石油工程实验教学信息化平台效果与思考

摘要：信息化是现代实验教学的发展方向，信息化平台也是各类实验教学示范中心的必备条件。以石油工程实验教学示范中心为例论述了如何利用好实验教学的信息化平台并克服信息化平台存在的问题，提出了解决策略。最后分析了信息化平台下如何开展自主创新性实验的一些尝试和成功做法，为信息化时代实验教学的一些共性问题提供了解决思路。

关键词：实验教学；示范中心；信息化；效果

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）30-0130-03

一、引言

随着当代计算机技术、网络技术飞速发展以及信息化的普及，高校实验教学迎来了新一轮改革浪潮。整个教育教学系统正朝着更加信息化的方向发展，这为高校实验教学管理体制的改革提供了崭新的技术手段。教育信息化是实现教育现代化的基础和条件，是教育现代化的重要内容和主要标志，以教育信息化带动教育现代化是当今世界教育改革与发展的共同趋势[1]。实现实验教学的信息化不仅成为信息技术与课程整合、教育手段现代化的一个突破口，而且对培养学生的实践动手能力、激发学生学习科技的兴趣、提高综合素质和发展创新思维起着重要作用[2]。目前，多数院校都建立起了各种实验教学中心和实验教学信息化平台。信息化是机遇也是挑战，在信息化平台的建设和应用过程中，如何将信息化平台与传统实验方法相结合，如何克服信息化过程中出现的一些问题，以及如何在信息化形式下开展创新性实验，本文给出了一些具体的思路和做法。

二、石油工程部级实验教学示范中心建设

1.石油工程实验教学示范中心的建设情况。本着“以学生为主体，以教师为主导，以学生的探索精神、科学思维、实践能力和创新能力培养为重点，以培养我国一流的石油工业高级专门人才为目标，促进学生知识、能力和素质协调发展”的高级目标，中国石油大学（华东）已建成石油工程部级实验教学示范中心。实验中心现有实验室总面积4500m2，拥有实验教学设备1855台（套），资产总值5066万元，满足了现代化实验教学的需求。实验中心全方位对学生开放，是石油工程专业及14个相关专业的综合性实验教学平台。实验中心下设油层物理、钻井工程、采油工程、油田化学、流体力学5类专业实验室，涵盖了石油工程的各个专业领域。从学科整体发展需要出发，各实验室的功能进行重新定位、合理布局，实现“四个统一，一个全面”，即实验室统一使用，实验用房统一分配，仪器设备统一管理，实验工作人员统一安排，实验室面向校内外全面开放[3]。中心先后被评为“山东省高等学校一类实验室”和“省级实验教学示范中心”，2009年被批准为“部级实验教学示范中心”建设单位。通过转变实验教学理念，构建创新实验教学体系建设。石油工程实验教学示范中心结合石油工程学科自身的特点，将实验课程统筹安排，构建以实验模块、实验层次、培养模式、实验手段、教学方法、考核方式为主要内容的创新型实验教学体系。将石油工程类课程分模块设置，构建了渗流、采油、钻井、采化、流体五个实验模块。开展了由基础验证、综合设计和创新研究等多个层次的分层次的实验内容。而所有实验层次和实验模块都通过实验教学信息化平台进行有机衔接和管理，信息化平台成为促进实验教学管理的重要手段和工具。

2.信息化平台建设架构及内容。在实验中心建设过程中，信息化平台是对实验环节进行管理的关键系统。如图1所示，信息化管理平台以网络为依托将实验课堂教学与课前、课后的各个环节紧密联系起来，充分发挥网络的作用，将实验教学的效果最大化。

学生通过网上丰富的教学资源，如实验目的与要求、实验方案、实验原理、实验指导、实验演示、软件仿真、多媒体课件、电子教案、参考资料等，就可以了解和学习相关实验内容，特别是对综合型、设计型实验，选择设计方案、理解设计原理非常重要。通过采用多样化的现代实验教学手段，提高了学生的实验主动性，消除了空间和时间障碍，促进了教师与学生交流，实现了教与学、师与生的良好互动。

三、信息化平台的不足及解决策略

应该说网络信息化是现代教学实验室的方向和必然要求。但是信息化并不意味着完全否定过去传统的实验教学模式，如仪器调试、数据测量、数据记录等等仍然采用传统的方式，所以信息化实验教学手段必须与传统实验教学的结合才能使示范实验中心更加完美。在这一过程中不免要出现这样那样的问题。以下分析了常见的问题并给出了解决策略。

1.课堂预约与课程表定制之间的矛盾。在信息平台下，所有的实验必须通过预约进行。但是在同一个实验需要面对全校几个专业三十多个专业班级时，人数众多，不加限定的完全的学生预约是不现实的。一般做法往往是教师先排出课表，然后学生再根据教师的课表进行预约，这样其实增加了学生的负担。在实际操作过程中的做法是，在规定必修的示范性或验证性教学课堂之外，给出了每门实验课的第二实习时间，这个时间段不具体面对某一个班级，而且具有人数限定，并在网络平台上动态公布。这样一来，由于某些特殊原因，不能在规定时间参加实验的学生，可以参加第二时间进行实验。这样一来，发挥了网络平台的作用，方便了学生，而实验教师增加的教学工作量也不是很大，仅仅相当于增加一个分组。

2.实验报告剽袭复制的解决办法。毋庸置疑，电子版的实验报告提交方式给学生之间的报告剽袭复制提供了方便之门。相信每一个批改实验报告的教师都会遇到这样问题，比如两个报告一模一样，只是名字不同；更有甚者名字都是原来的，在这个学生的账号下的报告是另一个人的甚至是往年的实验报告。为此，提出了以下手段给予解决。（1）课前警告。实验之前告诉学生，如果发现雷同实验报告，则两人的实验成绩均按零分计算；（2）实验思考题。对于每个实验，实验教师都会针对实验原理、流程设计或数据处理出一些思考题，每个实验小组抽签确定思考题的内容。这样会在一定程度上避免报告的重复现象；（3）有效检查。一是实验原始数据对比，检查实验报告中的原始数据，看是否与教师签名的原始数据记录单相同；二是检查报告的格式布局甚至空格数等，如果完全雷同，则有抄袭之嫌；（4）基于计算机程序，进行报告重复率检测。学生的实验报告中，原理方法和流程可以相同，但是数据处理、思考题和个人总结往往是不同的，如果重复率在70%以上，则有剽窃嫌疑，视为不合格报告。

3.自主设计与规范流程的矛盾。实验自主设计是发挥学生主观能动性、培养创新性人才的有力措施。一方面应鼓励学生对实验进行自主设计，但是在具体进行实验时，不可能让学生按照他们自己设计的流程进行多次实验尝试。学生的实验流程往往不尽合理甚至是错误的，一是会导致实验失败，二是无法在规定的时间内完成实验。具体做法是：

（1）鼓励自主设计，对于在网上提交自主设计方案的学生，无论流程正确与否，都会有加分；

（2）教师选择一组实验流程设计合理的，让他们进行自主实验，并进行指导；而对于不尽合理的实验流程，则给出批改意见。

四、网络信息化形势下如何开展自主创新探究性实验

（一）课堂示范教学与网络化自主创新实验

探究性实验是学生通过自己提出问题并通过实验解决或验证的实验，可以突出学生的主体地位和自主活动。而在实验室新的管理体制下，所有的实验都必须从网上预约，对学生的自主创新有一定的限制。通过各方面的协作和努力，充分发挥了网络化时代自主创新实验的开展和实施。

（1）灵活高效的双向选择机制

一方面学生可以自主设计实验项目或创新项目，向实验中心提出申请，实验中心组织教师对学生申请项目进行审核，并帮助学生完善实验项目，使项目具有较高教学价值和可行性后实施。另一方面，实验中心根据自身的软硬件条件，设置大量课外实验项目或创新项目，通过中心网站等途径向学生，供学生选择；学生可以根据自己的兴趣，向中心提交申请，通过审核后进入实验室开展实验研究。

（2）科教结合的联合培养机制

注重教学实验与科学研究实验的关联，提高人才培养层次。在具体实验过程中，注重了多样化的培养模式。以“发展个性、因材施教”为基本原则，实行“分层培养、启发创新”的教学思路。建设创新实验室，并建立完善的运行机制，保证大面积成才和促进优秀生脱颖而出。

对于探究型实验，有时候超出教学实验室的能力范畴，因此为了充分利用科研资源，培养学生的科学研究能力和思维，制定专门政策，鼓励科研实验，甚至是国家、部、省级重点实验室向学生开放，学校采取了多种措施让学生参与科学研究、接触现代科研仪器设备。

（3）矿场案例实战培养模式

重视实验教学和工程实践的结合。与胜利油田等单位建立联合实验室，部分优秀学生可以推荐到油田实验室开展实验，通过与研究项目紧密结合，提高了学生的知识面和实践能力，为油田培养了高素质的基础科技人才。

通过全方位的各种形式的创新型实验设计，拓宽了学生的视野，让学生更好地了解了相关学科的前沿技术和先进的仪器设备，培养了学生实践动手能力和科学研究能力，进一步提升了人才培养质量。

（二）“N+2+1”的自主创新管理体制

为了保证优秀学生能通过创新探究性实验，培养探索整理的科学精神和分析问题的严谨态度，针对石油工程的部分实验，开创了新的探究教学管理体制，即“N+2+1”管理体制。首先探究性实验必须有N个同学（3

在此基础上，构建以学科为背景的实验平台，深入开展实验项目的研究与开发，依托实验教学中心的不同专业层次的教师和实验人员，设计了相当数量的综合性、设计性选做实验项目，注重从实际油田开发项目出发，注重各个学科方向的“垂向整合”，让学生根据自己的兴趣选择实验项目。如开发一个油田：需要做“渗透率测定”、“采油方式优选”，“表面活性剂注入”，等将不同实验结合起来，提高学生总体把握问题的能力。

同时为了加强管理，建立开放实验室管理系统，探究性实验通过网络管理系统进行登记和预约，并且实验的设计和进展都在网上进行公布，所有的成员和教师都可以进行查询，指导教师也可以网上进行回复和指导。这样一来对学生和老师都是一种促进和激励。

实施一年来，共有5个小组20人次开展了自主创新探究性实验，3人次通过探究性实验，积极创新，并争取到了大学生部级创新实验设计项目。

五、结语

信息化是现代实验教学的发展方向，石油工程实验教学示范中心通过深化实验室管理体制和运行机制的改革，通过优化、重组、合并等措施，整合学科教育资源，以信息化为手段建立了石油工程实验教学信息化平台。在信息化平台的建设和使用过程中，通过信息化与传统实验方式的结合，克服并解决了信息化过程中的各种问题，同时探索了信息化平台下的自主创新实验的开展和实施，为信息化时代实验教学的一些共性问题提供了解决思路。

实践证明，实验教学信息化大平台的建设，在人才培养、科学研究、服务社会等诸多方面发挥了重要作用，为学校创建高水平综合大学奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]杨晓宏，梁丽.全面解读教育信息化[J].电化教育研究，2002，（1）.

[2]张洪洋.实验教学信息化发展的两种取向[J].中国教育信息化，2009，19（4）.

[3]冯其红，周童，赵修太，鲍丙生.石油工程实验教学示范中心信息化平台建设[J].实验室研究与探索，2011，30（3）.

[4]王兴邦.做好实验教学示范中心的建设与评审工作，提高我国高校的实验教学水平[J].实验技术与管理，2006，25（7）.

[5]张伟平.从信息化教学的视角改革大学实验教学[J].当代教育理论与实践，2010，2（6）.

作者简介：张丽丽（1971-），女，山西临县人，本科，实验师，研究方向：油层物理实验的教学与研究。