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1、辽宁省高等教育教学成果奖推荐书成 果 名 称建设国内外融通的教育资源增强教与学的效能 成果完成人 刘志军刘蕴红姜文风刘文宇姜文周 成果完成单位 大连理工大学 申 请 等 级 一等奖 申 报 时 间 2008年12月10日 成 果 科 类 其他 代 码 1201232 学校网址http:/辽 宁 省 教 育 厅 制成果简介成果曾获奖励情 况获奖时间获奖种类获奖等级奖金数额 （元）授奖部门2008年12月教学成果奖一等奖3000大连理工大学成果起止时间起始：2005年1月 完成：2008年 12 月主题词教学资源；国际化；教学方法；教学效能 成 果 内 容 概 述本成果通过不断深化与美国MIT、美
2、国USU、日本早稻田大学、美国OCWC、中国CORE等国内外著名大学和教育机构的合作交流，建设了国内外融通的E化优质教学资源平台，对大学教学方法进行改革和创新，为利用国内外优质教育资源，借鉴世界高水平大学的教学模式和方法，加快我国高等教育教学融入国际社会的进程提供了一条新途径。本成果包括5个方面的内容：（1）共建共享iLab远程融通的实验室资源；（2）开发OSW教学与管理软件；（3）共享共建OCW开放课程资源；（4）共享共建CCDL资源；（5）自行建设了DUT-OCW资源。本成果的实践效果主要体现在：（1）教师通过E化的国内外优质教学资源设计课程内容和教学内容，实现了教学方法的改革和创新；（2
3、）建立了“资源为学而建，融通为学而设，教师为学而教，学生为学而行”的教学改革模式；（3）为学生构建了多维、立体、在线、实时、全天候的学习场景；（4）实现了异文化体验的课堂化和日常化；（5）拓宽了双语教学的渠道。一、 成果内容20世纪90年代以来，在经济全球化和产业信息化的推动下，世界范围内兴起了新一轮的高等教育国际化浪潮，文明互补、文化互容、跨国合作、资源融通、远程交流等合作日益密切。因此，高等学校在师生交流、课程设置、课程内容、教学资源和教学方法等方面实现国际化，对培养具有世界公民素质的大学生而言至关重要。本成果是在3项省级教学改革课题和5项大连理工大学教育教学改革项目的支撑下取得的。省级教
4、学改革课题分别是：（1）辽宁省“十一五”教育科学规划课题国内外高等教育资源的融通与共享研究；（2）辽宁省高等教育教学改革研究项目高等学校教育资源共享平台研究与建设；（3）CORE、OCW项目计划。本成果通过不断深化与美国麻省理工大学、美国犹他州立大学、日本早稻田大学、美国开放式课程联盟（OCWC）、中国开放教育资源协会（CORE）等国际著名大学和教育机构的合作交流，建设了国内外融通的E化优质教学资源平台，对大学教学方法进行改革和创新实践，提升教师的教学水平和学生的学习效能。本成果为利用国内外优质教育资源，借鉴世界高水平大学通行的教学模式和教学方法，加快我国高等教育融入国际社会的进程提供了一条新
5、途径。本成果包含的5项内容：iLab远程融通的实验室资源、OSW开放性教学与管理软件资源的开发和利用、开放式课程资源（OpenCourseWare）、CCDL资源、DUT-OCW资源，充分体现了现代教育技术与传统教学模式相结合的特点，便于教学模式从传统的“传输型”模式向现代的“教之于学”研究型教学模式转变；从传统的以“教师、课堂和教材”为中心的教学方法向现代的“教学互融、师生互动、资源共享、场所多维、方式多样”的以“学生为本、教师为主体”的教学方法进行转变。1 基本内容（1）iLab远程互通的实验室资源l 国内外iLab资源的建设与融通iLab远程实验融合了网络技术、控制技术和数据库技术，实现
6、了多个用户可以共享真实的实验仪器和设备，在互联网上进行电子器件、电路以及其它方面的教学实验，基于网络的iLab是对传统的实验教学和学习方式的一种挑战，是远程实验教学的一种新模式。目前，国外著名大学的网络实验室已广泛地应用于教学中，实现了教学方法的改革和创新。例如，美国卡耐基梅隆大学将计算机控制的示波器、函数发生器等设备连接到网络，实现了学生远程学习和操作；美国加州大学的远程实验资源、德国的汉诺威大学的网络自动化实验室、西班牙大学的电子仪器网络工作平台、意大利帕瓦多大学的远程网络教育实验室、新加坡国立大学的远程网络示波器实验和压力容器实验等，均被引入到课程学习中，极大地丰富了教师和学生教学资源，
7、使教师的“教”和学生的“学”变得更加生动鲜活、灵活方便，是E化的教学资源提升教学效能的重要手段之一。iLab最重要的特点就是优质实验资源的融通与共享，远程实验是未来实验发展方向之一。此外，iLab实验系统界面简单，易于操作，处理是真实的实验数据，不需要使用对象具有很强的技术背景，学生利用网络终端使用此系统，可获得与在实验室中直接操作实验仪器与实验电路相同的直观了解和感性认识。学生可以在任何时间和地点进行实验，不受空间和时间的影响，大大地提高了实验的效率。近年来，随着虚拟仪器技术向网络化方向不断发展，基于虚拟仪器技术的网络实验室以其成本低、效率高、突破时空限制等特点得到了越来越多学者和机构的研究
8、和认可。同时，它也给传统的教学模式和学生的学习方法带来了巨大的变化，“网络就是仪器”正在逐步成为现实。大连理工大学是国内最早接入MIT 的iLab实验室的高校。2005年6月，MIT师生到大连理工大学协助接入iLab。2005年8月，MIT项目负责人到学校协商合作事宜。目前我校引入了MIT的微电子器件远程实验、动态信号分析实验、微电子器件仿真实验以及原型电路板实验。其中微电子器件远程实验是远程真实实验，微电子器件实验是远程仿真实验，真实实验和仿真实验的人机界面基本相同，学生可以通过真实和虚拟实验的对比，了解真实器件和虚拟器件的共同点和区别。2007年，大连理工大学在国外高校开放性程序的基础上，
9、采用的是B/S/D/A结构(Browser/Server/Database Application) 结构，即客户端服务器数据库应用程序结构，利用了MIT的 Interactive ilab 平台技术，将 Interactive Service Broker 和 Lab Server联成一个整体，建成了自己的iLab实验室。通过把开放性程序移植到本地计算机上的技术手段，大大提高了实验的访问速度，学生可以在本地服务器上进行实验。（链接网址http:/）大连理工大学iLab网络实验室系统通过网络服务将在线实验室分离成三个不同的功能模块，实验室服务器（Lab Server）、实验室客户端（Lab C
10、lient）、服务代理端（Service Broker）。学生可以利用Service Broker服务器的任何电脑终端通过网络访问校内服务器上MIT和我校iLab实验室的实验资源，在电脑终端上进行参数设置并发出操作指令，通过服务器远程控制MIT和我校iLab实验室的设备和仪器进行实验，实验结果再通过服务器返回到学生所在的终端完成实验的过程。目前，大连理工大学iLab实验分两个部分：一部分为远程虚拟实验，另一部分为远程真实实验。已建成了电机特性分析、单相交流电、三相交流电等实验内容。大连理工大学iLab实验系统平台具有用户管理、消息公布、权限设置、用户登陆、实验预约、实验记录等功能。学生只需使用
11、网页浏览器即可通过Internet登陆访问网络虚拟实验室并进行实验。虚拟实验部分利用LabVIEW编程，构建了各种实验，然后以LabVIEW本身内置的Web发布功能为基础，将其嵌入Interactive Lab Server。真实实验部分又分为两个子系统：一个系统是利用NI ELVIS 搭建的各种电工电子实验以及电子仪器实验，以电子技术部分为例，我们开发了二极管、三极管、运放、滤波、555以及非线性电路等实验，学生不仅能够实现仪器设备的远程控制，还有视频反馈供学生观察远程实验的运行过程。此外，我们利用NI ELVIS原型电路板构建实验，可以随时更换实验元器件。另一个系统为楼宇有关实验，我们利用
12、NI 的OPC 与PLC通信，开发完成了中央空调实验和给水控制实验等，学生可根据交互式界面进行实验参数的设置，实验数据的采集及控制。l 教学效能iLab资源的融通和共享，有利于实施研究性教学模式。MIT的iLab实验主要是电子器件和电路方面的实验，其iLab器件实验操作比较简单，易于实现网络化和远程化，但实验室条件、设备要求及造价都比较高，目前，国内大学很难建成大规模的真实实验。通过国内外资源的融通和共享，使教师和学生均有机会亲身感受国外著名大学先进实验室的实验资源，并把这些资源引入教学和课程，为开展研究性教学模式创造了条件。以电子技术为例，在教学过程中，针对器件特性国内的教学方法往往是给学生
13、一个基本概念，学生脑海中往往是一些理想化的东西；而国外教学所涉及的器件模型是在自己操作的基础上建立的，MIT的课程更注重实际的模型以及个性的差异。例如，介绍二极管时，我们通常的做法是首先介绍二极管的伏安特性，画出二极管的伏安特性曲线，学生脑海中就有了一个固定的概念；而国外的做法是，老师根本不讲二极管的特性，学生在没有概念的情况下先去做器件实验，老师在课堂上每讲到一个器件就让学生自己给出这个器件的特性。MIT创建iLab 的目的就是让学生可以在任何时间登陆网站，利用真实的设备和真实的实验数据，自己得出二极管的伏安特性。如果在课堂上介绍，既花费时间又比较抽象而且如果没有亲自通过测量，只靠老师的简单
14、讲解，学生只有一个抽象的概念。因此，引入国iLab资源可以更好地实施研究性教学模式。iLab实验资源的利用提升了教师教学和学生学习效能。老师在授课过程中部分采用了MIT相关课程生动的课堂演示、借鉴了问题讨论式、场景实验式的教学方法，使教学效果得到了进一步的提高。例如，电工学教学中，利用简明易用的远程实验系统和傻瓜式的虚拟实验系统，可以节省时间提高效率，对教学内容进行了分析和分类，有些用实验演示，有些内容要求学生自学，例如二极管和三极管等器件的特性就不在课堂上讲，学生可以自己到远程实验室，通过一个实验，对器件的特性就有了深入的了解，节省了课内时间。在课上通过对几个与实际联系比较密切的实验演示介绍
15、，调动了学生课堂学习的积极性，学生对实验式的学习方式也很感兴趣。此外，iLabs实验提供了在线练习和富有挑战性的设计型和故障排除型的实验，引导学生产生电工电子学习的兴趣，培养学生深入学习的信心，获得了很好的教学效果。iLab实验资源的利用有利于构建师生互动的教学方式。课前，教师让学生登陆iLab网站通过远程实验了解各种元器件的特性，学生掌握了特性后，教师在课程教学中就可以介绍器件的建模；课后，还可以让学生通过远程真实实验以及远程仿真实验进一步了解真实器件和仿真器件的区别。iLab实验资源有利于学生构建“在做中学，在学中做”的学习模式。学生可以在任何时间登陆系统自学和预习，通过远程实验和虚拟实验了解理论知识。教师可分层次组织教学，便于实施双语授课，使学生在学习过程中创造性地运用了远程实验和真实实验的方法，并在学习过程中强化了外语的学习。很多同学通过“实验-学习-再实验”的学习模式，自己设计出适用的电路，并制出印刷电路板，这种“在做中学，在学中做”的学习模式激发了学生创造性的思维，调动了学生自主学习的兴趣，获得
