浅析虚拟实验教学研究现状及问题分析

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1、浅析虚拟实验教学研究现状及问题分析　1、研究方法与步骤文章采用内容分析法探析近十年虚拟实验在我国的研究现状及存在的问题。研究对象于七份教育技术学专业期刊:《电化教育研究》、《中国电化教育》、《开放教育研究》、《现代教育技术》、《远程教育杂志》、《中国教育信息化》、《中国远程教育》等。以中国知识资源总库(KI)为平台进行高级检索，以题名“虚拟实验”进行检索。首先从文章数量、情况和所研究内容三个方面进行分析，了解目前虚拟实验在我国研究现状;然后对一些文章设计的虚拟实验室进行体验，发现问题，提出建议。　　2、结果与分析　　2.1文章数量从1990年开始搜索，从搜索结果看我国从2000年开始对虚拟实验

2、室进行研究。2000年到2009年在教育技术学专业核心期刊共搜到98篇，数据图如图1所示。从搜索结果看我国对虚拟实验的研究比较晚，但是发展很快，近十年呈上升趋势。可见，关于虚拟实验的研究越来越受到关注，这与仿真技术、人工智能、多媒体技术、数据库技术等相关技术的快速发展密不可分。　　2.2情况通过对98篇文章的所在地区和单位进行统计。通过分析可以得出下面结论:(1)我国虚拟实验发展极度不平衡。江苏、北京、浙江、广东等发达地区研究相对比较多，而像河南、安徽、甘肃等中西部地区还没有相关研究。(2)虚拟实验研究人员基本上来自高等学院，占总数的94%，并且是高等学校的教育技术研究者或理工科研究者，大专院

3、校、职业技术学校、中学的研究者很少，特别缺少一线教师的参与。　　2.3研究内容关于虚拟实验的研究涉及多个方面，由于有些文章标题模糊，包含几个方面内容，采用“标题十摘要+全文”对文章关注的主要点进行归类，将所有文章归为设计开发研究、应用研究、现状趋势研究、工具研究、教学模式研究和理论介绍6个方面，如图2所示。其中设计开发指虚拟实验室或系统的设计开发;应用研究指关于利用虚拟实验系统进行教学的研究，包括教学过程和教学结果两个方面;现状趋势虚拟实验发展和虚拟实验室开发设计两个方面;仅从理论上概述和方法介绍的研究本文归为理论介绍。从图中看出，关于虚拟实验室设计开发的文章较多，占总数量的48%。设计开发包

4、括虚拟实验系统和实验室的设计开发、虚拟实验模式的设计开发、虚拟实验界面设计、网络课程设计开发、虚拟学习系统的设计;涉及电子电器、机械设计、解剖学、计算机、物理、化学、生物工程、教育技术、检测等学科;类型有二维虚拟实验、三虚拟实验等。可见，关于虚拟实验的设计开发目前是研究热点，学科性质对虚拟实验的研究很重要。关于理论介绍研究的文章占21%，相对较少，方法介绍主要涉及虚拟现实技术的使用、虚拟仪器的演示、虚拟实验室建设;理论概述主要设计虚拟实验的特点、功能、优点、教学影响和创建过程。关于应用研究的文章占12%，涉及计算机操作、电子线路实验、训练测试、医学、成像处理几个方面，共5篇;应用结果和实施建议

5、共7篇;没有关于具体实施过程和方法、教学过程设计的文章。可见，目前在教学中应用虚拟实验室的还不多，对虚拟实验教学的教学设计研究还不够重视。关于工具介绍方面的文章占8%，主要有JAVA3D、CULTSD、X3D、JAVA3D、Flash、Virtools、Mat-lab,Proteus等，涉及每种工具的特点与使用条件。工具没有好与坏之分，只有合不合适之说，只要选择合适的工具，就可以减少设计开发的时间和难度，为使用者提供好的虚拟学习环境和平台。关于现状趋势分析研究的文章只占6%，其中有4篇是对虚拟实验室和虚拟实验系统建设的现状和趋势进行分析，1篇是关于虚拟实验的实证分析，1篇是关于虚拟实验系统存在

6、的认知摩擦问题的研究。可见，目前，很少人对虚拟实验进行反思和评价。关于利用虚拟实验进行教学的教学模式研究的较少，仅占5%，其中3篇关于虚实整合，1篇关于探索式教学模式。虚拟实验虽然不是新事物，但目前，虚拟实验还没有广泛用到我国教学中，对利用虚拟实验进行教学的教学模式和教学设计的研究还不重视。　　3、目前我国虚拟实验研究存在的问题与建议鉴于上述统计分析，我国关于虚拟实验的研究存在以下问题:(1)缺乏系统性研究。关于虚拟实验室设计开发的比较多，对应用虚拟实验进行教学的研究比较少，没有关于虚拟实验教学的教学设计和教学模式的研究，没有关于虚拟实验评价和管理方面的研究。(2)缺乏虚拟实验系统统用模型，造

7、成重复开发、技术对比、资源浪费。(3)虚拟实验开发人员大部分来自高等院教师和研究生，中学一线教师很少参与。　　3.1加强系统性研究第一，要推广现有虚拟实验系统在教学中的应用。通过学生和教师的使用，才知道虚拟实验室的开发与设计是否合理，使用才可能产生效益，学生和教师通过使用，提出需求和建议，推动虚拟实验合理的建设发展。第二，加强对虚拟实验教学模式和设计的研究。虚拟实验虽然不是新鲜事物，但是关于成熟的