力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建

鐘友坤

河池學(xué)院物理與機(jī)電工程學(xué)院

力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建

鐘友坤

河池學(xué)院物理與機(jī)電工程學(xué)院

構(gòu)建力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)，旨在拓寬學(xué)生操作實(shí)體實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)視野，間接地對(duì)實(shí)體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室起到優(yōu)化與完善的作用，有效地促進(jìn)了力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與發(fā)展。

構(gòu)建；力學(xué)；實(shí)驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

引言

當(dāng)今，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的日新月異，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化的信息技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于教育領(lǐng)域，正在逐漸地改變著高校的教育教學(xué)方式[1]。在對(duì)實(shí)體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室不斷優(yōu)化與完善的基礎(chǔ)上，搭建力學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將成為力學(xué)實(shí)驗(yàn)有效的教學(xué)創(chuàng)新方式與手段，學(xué)生通過利用平臺(tái)自主網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，大大減輕實(shí)驗(yàn)教師的課前輔導(dǎo)時(shí)間，有效促進(jìn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與發(fā)展。

1 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需求分析

利用計(jì)算機(jī)構(gòu)件技術(shù)，把力學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)相關(guān)教學(xué)資源構(gòu)建為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并植入到校園網(wǎng)中，方便師生在進(jìn)行實(shí)體實(shí)驗(yàn)之前全方面預(yù)習(xí)。平臺(tái)的設(shè)計(jì)界面友好、移植性強(qiáng)、綜合設(shè)計(jì)性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)重現(xiàn)功能。

2 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)組件功能

通過對(duì)物理學(xué)專業(yè)師生的調(diào)查分析，力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)包括四個(gè)組件：實(shí)驗(yàn)緒論組件、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組件、實(shí)驗(yàn)課件組件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)組件。

2.1 實(shí)驗(yàn)緒論組件

力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)首個(gè)組件為實(shí)驗(yàn)緒論組件，該組件由以下六個(gè)構(gòu)件組成，分別為課程性質(zhì)、測(cè)量方法、誤差理論、圖表數(shù)據(jù)、組合測(cè)量方法及儀器選擇要求。

課程性質(zhì)列舉了力學(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)的重要性與必要性，教學(xué)任務(wù)與基本要求。測(cè)量方法介紹了測(cè)量的概念、分類和常用的測(cè)量方法，如比較法、放大法、轉(zhuǎn)換法、模擬法、補(bǔ)償法、平衡法[2]等。誤差理論介紹了數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及舍入規(guī)則，真實(shí)值與測(cè)量值的關(guān)系，誤差類型，各類誤差的來源及消除方法，不確定度的確定等。圖表數(shù)據(jù)介紹了用圖或表的形式來表示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的步驟及方法。組合測(cè)量方法介紹了圖解法、最小二乘法、逐差法等，方便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。儀器選擇要求對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇在量程、精確度、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等方面做出了具體的要求。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組件

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組件對(duì)開設(shè)的14個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。包括以下幾個(gè)構(gòu)件：實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)要求、儀器用具、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)原理、前后置思考題。

實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介介紹實(shí)驗(yàn)的開設(shè)背景及開設(shè)環(huán)境，影響實(shí)驗(yàn)的因素以及實(shí)驗(yàn)中擬采用的方法等。實(shí)驗(yàn)要求則從實(shí)驗(yàn)儀器的掌握程度、實(shí)驗(yàn)誤差分析的精確度等方面做出定性要求，并在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)開設(shè)的能力培養(yǎng)做出相關(guān)要求。儀器用具則列舉了實(shí)驗(yàn)中用到的儀器及設(shè)備，以及相關(guān)的日常用具。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)要求和儀器用具平臺(tái)只做簡(jiǎn)單介紹，目的是為了給學(xué)生留有更多獨(dú)立思考的余地，比如設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的儀器選擇等，不僅僅是選擇所羅列的實(shí)驗(yàn)用具，還可以從學(xué)生身邊的日常用品來選擇，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的思維能力。實(shí)驗(yàn)裝置做詳細(xì)介紹，主要介紹實(shí)驗(yàn)中主導(dǎo)儀器設(shè)備，以圖表的形式標(biāo)注儀器設(shè)備各部件的名稱、結(jié)構(gòu)組成、讀數(shù)方法等。實(shí)驗(yàn)原理介紹選用適當(dāng)?shù)膬x器開展實(shí)驗(yàn)必需測(cè)量的測(cè)量值、儀器的有效讀數(shù)、不確定度分析、公式原理實(shí)驗(yàn)修正等方面。前后置思考題突出預(yù)習(xí)思考題和實(shí)驗(yàn)課后思考題，預(yù)習(xí)思考題給學(xué)生相關(guān)實(shí)驗(yàn)提示，以便在實(shí)驗(yàn)中側(cè)重某些力學(xué)物理量的測(cè)量以及實(shí)驗(yàn)方法的正確選等，實(shí)驗(yàn)課后思考題則列舉出相關(guān)實(shí)驗(yàn)拓展的問題或影響本實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要素，方便學(xué)生在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差分析，或在進(jìn)行設(shè)計(jì)性力學(xué)實(shí)驗(yàn)里需要考慮的相關(guān)要素，培訓(xùn)學(xué)生綜合分析的能力。

2.3 實(shí)驗(yàn)課件組件

實(shí)驗(yàn)課件組件主要以PPT的形式出現(xiàn)在平臺(tái)中，方便學(xué)生下載學(xué)習(xí)。PPT包括了14個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還增加了結(jié)論P(yáng)PT和誤差分析PPT等，幻燈片文件以圖文并茂的方式全面介紹每個(gè)實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)資料。平臺(tái)提供師生下載入口，要求輸入下載密碼才能下載，下載后同樣需要輸入密碼才能打開PPT。

2.4 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)組件

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)組件主要是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)性指導(dǎo)內(nèi)容自學(xué)材料，同時(shí)為學(xué)生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提供設(shè)計(jì)方案。平臺(tái)為14個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了以下幾個(gè)構(gòu)件：實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)、數(shù)據(jù)處理方法[2]、相關(guān)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組件相同，不做具體介紹，但是在此將對(duì)每一個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹，以指導(dǎo)學(xué)生按步驟完成每一個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)著重分析了各個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器在使用過程中要注意的問題，儀器常見故障分析，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析等問題。數(shù)據(jù)處理方法中列出了每個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)所需要圖和表，并提出優(yōu)化的數(shù)據(jù)處理方法與誤差分析方法。相關(guān)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出基于本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案，供有能力的學(xué)生參考，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合分析與設(shè)計(jì)能力。

3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建與優(yōu)化

力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)植入到校園網(wǎng)“教育教學(xué)”下的“課程程建設(shè)”欄目下，成為《力學(xué)》精品課程的一個(gè)子系統(tǒng)。教師利用工號(hào)登錄平臺(tái)，學(xué)生利用學(xué)號(hào)登錄平臺(tái)。平臺(tái)的開發(fā)，不但擴(kuò)充了《力學(xué)》精品課程的課程資源，而且優(yōu)化了教學(xué)資源結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)閹熒鷤鞑プ钚碌恼n程教學(xué)觀念與教學(xué)信息，創(chuàng)造了教育技術(shù)現(xiàn)代化的校園環(huán)境，是以學(xué)生為本的現(xiàn)代教育對(duì)教學(xué)理念和教學(xué)過程的分析和反思提供了素材[3]。

4 結(jié)束語

力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建，需要不斷改進(jìn)與優(yōu)化，需要系統(tǒng)管理員對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)資源的不定期添加，適時(shí)更新，同時(shí)也需要各環(huán)節(jié)與節(jié)點(diǎn)的有效無縫對(duì)接，也涉及到軟硬件系統(tǒng)的維護(hù)問題，可以說，它是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。所以，在進(jìn)行《力學(xué)》精品課程網(wǎng)站建設(shè)中，同時(shí)對(duì)平臺(tái)資源進(jìn)行更新，是力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)平臺(tái)得以合理維護(hù)與不斷優(yōu)化的良策。

[1]晏秋.信息環(huán)境下高校本科教學(xué)數(shù)字化途徑研究[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版,2010，11（4）：86-89.

[2]許敏明,蒙成舉.力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書[M].桂林：廣西師范大學(xué)出版社,2011.08：1-4.

[3]王德利,湯海峰,孟威,孟慶繁,滕利榮.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2014.12（31）：152-154.

鐘友坤（1977-），男，漢族，廣西岑溪市人，本學(xué)科歷，碩士學(xué)位，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，河池學(xué)院，研究方向：機(jī)械力學(xué)設(shè)計(jì)。