军校网络技术与开放实验室一体化教学模式的创新研究
中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0077-02
党的十八届三中全会作出继续深化军队院校改革战略部署后，在如何适应健全新型军事人才培养体系的要求上遇到了新考验，这就对培养信息化人才的院校在如何使教学向实战聚焦、向部队靠拢上提出了新的要求。因此必须要建立一套适合军校教育现状实践性的教育模式。本文结合学院的实验室教育现状，对校园网、虚拟实验室以及开放实验室进行有机融合，形成一套从网络到开放实验室拓展知识、能力以及智慧的一体化的教学模式，为适合新型信息化人才培养进行了探索和实践。
一、研究诉求
1.传统实验室的现状和存在的问题
（1）未开放的实验室限制了学生创造性的发挥。大部分高校的实验室目前还仅是为教学服务，没有对全院师生全天候开放，从而使得教学课程的设计也都大多受到实验室条件和环境的限制，致使教学任务无法充分开展。封闭的实验室只能提供学生进行演示性和验证性的实验，使学生对知识的运用只能是浅尝则止，不利于知识拓展，进而举一反三。
（2）集成度较高的实验器材不利于学生发散思维的培养。目前传统实验室所采用的实验设备基本上都是采购专业实验仪，具有操作简便、说明详细的特点，使学生对实验目的更为明确，有利于学生进行验证性的实验。但是实验仪太过于集成造成开放性实验不足，使学员缺乏动手能力，不利于学生进行自主设计和培养创新能力。
（3）分散性的管理方式不利于学生的对外交流。传统实验室大多采用分散式的管理模式，由不同专业教研室进行管理。这样的管理方式使得实验室更加专业化。但与此同时，缺少了学科间的交叉。学生四年所学的知识分散，无法融汇贯通，在知识体系的构建上无论从广度还是深度上都受到了影响。实验室与教师、学生之间也形成了信息的不对称。由于实验室管理人员与教师、学生没有形成一个畅通的交流渠道，学生不能随时来实验室进行实验，在时间和空间上都受到了限制，不利于因材施教。
2.网络化的优势
传统的教学模式大多采用纸质教学模式，这些纸质的材料缺乏实时和动态性。书本上的内容不能与时俱进、实时调整前沿知识，学生与教师的交流受到时间和空间的局限，影响到学生的进一步深入学习。而网络却突破了这些局限，具有开放、动态性的特点，使得学生和教师的沟通更为顺畅。学生不仅可以通过校园网快速了解科技前沿，数字化地教学使学生更为充分、方便地准备教师所布置的任务，使得学生能学有所得，而且还实现了学习内容的共享与交流，从而有助于学生开展自主学习，提高学生自我学习的能力。
二、创新思路
随着高校培养创新型人才目标的明确，对学生的创新能力提出了更高的要求。而创新之根在于实践，近年来，很多高校认识到开放实验室对培养学生实践能力具有重要作用。再加上，总部和学院加大了对基础实验室的投入力度，使各实验室的建设上台阶上水平。虽然网络化具有动态性、实时性，但是不能完全取代传统意义上的开放实验室，那么二者之间如何结合才能发挥教学的最大作用，调动学生的积极性，使大部分学生达到对知识的融会贯通，从而发挥学生的自主设计能力，进而开展创造性的实验？本文对此进行了深入的研究。
1.网络课程
随着校园网建设越来越完善，网络教学为传统课堂教学提供了又一个活跃的平台。教师可将每次实验的目的和任务书通过网络提前下达至学生，学生可通过教学网络平台在线讨论、交流，激发学生实验的兴趣。
2.虚拟实验室的研究与实践
虚拟实验室是由实验所需要的模拟程序、实验单元和参考资料组成。学生根据教师在网络上发布的实验任务，在虚拟的实验箱上进行硬件的连线和加载模拟程序进行验证性的实验，目的在于让学生消化授课内容。同时学生还可通过增加新的器件、建立新的实验，对此进行分析、处理，最终得到一个相同的或新的实验结果。实验后，学生通过网络提交创新性的实验内容，从而使实验不断扩充，这种方式不但激发了学生的兴趣，还增强了学生发散性思维的能力。
3.开放实验室的拓展实验
通过在虚拟实验室的“锻炼”，再由老师逐步引导学生进入开放实验室。根据在虚拟实验室的实验情况将学生分成两个大组进行因材施教。一组是基础组，是对虚拟实验还存在疑问的学生。另一组是设计组，是能轻松完成虚拟实验内容并有创新想法的学生。
首先，由教师指导，学生操作，进行验证性的实验，旨在让基础组的学生明白实验的原理。例如，并行接口8255的实验，8255完成处理器与外设之间的数据交换。处理器向端口发送控制指令和地址，因此与8255控制信号和地址信号相连，而端口的数据最终送向外设，所以8255的端口与外设相连。通过教师的指导让学生知道“为什么”、“如何做”以后又“能做什么”，目的在于加深对基础性实验的认识和理解。
其次，将“基础组”的学生按照学生的爱好将其分配到设计组。依然以任务为主线，学生为主体，教师为主导进行设计性实验。在设计性实验中采用硬件实验模块化，如在计算机硬件课程中包括了处理器模块、存储器模块、定时器/计数器模块、I/O模块（并行、串行接口）、中断控制器和键盘/显示器接口模块六部分组成，各模块间相互独立。学生通过组装的方式利用各功能模块间的关联关系进行设计性组合，拓展实验范围，提高实验教学效果。这就要求教师立足现有实验条件，精心设计实验项目，增强学生的动手能力，从而促进学生对理论知识的掌握和扩展。
最后，由教师布置综合性任务，引进功能相似的实验模块，同时提供实验框架样图，由学生再进行详细设计，进而在图纸的基础上进行综合性实验。
4.网络+虚拟实验室+开放实验室的有机融合，建立一体化的实验模式
通过在传统开放实验室的基础上加入新思想、新概念，必须辅助与完善管理机制。尤其面向全院的开放性实验室，借助于现代化的网络技术势在必行。网络+虚拟实验室+开放实验室“一体化”的管理方式有助于学生与教师的交流、探讨以及实验任务的下达，在进入开放实验室之前加入虚拟实验室环节，循序渐进，使难问题简单化，从而减轻学生的心理压力。进入开放实验室后，以任务为主线、学生为主体、教师为主导的设计与综合实验不仅重组了实验内容以及学科间知识，还重组了学生脑中的知识体系，从而拓展了学生的知识面，进而增强了学生的动手能力，提高了学生的自主学习和创新能力，实践应用使得知识不断得到创新。
三、结束语
立体式一体化的实验模式通过多方位、多角度、多层次的方式培养学生，使开放实验室真正“开放”，并成为大学生的科研创新基地，从而培养学生“精通一型、旁通一类、兼顾系统”的培训思路，为军队现代化、科技化提供高素质人才。
