論當代大學計算機仿真實驗教學法特點及意義

付凡成

【摘 要】當代大學計算機仿真是指通過實驗模型去研究一個已經存在的或者正在設計的系統的過程。當代大學計算機仿真實驗不僅是對實驗原型的再現，而且是按照實驗的側重點對模型進行研究，最終建立在模型系統上的實驗技術。

【關鍵詞】當代大學；計算機仿真實驗；實驗教學

一、當代大學計算機當代大學計算機仿真的特點

當代大學計算機仿真就是將一個描述實際系統的數學模型通過第二次模型化，變成一個能夠采用計算機運算求解的當代大學計算機仿真模型，并在計算機內進行運轉的過程，以此獲得有關實際系統的定量信息、數據或資料，深化對實際系統的認識和研究。

當代大學計算機仿真的全過程：①建立描述實際系統的數學模型。②經二次模型化建立當代大學計算機仿真模型。③當代大學計算機仿真模型在計算機內運行，有必要再根據技術要求修改當代大學計算機仿真模型并校驗。④分析當代大學計算機仿真運行結果，為研究、分析，設計和調整所研究的實際系統提供可靠的信息、數據。

根據當代大學計算機仿真中所采用的計算機類型的不同，當代大學計算機當代大學計算機仿真可分為模擬當代大學計算機仿真和數字當代大學計算機仿真。

1.模擬當代大學計算機仿真

模擬當代大學計算機仿真是采用模擬計算機作為當代大學計算機仿真工具進行當代大學計算機仿真，模擬計算機是一種連續變量的解算裝置。它將被研究系統的各種物理量用機器電壓來表示，通過由模擬電子器件構成的各種運算部件，進行模擬量的連續解算。

模擬當代大學計算機仿真的突出特點是當代大學計算機仿真結果非常接近于實際系統的真實情況。這是因為模擬計算機采用機器電壓代表實際系統的變量參加運算和輸出結果，它是一個有正、負極性和連續變化的量，用它來描述連續系統的動態過程就顯得逼真，和真實系統在測試設備上觀察到的波形幾乎完全相同。此外，模擬計算機運算部件采用的電路及所用的信號很簡單，人們可以通過系數電位器的設置、調節和運算部件連接關系的改變，方便而迅速地改變系統的參數和修改系統的當代大學計算機仿真模型，人機聯系很方便。

2.數字當代大學計算機仿真

數字當代大學計算機仿真是使用數字計算機作為當代大學計算機仿真工具進行當代大學計算機仿真。數字計算機是一種離散量的計算裝置，它將實際系統數學模型中連續變化的物理量離散成一組組二進制碼表示的數字量，經過機器碼的運算求得數學模型的解答，輸出一組組時間離散節點上的數值解答。

數字當代大學計算機仿真的大致過程：①建立被當代大學計算機仿真系統的數學模型。②將數學模型經數值計算方法改造成當代大學計算機仿真模型。③編寫當代大學計算機仿真程序。④鍵入并運行當代大學計算機仿真程序，獲得當代大學計算機仿真結果。

二、當代大學計算機仿真教學法在教學實踐實驗教學中實施的重要意義

將當代大學計算機仿真教學法應用于教學教學有著重要的現實意義，它利用德國先進的模擬公司網絡資源，環境逼真，是教學方式的較好選擇。因此，應進一步探究推動當代大學計算機仿真教學法在教學教學實踐實驗中實施的基本條件。

（一）采取措施籌措成立模擬公司所需資金和保證資金的有效使用

預測模擬公司資金規模和擬定模擬公司成立的資金來源，應選用科學的方法在事前做好資金需要量預測，制定合理的資金需求規劃。提倡訂單式培養學生的模式，商榷需求學生的訂單單位主動提供一筆資金，需要確定好專業培養方向和提高教學質量，提高學生的用人單位滿意率，擴大學生的社會信譽；依當代大學計算機仿真教學教學進行預算，申請上級機關撥入專款；公辦學校政府財政資金是重要的資金來源；也可以通過擴大宣傳、提升學校和專業的影響力，贏得社會各方捐資助學。同時，為保證籌措的資金的最有效使用，應建立資金使用及其效果的監督機制。

（二）配備懂教學、財務及具有人事管理和組織協調能力等綜合素質的師資

模擬公司模式配備的教師要求具有綜合性的專業知識、實際操作能力、指導能力及溝通協調能力。模擬公司的實際工作是一個由各環節相互交叉組成的完善系統，完成的一項教學實踐實驗工作實際上是一個系統工程，而教師充當的是組織協調的角色，面對基礎知識扎實、團隊協作精神良好、知識面廣泛及解決問題迅速的綜合素質要求較高的學生，應有懂教學、財務及具有人事管理和組織協調能力等綜合素質的教師與之相適應，甚至是學生和教師平等參與、共同探討解決問題。教學實踐實驗教師必須進行能力的培養和知識的積累，實質上對教學實踐實驗型教師的要求遠比對學術型教師的要求更為全面、綜合。教學實踐實驗教師應較全面掌握教學及財務管理等理論知識和專業技能，了解企業資金運動過程，具有內外部組織協調能力，公正客觀地評價學生能力，引導學生進行團隊協作和溝通。

（三）培養具有基礎扎實、方法運用多樣及溝通能力強的綜合素質的學生

當代大學計算機仿真教學法教學模擬公司模式要求具備扎實的基礎知識、方法運用多樣及溝通能力強的綜合素質學生與之相適應，學生和作為組織協調者的教師必須了解當代大學計算機仿真教學實踐實驗教學學生應培養的自學或培訓方面的知識能力，及時制定好培養規劃。培養規劃應考慮的內容較多：1.學好教學實踐實驗相關的基礎知識和專業理論是前提，打牢基礎是投入教學當代大學計算機仿真教學的條件；2.計算機方面的基礎知識是工具，應熟悉常用軟件的基本操作技能；3.當代大學計算機仿真教學教學實踐實驗活動是團隊精神的重點，學生需要提高人際交往溝通能力，學生可以通過參加提高人際交往能力方面的培訓班、學生會、班級之間交流等活動培養基本的人際交往能力。

三、當代大學計算機仿真實驗在教學中的應用及研究

當代大學計算機仿真實驗是開放式實驗教學的重要資源組成。所謂“當代大學計算機仿真實驗”，是相對于實物實驗而言的，兩者的主要差別在于：實驗過程中所觸及的對象與事物是否真實。在實物實驗中所采用的實驗工具、實驗對象都是以實物形態出現的；而在當代大學計算機仿真實驗中，不存在實物形態的實驗工具與實驗對象，實驗過程主要是對虛擬的實驗儀器及設備進行操作。當代大學計算機仿真實驗雖然難以達到與實物實驗完全一樣的程度，但其良好的教學效果仍顯而易見，其表現如下。

1.營造多樣化教學環境，提高學習興趣

對大多數學生來說，在預習實驗的時候，會感到書上一些概念性的介紹很抽象。雖然有些儀器附有圖片，但是仍然顯得很單調。學生預習起來容易缺乏興趣，對實驗原理并不能真正理解。經過當代大學計算機仿真實驗的練習，操作起來既輕松又胸有成竹，從而提高教學效率。同時，降低了大大增加了學生學習的興趣。

2.打破時間和空間的局限，確保開放式實驗教學的實施

將當代大學計算機仿真實驗與網絡相結合，以網絡為平臺開展當代大學計算機仿真實驗教學。同時，給學生提供了自學實驗的環境，培養了學生對實驗的自學能力。

3.真正實現理論教學與實驗教學的結合

當代大學計算機仿真實驗可以經過設置或再開發，作為理論教學的輔助工具。一些在學科發展中做出了歷史性貢獻的典型實驗都可以利用當代大學計算機仿真實驗展現于課堂教學中，通過實驗的方法引入新的概念和規律，把理論教學與實驗教學有機的融為一體，按照科學探索和研究的過程進行教學，這樣可以開闊學生的視野，提高學生實驗的學習興趣。當代大學計算機仿真實驗雖然新穎有趣，但與真實實驗仍有距離感。并且，將當代大學計算機仿真實驗應用于教學，它的整個教學過程都是在計算機上操作完成的，在教學應用中不可避免地具有一定的局限性。

參考文獻：

[1]戴君化.電子當代大學計算機仿真實驗網絡化管理的實現[J].科技經濟市場，2006，11.

2]夏冰.實驗教學目標管理初探[J].交通高教研究.