聯通主義學習理論視角下虛擬仿真實驗課程的建設路徑研究

摘要：基于聯通主義學習理論，對虛擬仿真實驗課程的建設過程進行了研究和分析，提出了虛擬仿真實驗課程與慕課之間的融通之處，構建了聯通主義理論視角下虛擬仿真實驗課程的建設要素，探索了有助于提高學生自組織學習動力和實踐能力的虛擬仿真實驗課程建設路徑。并以課題組所開發的“現代中藥制藥過程虛擬仿真實驗課程”為例，闡述了聯通主義學習理論視角下虛擬仿真實驗課程的建設目標、實驗過程和建設效果，以期為相關虛擬仿真實驗課程的建設提供了一定的參考。

關鍵詞：聯通主義；學習理論；虛擬仿真實驗；建設路徑

中圖分類號：U266；G434文獻標識碼：A

聯通主義學習理論是針對課程建設中的學習環境和學習方式而提出的一種教育理論。它強調學習者通過與環境的互動和社會的交往來實現知識的積累和能力的培養。聯通主義學習理論以此為基礎，提出了“連接、共享、協作、創造”等核心概念，強調學習的主體性和積極性，推崇學生在學習環境中自主探索和合作學習的方式，是我國教育改革和發展的重要方向[1]。

近年來，隨著信息技術的飛速發展和教育理念的轉變，虛擬仿真實驗課程在教育領域中得到了廣泛的應用和關注。虛擬仿真實驗課程以其靈活、便捷、安全等特點，為學生提供了切實有效的實踐環境，極大地促進了學習效果的提升。然而，在虛擬仿真實驗課程的建設過程中，仍然面臨著一些挑戰和問題，如教學設計不合理、學生學習積極性不足、自組織學習共同體形成困難等[2]。因此，研究如何在聯通主義學習理論視角下構建虛擬仿真實驗課程的建設路徑具有重要的理論意義和實踐價值。

1核心觀點

1.1聯通主義學習理論

聯通主義學習理論是一種關于人類學習與認知的心理學理論。該理論源于哲學家威廉·詹姆斯和教育心理學家愛德華·索頓的思想，發展至今已經成為認知科學領域的重要研究方向之一[3]。

聯通主義學習理論強調了學習過程中網絡和關聯的重要性。它認為，人類的思維是通過不同概念之間的關聯和連接來實現的。在這種理論中，我們的記憶不是以單獨的事實或知識單元為基礎，而是存儲為網絡中的節點和鏈接。這種聯通的學習方式使得我們能夠將新的信息與已有的知識連接起來，形成更為復雜和全面的認知結構。與傳統的符號主義學習理論相比，聯通主義學習理論更加強調學習過程中的并行處理和分布式表示。符號主義學習理論認為人類的思維是基于符號和規則的推理，而聯通主義學習理論則將重點放在了模式識別和統計學習上。將學習視為一種調整連接權重的過程，通過訓練來調整神經網絡模型，使其能夠自動學習和適應環境[4]。

1.2虛擬仿真實驗課程

虛擬仿真實驗課程是一種通過計算機技術和虛擬現實技術來模擬真實實驗場景的教學方法。虛擬仿真實驗課程可以基于現代“互聯網+”技術提供更加靈活的學習時間和空間，通過利用計算機生成的虛擬環境和交互式的仿真實驗，學生可以根據自己的學習進度和興趣進行學習，不受實驗室時間和地點的限制，從而為學生提供了更加安全、靈活和高效的實驗學習體驗。

此外，虛擬仿真實驗課程還能夠大大降低實驗成本，減少實驗材料和設備的損耗。它可以提供個性化的學習體驗，根據學生的需求和特點進行調整和定制。學生可以根據自己的興趣和學習目標選擇不同的實驗內容和難度級別，從而激發學習積極性和動力性。其次，虛擬仿真實驗課程為跨學科教學提供了有利條件。虛擬環境可以模擬多種實驗場景，幫助學生深入了解不同學科之間的相互關系和交叉點，促進跨學科思維和創新能力的培養[5]。

1.3慕課

慕課，即大規模開放在線課程（MassiveOpenOnlineCourses），是近年來教育領域的一項創新型學術教學模式。它以互聯網技術為基礎，通過在線平臺提供大量的教學資源和學習機會，吸引了廣泛的學習者參與其中[6]。

首先，慕課提供了靈活便捷的學習方式。學生可以根據自己的時間和空閑的時間段靈活安排學習進程，無需固定到校上課。這為有工作或其他時間約束的學生提供了便利，使得教育資源更加普及。

其次，慕課在教學內容上具有豐富性和多樣性。通過慕課平臺，學生可以獲取到來自各個領域的豐富教學資源，迎合了個性化學習的需求。同時，慕課還為學生提供了豐富的互動交流機會，通過在線討論和協作平臺，讓學生之間和師生之間進行更好的互動和交流。

最后，慕課在職業發展和終身學習方面起到了積極的推動作用。慕課課程多樣化，內容豐富，使得學生能夠更好地提升自己的專業技能和學術能力。同時，對于廣大社會群體來說，慕課也鼓勵了終身學習的理念，推動了學習型社會的建設[7]。

2虛擬仿真實驗課程與慕課的融通之處

在“互聯網+”時代，虛擬仿真實驗課程和慕課在教育領域都扮演著重要角色。在線式（基于B/S架構）虛擬仿真實驗課程是利用計算機和互聯網技術，模擬真實的實驗環境和實驗過程，使學生能夠通過虛擬實驗來學習和掌握相關知識和技能。慕課（大規模在線開放課程）則是通過互聯網將高質量的課程資源共享給全球范圍內的學習者[8]。

2.1兩者均突破了時間和空間的限制

虛擬仿真實驗課程和慕課都突破了傳統實驗課程和傳統教學的時空限制。虛擬仿真實驗課程通過虛擬仿真網絡共享平臺，使學生在任何時間、任何地點都能進行實驗學習。慕課則通過在線教育平臺將高質量的課程資源發布，并采用自主學習方式，使學習者可以根據自身需求和時間安排自由學習。

2.2兩者均鼓勵學習者互動交流

虛擬仿真實驗課程和慕課都鼓勵學生積極參與學習和互動交流。虛擬仿真實驗課程提供了一個可以隨時隨地進行實驗探索和交流討論的平臺，學生可以在虛擬環境中進行操作，與他人共同完成實驗任務，并通過在線討論和交流與其他學生進行合作和學習。慕課則通過在線論壇和社交媒體等方式，促進學習者之間的互動交流和知識分享。

2.3兩者均注重學習效果的評估

虛擬仿真實驗課程和慕課都注重自主學習和學習效果的評估。虛擬仿真實驗課程通常提供個性化的學習路徑和反饋機制，根據學生的學習情況和學習目標進行智能化的指導和調整。慕課則通過在線測驗、作業和考試等方式對學習者的學習效果進行評估，并提供相應的學習反饋和成績記錄。

綜上所述，虛擬仿真實驗課程和慕課在互聯網+背景下具有較多相通之處。它們都突破了傳統的時空限制，鼓勵學生積極參與學習和互動交流，并注重自主學習和學習效果的評估。通過充分利用互聯網和先進技術，它們為學生提供了更廣闊的學習空間和更靈活的學習方式，為學習者的自組織學習共同體的發展帶來了新的機遇。

3聯通主義理論視角下虛擬仿真實驗課程的建設要素

聯通主義學習理論是一種重要的教育理論視角，它強調學習應該建立在學習者與學習環境的相互作用上。在基于上述理論視角下的虛擬仿真實驗課程的建設過程中，需注意以下關鍵要素：

1. 首先，合適的虛擬仿真環境是建設虛擬仿真實驗課程的基礎。在聯通主義學習理論的視角下，虛擬仿真環境的設計要充分考慮學生的學習需求和目標，并提供與真實環境相似的體驗。通過虛擬仿真環境，學生可以在安全、可控的情境中進行實驗，增強實踐能力和解決問題的能力。
2. 其次，個性化和自主學習是聯通主義學習理論的核心原則，在虛擬仿真實驗課程的建設中同樣需要重視。個性化學習指根據學生的個體特征和學習風格，量身定制學習內容和教學方法。自主學習強調學生要主動參與學習過程，發揮自己的主觀能動性。因此，在虛擬仿真實驗課程的設計中，應該提供多樣化的學習資源和學習路徑，以適應學生的差異化需求，并鼓勵學生獨立思考和自主探索。
3. 另外，社交互動也是虛擬仿真實驗課程建設的要素之一。聯通主義學習理論認為社交互動有助于知識的共享和合作學習的實現。在虛擬仿真實驗課程中，可以通過促進學生之間的交流和合作，引導學生建立學習社區，共同解決問題和分享經驗。此外，還可以利用虛擬社交平臺和在線討論論壇等工具，拓展學生的社交網絡，使學習過程更加豐富多彩。
4. 最后，及時有效的反饋機制也是虛擬仿真實驗課程建設的關鍵要素。聯通主義學習理論認為及時的反饋對學習很重要，可以幫助學生認識到自己的學習進展和不足之處，及時調整學習策略。在虛擬仿真實驗課程中，可以通過自動化評估系統、實時監控工具等方式，及時記錄和反饋學生的學習情況，為學生提供個性化的評價和建議。

4建設實例

筆者所在單位致力于培養具有較強實踐能力和創新精神的制藥工程類人才，因此，制藥工程類課程的教學改革一直該校關注的重點。在課題組團隊教學研究的過程中，已基于前文所建構的聯通主義理論視角下虛擬仿真實驗課程的建設要素開發出——“現代中藥制藥過程虛擬仿真實驗課程”。

該課程針對中藥制藥現場實訓成本高、不安全、容納人數少等難題，結合3D仿真與工業過程數值模擬等技術，建立制藥過程仿真模型，整合現代生產工藝、操作單元設備、崗位標準操作和藥品生產管理規范等知識點。以培養學生生產實踐動手操作能力，加深對于制藥過程原理的理解能力，掌握關鍵崗位的GMP操作規程，提高解決實際問題的綜合能力和崗位勝任力。該仿真實驗課程基于聯通主義學習理論視角建設，填補了中藥制藥行業過程模擬實訓軟件的空白。

圖1現代中藥制藥過程虛擬仿真實驗課程交互界面

4.1建設目標

在聯通主義學習理論視角下，貫徹“以學生為中心”、“以技術為中心”、“以資源共享為目標”的指導原則，以中藥水提過程仿真模擬實驗為例：首先通過準確適宜的實驗教學思路實施，使學生掌握現代中藥生產過程中工藝生產的相關知識點，直觀的觀察到工藝條件差異對于中藥提取過程的中藥溶質濃度變化趨勢影響；其次通過專業實驗教學指導過程，在教師的帶動下，指導學生進行中藥水提過程工藝參數仿真實訓，并將工程工藝優化的一般性原則直觀的現場教授給學生，發揮學生的主觀能動性，設計操作過程，提出并采用合適的理論解釋優化的方式方法，從而形成穩定、安全與開發的仿真實驗運行模式；最后，依靠持續改進的實驗評價體系，根據課堂內外學生與相關社會培訓人員的反饋，持續優化并完善相關軟件系統，引入中藥醇提工藝仿真實驗，提升仿真實驗的技術先進性，形成顯著的示范性的教育教學效果，為職業教育事業與行業技術發展的彎道超車形成強勁的推動作用。

4.2實驗過程

①將課前預習、課上指導與課后實驗報告有機結合，本仿真模擬課程自備有在線講義，使學生能夠針對性復習并掌握相關的知識點，也能保證社會培訓人員在沒有教師現場講解的條件下，初步了解本課程實驗目的與相關技術技能，從而使實驗實訓人員能夠準確的理解本課程的實驗教學思路；

②將教師指導與自我操作訓練相結合，本仿真模擬項且自帶有智能人機交互操作指導模式，形成創新多樣的教學模式，通過屏幕上一步一步細致的操作指導，能夠使實驗實訓人員在任何地點都可以展開模擬實驗操作過程，而無需指導教師在場，從而保證了實驗教學專業、可靠與高水平的進行；

③將在線服務與社會共享相結合，本仿真模擬課程形成高水平在線服務團隊，依托先進可靠的在線服務技術，使實驗實訓人員在任何地點都可以在線與指導教師進行溝通，通過電子郵件的形式，獲得更為專業的教學指導服務，從而實現優質教學資源的社會化共享。

4.3建設效果

通過開展聯通主義學習理論視角下的虛擬仿真實驗課程，有利于學生認知和理解制藥工程專業與信息化深度融合；虛擬實驗與真實實驗互補的模式，可充分調動學生興趣和積極性，培養學生綜合設計和創新能力；在進行中藥提取濃縮過程以及溶劑回收的仿真模擬實驗過程中，學生“零距離”深入了解提取濃縮的基本原理和理論，提升了學習興趣和研究創新能力培養，促進了自組織學習共同體的形成。

結語

本文基于聯通主義學習理論，提出了虛擬仿真實驗課程與慕課之間的融通之處，構建了聯通主義理論視角下虛擬仿真實驗課程的建設要素，探索了有助于提高學生自組織學習動力和實踐能力的虛擬仿真實驗課程建設路徑。并以課題組所開發的“現代中藥制藥過程虛擬仿真實驗課程”為例，闡述了聯通主義學習理論視角下虛擬仿真實驗課程的建設目標、實驗過程和建設效果，為相關虛擬仿真實驗課程的建設提供了一定的參考。

參考文獻：

[1]高明，張婧婧，張江，等.聯通主義學習中交互行為驅動的多群體學習者注意力研究——基于集體注意力流網絡的分析視角[J].遠程教育雜志，2023，41（04）：79-91.

[2]馬哲，李倩倩，蘇雷，等.虛擬仿真實驗教學改進方向[J].科技與創新，2024，（01）：156-158+161.

[3]陳麗，徐亞倩.聯通主義的哲學觀及其對教育變革的啟示[J].教育研究，2023，44（01）：16-25.

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[5]李琰，張佳琳，饒星，等.基于數字化的高校虛擬仿真實驗教學平臺建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2023，42（10）：233-238.

[6]郭玉婷.歐洲高等教育數字化發展的政策演進、現實困境與啟示[J].中國高教研究，2023，（11）：55-61.

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[8]楊永進，吳瑤，張帆.基于“慕課+虛擬仿真”的生理學實驗評價體系改革[J].科教文匯，2024，（01）：72-76.

基金項目：江蘇省高校哲學社會科學研究項目（2022SJYB0760）；江蘇省高校“青藍工程”資助；江蘇省衛生健康職業技術教育研究課題（WJ202307）

作者簡介：李璇（1989—），女，江蘇沛縣人，碩士研究生，講師，主要從事虛擬仿真實驗教學方面的研究。