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实验教学资源数字化与教学模式革新研究

2012-12-20

3.开展虚拟实验研究,实现“虚实”结合

在“信号与系统”实验教学改革中,利用Java、Matlab、SQL Server等软件设计和开发了几个典型的虚拟实验,如滤波器、方波信号分解和合成、信号抽样和恢复、常见电路响应等虚拟仿真实验。这样,学生可在课前、课后根据自己的实际情况进行交互式学习,还可方便地修改实验参数、设计实验步骤、创设实验情境进行“研究式”和“协作式”学习,而不再是“按图索骥,生搬硬套”,也突破了时间和地域的限制。譬如,在滤波器实验中,有了虚拟实验器件,学生可利用分立元件或集成运放自行设计构成各种滤波器电路,自行修改其中元器件的参数并可以方便地进行比较。这种方式还允许部分学生有个性地“先行”,对于现行的班级授课制也是一个有益补充。

虚拟实验方便学生更改实验电路、大胆设想和创设实验情境并证实设想的正误;也有利于培养其发现问题和解决问题的能力。传统实验能形成和提高学生的实验基本技能和实践动手操作能力。两者可以而且应该很好地结合起来。

4.学、练、评相结合,构建数字化评价与管理体系

在每个实验中设置了若干知识主题,在网络教学平台中对每一主题根据需要设置了“知识讲座”、“问题引导”、“操作参考”等模块。系统能记下学生的操作次数、学习时间长短及操作类型,这几个指标可为教学管理和评价提供原始数据。此外,每个实验都有“在线测验”模块——利用Captivate软件对每个主题设置了“问题池”和相应的答案,这样每次学生进行测试时能进行随机抽取试题,并当场判断学生答问是否正确,给出量化成绩。基本做到学、练、评这三者相结合,实现了实验教学管理和成绩评定数字化,提高了教学效率。

5.积极开展网上“第二课堂”建设

在实验教学网络平台中设置了“第二课堂”,加强师生课后交流,也能在一定程度上丰富生活和激起学习兴趣,正所谓“在玩中学,在学中乐”。师生可以借此发布讨论主题、各抒己见,可以是电子制作或系统的设计思路、工具和元器件选择及注意事项;可以围绕某一数学公式,从公式特征、形式到公式物理意义,进而讨论其在工程实践中的应用。

四、实验教学资源数字化应用与教学模式革新探索

上述探索与研究的部分成果已在本校信息工程专业2005级、2006级两个年级的“信号与系统”实验教学中得到了初步应用。学生能借助网络信息环境,利用数字化资源进行实验前预习、讨论甚至自行提出实验方案,开展实验后讨论、总结和实验数据分析。革新了传统“按部就班”式的实验教学模式,充分激发学生的学习自主性、积极性,不断培养和提高学生的创新能力。

使用信息反馈表表明:81.1%的学生认为网络化教学平台的设计和开发符合自学和实验需求;92%的学生认为基于Captivate的相关习题和在线测试模块十分有利于对有关知识的学习和自测;87.8%的学生觉得网络教学平台易于使用。当然,有部分同学提出建议,下一步可结合学校图书馆资源加强教学资源的建设,特别是在实验数据处理与实验结果分析方面的资源建设。

五、结束语