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辽宁师范大学物理与电子测量虚拟仿真实验教学中心——辽宁师范大学

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辽宁师范大学物理与电子测量虚拟仿真实验教学中心,筹建于2011年12月,近年来,中心依托辽宁师范大学物理与电子技术学院现有的物理学、电子信息工程、电子科学与技术三个本科专业及学院的物理学一级学科博士点和硕士点,物理课程与教学论硕士点、辽宁省物理实验教学示范中心、光电材料与技术省级重点实验室等专业学科和实验室资源,在教学、虚拟仿真资源建设上取得了显著成果,形成了自己具有鲜明特点的“一条主线,三个层次,四个模块”的实验教学课程体系的教学实践特色,取得了较好的实践教学效果。中心现有教师58人,其中教授12人、副教授和高级实验师21人、中级职称教师25人,其中拥有博士学位37人、硕士学位10人。中心目前是辽宁省物理实验教学示范中心,中心长年负责物理、电子信息工程、电子科学与技术、计算机、化学、生物等7个专业方向的物理、电信、电子实验教学任务。2014年,在中心开设实验课共计33门,实验学习的学生人数为1056人,实验课人时数为89232。近5年来,在省部共建资金、辽宁省专项资金和日元贷款资金的支持下,中心先后投入1200万元,新购置了930多台套教学设备,更新了普通物理、近代物理、中学物理教学法、物理科普基地、计算机网络、模拟电路、数字电路、高频技术、传感器、嵌入式、电视机原理、半导体器件、材料加工、大学生电子创新实践基地、焊接技术、单片机、计算机中心等实验室,新建了EDA、数字电视、物联网、PLC、DSP、小型机器人系统设计、通信原理、变频器技术等实验室并购置了MULTISIM、PROTUES、LABVIEW、MATLAB、大学物理实验虚拟教学软件等实验教学软件和虚拟实验教学仪器设备。

2013年4月,中心依照虚拟仿真教学中心要求,重新修订了全部33门实验课的教学大纲,相继开展了普通物理、近代物理、数字电路、电路计算辅助设计、中学物理教学法、光电技术、微电子技术等虚拟仿真实验室的建设和教学课程视频资源的录制和编辑工作。在此期间,我中心教师申报了辽宁省和学校的教学研究项目8项,其中,《近代物理》虚拟实验教学改革被定为省级教学改革项目,其它《光电技术》《科技英语》《电路的计算机辅助设计》《近代物理实验》《普物实验》教学方法及内容的改革项目被定为校级教学改革项目。这些教学改革项目的执行,大大促进了我中心网上虚拟教学课件的建设和发展。

同时,2014年,我中心利用省部共建项目建设经费,对中心全部56个实验室进行了网络化监控及教学管理硬件设备的建设改造,在本次建设中,对中心56个实验室都加装了视频监控探头,门禁卡、电源远程管理和网络监控管理体系,中心所有实验室进门都只需个人门禁卡打卡进门,一次打卡只进一人,服务器自动记录学生姓名和进出实验室的时间,学生做实验的全部过程都被视频监控探头进行监控记录,教师在学生开展开放实验及其他创新实践活动中,可以通过手机APP软件远程监控实验室学生实验、学习情况,遇到紧急情况,教师可以利用手机或家里的计算机远程关闭实验室电源。学生和教师可利用服务器上的管理软件系统共享网络教学资源和进行教学答疑,学生学习成绩、考勤情况、中心实验室仪器设备管理使用情况都可在服务器上进行科学化管理记录,本项升级改造,大大改善了中心的教学条件和教师的教学投入,简化了繁琐的实验室管理任务,提升了虚拟实验中心的教学质量和管理水平,方便了科技创新实践、开发实验室、教学实训等活动在中心的开展,简化了教师的实验室管理监督任务,方便了教学活动的实施程序。目前,本次改造项目正处在工程验收阶段。

近年来,本中心教师从专业课程为出发点来强化学生的实验能力和创新能力。同时,以全国大学生电子设计竞赛等竞赛平台为检验标准,用虚拟仿真与实际测试相结合的思路,加强学生的动手能力与实践能力培养,为学生的可持续发展创造条件,强化虚拟仿真实验的功能。2009-2013年间,指导的学生中有27人次参加全国大学生电子设计大赛,分获辽宁省一、二、三等奖,其中2009年有6人获得“国家二等奖”和“辽宁省特等奖”;6人次参加全国数学建模竞赛,分获二、三等奖;2人在第一届“北斗杯”国家青少年科技创新大赛中荣获国家成功参赛奖;2人获得“挑战杯”大学生课外科技作品比赛辽宁省三等奖;2012年,指导学生参加辽宁省高校电子设计大赛,1名学生获得一等奖,1名学生获得三等奖;2012年,有3人次参加全国大学生电子设计大赛,2名学生获得三等奖。2014年,6名学生获得辽宁省物理学术竞赛一等奖。12名学生获得辽宁省大学生物理实验大赛一、二、三等奖。5名学生获得全国物理讲课大赛一等奖。

目前,中心利用虚拟仿真开设的实验教学课程已有普通物理实验、近代物理实验、物理教学法实验、电路的计算机辅助设计、电子技术实验、可编程控制器应用、MATLAB、数字与逻辑电路课程设计、嵌入式系统原理与应用实验部分、数字与逻辑电路(数字部分)、单片计算机原理与应用实验部分、VisualBasic编程技术、EDA、PLC等14门实验课程,涉及实验个数为152个。中心虚拟仿真实验教学中心的条件,已达到开展虚拟仿真实验教学的基本要求,

我中心拟进一步开展和完善其它实验室及教学课程的虚拟仿真资源建设,争取利用3-5年的时间,完成物理、电信、电科相关本科专业实验课程的全部276个实验题目的虚拟仿真教学资源的建设,建立一个以计算机服务器为主要控制系统,包括选课系统、预习系统、考试系统、交互系统的物理与电子虚拟仿真实验平台,构建出具有鲜明特点的“一条主线,三个层次,四个模块”的实验教学课程体系和物理与电子虚拟仿真开放式技能训练实践平台,建立高效运行的实验教学管理体制,扩大中心的辐射功能。为辽宁省经济与社会发展培养更多可用人才。

中心目前有56个专业实验室,12个服务教师和研究生的科研实验室,实验室使用面积4600平米,坐落于辽宁师范大学理化大楼A区和B区的1-8层,数字化校园网已完全覆盖我中心所有教室、实验室,可方便的上网及实现网络同传、开展各类网络资源共享及师生在平台上开展交互讨论及辅导等教学与管理工作。另外本中心具有自己的机群服务器和教学资源共享网站,实验室各模块都配有多媒体投影仪、计算机等必备网络虚拟仿真教学设备,学生进入实验室实行打卡进门,计算机全程录像监控技术,教室可远程监控实验室中的一切信息,并可进行远程人工干预,硬件与软件设施完全符合虚拟仿真实验室信息化管理各项要求。

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