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随着社会发展,承载信息的多媒体工具越来越多,包括台式电脑、笔记本、平板电脑及智能手机等。现在的大学生是伴随着信息化时代一起成长,他们对信息化技术的掌握能力很强,尤其是网络信息交流技术,可自如地运用邮箱、QQ、微信、微博等社交工具,可谓之为信息化时代的原住民。但是日常生活中他们多是利用这些工具进行游戏,很少利用这些工具进行学习。所以我们在学院校园网的平台上建设了网络精品课程,引导他们利用多媒体工具学习。我院校园网建设比较成熟,教学区、学生宿舍生活区都能方便接入校园网,校园网采用B/S三层Web体系结构,学院图书馆配有专门的网络中心负责校园网的运行。借助我院校园网的学习空间这一平台,解剖教研室老师们一起精心制作了人体解剖学精品课程。我们把平常收集到的教学视频、动画和图片等国内外教学资源集中放在网上精品课程中。另外我们在精品课程的基础上,按专业建立班级网站,把教学大纲、授课计划进程表、教案、教学内容(PPT课件)及优秀教师授课视频放在课程网站上。学生可以随时随地通过电脑、IPAD甚至智能手机通过校内WIFI登入校园网学习空间,在线观看学习课程。我们要求学生按照教学进程表,在每次上课前登入校园网的学习空间,进入解剖学精品课程,对将要讲授的教学内容预习一遍。在预习的过程中,学生自觉有难度或有疑问的知识点可以在课程论坛或答疑栏目里直接提出,我们有专门安排教师进行及时解答;也可以将疑问留待课堂上提出,在课堂上我们先鼓励其他同学试着解答,最后由老师进行补充完整及点评。如果有些问题涉及专业前沿知识或是临床案例,教师可以直接借助教室的电脑进入学院的电子图书馆,直接检索学院购买的专业文献数据库(CNKI)及其他网上资源,与学生共同分享、共同学习。这样,在计算机和网络技术等工具的支持下,我们在讲授解剖学知识的同时,还可培养学生对知识的存储能力、信息检索能力、协作学习能力,最终把学生培养成为知识的主动建构者。在这过程中,培养学生的学习方式形成由“被动接受”到“主动求索”,同时在潜移墨化中,教师已经从知识“传授者”转变为学生学习的“引导者”和“合作者”。最后,我们会把课后作业留在校网网学习空间的班级上,要求学生按时完成,教师批改后记入平时成绩。
2MOTIC数码互动实验室的建立
我院把组织胚胎学部分合并在解剖学课程中,在早期组织学实验课教学中,教师一般是先利用挂图、幻灯片等教具进行讲解或示范,之后学生分组使用显微镜观察组织学标本。此类教学模式中,教师的讲解内容与学生镜下观察的结构并不完全相同,学生在观察标本的过程中是否看懂,是否观察到典型结构,教师无法确认,心中没数。另外,在观察标本的过程中,教师只能对学生进行个别指导,有提出问题的学生多指导,没有提问题的同学就不清楚是否已经掌握,现实是大部分的学生没有得到及时有效的指导。基于上述原因,同时为进一步加强学院信息化建设,我院引进了MOTIC数码显微互动教室系统。MOTIC数码显微互动教室系统包括图像系统、语音问答系统、数码显微镜系统、计算机软件系统这4部分,教师、学生两种端口。整个教室系统拥有清晰的画面和丰富的交互手段,可实现教师与学生间图像、语音的实时网络互动。教师端和每个学生端均使用高清晰度的数码显微镜,通过USB2.0口与各自的电脑相联,成为一个个相对独立的强大的图像处理单元。各单元之间通过专有的局域网实现互联,使用全新的分布式数码互动软件系统进行设备组织与课堂教学,实现了全面的图像数据共享和灵活的语音交流,实现了真正数码互动。在课堂教学中,学生显微镜图像实时传输到教师端的计算机的显示屏上,一屏最多可同时显示25个实时画面,也可选择任意一台学生的屏幕内容放大显示。这样教师可以实时观察到课堂上每个学生的显微镜画面,及时发现实验中存在的问题并指导学生改正。教师端可以控制学生端每台电脑及显微镜,可以将最先找到典型结构的学生显微镜画面显示在投影上,与其他同学一起分享。学生也可通过提问系统主动请求教师帮助,也可通过系统的双向语音通话功能与教师交流讨论,使得师生间的交流直观、有效。同时,学生端设有拍照按键,教师可以要求学生找到观察标本中的典型结构并拍照下来作为作业,学生可将需要留存的显微镜切片图像拍摄下来。教师计算机可为每位学生分配独立的存储空间,学生发出请求,经教师许可后,会自动将图像存储在计算机中。
3解剖仿真教学软件的应用
在信息化教学的推进过程中,学院还为解剖教研室购买了3DBody仿真教学软件。3DBody是一款教学软件,其解剖模型是基于断层扫描数据三维重建而来,整体画面效果,图像精美,无尸体的不舒服感。运用软件时,我们可以从任意角度查看解剖结构,并且每个结构有文字注释,根据需要可以同时选择单个或多个结构,任意组合或拆分,有3D立体感,动画感,比一般的平面图更容易引起学生的兴趣,也更直观易懂。同时,软件可以重复观看,而没有标本浸泡的福尔马林或酒精的味道,学生更容易接受。我们还会根据需要在课前把需要观看的结构,在软件上从三维上依次显示该结构的位置、形态及毗邻关系,并录制成视频在课堂上播放给学生看。同时我们还向学生推荐快速解剖、人体构造(Anatronicapro)等手机版解剖软件,这些软件也要小游戏。安装快速解剖后进入游戏,根据软件的要求快速识别出指定的人体组织,软件还会有一个放大镜可以选择,让你获得更高的精度和更高的分数。Anatronicapro软件是一个3D人体解剖结构,这款软件能够自由放大、缩小和平移人体模型,软件中一共自带了超过3500个身体的部位,每一个部位都用不同的颜色进行了区分和标注。
4进一步的措施
虚拟机可以通过软件来模拟完整的硬件系统,在一台物理计算机上可以利用虚拟机同时安装、运行多个虚拟的操作系统(以下简称GuestOS,即安装在虚拟机中的操作系统),如WinXP、Win7、WindowServer2008、Linux等,各系统间可以同时运行且互不干扰,也可以组建成一个网络,多系统间也可以进行灵活切换,从而在节约资源的情况下方便地完成各种测试与开发。目前在信息化教学中比较常用的虚拟机软件主要有VirtualPC、VMware。两种虚拟机均能支持Dos、Windows、Unix、Linux等GuestOS,安装GuestOS时均可采用物理光盘或使用ISO镜像文件,GuestOS均有bridged(桥接模式)、NAT(网络地址转换模式)和host-only(仅主机模式)三种网络工作模式,安装后的GuestOS和HostOS(即物理计算机上安装的操作系统)是相互隔离的,但鼠标指针均可以在二者之间随意移动、拖放文件,而且GuestOS均具有磁盘还原功能。VirtualPC是微软开发的虚拟机,对Windows操作系统具有较强的兼容性;最新版本VirtualPC2007汉化安装包仅27MB左右,安装快速,约90秒即可完成安装;GuestOS的硬盘和内存大小按实际使用动态增减,VirutalPC虚拟了一个通用的显卡:S3Trio32/64(4M),还虚拟了串口和并口。而VMwareWorkStaion6.0之后的各版本安装包均在400MB以上,安装时间较长、较繁;GuestOS的硬盘容量在设定后不可调整,但可增加硬盘数量;分配多少内存,即使不用,也占用着,不可被其他地方调用,因而基于VMware的GuestOS比较耗资源。但VMware更新最快,支持最新的各种操作系统,可以虚拟出除串口、并口外的USB、打印机等,而且VMwareWorkStation自9.0起具有更出色的3D图形技术。VMwareWorkstation具有更快的3D图形处理能力,支持在Windows和最新Linux虚拟机中使用DirectX9.0cShaderModel3和OpenGL2.13D图形技术,因此可以轻松地满足AutoCAD、Solidworks和许多最新游戏等3D应用的严苛要求[1]。对比VirtualPC和VMware,如果要安装Windows系统,且所要使用的软件对显存要求不高,对GuestOS的设置也比较简单,则建议使用轻巧型的VirutalPC;若是需要安装非Windows系统,或体验最新的各种操作系统,或软件对显存要求较高,或需要更多的硬件虚拟时,建议使用VMware。
2虚拟机在中职信息化教学中应用
2.1应用一:教学环境随身带
GuestOS在HostOS中只是一个虚拟硬盘文件,文件大小即GuestOS实际消耗的硬盘空间,如GuestOS为纯净的WindowsXP或WindowsServer2003,虚拟硬盘文件大小一般不超过2GB,便于存储在U盘或移动硬盘随身携带。由于VirtualPC和VMware都可以直接使用虚拟硬盘文件打开相应的GuestOS,所以对于一些特殊的教学环境,教师可以事先在GuestOS中配置好,或直接将实训室的实训环境通过镜像方式Ghost安装到GuestOS中,然后将虚拟硬盘文件存放在U盘或移动硬盘中,随身携带,这样只要所用计算机上安装了相应的虚拟机就可以把虚拟硬盘文件拷到计算机上使用,这样既方便了备课,又方便了上课。当然,经实践证明,如果是存放在USB3.0的U盘或移动硬盘上,则可在USB3.0的移动设备上直接运行GuestOS,这样省去了拷贝虚拟硬盘文件时间,大大提高使用效率和便灵活性。VirutalPC安装快速,操作简单,相对于VirutalPC,VMware的硬件虚拟更强大,磁盘使用效率更高,更突出优势,若某些软件在VirtualPC无法运行时,不妨使用VMware。但由于VMware安装较繁琐、耗时,若要使用VMware,则建议先在常用的多媒体教室或实训室安装好VMware,以免影响课堂进度。
2.2应用二:节省设备投入,提高实训教学效果
2.2.1方便教师搭建服务器,提高实训教学效果
在实训教学中,将用于考试或文件共享等专门用途的ServerOS安装在教师机的虚拟机上,则每间实训室可节省1台服务器计算机。在虚拟机上安装ServerOS后,教师可方便地实现在WindowServer2003的GuestOS中搭建各种服务器,如文件服务器。在建好文件服务器后,可以通过特定软件实现为每个学生机建立一块相互隔离的个人空间,这样既方便了学生提交作业,也方便每次课将上次未完成的作业对应地发送给学生。
2.2.2方便学生搭建实训平台,进行实训、测试,强化技能
(1)在计算机实训中,每个学生均可利用一台计算机同时操作多个GuestOS,进行完整的实训测试,不仅提高了实训设备的使用效率,还可以让每个学生系统、全面地掌握相关技能,而不局限于分工合作后的局部技能,如网站建设与测试、网络攻防测试等。(2)由于HostOS与GuestOS是隔离的,所以在GuestOS中不管是分区、中病毒、死机,还是安装各种软件,都不会影响HostOS。在HostOS中,GuestOS仅表现为一个或多个数据文件,所以诸如系统安装、磁盘操作、分区调整、数据删除与恢复测试、病毒防治、网络安全攻防测试之类会损坏HostOS的实训,就可以放心地让学生在GuestOS中进行反复实训,这样学生的专业技能也能得到更好的强化。
2.2.3方便准备不固定实训场所的实训环境
(1)对于临时调整实训室时,经常会遇到学生机缺少实训环境,教师可以利用如凌波多媒体网络教室软件、飞鸽传书等局域网文件传送软件,快速地将配置好实训环境的虚拟硬盘文件传送给学生,学生就能在虚拟机的实训环境中正常完成实训。(2)对于一些非正常教学的培训,学生机中缺少培训所需软件,或软件版本不同,则可将培训所要的软件安装到GuestOS中,传送到学生机上,从而减少了对所有学生机因不同需求反复安装的麻烦。
2.3应用三:录制实训教学视频
通过销轴零件的编程加工,学习数控车削中的外圆粗车复合循环指令G71和精车复合循环指令G70的应用;其重点是外圆粗车复合循环G71和精车循环指令G70的指令格式和编程方法;难点正确选择切削用量参数,制订合理加工工艺,保证加工精度。
2.教学目标确定
按照教学大纲和学生的认知特点,将本次课的教学目标确定为:知识目标、能力目标和情感目标。知识目标为:1)掌握外圆粗车复合循环指令和精车循环指令G71、G70指令的格式、参数含义及应用;能力目标为:1)能用G71和G70指令正确编程;2)能正确输入程序、调试程序并进行仿真加工;情感目标为:1)分组学习,培养学生的协作精神;2)探究式学习,培养学生自主学习的能力;3)多种信息化手段,激发学生学习兴趣,培养学生良好的职业素养和严谨的工作作风。
3.教学策略制订
依据信息化教学设计的理念,制订的教法策略为:利用信息化手段,突出“做中学、学中做”,通过设置情境、直观教学,借助网络、多媒体、仿真软件、实物展示以及教学环境布置等,让学生通过感官,对知识产生感性认识;教学中注重启发引导,循序渐进,帮助学生理解知识;同时以项目为载体,以问题为线索,使学生主动参与到教学活动中来、认真查阅资料、自主探究、小组讨论、动手实践来达到对知识的意义建构。
4.信息化教学资源设计
在教学中充分利用现代化教学资源,增强教学直观性,用到的主要教学资源有:上海宇龙数控加工仿真软件、计算机绘图软件、教学素材(任务书、图片、视频、评价表、数控加工工艺手册、数控车床操作说明书等)、多媒体PPT、网络信息、思维导图软件等。
5.教学环节设计
利用多媒体的声音、动画,激发学生学习化学的兴趣。兴趣是最好的老师,当学生带着兴趣参与学习活动时,总是力求探索它、认识它;伴随着积极的情绪,兴趣是一切创造发明活动最直接的动力,为积极主动学好化学打下一个稳固的基础。多媒体课件的有效展示,使许多复杂的化学反应由抽象变具体,由静态变动态,对学生学习动机的激发有着极高的价值,从而促使学生更好、更快把握知识,培养学生自主学习的积极性。教师根据教学要求制作化学课件时,对重点语句进行字体变色,设置大一点儿的字号,醒目,大大增强表现力,用一幅幅富有生气、富有规律的图案形象资料,引起学生的注意力。利用多媒体节省教师板书时间,增强课堂教学的信息量,配置背景音乐,给学生以美的享受。利用丰富的网上资源,将与教学有关的知识运用图像在课堂上展示出来,多种感官参与教学活动,激发学生学习化学的兴趣,学生触景生情,由被动学习变为主动学习,热爱化学并渴望了解化学,认识学习化学的价值,培养自主学习的能力和积极性。如在讲“元素周期表”时,让学生上网查找门捷列夫是根据何种规律发现的,还有其他相关的科学家关于元素周期表的一些故事,在课堂上进行讨论交流。小组之间相互补充,教师适时地运用多媒体手段呈现相关的形象资料,补充一下相关的知识内容。在动画、音频效果的影响下,学生学习热情高涨,兴趣盎然,加深对知识的进一步理解,在热烈的学习氛围中掌握元素同期表的一些规律。给学生以一种收获感,增强课堂教学的信息量,开拓了视野。再如,在学习晶体结构时,引导学生登录相应的专业网站自主学习。多媒体相关资料通过图片、动画等形式呈现,激发学生的学习兴趣,生动形象的展示使学生对晶体的外型和为什么有各种不同的构型产生深刻的印象,所以很多学生由此牢固地掌握了有关晶体的更多的知识。运用多媒体丰富教学内容,增加知识的容量,为积极主动学好化学打下一个稳固的基础,激发学习兴趣,培养学生自主学习的积极性,增强课堂教学效果,切实提高学生学习化学的兴趣,全面提高学生的素质。
2应用信息技术可以变抽象为具体,有效解决教学重难点问题
多媒体技术信息存贮量大,具有生动直观的特点,有很强的图形处理能力,那生动的画面、优美的音乐、恰到好处的色彩运用,可以变静态为动态,化枯燥为生动,确实使学生对所学内容有了更难忘的印象,可以创设接近学生实际的情境,如见其人,如闻其声,使学生如临其境。网络能跨越时空来共享教学资源,从而降低学生学习的难度,使教师和学生随时随地获取各种化学知识,省时省力,提高教学资源的利用率,极大地增强中学化学课堂教学的表现力。多媒体教学集多媒体和网络教学于一体,可以实现对大信息量的优化处理,对瞬息万变的事物作定格分析。化学学科所反映的多是客观事物的微观世界,课堂上充分利用多媒体技术优势进行演示,能让学生身临其境地感受到事物的化学变化过程,可以根据实际教学的需要重复播放实验过程,避免课堂上的演示实验稍纵即逝的缺点,有的放矢地指导学生观察,调节图像的大小、快慢,增强学生的求知欲望,效果非常显著,激发对化学学习的兴趣。学生准确地观察到实验现象,也更有利于教学任务的顺利完成,能顺利突破教学的重难点,增强学生的求知欲望。如在讲述二氧化碳的教学内容时,教师先运用多媒体播放一段二氧化碳在生活中的应用,让学生对二氧化碳有了新的认识,促使他们想知道二氧化碳是如何制取的,有自己想试一试的冲动,也急于想知道二氧化碳还有哪些性质。在这样的教学环境下,给新授知识创设一个良好的氛围,引起学生注意,联系生活经验,比较抽象的概念和原理形象化,化复杂多变为简洁明了,化抽象为直观。运用电脑多媒体技术利于学生理解和掌握,从而帮助学生攻克难点,激发学生的探究欲望,产生浓厚的学习兴趣,开拓学生视野,顺利突破教学的重难点,提高化学课的教学效率。
3应用信息技术可以扩大教学容量,高效完成教学任务
教师的工作说大点就是传道授业解惑,说实惠点就是天天面对学生,授新课、复习、考试、讲习题,翻来覆去的重复,直到学生会了为止,老生常谈,淡化无味,学生没有新鲜感,你还没去他就烦心了,反正就是按部就班,就像吃冷粥一样。所以一个优秀的教师,应该是受学生欢迎的教师,就像学生看电视剧,看了这集还想看下集。怎样做到让学生天天盼着自己去上课,那就是一个教师自己的艺术了。所以,教师这个神圣的名称,应该有他独到的特色,信息技术的出现,给了我们恰到好处的机会。
“学习的最好刺激,乃是对所学材料的兴趣。”我恰恰抓住了这个高科技,熟练地应用到了我的课堂,创设意境、渲染气氛,将与化学教学有关的知识运用图像、动画、声音、文字信息等,在课堂上展示出来,以大量的视听信息、高科技手段刺激学生,多种感官参与教学活动,激发学生的学习兴趣,使学生由被动学习变为主动学习。例如,在化学教学给我们带来了什么”这节课时,我就搜索了大量有关化学物质的图片,有生活中常用的铁锅,有身边的高楼大厦,有路上跑的汽车,有吃的方便面、饼干、瓜子等,有穿的衣服、鞋子等,依次展示给学生,立刻起到了意想不到的效果。学生个个渴望的眼光,想知道这些化学物质的用途,好多学生提出了一些问题。学生争先恐后地提问,课堂气氛充满了色彩,一股浓浓的学习气氛闪电般产生。我就想:“这样的课堂还愁学生不学吗?”
二、信息技术实现了无纸化办公,实现了资源共享
我的教书生涯转眼过了20年。回忆过去,我感慨万分。我数了数自己用过的备课本,足足有几大摞。社会在进步,信息技术渗透到各个领域,教师办公也不例外。现在我们学校人人有电脑,我们上完课,可以随时编辑自己的学教案,一节课下来,觉得教学过程不如意的地方,回来立马改进,因为电脑就在身边,等再给下个班上课时,已经是改好了的教案,优化了教学过程,学生享受了更好的教学资源。其次,电脑的联网,给了我们集体备课的机会,我们可以通过QQ聊天的形式,商讨学教案的编写。我们还和兄弟学校手拉手备课,互相学习,互相帮助,共同进步,使教学资源得到了升华。
信息技术在我们的化学教学中真是无处不在,例如,化学教学中的复习课,容量大内容多,上课时又要给学生讲,又要写出复习内容,又要观察学生的神态,看他们是否听懂了,每个学生的心里如何等,往往是顾了这头顾不了那头,忙个不亦乐乎,没有效果。有了信息技术的辅助,一切都迎刃而解,将课堂教学中的板书、例题、练习制成一个CAI课件,既增大了课堂信息量、减少板书时间,又达到了较好的化学教学效果。信息技术强化课前研究,激发了学生的兴趣。对于一个教师来说,课前研究是化学教学的准备,只有课前进行充分的研究,才能取得理想的教学效果。
对于学生来说,课前预习是学习的准备,预习的好坏,直接影响本节课的学习效果。现在的农村,生活水平显著提高。就我们这的学生来说,家家有电脑举不胜举,这就给教师的课前备课带来很大的便利。在我们的学案中,就有预习导航这一项,教师把这个内容通过电脑网络发给每个学生,比发给学生一大摞卷子好多了,因为电脑对他们有着无与伦比的诱惑力,很快作业就做完了。有时,还可以在其中讲个小故事,或放一段自己的讲课的视频等,吸引学生的注意力。学生会对你的作业有所期待,激发了兴趣,培养了好学的精神。
三、总结