梅龍昊

摘 要：本文從綜合型虛擬仿真實驗室建設的可行性入手，討論建設綜合型虛擬仿真實驗室的作用，并分析如何建設虛擬仿真實驗教學中心，希望具有借鑒意義。

關鍵詞：虛擬仿真實驗教學中心;實踐教學能力;培養(yǎng)模式

高校致力于為社會培養(yǎng)實用型人才，而綜合型虛擬仿真實驗室的建立可以讓教學質量得到顯著的提升，對不同專業(yè)的教學資源也起到了優(yōu)化作用，對學生的創(chuàng)新意識和實踐技能進行了有效培養(yǎng)。虛擬仿真實驗室作為一項利用虛擬仿真技術，借助虛擬的系統(tǒng)對其它系統(tǒng)進行模仿，主要是通過計算機技術和配套的軟硬件設備打造出真實的實驗場景，呈現(xiàn)出更加直觀的實驗現(xiàn)象和操作步驟，在部分專業(yè)的教學中可以縮短實驗周期，節(jié)約實驗成本，同時還體現(xiàn)出保證實驗安全的作用，所以有著很好的應用前景。

一、綜合型虛擬仿真實驗室建設的可行性

首先，高校辦學指導方針提供了支持。對于諸多高職院校來說，辦學的方針主要考慮到學生對專業(yè)技能的掌握情況，進而利用一技之長在社會上立足，所以專業(yè)的設置要緊密聯(lián)系時代需要，明確學科方向，科學設置專業(yè)結構，合理安排課程體系，從教師的角度講，也根據(jù)高校的辦學方針對教學內容進行了更新，讓教學環(huán)節(jié)更加流暢，豐富教學方法和手段，使得教學水平全面提高，這也為提升學生的就業(yè)能力提供了保障[1]。

其次，虛擬仿真技術逐漸成熟提供了大環(huán)境。在我國科技不斷進步的今天，虛擬仿真技術對諸多行業(yè)的發(fā)展起到了促進作用，該項技術主要體現(xiàn)在對人工智能、傳感技術、人機交互技術、計算機圖形學的利用。隨著我國提出“中國制造2025”戰(zhàn)略，虛擬仿真技術在科技建設的重點領域中起到了不可替代的作用。同時，國家也把虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)作為重要發(fā)展計劃，已經(jīng)在我國諸多的省市中大力建設虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)，所以高校與科研單位加強合作也為建設虛擬仿真綜合實驗平臺提供了技術支持。

最后，高校虛擬仿真實驗項目增多起到的促進作用。從2013年至今，我國開始建立國家級虛擬仿真實驗教學中心，同時教育部也在本科高校開展示范性虛擬仿真實驗教學項目，開放式虛擬仿真實驗室的數(shù)量也在增多，很多專業(yè)的虛擬教學資源變得更加豐富，目前也基本形成了實驗教學體系[2]。

二、建設綜合型虛擬仿真實驗室的作用

首先，可以提升學生實踐能力。通過對人才的培養(yǎng)可以讓學生在畢業(yè)后對地方經(jīng)濟發(fā)展起到推動作用，學生在虛擬仿真的實驗環(huán)境下為學生呈現(xiàn)傳統(tǒng)實驗不具備的場景，開闊了學生的視野，使得學生的職業(yè)能力得到培養(yǎng)。綜合型虛擬仿真實驗室的建立與學生專業(yè)和行業(yè)發(fā)展緊密集合起來，同時不同專業(yè)的學生在配合下會參與到多個虛擬仿真項目中，學生在這個過程中會讓配合意識得到培養(yǎng)[3]。

其次，實現(xiàn)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的發(fā)展。在雙創(chuàng)教育理念下，學生在掌握本專業(yè)知識的同時，也會將不同專業(yè)的知識進行融合與學習，讓學生的創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在虛擬仿真創(chuàng)新實驗中心下，高?？梢蚤_設對不同專業(yè)的模塊教學，比如對旅游管理專業(yè)來說可以建立虛擬旅游項目，對土木工程專業(yè)可以仿真和模擬道路橋梁，對化學工程專業(yè)學生來說可以進行化工實驗的模擬，對機械工程專業(yè)教學可以開展動力仿真的教學等[4]。

最后，有利于推動教師隊伍結構性改革。在建立虛擬仿真實驗室下，教師也需要和教學模式積極融入。教師要利用虛擬仿真實驗平臺，對實驗教學資源和項目進行創(chuàng)新，會不斷對教師教學能力培養(yǎng)，打造出“雙師化”教育隊伍。目前，高校主要通過與企業(yè)的定向合作提供虛擬仿真實驗教學資源，為提升教學質量，需要在利用虛擬仿真實驗教學中心時具有創(chuàng)新思想。因此，教師需要在日常的教學過程中，要加強和企業(yè)相關人員的對接，利用現(xiàn)有的資源提升教學效果，更好的實現(xiàn)理論與實踐的結合。

三、如何建設虛擬仿真實驗教學中心

首先，要建立教師基本技能虛擬仿真實訓室。高校要建立教師基本技能虛擬仿真實訓平臺，讓教師得到相關的培訓，其中包括書法、普通話、教學設計、說課、等項目，在實訓環(huán)境下配有攝像機、電腦錄音機等設備，進而對教師作品進行信息化處理。同時，對于教師的實訓作品可以上傳到網(wǎng)絡中，讓專家進行評論與指導，讓教學水平得到提升。同時，通過該方法可以解決學生基本技能實訓不能得到教師現(xiàn)場指導的和互學互評問題。建立高校遠程實景課堂同樣關鍵，高校需要建立遠程課堂具有采集、傳遞、管理、展示、評價等功能的系統(tǒng)，這樣就便于部分教學資源不充分的高校進行通過遠程教學示范滿足教學需要[5]。

其次，要建立教師職業(yè)能力在線測評系統(tǒng)。對于教師教育理論在線測評來說，可以利用虛擬方針實驗平臺的在線題庫和平臺對教師進行管理，其中的內容包括教育學、心理學、教學設計、基礎教育改革、學科教學論等內容，可以通過自動閱卷檢測成績。對教師基本能力測評來說，包括了普通話、教學設計、課件制作、書法、板書等內容，只有具備這些必備的素養(yǎng)才能保證教學質量。

再次，建立科學的績效評價體系。不同于其它的獨立實驗室，綜合型虛擬仿真實驗室對于績效評價涉及很多的專業(yè)，對不同專業(yè)的教師素養(yǎng)也提出了不同的要求，在制定擬仿真實驗教學平臺的評價體系時，需要考慮到以下內容：a實驗教學效果;b創(chuàng)新項目;c實驗教學資源。同時，地方政府和高校也要加大投入力度，為虛擬仿真實驗平臺的建設提供條件，優(yōu)秀的教師也要從自身的職業(yè)發(fā)展角度考慮，主動加入實驗教師隊伍，接受績效評價體系的評定。高校也要加強對虛擬仿真實驗教學各個環(huán)節(jié)的監(jiān)督，其中包括操作過程，實驗效果，也要對各個專業(yè)開展虛擬仿真實驗教學項目整體質量進行評價，進而實現(xiàn)資源利用率的提升。

最后，具體虛擬仿真實驗室的建立。在數(shù)學專業(yè)中，可以用LINGO、Maple、SAS、等軟件，實現(xiàn)在數(shù)學建模、高等數(shù)學、統(tǒng)計分析、數(shù)學綜合中的多個項目進行演示性計算機模擬實驗，其中包括了實驗演示、實驗探索、課件制作、數(shù)據(jù)處理多個功能。在物理、化學專業(yè)中，用Matlab、HFSS、CCS等仿真軟件可以進行物理專業(yè)實驗教學與實驗演示、實驗數(shù)據(jù)處理，在化學教學中可以在虛擬仿真中對無機化學、有機化學進行虛擬仿真實驗。再如地理專業(yè)中，利用一些軟件可以實現(xiàn)自物地理、3S技術、天文等虛擬仿真實驗，讓教學質量得到顯著的提升[6]。

結束語：

在當前的教育教學領域，依靠網(wǎng)絡通信技術和數(shù)據(jù)庫，讓傳統(tǒng)的教學面貌發(fā)生了巨大變化。在今后的高校虛擬仿真實驗教學中，需要側重培養(yǎng)學生的綜合實踐能力和創(chuàng)新意識，深入貫徹“以人為本”的教學理念，優(yōu)化教學資源，打造高效的教學團隊，進而為社會培養(yǎng)出高素質人才提供保障。

參考文獻：

[1]董希斌，徐華東，李耀翔，etal.依托國家級虛擬仿真實驗教學中心開展森林工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索——以東北林業(yè)大學為例[J].中國林業(yè)教育，2017（05）：10-15.

[2]廖潔丹，婁華，冼瓊珍，etal.構建虛擬仿真實驗教學中心促進實踐教學創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].教育教學論壇，2017（35）：276-278.

[3]梁軍，劉勇平，劉崢.化學工程與工藝虛擬仿真實驗教學中心開放管理平臺建設探索——化工類專業(yè)實踐教學改革系列研究之三[J].高教論壇，2016（9）.

[4]王慧.應用型地方高校綜合型虛擬仿真實驗教學中心建設的思考[J].江蘇科技信息，2019（13）.

[5]蔣建清，曹國輝，陳東海，etal.應用型地方高校土木工程虛擬仿真實驗教學中心建設探索[J].實驗室研究與探索，2018，37（2）：144-149.

[6]段新昱，陳衛(wèi)軍，姜品，etal.面向新工科的跨專業(yè)建設工程教育虛擬仿真實驗教學中心[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2019，305（01）：28-31.

教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目《虛擬仿真綜合實訓課程建設師資研修》課題編號：201802037001