虛擬教學范例6篇

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虛擬教學

虛擬教學范文1

關鍵詞:教學改革;實驗教學;虛擬實驗

一、引言

隨著科技的不斷發展,特別是計算機網絡的普及,大學生的知識體系在廣度上有了很大提升。為了進一步拓展大學生知識結構的深度,在理論教學構建了完整知識體系的基礎上,實驗教學顯得尤為重要。但是由于各方面條件的限制,實驗室的設備和規模都難以滿足廣大學生的實驗需求,目前很多還是以小組或者演示的形式讓學生熟悉具體實驗過程,學生能獨立參與實驗的機會非常少,特別是很難接觸到國際前沿的實驗技術和方法。

虛擬實驗是以虛擬儀器為基礎,采用計算機數字化實驗儀器編程來實現,通過接口設備,完成傳統實驗設備的功能,因此在教學活動中應用日益廣泛。常用的虛擬儀器的開發軟件包括美國國家儀器公司的Labview和LabWindows/CVI,美國Tektronis公司的Tek-TNS軟件等,其中Labview和LabWindows/CVI軟件采用圖形化編程,學習操作簡單,應用最為廣泛,非常適合于本科生教學。目前虛擬實驗系統已經在國內外高校的機械、電子、生物、物理等教學科研領域中發揮了重要作用。國外麻省理工學院微電子系的Alamo教授開發的Weblab虛擬實驗系統較早投入教學使用,取得了很大成功。國內包括清華大學、上海交通大學等院校都開設了相關討論課程。

通過虛擬實驗教學,在有限的教學資源條件下,最大限度地發揮學生的創造力和能動性,培養科學研究興趣。課題組結合熱物性測量實驗,探索了虛擬實驗技術和應用,從而為今后的教學改革積累了一定的經驗。

二、實驗系統的主要內容

1.傳統測量系統

圖1(a)顯示了該套系統的主要組成,包括樣品、信號發生器、數字萬用表、鎖相放大器等儀器。傳統實驗條件下,學生操作順序見圖2所示。先調整信號發生器發生頻率,等數值穩定以后,讀取數字萬用表的電壓讀數,同時設置鎖相放大器時間常數,讀取幅值和相位信息。其中數字萬用表精度為八位半,即每次要讀9位數字,鎖相放大器為微伏精度,通常為6位數字。為了保證測量精度,一般要求萬用表讀5~10次取平均,鎖相放大器也是5~10次讀數取平均。每組實驗信號發生器改變30個頻率。因此記錄一組實驗大概需要2小時左右。學生要時刻關注儀表讀數的變化,迅速記錄儀表數值,然后錄入Excell表格中,再繪制圖表進行數據處理。

2.虛擬實驗第一個階段改進

利用虛擬儀器控制信號發生器、鎖相放大器以及數字萬用表,實現各個儀表自動參數設定、數據讀取、存儲和數據處理功能。用GPIB線將三臺主要設備連接,然后通過GPIB-USB數據轉換接口接入計算機中,編寫儀器控制程序,用于設定三臺設備的主要參數,例如改變信號發生器頻率,讀取鎖相放大器幅值和相位,讀取數字萬用表電壓。學生通過程序可以直接將數據保存到指定文檔中,并進行數據處理。同樣測量30個頻率,時間大概為半個小時,因此大大提高了測量效率,同時可防止人為因素引入的測量誤差。

3.虛擬實驗第二個階段改進

第一個階段只是利用虛擬儀器控制原有設備,而這個階段則用虛擬儀器代替儀表,此時實驗系統如圖1(b)所示。為了實現虛擬實驗,需要在計算機中置入數字/模擬轉換器,在程序中編制虛擬信號發生器,用數字/模擬轉換器轉換為模擬信號輸出到樣品中,同時讀取樣品兩端的電壓信號,有數字/模擬轉換器轉換為數字信號,并在計算機中編寫虛擬鎖相放大器程序,處理得到對應的幅值和相位。讀取固定電阻的電壓,同樣用數字/模擬轉換器轉換為數字信號,用計算機編寫虛擬數字萬用表程序,處理得到電壓。將頻率,幅值和相位,電壓信號存儲到固定文件中(原始數據),并用Labview中的信號處理模塊,處理得到最后樣品的熱物性參數(最終測量結果)。

圖1(a)傳統實驗系統;(b)虛擬實驗系統 圖2傳統實驗過程

三、虛擬實驗教學中的經驗總結

通過以上教學實踐活動可以看出,虛擬實驗在學習科研過程中,與傳統實驗教學相比,在實現數字化教學,提高教學質量和水平,提高學生綜合素質等方面都有重要意義。同時課題組也發現虛擬實驗存在的一些容易被忽視的問題。

1.虛擬實驗的積極作用

虛擬教學范文2

Packet Tracer是由Cisco公司的一個輔助學習的免費工具軟件,為網絡課程的學習者提供可視化的設計、配置、排除網絡故障的模擬環境。師生可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲、配置網絡,并提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程,觀察網絡實時運行情況。Packet Tracer使教學和學習變得更容易,教師和學生通過建立自己虛擬的“網絡世界”,探索、試驗網絡技術,掌握網絡的概念和技術。目前最新版本為Packet Tracer 5.1。

從Cisco網站下載Packet Tracer安裝文件,安裝完成后將漢化文件chinese.ptl拷貝至安裝目錄(一般為C:\Program Files\Packet Tracer 5.0)下的languages文件夾中,運行Packet Tracer,選擇菜單Options下的Preferences,在“Select Languages”欄選擇chinese.ptl,單擊Change Languages完成漢化(圖1)。

《動手組建局域網》是在學生初步了解計算機網絡的分類、常用的網絡傳輸介質、網絡中常見的連接設備及網絡協議等基礎知識之上的一節實驗課。通過動手實踐,讓學生學會根據網絡用途,規劃網絡拓撲圖,準備、安裝硬件,安裝網絡通信軟件與設置參數,檢查網絡是否連通等,增強學生動手操作的能力,讓學生掌握構建簡單局域網的方法,實現網絡資源共享。

根據網絡拓撲圖準備、安裝硬件

網絡按拓撲結構主要分為星型、環型、總線型,本節課組建小型局域網,采用星型拓撲結構,選用交換機,超5類雙絞線連接網絡。

在Packet Tracer窗口左下角的設備管理器中選擇交換機和主機,并將設備拖放到模擬平臺(圖2),然后選擇直通雙絞線將主機和交換機連接起來(圖3)。一般交換機和主機間的連線用直通線,主機間用交叉線。

連線完成后,交換機和主機間的節點閃爍綠色,表明網絡連接成功。

過程分析:利用該軟件使每一個學生能夠完整地、獨立地組建一個小型局域網,不僅保持了學生獲取知識的完整性,更重要的是,讓學生在虛擬的環境中獲得了真實的感受和經驗,使枯燥的理論學習變得豐富具體。另一方面,有效地解決了真實環境教學中硬件資源的短缺問題。

配置網絡參數

我們對網絡硬件的連接已經完成。但此時還不能相互之間傳送數據或上網,因為還需要設置網絡參數。Internet通用協議TCP/IP的設置主要有IP地址、子網掩碼、默認網關、DNS服務器地址等。

在Packet Tracer中雙擊主機,選擇“桌面”中的“IP”(圖4),輸入網絡參數,一般小型局域網采用C類IP地址,掩碼默認為255.255.255.0,DNS采用當地DNS服務器地址,本例中主機0的IP為192.168.1.1,主機2的IP為192.168.1.2。

過程分析:使學生深刻體會到網絡傳輸除了需要硬件還需要軟件的支持,體會信息傳輸過程中TCP/IP協議的作用、DNS服務器的作用、IP地址和子網掩碼之間的關系等。

檢查網絡是否連通

在經歷網絡規劃、網絡安裝、網絡參數設置等步驟之后,一個重要環節就是檢查網絡是否連通。在Packet Tracer中雙擊主機0,選擇“桌面”中的“命令提示符”,輸入ping192.168.1.2,如果提示“Replyfrom192.168.1.2 ……”表示網絡連通,如果提示“Requesttimedout”表示網絡存在故障,不能接通,需要排查(圖5)。

過程分析:這個過程中如果網絡檢測不通,學生獲取的知識可能會更多。為了讓學生能夠獲得更多的信息,接下來筆者故意設置幾個在小型局域網組網過程中的錯誤,讓學生去分析排查。使整個過程變得非常富有挑戰性,從而使學習過程變得更加刺激。學生通過自己的排查找出錯誤,加深學習印象,從而避免在真實環境中發生錯誤。

常見故障排查

為進一步激發學生深入探究的興趣,提高動手解決實際問題的能力,筆者準備了兩個故障拓撲圖(圖6),在每個故障圖上標明了IP和網關。學生通過排查發現,故障1是網絡連線不對,交換機和主機間應用直通線連接;故障2是網關配置不對,同一網段就使用同一網關。

虛擬教學范文3

關鍵詞:中職;汽修專業;虛擬教學技術;實訓教學;虛擬教學平臺

筆者通過對我國職業教育的研究,發現當前中職汽修專業技能培訓還是以單向灌輸式教學模式為主,教學模式單一,不能有效激發學生自主學習能力。尤其是對汽修專業十分重要的實訓階段,部分院校師資力量有限,教學平臺陳舊,優質的信息化教育資源無法得到高效利用和公平分配。而虛擬教學技術作為一種重要的信息技術教學手段,在中職汽修專業教學中的應用愈加廣泛,隨著VR(VirtualReality,虛擬現實)技術的逐步成熟,沉浸式新型教學模式大大降低了新技術的學習難度,也激發了學生的學習興趣,具有很大的應用潛力。

1虛擬教學技術的特點

1.1沉浸式學習體驗

通過虛擬教學平臺對汽修設備、車輛設備進行高精度模擬,可對汽修常用工具和數據庫中有的汽車進行多角度的靜態觀察和動態組裝(包括組裝過程中需要的工具)。通過運用虛擬教學技術,學生能夠通過親自上手操作各個設備、車輛,從而更加全面地了解實際汽修過程中所使用的各種儀器設備的構造、拆裝和操作方式。通過使用HTCVIVE等虛擬現實套件,使學生完全沉浸于虛擬的3D汽修學習環境中,不僅學習真機實訓中的汽修知識,還可以學習各個零部件結構、重要組件運行原理。

1.2滿足學生的個性化需求

在日常教學中發現,中職實訓過程中普遍存在師資力量匱乏的問題,學生無法獲得有經驗教師的一對一的指導;同時因為實訓設備短缺或陳舊,學生很難獲得高效的實訓練習。而虛擬教學技術在解決教師匱乏這一難題的同時。

2虛擬教學技術在新能源汽車維修上的應用實踐

2.1虛擬教學技術應用于汽修專業理論教學

在汽修專業理論教學過程中,可通過虛擬教學技術建立車輛關鍵部件的模型,并可以在課堂上建立全景化教學模式,將車輛工作原理及各部分內部構造通過動畫的形式生動地展現給學生,激發學生學習興趣,輔助學生理論知識的學習,大大提高課堂教學效率。如在教學混合動力新能源電動汽車的動力系統工作原理時,由于有串聯式、并聯式、混合式等多種動力模式,且動力系統相比傳統燃油車輛更加復雜,僅依靠簡單的多媒體展示,學生無法深刻理解其工作原理。通過應用虛擬教學技術,學生可以觀察發動機、電動機、發電機在實際工作中的動力變化,當汽車爬坡時,電動機和發動機同時向傳動機構提供動力;當車速達到目標速度時,汽車變為靠發動機提供動力。通過為學生展示不同種類動力模式的工作原理,深入淺出地為學生展示新能源汽車的理論知識,提高教學效率。

2.2虛擬教學技術應用于汽修專業駕駛培訓

想要成為一名合格的汽修技術人員,就必須了解車輛的零部件功能及運行情況,而通過試車能夠幫助技術人員更快確診汽車問題所在,因此,學生在汽修專業學習過程中學習汽車駕駛技術是有必要的。然而中職院校學生部分還未成年,不能進行駕照學習,而虛擬教學技術的出現使學生可以通過虛擬駕駛進行汽車駕駛技術的提前學習,為畢業后的駕照學習做好充分的準備。同時,虛擬駕駛學習過程十分有趣,且不受時間和空間等條件的限制,節省了學習成本,也激發了學生的學習興趣。

2.3虛擬教學技術應用于新能源汽車實訓

隨著新能源汽車的普及,汽車電氣化程度的增加,新能源汽車的電路故障排除已經成為汽修教學的重點和難點。傳統汽修電路排障存在危險性高、實車易損壞、教學內容更新較快的特點,限制了汽修電路排障教學開展。而虛擬教學技術的應用能夠真實模擬所有的新能源車輛電路故障,同時為學生提供多種排障工具,如虛擬故障診斷儀、虛擬萬用表、虛擬信號模擬檢測儀等,讓他們通過這些虛擬設備進行不同車輛的電路故障排除模擬操作,實現電路故障的診斷、調試和排除。同時,可以實時更新最新電路故障實例,為學生掌握不同車輛電路原理、排除電路故障打下堅實的基礎。如在日常教學中的一個重點內容是新能源純電車輛高電壓電路故障診斷,通過虛擬教學手段進行車輛高電壓電器部件(含快/慢充電口、高壓電控系統PDU、動力電池包)結構模擬展示,學生可以對車輛各部分的運行情況、電流電壓等實時情況進行直接觀察。虛擬教學系統通過對各項參數的判斷,提出詳細的解決方案,學生可以根據提示選擇合適的工具、零件對電路系統進行檢測和維修,而選擇不同的工具和零件會出現不同的操作演示和參數設置,從而大大提高故障處理的能力。同時,教師可以在系統中進行故障設置,模擬電路故障問題,進一步豐富學生的實踐案例儲備。

3基于虛擬教學技術的中職汽修教學創新

通過近幾年的教學探索,發現虛擬教學技術十分適合中職汽修教學,但該技術受限于虛擬教學平臺不夠完善、技術與教學結合不夠緊密,師資隊伍數量不足、質量不高等問題,距離全面普及應用尚有一段距離,需要進行長遠規劃和逐步推進。

3.1進一步加強虛擬教學平臺的開發

想要使虛擬教學技術真正地運用于中職教育中,在教學平臺的開發過程中就一定要以職業教育本質規律為中心,以中職教育的教學目標和教學內容為抓手,以新技術在教學中的應用為載體。一方面,中職院校汽修專業可以根據教學需求,通過項目申報等方式與有關科研院所或高科技企業聯合開發虛擬教學技術和平臺,以保證教學產品具有針對性;另一方面,企業也要發揮主觀能動性,通過與中職院校合作,建立虛擬教學產品領域的技術標準,然后基于該標準建立統一的標準化教學平臺,進行虛擬教學技術的標準化生產,提高產品的可用性。

3.2進一步推動虛擬教學技術與教學資源的深度融合

教學內容是中職汽修教學過程中的重要因素,也是汽修教學的理論基礎。由于虛擬教學技術剛剛興起不久,應用于教育領域的時間尚短,教學內容還比較匱乏,因此,中職院校教師要進一步推動虛擬教學技術與傳統教學資源的深度融合,通過技術手段整合當前學習平臺龐大的教學資源數據,實現院校之間教學上的聯動,院校與企業的多媒體社會化交互,最終從根本上改變傳統的汽修教學模式,實現學生學習的同步交互、實時共享,促進教育資源的公平合理分配。

3.3進一步推進教師隊伍培養

先進的虛擬教學技術想要得到更好的應用,就必須建立一支理念先進、高技能、高素質的師資隊伍。院校一方面要加強相關人才的引進工作,另一方面要根據自身條件,在現有師資隊伍中有計劃、有目的地選擇性培養一批虛擬教學技術專業人才??赏ㄟ^與高科技企業和知名院校合作,選拔有基礎、肯鉆研的教師進行虛擬教學技術與中職教育結合的理論與實踐研究,使之成為中職虛擬教學平臺創新的中堅力量。同時,為了提高中職教師整體教育素養,進行全面的虛擬教學技術的使用培訓,最終形成集研究、開發、應用于一體的高素質教師隊伍。

4結語

虛擬教學范文4

這里所謂“虛擬”,就是指人們主觀的假設同事實不相符合,或者實現的可能性很小。我們知道,時間和空間是物質存在的形式。人們的頭腦如果不把自己的想象同一定的時間、地點相聯系,是無法進行假設的。把現實的假設和此時此地聯系起來,使得所想象的情景仿佛就發生在眼前。對極不現實的假設(虛擬),由于其假設違反事實(或可能性很?。托枰惯@種假設的情景推到過去或將來。

英語虛擬語氣就產生了這樣一套較為嚴密的模式:把現在、過去及將來都加以“過去化”,即與現在事實相反,條件從句就用動詞的過去時(be的過去時用were);與過去事實相反,條件從句就用動詞的過去完成時;與將來的情況相反或實現的可能性極低時,從句就用動詞的過去時(be用were)或用should/wereto加動詞原形來表示。

有些虛擬語氣,從中國人的思維角度來看是完全可以理解的。如:

IwishIwereabird.我但愿我是只小鳥。

這顯然與事實相反,在wish后面的賓語從句中使用虛擬語氣,我們認為無可非議。

但有些英語句式使用虛擬語氣,中國學生就較難理解了。例如在表示建議、要求、決定、愿望、堅持、必要性、重要性等意思時,無論是主語從句、賓語從句、同位語從句還是表語從句,都使用should式(古體英語使用be式),即be-虛擬式。如:

Weinsistthatameeting(should)beheldassoonaspossibte.我們堅持會議應盡快召開。

Itisessentialthateverychild(should)havethesameeducationalopportunities.

每個孩子都應有同等受教育的機會,這很重要。

在這種be-型虛擬式中,當事人想暗示的情況雖然不一定發生,但假定真的發生了這種情況的話,就成了一種固定格式,不再帶有任何委婉意味,以致下命令也要使用這種固定格式。如:

Thecommanderorderedthatallcivilians(should)beevacuated.司令員命令全體平民撤離。

should作為情態動詞表“應該”時,也是由此演變而來的。如:

Youshouldnothaveconcealedthematterfromme.

你本不該把這件事瞞著我。

表驚奇、惶惑、懷疑、意外、遺憾等意思時,也使用虛擬語氣,中國人對此亦頗感費解。如:

Iwondersuchamanasheshouldsucceed.

我真奇怪他這樣的人竟然會成功。

這類句式為什么也用虛擬語氣呢?原來這是表示雖然這些事情都屬事實,但當事人仍然在設想這些都是一些不大可能實現的事情,即當事人不相信這些是事實。在這種情況下,漢語要用“竟然”一類副詞來翻譯。

英語中還常常使用虛擬語氣來表示委婉、客氣,如使用"would(should、could、might)加動詞原形”這樣的結構。中國學生大都知道這一用法,但其中緣由就不甚明了了。原來這類句式是要表示“假如我(或你)如何如何,你覺得怎么樣?”因而也就表示客氣、委婉了。如:

Ishouldthinkyourapproachisincorrect.

(陳述意見)我認為你的方法是不正確的。

Youhadbetterleavethemattertome.

(提出忠告)你最好把事情交給我辦。

IshouldliketoseeMr.Green.

(提出請求)我想見見格林先生。

這類句式沿用既久,已經成為表示禮貌的一種固定格式,人們早已不覺得它屬于虛擬語氣了。

另外,還有一種句式,中國學生看來非常不理解,為什么Itistimethatwewenttobed.這類句式中,定語從句也使用虛擬語氣?其實這是一種迂回曲折的表達方式。就上例而言,開始是講話人要通過虛擬語氣以暗示的方式提出理由(即事實是,我們還沒有去睡覺),而讓聽話人自己去得出結論(即因此,我們應該去睡覺了)。這也是一種沿用已久的固定格式?,F在人們講話時,只把它作為一種格式,已沒有反映出上面所提到的那種復雜的心理過程了。

在使用虛擬語氣的過程中,以下幾點需要特別注意:

第一,在現代美國英語中,虛擬語氣不太常用,多數只出現在正式文體中。這種概念一般用其他方式來表述。

第二,在if,asif和Iwish后面,虛擬語氣一般多用were(當suppose這類詞的意思與if相似時,后面也可以用were),不過was也時有出現,尤其在英語會話中,was似乎更常用。如:

Iwouldn''''tmindifheweren''''t/wasn''''tsorude.

如果他不是這么粗魯,我也就不在意了。

Iwishitwere/wasSundaytoday.

我希望今天是星期天。

值得注意的是,在較正式的文體中,Ifheweretotelluseverything,wecouldtrytosolvehisproblem.這類句式有時會用倒裝結構,即Werehetotelluseverything,wecould...,這種情況下,就不能用was了。同樣,在詞組IfIwereyou及asitwere中。我們也只是用were而不可用was,但也有人認為前者可用was,而后者則不能。

第三,在表示建議、要求、決定、愿望、堅持、必要性、重要性等意思時,其主語從句、賓語從句、同位語從句或表語從句中,英國英語是使用should加動詞原形,而美國英語則直接使用動詞原形來表示虛擬。不過在美國英語中,這類虛擬語氣結構常用在正式文體中。在非正式交談中,美國人可能會找不同的方式來表達這些概念。

第四,某些公式化語句中也可用be-型虛擬式表示祝愿、詛咒、禁止等意義。常見的有:GodsavetheKing/Queen;Longlive...;Bethatasitmay...;Heavenforbid;Godblessyou等。

第五,在非常正式的語言中(如法律文件),if和whatever后面有時用be。如:

Ifanypersonbefoundguilty...

如果發現任何人有罪……

...whateverbethereason...

……不管是什么理由……

第六,在非正式文體中,有時把一個多余的not置于表示懷疑和不肯定的詞語后面的if從句中,但是這個not并沒有任何否定的含義:如:

Iwonderifweshouldn''''taskthedoctortolookatMary.(=Iwonderifweshouldask...)

我不知道我們是否應該讓醫生來看看瑪麗。

第七,在非正式口語體英語中,有時會把一個額外的have置于if從句中表過去(注意,這種形式的主動詞總是know),相當于過去完成時表過去動作的虛擬語氣的形式。這一說法被認為“不正確”,通常也不會出現在書面英語中。不過,這種“不正確”的用法即使在受過教育的人的談吐中也是常見的,如:

IfI''''dhaveknownI''''dhavetoldyou.(=IfIhadknown...)

如果我知道,我就告訴你了。

第八,ifIgot與ifIget,或ifIhad與ifIhave之間的區別,并不是時態上的區別。兩種結構都可用來表示現在或將來的虛擬:若用動詞的過去時表虛擬,則表示發生這種情況的可能性會更小,或完全不可能、純屬想象。試比較:

IfIwinthisrace...如果我跑了第一名……(一位運動員這樣說)

IfIwonfirstprize...如果我中了一等獎……(一個買了彩票的人說)

IfIbecomepresident,I''''II...假如我成為總統,我將……(競選總統的候選人說)

IfIbecamepresident,I''''d...我要是當總統,我就……(一個小學生這樣說)

第九,現代英語可采用多種多樣的語法手段來表達虛擬語氣,如一般過去時、過去進行時、過去完成時、情態動詞的過去式加動詞原形或不定式完成時等。如:

Iwaswonderingifyouwouldletmeuseyourcar.

不知道我是否能用您的車呢?

第十,虛擬語氣在現代英語中已不是一個重要的語法范疇,許多該用虛擬式的地方常為陳述語氣所替代。如用was代替were就是一例。有時,甚至還可以根據語義意圖干脆就用現在時形式。如:

IwishIwere/wasthere.我希望我在那里。

Helooksasifhewere/was/issick.

他看上去好像病了。

虛擬教學范文5

[關鍵詞]實驗室技術和方法;教學方法;仿生學;計算機通信網絡

1虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的內涵與建設任務

虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的內涵包含2個方面:(1)具有智能發展性。虛擬仿真實驗教學中心建設要根據學科的發展規劃以及學科建設的新要求,在當前現有的資源基礎上不斷加入新的內容、新的知識和新的技術手段[3]。(2)具有可持續發展性。即保證發展的長遠性和不間斷性,這就要求虛擬仿真實驗教學中心要立足學校的高度,打破學科的局限,整合各學科信息化實驗教學資源,發揮企業開發實力強、支持服務能力好的優勢,以培養學生扎實的綜合實驗設計能力與創新能力為出發點,創造性地建設與應用高水平軟件共享虛擬實驗、儀器共享虛擬實驗和遠程控制虛擬實驗等教學資源,提高教學能力,拓展實踐領域,豐富教學內容,降低成本和風險,開展綠色實驗教學[4]。具體應做到以下幾點:(1)管理平臺的建設。虛擬仿真實驗教學中心不是單一學科專業的封閉式實驗室,而應該是多學科、多學校、多地區的實驗教學資源平臺,需要一個兼容性強,且具備擴展性和前瞻性的共享管理平臺來管理實驗教學資源,以實現校內外、本地區及更廣范圍內的實驗教學資源共享。(2)保障持續性運行經費的投入。虛擬仿真實驗教學中心的建設與發展需要虛擬仿真實驗項目與軟件的不斷開發、維護與更新,必須要有持續性的經費支持,沒有持續性的經費支持,虛擬仿真實驗教學中心不可能得到良好持續的發展。(3)建立管理體制與運行機制。完善良好的管理體制和合理的運行機制是虛擬仿真實驗教學中心高效運轉的前提,多學科、多專業的實驗教學資源融合平臺需要有好的管理體制與運行機制以確保各項實驗教學目標的實現[5]。(4)探索校企共建共管的新模式和新途徑,建立可持續發展的虛擬仿真實驗教學服務支撐體系。

2虛擬仿真實驗教學中心建設的必要性

培養創新型和實用型的“一專多能”高素質檢驗人才離不開實驗教學這一重要環節。醫學虛擬仿真實驗是針對醫學實驗的現象及過程,通過仿真、虛擬現實、多媒體等技術及相關設備將操作實踐與實驗材料、實驗儀器、實驗內容、實驗方法步驟等相互結合構建高度仿真的虛擬實驗對象,學生能在高仿真度的虛擬環境中開展實驗,達到教學目標所要求的教學效果[6]。而醫學檢驗技術是一門實踐性和應用性均很強的學科。臨床檢驗工作者要熟練掌握常用檢驗儀器的實驗原理與操作技能,具備分析問題和解決問題的獨立工作能力,這需要經歷一個較漫長的過程。長期以來,檢驗專業的教學常以教師授課、學生聽課及進行常規的實驗操作和課后看書復習的傳統教學模式為主,學生實操能力的培養受到一定實驗條件的限制[7]。因此,可依托虛擬臨床實驗室系統與虛擬實驗操作流程,讓操作者可以通過計算機虛擬的實驗環境,擺脫傳統實驗的種種限制,讓學生“身臨其境”地操作虛擬儀器和其他實驗器材自主選擇實驗內容、模擬操作過程,通過對虛擬世界的體驗和交互作用加快熟悉檢驗的相關內容,從而達到教學大綱的教學要求與學習效果。虛擬仿真教學作為實驗教學的輔助有段可有效解決過去醫學檢驗教學的難題:(1)為解決醫學檢驗技術高、精、昂貴儀器培訓難的困擾提供了條件。醫學檢驗離不開高、精、昂貴的儀器設備(如全自動生化分析儀、高精酶標儀、流式細胞儀等),然而在學生上實操課、見習及各級各類培訓過程中不可能拆分儀器和實時親手操作這些儀器設備,而通過虛擬的儀器設備可很好地解決這一難題,實現對高、精、昂貴的儀器設備的操作,達到醫學檢驗實驗機能與培養學生綜合實驗思維的目的[8]。(2)規范檢驗技術的標準化操作培訓。通過模擬操作檢驗過程(如細菌接種培養、靜脈血標本和骨髓標本的采集等)規范學生的臨床檢驗實驗操作,掌握相關技術的標準化操作程序,提高臨床實踐能力。(3)規避檢驗技術培訓的生物安全問題。在虛擬環境下進行仿真儀器操作與實驗項目訓練不需要接觸真實的設備和疾病標本,避免了受感染、受傷的危險性。(4)節約檢驗技術培訓的實驗器械、試劑等耗材成本。在虛擬實驗室中學習及操作虛擬實驗可反復多次訓練,不存在實驗器械、耗材與試劑(如昂貴的抗體)的消耗,節省使用、維護成本。(5)解決臨床檢驗中疑難罕見形態學資源短缺問題。在虛擬形態學圖片庫中可隨時搜索并學習到一些在臨床工作中少見的細菌(紅斑丹毒絲狀菌)、病毒(漢坦病毒)、寄生蟲(環孢子蟲)、白血病細胞及一些罕見的實驗現象、結果等,可達到實際實驗難以實現的效果,使操作者的學習事半功倍,大大縮短了學生進入臨床檢驗工作的適應期。(6)增加學生對檢驗技術的學習興趣和效果。在逼真的軟件系統與豐富的數字化資源中自由尋覓,遠比枯燥的課本、笨重的儀器、漫長的實驗等待更能吸引學生的興趣,從而提高學習效果。(7)臨床檢驗人員的再教育也可充分利用虛擬仿真實驗教學中心。讓臨床檢驗人員在工作之余根據自己的興趣和愛好在逼真的軟件系統與豐富的數字化資源中自由學習新知識、新技術、新進展,達到再次提升技能的目的。(8)在課余時間,學生可利用虛擬仿真實驗教學中心進行科研設計和預實驗。學生進入虛擬場景,根據實驗要求自行設計實驗并完成實驗,這樣不僅能鍛煉學生的獨立構思和設計能力,且能激發學生的科研興趣,更有利于培養具有創新型和實用型人才。

3制約虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的問題

從2013年啟動國家級虛擬仿真實驗教學中心的建設工作至今已有數年,全國已有300余家國家級虛擬仿真實驗教學中心,但在管理機制和運行機制等方面尚不盡完善,存在一些問題:(1)資源利用不高及浪費嚴重。部分虛擬仿真實驗中心利用率不高,加上新技術的快速發展,導致一些資源的折舊率很高。應將每個高校各自不同實驗室的資源進行整合以提高利用率[9]。(2)后續投入的經費不足。大部分高校虛擬仿真實驗中心建設模式為一次性建設,在建設完成后很少有經費的持續性投入,但虛擬仿真實驗中心的建設是一個持續性過程,虛擬仿真教學實驗項目的增設、軟件的更新均需要后續的擴展與完善,均需要持續性的經費投入。(3)管理機制和運行機制尚不夠完善。部分高校虛擬仿真實驗教學中心無法發揮多學科的優勢,缺乏統一的管理平臺,在資源整合方面做得不夠細致,從而導致利用率不高[10]。(4)知識產權的保護力度不夠。在虛擬仿真實驗教學的建設過程中每一個新的虛擬仿真實驗教學項目與實驗軟件的開發均是工作人員智慧與汗水的結晶,應該對其進行知識產權的保護與獎勵。但目前大部分高校僅將此當作其工作職責與工作義務看待。對知識產權保護和建設人員的效益激勵力度不夠,在一定程度上阻礙了虛擬仿真教學中心的可持續性發展[11]。

虛擬教學范文6

諸如“教育即生活”、“語文學習的外延就是生活的外延”這樣的理念,已為廣大的語文教育工作者所熟知。新課程理念也強調,語文學習必須植根于現實,面向生活,開拓廣闊的語文學習空間。因此,語文教育的生活化取向已成為一種共識。本文要探討的問題是:語文教育生活化取向下的虛擬情境及其教學價值。因為,一味地強調和追求教學情境的真實性,可能會有違語文教學的規律。語文教學總是在特定的時空中進行的,如學習朱自清先生的《背影》,我們不能回到幾十年前去學習、體驗,因此就導致了語文課中虛擬教學的必然存在。虛擬存在有其自身的價值。教學中的虛擬情境所實現的將不只是對文本情境的再現,更是一種對情境的再創造。在很大程度上,“虛擬開拓了人的思維空間”,“開拓了人的選擇空間”。正因為如此,語文課堂教學在強調生活化的真實情境的同時,不僅不能排斥虛擬情境,還必須予以重視并使它的教學價值得到充分發揮。

一、虛擬文化背景下的教學情境

網絡以它強大的滲透力和融化力,消解著現實和虛擬之間的距離。現實生活正被虛擬化,或者說,虛擬文化已經深深地介入到了現實中。由此,更多的人開始關注自我的生存狀態。“人已不滿足真實世界的生存方式,需要一種虛幻的滿足,即不滿足‘一種世界’及‘單一’的生存方式?!本W絡構建的數字化的虛擬世界給人類提供了另一種生存方式,它使人類的生存方式變得多樣化。網絡以它獨具的虛擬方式“在虛擬空間中形成對于現實性來說不可能的可能性,進一步形成夢幻的、在現實性之外的虛擬。”這種虛擬否定了以往一切從現實性出發的傳統的思維方式。虛擬文化作為現實文化的延伸,不再依賴真實的時間和空間,給了人更多的選擇空間。于是,對于語文教學而言,也讓我們有了一種新的形式來表達對它的獨特理解。虛擬文化背景下的教學情境將突破傳統教學受制于時間、空間的局限,從而而擁有一個更加廣闊的“生活空間”。

傳統意義上的情境教學講求的真實性,首先是參與主體的真實性,即這種真實性要求學生切實地置身于其中。其次是所創設的周邊環境的真實性,從而得到的是學生體驗的真實性。特級教師蔡偉這樣描述:“一個深秋的夜晚,有位語文教師利用晚自習,讓學生走出教室,去尋找校園秋天的美。”此時,學生切實地置身于一個真實的環境中,與真實的景物進行著一場真實的對話:“操場上一棵大梧桐樹的葉子一片片飄落,這是葉落歸根,因為它愛生長的這片土地;辦公樓前那一排排燈光不正是教師額上涔涔的汗珠嗎!道旁的松塔,那是堅韌、剛強的哨兵;校園的林陰道上,抬頭看月亮,仿佛感受到李白‘床前明月光,疑是地上霜,舉頭望明月,低頭思故鄉’的熱愛家鄉的情懷?!边@種讓學生與大自然面對面的教學,使學生得到了一種真切的體驗,這便是所謂的“登山則情滿于山,觀海則意滿于?!?,這種教學體現了教育的真實性,使教學達到了植根于生活、面向生活的要求。但在實際的課堂中,我們不可能凡事都讓學生親身經歷,對任何事都作一番切實的體驗,于是便需要創設虛擬情境。

(一)虛擬情境的真實性

虛擬并不是虛假,作為思維形式的虛擬是在對現實反映的基礎上對現實的一種超越。

“虛擬”一詞的含義,目前學者的看法并不一致:有的學者認為,虛擬是數字化的構成方式;也有學者認為,虛擬就是指運用計算機及其他相關設備而組成一個系統;還有學者認為,虛擬世界是人們新的生存方式,是人的身體器官的延伸,是人的本質的發展,也是人的本質力量的對象化和發展。筆者更認同第一種觀點,即虛擬是一種數字化的構成方式。虛擬講求的是現有表象的重新組合與再創造,它并不是傳統意義上的不真實,虛擬的東西是真實地存在著的,至少是在一個虛擬的空間中以數字化的形式存在著,當它被人們意識到或者被認同時,就表現為一種真實。舉個簡單的例子:紅綠燈。當“紅燈停,綠燈行”這種虛擬的形式被人們認同時,虛擬便成了一種真實的規范。虛擬的真實性還不僅僅是停留在這一層面,現代社會,特別是網絡數字化的出現在為虛擬提供平臺的同時,更大大拉近了虛擬與現實之間的距離,就像利用電影的數字化生存,可以使一部虛擬電影《大話西游》突破傳統電影《西游記》的虛擬程度一樣,虛擬化了的《大話西游》讓觀眾看到的是男女主人公更加真實與感人的愛情演繹。這種演繹,“改變了表述形態,卻提高了表現性與觀賞性?!苯虒W中的虛擬同樣如此,開放動態的虛擬情境,能夠使閱讀不再成為“一種對文本編碼的破譯,而是對文本的實現,是對文本的一種再創造”。虛擬突破了時間與空間的限制,給了人們更多選擇的空間,這便是虛擬價值的體現。虛擬并不一定是現實的,但它卻具有潛在的真實性。作為思維形式的虛擬是在對現實反映的基礎上的超越現實,它同樣具有植根于現實的特性。

(二)真實情境的虛擬化

文學作品總是由作家蘸著情感的筆墨寫成美的人、美的事、美的景、美的物。但比起畫畫、唱歌、跳舞,解讀文字作品卻讓孩子們覺得乏味得多。為什么?究其原因,只是因為畫畫、唱歌、跳舞等藝術的美更容易被孩子們直觀地捕捉到。孩子們喜歡美,美能帶給他們快樂!但文學作品呢?不能否認它本身蘊含著美,但對于作品美的解讀卻需要一種形式的支撐。因為“文學作品并沒有提供可以直接作用于讀者感官的外部刺激,沒有提供足以使讀者產生審美情感的物理憑據。”所以,更多的時候,我們需要將作品進行一定程度的虛擬化,讓文字“舞動”起來,展現它特有的美。但這種虛擬必須是建立在原有作品基礎之上的一種虛擬。有文章指出閱讀教學的虛擬可以分為三種:再現現實性的虛擬,即課文的再造虛擬;模擬可能性的虛擬,即作品的過程虛擬;超越現實性的虛擬,即作品的錯位虛擬。無論何種虛擬,其首要的基礎都是在原有作品之上的一種虛擬,這種虛擬是對原有作品的變式處理。例如有一部繪本,名為“猜猜我有多愛你”,這部繪本的語言敘述所采用的正是一種虛擬的表述形態,而虛擬化的文字所表現出來的文學語言所特有的“陌生化”與“反規范”的氣質,給文學作品的理解帶來了更加廣闊的空間,更給作為解讀者的孩子們帶來了極大的自主性。當教師將其作為教學內容呈現給學生后,教師驚喜地發現,孩子們在讀了它之后都會這樣表達對媽媽的愛:“我愛你從山的這邊到海的那邊!”“我愛你像海那么深!”等。

二、虛擬情境的教育價值

虛擬情境是一個特殊的現實情境,在教學中虛擬情境體現為將作品中原有的各元素,包括文字、圖畫等結合音樂等其他大自然或生活的元素以數字化的形式重新組合與再創造,從而為學生的思維發展提供一個更為廣闊的空間,使學生進入一個更為廣闊的學習領域。在虛擬情境中,時間和空間可以以壓縮化的形式存在,學生可以擺脫現實生活對于身體的羈絆,自主性能得到充分發展,個性也能得到最大限度的張揚。因此,往往能達到一種游戲般的學習情境,使思想自由開放,想象可以自由馳騁,從而有效提升語文教學的效益和教育價值。

(一)虛擬情境的游戲價值與審美價值

游戲是兒童的天性。提倡愉快教學,實行寓教于樂,正是源于兒童的這種天性。兒童文化的核心是一種游戲精神。德國教育學家福祿培爾曾經說過:“游戲有重要的教育價值,兒童早期的各種游戲是一切未來生活的胚芽?!碧摂M情境正為孩子們創造了一個滲透著教育者的意圖,充滿智慧,同時又富有美感和兒童情趣的游戲空間。這種游戲空間所帶給孩子們的極大的自主性大大地滿足了他們的探索動機,并獲得了自我探索的無限樂趣。愛因斯坦說:“人們總想以最適當的方式來畫出一幅簡化的和易領悟的世界圖像。于是他就試圖用他的這種世界體系來代替經驗的世界,并來征服它?!边@種探索同時也是“感情和思想的凈化”。于是,“人們才有他們所能有的那些最微妙的、最高尚的樂趣?!蓖瑫r,與真實情境相比,虛擬情境更多地利用了藝術的手段包括音樂、圖畫等的直觀呈現,可以說是藝術化的現實情境。這種富有美感的虛擬情境更符合孩子們的興趣與需求,使他們產生一種“樂學”的情感,從而激起它們學習的主動性,使他們在愉快的游戲中發展智力,養成良好的學習行為和意志品質。

與之相關的是虛擬情境的審美價值?!八囆g是潛藏在每個人心中的一種需要,是人類靈魂深處的一種情感。孩子對于藝術的感受力更加強烈,更加敏感?!闭Z文不僅僅是一門知識性的學科那么簡單,它同樣是一門藝術,而這門藝術的呈現需要一種藝術的教學作為橋梁。利用虛擬情境,可以深入挖掘語文教學的藝術美,引導學生體味語文學科的潛在美,培養學生深入挖掘文本美的意識,提升學生的審美情趣。虛擬情境擁有悠長的時間、遼闊的空間、點染的色彩和流動的旋律。無論是時間、空間,還是色彩、畫面、音響等,都是培養學生審美能力的重要手段。教師應帶領他們在虛擬情境所提供的幻象中宣情、達意、暢神,通過設身處地的想象和觀照體驗,獲得情感的愉悅和精神快適的審美感受。語文教學過程需要的是更多一種潛移默化的影響,要讓孩子們將他們所學的知識緊緊珍藏并反復體味,讓他們有對生活乃至生命的更深情的體驗,從而尋找并獲得課堂與生活更加平和與柔軟的支點。誰都不能否認現實生活的美,但一味追求“真實”的情境教學卻會讓孩子們看到生活的瑕疵,這種瑕疵常常誤導孩子們,以為生活原本就是如此,讓他們缺少了對生活的一種期待。通過虛擬情境的教育,“不僅僅是要告訴孩子們天空是蔚藍色的,而且應該讓孩子們知道,他們現實生活中看到的那些,只不過是藍天上飄過來的游移不定的浮云,啟迪他們用心靈的陽光驅散浮云,從而看到那天空清澈蔚藍的本色?!?/p>

(二)虛擬情境的知識價值與思維價值

教科書濃縮了人類知識的精華,但同時,過度的簡約化和體系化,也使教材變得平淡、乏味,缺少生命的靈性,甚至變得遠離時代、遠離社會。因此,有時需要將教材進行虛擬處理,讓知識還原于它原本的時代,并賦予它生命的靈性。這種將教材虛擬化的過程不僅可以豐富孩子們原有的知識,同時也會改變孩子們原有的認知方式,使他們獲得一種更具生活意義的知識。傳統的教育追求的是知識,即“是什么”,這種追求實際上是一種求知性的認識,這種認識追求所導致的結果便是學生追求的僅僅是一種死板的教科書式的知識。在虛擬情境中,知識以數字化的形式重新排列與組合,因此,學生將學習到的是如何獲得這種知識和如何運用這種知識的知識。這種知識的獲得,同時也是一個能力的訓練與提高。語文的“情境教學”如果沒有知識的沉潛,只能是內容貧乏、色彩蒼白的花架子。虛擬情境的知識內涵是潛在的,在虛擬情境中引導學生觀察與感知,不僅僅是對動態的畫面、色彩、音響的感知,同時也是引導他們對于知識的重新認識、想象與再創造。在教師的引導下,學生“這種感性知識的材料積累多了就會產生一個飛躍,變成了理性認識,這就是思想”。

教育不僅僅是讓學生獲得知識,更重要的是優化學生的思維。傳統的教育是一種內塑型模式,強調的是直接的“灌輸”,即教育目的的明確性和教育方式的直接性,明確而直接地將教育目的的相關信息傳播給受教育者,明確地通過文字或語言告訴受教育者應做什么、怎么做、不能做什么。這種教育模式背景下的學生自然是缺乏思考、缺乏想象,沒有獨到見解的人。虛擬情境意在讓學生擺脫這種枷鎖,它所創設的虛擬空間是一個開放的、自主的,是學生自由活動、想象與創造的空間。虛擬情境中既有形象直觀的畫面,又有抽象概括的影像,這種影像可以是一段旋律,也可以是一個意象。形象直觀的畫面有助于激發學生學習的興趣,便于學生接受,給學生真切的內心視像,產生一種真切的內心體驗,并將這種體驗材料進行加工改造而達到一種思維的成果。而抽象概括的畫面更是給學生留下了一個自由想象的空間,因為它本身就需要一種“再創造”,可以有效地激起孩子們的積極思維,達到一種“思接千載”、“視通萬里”、“物與神游”的境界。正如教學中憑借媒體插入的一陣風聲、一片海浪聲、一段旋律,沒有任何的畫面呈現,沒有任何的文字表述,但卻更給人帶來無盡的想象與聯想。

綜上所說,虛擬世界的生存方式已經給人類帶來了新的生存方式、生活方式。語文課中虛擬情境所具有的潛在價值正隨著現代化的到來日益豐富與完善。語文課中創設虛擬情境并不斷挖掘其潛在價值將會給教育注入新的活力,甚至會使語文教育發生質的飛躍。應當指出,虛擬情境的創設有它的藝術性,教師們切記不能為虛擬而虛擬,要做到知識性與趣味性結合,內容與形式的統一,真實與虛擬的交融。期待教育家及廣大教師們能在教育實踐中不斷探索并完善虛擬情境,讓傳統的語文教育也隨著現代化步入新的時代。

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