摘 要 本文从整体结构、技术特色和效益分析三个方面介绍了多功能真空滤油机教学手段建设,是运用网络教育手段改革实验教学新的尝试。
信息社会的“知识爆炸”现象要求现代教育以*有效的方法去获取和利用各种信息与知识。如何以网络为纽带快速、高效、方便地实现知识的传递、交流和学习,是教育工作者为之努力的重要方向。电工电子实验作为重要的实践性教学环节之一,要充分发挥设备资源优势,大幅度提高实验教学水平,在学员的**意识和**能力培养过程中发挥重要作用,必须在多功能真空滤油机教学手段建设,出成果。为此我们以园区网为依托,开发了一个电工电子实验辅助教学平台,拓展了实验教学的时间、空间,为实验室在**教育中发挥作用开辟了新的途径。
一、系统的整体结构
实验室的开放运行是现代教育发展的必然,我们通过十几年的电类实验全开放教学的实践,在教、学、管等方面均取得了明显的效果。网络的建设为实验室的开放提供了更强有力的技术支持,使我们有机会把实验室的软硬件资源向更广阔的空间拓展,使学员进一步突破时间和空间的束缚,开展学习、实践和**。我们所开发的电工电子实验辅助教学平台采用虚拟、仿真等手段,以外购和自研相结合的方式,形成了一个多功能真空滤油机教学手段建设。系统整体结构框图如下:
该系统由三大部分构成:**部分是电子学网络仿真实验。其主体是购买的Interactive Image Technologies公司的网络版Electronics Workbench电子仿真实验室。**部分是自研的实验电子学辅助系统,由实验辅导系统(实验答疑)、实验自学习、网上交流讨论、实验预约和实验报告管理等多个子系统组成。第三部分是虚拟电子仪器实验室。以虚拟电子仪器为主体,以计算机为平台,可以开展远程实验和远程实验学习。
二、系统的技术特点
该系统利用互联网络资源,使用仿真技术、虚拟现实技术以及交互式手段,在园区网上构建了一个虚拟实验环境。在该环境中,学员可以开展仿真电子实验,可以进行实验理论、实验方法的学习,可以开展网上辅导、网上答疑、网上讨论交流,可以用虚拟现实技术实现远程测试和远程实验,基本涵盖了实验教学的各个环节,使实验活动在空间和时间上均得到了有效延伸。
1、电子学网络仿真实验
简称EWB,是目前各院校普遍采用的一种电子学仿真实验系统。其特色为:
①实验的真实感强。系统提供了近似真实的电子元器件、工作环境和仿真仪器,使学生感到仿佛在真实的环境下做各种实验;
②实验内容覆盖面宽。系统不仅涵盖了教科书的所有内容,还包括大量课外的知识和分析方法,对拓宽学生知识面、培养**能力起到了良好的作用;
③系统操作方便,易于掌握;
④系统网络版可使学员在园区网的任何一个终端上开展电子学仿真实验,有效地延伸了实验室空间。
2、实验辅助系统
该部分采用ASP网页开发技术创作了实验辅助系统主页,以后台数据库服务器SQL Server为开发环境,使几个子系统有机结合,实现交互式学习、讨论和信息交流的功能。
①实验辅导系统。多功能真空滤油机教学手段建设把学员在实验中常遇到的问题和易犯的错误以回答问题的形式表现出来,学员即便在无教员指导的地方开展实验研究,也能获得支持,既方便了学员学习,又减轻了教员的工作压力。
②实验自学习系统。把实验教材和参考书以浏览器的格式装入计算机,学员可在计算机指导下,完成实验内容,即边学边练。
③网上交流讨论系统。以聊天室的形式开展教员和学员、学员和学员的交流。学员无论是在实验室,还是在其它地方,遇到问题便可在网上发布。教员可以答疑,学员间也可以开展讨论,教员还可以在网上出讨论题,引导学员开展学术研究和探索。
④实验预约系统。为实验室全开放服务。随着全开放的深入,实验时间和内容的管理难度越来越大。通过实验预约可以科学地调度实验室,合理地分配实验内容,避免学员来实验室后没有场地、没有设备的情况发生。
⑤实验报告管理系统。是实现无纸教学的一项举措。特别是装备了虚拟电子仪器和开展仿真实验后,学员的实验数据、实验结果以及结果的处理,均可在计算机上完成,这使在计算机上写实验报告成为可能。另外,在计算机上提交和批阅实验报告,将大幅度提高效率,并对教员也起到了督促作用。
3、虚拟电子仪器实验室
以虚拟电子仪器为主体,通过软件与计算机结合,会把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合起来,通过园区网实现远程测量和远程实验教学。
三、系统的效益分析
1、大幅度更新了实验教学内容
以园区网为依托,以网络实验平台和网络终端为手段,增加了电子仿真实验、电子设计自动化、虚拟电子仪器、电子电路计算机辅助分析、电路板设计等实验项目,使实验内容的更新率接近50%。
2、使实验场地得到了有效延伸
除了为学生提供在实验室进行实物实验方式外,学生还可以在任何有网络终端的地方,利用网络实验平台,开展设计性实验,进行与实验有关的活动。通过网上实验,可以开展实验的设计、仿真,进行实验内容的预习,还可以进行网上答疑等。
3、促进了学生**意识和**能力的培养
实验教学手段的现代化为学生开展**活动营造了良好的条件。学生可以在网络环境下开展综合性的实验和**型的实验,彻底摆脱了原有设备条件的约束,在更深、更广的知识领域内探索。如学生自行设计的多功能表决器、雷达信号模拟系统、调频话筒等,均有较高的科技含量,大大超出了教学大纲规定的实验范围。
4、减少了消耗、节省了经费
一方面,学生开展设计性实验、综合性实验时,可以先在网络上进行模拟仿真实验得到*佳方案后,再进行实物实验,避免了学习的盲目性,极大地提高了实验的成功率;另一方面,对一些复杂的实验项目或有一定危险性的实验项目,可由仿真来完成,既减少了元器件的损耗,又降低了电子仪器的损坏率。
5、方便了计算机辅助教学的开展
实验室教学手段的现代化对深入开展计算机辅助教学是一个很大促进。通过实现实验教学辅助系统、实验报告提交系统、网上答疑系统、网上实验预约等,方便了学生的自学和自我检查,提高了实验室管理的现代化水平。同时,在一定程度上减轻了教员的工作量。