發布時間：2022-12-20 01:38:57
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的虛擬實驗設計論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
鄭州大學基礎醫學實驗教學中心組建于2001年9月。根據“學科交叉、設備共享”的原則,充分結合各課程特點及資源分布,中心下屬各專業實驗室優化重組為4大實驗室板塊,構建起醫學形態學、醫學機能學、分子醫學及人體解剖學四個醫學基礎實驗教學平臺。以培養學生綜合能力為核心,針對實驗教學課程體系與實驗教學內容進行了整合,從而組成了與實驗教學平臺相對應的形態學實驗、機能學實驗、分子醫學實驗,人體解剖學實驗四大模塊。從根本上改革實驗教學依附于理論教學的傳統觀念,構建了既與相應學科的理論教學保持有機聯系又相對獨立,具有鮮明特色的“一體化,模塊式,綜合型、開放性”實驗教學課程體系。
2分層次設置實驗內容,采用多元化教學方法
按照“扎實基礎、自主開放、鼓勵創新”的原則,大幅度調整實驗課程內容和授課程序,以能力培養為主線呈漸進式銜接,按基本技能實驗(50%)、綜合設計性實驗(40%)、研究創新性實驗(10%)三個層次設置實驗項目,編寫與之相適應的基礎醫學實驗教學大綱和實驗教材,逐漸形成從宏觀至微觀、從形態至機能、從簡單至綜合、從基礎至臨床,縱橫相互聯系的實驗教學模式,以培養學生的科研素質和創新能力。同時,根據不同學科特點,采用多元化教學方法,最大程度提高學生的學習積極性和主動性[2]。基本技能實驗結合理論課教學,開設傳統的經典驗證性實驗、基本儀器使用、實驗動物手術操作、實驗數據和圖形的記錄、采集和處理,訓練學生基本實驗操作和技能。綜合設計性實驗引導學生以“一個問題”為中心,綜合多學科知識點,從人體器官、組織細胞的形態結構、遺傳特性、生理生化到疾病發生的分子機理、基本病理過程、藥物作用等多個角度來設計實驗,使學生以跨學科的思維方式建立整體的概念,增強學生對實驗現象的觀察與思考。設計性實驗讓學生選擇自己感興趣的題目,運用已學到的知識和技能,獨立設計并開展帶有研究性質的綜合性實驗,搜集必要的實驗數據并加以分析,寫出實驗論文,以學術交流會的形式,討論各自的實驗結果,從而培養學生綜合思維能力及創新意識[3]。研究創新性實驗結合學校“大學生創新實驗計劃支持基金”,學生自行組織課外科研小組,在導師的指導下設計感興趣的小型科研課題,申請創新實驗基金或參加指導老師的在研課題。該實驗從實驗設計、科研實施、結果整理分析到論文撰寫,全部由學生獨立完成。2007年以來,我校7年制及5年制醫科各專業學生共獲得資助15余項,資助經費達10萬元,公開發表科研論文28篇,獲得各種獎勵及發明專利20余項。以學生為主體、教師為主導的創新實驗,采取自主式、學導式、研究式的教學方法,學生接受了較全面、嚴格、系統的科研訓練,啟發了他們在科研過程中提出問題、解決問題的邏輯思維方式,提高了獨立工作和科研創新能力[4]。
3積極開展“第二課堂”教學活動,培養學生觀察問題、解決問題能力
開展“第二課堂”活動是中心實驗教學改革的另一大特色。富有內涵的第二課堂活動,既強化了學生實習、實踐環節,也提供了互動的師生交流空間,創造了學生自己動手、動腦的機會。通過引導學生參加社會活動,激發了學生積極探索的精神,縮短了學生與社會的距離。醫學昆蟲學課程教學中,采取了專題講授與社會實踐相結合的教學方式,結合所講授的專題,把學生組織成若干社會實踐小組,利用周末開展小型調研活動。學生們在輔導教師的指導下,走出實驗室,制訂醫學昆蟲調查、防治技術方案,在鍛煉學生動手能力和實際工作能力的同時,也培養了學生科研工作的能力及興趣。臨床藥理學將實驗課搬到工廠車間,讓學生現場親眼目睹制藥過程。人體解剖學在課余時間將學生組織成若干課外實踐小組,參與解剖技術室的尸體解剖與標本制作,使學生們在實踐中進一步學習掌握解剖學知識[5]。第二課堂教學活動的開展,既強化了學生實習、實踐環節,也創造了互動的師生交流空間和學生自己動手、動腦的機會,有利于加強學生主動獲取知識和動手能力、創新能力的培養。2001級7年制臨床醫學專業趙菁同學,從大二開始,就參與了“河南省重點科技攻關基金資助項目”的有關課題研究。她提出的將物理和化學中有關載體模型的思想引入到生命科學領域的原理,在我省大中專院校尚屬首例。其研究課題“小鼠IFN-γ真核表達載體的構建和轉染鼠腹腔巨噬細胞抗腫瘤效應研究”已在基礎研究中獲得了肯定的治療結果,可為臨床治療提供可靠的實驗依據。在大學學習的幾年里,趙菁同學將課余時間和節假日全都用在了科學實驗和科技制作上[6]。當中心開展第二課堂活動來發展學生的興趣和愛好時,趙菁就找來理工科的學生成立課外科研小組,常常領著小組成員研究生物、電子技術,搞科技制作,一項一項的創造發明問世,并連續在“挑戰杯”競賽中獲獎。在第二屆“挑戰杯”河南省大學生課外學術科技作品競賽中,《針劑破口器》、《新型解剖床》榮獲二、三等獎;在第八屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中,《針劑破口器》榮獲三等獎;在第四屆“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽中趙菁同學主創的《河南醫美樂醫療器械有限責任 公司》創業計劃榮獲銅獎;在第三屆“挑戰杯”河南省大學生課外學術科技作品競賽中,趙菁同學的兩件作品《解剖室空氣凈化裝置》和《便攜式電子防暈動裝置》分別獲得二等獎和優秀獎。在校期間,她連續四年在全省、全國“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽和創業計劃競賽中獲獎,2003年被授予“中國大學生跨世紀人才獎———建昊獎”,2004年榮獲“青春中華―首屆中國青年文化周特別獎”,2005年8月被授予“第二屆中國青少年科技創新獎”,2005年11月被授予“首屆河南省十佳青少年讀書成才獎”,2005年12月榮獲“中國十大年度大學生創意人物入圍獎”,2006年2月榮獲“首屆河南省十大教育新聞暨教育新聞人物獎”,2006年6月獲得“鄭州市學習標兵獎”,截至目前,她已擁有7項國家專利,被譽為“學生發明家”[7]。2004級臨床醫學專業盧沛琦同學積極參與老師的科研活動,將所學知識與科學實踐結合在一起,利用第二課堂活動,在指導教師的帶動下順利完成一項科研內容,其撰寫的科研論文《骨髓間充質干細胞體外誘導為心肌細胞的實驗研究》,在2006年鄭州大學組織的學生科技競賽活動中,榮獲“鄭州大學學生科技創新與科技論文”一等獎。
4利用現代化教學手段,提高實驗教學質量
中心將網絡信息技術引入實驗教學,建設了一批數字化、網絡化的實驗教學平臺。包括人體解剖學虛擬實驗室、數字網絡多媒體解剖學實驗室、數碼顯微互動形態學實驗室、多通道生物信號采集系統和機能學仿真實驗網絡教學系統實驗室等。各實驗室根據不同需求裝備相應的數字化網絡設備,使實驗室信息網絡硬件建設處于國內高校實驗室領先地位。虛擬、仿真實驗軟件與實驗硬件配合,多媒體技術,網絡教學———三種教學手段,進一步強化了實驗教學效果。我們自行研發的一套局部解剖學虛擬教學軟件,利用虛擬的人體三維技術實現了“虛擬人體解剖”,學生通過鼠標、鍵盤等工具輸入相應的變量,進行逼真的人體解剖實驗,收到了良好的教學效果,受到學生和省內外同行專家的一致好評[8]。借助校園局域網和中心網絡實驗平臺連接,應用現代化網絡信息技術,開辟了試驗項目網上預約、網上預習、網上復習、在線實驗等方式消除空間和時間上的障礙,培養學生利用計算機網絡平臺獵取本專業發展前沿信息和新技術的方法。在中心網站創建的局部解剖學虛擬實驗室、機能學網絡仿真實驗室、形態學網絡標本陳列館。由于網絡教學的個體性和交互性,極大地激發了學生的學習興趣、主動性與創造性。
5完善實驗考核方式,科學評價實驗教學效果
針對不同層次的實驗,采取不同的考核方式,客觀、準確、科學地評價學生成績,構建了以教學督導與信息反饋為主要手段、以實驗過程監控為主要內容、以完善的規章制度為保障的實驗教學質量保證體系。基本技能實驗的考核主要依據:實驗預習與報告,實驗操作,實驗考試[9];綜合設計性實驗的考核主要依據:選題的合理性和難度,設計方案的完整性、合理性、經濟性,仿真優化的正確性,硬件制作、測試結果和設計報告;研究創新性實驗的考核主要與課題、論文完成情況,答辯情況以及競賽結果相結合。
論文摘要：工程圖學課程是理論性和實踐性都較強的課程，在理論教學中由于缺乏真實感受，學生聽課時常會感到枯燥乏味、內容很難理解，因此，在教學中進行虛擬仿真實驗教學，不但在一定程度上可以彌補實驗資源的匱乏，而且可以提高學生觀察問題、分析問題和解決問題 的能力。因此，在《工程圖學》教學中應用“虛擬仿真實驗教學”進行教學改革的探索。
0 引言
工程圖學課程教學理論與實踐相結合是非常重要的特別是學生的動手及創新能力的培養，是理論性和實踐性都較強的課程，因此實驗教學環節對學好這門課程至關重要。通過加強實踐教學環節，才能使學生真正理解和掌握該學科的理論知識。
工程圖學課程的教學是很具體形象的，它注重機構的運動及動作 ，在理論教學中由于缺乏真實感受，學生聽課時常會感到枯燥乏味、內容很難理解；機械類課程 中的實驗設備大多很昂貴，有些情況下，不能完全滿足相應的實驗要求，尤其是對每個學生而言，學生實驗通常是分組 ，對有些實驗，實驗設備很少時，分組的人數會很多，這樣學生在做實驗時會沒有很多機會熟練掌握 ；因此，如果能在教學中進行虛擬仿真實驗教學，不但在一定程度上可以彌補實驗資源的匱乏 ，而且可以提高學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，以求達到掌握一門專業技術技能。
1 虛擬仿真實驗應用于教學中的現實意義
目前國內大多數高校的實驗還是采用傳統方式，即老師講解、演示，再由學生自己動手。而國外已經從傳統實驗轉為實物實驗與虛擬實驗相結合，充分利用先進的計算機設備進行虛擬仿真實驗教學，取得了較好的效果。
傳統的教學模式以教師為中心，知識的傳遞主要靠教師對學生的灌輸，作為認知主體的學生在教學過程中自始至終處于被動狀態，其主動性和積極性難以發揮，不利于培養學生的發散性思維、批判性思維和創造性思維，也不利于創造性人才的培養。虛擬仿真實驗突破了傳統教學手段上的局限。學生自己動手操作，親身參與整個實驗過程的操作，通過將實際生產的工藝過程以影像、動畫等生動的形式表示，從而增強學生的感性認識和學習興趣，提高教學效果，使其實踐能力、觀察能力及歸納能力等都得到很好的鍛煉。虛擬實驗技術創設了一個人性化的學習環境 ，使學生能夠在自然、互動的氣氛中進行學習。基于以上思考 ，嘗試在《工程圖學》教學中應用“虛擬仿真實驗教學”進行教學改革的探索。
2 虛擬仿真實驗設計目標
虛擬實驗的開發工具主要是網絡虛擬現實建模語言(VRML)和三維建模軟件。VRML是一種用于建立真實世界的場景模型或人們虛構三維世界的場景建模語言。VRML的基本目標是建立因特網上的交互式虛擬對象、場景、三維模型，基本特征包括分布式、三維、交互性 、多媒體集成、境界逼真性等，是 目前 Intenet上基于“www”的三維互動網站制作的主流語言。
虛擬現實系統的設計要達到以下目標 ：
a)要使參與者有“真實”的體驗。這種體驗就是“沉浸”或“投入”，即全心地進入，簡單地說就是產生在虛擬世界中的幻覺。理想的虛擬環境應達到用戶難以分辯真假的程度，甚至比真的還“真”。這種沉浸感的意義在于可以使用戶集中注意力。為了達到這個 目標，就必須具有多感知的能力，理想的虛擬現實系統應具備人類所具有的一切感知能力，包括視覺 、聽覺、觸覺 ，甚至味覺和嗅覺。
b)系統要能提供方便的、豐富的、主要是基于自然技能的人機交互手段。這些手段使得參與者能夠對虛擬環境進行實時的操縱，能從虛擬環境中得到反饋信息 ，也能便系統了解參與者的關鍵部位的位置、狀態、變形等各種系統需要知道的數據。實時性是非常重要的，如果在交互時存在較大的延遲，與人的心理經驗不一致 ，就談不上以自然技能的交互，也很難獲得沉浸感。
3 零、部件測繪實踐虛擬輔助教學
《工程圖學》課程為機械類專業一門主要技術基礎課，是一門理論性和實踐性都較強的課程，因此實驗教學環節對學好這門課程至關重要。通過加強實踐教學環節，才能使學生真正理解和掌握該學科的理論知識。本項目的實施內容主要是采用 inventor 2008，3D max，AutoCAD及 vrml軟件系統設計虛擬實驗系統，使之能夠對齒輪油泵(圖1)、減速器(圖2)、虎鉗 (圖 3)的裝配進行動態模擬 ，通過影像、動畫等生動的形式對裝配過程進行動態模擬 ，可以充分發揮學生的主觀能動性，有利于學生獲得豐富的感性認識，激發學生進一步提出問題與尋求解決問題的興趣 ，有助于拓寬學生的知識面，有效地支持理論學習。
零部件測繪實踐虛擬輔助教學技術的做法是，以實物模型為基本要素、以實物模型測繪為主線，用計算機虛擬現實的方法，制作圖畫和動畫形式為主的直觀形象，去解析零部件的形狀結構和測繪過程。
將虛擬輔助教學融于測繪實踐教學的過程是：布置測繪任務；觀測分析實物模型；教師依據實物模型通過虛擬輔助教學課件集中指導；學生依據實物模型，參照虛擬輔助教學課件自主測繪；教師集中講評。
虛擬輔助教學主要構件是以虛擬圖象為主，配有少量文字說明的電子文檔。分別是：以動畫為主去表達零部件形狀結構的圖畫集，以對零部件形狀結構分析和視圖分析為主的圖畫集，以對零部件測繪方法和過程指導為主的圖畫集，以對尺寸、技術要求、圖樣、作業要求指導為主的圖畫集。
4 零、部件測繪實踐虛擬輔助教學技術的特點
a)基于實體的虛擬。計算機虛擬現實、虛擬三維圖與構形思維和視覺及視覺心理密切相關。實踐表明：沒有實體模型做基準沒有構形思維和視覺及視覺心理的支持，計算機虛擬現實、虛擬三維圖就會成為沒有意義的作品；另一方面，沒有構形思維和視覺及視覺心理知識去指導計算機虛擬現實、虛擬三維圖的創作，也不能獲得效果良好的作品。
b)基于圖學素質對測繪對象 (零、部件)的選擇。選擇好測繪對象是保障零、部件測繪實踐教學效果的首要條件。簡單化和過度復雜化都不可取，都可能給大學總體教學帶來損害。選擇測繪對象 (零、部件)的第一因素是考慮對學生圖學素質培養的要求，其次是考慮后續課的需求。閥類、泵類、夾具類(虎鉗)、減速器類是常選測繪對象，其主要原因是便于教學。按圖學素質培養的要求考慮，所選零、部件的測繪內容應當盡量多的涵蓋圖學主要的核心內容。例如，表達方法典型、全面，結構具有代表性。按后續課的需求考慮，所選零、部件的測繪內容要含有后續課的主要要素。
5 結語
開發零、部件虛擬測繪裝配實驗是為了拓寬實驗教學平臺，改進測繪方法，提高測繪效率和品質，減輕教學負擔。這一教學技術的核心涉及到傳統測繪的方方面面，也涉及到現代教育技術的深層理論和技術問題。當然虛擬仿真實驗不能完全替代實物實驗，但可以探索將其作為實物實驗及課堂理論教學的補充。
參考文獻
論文摘要：針對電子信息類專業實驗教學中存在的問題，結合實際的教學條件，對實驗教學提出了改革，將仿真技術應用到實驗體系中，避免了實驗條件的空間和時間限制，充分發揮了學生能動性，提高了實驗教學質量。
實驗是電子信息類專業學生課程教學的一個重要環節，是對理論教學的補充和深化，其開設方式關系到學生對理論知識的掌握和應用，直接影響著學生的操作技能、主觀能動性和實際動手能力的提高，也決定著理論和實驗的教學水平。因此，在教學過程中一定要加強實驗這個實踐性教學環節，充分利用實驗資源來培養和提高學生解決問題的能力和創新能力，使學生能夠更加快速地適應于將來的工作。加強實驗教學環節，最大限度地利用學校的實驗教學資源，對提高教學水平，培養學生的實際應用能力和綜合素質具有重要的意義。
1 實驗教學的傳統模式和問題
在我國高校工科教育中，實驗教學硬件條件普遍不足，或者是硬件實驗條件的發展跟不上技術的要求，同時各高校大幅度擴大招生，實驗教學硬件條件更顯不足。加大對實踐教學條件的投入，加強培養實踐教學科技人才，強化實踐教學內容和條件的改革與建設，在當前來說具有特殊重要性[1]。我國教育主管部門也在積極得進行著推進實踐教學的改革與建設。例如：在全國高校本科教學水平評估中，實驗室建設基地和建設經費以及實驗教學改革就是一項重要的指標內容。越來越多的高校開始響應教育部的號召，實行了“雙基”實驗室，并在此基礎上進一步建設“實驗教學示范中心”。
目前，實驗教學的傳統模式的缺點主要表現有：
1）實驗設備陳舊，實驗模式單一；
2）驗證性實驗分量大，與設計性、綜合性和創新性實驗之間的比例失調；
3）先進的實驗教學手段在實驗教學中的引入還不夠；等。
2 實驗教學方法改革勢在必行
隨著計算機的普及和應用，在教學中也越來越多地借助計算機來輔助設計方法，同樣，在實驗中借助計算機仿真技術具有很大優點：減少實驗中所需的耗材、降低對實驗器材的破壞性、完成更復雜更高難度的設計性實驗、更加全面地分析實驗對象以及結果的性能指標等，具有高效、快速、直觀、完整的優勢。開展仿真實驗作為一種新型的實驗教學方法是在現有實驗室設備的基礎上采用計算機新型軟件對實驗進行模擬，大大提高了學生對本專業知識的應用能力和科研創新能力。因此，在當今的實驗教學中，仿真實驗的引入勢在必行。
對當今高校來說，學生人數不斷增加，實驗室設備和資金滿足不了大學中學生的試驗要求，為了不斷提高實驗教學的質量，又進一步解決實驗設備少、不好維護、建設費用高等問題。將仿真技術引入實驗教學中來，學生一方面可以利用計算機實現實驗方案的設計，又可以直觀地驗證仿真過程和結果，不受實驗室條件和空間的限制，可將實驗設計帶入到課余生活中來進行，大大提高了學生對實驗的操作興趣。利用仿真實驗由于方法的靈活性可以充分發揮學生的想像力和創造力，比起傳統的實驗教學更利于培養科技創新人才，且有利于降低實驗成本，能夠使得實驗室的建設和發展進入一個良性循環中。
3 實驗教學改革方案
3.1 實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗
在實驗教學中引入計算機仿真技術，一方面，充分發揮學生的主觀能動性，激發學生學習興趣，另一方面，老師可以利用計算機技術來觀察學生的實驗過程，采集學生的實驗結果，更好地跟蹤和指導學生，先進的教學理念和教學手段有助于提高實驗教學效果，提高教師的教學水平。而計算機的引入可把實驗設備、理論教學、教師指導和學生的思考、操作有機地融合為一體，克服了傳統實驗教學過程中受到課堂、課時、實驗設備等的限制，使實驗教學內容進一步靈活化，在時間和空間上得到延伸，也進一步激發了學生的實驗熱情。
在實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗，可以使得學生在進行實驗的過程中培養獨立思考能力，激發學生的學習興趣，提高學生的創新意識，同時為學生提供了更加開放靈活的實驗條件。對實驗內容和實驗教材來說，采用仿真技術把將虛擬實驗和真實的電路實驗有機地整合起來，充實了實驗內容，增強了實驗的能動性和趣味性，有利于實現培養學生綜合實踐和探索創新能力[2]。目前，越來越多的高校重新對實驗室建設進行了規劃，利用計算機仿真技術改革實驗教學是一個新的發展方向。在高校實驗室中引入計算機以及相應的軟件技術不僅可改善實驗條件、改革實驗教學方法、充實實驗教學內容，還可大大提高實驗效率，降低實驗成本，增強學生學習的積極性和創新性，為實驗教學和科研提供良好的實驗平臺[3]。
以單片機實驗教學為例，在實驗過程中我們引入proteus仿真軟件，用它來模擬單片機硬件系統。由于軟件的靈活性，可以克服實驗箱硬件電路固定、實驗內容難于改動等局限。整個實驗設計都是基于計算機仿真技術的，除了計算機外不再需要任何硬件即可進行實驗，這樣有利于促成課程和教學改革，更有利于人才的培養。仿真技術的另一應用表現在學生的業余愛好上，比如目前的電子設計大賽，挑戰杯等，學生完全可以利用計算機來進行仿真，先用計算機仿真出相應的實驗模型，在計算機上進行模擬調試，最后用硬件實現。在整個過程中，學生可充分發揮自己的才能，通過大量仿真對比，達到設計目的，學生也可以大膽地反復調試，避免了損壞器件。在電子設計競賽中，我們使用proteus開發環境對學生進行培訓，在不需要硬件投入的條件下，學生普遍反映，對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。實踐證明，在使用proteus進行系統仿真開發成功之后再進行實際制作，能極大提高單片機系統設計效率。 轉貼于
另外，開展仿真教學對于我國的遠程教學也是一種很好的嘗試，有著重要的意義。
3.2 重新安排各類性質的實驗，適量增加綜合性、設計性實驗
驗證性實驗是實驗中最基本的，可以使學生鞏固理論知識，它的實驗內容相對簡單，重點培養學生的基本操作、數據處理和計算技能，驗證和加深對課本知識的掌握和理解。綜合性實驗則要求學生必須具有一定的專業基礎知識和基本操作技能，能夠運用某一課程或多門課程的綜合知識，進而對實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合性實驗。目前工科高校中越來越多地提出課程設計也是為了加強學生對綜合知識的運用。為充分調動學生的學習積極性和主觀能動性，設計性實驗也必不可少。設計性實驗能加深學生對理論知識的認識，由學生自己負責計劃和執行，充分提高了學生的思維能力、動手能力、分析和解決工程實際問題的能力[3]，發揮了學生的主觀能動性，設計性實驗的完成可以充分借助于計算機仿真技術來完成。
驗證性、綜合性、設計性實驗相結合，培養了學生基本的實驗技能和方法，同時又促進了學生的創新思維，打破了原有實驗教學附屬于理論教學的模式，建立與理論教學并行的，既相對獨立、又相互聯系的實驗教學體系。在某些應用性強的實驗教學中，綜合性和設計性實驗的比例至少要達到60%以上，同時設計性實驗最好要跟得上科學技術的發展。一方面保證基本實驗技能訓練，另一方面，實驗內容應與當今先進技術的發展相結合，適應社會發展的需要，將科研成果轉化為實驗內容，提高實驗的先進性和代表性。那么，工科院校中一方面加大實驗器材的投入，提高實驗教學條件，開設先進的實驗內容，提高學生的積極性，使學生適應當今社會的發展；另一方面，要充分利用現有的條件，引進先進的仿真技術，使得實驗條件進一步升華，充分發揮教師和學生的主觀能動性和創新能力。
3.3 硬件軟件都要抓，都要硬
計算機仿真實驗雖然可以準確地反映整個實驗過程， 是一種新型的應用技術，十分有效，但是仿真技術不是萬能的，它畢竟不是真正的實驗，在許多場合仿真只能起輔助作用。也就是說不能用仿真實驗來全部代替硬件電路實驗，而是將仿真試驗和傳統的硬件實驗相互結合，根據學校的實際情況和實驗的情況靈活運用，虛擬實驗不是萬能的，如果所有的實驗都用虛擬實驗替代的話，學生在虛擬環境中實驗會產生或多或少的不踏實的虛擬感，實踐能力也不可能得到真正的提高。
3.4 加強對實驗課教師的培訓，通過培訓交流更多地了解新的實驗技術
在實驗教學改革的同時，必然對教師提出更高的要求：一是教師也應加強專業知識和技能的學習，來提高自己的業務能力和綜合素質，另外，不斷更新專業知識的結構，了解前沿技術的發展也是必需的；二是高校中要大力創造條件促進教師經常參加基礎理論知識的培訓和實驗的培訓以及學術研討會，從而擴大視野，更新教學觀念，及時了解嵌入式系統發展趨勢和動態，促進電子類實驗技術的發展；三是要大力組織專業教師去積極申報相關的創新實驗和科研項目，提倡以科研資金來促進實驗室的建設，用科研成果去改進實驗內容，同時可以提高教師的科研能力，在科研中更好地去鍛煉自己，為實驗教學服務。
4 結論
隨著社會對人才要求的提高，大力推進實驗教學改革迫在眉睫，而大學實驗教學的改革又直接影響到學生的動手和創新能力。實驗教學必須能夠跟得上時代的腳步，將仿真技術應用到實驗教學中可以充分調動學生的主觀能動性，激發學生的創新能力，加快學生適應社會的能力，同時學習了先進的新技術。
參考文獻：
[1] 丁美榮，柴少明.基于虛擬實驗與真實實驗整合的計算機網絡實驗教學改革[J].現代教育技術，2007，7(17):99-102.
[2] 孫曉明.土力學實驗課程教學方法的研究與改革[J].黑龍江教育，2006(11):59-60.
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根據高中地理實驗教學活動方式不同，高中地理實驗教學模式還可進一步分為：演示類地理實驗教學模式、制作類地理實驗教學模式和實踐類地理實驗教學模式。這三種教學模式是高中地理實驗教學模式的子模式，它們遵循高中地理實驗教學模式的一般要求與程序，同時又有各自的特點。
一、演示類地理實驗教學模式
演示實驗在高中地理實驗教學中具有重要作用，是地理實驗教學的重要組成部分。演示類地理實驗教學模式根據實驗操作者不同可分為教師演示和學生演示；根據使用的儀器和材料不同可分為真實演示和模擬演示（實物模擬和虛擬模擬）。演示類地理實驗教學模式如圖2所示。
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案例一：洋流演示實驗
第一步：實驗設計
教師和學生合作設計方案。
洋流演示實驗的方案設計
實驗項目名稱：演示洋流。
實驗類型：教師演示實驗。
實驗目的：了解洋流（風海流）形成原因；了解風帶對洋流形成的重要影響；了解洋流運動方向的主要影響因素狀況。
主要儀器：水盆、紙屑、吹風機（電吹風）。
教師：在臉盆的水面灑上紙屑，利用吹風機模擬風帶吹拂。演示風海流的形成過程與影響因素。
學生：觀察吹風機模擬風帶吹拂時，紙屑的漂移方向。思考影響洋流方向的因素。
第二步：實驗準備
準備水盆、紙屑、吹風機、，詳細了解該部分知識點，充分備課。
了解實驗步驟，明確實驗目的、閱讀教材中洋流部分內容。
教師：介紹儀器名稱，通過演示，講解洋流形成的具體知識，同時指導學生觀察模型等。
學生：觀察模型，理解實驗內容等。
第三步：總結評價
教師：總結實驗的成功與不足，完成教學反思。
學生：總結實驗的優缺點，完成實驗報告。
按照演示類地理實驗教學模式完成洋流演示實驗的教學任務，充分發揮演示實驗的優勢。該案例說明，筆者設計的演示類實驗步驟是可行的，同時，又要根據具體的地理實驗項目，靈活使用該教學模式。
二、制作類地理實驗教學模式
繪制地圖、制作地理模型等地理實驗均可采用制作類地理實驗教學模式。該教學模式的教學程序見圖3。
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案例二：等高線地形模型制作實驗
第一步：實驗設計
教師和學生合作設計方案。
制作等高線地形模型的實驗設計
實驗名稱：等高線地形模型的制作。
實驗類型：制作類實驗。
實驗目的：制作“等高線地形模型”，掌握其各個部分代表山體的位置和名稱。
主要器材：紙板、細線、小刀、鉛筆、剪刀和白紙。
制作方法：用鉛筆在硬紙板上畫出等高線圖； 將畫好的等高線圖剪開成幾個大小環環相套的紙環； 把剪下來的紙環用線從大到小穿起來，注意每層之間要留有大小相等的距離； 每個紙環上相同的位置標出高度值，每層之間的高度差為200米。
第二步：實驗準備
教師：準備實驗材料。
學生：準備實驗材料。
第三步：制作、觀察
教師：指導學生具體制作。
學生：按照設計方案，完成等高線地形模型的制作。
第四步：總結評價
教師：指出學生作品的優點和不足，并提供建設性意見。總結此次實驗的成功與不足，完成教學反思。
學生：同學之間互相評比，在制作材料的選擇、色彩的搭配、制作手工的精細程度上學習各自的優點。完成實驗報告，整理實驗記錄。
等高線地形模型對于高中生來說不容易理解，因此通過動手制作模型可幫助學生學習該內容。該案例表明，一些地理實驗項目通過制作類地理實驗教學模式進行教學，對于培養學生創新意識和動手能力具有十分重要的作用。
三、實踐類地理實驗教學模式
實踐類地理實驗教學模式主要針對地理觀測，地理考察和地理調查而設置。案例三就是針對實踐類地理實驗教學模式開展的一次地理實驗教學。
案例三：東莞市石碣鎮榴花公園地質地貌考察
第一步：實驗設計。
教師和學生合作設計方案
東莞市石碣鎮榴花公園地質地貌考察實驗設計
路線設計：東莞高中―C3路公共汽車―石碣鎮榴花公園―園內報功塔褶皺地點。
時間：2012年12月7日（周五）下午15：20出發，大約18：00返回。
帶隊教師：兩人。
實習學生：高一級參加奧賽輔導班學生。
觀察地點：東莞市石碣鎮榴花公園。
觀察內容：觀察褶曲、斷層、巖石。
主要活動任務：①采集巖石標本：泥巖、頁巖、砂巖、變質巖、火成巖；②繪制褶曲、斷層簡圖；③學習使用羅盤；④測量巖層產狀；⑤完成野外觀察報告。
攜帶儀器：羅盤、地質錘、放大鏡、小刀、鉛筆、橡皮、標本袋、野外記錄簿、GPS、攝像機等。
總結工作：撰寫考察感想；開主題報告會，制作PPT，介紹自己的收獲。
第二步：實驗準備
教師：物質條件的準備包括車輛，相機，實驗儀器，實驗資料；非物質條件的準備包括學校、家長簽署協議書，實驗參考資料，對學生進行實驗內容和安全教育等。
學生：配合教師搜集石碣鎮榴花公園地質地貌資料并預習，學習使用羅盤及全球定位系統。
第三步：觀測、觀察、調查
教師：講解巖層地質構造成因，介紹地貌類型，幫助學生解答疑難問題，辨認巖石名稱，維持秩序和安全。
學生：通過全球定位系統確定觀察點的地理位置，使用儀器測量巖層的產狀，采集標本，繪制略圖，記錄實驗數據。
第四步：總結評價
基礎醫學論文2400字(一)：基礎醫學專業早期科研能力培養的思考論文
[摘要]基礎醫學專業是一門新興專業，旨在培養具有從事基礎醫學教育和科學研究能力的拔尖人才。通過設計調查問卷的方式，了解基礎醫學學生的科研需求，評估目前我校基礎醫學學生科研訓練的成效與不足，以期進一步優化現有培養方式，探索更高效更合理的科研能力培養模式。
[關鍵詞]基礎醫學；科研能力；拔尖人才
基礎醫學是現代醫學的基礎，主要以現代科技手段研究人體的基本結構、功能及疾病的本質。我國于1996年在原北京醫科大學、浙江醫科大學等學校承辦了該專業[1]。南京醫科大學于2014年開始招收基礎醫學專業本科生，旨在培育能夠在高等醫學院校和醫學科研機構等部門從事基礎醫學各學科的教學、科學研究及醫學實驗研究工作的醫學高級專門人才[2]。科研能力和創新意識的培養是基礎醫學專業教學工作的中心任務、重中之重[3，4]。本文針對我校基礎醫學專業本科生開展了“科研實踐能力培養”的問卷調查，旨在分析近年來我校基礎醫學學生科研能力培養的成效及存在的問題，為進一步調整與優化科研能力培養模式作參考。
一、調查問卷設計
從學生對科研的認知、科研的動力、科研的收獲、科研實踐的困難和建議等四個角度設計問卷。調查對象為我校2017級基礎醫學專業本科生，共72人。學生已完成公共基礎課及醫學專業基礎課學習，正在或已參加了學校組織的各類科研訓練項目。通過網絡平臺發放調查問卷，各自匿名填寫。問卷結果導出到Excel表格進行統計分析。
二、調查問卷結果統計
通過問卷調查發現，90%學生意識到科研訓練的重要性，認為科研能力的培養和提高有助于將來進入臨床的學習和工作。目前有接近46%學生正在或已參加科研訓練，包括暑期科研訓練、式閭計劃、挑戰杯、或直接進入科研導師實驗室等多種形式。學生參加科研訓練的驅動力依次是：作為課堂專業知識學習的補充，加深對專業基礎理論知識的理解；源于對新鮮事物的好奇心和探索精神；為以后考研、出國和工作奠定基礎；學分和綜合測評上的獎勵。通過科研訓練，70.8%學生懂得了如何查閱中英文文獻及資料、69.4%學生掌握了至少一項研究技術和方法、51.4%學生知道如何撰寫綜述或調查報告、8.3%學生參與發表了SCI文章。本次調查中，我們發現仍有54%學生目前還未參與過任何形式的科研訓練，學生反映開展科研訓練最大的阻礙源于理論課學習任務繁重，可投入科研的時間和精力有限。有37.5%學生提出不能很好地開展科研訓練，源于自我定位模糊，不清楚自己適合參加哪種類型科研實踐。
三、反思
本次調查中，我們發現大部分學生意識到科研訓練的重要性，積極參與到各項科研實踐活動中，但仍然有部分學生對科研的認識不足，參與意識不強，有悖于基礎醫學專業的培養目標，不利于學生將來的升學或就業。為此，在學生入學時我們要對基礎醫學專業新生開展專題報告，詳細介紹學科特點、發展前景、科研動向等，幫助學生正確認識自己的專業，樹立清晰的學業和職業規劃。為了更好開展“科研導師制”，第一學年安排學生在多個實驗室進行輪轉，了解導師的研究方向，第二學年學生根據自己的興趣選擇導師，在導師和學生雙向選擇的基礎上確定科研導師。
調查中我們發現學生對科研普遍很感興趣，但由于繁重的公共課和專業課的學習任務，學生的課余時間被片段化，不利于系統性地開展科研工作。對此，我們應鼓勵學生利用寒暑假時間有計劃地開展科研工作。在開展科研訓練的過程中，我們應根據每個階段的學生知識背景和每個學生的接受程度，實施分階段、分步驟的漸進式培養模式，以培養科研興趣為導向，讓學生真正從內心接受、喜歡上科研。低年級階段，讓學生進入實驗室，參加課題組會，開拓學生的科研思維，拓寬視野，根據導師的研究方向和結合學生的興趣，指導學生撰寫科研綜述；第二階段，利用研究生“傳幫帶”的作用，提供本科生獨立實踐操作的機會，使學生掌握基本的實驗原理和操作技能；通過以上兩階段的科研訓練，學生對科研過程有了初步的了解和認識，學生可依托導師已有的研究課題，或根據自己的想法，通過與導師討論，制定詳細可行的研究計劃，開展科學研究。
近年來我校開展了暑期科研訓練、挑戰杯、基礎醫學創新論壇暨實驗設計大賽、大學生創新創業訓練項目等多種類型科研訓練項目。然而，在這些項目開展的同時仍存在一些問題。比如缺少相應的獎勵機制，致使老師和學生參與的積極性不高。為此，學校應進一步健全獎勵機制以調動學生和老師的積極性，激發學生的參與熱情和老師的責任感。比如對在大學生挑戰杯、基礎醫學創新論壇暨實驗設計大賽中獲獎、大學生創新訓練立項的學生給予一定的績點加分，在同等條件下獲得獎學金或保研等優先權。對獲得相應成果的指導老師給予表彰和獎勵，在職稱評定中給予一定的激勵分。此外，應進一步規范科研導師制制度，建立完整而嚴格的考核評價體系，明確導師和學生的任務和職責。
德國哲學家萊布尼茨說過“凡物莫不相異”。世界上沒有兩片完全一樣的葉子，任何事物均有不同于他人的特殊性[5]。因此，在科研能力培養過程中，我們應充分了解每位學生的自身興趣和優缺點，因材施教。對于動手能力較強的學生可以適當安排一些小鼠模型構建等實驗；對于比較細心的學生可以適當安排一些分子生物學方面實驗；對于擅長軟件分析和數學統計的學生可以適當安排一些生物信息學方面的預測與分析工作。此外，對于個別參與度相對較低，或積極性不高的學生，應安排其承擔力所能及的工作，以培養科研興趣為主要目標。對于科研能力較強的學生應重點培養，指導他們申報大學生創新訓練項目、挑戰杯等。鼓勵一批勇于創新的學生、發揮他們在本科生中的榜樣作用，體現初探科研的魅力。
總之，科研素養的培養是一項艱巨且復雜的工程，需要我們用心思索、因材施教，發揮學生的主觀能動性和科研創新精神，為基礎醫學拔尖創新人才的培養奠定基礎。
基礎醫學畢業論文范文模板(二)：互聯網+下的高職基礎醫學實踐教學改革研究論文
摘要：近些年來，在我國經濟發展的推動之下，我國互聯網技術也得到了極大地完善和進步。現階段，社會中各行各業的發展幾乎都離不開互聯網技術的支持。在高職基礎醫學課程教學開展的過程中，如果能夠將互聯網技術有效地利用起來，將會極大地推動我國高職醫學教學水平。因此，文章從高職基礎醫學教學中最為重要的實踐操作教學部分入手，分別從資源共享、互動教學、仿真教學等多個角度對互聯網背景下高職基礎醫學教學改革進行研究和分析，希望能夠為今后我國高職醫學教學水平的提升提供參考。
關鍵詞：基礎醫學；實踐教學；網絡教學
中圖分類號：G712文獻標志碼：A文章編號：2096-000X（2020）16-0142-04
隨著互聯網技術和信息技術的不斷發展和完善，借助互聯網技術和設備開展教學已經成為了教學發展的必然趨勢。在我國經濟發展的推動下，我國高校的教學硬件愈加完善，計算機設備越來越普及，這為互聯網技術與教學的有效融合提供了基礎和前提。除此之外，高職基礎醫學側重于實踐操作教學，僅僅依靠傳統的教學方式難以達到較好的教學效果，也難以滿足我國高職教育發展的需求。所以說，加強對高職基礎醫學課程網絡教學模式的研究，盡快提升我國高職基礎醫學課程的教學水平是當前高職教育工作者應該嚴肅對待的問題。
在高職基礎醫學課程教學中，實踐操作部分是連接互聯網技術和教學理論的紐帶和橋梁，想要從根本上改革我國高職基礎醫學教學模式，就必須要從基礎醫學的實踐教學部分入手，通過實踐教學模式的改革來推動整個基礎醫學教學水平的進步。
一、實現基礎醫學教學與互聯網融合的重要性
（一）突破傳統教學模式的局限性
與其他學科不同，基礎醫學教學更加注重實踐操作教學部分。通過實現基礎醫學教學與網絡的有效融合不但能夠讓學生對課本上的理論知識有著更加深刻的理解，還能夠培養學生養成較強的動手能力，引導學生形成創新意識，為他們今后的學習和成長打下堅實的基礎。但是，在傳統的教學模式之中，教師往往選擇單一的教學模式，教學任務繁重且枯燥，不但不能夠調動學生的學習興趣，也難以達到預期的教學效果。具體的來講，傳統基礎醫學教學模式的弊端主要表現在以下幾個方面：
一是基礎醫學實踐操作教學體系單一，缺乏多樣性和靈活性。在過去的醫學教學中，實踐部分主要以驗證性實驗為主，例如動物體液的采集以及動物血糖的測量等等。這些實驗一方面體現出了傳統教學模式“重理論，輕實踐”的錯誤理念，難以達到培養學生實踐能力和創新能力的目的；另一方面則是忽視了實驗設置的科學性和系統性，難以讓學生通過做實驗來掌握正確的實驗方法和科學思維。
二是教學時間難以滿足實際的教學需求。以基礎醫學教學中的人體解剖學為例，這一分支學科在基礎醫學教學中有著舉足輕重的地位。但是在醫學機能學的實際教學過程中，卻面臨著教學任務繁多，教學時間不夠的尷尬處境。這一現象的存在，導致學生很難快速掌握一些重要的實驗方法和原理。
三是教學方式缺乏創新。現階段，大部分的高職院校在開展基礎醫學課程教學的過程中，仍然是采用單向輸出的教學模式，沒有充分認識到提升課堂互動性和生動性的重要性。導致學生在學習過程中喪失了主動思考和創新的能力，往往是教師講什么，學生就學什么，這對于他們今后的發展十分不利。
隨著我國社會發展水平的不斷提升，社會發展與國家進步對于我國高職醫學教學水平有著更高的要求，傳統的教學模式和教學理念不但難以滿足社會發展的需求，也無法達到當今時代人才培養的目標。因此，在今后的教學與發展的過程中，必須要對當前教學模式中存在的弊端有一個清醒的認識，深刻認識到網絡教學對于高職基礎醫學教學改革的重要性，通過實現基礎醫學教學與網絡技術的有效融合來打破傳統教學模式的局限性。
具體來講，實現互聯網與基礎醫學教學的有效融合能夠實現以下幾方面的功能：1.賦予基礎醫學教學資源共享的功能。通過構建網絡平臺，能夠為教學活動的開展提供海量的教學資源和信息存儲空間，讓教學活動的開展更加方便和快捷。2.通過對多媒體技術的應用，能夠提升教學課堂的豐富性和生動性，為學生提供更多新鮮有趣的教學實驗，將學生的學習積極性充分調動起來。3.通過采用直播和慕課等教學方式，讓教學活動不再受到時間和空間的局限，也能夠為教師和學生提供一個有效的交流和溝通平臺。
（二）符合當今時代人才培養的要求
當今時代，想要實現我國社會的可持續發展，必須要有大量的高水平、高層次的人才作為支撐。通過實現高職基礎醫學與互聯網技術的有效融合，提升基礎醫學教學的水平，能夠為社會建設提供一大批創新型高素質人才。近些年來，為了盡快實現人才培養的目標，我國高校陸續對網絡平臺進行了引進，為高素質人才的培養創設了非常優渥的環境。除此之外，在2013年之后，我國還挑選出一百個國家級示范虛擬仿真實驗教學中心，正式開展了對虛擬仿真平臺的研究和探索。在虛擬仿真實驗環境的幫助之下，推動了一系列傳統教學模式和理念的變革，逐漸形成了以學生為中心、提倡自主開放的教學模式，極大地推動了我國網絡教學的發展。
二、互聯網背景下高職基礎醫學教學改革策略
在開展高職基礎醫學教學改革的過程中首先要從硬件方面入手，加強教學平臺硬件設施的完善。其次，要制定出符合自身院校發展的改革策略，可以通過與企業、科研機構相互聯合的方式構建一個統一豐富的網絡教學平臺，從而滿足今后我國高職院校開展基礎醫學教學的需求。具體來講，高職基礎醫學教學改革的有效途徑包括以下幾個方面：
（一）加強對虛擬仿真實驗平臺的研究和應用
一般來講，虛擬仿真實驗平臺主要是指借助計算機技術對實驗環境和操作進行模擬的一種技術。同時，通過虛擬仿真實驗平臺的應用還有助于構建一個資源豐富和開放的共享教學管理平臺，對于基礎醫學教學水平的提升有著非常顯著的推動作用。從2012年起，我國一大批高職醫學院校開始對虛擬仿真實驗教學平臺進行引進和應用。從醫學虛擬仿真實驗教學平臺的結構來看，其主要以醫學機能學、組織學以及解剖學等為主體，并且包含了臨床學、護理學以及藥學等輔修學科，具有非常強的系統性和豐富性。在實際開展實驗教學的過程中，學生們只需要通過電腦、手機以及平板等終端設備就能夠對實驗的操作流程進行深入的學習，從而極大地節省了教學時間。除此之外，虛擬仿真實驗平臺還有助于實驗設計的創新，引導學生進行自我探索，從而打破傳統教學模式的局限性。
（二）進一步提升教學的互動性
大量的研究和實踐表明，想要從根本上提升教學的效率和水平，首先要采取有效手段將學生的學習積極性充分調動起來。因此，在對基礎醫學教學進行改革的過程中，必須要認識到提升教學互動性的必要性，在借助網絡技術和多媒體技術的基礎上，培養學生的創新意識，為教師和學生提供一個開放的信息化互動平臺。通過這一平臺，一方面教師能夠將教學內容、教學目標以及相關的教學資料上傳到平臺中，方便學生的下載和學習；另一方面，為教學平臺配備一個醫學信息數據庫，讓學生能夠第一時間對醫學界的前沿知識進行學習和了解。除此之外，還要為教師與學生的交流提供一個特定的版塊，采用網絡論壇的方式，用積分和賞金的方式來調動師生問答交流的積極性。這樣，學生可以將自己不懂的問題到版塊中，教師也能夠在空閑的時間為學生們解答難題，從而解決了過去教學模式中師生交流不充分的問題。
（三）提升網絡教學的開放性
提升網絡教學的開放性主要是要構建一個基礎醫學實驗教學的網絡平臺。開放平臺構建的目的在于在提升實驗室管理系統自主性和安全性的同時，實現實驗時間、地點以及內容的開放性。通過這樣的方式，一方面能夠激發學生資助設計實驗的興趣，為今后學生科研水平的提升奠定基礎；另一方面則是能夠在安排專門的實驗室管理人員的基礎上，實現實驗室管理的開放性。在實驗開放平臺應用的過程中，學生能夠根據自身的學習需求在網絡平臺中對實驗室進行提前預約，然后實驗室管理人員再根據實際情況對預約進行管理。除此之外，還應該針對教師設置一些科研項目實驗室，教師可以選擇一些合適的科研項目公布在管理平臺中，讓感興趣的學生報名參加，這樣就能夠在充分利用實驗室資源的同時有效提升基礎醫學實踐操作教學的效率。
（四）對現有的考核體系進行優化
考核體系的設置既是為了檢驗學生的學習成果，也是為了對教師的教學質量進行測評。以基礎醫學教學中的實踐操作教學為例，傳統的教學管理過程中往往是在實驗報告的基礎上對學生的學習情況和教師的教學質量進行考核。這種傳統的考核方式難以符合考核體系的科學、全面以及客觀的要求。因此，在今后的教學管理過程中必須要在現有考核體系的基礎上進行優化和完善。具體的來講，可以將考核體系分為形成性評價體系以及終結性評價體系兩個部分。其中，形成性評價體系占到考核體系的百分之七十，其評價指標包括學生實驗報告的書寫情況以及學生對于實踐操作技能的熟練程度。
從考核形式來看，在開展形成性考核的過程中以兩種主要形式為主，即實踐技能考核以及實踐設計考核。實踐技能考核是讓學生在題目中進行抽選，然后根據自己的實驗題目對實驗的基本原理、實驗的主要步驟以及實驗的結果進行說明，并獨立完成相應的實驗項目。實踐設計的考核則需要學生根據教師給出的題目，通過查閱文獻等方式自行對試驗進行設計，這一考核的目的在于對學生的分析能力、學習能力以及實踐能力進行考核。
與形成性評價體系不同，終結性評價體系是在考察學生基礎醫學知識理論的基礎上，對學生的理論、技能掌握情況進行考察。為了進一步提升考核的效率和效果，可以結合學校的實際教學情況構建一個網絡考試平臺，該網絡平臺通常包含練習和考試兩個基本模塊。一方面學生可以登錄該平臺進行理論、技能的復習和預習并定期參加學校開辦的考試；另一方面教師可以登錄考試平臺設置學生的學習內容、安排考試內容，還能對學生的考試情況進行及時、準確和全面的評價。
（五）進一步加強信息管理系統的建設
想要實現互聯網與高職基礎醫學教學的有效融合，保障網絡教學活動能夠順利開展，首先要構建一個科學完善的信息管理系統。在今后的教學和發展過程中，必須要充分認識到信息管理系統建設的重要意義。一方面，可以以學校自身的管理部門為基礎，加強與相關科技企業以及高等教育研究所等機構的合作，共同構建一個開放、豐富的網絡教學資源共享平臺。結合高校教育活動開展的實際情況和基礎醫學教學改革的目標，制定一個統一、科學和全面的信息管理規范和標準，提升高職院校基礎醫學網絡教學的規范性；另一方面，要進一步對網絡教學平臺進行優化和完善，可以在現有網絡平臺的基礎上增設資源管理平臺、學生管理平臺以及教學評價平臺，這樣就能夠對后續教學過程中存在的教學安排需求以及資源應用需求進行滿足，也能夠打造出一個集教學安排、資源利用、教學反饋以及學習評價等為一體的綜合教學管理體系，為今后高職院校基礎醫學教學水平的提升奠定堅實的基礎。
（六）加強翻轉課堂的應用
相對于發達國家，我國對于翻轉課堂的引用和推廣相對較晚，現階段翻轉課堂在中小學階段的教學活動中應用較為廣泛，而在高職教學中卻開展較少。在高職院校基礎醫學教學的改革過程中，必須要將翻轉課堂重視起來，從掌握學習理論、構建學習理論、自主學習理論以及成長進步理論四個角度進行入手，將翻轉課堂的作用充分的發揮出來，提升基礎醫學教學的實用性和創新性，賦予基礎醫學教學新的魅力。
三、結束語
工程理論知識與產品設計的實際應用之間的轉化成為實驗教學的關鍵，打造一個適合工業設計學生學習工程類知識，并能與產品創新設計實踐相結合的專業課工程實驗教學大平臺極具實際教學意義。該文通過分析河海大學機電工程學院工業設計系工程實驗教學中存在的實際問題，在工程實驗教學大平臺建設所需相關設備已具雛形的基礎上，針對團隊教師在工程實驗教學及科研的特長，提出搭建適合工科院校工業設計的工程實驗教學大平臺的建設構想并進行了實踐。
關鍵詞
工科類;工業設計;工程實驗教學;大平臺建設
我國高校工業設計專業設置主要分為兩大類，藝術類工業設計和工科類工業設計，即藝術型和工科型。工業設計專業的課程設置也因各自之所長及傾向性不同而不盡相同。我國的工業設計教育已經走過了20多年的歷程，從早期的美術教育體系中逐漸走了出來，向著綜合型體系發展，工業設計中的工科類課程逐漸受到重視［1］。目前國內工業設計專業開設的課程可以分為學科基礎課、專業基礎課和專業課三大類。工科類課程，如力學、電工學、材料學、工藝學、機械設計等均屬學科基礎課，來自于工科學科基礎課程教學大平臺，其重要性隨著我國工業設計的發展以及設計領域的擴大，越來越得到重視［2］。要培養學生的創造性思維、創新能力以及解決問題的能力，全面實現專業培養目標，就必須對長期以來工業設計工科類課程一般采用工程設計專業的教材和教學方法這一教學模式進行改革。
1工科工業設計專業工程實驗教學大平臺建設的重要性
工程理論課程教學改革成為研究的重點，而工程實驗教學的改革卻被忽視，特別是專業課中的工程實驗教學，涵蓋專業基礎課和專業主干課，是工科學科基礎課程教學大平臺的重要教學補充，是深化學生應用工程知識提高產品創新設計能力的重要環節。打造專業課中的工程實驗教學大平臺(以下簡稱大平臺)，是將工程理論知識和設計專業知識進行融合的關鍵實踐渠道。該平臺上包含眾多實驗課程，核心實驗課程有產品模型制作，設計材料———設計材料認知實驗，設計心理學———人類心理感知實驗，人機工程學———人體尺寸測量及眼動儀實驗，產品設計I———產品拆裝工程實驗，展示設計———產品新媒體展示實驗等。工科院校的學科特點決定了學生只有更具實踐操作能力才更具就業升學競爭力。區別于藝術院校工設專業學生重外觀設計的美觀性而輕視功能結構的工程可行性，工科院校工設專業學生依托工科背景的知識能力結構，在設計領域更具長足的發展優勢。這種工科背景知識能力體系的建立，一方面需要在工科院校工科學科基礎課程教學大平臺的支持下，打下堅實的產品設計工程知識基礎;另一方面則需要專業課中的工程實驗教學大平臺的拓展，提升產品的創新設計能力。對于工科工業設計專業，實驗教學體系的架構及實驗教學內容需要將工科特色和設計教育特點進行融合，既不能生搬硬套機械專業的實驗教學模式，又不能完全拋棄工程類知識要點而流于形式上的設計。工程理論知識與產品設計的實際應用轉化成為實驗教學的關鍵，打造一個適合工業設計學生學習工程類知識，并能與產品創新設計實踐結合起來的大平臺極具實際教學意義［3］。
2專業課中的工程實驗教學存在的問題
由于對實驗教學重視程度不足，實驗設備制約等原因，專業課中的工程實驗教學存在諸多問題，特別是實驗教學課程的工程理論知識與設計實踐的結合性不強，實驗設計針對性差，實驗教學內容滯后于最新工程發展趨勢，實驗教學手段創新程度不夠無法引起學生興趣［4］。
2.1設備多有閑置
我們到相關院校走訪調研，發現普遍存在的問題是工程實驗設備多有閑置。在專業建設之初或進行專業評估時，院校會投入較多資金進行實驗室建設，其中存在相當程度的盲目采購，為了視覺上的“高大上”而不是實際的實驗課程需要。其次，受工業設計專業重外觀輕實用的教學誤區影響，存在部分教師和學生寧愿在電腦上出效果圖紙上談兵，也不愿通過工程實驗檢驗產品可行性的錯誤的設計觀念，導致實驗教學中設備閑置情況時有發生，特別是在工程實驗教學中的應用不夠充分［5］。
2.2教學體系建設不完善
因設計專業的特殊性，部分工程實驗課程無法從理論課程中分離出來，理論教學和實驗教學由專業教師一把抓;而部分工程實驗課程是由藝術教育背景的教師講授，工科教育背景的專業教師沒有完全發揮特長。專業課實驗教學體系亟須改革，特別是工程實驗課程需要根據設備及課程特點合理安排師資，科學開設課程進行實驗教學［6］。
2.3以工程實驗教學驅動產品創新設計的動力不足
多數設計院校專業教師重視從設計學科的角度以傳統的造型方式探索設計的多種可能性，而在如何通過工程實驗教學提升學生創造力方面意識淡薄。學生以工程知識驅動產品創新設計的意識不足，對工科課程整體不夠重視，導致對專業課中的工程實驗課程不夠重視，輕視理論與實際的結合，造成產品設計中看不中用，鮮有通過機構創新、材料創新、人機交互方式創新的設計新作品。
3工程實驗教學大平臺的建設思路
3.1實驗教學體系梳理
3.1.1調研工科類兄弟院校工設專業實驗教學發展狀況
團隊教師在相關兄弟院校進行了廣泛考察，對實驗室建設、實驗教學體系設置、實驗課程設置、實驗教學內容及方式，進行了全面的分析和比較，總結了各自特點和優劣勢。針對專業課中的核心工程實驗課的實驗設計方法進行的學習，對實驗教學方式進行的討論，為河海大學機電工程學院工程實驗教學大平臺建設提供了參考。
3.1.2研究工科學科基礎課程教學大平臺中的實驗課程
工科學科基礎課程教學大平臺的理論課程及實驗，一般是由無任何設計教育背景的純工科教師授課，必然存在講授內容從工程理論出發而不涉及工業設計應用的問題;設計專業學生理論學習往往如看天書，而課程實驗則是跑龍套走過場。這就要求研究工科學科基礎課程教學大平臺中的實驗課程研究，使之適合設計專業學生學習，并與大平臺中的實驗課程順利銜接。研究與設計相關聯課程的設置合理性，使得教師從工業設計應用角度進行理論講授和實驗設計，并通過課程中的科學性及系統性的實驗教學提升設計專業學生對于工程類知識的理解和應用水平，為后期專業課中的相關教學應用打好基礎。
3.1.3研究大平臺的核心實驗課程的實驗教學設計方法
大平臺的核心實驗課程是以專業課中的設計研究和應用為目標，結合工科學科基礎課程教學大平臺中的課程知識點和實驗手段后凝練提升而成的。研究實驗設計的方式方法，研究實驗課題設置的科學性、合理性，對確保學生通過相關實驗教學掌握工程知識，提升創新設計能力尤為重要。要求實驗教師從教學內容、教學方法、課程作業、考核方式等多方面、多角度深入進行改革。
3.2搭建大平臺設備基礎
結合前期對兄弟院校的調研成果、本專業學生和相關教師的意見，從實驗設備特點及團隊教師特長出發，對大平臺的建設進行規劃，形成可行的平臺建設方案。完成大平臺的體系搭建、整體實驗課程設置更新、實驗教學內容方向確定等多項工作。機電工程學院已采購的實驗設備包括激光非接觸式三維掃描儀(逆向工程實驗)、小型產品雕刻機(3D打印實驗)、快速成型機(快速成型實驗)。人機工程實驗室(眼動測試、人體尺寸測量、人體反應度測試)和產品拆裝工程實驗室(產品內部工程結構認知)等工業設計核心實驗室建設完成，并有多臺套數位板及觸摸屏(數字化產品快速表達、產品人機操作界面演示、產品新媒體展示)。現階段機電工程學院設備覆蓋了產品創新設計的全過程，形成了建設大平臺的設備基礎。
3.3整合教學師資力量
在機電工程學院可用于工程實驗教學的設備基礎上，對其能支撐的各種實驗教學課程進行系統研究。組織相關教師根據科研方向和特長，對實驗設備的操作流程和實驗項目進行學習和探索，以兼有工科和設計教育雙重背景的教師擔任平臺中核心實驗課程教學。旨在傳統實驗教學的基礎上針對工程實驗教學進行改革創新，嘗試在數字化設計大背景下進行實驗教學的改革探索，搭建覆蓋工業設計專業主干課的大平臺，設置融會貫通相關工科知識的工程實驗教學內容，以及巧妙結合我系設備的實驗教學，以形成產品創新設計流程的全覆蓋。
3.4建設支持產學研全面合作的大平臺
在實驗教學的基本功能基礎上，挖掘出支持教師科研、支持學生素質與能力創新訓練、支持研究所對外進行企業項目合作的諸多可能性，使得產學研有機融合，達到學生、教師、系所的全面能力提升。鼓勵教師將科研項目引入該平臺的工程實驗教學環節，根據實驗設備的科研使用現狀，拓寬將科研項目引入實驗教學的可能性及相關途徑，形成基于科研項目的實驗教學模式。通過開放性的工程實驗教學平臺，使學生能在該平臺支持下進行相關素質能力訓練和學科競賽，進行創新創業訓練等，達到該平臺在實驗教學之外的其他功能。最終將大平臺延伸到校企合作環節，以建立產學研結合并創收的良好局面。
4工程實驗教學大平臺的建設效果
4.1完成大平臺中核心工程實驗課程教學設計
實驗教學設計力求避免生搬硬套機械類專業的實驗教學模式，正視設計專業學生對于工程實驗的區別性需求，及針對學生特點選擇實驗課題，突出工程知識點和產品創新設計的融合。團隊教師合作進行多門實驗課程建設，編制實驗教學大綱，撰寫實驗指導書，并進行相關實驗教學實踐。以48學時的“產品設計I”為例，專門拆出8學時進行產品拆裝工程實驗，由工科背景和設計背景兼有的實驗教師進行實驗教學組織，并邀請電動工具修理店師傅現場進行示范講解;學生分組根據實驗任務書進行產品拆裝，并撰寫實驗報告書;同時進行PPT和視頻，學生反饋良好。
4.2校級教改項目資金支持
大平臺中核心工程實驗教學課程依托的專業課程全部得到校級教改項目資金支持。以《工業設計創新教學團隊建設》項目為依托，結合《產品設計I研究性教學課程培養》項目、《人機工程學核心課程的建設與實踐教育教學研究課題》項目，及3個翻轉課堂實踐項目《設計材料及加工工藝》《產品設計II》《展示設計》，團隊教師以產品創新設計為目標，在相關專業課程中進行了工程實驗教學的初步探索，力求通過教學理念創新和授課方式革新提升實驗教學質量。
4.3將教師科研項目滲透到實驗教學設計中
以大平臺為依托，團隊教師將科研項目和研究方向滲透到實驗教學設計中，建設了多支學生產品創新設計團隊，如逆向工程創新設計團隊、3D打印產品服務體系創新設計團隊、人機工程實驗眼動分析實驗團隊等。同時通過各種設計比賽、學生素質與能力項目培養及創新創業訓練計劃，摸索出以工程實驗教學驅動產品創新設計的諸多教學方式。獲得15項大學生創新創業訓練計劃資金支持，其中8項為國家級創新創業訓練計劃，課題均與教師科研方向相關，內容涵蓋產品數字化虛擬展示設計、家具用品DIY設計、火災救援逃生后裝備產品服務體系設計、傳統水利農具改良設計等，在大平臺的支持下完成概念孵化和后期設計工作。在工程實驗教學推動下，我系學生設計作品在國際級及國家級比賽中屢獲殊榮。
4.4完成多本教材編寫并出版發行
《產品造型設計材料與工藝》(普通高等教育“十一五”國家級規劃教材)，獲得江蘇省精品教材稱號。該書從設計專業學生角度出發，重新對知識體系進行構建，書中涉及大量產品設計材料與工藝實際應用案例。《工業設計創新實驗訓練》(普通高等教育“十二五”規劃教材)，是基于機電工程學院部分工程實驗設備進行的實驗教學內容總結。書中涉及了產品拆裝工程實驗、逆向工程實驗、快速成型實驗及產品虛擬展示實驗等工程實驗教學重要環節。《產品改良設計》(高等院校設計藝術系列教材)總結了“產品設計I”授課教師多年的教學經驗，集中展示了工程實驗教學環節案例及學生成果。同時，團隊教師在工程實驗教學和相關工程研究領域發表多篇論文，成果顯著。
5結束語
機電工程學院大平臺建設周期長、工作任務重，其中也出現了部分問題，尚處于不斷調整階段。該平臺建設需要學院領導高度的認同及支持，也需要本系教師自身科研水平和教學能力的提升，更需要團隊持之以恒的實驗教學實踐才能初見成效。希望本文能為工科工業設計兄弟院校提供建設經驗并誠懇期待交流。
作者：馮亞娟 周妍黎 嚴波 丁治中 單位：河海大學機電工程學院
參考文獻
［1］屈文濤，岳治，徐劍波，等.工業設計專業實驗教學平臺建設的思考與實踐［J］.石油教育，2010(6):89－91.
［2］胡玲鳳.工業設計機械基礎實驗教學的設計與實踐［J］.機械設計與制造，2005(12):8－9.
［3］韓霞，楊恩源.我校工業設計專業逆向工程實驗的開發與研究［C］//北京高等教育實驗室工作研究會2009年學術研討會論文集.北京:北京高等教育實驗室工作研究會，2009:213－218.
［4］陳靜勇，鄒越，朱寧克，等.構筑建筑設計的數字化實驗教學平臺的探討［J］.實驗技術與管理，2010，27(3):181－183.
依托學院的國家卓越工程師計劃、國家級實驗教學示范中心、國家虛擬仿真實驗中心等國家級和省級教學平臺，在工科類紡織服裝貿易人才的培養模式、課程建設以及實踐教育模式的改革和實踐等方面開展了教學改革。作為紡織服裝工程專業的學生在專業課程的學習相當系統，但在行業領域后向一體化的銜接，尤其商貿知識的欠缺成為發揮專業特長的軟肋。因此我們注意到高校在培養跨學科人才的過程中起著至關重要的作用。
國家卓越工程師計劃是為培養具有厚基礎、寬口徑、強能力的高素質創新復合型卓越紡織工程科技人才。2012年起學院在人才培養模式的改革與實踐;課程設置與結構的重組與改革;實驗、實習及畢業設計與論文等實踐性環節的改革、教學內容、教學方法、教學手段及教學管理的綜合改革與實踐等方面進行系統的研究與探索，強化工程實踐訓練和全工程的系統教學，構建基于工程實際、基于實際工程問題、基于科技項目的構成實踐教育平臺，初步形成了紡織類卓越工程科技人才的培養模式與管理體系。
紡織服裝國家級實驗教學示范中心則構建了一體化、模塊式、綜合開放型的本科實驗教學體系。按照基礎專業綜合創新研究四個層次進行實驗教學體系的建設，注重理論教學與實驗教學相結合;注重科研工作與實驗教學相結合;注重課內外、學科間、校內外及至國內外實驗教學的結合;注重基礎課、專業基礎課和專業課實驗教學的結合。明確了各課程體系的內容、特點和教學手段與方法，注重學生對實驗原理的理解、實驗結果的分析、綜合性實驗設計方法和分析問題解決問題能力的訓練。
紡織與服裝國家級虛擬仿真實驗教學中心充分整合學校信息化實驗教學資源，構建了比較完整的紡織服裝虛擬仿真實驗體系。包括：從纖維紡織品設計染整工藝服裝設計與制造紡織管理與貿易過程的仿真與模擬等。創造性地建設與應用高水平軟件共享虛擬實驗、拓展實踐領域、豐富教學內容，運用虛擬仿真實驗教學服務支撐體系，使得學生可以實現在線進行軟件模擬系統的學習和訓練。此外尚有各類省級教學、科研平臺，以及其他市廳級重點實驗室和省級工程中心等的支持。
2 主要培養方法與路徑
(1)實施紡織與商貿課程對接
紡織貿易業務是紡織產業服務領域的重要環節，也是全國高校國際貿易專業人才培養的主要方向之一。跨學科課程作為跨學科教育的重要承載形式，需要加強課程體系改革，其課程教學中主要內容包括：紡織專業知識、國際貿易理論與管理知識，國際貿易實踐等。具體涉及到外貿的基礎知識、外貿的商品知識(紡織面料與服裝)、出口貿易跟單實務、外貿進口跟單實務以及外貿跟單的管理知識。其主要業務內容包括：在貿易合同簽訂后，依據合同和相關單證對貨物的打樣、生產、加工、檢驗、裝運、保險、報檢、報關、結匯等環節進行實踐操作，需要將每一崗位環節實踐內容的領悟與紡織專業知識的對接。
(2)采取有效的教學方法和手段
在課堂教學、教材使用、多媒體課件進一步完善的基礎上，運用虛擬仿真實驗教學服務支撐體系，學生可以實現在線進行《外貿跟單模擬實習平臺》軟件模擬系統的學習和訓練。模擬系統通過虛擬角色定位，選擇扮演外貿企業跟單員角色，系統隨機模擬一家國際貿易企業，從客戶處接受一筆隨機外貿紡織品訂單，由業務經理將該筆訂單全套數據(包括：P/O訂單，工藝單以及郵件往來信息)交由跟單員處理，以紡織品跟單為對象，完成包括訂單分析、樣品跟單、原輔料跟單、生產跟單、包裝運輸跟單在內的整個外貿跟單實務流程，直至將所有訂單項下產品按照客戶要求交付完成。其中僅訂單分析就包括對外貿訂單、產品工藝單以及客戶的其他要求進行分析，掌握基本信息(價格數量條件、交貨期、產品工藝、包裝要求、貨運要求等)大量的內容，同時也考驗了學生紡織英語專業術語水平和外貿訂單過程中對產品要求的表達方式。更重要的是如何理解客戶的要求尤其是細節。系統可以更好體現實際場景的模擬，將紡織專業知識和國際貿易知識很好融合運用到教學實踐中。
(3)服務企業需求的實踐性
將理論教學與實踐性的操作緊密對接起來，紡織行業企業深度參與培養過程。借力國家卓越工程師計劃平臺基礎，與合作企業在課程教學大綱、教學內容、教材的籌劃與建設、工程實踐教育中心的設立，提供學生培訓與實踐崗位，考核實踐成果的模式等諸多方面將專業理論課程與行業實際需求緊密結合。通過對接的相關紡織服裝貿易企業，運用實際紡織貿易企業的出口訂單流程做案例，聘請貿易人員與學生進行定期講座和交流。于此同時，部分學生本身就是卓越工程培養平臺的學員，有機會在外貿企業通過實際業務的操練更深刻理解外貿業務的實際流程，對不同訂單的處理方式、檢驗標準和要求、與客戶的交流協商、紡織產品加工、乃至外貿產品的開發多方面探索和實踐，成為了他們畢業論文的研究方向，合理化建議的提出很快成為助力企業的亮點。
(4)確立科學的教育理念
將教學平臺與多層次實驗教學體系、多類型工程實踐模式和創新實驗計劃的實踐性操作結合起來，采取有效地教學方法和手段，實現本科專業教育和技能實踐的對接，在紡織材料、面料、服裝加工、測試標準、外貿實務等進一步完善知識并靈活運用。主動服務行業企業需求，提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力。培養基礎厚、口徑寬、適應廣、能力強、素質高的復合型人才，滿足紡織行業對一專多能的創新型人才的需求。
3 實踐的主要成果
(1)根據教育部卓越人才培養計劃通用標準和紡織行業標準，結合紡織企業需求和學生的實際情況，建立相應的工貿課程及實踐教學體系，形成了相對比較完善的紡織與服裝工貿對接的人才模式與培養方案。
(2)加強課程體系改革，采取有效的教學方法和手段。教學內容與課件進一步完善，將紡織與服裝專業知識和國際貿易知識很好融合運用到教學的實踐中，將理論教學與實踐性的操作緊密對接起來，運用實際紡織貿易企業的出口訂單流程做案例，對接相關紡織貿易企業深度參與培養過程。
(3)在國家虛擬仿真實驗中心，已建立《外貿跟單模擬實習平臺》，采用人物仿真對話的沉浸式教學與實習模式。將學生引入一個任務引領式的實務教學與模擬實習環境，主線任務涵蓋從接受訂單到完成訂單的全過程。所有相關學生均可網上運行系統。
(4)通過服務企業需求的角度出發，實現校企共建課程，企業和學生均深度參與各項教學實踐培養過程，使紡織服裝工程人才培養與企業實際緊密對接。
紡織類卓越工程科技人才培養模式的創新與實踐課題2013年獲得中國紡織工業協會教學成果一等獎。教學+崗位實踐的工科類紡織服裝貿易人才培養模式與實踐課題2015年獲得中國紡織工業協會教學成果三等獎。近五年工貿結合的紡織服裝工程學生積極參加由教育部高等紡織與服裝指導委員會、中國紡織服裝教育學會舉辦的全國大學生外貿跟單(紡織)職業能力大賽，在幾十所學校選手的激烈競爭中，獲得團體一等獎2項、二等獎1項、三等獎1項;學生個人獲得一等獎3項、二等獎9項、三等獎6項，獲得優秀指導教師獎3項。關于崗位+教學對接的工科類紡織貿易人才培養新模式于2012年12月獲得蘇州大學教學成果二等獎。許多學生畢業后從事紡織服裝貿易工作，崗位上手很快，受到企業的歡迎，學生個人也獲得廣闊的發展空間。為紡織服裝工程類專業的學生在進入行業領域后，更好更快適應業內后向一體化的銜接，尤其是直面國內外市場的過程中發揮專業特長提供了實質性的崗位適應能力。
網絡的出現改變了人類的生活方式，大大提高了人們通信的效率和速度，使得不同地域的人們可進行實時對話。作為教育本身來說，為了給社會培養更多的高質量技術人才，其教學模式必將隨著通信手段的提高進行相應的改進，如何利用Internet進行網絡教學已成為近年來各國教育界的重要研究課題。其實遠程教學很早就開始了，如函授大學、電視大學等，只是由于現代的WWW技術給遠程教學提供了前所未有的交互性和巨大的資源共享潛力，遠程教學最近才得到如此重視。盡管目前人們對基于WWW的遠程教學模式還不是完全清楚，但有一點是確定的：基于WWW的遠程教學在不久的將來會成為一種重要的教育模式。作為一種教育模式，現代遠程教學應該是教師、學生、教學內容、教學媒體四要素的綜合體現，是在WWW環境中展開的教學活動的穩定結構形式。與現代教育一樣,現代遠程教育也應強調培養學生的能力、素質與創造性，要求學生能靈活地掌握知識，其教育理論和學習理論應建立在建構主義基礎上，強調以學為中心的教學模式。該教學活動應重點考慮以下三方面：要在學習過程中充分發揮學生的主動性，要能體現出學生的首創精神；要讓學生有多種機會在不同的情境下去應用他們所學的知識(將知識“外化”)；要讓學生能根據自身行動的反饋信息來形成對客觀事物的認識和解決實際問題的方案(實現自我反饋)。以上三點，即發揮首創精神、將知識外化和實現自我反饋可以說是體現以學生為中心的三個要素，是培養現代人才的必備條件。
然而，從目前的遠程課件來看，其網上素材基本分為兩類：靜態與動態。靜態素材一般是將書本、教案等以靜態的形式放于網上；動態素材一般是在靜態素材中出現的一些動畫表現。雖然后者以動畫的形式表現，但并不具備可變性，不能給學生提供真實的情景，很難達到以上的三點要求，即很難保證學生的質量。對于計算機專業來說，學生的大部分能力都是通過實驗得到的，真實的情景是現代遠程教學質量提高的關鍵。基于此,網上實驗已成為遠程教學研究的重要方面，而且已有很多成果出現。ICHIGAN大學為操作系統和高級語言課程建立了網上系統實驗室，其實驗都是基于軟件環境的，不涉及硬件模擬；PURDU大學建立了一種交互式的網上學習環境：學生可在網上做一些簡單的交互式硬件實驗，但由于其代碼是用JAVA語言編寫的，其實驗的復雜度受到一定的限制。然而，對于計算機專業來說，其中很多實驗計算量相當復雜，例如處理器設計、復雜電路設計等，要完成真實的實驗過程，這些計算量在客戶端利用APPLET在執行時間上是難以接受的。
針對目前網上實驗存在的問題，在實驗教學過程中，結合實際情況我們研究設計了《計算機組成原理》虛擬實驗室。從理論上講，《計算機組成原理》虛擬實驗室的研究是對傳統實驗教學模式的一種改革，為打破傳統模式的局限性，提高實驗教學質量，促使實驗教學由實物實驗教學向虛擬實驗教學、遠程虛擬實驗教學發展，提供了最佳解決方法。《計算機組成原理》虛擬實驗室將遠程教育的概念引入到實驗教學之中，結合強大的網絡功能，使得以虛擬現實技術為基礎的網絡虛擬實驗室資源以及虛擬實驗室儀器設備等資源的共享成為可能，它允許人們通過網絡訪問和使用自己沒有的設備資源，使得處于不同地理位置的學習者可以同時對一個實驗項目進行實驗操作，實現用戶信息的協同共享，同時可以及時的接觸到最新的儀器。
在實踐意義上，《計算機組成原理》虛擬實驗室通過網絡設施建設和實驗教育應用功能的開發、通過運用現代先進的計算機技術來改善實驗教學環境，建立與現代信息技術相融合的網絡實驗教學系統，及時更新教學內容，高效率傳播先進的科學技術，普遍提高學生實驗操作能力，從實踐中培養學生的創新能力。項目的研究和實施將極大緩解實驗設備經費、實驗教學人員不足，實驗教學內容更新緩慢等問題。極大提高學生的學習興趣和實驗操作能力，從實踐中培養學生的創新能力，并有助于校際之間、學校與科研院所之間、學校與企業之間及學校與社會之間實驗資源的交流和共享。
二、虛擬實驗室方案研究
1、功能架構
《計算機組成原理》虛擬實驗室構建了高等院校計算機組成原理的網絡實時虛擬實驗平臺，提供了運算器、控制器、靜態和動態存儲芯片、譯碼電路芯片、以及其它可編程芯片和常用的門電路邏輯芯片，可進行計算機組成原理的設計與虛擬實驗。并且在相關匯編編譯系統及監控程序的配合下，同虛擬實驗電路一起，可實現更為高級的應用。《計算機組成原理》虛擬實驗室提供了高校實驗室的相關管理功能，包括實驗資源及信息的網上，實驗演示，學生實驗報告的編寫、實驗報告的提交匯總、教師對實驗報告的批改和評分管理，以及教師在線實驗答疑等主要功能；虛擬實驗室還提供了網上理論知識測試功能，有助于提高學生或其他使用者的理論知識水平，使得學生及其他使用者在計算機組成原理的理論和實踐這兩個層面上都能夠得到較好的提高。整個虛擬實驗室通過網絡設施建設和實驗教育應用功能開發，構建一個集實驗教學、演示、操作、指導、結果提交管理為一體的數字化實驗教育環境，具體功能如圖1所示。
2、具體實現
（1）外部接口
《計算機組成原理》虛擬實驗室平臺采用易于擴展及平臺移植性好的Java語言實現，利用ASP實現實驗室的管理功能。虛擬實驗室平臺可運行于安裝Java虛擬機的各種平臺，管理系統則需要IIS的支持。
《計算機組成原理》虛擬實驗室主要用于高校計算機組成原理實驗，面向廣大學生和教師，其頂層圖如圖2所示：
（2）內部接口
《計算機組成原理》虛擬實驗室基于硬件和軟件虛擬的特殊性質，采用了多種結構以支持電路的實驗設計和有效運行，從總體上主要劃分為三大模塊：虛擬時鐘、電路芯片、電路板連線。由虛擬電路板對三大模塊進行協調配合運行。虛擬時鐘和電路芯片采用線程結構以提高運行的實時性，通過連線進行邏輯信號的實時傳送，以實現與真實電路相同的效果。
三、結論
在虛擬實驗室中通過鼠標的點擊及拖曳操作，用戶可以方便地進行虛擬、仿真實驗。虛擬實驗室具有透明性、互動操作性、資源共享性、用戶自主性、可擴展性、安全性等特點，能真正突破地域和時間的限制，達到遠程實驗教學的目的，它在教育、科研等領域中具有廣闊的應用前景，是實驗教學改革的一個新發展方向，也是今后遠程教育發展的主流與趨勢。
參考文獻：
[1]劉時進.網上教學系統的基本體系結構分析[J].中國遠程教育,2002,(7):41-42.
[2]崔光佐,基于多媒體和Internet的輔助教學模式.中國CAI快訊,1999.
