盛雪云

隨著知識大爆炸時代的來臨以及科技的快速發(fā)展，教育教學模式迎來了重大變革，學習環(huán)境與學習方式的重塑是變革中的重要一環(huán)。虛擬仿真技術(shù)恰恰是引領(lǐng)這一變革的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞 學習模式 虛擬仿真 數(shù)字化資源 終身學習

隨著知識大爆炸時代的來臨以及科技的快速發(fā)展，知識的生產(chǎn)方式、呈現(xiàn)方式都在發(fā)生深刻變化。人類認識世界、獲取知識的方式正在經(jīng)歷一次重大洗禮，教育教學模式也相應(yīng)迎來重大變革。此時，尋找新的學習模式，探索適應(yīng)當下知識環(huán)境、學習方式的新手段，成為院校和相關(guān)企業(yè)的重要課題。虛擬仿真技術(shù)，為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)提供了優(yōu)質(zhì)的解決方案。

虛擬仿真教學或成主流學習方式

人類教育擁有悠久的歷史，但是作為現(xiàn)代科學體系中的教育，產(chǎn)生的時間很晚，特別是學校教育制度，只有幾百年時間。在中國，現(xiàn)代學校制度建立僅有一百多年。從知識的呈現(xiàn)形態(tài)和傳播方式看，在文字和書本出現(xiàn)之前，人類靠觀察和實踐兩種方式認識自然，有了書本和文字后，知識主要通過文字形態(tài)呈現(xiàn)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，知識的呈現(xiàn)形態(tài)以及人們獲取知識的方式越來越多樣化。

從學習角度看，人類可以通過真實世界和抽象世界的學習獲取知識。比如我們的遠古祖先從草原、森林等真實世界中學習到一手知識;而以文字等為載體傳遞知識的學校教育，某種意義上屬于抽象世界的學習。從真實世界到文字描述是一次由具象到抽象的過程，當中會遺失和簡化很多東西，也會碰到許多問題。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，如今已經(jīng)能夠通過虛擬技術(shù)模仿真實世界，改善人類學習環(huán)境，幫助人們更好地獲取知識。這恰恰是虛擬仿真的價值所在。

綜上，隨著知識呈現(xiàn)形態(tài)的轉(zhuǎn)變，結(jié)合人類獲取知識途徑的變化，國家數(shù)字化學習資源中心主任單從凱提出，人類的知識學習途徑經(jīng)歷了由真實世界到文字世界（主要是學校教育）再到虛擬世界三個階段。他表示：“虛擬仿真的意義和價值是重塑教學環(huán)境，它將引領(lǐng)未來教學的重大變革和人類學習方式的重大變革?！?/p>

為了適應(yīng)國家戰(zhàn)略發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級要求，以及滿足當下和未來我國教育發(fā)展變革的需要，近年來，教育部對虛擬仿真實驗實訓高度重視，大力扶持虛擬仿真實訓基地建設(shè)。國家數(shù)字化學習資源中心順應(yīng)國家發(fā)展大趨勢，很早便開始關(guān)注和重視虛擬仿真技術(shù)在教育中的應(yīng)用，特別是面向職業(yè)院校的虛擬仿真軟件開發(fā)與開放共享。

“當前，我國虛擬仿真資源的建設(shè)和開發(fā)仍處于初級階段，還停留在技術(shù)呈現(xiàn)層面，各自為政，沒有形成整體的教學環(huán)境?！眴螐膭P指出，現(xiàn)在虛擬仿真解決的還是有無的問題，未來，很多領(lǐng)域的虛擬仿真教學會成為一種主流的學習模式和不可或缺的教學環(huán)節(jié)，會融入所有教學環(huán)境中，每位教師和每所學校都要迎接這種挑戰(zhàn)和變革的到來。

虛擬仿真將帶來真正的教學變革

推動數(shù)字化學習資源的開放、共享、協(xié)同、創(chuàng)新，始終是資源中心不懈追求的使命和價值所在。虛擬仿真資源作為面向未來的資源，一直是他們推動共享的重點。如何運用這些資源有效提升學生的學習效率，增加學生的學習動力和興趣，是資源中心在虛擬仿真資源開發(fā)和應(yīng)用上關(guān)注的重心。10年來，圍繞這一重心，資源中心多措并舉，開展了多項卓有成效的工作。

一是舉辦高峰論壇。自2011年起，資源中心開始舉辦虛擬仿真高峰論壇，單從凱介紹，當時國內(nèi)的虛擬仿真技術(shù)剛剛起步，為數(shù)不多的開發(fā)商都是針對具體學校開發(fā)相關(guān)內(nèi)容，不能開放共享，效益很差。他們希望通過舉辦相關(guān)活動，在院校和企業(yè)間搭建橋梁，實現(xiàn)資源共享。同時提高院校對虛擬仿真資源的重視和研究，推進院校的教學模式變革。

二是進行資源匯編。資源中心分別于2014年、2016年推出兩個版本的《職業(yè)教育虛擬仿真實驗實訓資源匯編》，梳理和整合國內(nèi)外相關(guān)虛擬仿真資源，以期為廠商和院校提供足夠的信息，推動虛擬仿真事業(yè)的發(fā)展。

三是開發(fā)大量的虛擬仿真課程資源。據(jù)資源中心課程開發(fā)部經(jīng)理余祖彬介紹，目前，他們開發(fā)的虛擬仿真資源有VR十大戰(zhàn)役、十大戰(zhàn)役博物館、中國傳統(tǒng)手工藝、科學小實驗等幾大類。其中，VR十大戰(zhàn)役主要采用三維建模，通過虛擬仿真技術(shù)真實還原歷史事實和歷史空間。“每一個場景都是完全還原歷史，細致到士兵當時的吃、穿、用，以及戰(zhàn)場環(huán)境……”余祖彬以黃海戰(zhàn)役為例介紹說，學生可以作為戰(zhàn)爭中的某一角色進入相應(yīng)場景，真實感受到當時中日海軍的對比，兩國經(jīng)濟和軍事發(fā)展水平的對比等。這樣的學習方式，就和傳統(tǒng)的文字教學有了根本區(qū)別，改變了學生思考問題的環(huán)境?！皬臍v史資料搜集再到場景還原、道具還原，相當于電影制作的級別。”余祖彬說。

四是開發(fā)實驗云平臺。為了解決成人學生實驗教學存在的問題，2015年，資源中心開發(fā)了國家開放大學實驗云平臺，利用信息化手段，構(gòu)建虛擬實驗實訓環(huán)境，為開放大學學生提供一個超級實驗室，學生們可以隨時隨地開啟實驗。不僅解決了實驗實訓條件不足的問題，也緩解了成人學生的工學矛盾。

經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，實驗云平臺的功能日臻完善。同時，資源中心充分利用自身在資源整合方面的優(yōu)勢，將分布在不同廠商、不同院校的實驗實訓虛擬仿真資源、實驗實訓設(shè)備資源進行整合，在“資源共享”“按需使用”的基本思路下，為開放大學和中高職院校提供集成式共享、分布式共享、互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備式共享三種應(yīng)用模式。資源中心產(chǎn)品策劃部總監(jiān)呂英娜介紹，集成式共享是集中不同廠商的實驗實訓資源進行統(tǒng)一部署，分布式共享是將分布在不同院校的實驗實訓資源進行統(tǒng)一管理，互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備式共享則是將分布在各個院校的實驗設(shè)備進行互聯(lián)互通。不管是哪種共享方式，實驗云平臺都支持從在線選課到在線實訓、答疑、考核的各個環(huán)節(jié)，基本滿足開放大學和職業(yè)院校部分專業(yè)學生的虛擬實驗實訓需求，形成了一個完整的在線實驗實訓流程。通過實驗云平臺，可以將學生在各門課程里涉及的操作步驟、相關(guān)數(shù)據(jù)和成績等都匯集起來，給學校相關(guān)管理部門提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)來源接口。目前，實驗云平臺已覆蓋10個專業(yè)，近500個微實驗，33個實訓項目，39個實訓案例，形成了較為廣泛的應(yīng)用。

未來一片藍海，將吸引眾多企業(yè)加入

從2011年至今，資源中心專注于虛擬仿真資源的研究和開發(fā)已有10年?！?0年前，還沒有云的概念，存儲、帶寬、設(shè)備等條件都受到限制，沉浸體驗感很差?！眴螐膭P回憶，10年來，虛擬仿真技術(shù)得到了快速提升，在教育尤其是職業(yè)教育中發(fā)揮的作用越來越大。

他認為，虛擬仿真教學設(shè)計不是簡單還原事物本身的景象，而是要通過設(shè)計滿足學生學習的需要，與學生學習的規(guī)律結(jié)合起來，這樣的資源才能真正解決教學中的問題，而不僅是技術(shù)呈現(xiàn)上的酷炫?！巴ㄟ^技術(shù)解決教學和學生學習中的難點，這樣才有價值?！?/p>

問及對未來的規(guī)劃，單從凱從四個方面做了回答。

第一，要進一步完善和豐富現(xiàn)有的實驗云平臺。教育正在面臨巨大變革，變革對資源和質(zhì)量都提出了要求，作為虛擬仿真資源建設(shè)的開發(fā)商，首先要完善現(xiàn)有平臺，推動虛擬仿真資源的開放共享，讓更多的學校和學習者從中受益。

第二，進一步擴大資源中心在資源開放共享上的力度，吸引更多虛擬仿真資源開發(fā)者將資源共享出來?！爱斎徊皇敲赓M共享，而是建立一個機制，通過共享既可以擴大資源覆蓋面，又可以增加收益，這樣才有更多的人和機構(gòu)投入到虛擬仿真的開發(fā)上?！?/p>

第三，瞄準虛擬仿真資源建設(shè)過程中的核心問題進行研究、探索和開發(fā)。“比如怎樣做成一個達到未來要求的國家級虛擬仿真實驗中心？它的環(huán)境怎么配置？新的技術(shù)怎么突破？這一類面向?qū)W生教學需要的仿真課程資源怎么設(shè)計？這也是我們開發(fā)過程中關(guān)注的重點。”

第四，加強培訓，把新的技術(shù)、環(huán)境、應(yīng)用模式，通過培訓不斷擴大，影響和團結(jié)更多的學校，推進虛擬仿真資源開放共享。

單從凱堅信，數(shù)字化資源在未來教學中會發(fā)揮巨大作用，事實上，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)揮了巨大作用。他們也一直堅信，未來的教育一定是跨越時空的，虛擬仿真技術(shù)顯然就是未來人類學習的一種主要工具。但是長久以來，國內(nèi)的教學習慣滿堂灌，重理論輕實踐，對實踐教學環(huán)節(jié)的重視程度不夠，特別是職業(yè)教育?！奥殬I(yè)院校必須進行突破和變革，觀念轉(zhuǎn)變了，虛擬仿真資源才能發(fā)揮應(yīng)有的作用。”

單從凱指出，站在開發(fā)商的角度，開發(fā)什么樣的虛擬仿真資源才能適應(yīng)學生學習的需要？開發(fā)過程中如何避免重復建設(shè)和各自為政？如何真正將虛擬仿真資源開發(fā)成為可以最大程度為院校共享的產(chǎn)品？未來還有很多機會。他預計，虛擬仿真領(lǐng)域前景廣闊，將會吸引包括頭部企業(yè)在內(nèi)的眾多企業(yè)加入。

責任編輯：夏英