虚拟现实培训教学方案

2023-04-28

方案是对一项活动具体部署的安排和计划,那么方案的格式是什么样的呢?如何才能写好一份方案呢?以下是小编整理的关于《虚拟现实培训教学方案》,供大家阅读,更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。

第一篇:虚拟现实培训教学方案

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决

方案

虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性!

下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】:

建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。

数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台:

一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: 〃高性能图像生成及处理系统 〃具有沉浸感的虚拟三维显示系统

在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统,因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性,而在这些所有的显示系统或设备中,虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统,因此,该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式,也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。

虚拟现实交互系统

多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一,也是虚拟现实技术的精髓,离开实时交互,虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义,这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设,它们主要是6自由度虚拟交互系统,比如:力或触觉反馈系统、数据手套、位置跟踪器或6自由度空间鼠标、操纵杆等等。

虚拟现实集成控制

一个大型的虚拟现实系统包括很多组成部分,比如:多台投影机、音响系统以及多路视频的输入和切换,甚至是辅助的灯光和窗帘,这些都需要方便的控制和管理,每个部分又包括很多产品和设备,这些产品设备之间需要相互连接、相互依赖,彼此之间协同工作。然而,这样一个复杂的系统要顺利地运行并能够协同工作,就需要进行管理,集成控制系统便是承担该项工作的载体,有了集成管理控制系统,上述一系列工作通过简单的遥控器就可完成整个操作过程。 通常,一部分用户并不重视这个部分,而该部分在虚拟现实系统中恰恰又是非常重要的,一个完善的集成控制手段能使用户很方便的使用虚拟现实系统,并能将虚拟现实系统中各个部分的功能充分地发挥出来,如果没有集成控制系统这部分,往往造成整个虚拟现实系统利用率低、系统管理困难、系统稳定性差、协同工作能力低下等等一系列问题。

在通常的集成控制系统中最典型的设备就是中央控制系统或矩阵系统(如图),这些设备功能强大、操作简单、使用便捷、管理方便,它是整个虚拟现实系统有效管理和运行的基本保障。 【虚拟现实实验室设备配备】

虚拟现实实验室主要实验设备包括 :虚拟现实技术的特征之一就是人机之间的交互性. 为了实现人机之间的充分交换信息,必须设计特殊输入和演示设备,以影响各种操作和指令,且提供反馈信息,实现真正生动的交互效果。不同的项目可以根据实际的应用可以有选择的使用这些工具,主要包括:VR系列虚拟现实工作站、立体投影、立体眼镜或头盔显示器、三维空间跟踪定位器、数据手套、3D立体显示器、三维空间交互球、多通道环幕系统、建模软件等。

数据传感手套

观察者还可借助数据手套等设备来操纵虚拟场景中的对象,数据手套中装有许多光纤传感器,能够感知手指关节的弯曲状态,观察者通过手指的活动来实现与虚拟场景交互作用数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件,通过软件编程,可进行虚拟场景中物体的抓取,移动,旋转等动作,也可以利用它的多模式性,用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现,为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段,目前的产品已经能够检测手指的弯曲,并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为”真实手套”,可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。在虚拟装配和医疗手术模拟中,数据手套是不可缺少的虚拟现实硬件的一个组成部分。

立体眼镜

三维眼镜是用于观看立体游戏场景、立体电影、仿真效果的计算机装置,是基于页交换模式(Pagefilp)的虚拟现实立体眼镜,分有线和无线两种,是目前最为流行和经济适用的VR观察设备。基于页交换模式(Pagefilp)的立体眼镜,分有线和无线两种。均为图形工作站用立体眼镜(Shutterglasses)许多专业软件都支持CrystalEyes,如机械CAD、产品可视化、仿真、分子建模、地理信息系统/测绘和医学成象等。彩色图像真实、高分辨率。

头盔显示器

无论是要求在现实世界的视场上同时看到需要的数据,还是要体验视觉图像变化时全身心投入的临场感,模拟训练、3D游戏、远程医疗和手术,或者是利用红外、显微镜、电子显微镜来扩展人眼的视觉能力,头盔显示器都得到了应用。比如军事上在车辆、飞机驾驶员以及单兵作战时的命令传达、战场观察、地形查看、夜视系统显示、车辆和飞机的炮瞄系统等需要信息显示的,都可以采用头盔显示器。在CAD/CAM操作上,HMD使操作者可以远程查看数据,比如局部数据清单、工程图纸、产品规格等。波音公司在采用虚拟现实硬件技术进行波音777飞机设计时,头盔显示器就得到了应用

三维空间跟踪仪

三维空间跟踪定位器是用于空间跟踪定位的装置,一般与其他VR设备结合使用,如:数据头盔、立体眼镜、数据手套等,使参与者在空间上能够自由移动、旋转,不局限于固定的空间位置,操作更加灵活、自如、随意。产品有六个自由度和三个自由度之分。

3D立体显示器

3D立体显示器是一项新的虚拟现实产品,过去的立体显示和立体观察都是在CRT监视器上戴上液晶光阀的立体眼镜进行观看,并且需要通过高技术编程开发才能实现立体现实和立体观察。而立体显示器则摆脱以往该项技术需求,不需要任何编程开发,只要您有三维模型,就可以实现三维模型的立体显示,只要用肉眼即观察到突出的立体显示效果,不需要带任何立体眼镜设备;同时,它也可以实现视频图像(如立体电影)的立体显示和立体观察,同样也无须戴任何立体眼镜

虚拟现实工作站

立体投影

立体投影仪,其构成中包括壳体、投影仪、偏振镜片、投影屏,投影屏和投影仪分别位于壳体前、后方,偏振镜片位于投影仪的投影镜头前面,投影仪和偏振镜片的数量各为2个,2个投影仪的水平轴线相交、投影图像在投影屏上重合。数虎图像提供了一种结构简单的立体投影设备,可适宜多种场所,具有观看距离远,不易损伤视力,无辐射的安全使用性能,特别适宜作为家用立体投影设备使用。

多通道立体环幕系统

多通道环幕(立体)投影系统是指采用多台投影机组合而成的多通道大屏幕展示系统,它比普通的标准投影系统具备更大的显示尺寸、更宽的视野、更多的显示内容、更高的显示分辨率,以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果。该系统可以应用于教学、视频播放、电影播放(现在很多影视院采用这种方式)等。多通道环幕(立体)投影系统由于其技术含量高、价格昂贵,以前一般用于虚拟仿真、系统控制和科学研究,近来开始向科博馆、展览展示、工业设计、教育培训、会议中心等专业领域发展。其中,院校和科博馆是该技术的最大应用场所。这种全新的视觉展示技术更能彰显科博馆的先进性和创新性,在今后若干年内不会被淘汰。

【数虎图像虚拟仿真事业部提供如下实验室解决方案:】 数虎图像是国内最早从事虚拟现实技术研究和制作的高新企业,在深圳、北京、美国、日本都拥有分公司,数虎图像不断吸收和学习国外最先进的虚拟现实技术,在虚拟现实实验室建设方面拥有一整套最优化解决方案。

一、数字城市系统

城市规划演示厅也被称之为数字城市实验室。其主要目标和功能是提供城市规划、城市市政管理、房地产开发与管理、旅游规划以及数字地球(城市)的仿真模拟教学和科研平台。

数虎图像凭借雄厚实力制作了国内最大的数字城市项目,可以为您提供数字内容制作和环幕硬件展示系统整体解决方案。

(数虎图像城市规划演示系统—数字城市实验室截图)

二、旅游导游实验室

导游培训:培养熟练和优秀的导游是旅游专业的教学目标,但是旅游专业学校又面临教学过程中实习资源匮乏、而实地参观成本又高的难题。数虎图像旅游虚拟仿真系统从导游和旅游专业特点出发,按照旅游专业的教学要求和实施特点,设计出适用于导游实训、旅游模拟、旅游规划、信息查询,景区导航,景区切换等功能模块。为旅游专业学校提供一站式解决方案。

(数虎图像制作的旅游仿真实验室)

三、物流仿真实验室

(物流仿真实验室)

学校教育,由于受到诸多条件的限制,大部分内容还停留在以书本为主的教学体系上。部分学校的学生现在能够在大三和大四年级,获得公司实习的机会,但是由于时间和实习单位的工作人员业务繁忙等原因情况,学生了解到的内容比较片面,了解到的业务单证也比较少,实践机会少,学生对业务的认识程度仍然相当低,缺乏感性认识。在走出学校前,为了使学生对整个的口岸物流有全面和相对深入的了解。数虎图像联合业内人士,根据市场需求,可以为物流专业实验室提供:3D仓储模拟实训系统、3D运输模拟实训系统、3D第三方物流模拟实训系统、3D集装箱与堆场模拟实训系统和3D供应链模拟实训系统等一系列解决方案。

四、虚拟维修拆卸实验室

数虎图像虚拟拆卸维修实验室,充分的利用了数虎图像开发的这套虚拟拆装模拟培训系统,可以结合大屏幕提供给更多需要虚拟拆卸和虚拟维修以及虚拟组装的客户,让更多的人一起集中练习,提高培训的效率更加节省成本。

五、虚拟手术实验室

虚拟手术是虚拟现实技术很高端的应用。国外已经可以利用传感设备进行医学学员的培训教学,甚至已经真正的做到了远程虚拟手术的效果。国内目前还没有这样的水平,不过数虎图像和科研机构联合,制作出人体的内部的三维模型和一些互动式的动作,同样能满足培训学员和手术新手的需要。

六、仿真驾驶实验室

虚拟驾驶,也被称为汽车驾驶仿真,或汽车模拟驾驶。数虎图像利用三维图像即时生成技术、汽车动力学仿真物理系统、大视场显示技术(如多通道立体投影系统)、六自由度运动平台(或三自由度运动平台)、用户输入硬件系统、立体声音响、中控系统等,让体验者在一个虚拟的驾驶环境中,感受到接近真实效果的视觉、听觉和体感的汽车驾驶体验。

【数虎图像对于国内教学型虚拟实验室建设的几点建议】 通常,一部分用户并不重视虚拟现实开发平台和虚拟现实控制系统部分,而该部分在虚拟现实系统中恰恰又是非常重要的,一个完善的集成控制手段能使用户很方便的使用虚拟现实系统,并能将虚拟现实系统中各个部分的功能充分地发挥出来,如果没有集成控制系统这部分,往往造成整个虚拟现实系统利用率低、系统管理困难、系统稳定性差、协同工作能力低下等等一系列问题。还有就是虚拟现实开发平台的采用上,最好采用通用性强的能和国际接轨的的虚拟现实开发平台,并注意以下几个方面:

1、用“平民化”的技术实现教学型虚拟实验室的建设和应用

2、更新实验教学观念,重新认识虚拟实验室

3、切合实际,合理选择开发技术平台

第二篇:虚拟现实技术及其教学应用

2011-04-07 10:17:55 作者:李志刚 张超

摘 要 本文对虚拟现实技术的定义及特征进行了描述,对虚拟现实技术应用于教学的作用意义进行了分析探讨。

关键词 虚拟现实;教育技术;教学应用

2010年的上海世博会,参观人数超过7200万,创历届世博会参观人数之最,而同时推出的上海世博会的网上展馆,则创出了2.8亿次的点击访问量。网上世博会和电影《阿凡达》让虚拟现实技术展示了巨大的吸引力,正如澳大利亚新南威尔士大学教授罗伯特·路易斯(Robert Louise)所说:“它的作用远不只展示和娱乐”,虚拟现实技术的触角已经渗入到了人类生活的方方面面。

一、虚拟现实技术简述

虚拟现实(VirtualReality,简称VR,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。该技术集成了计算机图形(CG)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,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。

虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上可实现的,也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此,虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。

虚拟现实技术具有多感知性(Multi-Sensory)、交互性(Interactivity)、浸没感(Immersion)和构想性(Imagination)四个重要特征。

所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

交互性指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

浸没感又称临场感,指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感觉一样。 构想性强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

如今,虚拟现实技术的应用已大步走进军事航天、工业仿真、游戏动漫、教育培训、城市规划、医疗救治等领域。虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起,成为人类探索客观世界规律的三大手段。

二、虚拟现实技术的教学应用

在以往的教育中,学习者始终生活在两个世界的时空环境中,一个是经验世界(实践中学习),另一个是语言文字的世界(书本中学习),两者往往相互脱节,即理论脱离实际。而由多媒体与仿真技术相结合产生的虚拟现实技术,创造出了第三个世界-----虚拟现实世界,它将成为沟通前两个世界的重要桥梁。我国学者桑新民教授在探索信息化环境下高校学习新模式的过程中,率先提出:必须把“三个世界”的学习经验综合起来,促成三者的有机结合。指出要充分利用虚拟现实情境之独特优势,去引导和促进学习者在经验世界和语言文字世界中实现学习活动与学习经验的整合,不断激励和提高学习者在“三个世界”中学习的自主性、协作性和创造性。

⒈拓宽视野,激发学习热情

通过虚拟现实技术,一方面可以再现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程,为学习者提供生动、逼真的感性学习材料,使抽象的概念理论直观化、形象化,方便学习者对抽象概念的理解;另一方面虚拟现实技术使学习者能够按自己的需要来进行实时的交互式学习,主动地获取所需要的知识,由被动式的接受转化为主动式的发现。虚拟现实技术还可让学习者学习到和体验到现实生活中具有微观性、瞬变性、危险性、长期性且用别的方法很难观察和验证的各种事物,从而提高这类特殊知识的可接受性。在课堂上,教员可以陪同学习者一起经历虚拟境界,一边观察一边讲解;也可以让学习者自己利用虚拟景物、虚拟环境等进行仔细观察自主学习进而理解有关的概念及知识。通过这种对虚拟景物和虚拟环境的交互式学习,能有效发挥学习者的主观能动性,使学习者真正参与到教学活动中去,成为学习过程中的主体,变被动为主动,并激发出较高的学习热情和空间想象力。

⒉便于探究,培养创新能力

虚拟现实技术允许学习者对模拟的环境可交互、可操纵、可建构,可直观地观察到学习过程中所提出的各种假设所产生的结果或效果,适合开展探究性的学习。例如,有一个名叫“电子工作台”(Electronic Workbench; EWB)的软件系统,允许学习者利用它提供的元件构造各种模拟电路和数字电路,并能动态测试电路的性能;还有一个名叫“交互性物理”(Interactive Physics; IP)的软件系统,允许学习者构造属于经典力学系统的大部分实验;在虚拟的化学系统中,学习者可以按照自己的假设,将不同的分子组合在一起,电脑便虚拟出组合的物质来。利用虚拟现实技术进行探究性学习,更有利于激发学习者的创造性思维,培养学习者的创新能力。 ⒊突破瓶颈,提高实验效益

利用虚拟现实技术进行虚拟实验教学,可以有效地突破时间、空间、经费和危险性等现实条件的制约,大到宇宙天体,小至原子粒子,学习者都可以进入其内部进行观察。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,可以很快地呈现出来。例如生物中的孟德尔遗传定律,用果蝇做实验往往要几个月的时间,而虚拟现实技术在一堂实验课内就可实现。在虚拟实验室里,学习者通过各种感觉(视觉、听觉、动觉和触觉等)与虚拟的学习情境相互联系并交互作用,进一步加深了对事物现象和规律的认识,有效地促进了学习者在经验世界和语言文字世界中实现学习活动与学习经验的整合,大大提高了学习者的学习兴趣和学习效果。

⒋模拟训练,轻松掌握技能

虚拟现实的沉浸性和交互性,使学习者能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色,并全身心地投入到该学习环境中去,这非常有利于学习者达到动作技能类教学目标要求。例如空军某学院研制的Su27驾驶模拟器,采用多通道图形生成技术,建立了大视野视景环境,配合接近实物的驾驶舱,使学习者可以完成基本驾驶技术、编队飞行以及部分空战战术的训练;澳大利亚新南威尔士大学模拟出矿坑内的常见问题,让矿工们针对瓦斯管理、煤层自燃、危险预警、隔离程序、自主逃生等各种环节进行训练等等。在这些既与现实条件相符又无任何危险的虚拟训练系统中,学习者可以不厌其烦地反复练习,直至掌握操作技能为止。 ⒌携手网络,改革教学结构

随着网络技术和虚拟现实技术的日趋成熟,教学活动不再局限于有形的教室中,而向虚拟课堂、虚拟大学、虚拟学习社区发展,基于网络的虚拟化学习,将会成为未来教育的一种全新的教学方式。虚拟现实技术不仅能向学习者提供一种可在实际生活中找到的情境和经验,还可以再现特定的环境。利用虚拟现实技术与网络结合,可以打破时间和空间的限制,进行交互式的、图文并茂的、智能型的、分布式的教学,并通过网络传输逼真的教学和学习环境,从而使学习方式由传统的“独学”变为“群学”,使学习结构从“封闭”变为“开放”,最终可以使教学从“知识传授”转变为“知识建构”。例如,在基于共享型虚拟现实系统设置的网上协同实验室中,身处不同位置的学习者组成一个个学习小组,所有学习小组构成一个学习型社区。他们一起设计实验,并通过模拟软件观看实验结果,直到认为方案成熟,才转移到真实实验环境中去完成实验。教师在整个实验过程中监控每一个成员的表现并及时进行个别化的辅导。

虚拟现实技术应用于教学的最成功案例,莫过于哈佛大学克里斯·德迪博士率领开展的一项为期十年的基于多用户虚拟环境(Multi—User Virtuai Environment, MUVE)的中学科学教育项目:River City。正如德迪博士在2009年《科学》杂志上对River City总结的那样,与传统教学相比,大部分学生在这种沉浸式的模拟环境中都获得了更多的关于科学探究的知识和技能;学生能够形成一种深度参与,非常有利于发现复杂问题的技能与发展;有利于那些成绩差的学生建立起学业上的自信。River City在北美地区产生了广泛影响,被作为新型数字化学习及评价方式的典型选入美国《2010年教育技术规划》,也受到了具有“数字未来学家”之称的唐·泰普斯科特的推崇。

由于虚拟现实所依托的软硬件技术科技含量和开发费用高、技术复杂、实现难度大等原因,目前在教育领域还只是运用于少数的教学、培训、实验、参观等方面,且尚没有形成完善的运用模式。然而虚拟现实技术作为一种新涌现的教育技术,具有令人鼓舞的美好前景。有远见的教育工作者把虚拟现实看做是基于计算机的教学系统的下一个合乎逻辑的发展步骤。人们必将应用虚拟现实技术来进一步改进学习过程和创造新的学习系统。

参考文献:

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[4]曾芬芳.虚拟现实技术[M].上海交通大学出版社.1997 [5]梁林梅,李晓华.让技术为学生提供更强大的参与经验[J].中国电化教育,2010.9 关键词:虚拟现实技术及其

第三篇:虚拟现实技术在教学中的应用

虚拟现实技术在教学中的应用主要集中在桌面虚拟现实和分布式虚拟现实,沉浸型虚拟现实由于所需设备昂贵,在教学中的应用较少。虚拟现实技术在远程教育中的应用主要有制作三维网络课件、开设网络实验课程和建构虚拟教室。

1.制作三维网络课件

在教学中,基于HTML的网络课件在不断地发展完善,但却始终不能摆脱二维平面的约束。在课件中加入虚拟现实技术,能挣脱这一枷锁。将虚拟现实和文字、声音、图片、视频等各种媒体有机结合,可以弥补二维平面课件的不足。如,用VRML设计各种三维的模型、物质结构等,可以让学生多角度地观察和学习,更好地理解学习内容。虚拟现实技术还可以再现现实生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程,为学生提供生动、逼真的感性学习材料,帮助学生解决学习中的知识难点。如学习物理知识时,利用虚拟现实技术,向学生展示原子核裂变、半导体导电等复杂的物理现象,供学生观察学习。

2.开设网络实验课程

虚拟实验在网络教育中有着巨大的优势,它可以弥补远程教学条件的不足。虚拟现实实验环境的开发可以真正打破空间、时间的限制,促进网络实验课程的开展。利用虚拟现实技术,还可以建立各种虚拟实验室,如物理、化学、地理、生物等实验室,在“实验室”里,学生可以自由地做各种实验,获得真实的体验。学生还可以通过虚拟实验验证所学的各种理论知识,提出各种假设模型进行虚拟,并通过虚拟系统观察这一假设所产生的结果或效果。例如,在虚拟的化学系统中,学生可以按照自己的假设设计某一化学反应,通过虚拟实验,可以看到相应的反应现象。通过这种探索式的学习方式,可以培养学生的学习兴趣,有利于激发学生的创造性思维,培养学生的创新能力。

3.建构虚拟教室

目前,在网络教育中,学生大部分是通过网络课程来学习的。学习时,学生能在网页上看到课程的相关文字材料和一些静止的图片。当然,好一点的网络课程,还提供了教学视频。但是不管是文本还是视频,师生之间都缺乏一种灵活的交互。应用虚拟现实技术,构建虚拟教室,能使这个问题得到一定程度的解决。虚拟教室是指运用分布式虚拟现实技术构造的一个虚拟真实的教学环境,分布在各个不同地方的学生,可以通过网络参与到虚拟课堂中。虚拟教室模拟了真实多媒体教室的整个场景,是师生共同活动的一个空间,在这里,可以完成教学、答疑等各种教学活动。借助网络通讯技术,视音频采集、处理技术以及交互代理等技术,参与到课堂的各个对象可以看到彼此,学生可以看到老师的板书,听到他的讲解。教师也能看到学生的表情和动作,可以听到学生的提问,并随时解答。这种教学方式,可以增强师生之间的实时互动,激发学生的学习兴趣,提高教学效率。

第四篇:虚拟股权激励方案

虚拟股权激励是在不用大幅度增加薪资福利的情况下,对公司核心员工的最佳激励方式。 虚拟股权激励主要有以下几个特点:

第一,股权形式的虚拟化。

虚拟股权不同于一般意义上的企业股权。公司为了很好地激励核心员工,在公司内部无偿地派发一定数量的虚拟股份给公司核心员工,其持有者可以按照虚拟股权的数量,按比例享受公司税后利润的分配。 第二,股东权益的不完整性。

虚拟股权的持有者只能享受到分红收益权,即按照持有虚拟股权的数量,按比例享受公司税后利润分配的权利,而不能享受普通股股东的权益(如表决权、分配权等),所以虚拟股权的持有者会更多地关注企业经营状况及企业利润的情况。

第三,与购买实有股权或股票不同,虚拟股权由公司无偿赠送或以奖励的方式发放给特定员工,不需员工出资。

作为股权激励的一种方式,虚拟股权激励既可以看作是物质激励,也可以看作是精神激励。虚拟股权激励作为物质激励的一面,体现在享有一定股权的员工可以获得相应的剩余索取权,他们会以分红的形式按比例享受公司税后利润的分配。虚拟股权激励作为精神激励的一面,体现在持股的员工因为享有特定公司“产权”,以一种“股东”的身份去工作,从而会减少道德风险和逆向选择的可能性。同时,因为虚拟股权的激励对象仅限于公司核心员工,所以持股员工可以感觉到企业对其自身价值的充分肯定,产生巨大的荣誉感。对于那些经营业绩不错,但是

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短期内又无法拿出大笔资金来激励核心员工的企业,不妨可以尝试一下虚拟股权激励制度,会收到意想不到的良好效果。 在无须大幅度增加薪资福利的情况下,作为对公司核心员工的最佳激励方式,虚拟股权激励,作为长期激励的方案,已被越来越多的企业所采用。咨询顾问在给企业设计长期激励方案时,虚拟股权激励方案也通常成为首选。

虚拟股权激励方案设计步骤如下:

步骤一:确定股权激励的对象及其资格条件企业首先要明确,激励对象是针对全体员工,还是只对部分核心员工。

为了保证虚拟股权在精神激励方面的效果,此激励手段比较适宜只针对核心员工。这可以让公司所有员工明确意识到,只有公司的优秀人才,才能享受到虚拟股权。它代表了一种“特权”。如果其他员工想获得这种“特权”,就必须努力工作,取得高绩效,努力让自己成为核心员工。

虚拟股权激励的对象范围及资格条件可以界定为:

1.高级管理人员:

具有一年(含)以上本公司工作服务年限,担任高级管理职务(总经理、副总经理、总经理助理等)或有高级职称的核心管理层(如营销总监、财务总监等); 2.中层管理人员:

具有二年(含)以上本公司工作服务年限,担任中层管理职务(如高级监理、人力资源经理等)的人员;

3.骨干员工:

具有三年(含)以上本公司工作服务年限,并获得两次以上“公司优秀员工”

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称号的员工,或者拥有独特专业技能、处于关键技术岗位的骨干员工(如高级企划、培训师等)。

步骤二:确定虚拟股权激励对象的当期股权持有数量确定虚拟股权持有数量时,一般可以把持有股权分为职位股、绩效股和工龄股等,根据公司具体情况划分等级和数额。换句话说,根据虚拟股权激励对象所处的职位、工龄长短以及绩效情况,来确定其当年应持有的虚拟股权数量。

第一,确定职位股。

这是指公司根据虚拟股权激励对象在公司内所处不同职位而设定的不同股权数量。一般来说,在同一个层次的激励对象,其职位股权可有所不同,但波动应控制在一个较小范围内。可每年年初,对于上述三类虚拟股权激励对象,先根据其所处职位确定他们 的职位股基数。

第二,确定绩效股。

这是指公司根据股权享有者的实际个人工作绩效表现情况,决定到年底是否追加和追加多少的绩效虚拟股权。每年年初,公司可预先确定三种股权享有者的考核绩效指标;每年年末,根据绩效实际完成情况,按比例分别确定最终增加的股权数量(增加股权数量=本人职位股基数×绩效完成程度×50%)。另外,公司应规定一个享有绩效虚拟股权的最低绩效完成比例限制。例如,当年绩效完成情况低于90%的人员,取消其享有当年绩效股的资格。

第三,确定工龄股。

可以依据员工在本公司工作服务年限,自劳动合同签订后员工到岗之日起至

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每年年末,按照每年100股的标准增加股权数量。

第四,计算股权数额。

将上述三类股权累加,为该股权享有者的当年股权数额。需要补充说明的是,遇到特殊情况,如对公司有特别重大贡献者,其具体虚拟股权数量的确定可由公司人力资源部门上报,交由公司最高管理层或公司薪酬考核委员会决定。

步骤三:确定股权持有者的股权数量变动原则 由于职位和绩效等因素的变动,使得持有人的股权数量会发生改变。职位变动时,职位股的虚拟股权基数随之调整;随着员工工龄的增加,其工龄股也会逐渐增加。

对于员工离职的情况,非正常离职(包括辞职、辞退、解约等)者虚拟股权自动消失;正常离职者可以将股权按照一定比例折算为现金发放给本人,也可按照实际剩余时间,到年终分配时参与分 红兑现,并按比例折算具体分红数额。如果股权享有者在工作过程中出现降级、待岗处分等处罚时,公司有权减少、取消其分红收益权即虚拟股权的享有权。

步骤四:确定虚拟股权的性质转化原则根据公司经营发展状况和股权享有者的岗位变动情况,公司必然会面临虚拟股权的性质转化问题。

原则上讲,虚拟股权持有者可以出资购买自己手中的虚拟股权,从而把虚拟股权转换为公司实有股权。在转让时,公司对于购股价格可以给予一定的优惠。在公司虚拟股权的性质转化时,可以原则规定,经虚拟股权享有者申请,可以出资购买个人持有的不低于50%的股权,将其转换为实有股权,公司对于购股价格给予不高于实有股权每股净资产现值的9折优惠。

另外,一些特殊情况下,也可经公司领导层协商之后,将员工持有的虚拟股

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权转换为干股(即公司的设立人或者股东依照协议无偿赠予非股东的第三人的股份),从而让股权享有者获得更大的股东权利,既可以享受到类似于虚拟股权的分红权,而且还可以享有表决权和股权的离职折现权。

步骤五:确定虚拟股权的分红办法和分红数额

首先在公司内部建立分红基金,根据当年经营目标实际完成情况,对照分红基金的提取计划,落实实际提取比例和基金规模,并确定当年分红的基金规模的波动范围。

如果分红基金在利润中的提取比例,是以前一年的奖金在公司净利润中所占比例为参照制订的,为了体现虚拟股权的激励性,可以把分红基金提取比例的调整系数定为1~1.5假如在实行虚拟股权激励制度的上一,公司净利润为114万元,上年年终奖金总额为6.58万元,则首次分红基金提取比例基准=(首次股权享有者上年年终奖金总额÷上一年公司净利润)×(1~1.5) =(6.58÷114)×(1~1.5)=5.8%×(1~1.5)则最高线:5.8%×1.5=8.7% 中间线:5.8%×1.3=7.5% 最低线:5.8%×1.0=5.8% 而首次分红基金=虚拟股权激励制度的当年公司目标利润(例如200万元)×首次分红基金提取比例,分别对应如下: 最高线:200×8.7%=17.4万元中间线:200×7.5%=15万元最低线:200×5.8%=11.6万元

另外,在实际操作中,公司本着调剂丰歉、平衡收入的原则,还可以在企业内部实行当期分红和延期分红相结合的基金分配原则,这样可以有效地减少经营的波动性对分红基金数额变动所带来的影响。 假设公司当年分红基金数额为15万元,其将当年分红基金的85%用于当年分红兑现;当年分红基金的15%结转下年,累加到下年提取的分红基金;以后每年都按照这个比例滚动分红基金。

步骤六:确定虚拟股权的每股现金价值

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按照以下公式计算出虚拟股权每股现金价值: 虚拟股权每股现金价值=当年实际参与分配的分红基金规模÷实际参与分红的虚拟股权总数。

首先,应确定参与分红的股权总数,即加总所有股权享有者当年实际参与分红的股权数量,得出参与分红的股权总数。

然后,按照上述公式,计算出每股现金价值。实行虚拟股权激励制度的第一年,假定其当年实际分红基金数额为12.75万元,而当年实际参与分红的虚拟股权总数为115800股,所以根据公式,其当年虚拟股权每股现金价值=127500元÷115800股=1.10元/股。

步骤七:确定每个虚拟股权持有者的具体分红办法和当年分红现金数额 将每股现金价值乘以股权享有者持有的股权数量,就可以得到每一个股权享有者当年的分红现金数额。

若某员工持有的股权总数为5800股,则其当年可拿到的虚拟股权分红数额=1.10元/股×5800股=6380元。员工应按照“当年分红兑现:结转下年=90%:10%”的比例结构滚动分配分红现金。即当年发放分红现金的90%部分,剩下的10%部分计入个人分红账户,然后结转到虚拟股权享有者下年的分红所得中。

步骤八:在公司内部公布实施虚拟股权激励计划的决议 公司管理层在确定要实施虚拟股权激励制度之后,应在公司内部公布实施该激励制度的决议,并进一步详细介绍实施此项激励制度的流程和内容,详细告知企业员工获得虚拟股权的程序,让员工积极参与进来,把这项激励措施真正落实到位。对于那些经营业绩不错,但是短期内又无法拿出大笔资金来激励核心员工的企业,不妨尝试一下虚拟股权激励制度,或许会收到意想不到的效果。

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第五篇:虚拟现实技术在中学化学 实验教学中的应用

班级:化学1001班 姓名:代有来

学号:2010254030107虚拟现实技术在中学化学实验教学中的应用

摘要:化学式自然科学的重要组成部分,着重研究物质的组成、结构和性质的关系,以及物质转化的规律和调控手段。化学课程可以帮助学生从化学的视角去认识科学技术和社会生活方面的问题,在基础教育阶段,化学课程的教学呈现出“通过实验学化学”的发展趋势,将实验贯穿整个化学课程实施。目前,中学化学课程中探究性试验占有重要地位,是学生积极主动的获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动,也是构建化学基础知识和提高学生素质的需要。随着信息技术的发展和课程整合成果的不断涌现,将虚拟实验系统引入中学课程教学,成为教育工作者关注的热点。在化学学科教学过程中合理运用虚拟现实技术,将虚拟实验室与化学学科实验课程有机整合,根据虚拟实验室特有的优势,应用虚拟实验室进行探究性试验教学。

关键词:虚拟现实;实验教学;探究实验 正文:

一、中学化学实验的分类

化学是一门比较成熟的基础自然科学,实验是化学事实的重要组成部分,也是化学 基本理论和观点的重要支撑点,化学科学领域的任何一项重大突破,无一例外地都要经 过化学实验这一环节,化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础,因此,化学实验也 是化学教学的重要内容。

中学化学实验是根据培养目标和教学任务,遵循学生认知规律,体现化学学科发展

特点而精选的基础实验,其内容丰富,形式多样。为了研究方便,按照不同的分类维度, 对中学化学实验有不同的分类方法。

按照实验的主体不同,可将实验划分为:演示实验、学生实验、实验习题、家庭小 实验;按照实验内容分类,可分为:化学基本操作实验、元素化合物性质和制备实验、 阐明化学概念和基础理论的实验、化学反应应用于化工生产中的实验、解释日常现象或 解答化学问题的实验、趣味实验;按照实验中质与量的关系分类可分为定性实验和定量 实验。

以上分类标准是按照不同的研究目的、不同的研究方法等对化学实验进行的不同维 度分类,在这里我们按照建构主义思想,从学生的认识出发,按照实验在认识过程中的 作用分类,将中学化学实验分为:验证型实验、探究型实验、模拟型实验和对照型实验。 验证型实验:验证型实验是为检验化学理论、验证化学假设、提供实验事实而进行 的一种实验。验证实验是科学的研究方法和科学的研究态度的重要组成部分,在化学研 究中没有被验证的理论、假说或者事实都被认为是不确定的。在化学课程的教学过程中, 验证型实验通常用来验证或证实所学的化学知识。这种类型的实验在中学化学中如:碘 升华实验、完全燃烧和不完全燃烧等。

探究型实验:探究,是指围绕问题展开的活动,是逐步分析和解决问题的过程。探 究学习是指运用探究的方式进行的学习活动和过程,亦即学生在教师的指导下,主动发 现问题,以一种类似科学研究的方法对问题进行分析和研究,从而达到问题解决和知识 获得的过程与活动¨。通过以上对于探究学习的研究可知,探究型实验是指围绕某一化 学研究对象,在观察和总结研究实验现象和实验数据的基础上,归纳总结出结论的一种 学习模式。探究型实验以实验作为基础,启发引导学生独立的探索知识,是学生了解知 识的产生和发现过程,让学生通过自身的努力,通过积极的思维活动,概括得出有关的 结论,并进行科学探究过程和探究方法的系统训练。新的化学课程标准中指出“化学实 验是进行科学探究的主要方式,教师应改变传统的实验教学,精心设计各种探究型实验, 促使学生主动的学习,逐步学会探究”通过这种教学方式,既激发学生学习兴趣,使学 生掌握实验技能,又能够改变学生传统的学习方式,是学生主动学习、自主探究,逐步 形成科学探究的能力。我们这里将详细探讨探究型实验在中学化学实验中的应用。 模拟型实验:由于受到实验条件限制、安全性制约、常规环境下反应现象不明显等 因素的约束,通常教师借助模拟的方法,选定替代物对实验进行模拟。这种实验在中学 化学实验中如实验室里用模拟接触法制硫酸等。

对照型实验:这种实验通过对比或对照来研究物质的某种属性的一种实验。这种实 验要设计两个或两个以上的对比组实验,一个作为标准组;另一个为实验组,通过对比 实验对比、对照判定实验组是否有相同或类似的性质。

二、虚拟环境下的教学模式选择

教学模式这一概念最早是由美国学提出,它是指在一定的教育思想、教育理念指导 下,结合大量的教学经验,将教学四要素有机的组织起来,形成相对稳定的教学活动框 架。也就是在相应的教育思想、教育理论、学习理论的指导下,结合一线教师的实践经 验,将教师、学生、教学媒体、教学内容有效组织起来。教学设计的过程模式可以作为 学校和委托教学培训机构的沟通手段,还可以作为管理教学系统设计活动的指南,以及 作为整个教学设计过程的依据。

为了更好的分析中学化学的教学情况,从而总结归纳出实践性好并且符合学生认知 规律的中学化学实验课程的教学模式及教学设计过程,我观察并分析了2007年、2008 年和2009年全国中学信息技术与课程整合优质课大赛(化学部分)的视频、音频、幻 灯片及说课稿等资源,其中涉及来自全国12个省市的45名中学教师,从中总结出信息 技术支持下探究型教学模式的教学设计过程和学生探究学习流程。首先对教师教学模式 的选择和教学的支撑环境情况进行分析

多数教师在教学过程中采用探究型的教学,其中在分析

的45节获奖课程中,有27节应用的探究型教学模式。义务教育阶段,化学课程中的探 究型实验教学,是一种重要的学习方式,也是义务教育阶段化学课程的重要内容,对发 展学生的科学素养、化学基础知识和技能的培养具有不可替代的作用。多数一线教师已 经意识到信息技术在教学过程中的重要作用,大多采用多媒体环境下的教学,少数教师 结合网络平台开展探究教学活动。

与探究活动的一般过程相同,中学化学的探究型教学过程仍然在教师和学生两个方 面研究教学过程。所不同的是,中学化学的探究过程首先是教师的教学准备阶段,这一 阶段无学生参与,教学准备阶段由教学分析阶段、探究准备阶段和设置并说明问题阶段 组成。教学分析阶段又包括学习者特征分析、学习任务分析、解决问题可行性分析、三 维教学目标分析阶段等;探究准备阶段是教师为学生的学习过程提供必要的前提,包括 先行组织者的准备、探究平台准备、探究工具准备等;学生的探究学习是在教师预先设 定的范围内开展探究活动,在学生探究活动开始前,教师要设置探究问题,并对探究主 题作简要说明。

进入教学过程阶段,这一阶段分为教师活动和学生活动两个方面进行,这两个方面 是同一教学过程下的两个方面,而不是分开的教学过程。教学过程方面,教师在探究活 动开始前对学生学习进行启发、引导。教师在整个教学过程中引导、监控整个学习过程, 并适时的组织讨论,并对实验现象作出解释,最后教师对整个虚拟探究过程进行总结, 对探究活动进行总体说明,讲虚拟实验回归真实实验,促进学生知识的拓展和迁移,促 使学生能力的提高。

学生方面,由于是在虚拟环境下开展的学习活动,首先进行虚拟仪器的使用练习和 对于先行组织者的学习,然后是整个探究学习过程,在学习过程结束后与同伴交流,并 反思探究过程,最后进行自我评价和教师评价,对学习结果升华。

我们将在此教学模式的指导下,运用相关教学设计思想,从教师和学生两个方面设 计探究过程:

三、虚拟环境下学与教的教学系统化设计过程

在这种教学模式下,对于教学过程的系统化设计也与传统的教学设计流程有较大的 差异。在建构主义思想和新课程理念及素质教育思想的指导下,我们根据我国一线教师 的教学经验,并结合“主导一主体”的教学设计思想,以“学教并重’’理念为指导设 计出适合虚拟环境下中学化学探究型实验教学的教学系统化设计流程。

对教学过程进行分析可以反映出中学化学实验课程教学的基本情况,最终目的是要 得出出在初中化学教学中教学设计过程和学生自主探究流程。由此我们选择了观察法、 数据统计法、内容分析等方法对优质课大赛资源进行分析。根据教学过程中探究活动的 开展情况,再结合科学的教学理论和新课程及素质教育理念,归纳出适合于探究型实验 教学的教学模式和教学设计流程。我们分别在教学分析阶段、教学目标分析、教学准备、 教学指导、平台利用、评价反思等几个方面进行了分析。

对于信息技术与课程整合大赛中的资源进行分析,我们得出,在教师方面探究过程 基本包含以下基本环节:学习者分析、教学内容分析、学习目标分析、学习指导、教学 媒体设计、数字化学习资源的利用、教学评价和教学反思等。对以上问题的对研究虚拟 环境下中学化学课程探究实验的过程和步骤提供了良好的依据。

通过教师教学过程表的分析,可以看出一线教师在教学过程中,着重对学习者分析、 教学内容分析、学习目标分析、学习指导、教学媒体设计、和教学反思等;多数教师在 教学过程中涉及数字化学习资源的利用、教学评价;较少教师在教学过程中使用先行组 织者策略;几乎没有教师对解决问题的可行性分析进行分析。然而在实际的教学中先行 组织者策略和解决问题的可行性分析是教学过程中的重要内容,尤其是在虚拟环境下的 探究实验中,这两方面显得格外重要。

其中,先行组织者策略是能促进有意义学习的发生和保持的最有效策略,是利用适 当的引导性材料传递当前所学的新内容加以定向与引导。这些引导性材料通常和新知识 间存在着包容性、概括性、和抽象性上的联系,便于新旧知识间建立联系,从而促进新 知识的学习。这种策略尤其适合探究型学习,在学生进行探究学习前,将先行组织者呈 现给学生,便于学生探究学习的进行。

解决问题的可行性分析,在处理教学中遇到的问题时,分析造成这种问题的原因是 什么,这种问题是什么性质的,运用虚拟环境下的探究实验以及教学系统化设计是否能 解决这一问题,这一步骤在教学过程中是极为重要的一步。然而,通过分析我们得知, 在实际的教学中,教师很少考虑这一问题,造成了人力及资源的浪费。

对于虚拟环境下的探究型教学实验,与以往的教学方式有很大差异,教师在整个实 验过程中起到引导和辅助学生学习的作用,由此,教学设计环节也较传统的教学设计有 很大差异,下面我们从教师角度探讨一下虚拟环境下中学化学实验课程的教学设计流 程:

整个教学设计环节分为三个阶段进行,其中包括教学分析阶段、教学目标确定阶段、 准备阶段、指导阶段和探究型实验的总结性评价阶段。

教学分析阶段包括学习者分析、学习任务分析和解决问题的可行性分析。

学习者分析:教学的最终目的是为了有效促进学生的学习,学生的原有认知结构和 认知风格对学习的结果起到至关重要的作用,对教学设计起到重要作用的心理因素进行 分析,为后续的教学系统设计步骤提供依据。

学习任务分析:探究型教学是以学习任务为基础的,教师在探究活动开始前对学习 任务进行分析,找出其中的重难点及学生难以解决的问题,在探究活动开始前向学生说 明。 探究问题的可行性分析:了解并掌握学生已有的知识同本次探究活动的相关性以及 学生对以往知识的掌握情况,判断学生探究活动的可行性。

教学目标分析阶段,新课程标准下,将学习过程的目标分为三个维度:知识与技能、 过程与方法、情感态度与价值观目标。教学无论是探究型的实验教学还是其他形式的教 学,其目标都是促使学习者朝着目标所规定的方向发生变化,在教学的系统化设计中, 教学目标是否明确、规范、具体,直接影响到学习活动能否沿着正确的方向进行,它是 纵贯整个学习、探究活动的整个过程的一种指导思想,是对教学活动的一种原则性规定。 准备阶段:是教师对于学生探究活动的准备,其中包括准备并提供给学生探究新知 识的先行组织者、实验平台的提供、探究工具的提供。尽管这一过程是在虚拟环境下完 成,但这些步骤仍必不可少,尤其是虚拟环境下探究平台的准备和探究工具的提供,是 学生在虚拟环境中进行探究的必要前提。

提供先行组织者:先行组织者是利用适当的引导性材料对当前所学的新内容加以引 导,这类引导性材料与当前所学新内容之间存在包容性、概括性和抽象性符合同化理论 的要求。

探究平台的准备:在虚拟实验室中完成探究实验,实验平台是完成探究过程的必要 前提。虚拟实验同实物的操作实验相同,需要教师做大量的准备工作,包括实验虚拟实 验平台的使用和调试等。

探究工具的准备:探究工具包括相关资料的搜索工具,实验记录工具、数据处理工 具以及实验过程的协作交流工具等。这些工具在虚拟环境的探究实验中显得尤为重要, 也是探究过程必不可少的条件之一。

指导阶段:这一阶段是学生实施探究活动的过程,也就是课堂教学过程。在这一阶 段教师的教学功能已经转变为指导、辅助功能,教师在这个过程中回答学生的疑问,对 所有同学都遇到的共性问题做及时的纠正。真正做到“以学生为中心"的教学,所有虚 拟资源和非虚拟资源都是为了支持学生的“学”,而非教师的“教”,教学的中心已经从 教师向学生转变。逐渐形成以教师为“主导”,学生为“主体”的新型教学结构,以适 应新型教学环境,实现信息技术与学科教学的深层次整合,实验教育改革的跨越式发展, 最终实现培养创新型人才的目标。

探究的成果评价:对于探究学习过程的评价要基于三维教学目标,从多个角度出发, 尤其是实验课程的探究过程,涉及到各种实验过程、步骤的规范性、探究过程的态度、 协作交流情况等涉及到所有探究过程的环节。对于课堂教学的评价通常是总结性评价, 总结学生探究过程的不足。将学生学习过程中的表现即时的反馈给学生,供学生修正自 己的探究模式,便于学生更好地进行以后的学习。

教师是整个探究活动的指导者和促进者,涉及到给学习者指定方向,通过各种手段 提升学习者的兴趣;为学生解释任务和对实验资源的基本操作做出解释;对整个探究过 程作基本的描述,使学生不至于漫无边际的探究,为学生提供完成探究所需的所有策略、 步骤等;最终在同学问完成评价后,教师对整个探究过程做最后的总结性评价。 学生是整个探究式学习活动的主体,一切问题的出发点和归宿都是促进学生学习, 学生的探究学习过程可参照科学探究的一般过程:发现或提出问题、提出猜想和假设、 制定研究计划与设计实验、进行实验搜索证据和分析数据得出结论。与一般的探究活动 所不同的是,学生的所有探究活动都是在教师的指导和监控下进行的;学生的探究活动 不同于科学探究,其目的在于通过探究活动获取知识,学习过程要在教师设定的总体目 标下进行,进行探究活动前,学生要仔细阅读教师对探究活动的总体要求;鉴于学生探 究活动的学习目的,在完成探究活动后要进行小组或组间的交流协作,教师对整个探究 活动给予评价反馈,最终实现学生学习目标的实现。 总体说明:学生在教师的指导下进行探究活动,根据三维教学目标,并且结合多数 学生的认知特点和思维习惯,分析学习任务,给学生探究实验指定方向,通过各种手段 提升学习者的兴趣。并向学生提供先行组织者,使学生掌握与新的知识相关或相近的知 识;对实验的目标作概括性的描述,必要时要向学生说明该实验的注意事项,把实验的 难度控制在合理的范围内,既激发了学生探究知识的兴趣,又不至于是学生由于无法完 成实验而产生挫折感。

猜想与假设:学生根据已掌握的知识和技能,对新问题提出假设。这一过程中可以 和同伴或教师交流,以优化自己的假设,为自己下一步设计实验奠定基础。

设计实验:根据上一步自己的假设,设计自己实验步骤和过程,其中包括仪器的连 接、药品的选取等。

实验过程:这一步是进行实验的过程,学生独立或者小组跟组设计的实验步骤实施 实验方案。在虚拟环境下的实验,可以充分满足学生的探索欲望,适当扩大学生药品的 使用范围和仪器数量,在实验过程中学生要认知观察实验现象。

收集数据:实验过程中不断的对实验现象和实验数据进行记录,这一过程培养学生 对待科学的态度,绝不错过任何一个实验现象,也绝不漏掉任何一个实验数据,为之后 的实验分析打下良好的基础,进一步培养自己科学探究的能力。

验证假设并解释结论:通过对收集到的数据和实验现象的认真分析,得出自己的结 论,并回头验证自己的假设。这是一个反复的过程,学生可以根据得到的数据修正自己 的实验过程重新设计自己的实验。同时,这一阶段完成后可以和同伴交流,并且形成最 终的汇报,将最终的结果反馈给教师,作为教师评定探究过程的一项依据。

反思与评价:整个实验过程结束,学生对自己的实验过程反思,总结自己在探究过 程中的得失同时进行自身评价、小组间的评价和教师的总结性评价。

表达与交流;这一环节是总结与提高的过程,同学间通过不同的假设与步骤,通过 不同的途径,探究完成了实验任务。通过表达与交流可以取长补短,为以后的实验学习 和科学研究奠定良好的基础。

形成性评价:这一过程由教师完成,教师在观察分析整个实验组的探究过程后,对 实验进行相对性评价,总结学生探究过程的不足。将学生学习过程中的表现即时的反馈 给学生,供学生修证自己的探究模式。

在实际的探究学习过程中,并不是所有的探究虚席活动都完全遵照以上探究过程, 进行探究实验的目的主要是使学生模仿科学家在进行科学探究过程中的过程,完成教学 目标,学习科学探究的各种技能,提高学生的科学探索素养。在整个探究过程中,学生 的探究活动表现为:学生是整个探究活动的主体;利用虚拟环境为学生提供尽可能多的 探究条件和实践探究思想的机会;充分发挥学生探究活动的主观能动性。

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