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

摘要：分析了新形勢下軍隊院校實驗室教學(xué)的重要性以及傳統(tǒng)實驗室存在的問題，提出了以開放實驗室為主體、校園網(wǎng)、虛擬實驗室以及開放實驗室相融合的一體化教學(xué)模式。通過軟件、硬件平臺建立了基于網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗室和開放實驗室相融合的教學(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)；開放實驗室；一體化實驗管理模式

中圖分類號：G482 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0077-02

黨的十八屆三中全會作出繼續(xù)深化軍隊院校改革戰(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，這就對培養(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)狀實踐性的教育模式。本文結(jié)合學(xué)院的實驗室教育現(xiàn)狀，對校園網(wǎng)、虛擬實驗室以及開放實驗室進行有機融合，形成一套從網(wǎng)絡(luò)到開放實驗室拓展知識、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)進行了探索和實踐。

一、研究訴求

1.傳統(tǒng)實驗室的現(xiàn)狀和存在的問題

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

（2）集成度較高的實驗器材不利于學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)。目前傳統(tǒng)實驗室所采用的實驗設(shè)備基本上都是采購專業(yè)實驗儀，具有操作簡便、說明詳細(xì)的特點，使學(xué)生對實驗?zāi)康母鼮槊鞔_，有利于學(xué)生進行驗證性的實驗。但是實驗儀太過于集成造成開放性實驗不足，使學(xué)員缺乏動手能力，不利于學(xué)生進行自主設(shè)計和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

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

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)的材料缺乏實時和動態(tài)性。書本上的內(nèi)容不能與時俱進、實時調(diào)整前沿知識，學(xué)生與教師的交流受到時間和空間的局限，影響到學(xué)生的進一步深入學(xué)習(xí)。而網(wǎng)絡(luò)卻突破了這些局限，具有開放、動態(tài)性的特點，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)新之根在于實踐，近年來，很多高校認(rèn)識到開放實驗室對培養(yǎng)學(xué)生實踐能力具有重要作用。再加上，總部和學(xué)院加大了對基礎(chǔ)實驗室的投入力度，使各實驗室的建設(shè)上臺階上水平。雖然網(wǎng)絡(luò)化具有動態(tài)性、實時性，但是不能完全取代傳統(tǒng)意義上的開放實驗室，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)動學(xué)生的積極性，使大部分學(xué)生達到對知識的融會貫通，從而發(fā)揮學(xué)生的自主設(shè)計能力，進而開展創(chuàng)造性的實驗？本文對此進行了深入的研究。

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)提供了又一個活躍的平臺。教師可將每次實驗的目的和任務(wù)書通過網(wǎng)絡(luò)提前下達至學(xué)生，學(xué)生可通過教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺在線討論、交流，激發(fā)學(xué)生實驗的興趣。

2.虛擬實驗室的研究與實踐

虛擬實驗室是由實驗所需要的模擬程序、實驗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)布的實驗任務(wù)，在虛擬的實驗箱上進行硬件的連線和加載模擬程序進行驗證性的實驗，目的在于讓學(xué)生消化授課內(nèi)容。同時學(xué)生還可通過增加新的器件、建立新的實驗，對此進行分析、處理，最終得到一個相同的或新的實驗結(jié)果。實驗后，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)提交創(chuàng)新性的實驗內(nèi)容，從而使實驗不斷擴充，這種方式不但激發(fā)了學(xué)生的興趣，還增強了學(xué)生發(fā)散性思維的能力。

3.開放實驗室的拓展實驗

通過在虛擬實驗室的“鍛煉”，再由老師逐步引導(dǎo)學(xué)生進入開放實驗室。根據(jù)在虛擬實驗室的實驗情況將學(xué)生分成兩個大組進行因材施教。一組是基礎(chǔ)組，是對虛擬實驗還存在疑問的學(xué)生。另一組是設(shè)計組，是能輕松完成虛擬實驗內(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，進行驗證性的實驗，旨在讓基礎(chǔ)組的學(xué)生明白實驗的原理。例如，并行接口8255的實驗，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控制信號和地址信號相連，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”，目的在于加深對基礎(chǔ)性實驗的認(rèn)識和理解。

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)計組。依然以任務(wù)為主線，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)進行設(shè)計性實驗。在設(shè)計性實驗中采用硬件實驗?zāi)K化，如在計算機硬件課程中包括了處理器模塊、存儲器模塊、定時器/計數(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)系進行設(shè)計性組合，拓展實驗范圍，提高實驗教學(xué)效果。這就要求教師立足現(xiàn)有實驗條件，精心設(shè)計實驗項目，增強學(xué)生的動手能力，從而促進學(xué)生對理論知識的掌握和擴展。

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

4.網(wǎng)絡(luò)+虛擬實驗室+開放實驗室的有機融合，建立一體化的實驗?zāi)Ｊ?/p>

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

三、結(jié)束語

立體式一體化的實驗?zāi)Ｊ酵ㄟ^多方位、多角度、多層次的方式培養(yǎng)學(xué)生，使開放實驗室真正“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）