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让语文课永远充满生命的涌动

:随着科学技术的不断发展,作为传统实物实验教学补充的计算机网络虚拟实验教学已经成为提高教学质量、加强学生实践能力的重手段。本文主介绍了计算机网络虚拟实验教学模式实施的必性、局限性以及在实施当中应注意的问题。 关键词:网络虚拟实验;实物实验;教学实践 中图分类号:TP391.6文献标识码:A文章编号:1007-9599(2011)20-0000-02 ComputerNetworksVirtualExperimentsTeaching WangMeili1,LiuQiang2 (1.Xi'anAerotechnicalCollege,Xi'an710077,China;2.ShaanxiUniversityofTechnology,Xi'an710021,China) Abstract:Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,asacomplementtraditionalphysicalexperimentteachingcomputernetworkteachinghasbecomeavirtualexperimenttoimprovethequalityofteachingtoenhancestudentsanimportantmeansofpracticalability.Thispaperdescribesacomputermodelimplementationofthevirtualnecessityofexperimentalteaching,limitations,andintheimplementationofwhichshouldpayattentionto. Keywords:Virtualexperiments;Physicalexperiments;Teachingpractice 一、引言 随着现代社会科学技术的迅猛发展以及教育改革的深入进行,学生所学习的课程内容和数量都经历了较大调整,与之相呼应的实验教学模式也亟待加强。然而,现在许多高校实验教学中所亟需的实验场地和实验设备增幅缓慢,设备的人均台数极少,并且面临着试验场地拥堵、设备老化等问题。在实践当中,实验教学需大量的资金、场地和设备的保障,这些物资的缺失会直接影响实验教学的质量和学生实践能力的提高。并且,实验教学当中往往面临着操作难、成本高、损耗大等困难,学生们常常难以胜任这些复杂的技术。由于学生对实验不熟悉,可能会导致在实验过程中意外损失,甚至人身伤害。所以许多学生在实验过程中不敢亲自动手,这便影响了教学效果。计算机网络虚拟实验教学的产生很好的解决了这一难题,使得实验教学能够顺利完成,极大程度上提高了实验教学水平。 二、计算机网络虚拟实验教学模式实施的必性 (一)传统实验教学模式的局限性 传统的实验教学模式是指通过操作真实的实验设备完成实验,包括实物操作型实验、实物演示型实验、学生小组实物实验以及小实验。传统实物实验以配套的试验场地和实验设施为支撑,以其他实验器材为辅助,使学生在真实的环境下完成实验任务,提高实践能力和创新能力。 但是,传统的实验教学模式面临着实验开销大、资金紧张的困境。实验室的建设、改造、维修都需大量的资金,实验设备的更新和维护也耗费了大量的经费,这些问题都直接导致了学校资金紧张,难以提供更好的实验环境。另外,实验设备的老化会直接导致实验数据误差加大,结果难以保证实验的可靠性。学生在学习过程中由于各种各样的原因容易错失实验机会,难以保证实验时间;教师方面也无法保证有充足时间可以系统的对所有学生的实验过程进行考核,更别提多次操作、总结乃至创新。传统的实验教学模式仍然采用教师授课、演示,学生模仿的教学方法,严重抑制了学生的逻辑思维能力和创新能力的提高,不利于学生长期发展。 (二)计算机网络虚拟实验教学的优势 计算机网络虚拟实验教学模式是指学生通过访问Internet网站,在网络上用虚拟设备代替实物设备,用虚拟实验代替现场试验,按照一定的实验步骤完成实验,获得实验结果,达成教学目标的教学方式。计算机网络虚拟实验教学利用仿真、多媒体和虚拟现实等先进的科学技术在计算机上创造出一个可以代替传统实物实验各个操作环节的操作环境,在web中创设出可视的三维环境,通过鼠标点击、拖拽可视的网络三维物体进行网上虚拟实验,以方便实验者完成各项实验。这一教学模式的原理图如下: 计算机网络虚拟实验教学图示 1.计算机网络虚拟实验教学的最大优点就是实现资源共享。实验教学对资源的需求量极大,以过程控制实验为例,一台设备动辄上万,而建立一个实验室更是需上百万,并不是所有高校都能够担负得起如此巨大的费用,故而资源共享成为解决这一难题的不二法宝,将贵重的实验仪器搬到网上的虚拟实验室,同样能够实现教学目的。 2.计算机网络虚拟实验教学可以实现异地教学,方便远程学习者的需。计算机网络虚拟实验教学打破了传统的实物实验对时间地点求严格的限制,主张学生通过网络虚拟实验完成教学任务、进行互助交流、互动配合。同时,计算机网络虚拟实验教学提供了多种实验方式,如设计性实验、综合性实验。其中,设计性实验通过提供可供选择的设计性课题锻炼学生实验素质,培养了学生的创新能力。 3.计算机网络虚拟实验教学能帮助教师实现实验与教学的一体化。开展网络虚拟实验的重心在于培养学生的实践操作技能,除此之外还能完成其他教学任务,如实验报告、数据分析、教师授课、实验考核、网上交流等等,整个教学过程全部都可以在网络虚拟实验室内完成,促进了实验与教学一体化的发展。 4.计算机网络虚拟实验教学还有许多其他的优点,如:确立全新的教学理念,由传统的以教师为中心的权威性教学模式转变为以学生为中心的自主学习模式,学生由被动接受知识变为学习的主体;实现个性化教学,在网络虚拟实验环境下,学生能自主掌握学习时间和地点,按照自己的需求学习知识、攻克难关,不必局限于实验室开放时间;形成考核方式的多样化,教师应利用网络虚拟实验教学与现实教学相结合的优势,建立起新的考核体系,注重学习过程,对学生进行全面评价。 三、计算机网络虚拟实验教学模式在教学中的实践 (一)网络虚拟实验在实践中的指导思想 网络虚拟实验教学与传统实验教学方式各有优点,但是单一的选择无法满足实际教学求。网络虚拟实验教学即使再逼真也无法代替实物教学,因此,应当把握好虚拟实验与实物实验的关系,达到虚实结合。 1.在简单易学的实验当中,在不需网络虚拟实验的情况下,教学时可以适当加入实物实验,如压缩弹簧的弹力试验、势能与动能相互转化的抛小球实验等等。选择好的实验手段和实验时间,合理利用教学资源,做到取长补短,优势互补。 2.在易于磨损的实验当中,教师可以依据学生的水平判断是否需先采用网络虚拟实验练习,再接触实物实验。在网络虚拟实验中,学生可以自由地实验,不必考虑实验所带来的危险和对实验器材的磨损;而在实物实验中,学生兴趣大、热情高,有利于提高学习效率。教师应当适时的给予指引和监督,做到虚实交替、虚实并存,使教学方式灵活多变。 (二)网络虚拟实验的原理及实验方法 网络虚拟实验室是由客户端、网络服务器、网络及协议、虚拟软件和数据资料库五大部分组成的,采用客户端----服务器模式。客户端通过建立局域网,经Web浏览器连接到Internet服务器,或者直接连接服务器,并与虚拟软件、数据资料库等其他设备相连接,用户可以通过下载相应的软件并经过服务器授权,在服务器的监督下进行实验操作。同时,网络虚拟实验室还配备有各种实验辅助工具,如实验指导工具、试验管理工具、实验报告工具、实验考核工具、实验答疑工具等。实验的各个环节都能在网络虚拟实验室内得到实现,使教学质量得到保证。 以电工类专业学生为例,电工类专业的教学大纲内安排了电工电子实验初步、数字逻辑实践设计、电子线路实验等课程。本文以电子线路实验网络虚拟实验室为例,分析网络虚拟实验教学模式的开展情况。为该课程配备的网络虚拟实验室共设置了十个电路模拟实验,实验内容与电子线路实验课程的教学相配合。学生可以按照教师嘱咐自主选择“常用电子仪器使用练习”、“电子元件测试练习”、“集成运放组成的基本运算电路练习”、“晶体管共射极放大器练习”、“源滤波器实验练习”和“正弦波发生器练习”。每一个实验内容都包括了实验准备、实验任务、实验目的、实验原理、实验过程和实验报告六大部分,有的还提供实验报告的基本格式,供学生浏览下载。 在计算机网络虚拟实验教学模式当中,学生可以随时随地上网完成实验任务,教师也跟随着学生的实验进度指导学生完成实验,并且在学生完成实验任务之后对实验结果进行考核、审批、报告。计算机网络虚拟实验教学模式方便了教师在网上批改学生实验报告,还可以与学生进行网上交流。 (三)网络虚拟实验的管理及考核方法 由于网络虚拟实验教学模式与生俱来的不确定性导致教师在指导和考核实验结果时困难重重,因此需开展新的教学管理模式。 1.更加注重实验的开放性。教师应当规定一个合理的期间段,并安排好该期间内的学习任务,允许学生在此期间内自主安排自己的学习时间及学习进度,教师仅仅做好指导工作与答疑工作。 2.加强利用网络交流。网络虚拟实验室中配备有一系列的指导工具,教师应利用好这些教学工具辅助教学。学生同时可以关注网络虚拟实验室中的问题布告栏和教学论坛,将自己实验中所遇到的问题上传到网上,或者分享自己的参考资料,以供其他学生解答、查阅。教学论坛的充分利用方便了广大师生交流与沟通。 3.随时抽查学生的试验进度。学校可以规定每位教师在每个时间段内的工作量,求教师抽查一定份额的学生进度报告,督促教师了解学生学习进度和学习成果。 4.建立并完善网上考核系统。网络虚拟实验室建立了题库系统,在题库系统中编写了大量的原理性题目和实践性题目。教师应加大期中考核在总分值中的比重,提高学生学习的自觉性,让学生在整个学期过程中都有所收获,而非临阵磨枪。 四、计算机网络虚拟实验教学模式的局限性及其解决办法 (一)计算机网络虚拟实验教学模式的局限性 网络虚拟实验教学并非毫无瑕疵,如网络传输速度慢、上网费用昂贵、计算机成本较高等。这就导致了教师与学生信息不对称,阻碍了虚拟实验作用的发挥,制约了虚拟实验教学的发展。特别是教师队伍建设方面仍存在许多问题,如: 1.师生之间缺乏情感交流。在计算机网络虚拟实验教学中,由于教师对虚拟实验教学产生误解,容易将虚拟实验教学片面的理解为“电子教案”或“数字课本”,用单调的文字信息代替了多姿多彩的实验教学,学生只能在文字教材中对知识点死记硬背,违背了计算机网络实验教学的初衷。 2.难以通过网络进行监督。由于网络突破了时间与空间的限制,导致教师很难及时掌握学生的学习进度,降低了学生的通过率,这严重影响了社会对网络实验教学的评价。导致这一问题最重的原因之一就是监督机制不健全,缺乏自觉的学生容易放弃学习,成绩一落千丈。 3.网络管理不能完全取代人工管理。计算机网络虚拟实验教学是以网络管理为主,但是仍需教师的参与,学生在寻求网络辅助的同时仍希望获得实验教师的亲自指导。有些不能直接通过网络进行实验或管理的部分只能采用人工方法。 (二)相应的解决办法 1.增加网络实验课程的情感化。学习应在复杂而又丰富的情感中进行,而沉浸在干涩的文字材料中。在设计网络虚拟实验室时应注意开发模拟谈话内容,促进系统与学生之间的交流,也可以用讲故事的方法,刺激学生学习的兴趣。 共2页上一页12下一页

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