时间：2023-07-17 09:49:55
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0引言
翻转课堂是基于信息技术的快速发展而产生的一种创新教学模式，起源于美国，目前在中国高等教育、中小学教育课堂中应用广泛。翻转课堂的核心是翻转传统的教学模式，将学习知识的过程放在课堂下，课后巩固的过程转移到课堂上，使先教后学的传统教学流程颠倒为先学后教，实现了教学流程的逆序创新；实质是教师、学生身份的翻转，教师由单纯的知识传授者转变为导学者、助学者、评学者，学生从被动的知识接受者转变成协作、探究活动的参与者。项目式教学法是教师为主导、学生为主体，以项目式管理为形式，实施探究教学模式的一种方法。虚拟项目式教学法是将项目通过仿真软件进行实现从而实施教学的一种方法。本文采用的仿真软件是Multisim10，根据数字电子技术课程教学的实际情况，结合翻转课堂与项目式教学模式的优点，提出虚拟项目式翻转课堂教学模式。
1虚拟项目式翻转课堂教学模式
虚拟项目式翻转课堂教学模式如图1所示，其实质是翻转课堂与虚拟项目式教学的有机结合，包括课前准备、课中实施、课后巩固三个相互关联的阶段，每个阶段由教师教学活动和学生学习活动两个部分组成。图1虚拟项目式翻转课堂教学模式
1.1课前准备阶段
虚拟项目式翻转课堂教学模式的基础是虚拟项目和碎片化知识点微视频的设计。教师课前需根据课程特点和学生差异性水平设计难度适中的虚拟项目，针对适合翻转的教学内容，需针对性的进行知识点引导，有选择性的提供微视频和文档资料。微视频的制作时需避免单调的课堂讲述式，结合知识点目标融入生动性和趣味性，简洁明了。文档资料的提供不能求全，适当缺项是调动学生学习积极性的一种手段。学生课前在通过共享平台获取微视频和文档资料后，根据自己的学习习惯、时间规划，进行碎片化学习，通过网络查找对文档中缺项部分适当补足，在生生、师生交流的基础上进行虚拟微项目的设计，同时注意整理质疑点，及时反馈教师。教师课前还有一项重要工作，及时通过网络在线交流，统计学生学习进度，对整理出的质疑点进行汇总、归类。
1.2课中实施阶段
课中实施是翻转课堂的关键。虚拟项目式翻转课堂课中实施阶段具体分两步，第一步，根据课前学生反馈情况，结合学生小组进展汇报，教师有针对性的集中答疑，参与小组讨论、分类指导，监控学生虚拟项目实施；第二步，在项目完成后，各小组进行项目展示、互评，教师结合互评情况和项目实施效果综合给出成绩评价，计入平时成绩。
1.3课后巩固阶段
学生课后的主要任务是撰写项目报告，进行碎片化知识点梳理汇总、拓展延伸，老师课后的重要任务是及时进行调查、分析虚拟项目式翻转教学的收获和问题，拟定应对措施，为下次教学做准备。
2应用研究
任何一种新的教学模式，都必须与实际教学相结合，才能充分发挥活力。为了便于虚拟项目教学实施，我们将《数字电子技术》课程理论教学从传统的课堂转移到多媒体实验机房，事先在征求同学意见的基础上将学生分成不同的学习小组，明确小组负责人和联络人。
2.1虚拟项目构建
虚拟项目的构建，要按照学生的能力特点和知识的相关性将教学内容涉及成为完整的一套教学思路。本文在将翻转课堂教学模式和虚拟项目式教学优势想结合，将碎片化知识点融入虚拟项目中，将数字电子技术课程分成4个大项目，12个子项目（加法器（逻辑代数、逻辑门、加法器）、抢答器（译码器、编码器、锁存器、抢答器）、计数器（触发器、计数器）、数字时钟（振荡分频电路、计时电路、校时电路））。具体实施时，将每个子项目依据知识点再次进行细分，设计相关微视频，将以往课堂教学知识点通过微视频+文档实现学生课下自学。
2.2计数器翻转课堂设计
计数器设计由2个子项目组成，其中触发器模块被分解为RS触发器、JK触发器、D触发器三个子模块，计数器子项目被分解为同步计数器、异步计数器两个子模块。每个子模块由若干微视频组成。本项目在5次课10个学时内完成。教师课前将学习要求、相关微视频、部分文档和学生课前学习进度轨迹表通过班级QQ群出去。学生在获取资料后进行课下自主学习，各微项目需学生课下仿真设计，记录学习轨迹、完成相应微报告。第1、3，4次课上由学生主导，其中第1，3次要求各小组在讨论各触发器功能、计数器设计的基础上，选出不同代表对小组成员工作情况进行PPT演示、汇报；第4次课在老师分类指导下进行项目具体实施。第2次课由教师主导，对本次项目重难点、课前收集的学生质疑点和小组演示汇报情况进行针对性释疑解惑。第5次课由学生教师共同主导，包括整个项目汇报，自评、互评。在每次课课下间隙，教师和学生通过交流平台保持固定交流时间，一方面教师督促进度缓慢的同学跟上进度，另一方面学生对项目进展中出现的问题及时反馈。
3总结与反思
虚拟项目式翻转课堂是对传统以教师为主导教学模式的一种逆序创新，学生成为课堂的主角。从数字电子技术课程的虚拟项目式翻转课堂实践结果来看，虚拟项目式翻转课堂能够激发了学生的学习兴趣，培养了学生主动参与、团队协作的意识，锻炼了学生的实践动手能力和创新能力，对后期EDA技术课程教学和毕业设计帮助很大。实施过程中师生关系更融洽了，教师的工作量虽有所增加，但整体专业素养明显提升。新的教学模式需要我们不断实践和探索，才能更好的为教学服务。
参考文献
[1]祝智庭,管珏琪,邱慧娴.翻转课堂国内应用实践与反思[J].电化教育研究,2015(6):66-72.
[2]郭文良,和学新.翻转课堂:背景、理念与特征[J].教育理论与实践,2015(11):3-6.
[3]曹腾飞,刘志强,黄建强,等.数据库应用基础项目式翻转课堂的实验教学研究[J].实验技术与管理,2015(11):206-208.
一、真实教学训练与虚拟教学训练的内涵综述
真实教学训练以实际教学课堂为教学环境，以教师与学生为参与主体，以训练内容为对象，通过学生的实际参与，教师的实际引导来实现对训练内容的理解与掌握。这一教学训练模式依托师生共同构建，要求参与者真实且客观存在。涉及到师范生的真实教学训练，必然依托于师范生的日常实习、见习完成。
虚拟教学训练凭借现代信息技术，如微格教室、录播教室，将教学过程以模拟和预设的形式展开，尽可能的使设计具备真实性与互动性。师范生预设在教学中可能会出现的问题，在教学中，通过虚拟对话一一突破、解决问题。此种模式下学生处于缺位状态，教师需要实现对虚拟教学实践活动的构建，以将教学设计转化为实际教学行为，完成自导自演的“独角戏”。师范生大部分的实践训练主要通过此种训练模式，依托教法课堂、技能大赛展示完成。通过此类训练能够促使师范生更自觉地提升自身教学素养，展示各项基本功才能，已被越来越多的教学比赛、招教考试、教师招聘广泛采纳。
二、真实教学训练与虚拟教学训练的优劣探析
中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2015）13-0005-02
近几年“智慧校园”概念逐渐引人关注。“智慧校园”是在以往“数字校园”概念基础上的升级。其中“无处不在的网络学习”是智慧校园的重要特征之一。
“无处不在的网络学习”我们称之为“泛在式学习”，即依托互联网（宽带或移动互联）虚拟教室（平台），随时随地展开学习的方式。虚拟平台上的学习与传统实体课堂的学习整合互生，形成双课堂教学模式。双课堂模式是智慧校园中重要的教学模式，它的出现对教学优化和师生发展都起到极大促进作用。
传统实体课堂以教学班为单位进行教学，具有集中、高效、场境效应等优势。但传统实体课堂活动主要局限于课堂上和在校时间，一旦放学，以班为单位的学习活动就不太容易组织。
现代教育理论认为，学习不只存在课堂之上，应该成为学生的生活方式。“泛在”是学习本应有的形态。但没有互联网之前，学生下课之后，“泛在式学习”很难形成。一些有课外学习动力的学生，因为时空的限制，也不太容易形成学习团组。
虚拟课堂的出现，使泛在学习成为可能。
虚拟课堂的出现并不是要取代传统课堂。双课堂模式，是通过寻找两个课堂的联结点，充分发挥两种课堂的优势， 实现教学的优化，最终有利于师生发展。
因此，我们有必要探讨传统课堂与虚拟课堂各自的教学特点，特别是虚拟课堂的优势。
一、实现泛在学习
如前所述，同传统课堂相比，虚拟课堂教学具有“泛在学习”这一优势。
（1）传统课堂学生发言时可能会有心理拘束，虚拟课堂的学生能够减少心理拘束，发言更自由。
（2）传统课堂由于时空限制思考时间比较短，查阅资料根本无从谈起，虚拟课堂则可以有更多的查阅资料和思考的时间，可以使思考更从容和理性。
（3）传统课堂中主要是师生交流，生生交流不多，虚拟课堂为更多的生生交流提供了条件。
（4）传统课堂中的交流以单向和一点辐射为多――即教师或几个同学发言，大家都在边上听着。网络交流的方向可以是多向和多点辐射，从而最大限度实现生生交流。
（6）传统课堂主要解决共性的问题，体现了班级授课制的优势，效率比较高但对个性的问题解决不理想。虚拟课堂对个性的问题解决得好，体现出个别辅导的优势。
可见，所谓“泛在”，是指最大限度延展学习时空、增加学习伙伴、扩大学习资源，虚拟课堂的出现提供了这个可能。
二、提供合作平台
进入新课程改革以来，“自主合作探究”式学习方式成为主流，但一方面由于对自主合作探究方式的理解还不到位，另一方面由于客观条件限制，自主合作探究式学习方式往往流于形式。有的教师只是把课堂里的桌椅摆成了小组样式，有的教师则完全放弃了自己在课堂上的引导。结果，实体课堂最需要的交流场效应和教师主导性没有了，教学的深度没有了，实体课堂的优势反而丢掉了。
要想进行深度的合作探究，必须实现深度探讨；要想找到深度探讨的伙伴，必须了解同伴的认知状态。在传统教学中，学生的集体学习空间只有课堂。如果课堂教学没有开始或已经结束，学生的讨论囿于空间限制，只能局限在小范围。一个学生如果想了解全班同学的认识，必须把同学的作业本都收集起来，这几乎是不可能的。虚拟课堂的存在解决了这些困难――这就是工具的力量。
我们以一堂语文课为例。
在进行《致橡树》一课的教学时，笔者先组织学生在虚拟平台上提问讨论，学生重点讨论了《致橡树》的主题。
通过网上讨论，笔者所教的两个班学生很快就能理解该诗的主题，甚至也能明白诗中大部分比喻的含意。（见链接http：///myforum/itemList.shtml？classNo=2992&topicId=32249）
学生的理解是在没有任何辅导下完全由他们自主研讨相互启发而成的。其中姜满雨同学对本诗的理解比较有特色，笔者请她在实体课堂上汇报自己的理解。欣慰的是，她不但说出了自己的独立见解，而且能综合其他同学的观点。（见链接http：///myforum/itemDetail.shtml？classNo=2992&itemNo=614605与PPT）
如果没有网络平台的存在，学生很难在实体课堂前有如此充分的讨论。姜满雨同学也很难综合全班同学的认识。
可以说，互联网虚拟课堂的出现，为学生自主合作探究学习方式的实现，提供了平台和可能性。
三、发现教学起点
奥苏贝尔指出，意义学习必须建立在学生已知的基础上。如果教师不了解学生真实的认知状态，我们的教学就没有针对性，教学效果也就无从谈起。虚拟课堂中的学生讨论，就给教师了解教学起点提供了依据。
在双课堂教学模式中，教师可以在虚拟课堂先就所讲课题布置作业或讨论，学生在没有教师指导的情况下，先完成作业或展开讨论，并提出疑问。教师可以作为平等一员参与网络讨论。
这一阶段属于整个教学流程的一部分，学生要完成教师的作业必须全员参与。全员参与过程实际是将原来传统课堂的内容提前放到虚拟课堂。此时我们就会发现学生认知的原始状态。
一方面，学生经过自主讨论，可以解决一些原来必须在传统实体课堂上解决的问题，使教学效率提高。另一方面，教师可以了解学生在虚拟课堂讨论中产生的共性或疑难问题。聚焦这些共性和疑难问题，实体课堂教学就找到了起点。
如此，可以最大限度地避免以往传统教学因认知状态掌握不到位而产生的教学针对性不强的问题，从而优化教学。
还以《致橡树》为例，学生在实体课堂前的讨论中提出了许多问题，比较集中的是对“木棉像沉重的叹息”一名不理解，也就是对舒婷内心世界的不理解。如果按照传统方式，还把《致橡树》的主题理解作为教学目标，就很难激起学生的兴趣，因为学生对《致橡树》的理解已经达到了一定的水平。因此，只有另辟蹊径，补充《神女峰》一诗，使学生对舒婷的内心世界有更全面的了解。
传统实体课堂在确定教学起点后，主要完成课题聚焦、认识深化的任务，并给学生以方法规律指导。完成实体课堂任务以后，可以再回到虚拟课堂，布置学生完成更具个性或更深度的作业，以对实体课堂教学作反馈。
由此可见，我们要根据虚拟课堂和实体课堂各自特点设计教学方案，并且找到其间的联结点，使教学效果达到最优化。
所谓两个课堂的联结点在于：在一种课堂发挥自己的优势并取得相应成果的基础上，另一课堂继续发挥自己的优势并完善前一课堂的教学成果。
泛在学习的出现，使教学时空扩大了；双课堂模式亦可能成为智慧校园诸教学模式中重要的一种。
它对教师又提出了更高的要求。
（1）传统课堂中教师的指导可以及时有效，对教师驾驭课堂的能力（主要是教学反应能力）有很高的要求。虚拟课堂教师的指导不受时空限制，只要有闲暇和上网条件就行，但对教师的学养要求比较高。因为学生有条件提出更深入或更具发散性的问题，如果教师没有很好的学养很难应对，这就要求教师不断学习，以应对挑战。
（2）传统课堂教师可以根据教学需要提供最具针对性的补充资料。虚拟课堂由学生自主在网上查找资料，其优势是方便快捷且资源丰富。教师则要引导学生面对海量信息学会辨别筛选，这对教师的思想认识水平提出了更高的要求。
学习情境是指影响学生学习过程的环境中可以引起学生积极情感的、激发学生学习兴趣、促进学生有效学习的、主要靠教师和同学课堂上创设的临时情境；虚拟情境是指出于某种需要或目的而进行的人为优化、创设的环境。在本文中，虚拟学习情境指为了达到教学目标，在课堂多媒体网络环境下，利用技术手段创设生动形象的接近真实的情境，激起学生的兴趣，促进学生自身对知识意义的建构。如“太阳系大家族”这课，复杂抽象的知识只凭讲解学生不易理解，若在课堂中辅以模型和动画等教学，创设太阳系简单虚拟学习情境，将利于学生的消化吸收。运用信息技术手段创设虚拟学习情境可以在一定程度上摆脱现实条件的限制，更好地再现真实情景；同时，让学生在模拟真实的情境中学习有利于激发学生的科学兴趣，满足其好奇心，使其全身心融入于课堂中，更好地和教师、同伴交流互动，进行科学知识的建构，并有助于知识与技能的掌握和迁移，提高学习效率。
二、困境：科学教学中存在的制约
小学科学是一门以实验为基础的科学，一部分科学知识是可以设计真实情景让学生探究学习的，然而还有一些科学知识的学习，由于各种客观条件的制约并不能在真实的自然情境或者社会情境中去体验。比如，很多实验由于条件所限而无法达到理想的效果，或者需在特定的环境中才能够展现；还有一些实验由于操作不当容易发生意外事故；也有一些实验现象不明显，不易观察。例如“火山与地震”这类教学内容，学生在现实生活中几乎是不能体验到的，创设不出真实情景；又如“食物链和食物网”、“太阳系大家族”这类比较抽象复杂的知识，现实中也很难做到情境再现设计；“冷和热对物体的影响”可以创设真实学习情境，但实验结果往往不明显，看不到直观的结果；还有如“酒精灯的使用”这类略带危险性的实验，小学生安全意识薄弱，好动性强，也不便于在真实情境中操作。种种限制给科学课程带来了局限性，在这种情况下，课堂上应利用各种信息资源，设计与主题相关的、尽可能接近真实实验条件和实验环境的虚拟实验隋境尤为重要，它比相对现实更安全，并且能提供现实中不能及时获得的经验，给科学教学注入新的活力。
三、案例展示与分析：如何有效创设虚拟学习情境
1.“太阳系大家族”学习活动设计
《太阳系大家族》选自苏教版小学科学六年级上册第四单元第二小节，该小节主要是让学生对太阳系有初步了解，知道太阳系的主要构成情况，了解恒星、行星、卫星的概念与相互关系，以及对地球与太阳之间的公转能有初步认识。根据本课的知识特点，老师创设了五个虚拟学习情境，并将所提出的情境与之相对应的情境描述和作用以表格的形式列出，如表：
2.“地球内部运动引起的地形变化”学习活动设计
同样，《地球的内部》与《火山和地震》是苏教版小学科学六年级上册第二单元第三、四小节的内容，可将虚拟学习情境创设在一起。在对地球表面的各种地形进行认识后，本节开始探索地球内部结构，了解地球的构造，再通过学习火山和地震概念以及产生的原因，让学生认识地球内部的力量是如何让地球的地形地貌发生改变和重塑的，最后讲解一些地震自救知识。依据此专题的特点，可创设地表形态、地球内部构造、火山和地震、产生火山与地震的原因、地壳运动以及地震自救六个虚拟学习情境。通过运用图片模型展示、动画操作再现、视频播放、问题情境创设等方法构建本节内容情境，让学生在虚拟的环境中认识地球结构，化抽象为直观，感受火山地震与学会生存自救，积极调动学生兴趣，扩展学生思维，促进全面发展。
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2013）24-0034-03
《单片机原理与应用》是很多高职电子信息类专业开设的核心课程，是从事电子、自动化、计算机应用、机电一体化等工作岗位的工程技术人员必须掌握的专业技术。由于单片机是一种高度集成的数字电子芯片，涉及到数字电路、计算机理论等一系列复杂的知识要素，硬件和软件设计形态繁多，特别强调将理论和实践紧密结合，而传统的单片机教学模式受制于技术手段，形式单一、抽象，实验也程式化，因此，学习和掌握单片机是比较枯燥和困难的。近年来随着教育信息化技术的进步，出现了“虚拟实验”技术，使得单片机虚拟仿真实验已经成为可能，因此，我们借助先进的单片机虚拟实验软件，对单片机课程的教学进行了信息化改革创新。
一、传统单片机教学和实验的局限
1.教学上的局限
单片机课程的主要内容，包括单片机内部结构、存储空间、I/O接口、中断、定时/计数器、串行通信接口等很多的知识点，对于高职层次的学生，如果缺乏合适的教学方法和手段，学习单片机是很抽象、困难的过程。传统教学采用“课堂讲授+实验室验证性实验”的模式，在课堂讲授部分，只能依赖PPT课件，对单片机的概念、结构、接口等内容，利用结构框图、流程图等进行静态表述，不够直观，无法揭示单片机内部程序运行的过程和各种接口信号的动态过程及相互关系。由于缺乏合适的课堂演示设备，无法配合教学内容在课堂上及时演示，教师只能偏重理论阐述和灌输，学生往往听得云里雾里，收获甚少。
2.实验上的局限
以往的单片机实验装置主要有实验箱、开发板，其性能特点如表1所示，可以看出，这类设备都存在比较明显的缺点和局限。
二、Proteus虚拟实验软件
虚拟实验是指借助于计算机仿真、虚拟现实和多媒体等信息化技术，在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目。虚拟实验的特点是可视化、可重复性和低成本，能实现“零”器材损耗。虚拟实验技术已经在诸如物理、化学、生物、电子、机械等很多学科领域的课程教学中得到了广泛应用。
近年来在单片机课程教学上，也出现了先进的虚拟仿真系统Proteus VSM，它是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件，不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件，具备原理图设计、制板、微处理器实时动态仿真等强大功能，可以在无须消耗器件的情况下，搭建单片机系统和各种接口电路，达到实验的目的，将单片机系统的设计大大简化，也很大程度上改善了单片机课程的教学和实验。利用PROTEUS可视化特点，可将许多单片机实例运行的内部动态过程生动、直观的演示出来，达到实物演示实验难以企及的效果。
三、单片机教学信息化改革
利用Proteus虚拟实验软件的可视化、网络化、可重复性和“零”器材损耗等特点，我们对单片机课程的教学进行了信息化改革创新。目的是整合教学内容，增加教学过程的生动、形象，实现教学资源的开放、共享，发挥学生的自主学习和创新能力。具体的方法是：
1.根据Proteus软件特点整合教学内容
Proteus虚拟仿真软件采用图形化、模块化的方式，把单片机的底层内部结构进行封装，对最终用户屏蔽，因此对用户而言简单、直观、形象。硬件设计上，基本上是采用各类集成电路芯片，按标准总线式结构，连接对应的引脚搭建，程序设计上，也多以接口编程、库函数调用为主，不需要设计复杂的算法。因此，我们依照Proteus特点，把单片机理论性、细节性过多的内容加以简化、整合，以典型功能模块为基本知识单元，把教学重点放在掌握功能模块的外部特性和组合应用上，“重外弱内”，从而避开了单片机内部指令系统、寄存器、地址空间等比较抽象、枯燥的理论内容，降低了知识难度，不仅易于高职层次的学生接受，还便于开展项目化教学，如图1所示。
2.“动画”教学
教师使用Proteus作为即时实验工具，教学的时候配合教学内容同步、动态、实时的演示，很好的呈现单片机程序的执行步骤和各种接口信号的变化、传递过程。单片机内部运行程序速度很快，传统教学很难把单片机内部程序运行过程和外在结果的对应关系表述清楚，例如，在讲授单片机控制多个数码管同时显示的动态扫描原理时，需要再现单片机程序依次操作I/O端口，产生引脚信号的变化，驱动数码管轮流点亮显示的过程，教师就可以使用Proteus实验软件，在程序中设置断点，利用单步执行的功能，“慢动作”播放，一步一步执行，把程序执行的过程和结果以“动画”形式演示出来，并能随讲随停，让教师对教学内容和过程的掌控更为灵活、生动直观，学生也更容易理解。
3.与精品课程网站结合应用混合式学习
单片机教学信息化改革，还可以借助网络，运用混合式学习模式，即课堂教学与课外在线学习相结合。因为单片机是一门实操性很强的课程，依赖于C语言编程工具，搭建电路、编写、调试程序会占用很多时间，特别是项目化教学后，仅仅靠有限的课堂时间是不够的，学生需要进行课外的学习和实操。Proteus软件支持C/S（客户端/服务器）网络应用，因此，我们把Proteus服务器嵌入到精品课程网站中，应用架构见图2。学生可以在宿舍、教室、图书馆等场合随时随地接入网络，不仅可以获取精品课程网站的教学资源，预先学习，还可进入Proteus虚拟实验室，根据网站提供的项目案例，进行各种实验，从而突破了传统教学实验的时、空限制，发挥了学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。学生在线学习实验时遇到各种编程调试上的问题，集中到课堂教学的时候由教师辅导解决，提高了课堂教学的针对性和实效性。
四、结束语
我校利用虚拟仿真实验软件对单片机课程教学进行信息化改革以来，不仅有效解决了学校在经费、场地、器材等方面的困难，而且克服了传统教学抽象、静态的缺点，简化了教学内容，让教学过程生动直观，提高了学生学习兴趣，学习效果得到很大提高，在国家和省市的单片机应用技能大赛中取得了多个优异奖项。
参考文献：
[1]陈宜建.虚拟实验在单片机教学中的应用[J].中国职业技术教育，2010（2）：20-21.
第一，虚拟实验室可以与传统的实验室优势互补[2]，大大降低学习受时间、地点、条件的限制，培养学生的创新能力、科研思维能力、解决问题的应变能力，并有效缓解教学经费不足以及师资紧张等矛盾，使学生在虚拟的实验环境中身临其境地完成实验。
第二，虚拟实验库的最大优点是可按照学科和信息技术的发展，实现动态积累、及时更新。中药学专业、不同层次的学生可根据该课程设置、学时的不同灵活自主的选择方向和兴趣爱好向适应的虚拟实验。
第三，构建中药学专业分析化学基础课程虚拟实验库的方法我们拟以课程模块和知识结构模块为经，以实验属性为纬，对实验技术，方法和内容进行精选以及实验过程的虚拟化设计，构建支持中药学专业分析化学基础课程实验教学和课堂实验演示的模块化、多层次、交互式虚拟实验库。在虚拟化实现过程中，充分考虑人和机、教和学的交互。
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1009-4156(2011)06-142-03
一、研究综述
在虚拟课堂和虚拟教学的已有研究中，构建虚拟课堂的方法主要有两大类：一类是基于计算机支持的协同工作理论(Computer Supported Cooperative Work，CSCW)所创建的虚拟教室，它以BBS、聊天室和电子白板之类的交流工具为教学的主要形式，教学内容可以多种媒体形式呈现；另一类是基于视频会议系统的虚拟教室，视频会议系统具有完善的会议功能，可以共享各种信息服务，如实时的视频信息、数据传递、会话选择、成员角色判断和控制等。
在虚拟教学理论研究中，皮亚杰提出的建构主义学习理论为虚拟教学奠定了理论基础，网络技术理论和网络传播理论则是虚拟教学(网络教学)设计的重要支撑。建构主义学习理论认为知识不是通过教师传授而获得的，而是学习者在一定的情景下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的。建构主义环境包含的四大要素即“情境”、“协商”、“会话”和“意义建构”，正是虚拟教学所能充分体现的。有效的教学策略研究必须考虑传播媒介的特殊属性，网络教学实际上是教学的网络化过程，而这一过程的实现与网络信息技术及其传播技术、传播特性是密切相关的。因此，在网络教学设计过程，必须考虑传播媒介与内容的整合性，教学信息传播的通畅性和有效性，学生获取教学信息的便利性，对学生理解教学内容的影响性以及对学习效果的预期性的把握等。
回顾已有文献，国内外专家学者对虚拟课堂以及虚拟教学的研究，多在于虚拟教学理论基础研究和虚拟课堂构建方法描述及技术手段引人教学探索等方面。而对于不同受教育对象，如何有效运用技术手段构建虚拟课堂，制定教学策略的实证研究则甚少。本文则以突出电大教育教学特点――学生分散、地方电大师资力量稀缺的陕西电大英语专业教学为研究案例，以期探索构建虚拟课堂的有效途径，为地方电大便捷地获得优质教育资源，推进教育均衡发展，提供有益的帮助。
二、虚拟课堂构建过程
本文以英语专业学生较多的陕南汉中、安康分校和陕北榆林分校开放教育英语专业本科学生，共计152人为研究试点对象，其他分校英语专业学生79人为非试点研究对象，并以英语专业“高级休闲英语”课程为教学研究案例，首先通过向学生发放问卷调查表形式，了解和分析学生需求，然后根据课程内容及成人学习特点构建虚拟课堂，对构建虚拟课堂教学和未构建虚拟课堂教学的学生都认真执行学习策略，再对积极进行网络虚拟课堂学习和因各种原因未认真进行虚拟课堂学习的学生测试结果进行调查、比较分析，以验证构建虚拟课堂的有效性，从而得出结论和建议。
(一)学生需求调查与分析
我们向152名开放教育英语专业本科学生发放了《网络环境下虚拟课堂学生学习预期和需求问卷调查表》，收回有效问卷146份。结果显示：78％的学习者经常利用网上教学平台进行在线学习，16％的学习者偶尔利用网上教学平台进行在线学习，6％的学习者从未利用网上教学平台进行在线学习。在经常利用网上教学平台进行在线学习的学生中，有一半认为网络学习既能满足个性化学习需要，也有利于激发自身创造性的学习思维，另一半及偶尔利用网络教学平台进行在线学习的学生则认为虽然网络资源基本能满足学习需求，但在学习过程中还是缺乏教师的指导。在教学方式方面，55.3％的学生希望远程教育通过网络的方式来进行，36.2％的学生仍希望主要通过面授辅导方式进行，8.5％的学生则希望以录像和VCD为主的方式。学生教学方式的选择说明了，随着计算机网络的普及，网络已是学生们学习的主要渠道，但同时由于传统的面对面的教育方式深刻影响着学生们的心理，一部分学生还是希望老师能适时地给予面对面的辅导。
(二)构建虚拟课堂
1 制定教学策略：(1)科学分组策略。由于152名试点研究对象所处地域不同，不仅有地市电大学生，而且还有县工作站学生，我们要保证每个学习者在小组中都能承担学习任务，都有获得学习的机会，充分重视学生之间的交流和团队意识的培养，促进小组成员间积极的相互依赖和合作关系的科学分组前提下，根据他们在地域特点、学业成绩、语言沟通与表达能力、性别、年龄、社会背景、学习风格、信息技术操作能力与水平等方面的差异性，以及虚拟课堂学生学习预期和需求问卷调查情况，将6％从未进行网络在线学习和16％偶尔进行网络在线学习的学生与78％经常进行在线学习的学生尽可能地进行分组，由不同风格、不同学业基础或计算机应用经验的学生组成小组。(2)技能培养策略。我们通过为学生提供多样化、多路径的学习选择，指导学生把有限的教室空间和无限的网上空间结合起来，使学生学会筛选有用的信息，提高学生互动对话式的学习能力，培养学生个性和开发学生集体智慧。同时从学生思维能力、学习方法和学习动机等方面发现其不足，并进行针对性指导，给出有层次性的学习任务，使基础差弱势学生也能找到胜任的工作，在完成任务中树立自我成就感，增强信心。(3)合理评价策略。我们首先对不同层次水平的学生制定不同的要求，设计恰当的自评标准，提供自评结构，给学生留出足够的时间认真进行自评，使其自评尽量具体而不抽象。其次，教师进行评价，不仅关注其学习结果，更关注其学习过程。(4)情感教育策略。利用虚拟现实技术更能创造真实的情境，产生与现实类似真实的情感体验，从而以情促知，以知促情。在实践教学中，我们通过创设各种恰当的教学情境，如教学游戏、问题解决、积极反馈等，让学生在解决问题的过程中充分丰富学习主体的情感体验。
2 制定学习策略：(1)自主学习策略。基于网络环境的英语学习适合于学生进行“自主发现、自主探索”式的学习。自主学习主要包括自主制订学习计划，自主安排学习时间，自主掌握学习进度，自行获取教学资源与信息，自觉接受多种形式的教学辅导，独立完成平时作业及实践性环节，达到课程教学的质量要求标准。(2)自我监控学习策略。成人学生的自我监控学习主要包括以下任务：对自己的学习有所准备，依据自己的能力和知识确定学习目标；采取必要的学习步骤，在不同的学习活动和策略之间进行灵活转换；对学习进行控制，包括监控、测试与提问、修正和评价；保持高度注意力和动机，如回顾学习目标及其相关性等。这种自我监控的学
习能使学习者更好地根据自身的需要和不断变化的情况修改自己的策略，以便使学习者获得持续的进步。(3)合作学习策略。在合作学习中，指导学生掌握四项基本要点：一是小组及每个小组成员的责任感一小组成绩取决于小组总的任务的完成情况，小组成绩将影响个人的成绩记录；二是面对面的建设性的相互交流――学生们有机会相互解释所学的东西，有机会相互帮助、理解和完成作业；三是小组合作技能――期望所有学生能进行有效的沟通，建立并维护小组成员之间的相互信任；四是小组的自我评估――各小组必须定期评价共同活动的情况是否良好，应怎样提高其有效性。
3 构建虚拟课堂。我们针对《高级休闲英语》课程，以省电大教学平台为基础，通过陕西电大金虎远程教学系统构建虚拟课堂。金虎远程教学系统主要功能是建立和管理虚拟教室，用于多媒体教室、师生之间多媒体交互通信。当进入音视频通信后，点击数据区，就可进行白板、IE协同、文件演讲、文字、图片等数据协同。电子白板支持写、画、打字、截取屏幕图片、粘贴图文、导人图片等，进行各种讲解和交流；IE协同浏览可以实现双方协同浏览一个网页，并可以对网页进行写画操作；文件演讲功能支持全屏演讲、单个文件演讲、选中某个应用程序进行演讲。因此，它的强大功能完全适合远程虚拟课堂的构建，并且能满足教学点专业教师短缺，学习者渴望与高水平的专业教师进行交流沟通的需求。具体做法如下：(1)做学生的“洗脑”工作，将开放学习的理念贯穿于整个教学过程之中。首先结合教材结构及内容，向学生介绍突出语言应用技能的英语学习方法，帮助学生转变观念，适应开放教育所倡导的以学生自主学习为主，教师辅导为辅的教育思想。并通过IE协同浏览，介绍教学平台其他辅助学习资源；帮助学生制订适合各自的学习计划，(2)虚拟课堂突出以学生为中心的教学思想，重视学习过程，强调边做边学。
第一步：组织两人对话或小组讨论，以刺激学生用英语表达的欲望，更重要的是让学生之间有相互学习、取长补短的机会，使他们打消交际过程中的顾虑。
第二步：当堂进行小写作操练，并将学生成果放到教学系统的交流平台上，老师和学生都可以进行评价。学生不仅表现出极大的兴趣，而且很多学生容易犯的共性问题立刻可以得到纠正。
第三步：通过系统中音视频数据协同，额外增加听力资料，听小故事，然后复述，练习学生的实际听说能力。听力材料的难度必须适中，篇幅不宜过长，以学生能够轻松接受为宜。
4 对学习小组的活动进行监控、指导和评价。根据每单元的话题，定期为课外学习小组设计活动提纲和要求，放到文件共享中，由各小组联络员负责组织，并在下次辅导课上详细汇报每位成员具体从事的工作，学习小组还可自由选择其他口语交际活动。根据小组活动的汇报情况为每一个学生打分，计人平时成绩。
5 强调自主学习。要求学生在参加辅导课之前必须对文字教材有相当的了解，并将自学时遇到的问题和课外作业定期发到指导教师金虎远程教学系统的个人文件柜，然后，指导教师指导其自学，检查学习进度，了解学生的学习困难。
6 更多地关注网上学习情境而非网上学习环境的创设。学习情境较之于学习环境更切合学习者人性化的需要。教师在与学生交互的过程中，经常鼓励学生，注重和学生培养感情，进行学习心理的交流与沟通，让远端的学习者在交互学习过程中既能感受到远端的教师人文主义关怀的热情，又能感受到远端同组的同学为了一个共同的目标而付出的努力。
(三)结果比较与分析
1 我们就《高级休闲英语》课程教学模式改革做了一次针对学生的抽样问卷调查。调查的主要内容包括：学生是否接受和认可这种教学模式的改革；学生的英语学习能力是否有所提高。在对123份有效问卷进行统计之后，结果如下：90％以上的学生认为虚拟实时课堂学习气氛良好、师生互动频繁；74％的学生认为指导教师老师设计的讨论话题、讨论提纲以及相关词汇很有趣味性，且有一定的帮助作用；83％的学生认为这种模式能帮助养成自我管理、自我约束的习惯。
2 测试结果调查与分析。2010年7月，我们对学生的《高级休闲英语》期末考试情况进行了调查和分析。情况如下：
(1)试点学生与非试点学生成绩比较。《高级休闲英语》考试包括口试和笔试两部分，在口试中，试点学生们普遍反映，期末口试题型和要求与他们平时虚拟课堂及学习小组活动中所进行的口语交际活动很类似，因此，大多数学生感觉得心应手；而非试点学生教学仍然采用传统的面授课辅导模式，且很少进行有针对性的网络在线学习和教学互动，学生口试成绩较差。而笔试成绩也进一步反映出试点学生在听力、阅读和写作等三方面综合运用语言的能力普遍高于非试点学生。
(2)试点学生之间成绩比较。在对试点和非试点学生成-绩进行统计分析后，我们又根据试点学生小组组成情况，对各试点学生小组之间成绩和试点学生小组内各成员成绩进行了统计和比较。我们发现，经常上网和教师进行在线交互学习、讨论，认真执行学习策略和进行自我评价的学习小组平均成绩要比其余学习小组的平均成绩高2－5分；学习小组中，可能由于客观环境或者自身工作性质从未上网进行在线学习和偶尔利用网络进行在线学习的学生(根据《网络环境下虚拟课堂学生学习预期和需求问卷调查表》)的平均成绩低于学习小组中经常利用网络进行在线学习学生的平均成绩。
四、结论与建议
对于网络环境下的成人教育，通过构建虚拟课堂，可以集中全省电大优秀师资力量，整合教学资源，最大限度地实现优质教学资源共享，以有效解决西部偏远地区电大系统学生分散、师资力量欠缺、教学资源分散的缺陷。
对于构建虚拟课堂而言，首先，并不是有了功能强大的远程网络教学平台系统就可以自然成功，教师一定要在新环境下开展适当的教学设计，教学策略和学习策略的制定和选择则是教学设计的关键性环节。其次，在教学过程中，教师必须对学习项目的选择、学习材料的组织以及如何运用各种技术来促进学习进行指导。评价方式也要从以前考察学生记忆多少知识为主要评价标准转向在教学评价时着重检查学生行为、思维方式和问题解决能力的发展上来。
基于视频会议系统的虚拟课堂，能较好地模拟真实的课堂教学情境，支持视频、音频的双向对话，有良好的实时性和交互性。但由于受通信容量、传输速率、交换技术等因素的制约，音、视频数据在传输过程中存在一定程度的不稳定性。如何把传统教学中丰富的、自然的交互方式移植到虚拟教室系统，是促成师生良好互动、提升虚拟教室教学应用效果的关键所在。
参考文献：
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中图分类号：TP434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）006-0144-04
作者简介：王峥（1988-），女，浙江师范大学教师教育学院硕士研究生，研究方向为虚拟学习环境。
0引言
据不完全统计，2005年，美国的高校几乎全部建立了校园网并且开通了国际互联网，已有将近三分之二的学校为在校的学生开设了网络课程[1]。到2008年，我国的高等学校几乎全部建立了校园网，许多高等学校开设了网络课程。学习场所不再局限于课堂中，虚拟的网络课堂逐渐博得了一席之地，形成了现实课堂与虚拟课堂共存的局面。许多专家学者开始研究现实课堂和虚拟课堂互补互融的模式、方法。这两种课堂的使用主体是学生，再好的学习模式也只有学生适应才能发挥它的价值。现阶段学生对现实课堂和虚拟课堂互补互融的适应性如何，如何提高学生的适应性是目前亟待解决的问题。
1研究目的和方法
1.1研究目的
本研究旨在了解现实课堂和虚拟课堂概念的基础上，以各高校参加过网络课堂学习的学生为研究对象，通过问卷调查法、观察法从学生在心理状态、学习能力、资源环境3个层面上对现实课堂和虚拟课堂互补互融的适应情况进行分析，提出改进措施，以期改进两种课堂互补互融的现状，为进一步提高学生的学习效率提供依据。
1.2研究方法
1.2.1问卷调查法
采用在“问卷星”中自行编制的问卷，通过网络对各大高校使用过虚拟课堂的学生进行问卷调查，问卷主要包含心理状态、学习能力、资源环境3个方面的内容。发放问卷50份，回收50份。问卷回收率100%，有效率90%。
1.2.2观察法
观察浙江师范大学moodle平台上学生参与网络课堂的学习情况。
2调查结果与分析
2.1学生心理状态适应性
学生只有首先从心理层面上接受现实课堂与虚拟课堂互补互融这种学习方式，才能真正适应它。在心理状态的适应性层面，笔者通过调查学生对两种课堂关系的认识度、态度以及使用两种课堂的积极性、动机、情感来分析学生的心理状态适应性。调查结果显示，大部分学生认为虚拟课堂是现实课堂的补充，说明大部分学生还是接受了虚拟课堂这种教学形式，但对虚拟课堂地位的认识度上仅仅停留在辅助现实课堂上，并没有把虚拟课堂放在和现实课堂同等重要的位置上看待，只有36.96%的学生认为它们两者是互补互融的。
在使用虚拟课堂的动机和态度方面，如图1所示，绝大部分学生使用虚拟课堂是为了同步学习现实课堂内容，巩固课程知识并学习课外知识、拓展知识面。只有少部分学生是为了娱乐或者因为教师的硬性规定来从事虚拟课堂的学习，说明大部分学生使用虚拟课堂的动机是为了更好地学习，并不是仅仅为了娱乐或完成硬性任务。图2所示，大部分学生认为虚拟课堂对现实课堂是有帮助的。
在对学生使用虚拟课堂情感方面的调查结果显示：有80.43%的学生不同程度地在虚拟课堂的学习群体中感受到了情感缺失、缺乏归属感。但是有97.83%的学生认为现实课堂可以不同程度地弥补在虚拟课堂中师生分离造成的心理距离。
如图3所示，71.74%的学生认为通过现实课堂的引导能或基本能使他们更有欲望并积极主动地进行虚拟课堂的学习，说明在进行虚拟课堂之前，教师在现实课堂中向学生们描述虚拟课堂中将要发生的教学活动和预热活动能激发学生在虚拟课堂中的积极性。
图4所示，80.44%的学生认为通过虚拟课堂的学习能或基本能使他们减少心理压力、更自信地进行现实课堂的学习。说明在现实课堂之前，教师在虚拟课堂中为学生提供的先行组织能让学生做好现实课堂前的心理准备，为新的学习任务提供观念上的固定点，使他们更好地进行现实课堂的学习。
综合图3、图4，可以分析出将两种课堂有效地整合能提高学生在心理上的适应性。
针对很多学生在现实课堂面对面交流中因为很多顾虑而缺乏主动性的情况，调查显示有78.26%的学生认为在虚拟课堂中，他们能够或基本能够很放松，并且能够畅所欲言。56.52%的学生认为虚拟课堂的学习能或基本能启发思维，激发探索热情和创新精神。说明大部分学生在虚拟课堂中能放下心理包袱，激发创造潜力。但是还有一部分学生在虚拟课堂的学习中仍旧不能完全卸下心理负担，不能让创新潜力得到最大的发挥。
2.2学习能力的适应性
在使用虚拟课堂时遇到的技术问题调查结果如图5所示，其中有50%的学生会因为种种技术问题阻碍其在虚拟课堂中的学习，这说明还是有很多学生在虚拟课堂学习过程中存在着信息技术操作层面的不足。
如图6数据所示，绝大多数学生在虚拟课堂的学习中都缺乏自己的学习计划和策略方法，并且在小组讨论、BBS等活动中的积极性不高。
调查显示有65.22%的学生认为通过虚拟课堂的学习，能或基本能做好现实课堂前的知识准备；有63.4%的学生认为，通过虚拟课堂的学习，在现实课堂中能或者基本能带着问题更有针对性地进行学习；有65.22%的学生认为通过虚拟课堂的学习，能或经常能提高现实课堂的学习效率；有74.02%的学生认为通过虚拟课堂的学习能或基本能解决现实课堂中不懂的问题。
对学生在虚拟课堂中使用较多的功能进行调查显示：大多数学生使用虚拟课堂平台来观看教学录像和课件或者下载课程资源，而很少有学生参与讨论、答疑或者进行诸如虚拟实验、作品制作等活动。说明一些讨论交流活动和动手实践活动还不能激发学生的积极性，学生的学习能力不能适应虚拟课程平台上的诸多功能。
2.3学生对资源环境的适应性
调查显示，学生在虚拟课堂中最常使用的是视音频点播资料、文本资料和教学课件。对一些制作素材、软件库使用得很少。说明学生使用虚拟课堂中的资源比较单一，重理论偏实践。
有80.44%的学生认为在教师应用广播功能或远程控制功能进行教学时能或基本能集中精力听讲。说明绝大多数学生适应了教师通过广播集体授课的教学模式，还有近20%的学生不能适应多媒体网络教室这种学习环境，会被周围的事物所打扰，不能集中精力听讲。
如图7数据所示，虚拟课堂中提供的资源单一，不能满足学生的多方面需要；并且虚拟课堂中的导航设置不够清晰，导向性不明确；由于虚拟课堂中信息往往良莠不齐，有的学生甄别能力、自控、自律能力较差，因此经常会被一些无关信息所干扰，学习效率自然较差。
调查显示：绝大多数学生反映在虚拟课堂中更容易疲劳，无法长期坚持，连续学习一段时间后身体会感到明显不适，注意力无法集中。只有19.57%的学生认为不会出现上述情况。说明虚拟课堂的学习环境更容易让学生的身体感受到疲劳。一段时间不间歇地注视电脑屏幕会让眼睛明显感到干涩，长期保持一种坐姿也会让脊椎感到明显的不适。
3思考与建议
3.1采用整合型教学方案：虚拟课堂—现实课堂—虚拟课堂
调查显示：绝大多数学生认为通过虚拟课堂的学习能做好现实课堂前的心理和知识准备，在现实课堂中能更有针对性地学习，并且通过虚拟课堂的学习能让现实课堂更有效率。因此在进行现实课堂前，教师应首先在虚拟课堂中为学生提供相应的学习资源和活动。为新的学习任务提供观念上的固着点，增加新旧知识的可辨别性，以促进学习。虚拟课堂中会感受到情感缺失，缺乏归属感，现实课堂能弥补在虚拟课堂中师生分离造成的心理距离。通过现实课堂的引导，学生能更有欲望并积极主动地参加虚拟课堂的学习。因此在现实课堂中教师应该应用语言艺术并饱以充分的热情与学生进行思想的碰撞、情感的交融，并在现实课堂中创设情境，告知学生在虚拟课堂中的目标任务、方式方法，激发学生在虚拟课堂中的学习活动。现实课堂之后的虚拟课堂能解决现实课堂不懂的问题。因此在现实课堂之后，教师可以将本课的教学视频以及一些学习资源上传到虚拟课程平台中，方便学生课后复习巩固，并针对不懂的问题和教师、同学同步或异步讨论交流。教师也应该在虚拟课堂中组织一些学习活动，在巩固知识、提升技能的基础上活跃气氛、增进师生感情。
3.2加强学生在虚拟课堂中的技术培训
调查显示：仍然有50%的学生会因为技术问题妨碍其在虚拟课堂中的顺利学习，因此加强学生在虚拟课堂中的技术培训是非常有必要的。可以在现实课堂中增设虚拟课堂中常用技术的培训课，或者在虚拟课堂的学习资源中为学生提供如何找到自己所需要资源、如何上传下载、如何使用BBS等技术的视频或者文本资料。同样也可以提供专题讨论区，让学生将自己的困惑提出，教师、学生一起讨论解决。通过技术培训让学生能够更有自信、更有效率地进行虚拟课堂的学习。
3.3加强学生元认知培养
调查显示：很大一部分学生在虚拟课堂中缺乏自主学习能力，表现在很多学生不能明确虚拟课程的目标、任务、方式方法，不能有计划地组织自己的学习活动，缺乏自我导向、自我监控、自我管理的能力，这就是元认知能力。学生具备元认知知识可以根据自己的特点、兴趣、能力选择适合自己的学习目标和任务，在学习过程中选择相应的学习策略，对学习过程进行组织、控制。元认知控制是对认知行为的管理和控制，是主体在进行认知活动的全过程中，不断对自己的学习活动进行积极、自觉的监视、控制和调节。 在现实课堂中教师应该加强学生元认知的介绍和训练，在虚拟课堂中也要注重在学生进行网络学习的各个阶段加强对其元认知的指导、培养、提高学生的自主学习能力。
3.4创设良好的网络学习环境
一个良好的网络学习环境应包括：①畅通的学习传输网络；②丰富的学习资源；③轻松、和谐的人文环境；④完备的网络支撑环境（包括网络教学平台和学习支持服务）[5]。但是调查显示：很多学生对虚拟学习环境不满意。因此学校应及时更新教学网络设备，保证虚拟课堂信息传输的通畅性；教师应该考虑到学生的不同层次，为学生提供多样的学习资源，学校要借助各种网络信息技术将分散在校内外的各种优秀资源组织、管理起来；导航的设计应该清晰明了，为学习者的定位提供最直接的指导。可以根据学习目标，根据学生的不同学习水平和不同学习需求设计几条主干线，限制非主干线节点的链接次数，以此来最大限度地避免学生在虚拟课堂中迷失方向。在主干线的关键交叉路口和容易迷航的地方应增设帮助窗口，以便学生访问[5]；在虚拟课堂中教师应该多组织一些小组讨论或者作品制作等活动，对于性格内向的学生应该积极加以引导，可以增设一些奖励措施，鼓励学生多参与活动，以此来增加虚拟课堂的气氛，加强师生的情感交流；针对学生反映的自己的问题很少得到回复的情况，可以在虚拟课堂中增加一些学习共同体，可以邀请一些专家学者进入虚拟课堂为学生答疑解惑，也可以增加一些助教，在需要的时候来指导学生在虚拟课堂中的学习，当他们遇到困难的时候及时给予帮助，使学生感受到温暖，增加他们学习的积极性。对于学生进行一段时间的虚拟课堂学习后感受到身体不适的情况，在课程平台中可以适时改变界面的颜色以缓解学生视力的疲劳，也可以使用人工智能技术在学生学习一段时间后提醒学生改变身体姿势或者做一些有益身心的小运动。
4结语
本次问卷从学生的心理状态、学习能力和资源环境三个层面上调查了学生使用现实课堂和虚拟课堂互补互融的适应性，发现很多学生在进行两种课堂的学习中存在着许多的不适应。针对这些不适应，提出了一些解决策略。由于时间和地域的限制，本次问卷只是通过网络进行调查，人数也有限，问卷设计也存在着许多不足之处，还需要扩大调查范围并进行更深入的研究。
参考文献：
[1]徐爽.美国高校网络课程发展迅速[J].比较教育研究，2006（3）.
[2]张立新.两种世界两个课堂——信息社会中的教育[J].中国电化教育，2009（6）.
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）07（a）-0146-01
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术综合利用了计算机的立体视觉、触觉反馈、虚拟立体声等技术，以产生高度逼真的人工虚拟真实环境。虚拟现实被列为改变未来的十大技术之一。[1]它给环境艺术设计表现带来了全新的面貌。然而由于技术条件的限制，环境艺术设计实训课程教学内，大多数人对虚拟现实技术的应用特点和潜力还欠缺了解。研究与开发其使用的领域，进而可以为装饰、施工、工程设计以及其它相关的教学课程提供有力的帮助。
1 虚拟现实技术在环境艺术实训课堂的应用分析
我们研究与开发虚拟现实技术使用的领域，运用其增强实训课程的执行力，就是利用虚拟现实技术帮助学生有效利用教学资源，保质保量地达成课程要求的设计实施能力。在教育领域，虚拟现实仿真技术应用教学是艺术设计教学的主流。它在环境艺术设计教学的应用主要体现以下几个特点。
1.1 模拟真实环境强
虚拟现实技术三维建模设计可以最大限度的追求环境的真实性。建模是虚拟现实最重要的领域之一，[2]它的基础是以数字模型搭建虚拟环境，其造型原理与雕塑如同一辙，但设计师的设计元素表现却比雕塑家更加自由。虚拟作品所具有的空间、质量、颜色等一切数字信息受到设计者的直接控制，直接与设计者的意图相联系的。经过反复琢磨能够模拟真实的环境状态，达到以假乱真的效果。以其为载体的环艺设计作品，客户只需轻轻点击鼠标就能全方位的审视未来的住宅，犹如身临其境地。
1.2 丰富的直观信息
基于网络技术发展的虚拟现实技术能够使学生的感知器官接收到更多信息，达到视觉、听觉、触觉、甚至嗅觉等多方面的感知效果。多种效果最后叠加在一起，使人的认知环境具有更强的直观性。相对于常规的教师讲学生听“填鸭式”教学方式，它更能大幅提高学生的体验感受。师生们在虚拟现实系统中进行关于环境艺术的设计活动，能同时采集、更新、整和以及共享所有信息资源，扩展了教学的内容。
1.3 设计艺术元素的趣味交互
虚拟现实技术能够突破机器设备带来的冰冷感觉，它良好的界面能带来指引效果，且视觉效果充满艺术趣味，是一种人性化的交互体验方式。计算机的屏幕作为参与者观察虚拟环境的一个窗口，使用简单的外部设备（如：键盘、鼠标、力矩球、立体眼镜等），学生通过点击、拖曳鼠标与电脑里的虚拟的三维环境进行交互学习，能够与设计作品本身产生相互的影响、沟通，有一种寓教于乐的参与感。因此，在室内空间造型设计课中，我们鼓励学生利用虚拟现实技术中场景的交互性来体验室内装潢设计。虚拟场景具有较强的选择性，学生可以根据个人的审美需要，即时、便捷地更换不同的场景，学习过程轻松而愉快。
2 虚拟现实技术应用提升了实训课程的执行力
2.1 弥补传统环境艺术教学方式的缺陷
虚拟现实技术为教学实验、实训课程发展带来了新的契机。传统的环境艺术课程仅靠施工图与效果图等二维方式的教学，不直观；课堂上师生缺少互动，更谈不上与设计受体或客户的互动。虚拟现实技术参与实训课程后，营造出一种自然、亲切的学习氛围，学生很方便的观察到不同的控制效果并很容易地掌握设计与施工原理。师生互动性强，教师在实训课堂上利用虚拟现实技术进行三维展示教学，一方面可以清晰的传递教学要求及相关信息，解决了传统教学中难以用语言和手绘等表达的工程施工、经验等抽象知识的教学问题，让环境艺术专业的教学更简单，更具可操作性；另一方面虚拟现实技术仿真、生动、易用的效能，学生会更主动地、创造性地、高效率地去完成课程任务，而非等待观望。
2.2 高效安全实用的虚拟实验
与传统的实训教学方式相比，虚拟现实技术参与环艺实训课程不仅可以解决职业院校建立真实模型室经费不足的问题， 在学生作业效率提高的同时减少了实训风险。随着虚拟现实技术的成熟和发展，建立各种环境艺术装修实验室已经不是梦想，例如模型实验室、金工实验室、材料实验室等。这些在传统的课堂教学条件下很难做到，或要花费大量资金才能实现实训课程，如今学生只需要在脑海构想整个室内模型，通过各种三维场景构建工具，就能做出具体的模型；学生在设计过程中就能直接感受设计质量的优劣，做出正确的选择与决定，避免在未来施工中犯错误，减少了施工带来的安全风险。
2.3 灵活机动的实验过程
虚拟实验不受真实时间和空间的影响，这是一种灵活的、实时的实训学习方式。学生能方便地改变事物的条件以观察所发生的变化，对于不熟悉的程序学生随时可以反复练习，获得更大的创作自由度。通过电脑界面操作，不依赖固定课堂讲授，学生可以随时随地展开学习实践。且学生在设计过程中就能直接感受设计质量的优劣，可在设计的早期及时发现潜在的问题，及时修改。实验过程的灵活、随机性，减少了学生的课堂学习的紧张感，在享受实验中学习，他们不仅知道实验的结果，而且能在实验过程中体验发现知识的乐趣。
2.4 优化教程，提高实训课程的执行力
虚拟现实技术不仅是辅助教师教学的工具，更是启发学习思考、促进学生发展的激发工具。利用虚拟现实技术特有的交互性、沉浸性和易操作性特点来表现教学内容，提升了课堂的内涵，从而改变传统教学方式。学习的主动权交给了学生，教师变为学习的支持者，学习方式从原来的接受型、被动型的学习转变为积极型。目前我们看到，在应用虚拟现实技术后，环境艺术专业实训课程立体化教学法已得到充分发挥，学生温故而知新，在兴趣中逐步提升了个人的专业执行力。
3 结语
在虚拟现实技术的应用上，应根据各学校的实际情况，使其真正成为专业实训教学过程的要素，合理协调各个教学要素之间的关系，进行全方位的整合，才能发挥其教学功能，提升环境艺术专业实训课程的整体执行力。
前言
随着科学技术的迅猛发展，新的教学手段不断涌现，继多媒体技术之后，教学技术领域又出现一种新型教学媒体，它就是虚拟现实技术。虚拟现实技术是近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域，为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。
目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域。以计算机仿真和数控加工技术为基础，利用计算机来模仿真实的数控设备工作环境，形成了虚拟数控技术，如将其应用于实训教学上，必将对整个教学产生深远的影响。
1. 虚拟现实技术简述
虚拟现实技术，简单地说，就是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人们可以通过视、听、触、嗅等手段所感受到的虚拟幻境。虚拟现实作为一项尖端科技，它集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，由计算机图形构成三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。虚拟现实的最大特点是用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效地扩展了人们的认知手段和领域。
2. 我校虚拟现实技术发展现状
2008年完成基于VR(虚拟现实技术)的汽车发动机模拟训练系统。2009年完成基于VR(虚拟现实技术)的精雕数控机床模拟训练系统。两套系统目前已应用到实际教学当中。极大地提高了专业课的教学效果，受到了师生的一致好评。
3. 虚拟现实技术在教育教学中的现实意义
3.1虚拟现实技术开创了全新的学习场景――彻底打破空间、时间的限制
利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制，学生可以进入物体的内部进行观察，如学生可以进入虚拟的分子、原子、航天工作站等内部，考察物体内部的工作情况。虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。虚拟制造技术还可以应用计算机、交互外设及软件来构建一个虚拟的生产环境，使学生能如同在制造现场一样，与荧屏上出现的制造过程进行自由交流。基于网络的虚拟现实技术为学习者提供了全新的学习场景，构造出开放性的教学环境。
3.2虚拟现实技术提供了崭新的教学手段――构建实物虚化、虚物实化的方法
通过虚拟现实、多媒体、网络等技术的综合应用，可在课堂和实验室中展现在传统的教学模式中无法实现的教学过程。虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟和虚物实化，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。虚拟现实系统可以进行实物虚化，虚拟各种人物，创建虚拟课堂，在虚拟的课堂气氛中，学生可以与虚拟的教师、学生一起交流讨论，开展启发式教学。运用虚拟现实技术，还可以使学生通过在虚拟场景的身临其境和自主控制的人机交互，由视、听、触、觉获取外界的反应，通过学生自我组织，制定并执行学习计划，进行自我评价，开展适应式学习。还可通过小组或团队的形式，组织学生进行学习，成员间共享成果，开展协作式教学。
3.3虚拟现实技术变革了传统实训方式
运用虚拟现实技术，突破传统实训室的限制，使每一位学习者都可以根据自己的学习特点，在自己方便的时间通过计算机自由地选择适合的学习训练内容，按照适合于自己的方式和速度进行学习，这种探索性的学习，模拟训练有利于激发学生的创造性思维，使学习者在具体情境中通过主动的探索获得知识，从而提高学习者的动力。虚拟实训环境大大增加了实训时间和内容，减少了实际实训的耗材及实训环节中的危险性。
3.4虚拟现实技术丰富了课堂教学内容
利用虚拟现实技术，可丰富教学内容，将实验、实训等技能训练搬到课堂中进行，由于这些虚拟的训练系统无任何危险，学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止。应用虚拟现实技术，还可恰如其分地演示一些复杂的、抽象的、不宜直接观察的自然过程和现象，全方位、多角度地展示教学内容。利用计算机多媒体技术，制作各种仿真课件，创设所需要的某种虚拟情景，让学生进行模拟实验，从而极大丰富课堂的教学内容。
3.5虚拟现实技术节约了有限的教育成本――开展虚拟实验、进行虚拟生产
虚拟各种实验设备、实训环境和操作过程，使大多数课程可以在虚拟实验室中进行，大多数的技能可以在虚拟实训车间中进行训练，从而不必购置昂贵的实验实训设备。可以在节约大量昂贵的仪器设备费用的前提下，解决在教学中，因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因而无法进行的教学实验，虚拟训练又可避免实验实训设备的损坏、训练材料的消耗等问题，从而有效节约教育成本。
4. 虚拟现实技术在教育应用中存在的问题及展望
可以预测，随着经济和技术的不断发展，虚拟现实技术将日益广泛地应用于教育教学领域。但目前的虚拟现实技术还存在一定的问题，主要表现在：
4.1虚拟环境与真实生产的差异
学生在虚拟的环境中学习，与在真实的生产中训练毕竟不同，因为如果仅考虑交互的真实性，那么无论如何身临其境，真正动手操作机器的效果要强于任何媒体教学。因此，虚拟现实技术不能完全代替具体真实的操作，它只能在一定程度上代替某些实验，而不能完全代替实践教学，尤其不能代替有创造性目的的试验。
4.2虚拟现实的效果还有待加强
虚拟现实的表示侧重于几何表示，缺乏逼真的物理、行为模型，虚拟现实技术在感知方面，视觉合成研究的较多，听觉、触觉关注较少，真实性与实时性不足，其虚拟的效果还需要进一步加强。
4.3硬件环境还有待提高
与虚拟现实技术相关的设备普遍存在使用不方便，效果不佳等情况，难以达到虚拟现实系统所需的要求，如中心计算机的处理速度还不足于满足在虚拟世界中巨大数据量处理实时性的需要，对数据存储能力也不足，基于嗅觉、味觉的设备还没有成熟及商品化。硬件设备品种有待进一步扩展。
4.4实现成本问题还有待降低
虚拟现实系统应用的相关设备价格也比较昂贵，且这些设备局限性很大，需要进一步发展其结构和制造技术，使其轻巧化和降低成本，才能更有利于推广应用。
虚拟现实技术作为一种新型的教学媒体，目前已引起教育界的极大关注。随着计算机技术的发展，虚拟现实的硬件与软件成本的逐渐降低，这种新的教学媒体必将广泛应用于教育教学中，最终在现代教育领域中发挥其重要作用。
动态虚拟阅读教学按照思维层次由低到高、限制程度由大到小分为以下二种。
1．填补艺术空白──再造虚拟。
艺术需要空白，读者就是利用作品的艺术空白进行虚拟。这是一种最低层次的虚拟，也是运用最为广泛的虚拟形式。是指学生阅读感悟后，在原文内容和形式的基础上进行的再现、重构、扩展和改造，是对课文本身的虚拟。一般来说有两种情况：
阅读过程中的虚拟。
如阅读《鲁提辖拳打镇关西》时，课文中并未写到他伯外貌，但通过他三拳打死镇关西的情节的描述，感知他疾恶如仇、刚强勇猛的性格特点，脑海中就会不自觉地显现出他的勇武形象。这时让学生把他的外貌描述出来，大多数学生都写到他“浓眉大眼，满脸络腮胡，人高马大，虎背熊腰”的形象特点。当这幅画只是在读者心中时，这便是一种隐性的再造虚拟。尽管这种虚拟“一千个读者就有一千个鲁达”，但又必须是“鲁达”，而不是“贾宝玉”。这就体现了虚拟的多元性和集中性。文学作品不仅在外貌上会留有空白，因此其他诸如心理活动、语言、神态等都可以进行虚拟。
（2）阅读结尾的虚拟。
文学作品最大的艺术空白要算文章的结尾，在读者意犹未尽时画上了句号，给读者留下了广阔的想象空间。例如《皇帝的新装》，当皇帝“觉得百姓们说的话似乎是对的、心里有点发抖”的时候，故事就结束了。读者不禁要想：这个愚蠢的皇帝难道就这样算了吗？这时可以让学生根据皇帝的本性进行虚拟《皇帝回宫以后》。
学生对这一类的虚拟总是乐此不彼，即使最差的学生也急于表现，极大地调动了学生学习的积极性，拓展了学生的思维。
2．挑战名家名篇──过程虚拟。
这种虚拟的限制比前一种小，因此也更富于创造性。它源于课文又不受课文限制，不能离开作者及其时代。过程虚拟强调从解读课文这种作者思维物化结果来再现过程，并在过程中虚拟文章的立意选材、语言运用和谋篇布局。纵向的过程虚拟是一种动态的感悟，它和从平面的物化结果而来的感悟相互补充、相互激发，从而提高阅读的广度和深度。如《渔夫的故事》一文的教学，有学生问，“故事中的魔鬼太愚蠢了，太容易对付了。事实上，很多敌人是非常狡猾的。
假如他识破了渔夫的计谋，不肯钻入胆瓶，渔夫又该怎么办呢？”这个问题问得好。这是对写作思路的挑战，这时可以发动学生对故事的情节进行虚拟。经过一番思考和讨论，学生们提出了多种多样的可能，为渔夫想出了丰富多彩的计谋，极大地丰富了课文的情节，深化了对课文的理解，同时也激活了学生的思维。 二、动态虚拟阅读教学应遵循的三个原则
1．虚拟必须自由──民主开放性原则。
阅读教学中的虚拟是极具开放性的思维和语言的训练过程，是充满丰富的情感体验和人文感悟的心理历程。因此首先必须有宽松、和谐、自由的课堂环境，才能出现“天高任鸟飞，海阔凭鱼跃”的局面。人本主义心理学家罗杰斯指出：“有利于创造活动的一般条件是心理的安全与心理的自由。”自由的课堂环境有以下几个特点：
（1）民主性和平等性。
创设一个相互信任、相互尊重、和谐民主的心理环境：允许民主讨论、自由思考，每个人都可以忠实、自然、无修饰地表达自己，不惟书，不惟师，不惟上，给思想松绑。
（2）愉悦性与激励性。
在愉悦性的心理环境中，学习者情绪愉快、精神放松，有利于发挥学习的主动性和创造性。时时激励、赞赏学生，学生就会体验到快乐感和成功感，从而增强自主性和自信心，不断获得创造的巨大动力
（3）启发性和开放性。
在启发气氛影响下，学生彼此交流，相互启迪，自由讨论，创新思维可以得到最大的发展。开放性的课堂心理环境有利于开展批判性的研究，鼓励好奇心与冒险精神，为一切超越常规的标新立异、奇思妙想提供了生长的土壤。
2．虚拟必须感悟──求实性原则。
感悟是虚拟的基础，虚拟是感悟的深化。感悟是阅读的基础层面，虚拟是阅读的创造层面。连课文都没有读通、读透，虚拟就失去文本的基础。缺乏对现实的课文所表现的那一种“可能性”的感受悟，就想当然地虚拟课文的“另一种可能性”，这样对于教学毫无意义，这是一种虚浮的学风，必须坚决反对。
