多媒体教学软件-模拟软件

多媒体教学软件第六章模拟软件网络一班杨聪敏第六章模拟软件6.5模拟的结构因素6.6系统反应和反馈6.7模拟的真实度6.5模拟的结构因素模拟的导入1模拟的教学支持2模拟的顺序3模拟的呈现4学习者的行为5模拟的学习者控制6模拟的完成76.5.1模拟的导入1.教学目标由于学习者一般对模拟不如对指导、练习等软件类型熟悉，应重视在导入部分强调教学目标。模拟的形象性和动态性，容易使学生把模拟活动看做娱乐，只注意点击鼠标看结果，而忽略知识和技能学习。此外学生也会疑惑在模拟中能学到什么的兴奋之后，学生的学习兴趣也会下降。陈述教学目标时要注意针对学生的这些态度。教学目标的描述要与模拟的特点结合，例如，在有角色扮演的模拟中将扮演的角色，该角色的任务和行为，角色活动的重要目的或结果。2．使用说明模拟中学习者参与的活动更加复杂和多样，因而清楚和完整的说明比在其他类型中更重要。模拟可能会用到游戏杆或其他的特殊交互装置’需要说明它们的使用方至在说明中包含必要的练习。由于模拟的说明比较复杂，对模拟中要用到的外部装置和屏幕对象的操作说明，应在需要使用时才提供，而不是放在软件开始时'例如，在屏幕的下方留出区域显示相关操作的即时指导。6.5.1模拟的导入3.开始情节在标题页、目标描述和使用说明之后，常常需要介绍模拟开始情节’开始情节的内容包括模拟的背景、吸引学习者注意的可操纵的物理对象、学习者参与的活动步骤、学习者面对的情景等。开始情节仅仅介绍模拟开始的情景和活动，而不是详细描述的所有方面。开始情节可以用文本描述，如图6.30的心脏病患者的护理模拟。也可以用图像、语音、动画等形式，如图6.31用文本和视频介绍考古发掘的背景和模拟任务。6.5.2模拟的教学支持教学支持是模拟中除了对象的活动和变化之外的重要组成部分，主要是提供内容帮助，包括提示、矫正反馈、评论指导、提供作业任务等。教学支持的另一个方面是增强真实表现力，包括强调、区分、可视化处理等。提供教学支持的普遍方法是使用翻转技术，当光标移上物体时显示出名称、目的使用说明等，链接也是常用的技术，点击链接在弹出窗口中能看到详细的支持信息，或是听到语音解说。另一种类似的普遍方法是当模拟进行到某一步时，自动弹出文本框、给予活动建议，例如，关于投资的模拟中，出现文本框，对学习者选择建设新商场的位置给予建议。这种教学支持方法降低了模拟的真实度，有益于新手的学习。模拟的理想的教学支持是使用agent技术，这种技术与模拟本身的特点很相符。6.5.2模拟的教学支持用文本和视频介绍考古发掘的背景和模拟任务6.5.3模拟的程序前面讨论了基本模型的顺序和真实现象的顺序．这里是指学习者所面对的模拟的顺序，显然它与前面两者有关一与模型的顺序一样，模拟的整体顺序可能是线性的、周期循环的或复杂的。许多程序模拟是线性的．如化学滴定。几乎所有的迭代模拟是周期循环的'如老鼠的繁殖。有些程序模拟在一定的形式下是周期循环的，如驾驶训练模拟的某类内容。一些程序模拟和大多数情境模拟有复杂的顺序，设有多重路径和多种步骤，路径和步骤取决于用户的活动，并且用户每次做出决策或采取行动后，可能会变化。例如，医疗诊断模拟、企业经营模拟等。真实现象的顺序是设计者不能干预的，模型的顺序虽然是简化的但趋向于接近真实，而学习者看到的模拟的顺序在很大程度上取决于设计者，从而极大地影响模摄的效果。设计者要创建建学习者能够理解的模拟的整体顺序，这样的顺序易于使用。学习效率高。6.5.4模拟的呈现l．呈现的方式模拟可以使用各种媒体元素及其组合，要根据内容和教学要求选择，呈现方式影响模拟的动机作用一真实度和易用性。例如，道路信号标志用图像比用文本好，用解说描绘教学经历比用绘画好。再如，可以用图像逼真再现一个物体'但学习效果却不好。在许多情况下，模拟的情境反而只能用文本描述。就一般而言，在物理模拟和迭代模拟中图片、动画和文本能发挥很好的作用，在程序模拟和情境模拟中视频、动画和音频呈现有助于学习。2．呈现的类型模拟中有四种主要的呈现类型：·被选择的项目；·被操纵的对象；·反应的事件；·探究的系统。6.5.4模拟的呈现3．呈现的真实性模拟的模型是对真实事物和现象的简化和抽象，降低了模拟的真实但并不意味着模拟必定看上去不像真实世界。呈现的真实性是指特定的对象与它真实对应物在外观上的相近程度。模拟中的对象的呈现可以看上去如它的照片那样逼真，也可以删略无关的细节而突出与教学目标一致的特征，同时还可以用其他的方式补充说明不可见的其他特征。例如，在关于气象的模拟中，要很准确地再现积雨云的形状，同时用文本列出云的生长速度、高度和密度等细节，这样使积雨云呈现得更加真实。而在远程飞行的模拟中，即使航行中任何一处都有云，也仅需要呈现飞机附近的云。在化学实验模拟中，如果目的是介绍化学仪器，需要呈现每件仪器的细节，如刻度、塞子、正确的尺寸比例等。如果主要目的是介绍实验过程，呈现仪器的简单的黑色轮廓图就足够了。6.5.5学习者的行为模拟在本质上是交互性的，这使得它们有吸引力和有教学效果。因此模拟需要有大量的学习者行为。1．行为方式模拟中学习者的行为是从屏幕接收模拟呈现信息并用输入装置输入操纵和控制信息，行为方式主要是指输入方式。模拟比其他类型的软件有更多的输入方式，除了鼠标和键盘外，还可以使用方向盘、游戏杆,麦克风语音输入等。在虚拟现实环境中，还要用到数据手套等装置。选择输A方式时要考虑教学目标、学习动机、学生的计算机操作技能，以及可能的技术条件等.2．行为的类型前面讨论过呈现的类型，每种类型都有相应的学习者的行为，即做选择、操作，反应、收集信息等。各类行为都是通过一定的行为方式实现的，最普遍的是使用鼠标，如拖放物体、拖动滑块、点击按钮等。键盘在模拟中使用是较少，主要用来输入文字或句子，以及用方向键移动物体。随着语音技术的成熟，模拟中输入文字和句子的行为将会更加自然。6.5.5学习者的行为3.行为的真实性行为的真实性是指模拟中学习者的行为与真实世界中人的行为的相近度。行为的真实性表现在两方面，即行为方式（键入、点击、语音）和行为的类型（选择、生成、控制）。6.5.6模拟的学习者控制1.学习者控制的类型模拟中学习者控制多少主要取决于模拟的类型、迭代模拟中控制较多，物理模拟和程序模拟中控制较少，情景模拟中控制最少。模拟中学习者控制的类型包括：•初始选择•顺序•获取说明或帮助•模拟的终止•在模拟中重新启动•终止后重新启动•存储数据•打印•改变难度•改变真实度6.5.6模拟的学习者控制2.学习者控制的要求各种类型的模拟在学习者控制方面有不同的内容。例如，模拟游戏中用户可以选择名称、徽记、伙伴、角色。又如，实验室模拟能让学生从几个实验中选择一个。再如，飞行模拟中学生能够选择机型、出发的几场、目的地、天气条件等。学习者行为和学习者控制是紧密相关的甚至难以区分，他们共同决定了模拟中的活动。设计者应详细描述和分析所有可能的行为和控制，根据学习者特点和教学目标设计。学习者控制同样有真实性问题，例如，所提供的控制是否与真实世界中的相似，在模拟飞行中可以选择天气条件，但实际上我们无法控制气象。6.5.7模拟的完成模拟的完成有下面多种情况：·学习者运行完模拟，无论结果是否正确；·学习者因运行的错误而模拟中；·迭代模拟中选择一次参数并看到相应结果的一次运行；·在物理模拟、程序模拟和情境模拟中，学习者按照成功的途径，或导致失败的途径已做过一遍。在上面的各种情况中，如果可能，要让学习者选择立即重新开始，如果学习者不选择立即开始，程序既可以中止处理，也可以结束。学习者对上述的区别是不清楚的，设计者应该清楚并让学习者知道。第六章模拟软件模拟的结构因素6.5系统反应和反馈6.7模拟的真实度6.66.6系统的反应和反馈自然的与人为的反馈1即时反馈与延时反馈2反馈类型的选择36.6.1自然的与人为的反馈模拟系统的自然反馈与真实世界中行为的结果相同或相似，人为反馈也可以提供同样的信息，但提供信息的方式不是真实的。人为反馈还能提供真实世界中不可能的危险警示。例如，在自由落体模拟中，如果学生把空气的密度设置得过大，使密度小的球体不可能下落。系统的自然反馈应该是球体被释放后，不会下落，甚至上浮，这是接近真实的但是不容易实现。人为反馈则是在释放球体时，弹出文本提示信息。在诊断引擎故障的模拟中，如果学生按照错误的判断更换了火花塞，而不是清洗堵窟的油路，自然反馈是使这个引擎仍然不能起动，人为反馈则是给予提示：“旧火花塞是好的，请试试别的”。6.6.1自然的与人为的反馈6.6.2即时反馈与延时反馈对于学习者的任何行为模拟系统既可以给予即时反馈，也可以提供延时反馈，但是、对学习的影响不同。在飞行模拟中，如果飞机进入能见度很低的云层时，就给予反馈，告知学生能避免撞山.反之，则是用大难临头的事实让学生明白在云雾中飞行的危险。在修理理引擎的模拟中，反馈信息如果在学生央定要换火花塞时提供，学生能少走弯路．如果在更换火花塞，重新起动引擎时学生才发现诊断有误，考虑其他的部件的问题，这更符合学习诊断维修的实际情况。学生通过尝试错误认识能更加深刻。在上面的例子中，自然反馈都是发生在导致结果的初始行为时间之后，是延时反馈，这是宴世界中反馈的情景。学习者在行动时发现不了行动的后果，只能在行动后过一段时间才意识到，然而，自然反馈不一定都是延时的。例如，当飞机进入云层时通过仪表和机头前方的能见度变化使学生有所警觉。6.6.3反馈类型的选择自然反馈真实程度较高，使模拟生动有趣，具有挑战性，有利于学习迁移。它通常是表明问题或错误，但不提供解决的建议。人为反馈的真实程度较低，趋向于主动阻止错误，给学习者明显的和容易理解的提示，能促进对模拟的学习。即时反馈能防止错误，提高学习效率，尤其是对学习者不恰当行为的言语反馈，能在他们面临无望的损失和混淆之前纠正行为。学习者通常喜欢即时反馈。延时反馈一般是自然反馈，与真实世界中的反馈时机相似，反馈显示的损失性或灾难性后果往往给学习者留下深刻的印象，能使学习者对实际生活和工作有较好准备。即时反馈和人为反馈适于使用模拟的新手和用模拟导入新课，或作为活动指导的情况。自然反馈，无论是延时的还是即时的，更适于对模拟熟悉的学习者，以及用模拟作为训练、练习和测验时。好的模拟能够始给予学习者很有帮助的即时纠正或提示，随着学习者的进步和行为改进，人为反馈逐渐减少，自然反馈逐步增加。反馈类型的选择没有死板的规则，各种反馈都可以使用，并且相互结合。重要的是具体分析情况，选择最有助于学习者达到模拟教学目的的反馈类型。第六章模拟软件模拟的结构因素6.5系统反应和反馈6.6模拟的真实度6.76.7模拟的真实度物理模拟的真实度1迭代模拟的真实度2程序模拟的真实度3情景模拟的真实度46.7.1物理模拟的真实度1.模型的真实度模型的真实度要素包括：对象的数量、因果关系、时间框架。2.呈现的真实度呈现的真实度要素包括：呈现的细节、图像与文本的选择、对运动的想象和夸张。3.学习者行为的真实度学习者行为的真实度主要是考虑用户控制与真实现象自然进行的关系。4.系统反馈的真实度系统反馈真实度的要素包括：反馈方式（文本、图像）、反馈的及时性、是否有反馈、反馈程度的夸张等。6.7.2迭代模拟的真实度1.模型的真实度迭代模拟最重要的是模型的真实度，它的要素包括：数学模型中变量的数量、变量的精确性、重新计算时的时间增量。2.呈现的真实度迭代模拟呈现真实度涉及到如何表现未知变量、已知但不可操纵的变量、时间框架的加快或减慢。3.学习者行为的真实度迭代模拟中学习者行为真实度的主要因素是初始变量的设置和模拟的重复运行中学习者控制的程度。4.系统反馈的真实度迭代模拟反馈真实度主要是由反馈方式和是否有反馈决定的。6.7.3程序模拟的真实度1.模型的真实度程序模拟的模型的多样性不重要，重要的是忠实于实际事物，基本的考虑因素有：可能得解决方案的数量、方案的性质或复杂程度、对象的数量、因果关系。2.呈现的真实度呈现的真实度涉及到呈现的方式（媒体元素的使用）、图像或描述的真实性和复杂性。3.学习者行为的真实