关于国家级力学实验教学示范中心网站平台建设的思考

陈 磊 吴登华

摘要 通过对国家级力学实验教学中心网站平台建设目标的分析,明确网站平台的服务对象、主要功能和网站结构,采取高效可行的技术手段,开发出基于B/S结构的满足教与学功能的信息服务系统,实现国家级实验教学示范中心的示范辐射作用。

关键词 实验教学;示范中心;网站平台

中图分类号:TP393.02 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)27-0074-02

Consideration of Website Platform for National Mechanics Experimental Teaching Demonstration Center//Chen Lei, Wu Denghua

Abstract By the objective analysis of national mechanics experimental teaching demonstration center for building website platform, defining its target and main function and the structure. Taking effective and feasible technical means to develop an information service system based on the B/S structure which meets the teaching and learning capabilities and achieves the model of radiation effect.

Key words experimental teaching; demonstration center; website platform

Authors address

1 Academic Affairs Office, Hohai University, Nanjing, 210098, China

2 Language Laboratories, Hohai University, Nanjing, 210098, China

1 引言

实验教学是学生实践能力与创新能力培养的重要环节,是高校优质资源共享与整合的能力体现,应该予以高度的重视。据教育部《2003—2007年教育振兴计划》精神,在2005～2007年期间评审建立一批国家级实验教学示范中心,网站平台的建设是其信息化建设的重要组成部分,是先进教育理念和实验教学观念的体现,是先进实验教学体系、内容、方法的要求,具有在全国范围内的示范辐射作用。

2 国家级实验教学示范中心网站平台的建设目标

力学实验作为河海大学学科基础课,开课院系涉及水文水资源学院、水利水电工程学院、交通海洋学院、土木工程学院、环境科学与工程学院和材料工程学院,是学生必修的基本实验课。力学实验教学示范中心网站平台的建设目标包括以下几点。

1)宣传本中心特色成果,规范管理制度,扩大对外交流,提升中心知名度,加大示范辐射的作用。

2)促进实验教学体系、内容、方法的改革,利用网络平台,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实验教学体系。学生可以在网上查询实验教学大纲,下载实验指导,观看实验教学视频,下载多媒体课件,浏览精品课程,参与案例教学;可以通过实验教学管理系统自主实验,教师及时评价并反馈实验结果。

3)推进实验室运行体制改革。利用网络平台实现开放式实验的选课管理,选课对象面向全校学生,学生可以在网上了解力学实验中心所提供的开放式实验课清单,依据自己的喜好与实际情况选择实验课程与实验时间,推进学生自主学习和研究性学习,提高实验教学水平和实验室的使用效益。

4)提升学生科研能力。开设学生基金项目专题,鼓励创新实验,实现项目进程的透明化,吸引更多优秀学生参与,增强学生实际动手能力,丰富学生实践工程经验,推进学生合作学习。

5)促进大型仪器的共享。建设大型仪器预约系统,实现优质资源共享,优化学校资源配置。

6)规范实验室制度。建设实验室规章制度专题,细化开放实验项目管理办法,明确工作人员职责和实验中心安全制度。

3 国家级实验教学示范中心网站平台的功能设计

3.1 明确国家级实验教学示范中心网站平台的服务对象中心平台网站所提供的服务有基础实验课(涉及6个学院)、专业实验课、校内学生基金项目、教育部创新性实验计划项目、国家力学实验竞赛、开放式实验课程、大型仪器共享以及本中心的教学、科研与合作交流。由此实验示范中心平台的服务对象为开设基础实验课的低年级本科生、开设专业实验课的高年级本科生、参加基金项目和力学竞赛的高年级本科生、选修开放式实验的全校学生、中心教师员工和与中心有合作关系的单位与个人。

3.2 划分国家级实验教学示范中心网站平台的主要功能依据平台的服务对象,中心网站的主要功能分为中心特色、通知公告、实验教学、创新实验、对外交流5大模块。中心特色是中心对外展示的窗口,主要介绍本中心的师资概况、科研能力,实验室设备与实验室管理制度,由以下模块组成:中心介绍、科学研究、设备环境、规章制度。通知公告体现中心最新的教学、科研动态,由以下模块组成:中心新闻、中心通知。实验教学是网站平台的核心组成部分,是学生网上自主实验、自主选课、自主学习的重要途径,同时也是教师评价学生实验的重要手段,由以下模块组成:教学大纲库、教学资源库、虚拟实验平台、开放实验选课系统。创新教学是培养学生综合性、前沿性和研究性实验能力的保障,由以下模块组成:校内基金项目明细、教育部基金项目明细、项目进程展示区、力学竞赛交流区。对外交流区主要是指大型仪器预约系统。

3.3 明确国家级实验教学示范中心网站平台的网站结构根据网站平台的设计目标、服务对象与所需功能,考虑到用户的网络浏览习惯,确定网站平台的三级结构层次,设计结构图(如图1所示)。

国家级实验教学示范中心网站平台应遵循4个原则。1)模块化设计。采用模块化的编程手段,将中心网站平台分解成几个独立的模块,各个模块可以单独开发、单独测试,在系统集成运行期间,降低各模块之间的耦合度。2)分布式数据存储。分析中心网站平台的数量流量,对于数据量比较大的如实验预约、虚拟实验、视频教学3个模块的数据,采用分布式数据存储的方式,降低数据传输代价,提高系统的可靠性。3)支持虚拟化实验环境。实验教学网络平台应能够适应力学实验的大量数据计算的特点,数据计算转移到客户端,减轻服务器压力。对于运行环境所需插件,如Mathtype、Flash、特殊字体、流媒体播放器,无法直接运行在网络平台上的虚拟实验,应提供下载接口。4)强化学习监控机制。通过采集和量化学生在线学习的行为数据,监督学生的学习进度。根据学生对教学资源的需求和评价,增加和改进教学资源的数量和质量[1]。

4 国家级实验教学示范中心网站平台的技术实现

本系统基于J2EE多层架构技术、Flex技术和Oracle数据库技术,实现B/S结构的Web技术与Oracle数据库结合,保证网站平台的各个模块稳定运行。

J2EE是美国SUN公司推出的一个基于Java组件技术的企业应用系统开发规范,目前已成为使用最广泛的Web程序设计技术。使用J2EE体系结构能够快速进行企业应用的开发和部署,从而有效地替代传统的两层和多层结构。EJB组件是J2EE多层架构技术的核心部分,具有事务性、可伸缩性和可移植性特点。通过对国家级实验教学示范中心网站平台的功能分析,开发基于EJB组件的新闻发布系统、仪器预约系统、开放式实验选课系统、虚拟实验系统、视频教学系统。

Flex是美国Macromedia公司开发的一种基于标准编程模型的高效RIA开发产品集。Flex技术可以结合桌面应用程序的交互式用户体验与传统的Web应用部署的灵活性,解决传统的网络平台的HTML组件单一、交互性差、频繁刷新网页的难题[2]。通过与J2EE技术的整合,开发高效的虚拟实验课件,大大降低课件的开发周期。

Oracle是美国甲骨文公司开发的一种基于关系数据库理论的大型数据库管理系统。Oracle数据库可以管理海量数据,快速检索所需信息,具有自动存储管理功能,自动负载均衡功能,方便实现大容量数据的分布式读写功能,实现数据挖掘功能。对于国家级实验教学示范中心平台的开放式选课系统,能够有效管理全校学生的基础实验的预约数据,同时有效管理教学视频等大容量媒体文件。

参考文献

[1]张忠玉.基于网络的课堂教学质量监控系统的设计与实现[J].电化教育研究,2006(7)

[2]郭伟秀.Flex在网络教学软件中的应用[J].中小学电教,2008(11)