虛擬仿真技術在學前教學中的應用研究

王芳

摘要：教育信息化是目前教育改革的重要內容，在信息化應用越來越普及的今天，幼兒教育中信息化教學也顯得越來越重要。虛擬仿真技術能通過創設逼真性強、有良好交互性的豐富學習環境來最大限度的支持和滿足幼兒獲取直接經驗的需要，但是目前虛擬仿真技術在學前教育領域的應用非常少。本文從虛擬仿真技術的優勢，在學前教學中的應用展望，存在的問題三個方面進行了闡述。

關鍵詞：虛擬仿真技術；學前教學；情境

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）09-0114-02

云計算、大數據、打印、智能手機等新技術、新媒體的出現顛覆了人們對傳統教學理念和教學方式的理解，帶來了教學方式和學習方式的根本變革。根據教育部《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》的要求，教育信息化成為目前教育改革的重要內容。20世紀90年代虛擬仿真技術就已經成為信息技術在教育領域應用的研究熱點之一，目前在一些本科和高職院校的實驗教學中得到應用，大大提高了教學效果和教學效率，但在學前教育領域應用相對較少。而虛擬仿真技術能為學習者提供盡量真實的學習情境，3-6歲的幼兒正處于以具體形象思維為主的階段，這種容納了直觀、生動、形象知識的學習環境更容易激發起幼兒的學習興趣，也更符合這個年齡階段幼兒的認知發展規律。

1 虛擬仿真技術的應用優勢

目前的學前幼兒教學以游戲化替代了過去的課堂化，但游戲化僅僅是從形式上增加了學習的趣味性，吸引幼兒更多的關注，達到學習目的，但是并沒有從根本上解決幼兒主動學習和創新能力培養等問題。“生活即教育”是著名教育家陶行知先生提出的，我們現在正在踐行的“一日生活皆課程”的教育理念就是來源于它，而這句話反過來說 “教育即生活”其實也是我們在教育中特別是幼兒教育中需要努力的方向，虛擬仿真技術可以讓幼兒在“真實”的生活情境中學習，能最大限度地支持和滿足幼兒獲取直接經驗的需要。其優勢主要體現在以下幾個方面：

1）通過“真實”情境創設，增強幼兒的真實體驗，提高學習興趣。

在《3-6歲兒童學習與發展指南》中明確指出要“創設豐富的教育環境，合理安排一日生活，最大限度地支持和滿足幼兒通過直接感知、實際操作和親身體驗獲取經驗的需要”，《幼兒園教育指導綱要》中也明確提出：“幼兒園應為幼兒提供健康、豐富的生活和活動環境，滿足他們多方面的發展需要，使他們在快樂的童年生活中獲得有益于身心發展的經驗”。逼真的情境符合這個年齡階段幼兒的心理和認知特點，有利于幼兒更好地體驗和觀察，實現“學生中心”的教育觀，也有利于激發幼兒主動學習的動機和提高學習效果。

2）通過模擬突發事件，鍛煉幼兒實際解決問題的能力[1]。

虛擬仿真技術可以盡量真實地展現生活中幼兒可能遇到的各種問題情境，立體化地創設某種氛圍，如模擬自然災害的發生、獨立過馬路、在逛街時與父母走散等情況，通過與虛擬環境的交互讓幼兒沉浸在學習情境中，并且表現出比較真實的反應，教師可以通過觀察和記錄幼兒的表現，更真實、全面地了解幼兒，并給予更有針對性引導、教育。同時 “真實”的情境，也有利于幼兒將所學習到的知識、方法和能力輕松地遷移到生活中，能夠鍛煉幼兒獨立分析問題、解決問題的能力，同時又保證了幼兒的安全。

3）虛擬仿真技術大大豐富了教師教學的手段，為教學設計創新奠定了基礎。

目前的學前教學一般采用實物、模型、掛圖、視頻等手段，很多的生活體驗、學習拓展還需要家長的配合，很大程度上限制了教師的教學設計和課堂教學的效果。有了虛擬仿真技術，教師教學可以突破時空性、安全性等方面的限制，教學過程設計可以更加靈活多變，促進了教學改革，有利于幼兒創新能力的培養和主動學習的實現。

2 虛擬仿真技術在學前教學中的應用展望

2.1 創設學習情境，促進人機互動

通過虛擬仿真技術創設學習情境可以營造氛圍，讓幼兒產生“身臨其境”的感覺，有助于提高幼兒的參與度，鍛煉他們實際解決問題的能力和應變能力。

例如健康領域關于“保護牙齒”主題的學習內容，一般教師會選擇通過幼兒講述自己的牙疼經歷、圖片、視頻等來教學，但是這種方式對于小班的幼兒，或者沒有牙疼經歷的幼兒來講還是比較抽象。如果能利用虛擬仿真技術為幼兒展現與他們相同年齡段幼兒牙齒生病的情境，能讓幼兒像醫生一樣可以清晰地看到“生病”的牙齒是什么樣的，為了讓幼兒能更好地理解，可以運用一些卡通動畫的效果處理；還可以利用虛擬仿真技術創設一些生活情境，例如貪吃糖果、不認真刷牙等等，讓幼兒自己選擇他們平時的生活中的做法，然后根據幼兒的不同選擇呈現牙齒的變化。相信這種在“真實”學習情景中的親身體驗會給孩子更直接、深刻的感受，能更好地幫助他們主動糾正一些不良習慣。

例如語言領域或者社會領域的“祖國真大”主題，虛擬仿真技術可以根據幼兒自己的選擇，把他們帶到他們各自喜歡的不同地方，可以看到、聽到各景點情景，可以感受到游客如織的氛圍，幫助幼兒了解祖國各地景色，訓練他們的語言表達能力，激發他們的民族自豪感。

虛擬仿真技術在科學領域的應用可能更加重要，也許就這樣種下了很多未來的科學家的種子。例如讓孩子觀察某個時期的動植物，這種動植物或者環境已經不存在了，我們沒有辦法讓孩子在現實中去體驗，但是我們利用虛擬仿真技術可以重現當時的場景，孩子可以根據自己的興趣，選擇觀察的事物，遇到不明白的可以通過pad等移動工具拍下它的照片，查閱相關資料。這種“真實”的經歷更容易激發起幼兒的學習興趣，有利于幼兒的個性發展。

“美術展館”“舞臺表演”等虛擬環境能為藝術領域的主題活動帶來全新的多感官“盛宴”，幼兒可以互動選擇自己感興趣的作品欣賞學習，可以觀察所有細節，幫助幼兒更好的模仿，有利于發揮幼兒的學習主動性，調動幼兒的學習積極性。如果幼兒還想了解這個作品相關的更多內容，他可以選擇相關的拓展學習。

幼兒園可以將基于虛擬仿真技術的實驗室分為科學館、生活館、藝術館等不同區域，以利于管理和資源建設。

2.2 多元化的學習空間促進幼兒間協作和共享

在多元化的學習空間中，幫助幼兒形成協作、共享的理念，勇于表達，相互交流，多元發展，樹立基本的集體意識。利用虛擬仿真技術創設某個任務情境，如中班社會活動《誰的本領大》，猴子和梅花鹿爭論誰的本領大，大象提出誰能先摘到河對岸的果子，就誰的本領大。幼兒可以根據自己的喜好選擇角色進行表演，幼兒能在表演過程中體驗到故事的發展過程，例如選擇猴子角色的小朋友，將會體驗到猴子不會游泳，沒法過河，選擇梅花鹿的小朋友將會發現自己眼睜睜地看著樹上的果子卻摘不到，讓他們在各自嘗試的過程中去發現問題所在，進而找到解決問題的辦法。教師教學時不一定是先講故事，而是可以只布置一個故事情境，讓幼兒自己去體會，去發現，幼兒間可以討論交流，尋找摘到果子的方法。這樣遠比老師的簡單說教效果要好很多，不僅可以幼兒真正的學會協作和共享，還能鍛煉幼兒分析問題、解決問題的能力。教師還可以提前預設一些孩子的表現，安排拓展活動，教學時根據實際情況為幼兒設置障礙，鍛煉孩子的應變能力。

3 虛擬仿真技術在幼兒教學應用中存在的問題

3.1硬件技術問題

在虛擬仿真技術還不是非常成熟的今天，還有很多技術問題亟待解決，如用戶體驗還不夠舒適，學習時間受限等，所以當教學中互動性要求不是很高時，我們可以配合全息投影和裸眼3D進行教學[3]。同時國家、地方政府政策上的支持也將大大加快其發展的步伐。

3.2 師資和開發人員問題

學前基于仿真技術的教學資源匱乏，開發人員技術力量不足，幼兒園教師思想上不夠重視。在地方政府的支持下，加強教師培訓，促進教師信息化教學能力的提升，開展教師和開發人員交流活動，使得在技術問題解決的前提下有滿足需要的人力資源，能夠結合學前的專業特點，開發高質量的教學資源。

3.3 教學過程中需注意的問題

1）教師要做到教與學合理平衡，學前教育信息化的本質特征是“恰當地應用信息技術” [3]，過多的利用信息化手段容易造成幼兒的認知負荷。

2）幼兒在虛擬仿真環境下自主學習，教師對整個學習過程的控制力大大減弱，對于那些自控力或學習能力較弱的幼兒，如何更好地為他們提供幫助是對教師的一個挑戰。另外，在虛擬環境中師生關系變得復雜，師生互動減少，如何彌補情感上的缺失也是教師需要考慮解決的問題[4]。

3）根據皮亞杰的兒童認知發展階段論的觀點，3-6的幼兒處于前運算階段，還不能理順整體和部分的關系，而且缺乏守恒[5]，所以太過頻繁的虛擬和現實之間的變換可能會導致幼兒思維混亂，教師需要及時幫助幼兒消除仿真與虛擬環境利用造成的不良心理影響。

雖然從目前來講，虛擬仿真技術在學前教學中廣泛應用還有很長的路要走，但是我們相信，前景是光明的，而且它必將帶來學前教學的全新面貌。

參考文獻：

[1] 夏順輝. 3D 虛擬仿真技術在信息化教學中的運用[J]. 重慶電力高等專科學校學報，2018（5）：26.

[2] 王舒曉. 淺析全息投影、裸眼 3D、虛擬現實技術的區別[J]. 科技論壇，2018（22）：107-109.

[3] 汪基德，朱書慧，張瓊.學前教育信息化的內涵解讀[J].電化教育研究，2013（7）：27-32.

[4] 楊雪，劉春雷，馮璇坤. 虛擬現實技術在幼兒園區域活動中的價值、運用及策略研究[J]. 黑龍江教育，2018（12）：32-34.

[5] 齊建芳，鐘祖榮.兒童發展心理學[M].北京：中國人民大學出版社，2009：49-54.

【通聯編輯：王力】