虚拟课堂

虚拟课堂（精选10篇）

虚拟课堂 篇1

虚拟情境是依托信息技术所创设,通过发挥人的想象力而实现提高教学质量与效益的综合教学训练环境。

当前,虚拟情境还没有大规模地、普遍地运用到英语教学领域中。根本原因是虚拟情境创设的硬件和软件成本还未降到适当的可被接受的程度,其次是虚拟情境的应用缺乏系统成熟的经验模式做指导。因此,迫切需要加强这方面的研究,分析其应用模式,挖掘其应用潜能,拓宽其应用领域和范围,切实提高虚拟情境应用于英语教学的效率和质量。本文主要从虚拟课堂、虚拟学习社区和虚拟校园三个方面分析虚拟情境在英语教学中的主要应用模式。

虚拟课堂是基于网络的一种学习环境,即实时性、交互性的多功能网上授课平台。也就是说把课堂搬到网上,教师把教学的内容放到网上,要突出教学的重点与难点,设置好需要讨论的问题,设置好学生要做的任务,并按照由易到难的步骤层层递进,学生在网上完成教师所布置的各项任务,最后掌握本节课所需掌握的内容。

一、虚拟课堂的应用框架

与传统课堂相比,虚拟课堂中整个教与学的形式都发生了相应的变化,教学手段更加丰富,教学方法更加灵活,教学模式更加多样,教学进度也可以随时根据学生掌握的情况而调整。

虚拟课堂主要有三个层面,它们是教师层面、教学层面和学生层面。教师自己可以设计和控制教师层面和教学层面,通过应用图形、声音和图像等媒体再造逼真的情境,可以在教师层面存放教学资料、学生资料和教学计划、作业记录等。也可以在教学层面公布讨论题目、教学计划、作业要求等。学生除了可以自由出入教学层面参加各种课堂活动外,还有自己的私人空间,学生可以在自己的空间内打草稿、写作业、回答讨论题、存放课堂笔记及自己的作业。教学形式分为教师出镜实时直播,非实时教学知识点讲解的视频两种。首先教师要预测学生的学习难点,再考虑采取有效的虚拟情境教学方式,加强师生在虚拟课堂的交流。其次要考虑如何激发学生在虚拟情境中的讨论,促使他们积极思考相关的讲课内容,提高学生的参与程度,不做旁观者,不被动地观看录像。

二、虚拟课堂的实施范例

目前,信息网络技术发展日新月异,我国高等教育大众化,因此网络信息教育也得以飞速发展,其中网络教育的一个重要手段就是虚拟课堂。现在,西方许多国家都在虚拟课堂方面投入大量的人力和物力,一些成功的试点也取得了巨大的社会效益。

美国建立了电子大学网络(Electronic University Network),即EUN,这是远程教学的基础设施。EUN开设了多达150 门课程,来自各州的将近20 个学院参加了EUN。EUN的主要作用是向学生提供学习的各种软件, 课程的详细说明,学习的详尽指南,考试的详细信息等,以支持学生完成在线课程。EUN为虚拟课堂的开展提供了良好的平台。

相比之下,当前我国在这方面做的工作还是很少,虽然也开展了一些虚拟课堂,但无论是规模上,还是实效性上,都还有待进一步加强和完善。如何充分发挥虚拟课堂的英语教育功能,正是目前我们急需考虑和解决的一个重要问题。

三、虚拟课堂应用思考

虚拟课堂是英语教学发展的必然趋势,它延伸了课堂的范围,扩大了学生的眼界。通过远程教育网络,可以听到最好的老师上课,不出国门就有机会作留学生,从而实现教学资源的最大共享。现在我国已有一些学校的教师和学生在利用网络完成一些英语教学工作,比如布置作业、交作业、解答疑难等,但离充分发挥虚拟课堂的作用还有一定距离。随着我国各方面的不断发展,在不久的将来,虚拟课堂将在我国的各大专院校中普遍使用,那将对提高我国的英语教学水平起到不可低估的作用。

四、虚拟校园应用思考

虚拟校园在全球日渐盛行,但是虚拟校园作为一个全新的概念,广泛普及尚需时日。从整体上看,目前虚拟校园的建设中存在着一些亟待解决的问题,概括起来主要有以下几个方面。

1. 继续加强虚拟校园技术开发。目前的虚拟校园还存在场景建模繁简取舍不当、模型优化技术不到位的问题,导致大范围虚拟场景的浏览调度显示存在迟滞现象。这都需要进一步加强技术开发力度,力争给浏览者一种新的选择和高度逼真的视觉体验。

2. 统筹规划虚拟校园文化建设。在虚拟校园建设时需要统筹考虑和规划,要考虑本学校的历史与特色,学校的独特性要在虚拟系统中得以展示。

3. 大力拓展虚拟校园应用范围。虚拟校园不仅是校园面貌的展示,还要与校园信息化建设完美整合。

目前教师们越来越关注信息技术发展,自身的信息技术的掌握也日渐熟练与完善,如何挖掘虚拟情境的教学优势和潜力,让其在英语教学领域发挥重要作用是我们英语教师要努力的方向。

参考文献

[1]赵时亮.虚拟实验:从思想实验到虚拟现实[J].科学技术与辩证法,1999年第6期.

[2]陈红美.论虚拟情境在英语课堂教学中的应用[J].浙江万里学院学报,2004年8月.

[3]恰瑞罗特.情境中的课程——课程与教学设计[M].北京:中国轻工业出版社,2007.

[4]周跃良.中小学虚拟学习环境设计与应用[M].北京:人民教育出版社,2006.6.

虚拟课堂 篇2

当用户决定扩大自己机器系统中的物理内存量时，可能不会恰好选择配置到应用程序所要求的内存量，通常配置后的结果是大有富裕，

这部分富裕的内存正好可以用于RAM盘的设置。几乎所有的大型应用软件都通过访问这个虚拟磁盘存取数据的方法来大大的提高其运行速度。设置RAM盘是操作系统的一项工作任务，早期的MS-DOS/PC-DOS操作系统中由名为VDISK.SYS的设备驱动程序来进行，目前的MS-DOS提供给用户使用的是名为RAMDRIVE.SYS的驱动程序。用户可以指定RAM盘使用多大的扩充/扩展内存区域，还可以指定RAM盘中扇区的大小。使用时用户应当注意的是，无论怎样配置虚拟磁盘，操作系统都不会自动地替用户将工作结果由RAM盘转存在物理磁盘上，一旦开机或者是断电、机器死锁虚拟磁盘上的所有数据都将被丢失!

虚拟课堂 篇3

《小学科学新课标》要求，小学科学教学要以生活实例为主，让学生从生活中学习科学知识，提高学生发现问题和解决问题的能力。在小学科学教学活动中，教师要善于利用学习情境提高学生的学习效率和自身的教学质量。但是在目前的小学科学教学过程中，由于受到一些客观因素的限制，教师难以组织真实的情境让学生体验生活，获取知识。学生如果没有参与具体的生活体验，就很难有效形成探究意识。所以，创设虚拟学习情境对于小学科学教学来说至关重要。

1.巧妙运用多媒体资源创设虚拟情境

随着计算的普及，计算机技术在教育上的应用越来越广泛，很多小学建立了多媒体教室，这为虚拟学习情境教学创造了物质条件。在小学科学课堂上，教师应该充分利用这些资源，加大虚拟情境教学的力度。视频资源是虚拟情境创设的重要资源，教师可以提前利用网络资源，查找与课堂内容相关的视频片段，然后在课堂上播放，结合视频内容讲解科学知识。对于小学生而言，这样不仅可以极大地提高学习科学的兴趣，提高课堂注意力，而且可以为学生创设相对真实的虚拟情境，帮助学生理解一些基本的科学原理与知识，提高学生解决实际问题的能力。

例如，《不平静的地球》是浙教版《科学》五年级下册第三单元内容，主要包含三个小节，分别是地球的内部构造、地震、火山。本节课的教学目标是让学生了解地球内部的基本构造，产生地震、火山的原因，以及发生地震灾害后的逃避措施。在创设虚拟学习情境的时候，首先可以利用网络资源，查找不同地貌的图片资源，然后将图片资源制作成小视频资源，在课堂开始的时候进行播放，通过强烈的感官刺激，引起学生的注意力与好奇心，并且引出今天所讲的第一节内容：地球的内部构造。教师结合图片要分别向学生介绍地球内部构造有哪些，以及提出不同地貌是如何形成的原因，让学生思考。然后运用视频呈现火山爆发和地震的场景，给同学强烈的视觉冲击，使学生对火山爆发和地震过程有具体的认识，从而联系先前地貌的形成，使学生明白地貌是由于地表运动造成的。在学生观看视频的时候可以提问“火山爆发和地震是什么原因引起的？”，带动学生思考，引起学生探究的欲望。利用动画演示地壳运动的方式和特征，把学生不能够亲眼所见、亲身感受的场景用动画表现出来，既直观形象，又便于学生理解记忆。教师借助图片、视频及动画等多种多媒体资源的综合应用，给学生创设形象直观的虚拟学习情境。

2.利用小实验创设虚拟学习情境

在小学《科学》教学中，有些内容比较抽象，如果直接给学生讲解，学生很难理解和记忆。虚拟学习情境的创设就是将一些现象直观地呈现在学生面前，便于学生理解，让学生思考现象背后的本质。通过建立小实验来模拟真实的场景，能够给学生带来强烈的视觉效果，达到情境教学的目的。而且可以教会学生在解决一些现实问题的时候，可以利用实验完成，通过实验验证自己的结论或者发现的问题。小学是学生教育的基础阶段，如果从小就对学生树立这样的思想，不仅可以扩展他们的思维，而且可以锻炼他们的动手能力，提高他们实际操作的能力。

《离不开的电》是浙教版四年级下册第三单元内容，其中包括四部分，分别是手电筒的秘密、电和我们生活、串联和并联和安全用电。其教学目标是让学生有电的概念，大体了解电是如何产生的，电和我们的生活有哪些联系及安全用电的相关知识。首先，教师可以展示一些闪电的图片或者有关闪电的小视频，然后提出问题：“同学们，闪电是如何形成的？”让学生思考，通过小实验，验证闪电形成的原理，并且要求学生就所放视频与实验的内在联系思考老师做这个实验的目的与依据是什么。然后建立串联并联电路，通过灯泡的亮度不同而引入学生对串、并联内在区别的理解。并且要通过实验让学生切实地感受到电流击打在人身上的感受，引入安全用电的知识，最后通过播放触电事故造成灾难的小视频以加深学生的印象。教师通过以上一系列的小视频播放及小实验的操作，不仅可以给学生造成视觉上的感受，而且可以给学生造成现实的触觉感受，使原本抽象的相关概念经过学生的亲身经历理解得更深刻。

3.合理利用资源设置虚拟学习情境

创设虚拟学习情境的目的是让学生通过视觉、触觉等外在感受，加强对相关科学知识的了解。在小学科学课堂上，教师可以利用一些网络资源、实物及组织学生小组实验等创设虚拟学习情境，帮助学生理解一些抽象的内容。在虚拟学习情境创设中，教师不要只局限于一种方式，而应该多考虑其他的方式，通过多种方法的有机结合，立体化地设置虚拟学习情境，从多个角度诠释科学原理，帮助学生理解和记忆，提高学生学习的兴趣。

例如，《卵石的形成》是苏教版《科学》五年级下册第三单元“地表的变化”中的第三节。通过前两节地表形态、自然力量对地表影响的学习，学生对于冷热、流水、生物等各种自然力量对地表影响已经有初步的认识，然后结合上节所讲内容，教师可以引导学生思考卵石形成的原因。首先，教师可以播放一些卵石图片，各种各样的卵石可以极大地引起学生兴趣。如果有条件，教师可以带着几块真正的卵石做展示，让学生逐一观看，然后提出问题：“各种各样的卵石是如何形成的？”先让学生展开自己的想象力以大胆发言，然后对学生的发言进行评价。结合书本知识，讲解卵石形成过程及原因，然后播放卵石形成的动画或者小视频，让学生直观地感受卵石的形成及随着岁月的变迁，卵石的形态及外貌所发生的变化。这样一方面可以巩固学生刚刚所学的知识，另一方面可以提高学生兴趣。最后教师可以将收集到的卵石奖励给课堂表现好的学生，鼓励学生再接再厉，提高学生的学习兴趣。

虚拟课堂 篇4

与现实课堂不同, “虚拟课堂”有其自身的特点。它是一种平等开放的教学环境。在这里师生、生生之间更加平等。课堂的话语权从教师和少数优秀生、活跃生手中转移到全体学生的手中。平等的话语权使师生之间、生生之间的平等互动成为可能, 也保证了每个学生都能够充分地表达自己的观点, 从而激发学生的学习热情, 为他们开展自主学习和合作学习提供前提。“虚拟课堂”这种“大学生、小教师”的特点就要求教师在教学过程中转变观念。在教学形式上, 从讲授为主, 变为组织、引导学生的自主学习活动为主。在教学目的上, 从针对结论性知识的“学会”, 变为针对学习方法的“会学”, 完成“授之以鱼”到“授之以渔”的转变。在角色定位上, 教师从课堂的主宰、知识的化身, 变为学习活动的组织者、引导者, 探究活动中的指导者和合作者。总之, 在整个的教学活动中教师要充分地相信学生, 调动和保护好学生的积极性、主动性, 突出学生的主体地位, 明确教师的主导地位。真正体现好、运用好“虚拟课堂”的特点, 把学习的主动权交给学生, 而不是仅仅将其作为传统课堂的延伸和替代手段。

在“虚拟课堂”中, 突出学习过程中学生的主体地位, 并不意味着削弱教师在教学过程中的行动力。正好相反, “虚拟课堂”的组织要求教师针对其特点进行更加充分的准备。其一, 精心设计论题, 创设学习情境, 引导学习方向。其二, 关注网络讨论, 培养学生骨干, 掌控学习过程。其三, 掌握学生学情, 虚实课堂结合, 落实学习效果。当“虚拟课堂”的讨论出现某些共性问题的时候, 就可以适当进入现实课堂, 利用现实课堂能够高效传递信息的特点进行成果交流, 提升学习层次, 落实学习效果。

虚拟课堂 篇5

摘 要：为实现信息技术和教学方法改革模式的深度融合，将“以教师教为中心”转变为 “以学生自学为中心”的教学范式改革，本研究结合SPOC 翻转课堂的特点和高校教学改革实际需求，设计了SPOC 翻转课堂学习模式，并应用于虚拟仪器课程教学中。本文通过结合SPOC课程与虚拟仪器课程内容特点，根据翻转课堂的内涵以及系统化教学设计理论，从虚拟仪器课程教学内容体系设计、个性化学习策略设计、设计多样化的教学活动和多元化的教学评价体系等四个方面构建了SPOC在传统高校教学中的应用模式，为高校深入建设和应用 SPOC 翻转课堂模式提供借鉴。

关键词：翻转课堂；课程教学；SPOC；MOOC

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）24-0020-04

一、引言

近年来随着信息技术和教学模式改革的日渐深入融合，促使教学方法与教学结构及管理体制发生变革，给教育带来了空前的机遇。MOOC[1]作为最具有代表性的互联网与教育方法融合产物，由于具有大规模、免费开放和在线共享等特点，在短时间内在高等教育领域引起广泛的关注，并有力推动了在线教学模式的创新。然而，MOOC平台的构建投资成本高，课程资料堆积繁杂，师生了解少，阻碍个性化教学发展和技术本身内在教育价值的实现，从而影响大学教育的本质功能[2]。为解决MOOC平台存在的缺陷，大量在线学习新形式不断涌现，小规模专有在线课程[3]以小规模和限制性准入的显著优点来提升MOOC学习效果，成为国内外名校探索在线课程的热点。SPOC教学平台主要提供特殊的人群使用，对申请参加课程的学生设定一定的准入要求，便于较少人群之间面对面交流。因此，SPOC平台通过将传统课堂教学和网络教学的优势结合起来，构建一种更精致、更小众的在线开放课程类型，既融合了大规模在线开放课程的优点，同时也能弥补传统课堂教学的不足。

虚拟仪器课程是仪器类和电子类等专业学生的一门专业基础课程，具有较强的理论性和实践性。该课程通过将图形化开发工具应用于产品设计的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。传统采用“以教师讲授为主”的虚拟仪器课程教学模式，无法满足现有课程内容量大、课时少和学生基础差别大等特点。特别是自2011年中国仪器仪表学会和教育部高等学校仪器科学与技术教学指导委员会举办的全国虚拟仪器大赛开展以来，虚拟仪器课程的教学内容与大赛的目标差距巨大，学生难以将课程所学的知识直接应用于大赛的创新类项目。SPOC翻转课堂教学模式通过将以“以教师教为中心”转变为“以学生自学为中心”，既能使不同层次的学生得到个性化的學习体验，又使教师有更多精力了解每个学生的问题[4]，有助于提高课堂教学质量，为虚拟课程中的教与学提供了新的思路。因此，研究如何将SPOC翻转课堂的教学模式融入虚拟仪器课程中，来提高虚拟仪器课程在实际项目中的应用，满足学生的学和教师的教，具有重要的指导意义。

二、SPOC翻转课堂涵义

SPOC是Small Private Online Course的缩写，意译为“小众私密在线课程”，2013年由美国加州大学伯克利分校Armando Fox（阿曼多·福克斯）教授率先提出。其中，Small（小众）与MOOC中的Massive相对应，限制学生人数在数十人到数百人之间，有助于提升学习参与度、互动性和参与度；Private相对于MOOC中的Open，指的是对满足准入条件的申请者完全开放课程，而对其他学生仅限于开放部分课程，故具有一定的私密性。SPOC的基本思路是授课教师通过网络获取或自己制作相关课程的视频，并在网络平台上按照课程的内容上传视频作为学生的课前作业，学生在线下进行自学，然后授课教师在课堂中与学生进行交流、讲解、面对面解答学生提出的问题，通过了解学生对知识点的把握程度，调整教学内容和时间安排，并对最后的学习效果进行考核评价。康叶钦[5]认为SPOC在教学过程中通过将授课、视频等要素相互交织融合，赋予学习者完整、深入的学习体验，提高了课程的完成率，从而提升了自主学习效果。

混合学习模式[6]的探索为网络学习提供了新的学习方式，基于SPOC翻转课堂的学习模式将面对面的课堂教学和网络学习的优势有机融合起来，实现教学效果的最优化。开放资源SPOC平台对开展翻转课堂（Flipped Classroom）的教学有很好的支持作用[7]，SPOC的“小规模性”与“专有性”也是开展翻转课堂教学的有利条件。将MOOC的思想植入翻转课堂，借助MOOC教学平台实施翻转课堂，实现资源共享的同时优化教学效果。翻转课堂[8]的涵义是在信息化环境中，授课教师以微视频为主要形式提供学生学习资源，学生在课后依托教学视频中的学习资料自主学习，在课中授课教师和学生面对面一起解答疑惑，课后教师对授课内容评价和提升的一种教学模式。该模式在国内外教学研究和实践中得到日渐深入和推广，主要原因在于翻转课堂教学秉持“以学生自学为主”的教学理念，关注学生的个性化发展，使教学内容和课时分配以学生为中心，改变了教师和学生的角色，从而避免传统教学方式中的教学内容和教学时间的约束[9]。

目前SPOC翻转课堂主要由高校内部或高校联盟的学生参加，充分发挥互联网平台和教学模式相结合的改革模式[10]。在国外，美国的加州大学伯克利分校最先将SPOC运用到《云计算与软件工程》课程，保证了学生线上学习的同时参与线下课堂活动，并完成相应的任务和考试。麻省理工学院开展了SPOC课程与翻转课堂的实验及推广[7]，该平台的实施结果表明，SPOC课程与翻转课堂融合既提高了授课教师的教学效率，又提高了学生成绩的通过率。2013年起，国内高校纷纷进行有关SPOC典型案例的实验尝试，到2015年2月末，中国MOOC平台上有51所大学共上线了85门SPOC课程[10]。最早由清华大学通过“学堂在线”开展SPOC课程，对内也在利用这个平台进行《C++程序设计》和《云计算与软件工程》这两门课的翻转课堂教学模式的实验[11]。总结国内外SPOC翻转课堂上课流程，将SPOC的课程模式总结如图1所示。

三、SPOC翻转课堂模式的虚拟仪器课程构建

信息化的飞速发展和教学方法的改革，网络信息获取已成为大学生的必备能力之一，特别是近年来各种类型的物联网大赛和虚拟仪器大赛的盛行，虚拟仪器课程成为各高校仪器类专业的特色课程。笔者依托学校教改课题虚拟仪器课程改革研究和实践，针对虚拟仪器课程存在内容多、学时少、实践性强、学生需求不均衡等问题，探索SPOC翻转课堂在虚拟仪器课程中的教学模式。通过将虚拟仪器课程内容和SPOC的特点结合起来，根据翻转课堂的内涵以及系统化教学设计理论，以学生与教师得到共同发展为目的，提出了如图2所示的详细实施方案。

1.虚拟仪器课程教学内容体系设计

在SPOC平台和翻转课堂平台下，本节课程教学内容结合我校学生的学习特征及学习目标来设计双平台的教学内容体系，设计了以下三个模块：虚拟仪器课程信息结构设计、课程内容设计和课程交互活动模块，如图3所示。

（1）虚拟仪器课程信息结构设计模块

虚拟仪器课程基本信息结构主要包括课程教学大纲、课程教学目标、课程讲授时间（学期周数）、学习内容要求、考核方式、评分方式和标准等内容。课程教学大纲和学习目标由任课老师制定，经学校审核后执行。因此，任课老师在制定时，应根据教师的教学活动设计流程进行编写，具有一定的结构性。课程讲授的时间要体现出SPOC平台学习的灵活性，评分方式和标准的设计要有一定的科学性，便于学习者准确的了解自身的学习情况，随时调整自己的学习。

（2）虚拟器课程内容设计

虚拟仪器课程属于实践类课程，通过在SPOC平台上将课程內容以视频和操作为重点，以记忆类和知识结构梳理的为核心，同时提供一定的学习指导。由于虚拟仪器课程内容由理论和实践紧密结合，其理论知识包括软件和硬件知识，主要涉及微电子、计算机测控技术、信号处理等。学习者可以通过看书和视频资料较快掌握工具的使用，满足翻转课堂中以学生为中心的核心思想。学习内容的设计新颖且符合大学学习者学习的需要，并结合翻转课堂中教师有针对性地答疑解惑，有助于改善学生的学习主动性问题，促进学生的学习效果。

（3）交互活动设计

教学活动中的交互活动指的是在SPOC平台中使用物联网中交互工具进行互动等活动，包括在SPOC平台中的实时交互（电话、视频等）和非实时交互（微博、讨论版、QQ群、微信公众号、Wiki、BBS等），也包括在翻转课堂中师生面对面协作交流的深度交互活动，授课老师根据学习者在不同交互环境中的学习体验提供针对性和个性化的指导，引导教师与学生、学生与学生、学生与学习资源之间的交互活动。

2.个性化学习策略设计

个性化学习策略目的是促进学习者有效调控学习的知识加工过程，以便高效学习和建立知识库。本研究基于在线学习模型和MOOC设计研究的基础上[9-10]，尝试建构了SPOC学习者个性化学习模型，如图4所示。

个性化学习模型包括个性化学习路径设计、学习方式设计、整合知识和个性化知识网构建，个性化知识网的建立是整个模型的核心部分。SPOC学习者目标和背景的多样性决定了学习路径、学习方式设计和学习结果的多样性。SPOC学习者的个性化学习过程包括以下四个阶段：

（1）活动/学习路径的选择：根据学习者自身的目标和原有的学习经历、背景等，制定虚拟仪器课程学习目标；

（2）学习方式设计：学习者根据自己的学习目的，制定实施学习活动虚拟仪器课程的学习计划等；

（3）整合知识：学习者对已获得的课程信息进行重新组织和整理消化，将其整合为对自己有益的知识。在这个过程中，SPOC学习者借助网络工具、分析工具、学习网络和共同体进行交互。

（4）个性知识库创建：学习者根据自己的学习方式、知识整合等进行反思，对整理的知识重新加工与升华，创造出新的知识。在知识库的创建过程中，学习者之间通过分享和交流教学内容，并互相协助，不断提升自己的知识。

3.设计多样化的教学活动

教学活动是授课教师为达到特定的教学目标或效果而进行的学习总和[11]。笔者通过学习众多学者的观点、结合SPOC的特点以及学习者的需求，将SPOC翻转课堂分为课前、课中和课后三个阶段，如图5所示。

（1）课前阶段：本阶段分两个方面，即以教师为主体和以学生为主体。以教师为主体时，教师是课程内容及进度的设计者，应先进行网络平台的搭建、微课的制作、学生的跟踪练习、资源的发布和任务的布置等。教师应根据学生具体学习情况，进行微视频、相关资料查看任务的布置，作业的设计，及在线交流活动的组织。以学生为主体时，根据老师的要求进行在线学习视频的学习，以及作业和在线交流活动。

（2）课中阶段：以学生为主体的教师指导为核心，完成知识技能内化，答疑学生课前的学习内容。在对知识点有一定的认知基础上，通过与教师的交流，进一步的实践操作，使知识得到内化，提高学习的质量。对于“翻转课堂”的教学内容，主要措施有：课堂知识的巩固练习、提问解答、小组讨论、个性化问题的探讨和学生之间的交流等。

（3）课后阶段：本阶段分两个方面，即以学生为主体和以教师为主体。以学生为主体时，学生在老师的辅助下及小组内和小组间的协作交流下，使知识得到升华。以教师为主体时，通过对学生的课堂表现、教学时间安排、教学方案和教学资源进行评价和讨论。

4.多元化的教学评价体系

虚拟仪器课程教学评价主要采用深度学习技术的形成性评价为主和总结性评价为辅相结合的多元化评价体系，即在虚拟仪器课程评定中，采用深度方法对教学过程中产生的历史数据进行学习，分析出适合学习者个性化的学习模式和个性化教学方式。这种多元化评价体系必须以学生为中心，以教师为主导，教师根据学生在课前阶段和课堂阶段对学生的实践项目、课堂表现、学习能力、参与程度和合作精神等做出评估。终结性评价即为传统评价方式，应有一定的科学性，包括期中考试、期末考试、实验成绩和课程设计成绩等。

四、结束语

基于SPOC翻转课堂模式促使教学实现了以学生为主体、教师为主导的课堂教学理念，相对于传统教学模式而言，是一次颠覆式创新。笔者应用翻转课堂模型经过近两年的实践教学检验，得到了学生和学校的认可与好评。在翻转课堂模式实施以来，在课程成绩上，选修本课程学生比以前传统教学方式平均成绩提高了8个点，参加省级和校级创新创业大赛以虚拟仪器课程为主题，年平均5组成员。如何保证在课前和课后完成对教与学时间的延伸以及课堂的高效性是实现SPOC翻转课堂模式的难点问题，我们探讨如下思路：

1.教学微视频的录制好坏是能否吸引学生课前和课后延伸的关键。为保证高质量的教学视频，在录制教学视频时教师应考虑知识主题的突出性、互动策略、趣味性等。

2.教师应通过信息技术构建学习支持系统，为学生提供个性化的学习环境，确保学生与学生、学生与教师之间能随时随地进行互动交流。

3.采用“过程”和“结果”两方面结合的多元化学习评价机制。教师对学习过程的评价，需要考虑学生的学习能力和学习成效等多方面的因素，激励和引导学习者提高学习的兴趣。

4.在课堂教学活动的组织方面，教师要真正做到因材施教，需要在课前充分了解学生的学习情况，精心准备和观察课堂的问与答、学生间的协作讨论。

以后将进一步将在SPOC平台上实现翻转课堂的研究和实践，通过多角度、多元化对实施方案评价与分析，为本校其他课程的翻转课堂教学模式改革提供更好的可借鉴的实施方案。我们同时也看到新的翻转课堂模式的研究仍处于初始阶段，需要深入研究，提高学习者的学习效率，并提升教师自身的教学水平。

参考文献：

[1]谢幼如，倪妙珊，柏晶，张惠颜.融合翻转课堂与MOOCs的高校MF教学模式[J].中国电化教育， 2005.

[2]Sidorko，PeterE.“MOOCs and SPOCs：Where is the Library ”[R]. Penang：The Access Dunia 2013 Online Conference， 2013.

[3]贺斌，曹阳.SPOC：基于MOOC的教学流程创新[J].中国电化教育，2015，（3）.

[4]高磊，江克斌，邵飛，金广谦.基于SPOC平台的钢结构课程教学改革[J].高等教育研究学报，2016（1）.

[5]康叶钦.在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析[J].清华大学教育研究，2014，（2）.

[6]陈然，杨成.SPOC 混合学习模式设计研究[J] .中国远程教育，2015，（5）.

[7]薛云，郑丽.基于SPOC翻转课堂教学模式的探索与反思[J]，中国电化教育，2016，（5）.

[8]姜艳玲，国荣等.翻转课堂与慕课融合促进教学资源均衡研究[J]，中国电化教育，2015，（4）.

[9]吕婷婷，王娜.基于SPOC+数字化教学资源平台的翻转课堂教学模式研究——以大学英语为例[J].中国电化教育，2016，（5）.

[10]王朋娇，段婷婷，蔡宇南，曾祥民.基于SPOC的翻转课堂教学设计模式在开放大学中的应用研究[J].中国电化教育，2015，（12）.

[11]徐葳，贾永政等.从MOOC到SPOC——基于加州大学伯克利分校和清华大学MOOC实践的学术对话[J].现代远程教育研究，2014，（4）.

虚拟课堂 篇6

一、实施情境虚拟教学的意义

1. 从教学主导因素看, 情境虚拟教学有利于提高中学历史教师的专业化水平。

虚拟情境的创设对教师的专业水平有相当高的要求。每一个情境的虚拟, 不是老师凭借教科书上干瘪的语句海阔天空地想出来的, 而是教师在掌握大量第一手资料的基础上, 从宏观上俯视教学内容, 从学生学习需要出发, 精心地创设出来的。要创造一个优秀的虚拟情境, 教师必须要查阅大量资料, 把握情境与教学目标的关系, 避免创设的情境存在种种硬伤, 这对于历史教师提高专业化水平, 提高历史素养有很大的帮助。

2. 从教学主体因素看, 情境虚拟教学有利于激发学生的历史学习兴趣。

虚拟情境的创设, 可以帮助学生“神入历史”, 让学生在情境中体验历史, 在创设的氛围中探讨历史, 使“历史”不再是掩埋于千年尘埃下毫无生气的“干尸”, 也不再是教科书上平面展开整齐排列的铅字, 开始变得“鲜活”、“立体”、“有生命”了!课堂也不再是“蜻蜓点水”“踏雪无痕”练轻功的场所, 开始变得兴趣盎然、充满生气、富有生命的活力了, 从而激发了学生学习历史的兴趣。

3. 从教学效果因素看, 情境虚拟教学有利于增强历史课堂教学的高效性。

新课程改革下历史学习的重要目标之一是培养学生具有丰富的历史想象力, 能在已学的知识和没有学的知识之间发生迁移, 即用已学过的知识、已形成的能力去解决新的问题, 形成新的认识。虚拟情境的创设, 让历史课堂呈现出轻松愉悦的学习气氛, 能激发学生学习热情, 用热情和兴趣点燃智慧, 让学生以饱满的精神状态积极参与课堂教学活动, 使学生思维活跃, 自觉地融入到历史课堂教学中来, 有利于提高历史课堂的有效性和高效性。

二、实施情境虚拟教学的注意事项

情境虚拟在教学中的效果是显而易见的, 因此, 它已成为新课程改革背景下兴起的一种非常流行的教学方法, 在课堂教学中随处可见。但从教学效果上来看, 虚拟情境的创设水平参差不齐, 既有高效的情境创设, 也有低效、甚至无效的情境创设。笔者根据自己的教学实践以及对众多公开课的观摩, 认为要创设一个高效的虚拟情境, 必须注意以下三个方面:

1. 虚拟情境必须符合历史史实和历史史实应有的时代背景。

虚拟情境不等于虚构情景。我们在虚拟情境时要符合历史史实及历史史实应有的时代背景, 而不应该是臆造出来的。如在网上看到的一个优秀的虚拟情境:美国马文·L·诺森在1929年因经济危机的爆发, 迫于生计告别大学生涯时, 仅差1个化学学分就能拿到贝勒大学学士学位, 只好在70多年后已经满百岁时终于迎来迟到的毕业证书。老师借诺森之口, 讲述经济大危机前后的残酷—转机—幸福的经历。学生仿佛感受到了诺森一家大起大落的生活, 仿佛回到了1929年的美国。这一情境的设立, 符合了历史事实, 还原了当年的社会现实, 使学生切实感受到了历史的魅力。

2. 虚拟情境必须符合教学内容和学生实际水平的需要。

情境虚拟不是万金丹, 不会适用于所有的教学内容, 也不会适用于所有的学生。我们不能一味地为了赶时髦, 为了追求课堂形式上的效果而大量采用虚拟情境进行教学, 把课堂教学当成展示虚拟情境的舞台和作秀场, 这样的课堂不会是有效的课堂, 因此我们在进行情境虚拟教学时要有所选择。只有那些教学内容零散、繁多、枯燥, 而学生又无法在历史知识目标和自身经验之间建立高效的联系桥梁的时候, 才有必要通过虚拟符合学生的心理水平、知识水平和思维水平的情境, 将教学内容进行高度浓缩, 在较短的时间和较少的人物场景中, 凸现冲突, 提升兴趣, 激发学生的思维冲动和探究意识, 增强现实感, 引起情感共鸣。

3. 虚拟情境必须选择最佳创设形式。

虚拟情境形式多种多样, 较为常见的有角色扮演、换位思考、虚拟故事、虚拟史料, 等等。教师应根据教学内容和学生的实际水平, 结合实际环境, 选择最优方案。例如在讲述诸子百家思想的时候, 可以虚拟一个关于审判小偷的情境:“如果一个人因赋税过重, 生活困难, 偷走了邻人的钱财。假如你们是儒家、道家、墨家和法家的派出的代表, 面对窃贼, 你们会主张如何处理”?组织学生分角色扮演崇尚儒家、道家、墨家和法家思想的官员, 对小偷进行审判。在虚拟的故事中, 通过角色的扮演、趣味盎然的“判决”, 学生深深地理解了各家的思想精髓。这一虚拟情境的创设, 既能完成教学目标的要求, 又符合学生的认知水平, 具有可行性。

虚拟课堂 篇7

由于普通高中新课程选修课对教师的知识水平和知识面都有较高要求, 天津市依托天津广播电视大学和天津教育科研宽带网, 成功开通了“普通高中选修课程在线学习平台”, 帮助学生跨校选课, 使他们不受时空限制, 可以学习自己喜欢的课程, 实现了优质教育资源的共享。目前, 虚拟课堂网络平台已拥有全市6 0所示范高中优秀教师录制的64门精品选修课, 总授课时间达1758课时, 可同时支持1 0万学生在线学习。

跨校选课, 学分互认是个难题。为解决学分互认, 天津市教委出台了《普通高中选修课虚拟课堂实施意见》, 规定学生在网上习得的学分校际之间可互认。开通不久, 已有1.73万学生在虚拟课堂网络平台注册选课, 9 7.7万次登录学习, 学习时长达92.93万小时。

虚拟课堂跨越时空, 为学生插上“隐形的翅膀”。远在河北省的天铁一中学生谭洁选修了南开中学的德语课程, 刚接到南开中学教师回帖的她欣喜若狂, 骄傲地对妈妈说:我在天铁一中上学, 也能选修南开中学的课程了!在天铁一中, 很多高中学生都能跨校选修市教委直属重点中学的课程, 开拓自己的视野。

虚拟课堂 篇8

关键词：现实课堂,虚拟课堂,互补互融,适应性

0 引言

现实课堂是指以班级为单位, 教师和学生在同一间教室中进行面对面的教与学活动。进入21世纪, 随着信息技术的发展, 以信息技术构建起来的数字化学习环境即虚拟课堂, 打破了现实课堂的束缚, 成为了教与学活动的重要场所。虚拟课堂是指教师和学生以注册与登录网络课程平台为主要活动空间, 以在线注册的班级为人员单位, 以师生之间、生生之间同步或异步活动为基本形式的教学活动[1]。

传统的现实课堂由于时间和空间的局限性, 教师常常是课堂的主导, 忽视了学生的主体地位;教学方法单一, 集体授课难以做到因材施教。虚拟课堂很好地弥补了这些不足, 它突破了时间空间的限制, 学习者可以随时随地进行学习, 而且学习资源更丰富, 学习者可以根据自己的兴趣选择不同重点进行学习, 有利于学生个性的发展。然而由于虚拟课堂缺乏有效的监督、学习者自身缺乏自律性、虚拟课堂本身设置不合理等原因, 学习者在学习过程中容易“迷航”, 导致教学效果不佳。同时, 这种师生分离的状态又容易导致师生之间和生生之间情感交流的缺失, 使师生之间产生情绪障碍[2]。因此, 在教学过程中, 教师常常将两者结合起来, 优势互补。虚拟课堂弥补了现实课堂的局限性, 现实课堂又缓解了虚拟课堂的情感缺失, 这样的方式教学效果是最优的。

1 适应性解析

将现实课堂和虚拟课堂相结合是一种新的教学方式, 更是教育发展的一种趋势。越来越多的教师开始采用这种方式进行教学, 这样, 就出现了教师对两种教学方式相结合的适应性问题。所谓“适应”, 在心理学上一般指个体调整自己的机体和心理状态, 使之与环境条件相符合, 是个体与各种环境因素连续不断相互作用的过程[3]。本文中现实课堂与虚拟课堂互补互融的适应性, 主要是指教师在教学过程中将二者结合的适应能力[4]。如果具有良好的适应能力, 教师能得心应手地将两种课堂互相补充、互相促进, 在传递知识的同时, 提高学生的学习能力, 为终身学习打下基础。如果适应能力不好, 无法将两种课堂结合起来, 有效地开展教学活动, 最终导致学生对两种课堂的学习都失去兴趣, 阻碍学生的学习。因此如何提高教师对于现实课堂与虚拟课堂互补互融的适应性, 成为影响教学效果的重要因素。

笔者认为, 教师对现实课堂与虚拟课堂互补互融的适应性, 主要体现在态度、知识与技能以及应用效果三个方面。所以本研究从这三个方面设计问卷, 对教师进行了调查, 主要目的是了解教师将现实课堂和虚拟课堂结合的现状, 找出其中的不适应性, 并提出解决策略。

2 调查结果与分析

2.1 态度和观念

教师是否适应现实课堂与虚拟课堂相结合的教学方式, 首先体现在对这两种课堂的态度方面。

现实课堂和虚拟课堂互补互融的形式有很多种, 可以现实课堂为主体, 也可以虚拟课堂为主体, 或者二者均为主体不分主次。所有被调查者都认为现实课堂为主体, 虚拟课堂为补充。这说明, 目前大多数教师对虚拟课堂的应用形式还比较单一。现实课堂的学习仍然在教学中占主导地位, 虚拟课堂虽然也开始被广泛应用, 但其地位还较低, 基本上是处于可有可无的状态, 而且其应用的效果也不 够显著。如图1所示, 80%的教师认为现实课堂和虚拟课堂相结合, 对提高教学效果有一定帮助, 20%的教师认为有很少帮助。大多数教师认为二者结合对教学是有帮助的, 但是对其作用的大小却不能肯定。还有60%的教师对于虚拟课堂是否能启发学生的探索和创新精神持怀疑态度。很显然大多数教师对虚拟课堂有一定认识, 但认识度不够。

2.2 知识与技能

2.2.1 表达技能

虚拟课堂区别于现实课堂的一大特点就是其师生分离的特点。这种特点更加强调师生交流的重要性。在现实课堂中, 师生面对面地进行交流。教师可以用口头表达、板书、肢体语言等方式将信息传达给学生。人们通常对这种方式比较习惯, 基本上都能够无障碍地表达自己的观点。在虚拟课堂中, 人们进行同步或异步的交流, 使用最多的交流方式是文字, 这和现实课堂有较大的出入。如图2所示, 有60%的教师认为在虚拟课堂中, 自己基本能像在现实课堂中一样明确地将自己的观点传达给学生。只有20%的教师认为自己能非常好地传达。

2.2.2 计算机技能

虚拟课堂的管理不要求非常专业的计算机技能, 现在计算机的应用较为普及, 大多数人都具备一定的计算机操作技能, 只需要经过简短的培训, 就能够胜任虚拟课堂的教学和管理工作。在虚拟课堂中, 教师使用较多的教学资源形式有:文本资料、视频点播资料、音频点播资料、教学课件等, 其次有相关资源网址和电子作品范例与制作素材。

2.2.3 师范技能

几乎所有教师都能够根据教学目标有效组织学生活动, 并且能够做出及时的反馈。但是, 由于学生的自主性存在差异, 20%的教师表示经常会在虚拟课堂中布置强制性任务, 也有教师认为不能够通过虚拟课堂对学生进行准确的评价。

在虚拟课堂中, 教师很难像在现实课堂中一样进行实时的监督。学生是否积极地参加课堂组织的活动, 一方面靠其自主性, 另一方面, 也和教师的引导有关。同现实课堂一样, 教师的教学技能是影响教学效果非常重要的一个因素。如图3所示, 有20%的教师认为经过引导, 也有学生不能够积极地参与虚拟课堂中的活动。一般来说, 学生自上学以来接受的都是现实课堂的教学, 对在线学习这种新的学习方式有比较大的兴趣。但是网络上又有太多的干扰因素, 有很多东西会分散学生的注意力。这就需要教师能够采取有效的措施让学生积极地参加课堂中的活动, 加强师范技能的培养。

2.3 应用

几乎所有教师都认为有必要开设虚拟课堂, 和现实课堂相结合。但是, 只有其中一小部分教师将二者结合使用过。大学教师, 以及从事计算机相关学科教学的教师, 在教学过程中结合使用虚拟课堂者较多。已使用者中, 使用的次数也不多, 大多数人每学期只安排6次以下的虚拟课堂学习, 其中33%只有1～3次。尚没有将现实课堂和虚拟课堂结合使用的教师表示, 原因是缺少硬件或软件支持。

教师在虚拟课堂中使用较多的功能依次是:课堂信息的呈现、上传课程资源、组织同步课程讨论、进行论坛答疑。其次是组织小组活动、屏幕共享、电子举手、协同浏览、课堂录制、在线投票。电子白板和评价功能应用不普及。教师对虚拟课堂平台中各种功能的应用还是比较广泛。

在使用过程中遇到的障碍从主到次依次是:缺少硬件条件支持、没有足够的指导性支持、学生难以适应、缺少优质教学资源、没有足够的行政支持、没有足够的设计和准备时间、没有足够的技术性支持、缺少足够的计算机技能、应用的效果等。研究表明, 阻碍教师使用虚拟课堂辅助教学的主要原因是缺乏各方面支持, 其次才是技能问题。

3 提高适应性策略

3.1 转变教师观念

随着科技的发展, 应用在日常生活中的技术越来越多, 其中很大一部分都可以拿来为教学服务。用幻灯或计算机教室辅助教学的应用已经非常广泛, Web2.0极大地促进了知识的共享, 进一步推动了在线学习的发展。由于在线学习有着知识量大、能够随时随地学习等优点, 用虚拟课堂辅助现实课堂是教学方式的一个发展趋势。

在调查过程中发现, 80%的教师表示他们经常关注新的技术和方法, 以提高教学质量, 有20%的教师表示只是偶尔关注。教师的专业是影响教师对新技术关注度的一个重要因素, 相比技术性专业的教师, 非技术性专业的教师对于新技术并不能很快掌握, 因此将技术应用于教学的主动性就要差一些。

因此需要更多地将成功的现实课堂与虚拟课堂互补互融促进教学的案例进行推广, 从而转变教师传统的观念, 不断提高教师使用虚拟课堂的主观能动性。在使用的过程中, 逐步适应虚拟课堂, 更好地做到虚拟课堂与现实课堂的互补互融。

3.2 增加支持

软件与硬件设施一直是制约网络教育发展的瓶颈。有研究表明, 接近一半的学生认为这极大地影响了他们的网络学习[5]。想要让虚拟课堂更好地为教育服务, 就需要为教师和学生提供良好的软件和硬件支持。

3.2.1 增加软件支持

很多教师想利用虚拟课堂来辅助现实课堂, 但是由于缺乏硬件或理论支持, 没有实现途径。如果非计算机相关专业的教师, 不熟悉网络课程的开发、实现等环节, 开发虚拟课堂难度比较大。但是只要接受过一些培训, 管理网络课程并不是一件难事。针对这种情况, 学校可以利用校园网等技术, 建立统一的在线学习平台, 方便师生使用, 并且为有此类需要的教师组织专门的培训, 这样做也有助于实现教师技能专业化。有了统一的在线学习平台, 不仅能帮助教师实现教学方式多样化, 还能促进教师之间的资源共享, 同时也能方便学生进行更广泛和深入的学习。

3.2.2 增加硬件支持

虽然目前电脑在学生群体中已经非常普遍, 但仍然不是每个学生都有个人电脑。为了保证每个学生都能方便地进行在线学习, 学校可以设置专门的计算机室供学生在线学习使用。加强校园内的网络建设, 增加无线网络的覆盖面积, 促进学生的泛在学习。

3.3 完善体制

首先在教学方面, 目前的体制下, 教师使用虚拟课堂进行教学的时间相对较少, 虚拟课堂处于一个辅助的地位。应合理规划现实课堂与虚拟课堂的教学课时与时间, 促进教师做到互补互融, 相互协调。学校和家长给予教师一定的支持, 保证学生虚拟课堂的学习时间和学习效果。

其次在管理方面, 可以规定教师参与到虚拟课堂的讨论和教学中来, 不断关注学习者, 同学习者进行互动。从一个资源的提供者、活动的组织者转变为一个真正的参与者。不断完善和提高自己的管理, 做到教学相长。

在现实课堂中, 教师通常采用考试或者作业的评价方式, 评价形式单一。虚拟课堂正处于发展过程中, 评价体系尚不够完善。将虚拟课堂与现实课堂相结合, 应该有更科学的评价体系。做到现实课堂的评价体系同虚拟课堂的评价体系相互结合, 并且能够发挥虚拟课堂评价的优势, 如详细的登陆次数、上线时间、回帖次数、活动记录等, 构建学习者档案袋。在这里建议可以设计一个包括虚拟课堂与现实课堂的评价体系, 将基于二者的学习活动, 放在一个评价量规中, 依据实际情况合理设置权重, 更好地对学习者进行评价, 并在一定程度上指导教学者的管理和教学工作。

4 结语

随着社会的进步、科技的发展, 虚拟课堂逐步走进我们的教学活动中。但是, 让现实课堂和虚拟课堂互补互融这种教学方式仍处于探索中, 怎样能让它们更好地结合, 让教师和学生更好地适应, 需要进行更深入的研究。教师是教学活动的组织者和管理者, 在教学中起到主导的作用, 只有教师适应了虚拟课堂同现实课堂的结合, 才能更好地引导学生适应虚拟课堂同现实课堂的结合。同时, 教师个体之间存在着差异性, 应不断通过对环境的改变和合理的引导, 提高教师的适应性。

参考文献

[1]张立新, 张丽霞.生态化虚拟环境的设计与开发[M].北京:科学出版社, 2011.

[2]张红娜.大学生网络学习适应性策略探究[J].中国教育技术装备, 2008 (22) .

[3]韩玉.略论大学生的学习适应性[J].沈阳师范大学学报, 2007 (1) .

虚拟现实技术在高校课堂中的应用 篇9

虚拟现实 (V irtualR eality) 技术又称之为灵境技术。它是利用电脑产生一个三维空间的虚拟世界, 从使用者的视觉、听觉、触觉等角度进行模拟, 让使用者如同身临其境一般。故此, 虚拟现实存在着沉浸性, 交互性, 构想性这三大特点。

目前, 虚拟现实的应用十分广泛, 如医学、娱乐、游戏、工业仿真、房产开发、室内设计、军事航天、教育培训等。如人尽皆知的嫦娥三号卫星的发射过程就是依靠虚拟现实技术完成的。

2 虚拟现实技术在大学课堂中的解决方案

将虚拟现实技术引入课堂, 就是要搭接一个虚拟实验平台, 可经过建模—材质—灯光—渲染等步骤, 发布为.exe文件。在上课时, 可直接在电脑上打开该应用程序, 操作简单, 方便易学。

在我们日常学习中, 往往由于教学条件的限制, 无法实时展示或更新教学实物 (如大型风机、气泵等) , 而只能借助于书、照片、图片等加以说明。这不仅形象性差, 立体感弱, 且不够生动, 无法刺激学生的感官。但是, 应用计算机图形软件 (三维仿真) 可将实物还原到电脑中, 再由电脑或应用全息投影技术将实物映入学生的眼帘中, 增强学生的印象。

除此以外, 若想成功的搭建现实生活中的虚拟实验平台, 除了必须将实验平台中的所需元件进行建模外, 还需进行模型拼装。显然, 拼装后的虚拟实验平台无论外形及布局都与实物完全吻合 (如图1所示) 。这样, 即使在没有真实硬件条件下, 也可在电脑上进行实时的交互 (位置、旋转、缩放) , 使学生身临其境的认识到实验的各个部分及所需的电子器件。

另外, 为了避免学生在连接芯片时出现的记忆不清, 引脚混淆等连接错误, 还特意在芯片下方增设了引脚图以引导学生, 并由特定的按钮控制其可见性, 大大降低了学生连线的出错率。

在进行连线时, 通过软件已有的程序, 学生可点击连线两端的插孔。如果连线正确, 则会显示一根加以区别的接线 (如图2所示) , 如果连线错误, 不仅无法显示该接线, 并且还伴有相应的提示音。连线过程中, 教师可在电脑上指导学生进行实际或虚拟操作, 一则可以避免人数、空间等条件的干扰。二则可以有效的加深学生对错误连线的记忆, 防止他们在真实工作环境中出现连线错误。

最后, 在进行仿真实验过程中, 实现了虚拟和现实的无缝结合。同时, 伴随有信号灯的亮灭, 波动开关的上下运动及按钮的真实仿真。当按照正确的操作顺序, 可得到准确的显示结果 (如图3所示) 。成功的避免了因设备故障而导致的实验失败。

3 结论

综上所述, 虚拟现实技术可以作为一种新兴的教学方法。它采用3DM AX (建模) 和虚拟现实软件 (V R P) 完成整个设计过程, 其主要适用于抽象且难以理解的教学环节中。以视觉冲击为主, 辅以鲜明、生动的教学内容来吸引学生的眼球, 调动学生自主学习的积极性。使得整个虚拟实验演示过程清晰、形象、生动。不仅完美的诠释了各个实验的动态过程, 而且还保证了实验结果的真实性和准确性。使学生能够足不出户、尽享网络学习资源。未来的教学领域, 一定需要虚拟和现实的结合, 为真实生活服务, 这是一个发展趋势。

参考文献

[1]丁裕峰.Unity 3D设计学院[M].上奇资讯, 2010.

[2]黄俊铭.Quest 3D黑皮书[M].上奇资讯, 2010.

虚拟课堂 篇10

关键词：虚拟课堂,摄像机定位跟踪技术,虚拟演播室,比较

现代远程教育是教育改革的一个重要课题。在广大教育工作着和科技人员的不懈努力下, 目前我国的现代远程教育已经有了极大的发展。在经历了三代远程教育后, 国内外的教育研究专家都将目光集中到了虚拟课堂的设计与研究上。虚拟课堂主要是通过计算机网络和多媒体技术构建一个虚拟的教学环境, 这个教学环境就是模拟现实中课堂来设计的。虽然虚拟课堂的发展迅速, 也取得了一些成果, 但其中也存在着许多的缺陷。目前主要的问题就是学生看到老师的表情过于单一化, 没有现实中的那样富于变化, 这样就不能够形象的、具体的展现教师所讲述的内容, 为此确定虚拟课堂中摄像机的状态信息是很关键的, 这也是虚拟课堂的核心技术。研究虚拟课堂演播室摄像机定位跟踪技术将会进一步推动现代远程教育的发展, 同时对虚拟课堂构建有着不容忽视的作用。

1 虚拟课堂摄像机定位跟踪技术的重要性

虚拟课堂演播室系统中一种适合EFP/ENG镜头的特殊编码器, 这种编码器可以精确的测量镜头的推拉及聚焦的相关设置参数。利用这些设置参数可以把摄像机和一台高性能计算机连接在一起, 计算机可以变换出很多不同的背景, 背景的制作的一些应用型软件将根据相关的参数来对虚拟摄像机的位置、镜头和方向进行适当的调整, 进而让虚拟场景产生与之相对应的变化。这些技术的实现将促进虚拟课堂演播室的制作和推动远程教育的发展。

在虚拟课堂演播室系统中, 摄像机定位跟踪技术主要是图形识别和机械传感器两种。摄像机定位跟踪技术是获取摄像机在虚拟课堂演播室中的实际位置的相关参数和一些动作参数。所谓的图形识别就是一个特殊的蓝色背景幕布, 它的作用是将摄像机所拍摄到的画面输送到相关的数字视频处理器中进行处理, 并通过对拍摄的画面的关系进行相关性的计算, 目的在于得到摄像机的动作参数, 实现和控制虚拟背景的产生。机械传感器是通过安装在摄像机的云台及镜头上的传感器来获取摄像机的动作参数。主要是从液压摇头编码器得到摄像机上下左右的位置参数。有了摄像机的实际位置参数及动作参数后, 就能够实现整个系统的定位跟踪, 从而将整个课堂的每一个环节都形象、具体的展现出来。因此, 摄像机定位跟踪技术在虚拟课堂演播室中有着重要的作用。

2 几种摄像机定位跟踪技术的比较

2.1 机械定位跟踪技术

机械定位跟踪技术主要是通过摄像机在运动时, 每个传感器可以快速的检测到齿轮旋转角的变化, 并对这些变化量进行编码, 编码后的数据将通过相关的接口输送到虚拟课堂演播室的主机上。虚拟课堂演播室的主机是根据演播室中摄像机的位置, 在虚拟场景中计算出这个位置的虚拟背景, 再通过虚拟背景叠加真实的任务, 这样就能制作出虚拟课堂演播室的全部内容了。

摄像机机身有运动的, 可以在安装摄像机的云台下安装滑轨, 通过一些机械传感器监测出摄像机云台的位置变化。最后由摄像机镜头的最终拍摄与摄像机的机身进行叠加。这种技术在传感器方面, 对传感器的精度有着很高的要求。这种技术有着一定的缺陷和优点。缺陷主要体现在每次在开机后, 都要进行摄像机初始位置的锁定, 并且需要对每台摄像机都要安装多个传感器, 安装传感器的成本太高。其次就是对摄像机的镜头需要经常地校正。优点就是能够快速的知道摄像机的位置, 而且摄像机的相关位置参数很精确。

2.2 图像识别技术

图像识别技术需要在蓝背景的面板上绘制具有特征的深蓝色的格子。计算机将通过摄像机拍摄的特征图像进行识别, 经过计算机的识别, 可以获取摄像机的的推拉和方向的变化情况。对于摄像机机身有运动的情况, 摄像机向前移动与摄像机的变焦都可以产生图像放大的效果, 但是不同的移动产生的透视效果是不一样的。作为图像识别技术的一种补充, 可以在图像识别的基础上, 在应用红外线定位技术, 这样就能够很好的确定摄像机的位置。这种技术也存在着一些缺点和优点。主要的缺点是:计算机需要对网格中的图像进行匹配和识别, 这样就会延长数据处理的时间, 其次在对摄像机定位时, 没有机械定位的精度高, 同时对图像的处理存在着一定的局限性。它的优点主要表现在:不需要传感器, 降低了设备的成本, 在开机后不需要进行摄像机初始位置的调整就能够进行定位跟踪拍摄。

虚拟课堂演播室在选择摄像机定位跟踪技术时, 需要根据具体的环境特点选择合适的定位跟踪技术, 这样才能实现摄像机定位跟踪技术的功能, 将课堂内容完整、形象的展现给学生。

3 虚拟课堂摄像机定位跟踪技术的作用及任务

虚拟课堂摄像机定位跟踪技术的主要任务是对课堂中每一个环节都拍摄下来, 将这些拍摄下来的图像通过计算机进行一定的处理, 再经过其他的技术手段, 将拍摄的图片进行叠加, 形成与真实情况极为相似的场景, 最后将这些场景融合到一起就会制作出符合虚拟课堂演播室的节目。完成这个任务是需要很多技术的相互协调, 共同发挥各自的优点, 最后制作出好的关于课堂内容的节目。它的作用就是为整个虚拟课堂演播室提供技术支持, 有了这种技术, 就能够实现虚拟课堂演播室的建设, 同时他的出现还能够进一步推动现代网络教育的步伐, 实现远程教育。

4 结语

虚拟课堂演播室中的摄像机定位跟踪技术是整个虚拟课堂演播室系统中的一个极为重要的技术, 也是系统中的核心技术。为此研究这种技术在虚拟课堂中的应用, 将会极大的促进现代远程教育的发展, 更能够创造出高品质的教育资源, 为广大的学习爱好提供良好的视频课件, 丰富课堂教学的形式。总而言之, 虚拟课堂演播室摄像机定位跟踪技术将被更多的领域采用, 也将快速的发展起来。

参考文献

[1]栗曦坤.虚拟演播室在教学中的应用研究[D].辽宁师范大学, 2005..

[2]吴开杨.电视台演播室建设项目的科学管理[J].现代电视技术, 2010.