鄭 雯,張青瑞

(山東英才學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院，山東濟(jì)南 250104)

■專題：學(xué)前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)術(shù)主持：宋占美

虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建與運(yùn)行策略
——以山東英才學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院為例

鄭 雯,張青瑞

(山東英才學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院，山東濟(jì)南 250104)

與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相比，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)類型、成本與實(shí)驗(yàn)條件等方面更有優(yōu)勢，在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的地位越來越重要。山東英才學(xué)院積極開展教育資源的信息化、虛擬化和仿真化的建設(shè)與應(yīng)用，通過虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系基點(diǎn)、目標(biāo)、方案的構(gòu)建，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，在創(chuàng)新學(xué)前教育人才培養(yǎng)機(jī)制方面進(jìn)行深入研究，旨在推動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的形成和有效運(yùn)行。

虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；高智能仿真娃娃

高校虛擬實(shí)驗(yàn)室，是以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，以互聯(lián)網(wǎng)為載體的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)。關(guān)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建研究，涉及學(xué)科眾多[1-5]，但未見專門論及學(xué)前教育或嬰幼兒方面相關(guān)文獻(xiàn)。山東英才學(xué)院學(xué)前教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心仿真嬰幼兒虛擬實(shí)驗(yàn)室按照“實(shí)虛交互、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的建設(shè)原則，立足于學(xué)前教育現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件和可開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，利用信息技術(shù)開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，在涉及高危或極端的環(huán)境[6]、不可及或不可逆的操作、高成本和高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時(shí)，提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能，以達(dá)到教學(xué)互動(dòng)、資源共享、不受時(shí)間空間限制，全天候的信息化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的[7]。本文以山東英才學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院為例，探討虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建及其運(yùn)行，旨在推動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)在學(xué)前教育領(lǐng)域的有效應(yīng)用。

一、虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民認(rèn)識(shí)水平的提高，越來越多的嬰幼兒家長開始關(guān)心與關(guān)注0-3歲嬰幼兒教育[8]。意大利著名的教育家蒙臺(tái)梭利主張抓住嬰幼兒各項(xiàng)能力發(fā)展的敏感期，對(duì)嬰幼兒實(shí)施早期教育。作為即將走入社會(huì)的幼兒園教師群體，如何真正的學(xué)會(huì)照顧0-3歲嬰幼兒，適時(shí)地給予正確的照料[9]，成為擺在這些大學(xué)生面前的一道難題。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)實(shí)中又很難完成，借助虛擬技術(shù)，滿足教師教學(xué)和研究以及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作需要。山東英才學(xué)院通過明確基點(diǎn)、錨定目標(biāo)和實(shí)施方案來建立虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

(一)明確基點(diǎn)

虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)室基于以下三點(diǎn)而建設(shè)：第一，學(xué)前教育專業(yè)學(xué)生的工作對(duì)象是嬰幼兒，其發(fā)展是脆弱且不可逆的，不容許錯(cuò)誤練習(xí)；第二，部分實(shí)驗(yàn)周期較長，如幼兒園一日生活的各個(gè)環(huán)節(jié)、幼兒健康的持續(xù)發(fā)展等都不可能讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行常規(guī)實(shí)驗(yàn)；第三，幼兒的危險(xiǎn)情景如模擬火災(zāi)逃離的現(xiàn)場、地震等也無法在真實(shí)的環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因而，需要依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能。

(二)錨定目標(biāo)

嬰幼兒虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心，要求在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)習(xí)的思維模式，學(xué)生利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源參與教師的科研項(xiàng)目，并以畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、開放性實(shí)驗(yàn)的方式承擔(dān)相關(guān)課題中的評(píng)價(jià)報(bào)告分析、兒童行為及心理測評(píng)等任務(wù)。通過這些課題訓(xùn)練，旨在增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

(三)實(shí)施方案

山東英才學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)室的健康與保育指導(dǎo)項(xiàng)目是山東英才學(xué)院學(xué)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的虛擬特色項(xiàng)目之一，是實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的延伸和擴(kuò)展，亦是“全息全感，實(shí)虛交互”的教學(xué)范式特色的重要體現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)是利用實(shí)驗(yàn)室的特有設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)信息資源(包括在線學(xué)習(xí)課程、在線答疑等)，通過教師指導(dǎo)和學(xué)生自主操作等形式，幫助學(xué)生掌握和運(yùn)用0-3歲嬰幼兒養(yǎng)護(hù)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，使學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)學(xué)用合一、理論聯(lián)系實(shí)際，打破了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)情境中只能依靠真正幼兒實(shí)施喂哺、照料的模式。0-3歲嬰幼兒照料實(shí)驗(yàn)，是早期教育專業(yè)必修課程，學(xué)生通過對(duì)高智能仿真娃娃的照料，可以鞏固和實(shí)踐在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，又可以獲得照顧真實(shí)嬰兒的體驗(yàn)，既能提高學(xué)生的實(shí)踐技能，又能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在多種實(shí)驗(yàn)運(yùn)用中，通過虛擬仿真技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生掌握嬰幼兒的發(fā)展特點(diǎn)與成長規(guī)律，提升其保教能力，進(jìn)一步創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)水平。

二、虛擬仿真技術(shù)在0-3歲嬰幼兒實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用效果

(一)利用虛擬技術(shù)教學(xué)，可操作性強(qiáng)，學(xué)生易于掌握

由于0-3歲嬰幼兒實(shí)驗(yàn)被試的特殊性，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)很難真正深入地進(jìn)行，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，實(shí)驗(yàn)室從美國Realcare公司引進(jìn)了一批第三代高智能仿真娃娃和相關(guān)管理軟件，高智能仿真娃娃能真實(shí)模擬嬰幼兒的呼吸、啼哭、咳嗽、打嗝等各種生理行為，并能模擬各種氣質(zhì)類型嬰幼兒的行為特征。

每個(gè)娃娃都有一個(gè)唯一的ID，是控制軟件用來識(shí)別娃娃信息的標(biāo)識(shí)。點(diǎn)擊上方 Program 按鈕，彈出程序小窗口(見圖1)。點(diǎn)擊旁邊的藍(lán)色 [Edit] 按鈕，輸入娃娃手腕上的ID號(hào)。然后依次點(diǎn)擊右側(cè)性別旁邊的藍(lán)色[Edit] 按鈕，輸入性別信息，再點(diǎn)擊國籍旁邊的藍(lán)色 [Edit] 按鈕(見圖2)，輸入國籍信息，然后點(diǎn)擊Done按鈕保存，再點(diǎn)擊send to baby，保存到娃娃中。最后選擇Active Baby窗口(見圖3)，選中這個(gè)娃娃的ID，點(diǎn)擊Stop結(jié)束模擬過程，更新信息保存成功，即可操作。

圖1 程序小窗口

圖2 國籍信息編輯

圖3 Active Baby窗口

高智能仿真娃娃和管理軟件的引入，能最大限度地滿足學(xué)生實(shí)踐操作的需要，使學(xué)生在體驗(yàn)中切實(shí)地學(xué)習(xí)和鞏固嬰幼兒健康與保育方法。教師通過查看系統(tǒng)報(bào)告可以很清晰地了解每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，并通過在線答疑，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有開放性和真實(shí)性，提高了教學(xué)效率，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

(二)承擔(dān)多樣化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到多種教與學(xué)真正融合

嬰幼兒仿真實(shí)驗(yàn)室可承擔(dān)0-3歲嬰幼兒生活基本護(hù)理、0-3歲嬰幼兒一日生活作息安排制定、0-3歲嬰幼兒動(dòng)作的發(fā)展、感知覺經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律在嬰幼兒教育中的運(yùn)用、嬰幼兒自我意識(shí)的發(fā)展水平、嬰幼兒親社會(huì)行為的培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

在通訊狀態(tài)下，管理軟件可以對(duì)仿真娃娃的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和批量管理，并能自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，便于教師檢查、分析和指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和具體操作，幫助學(xué)生對(duì)獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果進(jìn)行分析，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后的復(fù)習(xí)，提高了教師指導(dǎo)的針對(duì)性，減少實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師課程中的重復(fù)指導(dǎo)，增加教師與學(xué)生之間深層次的互動(dòng)交流。

嬰兒的不同哭聲會(huì)代表不同情緒與需求，要求操作者通過仿真設(shè)備發(fā)出的不同哭聲進(jìn)行判斷后做出正確操作，使哭聲停止。這一過程不僅要求操作者掌握嬰幼兒喂養(yǎng)和生活照料等的流程，同時(shí)也是對(duì)嬰幼兒兒童心理和行為發(fā)展做出評(píng)價(jià)。

(三)進(jìn)一步創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的有效運(yùn)行

通過教師指導(dǎo)結(jié)合學(xué)生自主操作，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)生更注重實(shí)驗(yàn)過程，教師的指導(dǎo)更具有針對(duì)性。對(duì)于系統(tǒng)自動(dòng)生成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，師生可以同步下載查看，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并解決問題的能力，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。由于該技術(shù)加強(qiáng)專業(yè)課程的頂層設(shè)計(jì)，緩解了教師尋找跟蹤實(shí)驗(yàn)被試的困難，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本，節(jié)省的成本用于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與課程建設(shè)工作，有利于產(chǎn)生更多改革與建設(shè)成果[10]；同時(shí)較大幅度增加了教師教研和科研的時(shí)間，有利于推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)持續(xù)發(fā)展。

(四)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，彌補(bǔ)教學(xué)條件不足

高智能仿真娃娃和管理軟件的引入，有效緩解了因0-3歲嬰幼兒實(shí)驗(yàn)被試的特殊性而造成的實(shí)驗(yàn)實(shí)施和數(shù)據(jù)收集的困難，通過學(xué)生自主操作、教師在線答疑等方式，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高了教師指導(dǎo)的針對(duì)性，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性和教學(xué)效果(見圖4)。

圖4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性和教學(xué)效果

(五)進(jìn)一步拓寬社會(huì)服務(wù)功能，發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)室的示范輻射作用

充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”和“新硬件系統(tǒng)”將實(shí)驗(yàn)成果和教育資源與社會(huì)及兄弟院校共享，為學(xué)前教育專業(yè)師資培養(yǎng)提供可視化、可操作的典型范例，從規(guī)模、深度、廣度上提升學(xué)校與社會(huì)的合作、學(xué)校與幼兒園的合作、學(xué)校與學(xué)校合作的層次。以山東英才學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院虛擬仿真嬰幼兒實(shí)驗(yàn)室為例，在山東省婦聯(lián)、山東省家庭教育研究會(huì)和山東英才學(xué)院共同發(fā)起的“0-3歲嬰幼兒早期教育研究中心”項(xiàng)目中，能夠以國際前沿虛擬仿真嬰幼兒技術(shù)為引領(lǐng)，結(jié)合實(shí)際，打造出了適用于0-3歲嬰幼兒喂養(yǎng)照料服務(wù)的完整體系，為早期教育行業(yè)的發(fā)展起到了必要的推動(dòng)和示范作用。

仿真嬰幼兒虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目幫助實(shí)現(xiàn)了學(xué)前教育實(shí)踐教學(xué)模式與學(xué)前教育課程體系的同步發(fā)展，提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)水平。實(shí)現(xiàn)了學(xué)前教育專業(yè)教學(xué)理念、教學(xué)體系、教學(xué)方法、信息化、成果示范輻射作用等多方面的有效提高，有利于學(xué)前教育專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，加快了各高校實(shí)踐教學(xué)改革的步伐，為建立高質(zhì)量幼兒教師隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展定會(huì)起到重要的推動(dòng)作用。

三、結(jié)束語

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)通過推進(jìn)信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度融合，加強(qiáng)虛擬技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中操作、教學(xué)、評(píng)價(jià)等全過程中的嵌入式、全景式應(yīng)用，使得早期教育專業(yè)學(xué)生，通過技術(shù)，虛擬等手段可以操作，體驗(yàn)，從而變成能力。大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和從事早期教育的積極性，部分學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的鍛煉學(xué)習(xí)中脫穎而出。虛擬仿真嬰幼兒也有難以避免的局限性，例如操作者無法實(shí)現(xiàn)與仿真娃娃情感交互、照料方法的創(chuàng)新改進(jìn)受限制，科技倫理問題尚存在爭議等。仿真嬰幼兒不同于真實(shí)嬰兒，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目角度出發(fā)，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行后續(xù)建設(shè)與完善。

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ConstructionandEffectiveOperationofVirtualSimulationExperimentalTeachingSystemforInfantsandChildreninShandongYingcaiUniversity

ZHENGWen，ZHANGQing-rui

(Schoolofpreschooleducation,ShandongYingcaiUniversity,Jinan,Shandong250104,China)

Compared with traditional laboratory, virtual laboratory has more advantages in experiment type, cost and experiment condition, and it is more and more important in experimental teaching in universities. Shandong Yingcai University actively carries out educational resources informationalization, and implement virtual simulation system. On the basis of the construction of the starting point, objectives and planning of the experimental teaching system for infant virtual simulation, an effective the virtual simulation experiment system is established. It is an in-depth study of innovative talent training mechanism, aiming at promoting effective operation of the virtual experiment teaching system.

virtual simulation; experimental teaching; virtual simulation; intelligent simulation doll

2017-06-04;

2017-09-12

山東省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃研究項(xiàng)目(16CQXJ15)；山東省高校人文社科研究項(xiàng)目(J16WG14)；山東省本科高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2015Z084)

鄭雯，女，山東德州人，山東英才學(xué)院學(xué)前教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心副主任，主要研究方向：學(xué)前教育專業(yè)教法；張青瑞，女，河南信陽人，山東英才學(xué)院學(xué)前教育學(xué)院副教授，主要研究方向:學(xué)前教育基本理論。

G610

A

2095-770X(2017)11-0011-04

http://sxxqsfxy.ijournal.cn/ch/index.aspx

10.11995/j.issn.2095-770X.2017.11.003

[責(zé)任編輯熊偉]