遠程教育實驗資源建設(shè)與教學(xué)研究

勾榮+姜春艷

摘 要 長期以來，實驗教學(xué)都是制約遠程教育工科專業(yè)發(fā)展的難題。當(dāng)前，不斷涌現(xiàn)的信息化新技術(shù)為遠程教育發(fā)展帶來新機遇。以江蘇開放大學(xué)開放機電一體化專業(yè)為例，針對遠程教育工科實驗資源建設(shè)和實驗教學(xué)，結(jié)合遠程教育學(xué)習(xí)資源特點和建設(shè)要求，從虛擬仿真實驗、實驗微課資源、實驗室建設(shè)、校企合作等方面，進行分析研究。

關(guān)鍵詞 遠程教育；工科專業(yè)；實驗資源；實驗教學(xué)

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(yè)重視人才的工程實踐能力培養(yǎng)。實驗教學(xué)是提高人才專業(yè)知識、技能和素質(zhì)的重要手段。因此，在工科專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)中，相當(dāng)比例的實驗課時和實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是必不可少的。

同樣，對于遠程教育工科專業(yè)而言，實驗教學(xué)也是不可或缺的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。但受制于實驗設(shè)備缺乏、實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊、實驗教學(xué)師資薄弱、遠程學(xué)習(xí)師生地域分散等不利因素，實驗教學(xué)一直以來都是遠程教育工科專業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，甚至于在一定程度上已經(jīng)制約了遠程教育工科專業(yè)的發(fā)展[1]。

隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，以教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式正在轉(zhuǎn)變，課程的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)組織、課程資源建設(shè)等，都必須充分考慮學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求?，F(xiàn)代信息技術(shù)在實驗教學(xué)方面的探索，已經(jīng)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(shù)和網(wǎng)絡(luò)平臺，進行遠程教學(xué)實施和自主學(xué)習(xí)的在線學(xué)習(xí)方式。不同于全日制在校學(xué)習(xí)的學(xué)生，遠程教育的學(xué)員一般都是有繁重日常工作的成人，工作之余用來學(xué)習(xí)的有效時間并不多。為此，考慮到成人學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和實際情況，為幫助和促進學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)，遠程教育課程的學(xué)習(xí)資源一般都應(yīng)具備教學(xué)設(shè)計良好、教學(xué)互動充分、媒體制作或處理技術(shù)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(wǎng)上學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)材料、PPT資源、單元BBS討論區(qū)開設(shè)及問題設(shè)置、單元練習(xí)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(shù)與課程資源深度融合的新形式。

為了進一步規(guī)范遠程教育專業(yè)的課程資源建設(shè)開發(fā)，還制定了一系列具體明確的教學(xué)資源建設(shè)規(guī)范與技術(shù)標準，包括教學(xué)資源數(shù)據(jù)標準、文字（印刷）教材編寫標準、教學(xué)資源媒體素材技術(shù)標準、多媒體課件開發(fā)質(zhì)量標準、錄像課件開發(fā)質(zhì)量標準、微課程開發(fā)質(zhì)量標準等（《江蘇開放大學(xué)教學(xué)資源建設(shè)規(guī)范與技術(shù)標準（試行）》，蘇開大教務(wù)〔2014〕56號）。針對課程資源網(wǎng)上設(shè)置情況，則從資源內(nèi)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(guī)范標準為遠程教育課程的網(wǎng)上資源建設(shè)提供了依據(jù)。

3 遠程教育實驗資源建設(shè)

在工科專業(yè)課程的實驗教學(xué)中，實際動手操作和實踐的內(nèi)容較多，涉及專業(yè)的儀器儀表、實驗箱、實驗實訓(xùn)臺、大型實驗實訓(xùn)設(shè)備等。實驗內(nèi)容需要專業(yè)教師或者資深的企業(yè)工程師進行現(xiàn)場演示和示范教學(xué)。通過實驗學(xué)習(xí)和操作，學(xué)生熟悉實驗步驟和實驗內(nèi)容，掌握操作要點和專業(yè)技能，進而加深對于專業(yè)理論知識的理解。

遠程教育的實驗教學(xué)，需要在課程網(wǎng)絡(luò)平臺上提供相關(guān)的實驗資源。課程網(wǎng)上實驗資源，一般包括實驗指導(dǎo)書、實驗報告模板、實驗導(dǎo)學(xué)資料、實驗難點分析等，這些是基本的實驗學(xué)習(xí)資源。為深度融合信息技術(shù)，幫助學(xué)習(xí)者更好地完成自主學(xué)習(xí)，以江蘇開放大學(xué)遠程教育機電一體化專業(yè)為例，專業(yè)課程的實驗資源還包括專業(yè)設(shè)計仿真軟件、虛擬仿真實驗資源、實驗微課資源等。

專業(yè)設(shè)計仿真軟件 利用MATLAB、AutoCAD、Keil等專業(yè)設(shè)計仿真軟件，可以進行系統(tǒng)建模仿真、二維圖紙設(shè)計、三維產(chǎn)品模型設(shè)計，并完成相關(guān)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(shù)基礎(chǔ)類課程，可以選用MATLAB中的Simulink功能對系統(tǒng)建模，設(shè)置仿真參數(shù)，理解機械機構(gòu)的運動規(guī)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(shè)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(tǒng)的開發(fā)調(diào)試軟件，基于Windows操作系統(tǒng)，可用于單片機原理與應(yīng)用類課程的實驗學(xué)習(xí)。

虛擬仿真實驗資源 虛擬仿真實驗資源是以信息技術(shù)為支撐，基于網(wǎng)絡(luò)訪問的數(shù)字化實驗教學(xué)資源。合理利用虛擬仿真實驗資源是提高學(xué)生實踐能力的一種有效途徑，可以彌補實驗設(shè)備和實驗場地的不足。2013年8月，根據(jù)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》，教育部下發(fā)《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》，很多普通高等學(xué)校也都根據(jù)自身的實驗教學(xué)需要，積極開展虛擬仿真實驗實訓(xùn)中心的建設(shè)工作。

對于機電一體化專業(yè)來說，建設(shè)虛擬仿真實驗資源，可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜機械產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造、復(fù)雜模具設(shè)備的拆卸組裝、機電設(shè)備的安裝調(diào)試與維修等。對于工業(yè)機器人設(shè)計與控制類課程，可利用虛擬仿真實驗資源，結(jié)合實際工程應(yīng)用項目和工作過程，學(xué)習(xí)工業(yè)機器人的編程、安裝、調(diào)試和維修保養(yǎng)等。

目前，江蘇開放大學(xué)遠程教育機電一體化專業(yè)，已完成面向?qū)I(yè)核心課程開發(fā)的、基于網(wǎng)絡(luò)訪問的虛擬仿真實訓(xùn)資源的設(shè)計規(guī)劃和方案建設(shè)。但需要注意的是，虛擬仿真實驗只是一種實驗教學(xué)和實驗學(xué)習(xí)的手段，不能完全替代實驗實訓(xùn)室的現(xiàn)場實際操作。因此，只有將虛擬仿真實驗與實驗實訓(xùn)室的實際操作相結(jié)合，才能取得更好的教學(xué)效果。為此，在建設(shè)“線上”虛擬仿真實驗資源的基礎(chǔ)上，遠程教育還需要建設(shè)“線下”的實驗實訓(xùn)基地。

實驗微課資源 實驗微課資源，主要是針對專業(yè)課實驗教學(xué)中的難點與重點，進行專題講解。設(shè)計制作實驗微課資源，是為了幫助學(xué)習(xí)者克服實驗困難，掌握實驗操作技能，完成實驗內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)。相比傳統(tǒng)的實驗指導(dǎo)書、實驗操作步驟講解、儀器設(shè)備說明書等文檔資料，微課視頻資源更加形象、生動、直觀。學(xué)習(xí)者通過觀看微課視頻中的講解，在短時間內(nèi)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(nèi)，短小精悍，主題鮮明，便于自學(xué)。學(xué)習(xí)者不會因為視頻內(nèi)容太過冗長而失去學(xué)習(xí)的耐心，或者出現(xiàn)注意力分散。同時，學(xué)習(xí)者還可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和空閑時間，選擇微課視頻中的部分內(nèi)容，反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。

實際上，對于遠程學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者而言，要自主完成實驗學(xué)習(xí)通常是比較困難的。有時，一些基礎(chǔ)的細節(jié)問題都會導(dǎo)致實驗出現(xiàn)問題。首先，考慮到學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，實驗微課資源可以按照基本實驗?zāi)K、進階實驗?zāi)K和提高實驗?zāi)K進行分層建設(shè)。這樣，學(xué)習(xí)者可以逐步地完成實驗內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)，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(shè)時，對于專業(yè)實驗中涉及的一些常用儀器儀表、實驗設(shè)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(xué)習(xí)者規(guī)范操作實驗設(shè)備和使用仿真軟件。

最后，工科專業(yè)強調(diào)實際應(yīng)用，在進行實驗微課資源拍攝前，在進行微課內(nèi)容選擇、微課素材篩選、微課腳本設(shè)計時，要注意微課視頻內(nèi)容與實際工程項目背景的關(guān)聯(lián)。可通過校企合作的方式，從企業(yè)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(shè)與校企合作 工科專業(yè)的實驗教學(xué)，對于專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)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(xùn)室。因此，遠程教育工科專業(yè)同樣需要建設(shè)實驗室和實訓(xùn)基地。實驗實訓(xùn)室一般包括校內(nèi)和校外兩類實驗實訓(xùn)基地。校內(nèi)實驗實訓(xùn)基地，是以校內(nèi)的基礎(chǔ)課實驗室、專業(yè)課實驗室和綜合實訓(xùn)基地等為基礎(chǔ)，開展專業(yè)課程的實驗實訓(xùn)教學(xué)。校外實驗實訓(xùn)基地，主要是通過校企合作的方式，利用行業(yè)企業(yè)的設(shè)計研發(fā)生產(chǎn)基地、學(xué)生頂崗實習(xí)單位、科研院所等社會資源，滿足實踐教學(xué)的需求。

2009年，江蘇開放大學(xué)已經(jīng)建設(shè)完成電子與計算機省級校內(nèi)實訓(xùn)基地。其中，機電一體化技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)室有工業(yè)控制及MPS實訓(xùn)室、氣動技術(shù)實訓(xùn)室、數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)室、傳感器與檢測技術(shù)實訓(xùn)室、CAD/CAM實訓(xùn)室等。目前，實訓(xùn)基地基本可以滿足遠程開放教育機電一體化技術(shù)專業(yè)的實踐學(xué)習(xí)需求。校外實驗實訓(xùn)基地方面，江蘇開放大學(xué)通過與企業(yè)合作，與市縣開放大學(xué)合作共建跨區(qū)域的分布式實驗室，推進深度校企合作，建設(shè)完善線上線下的綜合實踐教學(xué)體系。

4 結(jié)束語

線上線下實驗資源的建設(shè)，是推動遠程教育工科專業(yè)發(fā)展的重要因素。除了硬件資源的建設(shè)，遠程教育工科專業(yè)的發(fā)展還需要熟悉實驗資源開發(fā)與教學(xué)的師資隊伍。開放大學(xué)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(fā)研究等方式，了解行業(yè)企業(yè)工作流程，熟悉行業(yè)最新技術(shù)發(fā)展狀況，并且具備一定的職業(yè)技能和職業(yè)資格。只有實驗資源和實驗教學(xué)師資協(xié)同發(fā)展，才能更好地解決遠程教育工科專業(yè)的實驗資源建設(shè)與實驗教學(xué)問題，不斷提高實驗質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

參考文獻

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