现代远程高等教育实验教学的探索与实施

摘要：实验教学环节作为现代远程高等教育实践教学环节的重要组成部分，是实现应用型人才培养目标不可缺少的重要环节。针对现代远程高等教育特点及实验教学现状，指出应结合高校、学习中心以及学生的实际情况，采用演示实验、仿真实验、远程控制实验及真实实验相结合的方式实施现代远程高等教育的实验教学。

关键词：现代远程高等教育；实验教学；实施

作者简介：宋春红（1973-），女，湖北天门人，大连理工大学远程与继续教育学院，讲师；

唐洪祥（1973-），男，湖北天门人，大连理工大学土木工程学院，副教授。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0116-02

一、实验教学是现代远程高等教育的重要教学环节

随着网络技术及多媒体技术的飞速发展，出现了现代远程教育这种新型的教学模式。现代远程教育利用最新的计算机和网络通信技术，打破了传统教育的局限，以其远程性、开放性、灵活性、先进性，满足了现代不同层次的人群对教育层次、知识更新的需求，推进了终身教育体系与终身学习社会的构建。我国自1999年在中央电大和67所普通高校试点现代远程高等教育以来，现代远程高等教育在我国逐渐成为高等教育领域非常重要的办学形式，步入快速发展的规模扩张阶段，在我国高等教育发展中占据着重要地位。

《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出高等教育要“强化实践教学环节”。现代远程高等教育作为我国高等教育的重要组成部分，无疑也应当将此作为教育改革的一个重点。现代远程高等教育主要定位于应用型人才培养，学生大多为在职从业人员，本身都在随岗实践，但随岗实践不能取代实验教学环节，实验教学环节作为现代远程高等教育实践教学环节的重要组成部分，是实现应用型人才培养目标不可缺少的重要环节。[1]通过实验教学环节，不仅能使学生掌握实验的基本方法和基本技能，提高实际操作能力，而且有利于培养学生的观察能力、思维能力、分析能力及创造能力，使学生的实践综合素质得到普遍提高。实验教学还可以帮助学生理解和巩固所学知识，对培养学生理论联系实际的学风、实事求是的科学态度和探究问题的科学方法都具有重要的意义。[2]

二、现代远程高等教育特点及实验教学现状

与传统高等教育相比，现代远程高等教育的特点在于：教学不受时空的限制，学生只要拥有一台电脑以及上网的条件就可以在任何时间、任何地点通过远程教学服务平台浏览网络视频课件进行学习；学生多数为在职学习者，工学矛盾突出；学生可以根据自身的实际情况自由选择学习进度和学习内容，有利于因材施教与学生的个性发展。

现代远程高等教育开办多年来，理工科教学一直存在瓶颈，主要原因在于实验教学环节难以落实。[3]由于现代远程高等教育师生在时间和空间上相分离，学生分散在全国各地，量大、面广，再加上工学矛盾，将所有学生全部集中到高校本地实验室来完成实验不太可能，而很多校外学习中心因实验场所或实验仪器设备缺乏不能提供实验教学条件，导致现代远程高等教育照搬传统实验教学模式存在难以实施的困难，实验教学无疑成了现代远程高等教育的薄弱环节。[4]目前，大多数高校避免开设实践要求强的理工科专业，其中开设有理工科专业的院校网站上，带有实验功能的远程教学平台极少，且开设的实验种类和实验深度都不及普通高校。[5，6]总之，受时间、空间、成本等多方面的限制，如何有效地开展实验教学是困扰现代远程高等教育工作者的一大难题。

三、现代远程高等教育实验教学的探索与实施

解决现代远程高等教育实验教学遇到的问题，需要充分考虑现代远程高等教育的特点，充分利用现代信息技术，同时借鉴传统实验教学及国外远程教育实验教学的经验。为此，可结合各高校、学习中心以及学生的实际情况，采取一些行之有效的方式实施现代远程高等教育的实验教学。

1.演示实验教学

演示实验教学是指将真实环境中的实验教学过程拍摄成录像，并制作成网络视频课件，让学生通过观看网络视频课件掌握整个实验。对于某些验证型或演示型实验，可将其实验目的、实验内容、实验步骤、实验操作过程及实际运用制作成视频课件挂在网络学习平台上，供学生上网学习。这样的网络实验视频课件不仅有教师的讲解，还有实验的演示过程，效果直观形象，同学们通过在网上学习实验视频课件，读取实验中的数据，并按照实验要求完成实验报告，能使学生掌握整个实验的目的、内容、步骤以及实验操作过程，加深对理论知识的理解。演示实验教学投入成本低、制作周期短，虽然无法达到和真实实验教学相同的效果，但学生还是能够通过演示实验教学对实验有一个全面的了解与认识，因此可以作为目前现代远程高等教育实验教学的一种主要手段。目前，大连理工大学远程与继续教育学院已完成《土木工程实验》所有演示实验的网络视频课件制作，实施效果较好。

2.仿真实验教学

仿真实验教学是指利用计算机技术、仿真技术和虚拟现实技术等建立虚拟实验室环境，提供可操作的虚拟实验仪器，学生按实验要求在计算机软件仿真的实验环境中组装实验系统，通过改变实验模型的参数进行各种模拟实验，并得出相应的结果。仿真实验教学环境形象生动，可以为学生提供自主探索和个别化教育的学习环境，并且可以通过软件资源共享改善教学资源缺乏的教学现状。如北京邮电大学的“计算机通信网”课程提供了非常完善的计算机组网仿真实验，学生可随意拖动仿真的各种计算机硬件设备，组配网络。仿真实验教学的关键在于仿真模型和仿真环境的创建，仿真实验必须从设备内在的本质关联、外在形式完全模拟真实实验，模型的精度将直接影响到实验的可靠性，因此要求开发人员不仅需要掌握编程语言，还要掌握相应的专业知识。因此现代远程教育院校直接独立开发仿真实验存在一定的困难。目前市场上有很多成型的产品，直接利用这些商业化的仿真软件对于解决现代远程高等教育中的实验问题无疑可以达到事半功倍的效果。[7]

3.远程控制实验教学

远程控制实验教学是利用计算机多媒体技术和通讯技术，将异地实验室内真实的实验设备及控制系统转换成图像、声音、状态等，通过多种媒介方式传输到学生计算机中，参加实验的学生可以在自己的计算机中按规则操作远程控制实验室中实验设备，而实验设备执行操作的过程和结果又实时地回传给学生，使参加实验的学生取得与亲自到实验室现场做实验相同的效果。[8，9]如大连理工大学电工教研室与麻省理工大学合作建立了远程网上实验基地。在大连理工大学校内设置服务器与麻省理工实验中心的实验室相连。每位学生可以在任意一个计算机终端登陆校内服务器，访问麻省实验室。同学们可以在终端设置实验参数，通过网络远程控制麻省理工大学实验室的真实仪器。实验室完成操作后会在短时间内将实验结果及数据返回至该学生所使用的终端。[10]但由于远程控制实验对传感器、执行机构和网络环境有着比较高的要求，目前远程控制实验主要应用于控制学科领域，在远程高等教育领域暂时还没有大面积推广，但随着现代信息技术的不断发展，越来越多的远程控制实验将会出现在现代远程高等教育的实验教学中。

4.真实实验教学

演示实验、仿真实验、远程控制实验等都属于网上虚拟实验，网上虚拟实验教学形式虽然在时间、空间、内容、形式等方面实现了最大程度地开放，符合远程教育的特点，但是由于学生不能直接动手操作真实的实验设备而达不到锻炼和提高动手能力的目的。真实实验是指在实验中采用的实验设备、实验对象、实验环境都是以实物形态出现的，其优势在于能直接培养学生动手能力及解决实际问题的能力，这正是网上虚拟实验的不足所在。如果当地学习中心或当地普通高校实验室实验条件具备（实验仪器、实验设备符合要求，教师具备相应的资格，并能按照实验教学大纲开设实验），则可组织远程教育学生在当地学习中心实验室或当地普通高校实验室集中进行真实实验教学，从而实现普通高校和远程教育实验教学资源的共享，最大限度发挥普通高校实验设备的功效，弥补虚拟实验的不足，这是我国现阶段开展现代远程高等教育实验教学行之有效的途径。[1]如大连理工大学远程与继续教育学院建有网络工程实验室与电气工程实验室，可对大连本地学生进行真实实验教学。

此外，对可移动、安装精度要求不高的实验仪器，考虑到各地学习中心办学的实际（个别学习中心学生数较少或办学经费有困难），可借鉴国外的做法，采用流动的真实实验形式，即将实验装置小型化，做成车载式或手提式，送实验上门，把实验教学安排到学生的家门口，满足学生学习实验的需要，同时还能为学生减少费用。例如，为了解决科学技术课程远程教学实验问题，英国开放大学曾专门设计了家庭实验箱，编写了详细的实验指导书，并将它们一起寄给学生使用，用毕再寄还。[11]

四、结束语

实验教学环节作为现代远程高等教育实践教学环节的重要组成部分，是实现应用型人才培养目标不可缺少的重要环节。现代远程教育量大、面广以及教与学时空分离的特点决定现代远程高等教育的实验教学不可能照搬传统高校的实验教学模式，结合各高校、学习中心以及学生的实际情况，采取虚实结合的手段实施实验教学是保障现代远程高等教育实验教学质量的重要保障。

参考文献：

[1]叶汉英.远程开放教育课程实验教学的实施与思考[J].实验室研究与探索，2005，（2）：5-7.

[2]徐峥.关于远程教育实验教学的探讨[J].天中学刊，2003，（2）：115-116.

[3]厉毅.支架教学模式在远程教育实验教学中的应用探索[J].现代远距离教育，2009，（2）：56-58.

[4]叶小英.虚拟实验教学系统在远程教育中的应用与评价研究[M].北京：北京邮电大学，2011.

[5]吴春华.虚拟实验教学在现代远程教育中的应用布开究[M].长沙：中南大学，2006.

[6]王杉.远程开放教育理工类实验教学的探究[J].山东电大学报，2007，（4）：68-69.

[7]刘凤丽，王莹.基于Web的虚拟实验室在现代远程教育中的应用[J].大连理工大学学报（社会科学版），2011，（s1）：45-47.

[8]兰卫东.远程教育地方学习中心理工科实验课程教学系统的开发[J].广西商业高等专科学校学报，2003，（3）：96-98.

[9]冯缨.FlashMX在互动性网络实验教学课件开发中的应用[J].江苏大学学报（高教研究版），2005，（3）：77-81.

[10]朱泓，刘蕴红，袁风.国外优质教育资源引入并利用的探索与思考[J].大连理工大学学报（社会科学版），2005，（12）：70-73.

[11]张少刚.虚拟仪器技术在现代远程教育实验性教学中的应用[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2005，（1）：67-71.