数字技术和教育汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇数字技术和教育范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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教学对象：本节课的教学对象是初一学生，年龄在13－14岁，已经进入青春期，身体、心理发育快速。他们对食物的需求量大，兴趣很浓。但对于食品安全问题的认识不全面，有的甚至是错误的。本课希望通过师生讨论交流，引起学生对食品安全问题的关注，使学生能够全面、科学地认识到自己在选择食品饮料时应注意的问题。

教学环境：在多媒体教室中进行教学，有投影设备和音箱，计算机上装有音视频播放软件。

教学目标

知识与技能：通过阅读食品包装上的标签信息，指出与食品安全有关的内容；举例说出常见食品安全鉴别标准，辨别绿色食品、有机食品标志。

过程与方法：通过阅读食品标签信息与回忆自己生活经验，尝试合作讨论完成食品安全调查表，进而完成食品安全倡议书。

情感、态度与价值观：关注食品生产、加工、包装、运输、销售环境，以及家庭制作、食品卫生、保质期等信息，关注自己生长发育所需营养的合理搭配问题，正确选择安全食品与饮料。

教学重点、难点

重点：说出常见食品是否安全的鉴别标准。

难点：完成食品安全调查表，并汇报。教学方法

本节课采用教师讲授与小组活动相结合的教学方法，使用到计算机和投影仪等设备，以及PPT课件和一些数字图片和视频教学资源。

教学过程

1.数字媒体实现巧妙导入新课

本节课以PPT展示一组图片导入，分别是日本地震后核泄露引起食物污染事件和国内瘦肉精事件的新闻图片，提出问题：为什么公众高度关注这两件事?借此引发学生聚焦食品安全问题。生动形象的图片真实地再现了历史事件中让人震惊的一幕，强烈的视觉刺激吸引学生的注意力，引起学生对食品安全的关注，进而激发了学习兴趣。

2.数字媒体帮助突破教学重难点

本节课的重难点是由问题“什么样的食品是安全的”引发的。为解决这一问题，学生需要将每日的食品进行分类并分别分析，最终对“哪些食品是基本安全的”形成初步的判断。首先将食品分成包装食品和非包装食品，教师将学生分为两大组进行自主探究活动，主题分别是完成包装食品的安全信息调查与非包装食品的选购注意事项。之后由小组汇报调查结果与讨论结果。最后，教师借助PPT课件展示安全信息的解读过程，特别是食品添加剂的真实内涵，出示实物(果汁与果汁饮料)请学生比较。PPT课件中除呈现文字、图片等展示非包装食品的选购安全问题之外，还使用了图片展示食品安全的标志，特别在建议学生选购绿色食品时，及时播放一段视频(绿色食品的生产、包装、运输、监督、检测等过程)，让学生亲眼看到绿色食品的生产过程，使学生在了解什么是绿色食品的基础上，顺理成章地接受绿色消费、低碳环保的生活理念。

3.数字媒体帮助激感

本节课的情感、态度和价值观的目标应当包括：为什么关注食品安全、怎样关注食品安全、通过什么渠道关注等几个问题。初一学生几乎不关注食品购买、制作、销售等问题。当教师用图文并茂的形式展示2010年发生的食品安全事件时，尤其谈及地沟油重返餐桌时，学生们脸上震惊的表情显示出他们已经意识到食品安全问题的严重性；当教师通过实物演示食品添加剂的使用，现场指导他们区分果汁与果汁饮料时，他们听得非常认真，这是他们第一次关注食品安全信息的真实含义；当教师提出倡导购买绿色食品，播放绿色食品生产过程视频时，所有学生全神贯注地观看，足以说明他们开始在心里接受建议；而当教师呈现诸多食品安全事件，谈到中国这么大，生产食品的企业这么多，从业人员素质参差不齐，市场监管力度不够等因素导致了种种漠视别人生命与健康的事情发生时，教室里一片肃静。教师在逐步引导下，通过数字媒体辅助营造的课堂氛围，每个学生都陷入深深的思考。这样的情感激发力度是非常明显的。从课后学生上交的关注食品安全倡议书可以看出，他们确实初步学会关注食品安全了。

关于数字媒体与生物课堂整合的几点思考

本节课的课后反思

上完这节课后，笔者感觉虽然整体设计与实施都很顺畅，师生交流互动良好，基本达到教学目标。但有两点比较遗憾，其一是学生课前所做针对家长食品安全意识的调查问卷结果汇报，由于时间限制与技术原因，展示得并不完整，对后面的教学所起铺垫作用不充分；其二是在学生讨论、汇报自主探究活动的结果时，仅有“一人口头汇报，其他学生倾听”的形式，相互之间的交流以及信息共享程度较差。在课后反思中，感觉如果事先能够制作一个开放性的交互式课件，把教学流程的主要讲授环节作为主线，学生活动、师生互动、结果生成等环节作为“开放区”，将学生在课上交流汇报的内容都呈现于“开放区”中，教师则可以有针对性地进行指导与总结，使用这样的生成性课件可以比较理想地解决上述问题。

在生物学科教学中使用数字媒体的几点经验总结

在多年的教学过程中，笔者也积累了一些有效使用多媒体技术的经验。比如制作PPT课件，用图片或动画进行辅助教学，应用白板技术将课堂教学师生讨论的结果生成资源进行保存。此外，还可以尝试在机房进行基于网络平台的师生实时互动讨论形式的教学活动等。数字媒体辅助教学各有独特的优势，重要的是根据实际需要合理地使用数字媒体资源。

篇（2）

一、引入工程案例，激发学习兴趣

我国高等工科教育在工程应用能力培养方面存在许多弊端，例如重理论轻实践，强调知识点的学习但开拓创新意识不够等。为了提高教学质量，从多方面培养学生的工程应用能力，实现高等工科教育与国际接轨，目前我国已有57所高等院校的相关专业采用了工程教育模式，其中电气类专业是这些高等院校主要的实施对象[1]。

（一）理论教学中工程理念的培养

数字电子技术课程作为电子类专业的专业基础课，对于后续的EDA课程、微机原理、单片机课程等专业课的学习尤为重要，为了摆脱理论教学的枯燥无味，在教学过程中引入工程案例设计思想，开拓学生的逻辑思维，激发学生的兴趣，并将理论与实践有机的结合起来，学习效果自然事半功倍。

例如，在学习555定时器时，为了让学生深入掌握多谐振荡器的工作原理，通过Multisim仿真软件搭建电路原理图，并对电路进行仿真，实现真正所见即所得的直观印象。在电路图1中，采用双踪示波器XSC2的A和B通道分别来观察放电电容C1两端电压和输出脉冲波形的变化。在此基础上对电路进行扩展，设计实现实用的数据报警器，如图2所示，通过多谐振荡器产生脉冲信号使蜂鸣器发出频率为1000Hz的报警音。

利用Multisim丰富的仿真分析能力，实现数字电路的设计工作。

（二）游戏进课堂的创新思维拓展

为了解决理论讲解太过抽象的问题，开展游戏式的教学方法，既能吸引学生眼球又能在娱乐中掌握理解知识。例如，在讲解逻辑函数的卡诺图时，逻辑相邻性是个难点，而卡诺图的化简法又是以逻辑相邻的最小项画圈为原则。为了让学生理解逻辑相邻性，我带着“东南西北”的折纸进课堂（图3所示），让学生以玩游戏的形式把卡诺图想象成球面的展开体，推理出同一行的首尾、同一列的首尾、四个对角的最小项是逻辑相邻的关系（图4所示）。游戏中的思维与探索，加深了学生的主观意识，取得了不错的成效。

二、注重实践环节，开拓创新思维

在实践教学中，我们也注重与工程的对接，为学生的就业和深造做好深层的铺垫。

（一）在基础实验中引入综合性、创新性实验

综合性、创新性实验有利于学生灵活运用所学内容，是理论向工程应用转折的必经之路。设计实验时即要考虑实验的趣味性和可实现性，也要结合不同专业学生的应用基础和背景。课程组与实验老师经过讨论与设计，开发了一系列新的综合性、创新性实验：《霓虹灯模拟显示控制器的设计》、《声控灯设计》、《晴雨控制器设计》、《抢答器设计》等。针对不同能力的学生，开展不同级别的实验，让学生都能获得能力的提升，取得一定的成就感。

（二）在课程设计、电子实习中引入项目式设计

在课程设计和电子实习环节，改变单纯的给学生电路，让学生去仿真或者焊接电路的方式。开展项目设计，包括项目涵盖的知识点、项目引入的时机、项目难度、项目与生产生活的联系等，同时注重培养学生的自主学习能力和知识的扩展。项目设计与课程知识体系结合，涵盖的内容由点到面[2]。具体项目设置如下：①通过编码器、译码显示器、门电路为主要器件设计优先病房呼叫器；②通过计数器、555定时器、译码显示器为主要器件设计可预置的定时报警器；③通过移位寄存器、计数器、译码器为主要器件设计汽车尾灯控制电路；④通过译码显示器、计数器、555定时器为主要器件设计数字电子钟。通过项目设计方法，使学生自主查阅集成芯片的学习手册，串联知识点构建电路系统。实习过程中学生合理分组，锻炼学生的协调、团队合作能力。焊接完成调试时，鼓励学生从原理出发一步步查找错误，讨论分析，提高学生分析、解决问题的能力。

三、启动以赛带学机制，激发学生潜能

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中图分类号：G434 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.06.094

高中信息技术课程，是培养年轻一代掌握数字社会生存能力最直接、最经济的一条途径。如何将高中生作为数字公民的责任教育与信息技术教学相结合，并发挥最大功效，这是我们广大信息技术教师要不断探讨的，也是数字社会对教育的内在需求。

1 数字公民责任教育内容

信息技术教育要建立合理的伦理文化空间，使高中生的行为合乎伦理道德与法律法规的要求。

1.1 法律法规教育

高中生辨别能力差，面对暴力游戏、网络欺诈、、虚假信息等不能清晰地辨别是非，容易导致道德价值感的丧失，走上犯罪的道路。在2010年的抽样调查中，受访未成年犯在填写“犯罪时主要想法”时，选择“一时冲动”和“不知道是犯罪”的人数比例分别为65.38%和46.68%；选择“知道是犯罪但难以控制当时情绪”和“虽然是犯罪但觉得不大可能被发现”的人数比例也分别占到了总人数的27%和16.94%。可见，引导青少年掌握数字社会的法律法规与行为规范是多么急迫，信息技术教学要带领学生熟知相关网络法律条文，了解触犯法律底线带来的严重后果并严格遵守。

1.2 伦理道德教育

数字社会与现实社会的道德教育大同小异，但有些是数字社会所特有的，也是信息技术课要着重强调的，如：不登陆黄色网站、不利用网络恐吓骚扰侮辱他人、不非法下载音乐文件，不用盗版软件等。

2 数字公民责任课堂教育途径

在信息技术日常教学中渗透数字公民责任意识，灵活运用先进的教育理念与教学方法。

2.1 运用案例，注重思辩，凸显网络道德教育的现实性

以案例分析、讨论为活动形式，通过自我建构信息评价方法，促进数字公民责任意识的提高。

2.1.1 用真实案例充实教学内容

2.1.1.1 QQ中奖了

一位同学上QQ时，突然有信息提示他中奖了，被随机抽取为“腾讯十周年庆典幸运用户”奖品丰厚，但要先缴纳保证金，填写一张包括姓名、银行卡号、身份证号的表格等，通过这个案例，教育学生辨别信息真伪，强调个人信息安全，不能窃取他人隐私等。

2.1.1.2 谣言转发500次可以诽谤罪判刑

2013年9月，法律对谣言转发做了量刑，通过这个案例教育学生网络交流中谩骂和发泄式的语言暴力不可取，这是对他人的不负责；当网络中出现一些热门话题时，不能人云亦云，不加分辨地参与围攻，甚至参与谎言、谣言的传播，给他人以及社会带来威胁的同时，也要负起相应的法律责任。

用发生在我们生活中的真实事件作为教学案例，缩短了教学与实际生活的差距，使学生感到数字社会责任就在我们身边，使学生形成敏锐的洞察力。

2.1.2 角色扮演强化认知体验

2.1.2.1 开办法庭

央视酷6网等六家网站侵权，索赔1620万。以真实的知识产权案例为教学载体，通过学生的角色扮演，分别从原告和被告的不同角度主动参与知识产权法律与法规的学习、全程体验知识产权法律与法规的运用。

2.1.2.2 辩论会

“维护信息安全重在管理制度”对“维护信息安全重在提高安全技术”，针对信息技术课程中容易模糊的问题展开辩论，澄清有关问题，也籍此对全书进行一次回顾。教师指导学生对辩论会筹备和举办阶段，引导学生对自己的学习进行反思，这些都有利于学生学习自主性的培养，分析问题能力的提高，老师可以给予相应的指导和帮助，以表格形式进行量化。

2.2 充分发挥多媒体技术优势，培养学生审美观与鉴赏能力的同时，感受责任

审美意识不是天生的，一些学生经常游荡在网络世界里，游戏、动漫充斥脑海，导致审美观发生偏差，甚至对美的认同趋于庸俗。网络中常出现将图片“PS”丑化的现象并以此为乐，我们在教学中可以引入肖像权等法律常识，并从范例引领，作品交流中，让学生学会欣赏美。教师要注意在教学中渗透人文意识与内涵，积极诱发学生情感、理念、修养、价值观的投入，把数字社会伦理道德教育贯穿始终。

2.3 有效进行探究式学习

探究式学习是新课程倡导的学习方法，特别适用于信息技术新闻事件与信息技术课的结合。学生对新闻事件总是有特别强烈的求知欲，探究的问题由学生自己提出，教师有意地向数字社会责任层面引导，学生提出问题能力的培养贯穿整个学习活动，可以说，探究式学习将信息技术教学与数字社会责任培养，前沿性、知识性、技能性、责任性完美地结合在一起。

公民责任感是一种情感体验，通过一系列的课堂教学活动，形成责任体验，教师及时予以反馈评价，强化良好行为，批评不良行为。良好的责任行为方法将逐渐渗透到个体的思维结构之中，促使责任意识得到激发与强化，责任感得以提升，最终在实践中形成自觉责任行为。

参考文献：

[1]浙江省教育厅教研室.普通高中信息技术新课程案例研究[M].浙江教育出版社，2010.

[2]广东基础教育课程资源开发中心信息技术教材编写组.信息技术基础教师教学用书[M].广东教育出版社，2005：181-200.

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1977年，联合国教科文组织在肯尼亚首都内罗毕召开的高级教育计划官员讨论会上，对基础教育进行了广泛而深入的讨论，认为“基础教育是向每个人提供并为一切人所共有的最低限度基础教育的知识、观点、社会准则和经验”的教育。“它的目的是使每一个人能够发挥自己的潜力、创造性和批判精神，以实现自己的抱负和获得幸福，并成为一个有益的公民和生产者，对所属的社会发展贡献力量”。基础教育是整个教育体系的关键部分。正如万丈高楼平地起一样，没有良好的基础教育，不可能优秀的高等教育。

2.现今的图书馆应该朝着“数字化创意”的方向发展，并在网络环境下逐步实现向数字图书馆的转化，形成具有数字图书馆基本功能的技术手段，并进行馆藏特色文献的数字化处理。正因为数字化图书馆发展建设的关键是基础教育，不容忽视小学《数学》《语文》基础教育。尽管中国的偏远地区，还有很多地方的图书馆连一台计算机都没有，更应该加以重视数字化图书馆。数字化手段是解决图书馆检索问题的关键所在，而元数据是解决数字化图书馆的关键。中国书香不在只为书香门第服务，应该为广大的中国知识分子服务，尤其是十几亿农民，应该从农业大国和陈旧的传统观念中走出来，寒门学子，寒窗苦读，《古汉语》秽涩难懂的天书。中国的国学教育思想是否提高一个高度，在窗明几净的教室里认真学习新作风、新知识、新文化、新教育、新观念、新思想。打破封闭状态，然后再思考承传中国几千年灿烂文化和文明，守住文化阵营，巩固红色江山，把莘莘学子培养成现代革命接班人。应该引起我们学习上高度关注，思想上保持高度集中，工作上保持高度社会责任感。坚持正确思想路线，抓住机遇，获取正能量，才能建设好两大文明建设，高度精神文明建设和高度物质文明建设。每一个人都有做梦的机会，为实现民族伟大复兴道路，打造文化强国梦而发奋进取，数字化图书馆是发展的硬道理，是关键的一步。

二、应试教育及其不足

1.应试教育是指那种单纯按照学校选拔学生的要求，以升学、择业考试为目的，以提高考试成绩为教育目标，以知识灌输为教育方法的一种教育模式，其体系是英才教育体系，其机制为选拔机制。在我国目前经济还不发达，教育水平还低下，尤其小学《数学》还存在严重的误导，教育出现数字误区，应试教育通过公平竞争输在起跑线上，应试教育为国家和社会培养、造就了大批的人才，即避免了教育出现的教学水平的整体滑坡，也避免了权钱交易等不公平现象的出现，保证了优秀学生首先接受一流的教育。但是，图书教育作为一种公平选拔人才的机制，并不等于最佳教育模式。

2.应试教育对数字化图书馆的影响：

（1）应试教育是一种填鸭的教学模式，注重知识的灌输，严重损害了学生的积极和主动性，所造成的后果是学生思维狭窄、自学能力低。学生的学习范围限制在指定的教材之中，学生的课外阅读被看成是浪费时间的消闲。教育不指导学生通过有效地使用数字化图书馆提高学生的自学能力，而是依靠强化训练、题海战术，提高学生的应试能力。数字化图书馆不同与数字化商场，应该灵活利用数字化图书馆，不能机械地照搬照抄。美国著名教育家bruner认为：“学校不是灌输知识的场所，而是培养学生学习如何求知的地方，所以在教学活动中，应该强调培养学生利用数字化图书馆基本技能。”提供学生各种获取知识的途径，给学生以基本训练，使之具有使用文献资源的能力，引导学生养成终生利用数字化图书馆的习惯，从数字化图书馆获得知识和教育，促进教育事业的改革和发展。”我国与发达国家形成了明显的对照：中等以下的学校图书馆教育一片空白，学生没有使用数字化图书馆的意识和习惯，对图书馆的目录索引、图书分类与排架、参考书的种类一无所知。有证据表明，学生缺乏使用数字化图书馆的技巧和习惯，直接影响到学生终身的自学能力，这种影响甚至波及高等教育。我国高等学校虽然开设了文献检索课，新生入学时仅接受必要图书馆的机构及借阅规则的指导，没有接受进一步的教育，只是在撰写毕业论文时，才真正开始有目的地使用数字化图书馆以及文献资料。据山东省高校图工委的调查，全省34所院校，以开设文检课的有32所，其中开设必修课的仅有10所，设选修课的17所，开设讲座课的5所，大多是几种形式兼有。三年级开课的17所，开设讲座课的5所，大多是几种形式兼有。三年级开课为16所，四年级开课13所，开课覆盖率100%的为1所，80%的两所，30%以上的20所，20%～30%的有8所，20%以下的4所，学时数最多的60学时，最少的16学时，大多数在30～40学时之间，有3所院校低于30时。即便如此，许多院校对文献课缺乏严格管理，开始选修的人数较多，但到最后所剩无几，课程流于形式，实际大学期间只有很少一部分人真正接受了文献课教育。由此，不难推测，我国整个高等院校文检课的教育水平、效果和学生检索能力。

（2）由于读者缺乏使用数字化图书馆的技巧和习惯，造成数字化文献利用率低和文献资源的严重浪费。在我国一般读者群中，图书馆只是作为一种消闲的文化娱乐场所，甚至有当数量的读者，由于不了解图书馆的功能和结构，对图书馆望而怯步。图书馆流通最大的是文艺类书籍，图书馆内收藏的学术类文献极少有人光顾。令人遗憾的是，大学生也较少根据专业方向结合课题研究使用图书馆。就图书馆借阅率情况看，我国与发达国家尚有很大差距。1988年统计资料表明，美国公共图书馆9094个，年每千人图书借阅为4300册，日本1028个，年千人借书1579册，我国图书馆2406个，年每千人借书仅为159册，是日本的1/10，不足美国的1/20。一方面，是图书馆事业落后，另一方面，存在着文献资源严重浪费现象。据1992年调查数据表明，我国专利文献利用率最高的中国专利局，文献利用率只有1.1%，有的情报所文献利用率仅为0.00067%。我国图书馆界和各类情报所收藏的中文文献70%以上未被利用，外文文献90%以上在库里长期沉睡。以公共图书馆文献利用率为例，美国为234%，英国为500%，我国仅为25%。科技成果利用率，美国高达80%～90%，英法德国为50%～65%，而我国仅有10%。我们的差距和不足是，一方面，是文献资源不足；一方面，是资源闲置浪费，这正是基础教育落后所造成的。

（3）数字化图书馆发展的动力不是来自读者的需求，而是社会的理智选择和单纯的政府行为。从实际功能上讲，数字化图书馆变得可有可无，无足轻重。因而严重制约了数字化图书馆的发展。有以下两种表现：第一，各类型图书馆发展不平衡。其中，最薄弱的、也是受应试教育影响最大的是高等院校图书馆，由于把学生的课外阅读看成一种浪费时间的消闲，受这种观念的影响，中小学生图书馆 徒有虚名，表现在经费过少，收藏不足，管理人员素质不高甚至根本没有专人管理。次之，是公共图书馆，按国际图联规定标准，图书馆藏书应达到人均3册，我国仅为0.244册，约每4人有一册书；图书馆分布应达到没3万人拥有一座，而我国目前是每40万人拥有一座。这其中除经济欠缺发达、国民文化素质不高等因素以外，还有多年来应试教育所带来的读者缺乏利用数字化图书馆的养成教育。第二，图书馆及其收藏的文献表现出一种“过剩”现象。统计数字表明，我国各类图书馆的借阅率远远低于发达国家的水平。原本不多的图书馆和很少的收藏，却只有更少的读者光顾。这种现象在我国基层公共图书馆表现的最为突出，甚至有些大学图书馆也成了自习座位。这从一个方面也放映了我国教育和教育水平和教育形式的落后。

3.改革方法与一些建议。人才的培养有两个问题不容忽视，对个人来说是思想道德修养的问题。对整体而言是科学文化素质问题，忽略任何一个，都有可能导致教育的失败。而后者，谈家桢曾说：一个国家的兴旺不靠少数人有多大的学问，而是靠各种各样、不同层次的人才。二次世界大战后，日本能在很短时间内赶上并且超过英国，起到作用的是日本国民素质。我们的教育不能只着眼于培养少数人，我们的教育主要是提高到民族的国民素质。

篇（5）

关键词：

信息技术；课程整合；中职；单片机；Proteus软件

中职学校的生源普遍学习成绩较差，综合素质不高，文化基础相对薄弱，电子专业课程相对其他专业来说也是较难学的，特别是单片机，抽象难懂，枯燥无味，学生畏难情绪严重，如何改变教学手段和教学方法，将理论知识形象化，生动化，提升学生的学习热情，增强教学效果是摆在众多中职教师面前的一个难题。另外，近几年国家大力发展职业教育，学校硬件设施发展很快，购置了大量计算机，但是如此庞大数量的计算机只是作为计算机专业课程的实操工具，没有应用于其他专业，这是教学资源的极大浪费。因此，在信息技术发达的今天，我们的电子专业课程教学应该充分利用信息技术。

1信息技术与课程整合概述

所谓信息技术与课程整合，著名教育技术学专家何克抗教授定义：就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种新型的教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的新型的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性和创造性充分发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革———由教师为中心的教学结构转变为“主导—主体”相结合的教学结构。信息技术教学，提供了丰富的学习资源，拓展了教学时空的维度，让学生变以前的被动接受知识为主动探索、整理和内化所学知识，学生自主学习，自我评价，成为课堂真正的主人。信息技术教学为学生营造了一种开放平等的学习环境，教师成为了学生的合作者，学生发展的促进者。

2信息技术与电子专业课程整合的方法

信息技术与课程整合包含两个层面：一是基于“辅助”的理念，使信息技术作为教学媒体来帮助教师解决教学中的问题；二是基于“整合”的理念，使信息技术作为构建自主、探究学习环境的要素来支持学习。

（1）信息技术作为教师的教学工具：这主要是基于信息技术与课程整合的“辅助”理念。以单片机课程教学为例，传统的教学方法，学生学习时感觉内容枯燥乏味，难于理解，缺乏直观性，并且不能运用所学知识解决实际问题，教学效果一直不太理想。为了解决这一难题，作者引入了proteus仿真软件辅助教学，教学时，根据具体教学内容，在理论教学过程中穿行仿真教学，可使理论知识形象化、生动化，使书本文字和电路立体化，促进学生对知识的理解和记忆。例如在单片机的入门教学中总会提到单片机在工业控制、智能仪表、家用电器、办公自动化等领域的极为广泛的应用，但是在课堂教学中很难提供具体的实物，容易让学生产生单片机距离生活很遥远的感觉。Pro－teus仿真软件可以展示单片机的一些应用实例，如交通信号灯、计算器等，便于学生看到单片机在实际产品中的应用电路。再通过运行仿真，比如让红、绿、黄交通灯亮起来，让计算器进行各种计算等，可以极大地提高学生学习单片机的兴趣，进而引导他们主动学习单片机知识。

（2）信息技术作为学生的学习探究工具：这是基于“整合”的理念。把信息技术与学科整合，打破了传统教学模式的教学结构，让学生真正成为了课堂的主人，他们不再是机械地听，他们在课堂上不是“静”的，而是全身心地“动”起来，他们在老师引导下自主的学、思、做，从一个机械的接收者变为探究者和创造者。比如在单片机汇编语言的指令学习中，学生对单纯的理论分析会感到枯燥，教师如果根据课堂内容用keil软件编写好指令程序，并充分考虑学生的学习能力配合相应的仿真电路，让学生通过修改程序实现不同的效果，达到学习指令的目的，充分践行“做中学”“做中教”的教学新理念，培养学生自主学习的能力。①创建流水灯仿真电路：运行Proteus的ISIS程序后，进入该仿真软件的主界面。单击元件列表区的P命令即弹出元器件选择（PickDevices）对话框，调入所需元件仿真库。将电路中的所用元件从元器件库中调出来，放到绘图区，布局并设置好参数，然后连接导线，绘制完成的流水灯仿真电路。②软件编程：利用keilC51编写程序如下，学生通过修改部分指令，实现不同的流水灯效果，在应用中理解各个指令的作用，充分调动学生学习的积极性，让课堂“鲜活”起来。

③系统仿真：Proteus可以总体仿真运行，也可以单步或者设置断点仿真调试。在Proteus中，我们能清楚地观察到单片机系统在工作过程中，各硬件所处实时状态，在仿真过程中，对于连接到每个数字或混合网络上的引脚，用有色小方块显示其状态：蓝色表示低电平，红色表示高电平，灰色表示浮空，黄色表示冲突（如两个器件同时向总线上传送数据）。这给用户调试、演示带来了很大方便，可以随时观察每一步操作所引起的结果。根据电路的连接情况，当连接有发光二极管的单片机引脚输出低电平时（蓝色方块），灯亮；输出高电平时（红色方块），灯灭，理论与实践相结合，充分理解各个指令的作用。

参考文献

［1］教育部职业教育与成人教育司，教育部职业技术教育中心研究所．中等职业教育教学改革理论与实践研究［M］．高等教育出版社，2008．

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中图分类号：TP315 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2013）21-0024-03

一、背景

在传统的教学过程中，教师、学生和家长在学生学习过程中的角色相对独立，他们的交互行为受到了时间和地点的限制，只有在特定时间内他们才会发生协作行为，比如教师和学生大多在课堂上才会有交互行为，而家长和学生只有在放学回家以后才会有相互沟通的时间，至于教师与家长之间的交流更会因为工作时间等原因很难有合适的机会，针对这种情况，现在学校都会安排家长会来促进教师和家长的交互，但是这种传统的方式在有限的时间内很难达到一个很好的效果。针对传统教学过程中出现的这些问题，有必要设计更加有效的教师、学生和家长三方协作平台以加强三方的协作，提升学生的学习效果。

随着互联网技术在中国的快速发展，使用网络技术辅助教学的尝试越来越多，构建这种有效的三方协作平台的可能性大大提高。电子书包作为一项新兴的教育信息化技术，在近几年得到了大量研究和应用，探索电子书包的应用以及由此构建的新型教学模式，必将改变学生的学习行为、教师的教学行为，提升三方的协作效率。[1]-[4]

基于以上分析，本文基于电子书包技术构建了面向教师、学生和家长的三方协作平台框架，详细分析了平台的每个构件，最后讨论了三方协作平台对教育信息化的现实意义。

二、基于电子书包的教师、学生、家长三方协作平台构建

基于电子书包的三方协作平台包括同学与同学之间的交互、同学与老师之间的交互以及家长与学校之间的交互，这些功能的实现依赖于一个学校的硬件以及软件设施的完善程度，图1给出了一个完整的校园数字化架构图，而电子书包平台在整个校园数字化中处于一个中心的位置，通过数码校园以及学校积累的数码资源，电子书包协作平台给学生提供了一个有效的自主学习平台。电子书包提供了三种用户角色：教师、家长和学生，以不同的角色进入系统可以使用不同的功能。

如图2所示为本文构建的基于电子书包的教师、学生和家长三方协作平台框架，教师、学生和家长可以通过框架中不同的功能模块来参与到学生的学习过程中，共同协作以提升学习的效果。下面我们针对每一个模块进行详细的讲解。

1.错题智能分析

在每一次测验或者考试后，错题智能分析模块都可以用来对错题情况进行智能统计分析，包括整个年级、班级以及每个学生的错题情况，通过这个模块教师可以及时准确地掌握每个学生对知识点的掌握情况以及班级之间的差距，以此来了解自己的教学效果以便更好地提高自己的教学质量；另一方面，学生也可以了解自己的知识结构，对哪些知识点掌握不够以及自己的每个知识点在整个年级、学校所处的位置，对自己的知识结构有一个更好的认识，对自己以后的学习起到一个指导作用。同时，家长通过登录该平台，通过图表直观反馈的信息，第一时间了解孩子在学校学习的情况，而这些在传统教学模式中是很难实现的。这些功能可以通过本模块所提供的错题雷达图和答题得分率来实现，如图3及图4所示分别为个人的错题雷达图和班级的答题得分率。

2.自主合作纠错

图5所示为自主合作纠错模块，包括错题本、自主纠错和合作纠错三个子模块。错题本汇总了每个学生的错题，以一种试题的形式展现给学生。学生可以选择某一个错题进行纠错，而这个纠错过程如果不能由自己来完成，就需要借助平台的合作纠错功能来进行。因为平台所具有的网络连接功能突破了传统合作上的时间和地域限制，同学们可以随时随地进行协作，甚至可以通过网络视频的方式进行实时讨论，最大限度地实现同学们之间的协作学习。

3.难点定向突破

在自主合作纠错过程后，学生们可能会有部分错题不能得到圆满解决，这时就需要教师的参与，而难点定向突破模块提供了这个功能，如图6所示。这个模块强调师生之间的协作，并且协作过程是一个双向反馈过程，教师对学生解题思路、方法、技巧进行有针对性的指导，学生在老师的指导下进行错题的纠正，然后再将结果反馈给老师，这个过程可以反复进行直到学生对这个知识点有了足够的掌握。

4.知识锤炼提升

通过前两个模块，学生纠正了所有的错题，但是学生对于知识点的掌握情况到底如何还需要检验，而知识锤炼提升模块可以用来达到这个目的，其如图7所示。针对学生的知识点缺漏，教师设计类似的试题来进行测验，通过电子书包可以完成发卷、笔试和交卷的功能，这样可以充分利用数码校园的资源，克服了传统纸质化测验中耗时的缺点，实现了一种快捷的知识巩固效果。

5.智能分析面评

电子书包提供了语言交流模式，面对学生提交的试卷，可以采用“一对一”模式进行评改，同时达到了师生即时回馈的目的，对于学生仍然存在的问题，可以以最直接的形式进行纠正，这对于学生知识点的巩固有非常好的作用。而传统教学中，因为受到时间、地域的限制，很难达到所有人都进行面评的效果。该模块如图8所示。

6.家校互动

家校互动模块是基于电子书包的三方协作平台提供的一种新型学校与家长之间进行互动的方式，通过这种方式学校和家长之间可以围绕学生的教育进行更加实时准确的交流。从学校的视角出发，学校可以通过电子书包平台将学生每次学习的情况通过信息推送服务以最快的方式通知家长，让家长对自己孩子的情况有所了解；从家长的视角出发，如果家长想了解学生更多的情况，可以通过家长角色登录电子书包平台查阅信息，平台还提供了视频交流和家长微讯两种方式供教师和家长之间进行实时的通讯，这极大地克服了传统家长会时间空间上的限制。总之，本平台为家校互动提供了一种新的模式。该模块如图9所示。

三、现实意义

使用电子书包构建教师、学生和家长三方协作平台，对教育教学的信息化具有非常现实的意义：

（1）最大限度地实现了学生之间的协作，打破了学生自我学习的封闭状态，极大调动了学生的积极性，通过借鉴其他同学的解题思路、解题方法提高了自己解决问题的能力，同时学生通过这个平台提高了协作与沟通的技能，增强了自己的自信心和自尊心。

（2）实现了师生互动，教师可以更及时准确地掌握学生信息；克服了传统模式中师生之间交流面临的时空限制，给师生提供了一个时时刻刻都可以进行交流的平台。

（3）给教师一个自我提升的平台，教师可以通过了解班级教学情况，提升教学质量。教师通过与学生的单独交流，及时掌握了学生对于知识点的消化情况，这可以对后一阶段的教学安排进行及时有效的调整；通过与家长交流，教师可以更加全面地掌握学生的信息，便于更好地指导教学工作。

（4）营造了一种新型的家校互动模式，通过让家长更多的参与学校的教学活动，学校能够更加全面地掌握学生的情况，而家长也可以更及时详细地了解到自己孩子在校的情况，平台为学校与家长之间创造的这种新型互动平台，为家校更好的为学生服务在技术上提供了有力的保障。

四、结论

随着21世纪以来互联网技术的发展为协作学习提供了更广阔的探索空间，电子书包作为近几年出现的一种新的电子产品，在构建新型协作方式上具有独特的优势，本文正是基于这一优势，构建了教师、学生和家长三方协作平台，对平台每一环节进行了详细的分析，最后对平台对现代教育信息化的意义进行了阐述。?

参考文献：

[1]胡卫星，张婷.电子书包的系统构建与教学应用研究[J].现代教育技术，2011.

篇（7）

数字教材概念的提出与特点

1.数字教材与电子书包

比尔・盖茨曾于1999年在Computer World中大胆预测：“随着数字化的进展，10年内纸质形式的东西必将被淘汰殆尽。”14年过去了，基于纸介质形式的东西，特别是教材，仍然占据阅读的重要一席，但数字化进程却在突飞猛进，各种新型的阅读形式方兴未艾，教材出版的数字化亦是必然的趋势。

数字教材也称电子教材或网络教材、电子课本。电子课本、网络教材是个约定俗成的、不准确的名字，它很容易把人们的目光吸引到各种便携式的电子终端，从而遮蔽了数字技术对教学内容和教学方式的革命。笔者认为在全球化、信息化、数字化革命的时代背景下，称之为“数字教材”更为合适。数字教材是伴随着电子书包、云而衍生的概念，是电子书包最为核心的组成部分。“电子书包”、云目前尚无统一标准，但是其实质是构建一种数字化的学习环境，由学习内容、移动终端和服务平台三个方面构成，融合了数字出版、移动互联网、多媒体等信息技术，创造了全新的教育出版和服务产业链，其中的学习内容就是数字教材。

按照黎加厚教授的定义，基础教育阶段的数字教材应该是以现行的课程标准及教材为内容依据，以先进的教学理念为理论基础，对课程标准的相关知识点和多维目标进行深度挖掘和加工，以科学直观的视频、音频、图文等多媒体形式实现学习内容的数字化和学习工具的交互化、智能化，从多角度、多维度呈现教学内容，从而为教师的课堂教学活动组织和学生的自主学习提供支持与选择。

因此，“数字教材”不是任何物理意义上的“课本”，甚至它也不止是个软件、硬件相结合的系统，它更应该是一种方法、模式或环境，能够在数字环境下运行，并通过一系列的固定设备与移动终端，为整个教学过程提供数字化的内容资源支持，满足现代教育对大规模个性化定制和跨时空优质资源共享的要求。

传统的纸质版教材在为读者提供文献阅读功能的基础上，还提供了浏览、检索、查阅、标注、讲授、学习、收藏等比较完善的传播和交流功能。信息技术的发展和材料的进步是一个渐进的过程，数字教材在短时间内难以取代纸质教材的全部功能，但是数字技术的海量存储、多媒体呈现、跳跃式检索、全息化、移动化、交互化、关联性和网状阅读也蕴藏着纸质教材无可比拟的优势和难以想象的应用与发展空间，因此充分发挥数字教材的技术特点和优势，是构建电子书包的关键。电子书包只有回归教育的本身，从教育的本质出发，从师生教学实际出发，才有可能实现教育出版数字化产业链的升华。

2.数字教材的内容

基于“交际化、交互性、任务型、自主学习、探究合作”教育理念，数字教材应该包括以下三个内容模块。

（1）数字教材资源：教材出版者在纸质版教材编写的基础上，基于网络技术环境，为有针对性地辅助纸质教材解决教学实际问题，不断开发的数字版教材资源和解决方案。这是电子书包运载中必须具备的最重要、最权威的具有出版者资质的数字形式教材。

（2）泛学习资源：教材出版者在数字教材的基础上，基于数据库技术和网络环境，为学生的拓展学习和个性化发展而提供的扩展性补充学习资源，其核心理念就是提供可供选择的优质资源共享，以拓宽学生自主学习、教师教学素材选择的视野和范围。

（3）用户再创作资源：学生和教师用户在使用数字教材的过程中，自主产生的各类内容资源和作品素材资源。用户创作的资源可以通过分享机制激发资源的再创作。

3.数字教材的特点

从数字教材在电子书包中的核心地位及与电子书包的功能关联角度来看，数字教材应该包含在电子出版、电子学习、电子学具和电子商务等功能的范畴之内，基于上述功能需求和范畴的界定，数字教材应该具备如下特征。

（1）关联性：数字教材应该实现教育目标和教材内容之间的有机关联，实现教材内容与相关知识和应用之间的关联，实现学生个人学习和教师教学之间互动的关联。

（2）富媒体：数字教材是在传统纸质教材阅读和教学功能基础上，具有更强大的音、影、图、文、网络、动画等多媒体形态的表现和集成形式。

（3）交互性：数字教材具有人性化和更加高效的人-机、师-生、生-校、师-校-生之间的互动交流和信息与资源的共享机制。

（4）开放性：包括学习、技术和出版的开放性，数字教材具有网状的、多方向的、灵活有序的资源展示、分享、共享系统，具有技术平台上的通用性和兼容性。

4.数字教材与电子版教材

从电子书包的系统构成和技术角度而言，数字教材和电子版教材分别是电子书的高级层次与基础层次。电子版教材是与教育、教学内容有关的处于比较基础层次的电子书，它只是纸版教材内容数字形式的简单复制和呈现。数字教材则是在电子版教材的基础上，最大限度地发挥数字技术的优势，更加有效地呈现纸版教材本身及知识的关联与拓展，将教材的编写意图贯彻得更加透彻，是较高层次的电子书。

电子版教材是将原纸质版教材的每页内容按照原版式“原汁原味”地搬到某种电子设备上供教师和学生阅读，或是在此基础上进行一些简单的注释性的强调或者标注处理。电子版教材只是在出版形态上的简单复制和叠加，可以在单机的环境下完成其阅读需求。数字版教材与电子版教材的最大区别在实现通常阅读功能的基础上，可以在“交际化、交互性、任务型、自主学习、探究合作”教育理念指导下，拓展教材内容，多维度、多媒体、立体化地呈现学习及其关联内容，延伸学习深度和广度，更好地满足不同个体学生自主学习需求，适应教师课堂教学的普遍需要。

英语数字教材的优势与特征

在多媒体和网络技术的支持下，基础教育阶段英语课程标准所倡导的以学生为中心、自主学习、同伴合作、体验学习、终身学习等理念，以及任务型教学、语言学习语境化、学习过程交际化、合作与探究等教学原则和教学模式的实施，具有了可以实现的技术基础。无论是教师的教法还是学生的学习方式，无论是教材的内容组织、呈现方式还是教学效果的检测评价，都受到了信息技术发展的直接影响。英语课程教学模式的进步是信息技术的发展直接推动的结果。

1.英语教材的发展历程

教材历来是教学活动中最重要的载体和媒介，它在很大程度上决定了教学的主题内容，并直接影响了教师的教法及学生的学习方式。英语教材的编写理念主要受到语言学、心理学和英语教学法等基础教育理论的影响，其发展历程大致包括以下三个阶段：

（1）20世纪80年代之前――第一代英语教材。主要基于历史比较语言学、结构主义语言学和行为主义心理学理论影响，重视书面语和语言形式结构的准确规范，对语言的意义和功能关注不够。教学内容主要是词汇、语法等语言结构知识，教学法主要是语法翻译法、结构分析和形式训练。学生学习到的主要是单词及语法条文，听力和语音学习比较困难，听说技能发展缓慢。

（2）20世纪80年代至2001年前――第二代英语教材。主要受生成语言学、功能语言学和认知心理学影响，倡导功能教学法，重视语言应用。教材不再是单纯的学生课本，出现了挂图、卡片等教学辅助材料，录音带、录像带开始引入教学。英语教学中出现了听说和句型训练，地道的英语输入，语音语调的学习有所提高。本阶段的教育资源大多是脱离了语境的语言片段，缺乏英语完整语境的体验，在感知语言的得体性和交际功能方面受到限制。

（3）2001年新课标之后――第三代英语教材。主要受功能语言学、社会语言学、认知心理学及建构主义的共同影响，英语教学更加注重语言的语境意义和真实应用。此阶段的教材开始融合功能、结构、话题、任务等多元大纲于一体，教材的载体形式也日益多元化，新技术、新媒体与教材不断地进行有机融合和发展，为师生提供了丰富多彩的教学选择。

2.英语数字教材的特征

基于“交际化、任务型、自主学习和合作探究”教育理念研发的英语数字教材应该着重突出交际功能和语境的真实呈现，实现任务型教学和合作探究的互动与交互，实现优质教学资源的多媒体集成、共享和再创造。因此，英语数字教材应具有如下特征。

（1）内容多元化。纸质版教材受到印张、篇幅、版面、定价等多种因素的影响和限制，传统教材的内容选择往往局限于最基本、最常用、最具普遍性的部分，内容扩展与难度调节的空间有限，教学内容对所有的学习者都是一样的，无选择性，满足不了不同学生不同地区的个性化需求。数字教材则打破了这种范围限制，可以对不同难度、不同需求的资源进行整合归纳，实现教学内容的丰富与多元，可以充分考虑学习者的水平层次、兴趣需要和学习风格，为自主选择、个性化学习和因材施教的实施提供了保证。

（2）呈现集成化。与传统的纸质版教材的线性呈现不同，数字教材实现了文本、图表、音频、视频、动画等多种元素的集成共现，打破了传统教学的时空限制，使得线上信息反馈和自主学习都得以实现，这种非线性的立体化呈现形式，有助于学习效率的提高。

（3）学习语境化。对语境的感知与理解在语言的学习中至关重要。语言知识的有效学习、知识能力的转化都离不开语言交际的具体语境。数字教材的图文声像集成特征，能使语境的实现更为直观和简便。英语教学中常用的情景会话，在纸质教材如果要呈现语境，除了图片、文本之外，还需要大量的人物、地点和背景的文字介绍。完整的语境呈现和体验在数字教材中则很容易实现，语言输入的效果也更有身临其境的感觉。

（4）过程交互化。语言学习者与数字教材的互动，不仅可以利用网络进行互动，对学习难度、学习内容、学习效果、学习过程的反馈都可以通过互动和交互得以实现。交互功能的实现使得合作学习、集体探究、自主体验、过程评价都得以在学习过程中实施。

湘教版英语数字教材的模块设计

1.数字教材的设计理念

湘教版小学英语教材是按照《义务教育英语课程标准》精神编写的，充分体现了课程标准的基本思想、目标要求，采用任务型教学法，着重突出了英语的交际功能和文化性。教材按照“话题+功能+词汇+结构+活动”建构体系，围绕学生真实的日常生活、熟悉的事物及环境展开，以单元话题为纲，既体现国际化视野，又与国内学生的实际生活与兴趣培养相结合，着重突出英语应用功能及文化意识。教材以培养“用英语做事情”的综合语言运用能力为主线，以知识学习和技能培养的内在逻辑为辅线，遵循英语学习和技能培养的内在规律，将语法项目随着情境发展而分散安排在各册的单元话题之中；教材采用板块开放式结构，以学生为主体，关注教学活动实施过程，对学习效果和过程实施动态评价。教材注重梯度衔接，按照“听说为先，读写跟上；点面结合，不断复现；循序渐进，螺旋上升”的原则编排内容。细致考虑了各单元、各册之间的内容梯度衔接，遵循“由简单到复杂，由易到难，由感知到内化，由理解到运用”的原则，实现了学生水平的平稳过渡和语言技能的提高。

湘教版英语数字教材的设计理念与纸质版教材一脉相承，基于“交际化、任务型、自主学习和合作探究”教育理念，并在此基础上将学生个性发展和启迪开放性思维作为具体学习任务设计的基本要求。数字教材的教学思想是强调通过英语知识学习、技能训练，发展学生的有效学习策略，培养学生“用英语做事情”的综合语言运用能力和“I can do”的自信，发展学生的跨文化意识和综合人文素养。教学模式以交际语言教学（CLT）和任务型教学（TBLT）为主，突出交际功能。在此基础上，数字教材要着力探索利用新的信息技术成果，突出数字教材的优势，形成体现上述教学理念和教学目标的新途径、新工具、新手段，为自主学习、深度学习提供模拟的真实语境和丰富的个性资源，为教师提供多样化的、立体化的备课资源和教学活动设计方案。数字教材要更多地关注教学内容的多元化和师生在教学活动过程中的参与意识及互动意识，从而提高学习兴趣和教学效率。

2.数字教材的内容构成

湘教版英语数字教材拟分为单机版和网络版，单机版主要是在没有网络环境的情况下运行，可作为学生自主学习和复习检测使用，网络版则是在具有网络环境的课堂教学使用，教师和学生具有不同的权限，部分模块只对教师开放使用。无论是单机版还是网络版，教师和学生都具有共同的内容模块，仅部分资源为网络版独享。湘教版英语数字教材单机版与网络版拟设计的模块见表1。

湘教版英语数字教材是采用直接将数字程序放到网站或平台中运行的模式，无论是单机版还是网络版，都是首先将纸质版教材的延伸辅助服务、教师培训、教材资源共享作为第一需要。网络版与单机版数字教材的基本内容与制作思路相同，但增加了网络专区。

湘教版英语数字教材是在纸质版教材的基础上，辅助教师和学生实现课堂同步使用、课后复习巩固、师生交流互动，并以纸质版教材内容为基本框架，对现有学习资源进行共享、重组和再创造，对学生用书、同步阅读、活动手册、教师用书等内容资源进行整体聚合；给教师备课提供单元教学目标、完整语境分析和内容分析、文化背景知识的适度拓展，建立学生个性化学习档案，提供课时建议、单元和课时教学活动设计示范，实现单元教学任务活动的案例、多媒体素材和教学课件、单元知识测评等资源库内容的聚合。总之，英语数字教材开发是根据教学实际需要逐步实现拟定设计功能，主要目的是实现与纸质教材的优势互补和拓展需要。

湘教版英语数字教材的研发方向

1.教材元素碎片化

将教材元素化实现碎片分解和结构化标示是一项复杂的基础性工作。教材元素化应根据教材编写意图和体系，首先将原纸质版教材的内容进行元素化分解和碎片化处理。碎片化的原则是将教材分解到不能再分解的最小单元，进行元素化和结构化标注；然后，在实现教材内容元素化的基础上，聚合其配套的诸如教师用书、活动手册、单元测试等已经元素化了的大量泛学习资源，利用网络语音识别系统等数字技术工具，为教师的课堂教学和学生自主学习提供人机互动的语言环境，辅助实现矫正发音、练习对话、听力、读写、背诵等功能，将教材元素片段深度加工、组合和再创造。

2.教材使用交互化

数字教材的相关功能是以教材内容元素化为基础实现的，其提供的相关服务均可以植入到数字教材的每个环节，使用过程中可以通过浮现、召唤技术，在终端屏幕上对原有教材的内容任意召唤。数字教材要实现人机互动，学生、教师、编者之间的信息沟通，还应适时开发语音识别、搜索引擎、辅助学习、字典词典等实现自动化交互的学习工具软件。湘教版英语数字教材拟逐步实现的教学辅助功能见表2。

3.学习资源的集成化

数字教材应该关联、集成、聚合更多的学习资源，除了建设纸质版教材教与学的主资源库之外，还要建设供拓展知识和视野的开放性泛学习资源库。既要满足应试考试的需求，也要满足素质教育和拓展教学视野的需要。泛学习资源包含适龄学生学习的经典作品，涵盖STSE（科学、技术、社会、环境）及人文类教学资源，从而使师生的阅读从单线、单向到多线、多向、网状交流模式进化和提高。湘教版英语数字教材拟逐步聚合的内容资源见表3。

4.需要注意的问题

首先，数字教材必须适应数字化教学环境和移动电子终端。数字教学平台、各种教学软件和硬件是数字教材赖以存在的基础。在具体的研发实践中，让数字教材适应软件平台和硬件环境，提高与教学实践的契合度、适应具体教学情境需要才是数字教材的目标追求。

其次，数字教材的研发必须遵循国家课程标准和原创教材的要求。课程标准体现了国家教育的意志，规定了教学内容、教学方法、教学评价要求与方法，是编制教科书的主要思想依据。但是，现行课程标准制定之时，数字教材还没有产生，数字化的教学环境远未成熟，课程标准没有体现数字时代的特征，教学实践中也没有体现运用数字设备的经验。

再次，数字教材的研制必须面向教学实践过程。纸质教材在教学研究方面积累了丰富的经验。如果不进行教学实践调研，撇开具有丰富教学实验积累的纸质教材，在内容上依靠区域化的狭隘经验或者闭门造车都是不明智的；简单地对纸质课本的电子文件做粗浅加工，仅链接一些教学资源，也不能满足个性化教学和教学共享的要求。数字教材研发应以纸质课本为基础，在对教学内容充分结构化、元素化、片段化的前提下，通过数字技术来实现教学过程的数据资源管理、加工、整合和开发创造，从而实现教学的真正数字化革命。

篇（8）

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0223-02

当今世界网络和数字化技术发展日新月异，引起了教育理念、教学手段和学习方式的变革，也使得教学模式呈现多样化。其中混合教学模式作为信息时代新兴模式代表，受到越来越多高校教育研究者的关注。混合教学模式本质是将传统的教学方式与网络化和数字化教学的优点相结合，充分体现了“以学生为中心”的现代教学理念。与之同时，计算机及网络技术的发展也促进了数字化资源建设的深入，电子书包等数字化资源包已成为未来教育应用的必然趋势。国家医学电子书包充分利用现代数字、网络、信息技术的最新成果，深度整合了国内外医学教学优质资源，成为了信息时代新型医学数字化教材。

1.混合教学模式

1.1教学模式和信息化教学模式

教学模式是指围绕着教学目标，在一定教学理论指导下，依靠教学现实条件，按照一定的操作程序来完成特定的教学任务，并采用合理的评价标准和方法对完成教学目标情况进行评价。教学模式具有指向性、操作性、完整性、稳定性、灵活性等特点。信息化教学模式是在现代化教学环境中，充分利用现代教育技术手段的支持，调动尽可能多的教学媒体、信息资源，构建一个良好的学习环境，以此发挥学生的主动性、积极性、创造性，使学生能够真正成为知识信息的主动建构者，从而达到良好的教学效果。目前信息化教学模式主要有以下几种：基于问题的教学模式、WebQuest教学模式、基于网络协作学习的教学模式、基于案例学习的教学模式、情境化教学模式等。

1.2 混合教学模式的内涵

随着信息技术的发展，混合教学模式受到人们广泛关注。混合教学模式（Blending Learning）是指把传统学习方式的优势和数字化学习（E？鄄Learning）的优势结合起来，也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。具体来说，在方式上要采用计算机辅助教学方式与传统教师单一讲授方式；在手段上要采用网络多媒体教学方式与传统课堂教学方式相结合；在协作上要采用学生的自主学习方式与学生之间合作学习方式相结合。混合教学模式核心内容指通过使多种学习资源、学习参与主体、学习地理时空、方式工具深度地融合，在教学过程始终贯彻互动交流、注重培养学生的自主性和知识运用能力、运用各种教学资源全面支持学生的知识建构和技能提高的一种灵活自由的教学模式。混合教学模式的方式主要有：MOOC、微课、翻转课堂等。混合教学模式的实施需要高效的工具，具有教学模拟、教学测试、教学游戏、个别授导、操作与练习、虚拟实验室等多种功能。而国家医学电子书包可很好的发挥以上绝大部分功能，因此研究基于国家医学电子书包的混合教学模式显得尤为重要。

2.国家医学电子书包概述

2.1 国家医学电子书包简介

国家医学电子书包（以下称电子书包），是我国第一部高等教育医学数字化规划教材，是一种教育教学应用和信息技术高度融合的产物，是利用现代信息技术构建的面向学生个性发展的教学服务平台。电子书包具有易于携带、灵活生动、资源丰富，并且支持移动学习和协作学习等特点，恰好满足了创新教育开展“自主学习、协作学习、探究学习”的需求。电子书包创建了数字化学习环境，同时必然会改变课堂教学方式，使得教学实施、教学方式、教学环境等相应发生改变。但在实际调查中发现，部分学校没有真正理解电子书包的内涵，把电子书包单纯作为一种提供教学资源的工具，整个教学过程、教学活动仍然是以教师为中心，依旧是采用传统的教学模式，没有真正做到以学生为中心。在电子书包这一全新的教学环境下，如何利用数字化先进技术手段，构建与之相适合的教学模式这一问题亟待解决。

2.2国家医学电子书包的教学功能

组成结构分类：从目前使用来看，国家医学电子书包包括各种学习终端（iPAD、iPhone、PC等其他平台）、辅助教学资源以及服务平台三个部分。与其他基础教育等电子书包类似，均采用“学习终端+教育内容+服务平台”的模式。这就需要我们的开发者和使用者将他们进行有效深度融合，才能实现设计电子书包的根本目的，即不仅实现学生“身体”上的减负，更重要的是实现学生“精神”上的减负。

教学过程分类：电子书包贯穿于预习、上课、复习、测评等学习的各个环节，即包括课前预习、课堂教学和课后复习。这首先需要对课前、课中和课后的整个教学过程进行分析，分析其在教学中分别所起的不同作用，以及师生各种教与学活动。通过调查分析优化，建立符合电子书包特点的课堂教学模式，从而全面有效支持以协作、自主、探究为中心的教学过程。

篇（9）

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2013）04―0097―04

引言

数字教育（E-learning）的快速发展，使在线资源迅速增加并呈现出分布、异构、海量等特征。由于技术的复杂性、教育的多样性以及资源开发过程的非标准性，各类教育资源系统底层结构和功能接口不一致，数字化教育资源之间难以进行有效的交流与融合。SOA（Service OrientedArchitecture，面向服务的体系架构）具有松散耦合、平台无关、互操作和开放性等特性，为分布式异构教育资源之间的共享与集成创新提供了新的服务模式。

为构建开放共享的数字教育公共服务支撑平台，国家支持实施了“数字化学习港与终身学习社会的建设与示范”、“数字教育公共服务示范工程”等多项重大项目，目前已经初步建立了“奥鹏”、“弘成”和“知金”三个覆盖全国的网络教育公共服务体系。在面向服务的数字教育资源安全整合过程中，资源之间频繁的互操作跨越了自治权限的边界，安全需求广泛。设计一个全局的安全架构来屏蔽异构平台差异，构建动态协作的安全环境以支持优质教育资源增值共享，是SOA环境下教育资源建设迫切需要解决的问题，也是难点问题。

本文提出了一种面向服务的数字教育资源安全整合框架（Service Oriented E-learning Resource Secure CompositionHierarchical Framework，SERSHF）模型，分析了数字教育服务资源整合的安全需求，对SERSHF模型每个层的功能进行了详细论述，并给出了SERSHF在数字教育应用中的系统实现。

一 数字教育服务资源整合的安全需求

（1）多粒度定制

数字教育服务资源安全整合在开放松散耦合环境下实现，用户依照业务流程BPEL所设定的教学逻辑按序访问每个资源。该过程不仅涉及分布式教育服务资源拥有者的权益保障，也涉及资源合成整体的访问规范授权。如何实现单域的访问控制和多域动态授权之间的协调，这种多粒度定制的特点必须反映于数字教育服务资源安全整合框架之中。

（2）自治资源安全机制独立

自治资源安全机制独立保障用户对教育服务资源内容的合理使用，平衡教育资源创作者和社会共享之间的利益均衡。每一个被整合资源的提供者都是自治的实体，他们对自己的资源必须具有自主管理权。资源整合框架需要确保资源内容只能被授权用户使用，用户对服务资源内容的访问只在许可的范围内进行。在跨域的协同应用中，整合资源的安全访问不能以牺牲资源提供者自治控制权为代价。

（3）跨系统的一致性集成

不同的提供者对教育资源的控制程度存在差异，在数字教育资源协同会话的整个生命周期内，即使对每个被整合资源系统的访问策略都加以正确地规定，访问策略之间的交互作用仍可能导致冲突，引起不一致的系统行为。安全整合框架必须适应服务资源集成的动态特性，实现跨系统的一致性集成，保证资源整合系统的健壮性和可靠性。

（4）框架可伸缩

数字教育资源服务安全整合框架不仅要支持现有的应用，将各种已有的分布式教育服务资源聚合在一起时，其解决方案和体系结构也必须是可扩展的，以兼容新的安全技术和规范。当有新技术需要部署或者增加时，不需要对现有安全框架进行大量修改，实现可伸缩的访问和整合。

二 数字教育服务资源安全整合框架

1 SERSHF模型的层级与功能

在前面数字教育服务资源整合的安全需求分析的基础上，依据教育资源系统开发理论，本文提出基于SOA的数字教育服务资源安全整合层次框架（Service Oriented E-learningResource Secure Composition Hierarchical Framework，SERSHF）模型，如图1所示。SERSHF采用分层结构实现教育服务资源的有序组织和资源安全整合的知识建构，从下至上分为资源管理层、资源整合层、安全管理层和应用层。

（1）资源管理层

网络资源建设是我国教育信息化战略的核心组成部分，国家投入了大量的人力、物力和财力。经过多年发展，已经建立起了网络媒体素材、网络题库、网络课件、网上教学案例、网络课程等多种类型在线资源。

在SERSHF中，资源管理层利用Web服务技术把现有的异构网络教育资源封装为服务，通过WSDL语言对外规范化描述资源服务接口，具有高度可集成性。无论是CORBA、DCOM还是EJB系统都可以通过标准的Web服务协议进行互操作。具体实现方式是借助SOAP消息与特定协议绑定来完成，如HTTP、SMTP以及对JMS封装等。安全策略通过XML细粒度定义资源访问约束，实现自治安全机制描述和执行机制相分离，便于资源安全存取的快速响应。安全服务Agent处理服务资源整合的绑定请求，同时通过WS-Seeurity规范保证教育资源SOAP消息通信过程中的数据机密性、完整性以及不可否认性。

（2）资源整合层

资源整合层通过应用业务流程BPEL的并行、顺序、选择和循环控制活动，依据教学步骤及教学设计策略，编排和规划被整合教育服务资源的调用顺序，形象地将各教学知识点之间的联系表现在整合资源之中。

BPEL业务流程引擎解释资源整合流程设计，根据教学设计逻辑有序绑定分布式资源，进行资源访问导航，并对教育服务资源协同共享的整个生命周期进行管理和维护。质量控制模块从多维度监测系统满足学习者需求的能力，如扩展性、并发处理、响应时间、吞吐量、准确性等，使资源整合应用能获得QoS保障的运行环境。消息管理模块监控资源之间数据的安全传递和路由，完成系统基于SOAP消息的知识架构。为方便用户对整合资源的一站式访问，消息管理模块基于SAML令牌在多个资源提供者之间实现用户身份和安全信息的传递。事务管理模块实现资源服务的自适应协调，在用户可接受的代价范围内进行事务回滚或继续操作，确保资源整合应用的完整性和可靠性。流程管理模块则用于优化资源整合应用，实现目标流程实例的匹配、执行、协调和更新。

（3）安全管理层

安全管理层承上启下，是SERSHF模型的核心。它对上实现用户访问整合教育资源的一站式授权管理，对下实现自治服务资源授权策略的一致性协同，达到从整合资源安全消费到自治资源整合的多粒度定制，从而形成了“安全驱动业务、业务驱动资源”的分布式资源协同安全服务格局。

策略的协同管理从自治服务资源角度出发，解决多安全机制的有效协同问题。通过整合资源访问控制策略一致检测，SERSHF在数字教育资源协同应用的整个生命周期内，进行自治资源安全访问规则的完整性约束检查和冲突发现。当被整合资源的访问控制策略之间出现冲突时，通过访问控制策略可信推导，模型提取影响资源整合的访问控制策略非一致的规则并进行消解，实现策略之间冲突的解决，保障资源跨安全域应用的一致性集成。

业务流程授权管理从整合服务资源角度出发，解决学习用户对整合资源访问的合法性授权问题。业务流程授权约束把所整合的教育资源看作一个整体，从集成整体的角度定义用户对整合资源访问的授权范围和安全等级的高低。流程授权建模对整合资源业务流程活动之间基于分工性、依赖性和交互性授权的协同及其有序约束关系进行描述。流程信任会话在授权描述和建模模块的支持下，确保整合的教育服务资源只被合法授权用户按规定权限访问。

（4）应用层

应用层是用户消费基于服务的安全整合教育资源的桥梁，它响应界面层的用户请求，为资源用户实现友好的知识服务界面和系统安全管理接口，提供交互应用、资源展示、平台接入、资源新闻、知识宣传等多项功能。

应用层建立了知识服务与用户消费之间的联系，以集成的方式提供广泛的知识资源和多种多样的个性化服务，方便用户的“一站式”知识获取和交流。学习者可以通过应用层信息门户进入学习环境，按照自身的个性化需求选择合适的集成学习资源，以完成由多个分布式优质安全资源依据教学设计思想整合而形成的系列课程学习。

2 SERSHF模型的特点

（1）提供了教育服务资源安全集成的全景视图。针对面向服务的数字教育资源安全整合问题，分层结构使资源开发人员可根据不同的应用需求选择不同安全功能模块，从而更加专注于资源整合的实现。SERSHF模型简化了资源安全部署和开发的过程，提高了安全开发的复用性、灵活性和系统开发效率，有助于发挥SOA技术在数字教育资源应用中的整体效应，为资源不同层次的安全协同共享和集成应用奠定了体系结构基础。

（2）兼顾多方面安全需求。教育服务资源的增值安全融合是多个分布式优质资源的集成，也是每个资源创作者经验的积累和心血的凝聚。SERSHF模型在保障自治资源安全机制独立的前提下，从全局角度对资源之间的安全协作进行细粒度管理。通过业务流程授权管理，SERSHF模型将解决融合BPEL流程活动执行的动态访问控制，使用户对分布式数字教育资源的访问能够规范、非破坏性地进行。在保证资源质量的前提下尽可能发挥优质资源的社会价值，从结构上保障优质资源的共建共享和持续创新。

（3）具有良好的可伸缩性。SERSHF模型从技术方面给出面向服务架构环境下，一种更高层次的可共享、可重构、可扩充、可定制的数字教育资源安全整合结构。新的安全技术和规范可以很方便地融入该模型，便于数字教育资源安全整合开发人员在数字教育服务资源的安全整合规划中兼顾目前需求和未来发展。

三 SERSHF模型的实现

依托湖北省教育科学“十二五”规划课题“激励调制视域下分布式数字教育服务资源安全共享机制研究”，SERSHF模型已在实践应用环境中成功实施。模型实现的框架系统如图2所示。系统由以下几个核心部分组成：身份认证服务器、安全执行模块、安全管理模块（包括策略协同管理和流程授权管理两个子模块）、BPEL引擎、教育服务资源安全策略库和BPEL流程活动状态信息库等。

下面对系统的执行过程进行介绍。

（1）在访问整合教育服务资源之前，用户首先向身份认证服务器证实自己的身份。获得认证信息之后，向安全执行模块发送资源访问请求。

（2）安全执行模块利用数字签名对用户身份进行合法性验证，若用户合法，安全执行模块将用户访问请求传递给安全管理模块。

（3）在教育服务资源安全策略库的支持下，策略协同管理模块对自治资源的安全策略进行一致性判断；在BPEL流程活动状态信息库的支持下，流程授权管理模块对业务流程活动访问授权的合理性进行判断。如果策略协同管理模块和流程授权管理模块中至少一个可访问判断为“否”，则拒绝用户访问请求，并将请求信息返回给用户：若策略协同管理模块和流程授权管理模块可访问判断都为“是”，系统将授权安全执行模块根据用户请求启动BPEL引擎执行资源整合服务。

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文章编号：1005-6629(2008)12-0001-05

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

随着现代科学技术的发展，高分子材料越来越广泛地应用在各个领域中，在某些地方甚至可以替代钢铁、铝合金等金属材料，如大量用于房屋和桥梁建筑、汽车和飞机等机械行业、水坝和高速公路、乃至像高空探索和深海潜航的高新科技的器物中。但是高分子材料在加工和使用过程中其内部结构会出现裂纹，而这种裂纹很难检测和修复。这样会导致材料的机械性能下降，甚至会发生重大事故，威胁到人们的生命财产安全。一个细小的裂缝会扩展到整个材料，导致物理性能的损失和最终的破坏，细微的裂纹通常是复合材料结构使用寿命结束的开始。所以，能够及时检测并修复这种裂纹是极其重要的。为了解决这一难题，20世纪80年代中期美国军方提出了自愈合材料这一概念。自愈合材料属于智能材料，是模仿生物体损伤自修复的原理，具有感知和激励双重功能的材料，材料内一旦产生缺陷。在无外界作用条件下能够自我修复，从而消除隐患，增强材料的机械强度，延长使用寿命。其应用相当广泛，特别是在军工、宇宙探索飞行器、人造卫星、飞机、汽车、电子、仿生等领域显得尤为重要。近些年在广大科学工作者的不断努力下。自愈合材料的研究进展较快，归纳起来主要有液芯纤维法、热可逆自修复法和微胶囊法几种形式。本文主要介绍各种自愈合方法的原理和微胶囊自愈合技术的研究进展。 文章内容：

1　液芯纤维法

液芯纤维法是将含有愈合剂的纤维添加到材料中，当基体材料出现裂纹时候纤维会破裂从而释放出愈合剂，使基体材料愈合。如图l所示。

Dry首先把这种技术用在混凝土当中，在混凝土里面埋植含有愈合剂的纤维材料来实现自愈合；Moyuku等研究了玻璃纤维在环氧树脂类基体中的自愈合行为，他们对愈合剂的种类、玻璃纤维的用量以及在基体中的分布等进行了试验；Bleay等对更加细小的玻璃纤维进行了探究；国内张妃二等利用空心光纤注胶实现混凝土结构的自诊断、自修复，并且得到较好的结果。

影响修复效果的因素主要有：1)材料与纤维的韧性强度应该相当，即当基体出现裂纹时纤维管应该马上破裂并释放愈合剂；2)纤维的用量不能太多也不能过少，多了会影响基体的力学性能，少了会影响愈合效果；3)修复剂的粘接强度；4)纤维管的内径，太细愈合较慢，太粗释放愈合剂过多会使基体表面不光滑，这样局限了它的应用范同。

2　热可逆自修复法

Chen等用呋喃多聚体和马来酰亚胺多聚体合成了网状高分子材料，这是一种正真意义的自愈合材料。如图2。

由于呋喃和马来酰亚胺可以在室温下发生Diels-Alder加成，所以这种材料只要施以简单的热处理就可在要修补的地方形成共价键，并能多次对裂纹进行修复而不需添加额外的单体。这种材料的机械力学性能与一般的商业树脂如环氧树脂和不饱和聚酯材料相媲美。对缺口冲击产生的裂缝进行简单的热处理后，界面处仅能观察到细微的不完善，修复效率达到57％。

也有一些缺点：马来酰亚胺单体熔点高而且有颜色(黄色)，在呋哺单体中不溶解；聚合物在130。C固化完全，固化耗时较长，需要加快反应速度；其使用温度范围较窄(80-120℃)，影响了它的应用范围。

可是它在愈合时不需要任何催化剂以及愈合剂，这是其他愈合方法所不及的。

3　微胶囊法

近年来，随着微胶囊技术的迅速发展，微胶囊在聚合基复合材料裂纹自修复方面的应用逐渐得到了重视，并成为新材料领域研究的一个热点，微胶囊法是目前最受关注的自愈合方法。其原理是：微胶囊在基体出现裂纹时会破裂。释放出的愈合剂通过毛细作用到达裂纹面，愈合剂接触到埋在基体里面的催化剂引发聚合从而修复裂纹。如图3所示。

这种方法与前面介绍的液芯纤维法比较相似，但是微胶囊的制备比较方便，更加容易实现工业化，而且适用于包括陶瓷、玻璃、环氧树脂以及乙烯基醚类聚酯等基体材料中。

在微胶囊体系中。White等发明的双环戊二烯fDCPD)／Grubbs催化剂体系是最成功的自愈合体系，它利用Grubbs催化剂来引发DCPD发生开环易位聚合(ROMP)，形成交联网状聚合物来修复裂纹。同时，ROMP反应可以在室温下迅速发生，而Grubbs催化剂在室温下比较稳定，对水、空气也比较不敏感，所以有广泛的应用前景。

从上面的示意图可以看出微胶囊自修复法体系结构有如下几个部分组成：基体材料，微胶囊，愈合剂和催化剂。

3.1　基体材料

基体材料是材料的主体，决定材料的主要性能与用途，如塑料、纤维、橡胶、陶瓷、玻璃等。其中塑料又分为热固性塑料与热塑性塑料，热固性塑料应用更加广泛一些。目前文献报道的常用基体为环氧树脂类聚合物，图4为常用的环氧树脂。

3.2　微胶囊

微胶囊(microencapsule)是一种通过成膜物质将囊内空间与囊外空间隔离开来，形成特定几何结构的微型容器，直径一般为1-1000μm。构成微胶囊结构的材料叫做壁材，胶囊包裹的材料叫做芯材。

在自愈合过程中，微胶囊起到包裹修复剂的作用，当基体出现裂纹时胶囊也跟着破裂并释放出修复剂。能否成功的实现修复，微胶囊起到了至关重要的作用。所以微胶囊应该满足以下特征：1)壁材与基体的力学性质应该相近，如韧性强度等：2)壁材与修复剂、基体不发生反应也不互溶；3)壁材应该具备足够的机械强度，便于加工。其制备方法主要有化学法、物理化学法(相分离法)、物理法(机械加工法)三种。已报道的自愈合文献中大多都以尿素、DCPD、37％的甲醛溶液为原料，用原位聚合法制备DCPD微胶囊。国内袁彦超等以三聚氰胺一甲醛树脂代替脲醛树脂，选取高活性、低粘度环氧树脂一四氢邻苯二甲酸二缩甘油酯作为芯材进行微胶囊化，采用改进的原位聚合方法来制备微胶囊也取得了较好的效果。

3.3　愈合剂

愈合剂是一种当其与相应的活化剂接触时将形成聚合物的组合物。愈合剂一般为聚合物的单体，如苯乙烯、丙烯酸酯类、DCPD等含有双键的烯烃。图5为微胶囊自愈合常用的带有环双键的愈合剂。

此外，愈合剂还包括含有羟基的二亚甲基硅烷和二亚乙基硅烷混合物、环氧化物。

3.4　催化剂

催化剂是能够引发愈合剂聚合的物质。表1为文献报道过的愈合剂／催化剂体系。

从表中可以看出：微胶囊自愈合法较多使用Grubbs催化剂，其引发的ROMP在室温下就可以迅速进行，转化率较高，形成的交联聚合物机械强度

高，自修复效果好。

Brown等人认为催化剂的效率受组分添加的顺序、基体种类、塑化剂种类、催化剂粒径大小以及用量的影响，催化剂粒径为188-3551xm时愈合效果最好。

但是它也有许多缺点：DSC结果表明Grubbs催化剂在120℃以上就会分解，这就意味着在加工和使用材料的时候温度不能超过120℃，导致了这种方法在实际运用中的局限性；Grubbs催化剂引发的ROMP是活性聚合反应，如果不添加终止剂反应会一直进行，补加单体会继续反应，这对自愈合的可控性方面是一个挑战，目前关于这方面的

报道还未出现：某些基体材料在加工的时候需要添加塑化剂，如在制造环氧树脂等材料时需要加入二亚乙基三胺(DETA)等固化剂，而这些固化剂对Grubbs催化剂有毒害作用，使催化剂效率降低，最终导致愈合效率变差。

为了解决这一问题，Rule等用石蜡微球将Grubbs催化剂保护起来，其原理是当基体出现裂痕时，微胶囊也随之破裂并释放出愈合剂，愈合剂穿透石蜡微球并和催化剂接触从而引发聚合来实现自愈合过程。如图6所示。

使用石蜡微球保护Grubbs催化剂有如下几点好处：1)保护Ru催化剂不被DETA等塑化剂毒害；2)石蜡微球包裹后的催化剂在基体材料中分散得更加均匀；3)提高催化剂的效率，减小催化剂用量。同样的愈合效率可节省90％的催化剂用量。

Wilson等对不同的Ru催化剂在自愈合中的效果进行了评价，他们研究认为第二代Ru催化剂和Hoveyda第二代Ru催化剂比第一代Ru催化剂的催化效率有显著的提高；第二代Ru催化剂的热稳定性能最好。

Skipor等改进了传统的微胶囊法，将催化剂附着在微胶囊的外壳上面，这样就可以使愈合剂和催化剂更加容易接触，从而提高了催化效率。如图7。

Scheifers等提出了不使用催化剂便可以自愈合的方法，他们将侧链带有胺的聚合物作为基体，含有愈合剂的微胶囊分散在其中，当基体出现裂痕时，微胶囊破裂，释放出的愈合剂与侧链的胺接触引发聚合，从而实现自愈合过程。如图8所示。

4　自愈合效果的评价