現(xiàn)代遠程教育教學模式研究

現(xiàn)代遠程教育是利用網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段開展的新型教育形態(tài)，是建立在現(xiàn)代電子信息通信技術(shù)基礎上的網(wǎng)絡教育。

本書分六個專題系統(tǒng)論述了作者對現(xiàn)代遠程教育的研究過程及其取得的主要成果。

作者希望更多的同仁參與對現(xiàn)代遠程教育的研究與實踐，共同推動中國現(xiàn)代遠程教育的可持續(xù)發(fā)展。

序

現(xiàn)代遠程教育是利用網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段開展的新型教育形態(tài)，是建立在現(xiàn)代電子信息通信技術(shù)基礎上的網(wǎng)絡教育，以面授教學、函授教學和廣播電視（視聽）教學為輔助，它以學習者為主體，學生和教師、學生和教育機構(gòu)之間主要運用多種媒體和多種交互手段進行系統(tǒng)教學和通信聯(lián)系。

作者對現(xiàn)代遠程教育研究和實踐分兩個階段，即1986～1998年、1999～2010年。

第一階段的遠程教育方式以廣播電視教育為主，中央廣播電視大學名師云集，治學嚴謹，課程講授精雕細琢，在世界上享有盛名。但教學形式單一，缺乏交互性和教學情景，無法實現(xiàn)教學相長，學習成果轉(zhuǎn)化。研究的內(nèi)容是如何完善廣播電視教育教學過程。代表作有《關(guān)于高等數(shù)學教學中學生能力的培養(yǎng)》（重慶廣播電視大學學報.1989.01首刊）、《正交設計在電大理工辦學質(zhì)量評估中的應用》（重慶廣播電視大學學報.1991.03）、《成人高校高等數(shù)學教學活動分析》（重慶廣播電視大學學報.1992.03）、《變換在第二型曲線積分計算中的應用》（當代電大.1995.05）。對教學情境的產(chǎn)生和形成途徑、誘導性教學、教學活動中對比方法的充分運用、教學活動中現(xiàn)代創(chuàng)造技能的充分運用、微分學中的辯證法、概率統(tǒng)計的教學方法和原則（1993.05）、學生能力培養(yǎng)、教學質(zhì)量評估進行了系統(tǒng)研究，為第二階段的研究與實踐奠定了基礎。

第二階段的遠程教育方式是利用計算機網(wǎng)絡和多媒體技術(shù)的網(wǎng)絡教育。1999年我校參加了“中央廣播電視大學人才培養(yǎng)模式改革和開放教育試點”項目研究，探索在衛(wèi)星電視、計算機和電信三大網(wǎng)絡技術(shù)條件下，遠程開放教育的基本規(guī)律，遠程開放教育的學習、教學、教學管理模式及其運行機制。建立了基于互聯(lián)網(wǎng)、城域網(wǎng)（MAN）的一點對多點的視頻直播教學系統(tǒng)（偏硬件）和科建網(wǎng)絡教學系統(tǒng)（偏軟件），以及網(wǎng)上資源整合平臺（網(wǎng)站），即“重慶廣播電視大學現(xiàn)代遠程教學系統(tǒng)”。

作者通過“重慶廣播電視大學遠程教學系統(tǒng)應用研究”（市級課題）、“遠程教育模式下基于Web的虛擬實驗系統(tǒng)的研發(fā)”（市級課題）、“網(wǎng)絡環(huán)境下工科課程教學改革研究”（校級課題）、“開放教育數(shù)學課程教學過程模式改革”（市級課題）四個課題的研究，解決了教學過程中的重點問題和難點問題，取得了一些成果。

在“重慶廣播電視大學遠程教學系統(tǒng)應用研究”課題研究中構(gòu)建了基于城域網(wǎng)、校園網(wǎng)的硬件的遠程實時交互式教學系統(tǒng)和基于國際互聯(lián)網(wǎng)的軟件的遠程網(wǎng)絡實時交互式教學系統(tǒng)，輔之以非實時網(wǎng)絡輔導和實時的面授輔導，使實時和非實時的交互教學形成一個有機整體——現(xiàn)代遠程交互式教學模式。該模式由實時視頻交互教學模式（遠程雙向?qū)崟r交互式視頻教學、遠程網(wǎng)絡實時交互教學）、非實時網(wǎng)絡交互教學模式（學生借助視頻教材、網(wǎng)絡資源、教學光盤、電子郵件，以及移動工具進行自主學習）、實時面授交互教學模式組成。整個教學模式突出以學生自主學習為中心，著眼于學生的獨立性、創(chuàng)造性的培養(yǎng)。

通過對初期研究結(jié)果進行分析，一個現(xiàn)代遠程教學系統(tǒng)應具備一個硬件（用于重點系統(tǒng)講授和實時視頻交互）和兩個軟件（資源整合和實時視頻輔導）相互兼容的教學平臺。通過實踐應用，提出了以學生為中心的輔導教學模式—三層式、結(jié)構(gòu)化教學理念；同時指出，學生最終成果的實現(xiàn)，應用三層式的輔導教學模式，面授輔導課教學方式結(jié)構(gòu)化，強化對學生組及學生的輔導和指導，實現(xiàn)學習成果共享。

我們研究發(fā)現(xiàn)，為使該模式能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟和社會效益，必須進一步探索教師和學生在現(xiàn)代遠程教學系統(tǒng)中的地位和作用。通過調(diào)查分析，學生學習技能的提高是基礎，確立學生在學習中的主導地位是關(guān)鍵，積極參與教師組織實施的實時和非實時導學是核心，師生交互的程度直接影響學習效果；教師的基本素質(zhì)是現(xiàn)代遠程開放教育教學的基礎，教師角色的轉(zhuǎn)變是體現(xiàn)現(xiàn)代遠程開放教育性質(zhì)的關(guān)鍵，師生間實時/非實時交互教學的科學設計和實施是保障現(xiàn)代遠程教育教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

該項研究成果經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著：教學成本降低；滿足學生個別化學習的需要；為建重慶市遠程教育終身學習服務中心奠定了基礎。

在“遠程教育模式下基于Web的虛擬實驗系統(tǒng)”課題研究中探討了虛擬實驗與傳統(tǒng)實驗教學的特點和基于Web的虛擬實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，虛擬實驗室的實現(xiàn)方法與技術(shù)，完成了基于Web的虛擬實驗系統(tǒng)框架原型，開發(fā)了一系列虛擬實驗軟件，形成一個比較完善的在線實驗學習平臺。通過課題的研究工作，獲得了以下幾個方面的成果：

完成了基于Web虛擬實驗系統(tǒng)框架的研究和開發(fā)：該實驗學習平臺可為學習者提供虛擬實驗環(huán)境；完成了多個基于Web的虛擬實驗；完成了對學習者行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，得出參考結(jié)論，為教師教學、學生學習和平臺的建設和管理提供參考依據(jù)。

通過對整個平臺系統(tǒng)的測試和初步試用，證明了該實驗學習平臺虛擬實驗教學功能很受歡迎，具有較好的實用性和系統(tǒng)設計的先進性。

虛擬實驗系統(tǒng)能有效解決傳統(tǒng)實驗教學方式在時間和空間上的限制，增強實驗教學的靈活性，提高實驗教學的效率；可以更好地培養(yǎng)學生的自學及創(chuàng)新能力。將對電大開放教育辦學水平和質(zhì)量的提高起到積極的推動作用。

在“網(wǎng)絡環(huán)境下工科課程教學模式”課題研究中結(jié)合“網(wǎng)絡環(huán)境下工科課程教學模式的基本框架” 課題研究，形成了“整個教學過程貫穿‘導學’與‘輔導’思想的學生自主學習+教師導學為主的‘引幫建用IACA’（成果轉(zhuǎn)化式）、‘多元化自主學習+教師輔導’階段性學與教循環(huán)模式（學輔式）、‘問題導入+自主學習’（導學式）”三個教學模式。

該項研究是在《現(xiàn)代遠程教學系統(tǒng)應用研究》的基礎上，我們選擇了六門課程進行實踐。第一方面工作，制訂教學模式改革方案，進行教學實踐，最后撰寫實踐報告（論文），形成了教學模式基本框架；第二方面工作，進行基礎實驗室（試點單位）、區(qū)域?qū)嶒炇摇⒅行膶嶒炇遥ㄊ须姶螅┑囊?guī)劃、建設，實驗實訓教學，形成了適合重慶地域特征的實踐教學模式基本框架；第三方面工作，為建立二元結(jié)構(gòu)的實踐教學模式，先后兩次成功進行了遠程答辯（第1次，點對點；一點對多點），初步構(gòu)建了適合重慶地域特征的集中實踐教學模式基本框架；第四方面工作，對在線答疑室進行了技術(shù)提升，保證網(wǎng)上教學的質(zhì)量。制訂了全程教學支持服務、監(jiān)控方案，實施了全程教學支持服務、監(jiān)控。

在“開放教育數(shù)學課程教學過程模式改革實踐研究”課題研究中企圖構(gòu)建在現(xiàn)代遠程教育中基于工具、方法、美學、文化層面的大學數(shù)學教與學的數(shù)學課程教學過程模式。該模式注重教學內(nèi)容和考核方式改革，擬解決集中輔導教學的學生人數(shù)比例不高、學生上網(wǎng)學習的比例也不高等問題，探索有效的學生自主學習監(jiān)控措施和評價方式，制定切合學生實際的自主學習監(jiān)控措施和考核辦法。

作者在完成上述課題研究的同時，積極開展在現(xiàn)代遠程教育中數(shù)學課程教學過程模式探索與實踐。

作者在從事高等數(shù)學（包括經(jīng)濟數(shù)學）課程教學過程模式探索和實踐中，針對不同專業(yè)和不同學生進行高等數(shù)學課程設計，通過高等數(shù)學教學，培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力，給學生提供更廣泛的認識空間，構(gòu)建學生自己的數(shù)學知識體系，等等。解決了多年來初等數(shù)學與高等數(shù)學、高等數(shù)學課程與后繼課程銜接難的突出矛盾。本設計教學成本低，適用性極強，信息量大，可操作性強，檢測方便，能較快提高學生素質(zhì)，實現(xiàn)遠程教育的目的。

研究發(fā)現(xiàn)，高等數(shù)學課程是各專業(yè)開設的一門基礎理論課程，學生掌握的程度，直接或間接影響后繼課程的學習，直接或間接影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量。有必要對高等數(shù)學課程重新進行課程設計，打破現(xiàn)行教材的結(jié)構(gòu)，建立適合學生學習心理、生理以及適應學生自主學習的教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)。同時要將現(xiàn)代教學設計、現(xiàn)代教學思想、現(xiàn)代思維方式貫穿整個教學內(nèi)容的始終。

作者首次提出，建立公共數(shù)學學習平臺，使理工科與經(jīng)濟類學生數(shù)學知識相互融合。高等數(shù)學課程的內(nèi)容既要有數(shù)學學科中的基本思想、原理和方法，又要有工程方面、經(jīng)濟方面，以及相關(guān)學科領域應用的案例，學生根據(jù)專業(yè)和自己的需求，選擇性的學習，做到學以致用。

同時指出，數(shù)學教學從教材編寫到課堂教學，要貫穿整體化、模塊化的思想，師生要充分交互，實現(xiàn)學習成果的相互轉(zhuǎn)換，達到構(gòu)建學生自己的數(shù)學知識體系的目的。根據(jù)學生實際，在數(shù)學工具層面，可增加8個學時的數(shù)學軟件的學習，掌握實際工程快速計算的計算機計算方法；在美學層面，可組織學生參加全國大學生數(shù)學建模競賽；在學習資源的類型上，可增加便于移動學習的視頻、文本、圖片；在學生成績評定方面，或者改革考核比例，采用形成性考核（40%/60%）加終結(jié)性考核（60%/40%），或者構(gòu)建常態(tài)化、無紙化考核模式，即在規(guī)定的時間和地點實施網(wǎng)上測評；在教學策略上，盡量采用類型化、結(jié)構(gòu)化教學。

在從事工程數(shù)學（線性代數(shù)+概率統(tǒng)計）課程教學過程模式探索和實踐中，作者同時也證明了教學就是學習成果的轉(zhuǎn)化的過程，網(wǎng)絡環(huán)境下的遠程教學就是借助網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)學習成果轉(zhuǎn)化的過程，要很好地實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化，采用“引、幫、建、用”（簡稱IACA）的教學模式進行教學，比較好。

“引”（instruct）是指教師的整個教學活動要圍繞引導學生自主學習（學習文字教材、各種媒體資源、獲取學習資源和教學信息、開展多元交互，以及對自己學習效果評判的方式方法等）展開。遠程教育，師生處于分離狀態(tài)，應借助網(wǎng)絡技術(shù)，通過“引”的方式，使學生與學生、教師與學生處于一間虛擬教室之中，實施“情感交流”、學習成果的轉(zhuǎn)化。

“幫”（assist）指教師要轉(zhuǎn)換角色，將以傳授知識為主轉(zhuǎn)換為以幫助學生轉(zhuǎn)變學習觀念、尋找學習方法、解決學習困難為主。“幫”要解決兩個方面的問題，一是幫什么？二是如何幫？教師應根據(jù)學生的需求，將自己的學習成果（不是教材的翻版），借助網(wǎng)絡技術(shù)及時、準確地傳遞給學生，使學生盡快建立自己的知識體系和技能體系框架。

“建”（construct）指知識體系的重新構(gòu)建，就是將專家的知識體系，在教師的參與下構(gòu)建學生自己的知識和技能體系；根據(jù)現(xiàn)代遠程教育的特點，在整個輔導教學過程中，教師在將專家的課程轉(zhuǎn)化為自己的課程的同時，引導和幫助學生將教師的課程轉(zhuǎn)化為學生的課程，實現(xiàn)學習成果的轉(zhuǎn)化和學生知識體系的構(gòu)建。

“用”（application）指學生將自己的學習成果（學習技法、知識體系、技能體系）用于后繼課程的學習和實際問題的解決等。學習知識的目的是運用知識，在用的過程中可以深化提高，才能感受到學習知識的樂趣，享受學習的喜悅。“引”、“幫”的目的是為了“建”，“建”的目的是為了“用”，學生在“用”的過程中需要教師的引導和幫助，同時，學生在“用”的過程中，可以提出對新知識的要求，如果加以適當?shù)囊龑Ш蛶椭�，可以豐富學生的知識體系和技能體系。

在從事離散數(shù)學課程教學過程模式探索和實踐中，構(gòu)建了以學生為中心的教與學模式——三層式。第一層，學生根據(jù)自己的業(yè)余時間制定學習計劃，安排學習內(nèi)容，按計劃學習。要求教師給予指導，建設適合學生自主學習的媒體資源和網(wǎng)上資源。第二層，學生在個別化學習基礎上，自主地組織學生開展討論，接受教師的輔導和指導，達到教師與學生、學生與學生的學習成果共享。第三層，在第二層的基礎上，再次接受教師和學生的指導，形成最終成果，達到掌握知識、技能，提高智力，形成良好品德的目的。在學生學習活動層層深入的同時，教師的輔導和指導應循序漸進，方能取得很好的效果。

構(gòu)建了輔導教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設計方案。簡單地將教材的知識羅列出來不是結(jié)構(gòu)化，而是根據(jù)教材體系，科學地結(jié)合學生的學習特點，建立內(nèi)容與內(nèi)容之間、知識與知識之間、教材內(nèi)與教材外，層次分明的知識學習體系，有利于學生循序漸進地學習知識。達到在掌握知識的同時提高分析問題和解決問題的能力，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的目的。

學生個別化學習模式。為滿足學生個別化學習，教師首先要將計劃的課程變?yōu)榻處煹恼n程，專家的教材變?yōu)榻虒W的教材或講義（教案），通過網(wǎng)絡與學生共享。教師所建的視頻資源應該滿足兩個條件：一是具有專題性（解決一個問題），二是可移動性（滿足移動學習）。教師提供的作業(yè)答案應該具有參考性（解題思路+最終答案）而不是可抄襲性（完整的解題過程）。網(wǎng)上資源要具有權(quán)威性（概念準確、重點突出、可讀性強）。

“數(shù)學是一種文化，而文化就是要被繼承的東西。”在現(xiàn)代遠程教育中，對數(shù)學課程進行整體化設計，便于學習和傳承數(shù)學，任重道遠，希望更多的同仁參與研究和實踐。

本書系統(tǒng)論述了作者對現(xiàn)代遠程教育的研究過程和取得的主要成果。目前現(xiàn)代遠程教育在全國蓬勃發(fā)展，但也出現(xiàn)了一些新問題。比如，如何建立現(xiàn)代遠程教育學生素質(zhì)教育公共平臺，確保現(xiàn)代遠程教育人才培養(yǎng)的品質(zhì)；如何建立現(xiàn)代遠程教育網(wǎng)上公共學習資源庫，以滿足越來越多學習者的基本學習需求（基礎教育）；如何建立現(xiàn)代遠程教育網(wǎng)上專業(yè)學習資源庫，以滿足個性化學習者的專業(yè)學習需求；如何轉(zhuǎn)變高等教育辦學理念，降低現(xiàn)代遠程教育學歷教育比重，讓現(xiàn)代遠程教育深入社區(qū)，形成全民終身學習體系。等等。出版此書，供讀者參考。作者希望更多的同仁參與對現(xiàn)代遠程教育的研究與實踐，共同推動中國現(xiàn)代遠程教育的可持續(xù)發(fā)展。

在作者開展現(xiàn)代遠程教育課題研究的過程中，許多同仁也做了大量的工作。在“重慶廣播電視大學遠程教學系統(tǒng)應用研究（市級課題）”課題研究過程中，江濤、李玲對教師在現(xiàn)代遠程教育中的素質(zhì)、地位和作用，以及學生在現(xiàn)代遠程教育中的地位和作用進行了比較系統(tǒng)的研究。在“網(wǎng)絡環(huán)境下工科課程教與學模式探索課題研究（校級課題）”課題研究過程中，江濤、范潔群、胡敬佩、陳鄭軍、李健萍就各自教授課程進行了教學模式探索。在“遠程教育模式下基于Web的虛擬實驗系統(tǒng)的研發(fā)（市級課題）”課題研究過程中，周樹語、李佳、孫康明對虛擬實驗系統(tǒng)的構(gòu)建與實踐做了大量的工作。目前諶勇、敖開云、姚素芬、趙陽繼續(xù)參與“開放教育數(shù)學課程教學過程模式改革實踐研究（市級課題）”課題研究。在此一并對各位表示深深的謝意。

李先明

2012年5月

專題一 1
專題1.1 現(xiàn)代遠程教育交互式教學模式探討 1
專題1.2 現(xiàn)代遠程教育中教師的素質(zhì)、地位和作用 10
專題1.3 學生在現(xiàn)代遠程教育中的地位和作用 15
專題1.4 《重慶廣播電視大學遠程教學系統(tǒng)應用研究》課題工作報告 18
專題1.5 《重慶廣播電視大學遠程教學系統(tǒng)應用研究》課題研究報告 21
專題二 25
專題2.1 《遠程教育模式下基于Web的虛擬實驗系統(tǒng)的研發(fā)》課題研究報告 25
專題2.2 《遠程教育模式下基于Web的虛擬實驗系統(tǒng)的研發(fā)》課題技術(shù)報告
——基于Web的虛擬實驗系統(tǒng) 42
專題2.3 使用VMware構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡實驗室 61
專題2.4 重慶廣播電視大學多媒體課件、網(wǎng)絡課件制作腳本 68
專題三 73
《網(wǎng)絡環(huán)境下工科課程教學改革研究》課題工作報告 73
專題四 80
專題4.1 電大遠程教育高等數(shù)學課程設計 80
專題4.2 重慶電大開放教育學院教師授課計劃書 84
專題4.3 微積分學研究的對象及理論基礎 85
專題4.4 初等函數(shù)的微分計算及簡單應用 94
專題4.5 關(guān)于積分概念的理解及計算舉例 103
專題4.6 高等數(shù)學基礎輔導 109
專題4.7 《開放教育數(shù)學課程教學過程模式改革》課題開題報告 118
專題五 121
專題5.1 土木工程專業(yè)“工程數(shù)學”課程教學模式：IACA 121
專題5.2 教學進程計劃表 128
專題5.3 重點題型解析 129
專題5.4 工程數(shù)學輔導 137
專題六 162
專題6.1 “離散數(shù)學”課程教與學模式初探 162
專題6.2 教學進程計劃表 169
專題6.3 離散數(shù)學輔導 170
參考文獻 186