2018年,教育部發布《教育信息化2.0行動計劃》,旨在全麵推動教育現代化,開啟智能時代教育,其中提到:以示範性虛擬仿真實驗教學項目等建設為(wei) 載體(ti) ,加強大容量智能教學資源建設。2019年,教育部印發《關(guan) 於(yu) 加強和改進中小學實驗教學的意見》,提出要創新實驗教學方式,可用增強現實、虛擬現實等技術手段呈現部分實驗。在2022年教育部印發的義(yi) 務教育係列課程標準中,科學、化學、生物等課程都不同程度地提到了使用虛擬仿真實驗,用以突破實驗材料、實驗時間和實驗設備的限製。顯而易見,虛擬仿真實驗在教育中的應用程度逐步提升,使用範圍不斷拓展。
事實上,虛擬仿真實驗並非一個(ge) 新生事物,其在中小學的應用可以追溯到21世紀初。筆者有幸在2003年參加了相關(guan) 研究,至今已有20年,目睹了虛擬仿真實驗的幾次起伏,經曆了隨著教育理念的迭代和信息技術的發展,虛擬仿真實驗逐步從(cong) 小眾(zhong) 研究到常態化應用的曲折曆程。
一、初露端倪 少量學校實驗室的研究工具
二、艱難求索 國產(chan) 虛擬仿真實驗軟件的出現
三、另辟蹊徑 虛擬仿真實驗在移動智能終端的崛起
四、日趨成熟 走進課堂教學的常態化應用
五、反思與(yu) 展望
在基礎教育發展的20多年中,虛擬仿真實驗涉及的內(nei) 容從(cong) 物理實驗擴展到各學科實驗,交互方式從(cong) 鍵盤鼠標發展到觸控手勢,並能通過傳(chuan) 感器與(yu) 現實世界相連接。2013年諾貝爾化學獎授予“虛擬空間做實驗”成果之後,虛擬仿真實驗在科學領域的應用越來越被認可。但由於(yu) 實驗內(nei) 容與(yu) 功能在軟件開發時就已設定,目前還無法實現對物理世界的完全模擬並給予學生具身體(ti) 驗的學習(xi) 經曆。相信隨著教育數字化轉型的推進,培養(yang) 學生核心素養(yang) 、創造能力和創新能力要求的提高,雲(yun) 計算、人工智能、元宇宙等信息技術的發展與(yu) 成熟,虛擬仿真實驗的模擬效果也將越來越細致、實驗結果也將越來越精準,成為(wei) 教育數字化發展的必然趨勢和重要支撐。
王世達 上海市普陀區教育學院 |