实验教学类有关论文范本,与建筑材料参与型演示实验网络教学课件的开发相关发表论文

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【摘 要】开发网络实验教学资源对于现代远程高等教育开展实验教学起着巨大的作用.文章分析了网络实验教学资源的主要形式及特点,针对演示实验教学课件学生参与较少、虚拟实验教学系统与远程控制实验教学系统开发费用较高且开发周期较长的问题,提出了参与型演示实验的形式,着重介绍了大连理工大学现代远程高等教育对建筑材料参与型演示实验网络教学课件的开发情况,总结了完成情况以及存在的问题,旨在为现代远程高等教育网络实验教学资源建设提供参考.

【关 键 词】建筑材料；参与型演示实验；网络教学课件

【中图分类号】G420　【文献标识码】A　【论文编号】1009－8097(2012)09－0116－04

引言

国家中长期教育改革与发展规划中,明确提出高等教育要“强化实践教学环节”,现代远程高等教育作为我国高等教育的重要组成部分,无疑也应将此作为教育改革的一个重点.现代远程高等教育主要定位于应用型人才培养,学生大多为在职从业人员,本身都在随岗实践,但随岗实践不能取代实验教学环节,实验教学环节作为现代远程高等教育实践教学环节的重要组成部分,是实现应用型人才培养目标不可缺少的重要环节.通过实验教学环节,不仅能使学生掌握实验的基本方法和基本技能,提高实际操作能力,而且有利于培养学生的观察能力、思维能力、分析能力及创新能力,使学生的实践综合素质得到普遍的提高.实验教学还可帮助学生理解和巩固所学知识,对培养学生理论联系实际的学风、实事求是的科学态度和探究问题的科学方法都具有重要意义.

然而,现代远程高等教育开办多年来,工科教学一直存在瓶颈,主要原因就在于实验教学环节难以落实.目前,大多数高校的现代远程高等教育避免开设实践要求强的工科专业,少数在现代远程高等教育开设工科专业的高校,带有实验功能的远程教学平台极少,且开设的实验种类和实验深度都不及普通高校.由于现代远程高等教育师生在时间和空间上相分离,学生分散在全国各地,量大面广,再加上工学矛盾,将所有学生全部集中到高校实验室来完成真实实验不太现实,而很多校外学习中心因场所或仪器设备缺乏不能提供真实实验的教学条件,导致现代远程高等教育照搬传统真实实验教学模式存在难以实施的困难,实验教学无疑成了现代远程高等教育的薄弱环节.为此,迫切需要开发适用于现代远程高等教育的网络实验教学资源.

一　网络实验教学资源的主要形式及特点

现代远程高等教育网上实验常见的形式主要包括演示实验、虚拟实验与远程控制实验,与之相对应的网络实验教学资源包括演示实验教学课件、虚拟实验教学系统与远程控制实验教学系统.

1.演示实验教学课件

演示实验教学课件是指将真实环境中的实验教学过程拍摄成录像后制作的实验教学课件.这样的演示实验教学课件,既有教师讲解,又有教师对整个实验的演示操作过程,效果直观形象,同学们可以在网上学习演示实验教学课件,并按照实验要求完成实验报告.如此使学生掌握整个实验的目的、内容、步骤以及操作过程,加深对理论知识的理解,特别演示实验教学课件还可以展现实验室中难以观察到的实验现象及与之相应的实际应用,扩大了学生的视野,开阔了学生的思路,能够取得真实实验不能取得的一些功效.演示实验教学课件投入成本低,制作周期短,虽然缺乏学生亲自操作实验与读取实验数据的过程,无法达到和真实实验教学相同的效果,但还是能够为学生提供如同在实验室观看实验一般身临其境的感受,使学生对实验有一个全面的了解与认识,因此可以作为目前现代远程高等教育实验教学的一种非常重要的教学资源.

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2.虚拟实验教学系统

虚拟实验教学系统是指利用计算机技术、仿真技术和虚拟现实技术等在计算机上建立虚拟实验室环境,提供可操作的虚拟实验仪器,使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验,同时提供网络实验教学的一体化管理功能.如北京邮电大学已开发出计算机网络、信号与系统、电路分析、数字电路、模拟电路、高频电子线路、Linux操作系统等虚拟实验教学系统.虚拟实验教学系统一方面允许网络学生同时在线操作实验,另一方面可以将复杂的实验过程抽象化,将实验仪器简单化,大大提高了网络实验的可操作性.但是虚拟实验本身存在一定问题：一,虚拟实验只能模拟出验证类实验,所得到的数据多为预先设计好的；二,无论采取哪种技术都将不同程度的面对交互性不足、控件下载或开发维护费用高等难题；三,难以完成大量实验的快速更新和修复,加大了现代远程高等教育网络实验教学资源的开发费用.

3.远程控制实验教学系统

远程控制实验教学系统是利用计算机多媒体技术和通讯技术,将异地实验室真实的实验设备及控制系统,转换成图像、声音、状态等,并通过多种媒介方式传输到学生计算机中,参加实验的学生可以在自己的计算机中按规则控制操作远程控制实验室中的实验设备,而实验设备执行操作的过程和结果又实时地回传给学生,使参加实验的学生如同身临其境,取得和亲自到实验室现场做实验相同的效果,这可实现各高校实验设备最优化的组合,做到资源共享.如大连理工大学电工教研室与麻省理工大学合作,与之建立了远程网上实验基地.在大连理工大学校内设置服务器与麻省理工实验中心的实验室相连.每位学生可以在任意一个计算机终端登录校内服务器,访问麻省实验室.同学们可以在终端设置实验参数,通过网络远程控制麻省理工大学实验室的真实仪器.实验室完成操作后会在短时间内将实验结果及数据返回至该学生所使用的终端.但远程控制实验对传感器、执行机构和网络环境有着比较高的要求,比如要求全部实验仪器的电气化以及较高的可控性,普通的工科网络教育实验很难达到这一标准,且一个实验室无法同时接受多组学员在线操作,为应对网络实验教学的要求,必须建设多个实验室.这些都是限制远程控制实验在现代远程教育体系下发展的瓶颈.

二　参与型演示实验网络教学课

实验教学类有关论文范本

工科专业的实践性和应用性很强,涉及的实验种类也很多,以土木工程专业为例,包含的常规实验项目就有三十多项.目前国内现代远程高等教育主要围绕医学、机械、电子、通信、计算机类主要专业课程进行了虚拟实验教学系统的开发,且开发的实验项目较少,而远程控制实验教学系统则主要应用于控制学科领域,应用范围较窄.因此,现有的虚拟实验教学系统和远程控制实验教学系统,远远满足不了现阶段工科专业远程实验教学的要求.由于虚拟实验教学系统和远程控制实验教学系统开发费用较高且开发周期较长,现阶段不可能对现代远程高等教育工科专业的实验教学全部实现虚拟实验教学或远程控制实验教学,还需要进行大量的演示实验教学.因此,工科专业演示实验网络教学课件的开发成为现阶段我国现代远程高等教育的必要选择.

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