虚实结合推进远程开放教育的实验教学
——浙江电大信息与工程学院教师阮晓芳在中国远程教育学术论坛上的演讲
中国网 时间: 2012-12-12  作者: 郝丹 冯琳  文章来源: 《中国远程教育》  责任编辑: 戴维  编辑信箱

  由于受到传统实验教学方法在时间、空间和硬件资源等方面的限制,实验课程的教学始终是远程教育发展的瓶颈。为了解决这一问题,将虚拟仿真实验与远程物理实验相结合是远程实验教学的发展趋势。

  基于远程控制的原理,结合浙江广播电视大学电子类课程实验教学的需求,我们建立了远程物理实验系统。该系统以美国国家仪器提供的ELVIS平台为基础,支持图形化系统设计环境LabVIEW。目前这套系统由“电路分析”、“模拟电路”、“数字电路”、“模数系统综合设计”4个模块构成,可覆盖电子技术基础课程中的大部分实验。该系统可以作为理论教学辅助演示系统,教师不必携带实验设备到教室,就可以在课堂上给学生做硬件实验演示,增强学生的直观感受与体验。该系统也可以作为全天候开放的实验室,学生可以在随时登录并完成实验预习等工作。

  基于浙江广播电视大学新建成的远程物理实验系统,我们提出了虚实结合实验教学设计方案。在教学过程中分阶段使用虚拟实验平台和远程物理实验系统,保持了基于网络远程操作的特点。首先由教师选定实验项目,学生进入远程实验系统平台后首先阅读实验原理和实验要求,然后进入虚拟仿真平台构建实验电路,根据实验要求完成电路仿真,并提交电路仿真报告,教师对提交的报告进行评价,仿真报告达到要求的学生可进入下一步远程物理实验系统,在物理实验系统中调整电路参数,观察实验现象,记录由虚拟仪器采集到的实验数据,在分析实验数据的基础上,撰写并提交实验报告,最后由教师进行网上评阅。

  通过这样一个过程将虚拟仿真实验和远程物理实验的优点结合起来,达到四个方面的教学目标:首先通过仿真实验检验和加深了学生对原理的理解;其次,通过在实验课程的训练了解并掌握目前在工业上广泛应用的数据采集系统和虚拟仪器的工作原理和使用方法;第三,通过摄像头能够直观地观察实验现象和电子电路,从而建立直观认识;第四,由于实验电路和数据检测过程的真实性,对实验数据的后处理和误差分析成为必要环节。与传统实验教学所能达到的教学目标进行对比可以看出,除了动手能力和对传统仪器的使用培养之外,其他教学目标均已实现,是目前较为理想的一种实验教学方式。