虚拟仿真技术在教学中的应用

李涛

摘 要：随着社会发展和科学技术的全面革新，伴随互联网的发展、虚拟仿真技术得到广泛的应用，虚拟仿真教学以其独特的技术视角，正在催生教学技术的革新和变化，带来教学内容的深刻呈现和表达。作为一种新的教学形式，在人才培养、资源开发和教学模式的构建上，激发出学生学习的动力和兴趣，契合的情景、沉浸的体验、心灵的对话实现了思维张力不断扩展和思想智慧的生成。为进一步推进虚拟仿真技术与教学的深度融合，需要教学主体理念和能力的提升，教学对象内生动力的生成，教学资源的开发和挖掘，教学机制和评价体系的重塑和构建。

关键词：虚拟仿真技术 教学 资源

何谓虚拟仿真（Virtual Reality）？就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。虚拟仿真是借助计算机生成的虚拟世界，也可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世界。通过这种虚拟与现实的构建人们可借助视觉、听觉及触觉等多种感觉器官实现与虚拟世界进行交互体验。

近年来，随着科技的发展和虚拟仿真技术在教学中的应用，虚拟仿真技术越来越多的出现在课堂中。尽管虚拟仿真技术作为一种新技术在教育领域的应用时间较短，但是，虚拟仿真技术在教学实践中一经应用就体现出特有的价值。通过研究虚拟仿真技术，不断深化教学理念的更新和教学内容丰富，实现教学主体、教学客体和教学手段的统一。

1 虚拟仿真技术教学的优势及意义

1.1 虚拟仿真具有技术优势

虚拟仿真技术作为新兴的教学手段的重要载体，它主要是利用现代科技，用科技融入教学，介入教学过程，可以围绕某个教学知识点、概念或教学环节而进行的相对简短而完整的教学呈现，也可以构建起虚拟仿真实验室通过体验式教学，实现有效的教学目标。依托现代科技技术实现教学目标、教学任务、教学过程的统一。

1.2 虚拟仿真教学理念优势

传统的教学模式具有知识传授的巨大优势，这种优势在讲授知识内容、促进教育客体掌握知识体系和领会知识脉络方面特色突出。但作为教育主体在对教育客体教育过程中，不仅仅以教学内容的直接传授为目的，激发对象个体兴趣，唤醒他们的求知欲和探索欲才是现代教育者应有的教育理念。虚拟仿真在教学目标的实现上，结合人才培养、资源开发和教学模式的构建，激发出学生学习的动力和兴趣。在虚拟与现实之间给学生不一样的切身体验，这种体验是构筑在多维的视角下，按照契合的情景、沉浸的体验、心灵的对话实现了思维张力不断扩展和思想智慧的生成。

1.3 虚拟仿真具有实践优势

实践是检验真理的唯一标准，实践的观点是马克思主义首要的基本的观点，虚拟仿真技术的教学应用中，普遍增强了教学效果，实现了教学目标，尤其在学生的体验式教学中，学生得到了自由发散思维的释放。借助这一技术平台，学生的求知欲、洞察力不断提升，尤其对一些历史题材内容的学习，更能身临其境，能从历史的思维把握历史，看待当下，促进了思想的成熟。

虚拟仿真技术在教学中的应用可以是前置、可以是课中、也可以是课后，根据教师所选取的与教学相关的内容有针对性地对某个讲授知识点、疑难问题、实验操作、动作讲解，结合学生认知发展规律而设计的教学过程。虚拟仿真技术作为一种技术最终是实现教学内容的呈现和教育对象感悟提升，这种教学模式能够刺激学生学习的兴趣和动力，吸引学生的学习热情。这种伴随体验式、沉浸式的教学，能唤醒学生对知识的理解，对人生的思考，对智慧的追求。同时有助于集中课堂教学主题，使课堂结构、思维更加合理，体现教学的“教”与“学”的双向反馈和师生关系的灵活互动，便于教师在总结反思的过程自觉调整教学策略方法，提高课堂教学整体效果。

2 虚拟仿真技术教学应用的类型及现状

虚拟仿真技术在当前学校的应用总体较少，主要原因归于设备需要专业场馆，此外设备安装费用较高，除此之外各校未能实现资源共享，构建起来加大了成本，专业队伍不足等导致各校投入应用的积极性不高。但作为一项新兴的教学技术手段，教育实效是衡量的标准，虚拟仿真由于其特有的技术优势和一些学校的成功应用，以致这种技术手段将会有庞大的市场。

具体到应用的类型上主要呈现两大类，一类是课堂日常教学的，借用3D镜头等实现空间教学感受;另一类是建造虚拟仿真实验室借用VR技术，实现跨越时空的历史和现实场景的再现。对于第二类型，主要包括历史场景、战争场景、人物场景和文化场景等，既有观看观赏型也有感受感触等方面。不论哪一种类型在教学中的应用，主要目的还是为了实现教学目标，完成教学任务。

2.1 聚焦预学习，明确教材内容

课程的预学习能有效地吸引学生的注意力，激发学生学习的兴趣和积极性，并由此引领学生积极地参与课堂教学互动活动，形成良好的课堂教学氛围，实现教与学的良性循环。虚拟仿真技术作为一种全新的、活泼的课程预学习方法，不失为一种生动活泼的新形式和新方法。在进行课堂学习前，教师可以利用一些虚拟仿真技术，让学生对学习的主题有所了解，为课堂的学习做好良好的铺垫，同时可以通过其激发学生的学习兴趣，调动学生学习的热情。比如对实物的认知，历史画面的呈现，靠讲不能让学生有好的视觉感，虚拟仿真技术的出现解决了这一难题。教师可以通过虚拟仿真技术展现事物的声情并茂。学生通过虚拟仿真技术的同时聆听讲解词，并欣赏图片，犹如身临其境，为学习做好良好的铺垫。此外，课前，教师还可以根据相关知识点结合学生学习规律制作教学自主学习单，供学生自主学习，进行单一知识点较低层次的练习后，进行即时检测，帮助学生搭建学习框架，启发学生进行课前初步思考。通过基础知识点课前預学习，可以为课堂内的自主探究和小组讨论节约一定的时间，师生之间、生生之间可以充分地交流讨论，拓展性探究也得以顺利进行，这既有利于知识技能的掌握，同时也促进了师生关系的灵活互动。96192E02-3ABC-457C-8FCF-3F9E9EB9F85D

2.2 利用虚拟仿真技术，突破疑难点

课堂教学中常见的、有代表性、典型性的问题或内容可以充分利用虚拟仿真技术进行设计，它具有一定的独立性、完整性、示范性、代表性，能够有效解决教与学过程中的重点、难点问题。通过虚拟仿真技术，相对更容易被学生理解掌握，从而也能够让学生建立学习进步的成就感，增加学习的信心，摆脱消极的学习心理因素。学生在学习的过程中经常会出现对于一些复杂知识点和疑点难点理解不到位的情况，导致对某些知识点反复出错，这不但严重影响学生的学习兴趣和自信心，同时也会削弱学生的学习效能。教师可以对学生的易错点进行梳理总结，借助虚拟仿真技术，配之相关的检测性练习题和数据收集反馈系统。学生遇到学习困难时，可以随时根据自己的学习需求自由学习，同时进行在线检测，以巩固学习成效，这不但能够帮助学生随时解决学习中遇到的困难，满足学生“教师时刻在身边”的学习需求，而且有助于提高学生的学习效能。例如，涉及一些空间思维训练，构图等，虚拟仿真技术的多维视角就给人以深刻的内涵揭示。对于一些内容比较难理解，教师可以在学习的过程中借用虚拟仿真技术，穿插训练，及时解决疑惑，使学生化被动学习为主动学习，让学生快速进入学习状态，从而提升学习的兴趣;与此同时，在潜移默化中突破了教材的重难点。总之，虚拟仿真技术为学生的学习发挥“指点迷津、点石成金、豁然开朗、精益求精”的作用。

2.3 利用虚拟仿真技术，提升学生应用能力

学以致用，不论哪一门学科，其对知识的学习最终是为了应用知识。在掌握知识的学习内容和方法方面，教师要充分利用虚拟仿真技术调动学生的积极性创造性，让学生参与教学中，充分发挥其主观能动性，让学生融入故事情节之中，历史的画面是历史的再现，必须在历史中去思考。比如，在学生学习的过程中，对历史事件、历史人物的分析，应坚持历史分析的方法，不能以当下的现实去对待特定历史时期的事件和人物。也可以发挥朋辈之间对这一历史呈现的讨论交流，对一些细小的话题进行同桌对话，引导他们从感知的体验中获得相关信息，感受感知，让他们能够主动探索有价值信息。学会独立思考、大胆想象，为发挥其创造性提供更多的空间，使他们形成积极的学习态度。

3 虚拟仿真技术与教学融合发展路径

虚拟仿真技术与教学融合的价值最终是以教学目标的实现为前提的，是为了实现立德树人的目标任务，实现教学主体、教学客体和教学手段的统一。

3.1 虚拟仿真技术实现教学主体理念和能力的提升

一种技术的出现必然带来教学理念和教学方式的变革，信息技术的深入应用，带来课堂教学变化，这就要求教师对虚拟仿真技术要有选择性的加以设计利用，确保虚拟仿真技术和课程内容相协调。虚拟仿真技术选题应“小而精，应用性强”。教师要精心选取教学环节中某一知识点，针对教学中常见、典型、有代表性的问题或内容进行设计，聚焦学生的共同问题和核心知识，集中解决一个问题，有针对性地讲解一个知识点或一种解题方法与技巧，以有效地解决教与学过程中的重点和难点问题。除此之外，针对课堂中不同程度的学生，教师还要选择设计不同类型的虚拟仿真技术，以便满足全体学生学习的需求。

3.2 虚拟仿真技术实现教学对象内生动力的生成

内因是事物变化发展的根据，外因只是事物变化发展的条件，对于虚拟仿真技术来讲，只是学生学习的一种外部条件，但这种条件对于学生的学习发挥着一定的促进作用。适应这种变化教师要更新观念做好角色转换。教师的角色在虚拟仿真技术教学中要转变成导师，学生要更加突出学习的主体性和必要的主动性，因为如果没有一定的主动性，高效的课堂学习无法进行。虚拟仿真技术应用到课堂上是最大化利用课堂上的时间，实质上是数字化学习和面对面学习优势相结合的一种混合学习。虚拟仿真技术在课堂中的使用是否有效，教师角色起着至关重要的作用，因为学生是否能够高效的学习取决于科学的设计，教师是组织者，控制者，参与者和评价者，也是研究者或调查者，教师的主要职责是设计引领课堂教学，使课堂教学活动进行的流畅有效。唤醒学生学习热情，让学生在课堂的学习中主动参与，认真思考，让学生思考的广度深度与社会现实紧密结合起来。教师在学生出现问题时，要对他们进行及时点拨，并在课堂上引导学生积极开展小组讨论，使学生在互动的基础上，不断维持内在的学习热情和能力。

3.3 虚拟仿真技术实现教学资源的开发和挖掘

虚拟仿真技术作为一种结合了多种技术的教学方式，促进了高效的教学目标实现，推动了学生以自己的学习兴趣为基础进行学习的选择与建构。合理有效地开发课程资源，整合资源利用，打造团队的力量。资源不被开发就不是显现的和发挥作用的物质，虚拟仿真技术异彩纷呈的案例、场景背后是资源的开发和利用，既有世界性、全国性、也有地方性的，开发利用这些资源，用活资源，需要多方联动，构建团队，借助多种力量，才能让虚拟教学技术呈现的方式常用常新。

3.4 虚拟仿真技术实现教学机制和评价体系的重塑和构建

一种教学方式是不是有效，必须建立起科学有效的评价机制，这种评价机制的构建最终是以教学效果的标准为目标的。过去以考试评价为导向的模式，更强调的是学生实际接受新知、发展智能的效果。但在现实社会中一个人的能力的大小不完全在于知识占有的多少，更多的是创新意识和创新能力的培养，在实际课堂教学中教师要将虚拟仿真技术中的教学内容及时进行效果的反馈，并有针对性地进行分层次评价，以选择制作适合学生需要的虚拟仿真技术和教学方法。总之，在教学中采取正确适当的方法充分利用发挥虚拟仿真技术的最大效果，让学生拥有学习和应用的环境，在轻松有趣的课堂上获得最大收益。

总之，虚拟仿真技术应用于教学是信息技术与课堂教学深度融合的产物，是教育信息化发展的必然趋势。在教学中，充分研发和运用虚拟仿真技术进行教学，加深学生的情感体验教育，高效汲取教材中的养分，让学生在潜移默化中爱上学习。同时虚拟仿真技术教学也是一种新型的教学资源，它能优化课堂资源配置，使学生化被动学习为主动学习，转变学习方式，提升学习品质。虚拟仿真技术使教学过程场景化、具象化，且趣味性强，学生在虚拟仿真技术教学中可以拓展自己的思维，并创造性地开展各种学习活动，对实际动手能力和逻辑思考能力的培养都有所助益。

基金项目：安徽省科学研究重点项目：乡村振兴战略实施主体问题研究（SK2020A0317）;阜阳市社科项目：阜阳市实施乡村振兴主体优势研究（FSK2020003）;阜阳师范大学青年人才基金重点项目：融媒体视域下高校人才培养机制研究（rcxm201908）;阜阳师范大学思想政治理论课教师研究专项：融媒体视域下高校主流意识形态传播理路研究（2020SZGZ02ZD）;安徽省教研一般项目“习近平关于立德树人重要论述融入高校思想政治教育研究”和阜阳师范大学校级教研重点项目：“习近平关于立德树人论述融入高校思想政治教育研究”的阶段性成果。

参考文献：

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[2] 虛拟现实视域下的未来课堂教学模式研究[J].刘勉，张际平.中国电化教育.2018（05）.

[3] 虚拟仿真技术对高校思想政治理论课的影响——基于SWOT分析法[J].梁军，陈丽娇.高教论坛.2018（03）.

作者简介：

李 涛：（1983—），男，汉族，安徽临泉人，硕士研究生，南京师范大学在读博士，阜阳师范大学马克思主义学院（内聘）副教授。主要研究方向：马克思主义理论。96192E02-3ABC-457C-8FCF-3F9E9EB9F85D