学模式的能力。

(三)利用高仿真的现实教学效果增强学生的学习兴趣

高仿真的现实效果教学中学生可以对教学场景中的声音、图像等信息进行合成、分解,并且获得自身想要的教学效果。而且在根据学生个性化学习需求的基础上,可以制定个性化的仿真教学场景,满足学生对虚拟现实技术的需求。在中职体育教学中涉及的体操运动的多种现实教学场景的模拟,可以利用知名人士的声音和图像信息合成吸引学生的注意力,提高学生学习的兴趣。另外,虚拟现实技术可以培养学生应用信息技术的能力,培养学生主动思考、主动参与教学的能力,让学生在中职体育教学中成为优秀的活动设计者、教学主导者。因此,虚拟现实技术的应用不再局限于教师为主体的课堂教学活动,而且更多的倾向于学生参与度提高的教学活动,激发学生的创造力,培养学生的创新力,达到中职体育教学学生全面发展的目的。

五、结束语

虚拟现实技术未来的发展空间较大,作为一项前沿技术,具有广阔的应用空间,尤其是在现如今教育改革的大环境下,人们对虚拟现实技术的应用需求日益提升,教师教学技能提高,体育教学资源的高效利用,教学成本的合理化控制,甚至是学生对信息技术的高度兴趣感都直接影响着虚拟现实技术与教学结合发展的步伐。所以,虚拟现实技术在中职体育教学中的应用具有深远的意义,改变了以往中职体育教学的局限性,提升了中职体育教学的效果,丰富了中职体育教学主体的多样性发展需求,是虚拟现实技术发展的有效体现。

参考文献:

[1]杨春明.采用模拟仿真教学提高学生实际操作能力的实践[J].辽宁行政学院学报,2011(1):11-12.

[2]孙丕波,周利江.一种通用性虚拟教学平台的研究[J].中国科技信息,2006(45):23-24.

虚拟教育范文第2篇

现代的信息技术对于教育的改变是非常明显的, 从传统的课堂教学到多媒体教学, 就是一大进步, 但未来我们可能从传统的教学向数字化教学和虚拟教学转变。

虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界 (Virtual World) 的计算机系统。此种虚拟世界由计算机生成, 可以是现实世界的再现, 亦可以是构想中的世界, 用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界, 并通过头盔显示器 (HMD) 、数据手套等辅助传感设备, 提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面, 使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化, 产生沉浸感。VR技术是计算机技术、计算机图形学、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、多媒体技术、信息技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人工智能技术等多种高新技术集成之结晶。其逼真性和实时交互性为系统仿真技术提供有力的支撑。

丰富的感觉能力与3 D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对VR的真实感要求不是太高, 故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。如Chicago (芝加哥) 开放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统, 其主题是关于3025年的一场未来战争;英国开发的称为“Virtuality”的VR游戏系统, 配有HMD, 大大增强了真实感;1992年的一台称为“Legeal Qust”的系统由于增加了人工智能功能, 使计算机具备了自学习功能, 大大增强了趣味性及难度, 使该系统获该年度VR产品奖。另外在家庭娱乐方面VR也显示出了很好的前景。

在虚拟制造技术中, 采用实物和虚物相结合的方式, 构造虚实结合的虚拟教学培训系统。

(1) 数字化教育与虚拟课件。

在课堂教学中, 使用虚拟制造技术, 可以把课程中的插图、抽象的原理采用虚拟的可操控的模型及动作表达出来, 使抽象的、难以表达的东西变得简单易懂。

例如:过去老师讲授化学元素周期表、离子、电子云、化合价, 是非常抽象的, 有了虚拟技术, 可以做出每一个元素的模型, 可以反过来、正过来观察、还可以让电子旋转, 形成电子云, 更可以观察化学反应的机理, 学生一目了然, 理解容易且深刻, 老师少费好多的口舌, 徐称眼见为实。再如电磁场、光的波粒两重性, 有了虚拟技术, 表达就极其容易。

在实验教学中, 老师在课堂上就可以操作虚拟的实验设备, 讲授实验原理、操作步骤和注意事项, 学生通过网络就可做虚拟实验。在虚拟实验室, 设备和器件的内脏可以扒开来看个究竟, 可以看到电子芯片的内部电路构造、电子的移动过程, 电路的运转方式, 信号输入输出的方向。

(2) 职业培训扩展。

职业培训对虚拟制造技术的需求是迫不及待的。例如:高危工种的培训, 没有虚拟技术其效率将会大打折扣, 成本也居高不下, 如消防、矿井救援、高空作业、电站操控、电网调度、飞机航天器操控等等的培训场合。

就是简单的汽车维修培训, 也是离不开的。一方面, 购买的实物发动机可以教学, 但是, 如何讲授原理?另一方面, 发动机拆装对于新学员来说第一次是困难的, 机件损耗也很大, 再者, 学校不可能购买市场上所有型号的发动机, 即使有购买力, 也不能卖到所有的, 或者时间上跟不上。虚拟制造技术可以帮助解决这些问题。

在汽车驾驶学校, 真正使用虚拟制造技术所完成的模拟驾驶器, 其逼真程度和驾驶感觉都非常接近实车驾驶, 根据专家测试, 对于新学员, 用它来代替1/4时间的驾驶培训, 其效果比全部使用实车驾驶来得好, 但他能减少路面交通压力、降低事故、节约汽油, 如果全国采取此种模式, 每年可直接节约汽油3.76亿公升, 其它间接效益更是可观。而开发使用虚拟制造技术所花费的成本在这里面是极其微小的。

对于这种桌面式虚拟仿真应用系统的开发一般有两种模式。一种模式是直接使用底层图形接口如O p e n G L、D i r e c t 3 D、Java3D等, 另一种模式是使用位于底层图形接口之上的开发平台, 如国外著名的商业产品OpenGVS、VEGA、Virtools和开源平台OSG, 以及国内图形平台BH.Graph等[5]。第一种模式的特点是可以完全自主控制应用系统的底层细节, 灵活性强, 可以较好体现应用系统需求方意愿, 第二种模式需借助于已有仿真图形平台, 系统开发自主性不高。同时, 这些仿真平台软件的价格往往比较昂贵, 系统开发经济性不高, 但可以实现快速开发。

基于开发平台的开发流程如下。

(1) 在商用CAD系统中建立产品的装配模型, 通过CAD系统提供的二次开发接口进行数据转换, 将CAD系统中的零件信息以中性文件的形式进行存储。

(2) 建立装配信息和规则库, 如装配顺序规划基本准则、标准件联接和装配的原则、尺寸链的查找和装配评价准则等, 建立基于装配语义的装配关系表达。

(3) 虚拟环境中装配语义识别:根据设计者的交互操作, 当装配零件运动到己装配零部件附近时, 通过两者装配特征属性匹配, 自动识别出装配零部件间的装配关系。在准确捕捉设计者装配意图的基础上, 实现虚拟装配建模过程中零件的约束运动, 确保设计者能准确自如地进行产品装配建模操作。

(4) 以装配精度模型为基础, 利用属性拓扑图进行装配公差传播方向和公差累积的分析计算, 解决产品的可装配性分析。

(5) 交互式装配顺序规划:对虚拟环境中的装配模型进行交互拆卸, 基于“可拆即可装”的假定, 通过拆卸得到可行序列;对于几种可能的装配序列, 根据装配操作的稳定性、装配操作中零部件的定位和定向次数及装配序列的并行度等进行优化及选择。

(6) 装配仿真:以装配顺序为基础, 对初始路径及其关键点位姿进行实时交互修改与调整, 同时对装夹工具的可达性、装配空间的可操作性进行仿真, 检查各条装配路径上零件在装配过程中是否存在干涉情况。

(7) 虚拟环境接受速度或者位置输入, 并根据有关的物理模型计算出相应的力, 通过适当的耦合匹配, 由力再现装置反馈给操作者。反馈对物体的重力感受。

基于底层图形接口的开发流程如下。

(1) 实体模型向3DS表面模型的转换。

(2) 3DS模型的简化。

(3) V C++环境中O p e n G L, 读入外部模型数据并进行实时交互控制显示。

(4) 通过建立装配约束关系来简化对虚拟拆装中碰撞检测的编程实现。

(5) 机械机构运动仿真。

VC++应用程序打包生成.exe文件或安装文件后可以脱离VC++环境独立安装运行, 本文提出的I-DEAS+OpenGL+VC++虚拟仿真系统开发方案有着广泛的适用性;VC++和OpenGL底层开发法, 还具有能够实现用户的个性化需求, 满足计算机通讯实时性的优点, 但它的缺点是要求用户掌握较深的编程知识;机械CAD三维实体模型数据的文件大且结构复杂, 直接进行场景驱动对硬件水平要求高, 编程困难, 利用本文提出的几种方法实现了将机械CAD实体模型进行格式转换和优化, 得到了文件格式简单、占用内存少、便于添加渲染效果的3DS表面模型 (本文中所举例机械装置在I-DEAS环境中的模型文件大小为800多兆, 而最终得到的整个虚拟仿真系统文件大小低于100兆, 且模型仿真视觉效果更佳) , 使得低硬件条件下的场景实时驱动成为可能, 从而为从现有机械CAD模型出发进行视觉仿真和交互开辟了一条新途径;最后, 通过建立装配约束关系来减少碰撞检测相交测试, 效果显著, 大大降低了应用程序复杂度。

当然我们现在的数字化教育和虚拟仿真课件还多停留在模拟特定环境或特定的流程这种模式, 并多以演示教学为主, 真正能与学生完全互动的数字化教育和虚拟仿真课件还没有出现, 但相信在不久的将来, 将会有越来越多的仿真教学系统和专业仿真软件出现在我们的课堂上, 我们也会有越来越多的人才投身到各种仿真系统的开发中。我们的教育将不再受时间地点的约束, 我们的教育将出现翻天覆地的变化, 改革的时代即将到来。

摘要:时代的进步, 创造了许多的新技术, 将这些新技术应用于教育将是教育信息化的一个发展趋势, 目前信息化教育还是多以信息技术课程的形式对学生进行信息素养的培养和教育, 以后会各种方式融合到其他学科教育中去, 比如虚拟仿真课件。

关键词:信息技术,虚拟仿真

参考文献

[1] 谢叻, 肖波, 吴巧教, 等.虚拟装配技术及应用[J].模具技术, 2006 (1) .

[2] 贺少华, 吴新跃.基于VC++和OpenGL的大型机械装置虚拟教学训练系统的开发[J].系统仿真学报, 2009 (4) .

[3] 洪凯.现代虚拟制造技术及应用前景分析[J].大众科技, 2006 (8) .

[4] 唐秋华.分布式虚拟环境建模研究[D].武汉理工大学, 2005.

虚拟教育范文第3篇

网络时代班主任六大简要工作方法:

(1) 带班之前首先用“全面调查法”来确立班干部——教师的眼睛里没有“差生”这个词, 要用发展的眼光看待他们。

(2) “个别谈话法”——给每个学生创造成功的机会, 而不是部分同学享受特权, 使每个学生都能发光。相信人人有才, 帮助人人成材。

(3) 课堂内“现场观察法”——用自己的眼睛感受最直接最真实的学生, 而不是去听别人怎么说。

(4) 运用管理心理学艺术, 通过“心理咨询法”, 建立“心理咨询室” (心灵吧) , 建立并完善心理咨询档案制度。重视现在学生的身心全面发展, 而不是一味只强调学生学习好——一把钥匙开一把锁。

(5) 课堂外与学生“现代沟通联系法”——如加入他们建立的班级QQ群、MSN群、参与心理论坛、博客留言信箱等不失为了解他们的另一条途径。是虚拟教育与现实教育的最融洽结合。

(6) 学生“评语激励法”——对学生善意的书面提醒, 也可以是留言或者口头告诫。诚恳的点拨使学生受益终生。

1 带班之前首先用“全面调查法”来

确立班干部——教师的眼睛里没有“差生”这个词, 要用发展的眼光看待他们

全面了解是前提。新生入学后, 班主任可以采取填写调查表、电话咨询、家访座谈、学生自我介绍等方式, 对学生的家庭情况、爱好特长、脾气性格、身心健康、综合习惯、学习基础诸方面的情况进行了解, 及时建立学生个人档案, 做到胸中有数, 为以后工作的开展奠定好基础。尤其是所谓的“差生”。在班级管理中, 我在调查所谓“差生”的基本情况中发现, 所谓的“差”, 往往是由于社会环境、学校的不良教育等诸多因素促成的。

在一个新班建立时, 由于学生之间的了解还不够, 班干部多由班主任任命。这时, 班主任应当严肃谨慎, 切忌轻率, 首先应知道哪些学生暂时不宜当干部。

2“个别谈话法”——给每个学生创

造成功的机会, 而不是部分同学享受特权, 使每个学生都能发光, 相信人人有才, 帮助人人成材

每个人都希望自己能够成功, 渴望自己被别人承认。我设置了能体现每个学生特长、能充分调动学生各个方面积极性、能促进学生素质全面发展的“各种奖项”, 比如, 对德、智、体全面发展的授予“三好学生”;对学习刻苦、工作认真的授予“模范干部”;对关心集体、乐于助人的授予“活雷峰奖”;对学习进步的授予“进步奖”;对班级工作有新招、学习有绝招的授予“创新奖”、“技能奖”等等。

班级实行层级管理制, 班长负责考评中队干部, 班长、值日班长考评小队长, 学习委员考评课代表, 班主任、全体同学考评班长。每个干部的工作职责具体化, 并和德育学分结合。现在班长、宣传委员、纪律委员、劳动委员基本能胜任工作。同时设立干部评比专栏。

尊重每个学生, 凡想为同学服务、愿意参与班级管理的同学都能如愿, 绝不因学习不好冷落他。

3 课堂内“现场观察法”——用自己的眼睛感受最直接最真实的学生, 而不是去听别人怎么说

要成为一名优秀的班主任, 必须上好课, 教师的威信是在课堂上建立的。

3.1 上课要“勤观察”, 从学生的眼神、动作、表情上观察

勤接触:首先深入学生中去, 多方面去了解, 课堂上学生的表情、眼神, 都反映了他们的精神面貌和思想动态;勤督促:想要树立班主任的威信, 凡要求学生做到的, 都必须先要自己做到才行, 只有自己勤督促、勤辅导, 才能取得学生的信任, 让学生向班主任敞开心扉, 才最终得到应有的效果;勤表扬:俗语说:“数君十过, 不如赏君一长。”多表扬学生好的方面, 通过这种积极的鼓励, 从而形成一种良好的班风, 激发人人向善的意识, 从而达到管理班级的目的。

3.2 课堂上“严把关”从上课不迟到开始

俗语说“严师出高徒”, “严是爱, 松是害”。

严于律已班主任只有以身作则, 严于律已, 才能达到“言传身教”的目的, 才能令学生信服。比如说上课迟到的问题, 就必须养成严格的习惯, 否则以后走上工作岗位, 工作的责任心从何而来?教师更不能上课迟到;严格要求学生。学习本身是靠自觉的, 但学生本人有一定的惰性, 要达到预想效果, 就必须要严。同时要做到“严而不厉, 严而有度”。

3.3“细”是班主任工作的关键——从一个好学生今天忽然趴在桌子上睡觉开始观察

要想管理好班级与教育好学生就必须把工作做细, 这样才能搞好班级。细心:做学生思想工作必须细心, 才能使其动力心, 从而使学生明白老师的用心;细思:面对一些问题, 学生常会犯, 自己不断反复地思考:为什么会出现同样的错误?该如何来杜绝?细管理:针对学生出现的各种情况, 应从细方面着手管理。如实行值日生负责制, 班干部午息坐班制等。

3.4“实”是班主任实际工作的保证——从学生上课后弄丢了钱包书本开始关心

班工作的开展, 离不开实效。如购置一些茶具、水壶, 供学生口渴时有水喝;或订几份不同的报纸, 课后使学生阅读, 扩大视野, 丰富知识;当学生生病时, 组织班干部去探望安慰。

4 运用管理心理学艺术, 通过“心理

咨询法”, 建立“心理咨询室” (心灵吧) , 重视现在学生的身心全面发展, 建立并完善心理咨询档案制度, 而不是一味只强调学生学习好——一把钥匙开一把锁

学生的心理健康问题日益为教育界所重视。学生心理问题集中表现为:考试焦虑、孤独、敌对、恐惧、抑郁、智力缺陷、人际交往障碍、多动症、学习障碍厌学与自我否定等种种外显的和内隐的心理行为问题, 有的甚至出现了自杀或其他犯罪行为。我们预结合每个学生的实际情况 (学生家庭困难、父母下岗、爷爷重病、离异家庭、孤儿、残疾、心理障碍等) , 努力为学生作好心理咨询服务工作, 建立并完善心理咨询档案制度。构建一个和谐、文明的校园。

具体操作措施如下所述。

(1) 选拔心理委员开展团体心理辅导:为了把心理健康教育覆盖到每个学生, 学校在每个班级选拔一名热心为同学服务的学生作为班级心理辅导联络员, 其作用是及时反映班级同学中的一些共性的心理问题。

(2) 开设心理咨询室 (心灵吧) :学校所采取的最为有效的措施是开设心理辅导室。针对咨询者提出的各种质疑予以解答和指导, 并做好详细记录存档, 以便进行研究和探讨。

(3) 通信或电话等咨询:这种方式是以咨询电话或书信为主的咨询, 很方便, 也最受欢迎。心理教师可根据来电来信咨询内容给予回信或约见咨询者, 当面交流疏导, 帮助咨询者解决实际问题。

(4) 网上心理咨询:网上咨询的开展, 为学生提供了一个新的交流平台。如通过QQ或EMAIL等联系方式和学生交流。进行初步的虚拟教育与现实教育的结合。

(5) 定期举办心理讲座:如近年经典校园案例, 并推荐心理咨询书籍《学生心理健康教育指导用书》、《学校心理咨询》、《学校心理学—心理辅导与咨询》等心理书籍以及推荐一些心理咨询网站等。

5 课堂外与学生“现代沟通联系法”

——加入他们建立的班级Q Q群、M S N群、参与学生心理论坛、手机短信、博客留言信箱等不失为了解他们的另一条途径, 是虚拟教育与现实教育的最融洽结合

社会发展至今天, 数字化、网络化、信息化改变了人们的生产方式、生活方式、思维方式。由于QQ、MSN等聊天工具, 能避免面对面的尴尬, 有利于克服心理障碍, 能够谈心理话, 容易沟通。女同学会帮我在网上找好听的音乐, 男同学会跟我聊起自己崇拜的明星, 喜欢的女孩……实践证明, 班主任借助QQ、MSN等聊天不失为一种在新形势下开展德育工作的有效途径。这种网上德育工作形式, 把抽象的理论变成了具体可感的材料, 把空洞的说教变成了精彩的画面, 引起了学生强烈的好奇心, 激发了学生的学习兴趣。当然, 作为教师同时还要注意教育引导学生正确看待网络时代, 学会正确利用网络, 因势利导, 避免网络带来的负面效应。是虚拟教育与现实教育的最融洽结合。

今天的学生, 都有自己独特的个性, 独特的精神世界和内心感受, 有不同于前人、成人、其它同龄人的观察、思考以及解决问题的方式、方法。总之, 与学生聊天还有网易泡泡、EMAIL、手机短信、博客留言等联系方式。因班主任的风格各异, 所采取的形式也各有不同。一定要注意因场合而异, 因人而异。

6 学生“评语激励法”——对学生善意的书面提醒, 也可以是留言或者口头告诫。诚恳的点拨使学生受益终生

又临期末, 工作的行事历上自然增添了一栏:撰写学生评语。每次提笔, 我的感觉就是与学生在进行一种纸上的对话, 谈优点, 说不足, 提希望, 娓娓道来, 形式不拘。我追求的是一种有情有意、言辞恳切的交流。如下评语便能见一斑。而不是那种冷冰冰的千人一面的“该生在本学期表现良好……”云云。而应该是从这个评语中一看便知道指的是谁?

诸如“做事全身心投入是你突出的优点, 工作上的荣誉感、责任心自不必赘言, 如果字写得好点就更好啦) (——自我点评:细微之处真能见精神。)

自己的思考与困惑:

(1) 能简单地说“学生是顾客, 教师是服务员”吗?教师清贫就代表教师无用吗?

(2) 教育应该对学生负责还是对投资者负责?教育是由市场控制还是由政府控制?教育产业化给教育带来的利弊何在?

(3) 教育是否应该向各类明星、权贵笑脸敞开大门?是否应该向各级政府官员兜售文凭等等?

(4) 在“读书无用论”似乎重新抬头的今天, 如何在纷纷扰扰的物欲横流的今天, 做一个头脑清醒的让学生尊敬的可能还是依然清贫的教育工作者?

(5) 博士自杀和名校硕士生争卖猪肉真的说明了人才培养过剩了?十几年寒窗苦读最后去卖猪肉是否值?

(6) 如何以更好的方式方法去引导因家里有权有势而无心于学业的学生找到自己的人生方向是常常让我感到困惑的事?

(7) 大学结婚合法化对中学生早恋问题有什么影响?

(8) 学校教育的终极目标是教书育人还是赚钱赢利?等等!

7 结语

实践证明, 网络时代班主任的管理工作是艰巨而复杂的。认真负责的工作态度、深入细致的工作作风是做好班主任工作的起码条件, 恰到好处的管理方法, 是体现了现代班主任的管理能力和育人水平。因此, 要做好一个优秀的班主任, 首先, 班主任还必须加强综合素质的修养, 这其中包括政治思想品德素质、职业道德素质、专业知识素质、管理育人的素质和业务素质等等。其次, 班主任还要在管理工作中不断摸索总结经验教训, 不断提高自己的管理和育人水平, 班主任工作很累心累人, 但也很挑战性, 我希望自己能不断地超越自己, 做到更好, 尽自己的所能, 为这些迷途的羔羊找到人生的方向, 帮助我的学生找到自己的天空。将虚拟教育与现实教育达到最完美的结合。这样才能完成党和人民赋予我们的神圣职责!由于个人的工作年限和笔者的水平有限, 欢迎导师和各位教师同仁批评指正!谢谢!

摘要:本文是从班主任日常管理的六大工作方法中, 结合网络时代学生的一些身心发展特点, 从中探讨的一些管理班级的几点创新尝试。如“心理咨询法”中提倡重视现在学生的身心健康和全面发展, 建立并完善心理咨询档案制度, 而不是一味只强调学生学习好;“现代沟通联系法”中建议班主任加入他们建立的班级QQ群、MSN群、参与心理论坛、博客留言信箱等不失为了解他们的另一条途径。是虚拟教育与现实教育的最融洽结合;“评语激励法”中对学生善意的书面提醒, 也可以是留言或者口头告诫。诚恳的点拨使学生受益终生。使虚拟教育与现实教育在潜移默化中完美结合。“润物细无声”, 达到教育的最终目的。

关键词:网络时代,管班育班思考,六大工作方法,管理心理艺术,虚拟教育与现实教育相结合

参考文献

[1] 冯忠良, 等.应用心理学书系——教育心理学[M].人民教育出版社, 2006, 10.

[2] 戴海崎, 张锋, 陈雪枫.心理与教育测量[修订本][M].暨南大学出版社, 2007, 4.

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虚拟教育范文第4篇

一、虚拟语气在简单句中的用法。

虚拟语气用语简单句中时, 一般表示祝愿、命令等, 谓语动词要用动词原形。例如:

1. Long live the Peoples’s Republic of China!中华人民共和国万岁!

2. May you succeed!祝你成功! (may用于句首表示祝愿)

3. May you be happy at your life!祝你终生幸福!

4. It would be better for you not to stay up too late.如果你少熬夜, 那会对你的健康有好处。

二、虚拟语气在条件条件从句中的用法

1、表示与现在事实相反的假设, 条件状语从句中的谓语动词用“过去式 (be动词的过去式用were) ”, 而主句中的谓语动词用“would/should/could/might+动词原形”。如:

If I were a boy, I would join the army.

If she had time, she should go with you.

2、表示与过去的事实相反, 条件状语从句中的谓语动词用过去完成时, 主句中的谓语动词则用“would/should/might/could+have+过去分词”。如:

If he had taken my advice, he would have succeeded in the competition.

3、表示与将来事实相反, 条件状语从句中的谓语动词一般过去时或should (were to) +动词原形, 而主句中的谓语动词则用would/should/could/might+动词原形。如:

If it were to rain tomorrow, the football match would be put off.

4、当条件状语从句表示的行为和主句表示的行为所发生的时间不一致时, 动词的形式要根据它所表示的时间作相应调整。如:If they had worked hard, they would be very tired. (从句说的是过去, 主句指的是现在)

三、虚拟语气用于名词性从句

1、虚拟语气在宾语从句中的运用。

(1) “wish+宾语从句”表示不能实现的愿望, 译为“要是……就好了”等。表示现在不能实现的愿望, 从句中的谓语动词用一般过去时;表示将来不能实现的愿望, 从句中的谓语动词用“would/could+动词原形”;表示过去不能实现的愿望, 从句中的谓语动词用“had+过去分词”或“could (should) +have+过去分词”。如:

I wish it were spring all the year round.要是一年四季都是春天就好了。

I wish I had known the answer.我真希望我知道答案。

I wish I could fly like a bird.我希望像只鸟儿一样飞翔。

(2) 在表示建议、要求、命令等的动词suggest、advise、propose、demand、require、insist、request、command、order等后的宾语从句中, 谓语动词用should+动词原形或是动词原形。如:

She suggested we (should) leave here at once.她建议我们马上离开。

The doctor ordered she should be operated.医生命令她立即接受手术。

2、虚拟语气在同位语从句和表语从句中的运用。

作表示建议、要求、命令等的名词advise、idea、order、demand、plan、proposal、suggestion、request等的表语从句和同位语从句, 从句中的谓语动词用“ (should) +动词原形”。如:

His suggestion that we (should) go to Shanghai is wonderful.他提出的去上海的建议很不错。

My idea is that they (should) pay 100 dollars.我的意见是他们付一百美元。

3、虚拟语气在主语从句中的运用。在主语从句中, 谓语动词的虚拟语气用“should+动词原形”的结构, 表示惊奇、不相信、理应如此等。如:

It is necessary (important, natural, strange, etc.) that we should clean the room every day.

It was a pity (a shame, no wonder, etc.) that you should be so careless.

It will be desired (suggested, decided, ordered, requested, proposed, etc.) that she should finish her homework this afternoon.

注意:这种从句表示的是事实。如果说人对这种事实表现出惊奇的情感, 就可用虚拟语气。反之, 如果不表示惊奇等情感, that从句也可用陈述句语气。如:

It is pity that you can't swim.

四、虚拟语气在其他场合的运用

1、虚拟语气在asif/as though、even if/even though等引导的表语从句或状语从句中, 如果从句表示的动作发生在过去, 用过去完成时;指现在状况, 则用一般过去时;指将来状况则用过去将来时。

如:

He did it as if he were an expert.他做起事就好像他是一名专家。

Even if she were here, she could not solve the problem.即使她在这里也不能解决问题。

2、虚拟语气用于定语从句中。

这种从句常用于句型“It is (high) time (that) …”中, 定语从句的谓语动词用一般过去时 (be用were) 或should+动词原形, 意思是“ (现在) 该……”。如:

It's time that I picked up my daughter.我现在该去接我女儿了。

3、虚拟语气用在if only引导的感叹句中。如:

If only I were a bird.如果我是一只鸟那该多好!

虚拟教育范文第5篇

摘要:虚拟企业和电子商务都是现代科学技术发展的产物。近年来,虚拟企业与电子商务受到了人们的广泛关注。作为新经济时代出现的两种经济现象,虚拟企业与电子商务之间存在着密切的联系,电子商务又进一步促进了虚拟企业的发展。虚拟企业与电子商务协同发展是必然选择。

关键词:虚拟企业 电子商务 发展

在信息经济时代,计算机技术、网络通信技术、互联网技术的发展使企业组织开始演化,虚拟企业逐渐成为一种重要的生产经营组织形态。而基于网络通信技术的电子商务又进一步促进了虚拟企业的产生和发展。

一、虚拟企业与电子商务概述

所谓虚拟企业,是指针对某种市场机会的快速反应,通过互联网技术将拥有相关资源的若干独立企业集结起来以及时地开发、设计、生产、销售多样化、用户化的产品或服务而形成的一种网络化的动态战略联盟。在这个经济共同体之中,在有限的资源背景下,为了取得竞争中的最大优势,合作各方仅保留自身关键的功能,而将其它的功能通过各种形式借助外部力量进行整合弥补,以最大效率地发挥协同优势,从而构造强有力的超越企业界限和时空约束、协作工作网络化的战略竞争联盟。虚拟企业具有组织界限模糊化、合作型竞争、动态性、学习型组织、组织柔性化等特点。

电子商务是指在网络信息技术高度发达的现代社会里,按照一定的标准,通过系统化的应用电子技术和网络方式所进行的各种高效率的经济活动。它不仅包括网上交易,而且包括所有利用网络信息技术进行的采购、生产、销售等活动。电子商务是一种全新的商务模式,涉及内部网和互联网等领域。利用前所未有的网络方式,电子商务将企业内外的各种资源通过信息的快速传递有机地联系在一起,打破了企业在经营活动上时间、空间的限制,打破了企业之间、产业之间、地区之间的界限,为虚拟企业的发展和运行创造了条件,从而使虚拟企业得以产生并迅速发展。虚拟企业通过柔性化的网络将具有运作能力的资源联系起来,使企业的有限资源得到最优配置。虚拟企业与电子商务之间有着千丝万缕的联系,其得以生存和发展的基础离不开电子商务的巨大支持。

二、电子商务在虚拟企业运行中的作用

企业所建立的电子商务平台,通过网络进行生产、营销、销售和流通活动,它不仅是指基于因特网上的交易活动,而且是指所有利用电子信息技术(IT)来解决问题、降低成本、增加价值和创造商业和贸易机会的商业活动,包括通过网络实现从原材料查询、采购、产品展示、订购到出品、储运、电子支付等一系列的贸易活动。以上这些应用系统都要建立在统一的信息资源平台之上,必须要有相应的信息资源支持,并要有相应的数据维护管理系统。所有系统要建立计算机通信网络平台,并要配有网络资源管理系统和信息安全监控系统。在虚拟企业的组建和运行过程中,电子商务平台和技术起着举足轻重的作用,使得跨地区合作更便捷,实施效果更好。

目前,虚拟企业的形式多样,虚拟企业成员之间的关系都是盟主与联盟成员的关系。盟主企业制定市场策略,决定是否进行该项目,一旦确定该项目后,遵循一定策略选择相应的盟员,盟主与成员之间通过电子商务平台进行沟通。事实上,在现代发达电子商务环境下,一旦形成了这种虚拟企业联盟,如果盟主采用虚拟生产的形式,即将其产品生产以外包的方式转移到别的企业完成,则盟主自身一定牢牢掌握着产品研发等最为核心的技术以巩固其盟主的地位。耐克公司自己并不生产一双鞋,完全将鞋的生产交由别的企业完成,但却掌握着产品的研制、开发和相关服务。耐克公司的经理们只是集中本部的资源,进行附加值最高的设计和营销,以虚拟生产的方式成为世界上最大的运动鞋制造商之一。这完全得益于电子商务所支持的虚拟企业的高效整合。基于电子商务的虚拟经营已经为国内外企业所认可,并为其带来可观的收益。经济实力雄厚的经营者,更容易搭建良好的电子商务平台,借助电子商务手段,及时掌握盟友的生产经营状况,根据市场变化,调整相关策略。

三、电子商务促进了虚拟企业的发展

(一)全球化的电子商务促进了虚拟企业的发展

经济全球化使得国与国之间的经济联系不断强化,资本、商品、服务、技术及信息等跨越国界而在世界范围内大肆流动。基于Internet信息网络技术的电子商务必然会导致各企业的生产经营更加全球化。全球化使各企业间在经济上越来越多地相互依存,商品、服务、资本和技术越过边界的流量越来越大。在这种趋势下,企业必须通过计算机网络把策划、设计、生产、销售、客户关系、供应者连接在一起,建立虚拟企业,面向全球开发与配置资源,建立一套基于国际分工的高效生产体制和面向全球的国际市场营销体系,开展跨国界的虚拟经营和虚拟合作,促使企业高速成长。

(二)电子商务体现了虚拟企业以顾客为中心的基本思想

电子商务为生产厂商与消费者开辟了一条直接对话的渠道。Internet的应用拉近了厂商与用户的距离,减少了因中间环节过多而造成的信息失真,厂商可以及时、准确地得到用户信息反馈;用户能够迅速、全面地获取商品信息。作为一种媒体,网络具有一对一的互动性,这是对传统媒体面对大量受众的突破,借助网络,生产者与消费者进行一对一的沟通,全面了解顾客的要求、愿望及改进意见,将工业时代的大规模生产、大规模销售改进为小群体甚至个体营销。网络使得定制生产与个性营销成为一种可能与趋势,并为越来越多的企业所采用。如美国的《华尔街日报》的个人版就是一种个性化的报纸,它将传统的一点对多点的大众传播方式转变为一种一点对一点的个人传播方式。用户可以按照自己的需要设定个人喜好的栏目,每月只需花十几美元就可以在互联网上享受全天24小时的为个人设计的新闻剪报。网络应用技术尤其是虚拟现实技术的发展,将定制生产与个性化营销拓展到了更广阔的行业。面对瞬息万变的市场环境和日益激烈的国际竞争,单个企业很难满足客户个性化的需求,为了适应快速变化市场的需要,企业必然会在本企业之外寻找合作伙伴,组建简单灵活、柔性强、快速反映、高效输出的虚拟组织,凭借虚拟的经营策略来增强自身的市场竞争力。

(三)电子商务能实现对虚拟企业的有效整合

电子商务中互联网与企业内部网的建立和连接,使企业处于一个开放的大系统中,便于企业依托互联网及时获取企业发生在各个地点、各个方面的各种信息。大部分实施电子商务的企业内部均配有CRM顾客资源管理系统。它能及时对客户信息进行搜集、整理、分析,从而对客户需求进行很好的把握与预测,大大提高企业捕捉市场机遇的能力。虚拟企业是由若干具有核心竞争力的独立法人组织而成的,其优越性的发挥取决于各独立法人能否真正达到协调运作并行生产,而这必将产生虚拟企业自身的整合成本。电子商务不仅包括企业利用Internet进行的各种经济活动,而且还包括利用先进的信息技术进行电子商务的内部改造——构建企业内部网。电子商务下互联网与企业内部网的建立,使不同企业随时可以进行信息沟通及工作进程的传递,这就大大降低了企业之间协调运作所需的成本,为虚拟企业之间的有效整合提供了可靠保证。我国的上海美特斯邦威服饰股份有限公司在国内服装行业率先采取虚拟经营模式,走品牌连锁经营的发展道路。在管理上,实现了电子商务信息网络化,建立了管理、生产、销售等各个环节的计算机终端联网的信息高速公路,实现了内部资源共享和网络化管理。

(四)中小企业的竞争和发展在电子商务时代导致虚拟企业的产生

在电子商务时代的竞争中,起决定作用的已不再是企业的规模与资金实力,而是企业是否在某一点有其过人之处,这就使得大量仅在某一点或某几点有其独到优势的中小企业有了在市场上生存的基础。中小企业实力弱、规模小、竞争力不强,自身的发展往往受到大企业的排挤,特别是在营销策略上无法与大企业开展竞争。电子商务给中小企业提供了新的发展机会。中小企业只要通过Internet就可在全球范围内物色贸易伙伴,寻找贸易机会,寻求更大的发展空间。以电子商务为平台的竞争中,起决定作用的是企业是否有独特的竞争优势,中小企业要想在复杂多变的激烈市场竞争中生存并与大企业相抗衡,就必须与具有其他竞争优势的企业联合起来,构建具有全面优势的虚拟企业。

总之,虚拟企业和电子商务都是现代科学技术发展的产物。随着电子商务在世界范围内的迅速发展,对企业而言,不仅仅是利用新式的通讯工具或新增一条销售渠道的问题,它将改变企业和组织模式和营销体系,并涉及到部门的业务流程重组。对于准备采取虚拟企业战略的公司来说,与电子商务协同发展是必由之路。

参考文献:

①王金铎,于春田.电子商务与虚拟企业[J].企业管理,2007(11)

②王冉,张伟龙.浅谈网络环境下中小企业的发展 [J].中小企业管理与科技, 2009(10)

(卢海涛,1970年生,江苏财经职业技术学院教授。研究方向:高职素质教育、营销管理)

虚拟教育范文第6篇

关键词:机械设计;实验教学;真实实验;虚拟实验

工科大学机械类“机械设计”课程的教学基本目标是,通过对材料、信息及能量的运用与控制,使学生具备设计能够有效工作且可靠的通用机械零部件的知识和能力[1],并掌握典型机械零部件实验方法。这要求学生不仅掌握理论知识,还要有一定的动手实验能力,并最终着眼于工程实际设计与实验能力的培养,也是合格工程师必备的基本条件之一。传统的工科教育,学生获取理论知识主要通过课堂学习,实践知识和实际能力的培养主要通过实验环节完成,这里的实验指的是真实实验。课堂教学基本采用“粉笔(ppt)+讲授”的注入方式,实验教学包括学生对实际零部件模型操作或测量的动手实验和教师演示学生观察的演示实验。这些教学方式通常是以“教师为中心”的模式为主导。面对社会对工程人才要求知识面广、综合实践能力强以及具备创新意识的状况下,这种传统的教学方式越来越不适应工科大学机械工程教育的发展[2],尤其是机械设计实验教学的发展。

科技的进步,特别是“信息+网络”技术的快速发展,给大学各课程的实验教学改革提供了新的方式方法[3-5],比如,远程网络实验、虚拟实验等[6]。近年来“互联网+实验”的虚拟实验持续升温,人们对此褒贬不一。一种观点认为,虚拟实验是一种先进高效的实验教学手段,适合国内大规模本科培养,也有利于教学模式向“以学生为中心”转变[7-8]。另一种观点认为“能实不虚”,虚拟实验的效果低于真实实验。

本文结合“机械设计”课程,就真实实验和虚拟实验各自的特点展开论述。分析两种类型实验在教学实践中的應用。另外,结合 “机械设计”课程的具体内容,通过实例阐明如何合理有效地利用两类实验。

一、真实实验的特点及其作用

(一)真实实验的优点及其作用

“机械设计”真实实验对学生理解书本知识、增强对通用零部件的感性认知、培养结构拆装及零部件测量等动手能力及实践经验,起到非常重要的作用,至今沿用。即便基于数学和信息网络技术逐渐发展起来的虚拟实验或远程实验已经走进实验教学多年,传统真实实验仍然是机械设计实验教学的主导方式和基础。相对于虚拟实验,几个优点决定了它在“机械设计”实验教学中具有不可替代的作用。

1.培养如何设计实验的能力。包括选用仪器和工

具、操作、现象观察、数据收集及解释等。2.长于培养学生动手技能和实践能力。能培养学生正确使用仪器、传感器或软件等工具测量零件性能参数。比如构建组装零部件、机械故障排除、传感器安置、电路连接以及仪器标定或调零等,这些是工程实践必备的一个基本技能。3.能够利用触觉感知对理论知识获得感性认识,理解理论模型预测能力及其局限。4.通过处理实验中遇到的不可预测问题,真实实验使学生感受到研究的复杂性,并

有机会培养处理技巧。比如,在齿轮参数测量实验中的误差问题,能够让学生认识到测量的随机性和不完美性,学习准确测量的规程及技巧。在这方面,真实实验具有虚拟实验无法比拟的优势。5.参与真实实验,能够更好地培养学生的工程兴趣、锻炼交流及团队合作等,对增强学生的能力大有裨益,这一特点往往是最容易被忽略的。

(二)真实实验的局限性

尽管真实实验具有诸多优点,但随着工业科技及社会人才需求的不断发展,大学本科培养的变化,传统真实实验的局限性也逐渐显露。首先,一些真实实验成本高、耗时长、效率低。比如,机械零件磨损量实验,真实实验在一两个学时内往往无法得到较为完整的磨损三阶段曲线,哪怕是跨阶段的磨损曲线也是比较耗时的。其次,实验参数也不容易改变,要开展更加丰富的实验十分困难。像动压滑动轴承实验,若开展不同润滑油对轴承性能影响绝非易事。可见,真实实验要改变实验条件,获取更多实验结果的时间成本和经济成本高昂。加之国内院校本科生培养规模庞大,实验仪器生均比例低,真实实验的这一缺点愈发突出。再次,现有真实实验教学阻碍了教学模式的转变。近些年来,由于教学激励机制等问题,学校和教师缺乏对“机械设计”实验课在经费、时间和精力上的投入,实践性教学条件严重不足[9],学生很少有机会有条件认真做实验,久而久之实验课变成了应付、走过场,严重影响了学生科学实验兴趣培养和研究技能的增强,更谈不上“以学生为中心”的教学模式的转变。最后,机械设计教学虽然强调了科学技术与工程实践相结合,实际上绝大部分学校几乎不具备将科技知识与工程实践相结合的师资条件和能力,缺乏能够将理论充分应用于实践的真实实验。可见,真实实验难以在本科规模化培养过程中更进一步发挥作用,势必要在教学内容、教学方法及手段方面进行革新。

二、虚拟实验的特点及作用

(一)虚拟实验的优点及其作用

虚拟实验是利用理论模型、数值方法、信息网络和计算机技术,将真实的物理现象或过程模型化,在计算机上以图片、视频、动画或曲线等直观形式展现,并通过网络共享使用。相对于真实实验,有如下优点。

1.容易改变实验条件参数。虚拟实验中,学生能够轻松改变实验参数,实现不同条件下的实验研究,使实验变得简单易行。此外,还可以通过排除次要信息的混淆干扰,实现重要参数对结果影响的研究,获得实验的关键信息。比如,仅仅通过修改时间得到不同时长下的实验结果,分析时间尺度的影响。

2.可以开展真实实验难以甚至无法观察的实验现

象,对于需要进行交互方式研究难以观察的现象,优势更明显。将理论知识或模型方程与物理现象或零件应用直接联系、对比和扩展。比如,微观尺度下的许多实验,真实实验难以实现,更不要说通过交互式方式研究实验现象随参数变化。

3.虚拟实验受客观条件限制相对较小,效率高于真实实验。虚拟实验可以提供短时间甚至某一瞬间的更多的实验结果,使学生完成更多的实验并获取更多的结果信息,计算机也能够记录学生实验的全过程。学生可以多次重复实验,且几乎不受时间、地点等客观条件的限制。

4.理解概念性知识,虚拟实验可以代替真实实验。理解这些知识并不需要触觉信息参与。虚拟实验能够方便、高效、透彻地让学生理解知识。

(二)虚拟实验的局限性

由于虚拟实验的实际功效依赖于数学、信息、网络和计算机等一系列理论知识和技术条件,加之机械设计课程内容的特点,不可避免存在一些问题。这主要包括以下几点。

1.最大的问题是如何精确模拟真实物理过程。由于理论基础、技术条件或主观认识等原因,设计虚拟实验时可能漏掉实际当中的一些重要因素,导致一定的偏差,甚至错误结果。因此,设计虚拟实验时,要明确实验目标及其主要和次要影响因素,客观衡量实验室所具备的技术能力和条件。例如,若无法合理模拟零件之间的接触,对机械零件拆装虚拟的真实感就会差很多。

2.有限的预设的输入和输出会限制学生的创造性。虚拟平台把学生限制在预设的环境中,影响了他们的学习激情和好奇心。当然,这方面随着信息网络和相关技术的发展,会不断改善。

3.模拟的适用性和效率取决于网络技术和软件标

准。虚拟实验的开展,难免会遇到大量学生同时上网实验的情况,容易造成网络拥堵,硬件计算能力不足的情况,导致实验无法正常开展。因此,具备足够容量和计算能力的硬件条件,是虚拟实验取得应有效果的基本前提条件。

4.虚拟实验导致学生忽视操作安全规则和实验伦

理问题。这些是真实实验必须要考虑的[10]。虚拟实验无论怎样操作都不会涉及安全和实验伦理问题,学生往往会忽略掉这些实际上十分重要的内容。这也是虚拟实验无法代替真实实验的一个重要原因。

可见,就像软件不能代替实际系统模型一样,虚拟实验不能完全替代真实实验,无法提供完全真实的实验。我们在教学过程中运用虚拟实验时,应该时刻牢记这一点。

三、真实实验与虚拟实验在“机械设计”中的运用

吉林大学的“机械设计”课程包括[11]:疲劳强度、摩擦学基础知识和通用零部件的结构类型及特点、失效形式、材料及热处理、应用及调整维护等基本知识,以及通用零部件的设计计算。

疲劳强度和接触强度部分,主要涉及应力、疲劳寿命和摩擦磨损等基础知识的理解。这些概念有些属于微观尺度下真实实验难以观察的物理量,有些实验周期长,比如,零件三个磨损阶段实验,采用虚拟实验显然要更加合适。但是,磨损虚拟实验的难点在于磨损系数等参数需要大量的真实实验结果分析研究确定。而实现这些微观尺度下的虚拟实验需要数学、物理、摩擦学、接触力学及材料学等多学科综合,需要较强计算能力和图像显示功能的硬件设施,吉林大学“机械设计”教师在这方面做了一些初步尝试。带传动教学的主要目的是通过研究带传动效率理解打滑和弹性滑动的特点与区别。该实验涉及仪器设备调平衡、加载并读取载荷,同时观察皮带打滑现象,虚拟实验的真实感不强,实现起来难度很大,真实实验就非常合适。齿轮传动实验中齿轮精度实验,显然真实实验更为合适。目前对测量误差模型化还需要进一步的科学研究,不具备虚拟的理论条件。而且零件尺寸测量的真实实验也能够培养学生操作测量工具的能力和技巧,虚拟实验无法使学生感受到测量工具与被测零件接触力度的大小对测量结果的影响。滚动轴承轴系部件设计实验,可以采用虚实结合方式。学生先在虚拟平台上预习和练习,并根据给定要求设计轴系。然后到实验室现场组装设计的轴系,并测量零部件尺寸,最后画出装配图。实践表明,这样大大提升了实验效率和效果,教学效果非常好。当然,轴系设计虚拟实验时,若能够将零件之间的接触也加入,学生通过电脑操作拆装零件也能够感受到零件之间的接触,将极大提升虚拟实验的真实感[12]。对液体动压径向滑动轴承摩擦实验,亦可以运用虚实结合的原则。吉林大学已有实验台完全可以实现确定润滑油类型和滑动轴承结构尺寸下的压力和温度测量。利用我们开发的液体动压向心滑动轴承虚拟平台,可以轻松实现改变润滑油黏度、轴瓦材料、偏心距、軸承结构尺寸等参数的实验研究,大幅度增加了实验获得的信息量。

顺便指出,“能实不虚”并不意味着有了真实实验,就没必要进行虚拟实验。对某一实验而言,尤其实验中遇到设计复杂、微观或者参数难以测量的问题时,虚拟实验显然是更好的选择。虚拟平台更容易做到将真实实验向理论知识和工程实践两个方向上拓展,可以在不过多增加实验教学学时和学生负担的情况下,最大限度实现理论与工程实践的结合和综合,还可以帮助学生对真实实验的理解[13],达到扩展知识面和眼界、提升能力的目的。在多年的教学实践中,我们将机械设计课程实验中的一部分,开发了虚拟平台,与真实实验配合使用,取得了良好的效果。

四、结论

在机械设计实践教学中,真实实验在培养学生实验设计、动手技能、随机处理、团队合作与交流以及操作规程和伦理等方面,发挥重要的作用。但也存在耗时多、效率低、成本高等缺点。特别是在大规模本科生培养条件下,完全采用真实实验的实验教学显然已经无法适应课程实验教学的需求。随着科技的不断发展,虚拟实验会越来越接近真实实验的效果,特别是在概念性理解、难以观察的实验现象或微观尺度现象等方面可以替代真实实验。而且虚拟实验可以根据需要合理地更加形象化地甚至夸张地表现一些实验现象,以便于学生理解。虚拟实验效率高、耗时低的优点使其应用前景广阔,在推进机械设计实验教学向“以学生为中心”模式改革进程中必将发挥越来越重要的作用。但也要避免“一切实验都可虚拟”的错误观念,而忽视真实实验基础性地位和重要作用。

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