引论：我们为您整理了13篇虚拟化学论文范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
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（二）《高锰酸钾制取氧气》的实验目的
（1）通过虚拟实验中的文本展示工具，使学习者了解实验目的、原理和方法。
（2）通过对虚拟实验的操作，掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序，能够动手制取氧气。
（3）通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制，加深对实验的认知和理解。
（三）《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计
学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端，进入Secondlife虚拟环境，通过以下流程完成整个虚拟实验。
（1）准备阶段：学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。
（2）实验阶段：学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图，完成实验仪器的装置；点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。
（3）评价反馈阶段：教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价，并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。
二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计
本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。
（一）实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成
虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成，供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。
（二）交互系统设计
（1）人机交互设计：在实验中通过操作交互，学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中，利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等，能够较好地支持学习者的操作交互。
（2）交流工具：学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。
（三）支持工具设计
实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户，并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器；外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统（choicer、Quizchair）、学习记录系统（Tracker）、Web-Intercom，为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。
（四）特效设计
在Secondlife中，通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。
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数字图书馆与虚拟学习环境的整合是将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆的数字资源融合在一起。学生通过教学过程获取知识的方式和通过图书馆获取信息的方式均发生了巨大变化，导致了图书馆服务从传统服务向虚拟服务的扩展。
1.1 有利于图书馆服务角色的改变
图书馆的服务从传统对图书资料的开发利用，重视对教师课件资源和考卷资源的开发，到承担起利用元数据对其组织、描述、加工和整理的任务，将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆资源与服务融合在一起，并建立一个统一的信息访问平台。对来源各异、不同媒体的信息资源进行整合，利用统一的界面为读者提供一个一站式学习、无缝检索的数字化学习环境。
1.2 拓展了图书馆的服务模式
数字图书馆的建设是为了高效率利用图书馆资源，解决传统图书馆信息搜集、整理、加工服务过程中的局限性和低效率，以满足读者对图书馆信息资源的需求。与传统图书馆的服务相比，数字图书馆与虚拟学习环境的整合建立起了以数字图书馆为平台发展起来的虚拟服务、个性化服务、虚拟参考服务、网络导航服务。它包括：馆际互借与电子文献的传播、公共书目查询、数字资源全文的获取、在线阅读、用户培训课件等等。如：一个读者想续借、预约、馆际互借图书，这些都可以在网上通过图书馆网页得以完成。
1.3 有利于培养学生的学习能力
虚拟学习环境是在网络条件下产生的，它具有明显的特征：技术性、开放性、学习资源的丰富性及共享性、学习的自主性等等。数字图书馆与虚拟学习环境的整合可以满足不同读者的不同的学习需求。数字图书馆具有的便于储存、组织、检索、复制和传输等特点，使读者可以按照自己的意愿来进行，没有了条条框框的束缚。通过网络虚拟学习调动读者的感官认识，使其产生学习兴趣，并能变被动为主动。借助网络这个平台，大家在这种学习环境中，可以借助于各种先进的学习软件、工具和平台，对共同感兴趣的东西和学习过程中遇到的难题，进行自由交流、互动、讨论和协作，共享彼此的观点、思想、资源、知识、学习经验和集体智慧。不仅学习到了知识，而且获得了学习能力的提升。
1.4 有利于同学之间，学生与教师之间的交流
传统的教育方式是受教育者与施教者，两者之间根本不可能实现所有学生与教师之间的互动。虚拟学习环境下，教育不再是单纯的只在校园或者在教室内的行为模式，学生对教师的依赖性减少了。虽然虚拟学习环境中学生与教师在空间上是分离的，但他们通过电子邮件、语音聊天等诸多形式相互联系，甚至可以在网上组织学习小组。在这个学习环境中，他们可以很自由的和老师、同学进行在线交流，相互学习。学生可以向老师提出问题，寻求老师的帮助。老师也可以随时抽查学生作业，并对作业提出意见和要求。所以说虚拟学习环境更能启发学生的创造性、互动性。
2 数字图书馆与虚拟学习环境整合中存在的问题
2.1 技术层次低
虚拟学习环境依托于数字图书馆的发展，但数字图书馆涉及到图书馆本身结构的数字化以及管理程序、信息传递过程的数字化。它的形成必须依靠馆藏信息资源的信息数字化。数字图书馆是以数字化的形式，将文字、图像、声音、动画等多种形式的信息存储在光、磁等非纸质载体上，通过计算机和其它外部设备再现的信息资源。在发展过程中一些技术问题还不够完善。如：信息编码技术、通讯技术、服务器技术和用户接口技术等。这些技术问题涉及到资源的内容、结构，造成了读者下载资料困难。可获取的资源太少，因而不能真正提供“一站式”的服务。
2.2 资源有限
数字图书馆与虚拟学习环境的整合是为了让读者获取更多图书馆资源，为读者提供经数字化处理的多样化、全球共享的学习材料和学习对象。而在具体使用过程中，由于受到各种因素的制约，如：图书馆经费制约、传统图书馆的制约、知识产权等等，造成向读者提供资源有限。目前，高校馆藏数字化主要集中在学位论文、会议论文等电子资源(电子期刊、电子图书等)，对多媒体资源及网络资源收集加工比较少，对图片、音频、视频、光盘等类型的资源提供的检索途径比较少。
2.3 读者利用的效率不高
在虚拟学习环境中，数字化学习平台与图书馆管理系统的整合面临较大困难，如果不对他们进行整合，或者整合不合理，都会给读者造成极大的不便。目前国内许多图书馆资源与服务分布较散，一站式信息服务未能实现。一方面高校数字图书馆在资源整合过程中普遍存着数据缺乏规范，造成用户获取资料困难；另一方面图书馆资源内容采集不全，有些数据库的期刊在整合系统中没有收集。这些都是造成读者利用效率不高的重要原因。
3 加强数字图书馆与虚拟学习环境整合的举措
3.1 提高整合技术，完善整合后的系统功能
3.1.1 信息资源整合
信息资源的整合应以馆藏书目资源为核心，选择本校特色主题制作成独具特色的文献数据库或者专题数据库，对数目数据库、全文数据库和一些免费提供短期服务的数据库、自建数据库等多种载体进行全方位的提示与整合。对读者比较常用的资源，如电子期刊、电子图书、学位论文、会议论文等数字资源通过图书馆主页提供给读者。
3.1.2教师课件的整合
对全校优秀教师的教学方法、课程需要的资源等加以整合，以充实到虚拟学习环境中。
3.1.3 建立信息资源导航库
根据读者需求，搜索、选择、挖掘internet中的信息资源，下载到本馆或本地网络中，经过分类、标引、组织，通过网络或其他方式提供给用户。
图书馆将这些整合出来的数字资源，通过一定的检索方法，如关键词、题名以及学科分类等检索点提供给读者。对数据库的检索界面应遵循简单、友好的原则。对于教师课件参考文献及教学参考书目与图书馆目录建立技术上的链接，达到虚拟学习环境和数字图书馆相融合的结合体。
3.2 加强读者信息检索技能的培训
对读者群的培训。从低年级的入馆教育到高年级的文献检索课的教育要分层次逐步开展，以达到即对学生进行培训，又对图书馆资源起到宣传作用。目前高校文献检索课还不普及，而且大都是选修课，参加的人数不多。为拓展图书馆的宣传力度，培养学生利用文献信息资源的主动性，应在全校范围内提高文献检索课教学力度，将文献检索课纳入必修的范畴，让文献信息检索知识成为学生走向社会后必不可少的知识点。
加强对读者检索能力的培训。培训内容包括具体的操作，如计算机检索、网络查询及网络通讯方法等方面。使光盘数据库、多媒体网络资源成为读者获取信息的主要渠道。
3.3 对读者信息需求的分析
3.3.1依赖心理
随着图书馆服务的更新，读者可以通过计算机、网络等技术查找他所需要资料。但读者还是希望通过一个界面能方便快捷的查找资料以及教学课件等。
3.3.2 求便心里
读者在利用虚拟学习环境时，倾向于手续简便、网络搜索引擎与入口提供单一的检索点。
3.3.3 求新心里
由于信息量大，更新快，读者在利用时希望获取的是最新的、经过筛选、具有高质量的资源与环境。
对读者信息需求的分析，是了解读者在虚拟学习环境中学习过程的一般需要，以便在虚拟学习环境的创建中更好地整合各种数字资源、教学资源，做到有的放矢。
3.4 馆员素质能力的提高
数字图书馆与虚拟学习环境的整合，改变了图书馆员原有的服务模式。如何改变传统的工作方法，需要进行一定的尝试。
3.4.1 改变工作模式
图书馆原有的工作主要是对图书馆购买的资源进行整理加工，然后提供给读者使用。现在要重视对教师的课件资源、学校优秀论文、学术动态进行收集、整理、描述和加工。使读者能够像利用图书馆资源一样很方便利用网络资源、教师的课件资源和与课程相关的参考资料。
3.4.2 改变服务模式
在虚拟学习环境中，学生的学习方式跨出了传统的课堂授课模式，学生的学习能力在这一环境中得到了培养和锻炼。图书馆的服务模式也由过去通过图书流通、阅览、咨询等实体服务而转向通过网络向读者提供形式多样的虚拟服务，图书馆员要主动参与，发挥图书馆信息资源优势。
虚拟学习环境是新兴的、不断发展的信息服务体系，教师、图书馆员和学生在这一学习环境过程中，将对数字图书馆和虚拟学习环境提出更多、更高的要求。
参考文献：
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1 数字图书馆与虚拟学习环境整合概述
1.1 有利于图书馆服务角色的改变
图书馆的服务从传统对图书资料的开发利用，重视对教师课件资源和考卷资源的开发，到承担起利用元数据对其组织、描述、加工和整理的任务，将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆资源与服务融合在一起，并建立一个统一的信息访问平台。对来源各异、不同媒体的信息资源进行整合，利用统一的界面为读者提供一个一站式学习、无缝检索的数字化学习环境。
1.2 拓展了图书馆的服务模式
数字图书馆的建设是为了高效率利用图书馆资源，解决传统图书馆信息搜集、整理、加工服务过程中的局限性和低效率，以满足读者对图书馆信息资源的需求。与传统图书馆的服务相比，数字图书馆与虚拟学习环境的整合建立起了以数字图书馆为平台发展起来的虚拟服务、个性化服务、虚拟参考服务、网络导航服务。
1.3 有利于培养学生的学习能力
虚拟学习环境是在网络条件下产生的，它具有明显的特征：技术性、开放性、学习资源的丰富性及共享性、学习的自主性等等。数字图书馆与虚拟学习环境的整合可以满足不同读者的不同的学习需求。通过网络虚拟学习调动读者的感官认识，使其产生学习兴趣，并能变被动为主动。不仅学习到了知识，而且获得了学习能力的提升。
1.4 有利于同学之间，学生与教师之间的交流
传统的教育方式是受教育者与施教者，两者之间根本不可能实现所有学生与教师之间的互动。虚拟学习环境下，教育不再是单纯的只在校园或者在教室内的行为模式，学生对教师的依赖性减少了。学生可以向老师提出问题，寻求老师的帮助。老师也可以随时抽查学生作业，并对作业提出意见和要求。所以说虚拟学习环境更能启发学生的创造性、互动性。
2 数字图书馆与虚拟学习环境整合中存在的问题
2.1 技术层次低
虚拟学习环境依托于数字图书馆的发展，但数字图书馆涉及到图书馆本身结构的数字化以及管理程序、信息传递过程的数字化。它的形成必须依靠馆藏信息资源的信息数字化。数字图书馆是以数字化的形式，通过计算机和其它外部设备再现的信息资源。在发展过程中一些技术问题还不够完善，造成了读者下载资料困难。可获取的资源太少，因而不能真正提供“一站式”的服务。
2.2 资源有限
数字图书馆与虚拟学习环境的整合是为了让读者获取更多图书馆资源，为读者提供经数字化处理的多样化、全球共享的学习材料和学习对象。而在具体使用过程中，由于受到各种因素的制约，造成向读者提供资源有限。目前，高校馆藏数字化主要集中在学位论文、会议论文等电子资源（电子期刊、电子图书等），对多媒体资源及网络资源收集加工比较少，对图片、音频、视频、光盘等类型的资源提供的检索途径比较少。
2.3 读者利用的效率不高
目前国内许多图书馆资源与服务分布较散，一站式信息服务未能实现。一方面高校数字图书馆在资源整合过程中普遍存着数据缺乏规范，造成用户获取资料困难；另一方面图书馆资源内容采集不全，有些数据库的期刊在整合系统中没有收集。这些都是造成读者利用效率不高的重要原因。
3 加强数字图书馆与虚拟学习环境整合的举措
3.1 提高整合技术，完善整合后的系统功能
3.1.1 信息资源整合。信息资源的整合应以馆藏书目资源为核心，选择本校特色主题制作成独具特色的文献数据库或者专题数据库，对数目数据库、全文数据库和一些免费提供短期服务的数据库、自建数据库等多种载体进行全方位的提示与整合。对读者比较常用的资源，如电子期刊、电子图书、学位论文、会议论文等数字资源通过图书馆主页提供给读者。
3.1.2教师课件的整合。对全校优秀教师的教学方法、课程需要的资源等加以整合，以充实到虚拟学习环境中。
3.1.3 建立信息资源导航库 。根据读者需求，搜索、选择、挖掘Internet中的信息资源，下载到本馆或本地网络中，经过分类、标引、组织，通过网络或其他方式提供给用户。图书馆将这些整合出来的数字资源，通过一定的检索方法提供给读者。对于教师课件参考文献及教学参考书目与图书馆目录建立技术上的链接，达到虚拟学习环境和数字图书馆相融合的结合体。
3.2 加强读者信息检索技能的培训
对读者群的培训。从低年级的入馆教育到高年级的文献检索课的教育要分层次逐步开展，以达到即对学生进行培训，又对图书馆资源起到宣传作用。在全校范围内提高文献检索课教学力度，将文献检索课纳入必修的范畴，让文献信息检索知识成为学生走向社会后必不可少的知识点。
3.3 对读者信息需求的分析
3.3.1依赖心理。随着图书馆服务的更新，读者可以通过计算机、网络等技术查找他所需要资料。但读者还是希望通过一个界面能方便快捷的查找资料以及教学课件等。
3.3.2 求便心里。读者在利用虚拟学习环境时，倾向于手续简便、网络搜索引擎与入口提供单一的检索点。
3.3.3 求新心里。由于信息量大，更新快，读者在利用时希望获取的是最新的、经过筛选、具有高质量的资源与环境。
对读者信息需求的分析，是了解读者在虚拟学习环境中学习过程的一般需要，以便在虚拟学习环境的创建中更好地整合各种数字资源、教学资源，做到有的放矢。
虚拟学习环境是新兴的、不断发展的信息服务体系，教师、图书馆员和学生在这一学习环境过程中，将对数字图书馆和虚拟学习环境提出更多、更高的要求。
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1．1技术简介
虚拟现实技术(vR)是以计算机技术为依托，综合多媒体技术、传感器技术、人工智能、人机接 口技术、实时计算、工程仿真技术等多学科为一体的前沿技术，它能生成逼真的视、听、触觉一体化的人工虚拟环境，用户能以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互【l1。它具有 3个特征：逼真的临场感、自然的交互、提高学习者思维认知。vR突破了人类认识的时空限制，大大拓宽了人类对现实世界及未知世界的感觉和认识 ，为人们的实践活动提供了崭新的环境和手段。在军事、制造、医学、设计、艺术、娱乐等领域，vR都有广阔的应用前景。
1．2教育颔域应用现状及前墨
对教育领域而言，运用 VR能够通过计算机将三维空间或实物模型的意念清楚地表示出来，能使学习者直接 、自然地与虚拟环境中的各种对象进行交互，并通过多种形式参与事件的发展变化过程，从而获得最大的控制、操作整个环境的自由度[21。这种呈现多维度信息的虚拟学习和培训环境，以最直观、最有意义的方式为学习者掌握一门新知识、新技能提供崭新途径。 普遍意义上讲，完整的 vR系统需要高级计算机、头盔式显示器、数据手套、洞穴式投影等昂贵的硬件支持设备 ，这对于大多数教育教学单位都是难以承受的，从而严重制约了VR系统在教育教学中的推广应用。但在科技多样化发展的今天，VR系统也呈现出多样化的发展趋势，vR系统配置可以根据目标需求而定。设备投资大、开发周期长的复杂VR系统，一般应用于高校或航天军事等高端技术工作领域。而桌面型vR系统仅使用电脑单机，显示器是学习者观察虚拟环境的一个窗口，学习者可通过使用简单的外设(如鼠标、立体眼镜等)来驾驭虚拟环境和操纵虚拟物体，虽缺乏完全沉浸功能，但其结构简单、硬件成本低的特点非常适合在我国的普教、职教领域推广应用。
2 VR在职教个性化教学实验中应用的可行性
2．1 职教学情现状
在各类职业学校中，普遍存在的问题是学生学习兴趣不高，特别是在枯燥、乏味的理论知识学习中，这一问题尤为突出。但学生对于新颖事物具有强烈的好奇心和较高的动手愿望 ，因此， 在讲授理论知识时，辅以演示、实验、实训 ，并使人人都能动手参与，将会激发学生学习兴趣，从而提高教学质量。但这种教学方法存在一些问题：模型、设备、实验、实训条件有限，特别是一些价格昂贵的设备 ，不可能人人都能动手操作；盲 目操作会导致设备损坏，需要一定维修费用；在同一个地方完成理论、实践教学并不现实。
2．2 个性化学习
个性化学习是一种新的学习观，是伴随近年来教育改革发展，针对传统教育大统一的弊端提出来的。它是以学生原有的知识经验和个性特征为基础 ，以学生内在需求为核心 。以每个学生学习能力与个性的自由、充分、和谐发展为目标而实施的学习活动_l1。个性化学习中，师生处于分离或准分离状态，教师由传统教育中的主导者变为可利用的教育资源，成为教学资源中的一个组合因素，而学生也从被动接受教育的对象变为教育资源的选择者和利用者。由此可见，最为简单、易行的个性化学习载体就是基于web的学习动手实践，B／S模式、互动操作，可激发学生兴趣，从而自定义完成学习、实践任务。
2．3虚拟教学模型在个性化教学实验中的应用价值
就教师而言，实现了从传统讲授一简单图文课件讲授一简单图文课件+虚拟教学模型讲授的转变。既充实了教学内容，又丰富了教学手段和形式。同时，虚拟教学模型是使用计算机模拟出的实物形态，其使用同课件一样方便，既能达到直观教学的效果，也能使师生获得临场感，增强师生互动。
就学生而言，在计算机屏幕上观察到的是用vR技术数字化后的实物，只要有网络环境或在家登陆学校的模型web服务器，学生就可动手操作，同时有了直观模型的临场体验后，学生在面对实物操作时也易上手，杜绝了盲目操作。学生也可以通过协作探究解决问题。此外，卫生职业院校还承担着成人教育的培训任务 ，对于一些短训班或远程教学，在授课时演示或在web上一些虚拟教学模型，可帮助学员理解知识，并在一定程度上解决实验课中存在的问题。
虚拟教学模型可以通过编程定制、更新内容 ，节省了教学成本，有利于职教事业的可持续发展。另外，虚拟教学模型还可虚拟出一些新型的装备用于教研活动，体现出教学的前瞻性和创新性，如虚拟科学实验室、虚拟校园、特殊教育、仿真实验、专业实训等。
3卫生职教虚拟平台建模方案
针对卫生职教的教学特点，可以开发 4类桌面型虚拟现实应用 ：模型演示、过程仿真、场景展示、仪器操作。为满足个性化教学需求，均采用B／S的模式。
3．1模型演示(人体解剖学、口腔解剖学教学)
功能需求 ：虚拟口腔模型、器官模型在屏幕中三维立体显示 ，可用鼠标进行任意角度的调整观察 ，配合讲解，使学生获取最近乎于真实的感受。
可行性技术方案：Java Applet、Java 3D技术配合使用 3D模型辅助设计软件 (设计需导出 VRML2．0或 OBJ格式文件 ，如3D SMAX)。
论证：由需求可知，这种三维设计是基于图形建模的，可选用 VRML和 Java 3D技术在 web上 3D图像 。与传统VRML相比，Java 3D的功能和可编程性更强，具有 Java丰富类库的支持和良好的跨平台性，考虑构建 3D简单模型，并配合专业 3D模型设计软件构建复杂模型。客户端提供用户实验的环境主要采用 Java Applet来实现，使用 Java Applet编写图形用户界面，仿真计算任务由浏览器的 Java Applet完成 ，使用 Jav3D实现虚拟实验场景的3D显示，两者嵌入 HTML文件网页构成用户的前台操作界面，支持 web方式。
3．2 过程仿真(虚拟化学实验、虚拟口腔设备操作与维修)
功能需求：用户可直接操作 web中虚拟的化学实验装置和化学药品，完成实验。
可行性技术方案：同 3．1，但需考虑场景和复杂的操作交互 ，其程序编制较 3．1复杂。
3．3场舞展示(口腔诊所布局、ICU布局)
功能需求：真实再现室内环境格局、设备布局 ，可由鼠标控制，转动到任意视角浏览 ，用户有临场感。
可行性技术方案 ：超广角镜头转台摄影+静态图象 360。全景拼合显示技术(QTVR或 Java编程)。
论证：由需求可知 ，最简便的方法是基于静态图象进行建模。QTVR运用相机拍摄的真实全景图像来构建虚拟现实空间与计算机图形设计或其他 VR技术相比，其制作相对简单、制作周期缩短、成本低廉、且由于照片清晰度高，细节不会被遗漏观察场景时有身临其境感觉。由于数据量小 ，观察起来也非常流畅。另有使用 Java编程来实现静态全景拼接的方式，需Jav虚拟机支持。
3．4仪器操作(心电监护仪操作、心电擞据教学)
功能需求：心电监护仪器功能与实物一致，但数据不是现场实测，而是调用专家库中的临床教学心电数据资料，学生能通过鼠标点击虚拟心电监护仪相应按钮，得到相应结果，从而熟悉仪器操作，掌握相关临床知识。
可行技术方案：Windows平台下的 Lab View 8．0虚拟仪器软件设计(无须数据采集卡)。 论证：美国 NI公司的 Lab View图形化程序设计语言(G语言)是专门用于设计虚拟仪器的。它是用框图连线来替代传统的代码编写，而且内置 了丰富的仪器仪表控件(表盘、开关、旋钮、波形现实等)，可在虚拟前面板上根据需要自由组合D1。另外，它的数学分析、信号处理函数库功能强大，能够轻松完成临床教学心电数据的分析、处理、显示，并可根据所需功能对仪器快速原型化 。Lab View 8．0的Remote Panel功能支持 web方式。
4拓展、开发和意义
4．1 拓展、开发
(1)建立和累积可定期更新的开放型医学数据专家库。如心电临床数据、医学影像数据、口腔临床数据、设备维修数据等。依托网络通讯平台，实现教学素材的群体共享，为开展优质的教学工作做好充分的知识储备。
(2)建立和累积可定期更新的开放型教师评价专家库。广泛收集教师群体智慧、经验 ，将评价依据收纳到计算机教师评价专家库中，变教师个体评价为群体评判，这种评价更具客观性和综合性，而且依托网络通信平台，将教学评价机制进行共享，可提升教学质量 ，并为教学创新带来巨大益处。
(3)基于医学数据专家库、教师评价专家库 ，引入并应用人工智能技术，对于学生提交的实践作业 ，采用计算机自动评分一方面保证了评价的综合性、客观性；另一方面使学生成绩得到最快的反馈，进而及时进行自我调节，提高学习效果。
4．2 意义
(1)变经验重复型教研组织形式为经验研究型。这种基于智能专家库的架构大幅降低了教师的工作强度，取消了其重复劳动，教师可以充分利用教研时间，专注研究那些计算机无法得出结论的学生个性实例或计算机提取的学生共性、典型实例，从而不断更新、完善专家库内容，类似问题可在下次计算机评判中得以解决。
(2)为电子学档体系服务。电子学档(ELP)是指在信息技术环境下，学习者运用信息手段表现和展示学习者在学习过程中关于学习目的、学习活动、学习成果、学习业绩、学习付出、学业进步以及学习过程和学习结果进行反思的有关学习的一种集合体，主要用于现代学习活动中对学习和知识的管理、评价、讨论、设计等 。智能专家库评价体系是依托先进的计算机和网络技术构建的，能与电子学档建立数据交换接口，从而为教研评价分析积累充足的资料、为电子学档体系服务，对目前尚处于起步阶段的电子学档体系的完善和发展起到极大的推动作用。
(3)可进一步增强虚拟教学模型的网络协同实验功能。
参考文献：
【1】何克抗．教育技术学．北京：北京师范大学出版社，2007．
【2】汤跃明．虚拟现实技术在教育中的应用【M】．北京：科学出版社，2007．
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目前，虚拟现实技术已在航空航天、医学实习、建筑设计、军事训练、体育训练、娱乐游戏等许多领域得到广泛应用。‘在国外，虚拟现实技术已应用于课堂教学。虚拟现实技术作为新的教学媒体，它的出现无疑将对现代教育教学产生深远的影响。
一、虚拟现实技术在现代教育中的具体应用
虚拟现实技术在各方面都展现出了强大的应用可能性，蕴藏了无限生机，它能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。新兴的教育形式必将因其优越的一面而在未来教育领域中占有一席之地。
虚拟现实技术在现代教育教学中的应用主要有以下六个方面。
1、科技研究
当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术，如北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的应甩浙江大学在建筑方面进行虚拟规划、虚拟设计的应用；哈尔滨工业大学在人机交互方面的应用；清华大学对临场感的研究等都颇具特色 。
2、虚拟学 习环境
虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，在广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。
3、虚拟实验
利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等等，拥有传统实验室难以比拟的优势，不仅可以节省成本，还可以规避真实实验或操作往往会带来各种危险。
4、虚拟 实训基地
利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其 “设备”与 “部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。
5、虚拟仿真校 园
教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。虚拟校园也是虚拟现实技术在现代教育中最早的具体应用，它由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求：
(1)、简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览。
(2)、基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的三维可视化虚拟校园。
(3)、以学员为中心，加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台 (包括虚拟考场)。
6、虚拟远程教育
虚拟现实技术使得Internet的一片平面世界首次出现了的三维场景，它刚一问世，便引起了极大的反响，得到众多的软硬件厂商的支持，成为了Internet是最具发展前景的新兴技术。虚拟现实在各方面都展现 出了强大的应用可 能性 ，蕴藏了无 限生机 ，在教育领域中WEB站 点中，它可广泛用于学习情景创设，增加学习内容的形象性和趣味性；可视化的导航自然的人机界面等方面。如：创建网上三维图书馆。
二、虚拟现实技术在现代教育中的优势分析
1．弥补远程教学条件的不足。在实际教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识 ，加深对教学内容的理解。
2．避免真实实验或操作所带来的各种危险。以往对于危险的或对人体健康有危害的实验，一般采用电视录像的方式来取代实验，学生无法直接参与实验，获得感性认识。利用虚拟现实技术进行虚拟实验 ，则可以免除这种顾虑，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的或危害人体的实验。例如：虚拟的化学实验，可以避免化学反应所产生的燃烧、爆炸所带来的危险。
3．彻底打破空间、时间的限制。利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。例如学生可以进入虚拟发电厂内，考察发电机的每个部件的工作情况以及每个部件之间的相互联系，了解整个发电过程，这是电视录像媒体和实物媒体所无法比拟的。虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。例如，生物中的孟德尔遗传定律，用果蝇做实验往往要几个月的时间，而虚拟技术在一堂课内就可以实现。
4．可以虚拟人物形象。虚拟现实系统可以虚拟历史人物、伟人、名人、教师、学生、医生等各种人物形象，创设一个人性化的学习环境，使远教学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习。例如，在虚拟的课堂学习气氛中，远教学生可以与虚拟的教师、学生一起交流、讨论，共同探讨学习中的各种问题，进行协作化学习目前，尽管虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵，虚拟现实技术尚未能普及，但是，随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们有理由相信，与多媒体技术、网络技术并驾齐驱的虚拟现实技术作为一种全新的媒体，必将具有更加广阔的应用领域和发展前景，同时在现代教育领域，以其 自身强大的教学优势和潜力，也将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐。我们需要紧密关注，大胆探索与应用，最终使虚拟现实技术在现代教育领域得到广泛应用和推广并发挥其重要作用。
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2搭建虚拟实验室平台，为学生创造更多的实践机会
精细化学品化学的实验教学内容具有理论和实践结合紧密、知识性和趣味性强等特点，在化学化工类各本科专业创立之初，《精细化学品化学实验》就被列入培养计划，作为一门专业必修课程。然而随着专业定位的转变，我校应用化学专业所学的精细化学品化学实验仅仅是《现代化学实验技术》中小部分内容，所分配的教学课时非常有限。课时的大量压缩，导致我们不得不重新筛选实验项目，尽量考虑耗时短的实验，否则很难在规定时间内完成既定的实验目标;此外，学生人数太多，实验仪器设备及场所的配置不到位，也会造成多个学生一组共同完成实验，使部分学生难以进行有效的操作，得不到充分的锻炼。随着计算机、多媒体技术、互联网技术的飞速发展和应用，虚拟实验室将成为一种新的发展趋势，它可以解决传统教学方法、教学手段中存在的问题，是对传统教学模式的补充和完善。针对精细化学品化学实验教学过程中所面临的问题，可借助各种多媒体应用软件，结合精细化学品化学实验内容，通过建立“以虚代实”、“以软代硬”的虚拟实验室，为学生提供一个不受实验教学课时、实验场所、实验人员及实验条件限制，并能提高实验技能、培养创新能力和个性化发展的实验教学交流平台。通过大量人机交互实验操作，大大提高学生的学习兴趣和创新能力。与此同时，建立学生自主创新机制。针对某些与生活特别贴近的章节，如化妆品、食品添加剂等，可建议学生事先收集一些配方，在此基础上研究各组分的作用及原理，并借助虚拟实验室创新性地研制出新的配方，最后将配方付诸实际，利用各种手段分析所得产品的性能。如此，学生的动手能力得到提高，实验教学将取得良好的教学效果。
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(2)教学科研模块分为各地教育网站、课程改革研究、教育类期刊和教学研究论文等4个子模块；
(3)教学资源部分按平时教学实践的需要，又将其分为教案下载、课件下载、试题下载、教学图片、高考专栏和其他资源等六个子模块，在其他资源子模块中包含了软件下载网站、高中网站、大学网站和常用数据库网站四类；
(4)环境保护汇集了国内外主要环境保护网站、政府环境保护部门和环保论文的的站点；
(5)学生沙龙汇集了以创新、趣味实验为主的学科教学网站，供学生根据个人兴趣爱好，查阅、搜索各种学科实验的设计、过程和现象。
(6)国外资源分为网上图书馆、网上化学手册、各国化学会及虚拟社区和其他教学资源（含有各国科学教学、2061计划以及诺贝尔化学奖等）；
(7)优秀站点推荐此模块对国外优秀学科网站进行了仔细筛选，收集了部分信息资源含量大的优秀网站，并给出即时提示。同时进行了科学分类，以方便教学研究、双语教学和学科最新进展资源的查询。主要有美国化学会、Discovery(中英文)、Chemistry coach、网络化学网站（Chemistry Webercises Directory）、安全与健康等网站。
3 “化学导航”查询系统的特点
(1)信息量大汇集了国内外近70个比较著名的搜索引擎。多种有效的搜索引擎能供使用者作扩展性的查询，使用方便，快捷。这样，以不同的搜索引擎，运用不同的搜索技术，可以得到较为全面的信息。而在其他的资源子模块中，还提供了相当多的相关链接；
(2)科学分类按教学功能和活动类型，分为七大模块，在每个模块中，再分成若干相应的子模块。综合性较强的内容归类于“其他资源”子模块中。使得系统具有鲜明的教学实践、教学研究的特征；
(3)针对性强在整个查询系统中，几乎所有内容都应和化学教学有关，特别适用于中学化学的教与学。还根据网站所涉及的不同化学教学内容，进行适当的子模块分类，能在最短的时间查找到最新的资料；
(4)易于传播整个查询系统的大小只有1.省略”免费索取。
参考文献：
[1]陆真等.“化学舵手”网上化学资源查询系统的设计与制作[J].化学教学，2002,(3):36-38.
[2]缪强.化学信息学导论[M]. 高等教育出版社，2001:29-32.
[3]卢荣生.再谈从网上高效搜索中学化学教育信息[J].化学教学，2004，（7-8）：62-64.
[4]程智.网络教育基础[M].人民邮电出版社，2003:290-301.
[5]袁中直，肖信，陈学艺.化学化工信息资源检索和利用.[M]江苏：江苏科技出版社，2000:124-131.
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在远程教育的教学中，毕业设计(论文)是完成专业培养目标最重要的教学环节，也是培养学生综合运用所学基本理论、基本知识提高分析问题和解决问题能力的重要手段。现代远程教育主要利用计算机网络通信技术和计算机多媒体技术，以及运用这些技术所建立的具有双向交互功能的教学平台进行教学。经过几年的建设，各远程院校已广泛运用远程教育平台进行课程教学，为学生的自主学习提供支持服务。但开展网。卜毕业论文指导还很少研究，基本还是采用传统面对面的教学模式。本文给出了远程毕业设计(论文)辅导解决方案，并对传统模式和远程模式进行了比较研究。、
二、系统需求说明
本系统采用面向对象开发模型，为每一个使用者构建方便完整的虚拟使用环境。系统以用户为导向进行针对性设计，主要的用户有：学生、指导教师、评阅教师、答辩教师、教学管理员、教务管理员、系统管理员，系统主要的用例图参见图1。下面给出各类人员相应的系统功能：
1．学生
个人信息的自我管理。按阶段完成以下流程：根据自身情况完成选题，题目可以是根据实际情况自定或指导教师给定选择范围选定，选定后提交审核；开题阶段，根据指导教师的任务书完成开题报告、知识准备、任务的初步调研；提交中期报告，完成任务的大部分主体，并提交审核；根据论文格式要求完成论文和设计，并提交指导教师审核，按照规范提交评阅教师评阅，通过后参加答辩；通过答辩后，根据教务要求完成相应的提交工作；整个过程中电子资料的利用，以前课件的翻阅，论坛交流、多媒体的实时交互。
2．指导教师
个人信息的自我管理。按阶段完成以下流程：根据自己所长给学生提供选题．跟学生交互后确定学生选题，并制定任务书，对小组给出分工：辅导阶段，为学生营造好的学习氛围，相关电子资料、网站论坛的推荐，样例提供，实时非实时地与学生沟通．给学员答疑，参与论坛讨论，以及多媒体交互；控制学员进度，根据情况允许学生进入下一阶段，并对每一阶段给出得分和评语；对学生进行开题评审、中期评审以及终期初审。
3．评阅教师
系统后期把学生论文匿名提交评阅教师进行评价，由评阅教师匿名给出评论，学生根据评阅情况作出修改，并最终影响最后成绩；展示优秀作品。
4．答辩教师
利用系统对参加答辩学生的情况进行翻阅、拟定提问草稿；参与网上答辩，和学生进行文字、音频、视频白板、文档等交互进行答辩，并给出成绩和评语，同时对突出答辩过程进行评论，并提交展示。
5．教学管理员
对学生选题进行审核，并形成报表，查看进度，对进度进行监督，适时安排评阅教师和答辩教师参与工作；收集开题报告、中期报告及最终的论文和设计作品，并对过程进行定量分析，如指导教师的论坛发帖数，提交电子资料的引用数等；对论坛进行监管；对教学公告进行管理。
6．教务管理员
对参加毕业设计(论文)的学生进行审核，向系统提交参与学生的基本信息，向系统提交专业指导教师、评阅教师、答辩教师的基本信息；对过程中的开题、中期及评阅、答辩的成绩评语进行整理；对必要的资料数据进行存档。
7．系统管理员
负责权限分配，对学生、指导教师、评阅教师、答辩教师、教学管理员、教务管理员的使用权限进行管理；对数据库进行管理，做好备份和维护工作；对各类信息进行管理，制作调查表，收集各种数据，并提交教务教学管理员进行分析；收集系统运行情况，及时改进系统性能。
三、系统结构
系统采用B／S模式运行，系统软件体系结构如图2所示。系统包括：客户层、应用访问层、企业应用集成、数据处理和系统结构基础层等。
客户层主要是指满足用户请求的各种方式，系统可以支持SOAP和其他的客户机应用软件等。能支持现阶段所有符合HTTP标准的WEB浏览器，使客户只要会使用任何一种WEB浏览器，就可以对访问系统平台和向系统平台提交个性化请求，而无需学习和安装任何客户应用。
应用访问层构建于HTTP和XML技术，主要用于接收来自用户的不同请求，采用应用请求中间件技术可以支持客户层的多种协议请求。
企业应用集成主要以JAVA为核心技术，大量采用中间件技术、多层结构体系，使不同应用可以无需考虑部署在什么硬件平台上，使用什么数据库，透过多少复杂的网络，或是同一主机的不同应用系统。系统还能提供基于不同平台丰富的开发接口、支持流行的开发工具、支持流行的异构互连接口标准。系统主要通过JBOSS＋TOMCAT来建立。
数据处理系统是本系统平台的最重要组成部分，数据处理系统主要采用开放的MYSOL来实现。
四、技术方案及实现
1．开发工具
前台开发采用Macromedia Dreamweaver MX和E―clipse等完成。
Macromedia Dreamweaver MX是一款专业的HTML编辑器，用于对Web站点、Web页和Web应用程序进行设计、编码和开发。利用Dreamweaver中的可视化编辑功能，您可以快速地创建页面而无需编写任何代码。Dreamweaver还包括多种与编码相关的工具和功能，其中包括代码视图中的代码编辑工具(如代码加色和标签完成)，有关HTML、CSS、JayaScript、CFML、ASP和JSP的参考资料以及一个JavaScript调试器。在本项目中用来作为JSP的编辑工具，同时利用fwasi_vtfs_de．mxp插件进行STRUTS辅助开发。
Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台，其本身是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。Eclipse附带了一个标准的插件集，包括Java开发工具(Java Devclopment Tools，JDT)。Eclipse支持Java语言，也支持诸如C、C＋＋、COBOL、PLl等编程语言。在该集成开发环境可开发EJB组件、了AVA程序、C程序、WEB站点等各种不同类型的应用。其中Lomboz是一个免费的Eclipse插件，它将很多Java应用服务器、J2EE组件和Wcb应用开发集成到Eclipse中，可以帮助Java开发者使用Eclipse建立、测 试、部署J2EE应用。在此Lomboz上加上org．easYstruts．eclipse_0．6．4可很方便地完成STRUTS的开发。
2．应用服务器和数据库选型
后台采用开放应用服务器JBoss＋Tomcat和MYSQL完成。
JBoss是一个开放源码、功能强大的Java应用服务器，支持EJB 1．1和EJB 2．0的规范，是一个为管理EJB的容器和服务器，也是目前最受Java开发者欢迎的Java应用服务器。一方面，因为JBoss具有精良的、基于JMX的总线架构，这使得它在开发者中更加流行和实用；另一方面，JBoss Group本身积极参与J2EE相关规范的制定和相关技术的研究，这使得JBoss应用服务器本身能够遵循和推动J2EE规范的革新。借助于JMX，JBoss应用服务器的一切都是模块化的。tom―cat是iakarta项目中的一个重要的子项目，是sun公司官方推荐的servlet和isp容器，servlet和isp的最新规范都可以在tomcat的新版本中得到实现。JBoss＋Tom―cat已经成为一个免费的开源的稳定的J2EE服务器。
MySOL是一个真正的多用户、多线程SOL数据库服务器。MvSOL是以一个客户机／服务器的结构实现，它由一个服务器守护程序mysqld和很多不同的客户程序和库组成。MySOL主要目标是快速、健壮和易用。
3．J2EE技术及实现
本系统采用J2EE技术体系完成开发、实施和管理。采用的开发和实施架构是eclipse-SDK―3．0．1―win32＋lomboz．301 (开发工具)＋iboss―3．2．1 tomcat―4．1．24(中间件应用服务器＋Servlet)＋Apache(WEB服务器)＋mvsql-administrator-1．0．19-win-noinstall(后台数据库管理系统)。J2EE技术的基础就是核心JAVA平台或者JAVA2平台的企业版。它具有跨平台性和易移植性，方便存取后台数据库，在Internet具有保护数据的安全模式，同时其多层次结构也保证了新系统高可靠性及可扩充性、灵活性、易维护性、稳定的可用性等。
4．相关数据库
(1)辅导数据库。有学生基本信息表、教师信息表、管理员信息表、辅导日志表、选题表、开题表、中期表、终期初审表、评阅表、答辩表、成绩表、主要参与人员基本信息、过程各阶段性成果信息。
(2)论坛数据库。按主题专业划分成多个表。)
(3)资料数据库。提供各种文件、论文样例和电子图书资料。
(4)多媒体数据库。用于存放各类实时的语音、视频数据。
5．创建科学的成绩评价体系
毕业设计是一个科学研究过程，即经过知识准备、研究阶段、豁然开朗、完成几大阶段。对学生的最终评价应该是一种过程评价，而不是一评制或者是答辩定成绩的情况。
本系统基于对学生、参与教师的严格过程管理，把最终评分分到各个环节。选题、开题、中期、终期预评、论文评阅和答辩，再加上论坛参与的积极性等人气指数，最终形成总分，以期为学生形成良好过程习惯，对参与教师也有明确的监督作用。用公式表示如下：
最终成绩＝过程成绩＋评阅成绩＋答辩成绩＋人气指数
五、相对传统模式的优势
传统的毕业设计(论文)辅导是一种面对面、言传身教、师徒式的模式，该方式存在不少弊端，学员视野受导师影响，是一种近距离的交流，不适合远程教学。指导教师的精力有限，发挥作用有限，各种好的经验只能产生小范围的效果，人力物力资源共享不高。远程系统具有以下相对优势：
1．为系统的每一个参与者量身定做虚拟环境
利用远程辅导系统，指导教师可以方便地为学生创建良好的学习情境：提供已学课程的课件、参考的电子图书、相关的专业网站、相关的热点论坛、相关的电子文档，甚至开通相关的国家电子图书馆以供翻阅，努力反映当代科技发展水平，让学生了解、把握国内外在该研究领域的最新成果和发展动态。通过远程系统的论坛，创建针对性的论坛，指导学生浏览相关网页和资源，并对所得信息进行去伪存真、去粗存精。通过实时工具跟学生进行会话和协作沟通，经过引导，使学生在已有的知识上形成新的理论观点。远程系统也利于指导教师重整理论体系和知识结构，形成新的教学科研支点。
2．过程监督机制和科学的评分系统
传统模式容易出现学校缺乏对教师的真正有效监督机制和奖惩制度。教师对毕业设计的指导工作重视不够，导致计划和进度不能落实等实际情况。远程辅导系统严格按照选题、开题、中期报告、终期初审、论文评阅和答辩几个环节顺序进行，学生只有完成一个环节，才能进入下一阶段，而每一阶段都应该有指导教师和相关人员的审核评分，不然学生就不能进入下一阶段。在此基础上建立科学的评分体系，学生的最后成绩也不再是一票制，而是综合评分。同时利用远程系统能有效控制过程方式，能较好控制进度，对过程建立科学的量化指标，甚至学校可根据自己情况让学生提早启动毕业设计进程，以应对学生最后学期忙于找工作或考研而精力投入不足的问题。
3．远程辅导系统能使资源共享最大化
近年来高校扩招后学生规模扩大，指导教师精力投人不足，学生数量大幅增长，同时，高校的大多数指导教师同时还要承担有大量的教学和科研任务。由于毕业设计时间过于集中，以至于有的教师在毕业论文环节上投入的时间、精力非常有限，直接影响了毕业设计的质量。指导教师可以向远程系统提供相关课件、教学过程中的相关资料、网络索引链接、往年的论文设计样例等供学生参考。学生可以以访客身份参观其他同学的毕业进程和老师评价情况。专业教师可以通过论坛提出一些看法观点，对实时互动进行记录形成文件供全体同学进行观摩。通过这些创建良好的学习氛围，使教学资源得到最大的共享。
4．能培养学生的计算机应用能力和信息处理能力
现今的信息社会离不开计算机的使用，计算机的使用能力是毕业生的综合素质的重要组成部分，通过远程系统，学生可以得到资料检索、上传下载、文件处理、论坛交流、即时通讯等多种信息处理能力的强化训练，为以后打下良好的基础，也为以后的无纸办公、电子商务工作创造条件。
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一、当前的实验课程体系
药学是基于实践基础上发展而来的学科，因而其课程体系构成中实验为最主要的教学内容之一。我校培养方案中，将药学专业课程分为学科基础课程、专业核心课程、专业拓展课程。其中，学科基础课程包括有药用无机化学、药用物理化学、药用有机化学、药用分析化学、人体解剖生理学、微生物学与免疫学以及生物化学与分子生物学，专业核心课程主要包括药用植物学、生药学、药理学、药物代谢动力学、药物化学、药物分析学、药物毒理学、药剂学以及天然药物化学等，学生需经过论文答辩方能毕业。相比临床医学专业，药学实验所占比例较大，因而实验内容设置呈现传统化。选定统编实验教材，确定统一的实验内容，通过统一的实验讲授和演示让学员明确学习过程，按部就班完成实验操作，并将其结果以实验报告形式呈现给教师。标准化的操作，简化了实验准备工作，保障了实验的成功率，对学员的基本操作能力起到了一定训练作用。然而，我校药学专业新办不久，师资、实验设备和场所均较为有限，不能满足学生毕业答辩的需求。基于实际教学条件，我校一方面对多个课程增加综合性、设计性实验，另一方面对药学专业实施了从大学一年级就开始的全程导师制培养模式。通过导师制来补充实验教学之不足，同时也解决了学生论文答辩的要求。
二、存在的问题
目前，我校药学专业各实验课程普遍存在的问题是：1.实验内容呆板陈旧，以验证性实验为主，学生没有选择的机会和创新思维的必要。2.实验教学过程传统，从实验的项目、实验的讲义、实验的教授，直到实验数据处理和报告撰写，均为教师负责全程指导、规范，学生仅是按预先设定好的程序机械性劳动。3.各实验课程各自为战，实验内容、操作技术等衔接缺乏，整体渗透交叉缺乏。4.对实验教学成果评价不规范。目前评价学生动手能力的主要依据是实验报告中的数据，学生不认真处理和分析实验数据，教师也简单以撰写完整性、整洁性为主要评判依据。验证性实验、低水平重复性实验数量过多；实验过程中学生表现为默默按照老师安排进行实验操作，很少提出个人见解，积极性主动性实验兴趣均不高；实验报告普遍存在抄袭、敷衍现象。因此，经典的实验不利于训练学生的综合性思维和实验技能，不利于培养学生的创新性思维。
三、建立新型实验课程体系
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1 “技术型”工业工程人才的定位
“技术型”工业工程人才是掌握系统的工业工程专业知识和丰富从事行业专业知识，熟悉企业生产实践，具有系统思维能力的复合型专门人才，具有未来成为企业管理团队中技术专家的潜力。
“技术型”工业工程人才除应具备每一个高级人才的思想道德素质、文化素质、科学素质和身心素质外，还应该具备如下职业能力：
（1）丰富的企业生产实践：具有熟悉企业生产产品及工艺流程，及时把握企业发展脉搏的能力；
（2）系统思维能力：具备全局思考能力、系统性思维能力；
（3）深厚的业务素质：物流系统、生产系统和工作环境优化能力；
（4）价值创造能力：资本运作、资源管理、资源配置能力。
2 “技术型”工业工程人才培养方案设计
培养方案是人才培养模式的核心，决定着人才培养的质量。“技术型”工业工程专业人才培养模式综合改革要求改革传统的“管理型”工业工程人才培养方案，紧跟学术和实务前沿，构筑动态专业框架。
2.1 整体优化人才培养方案
与传统的“管理型”工业工程人才培养模式相比，主要突出“技术型”的复合型人才知识结构，包括形成专业理念、专业能力的基石性的专业知识；把握企业生产实践的行业专业领域知识；决定先进管理理念、管理知识和管理能力，创造高经济效率和高经济效益的管理学知识；促进具备宏观经济形势的判断能力形成的经济学知识；令培养对象谙熟为企业争取更多发展所需要资源的金融市场的金融学知识；保障扫除发展中的障碍，拓展企业疆界的社交能力的相关知识；适应国际化、决定涉外能力高低的外语知识；素质教育、决定“技术型”工业工程人才魅力的人文知识等。
（1）增设“工程与管理结合”的学科交叉课程。在基础工业工程、物流工程、人因工程、质量工程学、生产计划与控制、经济学、管理学、管理统计学等专业和专业选修课的基础上，逐步增设专业研究方法入门、专业案例研究、ERP软件操作、ERP沙盘模拟实验、企业过程再造、系统建模与仿真等交叉学科选修课程，充分发挥学科交叉性课程的知识整合作用。
（2）增设创新学分，强化竞课外科技活动和竞赛教育。在培养方案中增设创新学分，引导学生参加社会实践活动，参与每年举行的“希望杯”、“挑战杯”、“沙盘大赛”等竞赛，开展“竞赛教育”。“竞赛教育”在促使参赛学生围绕竞赛范围梳理、整合所学知识从而优化学生知识结构的同时，能够提升学生理论能力、创新能力。
（3）持续的教学方法改革。深入开展教学方法和方式研究，通过开展“案例式教学”、“设问式教学”大作业考核等教学模式形成学生主导的授课体系，调动学生学习积极性和主动性，通过导师制和创新团队建设，以申请专利为目标，激发学生的创新意识。
2.2 创新型的实践教学环节，增强学生实践能力
以培养持续创新能力的工业工程师为指导，加强实践教学力度，形成理论教学和实践教学的协同建设；课内实验、课程设计、实习、虚拟工业工程师训练营等实践教学环节的协同发展，将人才培养与资格认证相结合。
（1）以课内实验为基础，保证学生的动手能力。分阶段开设阶段性和综合性模拟实训课程，提高学生的动手能力。开设《动作分析模拟实验》、《质量工程模拟实验》、《物流模拟实验》、《生产综合模拟实验》、《ERP沙盘模拟训练》等。通过这些实训课程，逐步提升学生的实训能力，实现对从企业设立到企业破产全流程所需知识的综合。
（2）以实习为依托，使学生在企业实务中提高实践能力。聘请一些实习效果好的大中型企业的生产总监、经理等作学生的实务导师，对学生认识实习、专业实习、毕业实习和毕业论文进行指导，安排学生在实习期间和寒暑假期间到实务导师单位实践锻炼，应用专业知识协助实务导师做一些具体工作，协助解决一些具体业务问题以增强学生的适应能力。
（3）以课程设计为补充，培养学生的综合实践能力。对每一门主干专业课都开设有课程设计，将课程中设计的知识点融入一个综合的案例。
（4）以毕业论文为综合，综合锻炼学生解决实际问题的能力。做好毕业论文选题与导师的实际科研课题实际问题结合起来，使学生将大学所学全部知识综合起来进一步提高学生的分析问题和解决问题的能力，培养本科生科研能力。
（5）推出“工业工程专题”系列讲座。每学期至少聘请3-5名大中型企业生产总监和技术、管理人员或校友就热点问题和成功经验讲学，一个学生在大学4年共8个学期期间有足够机会取得企业生产总监和技术、管理人员的现身说法，激发学生关心企业实际问题的积极性，极大地丰富学生分析、解决实际问题的能力，激发学生关心企业实际问题的积极性。
（6）虚拟工业工程师培养是利用虚拟实验室、设计虚拟生产中心，借助虚拟外设，按照工业工程师考核要求，让学生扮演工业工程师角色，对虚拟生产中心进行改善，以考核学生理论知识的实践应用能力。
3 “技术型”工业工程人才培养方案
根据以上分析，设计了如下的“技术型”工业工程人才培养方案（图1）。
【参考文献】
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1．引言
随着计算机技术的快速发展，有效地推动了数字化校园的建设和发展，特别是数字化学习港的建设，为学校的人才培养、学科建设和学科研究服务提供了坚实的技术支持。随着各种应用系统的不断增加，校园网服务器数量越来越多，这就带来了校园网服务器管理复杂、资源利用率低和数据备份困难等问题。如何更加合理地分配资源，提高服务器的利用率，是数字化校园建设中必须认真解决的一个突出问题。
2．服务器系统应用现状
经过多年的发展，我校的网络中心已有各类服务器30多台，组成了庞大的服务器系统。随着服务器设备的不断增加，系统配置管理的时间增多，维护费用增加、灵活性和可靠性降低，系统资源闲置的问题日益明显。服务器系统实际利用率平均在35%左右。经过研究和分析认为，造成服务器系统适应能力差、利用率低下的主要有以下四种原因：
1）缺乏统一规划。随着学校教学工作的不断深入，很多教学系统、管理系统都需要增加服务器以支持其新的应用，结果导致服务器数量不断上升。各新增系统往往都采用单独的服务器部署，而实际应用服务所占用的系统资源容量比服务器计划订购的资源容量小很多。
2）软硬件资源配备复杂多样。多种多样的硬件平台、操作系统和应用程序，衍生了纷杂的信息服务系统论文参考文献格式。一些传统的应用程序使用老式的操作系统数字化校园，通常这些应用在编写的时候就已经确定了不能与其他应用共享一台服务器。必然造成部分系统资源被闲置。
3）学校的快速发展与服务系统的升级脱节。随着远程开放教育的不断发展，学员数量不断增加，同时网上考试的科目越来越多，给现有的服务器资源带来了巨大的压力，另一方面，利用率低的独立服务器造成资源闲置，但又无法投入使用。
面临系统架构越来越复杂的现状，单纯机械的堆积服务器是不能解决应用增加与服务系统部分资源闲置的问题的，最有效的办法就是进行服务器虚拟化。服务器虚拟化技术是当今信息产业界最受关注的新技术之一，其价值已在许多环境中得到验证，越来越多的高校开始考虑借助虚拟化技术提高服务系统的处理效率。
3．服务器虚拟化技术简介
3.1服务器虚拟化的概念
服务器虚拟化(Server Virtualization)是指多个操作系统在同一时间运行在同一台主机上。通过这种技术，在一台机器上可以支持Linux，Windows，UNIX等操作系统同时运行，而不需要重启机器就能切换操作系统。简单地讲，就是将物理机器、操作系统及其应用程序“打包”成为一个文件，称之为虚拟机。
图1 服务器虚拟化模型
服务器虚拟化技术的实质是一种方法，通过区分资源的优先次序并随时随地将服务器资源分配给最需要它们工作的负载，来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而储备资源的方法。它从两方向入手，帮助服务器更加合理地实现资源的分配。一种方向是将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，用户可以在这些看似独立的虚拟服务器上运行不同的操作系统和应用程序；另一个方向就是把若干分散的物理服务器虚拟成一台大的逻辑服务器，使用户可以像使用同一台服务器的资源一样来支配这些物理上独立的服务器，从而达到最大化利用资源的目的。
目前，服务器虚拟化技术分为硬件层次的完全虚拟化技术和操作系统层次的虚拟化。完全虚拟化是以VMware为代表，这种虚拟化使用一个虚拟机，在客户操作系统和原始硬件之间进行协调，完成虚拟化所需要的工作，完全虚拟化的最大优点是操作系统无需任何修改就可以直接运行，但缺点是操作系统必须要支持底层硬件。操作系统虚拟化位于操作系统的顶部，在操作系统之上实现服务器的虚拟化，主操作系统负责多个虚拟服务器的资源分配，并让这些服务器相互独立。
3.2服务器虚拟化技术的现实意义
1）减少服务器的数量，虚拟化技术可以支持实现物理资源和资源池的动态共享，可通过动态资源配置提高服务系统对应用的灵活适应力数字化校园，满足不断变化的应用需求，将极大的提高每台服务器的利用率，从而降低整个服务器基础架构的总体拥有成本。
2）降低管理复杂度，通过服务器虚拟化减少了物理服务器的数量，也就减少了相应的物理资源管理；隐藏物理资源的部分复杂性；简化了服务器部署、管理和维护工作，降低了管理费用。通过实现自动化、获得更好的信息和实现中央管理来简化公共管理任务；实现负载管理自动化。
3) 提高数据备份的可靠性，支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案，虚拟化技术可以实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分，可实现对数据和服务进行可控和安全的访问，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境。
4．构建高效数字化校园服务器虚拟化系统
校园信息化建设经过十多年的持续发展，已经进入了服务器的更新期。目前有两种选择，一是购买一两台高性能的服务器；二是按常规购买6～7台普通的服务器。前者采用虚拟化技术就能达到后者所能提供的性能和存储要求，并能实现简化管理、降低运行和维护成本、提高效率的目的。服务器虚拟化的优点的显而易见的，从主机到主流，服务器虚拟化已经是大势所趋，是数字化校园建设和发展面临的新挑战和机遇论文参考文献格式。
4.1服务器虚拟化的架构设计
针对各种数字化信息资源数据库种类和信息服务方式等特点，规划数字化校园网服务器虚拟化实施步骤，具体包括以下几个方面：
1）按照不同的操作系统的应用服务进行物理服务器分类，建立Windows、UNIX、Linux等物理服务器，在此基础上建立各自的虚拟服务器。
2）的物理服务器上根据各个数据库应用负载、存储空间、并发用户数和用户满足度等各项参数，配置相应的小你服务器，包括分配CPU、内存、硬盘大小及虚拟网络类型等，建立冗余的虚拟应用环境，既满足数据的快速拷贝，又能满足数据系统的灾难恢复的需要。
3）将需要用到的Oracle、SQL Server等数据库电子资源数据库进行整合，利用虚拟工具中的迁移助手将多个不同物理服务器中的系统迁移到虚拟服务器上，建立独立的数据库集群虚拟机，这样既可以保证了数据库后台的高可用性，同事也极大地提高了服务器的实际使用率，提升了应用平台的整体性能和降低了过来复杂度。
4）根据休息资源种类不同，将功能相同或相近的应用进行整合，建立虚拟服务器机群，如Web服务、FTP服务、APP服务、E-Mail服务等转移到相同的虚拟机上，使用虚拟IP地址，提高系统安全性能。
5）根据传统应用使老式操作系统机这些应用在编写时就必须独占服务器的特点数字化校园，利用虚拟化技术合并传统应用，使服务器能够快速频繁地重新分配。
4.2服务器虚拟化方案
本方案拓扑架构如图2所示：硬件采用联想万全R630 G7服务器，每台服务器均配置双HBA卡，通过两台光纤交换机分别连接到Lenovo-HDSAMS2100存储阵列的双控制器上，保证了整个硬件平台的冗余。软件选用VMware vSphere4.0 Enterprise版本，提供了诸如HA、DRS、Vmotion的高级功能特性，方便用户快速调整虚拟机的分布、资源的利用及当故障出现时的快速恢复能力，配合其提供的Data Recovery或者VCB备份接口功能则可对虚拟机文件进行快速的备份及恢复，另外虚拟化所具备的克隆技术则可以大大缩短新的业务平台或测试平台建设时间。独立的虚拟机管理服务器则提供了对整个虚拟化平台的集中化管理能力，通过集中化管理来大大提升整个平台的管理效率。通过虚拟化技术的使用也解决了很多数据中心存在的硬件设备资源利用低及大量硬件设备所造成的数据中心供电、散热等问题，保护用户投资。
图2 服务器虚拟化拓朴结构图
5．结束语
服务器虚拟化技术虽然不算是新技术，但是对于很多人来说，还是要有一个了解和接受的过程。在过去的数字化校园建设重在IT基础架构建设，现在和未来必将侧重于建设领先的虚拟化IT环境。服务器虚拟化技术在飞速发展的同时，虚拟化的基础架构也受到了很大的挑战，突出的问题是一个篮子里放了太多的鸡蛋是否安全？如果运行着10台虚拟服务器的主机出了故障，造成的损失能否补救？其实，这个问题已经有了很多的解决办法，不久的将来还会有新的解决方案供用户选择。相信在虚拟化厂商和用户的不懈努力下，虚拟化过程遇到的困难和问题鄢会一一被解决，虚拟化的明天必将更美好。
[参考文献]
[1]谭文辉.利用VMware实现数据中心服务器虚拟化[J]. 舰船电子工程，2008，6.
[2]周铁成.虚拟化技术在数据中心架构中的应用研究[J]. 现代计算机，2009，4.
篇13
一、建设目标与定位
冶金工程实践教育示范中心由苏州大学沙钢钢铁学院和沙钢集团联合建立，以提升大学生的创新能力和实践能力，培养适应冶金企业需求的高素质创新性人才为目标，新模式深化实践教学改革、创建校企合作培养人才和合作建设实践教学平台，将实践教育中心向更高层次推进，为建设国家级的冶金工程实验教学示范中心奠定基础，并在相关领域发挥重要的示范与引领作用。
中心为冶金人才培养提供工程实践训练和岗位实践训练的平台，从而满足冶金行业工程实践人才和卓越工程师教育培养计划的要求。通过培养标准和评估机制的建设，构建理论与实践相结合、应用与创新相结合、多学科专业相互融合的培养新模式，从而为本校工科的发展打造出特色模式，进一步强化学校与企业的全方位合作，双方充分发挥各自科研和技术装备的优势，通过优化资源配置，在人才培养、成果转化等方面实现共赢发展，为地方经济的发展做出更大的贡献。
二、完善实验教学体系，建设多层次实验平台
（一）构建“三层次、四结合、五模块”的实验教学体系
冶金工程领域是研究从矿石等资源中提取金硕或金属化合物，并制成具有良好的使用性能和经济价值材料的工程技术。基于冶金工程学科的特点，以加强学生实践能力与创新能力培养为出发点，秉承“注重实践、倡导创新，尊重个性、全面发展”的方针，不断优化人才培养模式与人才培养体系的思路，建立起新型的冶金工程实践的实验教学体系并在实践中应用。为提升大学生的创新和实践能力，培养适应冶金企业需求的高素质创新人才，我们将中心建设成为省级实验教学示范中心，发挥积极的示范与引领作用。以解决实际问题为立足点，以培养能力为核心，以实践创新为最终目的，构建“三层次、四结合、五模块”的实验教学体系。此实验教学体系是指分层次、分阶段、分类别设计实验教学体系及其内容，对不同年级的学生进行分层次的能力培养，分为基础层次、综合层次和创新层次，并将课堂教学与实践教学、校内实践与校外实践、虚拟仿真与现场实践、学术实践与科研创新相互对应、相互结合，构建基础实验模块；自主综合试验、认知实习和生产实习模块；虚拟实训和课程设计模块；自主创新实验和本科科技创新模块；本科毕业论文模块，以提高学生专业基础技能与实践创新能力。
（二）优化实验教学内容和结构，增强实践性及综合性
1.不断调整和更新实验内容，如增加冶金资源高效利用、湿法有色冶金、微波冶金等新领域实验内容，适应当前科技和行业发展，同时达到为学生补充新知识的目的。
2.增加动手课时，将实验分为必做、选做实验，满足学科发展和学生兴趣的需要，增强学生的自主选择性，尊重个性。即“以学生为本”，引导学生个性发展，拓宽知识面，激发学生的求知欲，提高学生的综合素质。
3.在实验教学过程中取消了大部分演示实验，提高综合性、设计性实验比例至90%以上，同时必须注重提升实验内容的质量，通过高质量的综合性实验训练，培养学生的创新精神，全面达到了提高学生综合把握和运用学科知识能力的目的。
（三）建O合作培养实践教学平台
建设校内工程实践教育中心子平台。
1.两个基础实验平台――冶金过程基础实验平台和先进冶金技术实验平台。通过这两个平台，学生可以学习掌握冶金过程的基础物性和全流程冶金工艺技术的测试方法，培养工程实践和科学研究的能力。
2.两个综合实验平台――生态与循环冶金实验平台和冶金工艺流程虚拟实践平台。学生通过固体废弃物利用、生物冶金等实验的学习，开展冶金二次资源处理与利用研究，了解冶金资源与环保等方面的前沿知识。通过冶金工艺流程虚拟实践平台实现“虚实”交互式实践教学，通过高炉炼铁工艺虚拟仿真、炼钢工艺虚拟仿真和连铸工艺虚拟仿真等模块，开展钢铁冶金虚拟仿真实践。
3.一个创新实验平台――创新教育平台。冶金工程学科教师直接参与实验教学环节，将先进理论、技术与科研方法融入实验教学内容，并结合钢铁企业生产的热点和重要技术问题，引导学生开展科技创新活动。在教师指导下开展创新立项活动，学生组成小组，自行设计、实施和完成项目，并选拔优秀项目，参加大学生创新创业训练以及企业技术创新和工程开发，通过理论联系实践，使学生的工程实践能力得到进一步提高，提升学生科学研究和科技创新的能力，充分体现了科研支持实验教学、服务人才培养的作用。
三、创立联合培养人才的新机制
（一）健全创新实践活动组织和管理办法
1.完善钢铁模拟大赛制度。逐步形成成熟的大赛机制，增加考题的数量，让比赛内容更加丰富；改进考题的内容，使大赛更加准确地结合生产与理论；合理比赛时间，保证学生能够参与大赛；完善大赛规则，使大赛更加公平合理；设立炼铁、炼钢和连铸单独奖项和综合奖项，颁发个人奖与团队奖，使得大赛向更加健全和规范的方向发展。
2.开设竞赛式自主创新实验。在已有的实践教学中，开设自主实验，通过这些实验，增强学生的自主创新、综合实践能力。但实验内容相对于学有余力的学生来说，实验方式灵活性小，学生发挥的空间小，因此拟引入竞争的形式，开设竞赛式的自主创新实验，拓宽学生发挥想象的空间，激发学生的自主创新实践热情。
3.创立“双师延续协导实践型科技创新与毕业论文设计”的实践创新能力培养机制，即采用校内校外双导师制度，全程协助指导学生的实践型科技创新，并延续科技创新方向，开展毕业论文设计研究。该实践创新能力培养机制，不仅能解决当前本科生科技创新活动与毕业论文设计存在的问题，而且增强了毕业论文设计的工作量、难度以及创新性，从而提升了大学生的综合实践创新能力。
（二）设计教师队伍的培养、引进和激励制度
1.教师队伍的培养：定期开展校内实验教师的岗前培训和专题培训，选派中心的实验教师到外进修；建设期间，鼓励教师申请留学基金，前往国外大学进修实践教学知识与技能；从外聘请专家，到中心交流座谈；从国内外大学引进兼职的实践教学教师，保持教师队伍的先进性。
2.教师队伍的引进要注重年龄、学历、经验的均衡组合，使得队伍具有较好延续性。将从企业引进经验丰富的现场专家与从大学引进教学实践经验丰富的教师相结合，在保证实验教学的同时紧密的结合实际，最终打造一支多元化的年龄、能力和知识结构的实验教学教师队伍。
3.建立教师激励制度。中心要结合教师工作特点，制定科学合理的教学评估指标体系和规范简便的评估办法，用制度和机制来保障教师的实验教学质量。中心对成果突出、进步明显的教师进行表彰，激励教师队伍不断前进。
四、结语
我校冶金工程实践教育中心充分发挥校企深度合作优势，将校内实习实训基地与校外实践教育基地实行一体化建设，全面解决了认识与生产实习时间短、学生多，难于深入观察了解，更无动手操作条件等问题，使其成为国内领先的冶金工程实习基地。
“三层次、四结合、五模块”的实验教学体系，明晰实验教学体系的过程、环节和指导思想及其相互关系，为提升学生的创新和实践能力，培养适应冶金企业需求的高素质创新人才，提供了实践教学体系保证。通过创立“虚实”交互式实践教学和“双师延续协导实践型科技创新与毕业论文设计”以及建设虚拟实验自主学习平台，改进和创新了学生能力培养环节，建成了实践教学创新能力培养体系，为实现卓越人才的培养奠定了基础。
参考文献：
