新课改视角下中小学劳动技术课教学中的虚拟技术应用——以模拟遥控和模拟飞行教学为例

第２６卷第１期　２０１３年２月　眚鸟取　技术净　学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２０１３　新课改视角下中小学劳动技术课教学中的　虚拟技术应用　以模拟遥控和模拟飞行教学为例　马宏建　，马红庆　（１．青岛职业技术学院教育学院，山东青岛２６６０７１；　２．山东省青岛第四十四中学信息技术组，山东青岛２６６０３２）　摘要：新课程改革的显著特征是学习方式的转变。劳动与技术不仅是对已有知识的综合应用，也是　对新的知识与新的能力的综合学习。虚拟技术的出现为学习者提供了全新的学习场景，构建出了开放　性的教学环境，变革了传统的学习方式。这种探索性的学习，有利于激发学生的创造性思维。模拟遥控　和模拟飞行作为中小学科技重要比赛项目，为虚拟技术在劳动与技术课中开展此项目的教学提供了良　好的环境基础。　关键词：新课程改革；劳动与技术；虚拟技术　中图分类号：Ｇ６３３．９３　文献标志码：Ａ文章编号：１６７２—２６９８（２０１３）０１—００５３—０３　当今社会竞争的主体已经从自然资源或物资　力量转变为人力资源。人才首先应该具备正确的　价值观和人生态度以及基本的知识、技能，其次应　该掌握基本的学习工具并能终身学习。信息技术　的不断进步对人类各方面发展都产生了深刻的影　响，尤其在教育领域，以互联网和多媒体技术为核　心的信息技术已成为教学和学习的重要工具。知　识经济时代，信息素养已成为科学素养的重要基　础。　一力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以　及交流与合作的能力；注重培养学生思维方式的　转变，从传统的“灌输”式、填鸭式教育方法中彻底　解放出来，注重培养学生的探究和创新精神。要　实现上述目标，首先要改变原有的单一、被动的学　习方式，建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体　性的多样化的学习方式，促进学生在教师指导下　主动地、富有个性地学习。　二、劳动与技术教育的内容　、新课程改革的目标　新一轮课程改革的目标侧重学生能力的培　养，口］在注重培养学生获得基础知识与基本技能　的同时，更加注重培养学生的学习兴趣和社会实　践能力。知识经济时代，科学技术Ｅｔ新月异，知识　更替将进一步加速。人们若想跟上时代发展的步　伐，就必须树立终生学习的思想。新课程改革的　精髓，就在于培养学生不断探索用于创新的思维　方式。在课程设置方面，突出合理的结构，符合未　来社会对人才素质的要求和学生的身心发展规　律，适应终身学习必备的基础知识和技能。课程　内容更加注重引导学生学习与生活、科技相联系　的“活”的知识，努力体现时代特点，逐步改变与社　会实践严重脱节的问题；倡导学生主动参与、乐于　探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能　劳动与技术教育是跨学科的学习领域，它综　合运用了数学、物理、地理等学科的基本知识，不　仅是对已有知识的综合应用，也是对新知识、新能　力的综合学习。《劳动与技术教育实施指南》将教　学内容分成基础性和拓展性两部分。基础性内容　是完成各阶段劳动与技术教育目标的主要载体，　体现了劳动与技术教育在内容上的结构性，对不　同地区也具有条件上的普适性。而拓展性内容是　供各地选择的，实施条件相对较高，有些内容体现　了技术发展的方向性。不同取向的教育目标的提　出，使得各地方、各学校以及学校中的教师和学生　作为课程内容的选择主体成为可能。劳动与技术　教育中所内含的技术教育，是指普通基础教育阶　段进行的技术教育。国际社会普遍认为，技术教　育是未来社会成员基本素养的教育，是促进人的　收稿日期：２０１２—１２—２Ｏ　作者简介：马宏建（１９６２一），男，山东青岛人，实验师；马红庆（１９７０一），男，山东青岛人，中学高级教师。　５３　２０１３年第１期　音鸟职甚技术净　学报　思维发展的教育，是培养一个合格公民的教育，是　人人都必须接受和经历的教育。各地根据《指南》　要求开设了具有地方特色的课程，如金工制作、电　子丝网花、航空模型制作、建筑模型制作等。这些　课程对培养学生的动手能力有很大的促进作用，　但在实施过程中也存在诸多困难，如培训成本较　高、场地受限以及存在危险性等问题。利用虚拟　技术授课则可以解决上述的问题。　三、劳动与技术课存在的问题及现状　（一）初中劳动与技术课程标准没有正式颁　布，教学缺少基本依据　劳技教育、劳技课程在普通中学尚未得到准　确定位。标准的颁布是确保劳技与技术教育有效　开展的重要依据和支撑。　（二）不少学校没有劳技课专用教室，缺少必　要的器材和经费　早在１９９５年，教育部就颁发过《初中劳技课　教学仪器配备标准》。新课程改革以来，经济发达　的省市都对初中劳动与技术教育实践室的仪器配　备提出了具体要求，规范了实践室的建设。建成　高质量的实践室，需要不菲的费用，对学校来说，　几乎是不可能完成的任务。即便建成，很多设备　也不可能得到充分应用。为解决这一难题，山东　省潍坊市教育局集中力量建设了潍坊市中小学生　科技创新教育实践基地。基地承担“综合实践活　动”中普通学校难以实施的内容，避免了重复建设　和资源浪费，各种设备也得到充分应用，实现了优　质教育资源共享，推进了义务教育均衡发展。　（三）劳动与技术课师资队伍不稳定　山东省邹平县教育局依托鲁中职业学院成立　的鲁中职业学院学生实践基地，开发了教师资源，　保证了参加实践活动的学生能得到专业化的指导，　提升了综合实践活动的质量。这一举措为中小学　依托职业院校培养和培训劳动与技术课师资队伍，　充分利用职业院校实训资源，做了有益的尝试。　四、虚拟技术在劳动与技术课中应用的现状　与问题　以山东省几个开展综合实践较好的城市为　例，潍坊市中小学综合实践活动中基地实践活动　课程有七大类２００余个活动实践项目，但应用虚　拟技术授课的只有两个项目——模拟驾驶与电脑　沙画。青岛市中学综合实践教育中心开设了２Ｏ　个专业的课程，但应用虚拟技术授课的只有一个　专业——模拟驾驶。邹平鲁中职业学院学生实践　基地开设的课程中也只有模拟驾驶专业应用了虚　拟技术。上述学校在模拟驾驶专业上的投入从５　万元到十几万元不等，每台设备的投入在１万元　左右。　５４　虚拟技术在劳动与技术教育中应用不足主要　有以下几个原因：一是有关部门领导和教师对虚　拟技术应用的认识程度不足。二是师资力量基本　处于空白。三是有的项目的推广牵涉到多个部　门，难以开展。例如模拟遥控和模拟飞行就需要　体育部门与教育部门共同的宣传和推广。而现在　每年参加全国模拟遥控与模拟飞行锦标赛的人数　只有不到５００人，普及程度还不够高。由此说明　将虚拟技术运用到教学，通过教学培养学生实践　能力的效果还不够理想。将虚拟技术广泛应用到　劳动技术课程的教学中，有助于开发学生的学习　潜能，使其享受到科技进步带来的学习快乐，为学　生“求新“求异”的创新性能力的培养构筑平台。　五、虚拟技术在教学中的应用　虚拟技术是利用计算机软件、硬件对现实进　行仿真的技术，它能构建一个与现实环境类似的　三维虚拟场景，并能通过输入设备进行与现实相　仿的操作。模拟遥控飞行与模拟飞行应用桌面虚　拟技术，这一技术将计算机的屏幕作为使用者观　察虚拟境界的一个窗口，通过各种输入设备实现　与虚拟现实世界的交互。桌面虚拟现实最大的特　点是成本较低，因而可在劳动与技术课程中广泛　应用。同时，模拟遥控飞行的训练可以直接与现　实相联系，虚拟的遥控飞行的训练可以在真实的　环境下检验训练成果。根据实践统计经过模拟遥　控飞行的训练的学生在真实飞行中摔机的几率可　以降低７Ｏ　左右。　（一）虚拟技术为学生提供了全新的学习方式　利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间、时间　的限制。例如模拟飞行是依托计算机硬件和软件　技术，应用互联网、局域网环境，进行近似于真实　的真飞机（如波音７３７等）的仿真飞行操作技术的　运动。高度仿真和互动性强是模拟飞行最显著的　特点。它把深奥的航空理论知识和日常生活中人　们难以接触到的飞行技术介绍给普通人，还能令　人尝试到现实生活中无法实现的“实弹”空中格斗　和“危险”的多机编队特技飞行，充满乐趣和刺激。　大部分模型爱好者在学习飞行之前都要进行模拟　训练。　（二）虚拟技术为学生提供了全新的学习平台　运用虚拟现实技术，突破传统的授课方式，使　学生根据自己的学习特点和实际情况进行有选择　性的学习成为可能。学生的学习方式更加灵活，　可以利用课余时间从网络上选择适合自己的学习　资源，进行自主的学习，逐步提高分析问题、解决　问题的能力，发展创造性思维和发散性思维。学　生在自主学习过程中少了压力，激发了动力，彻底　实现从要我学到我要学的转变，使学习效率有了　根本性的提高。例如模拟飞行的训练中，学生学　眚鸟私盛技术净　学报　习的是简单的固定翼飞机的起降过程。经过一段　时问的训练，掌握简单的飞行知识后，学生会自主　探索飞行器飞行的奥妙，产生自我学习的欲望，在　网络上查找资料，到飞行论坛上去探讨。当飞行　水平到一定程度后，学生不再满足于简单的模拟　飞行，而会进一步学习飞行原理、飞机的基本结　构、无线电技术的使用、民航飞行中的飞行计划的　制定等知识。模拟飞行课程的教学，为学生提供　了广阔的学习与发展空问。而传统的授课方式不　可能为学生提供如此大的空间。北京市第５７中　学在课外活动小组开展了模拟飞行教学，学生兴　趣浓厚，参与度极高。学生经过一段时间的模拟　飞行驾驶训练后，选拔出表现出色的学生到山西　大同航校体验了真实飞行。事实证明通过模拟飞　行驾驶训练的学生在实际飞行中完全能够胜任。　（三）虚拟现实技术提供了全新的教学手段　虚拟现实技术可在学习过程中展现传统的教　学模式中无法实现的教学过程。如模拟飞行教学　中学生可以在很短的时间熟悉飞机的机舱内的各　种设备和仪表的功能，逐步开始学习驾驶技术。　对飞机飞行过程的各个阶段进行体会，同时可以　对出现的问题进行虚拟，直观地观察到问题所产　生的后果。　２０１３年第１期　六、虚拟技术在劳动与技术课教学中的应用　价值　－上。到场地后遇到天气变化，只能无功而返。虚拟　技术会节省时间，大幅度提高外场飞行的质量。　（二）安全性高　学生在虚拟环境中训练，减少了在真实环境　中的不安全性。学生在不熟练时操作机床容易出　现伤害事故。经过虚拟环境的演练，熟悉了操作　过程，则会大大减少伤害事故的出现。　（三）训练成本低　制作课程都存在成本的问题。一方面，航空　模型制作课中将制作好的模型调试好成本就很　高，一架模型飞机的成本在四五十元左右，调试成　功的成本在１００元左右。如果飞机模型在飞行过　程中出现失误，那整个模型就会报废。虚拟技术　的应用将很好地解决这一问题。另一方面，课程　的升级换代需要设备工具的升级，费用不菲。虚　拟技术的升级换代只需要软件的更新，费用较低，　而且速度很快。　重视学生动手能力和创造能力的培养是今后　中国教育改革努力的方向。围绕这一主题课程改　革将会不断深入，而现代化的教育技术是支撑这　改革的重要手段。未来虚拟技术将更深入、更　全面地走进教育领域，帮助学生在虚拟的现实状　况中学会生存、发展的技能，锻炼创造性思维，使　教育教学更加直观，效果更好。　一参考文献：　）不受天气、场地的影响　现阶段城市学生在附近居住地很难找到适合　飞行的场地，飞行一次往往大部分时间都浪费在路　［１］朱慕菊．走进新课程——与课程实施者对话　ＥＭ］．北京：北京师范大学出版社，２００２．　Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｌａｂｏｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｕｒｓｅｓ　ｏｆ　Ｐｒｉｍａｒｙ　ａｎｄ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｓｃｈｏｏｌｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　ｏｆ　Ｎｅｗ　Ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　Ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　——Ａ　Ｃａｓｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ａｎａｌｏｇ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍａｎｄ　ａｎｄ　Ｆｌｉｇｈｔ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　ＭＡ　Ｈｏｎｇ－ｊ　ｉａｎ　。ＭＡ　Ｈｏｎｇ—ｑｉｎｇ。　（１．Ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６６０７１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｇｒｏｕｐ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｎｏ．４４　Ｈｉｇｈ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，　Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６６０３２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｔｒｉｋｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｒｅｆｏｒｍ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｓｔｙｌｅ．Ｆｏｒ　ｌａｂｏｒ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｒ／ｏｌｏｇｙ　ｃｏｕｒｓｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ａ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ａｎｄ　ｎｅｗ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｏｆ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆｆｅｒｓ　ｔｈｅ　ｌｅａｒｎｅｒｓ　ａ　ｎｅｗ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｓｃｅｎａｒｉｏ，ｂｕｉｌｄｓ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｏｐｅｎ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｗａｙ　ｏｆ　ｌｅａｒｎｉｎｇ．Ｔｈｉｓ　ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ　ｓｔｕｄｙ　ｗｉｌｌ　ｈｅｌｐ　ｔｏ　ｓｔｉｍｕｌａｔｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｃｒｅａｔｉｖｅ　ｔｈｉｎｋｉｎｇ．　Ａｓ　ａｎａｌｏｇ　ｔｅｌｅｅｏｍｍａｎｄ　ａｎｄ　ｆｌｉｇｈｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｅｖｅｎｔ　ｆｏｒ　ｐｒｉｍａｒｙ　ａｎｄ　ｍｉｄｄｌｅ　ｓｃｈｏｏｌ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ，ｉｔ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｔｏ　ｂｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌａｂｏｒ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃｏｕｒｓｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｒｅｆｏｒｍ；ｌａｂｏｒ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｖｉｒｔｕａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　（责任编辑朱令军）　５５