整个实验中心的建设方案按学生自选排课→实验预习→实验课堂教学→实验复习→实验考试等环节实现虚实结合,形成一套创新的教学模式。
虚实结合的实验教学环节安排如下:
(1)教学管理及选排课环节
经实验中心门户网站对外展示实验中心,信息发布,便于查询检索,以实现协作和共享教学系统的统一入口。
经教学管理及选排课系统由学生根据选课规则自主选择实验项目,自动形成统一实验课表,并把信息传递到各个具体环节和项目,并实施各项管理职能,是该项目的“神经中枢”。
(2)实验预习环节
通过《仿真实验预习系统》,教师制定真实实验的预习报告(包括预习题和对应的仿真实验仪器的操作),并通过系统发布和接收。
学生在课前通过虚拟实验预习系统操作虚拟实验、了解实验原理、内容及实验仪器操作方法,建立起对实验的直观认识,完成对实验原理、仪器原理的理解,形成实验的思路以及完成操作方法的训练。通过预习做到在课堂实验前胸有成竹。
虚拟仿真实验自动记录学生的实验操作情况,通过预习专家系统自动评判分数,并指出具体错误,学生可反复进行,直到满意后上交。
教师通过《虚拟实验预习系统》了解学生的预习情况,针对性的调整教学要点。
(3)课堂实验环节
可采用全部真实实验,或者虚实结合的实验教学方法。课堂上应该完全由学生独立完成实验,教师只是答疑和与学生讨论。
(4)开放性实验教学环节
通过开放式信息化管理系统,全天候开放实验教学资源,营造学生自主实验的教学环境。
通过《仿真实验考试系统》考核后取得资格,利用开放实验室管理系统开展自主开放式实验教学。
(5)课外答疑和交互
根据教学管理及选排课系统的教学信息,通过网上教学环境自动形成师生交互空间,可在线进行交流讨论。
(6)课后复习环节
可利用《仿真实验系统》让学生上网复习,同时开放实验室资源共享,通过开放实验室管理系统预约实验室课余时间,到实验室用真实仪器进行复习和预习。
(7)实验报告环节
利用《实验报告自动评阅系统》,采用数据处理机评与教师手评相结合的方式,充分发挥计算机的数据处理功能,提高报告评阅质量和效率,让教师通过报告有效地发现教学问题,从而有针对性的提高教学质量。
(8)实验考试和实验教学评估环节
采用《干涉光学系统实验考试自动判卷系统》教师制定实验考卷(包括用仿真实验考核操作内容)。仿真实验的专家系统将自动记录和判别学生操作,进行自动评分,有效地解决了实验教学考试没有客观标准和实验教学质量无法客观评估的问题。也可将虚拟实验考试与实际研究性、综合性实验考核相结合,两个成绩各占一定比例的计分方式。