基于网络课堂的无损检测实验教学模式探索

于春雨+邓嵘+陆敏捷+乔凯

摘要：无损检测是一门实践性极强的课程，实验操作在专业培养中占有很大比例，为实现实验设备应用的最大化、实验室开放的最优化、实验教学效果的最佳化，提出网络课堂与实验教学贯穿结合的实验教学模式。设置“基础——拓展——创新”的网络课堂教学模块，面向“学生——教师——企业”多个教学对象，实行“互动——测评”式的教学方式。实践证明，依托网络课堂与实物教学相结合的多元化实验教学体系可显著提高实验设备利用率，培养学生的创新意识、创新思维以及创新实践能力。

关键词：网络课堂；实验教学；无损检测；创新

1 引言

无损检测是一门实践性极强的课程，实验课程实际开展过程中存在“实验内容经久不变”“创新性实验寥寥无几”“精密仪器无法有效利用”等诸多问题，目前的实验教学模式仅能满足课程基础知识的应用，对培养学生的综合素质， 提高学生的工程实践能力、工程设计能力和技术创新能力帮助甚微。

笔者结合实际情况，提出将现有实验教学方式与网络课堂、虚拟仿真等实验方式有机结合，利用网络课堂预习基础实验，扩展专业知识，增设创新实验，演示及介绍精密仪器，设定专业知识的实际应用情景。通过对实验模式及实验方法的探索实践，培养学生的创新意识、创新思维以及创新实践能力。

2 网络课堂教学模式的建立

本文以无损检测类课程为例，通过对网络课堂的教学模块、教学对象、教学方式进行设置，形成以实验室实践教学为“针”、网络课堂为“线”的带动、引导式教学模式。

2.1实验教学模块

实验教学模块的设置既要让学生通过该模块完成课堂知识的总结、基础实验的预习，也要让学生通过该模块实现知识的贯通、引申、融合，探索新技术与新方法，进行创新型实验研究。图1为无损检测类网络课堂的实验教学模块设置。

2.1.1基础模块

基础模块主要介绍无损检测类基本检测手段及实验方法，该模块立足于课堂基础知识，主要介绍常规成熟的检测技术，每种检测技术分别从检测原理、实验室配备仪器介绍、国标规定的相关检测技术要求、实验指导书及操作视频等几个方面进行详细介绍，学生通过该模块可以实现课堂基础知识的汇总、应用，实验课程的预习。

2.1.2拓展模块

实验教学设备的更新换代永远无法跟进科技进步的脚步，使用設备与掌握技术的滞后性也会阻碍学生或者教师的创新型研究，为了消除或进一步缩小硬件差距带来的影响，在网络课堂环节设置拓展模块。拓展模块主要介绍先进检测技术及实验方法，该模块立足于课堂知识的延伸，重点使学生了解现代检测技术及检测方法。西南石油大学石油天然气装备技术实验教学中心目前配备了相当数量的现代检测设备，但由于大精设备使用复杂、维修困难、单种类台套数少等问题，无法满足本科实验教学的需求。采用网络课堂的形式，可以使学生对相关检测方法的原理及仪器提前进行学习，并观看仪器设备适用视频再预约采用该仪器实验，确保精密仪器的最大化利用。

2.1.3创新模块

该模块立足于采用无损检测的方法解决工程实际问题，培养学生的创新思想和创新能力。学生可以选择相应的工程案例，根据给出的工件情程及工程情况，提出相应的解决方案并给出基本操作步骤及依据，任课教师可以网上评审，认为方案基本可行后可批准学生进入实验室进行创新类实验。

2.1.4预约现场操作

该模块是学生获取现场操作资格的检验模块。学生进行现场操作前需先进行网络预约，并参加预约内容的测试考试，测试考试着重检查学生是否掌握了测试的基本原理、方法及测试仪器的使用，考核合格后方可进入实验室现场进行操作。

2.2实验教学对象

实验室摒弃传统的仅面向本科生开放的原则，同时面向本科生、研究生、教师科研团队、企业等多层次开放，通过网络课堂预约测试均可预约，开放类别可预约选择保密或者公开，对于可公开的研究内容实验室允许通过测试的本科生加入实验。

实验教学对象的多元化可以实现“传、帮、带”功能，学生通过参与科研项目、解决企业生产实际等进行深层次的研究，激发学生的创新思维，科研团队、企业在引导学生实验的过程中培养相关方面的创新型技术人才，实验室通过设立多元化的服务对象实现设备利用的最大化，实验室开放的最优化，达到双赢及多赢的效果。

2.3实验教学方式

实验教学方式摒弃原有的指导式实验教学，采用互动式及测评式实验教学。实验教学操作方式如图2所示：

对于基础类实验操作，学生利用网络课堂对实验内容熟悉了解，参加网络课堂的理论测试后进入实验室进行操作，操作中教师不再进行引导，仅根据学生的操作给出实验操作成绩。对于创新类实验操作，学生利用网络课堂了解检测对象及基本工况，并选择检测方法给出检测方案，教师对检测方案审查合格后允许进入实验室操作，操作过程中学生与教师可互动处理，最终给出检测结果并对结果进行分析。

采用测评式及互动式教学，可以调动学生的实验积极性，有效节约时间，减轻实验教师繁琐的重复性工作，充分发挥实验室的最大效益。

3 配套措施的建设

基于网络课堂的实验教学建设不能独立存在，要确保网络课堂的运行效果，需要在仪器设备资源、教学资源、教学组织与管理等方面进行协同建设。

3.1仪器设备资源

基于网络课堂的实验教学模式的开展，使综合型、创新型实验增加，参与开放实验的学生人数激增，要保证实验的效果及学生参与实验的课时，需要注意以下几点：

（1）增加基础设备的台套数。基础型设备受益面广、使用率高，同时高使用率必然造成维修率高等问题，为保证学生实验质量不受影响，应保证基础实验设备的台套数除满足正常实验教学要求外同时满足学生的课外开放实验、相关科研研究的借用等等。

（2）整合设备资源，引进和购买大型精密仪器设备。为提高仪器设备的有效利用率，更好地服务实验教学，可将仪器设备按功能进行资源整合，同时关注最新检测技术与检测方法，对成熟的新技术应引进购买相关设备，让学生有机会站在研究的前沿。endprint

（3）仪器设备维护及保养。维护和保养是提高设备使用率的重要因素，实验中心应该配有专业老师对仪器设备进行维护和保养，并在网络课堂内就相关方面进行答疑。

3.2虚拟仿真建设

虚拟仿真实验内容是网络课堂的重要教学资源，是实物实验的重要补充。嵌入网络课堂内的虚拟仿真实验可以完成精密仪器的功能演示和远程控制虚拟实验。学生通过虚拟仿真可以直观了解并掌握精密仪器设备的工作原理和使用方法，避免因缺少相关知识造成“观摩”型实验或造成实验设备的损坏，同时学生可以通过远程控制进行虚拟实验，实时监测实验结果，最大限度地提高仪器设备的使用率。

3.3实践基地建设

实践基地是网络课堂和实物课堂的进一步扩充，是学生的第二课堂。科研实践基地能够加强教研互动，提高教学质量，激发学生的创造精神，企业实践基地能够紧贴产业发展需求，实践性和应用性强。学生能够从实践中感受到知识的迅速发展，接触到研究理论及研究，同时也激发他们寻找问题、设计实驗、开展实验的热情，这种专业实践对学生毕业后尽快进入企业科研或技术人员角色有明显帮助。

4 结语

基于网络课堂的实验教学模式能够最大程度地将理论与实验相结合，促进学生主动学习、主动思考、主动探索，培养学生的创新意识和创新能力，其主要优点体现在以下几个方面：

（1）实验效率与效果的显著提高。利用网络课堂的预先学习功能和测试预约功能，学生进行基础实验操作课时减少，创新类实验课时增加，学生的动手能力提高。

（2）设备的使用率及实验室开放程度提高。创新类实验的开展、研学结合、产学结合的实验方式能够最大程度地提高设备的使用率和实验室的开放程度。

（3）网络课堂的可扩展性。网络课堂的内容可实时更新，确保学生更快、更好、更及时地接受新知识、新技术。

当然，基于网络课堂的实验教学模式在使用中必然会暴露出诸多问题，仍需要实际运行过程中去发现并解决。

参考文献：

[1]宁晓钧，郭德侠，郭艳庆.面向卓越计划的工程硕士教师工程实践能力提升制度研究[J].中国冶金教育，2014（6）：40-44.

[2]胡爱祥.大学生科技创新活动与卓越工程师的培养[J].成功（教育版），2013（16）：36.

[3]曲彦.高等职业院校贵重仪器设备使用现状[J].科教导刊，2015（14）：181-182.

[4]赵建明，高树友，孔建红.论网络化实验教学平台的构建模式[J].河北建筑科技学院学报（社科版），2005（13）：68-69.endprint