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摘要：受新冠肺炎疫情的影响，部分高校师范专业大学生无法走出校园进入实习基地参与教育实习，因此如何“足不出 校”保证教育实习质量成为亟待解决的问题。该文分析了高校师范生教育实习面临的问题和智慧教室和虚拟仿真实验在教育实 习中的应用优势，梳理了“虚拟仿真实验 + 智慧教室”混合实习模式的实施过程，创新提供一种新型教育实习的组织开展形式 “虚拟仿真实验 + 智慧教室”并提出研究建议。
关键词：虚拟仿真实验 ；智慧教室 ；教育实习
Study on the Application Practice of the Mixed Practice Mode of "Virtual Simulation Experiment + Smart Classroom" in the Education Practice of Normal University Students
CHEN Yanjun, HUANG Qingshuang
（College of Education，Liaoning Normal University, Dalian Liaoning 116029）
【Abstract】： Under the influence of COVID-19 epidemic, some normal university students cannot leave the campus and enter the practice base to participate in the education practice. Therefore, how to guarantee the quality of education practice without leaving the school has become an urgent issue to be solved.This thesis analyzes the issues faced by normal university students and the application advantages of smart classroom and virtual simulation experiment in education practice in the post-epidemic era.In addition, this thesis also summarizes the implementation process of the mixed practice mode of Virtual simulation experiment + Smart classroom, innovatively provides a new organization and development form of education practice, and puts forward research suggestions.
【Key words】： virtual simulation experiment;smart classroom;education practice
0 引言
疫情防控期间“停课不停学”中的教育创新为教育的变革带来了深远影响，教育出现顿悟般的觉醒，教育 信息化为顺应教育的变革，由利用信息化技术辅助课堂教学逐渐发展为探索新型的教育教学模式，推动教育高 质量发展 [1]。
高校师范生教育实习可以加强师范生教育教学实践性，是师范生发展为合格的未来教师尤为重要的培养环 节 [2]。通常情况下，师范生会在指导教师的指导下，进入到实习基地进行教学实践，在实践中面对真实的学生 实施课堂教学，与实习基地的一线教师进行研讨提高课堂教学素养和班级管理素养，尝试解决教育中遇到的问题提高职业道德素养。新形势下，高校师范生无法进入实习基地完成教育实习，未来教师核心素养的培养面临着前所未有的挑战，如何“足不出校”取得教育实习的 培养效果，增强沉浸式体验成为必须攻克的难题，探索 新型的教育实习模式成为了突破点。
近年来，虚拟仿真技术成为教育领域的热点研究话 题，虚拟仿真实验越来越多的被应用于教育实践类课 程，在教学过程中取得的教学效果显著，具有沉浸性、 交互性、可重复使用、易于获取过程数据等优势。合理 应用虚拟仿真实验，可以部分解决高校师范生无法深入实习基地所带来的沉浸体验差的问题。然而，仅通过虚 拟仿真实验对培养师范生的未来教师核心素养是远远不 够的，一方面虚拟仿真实验离开了智能化的教学空间无 法发挥其最大优势，另一方面教育实习也需要一个教学 环境将师范生集中起来开展丰富的实习活动，增加活动 中的互动体验，及时答疑解惑，提高师范生的实习积极 性。该文积极探索“虚拟仿真实验 + 智慧教室”混合实 习模式在高校师范生教育实习中的应用，推动高校人才 培养质量提升，提高师范生的创新和实践能力。
1 当前“足不出校”教育实习面临的问题
首先，师范生存在抵触情绪问题。在教育实习前， 对部分师范生进行了访谈，发现师范生的实习需求主要 有两个方面 ：第一，通过教育实习接触到实习基地的一 线教师，现实的进行课堂教学和教研，修订教学能力上 的不足。第二，能够在教育实习中接触授课班集体，在 与实习基地学生的相处中培养职业道德素养。对于“足 不出校”教育实习，大多数师范生保持质疑的态度，认 为这种教育实习难以模拟真实情境、体验感差。
其次，高校教师作为此次教育实习的主要指导教师 并非师范生实习基地的“一线教师”。该文提到的高校 教育实习的师范生为全日制本科生，毕业后主要从事中 小学教师工作。高校教师与中小学教师由于教授学生的 年龄段不同，因此在课堂教学方式、班级管理方法等各 个方面均存在差异。
此外，传统的教育实习模式受环境的限制很难适应 转变。受疫情影响，高校不鼓励师范生校外实习，造成 了实习环境的改变，因此继续采用传统的教育实习模式 无法达到满意的实习效果。
2“虚拟仿真实验 + 智慧教室”在新型教育实习中的优势
智慧教室是信息化技术与教育深度融合的新型教 室，具有有形的物理空间和无形的数字空间，可以通过 智能设备获取教学资源、呈现教学内容、实现多元互 动、监控教学过程，具有智能化、强交互、深体验等特 征 [3]。在教育实习中，智慧教室提供了智慧化的学习空 间，可以通过多屏幕互动分享等方式参与教学活动，也可以利用录播系统实时监控师范生的实习过程并记录师 范生备课、说课、上课的过程。教育实习也可以利用智 慧教室远程连线教育专家和一线名师进行指导和互动， 增强了高校师范生的沉浸体验，弥补了不能进入实习基 地与基地教师教研和对话的缺失。
智慧教室搭建起来了智能化的线下学习空间，配合 线上的虚拟仿真实验会达到更好的效果。虚拟仿真实验具有沉浸性、交互性、可重复使用、易于获取过程数据等特点 [4]。在高校师范生实习过程中，学生可以参与虚 拟仿真实验体验课堂教学过程，掌握班级管理方法，增 强职业道德素养，在实验互动中获得成就感。指导教师 也可以观测学生参与虚拟仿真实验留下的数据，进行观 测和分析，及时发现学生实习中遇到的问题。
“虚拟仿真实验 + 智慧教室”是“线上 + 线下”混 合教学模式的体现，为学习者带来了较为理想的交互体 验，提供了师范生所需要的教育实习沉浸感，满足了师 范生个性化的实习需求。
3“虚拟仿真实验 + 智慧教室”混合实习模式的组织与实施
混合实习模式如图 1 所示，主要分为实习前准备、 实习期间和实习后三个阶段。实习前准备阶段主要由管 理者和指导教师进行完成，管理者需要组建校内的指导 教师团队，指导教师团队会联系高校外的教研员和一线 教师组成校外团队，校内与校外携手为教育实习制定计 划。在实习计划的制定中，指导教师团队需要与开发虚 拟仿真实验的公司合作开发与实习配套的虚拟仿真实验 ； 校内和校外商议制定具体的实习目标、实习内容、实习 日程进度、实习活动等，为教育实习做好充分的准备。
实习期间主要采取“线上 + 线下”的形式，线上学 生可以利用虚拟仿真平台进行个性化的虚拟仿真实验， 实验主要包含课堂教学实验、班级管理实验和职业道德 素养实验三个部分，学生在完成实验的过程中留下实验 数据，借助实验可以辅助学生完成教育实习目标，了解 实习内容，增强学生在实习情境中的体验感和兴趣。线 下主要是将学生集中在智慧教室，由指导教师引导学生 开展实习活动 ；利用智慧教室的录播系统，组织学生讲 课、说课，将过程性的视频保存下来方便学生改进自己 的教学水平，提升教学实践能力 ；利用智慧教室的网络环境连线教研员和一线教学名师，以讲座和提问交流等 形式了解校外实习基地的情况，积极汲取教研员和一线 名师关于教育的观点和建议，就难懂的教育问题展开讨 论。教育实习的评价也较为多元，比较看重实习的过程 评价，包括讲课、说课等留下的视频数据，也包含学生 在参与虚拟仿真实验中留下的实验数据，通过对过程数据的了解和监测，可以较为全面的评价学生的教育实习 效果。
实习后，通过访谈和师生集中交流的方式，积极了 解实习存在的问题，探讨解决对策，在交流中有教师指 导上的纰漏、虚拟仿真实验的漏洞以及实习具体环节的问 题，为今后更好的开展混合式教育实习提供宝贵的经验。
4 虚拟仿真实验开发和技术支持
4.1“未来教师核心素养培育”虚拟仿真实验开发
“未来教师核心素养培育”虚拟仿真实验以培育未 来教师核心素养为核心，结合课程实验分为未来教师课 堂教学素养培育、未来教师职业道德素养培育、未来教 师班级管理素养培育三个实验。“未来教师核心素养培 育”虚拟仿真实验使用 3D 建模、动画和人机交互等技 术如图 2 所示，运用开放式、任务驱动式和成果导向式 的设计理念，将课堂教学素养融入到教学设计、教学实 施和教学反思三个阶段，各阶段依托智能辅导、闯关测 试、案例学习、模拟演练和交流研讨五个螺旋上升环节 训练学生的实践能力。系统具有个性化、精准化和智能 化的特点，融合人工智能和大数据分析技术，实现了因 材施教的教学效果。项目主要采用“线上 + 线下”混合的教学模式，线上由学生自主完成知识学习和实战演 练，通过系统自动评分，实验结果以可视化形式呈现。 该项目目前已应用于学院教育学、小学教育专业学生教 育实习中，未来将结合学生体验继续完善实验内容，以 期秉承开放式的办学理念实现项目的向外推广。
4.2 智慧教室的技术支持
智慧教室是多媒体和网络教室结合的高端形态，涉 及到的技术主要包括物联网技术、云技术、大数据技术 和 AI 技术等。利用物联网技术能够实现对教学设备远 程和自动化的监控和管理，学生也可以通过移动设备实 现信息的展示和共享。通过云技术可以实现教学资源的 云端保存和共享，能够根据各个设备的需求和使用情 况，合理地分配服务器资源，从而实现计算资源利用率 的提高。大数据技术可以从各个教学应用系统和教学过 程环节中获取数据，对学生的行为特点和设备使用情况 进行深度分析，进而提升教学质量和教学管理水平。AI 技术主要通过人脸识别、行为分析、视频结构化等技术 与教学的深度融合，实现教学数据的自动采集，打通考 勤、录播、教学分析等一体化教学管理，构建多样化评 价体系，实现教学质量的优化和提升。
5 研究建议
（1）探索个性化学习与虚拟仿真实验的结合。个性 化教育思想主张以学生为中心，鼓励教师和学生共同参 与，通过师生交互完成知识的建构 [5]。个性化学习是知 识建构的重要方式，教育实习作为一种教学实践同样需 要学生个性化的建构知识。学生参与虚拟仿真实验，可以在实验中根据自己的兴趣选择教授年级和科目，也可 以按照自己的节奏进行备课、说课、讲课等。探索个性 化学习与虚拟仿真实验的结合可以有效的建构知识，自由灵活的完成教育实习中的部分实践活动。
（1）充分利用“线上 + 线下”的方式重构教育实习活动。传统的教育实习都是线下的，由于“足不出状态下能够参考电气自动化控制运行情况来执行指令 [4]。
2.3 PLC 技术在开关量的自动化应用
传统电气自动化系统的开关量控制主要是以来电磁 继电器来实现的。但是，传统的电磁机电控制器已经不 能满足现代工业的生产需求了，且电磁机电控制器来实 现的开关控制所涉及的工作流程比较繁琐，工作任务也 比较大，促使电气开关的稳定性无法得到保障，设备经 常出现故障。而 PLC 技术的出现可以妥善解决这一问题，通过运用 PLC 技术来实现对电气自动化控制系统 开关量的控制，能够优化对开关的控制，大大弥补了电 磁继电器带来的控制难度大的缺陷，还构架了与互联网 联网的开关量控制体系，使得电气自动化控制系统具有 更强的逻辑性和时序性，大大消除了开关控制中的安全 隐患。同时，通过 PLC 技术构建的电气自动化控制系 统在输入开关控制指令之后，系统就能自行对输入指令 进行处理，可以融合历史逻辑与当前开关量输入的指令 进行快速的反映，及时实现设备的操作指令，大大提升 了开关量的输入指令传输的稳定性。在水泥生产过程中 对 PLC 技术的开关逻辑控制作为广泛，不仅是由于该 技术具有更好的安全性、逻辑性和可靠性，其程序编辑 也更为简单和直白。因此，PLC 技术逐渐取代了传统的 继电器逻辑控制系统，为电气自动化生产系统节约了更 多的资源及生产时间 [5]。
3 结论
综上所述，在电气自动化控制系统中运用 PLC 技术可以实现对电气自动化的优化与完善，促使整个电气 生产系统的管理更为智能化、科学化，充分发挥出电气 自动化控制系统的优势。因此，为了推动我国工业生 产的不断进步，提高 PLC 技术在电气系统的运用效率， 企业应结合自身的生产情况，积极引进现代科学技术， 加大对 PLC 技术在电气自动化控制系统中运用的研究 力度，基于 PLC 技术的特点及优势，重点开发 PLC 技 术在电气自动化系统中的应用领域，促使 PLC 技术的运用不管是的纵面还是横面都能达到扩大，充分发挥 PLC 技术的功能，大大提高我国电气自动化控制系统的 智能水平和科学水平，促使我国电气自动化控制系统能 够始终满足工业生产的实际需求，保障工业企业的生产 效益，推动我国制造业的发展。
参考文献
[1] 袁酉亮.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J]. 软件,2019,40(12):97-99.
[2] 蓝桃生.探讨PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J]. 世界有色金属,2019(14):191+193.
[3] 李锋.PLC在电气自动化控制中的应用探讨[J].机电信息,2019 (17):16-17.
[4] 李涛,颜磊.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用 分析[J].电子制作,2019(12):71-73.
[5] 蒋海忠.PLC技术在电气工程自动化控制中的运用策略探究 [J].价值工程,2018,37(17):209-211.
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