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［摘要］三维虚拟仿真教学是利用仿真软件模拟三维虚拟世界，使学生身临其境，通过交互学习，提高教学效果。笔者以建构主义思想为基础，分析了三维虚拟仿真在职业教育教学中的应用可以显著提高教学效果，同时研究了影响教学效果的因素，在此基础上提出了仿真教学模式的设计思路。
［关键词］虚拟仿真教学模式;建构主义
三维虚拟仿真教学是利用计算机技术模拟产生一个三维空间的虚拟世界，以真实设备、流程和环境为蓝本，构建实践现场情境和案例。它用计算机生成逼真的三维视、听环境，使人作为参与者自然地对虚拟世界进行体验和交互作用［1］。三维虚拟仿真教学，营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用得到知识、技能的新型学习方式。三维虚拟仿真教学模式是在先进的教学理论指导下，利用三维虚拟仿真软件，高效组织教学设计、教学过程、结果评价等教学环节，实现整个教学过程的优化。
1三维虚拟仿真教学效果分析
建构主义认为，学生的学习过程是通过引导，在原有知识结构、经验积累的基础上，生成新的经验。也就是说，学生的知识不是被动地接受得到的，而是在具体情境中与情景相互作用得到的。根据建构主义学习理论的分析，三维虚拟仿真教学在情境构建方面具有得天独厚的优势，在职业教育中，构建知识建构的环境图形要比语言容易，立体图形更优于平面图形，因此三维仿真在情境构建方面仅次于生产实践学习。虚拟仿真教学的应用可以很好地体现建构主义的思想和方法。相比较普通教学而言，协作和会话过程可以利用计算机进行资料收集、整理，教师进行任务布置、任务引导等。虚拟仿真有助于学生理解相关知识，使学生认知结构的建构更加快速，有助于将知识转化为能力。“意义建构”是仿真教学的最终过程，目的是将新知识和新能力整合到学生原有的知识架构中。通过三维虚拟仿真教学，在创设的仿真情境中，师生之间学生之间及他们分别与计算机之间进行会话和协作，逐步达成意义的建构，从而提高学生职业能力。
2影响三维虚拟仿真教学的因素
2.1仿真教学软件使用定位对教学的影响
软件定位是软件服务什么样的对象以及软件用什么元素进行架构和开发的问题。对于面向高层次的教学科研软件，要求参数准确，后台支持强大，一般应有虚拟算法支持。对于职业教育的实习实训软件，则要求真实还原现场，注重体现基本知识的学习和基本技能的练习，重在训练。同时，仿真软件只是对真实情境进行模拟，对任务进行提炼归纳，与现实情况或多或少有一定的差距。所以仿真教学软件不能取代真实教学。现阶段，仿真教学只能作为职业教育教学工作的补充和完善。这是仿真教学使用的定位。
2.2软件开发的滞后性对教学的影响
随着科学技术的进步，生产设备、工艺流程及管理模式发展愈来愈快。现有的仿真软件以真实任务为基础进行开发，因为软件开发的周期与生产或服务的发展总存在一定的滞后性。这是制约教学效果的一个重要因素。
2.3软件开发思路对教学的影响
对于以学习训练为主的仿真软件，要求生产现场的任务情境在软件中有高再现性，软件体现的教学要素应具有代表性，应包含比较全面的知识、技能点。软件要具有支持自主学习的能力，针对职业教育的专业特点和学生的学习能力，融入游戏等元素，使学生易学乐学。
2.4使用者自身因素的影响
使用仿真软件，教学效果受到师生对计算机操作熟练程度的影响，同时也受到专业基础知识、兴趣爱好等多方面因素的制约。因为仿真教学就是使用计算机教学，学生是依赖计算机进行学习，计算机水平低，制约了仿真软件功能的发挥。专业基础知识薄弱，制约了仿真教学的自我学习。对计算机兴趣不高或有畏难情绪，学习的主动性等均会明显下降。
3仿真教学模式的设计
3.1教学要件分析
在进行仿真教学之前，要详细分析教学条件，准确把握各教学要件是否符合仿真教学要求。首先，应明确学生的知识层次和水平，了解课程的准备知识和关联知识，理清知识脉络，掌握学生现有的知识储备和对计算机操作的感兴趣程度。其次，要对学生学习特点和能力程度进行研究，分析不同层次学生的教学规律，在每个层次寻找有代表性的学生，以点带面，进行教学设计。最后，要对教学环境等软硬件进行分析，要详细研究仿真软件的优缺点，发挥其优势，弥补其不足。
3.2教学活动设计
教学模式设计的目标是有效解决学生学、教师教的问题。仿真教学模式存在的意义是克服学生自身学习能力不足，规避专业教学难点和困境，创建教师与学生知识传输、技能传承的畅通渠道。在此前提下，仿真教学模式的活动设计主要按照设计问题、分析问题和解决问题三步进行。活动设计可以采用支架式教学、抛锚式教学、随机进入式教学三种建构主义教学法进行设计。
3.2.1支架式教学设计
支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架，这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入［2］。支架式教学中强调围绕当前的学习建立与其相关的知识架构，将学生引入某个架构的节点，帮助学生独立探索，使学生在知识框架中独立攀升。虚拟仿真软件的知识是以框架形式存在的，各个知识点以情境和任务贯通，网状相连。学生可以在固定的知识点导入并在三维软件的引导下，在虚拟的环境中，自主地学习。但是，支架式教学与虚拟仿真相结合要注意受软件设计和操作流程的限制，学生知识的导入的点相对固定。这需要教师在教学中灵活使用虚拟仿真技术辅助知识的导入。
3.2.2抛锚式教学设计
抛锚式教学也叫基于实例的教学。它要求学生到生产实际中发现问题和解决问题，抛锚式教学要求建立选择有感染力的真实事件或真实问题。当这类问题被选定后，教学过程、教学内容等就按照这个问题进行展开，整个教学内容和进程也被确定了。因此形象地把这类教学称为抛锚式教学。利用仿真软件教学中，教学案例的设计基本是以真实的生产为蓝本，特别是三维软件更是给学生身临其境的感觉，使学生发现问题，探索解决办法，成功解决。但是软件自身对问题的设定可能较为单一，需要在软件设计中把任务的线性设计改为非线性设计，同时需要教师在教学设计中，导入问题以现实为依据，以软件为补充，不要生硬地操作软件学习。
3.2.3随机进入式教学
随机进入式教学策略是指学习者可以随意通过不同途径不同方式进入同样教学内容的学习，从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识与理解［3］。职业教育面对的生产工艺具有复杂性和多面性，要做到对工艺的内在性质和相互联系的全面了解和掌握是很困难的，往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病，在教学中就要注意对同一教学内容，在不同的工况不同的参数条件下，用不同的方式加以呈现［4］。
3.3教学效果评价
教学效果评价是仿真教学模式设计的重要步骤。通过评价，可以检验学生的学习效果，分析教学成效的高低，寻找问题发生的原因和解决之道。同时，经过多次评价及一定量的积累，寻找仿真教育教学规律，总结教学模式的经验。在教学评价设计中，应采用多元化评价和表现性评价，突出教学评价的职业性、发展性和社会性［4］。评价要有效利用仿真教学特有的计算机评价方式，充分发挥评价精准，定量分析的长处，同时要利用学生自我评价、小组互评、教师评价等常规方式拟补计算机评价缺乏定性评价的不足。
4结论
有效利用仿真教学是涉及面广的系统工程，需要不断探索教学方法、总结教学经验、凝练教学思想、提高教学效果，使三维虚拟仿真教学模式充分发挥优势，培养出高素质的技术技能型人才。
参考文献
［1］于志，赵佳，申功璋.直升机飞行动力学建模及可视化研究［J］.计算机仿真，2006，23（12）：49-53.
［2］王艺臻，苗媛媛，谢振凯.建构主义教学模式应用研究［J］.群文天地，2011（12）：135.
［3］李雪岩.建构主义视角下的市场营销学课程教学改革思考［J］.法制与经济：上旬，2012（3）：85-86.
［4］王金岗，林磊.工学结合模式下虚拟仿真教学系统设计［J］.职教论坛，2013（17）：26-29.
作者:刘尚明 单位:本溪市化学工业学校
