高等学校实践教学示范中心建设研究与实践

1 本项目研究的内容

本教改项目从事以下各项内容进行了研究:改革实验教学内容, 创建的新教学体系;改革现有的实验教学方法, 充分利用现有多媒体设备, 每个实验制成了电子课件进行教学, 学生在实验中遇到的实验问题可通过帮助系统进行查看;加强实验室和教师队伍建设;建立有效的管理体制和手段。

2 本项目研究的目标

网络化、信息化、开放式和个性化实验教学平台建设的达到目标:树立以学生为本, 知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念和以能力培养为核心的实验教学观念, 建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系, 建设满足现代实验教学需要的高素质实验教学队伍, 建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境, 建立现代化的高效运行的管理机制, 全面提高实验教学水平。开放性实验教学以培养学生实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨, 以实验教学改革为核心, 以实验资源开放共享为基础, 以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障, 创新管理机制, 全面提高本科实验教学水平和实验室使用效益。

3 本项目的主要特色

网络化、信息化、开放式和个性化实验教学平台项目完成后, 电工电子实验教学中心各实验室能够实现教学内容和教学时间的全开放。每个学生的相关信息 (实验项目及要求) 被预先录入计算机网路服务器, 学生根据自己的ID信息在互连网上查询实验室的资源及开出实验项目情况, 可进行网上实验预约、实验项目和实验完成情况的查询, 完成实验预习, 提交预习报告, 学生实验数据和实验报告全部通过网上提交, 同时各教师也可在网上进行实验报告的批改。在提高型和技术创新型方面, 学生可以自己提出实验要求, 也可以参加教师的研究项目, 还可以是学生的科技创新项目等, 学生提出申请并确定指导老师之后, 进入实验室开展设计、实验等研究活动。

网络化实验教学环境为全开放式教学创造了完善的条件, 智能化的实验设备满足学生自主实验的要求, 学生的实验预习情况、实验情况、实验报告情况等都可在网络和视频监控环境下完成, 从技术上杜绝了学生相互依赖和抄袭, 提高了教学质量。学生必须在指定的教学设备上独立完成实验。

实验教学采用多媒体教学, 实验室配备了多媒体教学系统和多媒体教学课件和帮助系统, 实验教学形象直观, 学生可以非常方便的进行各项实验内容。

实验室管理信息化、智能化, 使实验室的资源得到充分发挥, 提高管理效率, 并不断完善基础课实验室面向全校开放, 专业基础课及专业课实验室面向全院开放;特别是电工电子实验室, 可按学校规定的作息时间进行全天开放。为做到实验教学仪器设备的保养、维护与维修规范化, 中心从制度保障、人员保障、经费保障等方面采取了相应措施, 以保证实验教学的正常运转。所有实验教学资源由中心统一安排, 使用效率高, 为广大师生提供了一个优良的实验教学环境, 真正实现资源共享。为我市各大学实验设备的共享创造条件。

4 本项目达到的效果

为适应新的实验教学体系和开放式实验教学的需要, 实验教学中心配置有“局域网联网型”新型网络支撑系统。开放性实验教学平台分为网上预约、网上资源共享和网络实验监控三大系统功能。目前, 该平台已在我校电工电子实验课程开放式教学中发挥了非常重要的作用。

(1) 网上预约系统:充分考虑了“以学生为主”的教学模式和开放式实验教学的特点, 学生可以根据各自的学习计划灵活选择实验项目。学生可通过校园网或实验台学生机向中心服务器或教师邮箱发送实验预约请求, 通过统计处理后, 保存在中心服务器相应的数据库中, 统计处理包括各时间段的各实验项目的预约学生人数等信息, 并能将这些信息及实验开放时间安排公布在校园网上。任课教师、实验管理员可以方便地通过留言与学生交流, 学生的问题也可以通过“一对一”的形式即时解决。上课教师则通过选课系统查阅学生选课情况、登录学生实验成绩、回答学生提问。实验中心还安排专职实验员负责系统的日常维护与答疑。实验课程负责老师可通过选课系统管理端口设置实验项目、实验课时、实验开放时间、实验教师等信息。

(2) 网上资源共享系统:主要包括实验基本介绍、实验内容预习、实验仪器介绍、实验图片展示、思考题及提示、实验参考资料六部分。实验基本介绍栏目列出该实验的相关背景知识, 以及应用情况;实验预习主要针对实验过程中将出现的难点、疑点予以提示;实验仪器介绍主要列出仪器图片、实验仪器内部结构、实验仪器的参数及实验仪器使用的注意事项;实验图片展示主要提供部分实验结果、现象图片;思考题及提示是针对讲义的思考题展开讨论, 并罗列一些兴趣课题供学生参考;实验参考资料列出实验中心老师为学生收集的与本实验相关的一些资料, 并把资料存为PDF文件供学生下载浏览。实验主讲教师在每学期初通过网上管理端完成共享材料上网。在实验教学过程中, 主讲教师跟踪实验项目, 随时更新预习系统内容。学生可通过“网上交流”栏目及时和实验中心老师交流。

(3) 网络实验监控系统:实现对学生实验全过程的动态监控, 完成对整个实验台所有仪表的实时采集。学生在实验过程中生成的实验报告, 可以通过实验室内部网络向实验室教师机 (服务器) 发送, 也可以通过校园网向实验室教师机 (服务器) 发送;实验中所有直接测量数据具有自动填入实验报告功能, 不允许学生用键盘键入和编辑。实验指导老师可以通过实验室内部网络、也可以通过校园网查阅、批改和打印实验报告、查询、统计和打印实验成绩等操作。系统具有完善的实验帮助/请求指导功能, 学生实验过程如有困难, 可在网上与实验指导教师在线交流;实验指导老师可以通过视频监控网络分析学生出现困难的原因, 并通过网络正确指导。实验监控系统还具有签到管理功能:由中心监控管理机发出的学生实验定位信息, 一旦进入实验室教师机后, 立即将学生信息数据传送到下位机, 并同时实施对下位机的电源控制, 保证实验时间的统一性。

(4) 全开放式网络管理系统:实验室网站软件实现与校园网络的无缝连接, 完成实验室外部的实验管理和操作。学生除现场数据采集需要到实验室外, 其他操作可以在校园里任何一台联网的计算机上登录完成, 老师也可以在校园里任何一台联网的计算机上登录完成相应的操作。学生从进入实验中心开始, 对学生实验全过程进行动态监控, 整个实验过程无需实验人员值守, 由学生自主实验, 从技术上杜绝学生弄虚作假完成实验报告, 实现真正意义上的全开放式网络实验系统。总的来说电工电子实验中心信息平台的建设为激励学生学习, 提高学生能力、创造学生自主实验、个性化学习的实验环境提供了条件。

实验中心各实验室实行开放运行, 做到以学生为本。在每个学期开始之际, 按照教学大纲做出详细的实验安排计划, 同时根据学生的具体要求, 灵活机动地合理调整, 在时间、场地、设备及指导老师的配置上最大限度地满足学生的需求。除基本实验内容由教师统一安排外, 对于综合、设计性实验, 学生可以预约实验时间, 自主完成实验项目。为了监控实验课程质量, 实验教学中心将组织课程主讲教师与实验指导教师的交流, 在教学进度、实验项目安排、实验仪器采购与应用等方面进行协调, 并对学生在实验过程中暴露出的问题进行沟通, 使理论课与实验课能更好地结合。学校每年均对实验教学人员的教学工作量、科研工作量以及教学态度、教学效果等进行全面考核, 并由校、院两级的督导组成员随时督查教学过程和效果。实验教学中心实行专家听课制, 督导组随时抽查制以及学生测评制, 尤其是学生测评制, 效果达到良好。

实验教学中心建立内容详实的中心网页, 实现教学资源上网, 并建立实验教学和实验室管理网络信息平台, 实验教学中心为每一个注册学生建立条码实验卡, 学生进入实验室一律实行打卡登记制度, 对学生管理、成绩管理、考试管理、资源管理、设备管理和学生网上实验预约等项目进行网络化管理, 进行了网络化实验过程监控系统, 有力地提高了中心的管理效率和资源利用率。中心还进一步规划扩展教学资源的范围, 拟增添网上虚拟实验、网上演示实验、电子产品生产工艺录像等。

(5) 真正实现实验室全开放的教学管理模式:实验教学中心配置的“局域网联网型”开放性实验教学信息平台, 提供了网上预约、网上资源共享和网络实验监控三大系统功能。充分考虑了“以学生为主”的教学模式和开放式实验教学的特点, 学生可以根据各自的学习计划灵活选择实验项目。学生可通过校园网或实验台学生机向中心服务器或教师邮箱发送实验预约请求, 通过统计处理后, 保存在中心服务器相应的数据库中, 统计处理包括各时间段的各实验项目的预约学生人数等信息, 并能将这些信息及实验开放时间安排公布在校园网上。系统实现对学生实验全过程的动态监控, 完成对整个实验台所有仪表数据的实时采集。实验室系统软件实现与校园网络的无缝连接, 完成实验室外部的实验管理和操作。学生除现场数据采集需要到实验室外, 其他操作可以在校园网里任何一台联网的计算机或Internet网上登录完成, 教师也可以在校园里任何一台联网的计算机或Internet网登录完成相应的操作。学生从进入实验中心开始, 实验全过程被实时监控, 整个实验过程无需实验人员值守, 由学生自主实验, 学生可通过多媒体或通过远程视频监控得到教师在线指导和帮助, 杜绝学生完成假实验报告, 杜绝教师未阅给出成绩的现象, 实现了真正意义上的全开放式网络实验系统。

电工电子实验中心信息平台的建设, 为加强学生在教学活动中的主体地位, 调动学生的学习积极性和主动性, 增强学生自学能力、实验动手能力和创新能力, 为学生在电工电子实验方面创造了个性化学习、研究提高、深入探索钻研的条件。

建成信息化、网络化和可视化教学平台, 经过开发, 电工电子实验中心将达到开放型、智能型的实验中心, 学生可通过网上预约, 自选实验内容, 在线完成实验, 实验过程实现摄像监控, 教师辅导也可通过帮助系统实现。制作电子课件, 指导学生实验的全过程。同时为教师和研究生提供最基础的实验条件, 为参加全国电子大赛作保障。

摘要：本文介绍了电工电子网络化实验教学设备, 详细介绍了实现网络化、信息化、开放式教学实验平台建设的目标、功能和意义。

关键词：网络化,信息化,开放式实验教学建设