在5G时代背景下,教育主体可以以数字人的形式出现。数字人,具体指信息科学与生命科学融合的产物,是利用信息科学的方法对人体在不同水平的形态和功能进行虚拟仿真。其包括四个交叉重叠的发展阶段,可视人,物理人,生理人,智能人,终建立多学科和多层次的数字模型并达到对人体从微观到宏观的精确模拟。传统教育中,教师和学生是教育过程中的主体和客体,但是也会受时空的限制,比如春秋时代的孔子和老子能否成为当代学生的老师,比如地处美国的教师能否面对面与中国的学生0距离的交流。虚拟现实提供了一种现实可能,即打造一个数字人参与教育教学过程中来。数字人能够突破时间和空间的限制,参与到教育教学过程中来,从而更好地利用教育资源达到教育目的。教育对象方面,新时代背景下,从小就深受互联网影响的新时代青年逐渐成长起来,他们对于互联网与信息科技的兴趣度超高,因而乐于接受虚拟仿真教育这种前沿科技产品。金角鱼初中物理突出关键素养培养目标,聚焦科学思维和科学探究。静安区声学实验情境
伴随大数据、人工智能、5G和卫星通讯等信息科技的飞速发展,虚拟仿真教育是顺应时代大势的必然方向。纵观世界文明史,人类先后经历了农业变革、工业变革、信息变革。每一次产业技术变革,都给人类生产生活带来巨大而深刻的影响。目前,人类社会已经步入第四次工业变革,工业4.0时代是利用信息化技术促进产业变革的时代,大数据、人工智能、5G和卫星已成为新时代信息科技发展的重要特征,这些科技的发展也将促进虚拟现实技术的飞速发展。教育作为社会发展的强大动力必然要与时代发展和时代趋势相结合,虚拟仿真教育便是新时代新科技变革浪潮下的产儿,成为教育发展的重要方向,必定会在未来的教育领域实现多方面的普及。杭州声学实验教学线上教学巧用虚拟仿真实验,探索物理实验教学新模式。
“动”是促进,“心”是科学思维,“动心”就是促进学生科学思维的发展。课堂上,教师设计课堂教学活动,在课堂活动的互动中激发、促进学生的科学思维,形成能力,培养与发展学生的关键素养。老师通过师生之间问题式的对话引导学生分析变化规律,让学生总结出新结论:1.柱形容器溢出之后液体压力变化量△F液=F浮-G溢2.物体漂浮时△F液=△F容,物体沉底时△F液<△F容。归纳之后,老师又利用金角鱼的“解题分析操作化”,将文本式的静态情境转变为可操作情境,带领学生运用结论解决实际问题,这就使学习构成了一个闭环。
虚拟仿真技术在教学过程中的应用特征
交互性。教育本身是一个信息和知识的传递过程,在大信息背景下,知识本身变得立体化,呈现出多渠道、多元素、多要素等特征,需要教育者进行多方面的信息传输。而传统教学方式,主要靠老师的口头讲授或者文字、图片、视频等。这种教学方式对老师的语言表达能力和教学组织能力要求极高,且不可避免知识在语言传授过程中会出现信息的丢失。虚拟仿真技术使得学生能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟现实环境中,与之产生互动,进行交流。通过参与者与虚拟仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助和启发参与者的思维,以多方面地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。这种立体式、多方面的教学方式使得知识以其本身的面貌进行传授,比较大限度地保留了知识本身的形态。 金角鱼初中物理的应用案例入选《中国智能教育创新实践报告》。
虚拟仿真教育寓教于乐,通过互动体验教学实现快乐教育。新时代背景下,教育与互动体验相融合越来越成为人们的共识。其较大的特点是通过趣味性的互动体验让个体充分参与到教育教学中来,既寓教于乐,同时又超越了单一的娱乐属性,在保存趣味的同时高效地传递知识,让教育者更好地理解和接受知识,从而使得虚拟仿真教育成为高效的教育工具。从哲学发展来看,东西方哲学家都对游戏哲学有着比较一致的认识,即从教育的角度,承认游戏的积极作用。早在古希腊时期,柏拉图就指出游戏是神圣的。康德也指出游戏是摆脱实用与功利,“从一切的强制解放出来”,具有“自由”“单纯”和“娱乐”的特征。席勒指出“说到底,只有当人是完全意义上的人,他才游戏;只有当人游戏时,他才是完全意义上是人”。中国传统文化中道家追求游戏世界,游戏人生。儒家孔子乐学,“饭疏食,饮水,曲肱而枕之,乐亦在其中矣。”“好之者不如乐之者”,指出要以学习为乐,以游戏的心态学习,并乐此不疲,这是一种游戏体验学习的较高境界。金角鱼云平台,以探究为主线,以交互为特征。广州实验
物理课堂与金角鱼教学软件的有机融合。静安区声学实验情境
此次世界慕课大会虚拟仿真实验教学实验,精彩的展示了未来虚拟仿真教学的完备性,表现在不仅有实验教学知识点,有跨越时空的交互操作、有真实与虚拟的直接的动作交互展示,还有通过智能数字人实现教学主体之一——教师的虚拟仿真,包括外形、动作,还包括智能化技术融合的智能理解与分析,创建了完备的虚拟教学环境。我们有理由相信,在更加丰富、完善的教学空间中,能够让学生的认知得到更有效的提升。通过全要素、全流程、智能化的虚拟仿真构建完备性,这也是虚拟仿真教育标准发展的方向。静安区声学实验情境
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