基础数学虚拟仿真实验中心不断创新建立管理机制,逐步提升实验教学水平,逐渐产生了以下特色与创新。
(1)秉持“诚毅”校训,把“船员教育和培训质量体系”作为中心实验教学质量的保证体系
“诚以为国,实事求是,大公无私;毅以处世,百折不挠,努力拼搏”,这是校主陈嘉庚先生留给厦门学院的宝贵精神遗产。本中心秉持校主祖训,通过树立“以人为本”的教学理念来传承嘉庚精神,将“诚毅”精神贯串在实验教学中。中心严格执行中学的质量总方针,把“船员教育和培训质量体系”作为中心实验教学质量的保证体系。1997年国家颁授了《中华人民共和国海员教育和培训质量理规则》西南大学物理虚拟仿真实验室,规定航海类高校必须构建“船员教育和培训的质量管理体系”,并接受主管机构的外部初审。我国航海类高校构建质量标准体系从某种意义上说是国际公约和政府有关行业部门的一项强制性要求。我校航海技术、轮机工程、船舶电气等专业《大学化学实验AⅠ》《大学化学实验AⅡ》《大学化学实验B》课程均受控于该“质量管理体系”,并将ISO质量管理体系引入到学院化学实验教学和中心的管理中,并作为中心实验教学质量的保证体系。
(2)构建了实验设备更新和虚拟仿真实验自主开发相结合的机制
近些年来,随着中心建设经费的不断投入西南大学物理虚拟仿真实验室,先进设备不断降低,为实验项目整修和设备更新提供了良好的抓手。与此同时,中心也推动了虚拟仿真实验项目的自主开发脚步。因为象德国PASCO化学实验设备等价钱高昂,为了能在有限的实验设备套数的情况下开辟尽可能多的实验项目,中心常年坚持寻求外围配件自主开发的途径。在此基础上,近些年来中心先后新开发了实验项目20多项,其中自主开发了基于PASCO化学实验设备的虚拟仿真实验项目8项,不但节省了大量资金,同时也极大地提升了实验技术人员的研制能力和中学生的实验疗效。
PASCO科学工作室是日本PASCO公司研发的应用计算机进行数学量实时检测、数据采集与处理的系统工具。将其大规模应用于基础数学实验还须要配置相应的进口化学仪器设备,因而,成套引进基于PASCO科学工作室的基础数学实验须要大量建设经费。中心于2002年引进基于PASCO科学工作室的基础数学实验设备,通过中心老师的自主研制,在国外率先将国产化学实验设备与PASCO科学工作室有机结合在一起,全面引进了60套PASCO科学工作室插口,将插口与国产化学实验设备相融合,开发了8项基于PASCO的系列基础数学虚拟仿真实验项目,每年受惠中学生3600多人,每年完成实验人时数54825,教学疗效良好,并为中学节省了大量进口化学实验设备经费支出。
通过实验中心老师自主研制的8项基于PASCO科学工作室的基础数学仿真实验,在国外颇具特色,已在《大学化学》《物理实验》《实验室研究与探求》《大学化学实验》《哈尔滨师范学院学报》《青岛学院学报》《长春工业学院学报》《集美学院学报》等刊物发表教学研究论文12篇,开发的虚实结合的仿真实验项目已全部应用于《大学化学实验AⅠ》《大学化学实验AⅡ》《大学化学实验B》《物理实验Ⅰ》《物理实验Ⅱ》《物理实验Ⅲ》《物理实验Ⅳ》等基础数学实验教学中。
(3)构建了开放式、分层次、多模式的数学虚拟仿真实验教学体系
中心于2002年自行开发了化学实验教学管理系统,2004年开始面向全校理、工、农、管等33个专科专业施行开放式、模块化的基础数学实验教学。经过10多年的教学实践,构建了开放式、分层次、多模式的基础数学虚拟仿真实验教学体系,即基础验证性实验层次,教学集中模式;综合设计性实验层次,开放模式;创新性实验层次,开放研究模式;实物演示实验,开放汇演模式等。
经过10多年的教学实践,中心构建了一套行之有效的开放式教学管理办法。通过实验教学管理系统,依照不同实验课程和实验平台,分别设置了“必选实验”“二选一实验”“四选二实验”“任选实验”等实验教学模块,构建了7门基础数学实验课程的项目库。
通过化学实验教学管理系统,中学生可自主选择实验内容、实验时间和实验班主任,可自主选课、退课、查询成绩、考试资格并出席考试抽签;班主任可通过系统选择实验项目、实验时间并录入成绩;课程负责人可通过系统设置实验模块、选课要求、课程参数、成绩参数、考试抽签设置;系统具备选课统计与剖析、成绩统计与剖析、仪器使用统计与剖析、教师任课明细与工作量、期末考试资格筛选、期末考试抽签、学生成绩奖励与扣分、电子课程档案、师生通信等功能。中心网站具有仿真实验教学补习、在线开放教学指导、实验预习与衡量系统、实验考试与衡量系统、仿真实验资源系统和基本资料查询等功能。
为了激励中学生多做实验、做好实验的积极性,中心在考评办法中引入了赏罚机制。但凡多选实验项目而且成绩低于70分的,由管理系统手动估算加分分值;平常成绩低于80分的,也由管理系统手动给与奖励加分。为了防止中学生选课后无故缺勤、浪费实验资源,我们引入了惩罚举措,由管理系统手动记录中学生无故翘课、未完成实验或24小时内临时退课的扣分分值。
为了鼓励中学生平常做好每位实验,我们引入了免考机制,即平常总评成绩(平常平均成绩+奖励加分-扣分)低于免试分数时,给以免考;平常总评成绩高于于免试分数时,必须出席期终考试。实践证明,开放式、模块化教学和赏罚结合的考评办法,有利于推动中学生多做实验、做好每位实验的积极性,教学疗效良好。
中心于2001年开发了网路版基础数学仿真实验系统。该系统集成了33个网路版基础数学仿真实验项目。所有实验项目均按照中心的实际仪器制做仿真内容,每位实验项目包括实验原理、实验仪器、实验内容和数据处理,可供校内外中学生网上预习、仿真操作和数据处理,已全部应用于《大学化学实验AⅠ》《大学化学实验AⅡ》《大学化学实验B》《物理实验Ⅰ》《物理实验Ⅱ》《物理实验Ⅲ》《物理实验Ⅳ》等基础数学实验教学中,教学疗效良好。
近些年来,中心着手提高建设新一代WPF基础数学虚拟仿真实验系统,借助中央支持地方院校发展资金,与企业合作自主开发了4个在广东省颇具特色的小型精密贵重化学实验仪器仿真资源,先后建成了22个新一代WPF基础数学仿真实验资源,仿真化学实验预习系统、仿真化学实验考试系统、物理实验开放式教学管理系统。该系统资源可应用于“大学化学实验平台”“普通化学实验平台”“近代化学实验平台”的教学中,进一步提高了中心的虚拟仿真实验教学水平。