建設教師教育虛擬仿真實驗教學中心促進實踐教學能力培養模式新路徑探究

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;培養模式

高校致力于為社會培養實用型人才，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，對不同專業的教學資源也起到了優化作用，對學生的創新意識和實踐技能進行了有效培養。虛擬仿真實驗室作為一項利用虛擬仿真技術，借助虛擬的系統對其它系統進行模仿，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，呈現出更加直觀的實驗現象和操作步驟，在部分專業的教學中可以縮短實驗周期，節約實驗成本，同時還體現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，所以專業的設置要緊密聯系時代需要，明確學科方向，科學設置專業結構，合理安排課程體系，從教師的角度講，也根據高校的辦學方針對教學內容進行了更新，讓教學環節更加流暢，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境。在我國科技不斷進步的今天，虛擬仿真技術對諸多行業的發展起到了促進作用，該項技術主要體現在對人工智能、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，國家也把虛擬現實產業作為重要發展計劃，已經在我國諸多的省市中大力建設虛擬現實產業，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量也在增多，很多專業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。通過對人才的培養可以讓學生在畢業后對地方經濟發展起到推動作用，學生在虛擬仿真的實驗環境下為學生呈現傳統實驗不具備的場景，開闊了學生的視野，使得學生的職業能力得到培養。綜合型虛擬仿真實驗室的建立與學生專業和行業發展緊密集合起來，同時不同專業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[3]。

其次，實現了創新創業教育的發展。在雙創教育理念下，學生在掌握本專業知識的同時，也會將不同專業的知識進行融合與學習，讓學生的創新思維的培養。在虛擬仿真創新實驗中心下，高校可以開設對不同專業的模塊教學，比如對旅游管理專業來說可以建立虛擬旅游項目，對土木工程專業可以仿真和模擬道路橋梁，對化學工程專業學生來說可以進行化工實驗的模擬，對機械工程專業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新，會不斷對教師教學能力培養，打造出“雙師化”教育隊伍。目前，高校主要通過與企業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新思想。因此，教師需要在日常的教學過程中，要加強和企業相關人員的對接，利用現有的資源提升教學效果，更好的實現理論與實踐的結合。

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，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，要建立教師職業能力在線測評系統。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，對不同專業的教師素養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，優秀的教師也要從自身的職業發展角度考慮，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節的監督，其中包括操作過程，實驗效果，也要對各個專業開展虛擬仿真實驗教學項目整體質量進行評價，進而實現資源利用率的提升。

最后，具體虛擬仿真實驗室的建立。在數學專業中，可以用LINGO、Maple、SAS、等軟件，實現在數學建模、高等數學、統計分析、數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、數據處理多個功能。在物理、化學專業中，用Matlab、HFSS、CCS等仿真軟件可以進行物理專業實驗教學與實驗演示、實驗數據處理，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。再如地理專業中，利用一些軟件可以實現自物地理、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，依靠網絡通信技術和數據庫，讓傳統的教學面貌發生了巨大變化。在今后的高校虛擬仿真實驗教學中，需要側重培養學生的綜合實踐能力和創新意識，深入貫徹“以人為本”的教學理念，優化教學資源，打造高效的教學團隊，進而為社會培養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新人才培養模式的探索——以東北林業大學為例[J].中國林業教育，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新人才培養[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，陳衛軍，姜品，etal.面向新工科的跨專業建設工程教育虛擬仿真實驗教學中心[J].中國現代教育裝備，2019，305（01）：28-31.

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