基礎(chǔ)數(shù)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心不斷創(chuàng)新建立管理機(jī)制,逐步提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,逐漸產(chǎn)生了以下特色與創(chuàng)新。
(1)秉持“誠(chéng)毅”校訓(xùn),把“船員教育和培訓(xùn)質(zhì)量體系”作為中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證體系
“誠(chéng)以為國(guó),實(shí)事求是,大公無私;毅以處世,百折不撓,努力拼搏”,這是校主陳嘉庚先生留給廈門學(xué)院的寶貴精神遺產(chǎn)。本中心秉持校主祖訓(xùn),通過樹立“以人為本”的教學(xué)理念來傳承嘉庚精神,將“誠(chéng)毅”精神貫串在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。中心嚴(yán)格執(zhí)行中學(xué)的質(zhì)量總方針,把“船員教育和培訓(xùn)質(zhì)量體系”作為中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證體系。1997年國(guó)家頒授了《中華人民共和國(guó)海員教育和培訓(xùn)質(zhì)量理規(guī)則》西南大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室,規(guī)定航海類高校必須構(gòu)建“船員教育和培訓(xùn)的質(zhì)量管理體系”,并接受主管機(jī)構(gòu)的外部初審。我國(guó)航海類高校構(gòu)建質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系從某種意義上說是國(guó)際公約和政府有關(guān)行業(yè)部門的一項(xiàng)強(qiáng)制性要求。我校航海技術(shù)、輪機(jī)工程、船舶電氣等專業(yè)《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)AⅠ》《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)AⅡ》《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)B》課程均受控于該“質(zhì)量管理體系”,并將ISO質(zhì)量管理體系引入到學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和中心的管理中,并作為中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證體系。
(2)構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)自主開發(fā)相結(jié)合的機(jī)制
近些年來,隨著中心建設(shè)經(jīng)費(fèi)的不斷投入西南大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室,先進(jìn)設(shè)備不斷降低,為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整修和設(shè)備更新提供了良好的抓手。與此同時(shí),中心也推動(dòng)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的自主開發(fā)腳步。因?yàn)橄蟮聡?guó)PASCO化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備等價(jià)錢高昂,為了能在有限的實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)的情況下開辟盡可能多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,中心常年堅(jiān)持尋求外圍配件自主開發(fā)的途徑。在此基礎(chǔ)上,近些年來中心先后新開發(fā)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目20多項(xiàng),其中自主開發(fā)了基于PASCO化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目8項(xiàng),不但節(jié)省了大量資金,同時(shí)也極大地提升了實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的研制能力和中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)療效。
PASCO科學(xué)工作室是日本PASCO公司研發(fā)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)量實(shí)時(shí)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集與處理的系統(tǒng)工具。將其大規(guī)模應(yīng)用于基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)還須要配置相應(yīng)的進(jìn)口化學(xué)儀器設(shè)備,因而,成套引進(jìn)基于PASCO科學(xué)工作室的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)須要大量建設(shè)經(jīng)費(fèi)。中心于2002年引進(jìn)基于PASCO科學(xué)工作室的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,通過中心老師的自主研制,在國(guó)外率先將國(guó)產(chǎn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與PASCO科學(xué)工作室有機(jī)結(jié)合在一起,全面引進(jìn)了60套PASCO科學(xué)工作室插口,將插口與國(guó)產(chǎn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備相融合,開發(fā)了8項(xiàng)基于PASCO的系列基礎(chǔ)數(shù)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,每年受惠中學(xué)生3600多人,每年完成實(shí)驗(yàn)人時(shí)數(shù)54825,教學(xué)療效良好,并為中學(xué)節(jié)省了大量進(jìn)口化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備經(jīng)費(fèi)支出。
通過實(shí)驗(yàn)中心老師自主研制的8項(xiàng)基于PASCO科學(xué)工作室的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn),在國(guó)外頗具特色,已在《大學(xué)化學(xué)》《物理實(shí)驗(yàn)》《實(shí)驗(yàn)室研究與探求》《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》《哈爾濱師范學(xué)院學(xué)報(bào)》《青島學(xué)院學(xué)報(bào)》《長(zhǎng)春工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)》《集美學(xué)院學(xué)報(bào)》等刊物發(fā)表教學(xué)研究論文12篇,開發(fā)的虛實(shí)結(jié)合的仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已全部應(yīng)用于《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)AⅠ》《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)AⅡ》《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)B》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅱ》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅲ》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅳ》等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
(3)構(gòu)建了開放式、分層次、多模式的數(shù)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
中心于2002年自行開發(fā)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng),2004年開始面向全校理、工、農(nóng)、管等33個(gè)專科專業(yè)施行開放式、模塊化的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。經(jīng)過10多年的教學(xué)實(shí)踐,構(gòu)建了開放式、分層次、多模式的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,即基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)層次,教學(xué)集中模式;綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)層次,開放模式;創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)層次,開放研究模式;實(shí)物演示實(shí)驗(yàn),開放匯演模式等。
經(jīng)過10多年的教學(xué)實(shí)踐,中心構(gòu)建了一套行之有效的開放式教學(xué)管理辦法。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng),依照不同實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別設(shè)置了“必選實(shí)驗(yàn)”“二選一實(shí)驗(yàn)”“四選二實(shí)驗(yàn)”“任選實(shí)驗(yàn)”等實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊,構(gòu)建了7門基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目庫(kù)。
通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng),中學(xué)生可自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)班主任,可自主選課、退課、查詢成績(jī)、考試資格并出席考試抽簽;班主任可通過系統(tǒng)選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間并錄入成績(jī);課程負(fù)責(zé)人可通過系統(tǒng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)?zāi)K、選課要求、課程參數(shù)、成績(jī)參數(shù)、考試抽簽設(shè)置;系統(tǒng)具備選課統(tǒng)計(jì)與剖析、成績(jī)統(tǒng)計(jì)與剖析、儀器使用統(tǒng)計(jì)與剖析、教師任課明細(xì)與工作量、期末考試資格篩選、期末考試抽簽、學(xué)生成績(jī)獎(jiǎng)勵(lì)與扣分、電子課程檔案、師生通信等功能。中心網(wǎng)站具有仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)補(bǔ)習(xí)、在線開放教學(xué)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與衡量系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)考試與衡量系統(tǒng)、仿真實(shí)驗(yàn)資源系統(tǒng)和基本資料查詢等功能。
為了激勵(lì)中學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)、做好實(shí)驗(yàn)的積極性,中心在考評(píng)辦法中引入了賞罰機(jī)制。但凡多選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目而且成績(jī)低于70分的,由管理系統(tǒng)手動(dòng)估算加分分值;平常成績(jī)低于80分的,也由管理系統(tǒng)手動(dòng)給與獎(jiǎng)勵(lì)加分。為了防止中學(xué)生選課后無故缺勤、浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)資源,我們引入了懲罰舉措,由管理系統(tǒng)手動(dòng)記錄中學(xué)生無故翹課、未完成實(shí)驗(yàn)或24小時(shí)內(nèi)臨時(shí)退課的扣分分值。
為了鼓勵(lì)中學(xué)生平常做好每位實(shí)驗(yàn),我們引入了免考機(jī)制,即平常總評(píng)成績(jī)(平常平均成績(jī)+獎(jiǎng)勵(lì)加分-扣分)低于免試分?jǐn)?shù)時(shí),給以免考;平常總評(píng)成績(jī)高于于免試分?jǐn)?shù)時(shí),必須出席期終考試。實(shí)踐證明,開放式、模塊化教學(xué)和賞罰結(jié)合的考評(píng)辦法,有利于推動(dòng)中學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)、做好每位實(shí)驗(yàn)的積極性,教學(xué)療效良好。
中心于2001年開發(fā)了網(wǎng)路版基礎(chǔ)數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了33個(gè)網(wǎng)路版基礎(chǔ)數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均按照中心的實(shí)際儀器制做仿真內(nèi)容,每位實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)據(jù)處理,可供校內(nèi)外中學(xué)生網(wǎng)上預(yù)習(xí)、仿真操作和數(shù)據(jù)處理,已全部應(yīng)用于《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)AⅠ》《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)AⅡ》《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)B》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅱ》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅲ》《物理實(shí)驗(yàn)Ⅳ》等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教學(xué)療效良好。
近些年來,中心著手提高建設(shè)新一代WPF基礎(chǔ)數(shù)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),借助中央支持地方院校發(fā)展資金,與企業(yè)合作自主開發(fā)了4個(gè)在廣東省頗具特色的小型精密貴重化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器仿真資源,先后建成了22個(gè)新一代WPF基礎(chǔ)數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)資源,仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)、仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng)、物理實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)資源可應(yīng)用于“大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”“普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”“近代化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”的教學(xué)中,進(jìn)一步提高了中心的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。