一、用户被机器牵着鼻子走？

　　可能很多教师都体验过这样的虚拟实验操作系统，有显示屏、操作台，还有代表不同实验器材名称的方块，我们按照大屏幕的提示，一步步地进行操作：把代表实验器材的方块放在操作台上的对应位置，组装实验装置，转动方块进行点燃酒精灯或开启气阀等操作……屏幕上的画面随着用户的操作同步改变，直到最后实验结果完美呈现。做完了实验，大家觉得学习的效果如何？

　　作为一个曾经在教学一线摸爬滚打过十年的教师，此刻我的内心是比较纠结的。通过上面的操作，我体验了实验的全过程，看到了实验结果及原理说明，但我却没有收获的喜悦，反而萌生出许多疑惑：为什么要这样做？如果不这么做，会怎么样，还有没有其他操作方法？带着这些疑惑，我想要进行更多的尝试，却发现这套系统不允许我做任何尝试。实际上，除了系统预设的步骤之外，我什么都做不了。

　　这样的软件系统，虽然是结合教学内容设计的，但是因为缺少对教学的理解，把用户当木偶一样一步步牵着鼻子走，限制了用户的探索，扼杀了用户的思维，背离了教育的本真。

　　二、虚拟实验胜于真实试验？

　　这款虚拟实验系统和现实中的实物实验在教学方面有什么不同呢？我们来做个比较。

　　在虚拟实验系统中，学生不需要考虑如何设计实验以及如何摆放实验装置，只需要按照系统提示进行摆放；在现实中，学生拿到一堆实验器材后，需要思考怎么设计实验，分析每一步骤的可行性、正确性，排除掉一切危险因素，画出实验装置图，才能动手实验。

　　在虚拟实验系统中，学生的实验绝对不会出错，并且一定能出现预期的结果；而在现实中，实验装置可能被错误组合或被错误操作，比如加热时长、火焰温度等控制不好都可能导致实验失败。

　　在虚拟实验系统中，按照预设的步骤操作，虽然一定能得到标准答案，但因为过程太顺利了，反而失去了仿真性。在现实中，学生在失败中自我修正，直至成功，过程越坎坷，对求知过程印象越深刻。虚拟实验系统消除了烧烫伤、呼吸毒气等一切可能发生的危险，然而现实中，这些危险依然存在，正确操作仪器，学会自我保护，这些恰恰是教学中必须要培养的能力。

　　诚然，虚拟实验系统的优势是显而易见的，那就是安全且成本低。但对教育而言，只有高质量的思考才有助于高效的学习，如果不允许犯错，不支持自主探索，就限制了思维，降低了学习的质量。如果能够在设计软件的时候，多从教育教学的本质出发，相信可以提出更理想的解决方案。

　　三、什么样的软件真正适用于教学？

　　什么样的软件真正适用于教学，什么样的教学软件能够在教学中得到师生青睐？我想可以从以下几个方面考虑。

　　一是有针对性，能够针对传统教学的局限，解决现实教学所不能解决的问题。有一些实验危险性大、成本过高、肉眼难以观测，而能用的资源只有文字和图片，如果能够借助于技术手段，将这些内容进行仿真呈现，一定会利于教学。比如一些VR教学软件针对地理、生物等学科开发了“深海游览”“人体旅行”“地心冒险”“高空俯瞰”等模块，这些都是常规教学力所不能及的，而借助于VR专用眼镜，学生可以自由自在地在茫茫深海里潜行，在人体的毛细血管内穿梭，在铄石流金的地心冒险，身临其境，既惊险又刺激，这样学到的知识想忘记都很难。

　　二是易用、适用，能支持所有自主的个性化操作。我们知道，知识、教师、学生和介质构成了学习的四要素。教学是教师借助于介质将知识传递给学生，而学习是学生在有限的传递过程中理解掌握知识，并能恰当存储和准确提取。从教育教学的角度来看，作为知识传递介质的实验系统，要能够引发思考并支持探索，才能提升学生思考的品质，保证学习效果。所以，没有任何预设实验过程的工具型软件系统在教学中更有优势。

　　工具型实验系统的设计，首先需要教师总结规则并输入系统。规则是颗粒化的知识与法则，比如，氧化铁直接加热会有什么反应，加热时通入一氧化碳又会有什么反应，酒精灯使用完毕后不盖灯帽会怎样，磁铁碰到纯铁粉会有怎样的现象产生……尽可能全面准确地接近真实世界，包括那些会产生危险的规则。

　　其次，系统不预设任何过程和结果，只是根据规则进行判断或执行。如操作符合既定规则，无条件执行；如不符合既定规则，则拒绝，并给出原因（如图1）。

图1工具型软件设计原理

　　最后，在使用过程中，学生根据系统的反馈自主分析，“为什么系统拒绝执行？实验的结果是否达到预期目标？实验过程是否最优？”如果不是，还需要进行新的尝试，直至成功。

　　碰壁失败—调整改进—终获成功—留存知识，贯穿整个过程的最核心的行为就是思考，有了思考，学习才有效果。工具型的教学软件，能够支持自主操作，允许犯错，能够引发高品质思考，所以最具有教育属性，也最受教师和学生欢迎！

　　三是懂教学、懂教师，迎合主流用户的真实需求。任何产品的设计，都应建立在目标用户群体的真实需求之上。没有在讲台上授课的磨练，就不能体验知识传递的艰难；没有与教师的大量沟通，就不会了解一线教师的教学习惯和真实需求。懂教学，懂教师，才能做出教师想要的产品。

　　我曾经放弃过一款题库APP，这款软件界面设计美观，操作也便利顺畅，但在基本内容及服务方面却品质低劣，比如所提供的题目缺少章节属性，竟然给初一的学生推荐初三的题目。我想，构建产品的核心功能应该是产品研发的第一步，至于界面丑点、按钮卡顿点都无伤大雅，可以在后期的应用过程中，根据用户反馈逐步迭代完善。

　　还有一些软件，可能是缺少教研员或教师的参与，提供了错误的教学内容，这一点也是会被教师所诟病。在教学中，最忌讳的就是出现知识性错误。因为一个教师如果把知识讲错，受影响的是全班学生。同样，一款教学软件，如果存在知识性错误，影响的是所有的用户。存在知识性错误的教学软件，本身也不应投入使用。

　　此外，还有一个有意思的现象：越是教学的重难点内容，教师越是不愿意使用那些现成的课件或资源。这是因为教学的重难点内容，是教师授课的重点关注对象，所以对相应软件或资源的要接受用户极其严苛的筛选才可能被应用。他们更愿意自己制作课件，因为自制的使用起来得心应手。对于那些不符合自己教学思路和习惯的软件或者资源，哪怕只有一点点的差异，他们也不愿意将就使用。在这种情况下，能支持用户自主使用的工具型软件更受青睐。

　　总之，随着计算机的普及和信息技术在学科教学中日益广泛的应用,多媒体教学软件以其多角度、多途径、可交互等强大的表现力，发展势头强劲。找准科技和教育的结合点，才能实现真正的融合并让教育自如伸展。

　　最后我想说：设计教学软件如同恋爱，只有懂我，给我的才是我想要的。

　　（作者系人教数字出版有限公司助理研究员）

　　责任编辑：祝元志