阐述推送远程开放实验室：实验指导个性化推送方式

摘 要 远程开放实验室在带来时空不受限制、资源高共享优点的同时也面临着新的问题——缺乏实验指导。提出基于远程开放实验室的个性化推送模式，为缺乏实验指导问题提供解决途径。
关键词 远程开放；个性化推送；实验指导
1671-489X（2013）09-0126-02
Distance and Open Laboratory： Research of Experimental Guidance Personalized Push Mode//Zhuo Rongqing， Fang Qi
Abstract Open and Distance Lab facing a new problem - the lack of experimental guidance while it brings the space-time unrestricted， high resource sharing advantages. In this paper， based on Remote Laboratory for personalized push mode， provides a way to re源于：毕业小结www.618jyw.com
solve the lack of experimental guidance.
Key words open and distance； personal push； experimental guidance
1 引言
在传统实验室中，教师和学生是以面对面教学的形式完成实验教学的过程，其中教师对于学生的实验指导是至关重要的部分，实验指导是对整个实验过程的计划和安排，是学生安全、高效完成实验过程的保障。
远程开放实验室与传统实验室相比，其教学形式打破了时间、地域的限制，资源共享性高，能满足信息时代人们的学习需求。但是由于师生在空间和时间上的隔离，远程开放实验室缺乏有效的实验指导。如何满足学生在远程开放实验室中的实验指导需求，是实际教学过程中必须考虑的问题。
2 远程开放实验室的现状
随着Internet的应用越来越成熟，国内外有关远程实验室的研究也逐渐开展起来。美国的Jim Henry早在2003年就在Modern Engineering Laboratories at a Distance一文中提到了远距离实验室：学生可以通过互联网设计自己的实验，然后根据实验的目标、要求在网络实验室中运行；计算机操作设备根据学生的指定参数运行并收集数据，通过网络向学生呈现结果；实验的数据保存在实验室的Web服务器，以备日后检索。查尔斯特大学的Barney Dalgarno研究发现，在远程实验室中，实验资源通过远程发布的形式提供给学习者，只有少于一半的学习者选择使用这些实验资源，这是因为远程实验室没有提供学习者需要的实验资源。
在我国，中科大物理系研制了一套基于Internet的扫描探针显微镜远程控制系统，在京沪两地试用，获得了良好的实验效果；清华大学利用虚拟仪器构建了汽车发动机检测系统；四川大学基于虚拟仪器设计了虚拟实验室。
综合国内外研究现状，远程实验室建设仍然处于研究和探索阶段，许多实验系统属于原型系统，没有得到充分的使用验证，存在许多问题，其中远程实验室中实验指导的研究也较少。远程学习者对于平台中的实验资源使用率较低，设计型和综合型实验中缺乏有效的实验指导，学习者只能通过原有的书本知识和网络中实验过程的文档或视频等资源获取实验指导。
3 个性化推送模式的探索
个性化推送可以把实验资源和指导合理推送到学习者面前，根据验证型实验、设计型实验和综合型实验不同的指导需求，设计出相应的个性化推送模式。
个性化推送应该遵循以下原则：
1）推送方式选择的原则：根据实验类型来选择相应的推送方式；
2）按需推送的原则：按照学习者的学习特征不同，进行实验指导的相关知识和实验方法的推送，对知识和实验方法的准确提取及推送必须建立在对学习者的个性化需求进行分析推理的基础之上；
3）推新服务的原则：鉴于实验知识和实验方法等资源的不断扩充建设，基于资源的推新服务必须随时将资源更新内容提示给学习者。
根据以上的原则，设计出实验指导的个性化推送模式，主要由实验属性库、用户属性库以及属性关系推理等三个模块组成，如图1所示。
实验属性库是个性化推送的基础，属性库在建设的过程中首先把实验方法和实验资源按类型分类，然后根据每个类型各自的特点把实验方法和实验资源标记多个标签，如关键字、所属学科（分类）、知识点等信息。
用户属性库是从注册用户的相关信息中提取出一些关键信息，并将其作为关键字段存入用户属性表中。这就需要预先定义好一种范式来描述人属性。在注册用户登录到远程实验室时，属性关系推理模块会依据这些关键字段信息在实验属性库的信息中进行关系推理，使它们之间发生某种关联，并以此提取实验资源推送给学习者。
属性关系推理是资源的属性描述和用户的属性表述以及它们之间的关系链接。根据实验类型的不同，其推送方式也不同。
1）验证型实验的个性化推送。验证型实验主要是学生根据实验指导文档的要求，在实验文档的指导下，按照既定方法、既定的设备条件和既定的实验资源，完成全部实验过程，以验证既定的理论，深化理论教学，着重培养学习者的基本实验能力，使学生获得实验基础训练。对于这种类型实验的特点，根据实验本身的属性描述并结合学习者的属性描述与其他的实验资源进行逻辑推理并进行匹配，之后向学习者提供相关实验资源和实验指导。
2）设计型实验的个性化推送。设计型实验是学习者根据一定的主题，以个人或协作小组的形式确定实验方案，选择实验方法和步骤，完成实验，写出实验报告并进行综合分析，得出评价和结论的实验，主要培养学生的思考能力、组织能力以及创新能力。在这种情况下，实验资源和指导的推送以实验主题为依据，根据学习者的属性描述向学生提供各个环节的实验资源。例如：在实验评价与结论的环节，可以根据标签属性把相关性最高的实验评价方法、量表提供给学习者，以方便学习者参考学习。
3）综合型实验的个性化推送。综合型实验是将一门课程或若干门课程的部分主要内容，综合成一个具有系统性的项目进行的实验。实验过程必须带有系统设定与计算、系统测量与分析、系统的性能指标与设定计算的比较，并进行分析提出改进方案或意见。在这种情况下，除了通过智能推送向学生提供实验指导外，还需要专业的指导教师通过人工推送的方式对学习者进行远程指导学习，其方式可以是同步或异步的。
4 结束语
个性化推送为解决远程开放实验室缺乏实验指导提供了新的解决途径。随着远程技术发展，更多形式的远程开放实验室的建设与应用，研究和开发出效果好、性能稳定、操作便捷的个性化推送系统，才能更好地发挥远程开放实验室的巨大作用。
参考文献
Dalgarno B， Bishop A G， Adlong W， et al. Effectiveness of a Virtual Laboratory as a preparatory resource for Distance Education chemistry students[J].Computers & Education，2009，53（3）：853-865.
唐鸿儒，宋爱国.基于Internet的远程控制实验室研究[J].测控技术，2005（2）：54-58.
[3]刘外喜，刘文喜，喻萍，等.基于在线实验室的教学模式的研究[J].微型机与应用，2011（14）：51-53.