Paper: 基于WAP的移动个人知识管理系统设计与开发

 

傅健    杨雪    

(吉林大学 高等教育研究所,吉林长春 130012)

【摘要】 个人知识管理(PKM)和移动学习都是当前教育领域研究热点:个人知识管理利于个人知识的扩充和创新,而移动学习便捷了人们的学习,将Wml和Jsp技术结合,采用MVC-Model2模式设计和开发了手机等移动终端可随时接入的WAP个人知识管理系统,为学习者提供便捷和高效的知识管理方式。

【关键词】WAP;移动学习;个人知识管理;Jsp;MVC;Wml

中图分类号G420               文献标识码B              论文编号

Design and Development of Mobile Personal Knowledge Management System Based on WAP

FU Jian    YANG Xue   

Institute of Higher Education, Jilin University, Jilin,Changchun, 130012, China

Abstract:Personal knowledge management and M-learning both are hot research topics in the area of education:Personal knowledge management promotes amplification and innovation of knowledge; M-learning is proposed for the convenience of learner’s study.The article designs and develops a Personal Knowledge Management System based on WAP that mobilephones and other mobile terminals can connect with anytime through combining Wml with Jsp and taking the mode of mvc-model2.The system privides an efficient and convinent learning style for learner.

Keywords:WAP;M-learning;personal knowledge management; Jsp; MVC; Wml

 

引言

个人知识管理(Personal Knowledge Management), 简称PKM, 最早由美国的Paul A.Dorsey教授在1998 年提出: “Personal knowledge Management should be viewed as a set a problem-solving skills that have both a logical or conceptual as well as physical or hands-on component.”,译为中文即“个人知识管理应该被看作既有逻辑概念层面又有实际操作层面的一套解决问题的技巧与方法”[1]。尽管个人知识管理目前有多种版本定义, 其本质却都在于整合个人的知识资源,提高个人工作学习效率和竞争力。通过实施个人知识管理, 个人可以快速有效地存取所获知识, 提高效率。

随着个人知识管理越来越得到认可和重视,相应的知识管理系统近年来也已经出现,典型的如:针式PKM、magicflu中文信息知识管理平台、Microsoft OneNote,同时很多基于Web2.0的社会性软件(Blog、Wiki等)也被用做个人知识管理的有效平台,虽然这些都一定程度上促进了个人的知识管理,但用户还是摆脱不了电脑终端或网线的束缚。实际生活中,有时候突然的灵感或体会等重要知识都不能及时记录,即使记录下来,但终因缺乏良好的管理而出现无法找到的尴尬局面,不仅不利于知识掌握,而且做了大量重复的知识存储过程,为解决这些问题,本文将Wml和Jsp技术结合,设计和开发了一个基于手机等移动终端的个人知识管理系统, 方便学习者随时随地存储和管理自己的知识,同时也为移动学习研究者开发移动学习站点提供参考。

  WAP技术简介

WAP(Wireless Application Protocol)即无线应用协议,是由一个称为“WAP论坛”的公开组织提出的,其定义来自无线工业界。WAP是移动通信终端与互联网融合的产物,它基于现有的XML和IP等Internet技术,主要为手机等无线移动终端能够访问各种服务和信息(特别是Internet上的服务与信息)提供规范[2]

1998年5月,WAP规范1.0 版推出, 并于1999年9月发布了1.1 版,当前版本为WAP2.0,它通过WML技术使得手机浏览器可以识别浏览WAP网页。

目前WAP技术广泛应用于生活服务信息、商业、娱乐、理财等领域,而且近年来随着移动学习(M-leaning)的兴起,开始被应用于移动教育资源和信息站点的开发。

  移动个人知识管理系统的分析

1 系统的设计目的

(1) 增加个人的知识储量;

(2) 使个人的知识成为良构性的知识,有利于知识存取和知识系统体系的建立;

(3) 促进同学、同行知识的共享,有利于通过共享交流转化为个人知识资本,促进知识创新。

2 系统的设计原则
(1) 良好的远程接入特性:基于WAP的开发,使得用户可以随时随地通过手机等移动终端接入系统;

(2) 体现个性化和简易性:每个用户通过自己注册的帐号,应该可以建立不同于别人的知识体系,而且由于手机等移动数字终端屏幕有限且可操作不多,因此系统应简单易用,易于操作;

(3) 体现知识管理中的可良构性:知识应具有不同的类别,便于检索浏览;

(4) 体现积累性与可管理性: 知识点内容可能随着学习的进一步有所修改,因此需要具有良好的管理功能:可以对知识进行修改、添加和删除,体现知识积累的重要性;同时将管理功能与浏览功能集于同一界面,便于管理;

(5) 体现一定的知识共享特点:个人知识管理区别与企业管理,主要目的是提高个人的知识能力,但作为个人知识管理系统,具备一定的共享交流功能,更能扩大个人知识储量。但要注意系统设计在使个人和他人进行交流、共享知识的同时还应考虑对个人不愿共享知识的保密;

(6) 强大的知识检索功能:强大的检索功能是个人知识管理必须具备而且要求较高的模块,良好的检索应提供多角度的检索方式并能对检索结果按不同要求进行筛选。

  移动个人知识管理系统的总体设计   

1 根据以上提出的原则,可将功能模块划分为图1所示:

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1 移动个人知识管理系统功能模块划分图

详细功能介绍:

(1) 注册登录模块:用户可以通过手机等移动数字终端访问系统进行注册并登录,建立属于自己的知识体系;

(2) 浏览模块:用户进入系统后可以选择自己建立的知识类别来进入各类别的知识点列表,从而选择可浏览的知识点,查看知识点的内容;同时若该知识点被设置为共享且有其他用户评论,则用户可以查看别人针对该知识点的评论并可以回复,进行一定的交流;

(3) 知识类别/知识点管理模块:用户可以根据自己的学习情况对知识点和知识分类进行管理和扩充,建立良构的知识体系,在知识点设置上,可以设置是否为共享,保护隐私知识内容的同时便于共享;

(4) 检索模块:用户可以通过按标题、标签、内容三种方式对知识库进行检索,同时可以按“时间”和“是否包含别人共享知识”等筛选检索结果;

(5) 共享交流模块:该模块汇聚了所有用户共享出的知识,用户可以浏览并对其进行评论,还可以给发布共享知识的用户留言。

2 数据库的设计及要点

根据以上功能要求,利用PowerDesigner工具可将个人知识管理系统数据库设计如图2所示:

222

2 移动个人知识管理系统数据库图

对于知识点表(Knowledge)中的是否共享(isshare)字段和用户信件表(Message)中的阅读状态(readstate)字段应该设置为bit型,以达到逻辑判断的目的;对于内容较长的字段使用text类型,而诸如用户名等字段则用varchar类型,使得满足存储要求的前提减少存储空间。

  移动个人知识管理系统的实现

根据以上对系统的分析以及设计,可将该系统的主界面设计如图4中的右图所示,包含四个主菜单供选择:进入知识库、检索知识库、共享交流、收发信件。

对于该系统的开发,这里以Red Hat Enterprise Linux 5为平台,以Tomcat 5.5为服务器,采用的技术方案是以Jsp和Wml相结合的方式,按照MVC-Model2来设计:

MVC(Model,View,Controller的缩写,分别为模型、视图、控制)是Application开发的一种设计模式,它要求在开发中把业务逻辑、界面显示和数据进行分离以利于组件复用和开发分工,而MVC-Model2具体是指使用Jsp+Servlet+JavaBean技术方案:Model层实现系统的业务逻辑,这里使用DAO模式封装对数据的操作;View层用于与用户的界面交互,采用Jsp、Wml结合实现;Controller层是Model层与View层间的纽带,使用Servlet来完成有效控制,具体如图3所示。下面具体介绍下后台数据库的连接并以MVC-Model2实现系统登录模块为例介绍系统的实现。

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3 系统开发的环境及MVC-Modle2模式

1 后台数据库的连接

后台数据库是存取用户信息及其各自知识类别、知识点等信息的关键,这里使用可跨平台的MySQL做为数据库,Jsp与数据库的连接可以通过JDBC或ODBC方式,而ODBC依赖微软平台,移植性不强,所以这里采用JDBC方式,在对数据库的操作上通过建立一个ConnectionManager类来提供对数据库的连接,然后通过DAO模式来调用,ConnectionManager类的关键代码如下:

public class ConnectionManager {

public static Connection getConnection() {  //定义取得到数据库PKM连接的方法

……

Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”);

Connection dbConnection = DriverManager                            .getConnection(“jdbc:mysql://localhost:3306/pkm?user=root&password=fujian”);

……

return dbConnection; }……}

2 MVC-Model2实现登录模块(界面如图4)实例

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4 移动PKM的登录模块

(1) 在视图层(View层):利用Jsp和Wml相结合生成手机可以浏览的页面,结合方式主要有两种:一种是利用Jsp中的out.println()方法动态生成WML,另一种方式是将Jsp代码和Wml代码分离,Jsp负责处理会话,Wml负责显示Jsp处理的结果,这里以第二种方式为例,Login.jsp关键代码如下:

……

<% response.setContentType(“text/vnd.wap.wml”);%>

<!—上面为头部分和JSP操作部分,以下为WML显示部分–>

<wml>

<card title=”移动PKM”>

<p>         用户:<input name=”name” type=”text”/><br />

密码:<input name=”password” type=”text/>

<do type=”accept” label=”登录”>

<go href=”LoginServlet” method=”post”> <!—调用LoginServlet–>

<postfield name=”name” value=”$name” />

<postfield name=”password” value=”$password” />

</go></do>……

</p></card></wml>

(2) 在控制层(Contorl层):接受视图层Login.jsp传来的用户名和密码,使用Servlet进行控制,LoginServlet关键代码如下:

……

public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)

throws ServletException, IOException {

String name = request.getParameter(“name”);

String password = request.getParameter(“password”);

if (new PKMdao().checkUser(name, password)) //调用PKMdao()类的checkUser()方法验证用户

{……

this.getServletContext().getRequestDispatcher(“/main.jsp”).forward(request, response);}

……

(3) 在模型层(Model层):使用DAO模式封装对数据的操作,提供操作数据库的checkUser()方法供控制层LoginServlet调用,PKMdao类关键代码如下:

……

public boolean checkUser(String name,String password){     //操作数据库、验证用户的checkUser()方法

boolean flag=false;

Connection con=ConnectionManager.getConnection();

……

PreparedStatement ps=con.prepareStatement(“select * from pkmuser where name=? and password=?”);

ps.setString(1, name);ps.setString(2, password);

if(ps.executeQuery().next())flag=true;

……

return flag;               }

……

通过以上MVC-Model2模式,可以实现强大的WAP应用,系统的其他功能模块都可以通过这种方案来实现,其中几个主要模块的界面实现效果预览如图5和图6。

  移动个人知识管理系统的发布与测试

    对于WAP系统的发布和测试,和普通WEB站点存在一些区别,下面从发布和测试两方面介绍WAP系统的发布和测试方法:

1 系统的发布

若要将WAP应用发布至外网,必须将代码应用到服务器平台上,WAP服务器与普通Web服务器架设方法相同, 若只想进行简单的WAP内容服务,仅需修改当前服务器的MIME类型,MIME(多用途因特网的邮件扩展)是用来定义互联网上传输数据的规格,当使用浏览器浏览一个页面时,服务器将告诉用户浏览器将接收到文件的类型,设置MIME则设置了服务器传给浏览器的文件类型,与WAP有关的主要有五种MIME类型,具体如表1:

1 WAP的五种MIME[3]

MIME类型  文件类型 扩展名
text/vnd.WAP.wml Plain WML documents .wml
image/vnd.WAP.wbmp Wireless Bitmap Images .wbmp
application/vnd.WAP.wmlc Compiled WML documents .wmlc
text/vnd.WAP.wmlscript WMLScripts .wmls
application/vnd.WAP.wmlscriptc Compiled WML Scripts .wmlsc

可以使用微软的IIS或Apache的Tomcat作为服务器来发布系统,为了便于移植和高效,这里操作系统选择Red Hat Enterprise Linux 5,服务器选择Tomcat5.5,将WAP的MIME类型加入到Apache服务器可以按照下面步骤:

(1) 添加五种MIME类型到服务器的主配置文件中:Linux系统安装Apache服务器后,系统的/etc目录下会新增一个httpd目录来存放所有Apache的配置文件,可使用命令“vi /etc/httpd/conf/httpd.conf”编辑Apache的主配置文件httpd.conf:定位到AddType区域,按a进入插入模式,以“AddType text/vnd.WAP.wml .wml”格式将五种MIME类型添加进主配置文件,保存退出;

(2) 重新启动Apache:使用命令“/etc/init.d/httpd restart”重新启动Apache服务。

通过以上操作即可将WAP的MIME类型加至服务器配置文件中以提供完整的WAP服务。

2 系统的测试

WAP页面不同于普通WEB页面,如果要在电脑终端上测试和浏览Jsp实现的WAP应用除需要安装Java虚拟机(JRE)外还需安装支持WAP的浏览器(即手机模拟器),目前常用的WAP浏览器有WinWAP、Opera、M3gate、Nokia WAP Toolkit等,其中M3gate测试的最为严格和标准,因此本文采用此软件进行测试,图5和图6为该系统主要模块主要页面的测试效果图。

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5 移动PKM的浏览模块主要界面

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6 移动PKM的检索模块主要界面

结语

当前不论是企业还是学校和个人对个人知识管理越来越重视,扩大个人知识储备,提高个人竞争力,从而推动企业甚至国家的发展成为人们加入个人知识管理研究的主要动力,采用当前主流技术开发的基于WAP的移动个人知识管理系统(PKM)提高了个人对知识的存储、获取、转化和创新的能力,一定程度上满足了普通学习者知识管理的需求,同时面向手机等移动数字终端的开发使个人知识管理更为便捷,用户的灵感和体会等重要知识不再流失,实现了“以人为本”的高效便捷学习。

 

参考文献

[1]王力.个人知识管理研究[D].长春:东北师范大学,2007.

[2]魏群英.WAP协议和WAP网关研究[D].长春:吉林大学,2006.

[3]千展研发中心.eWAP无线世界:WML玩家通[M].北京:清华大学出版社,2002:36-38.

 

Paper: 主客体视域中桌面虚拟实验的设计与应用

 

傅健,杨雪

(吉林大学高等教育研究所吉林长春130012)

摘要】桌面虚拟实验以其“真实”、教学效果好等特点为教学和科研等机构所青睐,虽然技术实现已不再是难点,但在设计和应用上仍然存在很多问题。文章从哲学中主客体视角提出桌面虚拟实验的设计原则和应用指导,从而最大程度地提高“桌面虚拟实验”产品开发性价比与应用绩效。

关键词:主客体;桌面虚拟实验;设计;应用;

中图分类号】G459           【文献标识码】A                【论文编号

 

Designing and Application of the Desktop Virtual Experiment from Perspective of Host-guest

FU Jian ,YANG Xue

Institute of Higher Education, Jilin University, Jilin, Changchun, 130012, China

AbstractTeaching and scientific research institutions are in favor of the desktop virtual experiment for its characteristics of “reality” and effective teaching. neglected easily and problems are still exist in process of designing and application though the technology is no longer difficult. This article provides several guidance for the designing and application of the desktop virtual environment so as to improve cost-effective and application’s effect of the products in the greatest degree.

Keywords: Host-guest; The Desktop Virtual Experiment; Design; Application

 

一、引言

近年来,桌面虚拟实验作为虚拟现实技术应用的一个重要领域,其情境性、灵活性及一定的“实践性”优势使其被广泛应用在医学、物理等自然学科的实验教学与学习上。同时伴随信息化教育对数字化资源建设的需求,桌面虚拟实验产品越来越多。但当前在设计与开发上,“碰运气”或“跟着感觉走”现象较为盛行;在应用上也存在虚拟实验一定比其它多媒体课件应用效果好等类似观点,这样的理念使得开发的产品应用效果并不好。例如对大连理工大学的“大学化学虚拟实验系统”及吉林大学的“大学物理虚拟实验系统”使用者的问卷调查显示:72%学习者不喜欢系统的导航方式;50%学习者认为实验系统操作中及时反馈及提示信息较少;35%学习者则认为操作不便捷1。可见当前开发的诸多实验系统虽然在一定程度上辅助了教学,特别是实验教学,但是应用仍局限在“可用”的基本功能满足上,而尚未达到使用户“爱用”的效果,究其原因,大多开发与应用效果较差的桌面虚拟实验产品在设计与应用过程中缺乏科学的指导。因此本文试图从哲学学科的主客体视域为虚拟实验的设计与应用提供理论指导,使得有据可依,科学开发与应用,从而提高桌面虚拟实验产品的开发性价比与应用绩效。

二、桌面虚拟实验操作中的主体与客体辨析

主客体理论归属于哲学基本范畴,常作为一种视角来分析实践活动中对象关系。早在古希腊时期,亚历士多德就在他的《范畴篇》中将主体的概念抽象出来,认为主体是性质、状态、关系、活动等等的基质,而属性、状态、关系、活动是属于主体的2,可见对主客体理论研究之久远。而对于主客体的区分,马克思以实践论视角认为主体是有意识、能从事实践活动的人,是在一定的社会关系中进行改造和认识客体活动的鲜活的人;客体是进入主体实践活动领域并和其关系的客观事物。皮亚杰则从认识论角度对主客体概念进行了严格的区分,在他看来,主体与客体及其概念是通过主体的活动建构而成的,一开始既不存在一个认识论意义上的主体,也不存在作为客体而存在的客体3。虽然视角不同,但都肯定了实践活动是主客体之间联系的中介。

而桌面虚拟现实(Desktop Virtual Reality,简称DVR)是利用个人计算机和低级工作站进行仿真,将计算机屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口,通过鼠标、键盘等廉价输入设备实现与VR世界的充分交互4。桌面虚拟实验就是桌面虚拟现实技术在实验领域的典型应用,从概念可知在学生操作“桌面虚拟实验”这一活动中,可将其归结为学生与虚拟场景之间的主客体活动,即学生作为虚拟实验的操作者和控制者,是主体,而“桌面虚拟实验”所构建的虚拟场景由于被纳入主体的学习活动中而作为对象即客体存在,学习活动的发生,正是桌面虚拟实验操作这一对象化活动所完成。

三、主客体视域中桌面虚拟实验的设计

在主客体理论中,主客体关系理论是其核心,关系理论主要表现在以下两点:第一,主体通过生产实践改变客体。在改造世界的实践中, 主体能动地反映和改造客体,同时客体对主体有约束和规定作用;第二,主客体是对立统一关系,即不是决定的对立,而是主客体之间通过相互作用达到二者一定意义的双向和谐建构,正是在复杂矛盾运动中, 既改造客体也改造自己的能力。

从主客体之间的关系,桌面虚拟实验中的主体(学生)与客体(虚拟场景)是互相影响的,同时作为鲜活的、灵动的学生主体具有社会性、自然性等特点,其所需要掌握的生活经验更多需要来自真实的实践;而作为客体的虚拟场景并非真实,当主体“遭遇”机器所构建的虚拟场景时,有时会比非直观的书本阅读出现更多问题,因为书本虽不直观,但留人想象的空间,不至于产生误导。因此下面根据主客体关系理论并结合桌面虚拟实验中的主客体特点提出一些设计原则。

(一)减少对学生的主体地位限定

人通过认识与改造世界这一对象化活动求得生存和发展,在活动中,人以其实践能力占据主体地位,但客体的对象化活动仍然制约了主体的地位。当前一些桌面虚拟实验中,学生的操作更多的是适应机器构建的虚拟场景,而不是让机器来适应人,导致了学生主体性一定程度的消解,同时一些实验演示过多、互动参与少,这都使得学生的主动积极性降低,因此设计中,可以通过一些细节的设计使学生主体性加强。例如在一些粗糙的桌面虚拟实验(图1左)中,所有操作鼠标形状不改变,改良后,当操作旋钮等时,鼠标会变成手型(图1右),细节的设计使学生在操做“实验”时,感受的是自己的行为,减少了客体(虚拟场景)对自己的主体地位约束。

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图1 “鼠标”细节设计比较

(二)减少主体的认识错位

用户特别是低年级的学习者认知能力有限,即使在真实的场景,有时出现认知错位,而虚拟实验所构建的模象信息遗漏难免,或者过于频繁的使用“虚拟缩放”,都会使学生认识错位,潜意识中默认虚拟与真实无异,扩大了虚拟场景本有疆域,所以设计虚拟实验时,应尽量避免错位产生,可通过以下两种设计策略来避免:

1. 注重选择参照物:以熟悉物件为参照让学生有真实场景的依附感,减少认识错位。在一些虚拟测量实验中,学生不能习惯对虚拟物件的测量,到真实实验中时,学生对尺寸有时产生很大误解,无法正确把握被测物体的尺度等,因此可以在旁边放置一个尺寸比较单一的熟悉物件;

2. 注重反馈设计:在桌面虚拟实验操作中,可能会因认知错位而产生一些错误行为甚至习惯。例如:学生在“实验”中可能因“好玩”而反复单击鼠标操作器材,如果不能意识到真实与虚拟实验的区别,把这个行为带进真实实验中,可能产生不爱护器材的行为甚至习惯,这在普通实验中所造成的伤害不明显,但在危险性高的实验中,其重要性不言而喻。为了防止这种情况,应注重反馈的设计。在“实验”中甚至是“实验”前通过文字或者演示错误行为带来后果来设置反馈,预防不良行为发生和习惯的养成。

3. 防止“弄巧成拙”:虚拟实验以真实实验为基础,但由于技术限制不是所有的现象和器械都能表现“完美”,因此表现无法与真实贴近时则可不表示,防止“弄巧成拙”。例如在演示光的性能时,不能为了形象采用粒子系统表现,要注意到光的波粒二象性,防止误导学生。

(三)使虚拟场景具有情感性

一些虚拟实验没有重视“实验”场景的设计:没有场景或场景粗糙,使学生提不起兴趣,因此在设计虚拟实验时,即使添加一个色彩和谐的简单场景或者和生活贴近的物品,也能激发人的情感,使学生体会到“实验”对自己的关怀,同时也能使学生能在“实验”中找到课堂学习的“归属感”。例如图2中,花盘的添加增加了一定的情感作用。

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图2 添加花盘的“实验”设计

(四)注重学生的“社会性”

人是社会性动物,所有的活动都离不开与他人的交往,同样在学习活动中,更多是与教师、同学和课程内容等的交流。交流不仅使学生知识技能得到提高,身心也得到发展,而一些虚拟实验所描述的虚拟场景有时候缺少对人的社会性的重视,实验中只是单纯的技能操作,只有器材和人的交互,忽略了情感交流,导致学生的心智得不到应有的全面发展。因此设计中,要融入情感要素,可以给“实验”设计一个“虚拟”教师提供简单的导航,或者设计更多“生生”交流等互动模块。添加虚拟教师的实验设计示例如图3:

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图3 添加可简单导航的虚拟教师

(五)考虑主体的系统思维提高

桌面虚拟实验通过采集真实实验中的关键信息来模拟真实实验,其信息采集的有限性必然导致信息的损失。而系统论认为, 一个系统的能力大于其内部各部分的简单总和,因为其内部各要素之间存在着一定结构或“组织”形式5。在目前桌面虚拟实验中,更多的是物件、机体的的简单“拼接”,这点应用到医学教学上则很不科学,因此在“实验” 设计时,要注意多提醒学生联接整合功能的作用:呈现一个局部单元应先有演示该局部与整体之间的关系和局部在整体中的地位的部分,而不是直接演示操作所需部分。

综上所述,有时改变一下鼠标操作的形状,添加充满感情的色彩、简单物品等细节都可以在保证开发成本的前提下促进学生与虚拟场景的有效互动,提高学习效果。

四、主客体视域中桌面虚拟实验的应用

通过以上从主客体视域对桌面虚拟实验进行设计,可以达到一定的性价比,但客体(虚拟场景)中“实践”得到的经验仍然不能真实地代替真实场景的生活和经验,因此在应用桌面虚拟实验的过程中,更需要慎重选择以及提供良好的使用条件,方能应用出最佳效果,以下给出一些具体应用指导:

(一)产品选用原则:首先依据“多媒体组合教学”的思想,衡量是否选择桌面虚拟实验产品来辅助教学,决定使用后则选用能使主体(学生)和客体(虚拟场景)和谐一致的“实验”,选用的原则以上文中设计的要点为依据,选用设计“和谐”的产品学生能既能沉浸到虚拟实验场景中去,也能将虚拟与真实区分,防止认识错位。同时要求“实验”反馈时间恰当,提示明了,互动为主,注重学生参与,以及场景的情感设计和交流空间,这样方能使学生切身参与而达到良好的意义建构。

(二)应用时的要点:虚拟实验不仅能让学生不限时空的“实验”,而且设计良好的实验能够让学生得到练习,解答学生的问题,但毕竟区别于真实实验,不能涵盖真实实验中的所有情况,也不能完美诠释真实实验器材所特有的性能和质感等,因此在学生使用虚拟实验时,实验教师应该在现场补充实验关键信息,给予正确的组织、指导。

(三)应用角色定位:主体通过实践活动改造客体,这一对象化活动给予主体以知识和智慧,但桌面虚拟实验中所构建的虚拟场景虽强大但无法完全获得真实场景所能给予的知识经验和心智提高,同时虚拟实验本身影响学生对“细致”变化和非正常信息的感受,不利于学生创新能力和问题意识的培养,同时虚拟实验操作对计算机操作能力有一定要求,因此若作为实验的考核很难说明实际动手实验操作能力。

以上从选用、应用要点和角色定位三方面对桌面虚拟实验的应用进行了分析,可以看出必须摆正桌面虚拟实验产品的地位,仅将其作为辅助手段:实验前预习,实验后复习所用,而无法替代真实实验。在应用时,还应结合具体情况科学应用,发挥桌面虚拟实验应用的最大成效。

五、结语

通过从主客体视域对桌面虚拟实验设计与应用的分析,可以看出桌面虚拟实验虽然逼真、高效,但区别于高仿真虚拟现实技术,仍然仅仅局限在“桌面”上,同时在设计和应用时却更容易因为忽视细节而导致学习效果降低甚至导致学生不良“习惯”产生,所以以主客体等科学理论为指导,结合教学实际情况来设计和应用,可以在一定程度上提高桌面虚拟实验产品的开发性价比,用户的学习也可以愉快、高效。

 

【参考文献】

[1]魏书莉,杨雪,傅健.虚拟实验操作系统中的认知摩擦问题研究[J].现代教育技术,2009,(9):121-123.

[2][3]王公晓.皮亚杰主客体关系理论及其借鉴意义[D].河南:郑州大学,2007.

[4]于洪涛.桌面虚拟实验在实验教学中的作用及其应用条件[D].长春:吉林大学,2007.

[5]郭春梅,白旭光.系统论在高校统计信息资源整合中的应用[J].系统科学学报,2008,(3):95.