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一、挖掘教材資源,適時進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展教育
在小學(xué)數(shù)學(xué)教材中有豐富的環(huán)境教育素材,教師在課堂教學(xué)中要有意識地挖掘教材資源,選擇有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的、形象生動的素材,充分發(fā)揮環(huán)保素材的教育意義。在傳授數(shù)學(xué)知識的同時,結(jié)合小學(xué)生的現(xiàn)實生活,在其中滲透環(huán)境保護(hù)知識,潛移默化地對學(xué)生實施可持續(xù)發(fā)展教育。
1.保護(hù)水資源。例題:一個滴水水龍頭每天會浪費掉1.5千克的水,那么每年大約會浪費多少水?
2.吸煙的害處。例題:2012年某國由于吸煙造成的死亡是32520人,是機(jī)動車引起死亡的12倍,那么由于吸煙造成的死亡人數(shù)比機(jī)動車引起的死亡人數(shù)多多少?
3.愛護(hù)樹木。例題:①山上種有柏樹和松樹,其中柏樹有210課,比松樹少90棵,那么山上有多少棵松樹?②1公頃森林在生長季節(jié)內(nèi)5天能夠吸收4.5噸的二氧化碳,那么800平方米的森林每天能夠吸收多少二氧化碳?
4.水土流失的嚴(yán)重性。例題:①地球上每天有800萬噸的水土流失,這些流失的水土如果用能裝10噸的卡車來運,需要多少輛能運完?②每輛卡車長度是8米,如果將這些車排列起來,總長度是多少?
在課堂教學(xué)中,讓學(xué)生通過計算了解到環(huán)境保護(hù)的重要性,增強(qiáng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展觀念。如果學(xué)生發(fā)現(xiàn)800萬噸流失的水土需要80萬輛卡車才能運完,這些量化信息就會使學(xué)生感到驚訝,感受到水土流失的嚴(yán)重性。
此外,除了教材中已有的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展教育素材,教師要主動學(xué)習(xí)和小學(xué)數(shù)學(xué)有關(guān)的環(huán)境知識,尋求數(shù)學(xué)知識中包含的環(huán)境問題,將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與可持續(xù)發(fā)展教育有機(jī)結(jié)合,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保責(zé)任感。
二、開展實踐活動,感受環(huán)保的重要性
在教學(xué)“校園的綠化面積”這一內(nèi)容時,可將學(xué)生進(jìn)行分組,讓學(xué)生先上網(wǎng)收集校園綠化設(shè)計的資料,調(diào)查可進(jìn)一步進(jìn)行綠化的地點,設(shè)計出校園綠化方案,并計算出校園綠化所需的成本,最后由每組派代表向全班做方案介紹。
1.校園綠化方案設(shè)計過程。①分組確定校園里所需綠化的地方。②指導(dǎo)學(xué)生通過圖書、網(wǎng)絡(luò)查找出適合種植的植物資料。③充分運用所學(xué)的圖形知識,設(shè)計出綠化方案,并分別計算各類植物的種植面積。④根據(jù)每種植物的價格,計算出整個綠化過程所需的成本。
2.各小組派出代表展示綠化設(shè)計方案。在數(shù)學(xué)課堂上,各小組分別展示綠化設(shè)計圖,并介紹本組的校園綠化方案。再在各組間互相討論,評出哪種綠化方案能使校園最美麗,哪種方案最經(jīng)濟(jì)合理。教師可指導(dǎo)學(xué)生將所有綠化方案集合起來,辦成??M(jìn)行全校展覽。
三、利用廢物制作綠色學(xué)具,強(qiáng)化可持續(xù)發(fā)展意識
在教學(xué)過程中,要盡可能使環(huán)境知識和可持續(xù)發(fā)展觀念貼近學(xué)生的生活實際,使學(xué)生能更好地了解如何在生活中保護(hù)環(huán)境。如,讓學(xué)生知道生活中的廢物是如何產(chǎn)生的,如何減少廢物的出現(xiàn);讓學(xué)生了解哪些廢物是不可再利用的,哪些廢物是可以再利用、可以反復(fù)使用的。引導(dǎo)學(xué)生在生活與學(xué)習(xí)時,主動、仔細(xì)地觀察,積極思考,利用一些廢棄物制作學(xué)具,變廢為寶,這樣既能提高教學(xué)效率,又能將可持續(xù)發(fā)展觀念貫穿于數(shù)學(xué)課堂中。這樣的課堂活動不僅能激發(fā)學(xué)生參與的積極性與主動性,還可在培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維、提高空間想象力的同時,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。
在教學(xué)“圓柱體體積”時,可指導(dǎo)學(xué)生收集廢棄的易拉罐作為學(xué)具使用;在教學(xué)“長方體和正方體”時,可讓學(xué)生在課余時間收集廢棄的火柴盒、飲料盒、牙膏盒等作為學(xué)具。還可開展有關(guān)環(huán)保的討論,讓學(xué)生意識到自己在實際生活中不自覺地在制造污染,破壞環(huán)境,指導(dǎo)學(xué)生從我做起、從小事做起,在生活與學(xué)習(xí)活動中注意節(jié)約資源,減少廢物的出現(xiàn),避免廢棄物污染對周圍環(huán)境造成的影響。這樣的教學(xué)實踐在提高小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的同時,可以強(qiáng)化學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展意識。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);醫(yī)學(xué)教育;桌面式虛擬現(xiàn)實;沉浸式虛擬現(xiàn)實;增強(qiáng)現(xiàn)實
目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到娛樂、制造、軍工、醫(yī)療、教育等各個行業(yè)。醫(yī)學(xué)教育與其他教育有所不同,醫(yī)學(xué)教育不僅要講述醫(yī)學(xué)知識,還要結(jié)合醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài),更要著重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。醫(yī)學(xué)教育具有實驗資源和臨床機(jī)會有限、教學(xué)內(nèi)容抽象等特點,可通過具有虛擬性、沉浸性、互動性、多感性等特點的虛擬現(xiàn)實技術(shù)更真實、形象地展示教學(xué)內(nèi)容,從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的積極性、提高其感知力和想像力,甚至可以讓學(xué)生自己調(diào)控學(xué)習(xí)節(jié)奏,進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點與種類
虛擬現(xiàn)實是通過計算機(jī)技術(shù)生成一個接近于真實世界的虛擬環(huán)境。這個虛擬環(huán)境不僅可以提供逼真立體的視覺,還能提供聽覺、味覺、觸覺、嗅覺等多種感覺,使得用戶可以完全沉浸其中,并且可以與其進(jìn)行交互。通常根據(jù)用戶對虛擬世界沉浸度和交互方式的不同,將虛擬現(xiàn)實技術(shù)分為三大類:桌面式虛擬現(xiàn)實、沉浸式虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實。本文詳細(xì)介紹這3種技術(shù)的概念和特征,分別探討這3種虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)缺點。
1.1桌面式虛擬現(xiàn)實
桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用計算機(jī)圖像等技術(shù)構(gòu)建一個模擬的3D空間,一般可通過顯示器在二維平面顯示三維模型圖像,通過鍵盤和鼠標(biāo)實現(xiàn)人機(jī)交互。桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)較為簡單、技術(shù)相對成熟,但它不能完全與現(xiàn)實空間相隔離,用戶還是會受到外界環(huán)境的干擾,與虛擬模型的交互也只是簡單的選擇、拖拽、旋轉(zhuǎn)等操作,相較于真實環(huán)境的互動還有很大差距。
1.2沉浸式虛擬現(xiàn)實
沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用計算機(jī)3D圖像處理技術(shù)、傳感技術(shù)、多媒體技術(shù)模擬產(chǎn)生一個3D的虛擬空間,用戶可以借助特定的輸入設(shè)備(工作站、虛擬現(xiàn)實手套、虛擬現(xiàn)實手柄、三維位置傳感器等)和輸出設(shè)備(頭盔顯示器、PC顯示器、手機(jī)、耳機(jī)等)與該虛擬空間進(jìn)行交互。通過3D圖像處理技術(shù),用戶帶上頭盔顯示器能產(chǎn)生立體的視覺;通過音頻處理技術(shù),用戶的左右耳可以感受到不同的立體聲音;在虛擬手套中增加觸點等方式讓用戶體驗到觸覺。因此,沉浸式虛擬現(xiàn)實使得用戶在虛擬空間中沉浸度更高,達(dá)到視覺、聽覺和觸覺等多感官的模擬。通過虛擬現(xiàn)實手柄和虛擬現(xiàn)實手套,用戶可以進(jìn)行自由操作;通過位置傳感器對用戶的運動進(jìn)行實時跟蹤,根據(jù)用戶的運動軌跡實時變換用戶的視角;通過虛擬現(xiàn)實手套實時獲得用戶手部的姿態(tài);通過力學(xué)反饋裝置用戶可以施加不同大小的力,系統(tǒng)根據(jù)用戶力的大小使虛擬物體發(fā)生形變。因此,沉浸式的虛擬現(xiàn)實可以讓用戶實時操控一個虛擬世界,如同在真實世界中的互動。沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)與桌面式虛擬現(xiàn)實的區(qū)別在于:(1)多感知:桌面式虛擬現(xiàn)實只能給用戶提供視覺這一種感覺,而沉浸式虛擬現(xiàn)實通過虛擬現(xiàn)實頭盔提供視覺,通過耳機(jī)實現(xiàn)聽覺,通過虛擬現(xiàn)實手套實現(xiàn)觸覺,通過手柄實現(xiàn)力覺,可為用戶提供多種感覺的互動。(2)沉浸感:沉浸式虛擬現(xiàn)實完全與現(xiàn)實世界相隔離,創(chuàng)建的虛擬空間十分逼真,并通過多感知讓用戶如同在真實世界中。(3)交互性:沉浸式虛擬現(xiàn)實可讓用戶的手通過虛擬現(xiàn)實手套等設(shè)備在虛擬空間內(nèi)部與虛擬對象進(jìn)行交互,同時可感覺到虛擬對象的重量等。桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)只能通過鼠標(biāo)在虛擬對象的外部進(jìn)行操作。
1.3增強(qiáng)現(xiàn)實
增強(qiáng)現(xiàn)實(AugmentedReality,AR)技術(shù)是沉浸式虛擬現(xiàn)實的一種變體,區(qū)別在于增強(qiáng)現(xiàn)實將虛擬的3D對象和真實環(huán)境相結(jié)合[1]。AR技術(shù)仍需使用頭盔顯示器、虛擬現(xiàn)實手套等設(shè)備。AR技術(shù)還具備虛實結(jié)合、互動性、實時性和三維配準(zhǔn)的特點。(1)虛實結(jié)合:沉浸式虛擬現(xiàn)實形成了一個完全合成的3D空間,用戶無法感知到真實的世界。AR技術(shù)允許用戶看到真實的世界,它將虛擬出來的物體疊加到真實世界。(2)互動性和實時性:AR技術(shù)將現(xiàn)實和虛擬世界相結(jié)合,就需要AR技術(shù)可以準(zhǔn)確地根據(jù)現(xiàn)實世界的情況來合成虛擬對象,用戶借助虛擬對象來完成現(xiàn)實世界的任務(wù),因此需要AR技術(shù)必須具備實時性和互動性。(3)三維配準(zhǔn):可以實現(xiàn)虛擬對象和真實世界相互匹配,通過進(jìn)行三維坐標(biāo)的配準(zhǔn)來實現(xiàn)。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢
醫(yī)學(xué)教學(xué)存在專業(yè)名詞多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實驗對象特殊的特點。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)一般采用理論及實驗教學(xué)的方法,教學(xué)資源有多媒體課件、教科書、圖譜、視頻、尸體標(biāo)本、教學(xué)模型等。這些傳統(tǒng)的教學(xué)資源一直沿用到現(xiàn)在,但在教學(xué)中存在一些問題,如教科書、圖譜、課件等只能呈現(xiàn)二維平面的圖像,沒有立體效果也不能進(jìn)行實時互動。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠克服這些缺點,為醫(yī)學(xué)教學(xué)提供先進(jìn)的教學(xué)方法。
2.1桌面式虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用及其優(yōu)勢
目前,桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)已經(jīng)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、中醫(yī)等多個領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用?;A(chǔ)醫(yī)學(xué)應(yīng)用較廣泛的是虛擬解剖人體。隨著美國、中國、韓國等相繼開發(fā)了本國的虛擬數(shù)字人,國內(nèi)外已經(jīng)先后建立了多套桌面式的人體解剖學(xué)虛擬仿真軟件,如中國數(shù)字人公司中國數(shù)字人系統(tǒng)、上海橋媒公司3Dbody軟件等。這些軟件既可以彌補(bǔ)尸體標(biāo)本的不足,方便教師進(jìn)行課堂教學(xué),又可以更加直觀、靈活地讓學(xué)生進(jìn)行課堂和課外學(xué)習(xí)。除此之外,桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)還包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗的仿真軟件、中醫(yī)穴位的虛擬仿真系統(tǒng)等。這些應(yīng)用可以作為學(xué)生實驗和操作前的指導(dǎo)工具,模擬實驗的操作過程,學(xué)生可以不限次數(shù)的重復(fù)操作演練虛擬模型,教師在一旁加以指導(dǎo),糾正他們在操作過程中的錯誤。這樣既可以有效降低實驗風(fēng)險,又有助于提高教學(xué)質(zhì)量。在醫(yī)學(xué)教學(xué)中使用桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)有以下優(yōu)勢:(1)使用方便:只需要一臺PC機(jī)就可以顯示出3D效果,方便教師進(jìn)行課堂教學(xué)和學(xué)生進(jìn)行課下學(xué)習(xí)。(2)立體直觀:桌面式虛擬現(xiàn)實軟件可以提供虛擬的3D場景,如在解剖學(xué)實驗中,學(xué)生可以看到各個組織器官的名稱、位置結(jié)構(gòu)以及周圍神經(jīng)血管的分布狀態(tài),各個組織器官的位置關(guān)系,也可以移動、分割、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)各個組織器官。這樣學(xué)生可以非常直觀地學(xué)習(xí)人體結(jié)構(gòu)。(3)提高教學(xué)效率:桌面式虛擬現(xiàn)實可以提供多視角的3D模型,讓學(xué)生了解解剖結(jié)構(gòu)并建立組織器官之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,進(jìn)而加強(qiáng)對人體結(jié)構(gòu)名詞的記憶。學(xué)生可以反復(fù)在課下進(jìn)行醫(yī)學(xué)實驗的演練,進(jìn)一步提高教學(xué)效果。(4)降低教學(xué)成本:桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)難度遠(yuǎn)低于沉浸式虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實,可以節(jié)約實驗資源,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。當(dāng)然,桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)也存在不足。在模擬實驗及手術(shù)時,桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)無法讓用戶觸摸到真實的物體,如在中醫(yī)針灸療法的學(xué)習(xí)中,學(xué)習(xí)者無法感知到施針的方向和力度,僅能通過鼠標(biāo)進(jìn)行點擊,與醫(yī)學(xué)真實的實驗及手術(shù)差距較大。
2.2沉浸式虛擬現(xiàn)實在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢
隨著VR硬件設(shè)備的不斷升級和配套計算機(jī)技術(shù)的逐漸成熟,沉浸式虛擬現(xiàn)實在各領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)品層出不窮。Google、Oculus、HTC等公司保持著高密度VR產(chǎn)品的推出,國內(nèi)也開發(fā)出了3Glasses、蟻視、暴風(fēng)魔鏡等VR頭盔顯示器。沉浸式虛擬現(xiàn)實硬件的價格逐漸降低,VR配套開發(fā)軟件逐漸成熟,開發(fā)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教學(xué)和臨床手術(shù)指導(dǎo)的沉浸式虛擬系統(tǒng)已成為可能。在醫(yī)學(xué)教學(xué)實踐中,學(xué)生佩戴頭盔顯示器,通過沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),避免現(xiàn)實世界的干擾,完全沉浸在虛擬教學(xué)當(dāng)中,可以把書本的知識立體地呈現(xiàn)在三維場景當(dāng)中。2016年,DeFaria等[2]在進(jìn)行神經(jīng)解剖課程的教學(xué)中運用了沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù),采用VRWorx2.6軟件制作海馬體心室表面的虛擬現(xiàn)實3D互動視頻。學(xué)生在學(xué)習(xí)后分別進(jìn)行理論和實驗操作測試,結(jié)果顯示沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)教學(xué)而言,并不是單純地為了讓學(xué)生記憶人體解剖結(jié)構(gòu)名稱,而是讓學(xué)生更好地了解人體解剖結(jié)構(gòu)。2016年,HuangHM等[3]對使用VR4-MAX沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進(jìn)行醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)的167名大學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,通過調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,發(fā)現(xiàn)沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學(xué)生的感知性有積極的影響。在臨床手術(shù)培訓(xùn)過程中,沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于眼科手術(shù)、微創(chuàng)手術(shù)、內(nèi)窺鏡手術(shù)、骨科手術(shù)、牙科手術(shù)等醫(yī)療培訓(xùn)[4]。
相比于桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)只能通過鼠標(biāo)在二維平面的拖拽進(jìn)行臨床操作,沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)通過VR圖像技術(shù)、力學(xué)反饋、運動捕捉等模擬器創(chuàng)設(shè)更加真實的臨床實驗場景,該場景可無限次重復(fù)使用來彌補(bǔ)在臨床實踐中機(jī)會不均等、經(jīng)驗積累緩慢等不足,從而達(dá)到臨床技能培訓(xùn)的目的。2008年,MacielA等[5]開發(fā)了腹腔鏡手術(shù)的模擬器VBLAST。通過圖像處理技術(shù)、力學(xué)反饋設(shè)備和運動捕捉系統(tǒng)構(gòu)建的虛擬腹腔鏡模擬器取代物理腹腔鏡手術(shù)模擬箱。外科醫(yī)生可以通過VBLAST實現(xiàn)腹腔鏡手術(shù)中縫合、剪切等基本操作的練習(xí)。該系統(tǒng)具有良好的圖形渲染、力學(xué)交互能力,可以根據(jù)力的方向和大小顯示物體形變過程,還能將手術(shù)操作技能進(jìn)行客觀量化并且能更好地適應(yīng)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的使用。2011年,Chalasani等[6]開發(fā)了超聲引導(dǎo)下的前列腺活檢模擬器,它可以根據(jù)使用者的動作及技能好壞區(qū)分使用者是新手還是專家。隨著科技的發(fā)展,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)研究者又提出了虛擬現(xiàn)實自適應(yīng)系統(tǒng),這些系統(tǒng)可以根據(jù)使用者的水平及使用需求制訂相應(yīng)難度的培訓(xùn)內(nèi)容[7]。在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)中,沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)還有很多不足之處:(1)模型的真實度欠佳;(2)不具備對比和評判不同模型的教學(xué)效果的標(biāo)準(zhǔn);(3)長期觀看VR圖像會造成視覺疲勞,力學(xué)反饋的真實度和實時性欠佳。
2.3增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用及其優(yōu)勢
AR技術(shù)能增強(qiáng)用戶與現(xiàn)實世界的感知和互動,通過虛擬對象所傳遞的信息幫助用戶完成現(xiàn)實世界的任務(wù)。目前,AR在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括醫(yī)學(xué)可視化、手術(shù)輔助等。增強(qiáng)現(xiàn)實不僅僅是一項新的技術(shù),它還可以用來提高醫(yī)學(xué)教育水平,最終影響患者的治療效果[8]。早在1992年,北科羅拉多大學(xué)就將超聲影像疊加在患者身上,使醫(yī)生具有“透視眼”。目前增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)已經(jīng)被醫(yī)生用作輔助手術(shù)的可視化工具。如可以幫助護(hù)士更好地找到靜脈;實時地采集MRI和CT數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像融合,與患者體表形態(tài)相對應(yīng),還可以根據(jù)患者的運動情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,呈現(xiàn)給醫(yī)生患者身體的內(nèi)部視圖。AR技術(shù)還被應(yīng)用于機(jī)器人輔助技術(shù)。Renaissance機(jī)器人被廣泛地應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)當(dāng)中[9]。術(shù)前,將CT數(shù)據(jù)合成3D圖像,規(guī)劃手術(shù)區(qū)域和螺釘?shù)拈L度、方位和角度。術(shù)中,透視機(jī)器人軟件分析患者的患病位置,并與術(shù)前的CT圖像進(jìn)行配準(zhǔn),根據(jù)實際手術(shù)情況微調(diào)螺釘?shù)慕嵌燃拔恢?,機(jī)器人會自動置入螺釘。Renaissance機(jī)器人可以降低學(xué)習(xí)難度,幫助學(xué)習(xí)者建立脊柱立體概念,增強(qiáng)椎弓根置釘?shù)陌踩?,縮短學(xué)習(xí)周期[10]。MAKOplasty機(jī)器人手臂輔助醫(yī)生進(jìn)行膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)置換。術(shù)前通過CT數(shù)據(jù)建立3D視圖,手術(shù)中使用NDI運動捕捉系統(tǒng)進(jìn)行三維配準(zhǔn),機(jī)器人根據(jù)患者情況個性化精準(zhǔn)設(shè)計假體,真正實現(xiàn)手術(shù)的微創(chuàng)化和精準(zhǔn)化。隨著機(jī)器人輔助手術(shù)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)有越來越多的基于AR技術(shù)的輔助手術(shù)機(jī)器人被投入臨床教學(xué)中。
3結(jié)語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育可以提高教學(xué)質(zhì)量,豐富教學(xué)手段。本文提到的3種不同的虛擬現(xiàn)實技術(shù)有其各自的優(yōu)缺點,可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的實際情況設(shè)置不同的學(xué)習(xí)難度。桌面式虛擬現(xiàn)實設(shè)備價格較低廉、操作較簡單,通過二維平面展現(xiàn)3D圖像,更適用于醫(yī)學(xué)教學(xué)中基本概念的學(xué)習(xí)。沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)隨著硬件設(shè)備的不斷發(fā)展,設(shè)備的價格逐漸趨于大眾化。沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)創(chuàng)建的模型給學(xué)生提供的觸覺、聲音、圖像更加逼真,更接近真實的臨床、實驗場景。相比于桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),更適合啟發(fā)式教學(xué)。增強(qiáng)現(xiàn)實在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用是虛擬現(xiàn)實技術(shù)未來的發(fā)展方向,隨著醫(yī)學(xué)對精準(zhǔn)化的要求,增強(qiáng)現(xiàn)實仍需要解決一些問題,才能使其在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域應(yīng)用得更加廣泛和有效。
參考文獻(xiàn):
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1009―4156(2014)08―038-04
一、問題提出
新疆南疆地區(qū)義務(wù)教育階段和高中階段數(shù)學(xué)課程于2001年和2009年進(jìn)入新課程改革實施階段。新課程改革宗旨是為了學(xué)生的學(xué)習(xí)和學(xué)生的全面發(fā)展,進(jìn)一步促進(jìn)民族地區(qū)的基礎(chǔ)教育公平。一是基礎(chǔ)教育數(shù)學(xué)課程改革從課程理念、目標(biāo)、實施評價等方面的根本性變化,需要教師教學(xué)實踐的轉(zhuǎn)變。二是基礎(chǔ)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生跨文化能力和獲得自我發(fā)展能力。新疆南疆是民族聚居地區(qū),其民族文化和價值觀念呈現(xiàn)多元化的特征,與之相應(yīng)的是,教師需要面對多元文化和新課程理念的挑戰(zhàn)。繼續(xù)教育是教師面對挑戰(zhàn)的重要形式。本研究主要運用問卷調(diào)查法和訪談來分析教師繼續(xù)教育需求:繼續(xù)教育課程設(shè)置的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和教學(xué)理念的針對性有效性,以及教師的主體地位、學(xué)習(xí)特點和需求,為新形勢下民族地區(qū)教師教育研究提供有價值的參考。
二、對象與方法
(一)問卷對象及特征
問卷對象的教師來自新疆南疆地區(qū)兩所重點中學(xué):喀什民族完全中學(xué)和漢族完全中學(xué);三所普通中學(xué):一所市屬中學(xué)、一所師院附屬中學(xué)和一所縣屬完全中學(xué)。共發(fā)放問卷155份,回收152份,回收率為98%。
(二)問卷方法及數(shù)據(jù)處理
問卷設(shè)計關(guān)注五個方面:第一,教師性別、年齡、學(xué)歷、職稱、教齡、基本情況和學(xué)源結(jié)構(gòu);第二,教師對自己專業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的評估,包括計算機(jī)操作熟練程度和數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng);第三,教師接受的繼續(xù)教育課程設(shè)置及培訓(xùn)的基本情況;第四,教師對參加繼續(xù)教育課程的評價;第五,教師對繼續(xù)教育課程設(shè)置的期望。為避免問卷設(shè)計的片面性,并減少在實施中受到主觀因素的影響,盡量獲取客觀數(shù)據(jù),研究采用個別訪談、實地考察、案例分析、資料分析、座談和專家咨詢的方法。訪談主要內(nèi)容關(guān)注教師多元文化意識和素養(yǎng)。
三、結(jié)果與分析
(一)中學(xué)數(shù)學(xué)教師的結(jié)構(gòu)及基本情況
五所學(xué)校基本情況顯示,在教師學(xué)源結(jié)構(gòu)中,90%畢業(yè)于喀什師范學(xué)院,以及新疆師范大學(xué)、新疆大學(xué)、石河子大學(xué)、陜西師范大學(xué)等西部師范類與綜合性高校。在師資結(jié)構(gòu)中,學(xué)歷為本科及以上教師99.15%,青年教師85.08%。其中,教齡為1―3年占43.28%,4―8年占29.85%,高級職稱的教師占29.85%,且較均勻地分布于中學(xué)各年級段。數(shù)據(jù)分析表明:其一,喀什師范學(xué)院作為地方師范院校對新疆南疆地區(qū)教育事業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn);其二,凸顯了師資學(xué)源結(jié)構(gòu)單一,阻礙了教師與其他地區(qū)和高校教育信息、資源互通和交流;其三,雖然師資隊伍學(xué)歷達(dá)標(biāo),但教師呈現(xiàn)年輕、教齡短、職稱低的特征,存在各分類層次分配不均的問題,大部分教師處于教師專業(yè)化發(fā)展的起步和成長階段。因此,通過繼續(xù)教育做好教師專業(yè)發(fā)展的引路人是課程設(shè)置的核心問題。
(二)教師專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及自我評價
調(diào)查數(shù)據(jù)表明,56.52%的教師近三年沒有公開發(fā)表文章,且75.41%的文章發(fā)表非核心和省級期刊。但86.36%的教師認(rèn)為職前教育的知識和技能可以或基本滿足現(xiàn)實工作的需要,82.61%的教師對專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀表示滿意和基本滿意。且訪談中從教3年左右的教師了解教師專業(yè)化發(fā)展重要性,卻不知從何做起?!敖逃且豁椮S富復(fù)雜困難,且持續(xù)發(fā)展的職業(yè)。無論初期培訓(xùn)的時間和質(zhì)量如何,認(rèn)為這已足夠的想法是不切實際的”。新課程對教師提出新要求,教師專業(yè)化發(fā)展規(guī)定了教師的職業(yè)要求、教師專業(yè)能力以及在能力發(fā)展中提升自我專業(yè)化水平。以上要求決定了教師專業(yè)化能力不限于教師上好一節(jié)課,處理好教學(xué)常規(guī),而應(yīng)具備課程意識,成為主動的課程資源開發(fā)者、反思者和研究者。因此,幫助中學(xué)教師認(rèn)同和深刻理解新課程與教師專業(yè)化發(fā)展理念是繼續(xù)教育課程設(shè)置的重點。
(三)已接受繼續(xù)教育課程的基本情況
數(shù)據(jù)顯示,教師已參加的繼續(xù)教育課程較多地涉及數(shù)學(xué)教育心理學(xué)、數(shù)學(xué)教育測量與評價、中學(xué)數(shù)學(xué)中的數(shù)學(xué)史、中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)思想提煉等數(shù)學(xué)教育理論與實踐課程;繼基礎(chǔ)教育新課程改革后,繼續(xù)教育又增開中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計、數(shù)學(xué)新課程研究、中學(xué)數(shù)學(xué)典型案例分析、新課程背景下中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實施等基于新課程的理論與實踐課程。仍存在部分課程開設(shè)不足問題,包括數(shù)學(xué)教學(xué)課件制作、數(shù)學(xué)文化、普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中選修內(nèi)容選講、高中數(shù)學(xué)模塊教學(xué)與課例分析等。繼續(xù)教育的有效性有賴于采用多樣化實施方式,并互為補(bǔ)充,如系統(tǒng)數(shù)學(xué)教育理論講授、教學(xué)實踐問題專題討論、數(shù)學(xué)教學(xué)藝術(shù)專題講座、中學(xué)數(shù)學(xué)新課程理論及專題講座和實地參觀訪問等教學(xué)組織形式。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,教師已參加繼續(xù)教育的教學(xué)組織形式(見表1)呈單一化而非多樣化,其中:47.17%的教師表示課程實施較少或很少采用“中學(xué)數(shù)學(xué)新課程理論及專題講座”方式;71.11%的教師表示課程實施較少或很少采用“實地參觀訪問”方式。
(四)教師對所參加繼續(xù)教育課程的評價
調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,41.79%的教師對繼續(xù)教育課程設(shè)置不滿意。其中,32.84%的教師認(rèn)為繼續(xù)教育課程設(shè)置中現(xiàn)代信息技術(shù)所占比重的評價偏大,31.35%的教師認(rèn)為現(xiàn)代信息技術(shù)所占的比重不足。教師是繼續(xù)教育學(xué)習(xí)的主體,課程設(shè)置只有滿足教師的需求,教師才能通過課程的學(xué)習(xí)達(dá)到主動的自我建構(gòu)。訪談表明,教師評價繼續(xù)教育缺乏指導(dǎo)實踐的價值,存在實現(xiàn)“學(xué)習(xí)一學(xué)用一指導(dǎo)教學(xué)”之間的矛盾。另外,對繼續(xù)教育占用寒暑假時間、施加人事和職稱評聘制度強(qiáng)制性,影響課程教學(xué)和學(xué)習(xí)效率。
(五)教師對繼續(xù)教育課程設(shè)置的期望
數(shù)據(jù)表明,教師繼續(xù)教育課程性質(zhì)問題,有72.73%與18.18%的教師認(rèn)為應(yīng)體現(xiàn)實踐性與創(chuàng)新性上。在知識結(jié)構(gòu)上,58.33%的教師對數(shù)學(xué)的最新進(jìn)展缺乏了解,25.00%的教師認(rèn)為知識面太窄。對于教師繼續(xù)教育重點問題(見表2),分別有75.00%、59.01%、79.66%和82.54%的教師認(rèn)為是拓寬數(shù)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域知識、提高綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)數(shù)學(xué)教育研究能力和發(fā)展數(shù)學(xué)教學(xué)能力。設(shè)置數(shù)學(xué)教學(xué)技能課程,包括教學(xué)設(shè)計技能、教學(xué)語言技能、課堂教學(xué)技能、多媒體的制作及運用技能和開發(fā)課程資源技能,教師認(rèn)可度(見表3)分別為67.21%、63.93%、61.90%、76.36%和57.41%。調(diào)查可知,教師關(guān)注自身綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)、教學(xué)技能和能力的提高,對自我專業(yè)化發(fā)展有著較高的預(yù)期,66.67%的教師有通過教師繼續(xù)教育提高學(xué)歷的意愿。
(六)教師對多元文化背景的審視
研究表明,新疆南疆地區(qū)的多元文化特征是實施多元文化教育的必然。教師應(yīng)具備多元文化素養(yǎng),在任教的學(xué)科領(lǐng)域形成多元文化基礎(chǔ),成為面向所有學(xué)習(xí)者的高效率的教師。數(shù)據(jù)顯示(見表4、表5、表6),多數(shù)教師具備多元文化的自覺意識,表現(xiàn)在:43.54%的教師認(rèn)為非常了解學(xué)生的文化背景;85.48%的教師認(rèn)為學(xué)生文化背景對中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)是挑戰(zhàn);72.59%的教師偶爾或經(jīng)常檢視對不同文化背景學(xué)生的態(tài)度或偏見。針對民族地區(qū)對于中學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)編教材適應(yīng)性問題的研究,14.52%的教師認(rèn)為現(xiàn)行中學(xué)數(shù)學(xué)課程和教材對于民族多元文化是非常重視的;77.42%的教師認(rèn)可學(xué)校有必要開設(shè)地方課程或校本課程或開發(fā)相應(yīng)的教材。應(yīng)該說,教師多元文化素養(yǎng)的養(yǎng)成并非一蹴而就的,是知識、方法、理念和能力等方面合力的結(jié)果。調(diào)查表明,56.45%的教師不了解所教班級里學(xué)生的文化背景;69.35%的教師有意將本地不同民族文化融入數(shù)學(xué)教學(xué)中滿足不同文化背景學(xué)生的需要,但在文化融入教學(xué)實踐中不知怎樣做。在訪談中,在民族中學(xué)執(zhí)教四年的漢族教師談及自己的成功經(jīng)驗,認(rèn)為與民族學(xué)生搞好關(guān)系是教學(xué)成功的關(guān)鍵,獲取學(xué)生的信任和尊重是學(xué)生投入數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的動力。在與“雙語”實驗班教師的座談中,教師關(guān)注如何才能引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以及幫助學(xué)生體會數(shù)學(xué)與生活的密切關(guān)系。
調(diào)查數(shù)據(jù)的綜合分析表明,教師的教育需求體現(xiàn)在:第一,教師職業(yè)發(fā)展的需求。面對教育計劃的變更、專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展(教學(xué)的數(shù)學(xué)概念和其他學(xué)科新的互動等);面對教育的諸多發(fā)展及成果(教育教學(xué)研究成果對教學(xué)方法和手段的變化帶來挑戰(zhàn)),教師需要適應(yīng)新的不同的多元異質(zhì)化的教學(xué)對象,確保不同學(xué)段學(xué)習(xí)的連貫性、多學(xué)科之間合作的需要。第二,個人因素需求。新人職教師對職業(yè)認(rèn)識不足,在自我身份的轉(zhuǎn)變上存在困難,專業(yè)化發(fā)展需要引導(dǎo),數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和教育素養(yǎng)有待提高等。
四、課程設(shè)置探析
多元文化教育理論要求教師在教育過程中,把對學(xué)生的主觀偏見和好惡放置一旁,不因?qū)W習(xí)者的語言、家庭經(jīng)濟(jì)條件、外貌、性別、民族、信仰等差異而區(qū)別對待,以不同的方式方法對不同文化背景、個性特征、性別特征的學(xué)生進(jìn)行教學(xué)與指導(dǎo),實現(xiàn)多元文化理念、價值觀的滲透。MPCK理論框架從四個方面構(gòu)建教師“數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容知識”:數(shù)學(xué)學(xué)科知識(MK);一般教學(xué)法知識(PK);有關(guān)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的知識(CK);教育技術(shù)知識(TK)?;谝陨蟽蓚€理論的應(yīng)用,初步探求民族地區(qū)中學(xué)數(shù)學(xué)教師繼續(xù)教育課程設(shè)置。
(一)多元文化課程
1.多元文化理論課程
多元文化理論課程設(shè)置的目的:加深教師對多元文化教育的理解,增進(jìn)文化多樣性的歷史洞察;理解少數(shù)民族的生活方式,特別是與學(xué)校教育有關(guān)的行為和態(tài)度;認(rèn)識并消除個人的偏見,積極與其他民族群體進(jìn)行交往;在教學(xué)中尊重文化多元性。對教師意識形態(tài)、性格等方面的研究與培養(yǎng),使教師能從另一個角度審視是否存在民族偏見,重新認(rèn)識在社會中角色以及改善師生關(guān)系,課程設(shè)置包括多元文化教育、文化多元論、多元民族意識、人際關(guān)系等專題。
2.多元文化實踐課程
多元文化實踐課程設(shè)置的目的:培養(yǎng)教師對數(shù)學(xué)學(xué)科知識及教材的審視態(tài)度,使他們在教室中創(chuàng)造多元文化的氛圍,幫助學(xué)生理解相互之間的文化。借助有關(guān)多元文化數(shù)學(xué)教育典范和概念知識、主要族群團(tuán)體的數(shù)學(xué)文化知識,平衡數(shù)學(xué)課程、教材和教法,滿足不同文化背景的學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的需求??紤]學(xué)生的文化環(huán)境,需要教師與學(xué)生家庭的有效溝通,吸收和利用家庭資源,幫助學(xué)生了解所面對文化、班級的溝通方式。多元文化實踐作為物質(zhì)一時空特點的隱性課程,課程實施需要家長、社區(qū)的充分參與,以及學(xué)校環(huán)境、圖書資源、課外活動的相應(yīng)配合。
(二)數(shù)學(xué)專業(yè)知識
1.數(shù)學(xué)專業(yè)課程
數(shù)學(xué)專業(yè)課程設(shè)置的目的:樹立正確的數(shù)學(xué)觀,不斷更新和拓展教師的數(shù)學(xué)知識(主要包括數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)法則、數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)題目等方面的知識),具備合理的知識和能力結(jié)構(gòu)(包括數(shù)學(xué)思想方法以及數(shù)學(xué)史知識),提高數(shù)學(xué)素養(yǎng),能夠從高觀點看中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)。課程設(shè)置包括:現(xiàn)代數(shù)學(xué)(離散數(shù)學(xué)、組合數(shù)學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、數(shù)值分析、分形幾何等發(fā)展動態(tài)、基本內(nèi)容、重要思想方法及其應(yīng)用)概覽;經(jīng)典高等數(shù)學(xué)(數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、高等幾何等的結(jié)構(gòu)與思想)專題;數(shù)學(xué)思想發(fā)展史精講;數(shù)學(xué)建模與問題解決導(dǎo)讀;數(shù)學(xué)方法論選講等。
2.數(shù)學(xué)教育類課程
數(shù)學(xué)教育類課程設(shè)置的目的:樹立正確的數(shù)學(xué)教育觀,認(rèn)識數(shù)學(xué)教育發(fā)展歷史趨勢,具備合理的數(shù)學(xué)教育基礎(chǔ)理論結(jié)構(gòu)、基本技能和有關(guān)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的知識,能有意識地運用理論指導(dǎo)教學(xué)實踐,成為會思考研究的科研型教師。課程設(shè)置包括:新數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念探討;近現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育思想研究;中學(xué)數(shù)學(xué)教育基礎(chǔ)理論與實踐;數(shù)學(xué)教育哲學(xué)專題;數(shù)學(xué)教育心理學(xué);中學(xué)數(shù)學(xué)教材與學(xué)法分析;數(shù)學(xué)教育測量與評價;中學(xué)數(shù)學(xué)典型案例分析;中學(xué)數(shù)學(xué)中的數(shù)學(xué)史;數(shù)學(xué)文化;普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中選修內(nèi)容選講;中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)思想提煉;新課程背景下的中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實施;高中數(shù)學(xué)模塊教學(xué)與課例分析;中學(xué)數(shù)學(xué)習(xí)題理論與解題研究;中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)測試與評估;中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)專題研究(數(shù)學(xué)課堂教學(xué)情境設(shè)計、數(shù)學(xué)教學(xué)技能訓(xùn)練、數(shù)學(xué)教學(xué)與個性發(fā)展研究)等。
(三)教育與教研課程
教育與教研課程設(shè)置的目的:增強(qiáng)教師對于教育價值、教育與人的發(fā)展、教育本質(zhì)的認(rèn)識,從整體上了解教育現(xiàn)象,加強(qiáng)中學(xué)教育的縱橫聯(lián)系能力,加深對于學(xué)科教育的理解,拓寬教育研究和課程開發(fā)的視野和思路,實現(xiàn)將教育理論應(yīng)用于實踐的自覺。課程設(shè)置包括:現(xiàn)代教育思想專題;國外教育改革動態(tài);教育社會心理學(xué)專題;教育生態(tài)學(xué)或教育環(huán)境學(xué);基礎(chǔ)教育改革與發(fā)展專題;學(xué)校管理、班級管理的理論與實踐等。
(四)現(xiàn)代教育技術(shù)類課程
現(xiàn)代教育技術(shù)類課程設(shè)置的目的:具備傳統(tǒng)教學(xué)媒體的知識以及有關(guān)現(xiàn)代教育技術(shù)的知識和相關(guān)教學(xué)軟件操作等方面的知識,幫助教師實現(xiàn)多媒體輔助數(shù)學(xué)教學(xué),會用軟件展示平面和空間圖形,表達(dá)并探究函數(shù)關(guān)系、無限現(xiàn)象,表達(dá)并探究數(shù)學(xué)建模,利用軟件探究幾何構(gòu)造,作為啟發(fā)式工具解決數(shù)學(xué)應(yīng)用問題或反思批判其應(yīng)用性。突破傳統(tǒng)教學(xué)在時間、空間上的限制,開闊學(xué)生知識視野,調(diào)動聽覺、視覺,獲得全面而深刻的感受。課程設(shè)置包括:計算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)專題(幾何畫板的制作、z+z智能平臺);數(shù)學(xué)專業(yè)文獻(xiàn)檢索與利用;現(xiàn)代教育技術(shù)專題等。
(五)通識類課程
通識類課程設(shè)置的目的:培養(yǎng)具有良好的思維習(xí)慣、審美情趣、文化品位、科學(xué)素養(yǎng)和人文關(guān)懷,具有相應(yīng)的藝術(shù)欣賞與表現(xiàn)知識,具備健全人格、社會責(zé)任感、思辨能力和創(chuàng)新精神的現(xiàn)代教師。課程設(shè)置包括:人文科學(xué)類(文學(xué)、哲學(xué)、藝術(shù));社會科學(xué)類(政治、經(jīng)濟(jì)、法學(xué)、管理學(xué));科學(xué)技術(shù)類(物理、化學(xué)、工程、材料等工程技術(shù)領(lǐng)域);技能類(溝通與表達(dá)能力、寫作能力);體育類(運動、美學(xué))和心理學(xué)(教師心理健康)。
關(guān)鍵詞:C語言;函數(shù);調(diào)試技術(shù)
中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)11-0085-02
C語言是一門函數(shù)式語言。學(xué)習(xí)C語言編程必須學(xué)好函數(shù)的使用。筆者在多年的教學(xué)過程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)函數(shù)的過程存在一些問題。雖然這些內(nèi)容教師在課堂上都十分認(rèn)真地講解,但有些學(xué)生還是覺得內(nèi)容很抽象,不容易理解。程序調(diào)試技術(shù)一般用在程序查錯上。在程序調(diào)試的過程中,可以看到程序的執(zhí)行過程,包括函數(shù)的調(diào)用過程、形參實參的傳遞,變量的內(nèi)存地址等內(nèi)容,這樣可以很直觀地給學(xué)生講解函數(shù)的相關(guān)內(nèi)容,因此筆者在函數(shù)的教學(xué)中使用了程序調(diào)試技術(shù),使教學(xué)內(nèi)容不再抽象,而是具體化,使學(xué)生能夠更好地掌握相關(guān)知識,達(dá)到了較好的結(jié)果。
程序調(diào)試技術(shù)在函數(shù)教學(xué)中的具體使用:
1.通過調(diào)試技術(shù)直觀地查看函數(shù)的調(diào)用過程。首先設(shè)計一個簡單的使用函數(shù)的實例,jc函數(shù)實現(xiàn)計算n的階乘。在main函數(shù)中通過函數(shù)調(diào)用來求任意一個整數(shù)的階乘。double jc(int n),{ double mul=1;//……2,int i;for(i=1;i
2.通過程序調(diào)試技術(shù)了解函數(shù)參數(shù)傳遞過程和局部變量的概念。在函數(shù)教學(xué)中,形參和實參的關(guān)系往往是學(xué)生容易出錯的地方。形參和實參是兩個不同的變量,實參的作用就是給形參傳值。而函數(shù)的形參以及函數(shù)內(nèi)定義的變量都是函數(shù)的局部變量,只能在該函數(shù)中使用。而在調(diào)試中通過查看變量的值可以很清晰地看到這些知識的作用,則比較生動具體。在上例中,程序在斷點停下后,選擇debug工具欄中的watch項,打開watch對話框,在對話框中輸入num和n,如圖3所示,此時num的值是5,而由于jc函數(shù)還沒有被調(diào)用,形參n還不存在。然后選擇Step into(F11)項,跟蹤進(jìn)到j(luò)c函數(shù)內(nèi)部查看,注意觀察watch對話框的變化,發(fā)現(xiàn)n的值變?yōu)?,而num失效了,如圖4所示。這說明程序的執(zhí)行進(jìn)入到j(luò)c函數(shù),形參變量n被創(chuàng)建并從實參獲得了值5。而num是main函數(shù)的局部變量,在其他函數(shù)中如jc函數(shù)中是無法訪問的,從而失效。
3.通過調(diào)試技術(shù)加強(qiáng)對指針做函數(shù)參數(shù)的內(nèi)容的理解。在講解函數(shù)的過程中,指針做參數(shù)是重點和難點之一。教師在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)指針做形參,可以突破局部變量的限制而訪問到其他函數(shù)的局部變量,這在以后的函數(shù)使用中經(jīng)常用到。但學(xué)生覺得很難理解。筆者通過調(diào)試技術(shù)運行一個實例,查看實際的運行過程,來加深學(xué)生對內(nèi)容的理解。首先設(shè)計一個簡單的指針做參數(shù)的實例。void fun(int * q){*q=10;//…….2}int main(){int n=89;int * p=&n;fun(p);//…….1printf("n=%d\n",n);return 0;},在標(biāo)號1處設(shè)置斷點。調(diào)試運行該程序,在斷點處停下,p是fun函數(shù)的實參。此時選擇debug工具欄中的watch項,打開watch對話框,分別輸入p和&n,如圖5所示,它們值相同,都是0x0012ff44,表示n的內(nèi)存地址。然后選擇Step into項跟蹤進(jìn)入fun函數(shù)內(nèi)部執(zhí)行,由于p和n是main函數(shù)的局部變量,在fun函數(shù)內(nèi)部無法訪問,它們的值失效。然后,在watch對話框中再輸入q和*q,則可以看到如圖6的內(nèi)容。說明形參q從實參p獲得了值0x0012ff44,即q也保存了main函數(shù)中n的地址,而*q的意思是通過q保存的地址訪問該地址所表示的變量。繼續(xù)單步執(zhí)行,返回到main函數(shù)執(zhí)行,此時查看n的值,果真變?yōu)榱?0。即在fun函數(shù)內(nèi)部通過指針變量改變了main函數(shù)中局部變量的值。
筆者在實際的函數(shù)教學(xué)中采用了程序調(diào)試技術(shù),讓學(xué)生直觀地看到了程序的運行過程,從而加深了學(xué)生對函數(shù)調(diào)用過程、參數(shù)傳遞、指針做參數(shù)等內(nèi)容的理解。學(xué)生反應(yīng)良好。計算機(jī)技術(shù)總是在不斷的發(fā)展,教師還要不斷地探索更好的教學(xué)方法,使C語言課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步提高。
參考文獻(xiàn):
[1]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(第四版)[M].清華大學(xué)出版社,2010.7.
關(guān)鍵詞 遠(yuǎn)程教育;基于WWW;遠(yuǎn)程教學(xué)支撐系統(tǒng);同步多媒體
Abstract The Techniques and Methods of Distance Learning for Teachers in Guangdong Province are introduced in this paper. Development of distance learning in China is a new type of topic. The Technique presented in this paper is a model of constructing cyber university and distance education.
Key words Distance learning; Based WWW; Distance learning support system; Synchronizing multimedia
一、簡介
當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),知識經(jīng)濟(jì)初見端倪,世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)、科技及綜合國力的競爭日趨激烈。進(jìn)入數(shù)字化、信息化時代的二十一世紀(jì),人們對教育的需求日益增加?,F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育是利用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段開展起來的新型教育模式,將最大限度利用現(xiàn)有教育資源,是實現(xiàn)高等教育的大眾化、現(xiàn)代化、終生化和國際化的新型教育形式和必然途徑。 運用現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育開展中小學(xué)教師繼續(xù)教育,可以打破時空的限制,隨時隨地學(xué)習(xí);能創(chuàng)造出一個信息化的學(xué)習(xí)環(huán)境,有利于提高學(xué)習(xí)質(zhì)量;可以送教上門;讓人人享有教育;能克服人多、地廣等客觀條件的限制,能解決工學(xué)矛盾;可以請最好的教師,運用最好的教材進(jìn)行教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量;可以使廣大中小學(xué)教師接受高水平的教育和培訓(xùn)。
二、目標(biāo)、任務(wù)、主要內(nèi)容及技術(shù)路線
廣東省建設(shè)教育強(qiáng)省的宏偉目標(biāo)對我校為基礎(chǔ)教育服務(wù)提出了更高的要求。實現(xiàn)建設(shè)教育強(qiáng)省的宏偉目標(biāo),關(guān)鍵在師資;尤其是基礎(chǔ)教育的發(fā)展和提高關(guān)鍵在于師資的數(shù)量和質(zhì)量。省委、省政府要求到2001年,在充實中小學(xué)教師缺額的同時,使98%以上的小學(xué)教師,95%以上的初中教師、70%以上的高中教師和60%以上的職業(yè)中學(xué)、技工學(xué)校教師達(dá)到國家規(guī)定的學(xué)歷標(biāo)準(zhǔn)或任職標(biāo)準(zhǔn)。因此,利用現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育具有辦學(xué)開放性的特點,打破傳統(tǒng)的、封閉的辦學(xué)模式,可以在任何時間、任何地點、學(xué)習(xí)任何由優(yōu)秀教師開設(shè)的課程,有助于建立起一種滿足終身學(xué)習(xí)要求的教育保障體系,有助于普遍提高教育質(zhì)量和師資水平,實現(xiàn)教育現(xiàn)代化,使廣東成為教育強(qiáng)省。
1、目標(biāo)和基本思路
廣東省開展中小學(xué)教師繼續(xù)教育遠(yuǎn)程教育的基本思路是:以珠江三角洲教育現(xiàn)代化為龍頭,以廣州、深圳、珠海大中城市為先導(dǎo),逐步向東西兩翼和山區(qū)腹地分層次推進(jìn)。到2002年,遠(yuǎn)程教育覆蓋面達(dá)廣州、深圳、珠海和珠江三角洲400多個城鎮(zhèn)中2800所中小學(xué)。到2004年,現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育輻射全省5000所中小學(xué)。發(fā)展目標(biāo)是:通過開展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育,為建設(shè)廣東教育強(qiáng)省服務(wù),對廣東省基礎(chǔ)教育的改革和發(fā)展產(chǎn)生重要作用,為國內(nèi)師范院校開展遠(yuǎn)程教育探索出一條切實可行的技術(shù)路線。
2、主要任務(wù)
主要任務(wù)是:通過開展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育,為廣東省教育事業(yè)特別是基礎(chǔ)教育培養(yǎng)高素質(zhì)的師資和各類高層次教育人才。
3、技術(shù)路線
廣東省中小學(xué)教師繼續(xù)教育現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育采取的是基于WWW的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)和基于www光盤多媒體授課課件壓縮系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)模式。中小學(xué)教師可以在校外教學(xué)點多媒體室(校外教學(xué)點設(shè)在網(wǎng)絡(luò)條件教好的中小學(xué))或家庭就近上網(wǎng)的方式,通過互聯(lián)網(wǎng)來訪問和學(xué)習(xí);同時在校外教學(xué)點多媒體室或家庭本機(jī)操作,學(xué)習(xí)壓縮在光盤中的多媒體授課課件。該技術(shù)模式可以分為五大模塊:
(1)基于WWW的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)
基于WWW的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)提出了一個 基于Internet的網(wǎng)上虛擬集成學(xué)習(xí)環(huán)境。AnswerWeb系統(tǒng)、Web遠(yuǎn)程測試系統(tǒng)、Web遠(yuǎn)程交流環(huán)境、多媒體作業(yè)系統(tǒng)以及基于Web的網(wǎng)絡(luò)大學(xué)管理系統(tǒng)。
AnswerWeb系統(tǒng)----在一般學(xué)習(xí)過程中,提問與回答是提高學(xué)習(xí)效率的關(guān)鍵。而通常在一個領(lǐng)域的知識學(xué)習(xí)過程中,不同學(xué)生的問題往往具有相似性。另外,對學(xué)生所提的問題加以匯總和分析可以總結(jié)出教師在教學(xué)過程中的得失,作為反饋可以使教師能夠及時高效地調(diào)整教學(xué)方法,從而大大縮短了經(jīng)驗教師的培養(yǎng)周期。
AnswerWeb即是在這樣的背景下提出的基于 Web的網(wǎng)絡(luò)自動答疑系統(tǒng)。通過關(guān)鍵字匹配、 搜索算法,和問題勾連技術(shù),可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)中快速得到問題的解答。系統(tǒng)提供問題分析功能,以使教師充分利用學(xué)生的問題資源,從而提高教學(xué)質(zhì)量
Web遠(yuǎn)程測試系統(tǒng)----基于Web的測試系統(tǒng)支持學(xué)生入網(wǎng)測試。學(xué)生只要接入Internet,可以從在何地點進(jìn)行實時考試,考試完畢后立即可以得 到成績,同時教師可以立即統(tǒng)計、分析該次網(wǎng)上考試的學(xué)生成績以評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,以及試卷的難易程度。本系統(tǒng)實時紀(jì)錄考生的考試狀態(tài),若考生因網(wǎng)絡(luò)失敗而導(dǎo)致考試的異常中斷,其可以在下次登錄到系統(tǒng)中時,自動恢復(fù)到上次考試的中斷點。
Web遠(yuǎn)程交流環(huán)境----遠(yuǎn)程交流環(huán)境提供了一個基于Web的,異地師生交流的場所多媒體作業(yè)系統(tǒng)----多媒體作業(yè)系統(tǒng)為學(xué)生和教師提供了一個基于 Internet的作業(yè)、作業(yè)完成和提交的環(huán)境。 教師可以通過網(wǎng)絡(luò)將預(yù)先編輯好的基于各種媒體的作業(yè) ------ 文本、圖片和語音,在 Web中。同時分散在各地的學(xué)生可以通過 Internet 瀏覽教師的作業(yè),并可以利用本系統(tǒng)完成并提交作業(yè)。
基于Web的網(wǎng)絡(luò)大學(xué)管理系統(tǒng)----本系統(tǒng)綜合管理虛擬大學(xué)的教師、學(xué)生以及各類課程的信息。提供學(xué)員注冊、課程安排、分?jǐn)?shù)查詢和交費情況等信息。
(2)基于光盤的多媒體課件壓縮系統(tǒng)
該系統(tǒng)利用最先進(jìn)的多媒體壓縮技術(shù)把老師授課過程具有文字、圖片、音頻和視頻的多媒體課件壓縮在光盤上,然后郵寄給校外教學(xué)點,安裝在多媒體室的服務(wù)器上(網(wǎng)絡(luò)條件較好的校外教學(xué)點可以直接通過網(wǎng)絡(luò)線路下載多媒體課件),也可以直接郵寄給校外學(xué)生。學(xué)生在本機(jī)的多媒體環(huán)境下學(xué)習(xí),根據(jù)教學(xué)計劃來安排自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度。
(3)遠(yuǎn)程教學(xué)綜合信息庫
教學(xué)資源庫包含教育信息本地化、教學(xué)素材、教學(xué)課件、教學(xué)案例、習(xí)題庫、實習(xí)軟件工具庫等。
(4)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)
中學(xué)教師繼續(xù)教育數(shù)學(xué)學(xué)科核心課程6 門
數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計
高中數(shù)學(xué)教學(xué)疑難問題研究
數(shù)學(xué)教育比較與研究
數(shù)學(xué)方法論
國內(nèi)外數(shù)學(xué)教改動態(tài)
現(xiàn)代教育技術(shù)在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用案例分析
中學(xué)教師繼續(xù)教育化學(xué)學(xué)科核心課程5 門
化學(xué)習(xí)題教學(xué)研究
化學(xué)競賽指導(dǎo)
日用化學(xué)選講
新材料、新能源專題
現(xiàn)代教育技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用案例分析
中學(xué)教師繼續(xù)教育英語學(xué)科核心課程5 門
聽說能力訓(xùn)練專題研究
閱讀與寫作能力培養(yǎng)
英語視、聽、說
關(guān)鍵詞: 圖書館知識服務(wù)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育作用
作為在科技領(lǐng)域中發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一,醫(yī)療科學(xué)隨著時代的發(fā)展和進(jìn)步也在產(chǎn)生不同的變化。這就要求之前雖然經(jīng)受過專業(yè)教育的醫(yī)務(wù)工作者,要結(jié)合時代的發(fā)展和進(jìn)步,來采取多種方式進(jìn)行新知識的學(xué)習(xí)和吸收,從而避免出現(xiàn)原掌握知識的退化,加強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員的繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育。與此同時,在市場競爭和自然競爭中,出現(xiàn)了新病種,這就需要相關(guān)醫(yī)護(hù)人員要不斷的加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí),不斷的提高自身的職業(yè)道德水平和職業(yè)技術(shù)水平,從而最大限度的適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展。醫(yī)務(wù)人員學(xué)習(xí)新知識、新理論、新技術(shù)、新方法, 注重針對性, 實用性、先進(jìn)性, 是創(chuàng)造性思維的一種終身性的醫(yī)學(xué)教育, 其特點是自導(dǎo)學(xué)習(xí), 而不是老師指導(dǎo)下的培訓(xùn)。本文詳細(xì)探討和研究了圖書館知識服務(wù)在繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育中的重要作用,其還為醫(yī)護(hù)人員提供了有利的技術(shù)支持與全面的素材,從而更高水平的展現(xiàn)了醫(yī)院圖書館的教育職能,在一定程度上強(qiáng)化了醫(yī)護(hù)人員有效使用圖書館的意識與自覺地接受終身教育積極性。
一、繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育的必要性
21世紀(jì)是經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和社會不斷進(jìn)步的時期,也極大的促進(jìn)了醫(yī)學(xué)科技的迅猛發(fā)展,醫(yī)學(xué)模式也在逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變,從傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)向更加注重生物―心里―社會醫(yī)學(xué)。這就要求相關(guān)醫(yī)務(wù)工作者要結(jié)合醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展和模式轉(zhuǎn)變來切實的增強(qiáng)自身的職業(yè)道德素質(zhì)和服務(wù)水平,要不斷的充實自身的醫(yī)學(xué)新知識,開展新技術(shù)的學(xué)習(xí),從而有效的增強(qiáng)醫(yī)學(xué)理論與醫(yī)學(xué)技術(shù)水平,進(jìn)行知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合。眾所周知,作為緊張并且繁忙的臨床工作,相關(guān)醫(yī)護(hù)人員很難有空余時間與精力去專業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí),這就導(dǎo)致產(chǎn)生了接受教育的急迫性同相關(guān)工作性質(zhì)特點之間產(chǎn)生了矛盾。為了有效的解決這一難題,繼續(xù)教育以其靈活、結(jié)合實際、針對性強(qiáng)等優(yōu)點成為行之有效的培養(yǎng)途徑。同傳統(tǒng)的學(xué)歷教育和職業(yè)教育相比較,繼續(xù)教育更加開放,具有較高的層次,使其能夠成為實現(xiàn)醫(yī)護(hù)人員終身教育的主要方式和途徑。在這種條件下,開展繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育在一方面能夠有效的滿足醫(yī)學(xué)研究人員的提高個人層次與專業(yè)素質(zhì)的需求,在另一方面也能夠有效的提高醫(yī)院醫(yī)療水平,提高核心競爭能力,從而增加醫(yī)院經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,促進(jìn)整個國家醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)長遠(yuǎn)健康的發(fā)展。
二、 圖書館在繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育中的作用
2.1圖書館工作的轉(zhuǎn)變?yōu)槔^續(xù)教育提供條件
當(dāng)前圖書館在繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育中發(fā)揮著重要的作用,具體而言,其作為在醫(yī)院的信息化系統(tǒng)管理中的一個重要的節(jié)點,其有效的發(fā)揮信息中心的作用,從而從各個方面和層次對醫(yī)務(wù)人員獲取、評估和使用情報的能力進(jìn)行提高和培養(yǎng),從而以此當(dāng)做日后醫(yī)護(hù)工作的重要突破點,促進(jìn)臨床醫(yī)護(hù)人員能夠有效的結(jié)合信息情報意識和醫(yī)學(xué)專業(yè)知識之間的關(guān)系。具體而言,在現(xiàn)實生活中,可以在醫(yī)院的圖書館內(nèi)設(shè)立相關(guān)網(wǎng)絡(luò)課堂和有問必答等之類的欄目,從而充分的發(fā)揮因特網(wǎng)的巨大優(yōu)勢,不斷的拓展和加深醫(yī)療信息。與此同時,還要不斷的搜集同本單位專業(yè)具有密切關(guān)系的醫(yī)學(xué)信息,進(jìn)行相關(guān)信息簡報的編寫和宣傳。
2.2圖書館員素質(zhì)的提高為繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育提供了方便
隨著時代的發(fā)展和進(jìn)步,當(dāng)前現(xiàn)代化管理對情報人員提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求,應(yīng)用到現(xiàn)實中,則是要求圖書館員不斷的轉(zhuǎn)變服務(wù)觀念,強(qiáng)化對相關(guān)醫(yī)護(hù)人員的業(yè)務(wù)技能和知識的培訓(xùn),從而不斷的培養(yǎng)一批年富力強(qiáng),具有廣博知識和技能,同時熟練業(yè)務(wù)、服務(wù)熱情周到的業(yè)務(wù)骨干。提高圖書管理員的職業(yè)道德素質(zhì)和能力,可以積極主動的收集和提供專業(yè)全面的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)信息服務(wù),為廣大醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育提供方便。在具體的工作過程中,并不是對資料進(jìn)行簡單的收集與整理,而需要相關(guān)管理人員結(jié)合自身情況,對浩瀚的信息資源進(jìn)行深層次的研究和加工,使用全方位和多樣化的服務(wù)方式,對服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行不斷的擴(kuò)展,與此同時加深管理員的服務(wù)層次和水平,促進(jìn)信息服務(wù)朝著更快、更深、更專的方向發(fā)展。
2.3圖書館在繼續(xù)教育中起到橋梁與紐帶的聯(lián)系作用
作為知識傳播系統(tǒng)的重要組成部分,圖書館能夠在進(jìn)行先進(jìn)知識和科技成果傳播的過程中,將其有效的轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實生產(chǎn)力,從而在此之中起到橋梁與紐帶的聯(lián)系作用。眾所周知,知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新是一項比較復(fù)雜和龐大的系統(tǒng)工程,這在一方面需要相關(guān)科研工作部門進(jìn)行知識生產(chǎn)宣傳和培訓(xùn),在另一方面則需要圖書管理員進(jìn)行知識信息的收集、加工、管理和服務(wù),從而在最大程度上增強(qiáng)知識的傳播與應(yīng)用。
三、醫(yī)院圖書館的教育職能
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步,不斷的增強(qiáng)了圖書館的教育職能。在現(xiàn)實生活中,醫(yī)院圖書館在擁有浩瀚文獻(xiàn)資料與信息的基礎(chǔ)上,不斷的進(jìn)行知識和信息的更新與積累,從而有效的豐富和擴(kuò)展醫(yī)護(hù)人員學(xué)習(xí)和積累新知識的方式與途徑,并為其學(xué)習(xí)提供有利的條件。具體而言,醫(yī)務(wù)人員可以進(jìn)行一些同本專業(yè)有關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)期刊開展閱讀,這也是其進(jìn)行繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育的合理和最佳方式,而護(hù)士人員可以充分的利用圖書館,從而不斷的增加自身素質(zhì),提高護(hù)理水平,這在另一方面也展示了繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育的重要作用。
3.1 醫(yī)務(wù)人員利用文獻(xiàn)檢索繼續(xù)教育
這在現(xiàn)實生活中,主要表現(xiàn)為醫(yī)護(hù)人員通過計算機(jī)進(jìn)行醫(yī)療文獻(xiàn)的檢索,從而開展醫(yī)護(hù)人員的繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育工作,這也是提高醫(yī)護(hù)人員的整體業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)技術(shù)水平,提高醫(yī)護(hù)人員的信息素質(zhì)和專業(yè)水平的重要方式,同時也是增強(qiáng)醫(yī)務(wù)人員科學(xué)研究水平與服務(wù)質(zhì)量的有效途徑。相關(guān),醫(yī)務(wù)人員可以通過對醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)信息的學(xué)習(xí)和檢索,從而及時有效的了解最新的醫(yī)學(xué)科研動態(tài),與此同時進(jìn)行先進(jìn)臨床診療技術(shù)的學(xué)習(xí)與傳播,以此來提高自身醫(yī)學(xué)經(jīng)驗和方法。這就要求圖書館要開展系統(tǒng)性文獻(xiàn)檢索培訓(xùn),以此來增加醫(yī)護(hù)人員的信息意識,有效的增強(qiáng)其信息能力和道德水平。在實際生活中,受到技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件所限,一些基層衛(wèi)生技術(shù)人員由于未經(jīng)受過正規(guī)的檢索培訓(xùn),因此當(dāng)其面對一流的計算機(jī)和設(shè)備與豐富的電子信息資源時,常常舉足無措。這主要是因為當(dāng)前其所擁有和掌握的文獻(xiàn)檢索知識,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時展的潮流,而當(dāng)前通過自學(xué)或者其他途徑來有效的獲取文獻(xiàn)檢索知識與技能又存在著較大的困難。因此通過開展系統(tǒng)性的文獻(xiàn)檢索培訓(xùn),能夠有效的幫組醫(yī)務(wù)人員詳細(xì)的了解和掌握計算機(jī)檢索與網(wǎng)絡(luò)檢索的基本原理,從而有效的獲取和利用專業(yè)文件信息。
摘要:本文探討了程序可視化技術(shù)在程序設(shè)計語言教學(xué)中的應(yīng)用問題,并介紹了筆者所設(shè)計的用VB編寫的冒泡排序算法的程序可視化應(yīng)用實例。
關(guān)鍵詞:程序;可視化;教學(xué)
中圖分類號:G642
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
引言
可視化技術(shù)充分發(fā)揮了人對幾何圖形圖像的認(rèn)知能力,采用視覺方法為科學(xué)研究、工程設(shè)計領(lǐng)域和教學(xué)應(yīng)用提供了新的解決方法或?qū)W習(xí)方法,成為近10年來計算機(jī)科學(xué)中的熱點,其理論和技術(shù)也日益成熟,并運用到計算機(jī)科學(xué)的許多領(lǐng)域。程序可視化就是利用計算機(jī)的圖形對所研究的程序的功能和行為進(jìn)行圖形模擬。在這個模擬可視化的過程中困難的是最大限度地使模擬出的圖形易被人們理解。而且每一個不同的程序就要使用不同的方法進(jìn)行圖形的可視化模擬。這都給程序可視化的研究帶來了許多的困難。但是隨著計算機(jī)多媒體通信技術(shù)的不斷進(jìn)步。計算機(jī)日益支持各種高級的人機(jī)接口形式。能給人們提供更多的圖形表現(xiàn)形式。以滿足人們各種不同的表現(xiàn)方式。
程序可視化直觀地將程序用圖形來表示。圖形能給人直觀的感覺,使難懂的程序變得明了和富有表現(xiàn)力??梢暬煞譃槎喾N,如程序可視化、數(shù)據(jù)可視化和算法可視化。程序可視化包含程序執(zhí)行的動態(tài)表現(xiàn)。程序可視化能幫助我們理解程序是如何實現(xiàn)的。它的效率如何。這個程序與其他程序有和不同之處。因此有必要進(jìn)行程序可視化的應(yīng)用研究。
由于每一個程序的不同,所以就沒有一種程序可視化的模擬方法是萬能的,即既可以用于這一程序可視化,又可以適用與其他的程序可視化。對各個程序可視化問題需采用不同的方法,從這一點來說,程序可視化是一門藝術(shù),只要靈活運用,精心設(shè)計,就能達(dá)到易于理解和藝術(shù)化的境界。目前Windows操作系統(tǒng)為我們提供了優(yōu)美的圖形化設(shè)計環(huán)境,而許多面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言使人們有了更多的選擇余地。
計算機(jī)的普及應(yīng)用和軟件的開發(fā)利用,計算機(jī)輔助教學(xué)在課堂教學(xué)中的作用越來越大,特別是在較難理解的課程的課堂教學(xué)中的作用更為明顯,因為它可以將聲、光、電有機(jī)地融為一體,使學(xué)習(xí)者耳目一新,同時又激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到了事半功倍的效果。然而計算機(jī)程序設(shè)計語言課程自身的輔助教學(xué)卻遠(yuǎn)落后于其他課程的計算機(jī)輔助教學(xué)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。這是我們計算機(jī)語言程序設(shè)計課程教學(xué)的教師對此沒有足夠重視。本文提出的程序可視化技術(shù)在計算機(jī)語言程序設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用。能夠利用計算機(jī)的圖形展示程序的功能,能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。
1程序可視化的過程
可視化技術(shù)運用于科學(xué)研究的全過程??梢暬幚磉^程從大量原始數(shù)據(jù)的采集開始,通過過濾,去除干擾因素及噪音,經(jīng)過映射將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為基本的幾何圖形元,利用它們,并結(jié)合設(shè)計好的圖形生成模型,采用圖形圖像技術(shù),繪制成圖,最終反映給用戶。其流程如圖1。
在框圖中,各模塊獨立作用,完成獨立的功能,并將處理過后的消息傳遞給其他模塊。通過準(zhǔn)確設(shè)計模塊的工作任務(wù),用戶就能避免重復(fù)的編程設(shè)計。由于模塊功能獨立運行,因此為系統(tǒng)的并行實現(xiàn)提供了可能性。
2程序可視化的應(yīng)用設(shè)計
本文實現(xiàn)程序的可視化方法是在原用于教學(xué)的源程序中插入一小段程序用于實現(xiàn)程序的可視化,而不破壞源程序的結(jié)構(gòu)。這樣可以使本方法具有一定的通用性,也便于程序的學(xué)習(xí)和理解。這一小段用于程序可視化的程序不會破壞源程序的正常運行。是否加入這一小段程序,僅僅在于是否使這個源程序有可視化的功能而已。這種方法特別適合于初學(xué)程序設(shè)計的人員,以及在程序設(shè)計語言教學(xué)中的應(yīng)用。在這里我們使用的是可視化編程語言Visual Basic。
Visual Basic是極其有特色和功能強(qiáng)大的軟件,主要表現(xiàn)在:所見即所得的程序界面設(shè)計,基于對象的設(shè)計方法,極短的軟件開發(fā)周期,較易維護(hù)的生成代碼。它也是我們學(xué)習(xí)計算機(jī)程序語言的入門高級語言。在這里所說的可視化程序語言主要指的是程序設(shè)計過程的可視化,即所見即所得的程序界面設(shè)計,不同于本文在這里討論的程序可視化。程序可視化是為了把程序運行過程的可視化。即把程序運行過程用圖示的方法顯示出來。
在本例程序中,我們是用不同大小的圓表示不同大小的數(shù)據(jù),這在冒泡排序程序中是很形象化的,形象地再現(xiàn)了冒泡的過程。在其他的排序程序中可以探討其他的表現(xiàn)方式,以最能再現(xiàn)該程序的過程特點為目標(biāo)。
3程序可視化的應(yīng)用實例
以在高級程序語言教學(xué)中最常見的冒泡排序程序為例??梢暬拿芭菖判虺绦蛉缦拢?/p>
For i = 1 To 5‘原程序部分
For j = 1 To 5 - i
If a(j) > a(j + 1) Then
t = a(j)
a(j) = a(j + 1)
a(j + 1) = t
For k = 1 To 5‘插入的可視化部分程序
Circle (i * 3000 + j * 800, 300 + 1000 * k), 38 * a(k), 99 * i
Text1(k - 1).Text = Str(a(k))
Next k
End If
Sleep (1000) ‘延時等待
Next j
Next i
For i = 1 To 5‘插入的可視化部分程序
Text1(i - 1).Text = Str(a(i))
Print a(i)
Circle(18800,800 + 1000 * i),30 *a (i),5
Next i
程序運行結(jié)果如下圖所示:
從以上的程序運行結(jié)果可以清楚地看出本程序的運行共交換了幾次,比較兩個相鄰圖形,即可知道每次交換的是哪兩個數(shù)據(jù)。在這里的數(shù)據(jù)是從文本框數(shù)組中輸入的。我們在程序運行中可以改變這些數(shù)據(jù)以便于觀察不同數(shù)據(jù)時的排序過程。我們可以把本可視化的部分程序插入選擇法排序程序中同樣能得到該程序可視化的效果,也能清楚地分辨出這兩種排序程序的不同之處。
參考文獻(xiàn)
[1] 但靜培等. 基于編譯技術(shù)的程序可視化[J]. 計算機(jī)應(yīng)用研究,2002,(10):51-52.
【關(guān)鍵詞】虛擬技術(shù) 實踐教學(xué) 傳感器 檢測技術(shù)
【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)02-0234-02
目前在我院傳感器與檢測技術(shù)實踐教學(xué)中,學(xué)生通過操作實物模塊來實現(xiàn)各個參數(shù)的測試,但因受實驗硬件條件的限制,檢測中測量參數(shù)無法實現(xiàn)自由改變,這對它的特性分析帶來了一定的局限性。同時學(xué)生在反復(fù)練習(xí)過程中,設(shè)備容易損壞,其性能也會受到影響,這對課程的實踐教學(xué)帶來了一定的局限性。因此在實踐教學(xué)中引入了虛擬技術(shù)教學(xué),通過虛擬的操作面板,用LabvIEw仿真軟件來實現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的測試。
一、虛擬儀器簡介及虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的意義
(一)虛擬儀器的含義
所謂虛擬儀器,就是用戶在通用計算機(jī)或者工作站平臺上,根據(jù)測試任務(wù)的需求來定義和設(shè)計儀器功能,通過數(shù)據(jù)采集卡,利用軟件來處理采集進(jìn)來的數(shù)據(jù),實現(xiàn)用戶自擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的所有功能。
(二)虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的意義
在傳感器與檢測技術(shù)實踐教學(xué)中引用虛擬技術(shù),學(xué)生通過虛擬平臺的學(xué)習(xí),可以提高學(xué)生的初步分析及感性認(rèn)識,鞏固學(xué)生的理論知識。學(xué)生可以不受實踐硬件條件的限制,通過虛擬操作面板設(shè)計、選擇,及大地彌補(bǔ)了設(shè)備的不足。學(xué)生可以不用擔(dān)心損壞設(shè)備問題而大膽地進(jìn)行實踐,并根據(jù)實踐情況及時進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,省去了大量繁瑣的工作,節(jié)省了大量時間。
利用虛擬技術(shù),可以徹底打破檢測技術(shù)受空間及時間的限制,如一些需要長時間才能觀察的變化過程,通過虛擬技術(shù),可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生。虛擬制造技術(shù)還可以應(yīng)用計算機(jī)、交互外設(shè)及軟件來構(gòu)建一個虛擬的生產(chǎn)環(huán)境,使學(xué)生能如同在制造現(xiàn)場一樣,與熒屏上出現(xiàn)的制造過程進(jìn)行自由交流。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬和虛物實化,通過虛擬系統(tǒng)便可直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。
利用虛擬技術(shù),可豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,展示全方位、多角度的教學(xué)內(nèi)容。將實訓(xùn)等技能訓(xùn)練搬到課堂中進(jìn)行,由于這些虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險,學(xué)生可以反復(fù)練習(xí),直至掌握操作技能為止。在課程教學(xué)中可以在虛擬實訓(xùn)室中進(jìn)行訓(xùn)練,可以節(jié)約大量昂貴的儀器設(shè)備費用。解決在教學(xué)現(xiàn)場訓(xùn)練實驗實訓(xùn)設(shè)備的損壞、訓(xùn)練材料的消耗等問題,從而有效節(jié)約教育成本。
二、基于虛擬技術(shù)在傳感器與檢測技術(shù)實踐教學(xué)中應(yīng)用的基本思路
傳感器與檢測技術(shù)實踐教學(xué)模塊中是由多光電檢測模塊、溫度檢測模塊、環(huán)境檢測模塊、力檢測模塊等組成。就其中的溫度檢測模塊來說明虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中應(yīng)用的基本思路?;谔摂M技術(shù)的溫度檢驗技術(shù),主要是通過LabvIEw平臺構(gòu)建虛擬畫面,模擬仿真實際的溫度檢驗儀器,檢驗儀器通過軟件實現(xiàn)部分功能。主要思路是:通過溫度傳感器獲取現(xiàn)場溫度信號,經(jīng)過信號調(diào)理,通過數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù),再由信號選擇、調(diào)理之后送入計算機(jī),由測控軟件進(jìn)行分析、顯示、存儲等,利用虛擬仿真技術(shù),能完成實體設(shè)備無法實現(xiàn)的大部分功能,最終通過數(shù)據(jù)參數(shù)的變化,來自動實現(xiàn)對溫度的檢測。
在原有溫度檢測模塊操作中,學(xué)生只能在現(xiàn)有硬件條件下實現(xiàn)電路的構(gòu)建,完成溫度到電壓信號的轉(zhuǎn)變,但現(xiàn)有的硬件無法實現(xiàn)電壓信號的變化到實際監(jiān)測環(huán)境中溫度的變化。而虛擬儀器中可視化圖形編程語言平臺,提供豐富、功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理軟件包,通過虛擬溫度程序框圖構(gòu)建及虛擬的溫度運行結(jié)果畫面監(jiān)測,能直觀的反映溫度的變化情況,與企業(yè)實際運行環(huán)境一致,非常方便學(xué)生的學(xué)習(xí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的激情。
三、基于虛擬技術(shù)的K型熱電偶溫度檢測的實現(xiàn)
基于虛擬技術(shù)K型熱電偶溫度檢測的硬件實現(xiàn)是由計算機(jī)、加上數(shù)據(jù)采集及電路組成;軟件實現(xiàn)運用編程方法,通過建立動態(tài)模型庫來實現(xiàn)溫度仿真檢測。采用虛擬技術(shù)進(jìn)行檢測優(yōu)點突出,即可以縮短檢測時間、可減少工作量、提高效率;數(shù)據(jù)檢測時可及時保存、顯示,方便讀數(shù)。
(一)硬件實現(xiàn)
K型熱電偶溫度檢測系統(tǒng)主要由虛擬儀器和信號接口采集組成。溫度檢測過程中首先由熱電偶傳感器檢測溫度變化,采用運算放大器對取樣電阻兩端的信號進(jìn)行差分運算放大并轉(zhuǎn)換為電信號,輸出的信號以過通道選擇送到數(shù)據(jù)采集卡,最后由計算機(jī)進(jìn)行處理。
K型熱電偶電路如圖:
(二)軟件實現(xiàn)
基于虛擬技術(shù)K型熱電偶溫度檢測系統(tǒng),軟件部分采用參數(shù)庫及函數(shù)庫調(diào)用模式。模型庫的開發(fā)主要建立在LabVIEW仿真模塊上。這些工具為建立K型熱電偶溫度檢測系統(tǒng)的模型庫提供了一個完整的平臺?;谔摂M技術(shù)K型熱電偶程序連接圖如下:
K型熱電偶溫度檢測結(jié)果可以在面畫中進(jìn)行顯示,如下:
四、結(jié)束語
隨著虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展,在實踐教學(xué)中廣泛采用。虛擬技術(shù)應(yīng)用在傳感器與檢測技術(shù)實踐教學(xué)中,能夠在各個檢測模塊中直觀地反映測量的現(xiàn)象,這樣有利于拓展學(xué)生的思路、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
參考文獻(xiàn):
[1]傅曉程.虛擬技術(shù)在電工電子實驗中的應(yīng)用[D].浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文.2007,10:1-32
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù) 建筑裝飾 微課教學(xué)
【Abstract】With the development of virtual reality technology, virtual reality technology is increasingly integrated into the teaching, the virtual reality technology in architectural design of micro teaching with traditional production methods elusive advantage; modern interior design education and curriculum integration of theory and the practice is a great supplement.
【Keyword】Virtual reality technology;Building Decoration;Micro Teaching
近年來微課形式的出現(xiàn)吸引了不少教育研究者和一線教師。微課作為傳統(tǒng)教育的輔工具,為師生提供了一種全新教學(xué)模式。在裝飾設(shè)計教學(xué)中微課的運用豐富了教學(xué)手段,有助于提高裝飾設(shè)計教學(xué)質(zhì)量,但是傳統(tǒng)的微課拍攝方式存在不少問題,比如:拍攝出來的微課視頻清晰度不高,視頻的畫面單一不生動、錄制的過程讓老師感到拘束等問題。由于各種現(xiàn)實條件限制,導(dǎo)致裝飾設(shè)計微課質(zhì)量不高。但是近年來虛擬現(xiàn)實技術(shù)迅猛發(fā)展,在很多領(lǐng)域得到運用,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也以極快的速度融入教育教學(xué)中,同時也在建筑裝飾設(shè)計教育教學(xué)中得到了一定的運用,虛擬現(xiàn)實技術(shù)能將三維空間的環(huán)境清晰的再現(xiàn)出來,能使學(xué)習(xí)者直接與虛擬裝飾環(huán)境中的各種對象進(jìn)行交互作用,從而使虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝飾設(shè)計微課中的運用成為一種選擇,在微課中結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)并通過多種形式參與到教學(xué)的過程中去,從而能夠較好的把控整個教學(xué)過程。
首先,虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課具有互補(bǔ)性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課可以相互滲透、相互融合,可以提高裝飾設(shè)計微課的質(zhì)量。裝飾設(shè)計微課以視頻為主要載體,核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻,課堂教學(xué)視頻包含教師講授視頻、演示視頻,裝飾設(shè)計中很多課程內(nèi)容環(huán)節(jié)需要對建筑空間重構(gòu)演示,這些重構(gòu)演示效果是課堂講授永遠(yuǎn)無法達(dá)到的,而采用裝飾空間施工現(xiàn)場拍攝視頻往往周期比較長,有些工地施工工期長達(dá)幾年,花費大量時間而且拍攝效果也不近人意;虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用計算機(jī)建立虛擬的建筑裝飾結(jié)構(gòu)模型并生成逼真的三維空間,結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以進(jìn)行拆分,利用動畫漫游可以清晰再現(xiàn)裝飾空間,所以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行建筑空間重構(gòu)可以較好的解決講授課程中難以說明的知識點。
其次,虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課情景化的互通。裝飾設(shè)計微課資源組成的“情景化”與虛擬現(xiàn)實技術(shù)強(qiáng)調(diào)的“臨場感”具有相似性,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的“臨場感”在裝飾設(shè)計微課中的運用更具有“情景化”的感受。裝飾設(shè)計微課營造真實的、具體的、典型案例化的教與學(xué)情景中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)用計算機(jī)建立虛擬的建筑裝飾模型并生成逼真的三維視、聽空間,通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備,對虛擬建筑裝飾世界進(jìn)行互動。使用者進(jìn)行位置變換和移動時,電腦能夠及時進(jìn)行復(fù)雜的運算,將精確的三維影像反饋,制作成漫游視頻,使之產(chǎn)生身臨其境的感受。學(xué)生在這種仿真的、比較具體的、典型案例化的教學(xué)情景中可易于實現(xiàn)“隱性知識”、“默會知識”等高階思維能力的學(xué)習(xí),進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)業(yè)水平。
第三,虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課共通性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與裝飾設(shè)計微課在使用時間上有共通性。裝飾設(shè)計微課教學(xué)時間不長,一般5-10分鐘左右;虛擬現(xiàn)實在建筑裝飾設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用不僅僅是一個設(shè)計工具,而且還是一個演示媒體,它用計算機(jī)建立虛擬的建筑裝飾模型并生成逼真的三維視、聽等效果,微課制作者可以完全按照自己的構(gòu)思去構(gòu)建裝飾“虛擬”的空間,并可以任意變換主體在房間中的位置,進(jìn)行漫游技術(shù)處理,生成漫游動畫,其效果逼真,具有較強(qiáng)的臨場感,而且制作5-10分鐘相對來說比較經(jīng)濟(jì),費時不多而且簡便實用。
第四,虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課經(jīng)典示范案例性?!拔⒄n”選取的教學(xué)內(nèi)容一般要求主題突出,追求真實、具體、典型案例化的教與學(xué)情景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝飾設(shè)計工程技術(shù)中的運用,往往可以用來構(gòu)建經(jīng)典示范案例;在裝飾設(shè)計微課教學(xué)中,往往有大量的裝飾施工案例,這種案例如果使用拍攝視頻的形式來制作,具有很長的周期,有些項目施工周期達(dá)到四、五年,甚至更久,而且裝飾施工項目中的結(jié)構(gòu)構(gòu)造不容易通過拍攝體現(xiàn);而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝飾工程中的運用可以打破空間、時間的限制,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以徹底打破時間與空間的限制。大到建筑群,小到裝飾面板、螺絲釘,都可以進(jìn)入其內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)建和觀察。一些需要長時間的裝飾施工過程,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)出來。例如,裝飾裝修一個大型酒店,其施工過程往往需要幾年,而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在短時間內(nèi)就可以實現(xiàn)。所以在裝飾設(shè)計微課中通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有較大的優(yōu)勢。
總之基于裝飾設(shè)計微課的特征,綜合運用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以構(gòu)成了一個主題鮮明、形象逼真、具有臨場感、結(jié)構(gòu)緊湊的裝飾設(shè)計微課“主題單元資源包”,營造了一個真實的“微教學(xué)資源環(huán)境”。教師和學(xué)生在這種具體的、典型案例化的教與學(xué)情景中可易于實現(xiàn)裝飾工程“隱性知識”、“默會知識”等高階思維設(shè)計能力的學(xué)習(xí)并實現(xiàn)裝飾技能、風(fēng)格的模仿和提升,從而迅速提升教師的課堂教學(xué)水平、促進(jìn)教師的專業(yè)成長,提高學(xué)生學(xué)業(yè)水平。
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