基于土工实验教学模式的研究论文

第一篇：基于土工实验教学模式的研究论文

摘要：实验教学作为高校教学工作的主要环节之一越来越受到重视。随着实验设备的不断完善和设备水平的不断提高，实验教学模式需要不断调整和改进，以取得更好的教学效果。通过对实验教学模式的创新改革，提高了实验教学的完整性、系列化及实用性，进一步增强了对学生的实际动手能力的培养。

关键词：实验教学模式；创新改革；实践

土工实验是土力学课程重要的实践性教学环节，也是地基基础施工现场的一项重要工作，通过一定数量的土工实验课程的学习与实践，可以深入了解土的工程力学性质，熟悉土工实验各种仪器设备，学会整理测试资料和分析测试数据，充分调动学生学习的积极性和主动性，提高学生对土力学理论的理解和动手操作能力，有利于学生综合素质的提高和工程能力的培养。高职高专是以培养建筑工程企业第一线高素质技能型人才为根本任务，因此，为使实验教学更好地为教学服务，进一步提高教学效果，笔者对土工实验教学模式进行了探讨和实践。

一、土力学实验教学的现状及存在的问题

目前，各高校土力学实验通常是作为土力学课程教学的一部分内容，根据课程教学进度安排各个实验。作为传统的教学模式，这种模式具有实验目的明确、针对性强等优点，但由于每次实验相对独立，存在准备工作大量重复、内容分散以及缺乏系统性、完整性等缺点，在相同的学时和实验条件下，不能充分利用实验室资源，以造成人力、物力、财力的浪费。

1、内容分散有重复，缺乏连贯性

传统的土力学实验按照课程进度，安排在《土力学》课程学时之内，其目的是为了让学生及时掌握教学内容，验证土力学课程的基本原理。以土力学课程设置为例，总学时48，其中实验占8学时。现有模式存在着明显不足，即各实验间有相当的重复工作，学生对土工实验的操作程序缺乏整体了解。例如，土的三项指标测定中要测定土的容重及含水量，在土的固结实验中仍需测定。有时受学时限制，只能采取“掐头去尾”的做法，比如略去取样、开土、编号等环节，直接进入到实验内容；如土的固结实验，慢剪需24小时加载一次，快剪也需1小时加载一次。实际操作时受时间限制，一般采用每10分钟加载一次等。

2、不能适应多专业方向的要求

现在的人才市场要求学生不仅要精通本专业的知识，也要求对相关专业知识有所了解。土木工程专业的毕业生可面向建筑、道路、港口、桥梁、水利水电工程等多个方向，了解不同专业方向的土工实验方法及规定可以使学生在以后的实践工作中很快上手，增强自身的适应能力。但传统的土力学实验主要偏向某一专业方向，对其他方向涉及较少，不利于学生综合素质的培养。

3、实验以验证型为主

缺乏创新性传统的土力学实验多采用教师先示范，学生再操作的模式。对操作时间较长的实验只能以验证型为主，不一定完全按照实验规程进行。由于实验数据不够准确，很难用于实际工程，很多学生因此缺乏主动性和责任感，动手很少甚至不愿动手，实验数据东拼西凑，难以做到“严谨治学、推陈出新”。

二、对实验教学的创新改革

为了提高实验教学质量，加强实践教学的规范化管理，避免以上几种情况发生，改善和提高实验教学效果，现提出以下7点改革建议。

1、将实验教学从专业课中脱离出来，按照专业性质不同将实验教学分为专业基础实验和专业实验，根据不同学期开设综合实验周，可分为综合实验

1、综合实验2及综合实验3等。例如，在第3学期安排了综合实验2，是有关土工的基础实验；在第4学期安排了综合实验3为专业实验周，是有关工程地质勘察、测试技术等；在第7学期开设了土木工程综合实验周，是所学专业知识的一次综合认识实验等。

2、使每个班级都有专门的一周或半周的时间集中上实验课，这样可以让学生安下心来集中精力去做实验，从而提高实验的成功率。

3、由于班级较多，我们采取交叉做实验的方法，提高实验效率。例如，由实验教师交叉地为2个班学生做实验。在土工实验中，由于实验设备较多，在满足实验教学要求的情况下分组由2名教师同时交叉做实验，如土的密度、液限、塑限、剪切、压缩等，也不必担心课程结束了而实验还未做完的尴尬局面。

4、有了集中的实验时间，可以让学生轻松完成实验周期较长的实验项目，也可以使实验项目系列化、完整化，激发学生做实验的积极性，增强学生的成就感。

5、随着学生专业知识的不断提高、知识面的不断扩大，应该多为学生介绍一些较为先进的设备仪器，尤其是大型的先进仪器设备的应用，开阔学生的视野，提高设备的利用率。

6、尽可能地开设一些与实际生产相结合的实验项目，真正培养出动手能力强的实用人才。

7、根据实际工程背景，营造一定的工程情景，实验教师根据学生所学专业的不同，综合列出了一系列实验项目。让学生自由选择实验项目，选够学生实验所需的实验学分，从而增强了学生做实验的自主性、实用性，也使实验室做到真正意义上的开放。

三、结束语

通过此次的实验教学改革，使学生认识到了实验项目系列化、完整化及数据处理自动化的好处。开设土工实验周减少了演示性、验证性实验，增加了工艺性、设计性、综合性实验，并由过去教师手把手教学生转变为学生自主安排实施，有利于培养学生独立设计、实施实验方案的能力，同时对实验教师也提出了更高要求。由于实验设置较集中，对于班级较多的院校，可考虑理论教学基本涉及后结合开放性实验陆续开始，如何有效地运作还值得进一步探讨。

参考文献：

[1]李常健，谢一民。新建本科院校实验教学改革刍议[J]。湖南科技学院学报，2006，27（5）。

[2]孙萍，崔怡，李志文等。开放实验室的探索与实践[J]。实验室研究与探索，2006，25（7）。

[3]于宗仁，李巨龙。结合工程实例进行综合性实验教学的尝试[J]。西部探矿工程，2006，（4）。

[4]刘建新，张新华。综合性土力学实验教学模式的研究[J]。实验室研究与探索，2005，24（6）。

[5]谢友宝。大型综合性创新实验设计研究[J]。实验室研究与探索第，2005，24（12）。

第二篇：教育技术的实验教学模式研究论文

摘要：开放实验教学就是通过利用理论联系实际的教学方式，它是进行实验教学的重要部分。开放实验教学能够提高学生的实际操作能力、分析解决问题的能力，同时可以激发学生的思维创造力。本文主要针对开放实验教学模式中所存在的一些问题进行了分析研究，根据笔者多年的教学经验，提出应对开放实验教学问题的方法，从而不断完善现代教育技术环境下实验教学的发展模式，进而提高教学效率，促进教学活动的顺利开展。

关键词：现代教育；开放实验教学；策略

随着现代科学技术的不断提高，教育教学模式也在不断革新发展。现代教育技术的实践以及实验教学理论的应用，都在不断的进步与发展。在打破传统实验教学模式的同时，现代教育技术环境的开放实验教学模式也遇到了一些现实问题，不得不继续革新优化。

一、关于开放实验教学模式

1.开放实验教学的内在含义

所谓开放实验教学，即就是一种新型的实验教学模式。它把研究性学习的理念引入实验教学，并在实验的时间、空间、内容以及教学方法等方面全方位开放，在开放试验中，学生可以自由选择实验的内容，依据自己的能力水平和兴趣爱好设计实验的方案。在实验操作中，充分发挥学生的自主创作能力和实践操作能力，进而提高学生的学习兴趣。开放实验教学真正体现了以人为本的教学理念。

2.开放实验教学的特点

“动态灵活”是开放实验教学的显著特征。

3.管理过程

开放实验教学的差异性决定了管理过程的灵活性。以学生为主体，根据实际情况对每个学生实行自主安排实验内容，试验时间，确定试验方法和试验次数。也就是对学生的实验教学的限制少了，甚至是不加限制。开放实验教学的过程与理论教学不必同步，在时间、空间、以及内容上给学生充分的自由，提高学生自主创作能力。所以，开放实验教学是一种锻炼学生能力的教学。

4.教学内容独特性

开放性实验教学的内容和方法灵活多变。其教学内容与学科、社会等外部环境紧密联系，同时根据学生的需求不断推出新的实验项目。开放实验教学内容一直与时俱进，大都来源于社会实践以及学生的生活。既锻炼了学生的实操能力，也在关注社会的同时，服务于社会。

5.学生个体

传统的教学模式依附于理论教学，一成不变，学生学习相对较为被动化。开放实验教学则与之相反，是根据学生的个体差异而实施不同的实验教学，让学生化被动为主动。采取灵活的教学内容和方式，合理利用实验教学资源。让学生参与其中，提高学生的自主创新能力，激发学生学习积极性，使得学生能力得到锻炼与培养。同时，让学生切实得到实验收获，从而达到实验教学目的。

二、开放实验教学模式发展中存在的问题及其问题产生的原因

1.学生的实验障碍

由于受到传统教育教学的影响，很多学校在教学中都过分重视理论知识教学，忽视了对学生的实践教学培训。造成在实验室开放初期，学生参与实践的积极性不高，缺乏自主参与意识。大部分学生在实验教学中缺乏实习动手操作能力，缺乏与他人的交流与合作，团队意识较差。

2.实验教学的开放

传统的实验教学开放是有指定的时间和次数，只是在教学时间对学生开放，下课就不允许学生进入实验室。限制了学生的自主学习，给实验教学带来了阻碍，不能够做到真正的开放。

3.实验室的教学问题

传统的实验教学是根据学时和学习计划进行的，能够让教师教学与学生的学习进程达到同步。然而开放实验教学，由于是以学生为主体，根据学生的实验时间进行教学，这就使得教师的教学计划与学生的实验相冲突，不能够达到同时进行。对学生的评价标准难以统一和客观。处理好学生实验操作和教师实验指导之间的矛盾，是开放实验教学必须解决的问题。

4.实验管理所存在的问题

一般情况下，不管是学校层面还是院系层面，对于教学计划中的实验教学和相关的实验教学部门，都能够相互配合，共同完成教学目标。但在开放实验教学中，却表现出了很多不和谐。这是由于开放实验室工作时，工作的分工不明确，职责安排不清楚，缺乏明确的负责部分而造成的。

5.费用运转的问题

对于实验室的开放，必然会产生很多的实验费用。例如设备维修护理费、实验器材消耗费、教师的课时费、以及实验管理人员课时费等。这些费用相当高，而且使用效率低。对于开放实验室，由于其形式比较灵活多样化，导致对于开放实验的投入经费难以统计。大部分学校又没专项的经费投入开放实验室，造成开放实验室资金不足，不能正常运行，从而影响了教学活动的正常进行。

三、针对现代教育技术环境的开放实验教学问题的策略

教育技术实验教学的重要组成部分是开放实验教学。开放实验教学将实验教学中的“教”与“学”进行了很好的协调。使实验管理人员和教师不断加强自身的学习，增加实验教学的责任心。但是，通过笔者对于现代教育技术环境下开放实验教学的研究发现，对于当前的开放实验教学存有很多的问题，例如，对于学校关于教学实验烤房的理论性的研究很少，生搬硬套，实验室的管理问题以及教师教学与学生自主实验的矛盾，实验室经费危机等。为了现代教育技术开放实验教学能够更为有效全面的开展，从而避免教育技术开放实验教学实践的盲目导向，笔者根据自身多年的实验教学经验，综合提出以下两点措施：

1.加强系统性安排，开启人本主义学习理论

把教育技术开放实验教学作为一个系统，分析其组成和功能，构建其模型。通过研究系统各要素之间的相互关系和变动规律，主要分析教育技术开放实验教学系统中各要素之间的关系，调整系统结构，优化系统目标，提高实验教学质量；教育技术开放实验教学以学生为主体，各个要素、环节都围绕学生展开。重视学生的动机、兴趣、能力、情感、以及价值观，根据其需求，自主选择实验内容；在教育技术开放实验教学中，要求鼓励学生自主的设计实验方案，进而培养学生的实验操作能力以及创新能力。扩宽开放实验室所涉及到的各个层面，鼓励各个专业的学生都积极参与到开放实验室当中，提高个人综合能力。

2.健全实验室管理体制，实行实验室开放管理系统

健全实验室管理体制，学校可以通过利用多种方式来增加经费，通过对实验室的经费投入，给实验室的顺利开放提供保障。例如，可以通过在学校内部设置勤工俭学岗位，实验室管理人员可以由勤工俭学的学生来担任。如此不仅解决了因为开放实验室而导致实验管理人员不足的问题，还锻炼了学生的个人能力，使人力资源得到了合理利用，减少了人员经费的支出。学校还可以设立专项资金，对现有实验室的器材以及相应的调剂材料进行有效地整合统计，统一化管理，做到资源合理有效配置与利用。对于专业课的实验室教学，可以采取联合建立试验班级。共用实验教室，优化配置，节省资源。

四、结语综上所述，现代教育技术环境下开放实验教学中存在一些问题，如实验室的管理问题以及教师教学与学生自主实验的矛盾，实验室经费危机等。这些问题严重制约现代教育技术环境下开放实验教学顺利开展，必须要解决这些问题，才能提高开放实验教学质量。笔者提出，首先应该加强系统性安排，开启人本主义学习理论；其次，健全实验室管理体制，实行实验室开放管理系统。笔者希望有更多的教育工作者加入开放实验教学的研究探讨之中，不断提高我国实验教学水平，使开放实验教学发挥其真正的作用。

参考文献：

[1]王志军.也谈开放式实验教学[J].实验室研究与探索，2010，(03).[2]宋国利，盖功琪，苏冬妹.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2010，(02).[3]赵扬，王凤华.开放实验教学模式下的教学质量保障体系[J].实验室研究与探索，2010(03)

[4]廖庆敏，秦钢年.建立开放实验室提高学生的实践能力和创新能力[J].实验室研究与探索，2010，(04)

第三篇：新课改下高中物理实验教学模式研究论文

摘要：近年来，中国掀起了课程改革的风浪，为此很多课程都有了它们独特的地位，就拿高中物理实验教学来说，物理老师更注重知识的实用性，更注重学生的主动学习，充分调动学生的学习积极性。因此很多高中物理教师就朝着这方面努力，本文对新课改下的高中物理实验教学模式进行了深入研究，并对此提出相关评价。

关键词：课程改革;高中物理实验;教学模式

在课程改革的风潮影响之下，很多教学新课程都发生了翻天覆地的变化。对于高中物理学科来说，物理实验有非常重要的地位，为了能够提高物理实验在生活中的应用性，很多高中物理教师做了以下改革探索，形成了良好的物理实验教学模式。本文通过对物理实验教学模式的探索，提出了相应物理教学模式评价。

1.新课改下高中物理实验教学模式探索

我国为了课程改革能够顺利进行，就课程改革做了人性化探索。各大高中物理教师，积极响应国家的政策方针，探索高中物理实验教学，从实用性和戏剧性的角度，最大限度地开发学生潜力，使学生的各项技能得到全面开发。对于高中的物理实验教学模式，必须从培养学生的动手能力、创新能力方面着手，全面提高学生个人素质，促进其个性化发展，培养对社会有用的人才。具体来说，物理实验教学模式从以下方面进行探索。

1.1关注学生个性发展和全面发展

1.1.1每个学生都有它独特的生长环境，因此高中物理实验教学必须关注学生的个性发展，让学生在物理研究上保持一定的个性和差异。因此高中物理教师在这方面做了积极努力，重视学生个性发展，积极启发学生个性的创新能力，引导学生个性的物理兴趣，从而培养物理高素质人才。

1.1.2为了能够适应社会的发展，学生还必须全面发展。为此高中物理实验教学必须积极培养学生的使用能力和动手能力，将物理教学与实际生活相结合，充分激发学生的学习热情，最大限度地发掘学生的潜力。在实业领域方面，物理教师应尽可能照顾到每个学生，关注每个学生的学习状况，积极引导学生参与到物理实验中，使学生在实验中得到全面发展。

1.2营造良好的物理实验教学环境

针对目前很多高中学生对物理学习的兴趣缺失这一情况，物理教师必须营造良好的物理实验教学环境，从而激发学生学习兴趣。在讲授理论学习的时候，尽可能地使物理学科形成相对完整的体系，让学生拥有一定的物理学基础和物理学思维，让他们在实验操作过程中应用到这样的理论体系。同时教师要积极鼓励学生在使用过程当中提出问题，通过这些问题调动其他学生的积极性，从而形成提问的良好教学环境，只有在这样良好的教学环境之下，才能够有效提高学生的学习热情，进而提高学生对物理学习的兴趣。

1.3解决学生的个性问题

在物理学习过程中，一些学生会依据自身的实际情况而产生一些问题，教师要根据学生的个性化发展，解决学生这样个性的问题，从而提高学生的学习自信心。

1.4关注学生的学习状况

物理教学者在规划教学方案时，应该充分考虑到学生的学习状况，比如说学习能力及学习特点。尽可能设计一些比较有内涵的问题，学生通过问题能够有效提高自己的独立思考能力，进一步激发学生创新能力。

1.5鼓励学生利用网络环境

在新时代之下，信息技术的发展已经是不可不灭的一个潮流，为此高中物理实验教师必须顺应这样的时代潮流，鼓励学生利用网络环境，通过网络解决一些自己在生活中遇到的物理问题，这样可以最大限度地弥补学生在课堂中的缺失，不仅可以巩固和复习相关的知识，而且有利于学生学习。

2.新课改下物理实验教学模式评价

当前全国各地课程改革都在如火如荼地进行，但是谁也没有相关经验预想未来，对于新课改之下，物理实验教师是否能够把握时代脉搏，培养具有应用性的学生，还是一个未知数，所以目前新课改下物理实验教学模式的评价还并不统一。笔者认为，对于物理实验教学模式的评价，不可一味地关注其结果，最重要的是关注物理学教学的过程，从综合的角度考虑，学生在实际操作过程中，是否有一定的长进，是否突出了他们个性的发展。

2.1评价方法多元性

物理实验教学模式的评价方法可以采用多元性，例如观察法、统计分析法、实验测试法、市场问卷法、分析法等方法，评价教师在教学活动过程中学生是否进步。

2.2评价教师原则

新的物理实验教学模式，对于教师的评价原则，认为不可以依据期末考试成绩而定，可以适当关注学生发展，看看学生在新的物理教学模式下，是否掌握了实际的应用才能和应用技术。通过这样的考核，评价教师，肯定教师在新课改教学模式下的付出和努力。

2.3教学模式的评价

对于新课改的教学模式，评价是可以遵循全面性、目的性、可持续性的原则，如果新的教学模式能够让学生全面发展，有利于日后的课程学习，那么这样的教学模式就值得鼓励和肯定。

2.4教学评价系统

对于新课改的教学评价系统，并不只局限于课程结束之后的成绩总结，可以利用新时代下的信息技术，通过网络技术，采集来自学生的评价。

3.结语

新课标之下高中物理实验教学改革，没有任何一个物理教师有相关经验，因此只能是摸着石头过河，提倡有创新的教学模式，学习相关教学经验，创造良好的物理实验教学环境。

参考文献：

［1］刘婵玉.新课改下高中物理实验教学模式的探索与评价研究［D］.陕西师范大学，2013.［2］刘苏祥.新课改下高中物理实验教学模式的探索与评价研究［J］.中学物理，2015，v.33；No.58303：28.［3］姜兆国.新课改下高中物理实验教学模式的探索与评价［J］.智富时代，2015，No.36107：273.

第四篇：高中物理实验教学有效性研究论文

实验是引导学生构建物理知识的重要途径。在高中物理教学中，通过引导学生参与实验，让学生在实验中观察现象，在参与和问题解决过程中获得结论，这对学生理解物理概念，掌握物理知识都具有积极意义。但一直以来，在物理教学中大多教师都是按照实验操作流程引导学生实验，对实验目的不够重视，在实验中也缺少问题引导，从而影响了实验的有效性。为此，本文就结合高中物理实验教学，就物理实验的有效性作简单分析。

一、激发实验兴趣，引导学生主动参与

在高中物理实验教学中，很多学生总是懒洋洋的，无论是完成实验操作还是问题思考的参与度都不高，在实验后对学生进行调查发现，学生对实验缺乏兴趣是主要因素。的确，在实验教学中兴趣是促进学生主动参与实验的内部动机，要让学生能主动参与到实验中，那就得激发学生参与实验的兴趣。在物理实验教学中要激发学生的实验兴趣，不仅要注重从生活现象引入实验，还要注重结合知识的内部结构来创设实验情境。如“加速度与力和质量的关系”的实验中，可先借助多媒体而呈现足球运动中守门员扑球、赛车和飞机起飞的图片，在引导学生观看的基础上以“图片中物体的加速度和哪些因素有关”而引导学生猜想，让学生从生活现象而过渡到物理实验中，直观而具有启发性。又如“验证机械能守恒定律”的教学中，学生已经学习了“机械能守恒定律”，那么，在教学中可先引导学生复习其表达式，思考物体在空中静止下落除了受重力影响外，还会受什么力的作用？如何减弱这些力对实验的影响？要计算减少的重力势能和增加的动能，是否还需要用天平测量重物的质量？在实验中是要先打开电源还是释放重物，为什么要这样做？如此，通过复习，让学生在巩固原有知识的基础上，通过问题探究而引入实验，从而更好地激发了学生的实验兴趣。

二、明确实验目的，促进实验目标达成在物理教学中通过实验后对学生进行调查，结果发现有很多学生对实验目的并不明确，在实验中较为盲目，只是教师让做什么就做什么，对于实验结论也是采用背诵方式进行记忆。从教师在实验中的行为也不难发现，很多教师在实验中并不注重强调实验目的，更多的是把重点放在实验操作过程上。其实，目的是活动的导向，缺乏实验目的指导，学生也就容易出现“为什么要这样做”的疑问，从而影响实验效果。在实验教学中，为更好地让学生了解实验目的，一是要注重以问题方式引导学生在实验前进行思考。如“验证机械能守恒定律”实验中，既然要验证机械守恒定律，验证式是如何的？结合验证式分析需要测量哪些物理量，该用什么方法进行测量？是不是实验中的重力势能变化量就一定等于动能的变化量，如果不等，哪一个变化量会更大，原因是什么？二是可以采用精讲的方式向学生明确实验目的。如“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，可直接告诉学生目的是通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系，然后引导学生对其关系进行猜想，再以控制变量法组织学生展开实验。

三、加强问题引导，启发学生积极思考

要提高物理实验的有效性，实验过程中的引导是尤为关键的。在以往的物理实验中，教师更多关注的是学生是如何完成实验的，是如何通过实验过程而获得结论的，实验中是否按流程进行操作等问题，实验过程太过于刻板。实验是让学生获得知识完形的操作过程，在实验中加强问题引导，以问题促进学生对实验现象进行思考，可更好地让学生在实验中获得结论，通过问题分析而更好地理解知识。如“探究加速度与力、质量的关系”的实验中绳子拉小车的力是不是小车受到的合外力？如果实验中将木板一端稍微垫高一些让小车匀速下滑，此时小车的合外力是多大？绳子的拉力和砝码的重量是否相等，为什么？在什么情况下砝码的重力可以近似于绳子的拉力？如何平衡摩擦力？以问题而引导学生根据实验活动而展开交流，更好地让学生理解每个实验步骤的目的。同时，在对实验数据分析时，也要注重以问题作为引导，如对加速度与质量的关系的研究，为什么要描绘a-1/m的图像而不描绘a-m的图像？以此问题而引导学生交流，从而更好地明确检查图线是不是过原点的倾斜直线的方法。

四、注重师生互动，促进学生积极参与

在实验教学中，教师和学生之间并非“我说你做”的关系，而是互动关系，无论是对问题的探究，还是对操作的反馈都蕴含着师生间的互动。在以往的物理实验教学中，教师更多的是以“指令”方式让学生完成实验，然后再把结论告诉学生。如此，学生在实验中的主体性没有得到突出，实验效果受到影响。首先，在实验中，针对问题的讨论教师要及时给予点拨。如上述加速度与质量关系的研究中对a-1/m的图像的讨论中就可根据学生交流情况向学生明确要检验a与m成反比实际就是a与1/m成正比，那么，以1/m为横坐标，加速度a为纵坐标建立坐标系后，根据a-1/m的图像就可检验其是否是过原点的直线。其次，在总结实验结论时，要注重先引导学生自己总结，然后教师再进行点拨。

第五篇：浅谈实验教学资源数字化与教学模式革新研究论文

论文关键词：实验教学 教学信息化 教学资源数字化

论文摘要：信息化是高校实验教学发展的必然趋势[1]，而教学资源数字化是实施和实现教育教学信息化的基础。本文从高校实验教学和教学资源建设的现状和实际出发，以“信号与系统”课程实验教学为主要研究对象，对网络化实验教学平台构建、电子学习（E-learning）资源开发、虚拟实验资源开发和利用、创新和完善实验管理及考核与成绩评价机制等方面进行了研究，并以此为基础进行教学模式革新的探索。

一、高校实验教学的现状

实验教学与理论课不同，受实验设备和教学条件等因素的影响，实验教学数字化资源建设似乎难度更高。目前，高校实验教学的现状为：

1.取得了长足进步

实验教学得到了普遍重视，实验室和实验教学的概念从自然科学和技术领域扩展到了经济与其他科学领域[2]；实验教学成本大大降低，新的实验设施和教学实验室建设方面取得了喜人成绩；信息技术正逐步应用于实验教学。

2.存在的问题

实验教学本身具有对实验设备、实验场所和授课时间等因素依赖性较强的特点。目前，实验教学资源的建设大多局限于实验教材的电子化、CAI课件的制作、实验报告规范和要求等。一般采用按部就班的教学程式，即教师讲解实验原理、演示实验步骤或例程；学生按指定步骤实验并“填写”实验报告的方式。

与理论课一样，实验教学数字化资源建设和真正应用也应受到足够的重视。

二、对数字化教学资源的理解

于文秀在《光明日报》发文指出：有效地利用数字化教学资源，对于学生学习能力以及问题意识的培养乃至怀疑精神的塑造具有重要意义。通过对数字化教学资源的有效利用，可以激发学生的学习与发现的兴趣，是培养自主学习能力和创业能力极佳的路径。[3]

教学资源数字化建设是一项复杂的系统工程，它不只是一种简单的投资行为和硬件设施、信息网络建设的过程；也不只是片面地将计算机等工具应用于教学。而是在现代教育思想和先进理念的指导下，通过信息环境的支持，积极应用现代信息技术，理顺教师、学生和资源三者间的关系，革新和开发教学资源，为教学效率的提升、为教学模式的深化改革和为教学效果的提高提供基础性条件和可靠保证。教学资源数字化远不只是将教材电子化，不是教材和讲义的简单重复。而是现代教育教学理念和方法、认知和学习规律、现代学习评价和考核方式的综合应用。

实验教学数字化可以解决目前实验教学资源相对单一的问题，促进新教学模式的探索和应用、促进教学效率和成效的提高。信息化是实验教学发展的必然趋势，而教学资源数字化则为教育教学信息化的基础。

三、实验教学资源数字化

基于对教学资源数字化的理解，从实验教学和教学资源建设的现状和实际出发，以“信号与系统”课程实验教学为主要研究对象，笔者进行了网络化实验教学平台构建、电子学习（E-learning）资源开发、虚拟实验资源开发和利用、创新和完善实验管理以及考核与成绩评定机制等方面的探索。

1．依托信息环境，构建网络化教学平台

依托信息环境，根据教学目标，参考教材[4]，笔者构建了“信号与系统”实验教学网络平台。一级菜单设滤波器、电路响应、方波信号分解与合成、信号抽样与恢复、综合测试、第二课堂、有用链接等；二级菜单，对应“滤波器”设置：E-learning、虚拟实验、低通、高通、带通、带阻等；三级菜单，对应“低通”设有：知识讲座、问题引导、操作参考等。

2．积极转变教师角色，建设数字化教学资源和电子学习模块资源

教学资源数字化要求我们及时理顺教师、学生和资源三者间的关系。教师不能再维持自己的“专家”角色，而是和学生协作，指引和帮助学生获取、组织、解释、转换及重组各种教学信息和资源；教学也不再是“满堂灌”，而是以适当的教学资源为媒介，通过个性化教学、任务驱动、师生协作、自主探索的方式进行知识建构。

据此，要求构建包括CAI课件、电子讲义等在内的一系列数字化教学资源。根据教学需求，利用Captivate软件结合Matlab和Photoshop等软件设计和开发了信号抽样和恢复实验、线性电路零输入响应和阶跃态响应实验等的电子学习模块软件资源。这些资源的设计和开发，使学生能在课前课后，不拘泥于实验场所和地点，根据自身需求互动式地进行个性化学习。这些用Captivate制作出的E-learning软件模块与普通CAI课件相比，最大特色就在于它与学习者之间有更多的交互（Interaction）操作，更易于激起学习兴趣，学习效果更好。当然，这需要花更多时间来准备和加工这些教学资源，而且还应尽量做到信息技术和教学目标的无缝结合。

3．开展虚拟实验研究，实现“虚实”结合在“信号与系统”实验教学改革中，利用Java、Matlab、SQLServer等软件设计和开发了几个典型的虚拟实验，如滤波器、方波信号分解和合成、信号抽样和恢复、常见电路响应等虚拟仿真实验。这样，学生可在课前、课后根据自己的实际情况进行交互式学习，还可方便地修改实验参数、设计实验步骤、创设实验情境进行“研究式”和“协作式”学习，而不再是“按图索骥，生搬硬套”，也突破了时间和地域的限制。譬如，在滤波器实验中，有了虚拟实验器件，学生可利用分立元件或集成运放自行设计构成各种滤波器电路，自行修改其中元器件的参数并可以方便地进行比较。这种方式还允许部分学生有个性地“先行”，对于现行的班级授课制也是一个有益补充。虚拟实验方便学生更改实验电路、大胆设想和创设实验情境并证实设想的正误；也有利于培养其发现问题和解决问题的能力。传统实验能形成和提高学生的实验基本技能和实践动手操作能力。两者可以而且应该很好地结合起来。

4．学、练、评相结合，构建数字化评价与管理体系

在每个实验中设置了若干知识主题，在网络教学平台中对每一主题根据需要设置了“知识讲座”、“问题引导”、“操作参考”等模块。系统能记下学生的操作次数、学习时间长短及操作类型，这几个指标可为教学管理和评价提供原始数据。此外，每个实验都有“在线测验”模块——利用Captivate软件对每个主题设置了“问题池”和相应的答案，这样每次学生进行测试时能进行随机抽取试题，并当场判断学生答问是否正确，给出量化成绩。基本做到学、练、评这三者相结合，实现了实验教学管理和成绩评定数字化，提高了教学效率。

5．积极开展网上“第二课堂”建设

在实验教学网络平台中设置了“第二课堂”，加强师生课后交流，也能在一定程度上丰富生活和激起学习兴趣，正所谓“在玩中学，在学中乐”。师生可以借此发布讨论主题、各抒己见，可以是电子制作或系统的设计思路、工具和元器件选择及注意事项；可以围绕某一数学公式，从公式特征、形式到公式物理意义，进而讨论其在工程实践中的应用。

四、实验教学资源数字化应用与教学模式革新探索

上述探索与研究的部分成果已在本校信息工程专业2005级、2006级两个年级的“信号与系统”实验教学中得到了初步应用。学生能借助网络信息环境，利用数字化资源进行实验前预习、讨论甚至自行提出实验方案，开展实验后讨论、总结和实验数据分析。革新了传统“按部就班”式的实验教学模式，充分激发学生的学习自主性、积极性，不断培养和提高学生的创新能力。

使用信息反馈表表明：81.1%的学生认为网络化教学平台的设计和开发符合自学和实验需求；92%的学生认为基于Captivate的相关习题和在线测试模块十分有利于对有关知识的学习和自测；87.8%的学生觉得网络教学平台易于使用。当然，有部分同学提出建议，下一步可结合学校图书馆资源加强教学资源的建设，特别是在实验数据处理与实验结果分析方面的资源建设。

五、结束语

笔者立足现实、结合网络环境，对实验教学资源数字化进行了有益探索，并以此为基础开展了革新教学模式研究。资源数字化有利于充分利用网络环境和信息技术发展的成果，有助于实现教学模式的革新，有利于提高学生自主学习的积极性，有利于提升学生实践动手能力和培养学生创新能力。

参考文献：

[1]熊大红,高志强,李坤.高校实验教学信息化研究[J].湖南农业大学学报(社会科学版),2008,9(2):88-89.[2]牛瑞霞,张荣明.浅谈高校实验教学信息化[J].广州化工,2006,34(6):59-61.[3]于文秀.数字化教学资源的意义与挑战[N].光明日报,2008-2-27(10).[4]吴大正.信号与线性系统分析[M].北京:高等教育出版社,2004.