基于网络环境的实验教学模式创新研究

（渤海大学，锦州 121000）

摘要：针对目前实验教学存在的问题，阐述了基于网络环境的实验教学的创新的重要性。利用开放式管理模式和网络实验教学平台，建立一种有利于激励学生学习和提高学生能力的有效的创新实验教学机制，并为学生的创造性实验活动、个性化学习提供了支撑环境。同时从实验教学的创新基础、创新原则和创新措施等进行了详细阐述。

关键词：实验教学；网络实验平台；创新

0引言

人类进入高科技信息时代，高等院校培养出来的人才必须懂得信息在当代社会的作用，学会利用信息、掌握处理信息的工具和方法。目前我国高等院校中，非计算机专业的学生占全体学生数量的90％左右，所以高校计算机基础教育是为非计算机专业学生提供计算机基础知识、应用能力与素质方面的教育[1]。而“大学计算机基础”又是一门实践性很强的基础课程，不通过实验教学不可能真正掌握所学的知识。

实验教学在培养学生综合素质和能力方面具有其它教学环节不可替代的作用，而且好的实验教学可以起到使学生由已有的知识和技能向新生的知识和技能迁移和过渡的桥梁作用，实验教学的改革和教学质量的提高，应该把培养人才的综合素质和能力作为出发点和归宿。

基于网络环境的实验教学模式有助于解决目前存在的入校新生计算机基础水平差异加大、实验教学内容陈旧切与专业结合不紧密、授课学时少及学生学习兴趣差等问题。

1创新性实验教学的基础

1.1 搭建先进的实验教学管理与支撑平台首先依托互联网和校园网等，创建网络教学支撑平台，改变实验教学的模式，强化对实验的控制和管理，打破过去受时空限制的教学实验环境。教学支撑平台要求能够提供的课程管理、课程资源共享、作业管理、论坛模块、测验模块、专题讨论等功能。教师和学生可以通过该平台进行即时的在线交流，为师生之间、学生之间的互动式学习提供环境。学生通过校园网在教师的指导下自主学习和实验，支持并实现教学过程“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变，实现“以学生为主体的”的教学理念。其特点是以学生为中心，以网络、计算机、课件、音视频多媒体为主要学习工具，为了满足个别化教学和合作学习的需要，以实现按照学习者的意愿和需要进行的教学。网络教学支撑平台是整个实验教学的保证，是“基石”。

其次，利用数字化的信息平台，设计丰富的立体化的教学资源。静态资源包括教学计划、教学大纲、教案、实验指导书、流媒体课件、习题库、案例库、试题库等。学习者通过资源平台，充分利用网络教室、多媒体、计算机辅助教学（CAI）和幻灯片等辅助教学手段，可以查阅多媒体课件、网上书刊、网上图书馆和数据库等，获取所需知识。同时资源建设要求体现资源内容的开放性、实用性特点，特别要增强网络的互动功能。在网络互动、交流过程中，教师、学生产生了努力提高自己的愿望和热情，教师在此种动态、开放的资源共享中将不断促进自身的专业发展，同时有助于学生随水随地最大限度的自主学习。

最后，对于部分综合性设计性实验，可以要求学生通过应用计算机其他相关知识，把实验过程与实验结果制作成个体或小组的成果，发布在实验教学平台上共享和学习。这样既有利于提高学生的综合应用知识技能，又培养和提高了学生的信息素养。

1.2实施科学化的实验教学管理体制传统的实验室体制已不能适应时代和社会的需要，不能有效地培养人才多学科、多专业综合实验能力。为了改变这种状况，必须打破那种以专业、自然班为单位的教学机制。同时目前大部分高校都存在实验室资源紧张、实验室资源的利用率不高等问题。

构建实验及实验室管理信息系统，不仅可以增强实验室的综合管理能力，而且突破传统实验管理模式对时间和距离的限制，最大程度地实现资源的合理使用。

实验预约机制是实验管理信息系统的核心功能。具体包括实验的预约和排课，实验方案的征集、审核，实验报告的提交、批改和实验成绩的考核、查询等等。其中，网上预约的组织管理形式有助于使学生成为教学过程中的真正主体，学生可以根据自己的学习进度自主选择实验内容、时间并预约实验资源。网上预约的实施还有助于实现开放实验室设备、场地和师资的有机结合，在一定程度上缓解了实验资源的相对不足，做到资源的合理共享和有机整合，以实现开放性实验教学。

2创新性实验教学的原则

2.1 自主与个性化原则学生之间在知识基础、认知能力、兴趣爱好、学习态度等方面存在着明显的差异。面对的学生计算机基础水平差别较大，为满足不同技术基础的学生的个性需要，实验教学应提出不同的教学要求和不同的学习任务，做到因材施教，如将实验项目设置为必做实验和选做实验、基础实验和综合性设计性实验，给予学生充分自主选择权，使教学要求更有针对性，能为提高教学效果创造条件。基于校园网、互联网的网络技术为学生自主学习、个性化发展提供广阔空间和实践平台。

2.2 开放与互动原则开放各教学环节，实验时间、过程、形式、内容、方法上做到不同的学生区别对待，激发学生的学习兴趣和能动性。学生通过手机或上网预约实验试验时间和实验内容，然后软件系统根据预约情况，安排指导老师和相应的实验室。强调学生主体、教师启发指导教学的作用。信息交流的互动性，体现在利用互联网和多媒体技术，改变传统实验教学由学生模仿教师的演示操作、单向信息传递的教学模式，把教学过程处理成师生间、学生间信息传递的互动过程，进行多角度、多层面的交流，使每个学生都能发挥各自的优势，实现学习过程的互动和知识成果的共享，从而能够促进学生思考，引导学生的思维向纵深发展。

2.3 研究与创新原则大学计算机基础课程大部分实验，特别是综合性、设计性实验的完成的方法和方案不是唯一的，鼓励学生大胆进行发散思维，设置多种解决问题的途径，然后组织学生对每一种方案进行讨论，引导学生进行深入思考，寻求创新。教师从传统的“传授知识”的教学法转轨到“传授知识与发展学生能力”，引导学生独立思考、大胆动手，充分发挥学生的积极性、主动性和创造性，学生能够接触到最前沿、最实用的知识。注重科研性，鼓励教师将科研成果中有利于培养学生创新能力的部分转化为实验教学内容，并在指导过程中将先进的教学思想引入实验教学。

3基于网络的创新性实验教学设计

3.1 实验教学教育理念的创新行为主义理论把学习者看作是知识灌输的对象，并对外部刺激作出被动反应，强调刺激—反应。从源于行为主义学习理论使传的传统实验教学重在培养学生掌握实验的基础知识能力，掌握基本实验方法的能力和掌握实验基本操作的能力。忽略了学生的学习的自主性和主动性，忽略了学生的综合运用能力、实践能力和创新能力。这种实验教学理念使传统的实验教学模式偏重于对所学知识的验证，学生在规定的时间内根据实验指导书上规定的实验步骤和方法，完成教师规定的验证性实验，并根据实验结果加以总结，以加强和巩固所学的知识。[2]

建构主义学习理论强调教学过程中要以学生为中心，充分调动学生的主观能动性，激发学生的创新精神。基于网络的创新实验教学除培养学生的基础知识的掌握和基本操作能力以外，还注重培养学生的综合运用能力、实践能力和创新能力。以罗杰斯为代表的人本主义学习理论认为，人天生就有寻求真理，探索奥秘和创造的欲望以及自我主动学习的潜能，学习过程就是这种潜能自我发挥的过程。在合适的条件下，个人所具有的学习、发现、丰富知识与经验的潜能和欲望是能够释放出来的。只有学生整个人自我发起的学习，才最持久、最深刻。

3.2 实验教学体系的创新不同专业的本科生，其计算机应用能力的要求也不同，为此要求大学计算机基础实验与之相适应。[3]不同院系、专业学习计算机的目的不同、基础不同，对大学计算机基础教学提出不同要求。所以不同专业的教学，突出不同的教学层次。根据本校的具体情况，我们将全校的本科生分成三大类：理工类、文史类和经管类。我们提出了不同的教学大纲、不同的教学案例和不同的纸质教材。对于大部分文史类专业来说，学生学习计算机的目的是使用计算机，因此，要求学生熟练掌握各种相关软件的使用，以及对计算机应用技术的简单了解。对于非计算机专业的理工学生来说，除了达到对文科学生的要求之外，还要学习一些基本的应用基础如程序设计等等，以在较深的层次上结合自己的专业领域来应用计算机。对于经管类专业的学生，我们更加侧重于各种经管类软件的学习和使用。

3.3 实验教学项目的创新提倡和开展在学生完成基础性实验的基础上，进行单学科内综合知识的技能训练和多学科间综合知识的技能训练，突出综合性实验项目和设计性实验项目的特点。

在实验选题上建议尽量做到实验选题的专业性和实用性，使学生觉得实验课意义重大，对以后的工作至关重要，突出专业特色；实验内容应多样化，让学生可以选择不同的实验内容，但要注意训练结果的一致性。

同时，删除或合并经典的验证性实验，作为基础实验项目群。更多地增加综合性、设计性实验。综合性、设计性实验是优化和整合实验教学内容的重要途径。

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的课程知识的实验。一般来说，它应具有实验内容的复合性、实验方法的多元性、实验手段的多样性以及人才培养的综合性等基本特征。

设计性实验是指给定实验的目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。设置设计性实验的目的是在常规实验（即演示性实验和验证性实验）和综合性实验的基础上，培养学生综合运用多学科知识和相关实验原理去发现、分析和解决问题的自主实验能力，培养学生的文献检索操作能力、文献材料处理能力、文字材料的组织与语言的表述能力等。设计性实验与常规实验相比，一般具有学生学习的主动性、实验内容的探索性和实验方法的多样性等方面特征。实验项目的命题要结合实际应用，具有真实性、可行性与应用性，有利于激发学生的实践兴趣；实验项目中涵盖的知识点具有专业性、基础性、全面性和系统性，有利于学生结合理论原理，探索研究解决问题的方案。

加强综合性、设计性实验的开设有利于进一步培养学生的创新意识和综合实践能力，加强学生实践操作技能，促进实践教学与理论教学的有机结合，提高实践教学质量。

3.4 实验教学方法的创新针对不同的教学内容，采用“任务驱动”和“项目驱动”的实验教学方法。

“任务驱动”的教学方法更多用于综合性实验内容。任务驱动的核心是“以学习者为中心”和“以人为本”，其哲学心理学的依据是源于皮亚杰的认知理论的“建构主义”。“任务驱动”教学法最基本的特点是科学地设置学习任务，让学生在探究、解决问题和完成任务的过程中获得新知识的方法。在大学计算机基础课的教学过程中，“任务驱动”教学法就是学生在教师的帮助下，紧紧围绕一个共同的任务活动，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互相协作的学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动。

“项目驱动”实验教学方法更适用于设计性实验。实施“项目式”虚拟实践活动，即依照目前传媒、设计行业内主流的“项目组织”方式，围绕特定专题，组织学生通过团队合作方式，共同完成实践活动。“自主选题、重点支持”，即鼓励学生自由组合项目团队，教师指导其独立思考、自主发掘；对其中有价值和潜力的项目，本中心则给予师资指导和硬件设备的支持。既使实验资源配置更加合理，也通过团队竞争激发学生的创造力和协作精神。

3.5 实验教学实施方式的创新以“层次化教学”和“开放式教学”两种方式实施实验教学，是实验教学方式方法改革的创新和成功之处，为学生的主动性和创造性的发挥创造了广阔的空间。

由于生源地的经济条件、师资力量、重视程度不同，新生对计算机知识和信息技术的了解程度及掌握程度相差较大。针对这种现状和现代社会对大学生人才培养的要求，对“大学计算机基础”实践环节的教学，针对不同基础的学生进行分层次的训练就尤为必要。随着教育教学现代化进程，校园网、Internet网等教育手段的现代化，可以动态地创造不同的教学环境和学习环境，方便地实现师生互动、师师互动以及生生互动，为“分层”实验教学模式的实施提供了可行性。

“开放式教学”也是“层次化教学”的一个基本保证。由于网络平台的支撑，预约制的组织上课形式，实验课可以实行学生自由选课制，打破自然班界限，按实验课程内容组织教学，在确定的开课单元内，由学生自由选择上课时间。实验室开放的内容可以是教学计划内或外的实践教学任务，最好鼓励学生可以自选课题，例如:科研项目、科技活动、创新活动、创业活动、科技竞赛等项目；也可以是参加兴趣小组或学生社团开展的小发明、小制作等的实验活动。[4]

4结束语

大学计算机基础是各所高校非常重要的一门课程，提高该门课的教学质量对提高学校的教学质量有着非常重要的意义，对学生知识学习、技能培养和学生以后走入社会都有着非常重要的价值。为了考评我们的改革和研究成果，对学生的该门课程的成绩进行了统计，及格率、优秀率都有所提高。同时我们还考评了学生的过级率和各种计算机大赛的情况，首先参与的积极性方面明显提高。在专业知识的学习中，计算机应用能力，信息检索技能都大大提高。

在课程改革实施和平台的建设过程中，我们也发现了存在着很多问题。比如，各个高校都在建立自己的平台，其中资源平台的大部分数字化资源可以借助网络化手段，提高共享的程度。同时，在平台建设的同时，注意提高师生的动态交流能力。这也是我们今后的工作方向。期望通过不断的努力，为我校提高实验教学质量发挥更大作用。

参考文献：

[1]李蜀娴．“大学计算机基础”实验课教学模式探讨与实践[J]．软件导刊，2010，9（1）：191-193

[2]刘银萍，彭端，蒋力立．创新实验教学与传统实验教学的比较[J]．广东工业大学学报(社会科学版)，2010，10（5）：27-30

[3]洪榛，俞立等．基于J2EE和AJAX技术的实验室管理信息系统的研究与开发[J]．实验技术与管理，2009，26（1）：89-91

[4]张波，贯会明．开放性实验在实验教学体系构建中的作用[J]．实验室研究与探索，2010，29（9）：135-137.