遠程開放教育虛擬室建設的探索

孫雷

摘要： 虛擬實驗應用于遠程開放教育是一種新型的教學模式，可以有效解決遠程開放教育實踐性教學的難題，本文圍繞遠程開放教育虛擬實驗的特點，探索構建遠程教育虛擬實驗室的方法，將學生做、教師教、教學管理人員管融為一體。提出了遠程開放教育虛擬實驗的角色模型，并且基于角色設計了遠程開放教育虛擬實驗室的建設流程，并以江蘇開放大學虛擬實驗室路由器配置為實例，展示了遠程開放教育虛擬實驗中教務管理、教師教學和學生做虛擬實驗的過程，對遠程開放教育實踐性環節的構建有著一定的借鑒意義。

關鍵詞：遠程開放;虛擬實驗;建設流程;探索

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）14-0120-02

Abstract： The application of virtual experiment in distance open education is a new teaching mode， which can effectively solve the problem of practical teaching in distance open education. This paper revolves around the characteristics of virtual experiment in distance open education. This paper explores the method of constructing the virtual laboratory of distance education， which integrates the management of students， teachers and teaching administrators. The role model of virtual experiment in distance open education is put forward， and the construction process of virtual laboratory of distance open education is designed based on the role. The router configuration of virtual laboratory in Jiangsu Open University is taken as an example. It shows the process of teaching administration， teacher teaching and students doing virtual experiment in the virtual experiment of distance open education， which has certain reference significance for the construction of practical link of distance open education.

Key words： remote Open; Virtual experiment; Construction process; Exploration

1 引言

虛擬實驗室的概念最早是弗吉尼亞大學的William Wulf教授提出的，用來描述一個計算機網絡化的虛擬實驗室的環境[1]，虛擬實驗室的開發利用不僅可以輔助高校有效開展科研工作，在實驗教學方面也有顯著的作用。通過搜索相關研究文獻發現虛擬實驗作為一種新型的實驗模式一直是國內外研究的熱點，與國外相比，國內在虛擬實驗室的研究也很熱門，也有一些比較成熟的虛擬實驗室，例如華中科技大學的工程測試虛擬實驗室等等[2]，然而遠程虛擬實驗在遠程教學還沒有得到廣泛的應用，本文圍繞遠程開放教育虛擬實驗的特點，探索構建開放大學虛擬實驗室的方法，虛擬實驗室包括虛擬實驗平臺和虛擬實驗教學管理兩個部分，將學生做、教師教、教學管理人員管融為一體。

2 遠程開放教育虛擬實驗室應用前景

隨著網絡的普及，遠程開放教育越來越普及，已經成為現代教育的重要組成部分，遠程開放教育實踐性教學是遠程開放教育的難點，虛擬實驗的出現，使得學生在遠程通過網絡訪問虛擬實驗室網站，學生在虛擬實驗室的環境下完成虛擬實驗，獲得實驗結果[2]，因此虛擬實驗有效的彌補遠程教育在實踐性性教學的局限，提高了遠程教育的教學水平，具有很強的現實意義。

3 遠程開放教育虛擬實驗室流程

遠程開放教育虛擬實驗室平臺的搭建是遠程開放教育虛擬實驗室的核心，以江蘇開放大學虛擬實驗室為實例，依據江蘇開放大學虛擬實驗的教學特點，將遠程開放教育虛擬實驗分成虛擬實驗準備、虛擬實驗過程和虛擬實驗結果[3]三個部分，虛擬實驗管理平臺采用角色的管理，分成系統管理員、教務管理員、教師和學生四個角色，其中系統管理員賦予用戶不同的角色，分別配置不同的權限;教務管理員擁有教學計劃管理、開課管理的權限;教師用戶擁有安排虛擬實驗、設計虛擬實驗和批改實驗報告的權限;學生用戶擁有學習虛擬指導、做虛擬實驗和提交實驗報告的權限，教務管理員、教師和學生的用例如圖1、圖2和圖3。

遠程開放教育虛擬實驗流程如圖4，教務管理人員進行人才培養方案的管理，確認專業開設的課程，在確認了課程以后，學生進行選課，教務人員審核，審核通過后發布課程信息，并將學生選課的信息提交給教師，教師安排虛擬實驗，具體包括配置虛擬實驗的網站網址，對虛擬實驗的教學活動進行安排，在安排好虛擬實驗的基礎上，教師進行虛擬實驗的設計具體包括虛擬實驗的教學目的、虛擬實驗的器材、虛擬實驗要求、虛擬實驗的內容的設計，在設計完虛擬實驗以后將虛擬實驗按指定的網絡地址進行發布，學生登錄教師發布的虛擬實驗網絡地址觀看虛擬實驗的指導，做虛擬實驗，做完虛擬實驗后填寫實驗報告并提交，教師批改學生提交的實驗報告，并將成績發布到教務系統。

4 遠程開放教育虛擬實驗實例

以江蘇開放大學虛擬實驗教學平臺為實例，以路由器配置為實例來說明遠程開放教育虛擬實驗的建設運行情況。

4.1 遠程開放教育虛擬實驗用戶登錄說明

由于遠程開放教育教學點分散，學員眾多，大多數遠程開放教育機構都建設了統一身份認證系統來解決遠程開放教育用戶登錄，江蘇開放大學也建設了面向江蘇遠程開放教育的統一身份認證系統，為江蘇開放大學各業務應用提供全生命周期的身份管理和統一的認證服務，實現多應用系統的統一認證和單點登錄功能，江蘇開放大學虛擬實驗教學平臺作為江蘇開放大學重要的業務系統也接入了江蘇開放大學統一身份認證系統，用戶通過登錄江蘇開放大學統一身份認證系統來登錄虛擬實驗平臺，統一身份認證系統通過統一的登錄界面，對用戶輸入的賬號和密碼進行認證，并且認證系統通過用戶分組和訪問策略進行控制，為不同用戶訪問虛擬實驗平臺的權限進行授權。

4.2 遠程開放教育虛擬實驗教務管理實例

以江蘇開放大學虛擬實驗為實例，教務管理人員登錄平臺，主要從事教學計劃管理和開課管理兩個模塊，教學計劃管理主要是對人才培養方案進行管理，開課管理主要是查找開課計劃，根據選課情況確定是否開課，如確定開課發布課程信息。

4.3 遠程開放教育虛擬實驗教師教學實例

以江蘇開放大學虛擬實驗為實例，教師登錄平臺，安排實驗，在安排實驗的基礎上設計實驗，江蘇開放大學與北京郵電大學開發的虛擬實驗平臺，以路由器配置為例，首先設計實驗目的、實驗器材、實驗任務、實驗報告以及實驗臺[4]，設計好虛擬實驗后發布此虛擬實驗。

4.4 遠程開放教育虛擬實驗學生操作實例

學生登錄平臺，首先是選課，查看已選的課單，確認以后，做教師安排的虛擬實驗， 以江蘇開放大學路由器配置虛擬實驗為實例，做完虛擬實驗后，填寫實驗報告提交。

5 小結

隨著互聯網技術的發展，虛擬實驗呈現出良好的發展前景，江蘇開放大學虛擬實驗室的探索表明虛擬實驗使學生做實驗不受時間和空間的限制，只要擁有計算機和網絡，學生可以隨時隨地的學習[5]，實踐證明，遠程開放教育通過虛擬實驗將學生做、教師教以及管理人員融為一體，解決了遠程開放教育實踐性教學的難題，相信隨著技術的發展與完善，遠程開放教育虛擬實驗的師生協同實驗一定會更加順暢，教學效果會更好。

參考文獻：

[1] 由繼紅. 虛擬實驗室研究概述[J]. 生命科學儀器，2014，12（4）：34-37.

[2] 李林， 陳宇峰， 李仲君， 李鳳霞. 大規模在線虛擬實驗教學平臺的建設與實踐[J]. 實驗技術與管理，2018，35（7）：144-147.

[3] 趙同剛，申仲艦. 電子信息類虛擬遠程實驗室建設的探索——以北京郵電大學為例[J]. 中國遠程教育，2015（11）：51-56.

[4] 苗曉峰. 遠程教育網絡虛擬實驗系統的研究與設計[D]. 西安：西安電子科技大學，2008.

[5] 翁 艷，岑美，康凌，劉鴻霆. 遠程教育虛擬實驗體系構建研究——以工程類專業為例[J].成人教育，2015（11）：39-42.

【通聯編輯：王力】