關于國家級力學實驗教學示范中心網站平臺建設的思考

陳 磊 吳登華

摘要 通過對國家級力學實驗教學中心網站平臺建設目標的分析,明確網站平臺的服務對象、主要功能和網站結構,采取高效可行的技術手段,開發出基于B/S結構的滿足教與學功能的信息服務系統,實現國家級實驗教學示范中心的示范輻射作用。

關鍵詞 實驗教學;示范中心;網站平臺

中圖分類號:TP393.02 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2009)27-0074-02

Consideration of Website Platform for National Mechanics Experimental Teaching Demonstration Center//Chen Lei, Wu Denghua

Abstract By the objective analysis of national mechanics experimental teaching demonstration center for building website platform, defining its target and main function and the structure. Taking effective and feasible technical means to develop an information service system based on the B/S structure which meets the teaching and learning capabilities and achieves the model of radiation effect.

Key words experimental teaching; demonstration center; website platform

Authors address

1 Academic Affairs Office, Hohai University, Nanjing, 210098, China

2 Language Laboratories, Hohai University, Nanjing, 210098, China

1 引言

實驗教學是學生實踐能力與創新能力培養的重要環節,是高校優質資源共享與整合的能力體現,應該予以高度的重視。據教育部《2003—2007年教育振興計劃》精神,在2005～2007年期間評審建立一批國家級實驗教學示范中心,網站平臺的建設是其信息化建設的重要組成部分,是先進教育理念和實驗教學觀念的體現,是先進實驗教學體系、內容、方法的要求,具有在全國范圍內的示范輻射作用。

2 國家級實驗教學示范中心網站平臺的建設目標

力學實驗作為河海大學學科基礎課,開課院系涉及水文水資源學院、水利水電工程學院、交通海洋學院、土木工程學院、環境科學與工程學院和材料工程學院,是學生必修的基本實驗課。力學實驗教學示范中心網站平臺的建設目標包括以下幾點。

1)宣傳本中心特色成果,規范管理制度,擴大對外交流,提升中心知名度,加大示范輻射的作用。

2)促進實驗教學體系、內容、方法的改革,利用網絡平臺,建立以能力培養為主線,分層次、多模塊、相互銜接的科學系統的實驗教學體系。學生可以在網上查詢實驗教學大綱,下載實驗指導,觀看實驗教學視頻,下載多媒體課件,瀏覽精品課程,參與案例教學;可以通過實驗教學管理系統自主實驗,教師及時評價并反饋實驗結果。

3)推進實驗室運行體制改革。利用網絡平臺實現開放式實驗的選課管理,選課對象面向全校學生,學生可以在網上了解力學實驗中心所提供的開放式實驗課清單,依據自己的喜好與實際情況選擇實驗課程與實驗時間,推進學生自主學習和研究性學習,提高實驗教學水平和實驗室的使用效益。

4)提升學生科研能力。開設學生基金項目專題,鼓勵創新實驗,實現項目進程的透明化,吸引更多優秀學生參與,增強學生實際動手能力,豐富學生實踐工程經驗,推進學生合作學習。

5)促進大型儀器的共享。建設大型儀器預約系統,實現優質資源共享,優化學校資源配置。

6)規范實驗室制度。建設實驗室規章制度專題,細化開放實驗項目管理辦法,明確工作人員職責和實驗中心安全制度。

3 國家級實驗教學示范中心網站平臺的功能設計

3.1 明確國家級實驗教學示范中心網站平臺的服務對象中心平臺網站所提供的服務有基礎實驗課(涉及6個學院)、專業實驗課、校內學生基金項目、教育部創新性實驗計劃項目、國家力學實驗競賽、開放式實驗課程、大型儀器共享以及本中心的教學、科研與合作交流。由此實驗示范中心平臺的服務對象為開設基礎實驗課的低年級本科生、開設專業實驗課的高年級本科生、參加基金項目和力學競賽的高年級本科生、選修開放式實驗的全校學生、中心教師員工和與中心有合作關系的單位與個人。

3.2 劃分國家級實驗教學示范中心網站平臺的主要功能依據平臺的服務對象,中心網站的主要功能分為中心特色、通知公告、實驗教學、創新實驗、對外交流5大模塊。中心特色是中心對外展示的窗口,主要介紹本中心的師資概況、科研能力,實驗室設備與實驗室管理制度,由以下模塊組成:中心介紹、科學研究、設備環境、規章制度。通知公告體現中心最新的教學、科研動態,由以下模塊組成:中心新聞、中心通知。實驗教學是網站平臺的核心組成部分,是學生網上自主實驗、自主選課、自主學習的重要途徑,同時也是教師評價學生實驗的重要手段,由以下模塊組成:教學大綱庫、教學資源庫、虛擬實驗平臺、開放實驗選課系統。創新教學是培養學生綜合性、前沿性和研究性實驗能力的保障,由以下模塊組成:校內基金項目明細、教育部基金項目明細、項目進程展示區、力學競賽交流區。對外交流區主要是指大型儀器預約系統。

3.3 明確國家級實驗教學示范中心網站平臺的網站結構根據網站平臺的設計目標、服務對象與所需功能,考慮到用戶的網絡瀏覽習慣,確定網站平臺的三級結構層次,設計結構圖(如圖1所示)。

國家級實驗教學示范中心網站平臺應遵循4個原則。1)模塊化設計。采用模塊化的編程手段,將中心網站平臺分解成幾個獨立的模塊,各個模塊可以單獨開發、單獨測試,在系統集成運行期間,降低各模塊之間的耦合度。2)分布式數據存儲。分析中心網站平臺的數量流量,對于數據量比較大的如實驗預約、虛擬實驗、視頻教學3個模塊的數據,采用分布式數據存儲的方式,降低數據傳輸代價,提高系統的可靠性。3)支持虛擬化實驗環境。實驗教學網絡平臺應能夠適應力學實驗的大量數據計算的特點,數據計算轉移到客戶端,減輕服務器壓力。對于運行環境所需插件,如Mathtype、Flash、特殊字體、流媒體播放器,無法直接運行在網絡平臺上的虛擬實驗,應提供下載接口。4)強化學習監控機制。通過采集和量化學生在線學習的行為數據,監督學生的學習進度。根據學生對教學資源的需求和評價,增加和改進教學資源的數量和質量[1]。

4 國家級實驗教學示范中心網站平臺的技術實現

本系統基于J2EE多層架構技術、Flex技術和Oracle數據庫技術,實現B/S結構的Web技術與Oracle數據庫結合,保證網站平臺的各個模塊穩定運行。

J2EE是美國SUN公司推出的一個基于Java組件技術的企業應用系統開發規范,目前已成為使用最廣泛的Web程序設計技術。使用J2EE體系結構能夠快速進行企業應用的開發和部署,從而有效地替代傳統的兩層和多層結構。EJB組件是J2EE多層架構技術的核心部分,具有事務性、可伸縮性和可移植性特點。通過對國家級實驗教學示范中心網站平臺的功能分析,開發基于EJB組件的新聞發布系統、儀器預約系統、開放式實驗選課系統、虛擬實驗系統、視頻教學系統。

Flex是美國Macromedia公司開發的一種基于標準編程模型的高效RIA開發產品集。Flex技術可以結合桌面應用程序的交互式用戶體驗與傳統的Web應用部署的靈活性,解決傳統的網絡平臺的HTML組件單一、交互性差、頻繁刷新網頁的難題[2]。通過與J2EE技術的整合,開發高效的虛擬實驗課件,大大降低課件的開發周期。

Oracle是美國甲骨文公司開發的一種基于關系數據庫理論的大型數據庫管理系統。Oracle數據庫可以管理海量數據,快速檢索所需信息,具有自動存儲管理功能,自動負載均衡功能,方便實現大容量數據的分布式讀寫功能,實現數據挖掘功能。對于國家級實驗教學示范中心平臺的開放式選課系統,能夠有效管理全校學生的基礎實驗的預約數據,同時有效管理教學視頻等大容量媒體文件。

參考文獻

[1]張忠玉.基于網絡的課堂教學質量監控系統的設計與實現[J].電化教育研究,2006(7)

[2]郭偉秀.Flex在網絡教學軟件中的應用[J].中小學電教,2008(11)