面向學生的實驗教學平臺設計與研究

蔡錦濤+楊芳

摘 要：實驗教學是高校教學工作的重要組成部分，實驗室是進行教學、科研、培養學生創新能力的重要場所。文章主要從需求分析、平臺建設的目標與功能、平臺的設計結構等方面，分析了面向學生的實驗教學平臺的模塊結構與功能。

關鍵詞：實驗教學；面向學生；實驗教學平臺；設計與研究

一、面向學生的實驗教學平臺建設需求分析

1.現有實驗教學平臺存在的問題

據顧洪洲等在《國內外網絡教學平臺建設的現狀調查》中的觀點，目前國內實驗教學平臺主要存在以下問題：①未實現信息共享：從國外網上教學的現狀來看，教師和學生都可以輕松獲得關于某一主題的詳細資料，真正實現教育資源共享。而在國內，在教學網站上最多的是通知、教育政策，或者是電子課件等內容，明顯缺乏豐富的教學信息資源。②未實現多向交互：在國外的網絡教學中，交互是得到極大重視的活動，幾乎所有的網絡教學課程都利用各種技術手段和工具來開展交互。而在我國目前的網絡教學中，交互的程度與發達國家相比還差很遠。③未實現全面開放：區域經濟發展的不平衡、教育投資的不同，使得各個高校建設網絡教學平臺的進程差距很大，這就導致很多高校即使進行了校園信息化建設，建立了網絡教學平臺，但往往加了很多限制，如只限于對內開放。這些問題導致現有的實驗教學平臺的應用性低，造成了一定的資源浪費。

2.面向學生的實驗教學平臺的特點

（1）面向學生的實驗教學平臺設計的出發點是以學生為對象，解決以往的實驗教學平臺定位不準確的問題。將學習的決定權由教師轉移給學生，學生更專注于主動的基于項目的學習，從而獲得更深層次的理解。教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習，讓學生通過實踐獲得更真實的學習。

（2）面向學生的實驗教學平臺更加注重對平臺的維護。為了解決實驗教學平臺在計算機系統上運行較慢的問題，一方面，在條件允許的情況下，我們可以建設專門的實驗室來運行面向學生的實驗教學平臺，來確保實驗的正常進行；另一方面，在條件不允許的情況下，我們可以依托現有的計算機中心的公共實驗室進行實驗，將實驗教學中所需要的應用軟件安裝到其他磁盤中，定期對計算機進行殺毒與清潔，同時建立硬件設備的備份庫，以保證損壞的設備能得到及時的更換。

（3）面向學生的實驗教學平臺應更加重視對實驗資源的管理。在以往的實驗室資源的收集中，大多是紙質資源，教師和學生不注重對資源的分類以及整理。通過建立實驗室資源庫，收集學生的優秀作品，及時上傳與更新實驗教學資源，充分滿足學生開展自主性學習和研究性學習的需求。

二、面向學生的實驗教學平臺建設目標與功能

1.面向學生的實驗教學平臺建設目標

第一，將平臺打造成實驗室資源庫。資源庫分為兩類：一類是實驗前預先上傳的資源，如往屆學生的優秀作品、課件等；另一類是實驗后生成的資源如課堂實錄、成果分享等。

第二，將實驗教學平臺建成有特色的實驗教學基地。實驗教學平臺與教學體系相融合，重點研究創新性、設計性實驗項目。

第三，利用平臺提高學生創新實踐能力。學校定期開展相關比賽培養學生實踐創新能力，面向全校學生舉辦校級程序及網頁設計大賽，為學生提供展示程序及網頁設計水平和能力的平臺，提高學生的學習積極性。

2.面向學生的實驗教學平臺功能

（1）提供豐富的實驗教學資源。利用好實驗室資源這對提高學習成績、課程興趣以及增加課堂互動性等方面有較好的效果。資源庫中主要包括教學資源與往屆學生提交的優秀作品，學生可查看及下載老師提供的視頻資源、文檔資源以及實驗指導書等，同時可以查看往屆學生提交的優秀作品。教師可通過實驗教學平臺，把教學內容以多種形式傳達給學生，使學生更好地掌握實驗教學內容。

（2）提升實踐操作能力。教師在課上及時指導學生，上完課后布置相關的作業，并讓學生按時完成作業，以提升學生的實踐操作能力。在“教”的方面，提倡“案例教學”，在“學”的方面，強調作業與專題訓練等。

（3）發展學生的實訓能力。學生要多嘗試完成新任務，并且取得練習效果的反饋信息，實訓項目可鞏固、拓展知識。教師提供一些實訓項目，學生可以按照自己所掌握知識的程度，選擇并完成相應的實訓項目。同時學生將所學的知識進行整合，向別人展示或講解所學到的東西，從而提高能力。

（4）拓展學生創新能力。學校要堅持以學生為本，加強實驗教學內容、教學方法的改革，培養學生學習興趣和研究激情，引導學生研究實驗知識與技術，培養學生的研究能力與創新能力。

三、面向學生的實驗教學平臺的設計結構

1.總體設計

建立面向學生的實驗教學平臺是為了更好地進行實驗教學，同時能夠提高實驗教學效果。平臺在原來的“教師”“學生”“管理員”的基礎上，重點研究設計“學生”。學生能夠通過該平臺給教師進行留言，完成與提交實驗報告及實訓項目等。教師能夠利用該平臺發布實驗教學內容，布置實驗教學任務，上傳實驗指導書及視頻、文檔等資源，查看學生完成的作業并進行評閱，同時查看學生的留言等。平臺在選擇色彩時應該考慮用戶的體驗，色彩過于個性以及色彩與色彩之間對比性太強會影響用戶的使用，阻礙信息的傳播，所以應該選擇讓人感覺到簡潔的色調。本實驗教學平臺的風格主要以藍色為主，藍色沉穩、純潔、寧靜。數據庫設計是實驗教學平臺的重要組成部分，數據庫較復雜，平臺通過確定目標和功能之后，結合調查和分析資料對要實現的功能模塊和子功能進行了系統的分析和整理。根據本平臺所要面臨的用戶，即教師、學生和管理者，設計角色共有功能：平臺信息的查看、個人信息的查看和修改、用戶密碼的修改等。

實驗室預約數據庫設計主要是圍繞學生，預約信息表中包括學生預約實驗室的編號、實驗室地點、學生預約的時間、預約學生的ID、學生實驗內容。實驗課程表中主要包括課程名稱、課程編號、教師ID、實驗地點、課程時間。用戶通過登錄可查看實驗課程表。

實驗室資源表中主要包括資源編號、資源類型、資源名稱、上傳者及內容。教學實訓部分主要的功能是教師提供一些實訓項目，學生自主地選擇實訓項目完成并提交，加強學生的實驗能力。教師對學生完成的作業以及實訓項目進行評閱。因此，涉及的數據庫表主要有實訓項目表、項目作業表。實訓項目表主要存放項目名稱、教師ID、項目時間、項目編號。項目作業表主要存放學生ID、項目編號、項目成績等。

留言板部分的主要功能是學生可在平臺上進行留言，教師可查看并回復留言。留言板主要包括留言主表與留言子表，其中留言主表里面存放主題、主題ID、發布時間，留言子表存放留言學生、回復主題、回復內容。

本平臺根據選題內容采用B/S結構的程序方式來實現。設計好基本功能后，根據網絡開發知識和自身語言掌握情況采用了以下工具，后臺實現主要是利用Java語言與HHS框架進行開發，開發工具主要是MyEclipse 10。數據庫搭建和實現主要是利用MySQL，開發工具是MySQL5.5和Navicat 10.0.11。前端頁面設計與搭建主要是利用DIV+CSS+JavaScript，開發工具是UE火狐。界面設計主要是利用PhotoShop軟件。

2.模塊結構

為了讓學生更好地學習，更方便地獲取實驗資源，培養學生的創新意識、創新精神和創新能力，設計與研究面向學生的實驗教學平臺，該實驗教學平臺的功能模塊包括用戶登錄、實驗室簡介、實驗室預約、實驗課程表、實驗室資源、實驗室動態、規章制度、教學實訓、留言板模塊。

用戶登錄：用戶登錄模塊主要供學生、教師、管理員使用。

實驗室簡介：實驗室簡介的主要功能是對實驗室的基本情況進行說明。

實驗室預約：用戶可對實驗室進行預約。

實驗課程表：實驗課程表由管理員或教師進行上傳。

實驗室資源：實驗室資源主要包括視頻資源、文檔資源、優秀作品、實驗指導書。實驗室資源主要由教師提供的資源與往屆學生提交的優秀作品為主，學生可以查看與下載老師提供的視頻資源、文檔資源、實驗指導書以及往屆學生提交的優秀作品。

實驗室動態：實驗室動態主要呈現學院新聞、實驗公告，將實驗室的信息發布，讓教師與學生及時了解。

規章制度：規章制度的內容包括工作人員條例、學生實驗守則、設備管理制度、學生遵守規章制度等，規章制度的制訂能夠降低實驗室管理人員的工作難度。

教學實訓：教學實訓主要是指實驗指導教師提供一些實訓項目，學生自主地選擇實訓項目完成并提交，加強學生的實驗能力，教師對學生完成的作業以及實訓項目進行評閱。

留言板：學生可在平臺上進行留言，教師可查看并回復留言。

四、總結

實驗教學是檢驗學生實驗能力、培養學生創新實踐能力的重要途徑。實驗教學的改革與平臺的建立，是全體師生對實驗教學重要性的一個再認識問題，只重視課堂理論教學，忽視實驗教學會嚴重制約整體教學質量的提高。面向學生的實驗平臺在設計中，主要突出以學生為主體的特點，通過前期的規劃，面向學生的實驗教學平臺已采用相關技術手段開發實現，并且達到了較好的效果，有效改善了實驗教學管理手段和方法，實現了資源共享，提高了實驗效率，提升了實驗教學效果，有力地推動了高校的人才培養模式改革。在接下來的運行過程中，我們將繼續對數據進行統計分析，完善功能。

參考文獻：

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[2]王建林，何蘇勤，孫洪程.構建實驗教學平臺，培養學生創新精神和實踐能力[J].實驗技術與管理，2005（4）.

[3]劉志學，張寶歌，王立國，等.網絡教學平臺建設的研究與實踐[J].才智，2013（15）：129.

（作者單位：湖北文理學院教育學院）