【摘要】远程教育中课程实践教学的远程化一直是远程教育的难题,目前我国远程教育虽然有了较大的发展,但在实践环节上仍然存在明显的不足。文章分析了虚拟实验的特点,综合虚拟实验和传统实验的优势,建立了“虚实互补、优化整合”的构建模式,旨在通过虚拟实验在理论和实践之间架起一座桥梁。
【关键词】远程教育 虚拟实验 实践教学
1 远程教育中课程实践教学资源的地位及学员的特点
课程实践是根据课程教学的要求,在真实或模拟环境下,结合课程内容和社会生活及工作实际情况进行的验证性、基础性或综合性训练,旨在培养和提高学生的课程实践能力,为专业学习及专业实践教学打下基础。课程实践一般包括课程实验、课程大作业、实践性课程等。从实践环节教学体系上看,课程实践是综合实践的基础,所以远程教育中课程实践教学资源的建设是非常必要且重要的。
远程教育的主体学员是职业人,职业人就是曾经有工作,或现在正在工作着的人。有工作就有实践经验,有实践经验就具有实践能力的积累,而这恰恰是普通高校学生所不具备的。学员大部分有一线工作的经历或经验,已经具有了本专业课程的一些感性认识和职业经验积累,只是不够系统和理论需要提升。学员的特点,决定了远程教育中课程实践教学资源的建设决不能照搬普通高等学校的资源建设模式,要建有远程教育特色、符合学员需求、具有鲜明行业特性和岗位指向性的教学资源。
2 实践资源的数字化是必然手段,数字化的实践资源不能取代实践环节
随着计算机网络的发展,虚拟实验也有了一定的发展。从实现技术手段和实验目的看,虚拟实验的实现方式主要可以分为三种类型:
2.1 遥控型实验
遥控型实验是利用计算机多媒体技术和通讯技术,将实验室内真实的实验设备及控制系统,转换成三维图像、声音、状态等传输到远端的学生计算机中,参加实验的学生可以在自己的计算机中进行操作,通过通讯线路遥控真实实验室现场中的实验设备,进行编程、校对、启停、测试、监控等操作。而学生执行操作的结果如:文字、图像、数据等又会实时地回传给学生,从而使实验学生可对实验数据实时采集并进行处理。
2.2 模拟型实验
模拟型实验是在计算机中用软件模拟仪器、设备、元器件、材料等实验器材和实验条件或通过数据库建立虚拟操作环境,并以文字、图形或动画方式显示出来。以数控技术专业的电工电子课程实验为例,实验学生可以自由地取用软件中的各种电阻、电容、晶体管、集成电路等虚拟器件组成实验要求的电路,然后接上虚拟的开关和电源,以及信号发生器、测量仪器、示波器等虚拟仪器进行实验,观察记录实验数据和结果,可以取得和采用真实实验器材、设备相同的实验结果。
2.3 仿真型实验
这种形式的实验采用计算机技术、虚拟现实技术等构建网上虚拟实验环境、虚拟仪器和设备的方法,为学生提供一种仿真的实验“情境”,它不仅可以控制学习情境的复杂度和逼真度,还可以弱化甚至剔除真实情境中无关的'干扰因素,学生可以身临其境地进行实时操作。以电子商务专业的企业与企业之间的电子商务课程实验为例,模拟系统中体现为厂家与商家之间的交易。虚拟实验在远程教学中虽然有着十分突出的优点,但虚拟实验教学本身也存在有一定的局限性,主要体现在:
a虚拟实验教学的非真实性
由于远程教育中课程实验教学的特殊性,如:在实验过程中的声音、温度、振动、气味、光亮等等是不容易仿真或传递的,并且学员在实验过程中操作技能也是很重要的,在实验过程中出现的意外和错误也是重要的收获,因为能够分析好实验的误差或错误有时比得到精确的数据更重要,这些都是远程实验不能办到的。
b虚拟实验教学的非经济性
虚拟实验开发需要大量的资金,其维护费也不例外。如日常的更新、服务器的维护、安全策略、用户的培训等。而且,需要有更多的辅导老师为学员来回复大规模的实验邮件、主持论坛,这无疑也要不断增加开支。反过来,对学生而言,若要让实验者可以“沉浸”在高度交互的虚拟实验环境中,那昂贵的感知设备并不能让每个人如愿以偿。
c虚拟实验教学的非严谨性
开放性是虚拟实验教学基本特征之一,学生随时随地自主开展实验,有利于其创新思维的培养。但与此同时在虚拟实验教学中,学生毫无实验室制度的制约、毫无谨慎使用仪器设备的顾忌;根本不必担心实验存在的危险、也不必考虑实验失败的代价等,正是虚拟实验教学的随意性会让学生逐渐失去严肃认真的学习态度,在培养学生严谨治学的作风上打了折扣。
3 模块化构建是课程实践资源建设的有效方法
整合资源就是要建立起“虚实互补、优化整合”这样一个模式。将资源合理的组合,发挥出最大的功效,而模块化的构建是课程实践资源建设的有效方法。一体设计的课件在修改或更新时经常会牵一发而动全身,而模块化构建就比较灵活,尤其是在局部调整时会显示出其优势。模块化的构建具有良好的延展性,资源建设不是一蹴而就的,是一个阶段性的工作,甚至是长期的工作,模块化的构建为后续的资源丰富留出了友好的接口。模块化设计符合学生的需求,学生的学习过程是通过认知、理解、巩固、应用、交互等环节的,每个环节本身就形成了不同的模块,模块化的构建能使学生学习的效率、效果更好。
综合以上提出了适合远程教育的虚拟实践教学策略,即:基于情境式的自主发展性虚拟实践教学策略。该策略主要由创设虚拟情境、启发引导,明确实践问题、锁定内容,自主学习、独立探索,交流讨论、协作学习,自我评价、自我反思等环节组成。其中在自主学习过程中,根据学习者的发展需求,学生可以随机进入不同的情境。实践资源的模块化构建可以分为:实境录像、教师详解、学员模拟、自测自练、实验报告、交互平台等模块。通过实境录像模块创设真实情境;通过教师详解模块明确实验、锁定内容;通过学员模拟模块和实验报告模块自主学习、独立探索;通过自测自练模块自我评价、自我反思;通过交互平台模块交流讨论、协作学习。实际构建时也可以根据不同的实验选定不同的模块,使资源进行合理有效的组合。
4 资源共享是实践资源建设的有利保障
资源共享表面上看是教学资源的共享,其内涵是教师资源的共享、学生共享资源、资金的共享,是系统资源的共享。远程教育系统的优势在于它广泛的网络,远程教育的教学模式和低廉的收费标准就决定了远程教育的优势在于共享。
对于远程虚拟实验资源的开发可以整合远程教育的人才资源合作开发,这样可以减少由于重复开发造成的人力和财力的浪费。要作好这件事情,首先就要成立一个共同的组织来进行协调,对于协作开发的远程虚拟实验(室)资源可放在一个可共享服务器上进行统一管理。可采用科研立项并给予资金资助,对于完成远程虚拟实验资源建设项目的人在职称评定中可给予加分,从而使远程教育虚拟实验资源建设走上可持续发展之路。
参考文献
[1] 赵建华.《虚拟现实技术与教育》.《现代远距离教育》.1998.4.
[2] 裘伟廷.《虚拟实验在远程实验教学中的前景》.《当代远程教育》.1999.3.
[3] 何克抗.《建构主义——革新传统教学的理论基础》.《电化教育研究》.1997.3.
[4] 齐新战.《网络虚拟实验室体系结构研究》.
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