基于網(wǎng)絡(luò)課堂的無損檢測實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

于春雨+鄧嶸+陸敏捷+喬凱

摘要：無損檢測是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)操作在專業(yè)培養(yǎng)中占有很大比例，為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用的最大化、實(shí)驗(yàn)室開放的最優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的最佳化，提出網(wǎng)絡(luò)課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。設(shè)置“基礎(chǔ)——拓展——?jiǎng)?chuàng)新”的網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)模塊，面向“學(xué)生——教師——企業(yè)”多個(gè)教學(xué)對象，實(shí)行“互動(dòng)——測評”式的教學(xué)方式。實(shí)踐證明，依托網(wǎng)絡(luò)課堂與實(shí)物教學(xué)相結(jié)合的多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系可顯著提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)課堂；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；無損檢測；創(chuàng)新

1 引言

無損檢測是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)課程實(shí)際開展過程中存在“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)久不變”“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)寥寥無幾”“精密儀器無法有效利用”等諸多問題，目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式僅能滿足課程基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，對培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)， 提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力幫助甚微。

筆者結(jié)合實(shí)際情況，提出將現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式與網(wǎng)絡(luò)課堂、虛擬仿真等實(shí)驗(yàn)方式有機(jī)結(jié)合，利用網(wǎng)絡(luò)課堂預(yù)習(xí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)展專業(yè)知識，增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，演示及介紹精密儀器，設(shè)定專業(yè)知識的實(shí)際應(yīng)用情景。通過對實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ郊皩?shí)驗(yàn)方法的探索實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)模式的建立

本文以無損檢測類課程為例，通過對網(wǎng)絡(luò)課堂的教學(xué)模塊、教學(xué)對象、教學(xué)方式進(jìn)行設(shè)置，形成以實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)為“針”、網(wǎng)絡(luò)課堂為“線”的帶動(dòng)、引導(dǎo)式教學(xué)模式。

2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊

實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的設(shè)置既要讓學(xué)生通過該模塊完成課堂知識的總結(jié)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，也要讓學(xué)生通過該模塊實(shí)現(xiàn)知識的貫通、引申、融合，探索新技術(shù)與新方法，進(jìn)行創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)研究。圖1為無損檢測類網(wǎng)絡(luò)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊設(shè)置。

2.1.1基礎(chǔ)模塊

基礎(chǔ)模塊主要介紹無損檢測類基本檢測手段及實(shí)驗(yàn)方法，該模塊立足于課堂基礎(chǔ)知識，主要介紹常規(guī)成熟的檢測技術(shù)，每種檢測技術(shù)分別從檢測原理、實(shí)驗(yàn)室配備儀器介紹、國標(biāo)規(guī)定的相關(guān)檢測技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及操作視頻等幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹，學(xué)生通過該模塊可以實(shí)現(xiàn)課堂基礎(chǔ)知識的匯總、應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)。

2.1.2拓展模塊

實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的更新?lián)Q代永遠(yuǎn)無法跟進(jìn)科技進(jìn)步的腳步，使用設(shè)備與掌握技術(shù)的滯后性也會阻礙學(xué)生或者教師的創(chuàng)新型研究，為了消除或進(jìn)一步縮小硬件差距帶來的影響，在網(wǎng)絡(luò)課堂環(huán)節(jié)設(shè)置拓展模塊。拓展模塊主要介紹先進(jìn)檢測技術(shù)及實(shí)驗(yàn)方法，該模塊立足于課堂知識的延伸，重點(diǎn)使學(xué)生了解現(xiàn)代檢測技術(shù)及檢測方法。西南石油大學(xué)石油天然氣裝備技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心目前配備了相當(dāng)數(shù)量的現(xiàn)代檢測設(shè)備，但由于大精設(shè)備使用復(fù)雜、維修困難、單種類臺套數(shù)少等問題，無法滿足本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。采用網(wǎng)絡(luò)課堂的形式，可以使學(xué)生對相關(guān)檢測方法的原理及儀器提前進(jìn)行學(xué)習(xí)，并觀看儀器設(shè)備適用視頻再預(yù)約采用該儀器實(shí)驗(yàn)，確保精密儀器的最大化利用。

2.1.3創(chuàng)新模塊

該模塊立足于采用無損檢測的方法解決工程實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力。學(xué)生可以選擇相應(yīng)的工程案例，根據(jù)給出的工件情程及工程情況，提出相應(yīng)的解決方案并給出基本操作步驟及依據(jù)，任課教師可以網(wǎng)上評審，認(rèn)為方案基本可行后可批準(zhǔn)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)。

2.1.4預(yù)約現(xiàn)場操作

該模塊是學(xué)生獲取現(xiàn)場操作資格的檢驗(yàn)?zāi)K。學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場操作前需先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)預(yù)約，并參加預(yù)約內(nèi)容的測試考試，測試考試著重檢查學(xué)生是否掌握了測試的基本原理、方法及測試儀器的使用，考核合格后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場進(jìn)行操作。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)對象

實(shí)驗(yàn)室摒棄傳統(tǒng)的僅面向本科生開放的原則，同時(shí)面向本科生、研究生、教師科研團(tuán)隊(duì)、企業(yè)等多層次開放，通過網(wǎng)絡(luò)課堂預(yù)約測試均可預(yù)約，開放類別可預(yù)約選擇保密或者公開，對于可公開的研究內(nèi)容實(shí)驗(yàn)室允許通過測試的本科生加入實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)對象的多元化可以實(shí)現(xiàn)“傳、幫、帶”功能，學(xué)生通過參與科研項(xiàng)目、解決企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際等進(jìn)行深層次的研究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，科研團(tuán)隊(duì)、企業(yè)在引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程中培養(yǎng)相關(guān)方面的創(chuàng)新型技術(shù)人才，實(shí)驗(yàn)室通過設(shè)立多元化的服務(wù)對象實(shí)現(xiàn)設(shè)備利用的最大化，實(shí)驗(yàn)室開放的最優(yōu)化，達(dá)到雙贏及多贏的效果。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式摒棄原有的指導(dǎo)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采用互動(dòng)式及測評式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作方式如圖2所示：

對于基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)課堂對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容熟悉了解，參加網(wǎng)絡(luò)課堂的理論測試后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作，操作中教師不再進(jìn)行引導(dǎo)，僅根據(jù)學(xué)生的操作給出實(shí)驗(yàn)操作成績。對于創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)課堂了解檢測對象及基本工況，并選擇檢測方法給出檢測方案，教師對檢測方案審查合格后允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作，操作過程中學(xué)生與教師可互動(dòng)處理，最終給出檢測結(jié)果并對結(jié)果進(jìn)行分析。

采用測評式及互動(dòng)式教學(xué)，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，有效節(jié)約時(shí)間，減輕實(shí)驗(yàn)教師繁瑣的重復(fù)性工作，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的最大效益。

3 配套措施的建設(shè)

基于網(wǎng)絡(luò)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)不能獨(dú)立存在，要確保網(wǎng)絡(luò)課堂的運(yùn)行效果，需要在儀器設(shè)備資源、教學(xué)資源、教學(xué)組織與管理等方面進(jìn)行協(xié)同建設(shè)。

3.1儀器設(shè)備資源

基于網(wǎng)絡(luò)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的開展，使綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)增加，參與開放實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)激增，要保證實(shí)驗(yàn)的效果及學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的課時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）增加基礎(chǔ)設(shè)備的臺套數(shù)?；A(chǔ)型設(shè)備受益面廣、使用率高，同時(shí)高使用率必然造成維修率高等問題，為保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)質(zhì)量不受影響，應(yīng)保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的臺套數(shù)除滿足正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求外同時(shí)滿足學(xué)生的課外開放實(shí)驗(yàn)、相關(guān)科研研究的借用等等。

（2）整合設(shè)備資源，引進(jìn)和購買大型精密儀器設(shè)備。為提高儀器設(shè)備的有效利用率，更好地服務(wù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可將儀器設(shè)備按功能進(jìn)行資源整合，同時(shí)關(guān)注最新檢測技術(shù)與檢測方法，對成熟的新技術(shù)應(yīng)引進(jìn)購買相關(guān)設(shè)備，讓學(xué)生有機(jī)會站在研究的前沿。endprint

（3）儀器設(shè)備維護(hù)及保養(yǎng)。維護(hù)和保養(yǎng)是提高設(shè)備使用率的重要因素，實(shí)驗(yàn)中心應(yīng)該配有專業(yè)老師對儀器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，并在網(wǎng)絡(luò)課堂內(nèi)就相關(guān)方面進(jìn)行答疑。

3.2虛擬仿真建設(shè)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)課堂的重要教學(xué)資源，是實(shí)物實(shí)驗(yàn)的重要補(bǔ)充。嵌入網(wǎng)絡(luò)課堂內(nèi)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以完成精密儀器的功能演示和遠(yuǎn)程控制虛擬實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過虛擬仿真可以直觀了解并掌握精密儀器設(shè)備的工作原理和使用方法，避免因缺少相關(guān)知識造成“觀摩”型實(shí)驗(yàn)或造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞，同時(shí)學(xué)生可以通過遠(yuǎn)程控制進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最大限度地提高儀器設(shè)備的使用率。

3.3實(shí)踐基地建設(shè)

實(shí)踐基地是網(wǎng)絡(luò)課堂和實(shí)物課堂的進(jìn)一步擴(kuò)充，是學(xué)生的第二課堂。科研實(shí)踐基地能夠加強(qiáng)教研互動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造精神，企業(yè)實(shí)踐基地能夠緊貼產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，實(shí)踐性和應(yīng)用性強(qiáng)。學(xué)生能夠從實(shí)踐中感受到知識的迅速發(fā)展，接觸到研究理論及研究，同時(shí)也激發(fā)他們尋找問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開展實(shí)驗(yàn)的熱情，這種專業(yè)實(shí)踐對學(xué)生畢業(yè)后盡快進(jìn)入企業(yè)科研或技術(shù)人員角色有明顯幫助。

4 結(jié)語

基于網(wǎng)絡(luò)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能夠最大程度地將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)思考、主動(dòng)探索，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）實(shí)驗(yàn)效率與效果的顯著提高。利用網(wǎng)絡(luò)課堂的預(yù)先學(xué)習(xí)功能和測試預(yù)約功能，學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作課時(shí)減少，創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)課時(shí)增加，學(xué)生的動(dòng)手能力提高。

（2）設(shè)備的使用率及實(shí)驗(yàn)室開放程度提高。創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)的開展、研學(xué)結(jié)合、產(chǎn)學(xué)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方式能夠最大程度地提高設(shè)備的使用率和實(shí)驗(yàn)室的開放程度。

（3）網(wǎng)絡(luò)課堂的可擴(kuò)展性。網(wǎng)絡(luò)課堂的內(nèi)容可實(shí)時(shí)更新，確保學(xué)生更快、更好、更及時(shí)地接受新知識、新技術(shù)。

當(dāng)然，基于網(wǎng)絡(luò)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在使用中必然會暴露出諸多問題，仍需要實(shí)際運(yùn)行過程中去發(fā)現(xiàn)并解決。

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