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关键词:大学生;网上购物;心流体验
0 引言
随着中国互联网的不断发展,网上购物作为崭新的购物模式也进入了一个快速的发展阶段。给人们的生活带来了极大的便利与实惠的同时,网络把消费者、商家通过计算机相互连接起来,营造了一个不同的商业环境。电子商务和网络营销的阶梯式增长更给互联网和中国经济带来了令人惊喜的发展契机。
在我国,受网络影响最广的莫过于有较高文化层次的大学生,他们的接受能力较强,思维活跃,更加容易被新的购物方式所吸引。网上购物的方便省时也吸引大学生,使得越来越多的在校大学生倾向于网上购物。根据中国互联网络信息中心2011年1月的《第27次中国互联网络发展状况统计报告》数据显示,在电子商务中,网上购物用户占最大比重,增长最快,用户增长率达到48.6%。网上购物用户规模达到1.61亿,网上购物使用率持续上升,目前达到35.1%。大学生群体占网上购物总人群的42.7%。所以,在网上购物方式逐渐流行的趋势下,研究大学生网上购物显得尤为重要。
1 研究现状
从以往文献分析,学者主要从研究大学生网上购物的理性影响因素入手,进行相关的理论和实证研究。朱治安分析认为,影响消费者网上购物意向的因素主要为信任,交易成本,口碑,使用互联网的直接经验,安全性等[1]。李桂华从实证的角度对影响因素进行了分析,大学生网上购物意向主要受网上交易的便利性、网上产品的性价比、网上购物的交易成本、网上购物的乐趣、网上购物的时尚性等因素的影响。其中,影响最大的是网上交易的便利性,其次是网上产品的性价比,网上购物的交易成本、乐趣、时尚性这三个因素的影响程度则比较平均[2]。但是大学生在线上进行交易的过程中,感性的体验也影响着购买决策。丛芳将心流体验模式应用到在线消费者购物行为领域,体验因素和结果因素的某一过程[3]。Novak研究结果表明,心流体验与个人技能、任务挑战性和远距离呈现之间存在着正相关关系,并分析了形成机理[4]。
心流体验是研究消费者体验和相关的消费者在线购物行为的重要理论之一,结合大学生群体的重要性和特殊性,将研究群体细分到大学生是本文的研究重点,基于感性心流体验,分析大学生网上购物行为的影响因素。
2 研究模型
本文首先根据大学生群体的特点,衡量其在网上购物时产生情感与认知反应如何影响其购物行为。在文献基础上选取二个维度来衡量影响大学生的心流体验产生的因素, 即大学生购物群体自身维度,网站内容维度,然后分析消费者的心流体验与冲动性购买行为之间的关系,整体模型研究框架。
图1 模型框架根据模型基本框架和文献研究,针对研究的维度,制定以下变量:
2.1 大学生群体自身维度
本文采用大学生的网络认知变量和感知控制力衡量影响大学生群体的自身维度的因素。大学生的网络认知,主要是指大学生所拥有的与网站所呈现的主题相关的知识。个体所具备的技能水平被认为是影响其心流体验产生的重要因素之一, 技能主要是通过使用者自身的感知来衡量的, 而不会通过观察或标准化的测试来衡量。
感知控制力变量在对心流体验的研究中,感知控制力为个体对于环境和其自身动作操控水平。与Bandura的自我功效和Ajzen的感知行为控制类似的是,这里感知控制是针对某个具体动作的, 而且因情景或动作的不同而不同。
大学生在进行网上购物的时候,周围的口碑影响对其产生购物行为的作用较大。这是由于在进行购物网站的选择时,大学生愿意在已经购买过的网站进行消费,对于自身未发生购物行为的产品网站,感知控制力减小,心流体验减弱。这时则会相信口碑,他们认为这样会减少购物感知风险。所以在大学生周围其他消费者参与下,会增加大学生的满意度。感知控制力能增强消费者在线心流体验。
2.2 网站内容维度
本文采用远程感知变量描述影响网站内容维度的因素。远程感知最先在心流体验概念模型中提出,主要是指某个环境下远程感受到的体验, 这个环境可以是空间上远距离的或真实的环境, 也可以是虚拟环境。远程感知的意义在于当消费者在浏览网页时,消费者不仅可以感知到他所处的现实环境,而且还可以感知到由超媒体所定义的虚拟环境。
大学生网上购物行为是以操作计算机为前提的,所以其行为特点可以通过技术接受模型来进行分析。从感性角度分析,技术接受模型认为个体真正使用IT的行为由行为意向决定, 行为意向由个人对使用系统的态度和感知信息系统有用共同决定。影响态度的变量就包括对于技术的感知使用方便性变量, 感知使用方便可以提高在线消费者的工作效率, 从而带来愉悦感(如图2所示)。
图2 大学生网上购物影响因素模型3 研究设计
3.1问卷设计
本文根据基本理论模型的变量项目,做出基于感性体验的大学生网上购物行为影响因素调查问卷稿。本研究调查问卷共分为二个部分:第一部分对研究架构中所涉及的三个因子进行调研, 共有29道问题;第二部分为个人基本资料, 涉及被调研者的性别、年龄、专业等基本资料。
3.2 样本特征和抽样选择
本次研究的实践操作采取方便样本,对大连交通大学的研究生和本科生做了问卷调查。本研究发放问卷200份,有效问卷178份,有效率为89%。
3.3 数据分析
(1)信度分析
本研究采用Cronbach’s α系数衡量服务质量维度的信度,Cronbach’s α值越大表示信度越高,一份信度好的问卷其α值应在0.80以上,0.65~0.70之间表示可以接受,0.70~0.80之间表示相当好,本次研究各维度的信度分析结果(见表2),可以认为本问卷具有较好的可靠性。
(2)效度分析
本研究通过SPSS13.0对数据进行KMO样本测度和巴特莱特球体检验方法验证数据是否适合做因子分析。本研究中的KMO值为为0.859,巴特莱特球体检验统计值的显著性概率小于0.001,说明变量的相关度很高,非常适合做因子分析。说明该数据相关阵不是单位阵,具有相关性,说明统计数据是适宜做因子分析的。
在效度检验中,根据因子分析理论,本研究的评价模型由4个变量组成,共包含26个题项。本研究模型的构想效度为81.255%,可以认为本模型是有效的。
(3)因子分析
根据因子分析的决策规则应剔除不符合标准的数据后,对剔除后的26个题项做二次因子分析,测得KMO值为0.869,说明很适合做因子分析,分析结果(见表3)。
由此可见,影响大学生网上购物的感性因素为远程感知,感知控制力,网站认知和感知使用便捷性。四个因素均为直接正相影响。可见,心流体验的实证论点细分到大学生群体是可行的。
4 结论
在大学生个体产生感性体验之后,在结果上,会对冲动性购买产生造成影响。一般认为,不同冲动特质的消费者在接受同样的外界刺激后,会产生不同程度的冲动性。高冲动性消费者倾向于对产品做出乐观积极的评价,产生正面的反馈,从而实施更多的冲动性购买行为。
本文从大学生自身维度和感知维度,分析了对大学生网上购物行为的影响,将心流体验理论细分到大学生群体。影响大学生网上购物行为,从感性因素来看,主要有:
本研究因子分析的结果说明:高等教育服务质量的26个题项可以用四个因子来衡量,我们将这四个因子定义为四个属性:远程感知、感知控制力、网站认知和感知使用方便。各因子的特征值、解释方差和累计方差(见表4)。
4.1 大学生群体网站的感知控制力和网站认知
传统购物网站都以内容为导向,围绕这个核心,制定和实施网站的策略。大多注重内容与功能的展现。而非为消费者所设置的购物情境和以针对受众群体的个性氛围为导向。显然, 内容导向网站更为单调和乏味, 而情境导向网站更偏向于鼓励消费者的参与以及与之进行互动, 情境导向的网站更注重与参与者交互的场景因素, 增强了感知的控制力。这对于消费者的远程感知或消费者与网站之间的互动有重要影响。网站创造的环境对消费者在购物过程形成的愉悦的虚拟感受、搜索系统的易用性等都会影响消费者的感性体验,而影响最终的购买行为。
大学生对待新颖的购物方式,网站页面的色彩冲击和时尚理念的表达都有比较强烈的参与意识,如何设计使购物网站的内容, 让受众群体得以表达个性、发挥网络科技,从而激发其兴趣,增强其感知控制力,也是网站设计中要重点考虑的问题。
4.2 大学生个体特点和对待网站的远程感知
由于大学生的个性特性都比较明显,需求与行为追求个性化,比较注重商品的实用性和经济性, 要求商品具有较高的质量和效用。大学生易于接受新事物, 在购买商品时比较喜欢追求新颖和时髦、热衷于追随时代潮流。对网上购物这种虚拟购物方式,会产生共鸣,形成购买力。
在远程感知方面,一个网站通过自己的核心竞争力,提供购物体验的愉悦,使大学生在终端产生感知共鸣,并且形成一种社区归属感,有助于激发顾客形成正面积极的情感性反应,体验程度高可以加深顾客对网站的了解和信任,提高用户满意度,产生较强的网站再体验倾向和购买倾向,从而导致其浏览倾向的增强。
大学生的信息掌握途径主要为自己的购物经验,周围同学的口碑和网站口碑三个方面。关于熟悉品牌的口碑信息,无论是正面的还是负面的,对大学生已有的品牌评价没有显著影响。而对于不太熟悉的品牌,大学生通常没有完备的知识结构,从心理上易产生抵触情绪,感知风险增加,更容易因为其它信息而改变对该品牌的评价。无论是同学的口碑和网络口碑的作用就显得非常重要,口碑的内容主要有信息、新闻、经验、抱怨、建议、警告、推荐等。当信息量收集达到某一个水平后,大学生的自信程度也随之增加,产生了购物愉悦感,从而作出购物决策。
参考文献:
[1]朱治安.消费者网上购物意愿的影响因素研究[J].2008(24):346-350
[2]李桂华.大学生网上购物意向影响因素的实证研究[J].兰州学刊.2010(6):38-41
[3]丛芳.基于“心流体验”视角的在线消费者购买行为影响因素研究[D].上海交通大学2008:22-35
关键词:电路实验;教学体系;教学模式
作者简介:谌海霞(1973-),女,湖南长沙人,长沙理工大学电气与信息工程学院,高级实验师;李平(1974-),女,湖南长沙人,长沙理工大学电气与信息工程学院,高级实验师。(湖南长沙410076)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)08-0098-01
电路实验是电类专业一门实践性很强的技术基础课程,是学生进入专业基础阶段所进行的重要实验课。近几年,为了提高实验教学水平,长沙理工大学逐步进行了一系列实验教学改革,包括针对电类专业的学生将电路实验单独设课,改变了电路实验教学完全依附于理论课教学的状况;将传统的课堂讲授与多媒体教学方式有效结合,增加实验的趣味性、可理解性;合并部分验证性实验,适量增加综合性实验和设计性实验;实施了由操作成绩、报告成绩和操作考试成绩三大部分组成的实验考核环节;通过网上预约实验项目,初步实现了部分开放式实验教学模式。这使得学生在获得关于本专业实验基本的、初步系统的知识之外,实验技能与分析问题的能力都比以前有了较大的提高,但同时也存在不少问题:实验单独设课后,个别实验与理论处于一种“异步”状态;由于实验条件的限制,个别新增的综合性实验与设计实验误差较大,实验效果不很理想;实验内容与PLC、EDA等及相关软件未能很好融合;学生过多地依赖实验指导书,在实验过程中处于被动的接受地位,使实验完全变成了一个按指示进行的操作过程,不利于学生探索与创新精神的培养;三性实验内容的选择以及所占比例都有待改革;目前的实验考核方式并不能全面考评学生的实验能力;个别三性实验在既定的2个学时内无法完成;没有一种有效的手段对学生的预习情况进行检查,造成许多学生忽视实验预习,因而实验过程带有一定的盲目性。
因此,为使实验环节能真正达到培养、提高工科大学生综合工程素质能力的目的,我们对电路实验教学进行了研究与实践。
一、建立以能力培养为主线、分层次的实验教学体系
按照理论与实践相结合的原则,“以基础性实验为先导,逐步增加综合性、设计性、创新性实验项目,并把课外电子科技制作、电子设计竞赛培训等有机地结合起来”,构建了以能力培养为主线的三层次实验教学体系。
第一层次:基础理论与实验技能培养。通过基础性实验项目,要求在电路课程基本原理、方法和概念进行验证的基础上进行引深分析,掌握电测量的基本方法以及实验数据分析、处理方法,达到满足电路实验基本操作技能和基本知识能力训练的目的。
第二层次:综合应用能力培养。以综合性实验项目和虚拟实验项目为第二层次,这一层次作为电气信息类专业和多学时非电类专业的必修实验项目、少学时非电类专业的选修实验项目,不同层次的学生可以根据自己的专业培养要求和兴趣爱好选择。如谐振电路及动态电路的研究等实验,通过硬件实验,让学生寻找谐振点和临界电阻值,观察波形;通过虚拟实验使学生掌握电路及波形的综合分析方法。利用大规模可编程逻辑器件,让学生组合出各种逻辑、时序应用电路,提高综合运用知识的能力。
第三层次:创新思维与设计能力培养。通过研究创新型实验项目和课程设计训练,使学生掌握电路设计方法。能够运用新的设计工具和新的元器件设计与调试出新颖、高性能的应用电路,这一层次主要针对电气信息类专业和多学时非电类专业学生开放。
二、科学合理地编排实验项目,适当提高“三性”实验比例
增加“综合性、设计性、研究创新性”实验项目是培养具有创新精神的工程应用型人才的需要,因此在实验教学内容选取上本着注重内容的科学性和新颖性、实验方案设计有利于启迪学生科学思维和创新意识的原则,对原有实验项目重新编排认证,整合实验内容,更新实验项目,减少验证性实验,适当增加综合性、设计性、研究创新性实验,引入虚拟电子工作平台(EWB),开设虚拟、仿真实验。在教学组织上按照认识规律采用循序渐进的方式,由基础到综合、由简单到复杂设计实验项目。让学生先了解单元电路性能,学会实验仪器设备使用,然后指导学生进行功能电路和综合电路的设计、制作、安装、调试,并学会虚拟仪器、EDA方法的应用,最后引导学生进行创新研究性质的教学实践活动。
经过两年的研究与实践,电工电子实验教学中“三性”实验项目已达实验项目的74%,大大激发了学生的学习兴趣,培养了学生的应用能力和探索精神。
三、采取“精讲、示例、设问、点拨、研讨、评析”的课堂实验教学方法
在实验教学中采取“精讲、示例、设问、点拨、研讨、评析”的课堂实验教学方法,强调学生的自主性和独立性,充分给予学生自主训练的空间,让学生自主训练,独立完成各个层次的实验。
基础性实验:强调操作的规范性,教师“精讲、示例”,采用互动式教学,学生独立完成实验。
综合性实验:强调启发性、自主性,注重培养学生分析问题、解决问题的能力。采用“设问、点拨”的教学方式,即教师提问、学生讲解、教师解答相结合的互动方式。同时,鼓励学生课余时间进入网上虚拟实验室,自主完成虚拟仿真实验。
设计性、创新性实验:强调学生研究创新能力的培养,采用“研讨、评析”的教学方法。提出设计研究课题,要求学生在实验前根据实验项目要求查阅文献资料,设计实验方案,交教师评析后进行实验,实验后整理实验数据,写出实验总结。
上述实验教学方法体现了循序渐进的原则,有利于学生工程实践能力和创新能力的培养。
四、采取充分利用网络资源与计算机辅助教学软件的实验教学模式
依托学校的网络课程教学平台创建了由多媒体课件、电子教案、网络课程和虚拟实验室、Flas演示实验、可视化仿真和远程实验构成的网络实验教学环境,在课程教学网站上不仅有丰富的实践教学资源,还开辟了“在线答疑”栏目,要求学生充分利用课外时间完成实验预习工作,定期通过在线测试系统进行自我测试,通过在线答疑系统实现师生的在线交流。对于综合设计性实验,要求学生在课前登陆网上虚拟实验室,自主进行电路设计,经教师检查合格后再到实验室进行硬件实现。要求学生做完实验后必须将实验原始数据交指导教师签字,方可离开实验室。
这种教学模式取代了粉笔加黑板的教学方式,避免了学生在实验过程中的盲目性,提高了实验教学效果,同时可以在不增加实验学时的情况下较好地完成实验内容,解决个别实验课时不够的问题,也为后续专业课的学习及毕业后尽快适应工作打下良好的基础。
五、实验室实行全方位开放,鼓励学生独立自主地完成实验
为了适应社会对创新人才培养的要求,培养学生的创新意识和实践能力,发挥实验资源效益,我们实行实验教学开放运行,教学资源实施统筹调配,资源共享。实验室实行开放式实验教学模式,全方位开放实验室。学生通过网上预约系统与本学期开设的课程同步选课。期末考试成绩在网上报送。在没有课程安排的工作时间内,各分实验室随时对校内学生开放,让学生进入实验室自主完成实验,同时,鼓励学生自带项目进行研究性实验,鼓励学生独立自主地完成实验,教师提供必要的辅导。
六、建立了多元实验教学考核方法
为更加全面地考评学生的实验能力水平,同时提高学生对实验课的重视程度,我们重新制定了考试大纲,建立了多元实验考核方法,考试管理严格、规范。实验考核分为平时考核和期末操作考试两部分,学期实验总成绩中平时实验成绩占60%、考试成绩占40%。具体做法如下:
(1)各个实验项目占总成绩的比例适当。一个学期中开设的实验项目很多,为了不让学生疏忽每个实验,每个实验的成绩占总成绩要有一定的比例,比例大小根据实验内容的多少、难易程度来划分,各个实验项目成绩之和占总成绩的60%。
(2)实验项目成绩评定具体化。每个实验项目成绩评定由预习、实验操作、实验记录、整理实验装置、完成实验报告等环节组成。
(3)选择典型的实验项目作为综合考核。学生一学期实验结束时,我们全过程对学生进行综合考核。选择有代表性的实验制成实验考试题库,学生在实验考试题库中随机抽取试题进行测试,学生自行设计电路,相同题目其选择的参数要求不同,考试测试时间为1小时,测试完成后要有实验结果、数据处理及问题讨论;测试前实验目的、实验原理阐述清楚;操作时实验电路规范。该测试成绩占学生学期实验总成绩的40%。
通过对长沙理工大学电路实验教学当中存在的实际问题进行研究与实践,建立了新的实验教学模式,让学生在有限的学时内对这门课程产生更浓厚的兴趣并掌握基本的实验方法与技能,摆脱对实验指导书的依赖,充分提高了学生学习的主动性,培养了学生创新意识、创造能力和综合解决问题的能力。
参考文献:
[1]汤放奇.电工实验指导书[R].北京:中国电力出版社,2004.
[2]蔡灏.电工与电子技术实验指导书[R].北京:中国电力出版社,2005.
关键词:通信电子线路;教学改革;创新型科技人才
引言
通信领域的飞速发展使得射频电路设计成为当今研究的热点问题,通信行业急需大量具有扎实理论知识和较强实践经验的科学技术创新人才。而我们国家倡议的“大众创业,万众创新”,也使得创新成为国家和民族的首要要求。当代大学生正是创新创业的主力军,高校作为培育大学生的摇篮,承载着培养创新型人才的任务,高校培养的人才创新能力如何,直接影响着国家创新工程的进展。作为电子信息类专业的重要基础课之一,通信电子线路主要介绍了无线通信系统的发射和接收设备的组成原理及实现电路,是理论性和实践应用性并重的课程,并随着电子信息科技的发展而发展。由于课程涉及到很多的理论性知识和复杂的数学推导,难度大理解困难,如何在有限的课时内让学生对大纲要求的内容学以致用,就成了高校教师们需要研究的问题。传统的填鸭式教学模式是以教师为主导,过分强调知识的传授而忽略了学生能力培养的问题,在一定程度上制约了高等教育教学质量的提高。高校要加强对大学生创新能力的培养,只有通过课程教学改革的实施,改变以往的教学理念、教学模式和教学方法,才能引导和激发学生学习的积极性、主动性,增强学生的自主学习能力和创新探索能力,为培养创新创业型人才打下坚实的基础。为了培养国家所需的创新人才,海南大学信息学院的通信电子线路课程组积极响应国家的号召,在调研学习了国内外的教学方法和学生培养方案后,结合本学院的专业特色、学科优势和生源情况,对于通信电子线路课程实施教学改革。在教学改革过程中,课程组克服了如下问题和困难,提出了相应的改革措施,取得了良好的阶段性教学效果。
一、教学改革中的问题
(一)教材方面的问题
海南大学信息学院所开设的通信电子线路课程,一直以来使用由张肃文主编的《高频电子线路》(第五版)这本教材。该书以单元电路的分析和设计为主,主要围绕由调幅发射机和超外差式接收机组成的通信系统展开,详细介绍了各部分电路的基本原理与基本分析方法,是学习高频电路的经典教材之一。参考的教材则有曾兴文《高频电路原理与分析》(第三版)、王卫东《高频电子线路》、陈帮媛《射频通信电路》、申功迈《高频电子线路》和沈伟慈《高频电路》等教材。这些教材的共同特点,或者说高频电路的特点,就是概念多、电路图多、数学公式多。单靠一本教材是无法学好这门课的,且由于新技术、新元件、新电路不断出现,教学内容也要与时俱进不断更新,否则就无法跟上通信电子行业发展的脚步。
(二)教师方面的问题
不管是传统的填鸭式教学,还是现在的项目化教学[1]、讨论式教学[2]、启发式教学[3]、混合式翻转课堂教学[4]等,教师都是教学过程中必不可少的重要组成部分。通信电子线路作为专业必修课,给本科学生授课的教师大致有三类:老教师,专家教授和青年教师。然而,大部分老教师的知识储备一成不变,即将退休的他们不再求新求变,无法让学生及时了解国内外最新技术,理论知识容易与现实发展脱节;专家教授们太过专业,对于基础知识容易一带而过,学生思维不够敏捷很难跟上节奏;新引进的青年教师,要评职称要搞科研,压力太大对于上课有心无力,同时也因为缺少经验,容易忽略学生学习过程中遇到的问题。高校要培养创新创业型科技人才,对于教师本身提出了更严峻的要求。教师的知识储备有否与时俱进,授课方法能否及时更新,教学经验是否丰富,都会影响到学生的学习成长。
(三)学生方面的问题
高校扩招和各地教育水平不同,使得学生的综合素质有较大差别。学生作为学习的主要对象,其学习能力和方法直接影响着最终的学习效果。由于传统的教育模式过分强调知识的传授而忽略了学生学习能力培养的问题,学生只会被动地接受知识,其学习效果受教师的授课效果制约。从初高中养成的应试型学习习惯,导致学生只对考试的重点感兴趣。为了应付考试,死记硬背,考完就忘。通信电子线路的先修基础课程是电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等,学生在学习本门课时,基本上把基础知识忘得差不多了,使得在课程的一开始就跟不上,最终导致厌学畏学。另外,通信电子线路这门课应用性强,对于学生的动手实践能力有较高要求。在以往的教学过程中发现,学生们对于实验,往往只会照着实验书,按部就班。即使是这样,也有很大一部分同学无法独立完成实验,动手实践能力较差,需要大大改善。
二、教学改革中的困难
(一)理论授课上的困难
近年来,由于电子通信行业的蓬勃发展,通信电子线路的课程内容也随之更新。在额定的课时里,课程内容的增加,导致学生的学习压力也随之增加,同样的还有教师的授课压力。如何在规定的时间里,将大纲要求的内容清楚明白地传授给学生(要求讲清基本概念、典型电路图结构、基本原理和基本分析方法,同时又尽可能反映本门学科国内外的先进科学技术水平),使学生在掌握大纲规定的知识的基础上,及时了解最新的相关领域的发展动态与知识等,这成了通信电子线路课程组老师在理论授课时的一大难题。
(二)应用实践上的困难
在应用实践上,通信电子线路要求学生抓住并突出高频电子电路的特点,树立起在应用与设计时应具有的工程观点,培养学生的工程思维能力、分析解决问题的能力、动手操作的能力、使用先进软件仿真的能力、利用近似工程法估算实际单元电路的能力、以及灵活应用的能力。然而由于实验学时较少,一般都只是要求学生能够按照实验指导书的要求一步一步地完成实验步骤,对于上述要求的能力和思维没有达到锻炼与提高的目的。而且受经费等条件的影响,一般实验室只能提供仿真实验,无法进行实物电路设计与仿真。
三、教学改革初级阶段的教改方案
为了培养创新型科技人才,提高学生的工程思维能力和实践创新能力,通信电子线路课程组以目标为驱动,结合项目化教学、研讨式教学和翻转课堂式教学等,结合海南大学的实际教学情况,提出初步的教学改革方案:首先,建立通信电子线路课程组,以课程组的形式,授课教师之间进行新老相帮,互携互带。老教师向新教师传授上课经验,新教师帮助老教师更新知识储备。由经验丰富的教师统筹规划通信电子线路的课程设计、理论课和实验课的课时,设计教学大纲、列出课程设计题目、安排相关实验内容。年青教师则进行网络平台建设,课程相关资源、趣味知识等;其次,在理论课选课时,要求学生以小组为单位同时选择课程设计题目,并利用假期时间先行查阅相关资料,了解课程设计题目所涉及到的相关知识,并对教学大纲中的部分内容按要求进行补充;再次,理论课开课时,以答辩的形式,对每个小组的假期工作进行一次考核,使授课教师对学生有一个大致的了解,这可以督促学生在假期中切实完成相关工作。帮助学生对于整个题目建立一个完整的理论构架,明白需要学习的理论知识和实验手段,对之后进行规划;第四,在上课过程中教师重点讲授基本概念、基本电路模型、基本数学推导、复杂电路分块分析和整体分析、基本分析方法等。将实验课与理论课结合交叉,要求学生及时利用Multisim软件对高频电路各部分模块进行仿真分析,并完成相应的质量指标的仿真验证实验;最后,课程设计要求在学期最后一个月内完成,所需要的电路元器件由课程组共同提供。期末考试则主要考核学生的综合型复杂电路分析与电路设计,强调工程思维和整机分析的能力考核,弱化对解题技巧的要求。学生的最终成绩分为两门:课程设计成绩100分(开题答辩30分,结题报告70分)和理论实验成绩100分(实验成绩30分,期末成绩70分)。
(一)个性化的教学内容
通信电子线路课程组结合最新的行业发展讯息,每一年都对教学大纲进行调整。课程组的老师根据上一学年课堂教学的实际状况、学生满意度调查、教学效果考核等多方面的反馈信息,相应对教学内容进行适当调整,除了必要的基本内容(基本概念、基本电路模型、基本数学推导等)外,适当删减过时的内容,及时补充新的工程实践相关的知识。主要的教学内容以经典教材(张肃文的《高频电子线路》第五版)为主,课程组结合课程设计提供有针对性的教学大纲给学生,要求学生先在假期自学,大纲里涉及到的教材里没有的内容需要学生进行补充。在理论课开课前,经授课教师确认后形成个性化的教学内容,并在学习过程中不断完善。
(二)混合式的教学方法
课程的基本内容通过引导式、启发式和讨论式的教学方法,在课堂上进行讲授。首先从已经掌握的知识点出发,通过尝试、探索的角度设计提问和进行讲解,引导学生体验概念、定理、分析方法等的发现过程。其次,针对授课内容,课程组老师精心设计一系列的问题,鼓励学生思考和回答。第三,教师针对某个重要的知识点设计问题组织学生进行讨论,通过学生间和师生间的互动,促使学生主动思考,在辩论中加深对所学知识的理解。课程的补充内容则通过翻转课堂的形式进行学习。学生在课前利用网络教学平台,学习相关知识点的教学录像、Flash、PPT等学习资源来完成这部分内容。课堂时间则主要用于学生之间、学生与教师之间的互动和讨论,讨论内容主要包括学生在课前自学时不明白的知识点,课前布置的练习和相关的工程案例等。通过上述几种教学方法的有机结合,紧紧抓住学生在课堂上的注意力,围绕授课内容督促学生主动进行探索和思考,激发学生的主观能动性,加深学生对基本概念的理解和对基本分析方法的掌握,还能培养学生勤于思考、敢于质疑、善于分析和解决问题的能力,有助于培养学生的创新精神。
(三)多样化的教学手段
1.多媒体课件与传统板书相结合课堂讲授内容通过多媒体和传统板书相结合进行传授,以多媒体为主,板书为辅。多媒体课件可以形象直观地演示那些理论概念,而板书可以带领学生一步步地进行公式定理推导,激发学生的学习兴趣,增强师生间的互动,提高教学质量。2.在线网络学习网络学习平台借助现有的“电子、通信系实验室”网站和“海南大学网络教学平台”进行建设,平台上的资料主要是与课程相关的历史背景、工程案例、趣味知识等,拓宽学生的知识面,增强学生的学习兴趣,激发学生的求知欲。平台还设置有在线测试、问卷调查和讨论区等互动环节。在线测试可以帮助学生进行自我检测,了解自己的不足,并调整自己的学习节奏。问卷调查可以帮助教师了解学生对课程的想法和需求,进而及时调整授课进度,并在下一学年调整课程内容。学生在讨论区可以讨论课程相关问题,可以交流学习心得,分享学习经验,对于在线测试的内容可以互帮互助,活跃学习氛围。3.小组辅导课程组老师分批次对课程设计小组进行阶段性辅导,帮助学生正确把握所需要掌握的理论知识。对于课堂上没有覆盖到而课程设计有需要的知识点进行补充,推动学生完成课程设计的进度。通过小组辅导,教师能够及时准确地了解学生的情况,以便更有针对性的教学。某些知识点,如果学生没有掌握明白,教师可以为其适当地补充实验仿真内容,鼓励学生课余时间主动走入实验室进行验证性学习。4.验证性实验学习通信电子线路的实验课是课内实验,实验考核成绩当作平时成绩按30%记入期末考核总成绩中。因此实验课内容肯定是与理论课内容紧密结合的,通过实验手段帮助学生对理论知识中涉及到的各部分电路模型的质量指标进行验证分析,进一步帮助学生巩固所学的知识。5.以赛促学,以赛促教课程组老师鼓励学生们积极参考电子信息类竞赛,通过竞赛激发学生的主动学习,帮助学生系统地建立知识架构,学会从工程实践中归纳出科学问题的能力,有效地形成实践到理论再到实践的知识转化。学生通过比赛促进学习,教师通过指导比赛来促进教学。
四、结束语
为培养和提高学生的工程素质和创新实践能力,改变教育理念、教学方法和教学手段,是当前高校工程教育改革的大势所趋。以此为指导思想,通信电子线路课程组对教学内容、教学方法和教学手段进行全面的调整、改革和优化。实践表明,学生的学习兴趣有所提高,学习风气大有好转,工程思维能力和应用实践能力有所提高,教学改革初步取得良好效果。
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关键词:电子技术;CDIO;虚拟仿真;教学改革
1引言
电子技术是上海工程技术大学非电类专业学生的一门公共基础实践课程。电子技术实验课程不仅可以巩固学生课堂所学的部分基础知识,而且有利于培养学生工程实践和创新能力。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)模式,即“构思—设计—实施—运作”模式,其在电子实习教学中得到广泛应用[1-6]。上海工程技术大学工程实训中心也通过开展CDIO模式的电子实习实践,不仅强调学生对电子技术、电工技术等课程基础知识的复习和掌握,也注重在基本技能训练过程中培养学生团队协作和创新精神[2]。它通过项目的构思设计和实施运作,将学生的整个课程体系有机地结合起来,从而达到知识的系统学习和工程实践能力的全面提升。
2电子实习教学改革前存在的问题
学生在课前预习率不高,导致自学能力提升不足实习学生在实习上课前都会分到电子实习教材,大多数学生没有对教材进行课前预习。在电子实习期间,教师在实训教室对实习教学进行讲解,学生基本上被动听课。在实习过程中,学生完全听从教师的安排,不少学生缺乏主动性和积极性。如果学生课前进行课前预习,会带着些疑问进行听课和动手实验,这样课堂收获会更大,并在此过程中培养自学能力。教学内容陈旧,教材和实习内容很多年没有发生变化,不能很好地适应社会需求电子实习项目内容只包括直流稳压电源的焊接和调试,该实习内容应该属于20世纪90年代的直流稳压电源的做法,属于市电不控整流AC/DC变换,功率因数很低,该架构在实际应用中已经很少采用。实习的内容陈旧,不能有效涵盖电子技术、电工技术等教材的知识点。如核心的负反馈电路、运算放大器等其他重要的知识点,没有涵盖实验项目。教学过程中理论和创新方面互动环节偏少目前在实习过程中,学生和实习教师互动环节很多,但涉及理论和创新方面的很少。在实习过程中,不少学生对电路原理不是很理解,关心的重点就是要如何把实验结果给做出来,对电路工作原理是什么,如何对其进行改进,他们很少关心,造成实践教学效果有欠缺。学生考核内容不科学,不能很好地反映学生对知识点的掌握、运用和创新能力目前学生实习成绩包括考勤、实验完成情况和实习报告三大块,不能客观体现学生对知识点的理解能力和创新能力。由于实验是分组进行,学生人数较多,实习教师工作量大,不可能正确评价每个学生在实习中的表现,可能会存在滥竽充数的问题,出现不努力的学生通过一份好的实验报告,就有可能获得好的成绩等不合理现象。
3教学改革与实践教学模式介绍
根据之前电子实习环节出现的问题,立足学校实际情况,通过引入虚拟仿真环节,对以CDIO工程教育理念为指导的电子实习教学环节进行教学模式的补充与完善,加强学生主动性,增加知识点运用及创新互动环节,培养适应新时期社会需要的创新型人才。具体的教学改革措施与实践情况如下。1)建立以服务学生、引导学生创新为目标的教学模式,通过在实习前让学生使用MATLAB、Saber、PSIM等计算机虚拟仿真工具进行仿真模拟,提前模拟做技术工作所需要的工作步骤,加强学生对基础知识的理解,并在此基础上引导学生独立思考,培养他们进行自主学习的能力,适应社会需要。首先要求实习教师树立服务引导学生的教育理念,改变填鸭教学模式,在实习前依据CDIO工程教育理论,注重对学生电子实习课前的预习任务进行安排,增加课前仿真预习环节作业。指导教师教授学生使用合适的仿真软件,学生通过使用MATLAB、Saber、PSIM等虚拟仿真工具进行电子原理图仿真模拟。这样一来,学生通过计算机虚拟仿真环节,对实验中需要手动搭建的原理图已经有了很好的认知。教师在实验过程中可以帮助学生有针对性地提出问题,帮助他们掌握电子实习原理图的工作原理。2)电子实习过程中采用学习、仿真、实验、创新实践教学模式,帮助学生有效理解和运用知识,进而产生知识创新的能力。将电子实验教学模式进行改革与创新,实施过程分解为学习、仿真、实验和创新四个主要阶段。学习主要包括课本知识的学习与理解以及介绍仿真的作用,在这个阶段包括教师课堂讲授和学生课前课后学习等。实习教师需要给学生讲述电子技术的应用范围及发展趋势,并带领学生参观之前学生进行电子实习的优秀仿真及作品,激发学生对电子知识的兴趣。仿真主要是在搭建仿真电路及仿真调试的过程中帮助学生更好地理解和消化知识点。这个阶段要求学生分组进行仿真练习,实习教师主要引导学生逐步掌握电路模块的调试和诊断能力,在学生仿真过程中引导和启发他们在元器件损坏、线路连接不良等条件下,对可能会出现的问题进行仿真分析和分组讨论,增加互动环节,帮助学生对常见电路故障进行分析,在实验时遇到问题和困难都可以很快解决。该阶段有助于培养学生分析和解决问题的能力。实验主要是通过实际操作环节完成上机实验,并获取正确的实验结果。在这个阶段,实习教师要引导学生结合仿真和实验结果进行比较,对于仿真和实验结果可能会出现的偏差进行分析,这样有助于增强学生工程实践的概念。创新主要培养学生创新知识的能力。实习教师通过提出一系列创新项目,对学生进行项目引导,学生自由组队、分工合作,共同完成创新项目的原理图设计、仿真验证及优化、电路焊接和性能调试,达到或超过项目目标。这个阶段注重发挥学生的创造性,学生根据项目的任务要求,自拟方案、自主设计、独立调试,实习教师只是启发和引导他们,同时在小组碰到难题时提供必要的帮助与支持。3)利用虚拟仿真拓展实验不具备的项目内容,引导学生对关键知识点进行仿真,强化学生知识点的掌握和理解能力,并在电子实习教学课程完成后增加创新设计环节。在电子技术、电工技术等课程中核心知识点很多,对于在电子实习中没有涉及的知识点,引导学生对其进行仿真,并同时提供一些已经完成的仿真程序,可以让学生更直观地了解电路工作原理,拓宽、加深对知识点的理解,避免出现以往死记硬背、考完试就忘记的现象。对于没有纳入电子技术实验又非常重要的知识点,如运算放大电路比例积分负反馈、一阶暂态电路瞬态分析等内容,也要求学生进行虚拟在线仿真,加强对知识点的理解。并在此基础上让学生进行难度较大的仿真,增强他们掌握运用知识点的本领,进一步提升创新能力。4)建立大学生创新工作室,为学生继续开展项目研究提供硬件保障和技术支持。在完成电子仿真及实验后,不少优秀学生的创造力被激发,他们表达了类似的愿望,希望对电子实习内容进行进一步的项目拓宽及技术探索。为此,工程实训中心建立大学生创新工作室,聘请有经验的教师作为学生导师,为学生在课外项目方案确定、仿真评估、实验验证过程中提供必要的技术指导和帮助。同时,工程实训中心全力支持大学生创新项目的实施。5)针对优秀的学生,鼓励他们参与教师科研项目,进一步提升技术能力。对于在电子实习中表现优秀的学生,工程实训中心教师根据每个学生的特长,让他们分工合作,共同承担一部分教师的科研任务,主要包括资料查阅、原理图绘制、电子元器件封装制作、仿真模型搭建、电路调试、数据测量等内容。这样可以更好地开阔学生的视野,较好地培养学生的团队意识,拓宽学生的知识面,激发他们的潜力和创造力。
4教学效果
通过学生仿真和实验报告、调查问卷、师生座谈和大学生创新项目等形式,了解到进行电子技术实习教学改革尝试之后,广大学生普遍感觉受益匪浅,主要表现在以下几个方面。个人自学能力明显提高,对知识点的理解更加透彻之前在课堂上学到的理论知识,到了电子实习阶段,不少学生已经忘记很多。为了完成电子实习仿真作业,团队成员前期必须翻看之前课本教材,查阅仿真技术资料,搭建仿真模型及进行仿真分析,通过虚拟仿真可以帮助他们有效理解、掌握相关知识点,掌握技术研究仿真模拟算法,提高运用电子知识的能力。采用仿真技术有效提高电子实习效率前期仿真学生花费的时间虽然较长,但主要是占用他们的课前课后时间,学生在自己搭建仿真电路并进行仿真调试的过程中,已经对电路工作原理有了比较清晰的认识,后期手动焊接电路调试阶段的时间大大缩短,提高了电子实习效率。增强学生创新能力不少学生在实习报告心得体会一栏写到实习的最大体会,就是学习了如何掌握电子知识的正确的学习方法。仿真对电子实习帮助很大,通过增加虚拟仿真等环节,使得学生可以更好地理解目前实验室不具备的实验项目,使得他们采用虚拟仿真等手段对感兴趣的项目进行仿真分析,这也激发了他们的创新能力。不少学生在实验报告后续项目中列出不少新颖的提案,也有不少学生建议把仿真提前应用于之前的电子技术和电工技术的教学中去。培养学生团队合作精神及沟通能力电子技术实习过程中由于任务繁重,学生需要进行分组实验。在实习过程中如何搭建仿真模型,如何进行参数调整及模拟异常情况,以及后续的动手实操环节等,都需要组内学生共通讨论、分工合作,一荣俱荣,一损俱损。每个学生要发挥自己的作用,做好自己的工作内容,其中任何一个环节出现失误,都会影响到小组成绩。为了保证实习的正常进行,需要学生发挥主动性,除了完成自己的工作,对于组内其他学生在工作中出现的问题都要及时提供帮助,在这个过程中也无形地培养了学生的合作精神和沟通能力。
5结语
通过引入虚拟仿真环节,应用在以CDIO工程教育理念为基础的电子实习教学中,对电子实习教学模式和考核方法进行改革,增加课前预习仿真作业,重视仿真对实习过程的理论指导作用,通过仿真加强学生对基础知识的理解和灵活运用,并在此基础上拓宽学生的仿真范围,进而引导学生培养创新能力,有效提高了电子实习教学的质量,增强了教学效果。
参考文献
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验证性实验强调证明科学事实、概念、理论的活动,通过完整的实验框架和实验过程的完成,重新验证实验结果是否达到原理所描述,目的重在使学生理解和掌握这个实验,以达到熟悉生物相关原理的目的。一般常规是通过介绍相关原理,回顾重要的概念,再介绍实验步骤分析实验结果,提出注意事项,或针对学生普遍容易出现错误的实验操作进行示范,最后引导学生科学结论验证。
验证性虚拟实验教学过程
(1)验证性虚拟实验网页组成验证性虚拟生物化学实验室的网页页面由图1所示。(2)实验例证基因体外扩增技术(PCR实验)①原理:先图示或动画PCR原理、过程和应用,并解释相关概念,包括引物、DNA聚合酶、核苷酸、模板等基本概念。②样品、材料准备:包括相关试剂、PCR仪、手套、无菌操作台、枪、枪头等,并配上相关图片。③PCR扩增:包含PCR过程、结果,用动画和图片,充分让学生了解其原理和过程。④PCR结果检测:对出现的结果分别进行分析。有单一条带是表明PCR是特异性扩增,无条带可能是什么原因,条带不单一可能是什么原因,每一结果都用不同的图片来显示给实验者,让学生在虚拟情况下就能分析实验结果。用虚拟PCR仪代替传统仪器来进行数据处理,观察和分析实验结果,结合实验图片或动画将每个步骤的过程展现给实验者,把每个步骤中容易出错的部分给标记出来,并对实验的不同结果进行分析,这样能有效地帮助学生理解问题并对错误操作有感性认识。
综合性虚拟实验教学组成
虚拟实验室也可增加综合性实验。在虚拟实验室中,尝试用已有的报道的研究资料作为综合实验的来源。将生物实验研究的学习置于探究的背景下,将综合性实验已有报道看成“问题是什么”,“用何种实验能回答这个问题”,“如何设计实验进行验证”,也就是“What?How?Why?”从而重视在探究过程中获得综合素质的提高,使科学知识能在不断的设问中得到升华。(1)综合性虚拟实验网页组成本实验室所作的综合性实验网页如图2所示。其中研究文献包括本实验的研究报告及相关文献。综合性实验还可通过让学生自由选题,设定实验方案后,利用虚拟仪器进行实验,并作出结果预测,从而来提高学生的创新和科研能力。(2)实验例证研究干旱对植物抗氧化酶的影响[6]。①写出本实验的研究背景,研究目的。首先阐明植物受不良外因影响后,会出现的各种现象。研究干旱地方植物抗旱生理生化状况,对干旱地方植被恢复奠定良好的理论基础。开展植物抗旱的生理抗(耐)性机理能为植物物种栽培提供依据。②列出实验的假设,并据此设计实验过程。植物在不良环境,会出现相应生理生化变化,测定相应气体交换参数,测定相关的抗氧化酶的活性变化。各种抗氧化酶在生物体中的作用,并分别写出相关酶的测定方法。③结果分析。对不同状态下的结果进行分析。④后续实验的进一步完善。对实验证明不完善的地方加以分析,并提出完善的方法,运用多种实验方法加以改进研究。本实验则可以在测定生理生化变化后,进一步进行基因表达的研究,检测不同条件下基因表达的变化。再将相关的文献附上[7-9],即可让学生明白研究具体课题的一个基本步骤,为其今后的科研打下良好的实验基础。本实验室的综合性实验包括植物的抗氧化酶研究、内生菌的抗菌物质提取、多糖的抗肿瘤研究等8个实验。这些实验,通过选取不同的实验材料,采用不同的实验方法,让学生对科学研究的过程有一个深入的了解,能弥补简单的独立实验不足,对学生今后的更进一步的深造打下坚实基础,效果显著。学生普遍反映对其生物化学知识有了深入的了解,并对科研论文有了基本认识,提高了学生毕业设计的实验设计能力与实际动手能力。
虚拟实验视频
实验视频是通过现场录制,展示实验所需仪器、操作过程、实验要点。通过视频,教师进行详细讲解并作出示范,可给学生直观认识,并在视频中详细指出实验过程中易错之处,对出现的不同结果进行分析实验。大型精密仪器也可以在虚拟实验室中全面展现,诸如基因测序仪、细胞流式仪、核磁共振等。学生还可掌握生物医学中前沿实验技术如酵母双杂交技术和蛋白质双向电泳。通过虚拟的过程了解其原理、操作条件、操作过程,在无消耗的情况下可节省资源、节约时间、节省场地,并可加深实验认识,开拓视野,增强学生的动手能力。
关键词:计算机;电工实验;特点;强化
电工技术是电学专业、工程类专业、机械制造等专业必修的基础课。按新教学大纲要求,该课程实践环节应掌握电路原理分析的仿真、验证性实验,单相、三相电源的参数测定实验、仪表的使用与数据的采集,电机的原理、电机的控制分析验证等内容。虽然是一门传统课程,但是为了与现代工业、科技相适应,课程内容有了很大的更新和改进,添加了计算机绘图、仿真等内容,因此计算机技术作为现代教学创新的催化剂,给机电专业教学带来了新的变革,已经全面地融入电工课程实验实践教学之中,并且起到了越来越重要的支撑作用。
1 新时期计算机在电工实验中的应用现状
1.1 电工实验室的与时俱进
以前,电工技术实验室通常是在水泥台或木桌上放置许多不同的仪表,每次上课前教师都要花很长时间准备实验,调试各种仪器仪表。如今则是一体化的智能型联网实验仪器台,是集计算机、示波器、多种电源、电压表、电流表、功率表、各种按钮于一体的系统,完全用计算机控制实验许可和进程,方便管理。这样的实验室配置是以“职业岗位培养模式”下学生实践能力的培养为出发点,符合新时期大学生电工专业教学大纲的要求,体现了专业能力培养与市场接轨的时代特征。
1.2 计算机网络教室是传统多媒体教学的升级
电工技术实验室的每个试验台配有一台计算机与教师机联网,教师可以控制每台设备的电源和信号,可以同传图像数据、文件等。讲授理论课时,教师将教案、PPT利用网络教室系统进行播放,让学生实时观看和听课。网络教室系统替代了传统意义上的多媒体投影教学系统,更加方便快捷。上课时学生在实验室查资料、计算、用绘图软件进行绘图,在自己的试验台上完成作业,实时提交给教师检查;教师可以在线给出相应的成绩和评价。
1.3 实验中计算机不可缺少
如今电工、电路原理实验均涉及被测量信号的采集与储存,因此计算机在实验中起到了关键作用,如用电压电流表测量实验电路中的数据,需要将数据直接收集到计算机中教师设定的实验报告表格中,然后由计算机按照设定的计算公式自动分析计算出结果填入表格中,同时用示波器将得出的波形传入计算机中,学生利用图形抓取软件将其波形抓取下来生成相应的图片,载入相应的文档或加入实验报告中。最后,学生可以直接提交电子实验报告给教师检查评价,也可打印出纸质的实验报告交给教师存档。这样省去了教师在黑板上写,学生绘制实验报告格式表格,画出相应的原理图和制作数据表格的过程。
1.4 仿真是学校教学的重要方法之一
目前高校采用仿真的方法进行电工技术、电路分析教学。仿真必然依托计算机,因此计算机是仿真实验教学的工具和核心,如戴维南实验、叠加定理实验,若采用仪表测量数据总会存在一定的误差,最后的测量计算结果综合各个环节的误差,将与定理内容不完全符合,而利用仿真实验数据则相对准确。通过这两种实验,学生对实验的方法和手段有更深入的理解,在以后的实验中将增强对实验方案的选择能力。同时也是对实验室缺少相应仪器设备的有益补充。对仿真软件的应用是现代大学生必备的能力之一,因此学校应与时俱进积极采用这一教学方法。
1.5 计算机是开放实验的主战场
我院实验教学采用计算机网络课堂平台,教师的课件、大纲、作业、实验实训报告、测试题库、相关教学视频及答疑交流平台等内容均建立在此平台上。学生在网上预约实验;教师网上管控设备。因此,计算机是开放式实验的“主战场”,学生的课前预习和课后复习都离不开计算机,这种自主学习、开放式教学模式已经颠覆了传统的实验实践教学模式。
2 计算机技术在专业实验课教学中的应用
2.1 传统教学模式悄然蜕变,学生实验兴趣得以提高
在传统的机电专业教学中,受教学条件限制,对于抽象又难以表述的理论知识或教师无法演示的实验及实验现象不明显的实验论证等,学生学习时缺乏兴趣[1]。基于计算机技术的网络课堂的应用则能实现由抽象到具体、由静态到动态、由平面到立体的转变,把工厂搬到教室屏幕中,替代了传统的黑板和粉笔、挂图等教具,因此,教学内容生动具体、多样化,改变了教学模式和学生学习方式,学生实验兴趣得以提高。
2.2 提高教学效率,消除不真实的想象
计算机在实验室一般具有展示课件、播放光盘、仿真软件实验平台等多项综合功能,比传统实践教学内容丰富得多,可省去教师在黑板上画图和抄写实验报告的时间,也可突破有些图形无法在黑板上展现的局限,提高了教学效率[1]。传统的课堂教学是一种相对封闭的教学模式,给学生提供不了某些真实的场景,计算机技术则能具体地模拟展示事物及事件过程,展示特殊场景,如触电事故、雷击事件、短路故障等,消除了学生不真实的想象。
2.3 使教师、学生掌握专业前沿知识
计算机在现代机械电子工业生产中已得到广泛的应用,如今的电路绘图已经完全运用计算机进行,软件有Multisim,Protel99se,Proteus PCschematic,CAD Autocad等。CAD绘图与设计、数据分析不再是用笔和纸能完成的工作了,均须借助计算机的分析处理,因而教学时计算机的参与必不可少,这样才能让学生学到前沿知识及先进技术,才不会造成学校培养与企业使用脱节的尴尬情况。
2.4 利于指导学生的实践操作
电类专业实践教学内容多,在传统教学中,教师要反复演示讲解。目前,学生做电机控制实验时,在试验台左边是计算机屏幕,其上呈现的图像可直接作为参照,还可以在计算机上设置动画,更加形象易懂。学生在试验台的右边连接控制电机线路。还可以将实验步骤、操作过程制成视频,播放时可随时停止和继续播放,学生还可以反复观看,这样既减少了教师重复讲解,也利于教师指导学生的实践操作。
2.5 能弥补设备器材的不足
院校正处于高速发展期,实验室常会出现元器件不齐全现象,有些是因为器材更新快,有些是因为昂贵无力购买,仿真实验设备可以解决这一难题,而且能够收到良好的教学效果。同时设备器材也不会轻易丢失,免去无力找回而影响下次实验的麻烦。
3 强化计算机在实验中的功能,使实验教学改革达到最佳效果
3.1 提升学生自主学习和自主实践的积极性
在目前的机电专业教学中,强调学生利用计算机网路工作学习的实践能力、创新能力,因而作为组织者、引导者的教师,应充分发挥学生的主体意识,培养学生的主观能动性,着力培养他们自主学习、自主实验的积极性。教师将现代化教学手段与传统教学手段有机融合,施教方法和教育理念由封闭性、理论性向开放性和实践性转变。教师自身要加强学习新知识、新技术,练好新技能,驾驭好新形势下的实践教学过程,激发学生在实验中的主体意识。
3.2 合理运用计算机技术
在电学专业实验教学中计算机技术已不可缺少,仿真、CAD、电路、电机拖动等课程应掌握的内容图形较多,课件制作比较难,加重了教师的负担。因此,需改变过去的教学风格,让教师真正把计算机当做自己教学的工具,利用计算机技术优化课堂实践教学,有针对性地使用恰当的教学方法,使课堂教学取得最佳效果。如训练电工技能中的接线工艺、安装焊接工艺、器件的拆装、电机安装及故障排除、攀爬电杆训练等[1],就不能完全依赖于计算机仿真技术,必须使用真实的实验设备训练学生的技能。
3.3 提高软件、课件运用效果,促进实验教学改革
学生学习仿真软件、绘图软件时会有一定难度,为了达到良好的学习效果,应创新教学方法,降低教学难度,使学生快速适应新的教与学的模式。因此,新教学模式体现新技术和当前科技实际,应统一规划、建设,做好软件和课件制作,适时更新内容和器材,使之达到科学性原则,从而更好地服务于实践教学,真正达到促进教学改革的效果。
3.4 合理运用不同教学方法因材施教,培养学生职业岗位实践能力
采用什么样的教学方法,做到因材施教,使学生适应新的教学环境,新的实验器材,使之毕业后达到新的岗位要求,是教师和教学管理者应该考虑的问题。灵活运用讲授法、讨论法、练习法、项目探究法等教学法,因材施教,才能取得良好的教学效果。如在课程教学进行到2/3时,将教师主导下的项目教学方式转变为学生自主式的项目设计教学模式,由学生分组或单独完成项目。学生利用计算机计算、绘图、看视频,查阅相关资料,提出设计方案,讨论方案,执行方案,报告总结评估,提高自身的综合素质。学生在有限的时间内完成实验和实训,学会用计算机控制电路,采集、处理信号的实验方法,参与工艺流程设计与运行控制,掌握基本的实践技能。教师一方面激励优秀学生,使其创新能力得以进一步发展,另一方面重点督促辅导后进的学生,实现全体学生实践能力均达到合格要求的目的。
4 结束语
目前我国正努力实践科教兴国战略,教育应面向现代化、面向未来高科技,不应停留在落后的方式、手段、观念、设备上。充分利用计算机在实验教学中的功能,处理好软件问题,确保网络的畅通,让学生在无障碍的环境下学到先进的技术,让计算机技术成为学生提高实践能力的助推器,促进教师提高能力推进教学改革的催化剂,使计算机电工实验室成为学生科技创新的孵化器,培养更多、更优秀的社会急需的机电专业具有创新能力、适应职业岗位需求的技能型人才。
[关键词]大学计算机基础 精品课程 网络教学 培养能力
一、引言
21世纪是信息时代,是科学技术高速发展的时代,计算机技术和网络技术的结合,使人类的生产方式、生活方式和思维方式发生了深刻的变化,随着我国信息化进程的加快和社会信息程度的提高,要求每一位大学生都应具备计算机的相关知识和技能。计算机文化基础作为高校学生接受计算机基础教学的入门课程,目的是为了提高高校学生的计算机素质,使学生掌握计算机应用的基础知识和技能,使他们能够把计算机作为一种有效的工具,应用到各专业的学习中。
二、计算机文化基础精品课程教学改革与实践
1.实行分层次教学,实现因材施教
随着招生规模的不断扩大,为了解决学生水平参差不齐等问题,在开课前, 根据全国高等学校计算机等级考试的考纲进行命题, 对学生进行计算机能力的摸底测试, 根据测试结果分出不同的层次(A、B、C层),对不同层次的学生实施不同的、分类教学:采用不同的教学方法、提出不同的教学目标和要求。A层学生具有较好的计算机基础知识和较强的计算机操作能力。针对A层学生采用任务驱动法,少讲多练,重点学习一些高级操作、减少一般性内容的学习,并完成教师布置的设计任务, 构建真正属于自己的知识与技能。B层学生有一定的计算机知识基础,对计算机基本知识有初步的了解,但不能独立使用计算机解决实际问题。针对B层学生采用精讲精练的原则, 在掌握基本操作的基础上,介绍一些高级操作,加强实验环节。C层学生基本没有学过计算机基础课程,没有相关知识基础,操作能力较差。针对C层学生采用浅讲多练的原则, 增加学生上机练习课时,提高学生的计算机应用能力,以教学大纲中的一般性了解内容为教学目标。
2.注重学习兴趣和创新能力的培养
在大学计算机基础教学中应该把培养学生学习计算机知识的兴趣放在首位,只有学生成为学习的主人,才能最大限度地激发他们的潜能,提高教学效率。在大学计算机基础教学过程中, 可采用多种形式培养学生的学习兴趣。第一,介绍计算机的作用、计算机领域杰出人士,比如比尔.盖茨的传奇故事等。第二,利用电教多媒体手段, 使用声音、动画等效果,让学生耳目一新。第三,结合大学计算机基础在相关专业和日常生活的应用选择案例,融入教师的实际操作经验和技巧,同时提供多种操作方法, 激发学生的学习兴趣。第四,采用多种形式,活跃课堂气氛,比如讨论、师生角色互换等。计算机技术发展迅速, 社会用人单位对大学生在计算机能力方面的要求与日俱增,计算机知识更新速度逐步加快,仅依靠老师传授的知识难以适应形势的发展。因此要注重培养学生的自学能力与创新能力, 使学生具有继续学习新的计算机知识、技能和应用的能力,积极主动地去获取知识、获取信息并不断地充实自己。为了实现对学生创新能力的培养采用探究型教学方式, 引导学生进行科学探究, 培养学生自主学习、独立思考、发现问题和解决问题的能力。采用自主式教学方式,引导学生自主选择、自我设计,发挥学生的想像力和创造力, 在创新实践中发展学生的个性。
3.采用现代化教学手段,提高教学效率和质量
在计算机文化基础课程的教学中,利用网络资源作为补充,建设网络互动教学环境,完善网上作业系统、在线测试系统、网上考试/评分体系等,提高学生学习的主动性,激发他们的学习兴趣,提高学习效率。学生可以通过校园网、因特网同教师交流,开展基于校园网的网上教学,构建自主学习平台,使学生根据自己的实际情况确定学习内容和安排学习进度,从而有利于学生的个性化发展。
4. 注重实验教学, 培养动手能力
大学计算机基础课程具有很强的实践性, 对学生计算机知识与能力的培养正是通过上机的实践与钻研来实现的。本课程的实验分成两类:基础与验证型实验、设计与综合应用型实验。
基础与验证型实验主要包括键盘与指法练习、Windows操作、杀毒软件的使用、文件上传与下载、邮件的收发等。在设计与综合应用型实验中,设计出学生感兴趣的实验题材。每次上机实验前要求学生提前预习内容,做到有备而来,课后要求学生写出上机实验报告并提交电子文档, 总结上机实验中的收获和不足之处。所有的实验课都由主讲教师亲自现场辅导, 及时发现问题, 及时解决问题, 及时记录,总结学生实验情况,学生普遍存在的问题在课堂上集中解答。
5.改革教学考核手段,注重实效
计算机文化基础课程是一门应用技术学科,为了提高学生学习的积极性和主动性,发挥学生的创造力,考核方法如下。
(1)计算机文化基础课是“以培养学生的应用能力”为目标,应该逐步淡化理论考试,注重对学生实践能力的检验,在平时上机实验中就进行考核,随时掌握学生的学习情况。
(2)组织学生参加全国计算机等级考试,高层次地实行教、考分离,有利于增加学生就业机会,增加学生学习积极性。
三、结语
精品课程是学院提升办学水平的重要标志,随着知识经济和信息社会的到来.计算机基础教育的重要性日益显示出来,让每一位学生掌握计算机操作能力,已是刻不容缓的一件大事,计算机公共基础课程是培养学生计算机基本能力的必要渠道,对计算机基础课程的改革,将会极大地激发学生学习的积极性和主动性,提高计算机应用能力,为将来就业奠定扎实的基础。
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[论文关键词]大学生 手机上网 行为偏好 心理研究
一、大学生手机上网概况
近年来,手机网民成为中国网民的第一大群体。各项指标显示,手机网络的增长速度全面超越了传统网络。2013年1月15日,《中国第31次互联网络发展统计报告》由中国互联网络信息中心(CNNIC),数据显示手机网民数量年年刷新:统计截至2011年12月,我国手机网民3.56亿,年增长率为17.5%;截至2012年12月,我国手机网民已达4.2亿,年增长率为18.1%,手机上网比例从2011年69.3%,上升到2012年的74.5%。①
在手机网民构成中,大学生网民是手机上网用户的主要群体。《中国青少年上网行为调查报告》由中国网络信息中心于2011年4月,数据显示,2010年底,中国25周岁以下的青少年网民规模为2.12亿人,占网民总体的46.3%,其中手机网民达1.7亿人,占整体手机网民的56.1%,72%的青少年手机网民使用手机在线聊天服务,使用手机搜索和手机音乐的青少年手机网民达到了62%和58.2%。②
2012年,新型即时通信如微信、微博等新兴互联网应用迅速扩散,网民的网络应用习惯出现了显著变化,即时通信的使用率增至83%。截至2012年6月底,我国微博用户数达到2.4亿,微博在手机网民中的使用率提升5.3个百分点至43.8%,至2012年12月底,我国微博用户数达3.09亿,其中手机微博用户达2.02亿,占所有微博用户的65.6%,③微博发展成为使用率增幅最大的手机应用。
(一)大学生喜爱手机上网的原因
大学生对外界新鲜事物有比其他年龄段群体需求更强,手机已经成为了大学校园生活中不可缺少的重要组成部分。大学生喜爱手机上网主要有以下原因:
1.手机上网方便快捷。“影像”和“图文”是“90后”大学生获取信息最常用的手段。相比传统电脑的使用,手机携带更方便,获取信息更快捷,时空限制更少;手机具备基于无线数据通信的浏览器和电子邮件功能、多媒体应用功能、个人信息管理功能,可以下载资料、查询信息;手机的移动互联网功能对大学生学习和生活具有积极的帮助作用。
2.手机上网功能日趋完善。目前各大手机网络运营商均加大了针对校园群体的移动互联产品研发力度。其中,作为校园用户群体覆盖率达90%以上的中国移动,通过对其四大产品业务线(飞信、139邮箱、移动MM、移动微博)的功能优势与校园群体使用需求相结合,推出了多款适用于校园群体的移动互联功能。有可以随时记录校园生活的移动微博;有适用于同学群体之间沟通的飞信拇指群;有随时免费接收邮件的139邮箱;还有为课外娱乐生活提供各种益智游戏下载的移动MM。
3.手机上网费用较低。目前中国移动、中国联通等网络运营商针对大学生推出了手机上网系列优惠,包流量和包月等多种手机上网计费形式费用相对较低,让大学生根据自己的经济条件进行选择,这也是越来越多的大学生选择手机上网的重要原因。
(二)大学生手机上网的行为偏好
1.微博是大学生使用最多的互联网平台。微博是基于推特技术而发展起来的新型网络平台,是一种新型的人与人沟通的方式。微博,即微型博客(MicroBlog),是腾讯QQ、中国移动Fetion、微软MSN、互联网Skype等发展出来的。2006年,博客的鼻祖Evan Wiuiams通过Obvious公司推出了Twitter(推特)即时信息服务,但是它限定每条信息不能超过最大容量,即140个字符。大学生是使用微博的主要群体。他们用微博记录多彩的大学生生活,表达个人的情感情绪,用来推广自我形象,通过与他人交流以加强人际交往,寻求社会认同。
2.微信作为即时通信工具成为大学生的新宠。2011年1月21日,腾讯公司推出的一款手机聊天软件,它通过网络快速发送语音、短信、图片、视频、文字,可支持多人群聊,带给大学生全新的移动即时通信体验。微信推出至今,已经以一种迅猛的态势进入了大学校园。
大学生喜爱使用微信的原因主要有以下几个方面:第一,资费便宜。微信软件本身完全免费,微信走流量,流量套餐相对比较便宜,且凡有WiFi的地方都可以免费使用;第二,方便实用。微信的“LBS功能”通过“摇一摇”可查看自己所在位置附近使用微信的人;更有其独特的“语音对讲”“手机群聊”等功能,深刻地影响了大学生传统的社交生活,大学生们用微信找教室、找朋友、找老乡;第三,提供娱乐。微信支持QQ邮箱、腾讯微博、语音记事本、漂流瓶、QQ同步助手等插件功能,沟通变得生动有趣;第四,潮流时尚。不少大学生拥有Android、iPhone、Symbian等智能手机均能使用手机微信,体现移动互联网的潮流性,微信成为最受大学生欢迎的新生自媒体。
二、手机上网对大学生的心理影响分析
(一)积极心理影响
1.满足大学生群体积极“入世”的资讯需求。截止到2012年6月底,手机搜索用户规模达2.6亿,使用率达66.7%,是仅次于即时通信的第二大网络应用。大专学历网民网络新闻使用率为87.6%,大学生手机上网的第一目的,便是关注时事、满足日常新闻资讯需求。
2.促进大学生个体的认知与发展。手机网络在传播信息、倡导先进理念、舆论监督、传承文化、推动社会进步等方面发挥着重要作用,手机上网使大学生获得丰富海量的信息,并能即时更新。对心理养成处于活跃期的大学生群体而言,它延伸了大学生的认知感官,扩大并加深了大学生感知、思考、探索世界的广度和深度,对其心理机制、道德认知、心理人格等方面,均有着积极意义。
3.同学间的联系和交往更紧密。手机上网使校园内资讯针对性和可利用率更高,QQ 号已经成为时下大学生互相联系时必备的身份验证码,有 90%以上的大学生使用 QQ 作为聊天工具,以人人网(原名校内网)为代表的互动平台,由于校内网民基本上都是大学生,相比于其他共享资源,校园内分享的资源可利用率更高,它既为大学生提供了一个高质量的资源共享空间,也提供了一个全新的交友平台。
4.师生间的沟通更快捷方便。教师通过微博、微信及时掌握大学生动态,从大学生和转发的内容,了解他们所思、所想、所惑、所行,在潜移默化中引导大学生抵御不良信息影响,弘扬社会主义核心价值观,使微博、微信平台变成平等互动的沟通桥梁。
(二)消极心理影响
当代大学生在享受手机网络给自己带来诸多方便的同时,也正经受着它带来的种种心理困惑。
1.沉溺于手机网络不能自拔。部分大学生由于自制能力比较差,一部分大学生成为“手机控”,一时一刻都离不开手机,甚至上课时也登录手机网络,对学习、生活造成很大影响,甚至存在“到课率”高、但“抬头率”低的情况;虚拟空间交往时间过多,使现实生活中的交往,人与人之间直接的交流机会减少,同学间、朋友间、家庭成员间的联系逐渐淡薄,有少数大学生出现孤僻、疏离、人际关系淡漠等心理异化现象,长时间浸手机上网,一旦在虚拟空间遭遇交际挫折,在真实世界里容易滋生敏感、多疑、恐惧,乃至冷漠、麻木等心理疾病。
2.造成心理麻木和思维混乱。虚拟空间呈现的海量信息,在超过大学生的正常接受能力后,往往只是快速浏览,没有时间细细思考、咀嚼、品味、甄别,没有留下深刻的印象,容易造成心理麻木,甚至思维混乱。长时间被动接触,会降低大学生的感知能力,形成急功近利的浮躁心理。
3.消解道德责任感。大学生的道德观念在逐步成熟。当网络上不同地区、不同种族、不同国家、不同个体呈现的多元文化信息,一旦与他们正在形成的道德观念发生冲突与碰撞时,如果没能及时疏通和排解、辩证分析和洞察,理性整合和提升,对于道德信念还未成熟的大学生来说,多元的伦理与道德观念,容易消解大学生对现实社会的道德责任感。
4.影响健康人格的发展。为了让更多的人关注自己的微博,一些大学生效仿一些“网络红人”的做法,在自己的微博中一些涉及自己和别人隐私的内容,甚至在微博中出现了辱骂他人和互相对骂的现象,这种现象可能会导致大学生行为失控,影响大学生健康人格的形成,出现偏执性人格障碍。
三、对大学生手机网民的健康心理引导
高校要发挥手机网络引导人、教育人、塑造人、武装人、鼓舞人的作用,为大学生营造美好的网络精神家园,就必须 “主动占领网络教育新阵地,使网络成为弘扬主旋律、开展思想政治教育的新阵地。” ④
(一)手机网络心理健康引导的优势
1.手机网络空间具有安全感。由于目前社会对心理问题依然存在种种偏见,使得有些大学生对心理咨询望而却步,也羞于电话咨询,信函咨询又未必能得到及时回复,许多大学生选择手机网络的虚拟性进行交流。手机网络空间的安全感使师生可以进行心理、情感等方面的真实交往,首先以匿名的身份畅谈,无须客套、试探、戒备,也不必担心隐私暴露。在笔者和大学生的心理咨询实践中发现,这种咨询方式最受大学生认同。当师生间融洽、和谐的信赖关系建立后,大学生往往会采用真实姓名继续交流。
2.手机网络内容丰富。大学生视野开阔、想象力丰富、求知欲旺盛,他们的聚合思维和发散思维异常活跃,手机网络心理健康引导的信息量大、涉及面广、意识观念开放,有助于大学生良好思维能力的养成和心理定力的提高。
3.手机网络形式活泼。手机网络具有多媒体综合性,通过视频,文字、声音、动画、图表等能生动直观地呈现,通过手机网络在线心理咨询、在线心理测试、微博聊天等多种形式,可改变传统的心理健康教育载体过于单一等不足,营造寓教于乐的心理健康教育氛围,有助于大学生活泼、幽默的心理品质的养成。
4.手机网络使用不受时空限制。无论是就业、感情还是人际关系问题,当大学生认知障碍、情感障碍、意志个出现时,紧张、恐惧、焦虑、抑郁等负性情绪就产生了。在他们最需要帮助的时候,手机网络通过适当的心理引导,可以帮助大学生达到心理与环境、心理与行为的协调统一。
5.手机网络受众众多。手机网络也能解决服务对象受限的难题,它可以使心理健康引导的课堂更大,受众更多。一位咨询老师可以同时接受多名学生“一对多”的心理咨询,师生之间、学生之间可进行多维度、多方向的探讨,使更多人受益。
(二)大学生手机网民健康心理的引导方法
1.建立手机网络健康心理引导队伍。除了专职心理咨询队伍以外,还要建立学生工作第一线的兼职心理辅导队伍,每一位老师都应该成为大学生的良师益友;大学生中成立心理社团、班级心理辅导小组,为适应手机网络时代大学生心理健康引导提供人力保障。
2.拓展大学生思想政治教育新途径。以手机网络为阵地,构建社会主义核心价值体系,是高校在新形势下思想政治教育工作的重要内容。利用微博、微信的传播优势,有效的引导大学生进行心理健康相关问题讨论,把握舆论的话语权。从2011年12月开始,全国高校团组织就启动了微博体系建设,分为团中央学校部官方微博、省级团委学校部官方微博、校级团委官方微博和班级团支部微博四个层级,以“精彩微博团,青春心连心”为形象口号,在腾讯微博平台和移动微博平台上建构信息共享、特色各具、优势互补的微博体系。⑤许多高校在新浪、网易等知名网站开通官方微博。
3.通过手机网络强化心理辅导。建立手机网络心理健康网站,达到优化心理素质、疏导心理障碍、防治心理疾病的目的。通过微博、微信还可以强化团体心理辅导,把心理需要调适的大学生,置于辅导与治疗的群体环境中,利用大学生的群体归属感、心理认同感,让大学生意识、分享他人相似的情绪体验,从而降低心理担忧与焦虑程度。
学生通过实验室虚拟平台,可以了解实验大体流程,并对实验原理和实验所需仪器进行有效预习,减少实验过程中的出错率,降低仪器损毁率,另外,实验前的预习可以节省实验时间,提高实验室运转效率。网络虚拟实验室的建设依赖于计算机、网络、Flash、物理等多学科专业的交叉和综合,需要不同专业教师共同研究开发,其中最重要的是虚拟仪器素材库的建立和虚拟实验过程的控制。
1.1虚拟仪器素材库建立
采用动画、三维软件等手段,对大学物理实验中用到的实验仪器和元器件进行虚拟化,建立大学物理实验仪器素材库,方便实验过程的模拟和动画制作。素材库既要体现物理仪器的基本物理特征,还要新颖别致,容易激发学生学习兴趣。例如,在大学物理长度测量的实验中,游标卡尺和螺旋测微器是学生必用的长度测量仪器,而在实际实验过程中,由于学生操作不当,极易损坏仪器。若学生结合虚拟素材提前预习仪器使用规则,则可以增加学生对仪器的感性认识,大大降低仪器的损坏率。
1.2虚拟实验过程控制
结合实验原理和实验步骤,利用虚拟仪器模拟实际实验过程,可以使学生在实验前更深入地理解实验原理,在熟悉实验步骤的基础上完成实际实验操作过程。虚拟实验平台要在物理实验教师和计算机专业教师共同配合下制作,充分融合物理学和计算机技术的特长,利用软件和仪器素材制作三维动画,并配以原理和步骤的解说,让学生犹如身临其境,既感兴趣又长知识。特别是对于抽象的电场、磁场、光线传输等不能直观观察到的物理实验,采用虚拟实验更具感官上的优势。同时,虚拟实验具有重放功能,对于较难理解的实验原理或者一闪而过的实验现象,利用重放功能实现现场再现,便于学生更好的理解和掌握实验。例如,在验证动量守恒定律的实验中,通过设置不同参数,利用虚拟素材模拟三种不同碰撞状态,可以使学生形象观察到完全弹性、非完全弹性和完全非弹性碰撞的过程,加深对碰撞中动量和动能的理解,做到课本知识的简单化。
1.3虚拟实验室网络化
信息化和网络化是现代社会发展的必然趋势,影响着社会生活的各个方面,在大学物理实验教学领域,信息化和网络化也可以大有作为。如果将大学物理实验虚拟化后,形成分离的实验模块,学生下载实验模块到手机或电脑,实验预习将变得更简单有趣,有效激发学生学习兴趣。虚拟实验室可以实现网络共享,学生进行远程实验,在网上了解实验仪器和实验过程,节约实验时间,提高实验效率。另外,远程实验室有效利用学生的手机、电脑等硬件资源,使得手机等电子产品不再仅是通话、娱乐的工具,减少学生对手机聊天、视频、游戏等不良因素的依赖,使学生的精力专注于课程学习。网络化的实验室24h对学生开放,不再受到实体实验室开放时间的限制,网络平台链接实验原理、仪器使用说明以及相关阅读材料,没有时空约束,更适合大学生随时关注实验动态,以便轻松愉快地进行实验教学。教师可以将实验中的注意事项公布在网络平台上,供学生预习时参考,一方面提醒学生在将要进行的实验中需要注意的问题;另一方面可以减少教师在实验中的工作量,提高实验室的利用效率。
2实验综合管理系统开发
实验室管理是一项复杂的工程,包括仪器设备、教学安排、实验教师和学生管理等多个方面,随着高校管理变革的逐步推进,实验室建设进一步规范化和复杂化,高校实验室管理工作也变得更加繁重,于是实验室信息化建设越来越受到高校的重视。开发实验综合管理系统,可以有效管理仪器设备和实验人员,最优化利用现有实验资源,在教师实验安排和学生选课、作用提交等方面优化实验过程。
2.1实验资源管理系统
大学物理实验室包含了力、热、声、光、电等众多实验内容,仪器设备和实验耗材繁多,并且实验室要向学校所有理工科学生开放,所以,需要及时掌握仪器运行状态,制定行之有效的仪器使用和管理制度。对仪器借用、损坏、维修等事项实行网上登记,实验教师可以实时跟踪仪器情况,以便对课程安排做出调整。不同实验室的通用仪器,如示波器、万用表、稳压电源等,执行严格的借用登记记录,可以减少仪器的重复购置,节约实验经费。在实验教学方面,教务人员通过信息系统设置实验场所、实验时间和开课教师,实验教师登陆自己的账号,可以方便地查询上课时间、地点及学生人数,并可以在线提出实验中需要注意的问题,供学生预习时回答。根据学生登陆虚拟实验平台的时间和回答问题情况,大致了解学生对实验的预习和熟悉程度,实验结束后,教师可以设置复习题,考查学生实验实践能力。
2.2学生网上选课系统
普通高等院校理工科学生众多,需要进行的大学物理实验也越来越丰富和接近科学前沿,在实验课程多元化和复杂化的情况下,建立一个方便快捷和符合学分管理制度的选课平台和应用系统就尤为重要。特别是学校规模的不断扩大,专业、班级、学生的数量急剧增加,有关学生选课的各种信息量也成倍增长,而目前许多高校的学生选课管理仍停留在复杂的人工操作上,重复工作较多,工作量大,效率低,因此,迫切需要开发基于互联网的选课信息管理系统来提高管理工作的效率。在网络实验平台下,学生不再有固定的实验课程表,可以根据自己的兴趣和时间,提前一周在网上选定想做的实验,实验个数达到一定程度即可得到大学物理实验课程学分。选课系统摒弃一刀切式的实验安排,充分考虑到学生的特长和爱好,定制个性化的实验菜单。学生可用选课系统及时、准确地查询和修改选课情况,使选课工作规范化、程序化,避免选课管理的随意性,同时实现网上提交预习报告和实验报告,在线与教师交流实验感受,或对实验过程和实验平台提出改进意见。
2.3开放创新实验室系统
大学物理实验教学除了验证物理定律和培养学生实践能力之外,还担负着培养学生创新能力的重任。实验室信息化管理使得师资和仪器等资源合理配置、高效利用,在此基础上,可以建立开放式大学生创新实验室,支持学生充分利用课余时间积极参加科研创新实践。创新实验室实行全天候开放,主要以学生自我管理为主,实验教师辅助监管,使大学物理实验室成为锻炼学生实验和创新技能的最佳场所。开放创新实验室利用信息化手段进行管理,可以充分发挥大学物理实验室的作用。
3网络虚拟实验室评价指标
网络虚拟实验室的建设,是为了更好的服务于大学物理实体实验室,使大学物理实验教学的各个环节效能最大化,简化教师和学生的预习和作业过程,优化学生动手操作流程,保证学生的实践能力在实验过程中大幅提高。然而,虚拟实验室不可能完全替代实体实验室,需要建立评价网络虚拟实验室的技术指标。
3.1虚拟实验室的可靠性和实用性
虚拟实验室依赖于计算机软、硬件的协同运行,对服务器等设备的定期维护和更新是至关重要的,它是虚拟实验室可靠工作的硬件保障。在软件方面,必须专人负责实验过程控制软件的开发和升级。另外,在网络建设方面,要充分考虑服务器的稳定性和访问速度等问题,只有软硬件和网络协调工作,才能实现虚拟实验室的可靠运转。虚拟实验室不应成为虚无缥缈的概念,实用性是其重要的评价指标。虚拟实验室的建立需要解决仪器配置、师资紧张等实体实验室存在的问题,所以,虚拟实验室必须具备实用性,弥补实体实验室的不足,更好的服务于大学物理实验教学,在学生学习和教师教授之间搭建桥梁,方便大学物理实验教学的各个环节。
3.2虚拟实验室的师生交互程度
虚拟实验室在实验预习和作业提交环节,主要依靠网络和电脑终端完成,在方便实验教学的同时,也在某种程度上减少了师生面对面的交流和互动,不利于师生感情的培养。为了弥补这一不足,设计友好的师生交流界面,增加师生互动环节,在方便师生交流的同时,也能提高学生对实验课程的兴趣,使学生不再简单地面对电脑,犹如与教师面对面交流,随时可以得到教师的指导和帮助。教师通过交互界面可以随时了解学生学习动态,找准学生对仪器和实验原理掌握情况的薄弱环节,使随后的实体实验教学更具针对性,不仅可以节省实验占用时间,而且根据学生预习遇到的问题,有的放矢,大大提高实验教学效率,充分发挥虚拟实验室在仪器和师资资源利用方面的优势。
4结语