虚拟实验系统下协作学习探究

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1、虚拟实验系统下协作学习探究摘要：以学习者为中心的网络教学模式得到了迅速发展，为协作学习提供了良好的条件。网络不受时间和空间限制的特点，使得学生协作学习活动发生在不同地域、不同背景、不同学历的学生间，他们可以通过网络共享学习资源和学习目标，互相切磋学习经验，展开学习竞争，进行情感交流和研究合作，在交流与合作中结成小组或团队。关键词：协作学习虚拟实验系统虚拟实验平台下的协作学习是指在学习者借助计算机网络所构建的协作学习环境（虚拟实验平台）中，让两个或两个以上的学习者，通过实验平台与同伴沟通、协调、合作、互促学习，以完成对知识的意义建构的一种学习形式

2、。网络环境下的协作学习给学生提供了共享信息、交流合作的学习环境，不仅有助于学习者高级认知能力的发展、健康情感的形成和创造性思维的培养，还有助于增强学习者的合作意识、社会交往技能，培养学习者共同学习、共同进步的协作精神。一、虚拟实验系统的应用虚拟实验提出的目的在于弥补传统实验所存在的不足，它利用计算机和网络技术，把一系列软件和硬件有机结合起来，从而实现对真实实验操作和实验结果的计算机虚拟。1虚拟实验系统的特点(1)基于计算机技术，具备先进性和精确性(2)基于模块化和层次化设计思想，具备灵活性和开放性(3)共享程度高(4)强大的交互能力(5)支持协

3、作2虚拟实验系统的分类按实验对象分类，可分为虚拟实验室和远程实验室。各学校研发的虚拟实验室等系统已成为学生交流、学习、研究的对象，这也己经成为一种时尚。在虚拟实验室中,学习者身临其境，按照自己的判断与意向进行各方面的学习体验，能更好感同身受学习，总结出知识道理，有更深刻的印象和更愉快的实验感受。远程实验室以学校、设计院、研究所等机构实验室内实际的物理对象作为远程用户实验的对象。因此，它的设计与实现在安全性和容错能力上比网络虚拟实验室系统难得多。远程实验室系统常常伴有视频和音频反馈到客户端。从研究角度看，还可以根据控制器是在本地还是在远程，将远程

4、实验系统分为远程监控系统和网络控制系统。按多媒体软件分类，可分为电子白板系统和红蜘蛛等教学应用软件。电子白板是一种多用途的实时交流工具，可以应用于网络视频会议、多媒体实时教学、科研讨论等范畴。电子白板系统主要分为两大类：一是基于点对点传输机制的电子白板系统；二是基于组播传输机制的电子白板系统。红蜘蛛软件主要在局域网络上实现多媒体信息的教学广播，是一款实现在电子教室、多媒体网络教室或者电脑教室中进行多媒体网络教学的非常好的软件产品，集电脑教室的同步教学、控制、管理、音视频广播、网络考试等功能于一体，并能同时实现屏幕监视和远程控制等网络管理的目的。

5、二、虚拟实验系统下的协作学习的优势和局限性存在的优势，一共享程度高，由于实验中使用的仪器设备都是用软件实现的，因此该类虚拟实验系统克服了前一类虚拟实验系统在共享方面的限制，真正保证了用户可以随时随地访问系统；二实验成本低，由于所有的仪器材料都通过软件来模拟，因此不需要再另外购买虚拟仪器或是实验材料，大大节约了实验开支。局限性包括，一实验成本还是相对较高。虽然相对于传统实验，这类虚拟实验系统降低了成本，不过由于虚拟仪器是特殊的实验仪器，又需要特殊的接口卡，因此其价格也相对较贵，维护成本也较高；二共享程度有限，需要解决访问冲突的问题。虽然这类虚拟实

6、验系统可以实现异地用户的资源共享，但其共享程度有限，同一时间只能允许一个用户访问一台虚拟仪器，若多个用户多时访问，还需要解决访问冲突的问题；三必须考虑虚拟仪器的安全问题。由于用户通过虚拟实验系统操作的是真实的仪器，因此要防止由于用户的错误操作或者恶意操作所导致的对虚拟仪器的破坏。同时访问的学生数量较多，在这种情况下，如果所有的信息处理请求都需要传回服务器端执行，无疑会使服务器端的工作负载过重，同时，这还会引起响应的延迟，影响交互。总之，协作学习活动主要围绕学习内容开展，并根据学习内容和学习者的认知水平的不同采用不同的活动形式。在活动中，强调学习

7、者本身的能力及教师的组织引导能力。在此过程中首先是学习者自主学习，学习者利用虚拟实验平台提供的学习资源，认知策略进行自学；然后在自学结束后进行协商对话，就自己的问题或因为在协作小组中担当某种角色，去和其他小组成员或辅导教师进行协商与对话；最后学习者在和协作成员协商探讨后，对所学知识进行意义建构。虚拟实验以多层共享为前提，实现了跨越时间和空间的多方协作，虚拟实验模式具备了共享性和协作性。虚拟实验方法和传统实验教学方式结合在一起，以其强大的网络功能和计算机协调和控制作用，形成了一个大的实验教学平台，在这个教学平台上，教师与学生之间，学生之间以其多层

8、共享和多方协作的方法特点，可以轻松地进行信息沟通和知识交流，有益于培养学生在科学研究中的协作能力和互助合作精神。根据在虚拟实验中，实验研究主体之间协作