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关于教育技术网上虚拟实验室建设的探讨

时间:2011-04-24  作者:秩名

论文导读:在当今的高等师范教育中,教育技术课程已全面普及,高校师范生应很好地掌握教育技术的理论与实践,是他们作为未来教育工作者理应具备的职业素养。根据有关虚拟实验室的定义,我们定义教育技术虚拟实验室为:在计算机系统中采用虚拟现实技术,实现教育技术专业课程相关的各种虚拟实验环境,师生在该环境中共享教育技术实验的有关仪器设备,共享数据与资源,随时随地进行教育技术实验操作。
关键词:教育技术,虚拟实验室,开放实验
 

引言

在当今的高等师范教育中,教育技术课程已全面普及,高校师范生应很好地掌握教育技术的理论与实践,是他们作为未来教育工作者理应具备的职业素养。但实践中,高校师范生的教育技术实践能力比较薄弱,而提高实践能力的一个方法,就是实施实验教学,保障畅通高效的实验教学环节。

目前,各高校师范教育中的教育技术公共课程的实验课教学,大多存在着实验形式、内容、要求越来越高同实验设备、器材、场地、经费的保障相对滞后的矛盾。学生缺少实验动手的机会,课程的教学效果大打折扣。虚拟实验作为传统实验的一个必要的有益补充,既能节约大量的教育经费,也使实验在时间和空间上得到有效的延伸,它使得实验手段、方法和环境发生了深刻的变化。

一、教育技术虚拟实验室的内涵与功能定位

根据有关虚拟实验室的定义,我们定义教育技术虚拟实验室为:在计算机系统中采用虚拟现实技术,实现教育技术专业课程相关的各种虚拟实验环境,师生在该环境中共享教育技术实验的有关仪器设备,共享数据与资源,随时随地进行教育技术实验操作。

教育技术虚拟实验室实现的主要功能有:

1.教育教学功能。一是让学生通过使用虚拟仪器设备,熟悉或掌握教育技术实验过程,掌握相关知识与技能。二是满足不同专业学生的要求,根据他们的能力、实验经验等调整资源模块(如设备、组件、仪器等),使学生单独在模拟环境下能进行相应的实验操作。

2.辅助设计功能。例如现代教育技术音响室的设计,就是先在网络环境下利用虚拟设备进行设计、综合、仿真,之后在实际环境下进行设计并测试。论文参考网。在网络环境中,将模拟设备、数字设备等直观地反映在计算机屏幕上,可灵活地改变设备布局和参数,反复调整实验结果。

3.协同实验和研究功能。虚拟实验室利用网络条件,使参与实验的用户实现远程合作,进行实验研究。

4.实验评价功能。论文参考网。可以对学生的仪器设备的使用及实验过程进行记录,并对其操作过程和实验结果给出评价。

在实践教学中,教育技术虚拟实验室主要作用是:一为进行真实环境的实验做准备练习;二替代教育技术实验室;三完成学生实验操作过程与结果的评价。

二、建设教育技术虚拟实验室的意义

建设教育技术虚拟实验室具有如下的实际意义:

1.有效激发学生学习动机,提高学习效率。虚拟实验提供优良的交互性,提供认识新设备构造原理的观察机会,提供宽裕的操作时间,大大鼓励了学生积极参与实验的动机。虚拟实验能够提供更为精确的演示某些特征、过程等,以专家使用的经验来指导学生实验,避免他们实际实验过程的遗漏操作,从而完善学生的学习广度与深度。

2.开创教育技术实验教学的新模式。教育技术虚拟实验室利用网络将实验设备、实验教学内容、教师的指导和学习者的操作有机融合为一体,克服了实验教学受资源、课堂、课时的限制,延伸了实验教学内容的时空性,为教育技术实验教学改革提供支持。

3.实现教育技术理论教学与实验教学的一体化。将教育技术实验的思想、方法和应用中的虚拟实验仪器、实验环境相结合,将理论教学与实验教学有机地融为一体。学生既可以在学习教育技术实验知识的基础上,有目的地进行设计、完成实验;又可以通过实验深化对教育技术基本知识与实验思想的理解。

4.实现与真实实验相结合的多段式的教学模式。一些难度较高、操作较复杂的实验,学生在通常的实验学时内对实验设备原理、使用方法、实验设计、实验方法难以深入消化,对实验中所遇到的问题难以马上解决。针对这些现象,采用虚拟实验、校园网远程教学与实际实验相结合的多段式的教学模式,让学生于课堂外充分消化实验内容,而于课堂内独立完成实际实验。

5.解决实验设备不足与学生数量较大的矛盾。教育技术公共课程在高校师范院校的开设,增加了教育技术实验室的教学压力,实验设备和教职员工等物理资源的缺乏,限制了学生的实验要求。虚拟实验室的建设,能够容纳较多的学生进行实验学习,一些相对较简单的实验在虚拟实验室操作即可掌握。教育技术虚拟实验室可以模拟、仿真新设备,学生可以学习到最先进的知识与技能,以解决设备更新缓慢的矛盾,使实验教学跟上时代的发展。

三、建设教育技术虚拟实验室应注意的问题

为了有效的利用建设教育技术虚拟实验室,必须注意一些关键问题。

1. 模拟与真实的实验教学问题

认识和处理好模拟与真实的关系,即“虚拟实验”和“实物实验”的关系。我们应该清醒地认识到虚拟实验应该是实际实验的一种补充、完善和扩展,两者互为促进。在实际实验教学中,应结合具体实际,合理规划、设计、安排两种实验教学的实施,使模拟与真实世界穿插进行,更好地服务学生的实验需求与实验学习。

2. 学习者间的相互合作问题

教育技术虚拟实验实质就是在网络中创设的一个虚拟实验环境世界,如果精心设计学习者间的互动合作策略,可以收到比实际学习更好的效果。学习者间合作的策略,应从具体实验项目出发,设计相应的合作题目、分组以及任务划分等,引导学生进行协同伙伴学习。

3. 激发学习者兴趣的策略问题

学习者兴趣激发的策略,主要靠设计与制作优秀的虚拟实验平台。

(1)虚拟实验室模拟现实的逼真性

虚拟实验室的逼真主要从建模和声音两方面来实现。逼真的模型,使学生能够清晰认识教育技术相关实验的仪器设备,如幻灯机、投影器等较老的设备,通过全景浏览功能与三维立体建模,使学生深入认识这些目前不常见的仪器的各个部件与构造。

要使虚拟实验更逼真,还要模拟实验环境中的各种声音,使学生有身临其境的感觉,更有效地完成学习。

(2)交互、引导策略

虚拟实验交互中的师生交互尤为重要,是教育技术网络虚拟实验最重要的交互。一般促进师生交互的策略有:①制定可激活性的教育技术实验研究问题,确定一个明确的前瞻性和时效性的问题,激发学生强烈的兴趣和丰富的联想;②提供教育技术实验的有关学习资源、案例及帮助信息,供学生学习、研讨和充分利用;③当学生实验过程中遇到困难时,教师应能够提供一对一的指导与帮助。

(3)监控、评价策略

在网络虚拟实验中学习者的学习行为具有随意性,为保证学习者顺利完成实验任务,虚拟实验设计中须加入相应的监控机制,以便及时、主动地了解学习者的实验情况,根据具体问题,提供合适的督促策略。论文参考网。

为了有效地支持学习者的实验,需要设计评价反馈机制,通过及时评价反馈学生者的实验状况,使学习者学会自我评价、自我调控,及时修正实验过程中的错误。

四、结束语

教育技术实验室是一个以技术能力培养和锻炼的重要基地,是培养学生掌握现代化教学手段,掌握各种教学仪器设备的使用,培养工程实践能力的重要场所。通过本文的研究,可以实现教育技术设备的虚拟化操作和使用训练,节省资金的投入,获得设计教育技术虚拟实验室的经验,推动高校虚拟仪器和虚拟实验室、虚拟学校愿望的建设与实现,为现代化教学手段的采用提供一定的经验。


参考文献
[1] 王河,顾君忠.Internet上协同环境的虚拟现实交互技术[J] .计算机应用,1999年第19卷第10期
[2] 许又泉,谭敏生,邓轶华.网络虚拟实验室及实现方法研究[J].湖南:邵阳学院学报2004-9
 

 

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