现代教育技术实验

2024-04-19

现代教育技术实验(精选8篇)

现代教育技术实验 篇1

——涵江实验小学开展现代教育技术实验工作汇报

21世纪,是一个全球信息数字化、学习网络化的时代。现代教育技术的飞速发展给学校教育带来了革命性的影响,它促进了教育思想,教育观念的更新;它促进了教育方式、教育手段的变革;它也对教育制度,教材教法等带来革命性的影响。学校座落于风景优美的紫璜山上,学校总面积达16856平方米,历经几代涵小人的辛勤耕耘,涵小被垦辟为文献名邦的摇篮地,为兴化大地造就一批批栋梁之材。自2003年正式挂牌成为“福建省现代教育技术实验学校”,几年来,我们始终围绕“走现代教育之路,谱写涵小发展新篇章”的办学理念,致力于教学设施现代化和高素质师生的培养,全面提高师生的信息化素养。

一、优先发展,教育装备软硬件水平不断提高。

学校顺应时代潮流与需求,不断致力于现代化教学设施的建设与完善,先后建立学校校园网、校园网控制中心、信息网络系统与闭路电视系统、藏书三万多册的数学图书馆、语音室、多媒体网络教室三间、教师电子备课室一间,并为每间办公室、教室添置电脑,使学校教学电脑达到200多台台,实现千兆进校园、百兆进教室,师生们在办公室、教室即能登陆Internet。在校园网建设中,用于软件投入的资金也相当充足,学校先后购买了校园网资源平台、校园网管理平台、网络杀毒软件、网络行为管理软件、网络过滤软件、数字图书馆和VOD视频点播软件等。同时制定了现代教学设备使用制度,不断提高现代化设施的使用率,大大拓宽师生视野,促进教学资源、成功经验、优秀课件、教学心得网上交流、共享,实现了网上管理、网上教研、网上教学、网上查阅、网上学习的信息化教学体系,从而提高教育教学质量。2004年至今我校用于校园网络建设及其终端设备配备的投资累计200多万元,初步建成了涵江区实验小学网站、涵小博客:http://blog.hjsx.com,网站投入使用后我们在管理方面也加大了力度,安排了2名专职网管人员分别负责网络安全、网站的制作与维护、资源库的建设、网络中心的管理及终端的维护等。由于分工比较明确责任到人,出现问题后都能够及时解决,自使用之日起从未出现任何大的事故,很好的保障了网络的畅通。这一切为信息技术服务于教学,打下了坚实的物质基础。

二、优势互补,教师信息技术培训扎实高效。

培养一支教育观念新,信息技术过硬的师资队伍,是推进教育信息化不可或缺的重要因素。学校针对情况,进行了不同层次的培训,并成立现代教育培训考

核领导小组进行考核。

(1)在活动中培训。我们通过集中培训、多媒体课件说课比赛,理论研讨,多媒体课堂教学竞赛课件制作评比、论文交流、评比等多种形式的活动。近年来,电教媒体的使用率高达90%。现代教育技术考核过关率为98%。青年教师计算机中级考试合格率为100%。

(2)根据需要培训。根据教师和学校需要,我们对40岁以下的教师进行了计算机基本操作、两个模块计算机等级考试的培训,同时针对我校教师的实际水平,进行了powerpoint、Flash动画制作、Photoshop、因特尔未来教育培训。

(3)对骨干教师进行了flash、authorware、dearmware的提高培训,使他们由最初的动画设计到学习课件制作,进而探索网页制作、网页动画等高新技术。短短的时间里,制作出水平较高,适用于课堂教学的课件85个,大大促进了学校课堂教学改革。

(4)在面向全体教师进行培训的同时,学校先后组织对具备一定电脑基础和课件研制能力的10位骨干教师外出参加各种计算机课件制作的培训活动,请专业人士定期来校进行解疑答难,定期交流课件制作的体会和经验。现在,我校各学科均有多媒体教学课件制作带头人。

三.课题带动,信息化教学活动的全面开展。

多媒体网络教学作为现代信息技术与教学实践科学结合的一种新的教学形态,不仅从手段和形式上改变了传统教学,更从观念、过程、方法以及师生角色诸多深层面赋予教学以新的含义,信息技术已经不再局限于原来意义上的教育教学辅助手段,它是现代信息素养教育的重要内容,并且已经渗透到对教育观念、教育内容、教育方法、教育评价各方面。那么怎样开展信息课教学更适合学生特点和需要?在硬件设备条件许可的情况下,信息技术如何能尽快地从研究型、示范性进入日常课堂教学?信息技术与学科课的整合的突破口在哪里?这些思考,促使我们进行了深入的探索和实践。我们开展了《信息技术与学科课程整合》实验研究。

随着课题的深入开展,信息化教学的强大优势和无限魅力逐渐呈现出来。其中最明显的变化就是教师角色和学生学习方式的改变。

第一,老师劳动的创造性增强。在传统教学中,由于教师是凭借黑板、粉笔,书本给学生“讲”知识,因而教师创造性发挥的余地很小。多媒体网络教学使教师获得广阔的创造空间,有效地提高了课堂教学效率。

第二,各种知识信息的整合性突出。传统教学以书本知识的静态传授为最重要的目标之一。而多媒体网络教学由于强调教学中知识信息资源的多元化,并且教师和学生能够随时根据教学要求,对知识信息不断进行新的加工、组合和整理,基于此,知识重组、资源整合以及对多媒体信息的发现、搜索、筛选、开发、利用过程中,教师成为真正用心于教学的专家,学生真正成为学习的主人。在这种氛围中,教师的作用不再仅仅是知识的传授和指导,而是透过多种知识资源所实现的知识、思想、价值、理念、情感的和谐统一。在一节课上,学生领略到了许多综合性的知识,锻炼了综合技能,学生的成为主动的探索者、创造者。

第三,整个教学过程的合作性得到充分体现。从我们的实践中,可以明显地感到,网络教学体现的合作性更宽泛,这种合作是真正意义上的教师与教师、教师与学生,学生与学生之间的合作。

第四,学生的创新精神和创造能力得到最大限度的开发与培养。

网上学习使学生真正感受到学习的自主性和独立性,不仅是接受知识,还是探索和创造知识,使学生体会到学习不是负担,而是一种乐趣。

实践证明,信息化教学活动使学生在获取知识、创造信息、传递信息方面的显示出了特别的优势,它克服了传统课堂教学的缺憾,既为学生提供了完全个性化的学习环境,又为协作化学习提供强有力的支持,对培养学生的创造力有极大的影响,它将逐步成为现代教育的重要组成部分。

四、勇于探索,注重信息技术和学科的整合。

信息技术与各学科教学的整合主要是把学科教学的过程、方法、参数等诸项要素积极、科学,有组织、有规划地为向媒体技术靠拢,为此实现教学改革与创新。这不仅包含技术问题,更重要的是教育观念,教学方法的转变,在此次改革中我们注重了(1)“学教并重”:对于以计算机为基础的信息技术不能把它们仅仅看作是辅助教师“教”的演示工具,而更应强调把它们作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具,并把这一观念重重地,自始至终地贯彻到课程整合的整个教学设计和各个环节之中。(2)注重结合各学科的特点建构新型教学模式,要求每位教师都应结合各自学科特点,去建构即能实现信息技术与课程整合,又能较好地体现新型教学结构要求的新型教学模式。

五、锐意创新,信息技术在素质教育中彰显了活力。

1、几年来,学校硬件环境呈现良好的滚动式发展,逐年不断改造和升级,使现代信息技术始终保持最新,体现了可持续发展的现代观念。

2、“信息技术与学科课程整合”课题研究,使现代信息技术与课堂教学有机结合,开阔了师生视野,提高了课堂教学效率。备课速度日益加快,课堂信息量加大,学习兴趣提高,利用课件解决课堂上的重点、难点问题方便快捷,学生动手能力增强,学习成绩上升。教学成绩稳定在涵江区前列,与开展教育技术研究有必然的联系。

3、建立了初具规模的学校现代信息技术资源库,包括各种来源的音像资料和计算机上的各种数字化资源。

4、我校教师的现代信息技术成果巨大。我校教师制作的课件多次在区级教育教学工作交流会议上展示,一些优秀教学案例在各类发表,部分教师和学生在市、省级计算机比赛中获奖。

现代教育技术实验 篇2

余姚市实验小学创建于1908年, 历经女子小学堂、学宫小学、康节小学、实验小学, 一百多年来, 一脉相承。学校曾先后获得全国红旗大队、全国语言文字工作先进集体、全国体卫工作先进集体、全国“注·提”教学实验先进单位、浙江省教科研先进集体、浙江省文明单位、浙江省国防教育先进集体、浙江省校本教研示范学校等多项荣誉。这些荣誉的取得都离不开学校现代化、数字化校园的建设, 更离不开学校一代又一代教师的努力。

余姚市实验小学本着“科教兴国, 教育先行。实现教育跨越式发展, 是深入推进素质教育, 提高教育教学质量, 培养具有创新精神和实践能力人才的根本大计”, 努力贯彻“教育要面向现代化, 面向世界, 面向未来”的指示, 积极发展学校现代教育技术, 加快学校的教育现代化进程, 巩固和发展多种媒体优化组合教学;积极发展计算机信息技术教育, 推动计算机网络技术在学校教学中的应用。结合学校的实际, 有计划、有步骤地开展现代教育技术的各项工作, 努力使我们的教育思想和教育方法适应教育现代化的需要, 更好地为教育教学改革服务, 为实施素质教育服务, 为学生的终身发展服务。

●●我们的方法

1. 以组织为保障, 规范现代教育技术管理

早在1988年学校根据现有条件 (学校有传统, 设备有保障, 师资有优势, 教师有基础) , 将计算机教育作为了学校特色来发展, 历任领导都十分重视现代教育技术的应用与实践, 重视校园现代化建设。学校成立了现代教育技术应用领导小组, 由校长担任组长, 组员都是信息技术方面有一定能力的专职教师, 同时建立了信息技术教学研究小组。设想现代教育技术在教育教学中的运用, 制定了教师培训等规划, 以其努力促进学校的特色形成。学校现有2名电教专职教师 (兼任网管工作) , 3名计算机专职教师, 还有4名兼职信息管理教师。他们中有省特级教师、宁波市名师、省教坛新秀、市学科骨干教师等。学校还与市科协及电教中心建立了协作关系, 以其及时得到前沿的信息, 得到现代教育技术的指导, 实现学校现代教育技术的提高。

2. 以现代化为目标, 按标准配置现代教育技术设施设备

学校将现代教育技术设备的投入作为学校重要工作来抓, 1998年基本实现教育设施的现代化标准。标准的计算机教室、电化教室、语音实验室等现代化教学设施一应俱全, 音乐、科学、体育、综合实践等学科的设备配置也均达到或超过省级示范实验小学标准。

随着时间的推移, 数字化进程的加快, 近几年学校又分别添置和更新了实物 (视频) 展示台、录音机、电视机、打印机、液晶投影仪等设施设备。做到了每位教师都有一台最新的电脑, 每个办公室都有一台至几台打印机, 每个班级都有多媒体展示平台, 学校建立了千兆校园计算机网络、安装了浙大校园网络管理平台、安博管理软件, 构建了闭路电视系统, 同时为每个专用教室都配备适合现代教育的设备, 校园音响作到了全覆盖, 等等。学校拥有两台摄录像机, 一套视音频编辑系统, 并拥有完整的一套调音台、影碟机系统, 卫星天线一套, 电子屏幕一块, 还有一个现代教育技术设备齐全的蓝翔梦剧场等。去年学校又投入60万元, 建设了两个省级标准的主播教室。

3. 以应用为目的, 充分发挥现代教育技术的效益

学校重视网站建设, 专门请杭州市电脑公司进行网络规划, 一名计算机专职教师赴上海和宁波进行了网页制作培训。学校网站开设了学校概况、教师之家、雏鹰天地、教育科研、百年校庆、家校联系、BOLG等栏目。本着为教育教学服务的理念, 学校先后又开辟了“走进河姆渡”、“小学科普网”、“书香校园”、“青苗文明岗”、“春晖文明岗”、“教学资源库”等子网页, 每个字网页都分别由专人维护。2009年确定为浙江省现代教育技术示范学校 (2009~2014年) , 同时学校校园网站获浙江省优秀校园网站评比一等奖。

为使设备发挥效益, 学校近几年每年都要购置大量的学科类教学软件资源, 供教学使用, 现已形成6大类的资料库。同时学校制定出台了电化教室管理制度、机房管理制度、多媒体课件制作奖励制度、现代教育技术使用登记制度、办公室电脑使用管理制度、教师笔记本电脑使用制度, 等等。现代化的设施环境, 为实现协作学习、个别化学习提供了硬件基础。近两年, 学校凭借信息技术优势开展了网络教学、研究性学习的实践研究, 特别是在省级课题《网络环境下的小学生主题探究性学习模式》的引导下, 学校教学模式研究进入了一个新的阶段。

4. 以培训为手段, 提高现代教育技术水平

提高学校现代化教育水平, 教师培训是关键。学校制定了《现代教育技术十五培训规划》, 先后组织了校长、专职电教人员、学科教师三个层面的培训, 并做到培训与学习相结合:学校充分利用师资优势, 建立了一套规范的自培制度, 学校利用级段和教研组组合形式进行长期信息技术的培训。培训与应用相结合:学校从1996年开始先后进行了三轮的现代教育技术的培训 (第一轮以中级培训为主, 普及计算机知识;第二轮以课件学习为主, 提高辅助课堂教学的能力, 第三轮以网络培训为主, 创新学习、科研模式) 。有大部分教师通过了计算机国家三级考核。随着学校网站众多子网页的添设, 这些维护员的网络管理水平日益见长, 学校又通过他们来提高其他教师的现代教育技术的运用和制作水平。现全校95%以上教师均能使用网络资源查找资料, 50%以上的教师能根据教材实际自己制作课件, 在平时利用现代教育技术上课。

5. 以科研为依托, 实践现代教育技术课题

学校重视现代教育手段与现代教育理论的结合。1994年确立《小学计算机教学研究》实践课题, 并在1995年在宁波市立项, 1997年课题在宁波市评比中获三等奖。1998年根据学校现代教育技术特别在计算机教育方面的优势, 将《小学计算机教学的实践与研究》课题申报了宁波市人民政府首届基础教育优秀成果获二等奖, 课题主报告还荣获浙江省首届计算机教育论文二等奖。

1999年起, 学校分别向省电教馆、宁波市教科所申报了《计算机多媒体在学科教学应用模式的研究》《网络教学的实践与研究》等课题。2003年两课题《网络环境下的主题探究学习模式的研究》《网络道德教育的实践》分别在浙江省、余姚市立项。《网络教学的实践与研究》课题获省三等奖, 宁波市学科论文一等奖;《计算机多媒体在学科教学应用模式的研究》获宁波科研成果三等奖。近三年学校先后有《网络教学热中的冷思考》《让语言教学重新焕发生命》《电化教育中实施快乐教育》《利用电教媒体进行行为规范教育》《计算机操作教学中的“三结合”》等近十篇现代教育技术论文在CN级刊物上发表或获奖。省级课题《网络环境下的小学生主题探究性学习模式》是学校进一步开展现代教育技术的不断深入和深化。

●●我们的成效

1.提高了信息化进程

运用现代教育技术, 丰富学习资源, 改善学习环境, 培养创新型人才, 是现代信息社会对人才培养方式和目标的要求。去年学校再次被浙江省教育厅确立为“浙江省现代教育技术实验学校 (2009~2014年) ”, 以此学校进一步以校园网为依托, 以教科研为先导, 从管理、教学、提高师生素养等入手, 全面实践现代教育技术的运用和建设。现学校的两个校区实现了网络视频对接, 管理者通过视频进行事物的商讨, 教师们通过视频进行教研对话, 学生通过视频相互展示自己。学校95%以上教师会运用现代教育技术进行课堂教学, 会运用网络进行资料的查找。电脑备课、网络沟通等这不仅拓展了教师的信息视野, 提高了教学效率, 也使学生在形象直观的教育教学环境中, 增强了学习兴趣, 显现了学习效果。

2.凸显了师生素质

学校先后涌现出信息技术的省特级教师一名、宁波市名教师一名、省教坛新秀一名。多名教师的多媒体课件在省级、宁波市级获佳绩。三年级至六年级开齐开足信息技术课, 保证每周一课时, 让学生从小就学习信息技术技能, 培养信息素养。学生的操作水平、信息意识得到较大提高, 十余年来在各级学生计算机程序设计赛中有280多人次获奖, 并取得宁波市第18次夺冠的殊荣。学校初步实现了办公无纸化, 这对师生低碳生活习惯的养成也起到了很好的教育作用。同时学校应用现代教育技术方面的成就也受到了社会各界的一致肯定, 学校信息技术教育曾连续四次获余姚市教育十大新闻, 2000年又获宁波市教书育人十件新事之一, 并多次受到嘉奖。

●●我们的思考

改革实验教法适应现代教育 篇3

众所周知,通过化学实验教学可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学概念,获得化学知识和实验技能,能够培养学生的观察能力和实验能力以及实事求是的严肃认真的科学态度和科学方法。如何加强实验教学改革,以切实落实素质教育呢?我认为这一方面跟大环境如教育政策及动向有关,另一方面跟学校领导的重视程度有关,更主要的是和任课教师以及实验教师的积极进取和吃苦耐劳的敬业精神分不开。我们合肥十中实验室在长期的实践过程中,不断地探讨与改革实验教学方法,取得了一些经验也走过了不少的弯路,实验改革大致经历了以下几个阶段。

第一阶段,1995~1998年,合肥十中实验室曾经试验过“实验教师上课堂”的教学模式。

试验之前,实验教师只是协助任课教师将演示实验和学生分组实验的仪器和药品准备好,剩下的工作完全由任课教师自己完成。许多任课教师由于任课班级较多,学生分组实验课的教学往往就感到任务过重,力不从心。一些教师就干脆放弃了学生实验。既使是安排了实验课,由于仪器和药品是实验教师准备的,而实验教师在准备仪器和药品时可能会根据实验室的条件作一些改动,如果任课教师和实验教师缺乏沟通,上实验课的效果往往不见得好。试验之后,实验课由实验教师亲自上,情况就不一样了。首先,任课教师提前一周可将学生分组实验通知实验教师,然后实验教师根据教材内容精心准备实验器材和药品,并认真备好实验课,在任课教师的协助下,完成实验课的教学以及批改学生的实验报告。这样做的优点是显然的,既减轻了任课教师的工作量,也使实验教师的工作系统化,专职化,有利于实验课教学质量的提高。但是缺点也是明显的:实验课变成了单纯的实验课与平时的课堂教学有点脱节。

第二阶段,1998~2000年,合肥十中化学实验室曾经尝试过改学生分组实验为“单人单座”(当时十中的平行班级6至8个,每个班级学生人数四十多人)

面向二十一世纪的中学化学教育,不仅要提高学生的知识水平,而且要特别关注学生全面素质的培养,使他们“学会生存”、“学会学习”、“学会做人”。而提高劳动技能素质是“学会生存”的重要基础条件之一。“单人单座”的目的就是培养学生独立思考问题、独立解决问题的能力。

合肥十中当时有两个简陋的化学实验室,为了培养学生独立思考问题和解决问题的能力,任课教师与实验教师经过协商,两个化学实验室同时开放,实行“单人单座”的尝试。由于过去学生分组实验一般都是2~3人一组进行实验,动手做实验的学生经常是1个人,其他学生基本上则是袖手旁观,无事可做。于是课堂上吵吵嚷嚷、乱成一团的现象时有发生。而实行“单人单座”,每个实验室有24张实验桌,两个化学实验室同时开,基本上可容纳一个班的学生,2名实验教师协助任课老师来完成实验课的教学。那么是实行“两人一组”好呢,还是实行“单人单座”好呢?为此,实验室还在学生中做了一次调查,结果95%的学生都认为“单人单座”比较好。他们认为实行“单人单座”以后,每次实验课之前,迫使学生都要将实验内容看一遍,不然就没办法做实验。以前几人一组还有个依赖,实行“单人单座”后就指望不上别人了,而且每个人都在做实验,也没有人讲闲话了,课堂纪律大有转变。实践证明了实行“单人单座”优大于弊。首先,实行“单人单座”克服了学生的依赖思想,有利于养成学生独立思考问题和解决问题的能力。其次,实行“单人单座”有利于仪器和药品的管理。我们在每个实验桌上放上一个仪器、药品使用情况登记表,学生每次做实验前,都要认真清点仪器和药品,看是否有损坏或缺漏。填好登记表后才动手做实验。这样做加强了学生爱护公物的意识,使仪器损坏的现象大大减少。缺点也是有的,“单人单座”只适合条件较好的、学校规模较小的学校,当平行班级增多,班级人数也增多时就不太适合了。

第三阶段,2000~2012年,合肥十中新的科学馆建成并投入使用,学校的规模扩大了,平行班级由六至八个增加到十几个,每个班学生人数都在50人左右,化学实验室由原来的2个只增加到3个,而化学实验员却由2人减少到1人(不增反减,据说是受编制的影响)。实验的改革遇到了瓶颈,实验教学只能又回到传统的模式,两人一组,一个实验室28组,可以容纳50多个学生实验。问题暴露出来了,高一十几个平行班在一个实验室进行分组实验,时间需要1个多星期,会造成教学进度不一致,如果有重课现象一个实验室就不够用了,必须调课这很麻烦。若同时开两个实验室分56组实验,对仅有的一个实验员来说工作量实在太大了,根本无法完成。若高一和高二都有分组实验,问题就更大了。形成实验改革瓶颈的因素是多方面的,如何突破实验改革的瓶颈呢?

第四阶段,2012年~至今,随着教育形势的发展,加上教材的变动,课堂教学改革势在必行。合肥十中从高一到高三全面推行了具有十中特色的“高效课堂”的教学模式。所谓“高效课堂”对教师而言,就是课堂教学必须做到精讲精练,时间不超过25分钟,要把时间留给学生自主学习、分组讨论,要体现出以学生为学习主体的教学特点,真正做到“课堂高效”。对学生而言,各年级各班成立学习合作小组,学习资料使用本校各科老师自己编写的“导学案”和“固学案”。“导学案”就是“引导学生自主学习的方案”,用于新课之前或课堂上各学习小组成员互相讨论、共同完成(当然也可独立完成)然后在课堂上展示交流。“固学案”就是“巩固学生课堂上所学知识的方案”也就是作业,课后学生独立完成。那么自然学科的理化生实验课又如何改革呢?为了配合“高效课堂”的教学,化学分组实验也按照各班的学习合作小组来摆放实验仪器和药品,这样改进有什么优点呢?一是实验分组和学习小组接轨,便于讨论交流,二是每个实验室只要准备十组仪器和药品,两个实验室可同时上课,既减轻了实验员的工作量,也能缓解平行班的重课现象,实验时,小组成员分工合作,有动手做实验的,有观察记录实验的,有的实验还可交换分工做好几遍。缺点就是当一两个学生在做实验的时候,小组其他成员可能会分散注意力,做一些与实验不相干的事情。这种小组合作实验的模式,比较适合学校规模较大、平行班级较多的情况。

总之,只要积极开动脑筋想办法,困难总是可以克服的。合肥十中即将建成的新学校理化生实验课该如何改进,大家群策群力吧。

【本文系安徽省合肥市教学课题《教学“助理小组”促进化学学困生转化的实践研究》研究成果】

现代教育技术实验报告 篇4

现代教育技术实验报告

实验目的了解数码相机的组成与主要器件,以NikonP5100为例,了解数码相机的不同拍摄模式与设置,掌握nikonP5100为例的数码相机的拍摄方法。

实验仪器与试剂

NikonP5100数码相机 相机试纸 电池等

实验内容

nikonP5100数码相机的基本使用

nikonP5100数码相机的功能按钮设置

nikonP5100数码相机的调整

nikonP5100数码相机的拍摄

实验过程

数码照相机都具有自动聚焦功能,将数码相机取景器里的聚焦标志对准要拍摄的物体,半按下快门,直到物体的影像清楚为止。

拍照时应把相机靠紧头部以减小晃动,在光线不好的时候尽可能使用三脚架或其他支撑物,以保证相机在较长时间曝光时不会晃动。

照相时根据不同的需要选择图像的分辨率,要知道图像分辨率越大占的空间就越大。

存储卡在拍摄过程中担任着非常重要的角色,只有在数码相机关闭电源,照相机完全处于关闭状态的情况下才能取出和安装存储卡,否则会照成存储卡损坏。

数码相机对电池的需求量特别大,现在常用的锂电池可重复使用且电量也较大,使用时应把电量用完在充电。

注意事项

(1)爱护实验仪器

(2)相机防止跌落,碰撞,小的扣带一定要套在手腕上、传递相机要拿稳。

(3)防止灰尘以及一些小杂物保持镜头整洁

(4)避免将相机放在潮湿的地方

(5)注意对光线的掌握,相机在使用时尽量不要直接拍摄太阳或者强光

现代养猪生产技术实验 篇5

一、实验

一、猪品种的认别与鉴定 目的要求:

一、目的要求:学生利用多媒体、录像带、幻灯片等途径 认识和鉴别常见猪的品种,并能复述其突出外貌特征和生产性 能。实验的设备和材料:

二、实验的设备和材料:不同猪的品种图片、模型、多媒 体课件、VCD 等。

三、教学内容与方法: 教学内容与方法: 教学内容与方法 实验采用多媒体课件观看和讲解,使学生对我国饲养的主 要猪的品种外貌特征和生产性能进行识别和掌握,并通过猪的 模型和实地观察进行猪的外貌鉴定。先由指导教师播放多媒体课件、录象带等,结合讲授有关内容 后进行归纳。再由师生共同反复辨认各个品种,总结出每个品 种的突出外貌特征、经济类型及主要生产性能。最后再放片子,由学生指出其品种名称、突出外貌特征、经济类型。

1.主要引入品种猪:杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪、汉普夏猪、皮特兰猪等 2.主要地方品种猪:太湖猪、东北民猪、金华猪、内江猪、藏猪、香猪等 福建省猪的“八大”品种(槐猪、武夷黑猪、闽北花猪、福州黑猪、莆田黑猪、平潭黑猪、福安花猪及官庄 花猪)3.主要培育品种猪:三江白猪、苏太猪、军牧 1 号、上 海白猪等

四、实验报告 根据对片子的观察与辨认,按品种、突出 外貌特征、经济类型及主要生产性能的格式写出实验报告。实验

二、实验

二、根据育种记录选择种猪 目的要求:使学生学会根据育种记录选择种猪。

一、目的要求 实验的设备和材料:猪的育种记录及相关资料

二、实验的设备和材料 教学内容与方法 与方法:先由教师讲解,然后每个学生根据

三、教学内容与方法 本次实习所布置的作业进行种猪的选留

1、根据母猪繁殖成绩记录确定育种核心群 母猪生产力指数 SPI = 100 +

6.5(LAvL)+ 1.0(W &ndash,养猪设备;AvW)L=产仔数 W=断奶重 Av=平均数 产仔数;断奶重;L=产仔数;W=断奶重;Av=平均数

2、根据数据繁殖与生长测定数据选留后备猪 公猪以父系指数 TI:TI=100-1.7D-66.14H66.14 母猪以母系指数 MI:MI MI=100+6(LAvL)+0.4(W+0.4 MI+0.4 AvW)-1.6D-31.89HD校正达 100kg 体重日龄与同期校正均值之差 H校正达 100kg 体重背膘厚与同期校正均值之差 其中: 校正达 100kg 体重日龄=实际日龄-实测体重-100)(/CD CD=1.826*实测体重/实测日龄(公猪)CD=1.7146*实测体重/实测日龄(母猪)校正达 100kg 体重背膘厚=实测背膘厚*CB CB=A/(A+B*(实测体重-100))A=12.40(公猪)、13.71(母猪)B=0.1065(公猪)、0.1196(母猪)

现代教育技术实验工作实施方案 篇6

实施方案

随着基础教育改革的不断深入和我校现代远程教育工程的不断推进,全面普及教育信息化,特别是推进信息技术在教育教学中的广泛应用,已成为当前教育教学改革和发展的重要组成部分。为适应发展的要求,进一步发挥现代教育技术的作用,根据《内蒙古教育厅办公室关于进一步加强现代教育技术实验学校工作的通知》精神,我们特制定以下实施方案。

一、指导思想

认真贯彻落实党的十七大精神,以科学发展观为指导,以全面推进素质教育、培养具有创新精神的高素质人才为目标,大力推进信息技术在学校教育教学中的广泛应用,为推进基础教育改革、促进教育均衡、加快教育现代化建设发挥积极作用。

二、实施原则

坚持分类指导、分步实施、选择典型、示范带动的原则,结合我校的实际,有计划、有步骤、有针对性地开展实验工作。

三、总体目标

争取用3-5年的时间,全面推进数字化校园建设,深入开展网络环境下教与学的理论与实践研究,推进信息技术在学校教育教学中的广泛运用,逐步探索学校信息化建设标准和模式,全面提升师生信息素养,提高教育质量和水平。

具体目标:

1、进一步推进数字化校园建设,探索并逐步建立学校信息化建设标准和模式。

2、积极开展课题研究,形成一批具有突破性的教学和科研成果。

3、大力推进信息技术在学校教育教学中的广泛应用,实现学校信息技术的常态化应用。

4、充分利用优秀的电子音像教材和网络教育资源,提高教育教学资源的利用率。

5、培养一批具有较高信息素养和应用能力的骨干教师。

6、积极推广应用教育技术优秀研究成果。

四、组织管理

成立实验学校工作领导小组。

组长:宋殿奎

副组长:赵存阳姜志鲍

成员:丛培玉韩富英陈雪艳付国军

小学(幼儿)班主任各任课教师

学校工作小组,由学校校长(或分管校长)任组长,教科研、信息技术等部门负责人、小学(幼儿)班主任和各学科骨干教师为成员。根据上集对学校提出的目标、任务和各项工作实施意见,制定本校具体实施方案和工作计划,认真开展学校各项工作,保障经费投入。每学年末组织开展实验工作总结。

五、实验任务

1、制定发展目标。根据实验方案,结合本校实际,以发展为主

题,以创新为主线,科学制定学校信息化建设和发展目标,建立健全学校信息化的运行环境和应用推进机制,找准突破口,创学校特色;在本地区发挥示范、辐射和带头作用。

2、建设数字化教学环境

坚持实效性和可持续性原则,有计划地推进校园网和学科功能的建设。要以应用为主导,发挥其效益和作用,使这些教学环境有利于开展信息技术与学科的整合,有利于开展网络环境下自主性、协作性、交互性学习和个别化学习,有利于学校信息化管理和校园文化建设。

3、大力推进信息技术与学科教学整合开展多个学科和教学年段的信息技术与学科教学的整合研究,积极组织学生利用信息技术开展自主学习和研究性学习。开展基于信息技术环境的教学组织形态的实践研究。在综合课程和各个学科的教学活动中,鼓励和组织学生充分利用计算机开展学习活动,培养学生的创新精神和实践能力,提高学习效率。鼓励学校师生有效利用 “模式二”教育资源,提升师生信息素养,提高教育教学质量。积极参加区、市、县级中小学电脑课件制作和教师自制多媒体教育软件评比、优秀校园网评选等活动。

4、深入开展课题研究

结合本校当前教育教学的重点难点问题和学校实际,承担一项或多项专项课题研究工作。积极探索新技术在教育教学中应用的方法、策略和效果。通过课题研究,形成一批具有较好应用价值和前瞻性的实验成果,以科研促教学,创学校特色。

5、加强教学资源建设

要积极使用教材资源,也可根据教学实际,围绕课程改革,设计、编制一些有特色的教学资源(素材、课件和案例等),构建科学、适用的教学资源体系。发挥学校优势,实现优质教育资源共建共享。

6、积极开展师资培训

积极选派教师参加由县、市、区乃至国家级组织的现代教育技术(能力)培训,或聘请专家到学校举办专题讲座。结合本校实际,深入开展基于校本的在职培训活动,每学年组织不少于二次的全员教育技术应用和资源建设的校本培训。打造一支具有现代化教育思想和较高信息素养的教师队伍,培养一批在现代教育技术理论研究、资源编制、实践应用等方面具有较高业务水平和特长的专家型教师。

7、发挥示范和辐射作用

在努力提高本校教育信息化水平的同时,要建立资源共享机制和教师交流学习制度,积极推广应用优秀实验成果,以点带面,充分发挥示范和辐射作用。

七、实施办法

要求实验教师在每个实验周期内都有立项课题,开展研究。实验教师课题研究周期为一年,最长不超过两年。课题管理流程如下:(初步打算)个人申请课题立项→实验→课题结题后提交相关材料→县指导中心工作领导小组初审并汇总上报→市(区)工作领导小组组织专家进行评审,公布立项(结题)课题名单。每年1-3月进行专项课题申报评审工作;10-12月组织开展课题结题工作。

每年定期举办实验工作研讨会和培训活动,不定期开展专项课题研讨、经验交流和成果应用推广(展示)活动。实行动态管理,根据上级工作评估指标体系,采用定量分析与定性分析相结合的方式,动态监控实验效果。通过不同形式的过程评价,了解实验进程,总结经验,发现问题,及时指导,确保实验工作的滚动发展。对成果突出的个人予以表彰或奖励。

现代教育技术实验 篇7

关键词:现代教育技术,翻转课堂,实验教学

近年来, 翻转课堂 (Filpped Class) 引起了教育技术工作者的高度关注。翻转课堂就是把“教师白天在课堂上讲课, 学生晚上回家做作业”的教学结构翻转过来, 实现了“学生白天在教室完成知识的吸收与知识内化过程, 晚上回家学习新知识”的教学结构。20世纪90年代以来, 我国师范院校逐步开设了“现代教育技术”公选课, 该课程的主要任务是使师范生在职前阶段能受到信息化教育技能的训练, 懂得如何恰当地利用信息技术支持教学。[1]“现代教育技术”实验课程教学的质量与效果将直接影响未来教师使用现代教育技术手段进行教学的能力和未来教师将现代教育技术与具体学科进行整合的意识与能力, 长此以往, 将影响师范生的专业发展。本文通过分析翻转课堂的基本特征及“现代教育技术”实验教学存在的问题, 探究翻转课堂对“现代教育技术”实验教学的作用, 以期为“现代教育技术”实验教学提供一定的借鉴。

一、翻转课堂的特征分析

1.“翻转课堂”让学生掌握学习。

传统教学中, 教学的主动权掌握在教师手中, 学生只是被动接受知识。而“翻转课堂”教学中, 学生通过课前观看教学视频学习新知识。学生可以根据自身的学习程度和学习需求控制学习进度与学习顺序。课堂上, 学生作为学习主体, 教师则成为指导者、组织者。“翻转课堂”教学模式是以“学生为中心”教学的集中体现。

2.“翻转课堂”增加了学习的交流互动。

传统教学中, 课堂由教师主控。一节课完成新知识传授的前提下, 进行交流互动的时间非常有限, 互动也往往是对知识浅层次的巩固记忆。课后及时反馈与指导也增加了教师的负担。“翻转课堂”教学中, 学生在课前通过观看教学视频学习新知识, 课堂上通过生生互动、师生互动完成作业任务, 实现知识内化。

“翻转课堂”教学模式以学生为中心, 倡导学生的主体地位。这种教学模式教学交互性强, 并且能有效培养学生的自主学习能力与合作学习能力。国外对“翻转课堂”的研究较为成熟, 相较于国外在基础教育中做的翻转课堂的实践与应用, 我国的基础教育实践还处于一个起步阶段。目前国内对于翻转课堂模式的讨论与研究较多, 但是实践应用相对谨慎。[2]本文以华中师范大学“现代教育技术”实验课程为例, 从实证的角度验证“翻转课堂”教学模式对优化“现代教育技术”实验教学的作用。

二、“现代教育技术”实验教学现状分析

华中师范大学“现代教育技术”实验课程内容包括六个实验, 分别是:多媒体系统使用与维护、IP资源卫星接收系统的使用、网络教育资源的搜集与整理、信息化教学设计与管理、数字图像的采集与处理和数字视频的采集与处理。本实验课以培养未来教师使用信息技术以及将信息技术与课程整合的能力为目的。从“现代教育技术”实验课的课程内容和课程目标可以看出, 实验课强调学习的实践与操作。

笔者从去年开始对华中师范大学“现代教育技术”公共课实验教学进行观察与实证分析, 发现目前“现代教育技术”实验课的教学存在一定的问题。

首先, 教学时间不足。“现代教育技术”实验课总课时数为22学时, 《多媒体系统使用与维护》和《IP资源卫星接收系统的使用》实验分别为1学时, 《网络教育资源搜集与整理》和《信息化教学设计与管理》实验各为4学时, 《数码图像采集与处理》和《数字视频采集与处理》实验分别为6学时。整体上, 实验课程的信息量较大, 任务量较重, 而课时数较短。下面是做完《多媒体教学系统使用与维护》课程之后, 一位同学在反思博客中提到的:“对于仪器的使用进行过多地讲解, 学生的收效并不是很好, 但我希望可以加长‘多媒体教学平台的使用和维护’这个实验的上机时间, 给学生留出充分的时间对仪器进行操作和调试……”。

其次, 缺乏交流互动。目前华中师范大学“现代教育技术”实验课程多采用课堂讲授, 课下完成作业的教学方式。由于课时数有限, 课堂很难满足所有学生间及学生与教师之间的交流互动。课下由于教师教学任务繁重、学生学习任务繁重, 做到对每位同学的及时反馈与指导也是相当困难的。

三、基于翻转课堂教学模式的“现代教育技术”实验教学实证分析

1. 研究对象。

选择本学期上课班级中3班和4班作为研究对象。每班均有80人。每个班级中都有各个专业的学生。

2. 研究方法。

本实验采用实验研究方法。教学内容选择“现代教育技术”实验课中《数字视频采集与处理》这一实验。实验内容包括摄像机的使用、拍摄技巧和视频剪辑与处理。该实验课上课时间为12:45~17:00。

3. 研究过程。

首先, 分别对两个班级学生进行分组, 4人/组, 共20个小组。4班的教学方式为:课堂上, 教师用20分钟左右的时间讲解摄像机的使用和拍摄技巧, 然后学生以小组为单位采集视频。视频采集时间为两个小时。15:00开始上视频编辑内容。视频编辑也以教师讲授为主, 学生练习为辅。3班的教学方式为:课前将关于摄像机使用的视频、视频编辑软件和相应的课程资源放在QQ群共享里供学生预习。课堂上, 教师先对摄像机使用进行简单点播, 然后学生以小组为单位采集视频。15:00开始视频编辑内容。视频编辑上课形式以学生自学与小组合作学习为主, 教师辅以指导与提示。课程后, 每个班级每个小组要上交自己拍摄与处理的作品。

4. 评价方法。

作品的评价采用小组互评和教师评价两部分。评价量表如图1。

其中小组互评占40%, 教师评价占60%。小组互评时, 班里每个小组对其他小组进行评分, 本小组不对本小组的作品评分。最后每组的小组分数为其余19小组评分的算术平均值。

为了保证评价的可信度, 我们邀请3名本课程的教师, 对两个班级所有小组的作品进行评分, 评价量表如图1。各个小组的教师评分分值为每个教师对其打分的算术平均值。小组的最终成绩为小组评分×40%+教师评分×60%。

5. 研究结果:3班学生作品的成绩高于4班学生成绩, 即翻转课堂教学在一定程度上促进了“现代教育技术”实验教学。

四、反思

翻转课堂结构和模式的翻转源自于“以学生为中心”的基本思考。其结果不仅创新了教学方式, 而且翻转了传统教学结构、教学方式和教学模式, 建立起了比较彻底的21世纪“以学生为中心”的教学方式。然而, 我们在使用时还必须考虑以下问题。

1. 教学视频制作的质量对学生课后学习效果有着重要的影响。

从前期的拍摄到后期的剪辑需要有专业人士的技术支持。尝试翻转课堂教学的学校需要给授课教师提供技术上的支持, 并在制作授课录像过程中形成流程化的发布范式, 为后续教学视频录像提供经验。

2. 翻转课堂成功与否的一个重要因素取决于师生、生生之间的交流程度。

课堂内如何产生思想碰撞, 让学生完成知识内化, 很大程度上取决于师生、生生之间的交流互动。交流互动首先开始于教师精准有效的引导。按照“最近发展区”理论, 教师提出的问题应该有阶段性、层次性, 并且难度适宜。单是教师的有效引导还不足以让学生完成知识内化, 以学生为中心的教学倡导小组合作学习。

3. 对学生自主学习能力与信息素养的要求。

让学生在课外深入学习并不简单。如果只是提前看课本或做习题, 这不是翻转课堂, 这只是预习, 预习是浅层的。[3]如果要让课外产生深入学习, 除了教师制作有引导与提示性的优质视频外, 还要求学生有相当的自主学习能力与较好的信息素养。

以学生为中心的“翻转课堂”教学可以增加学生的参与性, 调动学生学习积极性, 充分发挥课外与课堂教学的优势, 并且能有效培养学生的自主学习与合作学习能力。然而, 任何教学方式没有一成不变的好与坏, 只有能改善教学, 促进学习效果的教学方式才能称得上好。所以, 我们需要继续研究实践, 将“翻转课堂”教学模式应用到其他学科教学中, 以检验和丰富翻转课堂教学内容。

参考文献

[1]杨九民, 王继新, 李文昊.师范生“现代教育技术”课程教学体系的重构与实践[J].电化教育研究, 2009, (1) .

[2]李凑, 刘赣洪.翻转课堂教学模式应用的SWOT分析[J].中国教育技术装备, 2013, (3) .

现代心理实验技术的发展与应用 篇8

关键词:心理技术;实验技术;认知心理学;认知神经科学;综述

一、心理实验技术的发展概述

1879 年,冯特在德国莱比锡大学创建了世界上第一个心理学实验室,标志着心理学从此成为一门独立的实验科学[1]。为了与过去的心理学有所区别,人们将这时开始的心理学称之为科学心理学,它作为一门学科的发展历史至今仅一百多年。从心理学的历史发端我们可以看出,实验研究方法在其中起到了举足轻重的作用。从19世纪末到20世纪20年代,在科学心理学诞生后的最初几十年里,心理学的研究方法和技术主要是传统的心理物理法。仪器设备还处于朴素的机械装置水平,对心理和行为的研究主要是通过表面上看得见、摸得着的现象推断内在的心理过程。在行为主义心理学的鼎盛时期(从20世纪20到60年代),研究方法与技术手段主要是围绕着行为主义的思想和研究思路,即采用测量刺激—反应的过程的技术路线来推断心理和行为的内部机制。如巴甫洛夫研究狗的条件反射活动的条件反射装置;桑代克的用来研究猫的行为习得的迷笼装置;斯金纳进行操作性条件反射研究的“斯金纳箱”。从20世纪60年代到现在,认知心理学的兴起逐渐取代了行为主义的研究思路,心理学家开始采用新的方法和技术手段来研究心理与行为活动背后的心理机制。如认知心理学研究最常用的实验技术就是反应时测量技术。20世纪90年代以来,医学研究的技术手段在心理学中得到广泛的应用,并产生了新的学科——认知神经科学,如常用的实验仪器有功能磁共振成像技术(fMRI)、正电子扫描技术(PET)、脑电技术(EEG/ERP)等,这些认知神经科学技术的应用把脑机制的研究推动到一个崭新的阶段[2]。

当代心理学跟古代心理学的本质差异主要表现在研究方法和手段上[3]。19 世纪以前,哲学家多采用“思辨”的方法去探讨心理现象。他们运用臆测、内省、推理和直觉,或基于个人的主观经验来推测心理的本质。他们常被心理史学家们称为“安乐椅上的心理学家”。现代心理学家则特别注重采用观察、调查、访谈和实验等方法来研究各种心理现象。心理学的发展历史表明,研究方法和各种技术手段对心理科学的产生和发展轨迹有着关键性影响。

二、心理实验技术的分类

莫雷等人对传统的心理学研究方法体系重新进行了建构[3-4],提出双层次的研究方法与技术体系,其中对第二层次的研究技术的分类如图1所示。他们将变量数据的获得方法(即主要指心理学的实验研究技术)总体上概括成三类:第一类是测评法,就是通过测评技术来获得变量数据,主要包括测量法、问卷法、评定法等。第二类是实验心理范式,即在实验中对各种心理特质或行为的特定的作业测定方式,这些实验范式的形成,都是由某项研究首先创立,由于其准确有效而为后来的研究所沿用,从而成为进行某种特质研究时取得量化数据的典型方式(范式) 。实验心理范式可以分为传统的实验心理范式与现代认知实验心理范式,采用新的实验仪器如眼动仪等而形成的获得变量数据的手段也列为这类范式。第三类是认知神经科学范式,这种研究范式从20世纪后期开始出现,现在正逐步成为心理学研究的主流取向,它运用功能性核磁共振技术、事件相关电位技术、脑磁图、单细胞记录技术等手段,从神经机制的水平来获得数据材料,以证明有关心理现象与心理规律的观点。

其中,第二类和第三类方法区别于第一类的“测评法”,是同属于实验法的技术范式。实验法是目前心理科学乃至现代自然科学最主要的研究方法,在科学方法中,实验法是公认的最严谨的方法,自然科学之所以进步,主要是依靠实验方法上的一再突破[5]。因此,本文着重讨论实验法下的各种心理实验技术。

从国内外现行的各种实验研究技术的应用看,图1虚线框内的“认知实验心理范式”和“认知神经科学范式”两类实验技术范式最为流行、应用最为广泛,为区别于传统实验心理范式,我们将认知实验心理范式和认知神经科学范式统称为现代心理实验技术范式。认知实验心理范式主要是指当代认知心理学各研究领域所采用的实验技术,其研究的核心是揭示认知过程的内部心理机制,即信息是如何获得、贮存、加工和使用的[6]。认知心理学家是用信息论、控制论及计算机的概念理解和解释心理现象并构建心理过程的模型,他们将大脑视为一个黑匣子,很少考虑其理论的神经基础或者心理现象的脑机制[7]。日常生活、临床经验和科学研究都表明:脑是心理的器官,心理是脑的机能[8-9]。著名的认知神经科学家加扎尼加指出,如果不研究大脑,我们根本无法真正揭示心理活动到底是怎样进行的[10]。认知神经科学范式恰恰弥补了认知实验心理范式研究中的缺陷和诸多不足。认知神经科学把心理与大脑的统一理解作为自己的目标,强调心理活动是大脑的功能这个简单的真理[11],并以心理的物质基础——大脑,为研究本源,探讨心理和行为的脑机制。

三、现代心理实验技术与应用

(一)认知实验心理范式

认知实验心理范式主要指建立在现代信息加工观点之上的实验技术范式。其主要特点是借助于复杂的实验设计,通过反应时和正确率等较简单的指标,实现对人类心理与行为内部机制的研究。目前,国内外各实验室应用比较广泛的认知实验技术主要包括行为实验技术、眼动实验技术和虚拟现实技术三大类。

1. 行为实验技术

信息加工心理学主张用信息加工的术语和计算机工作原理对人类行为进行准确的描述,通过计算机模拟验证有关认知过程的心理学理论。但在实际的研究中,信息加工心理学中应用最广泛的方法并不是计算机模拟法,而是以信息加工思想为指导的认知行为实验法,我们常称之为认知行为实验技术或行为实验技术。目前,此类技术主要是通过计算机来实现心理实验材料的编辑与制作、实验参数控制、实验过程与实验设计控制、被试信息与实验数据的采集与初步处理等的全过程,既可以使心理实验标准化,同时也尽可能避免各种可能影响实验结果的额外因素对实验结果造成的不利影响。除计算机硬件本身的技术外,全球通用的标准化心理实验生成系统也越来越多地面诸于世,如E-Prime、Inquist、D-Master、SuperLab、Presentation,等等。这些标准化的软件,使心理实验的误差最小化,也使心理学实验重复验证的差异最小化[4,12]。

2. 眼动实验技术

眼睛是心灵的窗口,透过这个窗口我们可以探究人的许多心理活动的规律。因此对于“人是如何看事物”的科学研究一直没有间断过。关于这一点,对于眼睛的运动(即眼动)的研究被认为是视觉信息加工研究中最有效的手段。由此,眼动研究技术应运而生,精密地测量眼动规律的各种仪器即眼动仪也相继问世,为心理学的实验研究提供了新的有效工具。

眼动研究是通过眼动仪记录被试在完成心理任务时眼球运动的信息来研究相关的心理活动及规律。如通过记录被试的注视时间与频率、眼跳次数与角度、回扫次数、兴趣区(AOI)、眼球运动轨迹等客观指标,探索人的心理现象和活动规律。眼动在心理学研究方面的应用主要集中在阅读心理、图形认知、广告心理和交通心理等方面。眼动在应用领域的研究也很成熟,如工效学、广告学、航空、医学和体育等都有诸多的应用研究[13,14]。

3. 虚拟现实技术

虚拟现实是指用计算机生成一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。从本质上来说,虚拟现实是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段,最大程度地方便用户操作。一般来说,一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境,以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器,以头盔显示器为核心的视觉系统,以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统,以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备,以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。其主要设备有BOOM可移动式显示器、数据手套、TELETACT手套、数据衣等。

虚拟现实技术在心理学研究方面也有广泛的应用。如美国心理学家利用虚拟现实技术成功治疗恐高症和恐物症;英国科学家目前也正利用此项技术研究一种普遍的心理疾病——妄想症。在军事训练方面,运用虚拟现实技术创造出部队训练所需的“人工合成作战环境”,使参训者能体会到视觉、听觉、触觉等人体全部感觉的作用。运用战争“预实践”开展心理训练,具有传统理论教育、心理疏导、实装模拟、实兵演习等心理训练模式所不具有的独特优势。

(二)认知神经科学范式

认知神经科学被视为21世纪的领头学科,同时也是代表当前科学心理学最先进研究理念和最高研究水平的一种研究范式。认知神经科学是一门研究人脑高级功能的学科,其研究目的在于阐明认知活动的脑机制,它采用自下而上的研究策略,从大脑的工作方式入手来研究认知,并通过各种无创伤的研究技术手段,直接观察大脑及其加工过程[15]。

目前,认知神经科学常用的研究技术主要可分成脑成像技术和脑损伤技术两大类。脑成像技术中以fMRI、ERP、MEG、PET、NIRS五大技术最受欢迎和重视。脑损伤技术主要是通过虚拟脑损伤的方法来实现,但这种脑损伤是暂时的、可逆的,目前主要通过TMS技术来实现。

1. 功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI )

功能磁共振成像(fMRI )技术是通过一定的刺激使大脑皮层各功能区在磁共振设备上成像的方法,它结合了功能、影像和解剖三方面的因素,是一种在活体人脑定位各功能区的有效方法。fMRI的成像原理是脑的神经活动中血红蛋白的动力学反应。当神经活动增加时局部的血流量增加,引起局部的脱氧血红蛋白浓度下降。脱氧血红蛋白是顺磁性物质,产生局部梯度磁场,使脑激活区信号相对升高,通过磁共振成像系统采集到的图像上可见到激活脑区的信号强度增加,从而获得激活脑区的功能成像图。fMRI具有诸多优势,如无创伤性、无放射性、较高的空间分辨率、可重复操作等,因此,fMRI作为脑功能成像的首选方法已被较广泛地应用。fMRI在视觉、听觉、嗅觉、语言及认知功能、情绪活动、躯体运动功能、躯体感觉功能等方面都有诸多的研究和应用[16]。

2. 正电子发射计算机断层显像(positron emission computed tomography,PET)

PET的依据是一些放射性同位素标记的分子(如含18F的脱氧葡萄糖FDG)能正常地参加脑细胞的新陈代谢。这些同位素发射正电子,正电子不稳定,易与负电子撞击而湮灭,所生能量以双向γ射线方式释放。测量这两束γ射线的量,即可知该标记同位素分子的含量,从而作为该部位功能活动是否增强的标记。PET主要是反映脑内的生化代谢以及生理功能的变化,能进行动态的定量观测,具有其他脑成像技术难以取代的优点。其缺陷是需要注射放射性同位素,但基本上无创伤性,另外PET的测量时间也较长。PET可用于细胞活性与功能的研究、肿瘤的早期诊断以及神经、精神疾病和脑功能的研究[17-18]。

3. 光成像(optical imaging,OI)

光成像的依据是,神经元活动会引起某些有关物质(如水、离子)的改变,导致其光学特性发生变化,在与外加的某些特定波长的光量子相互作用后就得到了相应的光信号。通过成像仪器系统探测到此光信号在某一时间间隔内的空间分布,形成影像。光学成像具有比fMRI更高的空间和时间分辨率,可以更小的体素来测量总脱氧血红蛋白、总血红蛋白和血容量的改变。光学成像有多种,其中近红外光学成像技术(near infrared spectroscopy, NIRS)和光学相干断层成像技术(optical coherence tomograph,OCT)发展迅速,它们均能提供观察脑皮质功能柱的高分辨图像。NIRS可穿过颅骨,已用于动物和儿童的无创性脑功能研究[19]。

4. 事件相关电位(event related brain potentials,ERP)

事件相关脑电位是伴随感觉、运动或认知事件所诱发的大脑电位集合的总称。从电生理角度看,ERP是以作业某种事件的时间为基础,将其前后一定时间段的脑电(EEG)进行多次累加平均而得出的一系列脑电位活动。从心理角度看,ERP是一种有心理因素参与的长潜时内源性诱发电位。其着重检测人类的认知功能和大脑的关系问题,或从电生理角度探讨大脑思维行进的轨迹。

ERP是刺激事件引起的实时脑电波,在时间精度上可达到微秒级。极高的时间分辨率是ERP的主要优势,ERP也可以和行为数据,特别是反应时(RT)很好地配合,以研究认知加工过程的规律。所以,ERP目前是心理学工作者进行认知神经科学研究的最得力的方法。ERP的主要弱点在于低的空间分辨率。另外,ERP只能采用数学推导来实现脑电的源定位,比如偶极子,这种方法的可靠性也是有限的[20]。

5. 脑磁图(magnetoencephalography,MEG)

根据电磁感应的原理,大脑工作时产生的感应电流能够在头颅外表产生感应磁场。脑磁图(MEG)装置便是通过捕捉这种极微弱的磁信号(相对应于地磁场的百万分之一)来反映大脑内部的神经活动。

脑电图(EEG)只能反映脑表面的生物电活动,而MEG则可反映大脑深部电向量的位置和活动方向,是无数脑电向量的综合。因此,相比于EEG,MEG突出的优点是对神经兴奋源的定位更为直接和准确,而且时间分辨率也可与脑电相媲美。不过,脑磁图的总造价很高,数百万美元的成本极大地限制了它的普及。同时,它只对某些流向(如垂直于颅骨)的兴奋源敏感,而对另一些流向的兴奋源则可能无法探测到[21]。

综上所述,fMRI,OCT/NIRS所显示的主要是解剖学信息,即结构图像,PET所显示的主要是功能和代谢成像,都具有较高的空间分辨率;而ERP,MEG等所显示的主要是生理功能成像,具有较高的时间分辨率。综合利用这几种研究技术观察认知活动中脑功能的时空动态变化规律,已成为心理学研究的趋势。

6. 经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)

TMS技术是根据电磁感应原理,将电流通过一个靠近头皮的线圈,经电磁转换后,线圈的周围产生一个与线圈中电流方向相互垂直的磁场。该感应磁场能穿过头皮、颅骨进入大脑,并在大脑皮层产生感应电场。继而对大脑的生物电活动产生干扰或调节。这一技术最大的优势在于能够通过对大脑活动进行短暂干扰,从而建立“虚拟的脑损伤”条件来帮助研究者考察大脑功能与行为反应之间的因果联系。

TMS的一个重要应用领域是认知神经科学研究。例如,通过TMS干预运动控制区域发现个体的运动控制能力受到抑制。同样,通过TMS干预前额叶皮质后,发现个体的决策能力受到影响。这样一些结果对于建立新的认知神经科学理论具有重要价值。TMS在临床研究中也具有不可替代的价值。例如对成瘾者的研究表明,TMS刺激能够增强多巴胺系统的GABA受体释放,从而恢复已被毒品破坏的多巴胺系统的调节功能。2008年10月,美国FDA认证通过了TMS用于治疗药物抵抗型抑郁症,有效率约为80%。近几年,用TMS治疗干预成瘾的研究日渐增多,TMS有望在不久的将来成为一种潜力巨大的、独特的精神障碍治疗手段。

(三)生物电技术

生物电技术记录的肌电、心率、皮温等指标既不属于认知心理实验范式所使用的反应时、正确率等行为指标范畴,又不属于认知神经科学范式所采用的脑电、脑区为典型代表的生理指标范畴,尽管生物电技术也记录脑电,但此脑电指标与认知神经科学范式下的脑电指标属于不同的数量级,不宜相提并论,因此,我们把生理多导仪和生物反馈仪为代表的生物电技术单独归为一类。

生物电技术是利用相关的电子仪器设备记录我们身体内部的生理过程、生物电活动等信息信号并加以放大,放大后的机体电活动信息以视觉(如仪表读数,图像)或听觉(加蜂鸣音,音乐)形式呈现出来,通过这些客观信息指标来探索和研究人的心理现象和活动规律。这些肌体电活动的信息主要包括有如下种类:脑电、肌电、心率、血压、皮肤电、皮温、眼电等。记录这些信号的电子设备主要有生物反馈仪和生理多导仪两种。

生物反馈是运用学习来自我调节自主神经系统以促进健康的一个治疗手段。通过生物反馈仪主体能够了解自身的机体状态,并学会在一定程度上随意地控制和矫正不正常的生理变化。生物反馈仪可以反馈给人的信息包括肌肉的紧张度、皮肤表面的温度、脑电波活动、皮肤导电量、血压和心率等。生物反馈仪主要应用在如下几个方面:(1)心理诊断。通过使用这些指标,可以对心理迟钝、学习困难等心理问题进行诊断。(2)心理治疗。通过这个仪器的配合,可以对身心疾病以及有关的心理问题进行治疗。(3)心理训练。使用该仪器,可以对身心疾病、自卑等心理问题进行训练。生理多导仪是用来记录生理活动的各项指标的医学和心理学实验仪器,能动态记录脑电图、心电图、肌电图、皮肤电、血压、指端容积、心输出量、心电、呼吸、血压、诱发电位、动作电位、神经元活动等信号,在医学诊断与治疗、心理与行为研究中得到了广泛的应用。

四、未来实验技术的发展趋势

尽管心理学与脑科学结合而产生的认知神经科学,正取代认知心理学成为心理学发展的新阶段[22],但是我们应该看到,当前认知神经科学技术并不是研究所有心理问题的万能法宝,因为这些技术只能告诉我们某一种意识活动是发生在脑的某一个区域或某一些区域,并不能回答为什么这个或这些脑结构的活动会导致相应心理或行为的发生[15]。此外,这些技术目前所达到的水平也不能满足脑与意识研究的要求。例如,为了能够看到与不同意识过程相关的脑细胞的功能结构,要求这些设备必须达到微米级的空间分辨率;要观察到与知觉、注意、思维、决策等意识活动相关的大脑动态过程,必须将这些技术的时间分辨率提高到毫秒级。纵观上述各种认知神经科学研究技术,能实现高时空分辨率很好结合的设备目前还没有,如,fMRI有较好的空间分辨率,其时间分辨率却低下;脑磁图可以实现毫秒级的时间分辨率,然而其空间分辨率却只有厘米级。这些技术上的缺陷已经成为制约当前脑与意识研究的瓶颈。当然,这些缺陷也正是未来新技术革新和发展的方向。

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