在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域開設(shè)《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的探索

張曉霞　應(yīng)柏青　張鋒

摘 要： 介紹了在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域開設(shè)《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的一些設(shè)想，并就已完成的《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)為例，討論了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的制作方法和特色，指出在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)接受實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠(yuǎn)程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的復(fù)合型工程技術(shù)人才，堅(jiān)持“學(xué)以致用、求新求精”的原則是開設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的必然發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程教育； 電路； 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)； 站點(diǎn)

中圖分類號(hào)： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）11?0155?03

Abstract： Some ideas about the creation of "Circuit" course network experiment in the field of distance education is introduced in this paper. Taking the compleshed network experiment of "Circuit" course for example， the method and characteristics of network experiment are discussed. It is pointed out that the ceation of the network course experiment in the field of distance education which is a weak link in experiment can not be ignored for the students to accept experiment teaching through the network， and improve their practical ability， design ability and creativity. Today in distance education flourish， it is inevitable trend to create network experiment for training complex engineering and technical personnel needed by society， and persisting in "Learning， Innovation and Refinement" principles.

Keywords： distance education； "Circuit"； network experiment； station spot

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，接受遠(yuǎn)程教育的學(xué)生人數(shù)也在成倍增長。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院在天地網(wǎng)遠(yuǎn)程教育平臺(tái)支撐下，承擔(dān)著150門，8 000余學(xué)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)任務(wù)。在本學(xué)院開設(shè)的高起專、專升本的課程中，土木、護(hù)理學(xué)、機(jī)械工程及自動(dòng)化、環(huán)境工程、電力系統(tǒng)及自動(dòng)化等專業(yè)的多門課程都屬于依賴實(shí)踐的工科類課程。在遠(yuǎn)程教學(xué)過程中，由于學(xué)生和教學(xué)機(jī)構(gòu)在時(shí)間和空間上的分隔，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以實(shí)施，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)較弱。如何讓接受遠(yuǎn)程教育的學(xué)生也能通過網(wǎng)上開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)加深對(duì)基本概念的理解，提高動(dòng)手能力，開展設(shè)計(jì)性和探究性實(shí)驗(yàn)，是當(dāng)前遠(yuǎn)程教學(xué)中急需解決的問題。為此，有必要在開設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的模式上進(jìn)行一定的探索。下面通過已完成的《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)闡述一些具體的做法。

1 開設(shè)《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的設(shè)想

實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享能夠最大限度地提高實(shí)驗(yàn)建設(shè)的投資效益，實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、合作辦學(xué)。然而校際間的實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備和師資力量的共享由于涉及到方方面面的因素，相比之下單純以信息傳播為主的網(wǎng)絡(luò)資源共享，在實(shí)現(xiàn)上就容易了許多[1]。利用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予改善和補(bǔ)充，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)接受實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，這是制作《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的初衷。

與全日制在校學(xué)生不同，接受遠(yuǎn)程教育的學(xué)生沒有在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)的條件。如果只將實(shí)驗(yàn)過程錄制為教學(xué)片讓學(xué)生觀看，由于理論知識(shí)不系統(tǒng)，又缺少參與性，學(xué)生必定學(xué)得枯燥，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，這種單一的教學(xué)方法不可取。對(duì)《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ接行碌脑O(shè)想。

1.1 組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)《電路》課程的特點(diǎn)精心組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)院遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)計(jì)劃框架下，組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)注意在這兩方面進(jìn)行選材：（1） 始終圍繞教材，根據(jù)《電路》課程重點(diǎn)、難點(diǎn)設(shè)置典型實(shí)驗(yàn)。例如，“線性動(dòng)態(tài)電路的研究”、“RLC串聯(lián)電路的諧振”[2]等，通過實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生深入理解和掌握課程內(nèi)容。（2） 將課程內(nèi)容進(jìn)行綜合，設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。例如，“無源網(wǎng)絡(luò)的故障檢測”實(shí)驗(yàn)，將故障預(yù)置在電路板中，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，采集數(shù)據(jù)，靈活應(yīng)用課程中所學(xué)的理論計(jì)算方法，查找故障原因。

1.2 建立虛擬實(shí)驗(yàn)室

實(shí)現(xiàn)的思路：在B/S架構(gòu)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)通過Java Applet，ActiveX或Flash插件，提供界面仿真、電路圖表示、電路求解和操作控制等功能[3]。學(xué)生在接近真實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上可以搭建任意實(shí)驗(yàn)。這樣，學(xué)生既可通過虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，又可自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。

同時(shí)，還可以利用工程軟件Pspice，Workbench在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生通過接近真實(shí)的人機(jī)交互界面完成實(shí)驗(yàn)。例如，在電路實(shí)驗(yàn)“RLC串聯(lián)電路的諧振”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)利用小信號(hào)交流分析時(shí)附帶參數(shù)分析的方法，得到不同參數(shù)解算下的圖形變化曲線，使學(xué)生從動(dòng)態(tài)的變化過程中加深對(duì)選擇性、品質(zhì)因數(shù)、帶寬等問題的理解。其原理圖及輸出結(jié)果，如圖1與圖2所示[4]。

1.3 確定評(píng)價(jià)方案

對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的檢測這里設(shè)計(jì)了以下方案：

（1） 要求學(xué)生在規(guī)定的課程學(xué)習(xí)期間提交一份實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié)，整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，通過整理及編寫報(bào)告可以系統(tǒng)地理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所獲得的知識(shí)，建立清晰的概念。而網(wǎng)絡(luò)學(xué)生恰恰缺少這方面的訓(xùn)練。我們?cè)O(shè)想在學(xué)生學(xué)習(xí)完一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，給出相關(guān)內(nèi)容的思考題，學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室，獨(dú)立完成思考題，并提交具有理論計(jì)算及仿真結(jié)果對(duì)比分析的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，作為獲得實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)價(jià)依據(jù)。

（2） 在期末考試時(shí)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容在考試題目中體現(xiàn)。

（3） 根據(jù)上網(wǎng)學(xué)習(xí)課程實(shí)驗(yàn)的累計(jì)時(shí)間等方式來有效檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

通過以上方式可促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，并能在一定程度上反映學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握程度。

2 《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的制作

2.1 開發(fā)團(tuán)隊(duì)

《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)開發(fā)團(tuán)隊(duì)由教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員、網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員及視頻開發(fā)制作人員四部分共同組成。教師主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)操作步驟腳本的撰寫工作。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作腳本要求進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作。網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員主要負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)平臺(tái)的搭建、技術(shù)性和功能性架構(gòu)的設(shè)計(jì)、頁面的美術(shù)設(shè)計(jì)及站點(diǎn)的建設(shè)工作。視頻開發(fā)制作人員負(fù)責(zé)視聽教材素材拍攝及后期制作[5]。

2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在已完成的《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中，共設(shè)有11個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，他們分別為：戴維寧定理和諾頓定理、無源網(wǎng)絡(luò)的故障檢測、示波器的使用、基本運(yùn)算電路、線性動(dòng)態(tài)電路的研究、交流參數(shù)的測定、RLC串聯(lián)電路的諧振、耦合電感、三相電路、方波?三角波發(fā)生器、有源RC濾波器的設(shè)計(jì)與調(diào)試[6?7]。

2.3 實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)由文字、視聽教材、Pspice虛擬環(huán)境等方式呈現(xiàn)。文字部分以網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)，采用drmewervea網(wǎng)頁制作工具完成。視聽教材的錄制采用兩種方法：

（1）在電路實(shí)驗(yàn)室內(nèi)現(xiàn)場拍攝，后期采用專業(yè)視頻編輯軟件eduis實(shí)現(xiàn)剪輯。

（2）采用截屏工具軟件，跟蹤計(jì)算機(jī)屏幕上的顯示畫面自動(dòng)錄制，生成視頻文件。

2.4 站點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一級(jí)目錄：電路主頁顯示11個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)題。

二級(jí)目錄：每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容欄目，分別為教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)課堂、實(shí)驗(yàn)操作、儀器介紹、仿真實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、參考資料。

三級(jí)目錄：相應(yīng)欄目的具體內(nèi)容呈現(xiàn)。各個(gè)模塊的呈現(xiàn)方式為教學(xué)大綱：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)課堂：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；實(shí)驗(yàn)操作：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；儀器介紹：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；仿真實(shí)驗(yàn)：鏈接仿真實(shí)驗(yàn)演示文件；虛擬實(shí)驗(yàn)室：Pspice/Workbench虛擬環(huán)境；實(shí)驗(yàn)報(bào)告：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；參考資料：靜態(tài)頁面呈現(xiàn)。

2.4.1 實(shí)驗(yàn)課堂

在“實(shí)驗(yàn)課堂”模塊中，設(shè)計(jì)思路是突出實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)驗(yàn)教師一對(duì)一實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的效果，采取圖文并茂的形式，將老師的講授場景虛擬成了一個(gè)演播室，在演播室中設(shè)計(jì)了屏幕，屏幕上的文字、圖片、電路圖等和老師的授課內(nèi)容同步進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)課堂截屏如圖3所示。

2.4.2 實(shí)驗(yàn)操作

在“實(shí)驗(yàn)操作”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材都是在西安交通大學(xué)電路實(shí)驗(yàn)室內(nèi)拍攝，拍攝環(huán)境真實(shí)，拍攝主題突出，畫面整潔。利用轉(zhuǎn)場來強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的步驟，可以清楚地交代已經(jīng)進(jìn)入下一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)于呈現(xiàn)電流及電壓等變化過程的畫面采取特寫鏡頭。后期制作又柔和進(jìn)大量的字幕、電路原理圖、接線圖、電路公式等，使整個(gè)視頻內(nèi)容豐富、講解清晰、畫面流暢，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)

對(duì)“仿真實(shí)驗(yàn)”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材，首次采用截屏工具軟件生成。主講教師在計(jì)算機(jī)前，對(duì)每個(gè)電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在Pspice仿真環(huán)境下，從搭建電路、設(shè)置元件參數(shù)、標(biāo)注結(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)、設(shè)置分析類型，到求解計(jì)算，最終獲得結(jié)果圖的每一步操作過程，邊操作邊講解，由截屏工具軟件對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕上的顯示畫面及教師的語音進(jìn)行錄制，生成視頻文件。采用這種方式生成的視聽教材避免了攝像機(jī)在拍攝計(jì)算機(jī)屏幕上的畫面時(shí)所產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象，使畫面穩(wěn)定清晰，適合長時(shí)間觀看。

2.4.4 虛擬實(shí)驗(yàn)室

站點(diǎn)提供Pspice和Workbench鏈接地址。學(xué)生可在這兩種虛擬環(huán)境下，利用軟件中提供的元件庫，搭建實(shí)驗(yàn)電路，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要求的思考題，也可以自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論知識(shí)理解的正確性。在無法及時(shí)答疑的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，虛擬實(shí)驗(yàn)室無疑為自主學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了一個(gè)學(xué)習(xí)好幫手。

3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)特色

（1） 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課件知識(shí)系統(tǒng)，不但可以使教學(xué)思路清晰、解答詳細(xì)，而且重點(diǎn)內(nèi)容還可以重復(fù)播放，以加強(qiáng)理解和加深印象。

（2） 知識(shí)學(xué)習(xí)和虛擬實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合，形成完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，加深了學(xué)生對(duì)理論課程的理解，開拓了學(xué)生的思路，促進(jìn)理論課程教學(xué)質(zhì)量的提高，收到了良好的教學(xué)效果。

（3） 虛擬實(shí)驗(yàn)室打破了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的不可操作性。教師可根據(jù)教學(xué)需要靈活添加實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生也可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主和積極性。

（4） 通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果可與學(xué)生手算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，使學(xué)生在自行查找出錯(cuò)原因的過程中，提高分析問題與解決問題的能力。

4 結(jié) 論

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)接受實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠(yuǎn)程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的復(fù)合型工程技術(shù)人才，堅(jiān)持“學(xué)以致用、求新求精”的原則是開設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

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[7] 趙錄懷.電路與電磁場實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2001.

1.3 確定評(píng)價(jià)方案

對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的檢測這里設(shè)計(jì)了以下方案：

（1） 要求學(xué)生在規(guī)定的課程學(xué)習(xí)期間提交一份實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié)，整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，通過整理及編寫報(bào)告可以系統(tǒng)地理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所獲得的知識(shí)，建立清晰的概念。而網(wǎng)絡(luò)學(xué)生恰恰缺少這方面的訓(xùn)練。我們?cè)O(shè)想在學(xué)生學(xué)習(xí)完一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，給出相關(guān)內(nèi)容的思考題，學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室，獨(dú)立完成思考題，并提交具有理論計(jì)算及仿真結(jié)果對(duì)比分析的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，作為獲得實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)價(jià)依據(jù)。

（2） 在期末考試時(shí)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容在考試題目中體現(xiàn)。

（3） 根據(jù)上網(wǎng)學(xué)習(xí)課程實(shí)驗(yàn)的累計(jì)時(shí)間等方式來有效檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

通過以上方式可促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，并能在一定程度上反映學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握程度。

2 《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的制作

2.1 開發(fā)團(tuán)隊(duì)

《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)開發(fā)團(tuán)隊(duì)由教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員、網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員及視頻開發(fā)制作人員四部分共同組成。教師主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)操作步驟腳本的撰寫工作。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作腳本要求進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作。網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員主要負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)平臺(tái)的搭建、技術(shù)性和功能性架構(gòu)的設(shè)計(jì)、頁面的美術(shù)設(shè)計(jì)及站點(diǎn)的建設(shè)工作。視頻開發(fā)制作人員負(fù)責(zé)視聽教材素材拍攝及后期制作[5]。

2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在已完成的《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中，共設(shè)有11個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，他們分別為：戴維寧定理和諾頓定理、無源網(wǎng)絡(luò)的故障檢測、示波器的使用、基本運(yùn)算電路、線性動(dòng)態(tài)電路的研究、交流參數(shù)的測定、RLC串聯(lián)電路的諧振、耦合電感、三相電路、方波?三角波發(fā)生器、有源RC濾波器的設(shè)計(jì)與調(diào)試[6?7]。

2.3 實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)由文字、視聽教材、Pspice虛擬環(huán)境等方式呈現(xiàn)。文字部分以網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)，采用drmewervea網(wǎng)頁制作工具完成。視聽教材的錄制采用兩種方法：

（1）在電路實(shí)驗(yàn)室內(nèi)現(xiàn)場拍攝，后期采用專業(yè)視頻編輯軟件eduis實(shí)現(xiàn)剪輯。

（2）采用截屏工具軟件，跟蹤計(jì)算機(jī)屏幕上的顯示畫面自動(dòng)錄制，生成視頻文件。

2.4 站點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一級(jí)目錄：電路主頁顯示11個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)題。

二級(jí)目錄：每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容欄目，分別為教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)課堂、實(shí)驗(yàn)操作、儀器介紹、仿真實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、參考資料。

三級(jí)目錄：相應(yīng)欄目的具體內(nèi)容呈現(xiàn)。各個(gè)模塊的呈現(xiàn)方式為教學(xué)大綱：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)課堂：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；實(shí)驗(yàn)操作：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；儀器介紹：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；仿真實(shí)驗(yàn)：鏈接仿真實(shí)驗(yàn)演示文件；虛擬實(shí)驗(yàn)室：Pspice/Workbench虛擬環(huán)境；實(shí)驗(yàn)報(bào)告：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；參考資料：靜態(tài)頁面呈現(xiàn)。

2.4.1 實(shí)驗(yàn)課堂

在“實(shí)驗(yàn)課堂”模塊中，設(shè)計(jì)思路是突出實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)驗(yàn)教師一對(duì)一實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的效果，采取圖文并茂的形式，將老師的講授場景虛擬成了一個(gè)演播室，在演播室中設(shè)計(jì)了屏幕，屏幕上的文字、圖片、電路圖等和老師的授課內(nèi)容同步進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)課堂截屏如圖3所示。

2.4.2 實(shí)驗(yàn)操作

在“實(shí)驗(yàn)操作”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材都是在西安交通大學(xué)電路實(shí)驗(yàn)室內(nèi)拍攝，拍攝環(huán)境真實(shí)，拍攝主題突出，畫面整潔。利用轉(zhuǎn)場來強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的步驟，可以清楚地交代已經(jīng)進(jìn)入下一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)于呈現(xiàn)電流及電壓等變化過程的畫面采取特寫鏡頭。后期制作又柔和進(jìn)大量的字幕、電路原理圖、接線圖、電路公式等，使整個(gè)視頻內(nèi)容豐富、講解清晰、畫面流暢，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)

對(duì)“仿真實(shí)驗(yàn)”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材，首次采用截屏工具軟件生成。主講教師在計(jì)算機(jī)前，對(duì)每個(gè)電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在Pspice仿真環(huán)境下，從搭建電路、設(shè)置元件參數(shù)、標(biāo)注結(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)、設(shè)置分析類型，到求解計(jì)算，最終獲得結(jié)果圖的每一步操作過程，邊操作邊講解，由截屏工具軟件對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕上的顯示畫面及教師的語音進(jìn)行錄制，生成視頻文件。采用這種方式生成的視聽教材避免了攝像機(jī)在拍攝計(jì)算機(jī)屏幕上的畫面時(shí)所產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象，使畫面穩(wěn)定清晰，適合長時(shí)間觀看。

2.4.4 虛擬實(shí)驗(yàn)室

站點(diǎn)提供Pspice和Workbench鏈接地址。學(xué)生可在這兩種虛擬環(huán)境下，利用軟件中提供的元件庫，搭建實(shí)驗(yàn)電路，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要求的思考題，也可以自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論知識(shí)理解的正確性。在無法及時(shí)答疑的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，虛擬實(shí)驗(yàn)室無疑為自主學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了一個(gè)學(xué)習(xí)好幫手。

3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)特色

（1） 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課件知識(shí)系統(tǒng)，不但可以使教學(xué)思路清晰、解答詳細(xì)，而且重點(diǎn)內(nèi)容還可以重復(fù)播放，以加強(qiáng)理解和加深印象。

（2） 知識(shí)學(xué)習(xí)和虛擬實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合，形成完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，加深了學(xué)生對(duì)理論課程的理解，開拓了學(xué)生的思路，促進(jìn)理論課程教學(xué)質(zhì)量的提高，收到了良好的教學(xué)效果。

（3） 虛擬實(shí)驗(yàn)室打破了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的不可操作性。教師可根據(jù)教學(xué)需要靈活添加實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生也可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主和積極性。

（4） 通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果可與學(xué)生手算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，使學(xué)生在自行查找出錯(cuò)原因的過程中，提高分析問題與解決問題的能力。

4 結(jié) 論

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)接受實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠(yuǎn)程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的復(fù)合型工程技術(shù)人才，堅(jiān)持“學(xué)以致用、求新求精”的原則是開設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 洪延姬.網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)原理與方法：遠(yuǎn)程教育專業(yè)教材[M].北京：中國宇航出版社，2004.

[2] 吳仕宏.Fundamentals of Electric Circuit Theory電路基礎(chǔ)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012.

[3] 張曉霞，阮春蕾.《藥劑學(xué)》遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系列課程的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2013（6）：666?668.

[4] 應(yīng)柏青.Pspice在電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2007（4）：4?5.

[5] 劉清堂，王忠華，李書明.網(wǎng)絡(luò)教育資源設(shè)計(jì)與開發(fā)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2009.

[6] 邱關(guān)源，羅先覺.電路[M].5版.北京：高等教育出版，2006.

[7] 趙錄懷.電路與電磁場實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2001.

1.3 確定評(píng)價(jià)方案

對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的檢測這里設(shè)計(jì)了以下方案：

（1） 要求學(xué)生在規(guī)定的課程學(xué)習(xí)期間提交一份實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié)，整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，通過整理及編寫報(bào)告可以系統(tǒng)地理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所獲得的知識(shí)，建立清晰的概念。而網(wǎng)絡(luò)學(xué)生恰恰缺少這方面的訓(xùn)練。我們?cè)O(shè)想在學(xué)生學(xué)習(xí)完一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，給出相關(guān)內(nèi)容的思考題，學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室，獨(dú)立完成思考題，并提交具有理論計(jì)算及仿真結(jié)果對(duì)比分析的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，作為獲得實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)價(jià)依據(jù)。

（2） 在期末考試時(shí)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容在考試題目中體現(xiàn)。

（3） 根據(jù)上網(wǎng)學(xué)習(xí)課程實(shí)驗(yàn)的累計(jì)時(shí)間等方式來有效檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

通過以上方式可促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，并能在一定程度上反映學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握程度。

2 《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的制作

2.1 開發(fā)團(tuán)隊(duì)

《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)開發(fā)團(tuán)隊(duì)由教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員、網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員及視頻開發(fā)制作人員四部分共同組成。教師主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)操作步驟腳本的撰寫工作。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作腳本要求進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作。網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員主要負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)平臺(tái)的搭建、技術(shù)性和功能性架構(gòu)的設(shè)計(jì)、頁面的美術(shù)設(shè)計(jì)及站點(diǎn)的建設(shè)工作。視頻開發(fā)制作人員負(fù)責(zé)視聽教材素材拍攝及后期制作[5]。

2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在已完成的《電路》課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中，共設(shè)有11個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，他們分別為：戴維寧定理和諾頓定理、無源網(wǎng)絡(luò)的故障檢測、示波器的使用、基本運(yùn)算電路、線性動(dòng)態(tài)電路的研究、交流參數(shù)的測定、RLC串聯(lián)電路的諧振、耦合電感、三相電路、方波?三角波發(fā)生器、有源RC濾波器的設(shè)計(jì)與調(diào)試[6?7]。

2.3 實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)由文字、視聽教材、Pspice虛擬環(huán)境等方式呈現(xiàn)。文字部分以網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)，采用drmewervea網(wǎng)頁制作工具完成。視聽教材的錄制采用兩種方法：

（1）在電路實(shí)驗(yàn)室內(nèi)現(xiàn)場拍攝，后期采用專業(yè)視頻編輯軟件eduis實(shí)現(xiàn)剪輯。

（2）采用截屏工具軟件，跟蹤計(jì)算機(jī)屏幕上的顯示畫面自動(dòng)錄制，生成視頻文件。

2.4 站點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一級(jí)目錄：電路主頁顯示11個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)題。

二級(jí)目錄：每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容欄目，分別為教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)課堂、實(shí)驗(yàn)操作、儀器介紹、仿真實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、參考資料。

三級(jí)目錄：相應(yīng)欄目的具體內(nèi)容呈現(xiàn)。各個(gè)模塊的呈現(xiàn)方式為教學(xué)大綱：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)課堂：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；實(shí)驗(yàn)操作：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；儀器介紹：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；仿真實(shí)驗(yàn)：鏈接仿真實(shí)驗(yàn)演示文件；虛擬實(shí)驗(yàn)室：Pspice/Workbench虛擬環(huán)境；實(shí)驗(yàn)報(bào)告：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；參考資料：靜態(tài)頁面呈現(xiàn)。

2.4.1 實(shí)驗(yàn)課堂

在“實(shí)驗(yàn)課堂”模塊中，設(shè)計(jì)思路是突出實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)驗(yàn)教師一對(duì)一實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的效果，采取圖文并茂的形式，將老師的講授場景虛擬成了一個(gè)演播室，在演播室中設(shè)計(jì)了屏幕，屏幕上的文字、圖片、電路圖等和老師的授課內(nèi)容同步進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)課堂截屏如圖3所示。

2.4.2 實(shí)驗(yàn)操作

在“實(shí)驗(yàn)操作”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材都是在西安交通大學(xué)電路實(shí)驗(yàn)室內(nèi)拍攝，拍攝環(huán)境真實(shí)，拍攝主題突出，畫面整潔。利用轉(zhuǎn)場來強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的步驟，可以清楚地交代已經(jīng)進(jìn)入下一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)于呈現(xiàn)電流及電壓等變化過程的畫面采取特寫鏡頭。后期制作又柔和進(jìn)大量的字幕、電路原理圖、接線圖、電路公式等，使整個(gè)視頻內(nèi)容豐富、講解清晰、畫面流暢，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)

對(duì)“仿真實(shí)驗(yàn)”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材，首次采用截屏工具軟件生成。主講教師在計(jì)算機(jī)前，對(duì)每個(gè)電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在Pspice仿真環(huán)境下，從搭建電路、設(shè)置元件參數(shù)、標(biāo)注結(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)、設(shè)置分析類型，到求解計(jì)算，最終獲得結(jié)果圖的每一步操作過程，邊操作邊講解，由截屏工具軟件對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕上的顯示畫面及教師的語音進(jìn)行錄制，生成視頻文件。采用這種方式生成的視聽教材避免了攝像機(jī)在拍攝計(jì)算機(jī)屏幕上的畫面時(shí)所產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象，使畫面穩(wěn)定清晰，適合長時(shí)間觀看。

2.4.4 虛擬實(shí)驗(yàn)室

站點(diǎn)提供Pspice和Workbench鏈接地址。學(xué)生可在這兩種虛擬環(huán)境下，利用軟件中提供的元件庫，搭建實(shí)驗(yàn)電路，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要求的思考題，也可以自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論知識(shí)理解的正確性。在無法及時(shí)答疑的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，虛擬實(shí)驗(yàn)室無疑為自主學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了一個(gè)學(xué)習(xí)好幫手。

3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)特色

（1） 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課件知識(shí)系統(tǒng)，不但可以使教學(xué)思路清晰、解答詳細(xì)，而且重點(diǎn)內(nèi)容還可以重復(fù)播放，以加強(qiáng)理解和加深印象。

（2） 知識(shí)學(xué)習(xí)和虛擬實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合，形成完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，加深了學(xué)生對(duì)理論課程的理解，開拓了學(xué)生的思路，促進(jìn)理論課程教學(xué)質(zhì)量的提高，收到了良好的教學(xué)效果。

（3） 虛擬實(shí)驗(yàn)室打破了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的不可操作性。教師可根據(jù)教學(xué)需要靈活添加實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生也可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主和積極性。

（4） 通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果可與學(xué)生手算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，使學(xué)生在自行查找出錯(cuò)原因的過程中，提高分析問題與解決問題的能力。

4 結(jié) 論

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)接受實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠(yuǎn)程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的復(fù)合型工程技術(shù)人才，堅(jiān)持“學(xué)以致用、求新求精”的原則是開設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 洪延姬.網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)原理與方法：遠(yuǎn)程教育專業(yè)教材[M].北京：中國宇航出版社，2004.

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[3] 張曉霞，阮春蕾.《藥劑學(xué)》遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系列課程的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2013（6）：666?668.

[4] 應(yīng)柏青.Pspice在電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2007（4）：4?5.

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[7] 趙錄懷.電路與電磁場實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2001.