張曉霞　應柏青　張鋒

摘 要： 介紹了在遠程教育領域開設《電路》課程網(wǎng)絡實驗的一些設想，并就已完成的《電路》課程網(wǎng)絡實驗為例，討論了網(wǎng)絡實驗的制作方法和特色，指出在實驗教學環(huán)節(jié)相對薄弱的遠程教育領域，開設網(wǎng)絡課程實驗，使學生通過網(wǎng)絡接受實驗教學環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學生的動手能力、設計能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應社會需求的復合型工程技術(shù)人才，堅持“學以致用、求新求精”的原則是開設網(wǎng)絡實驗的必然發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞： 遠程教育； 電路； 網(wǎng)絡實驗； 站點

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）11?0155?03

Abstract： Some ideas about the creation of "Circuit" course network experiment in the field of distance education is introduced in this paper. Taking the compleshed network experiment of "Circuit" course for example， the method and characteristics of network experiment are discussed. It is pointed out that the ceation of the network course experiment in the field of distance education which is a weak link in experiment can not be ignored for the students to accept experiment teaching through the network， and improve their practical ability， design ability and creativity. Today in distance education flourish， it is inevitable trend to create network experiment for training complex engineering and technical personnel needed by society， and persisting in "Learning， Innovation and Refinement" principles.

Keywords： distance education； "Circuit"； network experiment； station spot

0 引 言

隨著計算機多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù)的飛速發(fā)展，接受遠程教育的學生人數(shù)也在成倍增長。西安交通大學網(wǎng)絡教育學院在天地網(wǎng)遠程教育平臺支撐下，承擔著150門，8 000余學時的網(wǎng)絡課程的教學任務。在本學院開設的高起專、專升本的課程中，土木、護理學、機械工程及自動化、環(huán)境工程、電力系統(tǒng)及自動化等專業(yè)的多門課程都屬于依賴實踐的工科類課程。在遠程教學過程中，由于學生和教學機構(gòu)在時間和空間上的分隔，使得實驗教學難以實施，實踐教學環(huán)節(jié)相對較弱。如何讓接受遠程教育的學生也能通過網(wǎng)上開設的網(wǎng)絡課程實驗加深對基本概念的理解，提高動手能力，開展設計性和探究性實驗，是當前遠程教學中急需解決的問題。為此，有必要在開設網(wǎng)絡實驗的模式上進行一定的探索。下面通過已完成的《電路》課程網(wǎng)絡實驗闡述一些具體的做法。

1 開設《電路》課程網(wǎng)絡實驗的設想

實驗教學資源共享能夠最大限度地提高實驗建設的投資效益，實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補、合作辦學。然而校際間的實驗室儀器設備和師資力量的共享由于涉及到方方面面的因素，相比之下單純以信息傳播為主的網(wǎng)絡資源共享，在實現(xiàn)上就容易了許多[1]。利用現(xiàn)代技術(shù)對傳統(tǒng)實驗教學給予改善和補充，構(gòu)建網(wǎng)絡實驗課程使學生通過網(wǎng)絡接受實驗教學環(huán)節(jié)，這是制作《電路》課程網(wǎng)絡實驗的初衷。

與全日制在校學生不同，接受遠程教育的學生沒有在實驗室完成實驗的條件。如果只將實驗過程錄制為教學片讓學生觀看，由于理論知識不系統(tǒng)，又缺少參與性，學生必定學得枯燥，達不到實驗教學的目的，影響實驗教學質(zhì)量，這種單一的教學方法不可取。對《電路》課程網(wǎng)絡實驗模式有新的設想。

1.1 組織實驗內(nèi)容

根據(jù)《電路》課程的特點精心組織實驗內(nèi)容。在網(wǎng)絡學院遠程實驗課程的教學計劃框架下，組織實驗內(nèi)容時注意在這兩方面進行選材：（1） 始終圍繞教材，根據(jù)《電路》課程重點、難點設置典型實驗。例如，“線性動態(tài)電路的研究”、“RLC串聯(lián)電路的諧振”[2]等，通過實驗可使學生深入理解和掌握課程內(nèi)容。（2） 將課程內(nèi)容進行綜合，設置綜合性實驗，培養(yǎng)學生靈活應用所學知識的能力。例如，“無源網(wǎng)絡的故障檢測”實驗，將故障預置在電路板中，要求學生自行設計實驗方案，采集數(shù)據(jù)，靈活應用課程中所學的理論計算方法，查找故障原因。

1.2 建立虛擬實驗室

實現(xiàn)的思路：在B/S架構(gòu)的虛擬實驗教學系統(tǒng)中，虛擬實驗平臺通過Java Applet，ActiveX或Flash插件，提供界面仿真、電路圖表示、電路求解和操作控制等功能[3]。學生在接近真實的虛擬實驗平臺上可以搭建任意實驗。這樣，學生既可通過虛擬實驗平臺完成實驗教學任務，又可自主設計實驗，有利于培養(yǎng)設計能力和創(chuàng)新意識。

同時，還可以利用工程軟件Pspice，Workbench在計算機上建立虛擬實驗環(huán)境，使學生通過接近真實的人機交互界面完成實驗。例如，在電路實驗“RLC串聯(lián)電路的諧振”實驗中，設計利用小信號交流分析時附帶參數(shù)分析的方法，得到不同參數(shù)解算下的圖形變化曲線，使學生從動態(tài)的變化過程中加深對選擇性、品質(zhì)因數(shù)、帶寬等問題的理解。其原理圖及輸出結(jié)果，如圖1與圖2所示[4]。

1.3 確定評價方案

對于實驗效果的評價是整個網(wǎng)絡實驗教學設計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡實驗教學效果的檢測這里設計了以下方案：

（1） 要求學生在規(guī)定的課程學習期間提交一份實習報告。實習報告是實驗工作的全面總結(jié)，整理實驗結(jié)果是實驗的重要環(huán)節(jié)，通過整理及編寫報告可以系統(tǒng)地理解實驗教學中所獲得的知識，建立清晰的概念。而網(wǎng)絡學生恰恰缺少這方面的訓練。我們設想在學生學習完一項實驗后，給出相關(guān)內(nèi)容的思考題，學生通過虛擬實驗室，獨立完成思考題，并提交具有理論計算及仿真結(jié)果對比分析的實驗報告，作為獲得實驗成績的評價依據(jù)。

（2） 在期末考試時，實驗的內(nèi)容在考試題目中體現(xiàn)。

（3） 根據(jù)上網(wǎng)學習課程實驗的累計時間等方式來有效檢測學生學習效果。

通過以上方式可促進學生自主學習，提高學生綜合素質(zhì)，并能在一定程度上反映學生對于實驗內(nèi)容的掌握程度。

2 《電路》課程網(wǎng)絡實驗的制作

2.1 開發(fā)團隊

《電路》課程網(wǎng)絡實驗開發(fā)團隊由教師、實驗技術(shù)人員、網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員及視頻開發(fā)制作人員四部分共同組成。教師主要負責實驗課程的設置、實驗大綱、實驗指導及實驗操作步驟腳本的撰寫工作。實驗技術(shù)人員根據(jù)實驗操作腳本要求進行規(guī)范的實驗操作。網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員主要負責學習平臺的搭建、技術(shù)性和功能性架構(gòu)的設計、頁面的美術(shù)設計及站點的建設工作。視頻開發(fā)制作人員負責視聽教材素材拍攝及后期制作[5]。

2.2 實驗項目

在已完成的《電路》課程網(wǎng)絡實驗中，共設有11個實驗項目，他們分別為：戴維寧定理和諾頓定理、無源網(wǎng)絡的故障檢測、示波器的使用、基本運算電路、線性動態(tài)電路的研究、交流參數(shù)的測定、RLC串聯(lián)電路的諧振、耦合電感、三相電路、方波?三角波發(fā)生器、有源RC濾波器的設計與調(diào)試[6?7]。

2.3 實驗呈現(xiàn)方式

網(wǎng)絡實驗由文字、視聽教材、Pspice虛擬環(huán)境等方式呈現(xiàn)。文字部分以網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)，采用drmewervea網(wǎng)頁制作工具完成。視聽教材的錄制采用兩種方法：

（1）在電路實驗室內(nèi)現(xiàn)場拍攝，后期采用專業(yè)視頻編輯軟件eduis實現(xiàn)剪輯。

（2）采用截屏工具軟件，跟蹤計算機屏幕上的顯示畫面自動錄制，生成視頻文件。

2.4 站點的結(jié)構(gòu)設計

一級目錄：電路主頁顯示11個實驗標題。

二級目錄：每一個實驗的具體內(nèi)容欄目，分別為教學大綱、實驗指導、實驗課堂、實驗操作、儀器介紹、仿真實驗、虛擬實驗室、實驗報告、參考資料。

三級目錄：相應欄目的具體內(nèi)容呈現(xiàn)。各個模塊的呈現(xiàn)方式為教學大綱：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實驗指導：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實驗課堂：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；實驗操作：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；儀器介紹：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；仿真實驗：鏈接仿真實驗演示文件；虛擬實驗室：Pspice/Workbench虛擬環(huán)境；實驗報告：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；參考資料：靜態(tài)頁面呈現(xiàn)。

2.4.1 實驗課堂

在“實驗課堂”模塊中，設計思路是突出實驗課程中實驗教師一對一實驗指導的效果，采取圖文并茂的形式，將老師的講授場景虛擬成了一個演播室，在演播室中設計了屏幕，屏幕上的文字、圖片、電路圖等和老師的授課內(nèi)容同步進行，實驗課堂截屏如圖3所示。

2.4.2 實驗操作

在“實驗操作”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材都是在西安交通大學電路實驗室內(nèi)拍攝，拍攝環(huán)境真實，拍攝主題突出，畫面整潔。利用轉(zhuǎn)場來強化實驗的步驟，可以清楚地交代已經(jīng)進入下一個實驗環(huán)節(jié)，對于呈現(xiàn)電流及電壓等變化過程的畫面采取特寫鏡頭。后期制作又柔和進大量的字幕、電路原理圖、接線圖、電路公式等，使整個視頻內(nèi)容豐富、講解清晰、畫面流暢，便于學生自主學習。

2.4.3 仿真實驗

對“仿真實驗”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材，首次采用截屏工具軟件生成。主講教師在計算機前，對每個電路實驗項目在Pspice仿真環(huán)境下，從搭建電路、設置元件參數(shù)、標注結(jié)點標號、設置分析類型，到求解計算，最終獲得結(jié)果圖的每一步操作過程，邊操作邊講解，由截屏工具軟件對計算機屏幕上的顯示畫面及教師的語音進行錄制，生成視頻文件。采用這種方式生成的視聽教材避免了攝像機在拍攝計算機屏幕上的畫面時所產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象，使畫面穩(wěn)定清晰，適合長時間觀看。

2.4.4 虛擬實驗室

站點提供Pspice和Workbench鏈接地址。學生可在這兩種虛擬環(huán)境下，利用軟件中提供的元件庫，搭建實驗電路，完成實驗報告中要求的思考題，也可以自行設計實驗，驗證理論知識理解的正確性。在無法及時答疑的遠程教育領域，虛擬實驗室無疑為自主學習的學生提供了一個學習好幫手。

3 網(wǎng)絡實驗特色

（1） 網(wǎng)絡實驗課件知識系統(tǒng)，不但可以使教學思路清晰、解答詳細，而且重點內(nèi)容還可以重復播放，以加強理解和加深印象。

（2） 知識學習和虛擬實驗有機融合，形成完整的實驗教學體系，加深了學生對理論課程的理解，開拓了學生的思路，促進理論課程教學質(zhì)量的提高，收到了良好的教學效果。

（3） 虛擬實驗室打破了網(wǎng)絡實驗的不可操作性。教師可根據(jù)教學需要靈活添加實驗器材及實驗項目。學生也可自行設計實驗，獲得實驗結(jié)果，調(diào)動了學生的學習自主和積極性。

（4） 通過網(wǎng)絡實驗，提高學生分析問題與解決問題的能力。計算機的計算結(jié)果可與學生手算結(jié)果進行比對，使學生在自行查找出錯原因的過程中，提高分析問題與解決問題的能力。

4 結(jié) 論

在實驗教學環(huán)節(jié)相對薄弱的遠程教育領域，開設網(wǎng)絡課程實驗，使學生通過網(wǎng)絡接受實驗教學環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學生的動手能力、設計能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應社會需求的復合型工程技術(shù)人才，堅持“學以致用、求新求精”的原則是開設網(wǎng)絡實驗的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1] 洪延姬.網(wǎng)絡課程設計原理與方法：遠程教育專業(yè)教材[M].北京：中國宇航出版社，2004.

[2] 吳仕宏.Fundamentals of Electric Circuit Theory電路基礎[M].北京：北京大學出版社，2012.

[3] 張曉霞，阮春蕾.《藥劑學》遠程實驗系列課程的設計與開發(fā)[J].中國醫(yī)學教育技術(shù)，2013（6）：666?668.

[4] 應柏青.Pspice在電路實驗教學中的應用[J].高校實驗室工作研究，2007（4）：4?5.

[5] 劉清堂，王忠華，李書明.網(wǎng)絡教育資源設計與開發(fā)[M].北京：北京大學出版社，2009.

[6] 邱關(guān)源，羅先覺.電路[M].5版.北京：高等教育出版，2006.

[7] 趙錄懷.電路與電磁場實驗[M].北京：高等教育出版社，2001.

1.3 確定評價方案

對于實驗效果的評價是整個網(wǎng)絡實驗教學設計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡實驗教學效果的檢測這里設計了以下方案：

（1） 要求學生在規(guī)定的課程學習期間提交一份實習報告。實習報告是實驗工作的全面總結(jié)，整理實驗結(jié)果是實驗的重要環(huán)節(jié)，通過整理及編寫報告可以系統(tǒng)地理解實驗教學中所獲得的知識，建立清晰的概念。而網(wǎng)絡學生恰恰缺少這方面的訓練。我們設想在學生學習完一項實驗后，給出相關(guān)內(nèi)容的思考題，學生通過虛擬實驗室，獨立完成思考題，并提交具有理論計算及仿真結(jié)果對比分析的實驗報告，作為獲得實驗成績的評價依據(jù)。

（2） 在期末考試時，實驗的內(nèi)容在考試題目中體現(xiàn)。

（3） 根據(jù)上網(wǎng)學習課程實驗的累計時間等方式來有效檢測學生學習效果。

通過以上方式可促進學生自主學習，提高學生綜合素質(zhì)，并能在一定程度上反映學生對于實驗內(nèi)容的掌握程度。

2 《電路》課程網(wǎng)絡實驗的制作

2.1 開發(fā)團隊

《電路》課程網(wǎng)絡實驗開發(fā)團隊由教師、實驗技術(shù)人員、網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員及視頻開發(fā)制作人員四部分共同組成。教師主要負責實驗課程的設置、實驗大綱、實驗指導及實驗操作步驟腳本的撰寫工作。實驗技術(shù)人員根據(jù)實驗操作腳本要求進行規(guī)范的實驗操作。網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員主要負責學習平臺的搭建、技術(shù)性和功能性架構(gòu)的設計、頁面的美術(shù)設計及站點的建設工作。視頻開發(fā)制作人員負責視聽教材素材拍攝及后期制作[5]。

2.2 實驗項目

在已完成的《電路》課程網(wǎng)絡實驗中，共設有11個實驗項目，他們分別為：戴維寧定理和諾頓定理、無源網(wǎng)絡的故障檢測、示波器的使用、基本運算電路、線性動態(tài)電路的研究、交流參數(shù)的測定、RLC串聯(lián)電路的諧振、耦合電感、三相電路、方波?三角波發(fā)生器、有源RC濾波器的設計與調(diào)試[6?7]。

2.3 實驗呈現(xiàn)方式

網(wǎng)絡實驗由文字、視聽教材、Pspice虛擬環(huán)境等方式呈現(xiàn)。文字部分以網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)，采用drmewervea網(wǎng)頁制作工具完成。視聽教材的錄制采用兩種方法：

（1）在電路實驗室內(nèi)現(xiàn)場拍攝，后期采用專業(yè)視頻編輯軟件eduis實現(xiàn)剪輯。

（2）采用截屏工具軟件，跟蹤計算機屏幕上的顯示畫面自動錄制，生成視頻文件。

2.4 站點的結(jié)構(gòu)設計

一級目錄：電路主頁顯示11個實驗標題。

二級目錄：每一個實驗的具體內(nèi)容欄目，分別為教學大綱、實驗指導、實驗課堂、實驗操作、儀器介紹、仿真實驗、虛擬實驗室、實驗報告、參考資料。

三級目錄：相應欄目的具體內(nèi)容呈現(xiàn)。各個模塊的呈現(xiàn)方式為教學大綱：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實驗指導：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實驗課堂：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；實驗操作：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；儀器介紹：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；仿真實驗：鏈接仿真實驗演示文件；虛擬實驗室：Pspice/Workbench虛擬環(huán)境；實驗報告：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；參考資料：靜態(tài)頁面呈現(xiàn)。

2.4.1 實驗課堂

在“實驗課堂”模塊中，設計思路是突出實驗課程中實驗教師一對一實驗指導的效果，采取圖文并茂的形式，將老師的講授場景虛擬成了一個演播室，在演播室中設計了屏幕，屏幕上的文字、圖片、電路圖等和老師的授課內(nèi)容同步進行，實驗課堂截屏如圖3所示。

2.4.2 實驗操作

在“實驗操作”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材都是在西安交通大學電路實驗室內(nèi)拍攝，拍攝環(huán)境真實，拍攝主題突出，畫面整潔。利用轉(zhuǎn)場來強化實驗的步驟，可以清楚地交代已經(jīng)進入下一個實驗環(huán)節(jié)，對于呈現(xiàn)電流及電壓等變化過程的畫面采取特寫鏡頭。后期制作又柔和進大量的字幕、電路原理圖、接線圖、電路公式等，使整個視頻內(nèi)容豐富、講解清晰、畫面流暢，便于學生自主學習。

2.4.3 仿真實驗

對“仿真實驗”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材，首次采用截屏工具軟件生成。主講教師在計算機前，對每個電路實驗項目在Pspice仿真環(huán)境下，從搭建電路、設置元件參數(shù)、標注結(jié)點標號、設置分析類型，到求解計算，最終獲得結(jié)果圖的每一步操作過程，邊操作邊講解，由截屏工具軟件對計算機屏幕上的顯示畫面及教師的語音進行錄制，生成視頻文件。采用這種方式生成的視聽教材避免了攝像機在拍攝計算機屏幕上的畫面時所產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象，使畫面穩(wěn)定清晰，適合長時間觀看。

2.4.4 虛擬實驗室

站點提供Pspice和Workbench鏈接地址。學生可在這兩種虛擬環(huán)境下，利用軟件中提供的元件庫，搭建實驗電路，完成實驗報告中要求的思考題，也可以自行設計實驗，驗證理論知識理解的正確性。在無法及時答疑的遠程教育領域，虛擬實驗室無疑為自主學習的學生提供了一個學習好幫手。

3 網(wǎng)絡實驗特色

（1） 網(wǎng)絡實驗課件知識系統(tǒng)，不但可以使教學思路清晰、解答詳細，而且重點內(nèi)容還可以重復播放，以加強理解和加深印象。

（2） 知識學習和虛擬實驗有機融合，形成完整的實驗教學體系，加深了學生對理論課程的理解，開拓了學生的思路，促進理論課程教學質(zhì)量的提高，收到了良好的教學效果。

（3） 虛擬實驗室打破了網(wǎng)絡實驗的不可操作性。教師可根據(jù)教學需要靈活添加實驗器材及實驗項目。學生也可自行設計實驗，獲得實驗結(jié)果，調(diào)動了學生的學習自主和積極性。

（4） 通過網(wǎng)絡實驗，提高學生分析問題與解決問題的能力。計算機的計算結(jié)果可與學生手算結(jié)果進行比對，使學生在自行查找出錯原因的過程中，提高分析問題與解決問題的能力。

4 結(jié) 論

在實驗教學環(huán)節(jié)相對薄弱的遠程教育領域，開設網(wǎng)絡課程實驗，使學生通過網(wǎng)絡接受實驗教學環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學生的動手能力、設計能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應社會需求的復合型工程技術(shù)人才，堅持“學以致用、求新求精”的原則是開設網(wǎng)絡實驗的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1] 洪延姬.網(wǎng)絡課程設計原理與方法：遠程教育專業(yè)教材[M].北京：中國宇航出版社，2004.

[2] 吳仕宏.Fundamentals of Electric Circuit Theory電路基礎[M].北京：北京大學出版社，2012.

[3] 張曉霞，阮春蕾.《藥劑學》遠程實驗系列課程的設計與開發(fā)[J].中國醫(yī)學教育技術(shù)，2013（6）：666?668.

[4] 應柏青.Pspice在電路實驗教學中的應用[J].高校實驗室工作研究，2007（4）：4?5.

[5] 劉清堂，王忠華，李書明.網(wǎng)絡教育資源設計與開發(fā)[M].北京：北京大學出版社，2009.

[6] 邱關(guān)源，羅先覺.電路[M].5版.北京：高等教育出版，2006.

[7] 趙錄懷.電路與電磁場實驗[M].北京：高等教育出版社，2001.

1.3 確定評價方案

對于實驗效果的評價是整個網(wǎng)絡實驗教學設計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡實驗教學效果的檢測這里設計了以下方案：

（1） 要求學生在規(guī)定的課程學習期間提交一份實習報告。實習報告是實驗工作的全面總結(jié)，整理實驗結(jié)果是實驗的重要環(huán)節(jié)，通過整理及編寫報告可以系統(tǒng)地理解實驗教學中所獲得的知識，建立清晰的概念。而網(wǎng)絡學生恰恰缺少這方面的訓練。我們設想在學生學習完一項實驗后，給出相關(guān)內(nèi)容的思考題，學生通過虛擬實驗室，獨立完成思考題，并提交具有理論計算及仿真結(jié)果對比分析的實驗報告，作為獲得實驗成績的評價依據(jù)。

（2） 在期末考試時，實驗的內(nèi)容在考試題目中體現(xiàn)。

（3） 根據(jù)上網(wǎng)學習課程實驗的累計時間等方式來有效檢測學生學習效果。

通過以上方式可促進學生自主學習，提高學生綜合素質(zhì)，并能在一定程度上反映學生對于實驗內(nèi)容的掌握程度。

2 《電路》課程網(wǎng)絡實驗的制作

2.1 開發(fā)團隊

《電路》課程網(wǎng)絡實驗開發(fā)團隊由教師、實驗技術(shù)人員、網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員及視頻開發(fā)制作人員四部分共同組成。教師主要負責實驗課程的設置、實驗大綱、實驗指導及實驗操作步驟腳本的撰寫工作。實驗技術(shù)人員根據(jù)實驗操作腳本要求進行規(guī)范的實驗操作。網(wǎng)站技術(shù)開發(fā)人員主要負責學習平臺的搭建、技術(shù)性和功能性架構(gòu)的設計、頁面的美術(shù)設計及站點的建設工作。視頻開發(fā)制作人員負責視聽教材素材拍攝及后期制作[5]。

2.2 實驗項目

在已完成的《電路》課程網(wǎng)絡實驗中，共設有11個實驗項目，他們分別為：戴維寧定理和諾頓定理、無源網(wǎng)絡的故障檢測、示波器的使用、基本運算電路、線性動態(tài)電路的研究、交流參數(shù)的測定、RLC串聯(lián)電路的諧振、耦合電感、三相電路、方波?三角波發(fā)生器、有源RC濾波器的設計與調(diào)試[6?7]。

2.3 實驗呈現(xiàn)方式

網(wǎng)絡實驗由文字、視聽教材、Pspice虛擬環(huán)境等方式呈現(xiàn)。文字部分以網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)，采用drmewervea網(wǎng)頁制作工具完成。視聽教材的錄制采用兩種方法：

（1）在電路實驗室內(nèi)現(xiàn)場拍攝，后期采用專業(yè)視頻編輯軟件eduis實現(xiàn)剪輯。

（2）采用截屏工具軟件，跟蹤計算機屏幕上的顯示畫面自動錄制，生成視頻文件。

2.4 站點的結(jié)構(gòu)設計

一級目錄：電路主頁顯示11個實驗標題。

二級目錄：每一個實驗的具體內(nèi)容欄目，分別為教學大綱、實驗指導、實驗課堂、實驗操作、儀器介紹、仿真實驗、虛擬實驗室、實驗報告、參考資料。

三級目錄：相應欄目的具體內(nèi)容呈現(xiàn)。各個模塊的呈現(xiàn)方式為教學大綱：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實驗指導：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；實驗課堂：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；實驗操作：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；儀器介紹：將視頻文件嵌套到網(wǎng)頁中；仿真實驗：鏈接仿真實驗演示文件；虛擬實驗室：Pspice/Workbench虛擬環(huán)境；實驗報告：用靜態(tài)頁面呈現(xiàn)；參考資料：靜態(tài)頁面呈現(xiàn)。

2.4.1 實驗課堂

在“實驗課堂”模塊中，設計思路是突出實驗課程中實驗教師一對一實驗指導的效果，采取圖文并茂的形式，將老師的講授場景虛擬成了一個演播室，在演播室中設計了屏幕，屏幕上的文字、圖片、電路圖等和老師的授課內(nèi)容同步進行，實驗課堂截屏如圖3所示。

2.4.2 實驗操作

在“實驗操作”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材都是在西安交通大學電路實驗室內(nèi)拍攝，拍攝環(huán)境真實，拍攝主題突出，畫面整潔。利用轉(zhuǎn)場來強化實驗的步驟，可以清楚地交代已經(jīng)進入下一個實驗環(huán)節(jié)，對于呈現(xiàn)電流及電壓等變化過程的畫面采取特寫鏡頭。后期制作又柔和進大量的字幕、電路原理圖、接線圖、電路公式等，使整個視頻內(nèi)容豐富、講解清晰、畫面流暢，便于學生自主學習。

2.4.3 仿真實驗

對“仿真實驗”模塊中所呈現(xiàn)的視聽教材，首次采用截屏工具軟件生成。主講教師在計算機前，對每個電路實驗項目在Pspice仿真環(huán)境下，從搭建電路、設置元件參數(shù)、標注結(jié)點標號、設置分析類型，到求解計算，最終獲得結(jié)果圖的每一步操作過程，邊操作邊講解，由截屏工具軟件對計算機屏幕上的顯示畫面及教師的語音進行錄制，生成視頻文件。采用這種方式生成的視聽教材避免了攝像機在拍攝計算機屏幕上的畫面時所產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象，使畫面穩(wěn)定清晰，適合長時間觀看。

2.4.4 虛擬實驗室

站點提供Pspice和Workbench鏈接地址。學生可在這兩種虛擬環(huán)境下，利用軟件中提供的元件庫，搭建實驗電路，完成實驗報告中要求的思考題，也可以自行設計實驗，驗證理論知識理解的正確性。在無法及時答疑的遠程教育領域，虛擬實驗室無疑為自主學習的學生提供了一個學習好幫手。

3 網(wǎng)絡實驗特色

（1） 網(wǎng)絡實驗課件知識系統(tǒng)，不但可以使教學思路清晰、解答詳細，而且重點內(nèi)容還可以重復播放，以加強理解和加深印象。

（2） 知識學習和虛擬實驗有機融合，形成完整的實驗教學體系，加深了學生對理論課程的理解，開拓了學生的思路，促進理論課程教學質(zhì)量的提高，收到了良好的教學效果。

（3） 虛擬實驗室打破了網(wǎng)絡實驗的不可操作性。教師可根據(jù)教學需要靈活添加實驗器材及實驗項目。學生也可自行設計實驗，獲得實驗結(jié)果，調(diào)動了學生的學習自主和積極性。

（4） 通過網(wǎng)絡實驗，提高學生分析問題與解決問題的能力。計算機的計算結(jié)果可與學生手算結(jié)果進行比對，使學生在自行查找出錯原因的過程中，提高分析問題與解決問題的能力。

4 結(jié) 論

在實驗教學環(huán)節(jié)相對薄弱的遠程教育領域，開設網(wǎng)絡課程實驗，使學生通過網(wǎng)絡接受實驗教學環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學生的動手能力、設計能力和創(chuàng)新能力所起的作用不可忽視。在遠程教育蓬勃發(fā)展的今天，為培養(yǎng)適應社會需求的復合型工程技術(shù)人才，堅持“學以致用、求新求精”的原則是開設網(wǎng)絡實驗的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1] 洪延姬.網(wǎng)絡課程設計原理與方法：遠程教育專業(yè)教材[M].北京：中國宇航出版社，2004.

[2] 吳仕宏.Fundamentals of Electric Circuit Theory電路基礎[M].北京：北京大學出版社，2012.

[3] 張曉霞，阮春蕾.《藥劑學》遠程實驗系列課程的設計與開發(fā)[J].中國醫(yī)學教育技術(shù)，2013（6）：666?668.

[4] 應柏青.Pspice在電路實驗教學中的應用[J].高校實驗室工作研究，2007（4）：4?5.

[5] 劉清堂，王忠華，李書明.網(wǎng)絡教育資源設計與開發(fā)[M].北京：北京大學出版社，2009.

[6] 邱關(guān)源，羅先覺.電路[M].5版.北京：高等教育出版，2006.

[7] 趙錄懷.電路與電磁場實驗[M].北京：高等教育出版社，2001.