仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的探究

摘 要：眾所周知，仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)作為未來(lái)普及化新興教學(xué)模式被越來(lái)越多的學(xué)校所認(rèn)可。筆者根據(jù)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用與經(jīng)驗(yàn)，以《電子線路》課程為例，從學(xué)時(shí)安排、教學(xué)流程、課題整合三方面探索總結(jié)引入虛擬仿真技術(shù)后實(shí)踐教學(xué)模式的變化。

關(guān)鍵詞：仿真； 實(shí)訓(xùn)； 教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2012）05-123-002

虛擬仿真技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用，給課程改革注入了新鮮的血液，逐漸被越來(lái)越多的專家、學(xué)者所接受。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室采用軟硬件結(jié)合、功能模塊重組配置的方式是增加教學(xué)平臺(tái)適用性和實(shí)驗(yàn)技術(shù)可擴(kuò)展性的有效手段，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神;虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能有助于革新傳統(tǒng)的教學(xué)模式，推動(dòng)實(shí)訓(xùn)課程遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。作為一項(xiàng)未來(lái)普及化近幾年在國(guó)內(nèi)新興的技術(shù)，研究構(gòu)建適合虛擬仿真技術(shù)特點(diǎn)的教學(xué)模式，使教學(xué)過(guò)程達(dá)到最優(yōu)化，顯得尤為重要。筆者根據(jù)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用與經(jīng)驗(yàn)，以《電子線路》課程為例，從學(xué)時(shí)安排、教學(xué)流程、課題整合三方面探索總結(jié)引入虛擬仿真技術(shù)后實(shí)踐教學(xué)模式的變化。

一、教學(xué)學(xué)時(shí)的重新分配

1．傳統(tǒng)的學(xué)科本位課程模式，以學(xué)科為中心，以傳授知識(shí)為主要目的，具有嚴(yán)密有序的教學(xué)程序

其課時(shí)分配參考表如下：（《電子線路》陳其純主編高等教育出版社2006年4月第2版）

內(nèi)容 理論 實(shí)驗(yàn) 機(jī)動(dòng) 總計(jì)

課時(shí)數(shù) 138 34 14 186

從表中觀察，理論與實(shí)踐結(jié)合明顯失衡，課程過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，偏重于知識(shí)內(nèi)在的邏輯系統(tǒng)，不利于學(xué)生關(guān)鍵能力和職業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，難以達(dá)到熟練的技能。

2.《江蘇省職業(yè)教育課程改革行動(dòng)計(jì)劃》規(guī)定，探索構(gòu)建以為能力本位、以職業(yè)實(shí)踐為主線、以項(xiàng)目課程為主體的模塊化的專業(yè)課程體系

新課改提出后，學(xué)校電子專業(yè)中專班采用《新編電子技術(shù)項(xiàng)目教程》（李傳珊主編電子工業(yè)出版社2007年8月）教材，其課時(shí)參考表如下：

內(nèi)容 理論 實(shí)踐 機(jī)動(dòng) 總計(jì)

課時(shí)數(shù) 92 86 4 182

從表中可看出，課程中實(shí)踐與理論設(shè)制平分秋色，突出能力為本位，體現(xiàn)實(shí)踐主線，通過(guò)項(xiàng)目化、模塊化的課程實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體，項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的技能水平和專業(yè)能力。但學(xué)校的實(shí)際情況是電子實(shí)訓(xùn)室嚴(yán)重不足，以及實(shí)踐操作中會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的故障浪費(fèi)了大量的時(shí)間，難以按質(zhì)按量地完成既定的教學(xué)任務(wù)。

3．教育部在《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用……

充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)……”基于以上觀點(diǎn)，虛擬仿真等信息技術(shù)在電子專業(yè)課程中得以充分應(yīng)用，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)融入課程的各個(gè)項(xiàng)目和小節(jié)，難以分割。其課時(shí)如下：（參考《電子技術(shù)仿真與實(shí)訓(xùn)》趙玉菊主編電子工業(yè)出版社2009年6月）

內(nèi)容 仿真實(shí)踐與理論 機(jī)動(dòng) 總計(jì)

課時(shí)數(shù) 100 10 110

教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別是時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)和效率標(biāo)準(zhǔn)，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真，大大地縮短了學(xué)時(shí)，有效地體現(xiàn)了以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

二、教學(xué)流程的重新設(shè)計(jì)

1．傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)手段落后、方法單一，常常采用的都是“三步法”，一是集中上課，二是教師示范，三是學(xué)生模仿制作

學(xué)生非常機(jī)械地焊接、插件、調(diào)試，能認(rèn)知一些元器件，掌握一些焊接技能，但缺乏對(duì)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這同時(shí)也導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為電子工藝實(shí)習(xí)太容易或者太枯燥乏味，因此對(duì)實(shí)習(xí)興趣索然。而且由于自身能力水平的差異和實(shí)踐場(chǎng)地時(shí)間的限制，遇到電路調(diào)試或故障，很多學(xué)生都不愿意動(dòng)腦思考，所以實(shí)踐效果并不盡如人意。

2．針對(duì)現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐教學(xué)效果，需要教師轉(zhuǎn)變思想，引入新鮮的科學(xué)的教學(xué)方法，合理地重新規(guī)劃教學(xué)流程

虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)教學(xué)的流程，勢(shì)必要求制定出新的教學(xué)模式以適應(yīng)發(fā)展的需要。課程內(nèi)容排序要堅(jiān)決遵循工作過(guò)程，要著眼于蘊(yùn)含在動(dòng)態(tài)行動(dòng)體系之中的隱性實(shí)踐知識(shí)的生成與構(gòu)建，要符合人的認(rèn)知心理順序。根據(jù)建構(gòu)主義理論和教學(xué)設(shè)計(jì)理論的有關(guān)知識(shí)，虛擬仿真技術(shù)可建立以下兩個(gè)教學(xué)模式：實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（先做1~2次實(shí)物實(shí)驗(yàn)，學(xué)生有了形象體驗(yàn)后再做虛擬實(shí)驗(yàn)）和虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（先進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)再做實(shí)物實(shí)驗(yàn)）。

筆者在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，采用研究型課程的模式，摒棄了先前那種在固定線路板上跟著老師做的呆板形式，采用“虛實(shí)結(jié)合式”教學(xué)流程，按“認(rèn)識(shí)實(shí)物→虛擬仿真實(shí)驗(yàn)→總結(jié)現(xiàn)象學(xué)習(xí)理論→實(shí)物制作調(diào)制電路→評(píng)價(jià)反饋”組織課堂活動(dòng)。僅以《簡(jiǎn)單直流穩(wěn)壓電源的制作與檢測(cè)》為例，筆者先讓學(xué)生觀察二極管實(shí)物，認(rèn)識(shí)二極管。設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)《二極管單向?qū)щ娦浴罚鶕?jù)現(xiàn)象學(xué)生自己就能總出二極管的單向?qū)щ娦浴ＴO(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)《整流電路》《濾波電路》《硅二極管穩(wěn)壓電路》，讓學(xué)生對(duì)比虛擬示波器輸入輸出波形總結(jié)整流、濾波、穩(wěn)壓電路的作用，并設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的各種故障，觀察結(jié)果，使抽象的理論變得一目了然。當(dāng)原理都條理清晰，再焊接制作簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源，就顯得很簡(jiǎn)單了。

眾所周知，心理學(xué)赤瑞特拉研究表明，采用不同的教學(xué)方式呈現(xiàn)之時(shí)，其效果的差異是很大的，對(duì)不同感官進(jìn)行刺激，所達(dá)到的記憶效果不同。利用虛擬仿真技術(shù)，采用“做中學(xué)”的教學(xué)方式，訓(xùn)練分步進(jìn)行，先接觸簡(jiǎn)單的任務(wù)，然后是復(fù)雜的任務(wù)，直到形成合適的行為系統(tǒng)。循序漸進(jìn)的教學(xué)過(guò)程，符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。

三、基于仿真技術(shù)的課程整合

1．整合的必要性

傳統(tǒng)的實(shí)物實(shí)訓(xùn)存在嚴(yán)重的實(shí)訓(xùn)工位不足、實(shí)訓(xùn)教師不足、實(shí)訓(xùn)器材不足等現(xiàn)象。在實(shí)習(xí)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，與現(xiàn)在提倡的低碳環(huán)保有一定的偏差。由于生源素質(zhì)的差異，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中易損壞儀器儀表等器件，造成巨大的資源浪費(fèi)。儀器設(shè)備磨損厲害老化嚴(yán)重，常常跟不上課程的更新。實(shí)物器件離散性大，參數(shù)易受溫度影響造成誤差。鑒于上述種種現(xiàn)象，電子專業(yè)課在迫切地呼喚仿真技術(shù)與課程的整合。

2．整合的途徑

在新課程背景下，學(xué)科教學(xué)與虛擬技術(shù)的整合實(shí)際上就是在學(xué)科的教學(xué)過(guò)程中，在先進(jìn)的教育思想和理論的指導(dǎo)下，把虛擬仿真技術(shù)作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的信知工具、激勵(lì)工具與教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)工具，使各種教學(xué)資源、各個(gè)教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)經(jīng)過(guò)整理、組合，相互融合，在整體優(yōu)化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聚集效應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的目標(biāo)【6】整合要以學(xué)生的認(rèn)識(shí)活動(dòng)為本，以虛擬仿真技術(shù)克服學(xué)生認(rèn)知困難為目標(biāo)，要以教學(xué)活動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)為本，以運(yùn)用虛擬仿真實(shí)現(xiàn)教學(xué)整體優(yōu)化為目標(biāo)，要以虛擬仿真技術(shù)的開(kāi)發(fā)，應(yīng)用為本，以運(yùn)用多種溝通機(jī)制促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)改革與發(fā)展為目標(biāo)。要達(dá)到以上目標(biāo)，首先學(xué)校要提供滿足教師“教”和學(xué)生“學(xué)”的硬件環(huán)境：多媒體教室和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室，以及相應(yīng)的軟件資源。再次教師要提高教育理論修養(yǎng)水平，具有新的教學(xué)理念和豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，掌握虛擬技術(shù)的教學(xué)功能特點(diǎn)，學(xué)習(xí)相關(guān)軟件，并充分利用可共享的資源，開(kāi)發(fā)創(chuàng)作將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和虛擬仿真技術(shù)有機(jī)地融合在一起，讓仿真技術(shù)不再僅是輔助教學(xué)的手段，而成為學(xué)習(xí)內(nèi)容或教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)組成部分，從而達(dá)到和諧統(tǒng)一。

3．整合的意義

整合豐富了課程資源，促進(jìn)了教材的現(xiàn)代化和多樣化，將學(xué)習(xí)者帶入自主學(xué)習(xí)的教學(xué)情境中，給予每個(gè)學(xué)生平等參與教學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)。學(xué)生親自操作，在主動(dòng)參與學(xué)習(xí)中獲得體驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生積極參與、不斷探索的創(chuàng)新精神和科學(xué)的研究方法及終身學(xué)習(xí)的態(tài)度和能力。尊重和支持學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中對(duì)學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)方法的選擇，并對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果及時(shí)給予評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的綜合水平，促進(jìn)學(xué)生智能水平和信息素養(yǎng)的提高。

整合促使教師信息能力水平增強(qiáng)，備課方式發(fā)生變化。教師可以突破課堂教學(xué)的封閉性，將教材的內(nèi)容進(jìn)行自主選擇和重組，制訂出適合不同水平學(xué)生的各層次的教學(xué)目標(biāo)和要求。把傳統(tǒng)教學(xué)中優(yōu)勢(shì)的理論、行為、方法策略繼承下來(lái)，在新課改理論下以虛擬技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)，以便更有效地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展，優(yōu)化課堂教學(xué)過(guò)程。

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