关键词：高职院校顶岗实习校企合作管理方式
中图分类号：G710文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0243-01
一辆车520Li出现无法启动。客户反映此车为新车，刚提车5天。该车在车库里停了一天后，第二天发现车辆无法起动，同时仪表显示异常。
确认故障现象：
首先将用钥匙打开车辆门锁，进入车内后，按下START按钮，仪表提示放电增加，如图1所示。操作iDrive，观察控制信息显示“提示放电增加”。踩下制动踏板，按下START按钮启动车辆，车辆无法启动。打开大灯，大灯明显亮度低。按压喇叭开关，喇叭声音明显小。
原因分析：初步判断故障原因是蓄电池亏电。
处理措施：对蓄电池进行充电。充电后仪表上故障灯消失，操作iDrive，不再有“提示放电增加”。然后将车辆交付给客户。
后续：客户第二天打电话反映，车辆又无法启动，仪表又出现相同故障提示。将车移至维修车间，充满电，然后进行车辆测试，显示很多故障码。主要为低电压故障，另外还有（1）B7F86A网关：休眠受阻；（2）8020E8总线端Kl.30F复位或关闭；（3）801C10由于不合理的唤醒请求复位总线端Kl.30F；（4）801C11由于不合理的唤醒请求关闭总线端Kl.30F。
检查：执行电源诊断检测计划显示：（1）行驶特点：5km以下：0；5～20km：0；20～100km：0；100km以上：0。（2）DME中休眠电流检测查看结果：在测量5：出现休眠电流超过1A；在测量7：出现休眠电流超过1A；最后一次测量：休眠电流超过1A；其他测量均正常。（3）蓄电池充电状态：75%，其他1～5日前：均是无法判断。
故障分析：（1）可以判定是车辆自身放电造成蓄电池亏电；（2）根据执行的电源检测计划可以肯定休眠电流过高造成的车辆放电。
原因分析：此故障现象可能的原因：（1）一个附加加装的用电器；例如免提电话、导航、防盗、冰箱、GPS等。（2）一个组件或一个控制单元在睡眠模式下消耗过多电流。（3）不利行车特点；如行驶距离经常在小于5km的市区道路行驶。（4）车辆放置时间过长。结合此车，原因1、3、4可以排除。
故障检测：（1）利用蓄电池测试仪检查蓄电池，结果正常。（2）测量休眠电流，休眠电流异常，整车休眠电流测量结果为2.86A不正常（正常10mA）。我们又分别对前后配电器休眠电流进行了测量（前2.52A后0.28A）都不正常。（3）检查车辆休眠中现象。车辆在休眠后出现：①应急灯开关背景灯常亮；②手刹开关功能指示灯闪烁；③启动按钮背景照明灯闪烁。
检测结果分析：（1）根据对前后配电器的测量结果初步判断故障是由车在网络中的某个组件或某个模块在休眠模式下消耗了过多的电流。（2）根据车辆休眠后所发现的三个状态不正常的指示灯我们推断故障的大致范围应该是总线、网关、模块。（3）经过查询资料我们发现“应急开关背景灯”是由FRM控制、“启动按钮背景照明灯”由CAS控制、“电子手刹状态指示灯”是由EMF控制。FRM和CAS都在K-CAN2总线上，而EMF在PT-CAN总线上。我们本着由简入繁的原则从“电子手刹状态指示灯”开始入手检查。
故障诊断：
（1）EMF指示灯的控制是由EMF控制单元识别开关信号和电机在锁止位置时，EMF通过独立的导线EMF_FB点亮此灯。当EMF在休眠模式下此灯熄灭；未休眠时此灯长亮。EMF休眠受阻原因：总线（PT-CAN）唤醒（被其他模块唤醒）、唤醒线Kl.15唤醒、EMF自身唤醒（具有自唤醒功能）。
（2）Kl.15唤醒线测量。测量结果：唤醒时电压12V，休眠时电压0V，正常。
（3）PT-CAN测量。车辆休眠后正常情况下PT-CANH和PT-CANL应均为0V，实测值异常，拔掉EMF保险Z2*F167后测量，结果不变，排除EMF模块故障。
关键词：拍摄技巧；非线性编辑；后期编辑
中图分类号：G642.3文献标志码：A文章编号：1674-9324（2012）06-0022-02
一、拍摄前的准备工作
1.事先与任课教师进行沟通，了解教师授课的方法、手段以及影响拍摄效果的多媒体课件制作，图文混排布局合理，避免错别字，重点突出、内容清晰、界面美观，不要让陪衬的其他内容喧宾夺主。尽量不采用影响拍摄光线均匀度的高明度色背景，可用明度偏暗的背景搭配明度偏高的文字。
2.拍摄光线的处理。拍摄时，要求光线较强且均匀，保证成像质量。教室后方机位拍全景时，由于拍到亮度比较高的投影屏幕，所拍画面中，投影屏幕余外的部份会有一定程度曝光不足，导致主讲教师画面暴光不足。在这种情况下，可在教师前上方适当位置增加1~2盏辅助光照明，从而取得较好的拍摄效果。
3.摄像机的调整。摄像机的调整主要是声音和白平衡的设置。教师采用无线麦线性CH1声道输入，学生采用拾音麦线性CH2声道输入录制，确保声音清晰度；多机位拍摄必须统一调整白平衡，才能准确地还原图像色
二、教学现场的拍摄
拍摄技巧作为一种拍摄的方法，要求拍摄者在创作手法上灵活地运用它，在创作思路上要有出新出奇，取得不错的拍摄效果。精品课程教学录像强调的是现场教学，既要拍下教师的教学风范，也要拍下教师和学生的教学互动的教学过程，教学内容有头有尾，确保完整性。因此，合理的摆设机位与拍摄内容分工尤其重要，掌握摄像的要领，在拍摄现场灵活运用一些摄像技巧，如摄像构图、运动镜头等，突出教学重点和增添活动画面效果。
1.摄像机位的摆设与分工。机位的摆设是成功拍摄的重要环节，不同的教学类型（如实验教学型、讲授教学法型等）和教学环境（如普通教室、多媒体教室、机房等），有着不同的拍摄方法，从而机位的摆设与拍摄方法也有所变化。本文即右图1在多媒体教室，采用3机位拍摄为例。机位确定后，就可对各机位分工拍摄任务，避免多机拍摄重复画面，也有利于后期的编辑。（1）1号机为主机，位于教室后方正中位置，以全景拍摄为主，同步录制声音。主要用于摄录教师上课的全过程，介绍课堂的环境，表现气氛，刻画人物和环境的联系。（2）2号机为辅机，位于教室后方，1号机的左前位置，以中、近景拍摄为主，这是课堂录像中最常用的景别。它以教师为主导地位，拍摄教师的教学活动，包括表情、动作、板书及投影屏幕等。（3）3号机为辅机，位于教室前方，靠左边墙角位置，以全景、中景、近景摄录学生在课堂上的表现，包括听课、记笔记、回答问题等，尽量把学生听课时的认真态度、回答问题时的神态表现出来。
2.摄像构图。拍摄时注意画面整洁、流畅，避免杂乱的背景，杂乱的背景会分散观看者注意力，弱化主体的地位，应避免不相干的背景出现在画面上。
3.运动镜头的运用。摄像机常用的拍摄方式有推、拉、摇、移、跟等几种，恰当地运用镜头，则具有画龙点睛之功效，主要应用在2号机位。（1）推镜头。它相当于人们面对着主体走近去看，具有突出介绍重点，强化事物的特征作用。例如，在课堂上教师向学生展示一事物，镜头由全景推向事物的特写镜头，强调展示的事物，便于记忆。（2）拉镜头。具有表现主体事物与周围事物的相互关系作用。例如，由近景拍摄学生在认真做实验，镜头拉大到中景拍摄教师在该学生身旁辅导，表现了教师在课堂上辅导学生操作。（3）摇镜头。具有展示人与物的空间关系作用。例如，从讲台上讲课的教师摇至教室里听课的学生，展示了师生在教室这一空间进行教学活动。（4）跟镜头。跟镜头是推、拉、和摇镜头不固定的组合，摄像机跟随着运动的主体拍摄，具有突出表现运动事物的作用。例如，在机房拍摄教师在课堂上巡视学生的操作情况，时而停下来作辅导，镜头跟随教师，展示教师的教学过程。
后期编辑就是将拍摄的录像素材进行选择、取舍和剪接，最终制作成一部连贯流畅、主题明确并具有一定艺术效果的教学录像片。采用非线性编辑系统，具有灵活多样性、功能强大、输入输出方式多样化等特点。它在实际编辑过程中只是编辑点和特技效果的记录，因此任意的剪辑、修改、复制、调动画面前后顺序，都不会引起画面质量的下降。在保持教学内容的完整性的前提下，可适当对拍摄素材进行剪切和特殊处理。
1.镜头过渡自然、合理。在视频编辑时，如果镜头之间组接不自然，容易引起画面的跳动。由于教师是主体，1号机和2号机都同时拍摄（如图1），这种情况下，同机或两机镜头的组接需遵守以下三条规则：（1）景别必须有明显的变化；（2）景别差别不大时，必须改变摄像机的机位；（3）不能同景别相接。在编辑中，也可灵活利用3号机和投影画面作为过渡，使镜头过渡更加自然，镜头的组接还要符合教学特点。
2.特殊编辑处理。绝大多数人或许认为，教学录像原本就是一节完整的课堂，不需进行加工处理。其实不然，尽管主讲教师在课前准备充足，与技术人员精心策划，但是在拍摄过程中难免会出现意想不到的问题。因此，在不违背科学性和教学性原则的基础上，通过技术与艺术手段对教学录像进行后期编辑处理具有重要的作用。（1）口头禅、教师不雅动作、语音停顿过长等的处理。可采用剪切的方法，在剪切点的前后用有其他机位画面过渡，使整个画面流畅自然，不留痕迹。（2）重点讲解文字内容的处理。在教学中，教师通常使用多媒体课件作为辅助教学，在拍摄投影屏幕时，画面不够清晰，而且倾斜。在后期编辑时，将课件转换为图片格式，在恰当位置插入覆盖编辑，可取得清晰的屏幕内容画面。（3）教学所采用动画、视频的处理。有时在课堂上，教师会播放一些示范性的动画或视频文件，这些文件也可先通过其他编码软件转换为非编软件支持的文件格式，插入覆盖编辑，可取得良好视觉效果。
3.片头、字幕的制作与输出。片头在教学录像片中占有很重要的地位，它的主要作用是交代主题，达到开篇吸引观众注意力与求知欲望的制作效果，起到画龙点睛的作用。字幕的制作主要用于交代教学内容，在教师讲解重点、难点处，可适当添加字幕，便于学习者记忆、强化教学内容。精品课程教学录像最终目的是资源共享，成品的输出应符合上网标准的流媒体文件。
精品课程教学录像的摄制是一项复杂的工作，涉及到了影视、计算机、多媒体等多种技术。为使教学录像更具有可视性、欣赏性和课堂完整性，关键是恰当运用拍摄方法和编辑技巧。要做好这项工作，不仅要有扎实的影视艺术功底，还要具有教育心理学的知识，只有把二者有效地发挥出来，才可能创作出优秀的教学录像片。
参考文献：
[1]邹宇平.浅谈精品课程拍摄[J].广东外语外贸大学学报，2007，（5）：87-89.
[2]郭红霞.精品课程教学录像后期制作技艺分析[J].中小学电教：教师版，2007，（6）:56-59.
关键词：虚拟现实技术；微课；微课制作
1概述
微课是以微型教学视频来进行教学的课程，由于学生在学习时如果时间过长，就会出现注意力不集中的情况，因此，微课是根据学生的认知特点和规律，以某个知识点或教学环节来开展教学。微课具有教学时间短、教学内容相对较少、资源容量较少、情景化教学和主体突出等特点。微课的核心是教学视频，因此，要制作微课，其最核心的部分也是教学视频的制作。但是，由于微课教学视频要求情景化教学，因此，在录制微课视频时，需要搭建摄录场景，这种方式成本高而且时效很低，因此，也成为制约微课进一步发展普及的重要因素。而且由于某些学科的教学内容比较抽象，有些教学内容的场景也难以布设情景，这些客观因素也限制了微课的制作，进而影响了教学。
随着信息技术的飞速发展，虚拟现实技术也取得了极大的进步。虚拟现实技术是仿真技术的重要方向，是仿真技术与多媒体技术、人机接口技术、网络技术、传感技术、计算机图形学等多种技术和学科结合和交叉在一起的技术。利用虚拟现实技术，可以让实际中不存在或者以传统的录制手段难以实现的教学场景在微课视频中得以实现，从而让微课的制作水平提升到了一个新的层次。
2虚拟现实技术
虚拟现实技术是一种仿真技术，可以利用计算机生成一种模拟环境，让人们体验虚拟世界。虚拟现实技术是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，让人们可以沉浸人所构建的虚拟环境中。虚拟现实技术涵盖了多种技术，包括实时三维计算机图形技术、立体显示技术、网络技术和传感技术等，目前虚拟仿真技术在包括医学、娱乐、军事、工业、教育等很多的行业和领域得到了应用。在教育领域中的虚拟现实技术应用主要体现在虚拟实训基地、虚拟仿真校园以及虚拟演播室。其中，虚拟演播室与微课制作息息相关。
在微课制作中运用虚拟现实技术，其原理是将摄像机摄制的真实影像与计算机设计的三维虚拟背景和空间相融合，从而形成新的视频图像，在微课制作中运用虚拟现实技术，其关键是将虚拟背景与实际录制的前景相融合，主要包含了三维虚拟场景制作、摄像机跟踪、虚拟背景生成和图像合成等关键技术。
2.1虚拟场景的建模
虚拟背景的生成需要进行建模，微课制作人员应该要在构建虚拟背景时对各个物体进行建模，可以利用多种三维建模软件来实现，包括3DMax、Flame等软件都是常用的三维建模软件。这些软件都能够提供物体精确的几何描述，让构建的模型能够与实际对象的相似度极高，而且可以从形态、光照和质感等多个方面进行调节，从而更加贴近实际对象。
2.2摄像机的跟踪
目前，在虚拟现实技术中，要对摄像机进行跟踪，主要有两种方式，一种是C械式的传感技术，另一种是图形识别技术。机械式的传感技术是利用摄像机上装备的电子传感器来获取摄像机的相关参数，而图形识别技术则是利用摄像机获取的图像信息来确定摄像机的位置信息。另外，还有一些当前相对较少应用的技术也可以实现对摄像机的跟踪，比如说通过激光、超声波和红外线来确认摄像机的位置和位移。
2.3背景生成
要构建一个三维的虚拟场景，需要对运动场景和背景图像进行处理，这就需要用到大量的计算。在微课教学视频的播放过程中，需要色键控制器中的跟踪和图像合成都要及时准确的完成，从而保证画面的质量和效果，这种计算量相对巨大，需要利用高级建模工作站才能够顺利完成。
2.4图像合成
在图像合成之前，需要对摄像机摄取的前景图像中的相关图像进行提取，将其与摄取的背景图像进行分离，这就需要运用抠像技术。由于前景图像需要与最终的虚拟三维背景图像相融合，在融合之前必须要考虑到前景图像的深度信息。所谓的深度信息是指背景和前景的各个像素到摄像机的距离，如果前景深度值小于背景深度值，则会输出前景图像，如果前景深度值大于背景图像，则会输出背景图像，因此，这种合成也称之为深度合成。
3虚拟现实技术在微课制作中的优势
微课的出现和发展是信息技术飞速发展的具体体现，作为课堂教学的一种新形式，微课由于其人性化特征和良好的教学效果，已经得到了广泛的认可。微课的核心是微型教学视频，教学视频的质量与教学效果息息相关，虚拟现实技术的应用，让微课视频的质量提升到了一个新的层次，让视频质量和教学效果都发生了翻天覆地的变化，让情景化教学成为了现实，也极大地推动了教学资源的开发与传播。具体而言，虚拟现实技术在微课制作中主要有以下几点优势。
3.1实现了情景化教学、提高了教学效率
传统的课堂教学是以教师的口头讲授和板书为主，随着科技的发展，逐步引入了多媒体的方式来辅助教师教学，当虚拟现实技术的出现以及在教育领域的应用，让情景化教学真正得到了应用。传统的课堂中情景化教学都是通过教师的语言描述，然后由学生进行想象而实现，然而，虚拟现实技术应用在微课制作中，让学生可以通过声音、影像来感受相应的情景，通过这个平台，让学生可以在设置好的情景中进行学习，让学生能够更加深刻的领会到其中的内涵，从而更好的消化和吸收相关知识点，发挥他们的想象力和创造力，在学习中真正做到了举一反三，提高了教师的教学效率和学生的学习效率。
3.2增强了可视性、营造了现场感
相对于语言和符号而言，微课视频能够让学生更加直观的理解所学知识点，微课教学视频的特点是短小精悍，其画质要求很高，画面要求精美。而虚拟现实技术能够让微课视频的质量得到有效保证，虚拟现实技术运用在微课教学视频中，让视频的可视性大大增强，也会营造出现场感，有效吸引学生的注意力，也让学生在轻松愉快的学习环境中充分掌握和吸收知识。
3.3增加课堂密度，营造课堂氛围
传统的课堂都是40分钟到45分钟一节课，这种课堂时间明显不符合学生的认知规律和认知特点，学生很难坚持在一整节课中都保持高度集中的注意力。而微课的时间一般都是在3-5分钟左右，利用虚拟现实技术，可以让课堂教学大部分都以视频的形式来呈现，这种多场景和多动画的形式，让传统课堂中的“板书”变得更加的生动，也增强了课堂的密度，让学生的学习变得更加生动活泼，营造出了一种更加良好的课堂氛围，有利于激发学生的创造力。
4虚拟现实技术在国家开放大学微课制作中的应用
虚拟现实技术是一门多技术融合的新技术，其在微课中的应用，改变了传统的视频教学课程的局限性，让空间和时间都不再受到限制，是微课制作水平的重大突破。然而，如何有效的应用虚拟现实技术，让其在微课制作中发挥出最佳水平，不但是国家开放大学教师，也是技术人员所面临的一道难题。虚拟现实技术在微课制作中的应用，主要有以下几个方面。
4.1虚拟现实技术实现移动终端学习
虚拟现实技术若切入国家开放大学在线教育的端口，那么“VR+在线教育”就可以带学生进人场景式学习体验新时代，弥补在线教育空间距离难交互与生动不足的短板。由于移动终端设备的性能不断加强，教师已经可以利用移动终端设备来完成图像的采集和处理以及课件的制作。教师可以直接把移动终端设备接人微课课件系统，让移又斩松璞溉〈了教室，成为了教师传授知识的舞台，这种方式不但能够有效降低虚拟场景的制作成本，也能够降低教师的备课难度，提高了教学效率。同时学生戴上VR眼镜，进人虚拟现实的空间里，与教师互动交流、学习，达到实训教学的目的。
4.2构建实训场景
国家开放大学专业中需要进行实训类和操作类的教学，特别是理工科，几乎大部分专业课程都需要进行实训教学。对于实训类和操作类的微课课程，应用虚拟现实技术，可以直观的将虚拟场景呈现在学生面前。比如说，教师在计算机操作知识时，先可以录制讲授理论知识的场景，然后再录制演示操作方法的场景，在后期的制作中，教师可以利用虚拟现实技术，将这两部分剪辑在一起，将教师的口头讲解以及实际操作画面融合在一起，这样，学生就可以准确的理解教师的授课内容。
4.3基于偏振式3D立体虚拟现实技术的微课设计
目前3D立体效果的实现方式有偏振式3D、红蓝眼镜、主动式3D三种。偏振式3D实现原理（图1）通过光线的“振动方向”原理来组织图像，利用偏振显示屏，向观看者输送两幅偏振方向不同的图像。图像通过VR眼镜成像原理，每个镜片只接受一个偏振方向传输的图像，左右眼同时接收两组有视差的图像，再经过大脑合成，达到显示3D立体影像的效果。
基于偏振式3D立体虚拟现实技术的微课设计：技术人员通过3D摄像机来录制教师授课的3D立体视频，通过Photoshop来处理采集的图像信息，3DMAX对实物的进行建模，导出可被Unity3D识别的模型，然后用Pre-mier来处理采集的视频信息对图像进行深度合成，在利用Unity3D进行集成，实现交互式微课的制作。学生戴上VR眼镜，将手机放置在VR眼镜中，通过3D播播等软件打开微课，在虚拟现实的空间里，直接与教师交流，虚拟与现实只在一镜之间，这种情景化教学，让教师和学生之间实现了良好的互动，突破了空间和时间的限制，让教师可以通过微课视频来将一些不可见的因素和规律直观地呈现在学生面前，让学生去发现规律和总结规律，不但加深了学生对知识点的理解，也让教师与学生之间的良性互动得以加强。
一、以生活中实际问题为背景,引导思维发散
对同一物理规律,以生活中实际问题为背景,使物理问题变的更有情趣。激发学生的学习热情,可以使学生从枯燥的物理问题中解脱出来。如江苏高考2008年第13题就很典型:抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动。现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g)。
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1水平发出,落在球台的P1点(如图实线所示),求P1点距O点的距离x。
(2)若球在O点正上方以速度v2水平发出后。恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点(如图虚线所示)。求V2的大小。
(3)若球在O点正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3处,求发球点距0点的高度h3。
这是一道以乒乓球运动为背景,考查平抛物体的运动规律,情景很新颖,问题的设置比较独特,除了要求学生熟练地掌握平抛的运动规律,还要求对平抛运动的逆过程及斜抛运动的规律理解要透彻,对逆向思维要求较高。在研究这些问题时,要教会学生对这些生活材料进行加工、抽象、去掉干扰因素,忽略次要因素,把它变成基本的物理模型,这些都是要经过加工处理后才能用我们所学的知识来处理。
这类问题在实际教学中很多,如市场中用的电子秤、污水处理中的电磁流量计等,利用这些背景设置问题来考查中学阶段的物理知识,一方面达到学以致用的目的,另一方面培养学生思维发散性。
二、以高科技为背景,伸展思维深度
以这类知识为背景,对中学生来说总有一种神秘感,能吸引学生的好奇心,激发他们求知热情,其实这类知识中许多原理都是中学阶段能解决的,因此要帮助学生揭开这类事物问题的神秘面纱,剖析它的基本原理,看清这类事物的本质所在,抓住基本的处理方法,提炼出原始模型,坚定学生解决这类问题的信心。如:核聚变反应需要几百万度高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内(否则不可能发生核反应)可采用磁约束的方法(托卡马克装置)如图,在一个环状区域内加上匀强磁场B,“约束”在中空区域中内带电粒子上有各个方向的速度,其中在中空区域边缘处沿切线方向射入磁场的带电粒子最容易穿出磁场的外边缘,设环状磁场的内径R1=0.5m,外半径R2=1.0m,若被“约束”的带电粒子的荷质比=4×107c/kg,速度V可达1×107m/s,为使所有被约束的带电粒子都不能穿趣磁场,则磁场的磁感应强度B至少多大?
这是以高温下轻核聚变为背景,增添了几分神秘感,但只要对其概括和归纳,就可知道其实质是带电粒子在有界环形磁场中的运动,画出粒子沿内壁切线方向运动轨迹,根据题目所给的条件就可求出粒子的运动半径,其他问题就迎刃而解了。本题还可以从另外两个方面设置问题:
(1)若粒子从内环平面中心向各个方向发射粒子,其余条件与上面相同,则为使所有被约束的带电粒子都不能穿趣磁场,磁感应强度B至少多大?
(2)若粒子从外环平面外沿各个方向向环内发射粒子,其余条件与上面相同,则要使粒子不能射入环内,磁感应强度B至少多大?
在以上的背景下通过不同的变换,使得学生对带电粒子在磁场中运动的规律有一个更深的认识和了解,同时还可以拓展学生的思维深度。
三、以热点新闻材料为背景,拓展思维广度
这些材料反映物理学科也紧随时代的步伐,走在时代前列,大多数是以最新发明或最新发生的事为背景,将物理的知识穿插在里面编成具有一定新意的物理试题,让人既能体会到物理学科社会中的地位与价值,又能掌握知识,很合学生的口味。如江苏2009年高考试题中,就有一道以2008年世界瞩目的北京奥运会为情景设置一道光学题:如图(略)是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机镜头竖直向上,照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r=11cm的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10cm。若已知水的折射率,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h。(结果保留两位有效数字)
本题以奥运会为背景可以激起广大考生的情感共鸣,这是华人的骄傲,问题设置巧妙,考查了光的折射定律和全反射知识,并巧妙地利用了人的放大率与镜头内水立方运动馆的景象的放大率相同这一知识,恰恰这一点是许多学生没有想到的,试题思考容量大,立意新,能够很好地考查学生实际应用能力。
这类问题很多,题目信息量大,综合性强,但学生通过此类问题一方面既能了解科普知识,丰富知识面;另一方面,在此背景下设计了许多物理问题,通过对这些问题的解决,提高学生的阅读能力,提取信息,拓宽思维广度。
关键词：文科高等数学教学探索与还原法概念引入实际应用
文科高等数学的教学对象是文科学生。所以在教学中，如果直接给出一些抽象晦涩的概念，接下来讲授纯粹的推理和逻辑，学生就很难产生学习兴趣。强行灌入概念会导致学生被动学习，很难达到预想的教学效果。我根据近年的教学实践，发现带动学生发现探索数学问题的背景，还原数学的实际意义，学生的学习兴趣更为浓厚，从而达到理想的教学效果。引导学生进行探索性学习也符合现代的教学理念，教育者的共识是：任何创造、发明都起源于问题，把学生课堂学习的过程变成学生探索问题、解开谜底的过程，就可以把学习变成内在的需要和工具。在数学概念的引入过程中也要培养学生的问题意识，问题的提出和概念作为工具性能的引入可以提高学生解决问题的能力，并理解概念在解决问题的过程中所具备的自然性和必然性，进而培养学生创新精神和实践能力，这也是现代教学改革的重要目标和任务。以下是我在教学中一些具体的案例，从这些案例中我们可以看到探索性学习的意义所在。
一、探索性学习，可以还原一些问题的实际背景，有助于学生理解抽象的数学概念。
案例一：极限的引入
对于初次接触高等数学的学生而言，极限这一概念，即便引入“日取一半，终究而竭”等典故，学生接受起来还是有一定的难度。如果开始就用ε-δ的方式，则学生更觉得是非常勉强地被灌入一个陌生的概念。我是用如下方式引入的：先请学生分别计算■×3和0.3×3，让学生产生疑惑：为什么1与0.9的差别最后消失？然后再引入极限的概念，这对于抽象思维差一点的文科生相对容易接受，毕竟他们能够很容易地计算这两个式子，知道两者是相等的。这样，把抽象的概念还原到小学数学的知识背景中，让他们能够在疑惑之后很自然地接受极限的概念。这个概念对于以后定积分的讲授也是有帮助的。
案例二：定积分的概念引入
把一个大的困难问题分散成若干小问题，然后分别处理，最后综合协调，将这个大的问题解决，这样的解决方案符合一般人的思维习惯。这种方式也适合定积分概念的引入。所以，为降低学生对定积分概念的理解难度，针对自己所教的园林地理专业，我首先和学生一起复习规则图形的面积公式，然后给出一些可以分散成三角形，矩形，圆形等图形的不规则图形，要求学生计算出面积。最后给学生一些不规则但边界曲线保持连续的图形，要求学生算出面积。学生解决问题的积极性很高，先各个击破，再集中处理，最后沿用书上关于图形面积的讲授，也即分割、取近似、求和、取极限，学生接受起来容易，所达到的效果较直接讲授更好。
案例三：秩的概念引入
矩阵概念的引入通常是用线性方程组的实际背景而引入的，然而在讲述秩的概念的时候，通常却离开了这一背景，直接用最大非0的子式存在性来找寻阶数，用以定义矩阵的秩。对于学生而言，接受起来是比较困难的，并且感受不到“秩”的用途。我结合矩阵与方程组的紧密联系引入：从方程开始，我主要给学生信息安全方面的应用，探求性地引入方程组。当学生理解一个又一个的方程是信息点，是用以解决未知的信息盲点的时候，对矩阵的秩有了更直观的感受。秩实际是描绘有用方程的个数，在应用中，其实就是描绘有用的信息点。对于已知信息点的重叠和组合，表现在线性方程组上就是方程的同解方程或其他几个方程的线性组合，这样的信息是其他信息点的重述，可以舍弃不用，表现在矩阵上，就是对秩不会有增加作用，所以秩可以描绘有用方程的个数。这样学生接受比较容易，并且对化解一般矩阵为最简型矩阵的线性方法也有一定体会。诸如矩阵的初等变换，学生一般只是死记。但学生如果明白矩阵与线性方程组的实际背景，还原到实际应用中，方程两边同时乘以0，就会使得这一个方程消失，从而导致信息点丧失，对矩阵的初等变换一定要在某行（列）乘以非0的数就能够理解了。对于矩阵行列互换只是信息点以不同顺序输入；把某行（列）的k倍加到某行（列）上，对于实际背景，是信息叠加。这样，学生对三种初等变换对秩没有影响就更深有体会。这种教学方法不仅能提高学生的学习兴趣，而且能有效提高他们的学习和应用能力。
二、探索性学习，把很多实际问题归结为数学知识来解决，有助于理性思维的培养。
这对于文科学生而言，是大有裨益的。在概率的讲授中，这方面的作用尤其明显。概率与统计本身就来源于生活实际，开始给学生讲授生活中的现象，然后把这些现象归结于概率，无疑是很好的引入方法。我在这方面的讲解中，更注重引导学生思考：第一个人为什么会注意到这种现象，为什么会用数学的知识来解释？琐屑小事的发生频率，某一些现象，看起来平凡的事件，为什么就引起概率这一系统性学科的发展？归根到底，是因为规律的存在。在讲授随机事件的同时，我也鼓励学生探索，在纯人文的学科中，如果找到某种规律，是否也可发展成某一个完整的体系和学科。学生受到鼓励，能够大胆用自己的语言描绘概率的概念，然后和书上对比，理解经典概念的准确性。这样，比老师在黑板上直接给出概念所达到的效果更为理想。
现代教学强调以人为本，因为我们的教学对象是擅长直观和形象思维的文科学生，因此在完成数学教学任务的前提下，既要降低数学的抽象性，又得让他们理解所有大纲要求的知识点，教师要下一番工夫：不能照本宣科，要引导学生主动参与、乐于研究，从而形成积极主动的学习态度。而在实际的课堂教学中培养学生的探索意识，善于发现问题的背景，并能自主理解概念定义的合理性，不仅有助于学生理解数学概念，更能较好地培养学生的创造性思维能力。
参考文献：
[1]宋际平，龙述君.大学文科数学[M].北京：邮电大学出版社，2011.
【关键词】建构主义；线性代数；教学；运用
【基金项目】区级教改项目，子课题名称：教育生态系统下的职业教育教学监控与质量评估基础平台构建研究，项目编号：GXZJ2016ZD19；院级教改项目，项目名称：面向应用型本科的《线性代数》的教学研究.
一、建构主义概述
建构主义是一种认知学习理论，它强调从原有的知识理论、经验出发去探索、解决未知的知识领域.20世纪70年代，这一思想理论被引入美国的教育界，进一步推动了建构主义教育思想的发展，进一步的，1987年国际教育会中正式出现了建构主义的教育理念，建构主义教育理念一经出现就受到教育界的极大推崇，数学教育领域的专家也开始提倡在数学教学中引入建构主义的教育教学理念.由此，建构主义对教学领域的变革产生了极大的影响.建构主义学习理论主要有以下几个观点：
（一）知识观
建构主义教学理论认为知识对现实的反映并不是客观的，而是在当前知识经验背景下对客观存在的一种解说，它始终随着人们认识的变化而不断发生改变.其次，建构主义强调知识对问题解决的特殊适应性，知识对一种问题的解决有效但面对另一种相似的问题就有可能需要对知识进行进一步的加工和再造.最后，建构主义的知识观还认为知识是不会存在于个体之外的，这是指知识只能由知识学习者基于自身的知识经验背景建立起来，并在此基础上形成自己对于知识的独到见解.
（二）学习观
建构主义的学习观主要包括四方面.首先，认为学习不是由教师简单地进行知识的传递，而是学生自身对于知识的理解构建过程.其次，该理论认为在学习过程中学习者要主动地依据自己的知识经验背景构建学习意义，而不是单纯被动接受信息.此外，学习者对于学习意义的获得与理解是以自身的经验为基础而构建的.最后，它强调同化和顺应这两种途径对于学习者学习过程的影响意义，认为学习过程是学习者与学习环境之间的双向交流互动，也是新旧知识、经验之间的碰撞.
（三）学生观
建构主义认为，学习者在日常的学习中对任何事情都会不自觉地基于之前的认知经验而形成自己的看法，并不是“空着脑袋”进入学习环境.其次，教学中要从学习者已有的知识经验出发，帮助学习者完成对原有知识经验的处理、转化，而不是在教学中盲目地对学习者进行灌输教学.最后，它强调学生与学生、教师与学生之间的交流互动，由于二者知识经验背景的差异，在某些问题上必然会存在不同的见解，针对这些不同点进行探索交流而促进双方之间的学习互动.
（四）师生角色定位
建构主义认为，教师在教学中应该充当学生知识建构支持者的角色，教师要通过构建自主学习的真实情境，鼓励学生在这种学习环境中独立探究、相互合作交流来完成学习任务，在这其中，教师充当一种辅助者的角色，整个学习过程也是一个创新过程.其次，教师应当充当激发学生学习兴趣、学习动机的引导者，为学生的学习创建合理的情境，并鼓励学生之间的交流合作.最后，它指出学生是整个教学活动的“核心”，在整个教学活动中学生要积极去探索和发现知识的意义，并将其与原有的知识背景加以联系，对所学内容在分析理解的基础上，提出自己的独到见解并加以验证，在这个过程中还要进行相关的沟通交流，在此基础上完成整个学习任务.
二、线性代数教学发展现状
（一）线性代数“教授”现状
长期以来，我国课堂的教学模式都是以“灌输式”的教学方式为主导，教师是整个教学活动的中心，学生只是处在被动的接受地位.在线性代数的学习中，尽管此时学生大都已是具备相当知识经验背景的成年人，但受传统教学方式的影响，大学教师仍然是整个线性代数课堂的主体.教师仍旧遵循着传统的“定义―定理―例题讲解―课后习题―考试模拟”的数学教学方法，在整个教学活动中，对学生进行“填鸭式”的教学方法，强调学生对于线性代数的学习方法以及解题技巧的讲解.教师在准备课程以及教学大纲时，只是注重对于知识的传播，而忽视了学生作为整个学习活动的主体却丝毫未参与到课堂中来，整个课堂教学中，只有教师一个人在挥汗如雨、滔滔不绝地对知识进行着理论教学，整个课堂教学、课程设计缺乏相关的学生参与的实践活动，从而使课堂成榻淌σ桓鋈说恼匠.
（二）线性代数“学习”现状
线性代数是高等数学教育中一门重要的学科，是工科和经管类学生继续教育的基础必修课程.但学生的整个线性代数的学习过程却并不乐观.一方面，线性代数的学习内容具有高度的抽象性，学生在不具备一定的抽象思维的情况下，无疑会加大学生的学习难度，尽管在课堂上学生对教师教授的知识认真倾听，但在这种呆板的教学环境下，学生对知识的学习更多的是一种被动地接受与理解，变成了课堂的奴隶和课本的翻译机器，很难将所学的知识应用到实际生活中去.另一方面，随着高等教育大众化、普及化，越来越多的学校开始大肆扩招学生，在这种背景下，三本学生的数量逐渐增多，教师在授课的过程中也能明显感受到这些三本学生的数学基础差，若是在课堂中只是进行纯理论的线性代数教学，学生很容易对此丧失学习热情，长此以往发展下去，学生的学习进度就会受到严重干扰.最后，学生进入大学学习阶段，身边普遍缺少父母的监管，又加上互联时代手机游戏、网络游戏等的各方面诱惑增多，很容易使学生迷失方向，在这样的背景下，课堂中自制力差的学生打手游、玩平板电脑的现象屡见不鲜.
三、建构主义运用到线性代数教学中的重要意义
（一）有助于激发学生的学习热情
将建构主义的学习理念运用到线性代数的教学课堂中去，通过创设一定的教学情境，让学生成为整个教学活动的主体，通过安排大量的竞争性的任务活动、单个的趣味性活动引导学生们自主合作完成学习任务，使学生在线性代数的学习过程中注意学会用自己的经验知识背景去观察、理解数学知识、感受数学文化，在此基础上更新自己原有的知识体系，并对所学内容进行假设与验证假设.这种开放式、主动式的教育教学模式大大提高了学生的课堂参与度，有助于营造良好的课堂氛围，激发学生的学习热情.
（二）数学的实际运用能力得到一定提高
建构主义的课堂教学模式强调学生从自身知识背景出发，对所要学习的新内容，以原有的知识背景为基础，进行理解与吸收，并在教师设定的特定的教学情境中，通过一定的小组合作、互动交流，根据课堂学习任务主动搜集所需的知识材料，并对知识材料进行加工、理解、分析、再造.在这样的学习模式下，有助于提高学生的动手能力以及分析、整理和创新能力，能够加深学生对所学知识的理解能力，提高学生在实际生活中遇到数学难题时的动脑思考能力和实践解决能力，对学生的后续学习产生极大正面影响.
（三）有助于培养学生的团队合作意识
性代数的建构主义教学方法要求教师在课堂中设定一定的情节引导学生进行小组合作，小组成员间通过一定的分工协作，相互交流各自的学习经验与学习内容，以便于整个小组能够更快、更好地完成规定情境的学习任务.在整个小组的学习过程中，每一个小组成员的任务完成情况都会直接或间接影响其他人及整个小组的任务进度，为此，要求每一个小组成员都要养成良好的团队合作意识，在整个学习活动过程中要不断培养、增加自己的团队合作观念.
（四）有助于改善师生之间的关系
传统的师生关系更像是“猫和老鼠”的关系，教师在课堂中扮演着逼着老鼠运动前进的“黑猫警长”，而学生更像是惧怕“黑猫警长”的老鼠，在这样的关系下，整个学习过程更像是一个被动接受的过程，学生的学习质量不能从根本上得到有效提高.在这样的情况下，将建构主义的学习理念引入线性代数教学中去，让学生充当课堂的主体，有助于改善错位的师生关系.在整个教学活动中鼓励学生自己去搜集资料、探寻知识，主动前进而不是在教师的逼迫下前进，更有利于学生的线性代数的学习理解.教师在这个过程中扮演一个辅助者的角色，除了可以与学生讨论有关线性代数的学习内容，还可以深入学生的生活中去，由此进一步加深师生之间感情.
四、建构主义如何应用到线性代数教学
（一）“双创”――创设学习情境、创新课堂设计
建构主义的教学理念是使学生处在整个教学活动的中心位置，鼓励学生主动学习构建知识，而不是在课堂中被动接受教师讲授的基础知识.为此，教师要在课堂中创设有利于学生自主学习的学习环境，即创设学习情境.通过将实际问题引入教学，鼓励学生将所学的数学知识与原有的知识经验背景相结合、碰撞，进而更新其知识面，引出所要学习的“新知识”，在这样的情境下，学生既能学到线性代数的基础知识，又能掌握一定解决数学问题的实际能力.
为此，教师就要创新课堂设计来创设相应的学习情境.举例来说，在互联网时代下，教师可以在课堂中引入“微课”的教育模式，在每堂课前进行十几分钟的“微课”讲学，将本节课程的学习重点简要罗列，设置安排相应的学习任务.其余时间留给学生自行解决相应的学习任务，完成课堂学习.
（二）倡导“协作”学习，达成意义构建
建构主义认为，学习者对于同一个事物、问题的理解都是建立在自身的知识背景下形成的，因此，对于同一个问题的理解，由于个体的不同也会存在着相应的差异.因此，它强调不同主体之间的互动交流，互动交流的过程不仅是一个学习过程，更是一个使学习者深入理解所学知识文化的过程，进而完成学习任务的意义构建.
这就要求教师在辅助学生学习的过程中，强调互助合作的重要性，并为学生提供良好的互助合作的环境，在学习中积极推广“讨论式”的学习方法，增强学习过程中学生与学生之间、学生与教师之间的沟通交流.
（三）充分发挥多媒体设备在教学中的重要作用
互联网时代下，多媒体教学目前也已广泛应用到课堂教学中.由于线性代数的学习具有一定的抽象性，对学生的理解学习造成一定的阻碍.而多媒体可以为线性代数的学习提供直观、形象的图文界面，并且可以辅助一定的数字、图像进行相应的学习理解，对学生的线性代数的学习产生多方面感官刺激，有助于学生对知识的认知、理解，最终完成其学习任务，达到意义构建的学习目的.
【参考文献】
[1]黄丽.建构主义学习理论在高等数学教学中的具体运用[J].中国环境管理干部学院学报，2007（3）：121-122.