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所谓的绿化化学主要指的就是能够对环境不会造成污染，同时也能够十分有利于保护环境的化学工程。简单的一点来说主要是采用化学的技术以及方法来有效的减少或者是消除一些对于人类有害以及防治社会安全发展的不利的因素。绿色化学主要就是将污染从源头进行有效的消除，其中也包括了含有原子经济性以及高选择性的一些反应，同时绿化化学能够生产出来对于环境有利的一些材料，并且也能够经过回收废物进行循环利用的科学。
1.2关于新的分离技术
从广义的角度来看，所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化，然而在对生产的工艺进行强化，进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念，同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是，传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同，把一些不同组成成分的物质进行分析，然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究，进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景，但是在应用的过程中还是存在着很多的问题，主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少，并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展，分解技术也得到了不断深入的研究，并且也取得了不错的效果，并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中，进而在对热力学以及传递的性质进行的研究，对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等，因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。
2在热传导过程中的研究进展以及方向
2.1关于微细尺度传热的研究
所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究，目前在传热学当中已经是成立了一个分支，并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候，就是连续的介质便依然是成立的，然而因为尺度是微细的，并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变，进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展，并且已经是受到了人们十分广泛的关注，在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究，并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果，比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。
2.2关于强化传热过程中的研究
对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的，其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率，同时也是为了能够改进设备的持续对外放热，对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进，同时将传统的设计进度优化等内容。
2.3关于传热的理论研究
在最近的几年来，该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究，但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝，以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质，以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中，其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用，同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。
为了保证土地工程行业精品工程顺利实施，应从以下几方面考虑：首先，充分发挥集团公司在施工、设备、资金等方面的优势[1]；其次，不断完善质量管理机制，走质量效益型发展之路；最后，不断加大科研投入，以科技保质量，以科技求发展[2～3]。近年来，集团公司把学术价值和企业价值统一起来，把科研水平和行业发展结合起来，充分发挥科学技术在提高工程质量中的作用，走产学研的道路，以“项目+人才+平台”的产学研合作模式，通过集成创新和引进消化再创新[4]，不断提升工程施工水平，解决土地工程建设中的实际问题，促进土地工程学科建设的发展和工程质量的同步提高。
2.人才是创精品工程的关键
“功以才成，业由才广”。工程科技人才是推进科学技术应用、促进科技成果转化的主力军[5]，是创造物质财富和精神财富的重要资源，是智力与技术的载体，是效益与财富的加速器。一个企业只有拥有人才，重用人才，才能创造出精品工程，也才能使企业不断向前发展。那么，如何拥有、培育、使用创建精品工程的人才呢？应从以下三方面考虑[6]：第一是聚才。聚才是基础，只有基础牢了，才能为人才搭设成长的舞台，通过多种途径，大胆地招贤纳士，按照德才兼备的标准，本着“唯才是用，选贤荐能”的原则，广泛地吸引各类工程技术、经营管理等方面的人才。第二是育才。育才是用才的前提，是企业长远发展的根本方针。把理论联系实际作为培养青年人才的基本原则，可以将新员工安排到工程一线，使他们在实践中增长才干。第三是用才。用才是创精品工程的关键一环。首先，为各方面人才提供展示自己才能的平台，对干部的选用坚持量才授用的原则，坚决打破论资排辈、求全责备的传统做法。其次，从各方面关心爱护人才，在生产经营上，让他们有很大的自，对做出成绩、取得成果、解决了重大科技问题的技术人员给予精神和物质量方面的奖励。
3.施工新科学技术是创精品工程中的手段
新科学技术应用是一项综合性的整体工作，在实际中应用并不是一件容易的事，尤其每个工程的具体情况存在差异，施工企业的施工水平也不一样。这就要求在营造过程中必然要结合自身情况和工程特点，从材料、工艺到具体安装施工都需要进一步完善配套，更需要严格把关，特别是在工期紧、材料短缺、生产设备条件受限制的情况下很容易出现质量问题。因此，必须要有一套行之有效的管理体制和制度，保证应用过程不走样，保证新技术的先进性和取得预期成果。因此，建议应做好以下几方面工作：
（1）集中一段时间重点推广应用一批技术上成熟、量大面广，对改变行业面貌有重大影响的新技术、新产品。
（2）充分发挥示范工程的带动作用，促进土地工程行业整体技术进步。试点引路、示范推动是现行经济条件下加强新技术推广和成果转化的有效形式。
（3）为做好新技术推广工作，施工企业要根据自身的情况，结合工程的特点，加强施工人员的技术培洲工作，认真编制好施工组织没计，把实施新技术落实到技术方案和控制措施上。
根据《河北省医疗卫生机构医学装备管理实施办法》第2章第8条“医学工程技术人员与床位的配比不少于1：200”的规定，6家三甲级医院共有床位15000张，应配备医工人员75名，实有32名，只占规定人数42.7%。其中人员最短缺的医院医工人员只有2名，仅占规定人数的16%。人员的短缺使分工不细，常常一个人负责多方面的工作，只能在繁重的工作中，疲于应付，没有时间去钻研新业务，学习新知识。因此，技术含量较低，只能维修一些小设备和基础设备，工作效率不高。
（2）专业人员少，职称普遍不高。
在32名医工人员中，有高级职称的仅6人，占总人数的18.7%；医学工程专业毕业的有18人，占总人数的56%，其他的都是从后勤部门调配过来的或者是部队复员转业人员，当中也包括没有任何学历的电工、机修工等。这些人员虽能掌握某一方面、某一专业的实践知识，但因缺乏必要的基础理论，缺少跟踪先进医学工程技术的潜能，致使技术单一，发展后劲不足，难以具备维修大型仪器设备所需要的技术能力。
（3）从业人员年龄老化，结构不合理。
在32名从业人员中，年龄＜35岁的，仅有7人，占总人数的21.8%。容易出现人才断档现象。
（4）维修手段落后，设施不完善。
由于医院长期以来对医学工程技术不重视，致使技术手段落后，设备陈旧。现在大多数医院给医学工程技术部门配备的工具非常简陋，基本上是钳子、螺丝刀加万用表，在维修过程中多数是凭借个人经验来判断故障所在。随着医疗设备的集成化、模块化、计算机程度越来越高，很多设备使用了大规模集成电路、贴片元件、多层电路板等元器件，单靠这样的维修设备和个人经验已远不能适应实际需要了。三甲级医院的情况已不容乐观，其他医院的情况更糟。综上所述，石家庄地区医院的医学工程技术人力资源短缺，技术水平低，不能有效地保证医疗设备的安全运行。
2形成现状的原因
（1）医院对医学工程技术工作重视程度不够。
大多数医院“重采购，轻医工”，领导层往往把提高经济效益作为主要目标，认为采购管理人员能够带来直接的经济收益，可以给医院节约大量资金，而医学工程技术工作既需要人力，又需要财力，工作成效还不明显，还不如请厂家或第三方维修更方便快捷。因此，常把其当做后勤班组来管理，对医工人员的培养、使用、晋升、工资待遇等方面都不够重视，使医工人员产生了强烈的不平等感。另外，医院也没有很好的激励机制，干多干少一个样，干好干坏一个样，严重挫伤了医工人员的积极性。
（2）优秀的医学工程技术人才流失严重。
目前医学装备市场发展迅速，医疗器械公司（含医疗器械维修公司）如雨后春笋般地冒了出来，据不完全统计，石家庄市每年新增此类公司达200家之多，因此，需要大量的专业人才。他们可以提供更为优厚的条件，比如高出医院几倍的薪酬，提供更多学习、进修甚至出国深造的良好机会等。医院内外待遇的强烈反差，造成了医院很多优秀的医学工程技术人才的流失。
（3）医学工程市场的激烈竞争。
随着医疗设备市场竞争的白热化，各生产厂家对售后工作的重视程度越来越高，再加上众多第三方维修公司的加入，使医学工程市场逐渐规范和成熟，他们有高素质的维修队伍、完善的工作制度、合理的奖惩机制、维修响应时间快、维修价格也趋于合理。而医院的很多医工人员没有危机意识，缺乏学习新知识和新技术的动力和精神，工作懈怠、服务态度差、技术水平低。因此，很多医院宁愿选择厂家或第三方维修公司，也不愿意多增加医工人员。
3对策
（1）医院领导要高度重视医学工程技术工作。
医院领导应该清楚地认识到，很多医疗设备虽然都能使用，但是否符合国家规定的使用标准，它的参数、功能等是否符合要求，仅仅靠出了故障找厂家或第三方公司维修，是解决不了所有问题的，要想彻底解决只能靠医院自己的医工队伍。因此，医工人员理应成为医院建设中一支不容忽视的技术生力军。医院领导要重视部门建设、学科的发展和人员的培养，尽快改变医学工程技术落后的局面。要改变目前的局面，医院应该做好以下几点工作：①配备足额的专业人员，使他们可以细化分工，实施精细化管理。在配备人员时，要尽量选择高学历、高能力的医学工程技术专业人员，同时要注重人员梯队建设和培养，不可急于求成；②加大资金投入，配备先进的维修设备和质控设备。要学会用质量控制设备检测日常使用的医疗设备参数、功能等是否符合规定的要求；③重视医工人员的继续教育和再培训。医院应将医学工程技术做为一门专业学科来发展，使其享有同临床医技科室一样的地位，在教育和培训方面与医护人员一视同仁，给他们提供足够的学习、进修和参加各种专业技术培训机会，以提高医工人员的技术水平和管理水平；④提高待遇，建立健全激励机制。医工人员服务于临床，要求随叫随到并且快速准确地解决问题，技术含量高、工作压力大，医院应该提高他们的收入，并在职称晋升、人才使用与培养等方面予以照顾。同时通过岗位职责、劳动绩效、劳动态度、技能等指标对他们进行动态考核，并与待遇挂钩，以加强工作责任心，充分调动工作积极性。
1.选择案例。
教师在上课前要精心选择与本节课知识相关的案例，选取案例时还要考虑其目的性、趣味性、代表性、真实性和实用性，由案例引出问题，引导学生理解案例。
2.分析案例。
在引导学生理解案例的基础上，老师要提出一些有针对性的问题来引发学生去思考，还要注意引导学生的思路，让学生按照老师的想法去思考。
3.解决案例。
和学生讨论讨论，并引导学生归纳出解决问题的思路和方法，然后建立数学模型并求解，得到问题的答案。
4.归纳推广案例。
在完成前面一个案例之后，老师再列举一些类似的案例，分析这些案例解决的思想方法，通过案例之间的对比找到其共性，老师归纳知识点并要求学生用所学的数学概念和方法解决其他的相关类似案例。工程数学的教学，是要让学生更多地了解数学知识在其专业课和实际问题中的应用。在教学过程中重要的是选择好案例，老师在教学案例的选取时要结合实际，尽可能贴近专业。例如：在高等数学教学中，用微积分的理论和方法建立模型，用高等数学的语言解释发生在我们周围的一些日常现象成因，我们可以选取如下实际案例：核军备竞赛，影子为什么那么长，易拉罐的形状，资源的合理开发与利用，蛛网问题等；线性代数的教学过程中可以举的实际案例有：小行星的轨道问题，受教育程度的依赖性，快乐的假期旅游，基因的距离等。概率统计的教学过程中可以举求职面试问题、配对问题、人寿保险问题等。这样不仅提高了学生学习兴趣，也使学生更了解了学习工程数学的重要性和其在实际生活的应用，让学生认识到数学在科研和生活中的应用，这样更能激发学生利用数学思想和原理解决实际问题的潜力，提高学生学习数学的兴趣。
二、案例教学法在工程数学教学中的实施
在案例选取时，老师可以根据每节课理论知识的内容特点及学生所学专业，选择专业案例或贴近日常生活有趣味性的案例。例如：在讲授第二个重要极限的时候可以举金融中的复利、连续复利与贴现的例子，讲授矩阵的性质的时候可以举不同城市之间的交通问题的例子，讲授全概率公式的时候可以举敏感性调查问题的例子等。以下以“金融中概率问题”为例介绍工程数学中案例教学的使用。
1.选择案例。
在现代信息膨胀的时代，不确定的信息随时存在，不确定的事件随时发生，而在股票行业，股票信息更是瞬息万变。为了判定这些不确定信息在某一动态区间是否完全一致或者近似一致，从而提供一种最优的股票组合排序策略。我们在“概率论与数理统计”的教学中，讲到相关系数的时候可以举在股票中的运用。
2.分析案例。
股票组合投资是对股票投资风险规避的主要方法，其中对各种股票组合投资策略的优劣评价是其关键。现对二级市场上同一行业内的不同股票进行投资价值分析是一个系统综合评价问题。利用“概率论与数理统计”中相关系数可以对股票组合进行相关性分析。
3.解决案例。
利用相关性，经过对于股票投资选择策略的分析，我们可以得到投资方向和大多数股民的投资意愿。即得出清楚的分类：关于哪些股票适合投资，哪些股票较适合投资，哪些股票较不适合投资，哪些股票不适合投资等。但是这些结论都只是理论的结果，它还需要经受现实的检验。
4.归纳推广案例。
给学生讲解利用Vague加权相似度量优化模型求解指标偏好权系数的方法；并通过实例对该方法进行了验证，实验结果会得到股票的最优选择策略，并与相关性分析得到的结果进行比较。在此基础上，要求学生利用所学的知识，把本节课所学的方法应用到期权、债券、期货等其他衍生品当中。课后可以给学生留些相关的思考题如：利用本节所讲的知识让学生在其他金融衍生品中实践。通过前面的案例，我们给出了案例教学法在工程数学课程中的应用的一个具体应用，通过这个案例给出了案例教学的一般步骤和教学中需要注意的问题。我们在日常教学中，运用贴近生活的案例教学增加了教学的趣味性，毫无疑问这更调动了学生在课堂上的学习积极性。在案例教学的实施中，要注意案例教学是一个动态过程，师生之间要有共同的合作活动，要不断地调动学生的积极性。老师的指导一定要有目的、有计划、有组织，这样学生才能更系统地掌握该课题所讲的基础知识和基本技能，从而发展为能力，并形成自己的东西。我们学校是一所应用性的大学，在平时的教学过程中，我们学校比较注重培养的是学生的实际应用能力。我们学校已经长期坚持把案例教学在课堂中应用，通过在课堂上所设计的一些案例教学的使用，我们总结了如下几点建议：（1）老师在进行案例选择时，应准备与实际生活比较密切的案例，这样可以调动学生的兴趣；（2）在进行案例教学时，教师先介绍案例，使学生能够对问题有充分的理解。再讲理论，尽量把相关知识给学生复习一下，或者将二者技巧性地结合起来；（3）在采取互动方式进行案例教学时，老师应多鼓励学生参加，调动学生的积极性；（4）在案例的讨论中，可以分小组讨论，要注意师生互动、幻灯片放映等过程穿插着的形式进行案例教学，这样学生不会视觉疲劳。
1.2课外拓展鉴于课堂教学的局限性，高职院校应大力提高艺术教育现代化水平，促进艺术教育与信息技术的有效整合：第一，网站建设。开发专门的公共艺术校园网站，设置政策文件、艺术风采、艺术知识、资源下载、艺术沙龙等板块。让学生充分了解校内外艺术信息，学习先进的艺术理论知识，并通过留言板块建立学生与教师的互动群，及时帮助学生答疑解惑，交流学习心得。第二，微课建设。网络技术的飞速发展和移动终端设备的日益普及，微课程作为一种新型教学资源应运而生。其以流媒体形式展示了围绕某个知识点开展的教学活动，短小精悍、活泼新颖的特点使学习者可以达到自我学习的最佳效果。艺术实践活动不能仅依靠有限的课堂时间，也需要课内外的紧密结合，使实践与理论相对接，做到学以致用。艺术社团是艺术教育中培养学生特长、发展学生个性的有效组织，同时也是带动其他学生参加艺术训练的主力。教师要引导和鼓励学生积极参与艺术社团活动，对于在艺术社团中有突出贡献者可以在三好学生及各类奖学金评定中获得优先推荐。此外，丰富多彩的校园文化活动也是开展艺术教育的重要手段。
2构建评价体系，完善管理制度
艺术教育的评价和管理制度是学校艺术教育的保障。课程评价有狭义和广义之分。狭义的是指对课程过程的评价。广义的是以课程评价来分析教学的有效性、学习环境、课程合理性、学生取得的进步以及教学成果等内容，涵盖课程设计评价、课程需要评价、教材教学成果评价、课程教学过程评价、学生学习效果评价等方面。由于公共艺术课程有理论与实践、课内与课外几方面的教学工作，这种特定的教学形式就需要学校加强管理，采取自我评价、师生互评、督导部门评价等多元化评价模式。以教师的职业技能水平、课堂教学质量、教学反馈情况、教学思路创新等方面为基本依据，同时结合学生对知识技能的掌握程度、审美能力和创新能力的提高水平，通过综合角度考核公共艺术课程的教学质量。
3外引内培，建立高素质师资团队
建立一支高素质的公共艺术师资团队是艺术教育内涵建设的核心。当前高职院校公共艺术师资队伍存在数量不足、结构分布不合理、教师待遇不高等问题，一定程度上影响和制约着高等教育的发展和人才培养的质量。因此，各院校要按照省教育厅要求配备足额的专职公共艺术教师，并充分利用校外资源，聘请社会艺术团体和外校艺术专家到学校开设讲座，形成公共艺术课程专任教师、校内兼课教师和校外兼职教师“三位一体”的师资队伍。高职院校的公共艺术课程从传统教育向创新教育发展，必然要依托于科研工作，在科研中完善教学，使教学和科研共融共进、互补发展。因此，学校要积极动员和组织专兼职教师开展公共艺术课教学科研工作，积极撰写论文、申报课题，并将科研成果迅速转化成推进公共艺术课教学动力，及时解决教学工作存在的问题，结合学院实际，凸现办学特色。
二、移动教学在建筑工程技术专业的建设
移动学习是一种技术特征鲜明的学习方式和技术。其中，无线通信技术是解决移动学习通信的要素;软件技术是保证移动学习能够进行的必要条件;建模工具的正确选择为移动学习内容的开发奠定了坚实的基础。基于以上条件，以建筑工程技术专业中“建筑工程计量与计价”课程为 例，笔者主要构建在无线网络环境下微信平台与网盘相结合的移动教学系统的开发与应用。系统功能模块主要有教师与学生功能模块、提醒与讨论空间模块、资料下载模块。
1．教师与学生功能模块。
此模块主要实现方式为微信公众平台，实现动态化、公开化、形式多样化、自动回复化特点。动态化表现为每天可1－5条或更多信息，其内容可涉及教学各个方面，并且每天更新，实现时时动态，例如，“建筑工程常规做法及估算价格”，“如何做好公路工程计量”，“造价算量顺口溜”等。公开化表现为其展现的内容不仅可以是在校学生，社会上任何人如果想对此方向学习，只要加入“关注”即可接收信息，方便易懂。形式多样化表现为其内容形式可以以文字形式表示，也可以其他更具直观性的方式，如图片、视频等。自动回复化表现在学生(或读者)可以回复提示文字或数字，系统自动回复已设定好的内容解答。例如“回复数字1，查看习题1答案”，回复后即会出现答案或答案的链接网址。基于以上优点，可完全实现知识的表达与学习，但它还有一些缺点与不足。微信公众平台上的新信息没有声音提醒功能，如果有新信息时怎样提醒?如果学生有系统自动回复以外的问题怎样解答?如果要展现的教学内容过大，而在公众平台上无法上传时怎么办?针对以上问题笔者提出讨论空间和资料下载两大模块。
2．提醒与讨论空间模块。
新信息的提醒功能及学生有疑问需要教师解答或学生间的讨论功能，都可以通过此模块来实现。具体表现为在微信中建立微信群，由群主(或管理员)维持秩序，并将公众平台的信息和信息提醒同时;对群讨论问题可有针对性地进行。讨论形式亦可多样化，如文字、语音、图片、视频等。
3．资料下载模块。
当资料过大在公众平台上无法上传时，课程内容的各类学习资源，可以通过多种移动学习模式来实现。在该模块中，学生可以通过两种方式和系统进行交互。一种是通过移动终端进行移动学习，一种是通过连接互联网的计算机或笔记本等进行在线学习。例如，建筑工程技术课程的核心内容、最新规范等，我们将提供文档、PDF文件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源，满足学习者不同的学习需求和学习习惯。可以在微信公众平台上给出链接，学习者通过链接下载到自己的移动终端上，手机、电脑、iPad等均可，当他们在教室外面、公共汽车等地方时，都可以通过移动终端来浏览这些教学文档、图片序列、音视频教程等，充分享受移动学习的便捷与方便，而且不需要承担高昂的移动通信费用。
三、应用结果
按计划在建筑工程技术学院2012级学生教学中开展教学，覆盖学生100人以上。项目最终研究成果，对移动教学的应用和开展，具有一定的参考价值和指导意义。
1．实施前
学生对移动学习了解很少，但他们愿意参与这种学习方式。
2．在整个实施过程中
学生更多喜欢的移动学习途径是通过下载学习文档到手机、电脑上进行学习，而且音/视频资源、图片更受欢迎。
3．实施后
学生对移动学习的学习效果普遍认可，大多数学生认为移动学习是课堂教学有益的补充，87%的学生认为移动学习帮助他们获得了更好的成绩。其原因主要有以下三个方面:一是学习者对移动学习还是很好奇，对其形式的追求要高于内涵，因此，移动学习方式更好地激发了学习者学习的积极性。二是学生可以通过微信公众获得更加丰富的学习内容，可以获得课堂以外的知识更加深刻地理解课程知识。三是学生在群内讨论非常积极，可利用闲散时间，随时随地，随需学习，受到学生的普遍欢迎。
《电工技术应用》课程教学模式设计秉持“教师为主导、学生为主体”的素质教育理念，充分发挥教师的主导作用，改变传统教学中教师的“中心”地位；激发学生的学习兴趣，充分发挥学生的学习主体地位；紧扣“岗位为导向”的人才培养目标，“高等职业教育实质上就是‘就业教育’”。[2]课程教学目标设定要紧扣学生的就业岗位特点与岗位需求，以培养学生的应用技能为本位，重在培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，以培养学生的综合职业素养为基本核心，满足岗位对高职多层次人才的需求，构建理论与实践为一体的教学模式。
（二）《电工技术应用》课程教学模式设计思路
课程教学模式研究将在设计理念的引导下，改革《电工技术应用》课程体系，重点调整理论教学与实践教学的比例，打破目前重视理论教学、淡化实训教学的教学模式；根据“岗位为导向”的目标设计理念，调整与优化《电工技术应用》课程教学内容，使课程教学紧紧围绕学生的就业需求；改革教学方法，通用校企结合、案例分析、项目推进、任务引领等教学方法，充分体现教师的主导地位与学生的主体地位，构建理论与实践一体化教学模式。
二、高职院校《电工技术应用》课程教学模式实施
（一）重构《电工技术应用》课程体系
《电工技术应用》课程教学模式实施首先要调整课程体系，根据理论课与实践课的关系，调整理论教学与实训教学的比例。“因此如何加强实践教学便成为高职教育的关键，而如何处理理论课与实践课的关系，则是解决理论先导与观念更新的前提”。[3]理论教学要夯实基础理论，着重提升应用理论教学与新理论教学；实训教学主要突出应用技能培养，突出岗位能力培养目标。目前，高职院校《电工技术应用》课程理论教学主要存在两个问题，一是理论教学所占课程教学比例过大，严重制约了实训教学；一是理论教学难度过大，严重脱离应用实践，不能有效引导学生的实训教学。为此我们要调整高职院校《电工技术应用》课程理论教学与实训教学比例，形成理论与实践互相促进的课程教学体系。1．调整理论与实训教学比例。理论教学是开展实训教学的基础，是不容忽视的一个教学环节。但每一门课程理论的学习应当以“应用”为最终目的，否则理论教学就成了一句空话。目前高职院校《电工技术应用》课程理论教学过于深入，一味强调理论教学，理论教学过深过难。这种现象使学生对学习失去兴趣，学习缺乏主动性，而且高职院校培养出来的人才成为高理论、低能力的“无用人才”，严重脱离了市场需要。高职院校要调整《电工技术应用》课程体系，适当地缩减电子技术应用理论教学，提升实训教学所占比例，尤其要提升实训教学的实效性。2．以理论支撑实训教学。目前高职院校电子技术应用理论教学采用单线教学方法，理论教学与实训教学各自一条线，不能互相融合、互相促进。这种将理论教学与实训教学相隔离的教学体系，使电子技术理论与实践教学严重脱离，制约了学生利用理论解决实际问题的能力。为此，我们要将理论教学与实践教学结合起来，构建理论实训一体化课程体系，激发学生学习兴趣，发挥学生的学习主体地位，使学生“在学中做，做中学”。理论教学要密切联系实训教学，形成“理论服务实训教学、实训教学促进理论提升”的教学体系，使学生既能牢固掌握理论知识，也能灵活地运用理论知识解决实际问题，且在解决实际问题的过程中促进理论的理解与把握。
（二）优化调整课程教学内容
高职院校《电工技术应用》课程实施必须要加强市场调研，了解现阶段电子技术应用市场对电工技术应用人才的需求现状，在充分分析市场需求现状基础上进一步加强宏观分析，把握电工技术应用市场人才需求形势。根据市场需求调整与优化课程教学目标，使课程教学与学生岗位需求相结合，尤其要根据市场需求调整与优化理论教学与实践教学内容的权重。理论教学的内容始终要围绕“实训”教学展开设计，遵循基础性与适度性原则。基础性原则就是在设计理论教学内容时要凸显“基础理论”，如基本概念、基本原理等，这些理论教学的内容是学生“必需”要掌握的基础理论，是开展其他理论教学与实训教学的基础与前提。适度性原则。目前高职院校《电工技术应用》课程理论教学不能切合高职院校人才培养的特点，过于追求理论的高度与深度。殊不知高职院校教学直接面向市场，面向企业。因此高职院校人才培养要注重实践应用型人才培养。理论教学内容设计要适度，理论教学的内容“够用”就行，能够满足学生的实际需求，并且具有一定的前瞻性。实训教学内容设计要以“岗位”为导向，寻找理论教学内容与实训教学内容的衔接点、切合点，将理论教学内容与实训教学内容有机结合起来，两者相互渗透，相互促进，提升学生运用理论知识解决实际问题的能力，实现理论教学内容与实践教学内容一体化。
（三）丰富教学方法
目前《电工技术应用》课程教学方法较为单一，理论教学以课堂讲授为主，实践教学主要通过“工学交替”。这种程式化教学严重制约了《电工技术应用》课程教学进一步提升。因此高职院校《电工技术应用》课程要不断创新教学模式，在传统教学基础上不断丰富教学方法，综合运用校企结合、案例分析、项目推进、任务引领等多种教学方法。1．校企结合。“高职教育中存在信息不畅、教学内容滞后、专业布局不合理、人才定位不准确等问题,这都与校企之间缺乏紧密的联系和沟通有着直接关系”。[4]目前高职院校与企业的结合主要体现在实训教学上，没有实现在理论教学与实训教学上的全面结合。因此高职院校《电工技术应用》课程教学要尝试探求校企结合的新路径，真正实现理论教学与实训教学的一体化。“校企结合”可以遵循“请进来、走出去”的思路和方法。高职院校可以邀请企业人才到高职院校任兼任教师，发挥他们的辐射作用，改变传统理论教学现状，教师站在“实践”的高度进行理论教学，使理论教学更贴近实践。也可走出去，包括教师与学生两个层面。高职院校可以派教师到结合企业参与企业实践与管理，在实践中提升教师的理论水平，同时提升教师实训教学水平。在条件允许的情况下，高职院校可以借助企业真实的工作情境，使学生在真实的工作情境中开展理论与实践学习。通过校企结合，实现理论与实践教学一体化。2．案例分析。案例是宝贵的教学资源之一，它包含着丰富的理论教学与实践教学资源，既有成功的经验，也有不足的启示，高职院校《电工技术应用》课程教学要重视案例教学法的运用。案例教学法的关键在于案例的选择与运用，教师要根据教学任务选择具有典型意义的案例，教学案例要具有丰富的理论要素，同时具有较强的实践启发价值。在进行案例分析时，教师要加强目标导向，使案例分析朝着预期推进；案例分析不能停留在分析层面，教师要引导学生做好案例分析报告与策略优化。学生通过撰写案例分析报告能够有效整合理论，提升自身理论高度。通过案例策略优化，引导学生针对案例寻找优化的策略，并且进行可行性验证，推进理论教学与实训教学的一体化。3．任务引领、项目推进。传统教学中，教师常常将任务引领与项目推进作为两种独立的教学方法，我们可以尝试将这两种方法合二为一，将任务渗透在项目中，以项目任务推进作为实施教学的载体，发挥任务的驱动作用，同时将任务物化。该方法以项目为载体，以任务为引领，以项目推进的实践活动为核心，充分发挥学生的主观能动性。学生摆脱传统单纯的理论教学与实践教学模式，将理论教学与实训教学有机融为一体，“做中学、学中做”，实现理论与实训教学的一体化。
三、高职院校《电工技术应用》课程教学效果
（一）教师层面：促进教师专业成长
在推进理论与实训一体化教学模式实践中，教师的教学改革意识得到进一步增强，许多教师将教学改革作为一种自觉行为。他们拓展教学思路，在教学模式方面展开有益探索。最为重要的是教师改变传统单线教学模式，将理论教学与实践教学融为一体，从理论“教书匠”成长为专业技能型教师。教师在做中学，在学中做，在学做中教，建立起较为科学的课程视野。
（二）学生层面：改变学生学习方式
理论与实训教学一体化模式使《电工技术应用》课程教学发生了重大转变，不论是学习场所还是学习方式。学习场所从传统的课堂向更为广阔的空间拓展，走向实训室、走向企业等，学生在更为真实或真实的情境中学习；从被动接受学习到积极参与课堂学习，将学做结合起来。这些改变有效提升了学生的学习兴趣，也提升了学生的理论积淀与实践技能。
软件工程中逐步求精的思想是指现实问题通过抽象(细化)处理，最后解析出相对明析简单的算法描述和算法实现。将面对的问题按功能进行层次分解，每个层次再继续不断的细化为简单且易实现的模块，其核心本质是“细化”。在VFP数据库中将自顶向下分解后的教学内容进行细化，逐步细化的过程就是对整个教学内容中的关键性知识点进行整理和描述的过程。通过细化构建起严谨的知识系统，精确的表述出知识的内涵和外延。在VFP数据库中是在分解框架下对教学内容的细化，教学内容按知识关联程度细化分为六大个部分，分别是:数据基础、数据构建、数据维护、数据查询、编码、交互界面。对每个部分再按知识关联程度进一步细化，数据基础模块细化为基础概念、数据类型、数据运算;数据构建模块细化为项目管理、数据库、数据表、数据表间关联;数据维护模块细化为数据库与表的修改、添加、删除，记录的相关操作;数据查询模块细化为索引与排序、查询、视图、标准语言SQL;编码模块细化为过程化程序设计、面向对象程序设计;交互界面模块细化为表单、菜单、报表与标签。每一个小的细化模块再进一步细化为一个个的知识点。
1．2模块化
软件工程思想中的模块化方法是指在解决相对复杂的实际问题时自顶向下、逐步细化把问题系统分成若干模块，每个模块完成一个相对独立的特定功能，模块内高内聚，模块间低耦合，所有模块按照一定组织方式组成在一起成为一个整体后可以实现系统的所有功能要求。其本质核心是“复用”。具有代表性的模块化的教育模式有“MES”和“CBE”两种。MES(ModulesofEmployableSkills，模块式技能培训)是以技能培训为核心的教学。它以岗位任务为根据来确定模块，以实际岗位工作的完成流程作为主线，可称之为“任务模块”。CBE(CompetencyBasedEducation，能力本位教育)是以知行能力为根据确定模块，以实际岗位工作所需要的认知能力和活动能力为主线，可称之为“能力模块”。这两种模块教育模式都强调实用性和能力化。在《VFP数据库》中，我们将教学内容的次序按软件工程思想以“MES”模块重新进行组织。按软件工程原理实现一个数据库管理系统需要完成需求分析、概要设计、详细设计、编码、调试、测试、、维护，在教学过程中通过采用一体化案例，将这些软件工程流程贯穿整个教学过程。需求分析对应细化过的数据基础模块;概要设计对应数据构建模块，详细设计对应数据维护与数据查询模块，编码对应编码和交互界面模块。调试与测试则贯穿在整个的教学过程中，每一模块任务案例在完成过程中随时都需要调试与测试，最后将所有模块的任务案例组成在一起就是一个完整的小整数据库管理系统。这样一个学习的过程也是一个基于软件工程原理的数据库管理系统开发的过程。在每个软件工程的流程中，将“CBE”模式灵活应用于其中，比如数据构建模块中按学生所学的专业，要求学生建立一个与专业相关的项目，项目中至少包含一个数据库，库中至少包含三个具有关联的数据表。例如旅游专业的学生创建“旅游线路管理”项目，项目中有“报名管理”数据库，数据库中分别有“旅游线路”、“报名情况”、“交费管理”三个表。通过模块化培养学生解析问题的能力，动手解决问题的能力，团队协作的能力。
《电工电子技术》是高职院校非电专业的一门专业技术基础课程，是一门实践性、应用性较强的课程。通过对本课程的学习，学生能够获得有关电工电子技术的基本概念、基本理论和基本技能，为后续专业课程的学习及未来从事的相关工程技术工作打下坚实的基础。《电工电子技术》课程包含“电工技术”和“电子技术”两部分内容，涵盖了电路分析、电机及电气控制、模拟电子技术、数字电子技术等多方面内容。《电工电子技术》课程作为工科专业的专业技术基础课程，在我学校主要服务于制造大类专业，如数控设备使用与维修及机电一体化、汽车检测与维修等专业，由于各非电类的专业培养目标不同，人才培养方案中对《电工电子技术》课程的内容广度和深度的要求都有所不同，要求《电工电子技术》课程既要体现出专业技术基础课程的“基础平台性”特征，还要体现出非电各专业的“专业性”特征，《电工电子技术》课程不能再以一个同样的课程标准应对非电各专业的专业培养目标，必须体现为专业服务。《电工电子技术》课程教学要以学生为本。坚持工学结合，强化教学、学习相融合的教育教学活动。推行项目教学、工作过程导向教学等教学模式。要求课程的《电工电子技术》课程的教学内容、教学方法、教学手段等不断进行改革与优化，努力提高教育教学效果。如何更好的开发与实施《电工电子技术》这类专业基础课的教学工作，如何系统地把基础课的知识讲解给学生，让学生对电工电子专业有个全面的认识和统一的学习，完成《电工电子技术》“基础平台性”要求，为学生将来的可持续学习能力打下坚实基础，如何提高学生的学习兴趣，将电工基础理论与非电各专业紧密结合，让枯燥的理论在实际应用中获得生机，变“要我学”为“我要学”，培养学生自主学习能力，这些都是电工基础课教师密切关注和积极思考的问题。
一、存在的主要问题
从课程本身的发展来看，随着科技的进步，电工和电子技术的信息量日渐增加，如脉冲功率技术、新型电源技术等，另一方面，以就业为导向的专业人才培养方案的不断调整与修订，《电工电子技术》的学时数进一步减少，传统《电工电子技术》课程的教学内容不能适应非电各专业的教学目标。从学生方面来看，《电工电子技术》不是非电类学生的专业课，部分学生认为所学的专业与电工电子无关，以后工作生活也不会涉及电工电子方面的知识，因此这些学生学习的主动性和积极性都不高，再加上传统《电工电子技术》的理论知识多且比较难，大部分高职学生的物理、数学等文化基础知识相对薄弱，对学好这门课程即缺少兴趣又缺乏信心，这些思想直接影响了教学效果。从教师方面来看，高职的很多教师缺乏企业经验，从本科院校毕业后直接从事教学，将本科院校里学习本课程的教学模式照搬到高职院校的课堂里。在理论教学中，采用单一的讲授法，以“一言堂”教师为主体的方式进行枯燥的理论推导，这样就使得电学基础差的学生听不懂，逐渐形成厌学、怕学的心理。在不多的实验教学中，学生只是机械地按照实验步骤与要求进行验证性实验操作，缺乏自己动心动手动脑设计实验的环节，这样的学习过程，使理论知识与实践操作相脱离，达不到相辅相成、互相促进的教学效果。
二、“面向学生、服务专业”，建构《电工电子技术》模块化课程教学内容
《电工电子技术》是我院工程实训中心电工电子基础教研室，面向全院的工科非电各专业授课的一门专业技术基础课，服务的专业面较广，如数控设备使用与维修、机电一体化、汽车检测与维修、计算机应用等，由于各个专业对该课程的要求不完全相同，如果采用一个标准进行授课，会导致《电工电子技术》课程不能有效支撑后续课程的学习，极大地影响人才培养质量。为此，工程实训中心电工电子基础教研室老师和各系部专业教师、行业企业专家经过三年多的对接调研，深入了解不同专业的人才培养目标和对本课程内容的要求，形成了电工电子课程模块化的体系结构，并开发了系列教学载体，以期表征相关专业的特征。《电工电子技术》课程模块化是源自于学科体系的《电工电子技术》知识与技能内容，即对电路基础、电机及电气控制、电子技术三部分内容进行教学加工，同时结合国家职业资格标准“中级维修电工”技能鉴定要求，以工作过程中的能力要求对接学习过程中的能力培养，序化知识结构。电路基础、电机及电气控制、电子技术三个模块下分子模块，共有14个子模块，即安全用电，直流电路的安装、测试与分析，正弦交流电路的安装、测试与分析，三相交流电路的安装、测试与分析等模块，各个模块既相互独立又相互联系，其中4个为必选子模块、10个为选修模块。通过各专业人才培养目标对这些模块进行选择，从而实现专业《电工电子技术》的教学内容广度的选择，体现“必需、够用”原则;通过对模块中的教学载体的选择完成对教学内容深度的选择，体现“实用”原则，凸显其“专业性”特点，激发学生学习兴趣。基础模块和差异化模块见图1。《电工电子技术》课程的模块化教学可以实现对不同专业的学生进行有针对性的区别教育，见图1。如计算机应用专业的学生对“电”知识的要求以实用为主，趋向于科普化，没有国家职业资格标准“中级维修电工”的职业资格考证的要求，因而选择了电路基础部分的四大基础模块，以及“常用电子器件的测试与辨别”、“基本放大电路”、“直流稳压电源的分析与设计”、“基于触发器构成的计数器分析与设计”4个选修模块。体现了“1+X”，即“基础平台性+差异性”。授课教师在课程的讲授过程中，以趣味的、日常接触到的计算机用电实例为教学载体，更多地偏重于知识性和应用性，刻意淡化电工理论的数学推导和计算过程。如此一般，能够降低学生的学习难度，通过趣味性、实用性引导学生掌握电的相关技术及其应用。《电工电子技术》课程内容结构的“1+X”化，有助于实现《电工电子技术》课程开发的开放性，从而不断开发带有各非电专业特色的教学载体，使《电工电子技术》具有基础与应用的双重性。如汽车检测与维修专业的学生在学习“变压器使用与维护”时，除了学习常用的变压器外，还会以汽车上使用的变压器“点火线圈”为教学载体进行教学，力图将电工电子技术基本知识与技能直接应用到汽车维修实践中。“面向学生、服务专业”，建构《电工电子技术》模块化课程教学内容的核心是为了改变传统的学科式的《电工电子技术》教学内容与教学模式，开发出符合高职院校学生思维特点“先动手、再思辨”的特点，以能够实际操作的教学载体为课堂导入，通过完成任务来引导学生在实做中发现问题、解决问题。《电工电子技术》模块化设计的出发点是以职业需求为基础，以提高技能为目标，以能力的培养为划分模块的依据，将理论知识进行巧妙加工在教学载体中，从而实现理论与实际操作技能的有机结合，整个教学过程贯穿工程素质的养成，体现职业技术教育的特色。
三、“任务驱动、项目引领”，系统化教学设计
《电工电子技术》模块化课程教学内容是整合相关的理论知识、实践经验、操作技能以及活动方式、方法、方案的理实一体化的教与学，以实现学生理论知识的掌握与应用、操作技能的领悟与习得，工程素养的学习与内化。因此课程是”任务驱动、理实一体”的系统化教学设计，按照职业能力培养、工程素养养成和学生个性要求构建“学习与工作任务相结合”的教学范式，有针对性地采取任务驱动、项目导向、课论与实践一体化等行动导向的教学形式。传统的《电工电子技术》课程的实验教学主要包含验证性实验，验证性实验指的是为了配合本课程的理论教学而设置的实验，目的是使学生熟悉常用仪器仪表的使用方式，掌握正确的实验方法，如验证经典的叠加原理、戴维南定理等。这样的验证性实验一般需要到实验室完成，由于硬件资源的限制，验证性实验的课时量不可能开设太多。这就与实现理实一体化的教与学形成冲突，这也是《电工电子技术》课程改革的瓶颈之一。为有效突破这一瓶颈，以任务驱动，项目引领为主体结构，完成任务，整合相应的知识、技能，实现理论与实践的统一，电路基础部分大模块的课程教学设计如图2所示。图2电路基础部分大模块的课程教学设计建构主义学习理论认为，学习是在旧知识的基础上构建新知识的过程，强调学生学习的主动性、情境性，主张以学生原有的经验为主构建知识。《电工电子技术》课程以关注学生已有的经验为起点，通过教学载体，通过完成任务，把学生已有的知识、经验与新知识进行有效衔接，学生不仅提高学习兴趣，缩短电工理论知识与现实生活之间的距离，极大地调动学生积极性、自觉性与主动性。以“电的认知与安全用电”模块的教学为例，这是本课程的第一个学习模块，学生在高中物理中学习过欧姆定律，能够绘制简单的电路，这是学生已有知识，作为本次学习的逻辑起点;本模块的目标是掌握安全用电常识，具有安全用电意识。根据起点与目标，我们引入教学载体“试电笔”，设计学生行动任务:(1)用试电笔测出教室内的插座上是否有电?判断零线、火线?(2)绘制出用试电笔测量教室内的插座上是否有电的电路图。(3)用欧姆定律计算此回路中的电流。学生通过完成上述任务，掌握人体电阻，试电笔氖管电路结构，电流对人体的危害、安全电流等安全用电常识。把握学生学习的逻辑起点，找准新旧知识的连接点，把握好新知识的生长点，才能帮助学生实现知识迁移。再以学习模块七:“基本控制线路的装接”为例，学生已有的知识与经验是已经掌握了低压电器各元器件的元件识别、电气图形符号认知、简单电气控制原理图识读与绘制知识与技能，是本次学习的逻辑起点;本模块的目标是完成具有电动机正反转控制功能的线路设计与装接。根据完成任务的要求和环境等条件，选取适合的各种行动导向教学法，例如项目教学法、案例教学法、任务设计法、小组工作法等，教学资源为任务单、工作单、评价单、技术资料手册、技术网站的网址等。图3验电笔的使用及其电路图根据起点与目标，我们引入教学载体“正反转控制线路原理图、正反转控制线路实物等”，设计学生行动任务:(1)识读电动机正反转控制线路原理图逻辑起点，温故知新(2)资讯并设计电动机正反转控制线路资讯(3)确定正反转控制线路设计方案与实施方案计划与决策(4)实施作业，完成检查并评价实施、检查与评价(5)总结学习单元，明确课后任务知识归纳与内化在上述任务的设计中，体现了完成任务的6个行动基本步骤，即“资讯、计划、决策、实施、检查、评价。”同时根据学生的逻辑起点，找到联系新旧知识的连接点，即通过分析电动机正反转控制线路原理图，经过资讯，设计电动机正反转控制线路的实物装接图，包括元器件的选择，元器件的布局布线等;教师帮助学生选择设计方案，确定实施方案;教师在学生的实施环节中，观察学生的实施情况，并及时做出示范及引导;针对学生的作品，进行多种形式的评价，包括学生自评，小组互评，老师评价等;最后，教师总结本学习单元，布置课后作业，让学生反思行动的知识并进行知识的归纳、总结与内化，构建形成新的知识。图4“电动机正反转控制线路”的教学任务设计“载体导入、激发兴趣;操作体验、温故知新;建构新知，拓展延伸”是检验学生灵活应用本课程的理论解决现实问题的能力，是理论与实践相融合的关键。学生根据课堂已学过的理论知识，按照要求通过自主或小组讨论确定任务完成方案并实施，得出操作结果，再从实践结果来分析所应用的理论知识。经过学生在实践与理论融合的教学过程中，学生不但从中锻炼了动手能力，而且培养了分析和解决问题的能力，加深了对本课程相关理论知识的理解，培养了工程素养。
四、以“电动机正反转电路装接与调试”单元为例，看教学实施效果
通过实践我们发现，任务驱动教学法是一种比较适合电工电子技术基础课程的教学方法。运用任务驱动法教学，教师要精心设计学习任务，创设激发学生根据已有的知识与经验，探究新知识、掌握新技能的教学情境。在设计学习任务时，教师要紧扣本模块的重点、难点，从模块的知识特点以及学生的具体实际出发，遵循由简到难、循序渐进的原则。在整个教学过程中，分解模块的学习任务，将学习任务具体化，以完成一个个具体的任务为线索，把教学内容巧妙地隐含在任务中，让学生带着任务去完成学习。“电动机正反转电路装接与调试”单元是子模块七基本控制线路的装接中的学习单元2，学生已经熟知了低压电器以及电动机的工作原理等，能识别、检测各低压电器，能够对电动机的点动－连续控制线路进行连接、排故等。结合学情及教学目标、重难点进行本单元的教学设计与实施，如下图所示。图5“电动机正反转控制线路”的教学组织与实施(1)下发工作单，明确初步任务———即电动机正反转控制线路原理图的识读。教师以班级授课的形式，引导学生应用已有知识，分析电气原理图，识别各低压元器件及控制线路的工作原理。(2)设计方案并明确工作过程，明确具体任务———即工作流程。学生以小组的形式进行讨论，对电动机控制线路的连接过程进行任务分配，确定所需的元器件、工具及其检测方案、线路连接方案和故障检测与排除方案。(3)实施工作，按照所确定的方案进行作业，明确各流程中的具体小任务———即①工具准备和元器件检测;②完成电动机正反转控制线路的装接;③完成线路检测，故障排除，并进行通电试验。在各阶段，同组成员需团结并分工合作，积极主动动心、动脑、动手，按照电工职业标准进行操作;鉴于学生的竞争心理，学生都会踏实、努力完成任务。在此过程中，教师需从旁协助，密切关注各组的完成情况，并对安全用电知识进行普及，确保各组成员有效、安全的完成任务。(4)总结学习单元，明确课后任务———即完成实验报告。在此阶段，学生需将自己的作品进行呈现，并做简要说明与总结，最后将自己的认识，理解通过实验报告的形式呈现。通过本单元的学习，学生对电动机正反转控制线路的认识，以及线路检测、排故方面都会有所认知，同时培养了学生勤动手、爱动脑、爱设计的习惯。
五、结束语
《电工电子技术》课程教学的改革并非盲目的改变现有的教学模式，我们结合学生的学情以及非电各专业对本课程的要求，在教学内容的选择，教学载体的确定以及教学形式的选取上进行了系统化建构与设计，实现《电工电子技术课程》教学内容与载体上的“1+X”化，体现出该专业技术基础课程的“基础平台性”特征与“非电类各专业接口”特征;以任务驱动、项目引领为主进行系统化教学设计，突出“教、学、做、练‘一体化特色，遵循了由浅入深，循序渐进的教学规律，通过教学改革探索与实践，授课教师明显感觉到学生的学习兴趣高涨，极大提高了教学效果。
作者:龙海燕 龚 雪 单位:成都航空职业技术学院
参考文献:
1)网络传输的是模型文件，其传输量远小于视频图像;
2)由渲染引擎对模型进行实时渲染并动态显示;
3)具有无限的交互性。Web3D的实现技术主要分为三部分，即建模技术、显示技术和三维场景中的交互技术［1］。三维模型的实时建模与动态显示技术是Web3D技术的基础，该技术可以分为两类:
1)基于几何模型的实时建模与动态显示;
2)基于图像的实时建模与动态显示。交互技术是Web3D技术的关键，Web3D软件能够直接实现常用的交互功能，复杂的交互功能则可以通过编程实现。
2常用的Web3D技术
2．1Cult3D
Cult3D是一种基于Java内核的Web3D技术，由瑞典的Cy-core公司开发，用户可以将第三方开发的Java类嵌入其中，极大地增强了Cult3D的交互性和扩展性。为了提高开发效率，Cult3D的操作简单直观，开发环境十分人性化和条理化。Cult3D包括Cult3DExporterPlug-in，Cult3DDesigner和Cult3DViewerPlug-in三个程序模块。Cult3DExporterPlug-in用于将3DSMAX，MAYA等三维设计软件制作的三维模型转换为Cult3DDesigner支持的格式。Cult3DDesigner用于为模型加入交互功能，如缩放、移动、旋转等，导出后嵌入到网页或其他应用程序当中。Cult3DViewerPlug-in是显示插件，安装该插件后，用户即可在网上浏览采用Cult3D技术制作的三维模型，并进行实时交互操作。
2．2ViewpointViewpoint
是一种基于XML构架的Web3D技术，由美国的Viewpoint公司开发，它能够十分方便地与数据库和浏览器进行通信，因此得到了广泛的应用。用户仅需安装一个免费的插件，即可在网上浏览采用Viewpoint技术制作的三维模型，并进行实时交互操作。与Cult3D技术不同的是，Viewpoint自己制作三维模型，而不是导入其他软件制作的三维模型。Viewpoint模型的三维多边形网格结构具有可伸缩性和流传输性。可伸缩性即采用Viewpoint技术开发的Web3D模型能够自动地依据用户电脑的性能和网络速度调整模型的精度及相关技术参数，以确保用户获得最佳的体验;得益于这种特性，一个高精度的Web3D模型就能够满足用户对不同精度的需求，同时还可以大大减少设计者的开发工作量。流传输性允许用户在下载模型数据的同时浏览Web3D模型，并与之交互。基于这两种优越的特性，Viewpoint技术得到了广泛的应用。
2．3Java3DJava3D
是Java语言在三维图形领域的应用编程接口(API)，由美国的SUN公司(2010年被Oracle公司收购)推出，利用Ja-va3D提供的API，可以快速开发基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等。采用Java3D开发Web3D程序时，开发者仅需调用这些API进行编程，而客户端只需要安装标准的Java虚拟机即可浏览，而无需安装额外的插件。Java3D把OpenGL和DirectX等底层3D技术封装在Java3DAPI中，提供了一个高层的面向对象的编程模型，从而使3D技术不再繁琐，并且可以加入到J2SE，J2EE的整套架构中，这些特性使得Java3D技术具有强大的扩展性。Java3D作为Java语言的扩展，具有平台无关性，即“一次书写，随处运行”;采用Java3D开发的Web3D程序可以访问所有的Java类，因此能够很好地与In-ternet集成。Java3D支持运行时装载器，因而能够兼容多种文件格式，包括各种厂商的自定义格式。
2．4X3D
X3D(Extensible3D)是新一代的Web3D国际标准，由Web3D协会(Web3DConsortium)于2003年，它在VRML97的基础上发展进化而来，更加成熟和完善。X3D整合了正在发展的XML，Java，流技术等先进技术，包括更强大、更高效的3D计算能力、模型渲染质量和网络传输速度。X3D采用XML(ExtensibleMarkupLanguage)———可扩展标记语言描述三维实体及其行为，XML是平台无关的并且得到了广泛的支持和应用，XML具有显著的技术优势:拥有自定义的标记语言来描述结构数据、易于编程者和计算机理解;具有有效的数据约束等。X3D的组件化体系结构使其具有良好的可扩展性和可定制性，它可以根据市场应用和服务的需求添加组件以扩展其功能，并且可以定制一系列标准扩展组件以满足特定应用的要求。X3D支持开发广播/嵌入式应用，可以用于从手机到超级计算机的各种设备。
3Web3D技术在土木工程专业教学中的应用
土木工程专业的主干课程包括混凝土结构、钢结构、高层建筑结构、建筑结构抗震等，这些课程的实践性很强，且构造要求很多，从而导致学生难学、教师难教。因此，如何帮助学生加深对教学内容的理解，提高学习效率，提升教学质量，长期以来一直都是土木工程专业教学改革的热点。将这些课程中涉及的各种结构组成，尤其是一些节点构造制作成Web3D模型，用户可以任意缩放、移动、旋转模型，实现360°全景浏览，还能够对模型中各种构件的显示或隐藏进行控制。如此让学生直观且互动地学习，有助于解决教学中的重点难点问题，从而提高教学效果。下面以采用Cult3D制作钢结构节点构造模型为例说明Web3D模型的制作方法及流程。
1)三维模型的建立和输出。在AutoCAD中建立三维模型，导入3DSMAX中进行渲染，最后由3DSMAX输出为Cult3DDesig-ner可以接受的．c3d文件格式。
2)为三维模型加入交互功能。在Cult3DDesigner中加入各种触发事件和动作控制，以实现三维模型的交互功能。3)三维模型的导出和。将完成的三维模型输出为．co文件格式，嵌入到网页当中。
例1若a、b、c为互不相等的实数，且x／（a－b）＝y／（b－c）＝z／（c－a），求x＋y＋z．
解：由等比定理得
x／（a－b）＝y／（b－c）＝z／（c－a）
①
＝（x＋y＋z）／［（a－b）＋（b－c）＋（c－a）］．
②
但是，②式的分母为零
（a－b）＋（b－c）＋（c－a）＝0，
③
我们的解题努力失败了．
评析：这是一个失败的解题案例，文［3］谈到了调整解题方向后的一些处理，其实都用到③式．所以，失败的过程恰好显化了题目的一个隐含条件，这是一个积极的收获，当我们将不成功的②式去掉，把目光同时注视①式与③式时，①式使我们看到了两条直线重合：
xX＋yY＋z＝0，
④
（a－b）X＋（b－c）Y＋（c－a）＝0．
⑤
而③式又使我们看到了直线⑤通过点
X＝1，
Y＝1．
作一步推理，直线④也通过点（1，1），于是
x＋y＋z＝0．
与文［3］相比，这是一个不无新意的解法，其诞生有赖于两点：
第1，从失败的解题中获取一条有用的信息，即③式．
第2，对①式、③式都作“着眼点的转移”，从解析几何的角度去看它们．
有了这两步，剩下来的工作充其量在30秒以内就可以完成．
2．个案2—尚未成功不等于失败
设f（n）为关于n的正项递增数列，M为大于f（1）的正常数，当用数学归纳法来证不等式
f（n）＜M（n∈N）
①
时，其第2步会出现这样的情况：假设f（k）＜M，则
f（k＋1）＝f（k）＋a（a＝f（k＋1）－f（k）＞0）＜M＋a，
②
无法推出f（k＋1）＜M．
据此，许多人建议，用加强命题的办法来处理，还有人得出这样的命题（见文［4］P．32及文［5］P．12）：
命题设｛f（n）｝为关于n的正项递增数列，M为正常数，则不等式f（n）＜M（n∈N）不能直接用数学归纳法证明．
评析：不等式①没能用递推式②证出来，有两种可能，其一是数学归纳法的功力不足，其二是数学归纳法的使用不当．把“不会用”当作“不能用”，其损失是无法弥补的．
我们分析上述处理的“尚未成功”，关键在于递推式②，这促使我们思考：f（k＋1）与f（k）之间难道只有一种递推关系吗？
确实，有的函数式其f（k＋1）与f（k）之间的关系很复杂，无法用数学归纳法来直接证明；而有的关系则较简单，仅用加减乘除就可以表达出来．但无论是“很复杂”还是“较简单”，其表达式都未必惟一，文［6］P．278给出过一个反例，说明上述“命题”不真：
例2用数学归纳法证明
f（n）＝1＋（1／2）＋（1／22）＋…＋（1／2n－1）＜2．
讲解：当n＝1时，命题显然成立．
现假设f（k）＜2，则
f（k＋1）＝f（k）＋（1／2k）＜2＋（1／2k），
由于2＋（1／2k）恒大于2，所以数学归纳法证题尚未成功．
然而，这仅是“方法使用不当”．换一种递推方式，证明并不困难．
f（k＋1）＝1＋（1／2）f（k）＜1＋（1／2）×2＝2．
下面一个反例直接取自文［4］的例2．
例3求证（1／1！）＋（1／2！）＋（1／3！）＋…＋（1／n！）＜2．
证明：当n＝1时，命题显然成立．
假设n＝k时命题成立，则
（1／1！）＋（1／2！）＋…＋（1／k！）＋［1／（k＋1）！］
＝1＋（1／2）＋（1／3）·（1／2！）＋…＋（1／k）·［1／（k－1）！］＋［1／（k＋1）］·（1／k！）＜1＋（1／2）｛1＋（1／2！）＋…＋［1／（k－1）！］＋（1／k！）｝＜1＋（1／2）×2＝2．
这表明n＝k＋1时命题成立．
由数学归纳法知，不等式已获证．
3．个案3—对尚未成功的环节继续反思
文［7］有很好的立意也有很好的标题，叫做“反思通解·引出简解·创造巧解”，它赞成反思“失败”并显示了下面一道二次函数题目的调控过程：
例4二次函数f（x）＝ax2＋bx＋c的图象经过点（－1，0），是否存在常数a、b、c使不等式
x≤f（x）≤（x2＋1）／2
①
对一切实数x都成立？若存在，求出a、b、c；若不存在，说明理由．
讲解：作者从解两个二次不等式
（x2＋1）／2－f（x）≥0，
f（x）－x≥0．
开始（解法1），经过数形结合的思考（解法2）等过程，最后“经学生相互讨论后得到巧解”（解法4）：由基本不等式
（x2＋1）／2≥（x＋1）／22≥x
②
对一切实数x都成立，猜想
f（x）＝（x＋1）／22．
③
经检验，f（x）满足条件f（－1）＝0，所以f（x）存在，a＝（1／4），b＝（1／2），c＝（1／4）．
我们不知道命题人的原始意图是否只考虑“存在性”，按惯例，“若存在，求出a、b、c”应该理解为“若存在，求出一切a、b、c”．从这一意义上来看上述巧解，那就存在一个明显的逻辑疑点：诚然，③式是满足①的一个解，但是在x与（x2＋1）／2之间的二次函数很多，如
f1（x）＝（1／2）x＋（1／2）（x2＋1）／2，
f2（x）＝（1／3）x＋（2／3）（x2＋1）／2，
f3（x）＝（1／4）x＋（3／4）（x2＋1）／2，
……
这当中有的经过点（－1，0），有的不经过点（－1，0），巧解已经验证了f1（x）经过点（－1，0）从而为所求，我们的疑问是：怎见得其余的无穷个二次函数就都不过点（－1，0）呢？
也就是说，“巧解”解决了“充分性”而未解决“必要性”，解决了“存在性”而未解决“惟一性”．究其原因，是未找出x与（x2＋1／2）之间的所有的二次函数．抓住这一尚未成功的环节继续思考，我们想到定比分点公式，①式可以改写为
f（x）＝｛［（x2＋1）／2］＋λx｝／（1＋λ）（λ＞0），
④
或f（x）＝λ（x2＋1）／2＋（1－λ）x（0＜λ＜1）．⑤
一般情况下λ应是x的正值函数（文［8］默认λ为常数是不完善的；同样，2000年高考理科第20题（2），对cn＝an＋bn设
an＝cncos2θ，
bn＝cnsin2θ
是错误的），但由于f（x）为二次函数，λ只能为常数．为了在④中求出λ，把f（－1）＝0代入④即可求出λ＝1（或⑤中λ＝1／2）．
②式与④式的不同，反映了特殊与一般之间的区别，反映了“验证”与“论证”之间的区别．其实，原［解法1］出来之后，立即就可以得出②式，与是否应用“基本不等式”无关．同样，原［解法1］中作者思考过的“推理是否严密”在“巧解”中依然是个问题．这种种情况说明，我们不仅要对解题活动进行反思，而且要对“反思”进行再反思．下面一个解法请读者思考错在哪里？
解：已知条件等价于存在k＜0，使
［f（x）－x］［f（x）－（x2＋1）／2］＝k≤0，
把x＝－1时，f（x）＝0代入得k＝－1，
从而［f（x）－x］［f（x）－（x2＋1）／2］＝－1，
即f2（x）－［（x＋1）2／2］f（x）＋（x3＋x＋2）／2＝0．
由此解出的f（x）为无理函数，不是二次函数，所以本题无解．
作为对反思进行再反思的又一新例证，我们指出文［9］例2（即1997年高考难题）第1问，可以取λ＝a（x2－x）∈（0，1）（λ是x的函数），则
f（x）＝a（x1－x）（x2－x）＋x
＝λx1＋（1－λ）x，
据定比分点的性质有x＜f（x）＜x1．
1罗增儒．解题分析—解题教学还缺少什么环节？中学数学教学参考，1998，1～2
2罗增儒．解题分析—再谈自己的解题愚蠢．中学数学教学参考，1998，4
3罗增儒．解题分析—人人都能做解法的改进．中学数学教学参考，1998．7
4李宗奇．调控函数及其应用．中学数学杂志（高中），2000，3
5王俊英．一类数学归纳法能否使用问题的判定．中学数学，1987，9
6罗增儒．数学解题学引论．西安：陕西师范大学出版社，1997，6
