新課改下農(nóng)村中小學(xué)信息化實驗室建設(shè)的思考

郭小玲

摘 要： 建立信息化實驗室教學(xué)及管理，是學(xué)校實驗室的發(fā)展趨勢，而農(nóng)村學(xué)校由于客觀條件限制，實驗資源短缺，在信息化教學(xué)發(fā)展的今天，抓住信息化校園建設(shè)的有利時機，建立信息化實驗室，顯得尤為重要，同時是實現(xiàn)學(xué)生實驗科目自主化、自覺化及自我化的重要途徑，為實驗室整體自動化，實驗室管理、教學(xué)信息化提供現(xiàn)實可能。

關(guān)鍵詞： 信息化 實驗室 建設(shè)思考

新課改背景下的農(nóng)村中小學(xué)實驗室，在信息化時代下仍然滯后，與當(dāng)前的教學(xué)不相適應(yīng)。初中物理、化學(xué)、生物及小學(xué)科學(xué)等科目的信息化教學(xué)中，實驗教學(xué)明顯與信息化不相適應(yīng)，更多實驗還仍然遵循舊有模式，顯得陳舊、老套。筆者就如何建立信息化實驗室并進(jìn)行信息化實驗教學(xué)談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、信息化實驗室管理及教學(xué)系統(tǒng)

信息化實驗室管理系統(tǒng)是利用計算機網(wǎng)絡(luò)，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對實驗室進(jìn)行信息化管理、并利用信息化教學(xué)的計算機軟、硬件系統(tǒng)，是包括信息采集設(shè)備、數(shù)據(jù)通訊軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、實驗室的內(nèi)部管理在內(nèi)的高效集成的管理系統(tǒng)。它要求將初中實驗室信息以數(shù)據(jù)采集、錄入、檢索、存儲、傳輸、共享、演示實驗、使用流程等整合，將電子交互與實驗平臺共建共用，實現(xiàn)成員、材料、設(shè)備、技術(shù)、方法、資料檔案等資源的有機結(jié)合，構(gòu)建規(guī)范、科學(xué)、先進(jìn)的信息化實驗教學(xué)和管理體系，以學(xué)生小組為實驗主體，自覺、自主、自我體會實驗，并檢索、資源共享，討論、探索，形成完整的影像實驗和實物實驗。它連接實驗室、管理及用戶的信息平臺。

二、信息化教學(xué)實驗室的設(shè)計

（一）信息化平臺

信息化實驗室平臺的設(shè)計，主要著眼于構(gòu)建與信息化教學(xué)發(fā)展相適應(yīng)的集教學(xué)、實驗為一體的自主信息化平臺。建設(shè)的核心是將教學(xué)資源、教學(xué)軟件、實驗室儀器設(shè)備、藥品等采用信息化的手段科學(xué)管理，為實驗室管理、教師教學(xué)和科研、學(xué)生的自覺、自主、自我實驗提供良好的信息化平臺。創(chuàng)建開放、自主、學(xué)術(shù)、實驗、交流、探索等多維度的實驗教學(xué)模式，打破傳統(tǒng)的實驗室管理和實驗教學(xué)模式，體現(xiàn)以內(nèi)容為主、學(xué)生優(yōu)先、師生互動、人機互動、資源共享、自主探究的信息化實驗教學(xué)。

（二）平臺布局

信息化實驗平臺以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，用信息化手段，建立實驗室數(shù)據(jù)庫，分階段、分層次，配備齊全硬件和軟件。平臺功能布局，可以分為：

1.接入互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)是校園綜合信息平臺最基礎(chǔ)的硬件設(shè)施，接入互聯(lián)網(wǎng)就可以實現(xiàn)資源共享，為信息化實驗室提供信息資源基礎(chǔ)，并為建立信息化實驗室數(shù)據(jù)庫創(chuàng)造條件。

2.建立數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫是整個信息化實驗平臺的應(yīng)用基礎(chǔ)，它包括若干個數(shù)據(jù)庫等信息資源，包括實驗設(shè)備、實驗資料、實驗視頻、藥品使用、實驗流程、實驗室管理網(wǎng)絡(luò)等，不同的數(shù)據(jù)庫之間應(yīng)建立較強的相關(guān)性和交互性，以便在進(jìn)行實驗教學(xué)和實驗室管理時能夠有更高級的擴展應(yīng)用。

3.基礎(chǔ)應(yīng)用信息服務(wù)?；A(chǔ)應(yīng)用信息服務(wù)是實現(xiàn)信息交流的軟件基礎(chǔ)，包括信息共享、文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程信息檢索等。

（三）信息化實驗室平臺模式

初中實驗科目的教學(xué)及實驗操作舊有的模式都是教師的演示實驗，雖能直觀呈現(xiàn)，但缺乏生動和親自體驗，故對學(xué)生來說，實驗印象不深刻，實驗過程抽象化。初中信息化教學(xué)及實驗平臺模式主要體現(xiàn)實驗藥品狀態(tài)、性質(zhì)、顏色及實驗具體操作過程。它最直觀的模式是以視頻播放形式呈現(xiàn)給實驗主體，讓學(xué)生在觀看或忘記實驗流程時，通過觀摩，再到親自動手操作。這樣既能夠減少實驗事故、藥品浪費、設(shè)備破壞等，又生動性、趣味性更強，易于學(xué)生掌握、教師教學(xué)、管理者操控。所以模式以實驗室局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，采用瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。用戶工作界面是通過服務(wù)器、WWW瀏覽器、投影儀實現(xiàn)。

（四）信息化實驗室平臺的構(gòu)成

1.網(wǎng)絡(luò)平臺。目前，農(nóng)村校園基本實現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化，所以為信息化實驗室平臺的建立提供便利條件。信息化實驗室通過組建局域網(wǎng)，校園網(wǎng)接入CERNET和Internet，從而使實驗室在實驗資源相對薄弱的農(nóng)村學(xué)校建立成為一種現(xiàn)實可能。譬如，有些條件差的學(xué)校，沒有實驗設(shè)備和儀器，但通過信息化實驗室的實驗?zāi)M和動畫演示，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)和真實實驗情景一樣的效果，學(xué)生可用虛擬藥品、設(shè)備親自完成實驗過程。

2.硬件平臺。計算機實驗室以教師和學(xué)生上機實驗為主，兼顧多媒體教學(xué)，在硬件設(shè)備方面，除微機之外，還配備有服務(wù)器、交換機、功放和音箱等設(shè)備，從而為應(yīng)用實驗教學(xué)提供強力支持。為防止計算機病毒的侵襲，學(xué)生誤操作或其他原因引起的硬盤數(shù)據(jù)混亂或丟失，實驗室采用硬件控制方法，即海光藍(lán)卡保障硬盤的數(shù)據(jù)安全。

3.軟件平臺。軟件平臺是信息化實驗室教學(xué)和管理的核心。軟件平臺包括系統(tǒng)軟件、教學(xué)應(yīng)用軟件、實驗室門戶網(wǎng)站、實驗教學(xué)論壇、多媒體教學(xué)系統(tǒng)和實驗設(shè)備管理數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)平臺，應(yīng)用系統(tǒng)平臺的建設(shè)是軟件平臺建設(shè)的關(guān)鍵。

（五）創(chuàng)建應(yīng)用系統(tǒng)平臺

農(nóng)村學(xué)校應(yīng)用平臺創(chuàng)建，聘請專業(yè)人員，建立實驗室門戶網(wǎng)站，集成其他應(yīng)用系統(tǒng)，將教學(xué)資源和信息的整合和共享。

1.實驗室門戶網(wǎng)站。實驗室門戶網(wǎng)站是實驗室信息化平臺的主要組成，是實驗室外聯(lián)窗口。網(wǎng)站主要以用戶（老師和學(xué)生）教學(xué)、實驗體驗為主，采用多維信息整合、信息發(fā)布、實驗室建設(shè)、實驗教學(xué)、管理體制、實驗規(guī)程、教研、在線留言、在線調(diào)查、內(nèi)容檢索、教學(xué)論壇、實驗設(shè)備管理等功能模塊于一體，主要為實驗教學(xué)服務(wù)，也輔以拓展教研、交流、社會服務(wù)等資源共享。

2.多媒體教學(xué)系統(tǒng)。信息化實驗平臺，是多媒體教學(xué)的重要組成部分，為提高實驗教學(xué)過程中講解和演示實驗的需求，信息化實驗室與拼接多媒體網(wǎng)絡(luò)教室。以局域網(wǎng)為載體，多媒體為平臺，構(gòu)造強大的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室及教學(xué)功能，充分利用平臺系統(tǒng)的廣播教學(xué)、教學(xué)示范、遙控輔導(dǎo)、師生對講、分組、電子搶答、文件傳送、遠(yuǎn)程管理等網(wǎng)絡(luò)教室教學(xué)功能?？朔r(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)學(xué)校在教學(xué)中無法實驗，不能實驗，學(xué)生只從書本而無法從現(xiàn)實真正親自體驗實驗的困境，至少提供了模擬體驗的可能。

3.信息化實驗室管理系統(tǒng)。實驗室通過建立信息庫，對實驗設(shè)備的登記、管理、規(guī)劃、調(diào)配、報廢等進(jìn)行數(shù)字監(jiān)控，減輕了實驗室管理人員工作量和工作繁瑣程度，提高了工作效率。該系統(tǒng)能夠讓教師、實驗室管理員清楚掌握實驗室各種設(shè)備、儀器、藥品的使用情況，并適時進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自動生成用戶所需信息，為農(nóng)村學(xué)校有效利用實驗室和購置實驗器材等決策提供信息支持，并為管理學(xué)生實驗操作控制提供便捷。q