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学习先进经验,突出学校特色,推进“虚拟仿真”课题研究

发布者:王星 文章来源:本站原创 发布时间:2019年05月08日 点击数:

学习先进经验,突出学校特色,推进“虚拟仿真”课题研究

 

滨州实验学校  王星

 

327日至29日,在滨州市教育局教育技术装备服务中心王玉亮主任带领下,我和滨州经技术开发区职业中专李会军校长、释翠香老师一起到济宁市,参加了山东省教育技术装备课题校 “VR/虚拟仿真”课堂教学观摩活动。

观摩活动主要安排了三项内容:27日下午组织与会代表参观“北方教育装备创新产业城”,28日上午活动开幕式和课堂教学观摩,28日下午与会专家、代表研讨、交流。

北方教育装备产业城:即将崛起的教育装备产业高地

北方教育装备产业城位于济宁市经济开发区,这里交通便利、物流发达,便于教育装备制造和运销。我们在北方教育装备产业城,观看了“济宁开发区”视频短片,听取了济宁开发区和北方装备产业城工作人员的情况介绍,参观了多家教育装备企业的产品展示。这些设备里有综合实践活动资源包、创客资源包,有光能黑板、智慧照明系统,有我们学校已经装备的数字地理、历史资源库,还有和我们课题研究联系比较密切的VR3D等技术展示。

课堂教学展示:运用系统,各具特色

第一节观摩课是济宁学院附属中学马玉书老师执教的化学课《燃烧与灭火》。上课伊始,马老师播放了视频《火》,让学生们认识到“火是一把双刃剑,用好了对人类很有好处,用不好会造成生命、财产损失。总的来说,火是利大于弊的。只有掌握了燃烧的知识,才能更好利用火。”然后,马老师让学生们讨论“如何利用提供的器材熄灭蜡烛?”学生们讨论出了5种办法,马老师鼓励学生“不要受器材影响,还有哪些办法”?学生们又找出了3种办法。马老师引导学生们把这些方法归类,总结出了灭火的原理有三种:移走可燃物、降低温度、隔绝空气。接下来,马老师让学生们猜想“可燃物要燃烧需要什么条件?”让学生们讨论实验方案,利用虚拟实验系统进行虚拟实验。经过实验、总结,学生们归纳出了燃烧的必要条件:有可燃物、达到着火点、需要充足的氧气。马老师联系最近发生的江苏响水化工厂爆炸实践,带领学生观看电视剧片段,猜想“爆炸需要什么条件?”通过模拟实验和对比实验,让学生们懂得“爆炸除了燃烧的必要条件外,还需要在密闭的空间。”马老师让学生们对有爆炸风险的行业或企业提出合理化建议,达到了学以致用。最后,马老师以“火”和“灭”的字形转换总结了整节课内容。这节课利用虚拟仿真试验系统,完成了生活中有危险性的实验,达到了比理想的效果。

第二节课是济宁学院附属中学殷胜男老师执教的生物课《种子的萌发》。老师上课就提出核心问题“为什么种子在春天萌发?”进而观看视频《生命的力量》,学生从中寻找出了自己的猜想:光照、空气、水分、温度、生存空间等。老师带领学生回顾探究实验的步骤:提出问题-作出假设-设计实验-进行实验-分析现象-得出结论。学生们分小组选择某一个因素设计方案,老师特意强调“要做到只有一个控制变量”。汇报交流后,学生们借助虚拟实验系统完成虚拟仿真实验。通过对比实验现象,学生们理解了种子萌发的外部环境:适宜的温度、一定的水分、充足的空气。老师又提出问题:“有了合适的外部环境种子就一定会萌发吗?”展示了煮熟的种子和虫蛀的种子,问学生能否萌发?前者不会萌发,后者就有可能。学生们通过对比试验,认识到种子萌发还需要自身条件:有活力的胚、提供营养物质的胚乳,还要度过休眠期。观看视频“生豆芽”,系统总结种子萌发需要的外部和自身条件。这节课借助虚拟仿真实验系统完成了耗时较长的生物实验,比起在真实环境下的实物操作实验,节约了教学时间。

第三节课是济宁学院附属中学孙武老师执教的物理课《电学实验专题复习》。上课之初,老师就展示了教学目标:正确连接电路、排除线路故障、分析数据得出结论。“连接线路”环节,教师先展示实验器材,让学生说说可以做哪些实验,再通过系统进行虚拟连接,最后说说注意事项。“排除故障”环节,都是预先出示“中考题目”,然后进行虚拟实验来证实学生的猜想。“分析数据”环节主要是通过虚拟实验系统测定滑动变阻器的功率。这节课目标明确,通过虚拟试验系统进行多次实验,课堂容量较大,教学效率较高。

研讨交流:专家引领、明确方向

教育部教育装备研究与发展中心虚拟现实教育应用研究院学术部部长、北京润尼尔软件科技有限公司总经理、总课题组专家组成员谷文忠在报告中讲解了“虚拟现实技术在实验实践教学中的作用”、“什么样的实验才是高度仿真”、“虚拟现实教育的四种应用环境”等问题,介绍了各实验学校开展研究以来取得的主要成绩。谷文忠还回答教师代表提出的具体应用中遇到的困难、困惑等问题。

济宁学院附属中学校长李汝敏介绍了济宁学院附属中学集团化办学的发展历程、取得的成绩和学校教师精心打磨本次课堂教学观摩活动观摩课的情况。

济南市历城区实验初级中学的寇延臣校长讲述了自己带头进行课题研究的故事,他们采用虚拟实验和真实实验相结合的办法,尝试分层教学,第一批孩子在教师指导下完成虚拟实验,第二批孩子在第一批孩子帮助下进行虚拟实验,通过EXCEL表格进行数据分析,从而实现了每个学生都基本掌握的目标。他希望虚拟实验教学系统能够围绕各地市中考实验教学考试标准进一步优化,体现出各地市考试标准中对学生思维能力的考察要求。

北京市教育学院王春副教授对上午的三节观摩课进行了点评,认为都用心准备,各具特色,为课题研究树立了典范。他指出虚拟仿真实验具有交互性、安全性、经济性的特点,可以培养学生的小组合作能力、探究能力和创新能力。他希望参与实验的教师不要走入“上课热闹、落实不好”的误区,要提升课堂效率,要大胆尝试、勇于创新;希望润尼尔公司升级、更新产品,进行定向研发;希望课题组吸引更多教师参与,形成学习共同体,促进区域发展,扶持出成果,组织全国性的观摩会。

山东省教育装备服务中心副主任魏广祥回顾了山东省课题组一年来的工作情况,提出两点要求:一是提高认识,落实立德树人根本任务;二是抓紧落实教育装备建设,扎实做好课题研究工作,把课题研究与教育装备建设结合起来,建立反馈机制和信息通道,发现问题或不理想的情况,及时向课题组反映情况,实现研发、应用的良性循环。他同时指出虚拟仿真是实验教学的补充,不能因此减少实地操作。

山东省教育装备服务中心赵敬伟科长主持了本次课堂教学观摩活动。他总结、梳理了会议各环节,强调课题研究不能理论对理论,必须与教学实践相结合,要求每位课题组成员每学期要在本学科执教一节示范观摩课,并向总课题组提交,条件具备的时候组织评选。他希望各课题组明确方向,树立信心、鼓足干劲,把课题研究推向深入。

思考与建议:我们的路该怎么走?

参加会议,既是交流,更是反思。在观摩课堂教学和听取研讨发言的同时,我也在想:滨州实验学校的课题研究之路该怎么走?

一是要体现学校特色。我们可以把虚拟仿真教学研究和学校当前的“双课改革”结合起来,和学校创意机器人、3D打印、物联网实验室等结合起来,用虚拟仿真推动高效课堂建设,用好中学虚拟仿真实验管理系统,提高理化生学科的实验教学水平,促进学生全面发展。如果下次观摩会在滨州召开,我们能拿得出手的特色是什么?我们可以提供怎样的案例?怎样让我们的课例给人眼前一亮的感觉?都是我们必须思考的。

二是要探索文科课程。目前,虚拟仿真主要是用在理科教学,特别是理科实验教学方面,文科方面基本上是一片空白。文科教学中,也有很多无法直观感受或者感受时会对其他班级造成影响的教学内容。比如,初中语文中“说明文单元”中介绍著名建筑物、名胜古迹或是珍贵艺术品的文章,仅靠学生对语言文字的理解,很难直观、形象的感受文章所描写的内容。如果能够像网上的3D博物馆那样,让学生“身临其境”的去感受,他们对语言文字的理解会更加深刻。再比如小学道德与法治中有一课让学生感知并熟悉校园的各种铃声,如果直接在教室里播放会影响到相邻班级正常教学。如果能采用VR技术,让学生通过头盔接收信号,在虚拟场景中做出相应动作,对其他班级的教学基本上没有任何影响。如果我们能够协助软件公司开发出文科应用的软件,我们对课题组的贡献将是非常巨大的。

    三是要加强交流合作。我们不是孤军奋战,是和很多课题校一起进行研究。我们很有必要到兄弟学校走走看看,比如滨州经济技术开发区职业中专,比如济南市历城区实验初级中学,比如昌乐一中英才实验学校,我们都应该组织人员前去交流,看看他们是怎样运用虚拟仿真实验管理系统的。我们在学习的基础上,打磨自己的观摩课教学课例,既是完成总课题组的基本要求,也可以提升我们的实验教学和教学研究水平。

1.参观济宁经济开发区展馆

2.参观北方教育装备创新产业城

3.课堂教学观摩会场

4.《燃烧与灭火》

5.《种子的萌发》

6.《电学实验专题复习》

7.专家作报告

8.专家做点评

9.省教育厅魏主任总结讲话

10.省教育厅赵科长主持会议

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