电子信息类基础实验网络辅助教学平台开发

张亚萍 单巍 王江涛

摘要：分析当前一般本科院校发展形势和电子信息类学生的特点，总结出电子信息类基础实验教学中存在的问题，为了解决这些问题设计实现基础实验网络辅助教学平台.该平台实现预习视频上传、实验报告自动生成、实验报告网络批改和实验成绩自动统计等功能.该系统的投入使用简化了实验报告书写、减少了老师批阅报告的工作量，提高学生实验的兴趣，培养了学生求解问题和动手实践的能力.

关键词：基础实验;辅助教学;预习视频;实验报告生成

中图分类号：TP30;G420  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）02-0133-03

电子信息类专业基础实验课程包括：C程序设计、电路分析、数字电路、微机原理等.根据十几年的教学经验和高校教学现状分析发现，电子信息类基础实验教学中普遍存在如下问题：

1 电子信息类基础实验教学中存在问题

1.1 学生对实验内容不感兴趣，实验的积极性不高

由于电子信息类基础课程知识点繁杂、理论抽象，使得学生学习有一定的难度;再加上每次实验师生比例不合理，大部分同学遇到问题不能及时得到老师的指导[1];从而导致有些同学对实验课失去兴趣，甚至上课出现打游戏的现象.

1.2 实验学时少，实验题目选取不合理

最近几年我校已经把电子信息类基础课程的理论课时有所提高，但实验课时还不及理论课时的一半，有的课程甚至更少[2].实验题目死板、枯燥与实际联系不大.

1.3 实验操作成绩缺乏有效的评价手段

老师在教学过程中忙于解决学生出现的问题和帮助他们调试仪器，所以没有时间考察哪些同学是自己独立完成的，哪些同学是抄袭别人的，最终给出的操作成绩并不客观.

1.4 实验报告书写繁琐，实验报告评分区分度不高

每次实验学生就要花费大量的时间准备和抄写报告，这样使得学生之间抄写实验报告的风气非常严重.最终上交的实验报告都大同小异，老师给实验报告打分只能看书写、卷面是否整洁等这些次要的方面，这样的成绩不能客观反映学生实验操作的真实情况[3].

针对当前电子信息类基础实验教学情况和本校学生的现状，开发电子信息类基础实验网络辅助教学平台对减轻老师的工作量和提高学生的学习效果，实现“翻转”课堂有很大帮助[4].

2 平台主要功能模块的设计

该平台由电子信息类基础实验课程组成，每门实验课程做一个子系统，由于篇幅问题下面以《C程序设计实验》为例介绍该平台的设计实现过程.

2.1 C程序设计实验辅助教学子系统结构图

根据电子信息类专业特点和本学院现有条件开发实现C程序设计实验子系统，该子系统结构如图1所示.

2.2 教师端主要功能模块设计

2.2.1 实验部分功能模块设计

为了提高学生对实验课程的兴趣，明确上机的目的，每个实验都制作一个不超过十分钟的预习视频.对于验证性实验该视频主要讲解本次实验所用到的知识点，以及上机操作可能出现的问题;设计性实验视频包括项目开发的步骤，项目开发的算法等.上机前学生利用零碎的时间在电脑端或手机端完成预习视频的观看，可以对实验中所用的理论知识加以巩固，并能明确实验的目的，避免实验时的盲目性和出现问题的无助性，上机时就可以发挥学生的主体作用，提高学生对实验课的兴趣.

实验题目的选取采用递进的方式.第一部分老师上传一些基础性的实验题目，可以是程序阅读题或程序填空题，这部分题目主要完成常见语法错误的理解与纠正，同时可以提高学生对理论知识的掌握和调试程序的能力.第二部分老师上传一些接近生活实际的并有一定难度的编程題或一些综合性的实验项目，这部分题目在报告中给出算法或流程图和相关的知识点，通过这类题目的练习，逐步提高学生分析问题、解决实际问题的能力，进一步提高学生实际编程能力.

2.2.2 实验成绩统计功能模块设计

预习报告和实验报告的批改历来是老师头疼的一件大事，本辅助教学系统可以解决这一大难题.该系统从学生提交的预习报告和实验报告库中自动提取程序运行、批改，并将成绩按照一定的权重写入实验报告相应位置.一学期结束，老师就可以通过“实验成绩统计模块”完成每一位同学实验成绩的统计，节约大量的人力物力.

2.2.3 答疑区功能模块设计

实验课前老师进入答疑区线下回答学生预习时遇到的疑难问题，也可以浏览学生针对某个问题讨论的结果，根据同学们的讨论结果分析该部分哪些知识点同学们还没有掌握，哪些知识点同学们已经掌握，并根据该次实验目的督促学生对本章理论知识复习巩固;上实验课时，学生有问题可以直接把问题发布到疑问区，老师线上答疑解惑.

2.3 学生端主要功能模块设计

2.3.1 实验部分功能模块设计

预习报告和实验报告可以根据报告模板自动生成，比如实验题目、实验目的、实验要求这些可以自动生成.实验课时，学生进入该系统首先生成实验报告，根据报告内容编程调试，在此过程中有什么问题都可以线上问老师或同学，调试运行没有问题，学生就可以把程序代码和运行结果复制到实验报告中相应位置，然后提交实验报告.如果是前四名的同学可以荣幸当选为小组长，这样其他同学有问题可以直接问小组长，组长根据同学们编写程序的功能及完成的先后顺序完成实验操作分数的评判，解决了一位老师辅导太多同学忙不过来的问题.

2.3.2 交流区功能模块设计

交流区的主要功能有发布讨论主题、显示讨论信息、发布新帖等.学生进入该模块可以随时随地与其他同学或老师讨论实验过程中遇到的问题，交流实验的经验.同时学生还可以浏览其他主题的帖子参与讨论和回复，具有很好的实时性和交互性.

3 系统主要功能模块的实现

用户首先登陆主页面，如果以教师身份登陆，打开教师用户窗口，该窗口可以把每个实验精心准备的视频、验证性实验题目和设计性实验项目的题目上传，以及实验报告的批改和实验成绩的统计等等.比如实验成绩统计的界面如图2所示，每做一次实验学生都要提交一份实验报告，老师批改后都有一个分数存储到成绩库中，一学期实验结束后老师可以通过该界面对学生的实验成绩进行查找、排序、打印和输出等操作.

如果用户以学生身份登陆，就进入学生用户窗口，该窗口有《C语言程序设计》的所有实验，每个实验包括预习视频、预习报告的生成、实验报告的生成、实验报告的提交和交流区等模块.

实验报告模块如图3所示，实驗项目名称、实验目的、实验要求、实验题目等系统自动生成，学生只需要把调试过的程序和运行结果复制到该页面相应的位置上，点击上传按钮就可以完成实验报告的提交.即节约大量的人力，又实现无纸化实验的目的.

4 教学效果与实验成绩分析

本学院17级电子信息类专业学生开始使用该实验辅助教学系统，经过一学期实验教学的试用，课程组对近三届学生C语言实验成绩的统计，成绩分析对照如表1所示.

通过三届同一专业实验成绩统计表可以看出，17级学生使用C程序设计实验辅助教学系统后，期末实验成绩的平均分、及格率和优良率都有很大程度的提高.

5 结论

针对普通本科院校电子信息专业学生的现状，开发实现的电子信息类基础实验网络辅助教学平台是对基于MOOC+SPOC的网络辅助教学平台功能的扩充[5].该实验辅助教学系统的使用提高了学生实验学习的兴趣，培养了学生求解问题和动手实践的能力，还有利于学生探索和创新能力的培养，更加有利于激发学生学习的积极性，最终实现“翻转实验课堂”的目的.

参考文献：

〔1〕李郴，徐慧，刘悦.C语言实验教学环节的改进与探索[J].电子测量技术，2015，38（12）：138-140.

〔2〕孙全尚.高校C语言程序设计实验教学的探讨[J].科教文汇，2017（374）：73-74.

〔3〕陈越洲，肖必武，王传立.非计算机专业C语言程序设计实验教学改革实践[J].现代计算机，2017（10）：19-22.

〔4〕黄超，张伟，马怀志等.应用型本科C语言程序设计实验教学改革探究[J].福建电脑，2016（12）：71-72.

〔5〕张亚萍.基于MOOC+SPOC的网络辅助教学平台设计[J].通化师范学院学报，2018，39（1）：8-11.