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人文社会学科虚拟仿真实验教学项目的建设逻辑探索论文

发布时间:2020-04-14 14:59:23 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设的重要内容,是学科专业化与信息技术深度融合的产物。我国的虚拟仿真实验教学项目建设最先在理工类学科中开展,随着技术的发展和实践的推进,人文社会学科建设虚拟仿真实验教学项目也进入“试水阶段”。文章主要探讨人文社会学科虚拟仿真实验项目的建设需要满足的条件,与理工科高危等前提条件存在的不同,在此基础上对人文社会学科虚拟仿真实验教学项目的建设路径进行探索。

关键词:虚拟现实技术;虚拟仿真实验教学;人文社会学科

信息技术的发展使整个人类社会产生了深刻的变革。对教育行业而言,教育信息化为我国的教育行业提供了“弯道超车”的机遇。

一、教育部为人文社会学科开展虚拟仿真实验教学提供了政策导向

2012年3月,教育部印发《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,要求整合各类优质教育资源,建立高等教育资源共享机制。2013年,教育部开始推进国家级虚拟仿真实验教学中心建设。国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作在全国高校的陆续展开,推动了信息技术与高校实验教学的融合,将高校的实验教学信息化建设推入“快车道”,成为推动高等学校实验教学改革与创新的“催化剂”。2017年,教育部4号文件《教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》,进一步提出到2020年建成1000个国家级虚拟仿真实验项目,着力打造精品项目。国家级虚拟仿真实验项目的认定鼓励各层次高校结合自身特色进行自由知识产权的项目开发。2017年认定187项,全部为理工类学科,2018年认定298项,理工类学科占273项,心理学、教育学、新闻传播学三个人文社会学科占25项。在接下来的认定工作中,教育部为历史学类、文学类、艺术学类、经济管理类、教育学类等人文社会学科规划了10%左右的认定比例,这个比例与理工类学科相比差距明显,但已经显示出巨大的进步和质的飞越。

国家级虚拟仿真实验教学项目的建设和认定标志着虚拟仿真实验教学进入了深入普遍发展阶段。因此,在现今条件和环境下,进行人文社会学科虚拟仿真实验教学项目建设的探索十分必要。

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二、技术发展为人文社会学科开展虚拟仿真实验项目提供了客观条件

(一)虚拟现实技术从产生到应用,人文社会学科都是题中之义


虚拟现实的典型特征被概括为3I,即沉浸(Immersion)、交互(Interaction)、构想(Imagination),沉浸和交互是虚拟现实的基础性功能,构想是在沉浸和交互的基础上,使用户产生创想和创造的欲望。近几年随着VR应用领域的不断扩展,VR系统增加了更多的智能(Intelligence)特征,虚拟现实的典型特征演变为了4I。

2013年Oculus Rift头盔面世,2014年谷歌公司发行价格低廉的Card-board,众多公司在虚拟现实的体验载体的便携化、低成本上贡献了力量。虚拟现实技术走向了普通用户,走进了日常生活。当技术进入生活,它与人文社会学科的距离就无比贴近了。

(二)虚拟现实技术的沉浸特点适应人文社会学科的教学需求

虚拟现实的三大特性——沉浸、想象和交互,其中沉浸最为核心。沉浸是从传统艺术创作过程直至现在一直被重视的问题,“心流”理论是沉浸理论的支撑性理论,“心流”理论认为我们在做某些事情时会有全神贯注、投入忘我的状态——在这种状态下,你甚至会忘记时间的存在,在完成这件事情后,可以收获富有成就感且充满能量的感觉。虚拟现实技术为“心流体验”提供了更加广阔的应用前景。心流体验应用在教育中可以给学生带来高质量的学习过程,因此人文社会学科进行虚拟仿真项目开发是进行高质量学习的必选之路。

(三)校企共建共管的模式为人文社会科学的虚拟仿真项目建设提供了实际进入路径

在虚拟现实的框架中,技术和工具是为人的体验服务的。随着技术的发展,工具和技术的使用壁垒会越来越低。虚拟仿真技术在教育行业的应用中形成了“高校+公司”的模式。专业公司承担虚拟现实在教育领域的技术研发工作,高校实验中心承担实验场景和实验步骤设计,这一模式为人文社会科学的学者、研究者、教师、学生进入和参与虚拟现实的教育应用提供了实际进入路径。

三、人文社会学科虚拟仿真实验教学项目建设的总原则与理工类学科一致

(一)最高原则:能力提高是重点,创新意识和能力培养是核心


理工学科教学中一直存在一些现实条件无法满足的实验教学问题,如:有些理论知识高度抽象不便理解;有些知识涉及的领域属于高度宏观或微观,现实世界没有合适案例进行演示;有些实验需要高成本,或者实际操作具有危险系数高等特点。虚拟现实技术的出现为解决这些问题提供了路径。

虚拟仿真实验教学项目应遵循的原则是:能力提高是重点,创新意识培养是核心。在原来的教学模式中,人文社会学科的学生大多依靠“听讲”的方式获取知识,很少有机会体验创新带来的快感。而在新时期,国家提出了“新文科”发展思路,要求人文社会学科也需要开拓实验教学环节,培育应用型人才。高校实验室在应用型人才培养中发挥着关键作用,信息技术在高校实验教学中的落地为人文社会学科学生的创新体验提供了现实可能性。

因此,不同层次高校的人文社会学科应积极借助实验手段为学生的创新体验提供机会,在知识、能力、素质上帮助学生协调发展,实现学习、实践、创新的相互促进,支撑起人文社会学科新时代人才培养的大工程。

(二)基本原则:能实不虚、虚实结合,相互补充

虚拟仿真实验教学项目建设的基本原则是:能实不虚、虚实结合,相互补充。虚拟仿真实验是为了弥补真实实验的不足而存在的,虚拟仿真实验要围绕可以实现真实实验难以完成的教学功能展开建设。在这样的建设原则下,人文社会学科的虚拟仿真教学在迫切性上与理工学科相比稍显不足,但立足学科性质来看,依然很有必要。因此,人文社会学科在遵循符合自身学科特点的建设前提下,依然可以按照虚实结合,相互补充的原则开展必要的虚拟仿真实验教学项目的建设,尤其是在一些大型的综合性训练项目建设上大有可为。

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四、人文社会学科虚拟仿真实验教学项目建设的切入点探索

虚拟仿真实验教学项目的建设原则应遵循这样的思路:允许有些实验在真实环境中基本能够实现,但如果使用虚拟仿真技术能大大提高实验效果的,或者受环境、经费、安全等因素限制,使用虚拟仿真项目在成本和效益上可以有更优效果的,也可以讨论建设的必要性。因此,人文社会学科的虚拟仿真实验教学可以探索自己的建设路径。

(一)人文社会学科可以做综合性的实际案例的场景虚拟

虚拟现实技术为人文社会学科创造了可视化的语境,目前的主流VR穿戴设备适合于画面感强的动态可视化社会场景的虚拟仿真。人文社会学科以真实的案例和数据为基础,借助虚拟现实技术创设内容场景,这样可以使每个置身其中的学习者获得前所未有的在场感,提高学习者的学习兴趣,让学习者在高质量的主动学习中,完成对知识的主动构建。目前在这方面已经生产出不少原创性的成果。

如2018年获得国家认定的浙江传媒学院的《多讯道导播虚拟仿真实验》搭建了一个基于浙江卫视一档实体综艺节目的六讯道虚拟导播场景,学生可以选择不同角色进入节目的拍摄后台,在仿真的重装备、高复杂现实环境中进行节目拍摄流程和业务学习、操作训练、导播作品创作。这样的综合性实际案例在实际环境中无法做到多次重复亲历实践,通过虚拟仿真技术模拟实际场景克服了实际中的困难,可以满足实践教学中的综合实践训练。

(二)人文社会学科可以做高水平的科研成果的虚拟仿真项目

高校教师的科研工作是能集中体现创新性的一项工作,在以往的技术条件下,教师的科研过程和科研成果的转化需要高成本,需要一个漫长的过程,因此科研项目的成果往往只能在较小范围得到传播和分享。而借助虚拟仿真可以拉近先进的科研成果与实际教学内容间的距离,形成中国特色的高等教育的核心竞争力。

如2017年获得国家认定的陕西师范大学陕西省丝绸之路历史文化虚拟仿真实验教学中心在历史学专业建设了《敦煌石窟虚拟营建与管理使用》虚拟仿真实验项目。该项目以教师在科研中所搜集到的真实数据为基础,结合三维建模和实景的方式,搭建出敦煌石窟的虚拟场景,学习者借助眼罩、手柄、显示器等外部设备可以进入虚拟的敦煌石窟场景模型中开展自主观赏、修复、管理等任务,通过多人协作,共同完成教学目标。

(三)人文社会学科可以做学生创新训练项目的仿真实验

创新实践训练、学科竞赛中的创新训练项目,与实验教学的模式高度切合。创新训练项目本身遵循了构思、设计、实施、运作的模式,包含大量的虚拟仿真实验内容,因此对一些具有示范性的学生创新实践项目进行虚拟仿真,可以在高校的创新创业训练中起到很好的教学效果。

五、结语

虚拟现实技术的前沿发展朝着更人性化的方向发展,针对人类灵敏的触觉,研究者们已制造出诸如数据手套、充满传感器的特殊服装等更为自由、真实的触感设备。技术的进步迫切需要人文社会科学融入虚拟仿真潮流中来,共同参与技术进步的福利,并从自身出发为技术革新提供新的角度和思路。

参考文献:

[1]刘秀清,葛文庆,焦学健,李丽君.国家级虚拟仿真实验教学中心建设与管理[J].实验室技术与管理,2018(11).
[2]贺占魁,黄涛.虚拟仿真实验教学项目建设探索[J].实验技术与管理,2018(2).
[3]祖强,魏永军.国家级示范性虚拟仿真实验教学项目申报策略探讨[J].实验室技术与管理,2018(9).

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