面向学生的实验教学平台设计与研究

蔡锦涛+杨芳

摘 要：实验教学是高校教学工作的重要组成部分，实验室是进行教学、科研、培养学生创新能力的重要场所。文章主要从需求分析、平台建设的目标与功能、平台的设计结构等方面，分析了面向学生的实验教学平台的模块结构与功能。

关键词：实验教学；面向学生；实验教学平台；设计与研究

一、面向学生的实验教学平台建设需求分析

1.现有实验教学平台存在的问题

据顾洪洲等在《国内外网络教学平台建设的现状调查》中的观点，目前国内实验教学平台主要存在以下问题：①未实现信息共享：从国外网上教学的现状来看，教师和学生都可以轻松获得关于某一主题的详细资料，真正实现教育资源共享。而在国内，在教学网站上最多的是通知、教育政策，或者是电子课件等内容，明显缺乏丰富的教学信息资源。②未实现多向交互：在国外的网络教学中，交互是得到极大重视的活动，几乎所有的网络教学课程都利用各种技术手段和工具来开展交互。而在我国目前的网络教学中，交互的程度与发达国家相比还差很远。③未实现全面开放：区域经济发展的不平衡、教育投资的不同，使得各个高校建设网络教学平台的进程差距很大，这就导致很多高校即使进行了校园信息化建设，建立了网络教学平台，但往往加了很多限制，如只限于对内开放。这些问题导致现有的实验教学平台的应用性低，造成了一定的资源浪费。

2.面向学生的实验教学平台的特点

（1）面向学生的实验教学平台设计的出发点是以学生为对象，解决以往的实验教学平台定位不准确的问题。将学习的决定权由教师转移给学生，学生更专注于主动的基于项目的学习，从而获得更深层次的理解。教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，让学生通过实践获得更真实的学习。

（2）面向学生的实验教学平台更加注重对平台的维护。为了解决实验教学平台在计算机系统上运行较慢的问题，一方面，在条件允许的情况下，我们可以建设专门的实验室来运行面向学生的实验教学平台，来确保实验的正常进行；另一方面，在条件不允许的情况下，我们可以依托现有的计算机中心的公共实验室进行实验，将实验教学中所需要的应用软件安装到其他磁盘中，定期对计算机进行杀毒与清洁，同时建立硬件设备的备份库，以保证损坏的设备能得到及时的更换。

（3）面向学生的实验教学平台应更加重视对实验资源的管理。在以往的实验室资源的收集中，大多是纸质资源，教师和学生不注重对资源的分类以及整理。通过建立实验室资源库，收集学生的优秀作品，及时上传与更新实验教学资源，充分满足学生开展自主性学习和研究性学习的需求。

二、面向学生的实验教学平台建设目标与功能

1.面向学生的实验教学平台建设目标

第一，将平台打造成实验室资源库。资源库分为两类：一类是实验前预先上传的资源，如往届学生的优秀作品、课件等；另一类是实验后生成的资源如课堂实录、成果分享等。

第二，将实验教学平台建成有特色的实验教学基地。实验教学平台与教学体系相融合，重点研究创新性、设计性实验项目。

第三，利用平台提高学生创新实践能力。学校定期开展相关比赛培养学生实践创新能力，面向全校学生举办校级程序及网页设计大赛，为学生提供展示程序及网页设计水平和能力的平台，提高学生的学习积极性。

2.面向学生的实验教学平台功能

（1）提供丰富的实验教学资源。利用好实验室资源这对提高学习成绩、课程兴趣以及增加课堂互动性等方面有较好的效果。资源库中主要包括教学资源与往届学生提交的优秀作品，学生可查看及下载老师提供的视频资源、文档资源以及实验指导书等，同时可以查看往届学生提交的优秀作品。教师可通过实验教学平台，把教学内容以多种形式传达给学生，使学生更好地掌握实验教学内容。

（2）提升实践操作能力。教师在课上及时指导学生，上完课后布置相关的作业，并让学生按时完成作业，以提升学生的实践操作能力。在“教”的方面，提倡“案例教学”，在“学”的方面，强调作业与专题训练等。

（3）发展学生的实训能力。学生要多尝试完成新任务，并且取得练习效果的反馈信息，实训项目可巩固、拓展知识。教师提供一些实训项目，学生可以按照自己所掌握知识的程度，选择并完成相应的实训项目。同时学生将所学的知识进行整合，向别人展示或讲解所学到的东西，从而提高能力。

（4）拓展学生创新能力。学校要坚持以学生为本，加强实验教学内容、教学方法的改革，培养学生学习兴趣和研究激情，引导学生研究实验知识与技术，培养学生的研究能力与创新能力。

三、面向学生的实验教学平台的设计结构

1.总体设计

建立面向学生的实验教学平台是为了更好地进行实验教学，同时能够提高实验教学效果。平台在原来的“教师”“学生”“管理员”的基础上，重点研究设计“学生”。学生能够通过该平台给教师进行留言，完成与提交实验报告及实训项目等。教师能够利用该平台发布實验教学内容，布置实验教学任务，上传实验指导书及视频、文档等资源，查看学生完成的作业并进行评阅，同时查看学生的留言等。平台在选择色彩时应该考虑用户的体验，色彩过于个性以及色彩与色彩之间对比性太强会影响用户的使用，阻碍信息的传播，所以应该选择让人感觉到简洁的色调。本实验教学平台的风格主要以蓝色为主，蓝色沉稳、纯洁、宁静。数据库设计是实验教学平台的重要组成部分，数据库较复杂，平台通过确定目标和功能之后，结合调查和分析资料对要实现的功能模块和子功能进行了系统的分析和整理。根据本平台所要面临的用户，即教师、学生和管理者，设计角色共有功能：平台信息的查看、个人信息的查看和修改、用户密码的修改等。

实验室预约数据库设计主要是围绕学生，预约信息表中包括学生预约实验室的编号、实验室地点、学生预约的时间、预约学生的ID、学生实验内容。实验课程表中主要包括课程名称、课程编号、教师ID、实验地点、课程时间。用户通过登录可查看实验课程表。

實验室资源表中主要包括资源编号、资源类型、资源名称、上传者及内容。教学实训部分主要的功能是教师提供一些实训项目，学生自主地选择实训项目完成并提交，加强学生的实验能力。教师对学生完成的作业以及实训项目进行评阅。因此，涉及的数据库表主要有实训项目表、项目作业表。实训项目表主要存放项目名称、教师ID、项目时间、项目编号。项目作业表主要存放学生ID、项目编号、项目成绩等。

留言板部分的主要功能是学生可在平台上进行留言，教师可查看并回复留言。留言板主要包括留言主表与留言子表，其中留言主表里面存放主题、主题ID、发布时间，留言子表存放留言学生、回复主题、回复内容。

本平台根据选题内容采用B/S结构的程序方式来实现。设计好基本功能后，根据网络开发知识和自身语言掌握情况采用了以下工具，后台实现主要是利用Java语言与HHS框架进行开发，开发工具主要是MyEclipse 10。数据库搭建和实现主要是利用MySQL，开发工具是MySQL5.5和Navicat 10.0.11。前端页面设计与搭建主要是利用DIV+CSS+JavaScript，开发工具是UE火狐。界面设计主要是利用PhotoShop软件。

2.模块结构

为了让学生更好地学习，更方便地获取实验资源，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，设计与研究面向学生的实验教学平台，该实验教学平台的功能模块包括用户登录、实验室简介、实验室预约、实验课程表、实验室资源、实验室动态、规章制度、教学实训、留言板模块。

用户登录：用户登录模块主要供学生、教师、管理员使用。

实验室简介：实验室简介的主要功能是对实验室的基本情况进行说明。

实验室预约：用户可对实验室进行预约。

实验课程表：实验课程表由管理员或教师进行上传。

实验室资源：实验室资源主要包括视频资源、文档资源、优秀作品、实验指导书。实验室资源主要由教师提供的资源与往届学生提交的优秀作品为主，学生可以查看与下载老师提供的视频资源、文档资源、实验指导书以及往届学生提交的优秀作品。

实验室动态：实验室动态主要呈现学院新闻、实验公告，将实验室的信息发布，让教师与学生及时了解。

规章制度：规章制度的内容包括工作人员条例、学生实验守则、设备管理制度、学生遵守规章制度等，规章制度的制订能够降低实验室管理人员的工作难度。

教学实训：教学实训主要是指实验指导教师提供一些实训项目，学生自主地选择实训项目完成并提交，加强学生的实验能力，教师对学生完成的作业以及实训项目进行评阅。

留言板：学生可在平台上进行留言，教师可查看并回复留言。

四、总结

实验教学是检验学生实验能力、培养学生创新实践能力的重要途径。实验教学的改革与平台的建立，是全体师生对实验教学重要性的一个再认识问题，只重视课堂理论教学，忽视实验教学会严重制约整体教学质量的提高。面向学生的实验平台在设计中，主要突出以学生为主体的特点，通过前期的规划，面向学生的实验教学平台已采用相关技术手段开发实现，并且达到了较好的效果，有效改善了实验教学管理手段和方法，实现了资源共享，提高了实验效率，提升了实验教学效果，有力地推动了高校的人才培养模式改革。在接下来的运行过程中，我们将继续对数据进行统计分析，完善功能。

参考文献：

[1]顾洪洲，江春然，张玲玲，等.国内外网络教学平台建设的现状调查[J].科技致富向导，2012（3）.

[2]王建林，何苏勤，孙洪程.构建实验教学平台，培养学生创新精神和实践能力[J].实验技术与管理，2005（4）.

[3]刘志学，张宝歌，王立国，等.网络教学平台建设的研究与实践[J].才智，2013（15）：129.

（作者单位：湖北文理学院教育学院）