物理实验教学网络数字化平台的构建.doc

物理实验教学网络数字化平台的构建余建波 赵铁松（1上海交通大学 物理实验中心 上海 200240 2上海交通大学 软件学院 上海 200030）摘 要：本文主要介绍我校在物理实验教学网络数字化平台建设方面的一些进展情况。关键词：物理实验；开放式教学；网上选课；网上预习；数字化平台1引言物理实验是一门量大面广的公共基础课。为适应物理实验课程开放式教学的需要，近年来我们在物理实验教学的网络数字化平台建设方面开展一系列的工作，这主要包括物理实验网上选课系统和开放式预习系统两方面。目前，网络数字化平台已在我校物理实验课程开放式教学中发挥了非常重要作用。2物理实验网上选课系统 我校的物理实验课程主要有基础训练物理实验、基本物理实验、综合设计性物理实验、理科物理实验、近代物理实验I、近代物理实验II、高新技术物理基础专题实验等七个模块。前三个模块面向全校学生开放，由于实验项目众多,完成每个实验项目所需的学时数不同,对理科、工科及试点班等各类学生的要求也不相同,这给物理实验排课增加了复杂性。实验中心设计开发了一套基于WEB的开放式选课系统，选课系统的主要模块如图1所示。图1 物理实验开放式选课系统模块图选课系统充分考虑了“以学生为主”的教学模式和开放式物理实验教学的特点,学生可以根据各自的学习计划灵活选择物理实验项目、在线浏览教学资源、与教师讨论问题。在新版的选课系统中，任课教师，教务管理员可以方便地通过留言与学生交流，学生的问题也可以通过“一对一”的形式即时解决。选课系统初建于1999年，在以后的几年里，多次对系统进行优化、改版，现在已经全部移植到ASP.Net的平台。学校教务处也推出了面向全校学生的选课大平台，校内工程训练中心，机械学院实验中心，电信学院实验中心也相继沿用了我系选课系统。学校每学期有3400多人使用该系统，大一新生在第一学期的后半学期有近1500名学生通过选课系统预约5个基础训练物理实验。同时理科物理实验，近代物理实验I 、II，高新技术物理基础专题实验，也通过网上预约安排学生实验时间。网上选课系统给网络数字化平台在物理实验教学中的应用迈出了重要的一步。3物理实验开放式网上预习系统学生完成网上选课后进入网上预习系统完成课前预习。实验预习的内容主要涵盖了实验基本介绍、实验内容预习、实验仪器介绍、实验图片展示、思考题及提示、实验参考资料六部分。实验基本介绍栏目列出该实验的相关背景知识，以及应用情况；实验预习主要针对实验中的难点予以提示，作为讲义的补充；实验仪器介绍主要列出仪器图片，实验仪器内部结构，以及实验仪器的参数；实验图片展示主要提供部分实验结果图片；思考题及提示是针对讲义的思考题展开讨论，并罗列一些兴趣课题供学生参考；实验参考资料是实验中心老师为学生收集的与本实验相关的一些资料，并把资料存为PDF文件供学生下载浏览。整个系统是在物理实验教学模式的基础上设计完成的，如图2所示。实验中心现在实验主讲教师实验助教网页访问实验仪器实验项目技术支持主讲教师系统管理教学资源学生访问PEC OLS资源共享数据管理XML系统管理资源共享点对点Other OLS资源共享Other OLS资源共享Open Learning SystemXML服务器实验项目仪器实验实验项目实验教学实验管理网上预习实验中心学生技术支持实验预习网上选课 图2物理实验教学模式 图3 物理实验网上预习系统架构主要由研究生助教担任实验指导老师，主讲教师负责实验课的教学质量。基于这个架构我们设计了如图3所示的网上预习系统。开发系统时，我们选择了XML作为开发语言。XML作为未来网络语言的规范让系统更具扩展性和推广性。通过ASP.NET技术完成后台开放，实现类似于Microsoft Word的操作界面，让教师操作更便利。负责实验的老师在操作过程中只需要复制Microsoft Word内的内容，再接粘贴到后台管理的CMS（内容管理系统）内，保存为XML文档。在前端，普通用户通过IE 6.0以上的版本即可浏览。在系统完成后还有一个意外的收获，那就是实验中心的教学资源库。教学资源库随着预习系统的内容增加而增加，更新而更新，体现了现代软件工程的可复用性。 系统实施过程中，管理员通过后台管理修改页面属性、更改系统界面、更新课程体系、添加数据库、设定主讲教师和指导助教以及实验技术支持人员。主讲教师带领实验项目梯队里的研究生（4人左右），通过对多次教学的反馈和平时材料收集整理完成实验预习内容。主讲教师或者系统管理员按照系统操作规范更新网上预习系统。实验技术支持人员则通过对仪器维护及仪器使用注意事项的添加完善实验仪器库。现在该系统每天有近500的访问量，真正给学生带来了便利。实验预习内容也在逐步添加，中心计划用两年时间（到2006年初）完成整个预习系统的材料，并在以后的教学中逐步完善和扩充。4结束语作为实验教学，网上选课和实验预习两个模块极大程度方便了开放式教学，消除了老师和学生之间的信息壁垒。同时也为物理实验精品课程建设提供了网络数字化支撑平台。网络数字化平台在物理实验教学中的应用不仅限于前面两个模块。实验设备管理与维护系统，实验结果采集系统，实验室OA系统等都属于网络数字化平台的范畴。作为信息时代的产物，网络数字化平台将渗透到物理实验教学的各个环节，为现代化物理实验教学更好地服务。参考文献1 张小灵，胡其图，张超，邓晓，叶庆好基于WEB的物理实验网络选课系统的设计与实现J物理与工程, 2004, 14(1): 28312 物理实验网上选课系统 /pe/3 物理