基于网络的学科实验室建设思考与实践*

■孙宏根

在计算机网络技术飞速发展及Internet迅速普及的今天，网络已成为人们获取、交流和发布信息的重要途径。学生在网络环境下进行自主、合作、探究性学习是21世纪学习的必然趋势。开展基于网络的学习是适应时代发展、大力培养创新性人才的重要举措。

1 网络教学优势

新课程改革体现学生主体、教师主导的角色定位，准确把握教改思想，改进教学方法是教学改革成功的关键。

网络教学有利于深化课堂教学改革，创建新型的教学模式，促进教师教育思想、教学内容、教学方法的变革，培养适应当代社会发展的人才；网络教学能创设丰富教学情景，促进学生创造性学习；网络教学拓展了学生学习的时空，学习者可以在任何时间、任何地方接入因特网，开展学习；网络学习能提供极强学习交互性、协作性，学习者可共同参与同一专题学习、讨论、交流，方便学习效果最大化。

在网络教学中，基于网络的搜索引擎，可提供大量的多媒体信息和资料，不仅有利于学生对知识的获取和保持，而且大大扩展了学生的知识面；海量、共享、易寻的网络学习资源具有很强的便捷性和选择性，使学习者的学习更具效率。

2 网络教学环境现状

当前，学校信息技术基础环境得到较快发展，学校普遍建成校园网络，网络覆盖到学校每个角落。教室都装备了多媒体教学系统，实现了“班班通”，这些为学校网络环境下的教学提供了基础条件。

但是，目前学校环境建设还仅是初步的，应用还停留在浅层次。主要表现为：学校网络教学环境建设中网络布点数量有限，大都是供教师课堂教学知识传授所用，教学相应资源比较缺乏，教学应用平台不足。学生的自主学习、教师与学生教学互动、学生之间的互动学习、教师之间的互动学习尚不能满足需要。

3 网络教学环境应实现的功能

要能提供师生极其丰富的信息资源库，要能实现师生在网络上进行多样化的学习交流，推动实现教学方式的变革。教师能充分利用网络环境进行多样化的教学。能实现开设基于“情景创设”“主动探索”“协作学习”“会话商讨”和“意义建构”等多种教学方法综合运用的全新教学形式。学生能利用网络进行自主学习，实现由被动接受知识转变为主动积极地探索知识和建构知识的主体。

4 网络教学环境建设目标

4.1 构建功能强大的校园基础网络

建设一个集语音、视频、数据的综合统一平台；满足互联网访问的需要、满足教师日常办公的需求、满足校园内部管理和多媒体教学的需要、满足数字化实验室等网络高速连接的需求；作为校园各类信息化服务的载体和对外信息发布，实现区域互联，互动教学，远程学习的载体。

4.2 构建功能强大的校园教学应用系统

1）建立数字电视系统。实现优秀教学资源的网上直录播及点播功能。

2）建立远程交互系统。满足校间、校内互动教学，实现面对面沟通培训，实现在线流媒体教学。精品课程、专题讲座通过系统提供的会议录播软件进行点播。

3）建立多媒体教学系统。帮助师生高效率完成教学任务、提高课堂效果。多媒体教学系统包括计算机、投影机、先进的交互式显示设备、实物展示台、中控操作台等设备，能满足教师在教室实施多媒体教学的各种需求。

多媒体教学系统要增强教学互动性。

4.3 构建功能强大的教学实验室

通过两种途径实现。一种是将学校的计算机网络教室功能拓展成多用途的教学功能室；另一种是改造提升学科教学专用实验室，使其形成网络教学环境，实现学生自主、合作、交互式的学习。

4.4 构建丰富的教学资源体系

多途径建成丰富的信息资源库：文字资料库、教学图片库、视频库、音乐音效库、备课资料库、电脑小课件库、学习软件等。

5 基于网络的学科实验室建设策略

5.1 计算机网络教室的功能拓展

计算机网络教室是满足学校信息技术学科教学的功能室。主要由教师计算机、学生计算机、交换机等设备组成的网络教学环境，是学校普遍要求建设的教学教室。目前，学校普遍建成了一定数量的网络教室，且主要用于开设信息技术课所用，其功能相对比较单一，不能发挥其最大的效益。在满足信息技术学科教学功能的基础上，应将其功能拓展成多功能的学科教学实验室。

1）语言教学教室。在计算机网络教室的基础上，安装专用语言学习教学软件，配置语言学习资源，配备高品质专用耳机，即形成语言教学环境，满足口语教学及测试需要。

2）师生电子阅读。在计算机网络教室的基础上，在服务器上配置电子图书资源，安装图书阅读工具软件即成为电子阅览室。

3）数字化美术教室。在计算机网络教室的基础上，增加美术手绘画板及绘画学习教学软件形成美术教学环境，用于美术绘画教学。为美术教学提供一种新型的教学手段，提高美术教学效果和学生学习的兴趣。

网络计算机教室还可拓展成语文、历史等学科教学用功能室，只要配置相关学科的教学专用软件和教学资源即能实现相应功能。

5.2 将现有教室或实验室升级，打造具有网络学习环境的专用功能室

1）教学网络教室。在传统普通教学教室的基础上，班级配备一定数量的学习终端（计算机、上网本、平板）。教师教学多媒体系统、学生学习终端与学校网络管理与资源中心形成网络，实现师生教学互动、学生自主学习及小组协作学习，提高教学效率。

2）数字化理科实验室。在传统中学理化生和小学科学实验室的基础上，根据需求（分组的要求）配备一定数量的计算机并将这些计算机构建成网络环境，这些计算机可以设置到每个实验桌上，也可以相对集中布置在一个区域。在此基础上，添加理科实验用实验数据采集分析系统及配套实验工具等，实现理科实验教学的数字化。将信息技术与理科实验教学过程科学地融合在一起，来营造一种新型互动式的实验教学环境，完善现有实验教学手段。通过数字实验系统的应用，培养学生一种新的实验方法，培养学生的实践能力和创新精神。

3）数字化地理历史实验室。在传统中学地理历史实验室的基础上，根据需求（分组的要求）配备一定数量的计算机并将这些计算机构建成网络环境。在此基础上添加地理历史教学工具如数字星球系统、地理历史教学模型、地理历史教学应用软件和资源。为学生地理历史学习创设情境，激发学生学习地理历史的兴趣，提高学生地理历史素养和技能。

4）数字化数学实验室。通过建设一定规模的基础网络，添加数学教学工具，如图形计算器、数学教学模型、数学教学应用软件，构建互动式的数学教学环境，提高学生学习数学的兴趣和学习效果。

6 基于网络的学科实验室建设实践

近年来，南京市教育装备与勤工俭学办公室装备了一批基于网络教学环境的教室与实验室，如网络教学教室、自动录播教室、数字化中学理科实验室、数学化小学科学实验室、数字化美术室、数学化数学实验室、书法教室、音乐欣赏厅、技能实践室（航模、机器人、武术）等项目。装备过程经历了需求调研、标准论证、方案制定、政府采购、项目实施、使用培训等，保证了实验室建设的质量与效益的发挥，为学校提供了多样化信息学习环境。

6.1 广泛调研，了解市场

基于网络教学环境的实验室建设大都是一些新的装备项目，无可借鉴的先例。因此，要首先深入到项目学校开展调研，听取学校管理使用人员的需求建议，同时了解市场。针对装备项目，对相关企业的产品与技术进行分析比较，提出综合性、优化解决方案。其次，对部分经营规范、服务优良的品牌供应商开展方案征询，收集资料，对相应的配套产品进行筛选。

举办各类项目展示会，进行产品和技术的展示对比。邀请国内优质供应商参展，同时，组织学校、专家组成员对所展产品进行综合的评价，推荐出各项技术指标及功能贴近目标需求的产品。

6.2 多方论证，制定标准

在调研的基础上，针对当时市场产品现状和学校需求情况，制定相关项目装备标准，确定采购技术参数基本要求。

其间，分别组织相关专家、中心组教师、使用学校教师召开座谈会或研讨会，起草了《南京市理科数字化实验室建设指导方案》《南京市中小学课堂教学录播专用教室建设规范》《南京市小学科学数字化实验室装备指导意见》《南京市中学数学实验室装备指导意见》和中小学美术数字画板装备技术参数要求，用于指导学校装备。

6.3 一校一案，落实需求

在统一要求的基础上，结合学校实际，指导学校提出具体的装备需求方案。中小学录播系统的装备涉及的每所学校，由于基础环境不同，需逐校多次落实建设方案。中小学数字化实验室、中学数学实验室也因场地的不同需多次深化具体方案的设计。书法室、技能实践室的建设，从学校需求调研起，到项目方案成型，再到用户或学科中心组研讨修改，专业人员设计，再返回学校对项目功能做综合评测，最后形成科学合理的项目需求文件。

6.4 项目整合，集中采购

根据学校申报的采购需求，按类别进行汇总统计，分别按系统集成、多媒体设备、木器设备、仪器器材等进行集中公开招标采购。由于集中后产生了一定的规模效益，吸引了相关设备的知名供应厂商参与。通过科学的评价标准和公开、公正的采购程序，既保证了项目设备的质量，又提高了资金的使用效益。同类项目通过拆分组合式的采购，比市场同类项目采购，节约资金达20%以上。

6.5 强化管理，确保质量

招标采购完成后，及时与中标供应厂商签署采购合同，召开项目学校和中标供应厂商的工作会议，明确项目实施的时间要求、设备质量要求、服务要求。要求项目学校设立项目责任人，全程参与项目全过程的管理监督。中标企业要制定项目实施的工程计划，并在项目现场进行公开展示，便于市、区县、学校、企业随时对照，保证相互配合合作。

在项目实施过程中，项目主管部门定期深入学校了解项目实施进度、协调企业之间工程配合的相关问题。有的项目，我们充分利用区县技装部门、学科中心组和学校管理人员的力量，形成质量管理网络，并通过短信、QQ群等方式，实现对项目全程监控，提高管理效率。

严把设备产品进口关和项目工程质量，项目完成时，组织验收小组逐项逐件进行验收。不仅验收每件物品的数量质量、核对技术参数，更重要的是考核整个系统的综合功能。

6.6 培研结合，发挥效益

由于这些项目技术含量相对较高。为了保证项目建成的效益发挥，我们高度重视培训工作，将项目技术培训作为招标文件的重要内容加以明确要求。项目实施后，集中开展系统性的教师培训工作。先后分类开展了数字化实验仪器、数字美术画板、数字星球系统、图形计算器、互动电子白板、数码显微系统和网络设备应用使用操作、维护保养的专题培训。

培训过程中，除了企业技术人员对设备使用开展培训外，在数字化实验仪器、数字美术画板、数字星球系统、图形计算器等项目的培训过程中，还邀请使用过的学校教师作为培训讲师，他们不仅培训设备的使用技术，更重要的是将设备使用与学科教学目标有机地结合起来，增强了培训的效果与实践工作水平。

加强合作，开展教学应用交流。先后和教研部门、项目实施企业合作，共同开展数字美术画板、数字理科实验室、数学实验室等研讨课、公开课，交流使用经验与成果，促进使用。

组织开展学生数字美术作品的展示交流评比，提高学生学习兴趣，促进数字美术学科教学。数字美术项目培训后，开展教师、学生数字美术作品论文、课件、作品的评比，作为培训与学习考核的成果，得到了学校的广泛响应，取得较好效果。

以课题研究为抓手，促进学校设备使 用和教师专业成长。如开展了“数字绘画技术在中小学美术课堂教学中的运用研究”，开展了基于数字地理实验室、数字小学科学实验室、数学实验室教学模式的研究，以课题研究促进项目的使用与教学效益的充分发挥。

基于网络教学环境的实验室建设取得了初步的成效，促进了学科教 学与信息技术的有效整合，提升了学校装备品质与内涵，创新了学校教学模式，提高了学生学习兴趣和学习质量。目前，该项目已从前期的试点阶段向普通学校推进阶段。