郭玲玲，胡紹彬，蘇冬娜，尹曉喆，富宇

摘要：隨著移動技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，移動實驗教學(xué)模式作為一種新型的學(xué)習方式，正被越來越多的人認識和接受。本文選擇以移動環(huán)境下學(xué)習系統(tǒng)為研究內(nèi)容，針對石油工程專業(yè)的實驗課程進行教學(xué)改革，研究和構(gòu)建移動實驗教學(xué)平臺，建設(shè)數(shù)字化教學(xué)環(huán)境，以達到推進高校實驗教學(xué)內(nèi)容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新的目的。

關(guān)鍵詞：移動；實驗教學(xué)模式；教學(xué)質(zhì)量；數(shù)字化

中圖分類號：G720 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）09-0025-03

一、引言

為進一步深化本科教育教學(xué)改革，提高本科教育教學(xué)質(zhì)量，大力提升人才培養(yǎng)，國家教育部、財政部決定在“十二五”期間繼續(xù)實施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，明確提出“大力加強實驗實踐教學(xué)改革，重點建設(shè)500個左右實驗教學(xué)示范中心，推進高校實驗教學(xué)內(nèi)容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新”，為建設(shè)發(fā)展數(shù)字化實驗教學(xué)模式提供了契機和方向。

東北石油大學(xué)是一所伴隨著大慶油田的發(fā)現(xiàn)而誕生的以工學(xué)為主，工、理、管、文等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的高等學(xué)校，擔負著為石油石化行業(yè)和黑龍江省經(jīng)濟建設(shè)培養(yǎng)和輸送人才的重任。石油工程實驗教學(xué)面向全院多個專業(yè)開設(shè)有關(guān)的實驗課程，班級多、年實驗人時數(shù)量大。而傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式僵化，與當今開放性、網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)潮流不相符。學(xué)生只能被動地接受教師的安排，不能主動地利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和課余時間進行學(xué)習[1]。實驗教學(xué)資源相對短缺，實驗儀器、設(shè)備的利用效率低。面對新世紀石油行業(yè)對應(yīng)用型人才實踐能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求，必須花大力氣進行教研、教改，改變實驗教學(xué)的傳統(tǒng)思想和觀念，實現(xiàn)石油工程專業(yè)數(shù)字化實驗教學(xué)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進行深入研究和開發(fā)，以緩解傳統(tǒng)實驗教學(xué)帶來的諸多不便。

二、國內(nèi)外現(xiàn)狀分析

國外的數(shù)字化實驗教學(xué)發(fā)展較快，技術(shù)成熟，值得我們借鑒。比較典型的數(shù)字化實驗實例研究有：LAAP（美國卡羅萊納州立大學(xué)的一個數(shù)字化物理實驗室），主要使用Java技術(shù)構(gòu)建；Model ChemLab（仿真化學(xué)模擬實驗平臺），多用于遠程學(xué)習，實驗展示等；Biointeractive（生物醫(yī)學(xué)專業(yè)實驗平臺），采用Shockwave技術(shù)構(gòu)建。盡管如此，他們主要還是針對具體的實驗內(nèi)容進行設(shè)計，研發(fā)的精力集中在數(shù)字實驗室上，而不是將實驗教學(xué)的所有環(huán)節(jié)完全通過數(shù)字化信息平臺進行有效地聯(lián)系。相比于國外，國內(nèi)的數(shù)字化實驗教學(xué)研究開始較晚，技術(shù)上仍不太成熟。同時，國內(nèi)數(shù)字化實驗研究主要集中在化學(xué)、物理學(xué)科，不能充分滿足其他學(xué)科的實驗教學(xué)需求[2，3]。因此，只能根據(jù)石油專業(yè)自身特點，探索具有本專業(yè)特色的實驗教學(xué)模式和信息化平臺的合理構(gòu)建方式。

數(shù)字化實驗教學(xué)是實驗教學(xué)改革發(fā)展的必然。通過數(shù)字化的實驗條件、豐富的數(shù)字化實驗資源、高效的數(shù)字化試驗管理，為學(xué)生開辟了“立體化”的學(xué)習、求知、探索、創(chuàng)新的場所，形成了以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，使學(xué)生真正變被動學(xué)習為主動學(xué)習，避免了學(xué)生被動接受知識、機械模仿教師的學(xué)習狀態(tài)，實現(xiàn)了學(xué)生由不會做到自己做，從簡單到復(fù)雜、從觀察到分析再到創(chuàng)新的目的。國內(nèi)外的經(jīng)驗表明，數(shù)字化實驗教學(xué)模式的理念是科學(xué)的、可行的，非常適合工科應(yīng)用型實驗教學(xué)。

三、研究內(nèi)容

通過對移動實驗教學(xué)模式的研究，在已有的實驗教學(xué)平臺基礎(chǔ)上，添加移動實驗教學(xué)模塊，完善傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足，實現(xiàn)石油工程實驗的網(wǎng)上輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，為實驗的教與學(xué)提供開放的實驗教學(xué)資源[4]，實現(xiàn)教師的教學(xué)方式、學(xué)生的學(xué)習方式以及師生互動方式的改革，以便充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，達到“隨時隨地”進行學(xué)習的終身教育的目的。

1.基于移動技術(shù)下的移動實驗教學(xué)模式的分析與探究。石油工程專業(yè)移動實驗教學(xué)模式，作為一種全新的教學(xué)模式，在教學(xué)中的應(yīng)用主要包括兩方面：輔助學(xué)習者學(xué)習和輔助教師教學(xué)。

（1）輔助學(xué)習者學(xué)習：移動實驗教學(xué)模式使學(xué)習者可以完全擺脫時空的束縛，充分利用各種可能的時間和場所進行學(xué)習。移動設(shè)備可以隨時與互聯(lián)網(wǎng)連接，保證學(xué)生在任何時間遇到任何問題時，都可以方便快捷地從互聯(lián)網(wǎng)上尋求相應(yīng)的解答和幫助，此種教學(xué)模式為學(xué)習提供了良好的交互環(huán)境。學(xué)習者在學(xué)習過程中遇到難以解決的問題時，輕點屏幕，就可以及時與教師或者其他學(xué)習伙伴進行交流，從而解決問題。

（2）輔助教師教學(xué)：移動實驗教學(xué)模式的出現(xiàn)，在很大程度上使得教學(xué)能夠擺脫教室——這種一成不變的空間的束縛，教學(xué)組織形式更加多樣化。教師將課前準備好的教學(xué)內(nèi)容存儲在移動設(shè)備中，然后在授課過程中按授課進度將教學(xué)內(nèi)容分批發(fā)送到學(xué)習者的移動設(shè)備上，這里的教學(xué)內(nèi)容可以涵蓋：課堂筆記、思考題、小測驗和課后作業(yè)等。目前國外的一些學(xué)校已經(jīng)開始嘗試讓教師根據(jù)教學(xué)需要，組織學(xué)習者在戶外或者特定場所進行教學(xué)，如博物館、醫(yī)院和工廠等等。使用移動設(shè)備可以輔助教師備課，只要需要，教師可以在任何可能的時間和場所通過訪問互聯(lián)網(wǎng)收集和整理與教學(xué)相關(guān)的信息。移動實驗教學(xué)提供的交互形式使得教師能夠和學(xué)習者隨時隨地保持聯(lián)系，這便于教師指導(dǎo)和管理學(xué)習者，隨時了解學(xué)習者的學(xué)習情況，向?qū)W習者提供答疑等。

基于移動技術(shù)的實驗教學(xué)模式最重要的特征是以學(xué)習者為中心，支持個別化自主學(xué)習模式、協(xié)作學(xué)習模式、社會性學(xué)習模式等多種模式的學(xué)習，從而滿足不同類型學(xué)習者的個性化學(xué)習需要，在真正意義上體現(xiàn)移動學(xué)習的靈活性和適應(yīng)性以及個性化的特點。

2.分析先進的移動技術(shù)，對開發(fā)移動實驗教學(xué)平臺的相關(guān)技術(shù)進行研究。移動實驗教學(xué)平臺是指運用無線通信技術(shù)或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為學(xué)習者提供移動學(xué)習信息與學(xué)習服務(wù)支持的軟件系統(tǒng)。移動實驗教學(xué)平臺的系統(tǒng)環(huán)境包含終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺、資源、內(nèi)容、活動六個要素。其中，移動學(xué)習平臺和移動學(xué)習資源統(tǒng)一定義為移動學(xué)習支持環(huán)境，即移動學(xué)習系統(tǒng)環(huán)境的第二個層次。圖1所示為移動學(xué)習支持環(huán)境在系統(tǒng)環(huán)境圖的具體內(nèi)容與定位，將位于中間的移動學(xué)習支持環(huán)境作為一個整體，從外部來看，其在整個移動學(xué)習系統(tǒng)環(huán)境中起到承前啟后的作用：移動學(xué)習支持環(huán)境通過在移動學(xué)習裝備環(huán)境上運行移動學(xué)習平臺，使得移動學(xué)習資源通過平臺為學(xué)習者提供優(yōu)質(zhì)的移動學(xué)習服務(wù)。

3.以石油工程實驗課程為依托，進行移動實驗教學(xué)平臺的具體研發(fā)。石油工程專業(yè)是石油行業(yè)中的主干專業(yè)，黑龍江省重點專業(yè)、國家特色專業(yè)。本專業(yè)以石油與天然氣工程國家一級重點學(xué)科和油氣田開發(fā)工程、油氣井工程國家二級重點學(xué)科為支撐，在專業(yè)隊伍、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、條件建設(shè)、學(xué)術(shù)交流等各個方面取得了優(yōu)異的成績，已成為石油工程人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)的基地，達到國內(nèi)外本專業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。

該專業(yè)重視實踐能力的培養(yǎng)，具備完善的實驗條件，擁有具有“石油工程與地質(zhì)國家級實驗教學(xué)示范中心”和鞏固的實習基地，為進行移動實驗教學(xué)模式的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。同時，無論是教師還是學(xué)生，對石油工程實驗的重視程度都非常高。因此選擇石油工程實驗課程進行移動實驗教學(xué)平臺的具體研發(fā)。

教師通過利用移動實驗教學(xué)平臺，可以對課堂教學(xué)內(nèi)容進行必要補充，同時學(xué)習者可以通過該平臺上的資源、問題進行討論、交流，找到解決問題的方法，提高學(xué)習效率。根據(jù)該平臺功能的分析，認真規(guī)劃了平臺中所要實現(xiàn)的內(nèi)容。

（1）教學(xué)資源管理：通過提供豐富的學(xué)習資料，將實驗教學(xué)大綱、實驗教案、實驗指導(dǎo)書、多媒體課件、教學(xué)錄像等資源上網(wǎng)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，以便于學(xué)生自主學(xué)習；

（2）實驗項目管理：提供網(wǎng)上實驗項目預(yù)約以及對大學(xué)生創(chuàng)新項目實驗的相關(guān)信息進行了管理，可以實現(xiàn)在線查詢的功能；

（3）實驗?zāi)M演示：部分實驗項目通過自主研發(fā)虛擬實驗軟件或者是提供現(xiàn)場的操作錄像的形式展示給學(xué)生，使學(xué)生有身臨其境的感覺，學(xué)生可以通過實驗?zāi)M演示功能達到預(yù)習預(yù)作實驗的目的；

（4）師生互動交流：開辟教師答疑、學(xué)生論壇等功能，以便師生在線交流，提高教學(xué)效果；

（5）實驗設(shè)備管理：提供實驗中心設(shè)備檔案的查詢功能，方便對設(shè)備等資源的管理。

本移動學(xué)習平臺基于B/S技術(shù)模式進行架構(gòu)，可以直接通過瀏覽器訪問移動平臺進行學(xué)習。授課老師、管理員與學(xué)習者無需安裝任何軟件，而且各種功能模塊設(shè)計簡單易用，學(xué)習者無需進行任何培訓(xùn)，所有功能容易上手；管理員可以按模塊、功能授權(quán)給學(xué)習小組長進行層層分級的管理，對平臺的管理更加明晰、人性化與科學(xué)化，管理員只需進行簡單培訓(xùn)，便可以輕松上手。

四、結(jié)論

移動實驗教學(xué)平臺是貼近學(xué)習本質(zhì)的一種學(xué)習模式，它不僅可以作為遠程學(xué)習的輔助，也可以獨立地作為一種學(xué)習形式。在當今信息化網(wǎng)絡(luò)化高度發(fā)展的社會，移動學(xué)習成為最具有發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较蛑?。本文對移動學(xué)習的理論進行調(diào)研，并對應(yīng)用做了簡單嘗試。通過對石油工程實驗教學(xué)移動系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，對移動學(xué)習的特點、發(fā)展以及移動學(xué)習資源的開發(fā)技術(shù)等有了更直觀的了解，爭取將普適計算和移動環(huán)境的優(yōu)勢帶入到教育中。

參考文獻：

[1]張瓏，等.移動學(xué)習在高等學(xué)校教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].計算機教育，2010，（6）：34-38.

[2]劉建設(shè).移動學(xué)習研究現(xiàn)狀綜述[J].電化教育研究，2007，（7）：21-36.

[3]葉成林，等.移動學(xué)習及其理論基礎(chǔ)[J].開放教育研究，2004，（3）：23-26.

[4]郭玲玲，富宇，尹曉喆，等.移動學(xué)習系統(tǒng)在操作系統(tǒng)課程中的應(yīng)用研究[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，（02）：46-49.

基金項目：本論文獲得：2013黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目（JG2013010156）；2012黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目（JG2012010080）；黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（GBC1211039）基金支持。

3.以石油工程實驗課程為依托，進行移動實驗教學(xué)平臺的具體研發(fā)。石油工程專業(yè)是石油行業(yè)中的主干專業(yè)，黑龍江省重點專業(yè)、國家特色專業(yè)。本專業(yè)以石油與天然氣工程國家一級重點學(xué)科和油氣田開發(fā)工程、油氣井工程國家二級重點學(xué)科為支撐，在專業(yè)隊伍、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、條件建設(shè)、學(xué)術(shù)交流等各個方面取得了優(yōu)異的成績，已成為石油工程人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)的基地，達到國內(nèi)外本專業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。

該專業(yè)重視實踐能力的培養(yǎng)，具備完善的實驗條件，擁有具有“石油工程與地質(zhì)國家級實驗教學(xué)示范中心”和鞏固的實習基地，為進行移動實驗教學(xué)模式的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。同時，無論是教師還是學(xué)生，對石油工程實驗的重視程度都非常高。因此選擇石油工程實驗課程進行移動實驗教學(xué)平臺的具體研發(fā)。

教師通過利用移動實驗教學(xué)平臺，可以對課堂教學(xué)內(nèi)容進行必要補充，同時學(xué)習者可以通過該平臺上的資源、問題進行討論、交流，找到解決問題的方法，提高學(xué)習效率。根據(jù)該平臺功能的分析，認真規(guī)劃了平臺中所要實現(xiàn)的內(nèi)容。

（1）教學(xué)資源管理：通過提供豐富的學(xué)習資料，將實驗教學(xué)大綱、實驗教案、實驗指導(dǎo)書、多媒體課件、教學(xué)錄像等資源上網(wǎng)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，以便于學(xué)生自主學(xué)習；

（2）實驗項目管理：提供網(wǎng)上實驗項目預(yù)約以及對大學(xué)生創(chuàng)新項目實驗的相關(guān)信息進行了管理，可以實現(xiàn)在線查詢的功能；

（3）實驗?zāi)M演示：部分實驗項目通過自主研發(fā)虛擬實驗軟件或者是提供現(xiàn)場的操作錄像的形式展示給學(xué)生，使學(xué)生有身臨其境的感覺，學(xué)生可以通過實驗?zāi)M演示功能達到預(yù)習預(yù)作實驗的目的；

（4）師生互動交流：開辟教師答疑、學(xué)生論壇等功能，以便師生在線交流，提高教學(xué)效果；

（5）實驗設(shè)備管理：提供實驗中心設(shè)備檔案的查詢功能，方便對設(shè)備等資源的管理。

本移動學(xué)習平臺基于B/S技術(shù)模式進行架構(gòu)，可以直接通過瀏覽器訪問移動平臺進行學(xué)習。授課老師、管理員與學(xué)習者無需安裝任何軟件，而且各種功能模塊設(shè)計簡單易用，學(xué)習者無需進行任何培訓(xùn)，所有功能容易上手；管理員可以按模塊、功能授權(quán)給學(xué)習小組長進行層層分級的管理，對平臺的管理更加明晰、人性化與科學(xué)化，管理員只需進行簡單培訓(xùn)，便可以輕松上手。

四、結(jié)論

移動實驗教學(xué)平臺是貼近學(xué)習本質(zhì)的一種學(xué)習模式，它不僅可以作為遠程學(xué)習的輔助，也可以獨立地作為一種學(xué)習形式。在當今信息化網(wǎng)絡(luò)化高度發(fā)展的社會，移動學(xué)習成為最具有發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较蛑弧１疚膶σ苿訉W(xué)習的理論進行調(diào)研，并對應(yīng)用做了簡單嘗試。通過對石油工程實驗教學(xué)移動系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，對移動學(xué)習的特點、發(fā)展以及移動學(xué)習資源的開發(fā)技術(shù)等有了更直觀的了解，爭取將普適計算和移動環(huán)境的優(yōu)勢帶入到教育中。

參考文獻：

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[3]葉成林，等.移動學(xué)習及其理論基礎(chǔ)[J].開放教育研究，2004，（3）：23-26.

[4]郭玲玲，富宇，尹曉喆，等.移動學(xué)習系統(tǒng)在操作系統(tǒng)課程中的應(yīng)用研究[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，（02）：46-49.

基金項目：本論文獲得：2013黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目（JG2013010156）；2012黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目（JG2012010080）；黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（GBC1211039）基金支持。

3.以石油工程實驗課程為依托，進行移動實驗教學(xué)平臺的具體研發(fā)。石油工程專業(yè)是石油行業(yè)中的主干專業(yè)，黑龍江省重點專業(yè)、國家特色專業(yè)。本專業(yè)以石油與天然氣工程國家一級重點學(xué)科和油氣田開發(fā)工程、油氣井工程國家二級重點學(xué)科為支撐，在專業(yè)隊伍、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、條件建設(shè)、學(xué)術(shù)交流等各個方面取得了優(yōu)異的成績，已成為石油工程人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)的基地，達到國內(nèi)外本專業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。

該專業(yè)重視實踐能力的培養(yǎng)，具備完善的實驗條件，擁有具有“石油工程與地質(zhì)國家級實驗教學(xué)示范中心”和鞏固的實習基地，為進行移動實驗教學(xué)模式的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。同時，無論是教師還是學(xué)生，對石油工程實驗的重視程度都非常高。因此選擇石油工程實驗課程進行移動實驗教學(xué)平臺的具體研發(fā)。

教師通過利用移動實驗教學(xué)平臺，可以對課堂教學(xué)內(nèi)容進行必要補充，同時學(xué)習者可以通過該平臺上的資源、問題進行討論、交流，找到解決問題的方法，提高學(xué)習效率。根據(jù)該平臺功能的分析，認真規(guī)劃了平臺中所要實現(xiàn)的內(nèi)容。

（1）教學(xué)資源管理：通過提供豐富的學(xué)習資料，將實驗教學(xué)大綱、實驗教案、實驗指導(dǎo)書、多媒體課件、教學(xué)錄像等資源上網(wǎng)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，以便于學(xué)生自主學(xué)習；

（2）實驗項目管理：提供網(wǎng)上實驗項目預(yù)約以及對大學(xué)生創(chuàng)新項目實驗的相關(guān)信息進行了管理，可以實現(xiàn)在線查詢的功能；

（3）實驗?zāi)M演示：部分實驗項目通過自主研發(fā)虛擬實驗軟件或者是提供現(xiàn)場的操作錄像的形式展示給學(xué)生，使學(xué)生有身臨其境的感覺，學(xué)生可以通過實驗?zāi)M演示功能達到預(yù)習預(yù)作實驗的目的；

（4）師生互動交流：開辟教師答疑、學(xué)生論壇等功能，以便師生在線交流，提高教學(xué)效果；

（5）實驗設(shè)備管理：提供實驗中心設(shè)備檔案的查詢功能，方便對設(shè)備等資源的管理。

本移動學(xué)習平臺基于B/S技術(shù)模式進行架構(gòu)，可以直接通過瀏覽器訪問移動平臺進行學(xué)習。授課老師、管理員與學(xué)習者無需安裝任何軟件，而且各種功能模塊設(shè)計簡單易用，學(xué)習者無需進行任何培訓(xùn)，所有功能容易上手；管理員可以按模塊、功能授權(quán)給學(xué)習小組長進行層層分級的管理，對平臺的管理更加明晰、人性化與科學(xué)化，管理員只需進行簡單培訓(xùn)，便可以輕松上手。

四、結(jié)論

移動實驗教學(xué)平臺是貼近學(xué)習本質(zhì)的一種學(xué)習模式，它不僅可以作為遠程學(xué)習的輔助，也可以獨立地作為一種學(xué)習形式。在當今信息化網(wǎng)絡(luò)化高度發(fā)展的社會，移動學(xué)習成為最具有發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较蛑弧１疚膶σ苿訉W(xué)習的理論進行調(diào)研，并對應(yīng)用做了簡單嘗試。通過對石油工程實驗教學(xué)移動系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，對移動學(xué)習的特點、發(fā)展以及移動學(xué)習資源的開發(fā)技術(shù)等有了更直觀的了解，爭取將普適計算和移動環(huán)境的優(yōu)勢帶入到教育中。

參考文獻：

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基金項目：本論文獲得：2013黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目（JG2013010156）；2012黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目（JG2012010080）；黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（GBC1211039）基金支持。