基于虚拟影视实验室的探究学习设计与实践

姚蕊

广东技术师范学院 广州 510665

基于虚拟影视实验室的探究学习设计与实践

姚蕊

广东技术师范学院 广州 510665

阐述笔者开发的虚拟影视实验室的基本结构和功能，论述基于网上虚拟实验室的探究性学习的设计要领，介绍电视照明课程中开展的教学探索与实践。

远程教育；虚拟实验室；探究性学习

Author’s addressIndustrial Training Center, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou,China 510665

远程教育中教与学之间的物理分离使得实验学习无法开展，成为制约远程教育质量的重要因素。虚拟现实技术利用建模和编程技术构建虚拟实验室（图1），模拟实验场景和过程，解决了远程教育难以开展探究实验的难题。本文以影视照明虚拟实验室为例，介绍虚拟实验室的基本功能，然后详细阐述基于网上虚拟实验室的探究性学习的设计要领，介绍笔者在影视专业远程教育课程中开展探究性学习的经验。

图1 虚拟实验室的系统结构

1 影视照明虚拟实验室的基本结构和功能

影视照明虚拟实验室可分为3部分。

1）人机交互界面（图2），主要实现实验环境搭建、实验数据采集与输出、实验过程重现及实验评价呈现。其中组件控制模板中包含场景组件库、对象组件库和工具组件库，学生可以根据实验需要自行搭建实验环境。使用方法也很简单，只要在右侧的选择窗口点击相应的组件类型即可。

图2 影视照明虚拟实验室的人机交互界面

2）数据处理模块主要进行仿真运算，采集实验数据，通过数学模型分析实验过程数据。

3）实验数据管理模块包括多个底层数据库，学习过程中的所有数据，包括实验目标、实验过程、实验结果、评价信息等都记录在这里，为探究性学习评价提供充足的数据资料。实验资源库记录虚拟实验环境的相关数据，包括虚拟对象、环境和设备。

2 基于虚拟实验室的探究性学习过程设计

探索式学习的目的是，让学生像科学家一样去发现和解决问题，能够进行高层次的思维、推理及知识的迁移与应用。基于虚拟实验室的探究性学习过程分为实验任务确定、实验策略确定、实验开展、成果展示和学习评价5个步骤。探究设计强调学生的主体地位，在实验学习的整个过程中，都努力给予学生最大限度的自由，让学生在教师的指导下做出各种学习决策。

2.1 确定学习目标和任务

学习目标的制定是学习的起点。对基于远程教育的探究式学习而言，没有明确的学习目标，学生很容易游离于正常的学习之外，而教学者与学习者的分离则使得教师很难及时发现和纠正学生的错误，影响学习的正常开展，甚至导致探究学习的失败。但是硬性地由教师分配任务，又无法调动学生的兴趣，且与探究式学习的精神相悖。较好的方式是，采用教师宏观指导与学生个性加工相结合的方法。具体说来就是，教师根据课程进度来制定明确的教学目标，由学生自己设计具体的实验任务。这其中包括4个步骤。

1）教师阐明教学目标，提供相关的任务列表，供学生参考。这些参考任务起示范作用，提示学生如何制订有效的实验任务；作为学生制订个性化实验目标的出发点和切入点，鼓励学生进行个性化改造，这样实验任务既不会游离于特定的学习目标之外，又能引起学生的兴趣。

2）学生制定个性化的学习任务并提交，教师提出指导意见，学生进一步完善。

3）教师根据学生实验任务的相似性进行分组，学生可以相互调节。由于远程教育学习中学生的学习时间很难统一，为协作学习带来一定的难度，为保障学习的顺利进行，小组成员最好不超过4名，否则教师需要协助他们进行分组。

4）小组成员共同制定小组任务，明确人员分工。师生之间通过Email或留言板等实现交流与反馈。

2.2 确定问题解决策略

要求学生根据已有的认知图式提出解决问题的方法策略，并组织小组讨论。由于个体之间在认知结构与思维方式方面存在一定的差异，学生提出的解决策略必然有所不同，小组成员需要分享和讨论彼此的问题解决策略，共同制定较为完善的实验思路。在讨论中，探究者之间相互质疑，其观点的对立及相互指出对方的逻辑矛盾，可以更好地引发探究者的认知冲突和自我反思，深化各自的认识，促进彼此建构出新的假设和更深层的理解，同时使探究者贡献各自的经验，完成各单个探究者难以完成的复杂任务。而这正是探究性学习的重要目标之一。

2.3 探究实验

探究实验过程，是该学习过程的主体，也是体现学生思维策略和问题解决能力的重要环节。首先，学生根据实验任务来搭建实验环境，包括实验场景设定、对象选择和工具选择等；然后学生按照既定的方法策略进行练习。

为了更好地进行学习评价和总结，学生实验过程中，应该尽可能多地收集有关实验数据，例如记录学生的实验过程、思维方法等，学生需要采用两种方式来记录自己的实验过程：1）打开屏幕录制软件，将自己的所有过程都记录到计算机中，这种记录方式简单，但是存储空间大，适合时间短但操作复杂的实验学习；2）根据虚拟实验的特点，即探究者的每一步学习进程都是通过点击鼠标完成的，通过记录鼠标的操作步骤、时间，再加以处理，就可以回放探究者的操作过程。

2.4 学习成果与过程展示

学生提交并展示研究成果及实验任务、解决策略、实验结果、详细的实验报告及心得体会等资料。教师组织全班视频会议，由各小组汇报研究成果，每组汇报完毕后，全班学生就此进行讨论。讨论内容及结果将与学生提交的资料一起保存到小组和个人档案，作为学习评价的资料。

2.5 学习评价

探究式学习评价不能单纯强调甄别与选拔的功能，而注重如何促进学生的全面发展。评价者包括教师、小组成员、组外成员、领域专家和实验者本人；评价内容包括学习结果、方法策略、态度情感等。利用虚拟实验室的学习过程记录与分析功能，可对学习行为和过程进行分析，为过程性学习评价提供充足的一手资料。

3 影视照明远程探究性学习实施案例

影视照明是笔者主持开发的一款虚拟实验软件，在电视照明与灯光课程中，笔者开展一系列基于该虚拟平台的教学实验。下面简单介绍演播室照明探究式学习的实施过程。

3.1 课程阐述

课程阐述主要由教师来说明课程性质、任务以及提供相关资料，主要包括：1）课程简介，教师说明演播室照明的重要性，给出不同类型电视节目照明效果的视频素材，让学生感受到布光所创造的艺术感觉；2）阐述教学目标，并列出几个具体的实验任务作为参考，如“设计一个双人对话节目的灯光布置方案”“设计单人主持的电视新闻节目的演播室灯光布置方案”，教师通过Email和留言板公布课程进程；3）提出要求，在课程结束后必须提供布光图、效果图及小组总结；4）提供相关资源，包括各类电视节目的视频素材、相关网络资源、书籍文献等知识资源，虚拟平台使用技巧、图片抓取转换方法等工具资源。

3.2 填报实验任务

学生填报实验任务，详细说明电视节目的类型、人物数量等信息，让学生进一步理清思路。根据课程进度，学生在3天内将实验任务提交到后台数据库中。

教师根据学生填报的实验任务进行分组，然后公布小组成员、实验任务等信息，要求学生在1周内确认，并与小组成员联系；如果对分组有异议，必须在3日内重新组合。

3.3 确定技术路线

各小组召开会议，明确分工、查阅资料、确定实验的技术路线。教师以指导者的身份参加小组会议，当讨论偏题时，及时纠正过来；当学生思路不清时，给予适当提示。

3.4 开展虚拟实验及学习总结

虚拟实验需用1～2周左右的时间，由于学习者相互分离，小组交流占据较多的时间。学习总结是探究式学习过程中非常重要的部分，学生反思实验过程、总结学习经验、交流心得体会。这是非常重要却又常常被忽略的环节。教师参与各小组总结会议，引导学生对实验过程和结果进行总结反思。

3.5 学习评价

学习评价包括作品评分和个人态度情感的评分，各占50%的比例。1）作业评分。作品上传后，教师通知学生为其他组的作品打分，学生打分和教师打分的比例为4:6。2）态度、情感的衡量。由于远程教育的空间分离性特点，态度和情感评价只是由教师和小组成员进行，组外成员一般不参与。小组成员在现实中一般并不相识，在测评其他组员的情感态度时一般比较客观，不会掺杂太多的现实因素。但是网络沟通有时可能会存在一定的误差，影响到组员的判断，这是值得教师注意的问题。如果某个学生对组员的评价明显异于他人，教师应该及时了解情况，力求评价客观公正，准确反映学生在学习过程中的表现。

4 结束语

虚拟实验室在远程教育中应用效果显著，改善了远程教育中实验教学不足的情况。在虚拟实验中，学生始终是学习的主体，可以通过网络实现交流协作，共同完成学习；体现了学习方式的交互性，学习系统的开放性，使远程教育在教学模式、教学方法等方面更加灵活多变。

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Design and Practice of Inquiry Learning based on Virtual Studio

//Yao Rui

The paper expounds system structure and function of virtual studio developed by author,presents the key of inquiry learning design based on virtual studio, and describes teaching practice of TV lighting.

distance education; virtual labs; inquiry learning

G434

B

1671-489X(2011)12-0089-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.12.089

作者：姚蕊，讲师，硕士，广东技术师范学院工业中心影视制作教研室副主任。