摘要：2020年初，全省大、中、小學(xué)教學(xué)普遍采用線上授課，打破了我院原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。 因此采用超星學(xué)習(xí)鏈接+釘釘直播+虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的三元方式。 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。 通過(guò)實(shí)踐分析三元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)劣,提出優(yōu)化高校數(shù)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建議。
關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)； 仿真平臺(tái)； 教學(xué)模式
大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生選修的一門基礎(chǔ)課。 它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，對(duì)培養(yǎng)中學(xué)生的動(dòng)手能力、發(fā)現(xiàn)-分析-解決能力、理論聯(lián)系實(shí)際具有重要作用[1]。 隨著教育技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體教學(xué)軟件等，創(chuàng)造多種多樣的教學(xué)模式[2]。 在課堂上開展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，取得了一定的效果[1] [3] [4]。 通過(guò)對(duì)超星學(xué)聯(lián)+釘釘直播+虛擬仿真實(shí)驗(yàn)三元教學(xué)模式的實(shí)踐探索，提出優(yōu)化的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 這些建議為推動(dòng)虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐發(fā)展提供了更好的思路。
1 講座模式實(shí)現(xiàn)
在實(shí)踐實(shí)驗(yàn)難以開展的時(shí)期，打破了原有的虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，暫時(shí)實(shí)行超星學(xué)連+釘釘直播+虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的三元教學(xué)模式，如圖1所示：通過(guò) Link在線平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)老師將大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在線建設(shè)。 課程中，每個(gè)具體實(shí)驗(yàn)上傳了與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的PPT講解文檔、實(shí)驗(yàn)操作視頻、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等。此外，通過(guò)導(dǎo)出中學(xué)生的相關(guān)信息，可以提前傳遞給中學(xué)生布置預(yù)習(xí)任務(wù)、教學(xué)時(shí)間提醒、作業(yè)等； 中學(xué)生可以根據(jù)老師的信息，通過(guò)預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)，自學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，然后到虛擬仿真平臺(tái)了解仿真平臺(tái)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作要求，進(jìn)行仿真操作。 最后，班主任同意在教學(xué)時(shí)間（兩個(gè)課時(shí)）進(jìn)行釘釘直播，討論學(xué)習(xí)平臺(tái)和模擬操作中遇到的問(wèn)題，并根據(jù)討論和講解的常見問(wèn)題在模擬平臺(tái)上進(jìn)行模擬操作，中學(xué)學(xué)生可以根據(jù)講解進(jìn)一步通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)操作，達(dá)到理想的模擬結(jié)果后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并發(fā)回學(xué)通平臺(tái)由實(shí)驗(yàn)班主任批改。
2 三元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)施的利弊分析
2.1 三元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)
（1）通過(guò)學(xué)通平臺(tái)的課程資源建設(shè)，團(tuán)隊(duì)教師將實(shí)驗(yàn)講課的相關(guān)資料上傳到學(xué)通平臺(tái)，其中包括一些優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)視頻資源。 學(xué)習(xí)次數(shù)解決了中學(xué)生沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教材，班主任在實(shí)驗(yàn)課上花費(fèi)大量時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)，而中學(xué)生在課堂上操作實(shí)驗(yàn)的時(shí)間不足的問(wèn)題。課堂。 (2)中學(xué)生只需擁有筆記本和網(wǎng)絡(luò)，就可以隨時(shí)隨地利用仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，最大程度地彌補(bǔ)實(shí)際操作的不足[5]。 模擬操作可以檢驗(yàn)自學(xué)實(shí)驗(yàn)的療效，但您可以在平臺(tái)上查看自己實(shí)驗(yàn)的療效好壞，并且可以無(wú)限次操作，直到模擬達(dá)到理想的結(jié)果。 是實(shí)際實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充和輔助手段［6］。 另外，由于模擬實(shí)驗(yàn)不需要消耗實(shí)驗(yàn)耗材，因此可以有效降低實(shí)驗(yàn)費(fèi)用[7]。 （3）通過(guò)上述兩個(gè)平臺(tái)的自學(xué)和模擬運(yùn)營(yíng)，釘釘直播互動(dòng)的主要內(nèi)容是解決遺留問(wèn)題。 實(shí)驗(yàn)班班主任花了很多時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)原理等問(wèn)題。
2.2 三元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的缺點(diǎn)
三元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式似乎很好地解決了實(shí)驗(yàn)講課的問(wèn)題，最大程度地消除了實(shí)踐操作難的影響。 而且，在實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題：（1）三個(gè)平臺(tái)同時(shí)使用，班主任和中學(xué)生在三個(gè)平臺(tái)之間反復(fù)切換的情況很常見，沒(méi)有辦法做到相互兼容。 例如，為了監(jiān)管中學(xué)，中學(xué)生需要將模擬操作后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳到學(xué)通。 （2）學(xué)習(xí)平臺(tái)資源只是解決燃眉之急，資源需要優(yōu)化，比如有針對(duì)性的原理講解或者實(shí)驗(yàn)操作的微視頻。 (3) 仿真平臺(tái)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是固定的。 純模擬實(shí)驗(yàn)，沒(méi)能滿足朋友們對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的期待。 難以感受到真實(shí)操作帶來(lái)的直觀和切身體驗(yàn)，缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)。 (4)除班主任安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外，模擬平臺(tái)上其他實(shí)驗(yàn)的訪問(wèn)頻率和實(shí)驗(yàn)療效均不理想。
3 優(yōu)化虛擬仿真平臺(tái)分析
通過(guò)三元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，為今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供良好的優(yōu)化思路。 三元平臺(tái)模式難以兼容。 我們可以探索三合一模式，將所有功能整合到一個(gè)平臺(tái)中。 實(shí)現(xiàn)后大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)，以虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如圖2所示。為此，根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出優(yōu)化化學(xué)虛擬模擬實(shí)驗(yàn)的建議提出了學(xué)院的平臺(tái)。
3.1 仿真平臺(tái)預(yù)覽內(nèi)容優(yōu)化
看起來(lái)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真平臺(tái)沒(méi)有辦法兼容學(xué)通平臺(tái)，但是可以對(duì)班主任完全開放、免費(fèi)，這樣就可以把和學(xué)通平臺(tái)功能相同的內(nèi)容嵌入到里面，這樣就可以有效解決平臺(tái)多元化、師生平臺(tái)重復(fù)的問(wèn)題。 切換和平臺(tái)兼容性問(wèn)題。 （1）對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟的列舉，可以修改為班主任這邊開放修改，上傳適合自己分校講課的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)視頻資源，錄制視頻演示等自帶微課資源。 (2)上傳的實(shí)驗(yàn)資源經(jīng)過(guò)班主任篩選，可以防止中學(xué)生在網(wǎng)上找到混雜的實(shí)驗(yàn)資源。 此外，中學(xué)生還可以通過(guò)微課等視頻資源學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作部分的預(yù)覽，從而拓展中學(xué)生的視野和解決問(wèn)題的方法，增進(jìn)理解，通過(guò)平臺(tái)的模擬操作實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反饋，從而了解自己預(yù)覽的療效，最終結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)療效[8]。 (3)通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上傳微課視頻資源，仿真平臺(tái)也將成為承載視頻資源的載體，是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的有效途徑[9]。 只有翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)驗(yàn)老師才能花更多的精力投入到視頻資源的優(yōu)化和后期課堂的互動(dòng)問(wèn)答上，解決了每學(xué)期反復(fù)講解實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容的過(guò)程。 ; 讓中學(xué)生通過(guò)模擬平臺(tái)的視頻資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，遇到不懂的知識(shí)點(diǎn)時(shí)可以重播資源。 也可以看看其他類似的資源，比班主任的課堂講解，達(dá)到更好的療效。 還可以進(jìn)行模擬操作來(lái)檢驗(yàn)觀看的療效，更容易激發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和興趣。
3.2 仿真實(shí)驗(yàn)優(yōu)化
模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的模擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)根據(jù)教師和學(xué)生在操作中的反饋不斷優(yōu)化，并根據(jù)時(shí)代的發(fā)展和教學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷優(yōu)化。 (1)在一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，增加了中學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)操作的設(shè)置。 如果操作不規(guī)范，就很難繼續(xù)進(jìn)行模擬操作，凸顯求實(shí)、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。 例如：游標(biāo)千分尺、螺旋千分尺首次使用時(shí)是否校準(zhǔn)零刻度，天平、三線擺錘使用前是否調(diào)整水平等。對(duì)于一些重要原理、設(shè)備等關(guān)鍵環(huán)節(jié)調(diào)整和使用，可以設(shè)置一些判斷或選擇。 正確通過(guò)后，可以繼續(xù)進(jìn)行模擬操作，減少關(guān)鍵知識(shí)技能的中間考試。 (2)與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相比，模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不僅要在數(shù)量上有優(yōu)勢(shì)，還要考慮到不同愛(ài)好和水平的朋友的需求。 根據(jù)中學(xué)生基礎(chǔ)和能力的差異，進(jìn)行分類和層次，即模擬力、熱、光、電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)也分層呈現(xiàn)基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)、研究、開放實(shí)驗(yàn)，激發(fā)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[10]。 (3)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)基于現(xiàn)代教育技術(shù)的成熟，適時(shí)加入一些模擬操作的新技術(shù)，如友好的人機(jī)交互VR技術(shù)，使模擬操作與學(xué)生的聯(lián)系更加緊密。真實(shí)操作。
3.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)交互性
模擬平臺(tái)的師生互動(dòng)暫時(shí)無(wú)法與釘釘直播平臺(tái)進(jìn)行比較。 要達(dá)到釘釘交互的效果，還存在較高的技術(shù)和成本問(wèn)題需要解決。 然而，模擬平臺(tái)的模擬操作可以有師生互動(dòng)的場(chǎng)景。 事實(shí)上，課堂上最好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是最好的反饋。 實(shí)際操作過(guò)程前后都有老師講解原理并修改解答問(wèn)題。 這種互動(dòng)無(wú)疑會(huì)有最好的療效。
4 結(jié)語(yǔ)
三元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分析了實(shí)踐過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了優(yōu)化模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建議。 只有不斷建立與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的優(yōu)化虛擬仿真平臺(tái)，才能取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，推動(dòng)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效能。
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作者：季鵬飛孫憲庭 單位：河南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院