虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)整合教學(xué)模式的實(shí)踐體會(huì)

任思穎

(吉林司法警官職業(yè)學(xué)院，長(zhǎng)春 130062)

0 引言

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是向計(jì)算機(jī)技術(shù)中融入多媒體技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用可以將模擬空間建立起來(lái)[1]，采用這種方式構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，能夠使信息的傳輸、交換都在虛擬空間中進(jìn)行。發(fā)揮模式識(shí)別技術(shù)的作用和語(yǔ)言處理技術(shù)的作用能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的智能化操作。將虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立起來(lái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式更加靈活。還可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作，使高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有時(shí)代感，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的補(bǔ)充。虛擬實(shí)驗(yàn)具有成本低、易操作、開(kāi)放性等特點(diǎn)，其互動(dòng)性是真實(shí)實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力、科研能力和創(chuàng)新能力得到了提高[2]，可見(jiàn)將虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值。

1 虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)整合教學(xué)模式的構(gòu)建

1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相輔相成

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是將實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物虛擬化，以虛擬的形式呈現(xiàn)，學(xué)生在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生虛擬感，但并不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性造成影響。對(duì)于真實(shí)實(shí)驗(yàn)中難以解決的實(shí)際問(wèn)題，在虛擬空間中就變得非常容易。如果實(shí)驗(yàn)依然依賴(lài)于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和真實(shí)的儀器設(shè)備，那么學(xué)生不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)理論進(jìn)行掌握，還要對(duì)操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技能進(jìn)行掌握，這都需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，必然會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)效率[3]。

真實(shí)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生將實(shí)驗(yàn)儀器充分利用起來(lái)，將其在真實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上安裝好，這樣就可以將兩者鏈接起來(lái)，在實(shí)際操作中，虛擬實(shí)驗(yàn)也可同時(shí)進(jìn)行。將虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合到真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，可以做到兩者的合理搭配，實(shí)驗(yàn)效果更為理想，特別是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這種實(shí)驗(yàn)方法的效果非常明顯。

1.2 能夠應(yīng)用到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中

在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中將虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合到真實(shí)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)思路是圍繞著真實(shí)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)的，虛擬實(shí)驗(yàn)起到了補(bǔ)充的作用。將這兩種實(shí)驗(yàn)方法結(jié)合起來(lái)，就是要在實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的引導(dǎo)作用。在實(shí)驗(yàn)課堂上，教師組織學(xué)生展開(kāi)小組探究模式，對(duì)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系予以改進(jìn)，以培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力的計(jì)算機(jī)人才[4]。

將虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)整合后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也發(fā)生了改變。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲煌?，一些真?shí)環(huán)境中無(wú)法操作、無(wú)法看到的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果都能夠在虛擬空間中呈現(xiàn)，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)空間和實(shí)驗(yàn)思維得到了擴(kuò)展，能夠根據(jù)實(shí)際情況在兩種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)“穿梭”使用。將虛擬實(shí)驗(yàn)帶入到真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，如果真實(shí)實(shí)驗(yàn)遇到了難以解決的問(wèn)題，就可以進(jìn)入到虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)尋找答案，同樣，在虛擬實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題也可以在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中得以解決，兩者是相互促進(jìn)的。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證可以在不同的系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行，甚至可以在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并將實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成。教師在指導(dǎo)學(xué)生操作時(shí)，要幫助學(xué)生解決疑難問(wèn)題，監(jiān)控學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況并作出評(píng)價(jià)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生一直都是主體，實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程都是學(xué)生自主進(jìn)行的[5]。

2 構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)整合評(píng)價(jià)體系

在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中如果依然運(yùn)行傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系是無(wú)法滿(mǎn)足教學(xué)要求的，特別是現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)正在向研究性方向轉(zhuǎn)變，不僅要學(xué)生按照要求進(jìn)行操作，還要具備一定的創(chuàng)新思維，要在實(shí)驗(yàn)中充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，使學(xué)生的綜合能力能夠得以提升。在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系時(shí)，要做到客觀、全面，應(yīng)形成開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)空間，使實(shí)驗(yàn)更加科學(xué)有效，將虛擬實(shí)驗(yàn)方法與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合有助于研究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)向?qū)τ趧?chuàng)新人才培養(yǎng)非常重要。

在評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建過(guò)程中，要做到評(píng)價(jià)主體多元化，要站在客觀角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。除了教師參與評(píng)價(jià)之外，學(xué)生也要進(jìn)行自評(píng)，并與同學(xué)之間進(jìn)行互評(píng)，讓學(xué)生有更多的評(píng)價(jià)機(jī)會(huì)。采用多元化的評(píng)價(jià)方法需要將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成果、階段性成果與解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力掛鉤，實(shí)施綜合性評(píng)價(jià)。同時(shí)，對(duì)于學(xué)生之間的協(xié)作能力要予以高度關(guān)注，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，評(píng)價(jià)可以起到一定的導(dǎo)向作用，對(duì)于選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)都起到了決定性的作用。

構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)整合評(píng)價(jià)體系時(shí)通常采用量規(guī)法，就是運(yùn)用定量分析的方法將結(jié)構(gòu)化的定量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制訂出來(lái)。這種方法通常與評(píng)價(jià)目標(biāo)存在相關(guān)性，評(píng)價(jià)指標(biāo)也有多個(gè)維度規(guī)定，其特點(diǎn)是有良好的操作性、高準(zhǔn)確性、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)公開(kāi)化，將其應(yīng)用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常適合的[6]。

量規(guī)評(píng)價(jià)法更加客觀，避免了主觀評(píng)價(jià)的不準(zhǔn)確性，其中還包括學(xué)生的個(gè)性化評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)更加公正。這種評(píng)價(jià)方法是動(dòng)態(tài)實(shí)施的，教師可以針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)權(quán)重進(jìn)行設(shè)置，實(shí)施有效量規(guī)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向進(jìn)行正確引導(dǎo)。另外，評(píng)價(jià)體系還能夠發(fā)揮激勵(lì)效應(yīng)，使虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的整合得到強(qiáng)化，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)一些比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，采用虛擬實(shí)驗(yàn)方法可以使在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中很難觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)出來(lái)。將兩種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行結(jié)合，使實(shí)驗(yàn)更加靈活，操作方便。雖然虛擬實(shí)驗(yàn)存在諸多優(yōu)勢(shì)，但軟件的操作具有局限性，仍需要從自身需求出發(fā)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行合理選擇，充分了解實(shí)驗(yàn)軟件的優(yōu)缺點(diǎn)，合理使用，以獲得高精度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。