1、建设教师教育虚拟仿真实验教学中心促进实践教学能力培养模式创新摘 要：江西师大依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建了教师教育虚拟仿真实验环境，实现了传统现实情形下无法实现的功能，本文围绕该校教师教育虚拟仿真实验教学中心的资源与平台建设、特色与创新、建设与实施成效等三方面进行深入探索，以期分享经验，促进实验教学信息化，推进虚拟仿真实验教学改革。关键词：教师教育；虚拟仿真实验教学中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2014）05-0029-05为培养师范生实践能力和创新能力，推进实验教学信息化，实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。我校依托国
2、家级教师教育实验教学示范中心，建立了教师教育虚拟仿真实验教学中心，构建了集“学习、实训、实验、测评”于一体的虚拟仿真实验教学环境和资源，实现了共享优质实验教学资源，推动我校教师教育实验教学改革与创新，为实施师范生“三层五段七化”教学实践能力培养模式提供信息化支持，自实施以来，取得了良好效果。一、虚拟仿真实验室资源与平台建设教师教育虚拟仿真实验教学平台依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台，平台通过配置、连接、调节和使用虚拟实验仪器设备进行实验，学生在直观、生动、形象、逼真的图形、动画、三维场景构造的虚拟环境中开展实验演示、实验设计
3、、实验探索、实验操作、实验数据处理、实验能力测试、实验报告生成等实验活动，并具有信息发布、数据收集分析、互动交流、成绩评定与管理、成果展示等功能，实现优质实验教学资源共享，满足我校乃至全省师范生和全省中小学在职教师的虚拟仿真实验教学需求，建立功能强大的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。教师教育虚拟仿真实验教学中心平台主要包括“教师基本技能虚拟仿真实训平台、中学学科教育虚拟仿真实验室、学科专业虚拟仿真实验室、教师职业能力在线测评系统、教师教育网络资源共享与学习平台”，以及网络管理平台和中心门户网站。1.教师基本技能虚拟仿真实训平台（1）教师基本技能虚拟仿真实训室。拥有自主构建和开发的教师基本技能虚拟
4、仿真实训平台，并与相关设备相连接，实现师范生可集中或分散自主开展书法、板书、普通话、演讲、教学设计、说课、模拟课堂授课等项目持续实训，教师远程指导与评价，实训作品展示与评议等功能。实训室建立了师范生开展书法、板书、普通话、演讲、教学设计、说课、模拟课堂授课等实训环境，并配有摄像机、扫描仪、照相机、电脑录音机等设备，可对师范生实训作品实时进行信息化处理，并建立有实训作品上载、管理、分发多位专家评价与指导、实训作品展示、学生互评与学习、评价与指导意见反馈等功能的网络平台，从而实现了实训、上载、网络评价与指导、意见反馈的循环，并可实现一对一远程视频指导，促进师范生教学基本技能训练的常态化。解决传统情
5、况下，师范生基本技能实训无法派足够指导教师现场指导、师范生无法进行常态的互学互评问题。（2）中小学校远程实景课堂。拥有自主构建和开发的中小学校远程课堂采集、上载、传递、存储、管理、展示、分析、评价等功能的网络系统。实现师范生可集中或分散自主开展中小学教师真实课堂远程教学示范、观摩，中小学校心理咨询、教研活动和班级活动远程观摩，聆听中小学优秀教师远程讲座，开展远程听课评课、远程见习，远程实习准备，教师远程实习指导等功能。虚拟仿真中心与 6 所中学、2 所小学、2 所幼儿园相关教室和学校联网，建立了中小学校和课堂在线的环境，随时随地实时或非实时看到联网学校校园和教室教学活动。并开发了可实现实时课堂
6、视频采集、上网、存储、管理、展示；师生观课听课评课听讲座；学生开展远程见习、实习准备；教师远程实习指导等记录；日志、反思、体会、总结的发布、共享、评议；师生交流、讨论，教师指导与咨询；成果展示与评价等功能的网络平台。解决了大规模集体组织师范生到优秀中小学观摩、见习的困难。2.中学学科教育虚拟仿真实验室（1）中学学科教育虚拟实验室。拥有中学数理化生地理虚拟实验室软件系统（网络版），包括：初中、高中数理化生地理教材内容相关的虚拟实验室。提供中学数学几何画板综合性实验 5 个，初中和高中物理、化学、生物、地理 74个虚拟实验。实现初中和高中数理化生地理教材中所有演示实验、学生实验交互展示、师生亲自动
7、手在电脑上自主操作中学教材中所有实验的功能。中心配有中学理化生虚拟实验室软件和计算机网络，为学生提供了一个实验中学理化生完备的虚拟实验室，并且每个虚拟实验，均提供有“实验目的”、“实验仪器和药品”、“实验报告”等内容，学生可以根据以上内容在电脑上自主进行实验。实验结束后，可以在实验报告页面自己填写实验记录以及实验结论和解释的相关内容，另外可以直接打印实验报告。达到既辅导实验教学，又培养实践能力目的。（2）中学学科教育仿真实验室。拥有中学数理化生地理仿真实验室软件系统（网络版），包括：初中、高中数理化生地理教材内容相关的仿真实验室。实现师生自主进行初中和高中数理化地理学科教育的设计性、探索性、综
8、合性实验的功能。中心配有中学数理化仿真实验软件和计算机网络，为师生构建了一个开放、自主、实验器具完备的综合性实验室，提供了各种实验数字化器材，师生可以在这个环境中，就像在真实的实验室一样，可以亲自动手创建所能想像的所有实验场景，开展自主性、设计性、探索性、综合性实验，可根据创新探索和研究需要，搭建实验设备、设置实验变量或材料、控制实验条件或参数，开展创新性实验探索，并展示逼真的现象，提供准确的实验数据以供分析。培养学生实践能力和创新能力。同时，还具有学习平台的功能，教师在日常教学过程中，碰到教学重点或难点时和学生不易理解的内容，就可以通过制作一个简单的仿真课件，让学生显而易见的明白复杂的道理；
9、学生也可以通过该平台，充分发挥自己的创造力，进行探究性的学习。3.学科专业虚拟仿真实验室拥有 Matlab、Lindo、LINGO、Mathematica、Maple、SAS、spss、Excel、systemview、HFSS、ArcGIS，Google Earth、AutoCAD、MapGIS 等软件，大学物理仿真实验系统，大学化学虚拟仿真实验系统，以及经济、管理类虚拟仿真软件系统，可开展数学、物理、化学、生物、地理、教育经济与管理 6 个学科专业 47 门课程的虚拟和仿真实验，提供 211 个学科专业虚拟仿真实验项目。（1）数学专业虚拟仿真实验室。使用 Matlab、Lindo、LING
10、O、Mathematica、Maple、SAS、spss 等软件，可实现高等数学、数学建模、数学综合、统计分析 4 门课程 27 个项目的演示性计算机模拟实验，设计性、探索性的综合创新性实验。并具有实验演示、课件制作、实验探索、数据处理等功能。（2）物理专业虚拟仿真实验室。使用 Matlab、systemview、HFSS、CCS、TD-SCDMA 等仿真软件，以及大学物理仿真实验系统实现普通物理、近代物理、电子等 6 门课程 30 个项目物理专业实验教学。并实现实验演示、实验设计、实验操作、实验数据处理、实验报告生成等功能。（3）化学专业虚拟仿真实验室。使用大学化学虚拟仿真实验系统，可实现无
11、机、有机、物理化学、滴定分析、红外光谱分析等化学专业 4 门课程 36 个项目虚拟仿真实验，可实现实验演示、实验准备、实验设计、实验操作、实验数据处理、实验报告生成等功能。（4）生物专业虚拟仿真实验室。可开展植物、动物、细胞与遗传、生物与分子、生态学等 13 门课程生物专业的 43 个项目虚拟仿真实验，并具有强大的数据处理功能。（5）地理专业虚拟仿真实验室。使用 ESRI ArcGIS Desktop、MAPGIS、ERDASIMAGINE、VRP 等可开展自物地理、GIS 与遥感、天文等地理专业 10 门课程 15个项目的虚拟仿真实验，并具有强大的数据处理、参数设置、三维图像动态生成与演示等
12、功能。（6）教育经济与管理虚拟仿真实验室。应用 SPSS、财务会计管理会计教学系统、独立审计协同作业系统、实验室管理平台、股指期货套利模拟系统、虚拟交易所、金融市场投资分析平台、行业机房业务流程支撑系统等软件系统等，可开展教育统计、教育测量、教育评估、题库建设、证券投资与分析、国际结算、电算化会计、会计基础、经济学实验、项目评估、资产评估、财务分析、理财电算化、投资学、财产保险、人身保险、经典投融资案例分析等 10 门课程的 15 个项目虚拟仿真实验。可实现实验演示、实验准备、实验设计、实验操作、实验数据处理、实验报告生成等功能。4.教师职业能力在线测评系统（1）教育理论素养在线测评。自主开发
13、了师范生教育理论素养测评题库和在线考试平台，建立了覆盖教育学、教育心理学、教学设计、学科教学论、基础教育改革等课程的题库系统。实现网络报名，准考证生成、打印，在线登录、自动组卷、在线考试，自动评分，成绩管理、成绩查询等功能。师范生可随时登录，进行在线考试，考试题型为：选择和判断题、情景题，教学设计、教案设计。答卷提交后，系统自动评分。（2）教师基本能力在线测评。自主开发了教师基本能力在线测评系统，实现教师基本技能（书法、板书、普通话、教学设计）、教学基本能力（课件制作、演讲、说课）、课堂模拟教学能力等单项技能和综合能力的在线测评功能。建立了师范生开展书法、板书、普通话、演讲、教学设计、说课、模
14、拟课堂授课等项目测评环境，并配有摄像机、扫描仪、照相机、电脑录音机等设备，开发了链接和整合相关设备的网络平台，平台具有信息采集、测评作品上载、管理、电子学档、网上发给 35 位专家评分与评议（设置有专家评卷误差控制）、学生互评与互学、分数与评议意见管理、成绩查询、评议意见反馈、按要求生成成绩表、打印成绩表和评议意见、专家诊断结论和建议、一对一的对话与辅导等功能，便于指导师、督促和激励范生进一步学习，也便于师范生教师开展常态的才是基本技能训练和基本能力全员测试。5.教师教育网络资源与学习平台（1）师范生教学技能培养网络资源库。拥有师范生基本技能网络学习资源（书法、板书、教学设计、普通话、礼仪、沟
15、通、演讲、科学与文化素质、艺术素养等），教学能力网络学习资源（教学设计、说课、课堂教学、教学艺术、课堂教学组织、教师语言、课堂观察、教学方法与策略、课堂调控、教学反思、教研活动组织等），班级工作网络学习资源（班主任工作、班级管理、班级活动设计、班级活动组织、主题班会、心理咨询、家校沟通等），中小学学科教育案例库（中小学各学科名师课堂、优秀教学视频、优秀教学设计、优秀教学案例等），教育技术网络学习资源（课件教学设计、课件制作、网络教学资源应用、信息技术与课程整合、教育技术应用案例、学校教育技术环境建设等）。（2）师范生网络远程学习平台。实现师范生网络远程学习，教师辅导、在线答疑，作业提交、互动交
16、流、学习论坛，教学日志、教学反思、研修成果提交与展示、成绩评定等功能。（3）江西省中小学教师网络研修工作室。开发了教师网络研修工作室平台，拥有经省教育厅认定的中小学特级教师和学科带头人主持建设的网络研修工作室800 余个，按 1 带 10、10 带 100 形成教师网络研修团队和研修社区，以教研带动教师研修和成长。每个工作室设有：工作室动态、研修资源、主题教修方案与动态、教修成果展示、教修成果与故事、研修博客、教师生活等。围绕某一教学实际主题，研修室研修团队开展教研活动，将研修成果（如：优秀课例、教学设计、教案或学案、活动方案，研修心得、体会、反思，以及结合教学或学习的感悟、教学反思、教学随笔，教师生活、人生感悟、师德修养，现象观察的反思及感悟，与主题相关的经典文章等）发布在工作室网站上。师范生可根据自身教学技能发展需要，申请加入任何一个教师工作室，作为其中成员，参加教研活动，促进能力发展。