基于移動學(xué)習(xí)的三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

路春燕 胡艷

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育教學(xué)改革進(jìn)程中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)教學(xué)模式存在師生互動不足、教學(xué)效果和效率欠佳等問題。該文針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)、無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，提出基于移動學(xué)習(xí)的三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，在該模式下，學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)活動將不再受時間、地點(diǎn)、地點(diǎn)、設(shè)備、環(huán)境、教學(xué)方式以及師生關(guān)系等多方面的約束;此外，在移動學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生是教學(xué)的主體而非客體，教學(xué)效果和效率明顯提高。對該模式進(jìn)行實(shí)證研究，結(jié)果表明：與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，基于移動學(xué)習(xí)的三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式具有一定先進(jìn)性，是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的有益補(bǔ)充，且對教育創(chuàng)新、教育改革等方面具有積極推動作用。文后就該模式發(fā)展存在的問題進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：后疫情時代;移動學(xué)習(xí);虛擬實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式

中圖分類號：G642? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2021）02-0114-05

1 引言

以計算機(jī)為主要載體高新技術(shù)的迅猛發(fā)展與高度普及，引發(fā)了教育行業(yè)的變革，移動學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)以及慕課等創(chuàng)新性學(xué)習(xí)模式相繼出現(xiàn)，對教育教學(xué)改革的進(jìn)程起到了積極地推動作用[1-3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教育教學(xué)的重要部分亦受到高新技術(shù)發(fā)展的重要影響。

移動學(xué)習(xí)借助于平板電腦、智能手機(jī)等可移動電子設(shè)備進(jìn)行教育教學(xué)與學(xué)習(xí)活動，其最大特點(diǎn)為學(xué)習(xí)者可不受時間、地點(diǎn)以及環(huán)境等限制開展學(xué)習(xí)活動[4-7]。目前，移動學(xué)習(xí)從理論研究到實(shí)際應(yīng)用深入推進(jìn)，應(yīng)用前景越發(fā)廣闊，已成為高校信息化建設(shè)的重點(diǎn)與學(xué)習(xí)模式發(fā)展的主體方向[8]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)合成出可與用戶進(jìn)行感官感覺交互反饋的虛擬世界，該世界具有高度的仿真性與實(shí)時性。在教育培訓(xùn)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育科研、仿真校園、虛擬實(shí)驗(yàn)、安全培訓(xùn)、交互式娛教平臺等方面應(yīng)用廣泛且發(fā)展快速，促進(jìn)了教學(xué)模式的變革和教育理念的創(chuàng)新[9，10]。

目前，在國內(nèi)眾多高等院校中，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍多為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，該模式完全依賴于物理設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對時間的要求也較為嚴(yán)格，在不同程度上影響師生互動以及教學(xué)效果。相比而言，移動學(xué)習(xí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用突破了此限制，有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率與效果。

2 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下開展教學(xué)活動的制約因素包括多個方面（見表1）。在客觀條件上，約束因素主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：時間約束在指定的上課時間;地點(diǎn)約束在指定的實(shí)驗(yàn)場所;實(shí)驗(yàn)工具約束為電腦、試管等硬件設(shè)備或材料;實(shí)驗(yàn)環(huán)境約束為適應(yīng)課程要求的建筑、設(shè)備以及其他滿足溫濕度等局部環(huán)境條件或滿足密封性等特殊實(shí)驗(yàn)要求搭建的物理實(shí)體。就教學(xué)模式本身而言，約束因素主要體現(xiàn)在教學(xué)方式與師生關(guān)系兩方面。教學(xué)方式采取教師講解，學(xué)生模仿的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)形式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由教學(xué)大綱約束;師生關(guān)系則是一對多、施與授的主客關(guān)系。

由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對教學(xué)活動的開展具有多方面的限制，因而產(chǎn)生以下主要問題[11-13]：

2.1 因材施教難以實(shí)現(xiàn)

在知識層次、學(xué)習(xí)能力、知識基礎(chǔ)等方面，不同學(xué)生具有較大差別。因此，同樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，相同專業(yè)的不同學(xué)生其接受力差異性明顯。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式忽略了此差異，完全按照大綱要求和進(jìn)度安排完成教學(xué)內(nèi)容，因而難以實(shí)現(xiàn)因材施教，使得整體教學(xué)效果欠佳。

2.2 師生互動不足

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，由于教學(xué)時間、地點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境和設(shè)備等方面的限制，教師僅可采取集中授課的形式開展教學(xué)活動。一個教師往往需同時面對幾十乃至上百個學(xué)生進(jìn)行授課，因此難以對每個學(xué)生有足夠的關(guān)注。由此導(dǎo)致了師生互動過少，教師不易發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中的問題和不足，而學(xué)生由于問題得不到適當(dāng)?shù)胤答伻菀仔睦砩铣霈F(xiàn)厭學(xué)怠學(xué)狀態(tài)，從而形成雙向惡性循環(huán)，不利于教學(xué)活動的開展。

2.3 忽視學(xué)生綜合利用知識解決問題能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，教學(xué)方法單一。教師在課堂上對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行講解和演示，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行簡單地模仿，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。而學(xué)生主動能動性和自主創(chuàng)新能力沒有得到啟發(fā)與培養(yǎng)。此教學(xué)模式易于使得學(xué)生出現(xiàn)“高分低能”現(xiàn)象，難以滿足社會對人才的需求。

2.4 教學(xué)效果不夠理想

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備狀況在很大程度上決定了教學(xué)效果的好壞。對于教學(xué)硬件較差的學(xué)校，往往因?yàn)槿鄙倌撤N昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和適宜的實(shí)驗(yàn)場地等問題，而無法對學(xué)生進(jìn)行直接性教學(xué)，由此易于造成學(xué)生對知識理解掌握方面的諸多問題。此外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，知識表示過于抽象。具體教學(xué)過程多為教師通過課件等多媒體手段進(jìn)行知識講解，再利用PPT、Flash等演示實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)果。文字、二維動畫等形式的信息表達(dá)能力遠(yuǎn)低于三維可視化方式對信息的表達(dá)能力，僅應(yīng)用二維信息表達(dá)形式降低學(xué)生對學(xué)習(xí)知識的興趣。

2.5 限制因素過多，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度和主動性

由于限制因素過多，學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度亦受到影響。高等教育不同于初級教育，其自由時間相對較多。當(dāng)學(xué)生時間充足可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時，往往由于不在上課時間，或者實(shí)驗(yàn)室被占用等因素?zé)o法進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。而集中授課階段，學(xué)生也可能出現(xiàn)由于身體不適、其他同學(xué)干擾等因素不能高效學(xué)習(xí)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性降低。

2.6 課外訓(xùn)練過少

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，學(xué)生學(xué)習(xí)主要集中在教室和實(shí)驗(yàn)室，而課外訓(xùn)練較少。課外訓(xùn)練是課堂教學(xué)的延伸，充分利用課外時間進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)有利于鞏固學(xué)習(xí)效果，且易于在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題，并有針對性地解決問題。在坐車、排隊等情形下，利用碎片時間進(jìn)行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、提交作業(yè)等學(xué)習(xí)活動，可提高時間利用率，加強(qiáng)課外訓(xùn)練。

3 基于移動學(xué)習(xí)環(huán)境的三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

3.1 學(xué)習(xí)模型和體系結(jié)構(gòu)

在基于移動學(xué)習(xí)環(huán)境的三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的制約因素對教學(xué)活動開展的限制強(qiáng)度變?nèi)酰绫?所示。教學(xué)時間由指定的時間變?yōu)槿我饪臻e的時間碎片;教學(xué)地點(diǎn)由固定實(shí)驗(yàn)室變?yōu)槿我獾攸c(diǎn);教學(xué)環(huán)境由物理設(shè)備搭建的符合實(shí)驗(yàn)要求的環(huán)境變?yōu)橥ㄟ^軟件手段模擬的不受封閉性環(huán)境條件影響的虛擬環(huán)境。由此，時間、地點(diǎn)與環(huán)境制約因素對實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展的制約力降為0。

教學(xué)設(shè)備由昂貴的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備變?yōu)閮H需一臺移動智能終端;教學(xué)方式由課堂教學(xué)變?yōu)閷W(xué)生自由選擇學(xué)習(xí)方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí);師生關(guān)系由一對多的施與授關(guān)系變?yōu)槎鄬Χ嗟膶W(xué)習(xí)交流關(guān)系，這三個制約因素對實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的制約力仍然有，但已變得極弱。

在移動學(xué)習(xí)環(huán)境下，三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可將客觀環(huán)境通過軟件手段模擬轉(zhuǎn)化為三維虛擬環(huán)境，學(xué)生通過轉(zhuǎn)化后的虛擬環(huán)境開展實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。學(xué)習(xí)活動可在任意空閑時間和地點(diǎn)進(jìn)行。同時，學(xué)生與教師間可通過該三維虛擬環(huán)境進(jìn)行多對多的學(xué)習(xí)交流。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的學(xué)習(xí)模型圖如圖1所示。

由圖1可知，在三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生不僅是教學(xué)的客體，同時也是掌握教學(xué)節(jié)奏和主動權(quán)的主體。相比而言，教師則喪失部分的主體地位，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起輔助和指導(dǎo)作用，而不直接參與教學(xué)活動的規(guī)劃、管理和實(shí)施。該模式的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生的主體地位體現(xiàn)在選擇和控制兩個方面。可選擇項有學(xué)習(xí)時間、地點(diǎn)和內(nèi)容，可控制項有學(xué)習(xí)進(jìn)度、目標(biāo)和學(xué)時。教師喪失部分主體地位后，其輔助作用體現(xiàn)在解答問題、指導(dǎo)學(xué)習(xí)方向、批改作業(yè)等方面，與學(xué)生交流內(nèi)容既可以是技術(shù)前沿也可以是學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。

在這種情況下，教學(xué)模式的客體不再是學(xué)生，而是虛擬環(huán)境。不論是學(xué)生還是老師，都必須通過虛擬環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。虛擬環(huán)境的主要作用是對實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、過程和結(jié)果進(jìn)行模擬。

3.2 問題分析

移動學(xué)習(xí)的研究已成為近年來教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，如教育部的“移動教育”項目、“移動教育理論與實(shí)踐”試點(diǎn)項目、北京大學(xué)移動教育實(shí)驗(yàn)室、中央民族大學(xué)的“移動數(shù)字校園”等[14，15]。但基于移動學(xué)習(xí)的三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的研究卻相對較少，平臺建設(shè)更是如此。

有數(shù)據(jù)表明，移動設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)流量已超過互聯(lián)網(wǎng)總流量的20%，且仍持續(xù)增長，傳統(tǒng)桌面設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)流量所占百分比則在持續(xù)下降[16]。對移動設(shè)備的普及率，本文研究人員選擇了福建農(nóng)林大學(xué)本科二年級的部分學(xué)生進(jìn)行移動設(shè)備的普及率調(diào)查，結(jié)果顯示：95.08%的學(xué)生持有移動設(shè)備，且在持有移動設(shè)備的學(xué)生中，91.38%擁有2種以上移動設(shè)備。由此可知，開展基于移動學(xué)習(xí)的三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)研究已具備條件。

目前，移動智能終端主流操作系統(tǒng)為安卓和蘋果操作系統(tǒng)，均具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。此外，其信息存儲空間也越來越大，同時支持使用存儲卡等外接設(shè)備進(jìn)行存儲空間擴(kuò)容。目前，存儲卡的容量可達(dá)到32G乃至更高，使得虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件得到滿足。

綜上所述，基于移動學(xué)習(xí)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究條件已成熟，但在其研究過程中仍存在一定的問題。虛擬現(xiàn)實(shí)場景中，所有虛擬對象被分解為點(diǎn)、線、面三種數(shù)據(jù)元素，并以三維坐標(biāo)的形式存儲于計算機(jī)中。由此，使得需要存儲的數(shù)據(jù)量大。虛擬場景的真實(shí)度越高，虛擬對象涉及的細(xì)節(jié)就越多，其點(diǎn)、線、面的數(shù)量就越多，相應(yīng)的數(shù)據(jù)量就越大。

但是，移動智能終端傳送數(shù)據(jù)依靠無線網(wǎng)絡(luò)、wifi、移動通信網(wǎng)絡(luò)等低帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量過大，會造成系統(tǒng)崩潰、網(wǎng)絡(luò)阻塞等問題。另一方面，移動學(xué)習(xí)對信息反饋的實(shí)時性和交互性要求較高，若傳輸速度達(dá)不到要求，會降低用戶體驗(yàn)效果，導(dǎo)致系統(tǒng)無法滿足可用性和健壯性的要求。

因此，基于移動學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，解決數(shù)據(jù)量大與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境數(shù)據(jù)存儲能力低和網(wǎng)絡(luò)帶寬低之間的矛盾是其首要任務(wù)和根本目標(biāo)。

解決措施主要包括以下幾個方面：

3.2.1 減少數(shù)據(jù)量

為減少數(shù)據(jù)量，可采用多種優(yōu)化技術(shù)或策略。例如，細(xì)節(jié)層次（LOD）技術(shù)可將場景按一定的規(guī)則劃分為不同的細(xì)節(jié)層次，對于當(dāng)前需要獲取焦點(diǎn)的虛擬場景，調(diào)用高細(xì)節(jié)層次的場景模型，否則調(diào)用低細(xì)節(jié)層次的場景模型;全景圖技術(shù)可把實(shí)景照片數(shù)字化拼接，生成虛擬場景，既能保證高真實(shí)度，又可大幅降低數(shù)據(jù)量;此外，可根據(jù)需要將虛擬場景分解成多個子場景，系統(tǒng)運(yùn)行時只調(diào)用相關(guān)子場景即可，此策略同樣可有效降低數(shù)據(jù)量。

3.2.2 控制傳輸數(shù)據(jù)

在帶寬無法有效擴(kuò)大的情況下，可對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行控制，從而達(dá)到提高傳輸速度的目的。例如，系統(tǒng)運(yùn)行時并不需要將所有虛擬場景通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，而將一些調(diào)用率較高的場景文件存儲在移動智能終端本地。此外，移動智能終端可根據(jù)接收到的核心數(shù)據(jù)決定調(diào)用哪些虛擬場景以及虛擬場景需要做哪種變換，由此有效提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取：诵臄?shù)據(jù)包含了場景文件名、場景對象控制信息等，這些數(shù)據(jù)可根據(jù)需要從本地調(diào)取或者從服務(wù)器獲取。

3.2.3 有效組織信息

信息可表示為文字、圖片、動畫、視頻等多種形式，構(gòu)建三維虛擬場景的根本目的在于提高信息表達(dá)的效果和效率。三維虛擬場景構(gòu)建完成，其包含的二維信息仍具有其原有價值。多種不同的信息表達(dá)形式相結(jié)合，其表達(dá)效果和效率均可得到提升。同時，由于二維信息具有數(shù)據(jù)量低的特點(diǎn)，因此適當(dāng)利用此類信息可加速系統(tǒng)運(yùn)行，減少系統(tǒng)資源的占用等。

某三維實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺運(yùn)行界面如圖3所示。由圖3可知，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺以三維虛擬場景的形式進(jìn)行展示，并且在該場景中使用包括文字、圖片、按鈕等二維信息集成的控制面板，用以進(jìn)行當(dāng)前場景信息或安全培訓(xùn)步驟的展示與提示。在面板上，既可以顯示提示信息、知識內(nèi)容，也可以運(yùn)行題庫供用戶練習(xí);在不使用時，可將其隱藏至后臺運(yùn)行。此外，所有信息被嵌入至網(wǎng)頁中，相互之間不產(chǎn)生干擾。綜合利用多種信息表達(dá)形式，其效果明顯優(yōu)于僅使用一種或幾種信息表達(dá)形式。

3.3 與傳統(tǒng)教學(xué)模式對比分析

為明確與量化傳統(tǒng)教學(xué)模式與移動學(xué)習(xí)教學(xué)模式下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)，本研究以福建農(nóng)林大學(xué)計算機(jī)與信息學(xué)院（以下簡稱農(nóng)大計算機(jī)學(xué)院）實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)為研究對象，通過調(diào)研與問卷調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)：相比傳統(tǒng)教學(xué)模式，移動學(xué)習(xí)教學(xué)模式在多個方面具有優(yōu)勢。主要包括以下幾個方面：

3.3.1 實(shí)驗(yàn)建設(shè)投入成本低

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程的要求建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，其成本投入包括實(shí)驗(yàn)室場地成本、實(shí)驗(yàn)儀器采購成本、實(shí)驗(yàn)環(huán)境維持成本以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備維護(hù)成本等。農(nóng)大計算機(jī)學(xué)院某校區(qū)計算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，在不考慮場地、水電、物業(yè)等費(fèi)用的前提下，在設(shè)備方面每間實(shí)驗(yàn)室需投入約54萬，強(qiáng)弱電布線方面需投入約16萬，共計投入70萬左右。對于其它需使用貴重儀器的實(shí)驗(yàn)室，其成本更高。由于硬件設(shè)備在長期進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)的過程中，磨損、損壞等現(xiàn)象常有出現(xiàn)，因此若考慮維護(hù)成本，實(shí)驗(yàn)室投入成本則更高。而在移動學(xué)習(xí)環(huán)境中，實(shí)驗(yàn)室場地?zé)o需投入，硬件設(shè)備的投入則分?jǐn)傊撩课粚W(xué)習(xí)者。同時，虛擬場景中實(shí)驗(yàn)環(huán)境維持、設(shè)備維護(hù)等亦無需投入。

3.3.2 實(shí)驗(yàn)效率高、效果好

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工具對實(shí)驗(yàn)的描述多具有抽象性。例如數(shù)字電路、建筑設(shè)計等課程，需講解的內(nèi)容多以抽象程度較高的概念、理論以及二維平面圖進(jìn)行展示，不易于學(xué)生的理解與掌握。相比之下，通過虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，可通過三維虛擬場景對所教授內(nèi)容進(jìn)行立體展示，更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從而提高教學(xué)效率與效果。

3.3.3 促進(jìn)師生交流

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要以教師演示、學(xué)生模仿的形式進(jìn)行。由于課時等的限制，教師演示后，若學(xué)生在模仿過程中遇到疑惑或困難，往往無法得到教師的及時反饋。課后，師生間的交互較少。采用基于移動學(xué)習(xí)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，可有效地改善這種情況。每個持有移動智能終端的教學(xué)對象，均可隨時隨地進(jìn)行交流。

問卷調(diào)查顯示，受訪學(xué)生中僅有15.00%認(rèn)為與教師互動對學(xué)生沒有幫助，但完全不與教師進(jìn)行互動的學(xué)生高達(dá)46.67%，表明學(xué)生有意愿與教師通過互動提高學(xué)習(xí)效率，但卻缺少有效的互動渠道。而另外53.33%的與教師存在互動行為的學(xué)生中，通過移動設(shè)備進(jìn)行互動的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的81.25%，表明通過移動設(shè)備與教師進(jìn)行互動是師生交流的主要途徑。

3.3.4 有效利用時間碎片

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，受到時間、地點(diǎn)等的嚴(yán)格限制。問卷調(diào)查顯示，僅有13.79%的學(xué)生在課堂之外會進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，與教師間的互動行為，主要發(fā)生在課堂討論或自習(xí)時間。對碎片時間利用率低。

相比之下，在基于移動學(xué)習(xí)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)者可在坐車、排隊等碎片時間內(nèi)自主進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可利用碎片時間與教師互動，對提高時間利用率及學(xué)習(xí)效率具有促進(jìn)作用。

3.3.5 突出學(xué)生的主體地位，加強(qiáng)個體能力培養(yǎng)

問卷調(diào)查顯示，在基于移動學(xué)習(xí)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，93.44%的學(xué)生有主動學(xué)習(xí)的行為，而在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下僅有13.79%的學(xué)生有主動學(xué)習(xí)的行為。分析其原因，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師為主體，學(xué)生只能被動接受。在基于移動學(xué)習(xí)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生成為主體，教師成為輔助學(xué)習(xí)的半主體。學(xué)生可自己選擇學(xué)習(xí)時間、地點(diǎn)、科目、內(nèi)容、進(jìn)度等，并且在獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)過程中，易于提高個人的素質(zhì)與能力以及學(xué)習(xí)效率。

3.3.6 學(xué)生主動性增強(qiáng)

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，由于限制過多，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性整體較低，且易于出現(xiàn)“師生互動過少—學(xué)生自暴自棄—學(xué)生不主動學(xué)習(xí)”的惡性循環(huán)。即使對于優(yōu)秀學(xué)生而言，學(xué)習(xí)的動力多出于壓力，而非興趣。問卷調(diào)查顯示，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，僅有37.7%的學(xué)生會在課堂討論或自習(xí)時間與教師互動。

新的教學(xué)模式下，由于三維虛擬實(shí)驗(yàn)的引入，學(xué)生能夠直觀地了解知識、學(xué)習(xí)知識，且可更好地進(jìn)行師生交流，學(xué)習(xí)主動性明顯增強(qiáng)。調(diào)查表明，在基于移動學(xué)習(xí)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，受訪學(xué)生中僅有14.75%認(rèn)為課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)效率高于主動學(xué)習(xí)的效率。

從以上幾點(diǎn)可以看出，移動學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，相比傳統(tǒng)教學(xué)模式具有多種優(yōu)勢，并且對于傳統(tǒng)教學(xué)模式中常見的問題，均有不同程度的緩解或改善。

4 結(jié)束語

與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，移動學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式具有一定的先進(jìn)性，且有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。同時，在移動學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，成本投入大大降低，極大地利于其未來應(yīng)用、開發(fā)和推廣。但需指出的是：盡管移動學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式具有較大優(yōu)勢，但在具體教學(xué)過程中該模式仍需傳統(tǒng)教學(xué)模式加以輔助。主要原因在于，由于移動智能終端由學(xué)生自備，設(shè)備的充分性難以保證;在移動學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)的主體為學(xué)生，教師對教學(xué)活動的控制和干涉存在一定程度的困難。

從未來發(fā)展方向看，三維“立體課堂”的出現(xiàn)是必然趨勢。與遠(yuǎn)程教學(xué)相結(jié)合，三維慕課系統(tǒng)等新的教學(xué)形式將相繼出現(xiàn)，對教育發(fā)展和改革將起到積極的推動作用。今后，多種技術(shù)結(jié)合的教學(xué)模式是值得深入研究的重點(diǎn)。

——————————

參考文獻(xiàn)：

〔1〕劉錦峰.中國智慧學(xué)習(xí)環(huán)境研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢——以知網(wǎng)學(xué)術(shù)論文研究為視角[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2020，31（06）：356-358.

〔2〕劉來華.移動學(xué)習(xí)背景下的高校體育教學(xué)資源設(shè)計原則及對策[J].信息系統(tǒng)工程，2020（11）：127-128.

〔3〕趙磊.高校MOOC創(chuàng)新擴(kuò)散動因及路徑研究[D].大連理工大學(xué)，2017.

〔4〕閻瑞華，宋漢君，潘宏偉.移動學(xué)習(xí)環(huán)境下高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)PBL模式的創(chuàng)新和實(shí)踐[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2015（03）：46-47.

〔5〕劉嬋.基于云計算技術(shù)的高校教育在線管理系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2020，43（11）：97-100.

〔6〕胡欽太，鄭凱，黃昌勤，等.面向移動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源組織關(guān)鍵技術(shù)研究[J].華南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，46（05）：26-31.

〔7〕王德宇，宋述強(qiáng)，陳震.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校創(chuàng)客教育中的應(yīng)用[J].中國電化教育，2016（10）：112-115.

〔8〕孫恒.智能移動終端的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（02）：132-136.

〔9〕周婷，殷瑾，楊文.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在大學(xué)生創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，34（05）：145-146.

〔10〕王定平.淺談高校電子商務(wù)與物流專業(yè)移動學(xué)習(xí)實(shí)踐教學(xué)模式[J].現(xiàn)代營銷（經(jīng)營版），2018（12）：224.

〔11〕徐靜，孫藝平，宮德正，劉克敏，朱亮，徐紅.基于多元化實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)的機(jī)能學(xué)教學(xué)模式改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（12）：191-194+201.

〔12〕薛愛芹，田荊華，吳琪，陳魯曼，郭新慶.移動學(xué)習(xí)環(huán)境下的形態(tài)學(xué)課程群實(shí)驗(yàn)教學(xué)之初探[J].科教文匯（上旬刊），2019（07）：102-103.

〔13〕姚婉清，楊柏高，鐘思詩，彭夢俠.基于慕課的高校實(shí)驗(yàn)課程混合式教學(xué)模式研究[J].廣西教育學(xué)院學(xué)報，2019（06）：177-180.

〔14〕周琴，舒秋明，徐蕊玥.基于知識圖譜分析的國內(nèi)外移動學(xué)習(xí)研究熱點(diǎn)比較[J].信陽師范學(xué)院學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2020，40（04）：60-65.

〔15〕李佳頤，張秀蘭.大學(xué)生移動學(xué)習(xí)特點(diǎn)及影響因素[J].辦公自動化，2021，26（01）：38-40+9.

〔16〕田嵩.混合云下泛在移動學(xué)習(xí)環(huán)境在阿語課程教學(xué)中的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)研究[J].電化教育研究，2015（01）：96-102+114.