姚蕊

廣東技術(shù)師范學(xué)院 廣州 510665

基于虛擬影視實驗室的探究學(xué)習(xí)設(shè)計與實踐

姚蕊

廣東技術(shù)師范學(xué)院 廣州 510665

闡述筆者開發(fā)的虛擬影視實驗室的基本結(jié)構(gòu)和功能，論述基于網(wǎng)上虛擬實驗室的探究性學(xué)習(xí)的設(shè)計要領(lǐng)，介紹電視照明課程中開展的教學(xué)探索與實踐。

遠(yuǎn)程教育；虛擬實驗室；探究性學(xué)習(xí)

Author’s addressIndustrial Training Center, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou,China 510665

遠(yuǎn)程教育中教與學(xué)之間的物理分離使得實驗學(xué)習(xí)無法開展，成為制約遠(yuǎn)程教育質(zhì)量的重要因素。虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用建模和編程技術(shù)構(gòu)建虛擬實驗室（圖1），模擬實驗場景和過程，解決了遠(yuǎn)程教育難以開展探究實驗的難題。本文以影視照明虛擬實驗室為例，介紹虛擬實驗室的基本功能，然后詳細(xì)闡述基于網(wǎng)上虛擬實驗室的探究性學(xué)習(xí)的設(shè)計要領(lǐng)，介紹筆者在影視專業(yè)遠(yuǎn)程教育課程中開展探究性學(xué)習(xí)的經(jīng)驗。

圖1 虛擬實驗室的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1 影視照明虛擬實驗室的基本結(jié)構(gòu)和功能

影視照明虛擬實驗室可分為3部分。

1）人機交互界面（圖2），主要實現(xiàn)實驗環(huán)境搭建、實驗數(shù)據(jù)采集與輸出、實驗過程重現(xiàn)及實驗評價呈現(xiàn)。其中組件控制模板中包含場景組件庫、對象組件庫和工具組件庫，學(xué)生可以根據(jù)實驗需要自行搭建實驗環(huán)境。使用方法也很簡單，只要在右側(cè)的選擇窗口點擊相應(yīng)的組件類型即可。

圖2 影視照明虛擬實驗室的人機交互界面

2）數(shù)據(jù)處理模塊主要進(jìn)行仿真運算，采集實驗數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)模型分析實驗過程數(shù)據(jù)。

3）實驗數(shù)據(jù)管理模塊包括多個底層數(shù)據(jù)庫，學(xué)習(xí)過程中的所有數(shù)據(jù)，包括實驗?zāi)繕?biāo)、實驗過程、實驗結(jié)果、評價信息等都記錄在這里，為探究性學(xué)習(xí)評價提供充足的數(shù)據(jù)資料。實驗資源庫記錄虛擬實驗環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括虛擬對象、環(huán)境和設(shè)備。

2 基于虛擬實驗室的探究性學(xué)習(xí)過程設(shè)計

探索式學(xué)習(xí)的目的是，讓學(xué)生像科學(xué)家一樣去發(fā)現(xiàn)和解決問題，能夠進(jìn)行高層次的思維、推理及知識的遷移與應(yīng)用?；谔摂M實驗室的探究性學(xué)習(xí)過程分為實驗任務(wù)確定、實驗策略確定、實驗開展、成果展示和學(xué)習(xí)評價5個步驟。探究設(shè)計強調(diào)學(xué)生的主體地位，在實驗學(xué)習(xí)的整個過程中，都努力給予學(xué)生最大限度的自由，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下做出各種學(xué)習(xí)決策。

2.1 確定學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)

學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定是學(xué)習(xí)的起點。對基于遠(yuǎn)程教育的探究式學(xué)習(xí)而言，沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生很容易游離于正常的學(xué)習(xí)之外，而教學(xué)者與學(xué)習(xí)者的分離則使得教師很難及時發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生的錯誤，影響學(xué)習(xí)的正常開展，甚至導(dǎo)致探究學(xué)習(xí)的失敗。但是硬性地由教師分配任務(wù)，又無法調(diào)動學(xué)生的興趣，且與探究式學(xué)習(xí)的精神相悖。較好的方式是，采用教師宏觀指導(dǎo)與學(xué)生個性加工相結(jié)合的方法。具體說來就是，教師根據(jù)課程進(jìn)度來制定明確的教學(xué)目標(biāo)，由學(xué)生自己設(shè)計具體的實驗任務(wù)。這其中包括4個步驟。

1）教師闡明教學(xué)目標(biāo)，提供相關(guān)的任務(wù)列表，供學(xué)生參考。這些參考任務(wù)起示范作用，提示學(xué)生如何制訂有效的實驗任務(wù)；作為學(xué)生制訂個性化實驗?zāi)繕?biāo)的出發(fā)點和切入點，鼓勵學(xué)生進(jìn)行個性化改造，這樣實驗任務(wù)既不會游離于特定的學(xué)習(xí)目標(biāo)之外，又能引起學(xué)生的興趣。

2）學(xué)生制定個性化的學(xué)習(xí)任務(wù)并提交，教師提出指導(dǎo)意見，學(xué)生進(jìn)一步完善。

3）教師根據(jù)學(xué)生實驗任務(wù)的相似性進(jìn)行分組，學(xué)生可以相互調(diào)節(jié)。由于遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)中學(xué)生的學(xué)習(xí)時間很難統(tǒng)一，為協(xié)作學(xué)習(xí)帶來一定的難度，為保障學(xué)習(xí)的順利進(jìn)行，小組成員最好不超過4名，否則教師需要協(xié)助他們進(jìn)行分組。

4）小組成員共同制定小組任務(wù)，明確人員分工。師生之間通過Email或留言板等實現(xiàn)交流與反饋。

2.2 確定問題解決策略

要求學(xué)生根據(jù)已有的認(rèn)知圖式提出解決問題的方法策略，并組織小組討論。由于個體之間在認(rèn)知結(jié)構(gòu)與思維方式方面存在一定的差異，學(xué)生提出的解決策略必然有所不同，小組成員需要分享和討論彼此的問題解決策略，共同制定較為完善的實驗思路。在討論中，探究者之間相互質(zhì)疑，其觀點的對立及相互指出對方的邏輯矛盾，可以更好地引發(fā)探究者的認(rèn)知沖突和自我反思，深化各自的認(rèn)識，促進(jìn)彼此建構(gòu)出新的假設(shè)和更深層的理解，同時使探究者貢獻(xiàn)各自的經(jīng)驗，完成各單個探究者難以完成的復(fù)雜任務(wù)。而這正是探究性學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)之一。

2.3 探究實驗

探究實驗過程，是該學(xué)習(xí)過程的主體，也是體現(xiàn)學(xué)生思維策略和問題解決能力的重要環(huán)節(jié)。首先，學(xué)生根據(jù)實驗任務(wù)來搭建實驗環(huán)境，包括實驗場景設(shè)定、對象選擇和工具選擇等；然后學(xué)生按照既定的方法策略進(jìn)行練習(xí)。

為了更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)評價和總結(jié)，學(xué)生實驗過程中，應(yīng)該盡可能多地收集有關(guān)實驗數(shù)據(jù)，例如記錄學(xué)生的實驗過程、思維方法等，學(xué)生需要采用兩種方式來記錄自己的實驗過程：1）打開屏幕錄制軟件，將自己的所有過程都記錄到計算機中，這種記錄方式簡單，但是存儲空間大，適合時間短但操作復(fù)雜的實驗學(xué)習(xí)；2）根據(jù)虛擬實驗的特點，即探究者的每一步學(xué)習(xí)進(jìn)程都是通過點擊鼠標(biāo)完成的，通過記錄鼠標(biāo)的操作步驟、時間，再加以處理，就可以回放探究者的操作過程。

2.4 學(xué)習(xí)成果與過程展示

學(xué)生提交并展示研究成果及實驗任務(wù)、解決策略、實驗結(jié)果、詳細(xì)的實驗報告及心得體會等資料。教師組織全班視頻會議，由各小組匯報研究成果，每組匯報完畢后，全班學(xué)生就此進(jìn)行討論。討論內(nèi)容及結(jié)果將與學(xué)生提交的資料一起保存到小組和個人檔案，作為學(xué)習(xí)評價的資料。

2.5 學(xué)習(xí)評價

探究式學(xué)習(xí)評價不能單純強調(diào)甄別與選拔的功能，而注重如何促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。評價者包括教師、小組成員、組外成員、領(lǐng)域?qū)＜液蛯嶒炚弑救耍辉u價內(nèi)容包括學(xué)習(xí)結(jié)果、方法策略、態(tài)度情感等。利用虛擬實驗室的學(xué)習(xí)過程記錄與分析功能，可對學(xué)習(xí)行為和過程進(jìn)行分析，為過程性學(xué)習(xí)評價提供充足的一手資料。

3 影視照明遠(yuǎn)程探究性學(xué)習(xí)實施案例

影視照明是筆者主持開發(fā)的一款虛擬實驗軟件，在電視照明與燈光課程中，筆者開展一系列基于該虛擬平臺的教學(xué)實驗。下面簡單介紹演播室照明探究式學(xué)習(xí)的實施過程。

3.1 課程闡述

課程闡述主要由教師來說明課程性質(zhì)、任務(wù)以及提供相關(guān)資料，主要包括：1）課程簡介，教師說明演播室照明的重要性，給出不同類型電視節(jié)目照明效果的視頻素材，讓學(xué)生感受到布光所創(chuàng)造的藝術(shù)感覺；2）闡述教學(xué)目標(biāo)，并列出幾個具體的實驗任務(wù)作為參考，如“設(shè)計一個雙人對話節(jié)目的燈光布置方案”“設(shè)計單人主持的電視新聞節(jié)目的演播室燈光布置方案”，教師通過Email和留言板公布課程進(jìn)程；3）提出要求，在課程結(jié)束后必須提供布光圖、效果圖及小組總結(jié)；4）提供相關(guān)資源，包括各類電視節(jié)目的視頻素材、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源、書籍文獻(xiàn)等知識資源，虛擬平臺使用技巧、圖片抓取轉(zhuǎn)換方法等工具資源。

3.2 填報實驗任務(wù)

學(xué)生填報實驗任務(wù)，詳細(xì)說明電視節(jié)目的類型、人物數(shù)量等信息，讓學(xué)生進(jìn)一步理清思路。根據(jù)課程進(jìn)度，學(xué)生在3天內(nèi)將實驗任務(wù)提交到后臺數(shù)據(jù)庫中。

教師根據(jù)學(xué)生填報的實驗任務(wù)進(jìn)行分組，然后公布小組成員、實驗任務(wù)等信息，要求學(xué)生在1周內(nèi)確認(rèn)，并與小組成員聯(lián)系；如果對分組有異議，必須在3日內(nèi)重新組合。

3.3 確定技術(shù)路線

各小組召開會議，明確分工、查閱資料、確定實驗的技術(shù)路線。教師以指導(dǎo)者的身份參加小組會議，當(dāng)討論偏題時，及時糾正過來；當(dāng)學(xué)生思路不清時，給予適當(dāng)提示。

3.4 開展虛擬實驗及學(xué)習(xí)總結(jié)

虛擬實驗需用1～2周左右的時間，由于學(xué)習(xí)者相互分離，小組交流占據(jù)較多的時間。學(xué)習(xí)總結(jié)是探究式學(xué)習(xí)過程中非常重要的部分，學(xué)生反思實驗過程、總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗、交流心得體會。這是非常重要卻又常常被忽略的環(huán)節(jié)。教師參與各小組總結(jié)會議，引導(dǎo)學(xué)生對實驗過程和結(jié)果進(jìn)行總結(jié)反思。

3.5 學(xué)習(xí)評價

學(xué)習(xí)評價包括作品評分和個人態(tài)度情感的評分，各占50%的比例。1）作業(yè)評分。作品上傳后，教師通知學(xué)生為其他組的作品打分，學(xué)生打分和教師打分的比例為4:6。2）態(tài)度、情感的衡量。由于遠(yuǎn)程教育的空間分離性特點，態(tài)度和情感評價只是由教師和小組成員進(jìn)行，組外成員一般不參與。小組成員在現(xiàn)實中一般并不相識，在測評其他組員的情感態(tài)度時一般比較客觀，不會摻雜太多的現(xiàn)實因素。但是網(wǎng)絡(luò)溝通有時可能會存在一定的誤差，影響到組員的判斷，這是值得教師注意的問題。如果某個學(xué)生對組員的評價明顯異于他人，教師應(yīng)該及時了解情況，力求評價客觀公正，準(zhǔn)確反映學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)。

4 結(jié)束語

虛擬實驗室在遠(yuǎn)程教育中應(yīng)用效果顯著，改善了遠(yuǎn)程教育中實驗教學(xué)不足的情況。在虛擬實驗中，學(xué)生始終是學(xué)習(xí)的主體，可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)交流協(xié)作，共同完成學(xué)習(xí)；體現(xiàn)了學(xué)習(xí)方式的交互性，學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開放性，使遠(yuǎn)程教育在教學(xué)模式、教學(xué)方法等方面更加靈活多變。

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Design and Practice of Inquiry Learning based on Virtual Studio

//Yao Rui

The paper expounds system structure and function of virtual studio developed by author,presents the key of inquiry learning design based on virtual studio, and describes teaching practice of TV lighting.

distance education; virtual labs; inquiry learning

G434

B

1671-489X(2011)12-0089-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.12.089

作者：姚蕊，講師，碩士，廣東技術(shù)師范學(xué)院工業(yè)中心影視制作教研室副主任。