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關鍵詞:BIM;建筑信息模型;計算機輔助;設計與施工管理
建筑信息模型BIM(BuildingInformationModeling)是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立,通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息[1]。其涵蓋了關于幾何學、空間關系、地理信息系統等各個方面的內容,不但可以有效展示出整個建筑從設計、施工、完成、運營等的全部生命周期,同時還能將整個建筑的各個部分、系統有效呈現出來。相對于傳統電腦輔助設計出來的矢量圖紙,由BIM設計出來的建筑信息模型則更能多圖、立體展示,使整個建筑物的設計實現數字化、精確化。BIM技術具有可視化,協調性,模擬性,優化性和可出圖性等五大特點[2]。
1BIM技術存在的特點
1.1可視化
可視化是整個BIM技術應用的最大亮點。對于建筑施工產業來說,實現可視化不僅能夠使施工設計人員看到“立體圖紙”,將以往的二維線條立體的展示在人們面前,免除了傳統“想象圖紙”造成的誤差。另外,因為BIM的可視化特點,整個項目的設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策、運營等都能在可視狀態下進行。
1.2協調性
目前,我國很多建筑行業的協調管理能力都較差,各單位部門之間的協調配合工作都存在問題,施工過程中常常發生扯皮、溝通不暢等問題,影響施工效率,且不能有效采取措施進行補救。而BIM技術的協調作用則可以有效除了這些問題,所有工程建造過程中,可以通過BIM建筑信息模型進行協調,各部門通過協調數據進行工作的溝通和解決,不但能有效提高溝通工作效率,同時還能解決各部門的碰撞問題,實現工程的高效運行、管理。
1.3模擬性
模擬性也是BIM技術的一大優勢,BIM技術所具備的模擬性不但可以模擬出設計出的建筑模型,同時還能將建筑模型應用到虛擬世界,模擬真實世界中不容易操作的事物和程序[3]。比如在進行建筑設計時,可以通過計算機系統模擬緊急疏散通道、模擬日照模式、模擬逃生過程等,這些模型功能都能在低成本下進行,不但能節約其實現成本,同時還能通過模擬來優化確定更合理的施工方案。
1.4優化性
整個建筑工程設計、施工過程中實際上是一個不斷進行設計、施工、運營等優化的過程,而采用BIM技術進行的建筑工程施工管理,能更加簡便、快捷的進行優化。通常情況下,優化的內容包括信息內容優化、程序復雜優化和建筑時間優化。在BIM技術系統中各項幾何信息、物理信息等都實際存在,可以通過系統直接進行優化操作。對于過于復雜的程序和信息,在BIM技術的幫助下,也不需要人員進行干預和優化,BIM技術都可以輕松實現。
1.5可出圖性
相比起以往的2D圖紙,BIM系統下的圖紙不但可以展示出建筑外部,同時還可以具體展示各項內部構件及相互位置關系等等。通過可視化展示、協調、模擬、優化以后,可以幫助設計人員設計出更加完善、科學、合理的施工圖紙。
2BIM在建筑設計與施工管理中的應用
2.1優化交互設計
傳統的CAD制圖模式,設計出的是平面2D圖紙,對于一些特殊部件的構造和設計,不能立體展現出來,而采用BIM技術進行數字化建筑模型設計,可以在設計過程中,根據需要添加各項數據和內容,豐富建筑結構本身。并且,設計者可以直接通過計算機模式進行各部件交互活動,進行建筑的虛擬構建,使制圖更加生動、形象、直觀,這些方法都使得后期管理、施工方面更加簡便。
2.2實現工程數據與構建模型的高度集成
利用BIM技術進行建筑設計,可以形成3D與2D結合的圖紙,設計者可以根據不同的建筑需求,定義建筑構件在不同視圖下呈現不同表現。并且,這些不同的表現是可以被人為調整的。例如,在設計建筑開關門的方向時,可以通過計算機數據進行調整,使三維模型也發生相應的調整,從而保持設計與施工的一致性。在整個BIM設計出的建筑模型中,工程數據與構件模型是高度集成的,而傳統的2D圖紙只是BIM模型的“副產品”[4]。
2.3使模型修改高度智能化與自動化
參數模型是BIM技術的一大核心科技,通過參數模型,可以將設計模型與行為模型有效集成整體,而整個項目文件又是一個集成的數據庫,因此,所有的內容都可以準確實現關聯。與傳統的2D制圖相比,BIM產生的信息則更加全面、協調性好、一致性高,能幫助設計師得到高質量、協調一致、可靠的模型成果,從而幫助管理、溝通,大大提高了設計質量和效率,減少了圖紙的出錯率,大大節約了前期設計成本。
2.4支持整個工程管理過程
BIM技術的確立是為了在建筑生命有效周期內,提供面向不同應用及階段,高度集成化的工程數據模型[5]。目的是在整個建筑工程過程中,從工程的計劃、設計、施工到管理、運營,BIM系統都可以從始至終的進行貫穿的操控管理。在這個管理過程中,系統可以根據各個條件創建不同的BIM模型,這些模型被設計人員創建后,可以通過計算機系統給其他部門,達到告知的目的,各個部門則可以根據系統發出的指令按計劃進行施工建設,使整個建筑建設過程中的每個環節都得到貫徹、統一,從而提高了各方面工作效率。
3結語
社會發展,技術的進步,使得越來越多的高新技術應用于各個行業,基于BIM的計算機輔助技術也廣泛應用于建筑設計與施工管理中。將BIM技術應用于建筑設計與施工管理中,不但能有效提高建筑設計效果,優化設計流程和建筑流程,同時還能進一步提高施工管理效率,使建筑施工的各個環節得到有效控制和管理,真正提高工程建設質量和建設效率,促進整個建筑行業的發展和進步。作為建筑行業從業人員,要充分認識到BIM技術的各項優點,掌握BIM技術的基本操作方法和思路,在工作中,積極進行嘗試和創新,將新型技術與日常工作相結合,從而不斷優化工作流程、工作方法,不斷提升自身能力價值,從而促進我國建筑行業的轉型與發展。
參考文獻
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[3]張建平,李丁,林佳瑞,等.BIM在工程施工中的應用[J].施工技術,2012,(16):17-18.
【關鍵詞】自主學習;計算機輔助語言學習;英語成績
【中圖分類號】G40057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)05―0054―04
一 前言
早在上世紀六十年代就有一些歐洲的教育學家提倡把訓練學習者對自己的學習負責當作教育的目標。然而,直到上世紀九十年代,自主學習才開始引起各界教育學家和語言研究者的廣泛關注。自主學習的起源和發展離不開一系列現代教育心理學理論,包括人本主義、認知理論和建構主義。語言學家D. Little[1]在1996年強調自主學習是指學習者能夠獨立地對自己的學習進行計劃、指導、管理和評估等。自主學習提倡以自我為中心,強調學習者的自覺參與和自我指導。不難想象,對學習者自主學習能力的培養需要一個長期的過程。學習者首先要學會有意識地對自己的學習負起責任,然后通過不斷的努力去弄清楚自己學的是什么、為什么學和要如何學。自主學習后來被認為不僅是學習發展的目標,而且也是學習發展的模式。近十年來,國內不少外語教育者[2~8]也逐漸認識到培養學習者自主學習能力的重要性及優越性,并對自主學習做了較為深入的研究。他們普遍認為,從事自主學習的重要性在于它可以針對學習者的不同需求與風格,有效地拓展課堂學習及增強學習者獨立分析和解決問題的能力。然而,根據針對國內高校外語自主學習情況的一些調查[9~10]顯示,大多數學習者不具備良好的自主學習能力,而且自主學習的條件仍然十分有限。由此看來,要提高整個國內高校大學生的外語自主學習,一方面要增強學習者自身的自主學習能力;另一方面要進一步改善自主學習條件與環境。
隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,早在上世紀六七十年代就開始興起的多學科交叉領域計算機輔助語言學習(CALL)在近些年引起了語言教育者的極大關注。它涉及教育技術學、應用語言學、認知學及信息學學科等,主要研究計算機技術在語言學習與教學中的應用。隨著對CALL的不斷探索和研究,現在CALL已和現代教育思想和語言學習理論緊密地聯系起來,構成了一種新型的學習模式。這種模式能為外語學習者提供豐富的學習資源、多樣的學習工具、及時的反饋和幫助以及大量應用語言知識的機會[11];讓學習者能自主安排學習時間及進度;培養學習者有意識地進行自主學習等。近些年,國外已有不少學者對以建構主義為理論背景的計算機輔助語言學習和外語自主學習之間的關系進行了多方面研究。大多數研究結果[12~16]表明,計算機輔助模式能夠有效地促進外語自主學習。然而,這些研究往往不以中國學習者為研究對象。另外,國內學者對計算機輔助語言學習的研究,主要限于課堂教學,討論計算機的一些輔助教學功能,還沒有真正把計算機技術的應用引入到外語自主學習當中。所以,計算機輔助模式是否能有效改善中國學習者的外語自主學習,提高他們的外語學習成績是本研究關注的焦點。
二 研究方法
1 研究目標
為了揭示計算機輔助模式是否能對中國學習者的外語自主學習起到積極的作用,作者將以國內大學生為研究對象進行實證性研究。研究目標主要有:(1)在外語自主學習中使用計算機輔助材料一個實驗學期后,被試學生的聽說成績是否能得到顯著性的提高;(2)一個實驗學期后,在外語自主學習中使用計算機輔助材料的被試學生是否與保持傳統模式的被試學生在讀寫成績上出現顯著性的差異;(3)一個實驗學期后,在外語自主學習中使用計算機輔助材料的被試學生是否與保持傳統模式的被試學生在整體外語成績上出現顯著性的差異。以上的定量研究結果將有效地說明計算機輔助模式是否能對中國學習者的外語自主學習產生積極的促進作用。
2 研究對象
從電子科技大學隨機選取的來自機械電子工程系本科一年級的三個班級將作為研究對象參與本實驗。這三個班級的學生人數都分別在三十左右,平均年齡及男女生比例基本相同,而且他們都是由具有相似教學經驗的外語教師授課。此外,為了保證最終實驗結果的有效性,作者對這三個班級上學期的期末英語考試成績進行了單因素方差檢驗(表1)。結果發現,三個班級的成績之間沒有顯著性差異。這樣,我們可以認為,在本實驗前三個參與班級處在相同的英語水平上。
3 研究資源
以上作為研究對象的三個班級被隨機選取成一個實驗班和兩個控制班。在實驗學期里的英語自主學習中,實驗班將同時使用高等教育出版社出版的大學英語視聽說學習系統(針對聽說學習,要求學生每周進行四個小時的學習)和體驗英語2網絡教程(針對讀寫學習,要求學生每兩周完成一個單元);控制一班將僅采用以上視聽說學習系統(針對聽說學習,要求學生每周進行四個小時的學習);控制二班將保持傳統的外語自主學習,即不使用任何計算機輔助材料。實驗班和控制一班的學生可以在自主學習中心(限于局域網)對以上的學習資源隨時進行瀏覽。在實驗學期結束時,實驗班的學生應該完成視聽說學習系統的0至4級和網絡教程的四個單元內容;控制一班的學生也應該完成視聽說學習系統的0至4級。
三 研究工具及研究結果與分析
1 對比實驗班在實驗學期前后的英語聽力和口語成績
(1) 研究工具
實驗班的學生將分別在實驗學期前后參加一次聽力和口語測試。前后兩次的聽力測試均包括短對話,短文理解和復合聽寫。前兩部分的題目選自大連理工大學出版社出版的大學英語三級考試模擬試題,題型為單項選擇;第三部分的題目選自近年的大學英語四級考試真題,題型為填空。另外,前后兩次的口語測試均要求兩位學生為一組進行角色扮演。口語測試的話題主要涉及日常生活,比如運動、旅游及購物等。口語測試的評分標準以大學英語四級口語考試標準作為參考。因為前后兩次的聽力和口語測試題目均屬同級題目,而且在經過進一步的仔細對比后,它們被認定處在相同的難度水平上。
(2) 數據收集
以上實驗學期前后的兩次聽力測試都在大學英語課堂上完成,各持續三十分鐘。成績將嚴格按照試題評分標準進行計算。在兩次口語測試中,每組學生需要根據抽取的題目進行五分鐘的對話。作者和一位英語教師同時參與兩次口語監考,以此降低個人主觀性對測試的影響。兩位監考教師給每位學生評定的分數將被平均后最終成為學生的口語成績。
(3) 結果與討論
對實驗學期前后實驗班學生的聽力和口語成績進行對比的結果分別顯示在以下表2和表3中。從對比聽力成績的配對樣本t檢驗結果來看,t值為-2.603,自由度等于28,雙尾t檢驗的顯著性概率為0.015,小于0.05。這說明實驗學期前后的兩組聽力成績之間的差異達到了0.05的顯著性水平,即兩組聽力成績之間存在著顯著差異。再根據對平均值的觀察可以發現,實驗班在實驗學期后的聽力平均成績(14.28)比實驗學期前的平均成績(12.10)高出了兩分多,即聽力后測成績較前測成績有了顯著性的提高。這也就是說,在自主學習中使用視聽說學習系統促使實驗班的學生在英語聽力方面有了顯著的進步。接著,從對比口語成績的配對樣本t檢驗結果來看,t值為-4.611,自由度等于28,雙尾t檢驗的顯著性概率為0.000,小于0.01。這說明實驗學期前后的兩組口語成績之間的差異達到了0.01的顯著性水平,即兩組口語成績之間存在著非常顯著的差異。另外,根據對平均值的觀察可以得出,實驗班在實驗學期后的口語平均成績(79.45)比實驗學期前的平均成績(75.72)高出近四分,即口語后測成績較前測成績有了非常顯著的提高。換句話說,在自主學習中使用視聽說學習系統促使實驗班的學生在英語口語方面也有了非常顯著的進步。
2對比實驗班和控制一班在實驗學期后的英語讀寫成績
(1) 研究工具
實驗班和控制一班在實驗學期后都將參加大學英語期末考試。期末考試中讀寫部分的成績將在本項實驗中被用來進行比較。讀寫部分主要考察閱讀理解、詞匯與語法結構、翻譯和寫作。
(2) 數據收集
在大學英語期末考試中,每個班級將由兩位教師監考,考試持續兩個小時。試卷的批改由每個班級的英語教師承擔。教師批改試卷時將嚴格按照試題的評分標準計算成績。
(3) 結果與討論
對實驗學期后實驗班和控制一班的讀寫成績進行對比的結果顯示在以下表4中。從對比兩個班讀寫成績的獨立樣本t檢驗結果來看,t值為2.008,自由度等于59,雙尾t檢驗的顯著性概率為0.049,略小于0.05。這說明實驗班和控制一班讀寫成績之間的差異恰好能達到0.05的顯著性水平,即兩個班的讀寫成績之間存在著顯著差異。再根據對平均值的觀察可以得到,實驗班的讀寫平均成績(55.69)超過了控制一班的讀寫平均成績(51.47)四分多。這進一步說明,在自主學習中使用體驗英語2網絡教程使得實驗班的學生在英語讀寫方面顯著優于未使用該教程的控制一班學生。
3對比實驗班和控制二班在實驗學期后的英語成績
(1) 研究工具
控制二班在實驗學期后將同樣參加大學英語期末考試。實驗班和控制二班的期末考試成績將在本項實驗中被用來進行對比。英語期末考試包括筆試和口試兩部分。其中,筆試部分主要考察聽力理解、閱讀理解、詞匯與語法結構、翻譯和寫作。需要指出的是,由于口試部分是由不同教師監考不同班級,這樣監考教師的個人主觀性勢必會影響到學生的成績,所以,作者認為口試成績不夠可靠,從而口試成績將在以下的成績對比中不予考慮。
(2) 數據收集
與以上第二項實驗的數據收集方法相同。
(3) 結果與分析
對實驗學期后實驗班和控制二班的英語期末考試成績(口試成績除外)進行對比的結果顯示在以下表5中。從對比兩個班期末成績的獨立樣本t檢驗結果來看,t值為1.817,自由度等于55,雙尾t檢驗的顯著性概率為0.075,雖然大于0.05,但小于0.10。這說明實驗班和控制二班期末成績之間的差異只能達到0.10的顯著性水平,即兩個班的期末成績只能說是在0.10的顯著性水平下存在顯著差異。在作者看來,造成此次檢驗中被測兩者之間的差異未達到0.05的顯著性水平的主要原因可能有兩個:一是在此檢驗中對比的成績里沒有考慮口試成績,然而與傳統模式比較,計算機輔助模式往往在提高口語方面會占有較大優勢;二是整個實驗的時間可能還不夠長,以致實驗結果不能精確地呈現出兩種模式之間的差距。但值得一提的是,與對三個班級上學期期末英語考試成績進行的事后多重比較檢驗結果的對比來看,這里兩個班期末成績之間的差異所達到的顯著性水平要明顯低得多。這表明實驗班和控制二班英語水平的差異在實驗學期后明顯有所擴大。另外,根據對平均值的觀察可以發現,實驗班的期末平均成績(64.59)超過了控制二班的期末平均成績(59.61)近五分。這也就是說,在自主學習中同時使用視聽說學習系統和體驗英語2網絡教程使得實驗班的學生在整體英語水平上明顯優于未使用任何計算機輔助材料的控制二班學生。
四 結束語與展望
總而言之,從以上對三個班級各項成績的橫向和縱向比較分析來看,計算機輔助模式能夠有效地促進外語自主學習,并從整體上明顯改善學習者的英語成績。與傳統模式比較,計算機輔助模式不僅能更好地幫助提高學習者的聽說能力,而且還能更好地幫助提高他們的讀寫能力。這也就是說,在英語自主學習中,學習者使用計算機輔助材料的效果要明顯優于使用傳統材料的效果。然而,如果學習者能花更多的時間了解和熟悉計算機輔助模式,而且學習者對計算機的運用不再局限于一種或幾種學習材料,即通過將計算機與互聯網鏈接讓學習者有機會接觸更多的真實語料,那么計算機輔助模式在促進學習者的外語自主學習上可能會表現出更強大的潛力。例如,學習者可以從互聯網上獲取更豐富的學習資源和更多樣的學習工具,并通過電子郵件、聊天室或網上討論區等真實的交流渠道更廣泛地應用所學的語言知識等。因此,在了解了本研究中計算機輔助材料對學習者外語自主學習的促進作用之后,如何進一步利用互聯網來促進外語自主學習有待今后更深入的討論。
參考文獻
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關鍵詞:實驗室 學習支助服務 質量
【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216(2015)07C-0052-02
高校實驗室是高等學校進行實踐教學、科學研究的主要基地,也是教學體系的重要組成部分,其質量的高低直接影響著高校的教學質量和科研水平。近年來,高校學生和教師利用實驗室進行學習、教學和科學研究的時間大大增加。如何解決他們在實驗室學習時遇到的困難,滿足他們的學習需求,直接關系著教學和科研工作的順利進行。這就需要實驗室管理部門為實驗室的學習者提供各類支助服務,解決學習者的困難,提升高校教學水平、科研水平及管理水平。
實驗室學習支助服務是指由教育機構、學習支助服務組織或服務人員提供的,以滿足和超越實驗室學習者的需求、提升服務質量為目的,在科學的管理理論及服務管理實踐的指導下,通過組織和激勵各職能部門及其服務人員,為在實驗室進行研究、學習的學習者提供的一切可以消除學習困難、提升學習者的滿意度、使他們順利完成學習任務的人員、信息、設施、資源等相關服務因素的協調與控制活動。教育機構和實驗室管理人員在對學習者進行支助服務的過程中發現,在設備、資源、管理制度等方面很大程度上無法滿足學習者的需求,為學習者提供的各項服務沒有十分到位,學習支助服務的質量還需要進一步提升。
一、高校實驗室學習支助服務中存在的問題
(一)實驗室管理機構的管理模式及理念滯后
目前,大部分高校實驗室管理人員采用傳統的管理模式,以管理者的經驗和感覺為主要依據,整個實驗室管理機構也仍然受到學校傳統管理思想的約束。實驗室學習者在學習過程中遇到的困難和部分無法得到滿足的需求,很大程度上是因為管理者沒有以學習者為中心,沒有完全考慮到學習者的學習目的和學習需求,管理機構也沒有及時引進科學的管理模式去培訓管理人員,導致整個管理團隊呈現出在管理理念和方法上滯后的現象。
(二)實驗室管理人員專業技術能力不強
實驗室的管理人員是學習者的直接管理者,他們承擔著向學習者提供專業技術咨詢和幫助的任務。因此,他們的專業能力和管理方式直接關系到實驗室學習支助服務的質量。目前,高校的實驗室存在管理人員人數不足、人員整體素質不高、缺少高水平的指導人員、缺乏統一管理等問題。這些問題直接導致了學習者的疑問和困難無法得到解決,利用實驗室學習的效果大打折扣。
(三)實驗室設備老化嚴重、利用率低,實驗資料、信息更新緩慢
隨著科技的飛速發展,實驗室中儀器設備的更新與淘汰加快。很多儀器設備老化嚴重,無法有效用于實驗教學和科研;一些大型精密實驗儀器利用率過低,學習者無法充分利用進行實驗學習;學校和各學院對實驗室投入的資金有限,無法及時修復損壞儀器或更新儀器設備;與此同時,實驗室設備存貯的學習資料更新緩慢,與學習者的需求嚴重脫節,信息噪音較大,致使學習者走入知識歧途。
(四)實驗室管理質量標準不完善、監控力度不足
大部分實驗室管理機構的質量標準文件制定不夠科學、完善,沒有從學習者的需求出發制定質量標準,甚至一些機構根本沒有服務質量管理文件,導致實驗室學習支助服務質量的高低無法進行測評;實驗室管理機構對實驗室服務質量的監控力度較低,缺少專門的人員隊伍,監控次數較少,沒有科學的監控方法。監控力度不足會導致服務質量出現問題后不能被及時發現,最終引起服務質量及學習者的滿意度降低。
二、高校實驗室學習支助服務改進對策
針對以上問題,以服務管理理論和學習支助服務理論及其先進實踐為基礎,高校實驗室學習支助服務可以在以下幾個方面做出改進。
(一)引進、學習新型管理理念及方法
為了提升服務管理質量,實驗室管理機構需要及時引進一些符合實驗室學習特點、并經過實踐檢驗的新型管理理論和方法,這樣可以針對學習者的特點,為他們提供更有效的服務。針對實驗室學習的規律和特點,實驗室管理機構可以學習和利用人本管理理論與方法為學習者服務。人本管理把“人”作為整個管理活動的核心和組織中最重要的資源,在實驗室學習支助服務這類管理活動中,應以“學習者”為核心,管理機構需要從人員、信息、設施、資源等各個方面以學習者的感受、需求為出發點,為學習者提供一切可以提升他們滿意度的服務。管理部門和人員應善于利用各種有效的渠道去了解學習者的需求,對學習者進行持續關注,為學習者提供個性化的服務管理。
(二)培育專業化的服務管理人員隊伍
加強實驗室專業技術人員隊伍建設,培育專業化的服務管理團隊是提升實驗室服務質量的關鍵因素。首先,在選拔實驗室人員的過程中,應從人員的學歷、知識結構、實驗操作技能以及個人特征等方面出發,綜合評價人員是否適合進行實驗室管理和實驗技術指導工作。其次,實驗室管理機構需要對現有實驗室人員進行定期培訓,加大培訓資金的投入,增加提升專業知識和技能的機會,并針對實驗室最新設備的技術要求和實驗室學習者的特點,制定科學、合理的培訓方法,使實驗室人員不斷充實自我,勝任本職工作。第三,實驗室管理機構應建立實驗室崗位職責管理條例和人員考核制度,不斷地激勵實驗室人員盡職盡責,為提升實驗室服務管理質量服務。
(三)加強實驗室整體資源建設
由于科技飛速發展,一些實驗室的設備淘汰率升高。針對這一類型的實驗室,管理機構應加大資金投入力度,制定長遠規劃,健全實驗室經費投入機制。同時還應制定嚴格的經費管理制度,杜絕實驗室經費的挪用和浪費;管理機構應盡早實現實驗室的全面開放,實驗室管理機構和學習者分享了自己的設備資源和信息資源,同時也獲取了他人的設備資源和信息資源,實現了信息的流通和資源的優化配置。實驗室開放不僅有利于培養學習者科研能力、創新能力、團隊協作能力,而且可以大大提高儀器設備的使用率,使得教學工作和科研工作的質量得到改善,推動實驗室的全面發展。
(四)制定科學的質量管理標準,強化監控力度
科學、嚴格的質量管理標準是實施過程化管理的主要因素。然而,要想擁有科學的質量管理標準,關鍵在于制定完善的質量標準指標體系。首先,實驗室管理機構需要明確實驗室學習支助服務的內容、范圍及特點,重要的服務內容一定要列入指標體系;其次,根據實驗室的類型和實際情況,針對學習者的學習要求和學習目標進一步細化指標體系,爭取做到具體、全面、細致;再次,要嚴格執行質量管理標準。標準制定完成后,需要管理機構對其執行情況實施嚴格的監控,確保監控內容全面、監控方法科學。管理機構還需要及時分析監控結果,對比結果與標準,找出實際效果和質量標準之間的差距以及需要變更的內容,將反饋的信息作為改進的基礎,不斷循環往復,提升實驗室學習支助服務的質量。
參考文獻:
磁現象是生活中常見的現象,也是物理學重要的研究對象.在初中的人教版《物理》九年級磁現象一節中,通過磁鐵吸引大頭針的數量的不同數目,歸納得出磁極的概念,利用鐵粉模擬小磁針來形象地模擬磁體周圍的磁場分布情況.高中階段對磁場的描述從定性描述到定量描述的提升,類比于檢驗電荷在靜電場中的受力引入電場強度的方法,通過磁體或通電導線在磁場中的受力引入磁感應強度(B)這一物理量.然而,在后續的教材中描述磁場主要還是采用磁感線來描述磁場,沒有繼續采用磁感應強度的分布來描述一些特定的磁場分布.究其原因是:磁感應強度單位特斯拉,常見磁場強度較小,中學實驗室缺少可以準確測量磁感應強度的儀器;教材中雖然給出了利用傳感器可以研究磁場,由于商業化的數字化實驗室價位較高,難以在物理課堂教學中大規模的應用.隨著智能手機的普及,智能手機成為高科技的結晶,配有多種傳感器,以小米1s為例,配有磁傳感器,x、y、z三個坐標軸分量,測量范圍±810微特斯拉,可以進行常見的磁場測量,通過安裝免費應用軟件PhysicsToolboxMagnetometer,(物理磁力工具箱)我們進行了磁現象創新實驗的探索.
2PhysicsToolboxMagnetometer
PhysicsToolboxMagnetometer(物理磁力工具箱)可以從應用商店下載,該軟件的主要功能:(1)這款應用軟件主要測量磁場x、y、z三個分量及磁場總體強度MagneticFeild隨時間的變化情況的圖像.(2)能記錄的數據以txt的形式存儲在手機的存儲器上,通過藍牙、Email、微云等方式進行數據傳遞到電腦上,可以運用Excel進行進一步的分析.注意:在測量過程中注意選擇傳感器的哪個分量.
3磁現象實驗創新設計
3.1研究條形磁體的磁場分布
實驗目的:研究條形磁體的磁場的空間分布與時間分布.實驗步驟:(1)運行PhysicsToolboxMagnetometer軟件,點擊Record開始采集數據,按下Pause暫停,可以查看磁場隨時間的變化情況.手機放置在條形磁體一端的前面一段時間,觀察磁場隨時間變化的圖像如下:運動分析:智能手機靜止,可以觀察磁場分量、總量的變化.圖像分析:磁場的各個分量均未隨時間變化.結論:磁體的分布與空間有關,與時間的分布無關.(2)智能手機沿直線靠近N極,觀察磁場隨距離磁極的距離的變化情況.運動分析:以條形磁體S極為原點,條形磁體為Y軸,建立空間坐標系,可以發現手機在運動過程中其Y分量發生了變化.圖像分析:磁場的Y分量(綠色)曲線逐漸增加.結論:豎直方向水平越靠近磁極,磁性越強.(3)智能手機沿垂直于N極方向作直線運動,觀察磁場的變化.運動分析:以條形磁體S極為原點,條形磁體為Y軸,建立空間坐標系,智能手機在運動的過程中,其x、y位置均發生了改變,故需分析磁場總體的變化.圖像分析:磁場的MF總量(藍色)先增加后減少.結論:水平方向越靠近磁極,磁性越強.(4)智能手機沿平行于磁體的方向運動觀察磁場的變化.運動分析:以條形磁體S極為原點,條形磁體為Y軸,建立空間坐標系,智能手機在運動的過程中,其x、y位置均發生了改變.需要分析磁場總體的變化.圖像分析:磁場的MF總量(藍色)先增加后減小再又增加.結論:條形磁體兩端磁性最強,中間磁性最弱.
3.2研究兩個條形磁體疊加的磁場分布
隨著計算機輔助教學在教育領域的廣泛應用,用計算機模擬實驗教學環境已成為可能。采用計算機多媒體技術和仿真技術,利用數學建模的方法把實驗過程輸入計算機中,使實驗過程在計算機屏幕上再現,學習者就可以清楚地看到實驗現象,猶如身置實驗室中。
計算機輔助教學簡稱CAI教學,又稱課件教學。CAI在實驗課中應用的效果主要取決于課件的制作質量。創作出高質量、高效率、交互性強、實用價值高的CAI課件,是廣大教師面對的課題。本文試就課堂教學中實驗CAI的制作做一些初步探討。
一、制作的定位
我認為,在制作CAI課件之前應分析所選的內容是不是適合做成CAI,然后再給將要制作內容定位。CAI可分為課堂授課型和課后復習型兩種類型。教師應選擇那些在短時間內學生不易弄明白、掌握的,過程較為復雜的,較難觀察到實驗現象的實驗來制作CAI課件。比如,雙縫干涉實驗就屬于那種現象較難觀察到的實驗,這樣CAI課件才能發揮計算機輔助實驗教學的優勢,達到較好的教學效果。
二、制作要求
1.仿真度要高
由于本身的原因,實驗課不同于理論課。實驗CAI仿真度不高不能達到預期目的。這就要結合實際情況選擇合適的創作平臺,對所要模擬的現象或運動規律建立數學模型和算法,精心設計程序,使操作過程和實驗現象盡可能吻合。
2.交互性要強
從某種意義上來講,人機交互能力的強弱是CAI能否被使用者接受和信任的關鍵。線性演示型CAI已很難滿足學習者的要求,其原因就是因為交互性差。所以,制作的實驗CAI要操作方便具有交互功能。當然,制作一個交互性強的實驗CAI不是件簡單的事,需要對人工智能、計算機語言的理解和計算機軟件相結合。但是,必須致力于創作CAI課件交互性,因為這樣的CAI課件才有可能被使用者接受、認同。
3.反饋性要好
有些實驗較復雜,學生不易找到正確的操作步驟。而實驗CAI課件能夠提供及時的反饋信息,學生能及時糾正,可指導學生順利掌握實驗操作。這樣才真正做到實用。要做到這一點也不容易,需借助數學建模和編程才能實現。
三、制作指導思想
1.制作平臺的選擇
選擇一個好的軟件,制作平臺將直接影響CAI課件制作的難易程度。現在開發多媒體的應用軟件平臺很多,如VB,VC,Animator, Authroware, Delphi, Flash等。VB,VC以及Delphi適合于有一定編程能力的人員選用,用它們制作的CAI課件能達到很高的仿真水平。Authroware和Flash適合于掌握了一定計算機語言(如Pascal)的人員選用。筆者認為Flash最適合,因為Flash是基于矢量圖形的動畫制作軟件,它可制作有獨特過渡、變形效果的動畫。動畫在播放時支持事件響應和交互功能,而且對事件響應和對象驅動都可以使用編程控制。所以,可以對對象運動規律進行數學建模后編程,真實展現運動規律。Flash功能強大,使用操作較簡單,產生的文件體積也小,是制作二維動畫的發展方向。
2.制作實驗CAI課件要貫穿教育心理學思想
若一個CAI課件沒有教育心理學思想,僅是單純的信息呈現,是不會具備教育啟發性的。制作一個教學效果好的CAI課件必須深入了解學生原有的認識狀況,只有這樣制作出來的實驗CAI課件才可能實用。也就是說,實驗課CAI課件制作需要教學經驗。
3.制作實驗CAI課件還要注意界面設計
實驗課程CAI課件界面設計要遵循美學原則。美的界面設計很容易引起學生的無意注意,對學生深入關注課件內容很有幫助。另外,注意的廣度也是課件設計應注意的問題。注意的廣度是指同一時間內意識能清楚地把握對象的數量。從信息加工的觀點來看,注意的廣度是指在注意點來不及移動的瞬間(0.1秒),所能接受的同時輸入的信息量。GeorgeMiller指出,人們在一段時間內的短期記憶似乎限制在5到9件事件之內。也就是說CAI課件界面一次呈現給使用者的信息不能太多,也不應過少。
總的說來,制作一個實驗課程CAI課件過程就是教學過程的設計和實現。但CAI課件的內容不該是教材的簡單搬家,應突出重點,突出教學特色,具有啟發性。