远程实践教学的基本模式与核心理念

2017-01-04郑绍红

福建开放大学学报 2016年4期

关键词：远程学习者教学活动

郑绍红

（浙江广播电视大学，浙江杭州，310030）

远程实践教学的基本模式与核心理念

郑绍红

（浙江广播电视大学，浙江杭州，310030）

远程实践教学是以远程开放的实验环境为支撑，通过虚拟实验、远程控制实验等远程形式实施的实践教学过程，具有以远程实验为基本载体、重视技术支持、教学过程重视自主性、师生互动与协作更加灵活等基本特点。远程实践教学包括学习者、教师、教学系统、远程实践、教学过程、支持服务等六个核心要素，由分析学习者特征、确定学习目标与内容、开展远程实践、提供支持服务、评价实践结果等基本环节构成。远程实践教学坚持从做中学、建构学习、情境认知、协作学习等基本理念，需要从教学理念改变、远程实验开发、支撑环境建设、教学团队支持等方面提供条件保障。

远程实践；教学模式；远程实验室；新媒体技术；教学团队

一、引言

通过远程的方式开展实践教学，是近年来新技术推动下实践教学出现的新变化。浙江广播电视大学自2006年开始远程实践教学系统的建设，开发了集自主知识产权、创新设计、智能指导及教学管理于一体的远程开放实验平台，[1]被确定为省属高校重点实验室建设项目和“十三五”省级实验教学示范中心重点项目。2012年开始，浙江广播电视大学以远程开放实验平台为依托开展了“远程开放实验平台实践教学试点工作”，目前已开发和引入13类远程实验项目，覆盖开放教育和成人教育68门课程，先后有9万余名学生通过远程开放实验室开展了远程实践教学。

在多年的远程实践教学改革与实践过程中，浙江广播电视大学逐渐形成了远程实践教学的基本模式。本文结合浙江广播电视大学的实践经验，对远程实践教学的基本模式与核心理念进行分析。

二、远程实践教学的内涵

（一）远程实践教学的含义

远程实践教学是以远程开放的实验环境为支撑，通过虚拟实验、远程控制实验等远程形式实施的实践教学过程，与课堂教学以及传统的实践教学都有所不同。作为教学环节实践，其形式大致经历了三种类型。第一种类型是传统的现场操作，以深入实践场地进行实际操作为主要形式；第二种类型是虚拟实践，以学习者在虚拟实验室进行虚拟操作与实践为主要形式。如美国Simulation Plus公司研发了工程热传递、热动力学、动力学、电子电路、流体机构、空气动力学等虚拟实验室。国内在虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟实验等方面的研究从上世纪90年代开始，也取得了不少成绩；第三种类型则是远程实践，以学习者通过远程实验室进行虚拟操作与实践为主要形式。远程实践将虚拟实验技术与远程教育技术有机融合，通过远程操作与控制的方式在虚拟实验中进行实践。比如国内有高校从麻省理工学院引入微电子器件、动态信号分析等远程实验室，学生在网上远程控制麻省理工学院实验仪器设备进行实验。浙江广播电视大学的远程开放实验也属于这种类型。

（二）远程实践教学的特点

1.以远程实验为基本载体。远程实践的基础是远程实验，远程实践教学过程通过学习者在数字化的、虚拟的实验场景中远程操作虚拟实验设备而实现。所以，远程实践教学以远程实验作为基本的教学载体，在远程实验中整合进需要学习者掌握的知识与能力，为学习者搭建学习知识与提升能力的平台。

2.重视技术支持。与现场实践直接操作实物实践设备不同，远程实践教学操作的是虚拟实验设备。在远程实践系统中，各种数字化、虚拟化、仿真化的实验技术以及现代通讯技术为远程实践教学提供了基本而重要的技术支持。重视挖掘和发挥技术的支持作用是远程实践教学的重要特点。

3.教学过程重视自主性。远程实践教学摆脱了传统现场实践受到实体设备限制的不足，让学习者可以自主安排实践时间，自主选择实践形式，并为学习者多次重复实践创造了有利条件。所以，远程实践教学赋予了学习者更多的实践学习过程自主权。

4.师生互动与协作更加灵活。远程实践教学成功实现了实践教学中教与学过程的分离，使学与教可以摆脱传统实践教学同步性的束缚。远程实践教学过程中学与教的异步性为学习者提供了更多的实践学习便利，也为实践教学辅导创造了更加方便的实施途径，使师生的互动与协作更加灵活。

三、远程实践教学的核心要素

远程实践教学作为教学的一种特殊形式，具有教学活动的共性，但是由于其载体与形式不同于传统的面授教学和现场实践教学，因而其核心构成要素也具有一定的特殊性。

（一）学习者

学习者是在远程实践教学活动中开展学习活动的人，可以被视为远程实践教学的学习端。学习者带有一定的学习目的，希望通过远程实践过程实现能力的提升，其学习结果是评价远程实践教学活动效果的核心指标。研究表明，远程实践教学能够激发学习者参与教学实践的积极性[2]。学习者的学习积极性、学习习惯、学习风格等对于远程实践教学活动具有一定影响，远程实践教学活动只有主动满足学习者的学习需要，才能更有利于教学过程实现和教学目标达成。

（二）教师

教师是远程实践教学活动的设计者和学习者学习过程的辅导者，可以被视为远程实践教学活动的教学端。远程实践教学活动中的教师履行多方面职责：一是设计、开发满足教学需要的远程实验；二是设计和实施远程实践教学过程；三是为学习者提供支持服务；四是评价远程实践教学的成效、学习者的学习结果以及远程实践教学过程。

（三）教学系统

教学系统是远程实践教学活动得以展开的远程教学平台，也称作远程实践教学环境，由一系列支撑远程实践教学过程的软件、硬件及互联网络环境共同构成。随着近年来各种新媒体技术、网络通讯技术、微学习技术等的广泛应用，远程实践教学系统正在向新的学习技术靠近，在远程实践过程中充分发挥技术的作用正成为远程实践教学系统建设的一个重要内容。

（四）远程实践

远程实践是学习者通过基于互联网络的远程方式操作虚拟、仿真、数字化实验的过程，是学习活动的实际展开过程。远程实践是远程实践教学活动的核心环节，通过远程实践，学习者与虚拟实验之间实现互动，进而建构知识和提升实践能力。由于远程实践是通过虚拟实验实现的，学习者可以比较方便地反复操作实践过程，修正实践策略和提升实践效果，并能有效节省实践教学活动过程的成本，这是远程实践相比传统现场实践的优势。

（五）教学过程

教学过程是远程实践教学活动从启动到结束的一系列连续活动的程序化进程。在这一过程中，远程实践教师借助远程实验等教学条件指导学习者认识教学内容并提高实践能力。这一过程是认识过程与实践过程的有机统一，学习者一方面认识以远程实践为载体的知识内容，另一方面也实际体验基于虚拟、仿真实验的现实实践过程。这一过程中教师与学习者、学习者与学习者之间会产生多向的互动和协作，因此也是一个社会化的教学过程。

（六）支持服务

支持服务是指远程实践教师与教学辅助人员通过运用多种媒体形式为远程实践学习者提供的学习帮助。远程实践教学是一个基于网络的自主学习过程，没有现场实践教学中师生面对面交流的条件，所以来自教师和教学辅助人员的指导与帮助等教学支持服务具有十分重要的意义。教学支持服务应该强调个别性与针对性，要从实践教学内容与实践教学形式等方面给学习者制定个性化的实践教学方案[3]，对不同类型的学习者采用不同的支持策略，重点是解决学习者远程实践过程中遇到的困难与问题，并为学习者顺利完成教学过程创造有利条件。

四、远程实践教学的基本模式

教学模式来源于实践，是对教学实践中的教学设计、过程及其结构的总结与提炼。远程实践教学的模式仍然处于探索过程中，但我们可以对该模式进行初步分析。

（一）远程实践教学模式的含义

关于教学模式，目前国内外研究者已经提出了多种分类方式。美国学者乔伊斯、韦尔等[4]根据教学是指向人类自身还是指向人类的学习，将教学模式概括为信息加工类型、社会型、个人型、行为系统型等四种类型，每一种类型又包括几种具体的教学模式。有研究者[5]从教学意义的生成方式角度把教学模式分为替代性教学模式、生成性教学模式、指导性教学模式三类；有研究者从教学活动特征的角度将教学模式分成指导——接受式、自学——辅导式、探索——发现式、情趣——陶冶式、示范——模仿式五类。

远程实践教学模式是在一定的教学思想指导下开展远程实践教学的相对固定的教学过程及教学方法体系。远程实践教学模式是远程实践教学活动的一种整体框架以及相对固定的操作程序，是对远程实践教学活动各个要素的设计与安排。[6]远程实践教学与课堂教学以及传统的实践教学都存在诸多差异，以远程开放的实验环境为支撑，通过虚拟实验、远程控制实验等形式实施远程实践，在教学的时间、空间、仪器设备运用等方面实现了突破，在教学模式上有其独特之处。

（二）远程实践教学的基本模式

远程实践教学的基本过程包括如下环节：

1.分析学习者特征。学习者既是教学过程的起点，又是教学过程的归宿。远程实践教学过程始于对学习者特征的分析。此处所谓的特征，是指学习者的学习需求、学习特点等。明确了学习者的特征，才能确定远程实践教学系统的其他几个要素。这种分析来自于两个方面：其一是远程实践开发者对学习者的特征进行分析，以确定提供什么样的远程实践项目给学习者；其二是学习者对自己的学习特点进行分析与判断，以确定学习者自己的学习策略。

2.确定学习目标与内容。在全面分析了学习者的特征之后，就可以着手确定远程实践教学的学习目标与学习内容。学习目标是远程实践教学要达到的学习结果，既决定着远程实践教学的方向，又是评价远程实践教学结果的重要依据。学习内容则是远程实践教学过程指向的学习对象，是学习者借以建构知识与提升能力的远程实践内容。

3.开展远程实践。远程实践教学过程是通过远程的、虚拟的、仿真的实践活动来实现的，支撑远程实践教学活动的是一整套远程实验。围绕学习目标与学习内容，远程实践教学系统构建一系列的远程实践活动，将学习目标与学习内容实践化和具体化。开展远程实践活动是一个重要的教学环节。学习者通过远程的方式开展虚拟的仿真实验，完成学习过程，掌握学习内容，达成学习目标。远程实践如果能与校内实践教学平台及校企合作实训基地中的现场实践相配合，[7]实现实践教学的线上线下结合，将能够取得更好的实践教学效果。

4.提供支持服务。虽然在远程实践教学活动过程中学习者主要是通过远程的方式操作虚拟实验，但是对于学习者的支持服务同样是不可缺少的。教师以及教学辅助人员除了要开发各类远程实验，还必须履行远程实践教学活动支持者的角色，形成一个学习支持服务团队，承担学习支持服务的职责，给学习者的远程实践提供必要的支持。

5.评价学习结果。对学习结果的评价是远程实践教学活动的最后一个环节。通过对学习者远程实践结果的评价，检验学习结果对学习目标的实现程度，发现学习结果与学习目标之间的差距，从而确定后续远程实践的目标与内容。通过实践结果评价，还可以对远程实验、远程实践过程中的支持服务水平等教学要素进行评价，为改进远程实验系统及提升学习支持服务水平提供有价值的建议。

五、远程实践教学的基本理念

（一）从做中学

从经验中学习、通过解决问题来学习是杜威教育思想中的精华，其实质是“从做中学”，使知识的获得过程与实践活动统一起来。建立在实际动手操作基础上的科学探究对于学习者的知识建构与能力培养具有重要意义。远程实践教学强调“从做中学”的理念，主张学习者置身虚拟的实践环境之中，通过实践过程中的反省、思考及问题解决过程来理解知识与建构知识，进而培养与提升实践操作能力，实践活动是学习的载体，知识与能力是实践活动的结果。[8]当然，远程实践教学中的“做中学”也认同理论的指导价值，并非单纯强调积累直接经验。[9]

（二）建构学习

按照建构主义的知识论主张，知识只是对客观世界的一种相对解释和假设，将随着认识的深化而不断变革与升华，个体自己决定如何理解与解释世界。同时，建构主义认为学习的过程是个体经验不断改造、改组的过程。远程实践教学过程也是个体通过实践活动认知、改造、重组自己的知识与能力体系的过程，学习过程主要是由学习者主动的个体建构过程而实现的。借由远程实践教学可以多次重复的特点，学习者可以不断通过实践过程改造与重组知识和能力。教师并不是旁观者，而是远程实践学习过程中意义建构的帮助者和促进者。

（三）情境认知

情境认知学习理论强调通过设置“基于工作的、模仿从业者真实活动的学习环境，或借助信息技术设计的逼真、仿真环境和虚拟实境”[10]来开展学习活动，通过学习过程与实践情境的对接而提高学习的有效性，进而实现知识与真实情境的一体化。情境认知学习理论的学习观强调情境性、真实性、实践性、探究性、主动性等观点，[11]正是远程实践教学模式十分强调的基本理念。知识获取的过程与行为的过程可以交互和融合，通过适当的学习情境，知识在实践过程中不断显现而得到学习者的理解与建构，这是远程实践教学模式学习观的要义之一。

（四）协作学习

基于虚拟学习社区的协作学习强调学习者在教师指导下开展讨论、交流和协作以实现知识建构，教师成为促进学习者相互协作的专家。[12]虚拟学习社区中的合作小组是协作学习的重要主体存在形式，[13]学习者之间协作的互惠性是社会学习网络中的重要驱动力因素，对协作学习活动的发生具有正面推动作用。[14]协作学习在远程实践教学过程中具有重要意义，能促进学习者之间合作基础上的知识理解与建构。如何在远程实践教学环境中构建虚拟学习社区以及如何增强学习者之间的协作效果，是远程实践教学模式应该进一步思考的问题。

六、远程实践教学的保障条件

作为一种新的实践教学模式，远程实践教学是在新技术基础上对传统实践教学活动的创新与突破，在实施过程中，需要诸多条件给予保障。

（一）教学理念改变

技术正在改变人们的学习理念。仿真技术、虚拟环境、增强虚拟现实技术等技术手段的广泛应用，正在改变传统的以物理环境为基础的学习理念，传统的学习活动中教师与学习者之间以及学习者相互之间的关系已被打破，重构正在发生。[15]远程实践教学要求实践教学观念上的革新，比如由现场实践转变为远程实践、由实体实验转变为虚拟实验、师生互动由面对面转变为时空分离、学习者之间的协作由现场转变到虚拟学习社区等等，这既要求教师转变传统的实践教学理念，也要求学习者适应远程实践教学的要求而转变自己的身份与角色。

（二）远程实验开发

远程实验是远程实践教学的基础。远程实验以技术为支撑，必然随着技术的发展而不断革新。最近几年，各种新媒体技术、微学习技术以及便捷式学习终端的应用日益普及，对远程实验形成了一定的技术冲击。如何在远程实验中有机整合与融入各种新的学习技术，开发出更多使用便捷的仿真实验软件、多媒体演示实验课件等，[16]从而使学习者更加方便地开展远程实践活动，是当前远程实验设计与开发者必须着力解决的问题。

（三）支撑环境建设

支撑环境是远程实践教学重要的环境条件保障。远程实验室模仿或生成一个模拟的现实环境，可以让学习者在其中体验、感知与交互协作。这一环境需要整合远程学习技术与远程互动操作技术，在虚拟实验设备、数据资源等支持下，构建一个远程操作与交互平台，既给学习者自主选择实验内容、设计实验方案、操作远程实验等提供方便，又可以对学习者的远程实践数据进行整理与分析。所以，这一环境既支持学习者的远程实践，又支持教师对教学过程的分析与管理。随着学习空间开发范式日益从“技术/专家驱动式”向“参与者驱动式”转变，远程实践教学的支撑环境建设如何让学习者更加充分地参与，值得深入思考。

（四）教学团队支持

远程实践教学活动的操作过程由实践准备、学习者实践、实践过程管理、过程性数据统计与分析等环节构成。教师及教学辅助人员分别在各个环节承担实践中心管理员、教学过程管理员、实践责任教师、实践辅导教师、教学点管理员等角色，分别履行不同的职责。换而言之，远程实践教学需要构建一支能够支持整个教学活动展开的教学支撑团队，在远程实践教学的各个环节为学习者提供必要的支持服务。

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