淺談虛擬實(shí)驗(yàn)在學(xué)校教學(xué)中的應(yīng)用

陳萌 趙永虹 趙珩君

【摘要】隨著現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，電子信息技術(shù)已經(jīng)逐步滲透于教學(xué)中的各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)辦公設(shè)備的使用在逐步被電子化辦公設(shè)備所取代。目前，掌握教學(xué)中常用的電子信息化教學(xué)設(shè)備儀器，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的維護(hù)處理，是辦公從業(yè)人員應(yīng)具備的基本技能。為了更好的對(duì)當(dāng)前教學(xué)中使用的電子信息化設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的了解學(xué)習(xí)，本文以四川廣播電視大學(xué)《常用辦公設(shè)備使用與維護(hù)》的虛擬實(shí)驗(yàn)課程為例，對(duì)其功能模塊進(jìn)行詳細(xì)功能特點(diǎn)介紹，從而對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)在教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)與不足做進(jìn)一步探討。

【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗(yàn) ?電子信息技術(shù) ?電子辦公設(shè)備

【基金項(xiàng)目】本文系四川廣播電視大學(xué)2014年重點(diǎn)教改課題之《常用辦公設(shè)備使用與維護(hù)》虛擬實(shí)驗(yàn)課題的研究成果。（課題編號(hào)：XM2014004Z）。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）04-0226-02

一、虛擬實(shí)驗(yàn)定義

虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)（又稱(chēng)VR）等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。[1]

借助虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的仿真動(dòng)態(tài)性演示特點(diǎn)，將電子化辦公設(shè)備的學(xué)習(xí)，融入到虛擬實(shí)驗(yàn)性的操作環(huán)境當(dāng)中，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造了更為逼真的學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生對(duì)辦公設(shè)備有更具體、更深刻、更生動(dòng)的認(rèn)識(shí)、理解與學(xué)習(xí)。[2]

二、虛擬實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

就目前虛擬實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用情況來(lái)看，具體歸納為以下幾點(diǎn)：

1.可擴(kuò)展內(nèi)容時(shí)效性差

在多媒體設(shè)備不斷更新的今天，虛擬實(shí)驗(yàn)的課程資源開(kāi)發(fā)需要不斷更新和完善，就目前網(wǎng)絡(luò)虛擬學(xué)習(xí)資源來(lái)看，新內(nèi)容的可擴(kuò)展性、時(shí)效更新性較差。

2.普及應(yīng)用范圍小

虛擬實(shí)驗(yàn)在不同科目類(lèi)別的課程研發(fā)很多，但在學(xué)校中普及應(yīng)用的程度還不高，也間接反映出虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)的功能模塊通用性較差。

3.虛擬實(shí)踐類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程較少

對(duì)于多媒體設(shè)備的學(xué)習(xí)，更多體現(xiàn)在實(shí)踐性的學(xué)習(xí)形式。目前，很多實(shí)踐性的課程多以教師講授、作業(yè)形式為主，單獨(dú)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)性虛擬實(shí)驗(yàn)操作性課程相對(duì)較少。

4.多以教師講授形式為主

對(duì)于當(dāng)前學(xué)校開(kāi)設(shè)的虛擬實(shí)驗(yàn)課程來(lái)看，多以教師演示為主，學(xué)習(xí)者的自主操作較少，學(xué)生的實(shí)踐探究能力較差。

因此，普及虛擬實(shí)踐類(lèi)課程，提高虛擬實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用效率，在教學(xué)管理系統(tǒng)、學(xué)習(xí)者應(yīng)用平臺(tái)方面還有待于進(jìn)一步在實(shí)踐教學(xué)中不斷探索和研究。

三、虛擬實(shí)驗(yàn)在課程中的應(yīng)用

下面將以四川廣播電視大學(xué)《常用辦公設(shè)備使用與維護(hù)》虛擬課程為例，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)流程圖進(jìn)行介紹。如圖1-1所示，學(xué)習(xí)者通過(guò)指定網(wǎng)站登陸到教學(xué)網(wǎng)站，選擇虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的常用辦公設(shè)備使用與維護(hù)的虛擬實(shí)驗(yàn)操作模塊，在虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)中對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)劃分，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)習(xí)者更好的掌握教材中實(shí)踐性知識(shí)的學(xué)習(xí)。

圖1-1四川廣播電視大學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)

結(jié)合《常用辦公設(shè)備使用與維護(hù)》課程教材，下面內(nèi)容將具體闡述虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K的總體功能以及其具體的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K中大體分為九個(gè)部分，如圖1-2所示：

圖 1-2 ?虛擬實(shí)驗(yàn)操作九大模塊

通過(guò)這九個(gè)模塊的具體學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者將逐步對(duì)當(dāng)前工作中所應(yīng)用的不同電子化辦公設(shè)備有更深刻的專(zhuān)業(yè)化認(rèn)識(shí)和理解。以下是對(duì)本虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K總體功能的結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)介，如圖1-3所示：

圖1-3 ?虛擬實(shí)驗(yàn)操作功能模塊結(jié)構(gòu)圖

從圖1-3中，我們可以看到，實(shí)驗(yàn)?zāi)K的基本結(jié)構(gòu)大體分為兩大部分，理論認(rèn)識(shí)與虛擬實(shí)驗(yàn)操作兩個(gè)部分。下面將具體介紹一下這兩部分內(nèi)容。

1.理論認(rèn)知部分

第一部分是讓學(xué)習(xí)者對(duì)每個(gè)模塊的學(xué)習(xí)有一個(gè)基礎(chǔ)理論認(rèn)識(shí)，由實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)設(shè)備、視頻演示三個(gè)部分構(gòu)成。學(xué)習(xí)者通過(guò)前期理論認(rèn)識(shí)，對(duì)模塊學(xué)習(xí)已經(jīng)有了一個(gè)基礎(chǔ)認(rèn)知，從而可以很好的進(jìn)入第二部分的實(shí)踐虛擬操作學(xué)習(xí)階段。

2.虛擬實(shí)驗(yàn)操作

對(duì)于每一種辦公設(shè)備的虛擬實(shí)驗(yàn)，根據(jù)設(shè)備的不同，可以分為虛擬實(shí)驗(yàn)1、2、3等，每一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)包括對(duì)應(yīng)的操作任務(wù)、部件選擇、虛擬操作三個(gè)部分。通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，讓學(xué)生逐步對(duì)設(shè)備的使用與維護(hù)有更為具體、實(shí)際的認(rèn)知理解。

例如，在圖表1的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置中，根據(jù)操作任務(wù)不同，選擇不同的部件進(jìn)行虛擬操作練習(xí)，在操作的過(guò)程中，遇到問(wèn)題可以選擇操作提示，或者重做，做完后可以返回虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K重新學(xué)習(xí)本模塊的內(nèi)容，或者返回總模塊進(jìn)行下一個(gè)模塊內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

下面，將從九個(gè)模塊中選出第一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行系統(tǒng)講解，微機(jī)部件認(rèn)識(shí)及硬件安裝，來(lái)凸顯其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

打開(kāi)微機(jī)部件認(rèn)識(shí)及硬件安裝模塊，就是實(shí)驗(yàn)一的學(xué)習(xí)過(guò)程，主要分為四個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備、動(dòng)畫(huà)演示以及虛擬實(shí)驗(yàn)四個(gè)部分。前兩部分是對(duì)本模塊要掌握的理論知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，要讓學(xué)生了解微機(jī)的基本功能與硬件組成。后兩部分動(dòng)畫(huà)演示及虛擬實(shí)驗(yàn)就對(duì)微機(jī)的部件連接進(jìn)行動(dòng)態(tài)虛擬的場(chǎng)景演示及具體的操作過(guò)程，學(xué)生學(xué)習(xí)完成本模塊后可以點(diǎn)擊返回鍵回到總模塊頁(yè)面進(jìn)行模塊選擇。

在動(dòng)畫(huà)演示環(huán)節(jié)中，又分為了四個(gè)部分，前兩部分主要對(duì)微機(jī)的外觀設(shè)備以及主機(jī)內(nèi)部部件的構(gòu)造進(jìn)行的動(dòng)畫(huà)演示，后面兩部分是對(duì)微機(jī)的外部與內(nèi)部設(shè)備的具體連接和安裝進(jìn)行的演示。

這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)主要是對(duì)后面進(jìn)行的虛擬自主實(shí)驗(yàn)操作做準(zhǔn)備，通過(guò)虛擬動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景的再現(xiàn)演示，學(xué)習(xí)者已對(duì)微機(jī)的部件構(gòu)成及其操作的連接安裝方法有了初步的理論認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)者在觀看演示的過(guò)程中，可以隨著自己學(xué)習(xí)掌握的進(jìn)度進(jìn)行播放、暫停控制，或返回虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K。

在最后虛擬實(shí)驗(yàn)板塊中，是學(xué)習(xí)者主動(dòng)實(shí)踐操作驗(yàn)證理論的過(guò)程，通過(guò)虛擬場(chǎng)景的搭建，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有不同的操作任務(wù)，外部設(shè)備的連接實(shí)驗(yàn)。學(xué)習(xí)者根據(jù)操作任務(wù)的不同，選擇對(duì)應(yīng)的連接設(shè)備進(jìn)行連接，操作中遇到問(wèn)題時(shí)，可以選擇右側(cè)虛框中左側(cè)第一個(gè)提示按鈕，會(huì)有操作提示顯示，若想從新操作，可以選擇重做，只有連接正確后才會(huì)顯示操作完成。操作完成后可以返回實(shí)驗(yàn)?zāi)K，進(jìn)入下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。

虛擬實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)操作是對(duì)主機(jī)內(nèi)部部件的連接安裝，根據(jù)操作任務(wù)以及操作提示，選擇各個(gè)部件進(jìn)行組件安裝，如果安裝位置不正確，將不能固定到對(duì)應(yīng)的卡槽內(nèi)，只有將各個(gè)部件全部正確安裝到正確的位置后，才會(huì)顯示操作完成。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)一模塊的整體學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者可以對(duì)微機(jī)的主要部件構(gòu)成、硬件的安裝連接有一個(gè)更為生動(dòng)、形象、動(dòng)態(tài)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)操作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者根據(jù)相應(yīng)的操作任務(wù)，選擇各種部件進(jìn)行連接安裝，對(duì)理論的學(xué)習(xí)加以驗(yàn)證，更加真實(shí)的還原了操作性知識(shí)的學(xué)習(xí)。

四、總結(jié)

結(jié)合上述對(duì)四川廣播電視大學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)操作模塊的闡述，下面，將對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)在本課中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的總結(jié)：

1.緊密結(jié)合教材

本虛擬實(shí)驗(yàn)課程是根據(jù)《常用辦公設(shè)備使用與維護(hù)》這門(mén)課程開(kāi)發(fā)的，教材的特點(diǎn)是實(shí)踐性的課程知識(shí)，重在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者對(duì)設(shè)備使用的實(shí)踐動(dòng)手能力。本虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)從課程落實(shí)到每個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，學(xué)習(xí)者通過(guò)理論的學(xué)習(xí)，在虛擬實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的真實(shí)、動(dòng)態(tài)、逼真的學(xué)習(xí)場(chǎng)景下，學(xué)習(xí)者結(jié)合每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K下的操作任務(wù)，完成對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣，對(duì)教材學(xué)習(xí)與設(shè)備使用才有一個(gè)完整的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐認(rèn)知，才能真正掌握設(shè)備應(yīng)如何使用與維護(hù)。

2.操作平臺(tái)簡(jiǎn)單靈活

本虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用多媒體技術(shù)綜合手段，針對(duì)教材內(nèi)的知識(shí)，為學(xué)習(xí)者提供了完整的學(xué)習(xí)資源。虛擬實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)給學(xué)習(xí)者營(yíng)造了一個(gè)真實(shí)、逼真、生動(dòng)的虛擬的操作學(xué)習(xí)環(huán)境，節(jié)約了大量的人力、物力、設(shè)備資源，每種虛擬實(shí)驗(yàn)都是根據(jù)教材內(nèi)容精心設(shè)計(jì)開(kāi)放的。[2]通過(guò)前面對(duì)三個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)課例的介紹，其操作界面簡(jiǎn)單直觀、虛擬操作儀器操作靈活，貼近實(shí)際設(shè)備，真實(shí)感很強(qiáng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)備的介紹，讓學(xué)習(xí)者了解本模塊學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目標(biāo)，在觀看視頻講解后，學(xué)習(xí)者對(duì)模塊就有了一個(gè)初步理論認(rèn)識(shí)。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)中各個(gè)操作任務(wù)，完成相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)操作，遇到問(wèn)題，可以選擇操作提示，若學(xué)習(xí)者想再次鞏固實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以選擇重做，完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，可返回主菜單進(jìn)入下一個(gè)模塊學(xué)習(xí)。

3.以學(xué)習(xí)者為中心

對(duì)于操作性強(qiáng)的課程資源，提供這樣一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，更加切合實(shí)際的從學(xué)習(xí)者角度出發(fā)，為學(xué)習(xí)者提供了理論與操作的雙重學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在虛擬場(chǎng)景訓(xùn)練中，學(xué)習(xí)者通過(guò)自主操作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。這樣，可以有效的促進(jìn)了學(xué)習(xí)者問(wèn)題解決的能力，動(dòng)手操作能力。

參考文獻(xiàn)：

[1][2]百度百科詞條“虛擬實(shí)驗(yàn)室”。

[3]葉小英，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用與評(píng)價(jià)研究[D].北京郵電大學(xué) 2011年碩士畢業(yè)論文。