網(wǎng)絡(luò)教育虛擬實踐建構(gòu)思考

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我國基于網(wǎng)絡(luò)的開放教育從論證到試點、從點到面、從平面到立體的蓬勃發(fā)展，為社會提供了全新的學(xué)習(xí)模式，國家開放大學(xué)已掛牌成立。目前，參加開放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的學(xué)生可以通過下載學(xué)校的教學(xué)PPT課件、下載教學(xué)視頻錄像資料或在線點播教學(xué)視頻進行課程的學(xué)習(xí)。但是作為學(xué)生學(xué)習(xí)的另一個重要內(nèi)容———實驗及實踐課程，很多人認(rèn)為由于時間上以及空間上的限制，實驗及實踐似乎成了開放網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)的“斷點”。主要是因為網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計和開發(fā)還停留在傳統(tǒng)的課程理解基礎(chǔ)上，對開放的網(wǎng)絡(luò)教育課程特征表淺化的理解，導(dǎo)致部分網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)設(shè)計的粗糙化，少部分從事網(wǎng)絡(luò)教育者從功利角度出發(fā)，關(guān)注的是網(wǎng)絡(luò)教育的經(jīng)濟效益，開放教育的網(wǎng)絡(luò)課程成為傳統(tǒng)教材的電子版，即便是所謂立體化網(wǎng)絡(luò)課程，除WEB頁面的課程以外，還向?qū)W生配送課程講授視頻光盤和教學(xué)資源庫，也很難逃脫被學(xué)生視為教材網(wǎng)絡(luò)電子版的命運。學(xué)生不想看這些資源，不愛看這樣的資源，有些學(xué)生甚至看不懂資源內(nèi)容，這些現(xiàn)象不能不引起開放網(wǎng)絡(luò)教育者的深思。

一、虛擬現(xiàn)實與教育實踐的關(guān)聯(lián)

我們應(yīng)該探究開放的網(wǎng)絡(luò)教育內(nèi)涵的隱性特征，一是網(wǎng)絡(luò)教育的視覺性特征:網(wǎng)絡(luò)課程的視覺性是當(dāng)前視覺文化和媒介文化對教育影響的一種回應(yīng)，是當(dāng)前學(xué)習(xí)者感知生活、認(rèn)知現(xiàn)實世界、學(xué)習(xí)工作的技能、獲取各種信息的重要途徑。無論是在開放的網(wǎng)絡(luò)空間中，還是在我們的現(xiàn)實社會中，濃烈的視像符號與單一的語言符號相比都是強勢的。課程的強視覺化應(yīng)該成為網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計與開發(fā)所不能忽視的重要特征。二是網(wǎng)絡(luò)教育課程的情境性特征:網(wǎng)絡(luò)課程的情境性是指網(wǎng)絡(luò)課程知識表征和教學(xué)都需要建立在特定的情境學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上。情境學(xué)習(xí)的原理主要是利用情境的生動性、可體驗性、沉浸性等屬性。情境學(xué)習(xí)可以使學(xué)生在原生語境的環(huán)境中去通過體驗來學(xué)習(xí)，情境化更有助于推動“有意義的學(xué)習(xí)”。因此，將虛擬實踐運用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，對開放的網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展是一項具有重要意義的工作。教育學(xué)中建構(gòu)主義認(rèn)為:知識、經(jīng)驗、技能不只是通過學(xué)校教師的單一渠道傳授得到的，而是求知者在社會文化、社會實踐的特定情境下，借助于包括教師和學(xué)習(xí)伙伴以及其他相關(guān)人、相關(guān)活動的幫助，借鑒必要的知識資源，通過對知識意義的理解和技術(shù)能力的掌控的方式獲得的。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)教育中，自主、獨立的學(xué)習(xí)過程，體現(xiàn)了建構(gòu)主義思想，在開放的網(wǎng)絡(luò)教育中，學(xué)習(xí)者以自己的經(jīng)驗背景獨立建構(gòu)對事物的理解，建構(gòu)主義強調(diào)在嵌入情境任務(wù)中達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種對信息情境和信息感知的虛擬，虛擬現(xiàn)實技術(shù)基于計算機圖形學(xué)、計算機系統(tǒng)工程等技術(shù)可以將某一特定的物理空間多方位延伸到虛擬的賽伯空間，依賴于虛擬性的虛擬教學(xué)可以使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的視野大為拓展，使得教育教學(xué)資源的界限從少量有限伸展到大量無限。目前學(xué)習(xí)心理學(xué)家認(rèn)為，因為現(xiàn)代人患了“思想空虛癥”和“認(rèn)識抽象癥”，唯有影視節(jié)目才有可能幫助人們“通過攝影機從這個世界取得經(jīng)驗”，這是很多不愿學(xué)習(xí)的人，卻喜歡看電影電視的原因。這也給網(wǎng)絡(luò)教育從業(yè)者以啟示，是否應(yīng)該利用虛擬技術(shù)創(chuàng)作、制作“微電視”一樣的微課程，通過影視化、游戲化的虛擬實踐完成學(xué)習(xí)任務(wù)?就像電視劇的編劇一樣，對每一個學(xué)習(xí)任務(wù)進行戲劇式結(jié)構(gòu)分解，使學(xué)習(xí)任務(wù)有沖突，有懸念，有動作，有過渡，結(jié)構(gòu)清晰，首尾相顧。網(wǎng)絡(luò)課程的虛擬實踐設(shè)計是否也要借鑒電影電視的制作技術(shù)營造工作情境、用“動作藝術(shù)”分解教學(xué)任務(wù)，以解說詞的手段，現(xiàn)實與虛擬交錯敘述，強調(diào)畫面感時空交錯，從而突出學(xué)習(xí)任務(wù)的重點。開放的網(wǎng)絡(luò)教育注重培養(yǎng)學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會做事、學(xué)會合作、學(xué)會生存的人才，以學(xué)習(xí)為中心的教育理念所形成的教學(xué)設(shè)計模式是建構(gòu)主義倡導(dǎo)的教學(xué)設(shè)計模式。虛擬情景技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)教育的融合，必定會推進教育技術(shù)、教育模式的飛躍發(fā)展，它可以造就跨時空的自主學(xué)習(xí)情境，可以使傳統(tǒng)的主觀教、被動學(xué)的簡單學(xué)習(xí)方式上升為以我為主，在與信息情境的相互作用過程中獲取知識、技能的新型學(xué)習(xí)方式。

二、虛擬實踐的建構(gòu)

虛擬實踐是客觀主體按照一定的發(fā)展目標(biāo)在虛擬空間使用數(shù)字化多媒體中介手段進行的雙向?qū)ο蠡母行曰顒?，是?shù)字化時代實踐活動的發(fā)展、延伸和升華。網(wǎng)絡(luò)空間由于客觀物理對象的缺席，導(dǎo)致了物理對象的屬性、行為經(jīng)驗的虛擬化。人們認(rèn)為虛擬實踐通常不具有實際的探究價值，而是一種觀察的替代。但是通過虛擬的實踐可以展示客觀事物發(fā)展的多種可能性，用以選擇現(xiàn)實的最佳方案。在實際的工作應(yīng)用中由一臺飛行模擬器所創(chuàng)造出來的虛擬世界，可以逼真地模擬真實的飛行環(huán)境，從而使飛行員不必進行實際駕駛飛機就能鍛煉飛行能力。虛擬實踐是借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)和音視頻技術(shù)構(gòu)建，同時利用多維信息虛擬技術(shù)的建構(gòu)功能來實現(xiàn)的。信息建構(gòu)功能的應(yīng)用，不是簡單地針對信息的結(jié)構(gòu)之建構(gòu)，也需要針對事物形態(tài)結(jié)構(gòu)建構(gòu)，同時伴隨相應(yīng)的信息同化和異化的活動來實現(xiàn)。利用虛擬情景技術(shù)來創(chuàng)建虛擬實踐，設(shè)備、部件及其他元素多是虛擬的，可以隨時根據(jù)需求生成新的模式，實現(xiàn)對時空、內(nèi)容、角色等進行虛擬，創(chuàng)造出人性化的學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生能夠在親切、自然而且安全的虛擬環(huán)境中方便地取得感性知識、技能和實際經(jīng)驗，它可以非常方便地解決培訓(xùn)中的理論與實踐問題。虛擬實踐的沉浸性、交互性特征，可以使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)情境中全身心地投入。虛擬實踐活動，具有信息容量大、變化多、演示直觀、模擬生動、人機一體、身臨其境等顯著特征。目前虛擬實踐已經(jīng)廣泛應(yīng)用于包括軍事作戰(zhàn)演練、汽車駕駛模擬操作、教學(xué)過程互動體驗、體育技能體能訓(xùn)練和電器維修模擬實操等多種行業(yè)的職業(yè)技能操練，由于虛擬的操練系統(tǒng)成本低、易復(fù)制、無任何風(fēng)險，學(xué)習(xí)者可以不斷變換手法反復(fù)練習(xí)，直至掌握、鞏固操作技能為止。網(wǎng)絡(luò)教育的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)廣泛應(yīng)用這一新技術(shù)并不斷更新，使教育實踐訓(xùn)練及時跟上新技術(shù)的發(fā)展。很多網(wǎng)絡(luò)教育的院校開設(shè)數(shù)控專業(yè)，要對學(xué)生進行數(shù)控操作技術(shù)的培訓(xùn)，只有學(xué)校自己想辦法，開設(shè)一些簡單的數(shù)控教學(xué)實驗來達(dá)到的目的。但由于受到經(jīng)費、操作安全等因素的限制，大部分院校只能進行參觀、觀摩，導(dǎo)致學(xué)生的技術(shù)實踐能力相對較差。我們開放的網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)該充分利用虛擬實驗來克服和彌補應(yīng)景教育存在的不足，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教育中計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，利用仿真教學(xué)軟件數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，解決理論和實踐脫節(jié)的問題。由上海宇龍軟件工程有限公司研制開發(fā)的XX軟件，可以滿足企業(yè)數(shù)控加工仿真和數(shù)控技術(shù)教學(xué)相結(jié)合的需要。系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)對數(shù)控銑、數(shù)控車、數(shù)控刨等加工全過程的仿真，還可以實現(xiàn)包括毛坯類定義與夾具設(shè)置，數(shù)控程序輸入編輯和調(diào)試，多種刀具定義選用，零件基準(zhǔn)測量設(shè)置，加工仿真以及各種檢測功能。

三、虛擬實踐支撐開放網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展

信息技術(shù)的發(fā)展速度是指數(shù)級的，已經(jīng)打開了無限的可能性。比起一成不變的傳統(tǒng)教育，開放網(wǎng)絡(luò)教育每分每秒都在進化。虛擬實踐是將計算機系統(tǒng)工程、圖形技術(shù)、軟件技術(shù)、多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬儀器結(jié)合，建構(gòu)虛擬實踐系統(tǒng)的異構(gòu)模式，突破實踐操作的時空限制，是當(dāng)前理論研究和實驗研究之后的第三種科學(xué)研究方法。實現(xiàn)遠(yuǎn)程的開放的網(wǎng)絡(luò)教育的虛擬教學(xué)，虛擬實踐的實現(xiàn)是支撐的關(guān)鍵的技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)的組件框架實現(xiàn)教學(xué)中通用的或具有特殊功能的虛擬設(shè)備，采用虛擬系統(tǒng)與實際系統(tǒng)的映射技術(shù)，使處于不同地理位置的學(xué)習(xí)者可以同時對實踐項目進行操作。目前現(xiàn)代制造業(yè)正向著以信息為特征的系統(tǒng)技術(shù)時代邁進，其發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡(luò)化及虛擬化的特征。在傳統(tǒng)理念和傳統(tǒng)工藝條件下，研制開發(fā)主要是采取物理仿真，通過畫紙質(zhì)圖、開磨具、定制元器件、組裝、磨合試運行來實現(xiàn)創(chuàng)新改進。這樣的工藝流程不僅時間長、成本高，而且成功率不高，效率低下。而今的工程師為了提高設(shè)計產(chǎn)品的開發(fā)速度，縮短開發(fā)周期，在設(shè)計的第一階段就需要考慮好下游的制造過程、用戶需求的改變、質(zhì)量控制等因素，盡早排除在制造過程中才能發(fā)現(xiàn)的設(shè)計錯誤，避免大量加工件的返工。當(dāng)前智能化的虛擬加工就為產(chǎn)品的設(shè)計和工藝的規(guī)劃環(huán)節(jié)提供了智能數(shù)字化仿真和分析，從而減少返工造成的“一設(shè)計、二加工、三試驗、四再設(shè)計”的低效率、低層次循環(huán)。虛擬制造為操作員提供良好的、自然的人機交互界面和逼真的臨場感，使其置身于虛擬的情境中從事并感受真實制造的各種工作過程，激發(fā)出設(shè)計靈感，更快地設(shè)計出創(chuàng)新的產(chǎn)品。所以，充分運用計算機模擬仿真系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并把它搬進課堂，作為新型教學(xué)手段和內(nèi)容，提升教學(xué)效能，打造勇于探索、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)空間，可以為社會培養(yǎng)實用型人才。為此，伴隨著利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合高度仿真的虛擬實操情境的入校，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教育的教學(xué)制度、教師的綜合素質(zhì)培訓(xùn)以及企校掛鉤等也應(yīng)進行適應(yīng)性配套、完善、調(diào)整。目前大多學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基本硬件條件已具備，相應(yīng)的教學(xué)理念教學(xué)設(shè)計和課程教學(xué)實施卻還有些滯后?，F(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)具有教材形式多媒體化、知識資源共享化、教學(xué)對象個性化、學(xué)生學(xué)習(xí)自主化、實踐活動合作化、配套管理自動化、研發(fā)環(huán)境虛擬化等顯著特點。利用網(wǎng)絡(luò)開展信息化教學(xué)設(shè)計，著重以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，在設(shè)計過程非線性的前提下，強調(diào)設(shè)計的邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性;強調(diào)教學(xué)的重點是在內(nèi)容豐富的情境中的理解、發(fā)展;強調(diào)以掌握學(xué)習(xí)方法為中心，注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成和綜合能力的提高;強調(diào)運用各種知識資源來實現(xiàn)教學(xué)合一;強調(diào)互助學(xué)習(xí)，不限專業(yè)、不限系別、不限院校，使學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生、教師與教師以及學(xué)校與企業(yè)之間基于教學(xué)的目的進行資源的共享和活動協(xié)作;強調(diào)以“目標(biāo)導(dǎo)向”和“解疑釋惑”作為教學(xué)主線，在相關(guān)具體內(nèi)容的教學(xué)情境中確定和傳授學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法與技能。虛擬現(xiàn)實作為最新的高科技集成技術(shù)，可以提供全感官逼真模擬，讓使用者如同身歷其境般在虛擬世界無限暢游，帶來前所未見的震撼體驗。9D虛擬現(xiàn)實體驗館，標(biāo)志著全球首家虛擬現(xiàn)實娛樂體驗館正式落戶中國，9D虛擬現(xiàn)實體驗館獨創(chuàng)性地將尖端體感虛擬現(xiàn)實技術(shù)、互動仿真數(shù)控機械技術(shù)和多元化娛樂內(nèi)容平臺巧妙結(jié)合于一體，打造出一套空前創(chuàng)新、獨具特色的體系化虛擬現(xiàn)實體驗解決方案，開啟了虛擬互動娛樂新紀(jì)元，使夢想盡頭的虛擬世界變得前所未有觸手可及。虛擬技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，必然會成為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)支撐平臺，為開放的網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)建造不受時空限制的可移動交互學(xué)習(xí)場地，搭建交互式遠(yuǎn)程教學(xué)的高速路、立交橋，可使各學(xué)習(xí)終端與開放性遠(yuǎn)距離實踐教學(xué)實現(xiàn)零距離無縫連接，還可以滿足全社會各種各樣新型技術(shù)和高等職業(yè)培訓(xùn)需求，從而創(chuàng)造更多的社會效益和經(jīng)濟效益，推動國家開放大學(xué)的教學(xué)模式不斷走向成熟、成功。

作者：武繼靈1 張慶慧2 單位：1.山西廣播電視大學(xué) 2.太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院