遠程教育實驗資源建設與教學研究

勾榮+姜春艷

摘 要 長期以來，實驗教學都是制約遠程教育工科專業發展的難題。當前，不斷涌現的信息化新技術為遠程教育發展帶來新機遇。以江蘇開放大學開放機電一體化專業為例，針對遠程教育工科實驗資源建設和實驗教學，結合遠程教育學習資源特點和建設要求，從虛擬仿真實驗、實驗微課資源、實驗室建設、校企合作等方面，進行分析研究。

關鍵詞 遠程教育；工科專業；實驗資源；實驗教學

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）16-0133-03

Abstract For a long time， experimental teaching of the engineering specialty is a difficult problem and restricts the development of dis-tance education. At present， the emerging of information technology brings new development opportunities. In this paper， we choose and study an engineering major of distance education. According to the characteristics and requirements of distance learning， from the aspectsof virtual simulation experiment， experimental micro class， construc-tion of laboratory， and cooperation of college and enterprise， we ana-lyze the construction of experimental resources and experiment tea-ching in distance education.

Key words distance education； engineering specialty； experimental resources； experiment teaching

1 前言

眾所周知，普通高等教育的工科專業重視人才的工程實踐能力培養。實驗教學是提高人才專業知識、技能和素質的重要手段。因此，在工科專業的專業課教學中，相當比例的實驗課時和實驗教學環節是必不可少的。

同樣，對于遠程教育工科專業而言，實驗教學也是不可或缺的重要教學環節。但受制于實驗設備缺乏、實驗教學內容陳舊、實驗教學師資薄弱、遠程學習師生地域分散等不利因素，實驗教學一直以來都是遠程教育工科專業的薄弱環節，甚至于在一定程度上已經制約了遠程教育工科專業的發展[1]。

隨著信息化技術的快速發展，以教師為主的傳統教學模式正在轉變，課程的教學設計、教學組織、課程資源建設等，都必須充分考慮學生的實際學習需求?，F代信息技術在實驗教學方面的探索，已經取得一定的成效[2-5]。

2 遠程教育資源特點和要求

遠程教育是一種充分利用信息技術和網絡平臺，進行遠程教學實施和自主學習的在線學習方式。不同于全日制在校學習的學生，遠程教育的學員一般都是有繁重日常工作的成人，工作之余用來學習的有效時間并不多。為此，考慮到成人學習者的學習基礎和實際情況，為幫助和促進學習者有效學習，遠程教育課程的學習資源一般都應具備教學設計良好、教學互動充分、媒體制作或處理技術選用合適，以及具有吸引力和感染力等特點。

目前，遠程教育課程的網上學習資源包括微課視頻資源、虛擬實驗資源、Flash動畫資源、在線討論、單元學習材料、PPT資源、單元BBS討論區開設及問題設置、單元練習和單元實踐安排等。其中，微課視頻資源和虛擬實驗資源是信息技術與課程資源深度融合的新形式。

為了進一步規范遠程教育專業的課程資源建設開發，還制定了一系列具體明確的教學資源建設規范與技術標準，包括教學資源數據標準、文字（印刷）教材編寫標準、教學資源媒體素材技術標準、多媒體課件開發質量標準、錄像課件開發質量標準、微課程開發質量標準等（《江蘇開放大學教學資源建設規范與技術標準（試行）》，蘇開大教務〔2014〕56號）。針對課程資源網上設置情況，則從資源內容、資源布局、文字表述、動畫和資源視頻等方面，給出考核檢查的標準與指標。這些規范標準為遠程教育課程的網上資源建設提供了依據。

3 遠程教育實驗資源建設

在工科專業課程的實驗教學中，實際動手操作和實踐的內容較多，涉及專業的儀器儀表、實驗箱、實驗實訓臺、大型實驗實訓設備等。實驗內容需要專業教師或者資深的企業工程師進行現場演示和示范教學。通過實驗學習和操作，學生熟悉實驗步驟和實驗內容，掌握操作要點和專業技能，進而加深對于專業理論知識的理解。

遠程教育的實驗教學，需要在課程網絡平臺上提供相關的實驗資源。課程網上實驗資源，一般包括實驗指導書、實驗報告模板、實驗導學資料、實驗難點分析等，這些是基本的實驗學習資源。為深度融合信息技術，幫助學習者更好地完成自主學習，以江蘇開放大學遠程教育機電一體化專業為例，專業課程的實驗資源還包括專業設計仿真軟件、虛擬仿真實驗資源、實驗微課資源等。

專業設計仿真軟件 利用MATLAB、AutoCAD、Keil等專業設計仿真軟件，可以進行系統建模仿真、二維圖紙設計、三維產品模型設計，并完成相關課程的實驗。

1）MATLAB軟件功能強大，界面友好，操作方便。對于機械技術基礎類課程，可以選用MATLAB中的Simulink功能對系統建模，設置仿真參數，理解機械機構的運動規律。endprint

2）AutoCAD軟件是國際流行的繪圖工具，使用方便，無須進行編程，可進行二維圖紙繪制和簡單的三維設計，完成計算機繪圖、工程制圖、機械制圖等課程的實驗。

3）Keil軟件是針對單片機系統的開發調試軟件，基于Windows操作系統，可用于單片機原理與應用類課程的實驗學習。

虛擬仿真實驗資源 虛擬仿真實驗資源是以信息技術為支撐，基于網絡訪問的數字化實驗教學資源。合理利用虛擬仿真實驗資源是提高學生實踐能力的一種有效途徑，可以彌補實驗設備和實驗場地的不足。2013年8月，根據《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》，教育部下發《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》，很多普通高等學校也都根據自身的實驗教學需要，積極開展虛擬仿真實驗實訓中心的建設工作。

對于機電一體化專業來說，建設虛擬仿真實驗資源，可以幫助學生學習復雜機械產品的內部構造、復雜模具設備的拆卸組裝、機電設備的安裝調試與維修等。對于工業機器人設計與控制類課程，可利用虛擬仿真實驗資源，結合實際工程應用項目和工作過程，學習工業機器人的編程、安裝、調試和維修保養等。

目前，江蘇開放大學遠程教育機電一體化專業，已完成面向專業核心課程開發的、基于網絡訪問的虛擬仿真實訓資源的設計規劃和方案建設。但需要注意的是，虛擬仿真實驗只是一種實驗教學和實驗學習的手段，不能完全替代實驗實訓室的現場實際操作。因此，只有將虛擬仿真實驗與實驗實訓室的實際操作相結合，才能取得更好的教學效果。為此，在建設“線上”虛擬仿真實驗資源的基礎上，遠程教育還需要建設“線下”的實驗實訓基地。

實驗微課資源 實驗微課資源，主要是針對專業課實驗教學中的難點與重點，進行專題講解。設計制作實驗微課資源，是為了幫助學習者克服實驗困難，掌握實驗操作技能，完成實驗內容的自主學習。相比傳統的實驗指導書、實驗操作步驟講解、儀器設備說明書等文檔資料，微課視頻資源更加形象、生動、直觀。學習者通過觀看微課視頻中的講解，在短時間內快速地掌握實驗操作的要點。微課視頻時長一般都在幾分鐘之內，短小精悍，主題鮮明，便于自學。學習者不會因為視頻內容太過冗長而失去學習的耐心，或者出現注意力分散。同時，學習者還可以根據自己的學習基礎和空閑時間，選擇微課視頻中的部分內容，反復觀看學習。

實際上，對于遠程學習的學習者而言，要自主完成實驗學習通常是比較困難的。有時，一些基礎的細節問題都會導致實驗出現問題。首先，考慮到學習者的學習基礎不同，實驗微課資源可以按照基本實驗模塊、進階實驗模塊和提高實驗模塊進行分層建設。這樣，學習者可以逐步地完成實驗內容的自主學習，不會因為感覺太難而中途放棄。

其次，開展實驗微課資源建設時，對于專業實驗中涉及的一些常用儀器儀表、實驗設備、仿真軟件和實驗工具等的正確使用方法，最好也能仔細介紹，幫助學習者規范操作實驗設備和使用仿真軟件。

最后，工科專業強調實際應用，在進行實驗微課資源拍攝前，在進行微課內容選擇、微課素材篩選、微課腳本設計時，要注意微課視頻內容與實際工程項目背景的關聯。可通過校企合作的方式，從企業真實項目中選擇拍攝素材，這樣的實驗微課資源更有實際意義。

實驗室建設與校企合作 工科專業的實驗教學，對于專業發展和人才培養都具有重要的意義。在線的課程實驗資源不能完全取代實際的實驗室實訓室。因此，遠程教育工科專業同樣需要建設實驗室和實訓基地。實驗實訓室一般包括校內和校外兩類實驗實訓基地。校內實驗實訓基地，是以校內的基礎課實驗室、專業課實驗室和綜合實訓基地等為基礎，開展專業課程的實驗實訓教學。校外實驗實訓基地，主要是通過校企合作的方式，利用行業企業的設計研發生產基地、學生頂崗實習單位、科研院所等社會資源，滿足實踐教學的需求。

2009年，江蘇開放大學已經建設完成電子與計算機省級校內實訓基地。其中，機電一體化技術專業的實訓室有工業控制及MPS實訓室、氣動技術實訓室、數控技術實訓室、傳感器與檢測技術實訓室、CAD/CAM實訓室等。目前，實訓基地基本可以滿足遠程開放教育機電一體化技術專業的實踐學習需求。校外實驗實訓基地方面，江蘇開放大學通過與企業合作，與市縣開放大學合作共建跨區域的分布式實驗室，推進深度校企合作，建設完善線上線下的綜合實踐教學體系。

4 結束語

線上線下實驗資源的建設，是推動遠程教育工科專業發展的重要因素。除了硬件資源的建設，遠程教育工科專業的發展還需要熟悉實驗資源開發與教學的師資隊伍。開放大學的教師也要通過按照訪問工程師制度定期下企鍛煉、開展校企合作橫向課題開發研究等方式，了解行業企業工作流程，熟悉行業最新技術發展狀況，并且具備一定的職業技能和職業資格。只有實驗資源和實驗教學師資協同發展，才能更好地解決遠程教育工科專業的實驗資源建設與實驗教學問題，不斷提高實驗質量，培養優秀人才。

參考文獻

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[5]勞志鴻.基于云計算的開放大學移動學習平臺調度策略研究[J].重慶工商大學學報：自然科學版，2016（6）：90-93.endprint