郭淑華

摘 要： 現(xiàn)代遠程教育的開展推進了終身教育體系與終身學習社會的構(gòu)建。在遠程教育中，如何高效開展實驗教學是困擾教育管理者的一大難題，而虛擬實驗的出現(xiàn)，為解決這一難題提供了一種有效的途徑。從終身學習角度出發(fā)，研究遠程虛擬實驗教學的特性、方法、策略及其應(yīng)用，對優(yōu)化現(xiàn)代遠程實驗教學過程，完善終身學習教學理論，充分發(fā)揮終身學習體系中的遠程教育的優(yōu)勢，都有著重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞： 遠程虛擬實驗； 終身學習體系； 學習型社會； 網(wǎng)絡(luò)教育

中圖分類號：TP399 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）03-09-03

Abstract： The development of modern distance education has promoted the construction of lifelong education system and lifelong learning society. In distance education， how to effectively carry on the experiment teaching is a big problem for educational administrators， the virtual experiment provides an effective way to solve the problem. This article starting from the angle of lifelong learning， studies remote virtual experiment teaching， its characteristics， methods and its applications. In optimizing modern distance experiment teaching process， perfecting lifelong learning teaching theory and giving full play to the advantages of lifelong learning， this article has the significant practical significance.

Key words： the remote virtual experiment； the lifelong learning system； the learning society； network education

0 引言

黨的十六大提出“建設(shè)全民學習、終身學習的學習型社會，十七大又做出了“發(fā)展遠程教育和繼續(xù)教育，推進全民學習、終身學習的學習型社會建設(shè)”的戰(zhàn)略決策，十八大報告直接就“完善終身教育體系，建設(shè)學習型社會”提出要求。由此可見構(gòu)建終身教育體系、建設(shè)學習型社會，已經(jīng)成為世界經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要趨勢。與傳統(tǒng)的學校教育相比，終身學習在學習目標、學習手段和學習場景等多方面都與之存在很大差異。近年來，由于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及多媒體技術(shù)的不斷進步，促進了我國網(wǎng)絡(luò)教育的蓬勃發(fā)展。而網(wǎng)絡(luò)教育在實現(xiàn)終身學習、高等教育大眾化和學習型社會等方面起到了舉足輕重的作用，成為終身學習體系的重要組成部分。

在現(xiàn)代教育中，實驗教學作為教學活動中必不可少的一個環(huán)節(jié)，占有重要地位，尤其針對理工類科目，實驗實踐教學環(huán)節(jié)在幫助學生加深對理論知識的理解及實用性等方面有著無可替代的作用[1]。但由于網(wǎng)絡(luò)教育的局限性，學生和老師分布廣泛，不易集中，學生不方便直接到學校完成實驗，校外學習中心也因場所或儀器設(shè)備缺乏而不能提供實驗教學條件，很多實驗無法正常進行，造成實驗教學難以實施的局面，實驗教學無疑成了網(wǎng)絡(luò)教育的薄弱環(huán)節(jié)，制約了網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展。

隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)的迅速發(fā)展，構(gòu)建遠程虛擬實驗系統(tǒng)將能解決這一問題。對于實踐性較強的學科而言，實驗是參與實踐、獲取知識、提高技能的必需環(huán)節(jié)[2]。遠程虛擬實驗系統(tǒng)不僅可擴展實驗教學的時間和空間，提高實驗教學效率，同時可降低實驗室建設(shè)費用，提高實驗設(shè)備使用效率。

因此，越來越多的教育者、計算機技術(shù)研究者都在努力研究遠程虛擬實驗系統(tǒng)，開發(fā)出了各色各樣的遠程虛擬實驗平臺。但是如何充分利用現(xiàn)有的平臺服務(wù)于遠程網(wǎng)絡(luò)教育，如何體現(xiàn)其價值意義，避免資源重復(fù)建設(shè)等，同樣值得深入研究。研究遠程虛擬實驗教學、特性、方法策略及其應(yīng)用，對優(yōu)化現(xiàn)代遠程實驗教學過程，完善網(wǎng)絡(luò)教育教學理論，構(gòu)建終身學習體系，促進學習型社會建設(shè)等，有著積極的社會意義。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在國外，虛擬實驗的研究始于20世紀80年代末。麻省理工學院于1988年開發(fā)在線實驗室WebLab并投入使用。90年代，美國政府投入巨大財力在海洋學、天體物理學、分子生物學以及核科學四大領(lǐng)域建造了各自的虛擬實驗室作為示范工程。1992由美國East Carolina大學創(chuàng)建VREL實驗室，倡導(dǎo)把虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于教育和訓練領(lǐng)域。新加坡國立大學電子工程系開發(fā)的用于工程教育的虛擬實驗室。

在國內(nèi)，虛擬實驗方面的研究和應(yīng)用起步較晚。目前各知名高校已經(jīng)陸續(xù)展開研究和使用并取得了一定成績。如2003年北京郵電大學網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所研制了計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)；2007年推出了Linux操作系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)；2007年浙江大學計算機輔助設(shè)計與圖形學國家重點實驗室開發(fā)了虛擬環(huán)境行為仿真系統(tǒng)等。

但是，通過文獻查閱發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)遠程虛擬實驗方面研究文獻的內(nèi)容主要集中在虛擬實驗的具體開發(fā)技術(shù)，或者是遠程虛擬實驗系統(tǒng)的教學支持系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，而對遠程虛擬實驗在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用價值體現(xiàn)研究并不多，存在重開發(fā)而輕實用的現(xiàn)象。

2 遠程虛擬實驗在終身學習體系中的價值研究

2.1 網(wǎng)絡(luò)教育在終身學習體系中的地位

網(wǎng)絡(luò)教育沒有固定形式，以學習者為主體，根據(jù)個人需要選擇學習內(nèi)容和學習環(huán)境，運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢，幫助學習者更為方便有效的新模式。網(wǎng)絡(luò)教育在終身學習體系中的地位體現(xiàn)在以下幾個方面。

⑴ 網(wǎng)絡(luò)教育是每個人終身學習的最佳選擇

現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)教育已經(jīng)由教育的邊緣模式，發(fā)展成為教育的主流模式，作為一種代表未來方向的教育形式，是每個人終身學習的最佳選擇。

⑵ 網(wǎng)絡(luò)教育實現(xiàn)了教育和學習資源共享[3]

網(wǎng)絡(luò)教育有別于傳統(tǒng)學校教育，是一種新型教育模式，通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，計算機技術(shù)，它能實現(xiàn)教育學習資源異地共享，也能進行不受時間、空間限制的學術(shù)交流，是人類文化傳遞的一次革命，將全世界教育資源聯(lián)系起來，滿足了不同層次學習者終身學習的需要。

⑶ 網(wǎng)絡(luò)教育促進了終身學習體系的構(gòu)建

終身學習體系是要求各類教育打破隔離、分散的現(xiàn)狀，形成相互交融、相互銜接、擴展延伸的社會系統(tǒng)的教育體系，以適應(yīng)人們提高自身能力，完成終身學習需求。而網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教育的靈活運用，以達到相互溝通，資源共享，使建立終身學習體系的目標能夠成為現(xiàn)實。

2.2 實驗教學在網(wǎng)絡(luò)教育中的地位

首先，實驗教學有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新意識和實踐能力。實驗教學可以加強對學生如注意力、觀察力、思維力、想象力和判斷力等綜合思維技能訓練，可以讓學生在掌握相關(guān)知識和技能的同時，獲得較高的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

其次，實驗教學有利于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教育“應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標。網(wǎng)絡(luò)教育是進行“寬進嚴出，量大面廣”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教育模式，注重實踐能力的培養(yǎng)。實驗教學是專業(yè)理論課程教學的延續(xù)，可以鍛煉學生觀察能力、動手實踐能力、理論聯(lián)系實際能力等應(yīng)用能力。對實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教育“應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標有積極的意義。

最后，實驗教學有利于拓寬網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展空間，提高網(wǎng)絡(luò)教育教學效果[1]。實驗教學為網(wǎng)絡(luò)教育學生提供自主的、靈活的、可交互的實驗環(huán)境與豐富實驗資源，有效實現(xiàn)了理論教學與實踐教學緊密結(jié)合，會吸引不少學生學習理工類專業(yè)，提高網(wǎng)絡(luò)教學效果，給網(wǎng)絡(luò)教育帶來更大的發(fā)展空間。

2.3 網(wǎng)絡(luò)教育中實驗教學存在的缺陷及不足

一是缺少實驗條件，無法開展實驗教學。各網(wǎng)絡(luò)教學點中，許多機構(gòu)環(huán)境簡陋，設(shè)施簡單，不少網(wǎng)點連正常組織教學的場所都難以滿足，更別說實驗了。因此很多的教學點中，根本無法開展實驗教學，很多學生沒有實驗的機會。

二是模式單一，形式簡單，無法達到實驗效果。不少的網(wǎng)絡(luò)教學機構(gòu)雖具備一定的實驗實施，但由于各種原因，在實驗安排的時候模式單一，實驗項目簡單陳舊，限制了學生參與實驗的開發(fā)和獨立操作，同時實驗缺乏有效的教學管理、過程指導(dǎo)和效果評價，項目開發(fā)受到嚴重影響，無法達到實驗效果。

三是內(nèi)容陳舊，脫離實際，不利人才培養(yǎng)[4]。由于教學資金投入有限，實驗教學儀器相對落后等問題，導(dǎo)致了實驗教學內(nèi)容陳舊，無法和現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展程度相聯(lián)系，也和實際工作應(yīng)用脫離，不利于人才的培養(yǎng)。

2.4 遠程虛擬實驗在終身學習體系中的作用

網(wǎng)絡(luò)教育以其在終身學習體系中不可忽略的作用及地位，成為終身學習中的最好模式和有效手段，因此，遠程虛擬實驗在終身學習體系中的作用，應(yīng)重點體現(xiàn)在遠程虛擬實驗在網(wǎng)絡(luò)教育中的實際應(yīng)用。

⑴ 通過遠程虛擬實驗?zāi)芙档蛯嶒灣杀?，更便于網(wǎng)絡(luò)教育實驗教學的實施。

遠程虛擬實驗平臺建設(shè)需要計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實和仿真技術(shù)的綜合運用，以虛擬真實環(huán)境來實現(xiàn)實驗操作，它的特點在于并不需要購置大量的實驗實物器材，搭建寬敞的實驗教室。這能很好的克服與解決網(wǎng)絡(luò)教育教學點投入不足、設(shè)施不夠的難題，從而確保實驗教學的順利實施，滿足一定的教學要求。

⑵ 通過遠程虛擬實驗平臺能遠程訪問實驗，突破了實驗時間和實驗空間的限制。

遠程虛擬實驗通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)遠程訪問實驗，不受時間和空間限制，隨時隨地都可以根據(jù)教學需要，通過網(wǎng)絡(luò)方式登錄到實驗平臺，靈活進行實驗操作，使得實驗可以靈活自由掌控，也減少了許多管理問題。

⑶ 通過遠程虛擬實驗?zāi)芴峁﹤€性化學習，更能提高網(wǎng)絡(luò)教育的教學效果[5]。

由于遠程虛擬實驗突破了時間和空間的限制，在實驗中可以靈活自主掌控，使得學生在實際實驗過程中，可以結(jié)合自身的需要和條件，制定符合自己的實驗計劃，從真正意義上實現(xiàn)“個性化”的學習，有利于提高網(wǎng)絡(luò)教育的實驗教學效果。

⑷ 通過遠程虛擬實驗?zāi)芴峁╅_放式平臺，有利于資源共享和利用。

目前，因教學需要，許多學校存在實驗環(huán)境重復(fù)建設(shè)、器材利用率底，資源嚴重浪費等多種問題。而遠程虛擬實驗采用開放式平臺，可以很大程度地提高受用范圍，有利于實驗資源的共享和充分利用。

2.5 遠程虛擬實驗在終身學習體系中的價值體現(xiàn)

⑴ 自定義實驗，實現(xiàn)個性化實驗學習。

現(xiàn)在許多實驗的模式是由實驗教師指定、設(shè)計好實驗項目，學生按要求完成。但是在網(wǎng)絡(luò)教育的對象中，大多數(shù)學生是來自實際工作崗位的，他們對實驗實踐學習的要求往往都和工作有關(guān)，如果實驗受過多的限制，就不利于其解決實際問題。讓學生根據(jù)自己的需求來設(shè)計實驗項目，自定義實驗，從而真正實現(xiàn)個性化實驗學習。

⑵ 開放實驗，過程指導(dǎo)，實現(xiàn)遠程實驗教學。

遠程虛擬實驗雖不受時間、空間限制，但在學生進行遠程開放實驗的同時，教師不能放任不管，指導(dǎo)教師應(yīng)該把握學生實驗的進度和效果，對學生實驗的過程進行遠程指導(dǎo)，這樣才能真正實現(xiàn)實驗教學效果。

⑶ 細分步驟，過程評價，完善實驗評價機制。

許多實驗只是比較片面地對實驗結(jié)果進行評價，而無法掌握具體的實驗步驟，對于實驗過程中的問題無法發(fā)現(xiàn)。因此在遠程虛擬實驗中，應(yīng)掌控全局，細分實驗步驟，并對每步實驗過程進行評價，從而實現(xiàn)實驗效果。

⑷ 規(guī)范實驗平臺，整合實驗項目，減少實驗負擔。

目前，各類課程、項目的虛擬實驗環(huán)境數(shù)不勝數(shù)，各自的應(yīng)用平臺也不盡相同。在遠程虛擬實驗中，我們應(yīng)該要把各種虛擬實驗項目環(huán)境進行整合，規(guī)范實驗平臺，學生在同一個虛擬實驗平臺里就能完成不同課程不同項目的實驗，大大減少學生為掌握實驗平臺使用方法或熟悉實驗環(huán)境等方面的時間負擔。

3 結(jié)束語

通過以上綜述，遠程虛擬實驗雖然在實際應(yīng)用中可能存在一些不足，但它的出現(xiàn)，在很大程度上解決了遠程教育中受時間、空間、成本等多方面因素限制而帶來的困難。本文通過分析實驗教學在網(wǎng)絡(luò)教育的地位，總結(jié)網(wǎng)絡(luò)教育中實驗教學存在的缺陷和不足，論證網(wǎng)絡(luò)教育在終身學習體系中的地位，進一步研究遠程虛擬實驗在終身學習體系中的價值體現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并提出相應(yīng)解決方案，對優(yōu)化現(xiàn)代遠程實驗教學過程，完善終身學習教學理論，充分發(fā)揮終身學習體系中的遠程教育的優(yōu)勢有著積極的社會意義。

參考文獻：

[1] 范紅斐.虛擬實驗教學利與弊[J].網(wǎng)絡(luò)財富，2010.6：147-148

[2] 曾靚.淺析虛擬實現(xiàn)在現(xiàn)代遠程教育中的應(yīng)用意義[J].科技信息，

2009.3：178

[3] 高建香.李文紅.論網(wǎng)絡(luò)教育對終身教育體系構(gòu)建的推進作用[J].世

界教育信息，2009.11：73-76

[4] 嚴杰.網(wǎng)絡(luò)教育是終身學習的最好學習模式[J].教育信息化，2005.3.

[5] 嚴杰.網(wǎng)絡(luò)教育促進終身學習的快速發(fā)展[J].海南廣播電視大學學

報，2004.5.