軍校網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與開放實(shí)驗(yàn)室一體化教學(xué)模式的創(chuàng)新研究

摘要：分析了新形勢(shì)下軍隊(duì)院校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的重要性以及傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室存在的問題，提出了以開放實(shí)驗(yàn)室為主體、校園網(wǎng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室以及開放實(shí)驗(yàn)室相融合的一體化教學(xué)模式。通過軟件、硬件平臺(tái)建立了基于網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)室和開放實(shí)驗(yàn)室相融合的教學(xué)模式，從而形成了多方位、多角度、多層次的培養(yǎng)方式。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；開放實(shí)驗(yàn)室；一體化實(shí)驗(yàn)管理模式

中圖分類號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）29-0077-02

黨的十八屆三中全會(huì)作出繼續(xù)深化軍隊(duì)院校改革戰(zhàn)略部署后，在如何適應(yīng)健全新型軍事人才培養(yǎng)體系的要求上遇到了新考驗(yàn)，這就對(duì)培養(yǎng)信息化人才的院校在如何使教學(xué)向?qū)崙?zhàn)聚焦、向部隊(duì)靠攏上提出了新的要求。因此必須要建立一套適合軍校教育現(xiàn)狀實(shí)踐性的教育模式。本文結(jié)合學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室教育現(xiàn)狀，對(duì)校園網(wǎng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室以及開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有機(jī)融合，形成一套從網(wǎng)絡(luò)到開放實(shí)驗(yàn)室拓展知識(shí)、能力以及智慧的一體化的教學(xué)模式，為適合新型信息化人才培養(yǎng)進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

一、研究訴求

1.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和存在的問題

（1）未開放的實(shí)驗(yàn)室限制了學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮。大部分高校的實(shí)驗(yàn)室目前還僅是為教學(xué)服務(wù)，沒有對(duì)全院師生全天候開放，從而使得教學(xué)課程的設(shè)計(jì)也都大多受到實(shí)驗(yàn)室條件和環(huán)境的限制，致使教學(xué)任務(wù)無法充分開展。封閉的實(shí)驗(yàn)室只能提供學(xué)生進(jìn)行演示性和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用只能是淺嘗則止，不利于知識(shí)拓展，進(jìn)而舉一反三。

（2）集成度較高的實(shí)驗(yàn)器材不利于學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)。目前傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室所采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本上都是采購(gòu)專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀，具有操作簡(jiǎn)便、說明詳細(xì)的特點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康母鼮槊鞔_，有利于學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。但是實(shí)驗(yàn)儀太過于集成造成開放性實(shí)驗(yàn)不足，使學(xué)員缺乏動(dòng)手能力，不利于學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

（3）分散性的管理方式不利于學(xué)生的對(duì)外交流。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室大多采用分散式的管理模式，由不同專業(yè)教研室進(jìn)行管理。這樣的管理方式使得實(shí)驗(yàn)室更加專業(yè)化。但與此同時(shí)，缺少了學(xué)科間的交叉。學(xué)生四年所學(xué)的知識(shí)分散，無法融匯貫通，在知識(shí)體系的構(gòu)建上無論從廣度還是深度上都受到了影響。實(shí)驗(yàn)室與教師、學(xué)生之間也形成了信息的不對(duì)稱。由于實(shí)驗(yàn)室管理人員與教師、學(xué)生沒有形成一個(gè)暢通的交流渠道，學(xué)生不能隨時(shí)來實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在時(shí)間和空間上都受到了限制，不利于因材施教。

2.網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式大多采用紙質(zhì)教學(xué)模式，這些紙質(zhì)的材料缺乏實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)性。書本上的內(nèi)容不能與時(shí)俱進(jìn)、實(shí)時(shí)調(diào)整前沿知識(shí)，學(xué)生與教師的交流受到時(shí)間和空間的局限，影響到學(xué)生的進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)。而網(wǎng)絡(luò)卻突破了這些局限，具有開放、動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，使得學(xué)生和教師的溝通更為順暢。學(xué)生不僅可以通過校園網(wǎng)快速了解科技前沿，數(shù)字化地教學(xué)使學(xué)生更為充分、方便地準(zhǔn)備教師所布置的任務(wù)，使得學(xué)生能學(xué)有所得，而且還實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)內(nèi)容的共享與交流，從而有助于學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力。

二、創(chuàng)新思路

隨著高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才目標(biāo)的明確，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力提出了更高的要求。而創(chuàng)新之根在于實(shí)踐，近年來，很多高校認(rèn)識(shí)到開放實(shí)驗(yàn)室對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力具有重要作用。再加上，總部和學(xué)院加大了對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的投入力度，使各實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)上臺(tái)階上水平。雖然網(wǎng)絡(luò)化具有動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性，但是不能完全取代傳統(tǒng)意義上的開放實(shí)驗(yàn)室，那么二者之間如何結(jié)合才能發(fā)揮教學(xué)的最大作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使大部分學(xué)生達(dá)到對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通，從而發(fā)揮學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力，進(jìn)而開展創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)？本文對(duì)此進(jìn)行了深入的研究。

1.網(wǎng)絡(luò)課程

隨著校園網(wǎng)建設(shè)越來越完善，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為傳統(tǒng)課堂教學(xué)提供了又一個(gè)活躍的平臺(tái)。教師可將每次實(shí)驗(yàn)的目的和任務(wù)書通過網(wǎng)絡(luò)提前下達(dá)至學(xué)生，學(xué)生可通過教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在線討論、交流，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣。

2.虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究與實(shí)踐

虛擬實(shí)驗(yàn)室是由實(shí)驗(yàn)所需要的模擬程序、實(shí)驗(yàn)單元和參考資料組成。學(xué)生根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在虛擬的實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行硬件的連線和加載模擬程序進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，目的在于讓學(xué)生消化授課內(nèi)容。同時(shí)學(xué)生還可通過增加新的器件、建立新的實(shí)驗(yàn)，對(duì)此進(jìn)行分析、處理，最終得到一個(gè)相同的或新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)提交創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而使實(shí)驗(yàn)不斷擴(kuò)充，這種方式不但激發(fā)了學(xué)生的興趣，還增強(qiáng)了學(xué)生發(fā)散性思維的能力。

3.開放實(shí)驗(yàn)室的拓展實(shí)驗(yàn)

通過在虛擬實(shí)驗(yàn)室的“鍛煉”，再由老師逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)在虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)情況將學(xué)生分成兩個(gè)大組進(jìn)行因材施教。一組是基礎(chǔ)組，是對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)還存在疑問的學(xué)生。另一組是設(shè)計(jì)組，是能輕松完成虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并有創(chuàng)新想法的學(xué)生。

首先，由教師指導(dǎo)，學(xué)生操作，進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，旨在讓基礎(chǔ)組的學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)的原理。例如，并行接口8255的實(shí)驗(yàn)，8255完成處理器與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換。處理器向端口發(fā)送控制指令和地址，因此與8255控制信號(hào)和地址信號(hào)相連，而端口的數(shù)據(jù)最終送向外設(shè)，所以8255的端口與外設(shè)相連。通過教師的指導(dǎo)讓學(xué)生知道“為什么”、“如何做”以后又“能做什么”，目的在于加深對(duì)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解。

其次，將“基礎(chǔ)組”的學(xué)生按照學(xué)生的愛好將其分配到設(shè)計(jì)組。依然以任務(wù)為主線，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中采用硬件實(shí)驗(yàn)?zāi)K化，如在計(jì)算機(jī)硬件課程中包括了處理器模塊、存儲(chǔ)器模塊、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊、I/O模塊（并行、串行接口）、中斷控制器和鍵盤/顯示器接口模塊六部分組成，各模塊間相互獨(dú)立。學(xué)生通過組裝的方式利用各功能模塊間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)性組合，拓展實(shí)驗(yàn)范圍，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。這就要求教師立足現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握和擴(kuò)展。

最后，由教師布置綜合性任務(wù)，引進(jìn)功能相似的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，同時(shí)提供實(shí)驗(yàn)框架樣圖，由學(xué)生再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，進(jìn)而在圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)。

4.網(wǎng)絡(luò)+虛擬實(shí)驗(yàn)室+開放實(shí)驗(yàn)室的有機(jī)融合，建立一體化的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

通過在傳統(tǒng)開放實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上加入新思想、新概念，必須輔助與完善管理機(jī)制。尤其面向全院的開放性實(shí)驗(yàn)室，借助于現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢(shì)在必行。網(wǎng)絡(luò)+虛擬實(shí)驗(yàn)室+開放實(shí)驗(yàn)室“一體化”的管理方式有助于學(xué)生與教師的交流、探討以及實(shí)驗(yàn)任務(wù)的下達(dá)，在進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室之前加入虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)節(jié)，循序漸進(jìn)，使難問題簡(jiǎn)單化，從而減輕學(xué)生的心理壓力。進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室后，以任務(wù)為主線、學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)不僅重組了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及學(xué)科間知識(shí)，還重組了學(xué)生腦中的知識(shí)體系，從而拓展了學(xué)生的知識(shí)面，進(jìn)而增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，實(shí)踐應(yīng)用使得知識(shí)不斷得到創(chuàng)新。

三、結(jié)束語

立體式一體化的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酵ㄟ^多方位、多角度、多層次的方式培養(yǎng)學(xué)生，使開放實(shí)驗(yàn)室真正“開放”，并成為大學(xué)生的科研創(chuàng)新基地，從而培養(yǎng)學(xué)生“精通一型、旁通一類、兼顧系統(tǒng)”的培訓(xùn)思路，為軍隊(duì)現(xiàn)代化、科技化提供高素質(zhì)人才。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）