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［摘要］三維虛擬仿真教學是利用仿真軟件模擬三維虛擬世界，使學生身臨其境，通過交互學習，提高教學效果。筆者以建構主義思想為基礎，分析了三維虛擬仿真在職業教育教學中的應用可以顯著提高教學效果，同時研究了影響教學效果的因素，在此基礎上提出了仿真教學模式的設計思路。
［關鍵詞］虛擬仿真教學模式;建構主義
三維虛擬仿真教學是利用計算機技術模擬產生一個三維空間的虛擬世界，以真實設備、流程和環境為藍本，構建實踐現場情境和案例。它用計算機生成逼真的三維視、聽環境，使人作為參與者自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用［1］。三維虛擬仿真教學，營造了“自主學習”的環境，由傳統的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環境的相互作用得到知識、技能的新型學習方式。三維虛擬仿真教學模式是在先進的教學理論指導下，利用三維虛擬仿真軟件，高效組織教學設計、教學過程、結果評價等教學環節，實現整個教學過程的優化。
1三維虛擬仿真教學效果分析
建構主義認為，學生的學習過程是通過引導，在原有知識結構、經驗積累的基礎上，生成新的經驗。也就是說，學生的知識不是被動地接受得到的，而是在具體情境中與情景相互作用得到的。根據建構主義學習理論的分析，三維虛擬仿真教學在情境構建方面具有得天獨厚的優勢，在職業教育中，構建知識建構的環境圖形要比語言容易，立體圖形更優于平面圖形，因此三維仿真在情境構建方面僅次于生產實踐學習。虛擬仿真教學的應用可以很好地體現建構主義的思想和方法。相比較普通教學而言，協作和會話過程可以利用計算機進行資料收集、整理，教師進行任務布置、任務引導等。虛擬仿真有助于學生理解相關知識，使學生認知結構的建構更加快速，有助于將知識轉化為能力。“意義建構”是仿真教學的最終過程，目的是將新知識和新能力整合到學生原有的知識架構中。通過三維虛擬仿真教學，在創設的仿真情境中，師生之間學生之間及他們分別與計算機之間進行會話和協作，逐步達成意義的建構，從而提高學生職業能力。
2影響三維虛擬仿真教學的因素
2.1仿真教學軟件使用定位對教學的影響
軟件定位是軟件服務什么樣的對象以及軟件用什么元素進行架構和開發的問題。對于面向高層次的教學科研軟件，要求參數準確，后臺支持強大，一般應有虛擬算法支持。對于職業教育的實習實訓軟件，則要求真實還原現場，注重體現基本知識的學習和基本技能的練習，重在訓練。同時，仿真軟件只是對真實情境進行模擬，對任務進行提煉歸納，與現實情況或多或少有一定的差距。所以仿真教學軟件不能取代真實教學?，F階段，仿真教學只能作為職業教育教學工作的補充和完善。這是仿真教學使用的定位。
2.2軟件開發的滯后性對教學的影響
隨著科學技術的進步，生產設備、工藝流程及管理模式發展愈來愈快。現有的仿真軟件以真實任務為基礎進行開發，因為軟件開發的周期與生產或服務的發展總存在一定的滯后性。這是制約教學效果的一個重要因素。
2.3軟件開發思路對教學的影響
對于以學習訓練為主的仿真軟件，要求生產現場的任務情境在軟件中有高再現性，軟件體現的教學要素應具有代表性，應包含比較全面的知識、技能點。軟件要具有支持自主學習的能力，針對職業教育的專業特點和學生的學習能力，融入游戲等元素，使學生易學樂學。
2.4使用者自身因素的影響
使用仿真軟件，教學效果受到師生對計算機操作熟練程度的影響，同時也受到專業基礎知識、興趣愛好等多方面因素的制約。因為仿真教學就是使用計算機教學，學生是依賴計算機進行學習，計算機水平低，制約了仿真軟件功能的發揮。專業基礎知識薄弱，制約了仿真教學的自我學習。對計算機興趣不高或有畏難情緒，學習的主動性等均會明顯下降。
3仿真教學模式的設計
3.1教學要件分析
在進行仿真教學之前，要詳細分析教學條件，準確把握各教學要件是否符合仿真教學要求。首先，應明確學生的知識層次和水平，了解課程的準備知識和關聯知識，理清知識脈絡，掌握學生現有的知識儲備和對計算機操作的感興趣程度。其次，要對學生學習特點和能力程度進行研究，分析不同層次學生的教學規律，在每個層次尋找有代表性的學生，以點帶面，進行教學設計。最后，要對教學環境等軟硬件進行分析，要詳細研究仿真軟件的優缺點，發揮其優勢，彌補其不足。
3.2教學活動設計
教學模式設計的目標是有效解決學生學、教師教的問題。仿真教學模式存在的意義是克服學生自身學習能力不足，規避專業教學難點和困境，創建教師與學生知識傳輸、技能傳承的暢通渠道。在此前提下，仿真教學模式的活動設計主要按照設計問題、分析問題和解決問題三步進行?；顒釉O計可以采用支架式教學、拋錨式教學、隨機進入式教學三種建構主義教學法進行設計。
3.2.1支架式教學設計
支架式教學應當為學習者建構對知識的理解提供一種概念框架，這種框架中的概念是為發展學習者對問題的進一步理解所需要的。為此，事先要把復雜的學習任務加以分解，以便于把學習者的理解逐步引向深入［2］。支架式教學中強調圍繞當前的學習建立與其相關的知識架構，將學生引入某個架構的節點，幫助學生獨立探索，使學生在知識框架中獨立攀升。虛擬仿真軟件的知識是以框架形式存在的，各個知識點以情境和任務貫通，網狀相連。學生可以在固定的知識點導入并在三維軟件的引導下，在虛擬的環境中，自主地學習。但是，支架式教學與虛擬仿真相結合要注意受軟件設計和操作流程的限制，學生知識的導入的點相對固定。這需要教師在教學中靈活使用虛擬仿真技術輔助知識的導入。
3.2.2拋錨式教學設計
拋錨式教學也叫基于實例的教學。它要求學生到生產實際中發現問題和解決問題，拋錨式教學要求建立選擇有感染力的真實事件或真實問題。當這類問題被選定后，教學過程、教學內容等就按照這個問題進行展開，整個教學內容和進程也被確定了。因此形象地把這類教學稱為拋錨式教學。利用仿真軟件教學中，教學案例的設計基本是以真實的生產為藍本，特別是三維軟件更是給學生身臨其境的感覺，使學生發現問題，探索解決辦法，成功解決。但是軟件自身對問題的設定可能較為單一，需要在軟件設計中把任務的線性設計改為非線性設計，同時需要教師在教學設計中，導入問題以現實為依據，以軟件為補充，不要生硬地操作軟件學習。
3.2.3隨機進入式教學
隨機進入式教學策略是指學習者可以隨意通過不同途徑不同方式進入同樣教學內容的學習，從而獲得對同一事物或同一問題的多方面的認識與理解［3］。職業教育面對的生產工藝具有復雜性和多面性，要做到對工藝的內在性質和相互聯系的全面了解和掌握是很困難的，往往從不同的角度考慮可以得出不同的理解。為克服這方面的弊病，在教學中就要注意對同一教學內容，在不同的工況不同的參數條件下，用不同的方式加以呈現［4］。
3.3教學效果評價
教學效果評價是仿真教學模式設計的重要步驟。通過評價，可以檢驗學生的學習效果，分析教學成效的高低，尋找問題發生的原因和解決之道。同時，經過多次評價及一定量的積累，尋找仿真教育教學規律，總結教學模式的經驗。在教學評價設計中，應采用多元化評價和表現性評價，突出教學評價的職業性、發展性和社會性［4］。評價要有效利用仿真教學特有的計算機評價方式，充分發揮評價精準，定量分析的長處，同時要利用學生自我評價、小組互評、教師評價等常規方式擬補計算機評價缺乏定性評價的不足。
4結論
有效利用仿真教學是涉及面廣的系統工程，需要不斷探索教學方法、總結教學經驗、凝練教學思想、提高教學效果，使三維虛擬仿真教學模式充分發揮優勢，培養出高素質的技術技能型人才。
參考文獻
［1］于志，趙佳，申功璋.直升機飛行動力學建模及可視化研究［J］.計算機仿真，2006，23（12）：49-53.
［2］王藝臻，苗媛媛，謝振凱.建構主義教學模式應用研究［J］.群文天地，2011（12）：135.
［3］李雪巖.建構主義視角下的市場營銷學課程教學改革思考［J］.法制與經濟：上旬，2012（3）：85-86.
［4］王金崗，林磊.工學結合模式下虛擬仿真教學系統設計［J］.職教論壇，2013（17）：26-29.
作者:劉尚明 單位:本溪市化學工業學校
