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专题3-7:智慧学习资源案例分析
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案例一:全息投影
全息影像是真正的三维立体影像,观察者不需要佩戴眼镜或任何其他的辅助设备,裸眼就可以从任意的角度观看到立体的影像。全息显示技术与裸眼3D是两个不同的概念,全息显示技术可以动态的全息显示,没有并且没有视角的限制,可以从不同的角度看到不同的画面,更加接近现实的影像。而裸眼3D对观看角度和观看都有严格的要求。目前,全息影像技术的应用正在不断深入,在电影、表演、广告以及科研等诸多领域都实现了应用。比如,在电影方面,《星球大战》以及《眼镜蛇的崛起》等一系列电影,都充分应用了 3D 全息投影技术,实现了十分精良的 3D 特效制作[1]。如果将全息影像技术应用于现代教学环境中,便可以将抽象难懂的知识使用全息影像技术以立体的、真实的展现出来,使学生更容易接受与理解,有利于提高学生的学习效果和教学水平。
不同于传统的学习资源,全息影像教学资源具有以下特点:
(一)立体化的学习内容
传统的学习资源一般都是以纸质的书本、ppt课件、2D视频等形式呈现出来,这些展现形式都是将学习内容换了一种形式表现出来,学习者只能观看到平面的内容。而全息影像可以将书本内容立体化,给学习者提供更加直观的学习感受,使学习者拥有更好的空间感知能力。例如,在对数学课程中的几何结构进行讲解时,使用全息影像技术进行展示,将几何体立体化的呈现出来,学习者能够对几何的空特性有更加清楚的认识,可以大大提高学习效果。
(二)沉浸式的学习过程
全息影像技术可以使学习者从任意角度裸眼观看立体化的影像,学习者可以走进影像中从不同的角度进行观察,营造出一种身临其境的效果[2],可以激发学生的学习者的学习兴趣,学习者的注意力也能够保持集中。在这个学习过程中全息影像可以模拟学习实验的过程,将不同的知识点使用影像动态的联系起来,有利于构建学习者的知识体系。
(三)高效的教学效果
教师通过使用全息影像教学资源可以节省课前的教学准备时间,将更多的精力用于教学环节的设计上,有利于提高教学效果。同时,学习者通过全息影像学习资源来学习知识内容也能够更快的形成自己的知识体系,对学习内容有更好的掌握。
目前,全息影像技术在教育中的应用较少,很大一部分原因在于全息影像技术的开发仍处于初期阶段,全息影像教学资源的开发成本较高,难度较大。但是,随着全息技术的不断发展与普及,在未来的教学中,全息影像教学资源将会成为教学中不可缺少的资源,推动教学的发展与进步。
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案例二:cMOOC
cMOOC(ConnectivistMassiveOnlineOpenCourse)指基于关联主义理论的MOOC[3],即知识是网络化联结的,学习是连接专门节点和信息源的过程[2]。cMOOC通过将时新学习理论融入课程内容、课程组织过程,将新技术(尤指社交媒体技术)应用于学习过程人际互动,较好地体现了MOOC的开放性、大规模、自组织和社会性等特征[4]。本文将从以下几个方面进行分析:
(一)理论方面
Siemens(2012)指出,cMOOC的核心包括:关联主义、知识建构、师生协同、分布式多空间交互、注重创新、同步与共鸣、学习者自我调节等[5]。基于联通主义的cmooc,将全世界的学习者依据某个特定的主题联结起来,每个学习者都是一个知识节点,cMOOC充分体现了智慧化学习资源的生成性特征,学习者不仅是知识的消费者,也是知识的创建者。此外,cMOOC允许合法的边缘性参与,学习者可以循序渐进,根据自身的学习风格进行个性化学习,在cMOOC学习中,基于实践共同体的小组学习,提高小组学习的效率,更加高效的学习。
(二)课堂方面
Koutropoulos与Hogue(2012)认为成功进行MOOC课程学习要从课前、课中、课后三个阶段入手。在课前,要通过浏览网站了解课程内容、考虑个人时间安排、熟悉课程将用到的学习工具;在课中,要及时进行自我介绍,积极参与课程讨论与交流,学会提出问题,学会从大规模信息中过滤有用知识等;在课后,要继续保持学习者之间的交流[6]。在cMOOC课程中,教师提供基于探究式的学习资源,成为课堂的发起者与引导者,教师组织学生进行互动、协作。cMOOC是以学习者为中心的,强调学习个体的自我管理、自我监控以及群体互动合作能力。学习者在cMOOC中具有较高的主动性,学习者基于自己感兴趣的问题,自发的进行交流、协作,学习者之间相互交流,形成学习网络。学习者进行基于多种社交媒体(如讨论组、微博、社会化标签、社交网络等)的互动式学习,通过资源共享与多角度交互拓展知识的范围;通过交流、协作、构建学习网络,通过社区内不同认知的交互构建新的知识。
(三)学习环境方面
cMOOC具有开放性和社会性的学习环境,既提供同步在线交流平台,又鼓励学习者课后异步地利用Wiki、博客等途径交流学习。无论是课中课后,cMOOC都关注并鼓励学习者个体的自发、自组织行为,形成学习伙伴社交圈。知识的协同建构创新使得cMOOC始终保有活力,吸引大量学习者参与。
图1 cMOOC课程模式
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案例三:智慧型课程
(一)智慧型课程内涵
智慧型课程是发展智慧教育的核心。智慧型课程正处于起步发展阶段,更多的是从理念、特征、构建原则等方面进行理论层面上的探讨,鲜有较为有代表性的智慧型课程的实践开发。智慧型课程是旨在着力培养学习者高级思维能力和适应时代创新创造能力,使学生更富有智慧地学习、教师更富有智慧地教育教学的课程,具有多元性与选择性、生成性与发展性、智慧性与创造性、虚拟性与真实性以及研创性的特点[7]。
结合已有文献资料,我们提出智慧型课程是指以培养学生高阶思维、创新创造能力为目标,满足学习者个性化学习需求,有效服务于智慧学习的综合性课程。(二)智慧型课程特点
依据智慧型课程的基本内涵以及课程目标,提出智慧型课程具有个性化、智能化、再生化、多元化等特征。
1.个性化
在智慧教育中,正式学习和非正式学习的界限逐渐模糊。作为智慧教育的核心课程,可以满足学习者在任何情境下的学习。智慧型课程可以根据学习者不同的认知水平和学习风格,为学习者提供个性化的学习资源,实现多样化、差异化的学习方式。
2.智能化
在个性化的基础之上,智慧型学习课程可以智能感知学习者的认知水平,为学习者智能化的推送相关学习资源。智慧型课程主要通过多种维度的交互来感知学习者的个性化学习偏好、认知特征以及学习风格,通过课程平台实现智能化推送。
3.再生化
智慧型课程可以智能地添加语义描述和标注,以用户的需求为根本动力,以外部资源、用户消费资源过程中的生成信息和根据语义相关度自动汇聚而成的主题资源圈为养料,实现资源动态生成,聚合进化,优化再生[8]。
4.多元化
与传统单一课程学习资源相比,智慧型课程内容来源更加多元。智慧型课程通过互联网的联通和电子设备的帮助,学习者可以拥有多种资源。此外,智慧型课程资源的制作也可多元参与,为多种教学模式和学生个性化学习提供了可能。
(三)案例介绍
《现代教育教育》智慧型课程开发背景:在技术变革教育、由信息化走向智慧教育的“互联网+”时代,作为教师教育专业必修的现代教育技术课程,是引领学生成为时代性教师的最重要课程之一。江苏师范大学依托教育技术学国家特色专业、江苏省优势学科、省品牌专业、省智慧教育研究中心、省教育信息化工程中心,全力打造其为特色性智慧型课程。
图2 现代教育技术课程首页
图3 现代教育技术课中学习
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案例四:虚拟现实手术
(一)案例背景
医学教育与其它学科的教学手段有所不同,它不仅要向学习者传授医学知识、医学动态,了解现代医学的发展趋势,更要注重实践动手能力的培养[9]。传统医学的教学模式已远远跟不上知识更新的速度,许多抽象的教学内容难以表达,许多实践性强的教学内容和情感体验在教学过程中难以实现,而且实验教学资源有限、某些医学实验危险性大、临床实践机会不多,这些矛盾都严重影响着医学教育的质量和效果。
随着虚拟现实技术的不断发展与成熟,它的优势为这些教学矛盾提供了解决方法和途径。虚拟现实技术能够为学习者提供一个生动、逼真的学习环境,把抽象的内容形象化、具体化,并通过三维交互技术向学习者提供成为虚拟环境中的直接参与者和实践者[10]。这样有利于突破教学的重点和难点,培养学习者的实践技能,提高学习者的想象力和创造力。
(二)案例介绍
虚拟现实手术是利用各种医学影像数据,利用虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境,医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划、训练,以及实际手术过程中引导手术的新兴手术方法[11]。如图4所示为奇梦科技所研发的虚拟静脉穿刺模拟培训系统。
案例链接:http://v.youku.com/v_show/id_XMTg2MDgyMTE4MA==.html?from=s1.8-1-1.2&spm=a2h0k.8191407.0.0
图4 虚拟静脉穿刺模拟培训系统
“虚拟静脉穿刺模拟培训系统-奇梦科技”运用虚拟现实技术可以使医务工作者沉浸于虚拟的场景内,通过视、听、触觉感知并学习各种手术实际操作,体验并学习 如何应付临床手术中的实际情况。这样节约了培训医务人员的费用和时间,使非熟练人员进行手术的风险性大大降低,对提高医学教育与训练的效率和质量以及改善医学手术水平发展不平衡的现状有着特殊的意义。
(三)优势特点
通过虚拟现实技术,可辅助医师快速做好病情诊断,及时建立手术方案,提高手术成功率。同时在虚拟环境中教学,真实感操作环境和可重复练习的特点,可保障手术训练实效,提高医学协作能力。
这种类型系统可供用户自由选择、观察、操纵虚拟场景中的虚拟物体,但学习过程中仍然会受到外界环境因素的干扰,缺少了沉浸感。桌面虚拟现实系统最大的不足是缺乏真实的现实体验,但由于其价格低廉、结构简单、操作灵活而被推广和普及,是一套经济实用的系统。这种系统在医学教学中的应用主要体现在虚拟课件制作,虚拟学习环境等。
(四)不足之处
此课件教学形式比较单一,缺乏很强的交互性,现实的内容过于简单,呈现的方式是单通道的。本研究所提供的病例数量有限,应多一些病症体验,最好建立一个资源库或一个资源平台,方便学习者阅读和考查,从而达到快速学习的目的。
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五、参考文献
[1]张凯, 董志鹏. 未来教学中全息影像技术的应用[J]. 山东工业技术, 2016, (2):297-232.
[2]高薇华, 刘姣, 韩潇. “沉浸式”全息数字博物馆应用展望[J]. 文化学刊, 2015, (10):153-155.
[3]刘菊. 关联主义的网络学习观及cMOOC实践发展研究[J]. 中国电化教育. 2014, (6):42-48.
[4]王萍. 大规模在线开放课程的新发展与应用:从cMOOC到xMOOC[J]. 现代远程教育研究. 2013, (3):13-19.
[5]Siemens G. Connectivism:A Learning Theory for the Digital Age[J]. International Journal of Instructional Technology and Distance Learning. 2005, (2):3-10.
[6]Koutropoulos,A.&Hogue,R.J.(2012).How to Succeed in a Massive Online Open Course(MOOC) [EB/OL].[2012-11-20].http://www.learningsolutionsmag.com/articles/1023/how-to-succeedin-a-massive-online-open-course-mooc.
[7] 陈琳, 陈耀华, 李康康等. 智慧教育核心的智慧型课程开发[J]. 现代远程教育研究, 2016, (1):33-40.
[8] 杨现民, 余胜泉. 生态学视角下的泛在学习环境设计[J]. 教育研究, 2013, (3):98-105.
[9] 张晗. 虚拟现实技术在医学教育中的应用研究[D]. 山东:山东师范大学, 2011.
[10] 牡丹江医学院教育技术与信息中心, 牡丹江. 改变传统的医学临床实践教学模式——虚拟医学教学环境的构建[J]. 数理医药学杂志, 2009,(4):494-495.
[11] 张琪. 虚拟现实技术在医学实验教学中的应用[J]. 电子世界, 2016, (10):32-32.
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六、案例分享
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