淺析虛擬仿真技術(shù)在本科實驗教學(xué)中的應(yīng)用

陳志偉 李巧 趙凱 徐云美 周春麗 宋城楠 任家云

摘 要：伴隨著工業(yè)革命的進(jìn)一步到來，實驗教學(xué)作為我國高等院校的一個重點教學(xué)環(huán)節(jié)。通過運(yùn)用實驗已經(jīng)達(dá)到了一個前所未有的高度。由于計算機(jī)實驗教學(xué)本科實驗教學(xué)，一直是高等院校培養(yǎng)實驗教學(xué)理論和實踐的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才的重要教學(xué)手段和載體，自然也離不開對計算機(jī)實驗教學(xué)虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展和支持，本文就這一問題結(jié)合了計算機(jī)實驗教學(xué)虛擬仿真技術(shù)，淺談實驗教學(xué)計算機(jī)應(yīng)用的虛擬仿真技術(shù)，在計算機(jī)實驗教學(xué)類實驗教學(xué)的應(yīng)用重要性以及其應(yīng)用的設(shè)想。

關(guān)鍵詞：計算機(jī);虛擬仿真技術(shù);社會發(fā)展;實驗教學(xué);實驗教學(xué)

1.計算機(jī)虛擬仿真技術(shù)

計算機(jī)的虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)，就是用一個真實系統(tǒng)虛擬的計算機(jī)系統(tǒng)，模仿另一個真實系統(tǒng)的計算機(jī)技術(shù)，它的概念是隨著現(xiàn)代計算電子技術(shù)的發(fā)展而慢慢形成的，伴隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)信息化的極速推進(jìn)和發(fā)展，計算機(jī)的技術(shù)越來越嫻熟，虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)逐步發(fā)展自成體系，成為了人們直接認(rèn)識虛擬自然界的一種新的工具和方法。

以下四個特征為：感知性，能夠同時讓系統(tǒng)和使用者能夠獲得身臨其境的多種感覺;交互性，能夠同時使得環(huán)境與系統(tǒng)和使用者互相作用，互相影響和控制;虛幻性，虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)所通過模擬，表現(xiàn)出來的環(huán)境既在客觀上可以被認(rèn)為是真實環(huán)境中存在的，也可以把被認(rèn)為是人們自己設(shè)想的現(xiàn)實客觀環(huán)境模擬了出來;逼真性，虛擬仿真系統(tǒng)所虛擬的客觀環(huán)境與現(xiàn)實客觀的環(huán)境十分相似，并且系統(tǒng)和使用者互相作用于虛擬環(huán)境時，也可以十分符合現(xiàn)實客觀環(huán)境虛擬世界的存在規(guī)律。

2.實驗教學(xué)類本科實驗教學(xué)

體育教育專業(yè)是為了培養(yǎng)具備現(xiàn)代教育與體育教育學(xué)科基礎(chǔ)理論知識，能在各級各類學(xué)校從事 體育教學(xué)、課外運(yùn)動訓(xùn)練與競賽工作、體育科學(xué)研究、學(xué)校體育管理等方面工作的復(fù)合型人才。體育教育專業(yè)培養(yǎng)具備系統(tǒng)地掌握體育教育的基本理論、基本知識和基本技能，掌握學(xué)校體育教育工作規(guī)律，具有較強(qiáng)的實踐能力。我國的體育教育專業(yè)人才培養(yǎng)是一個涉及運(yùn)動解剖學(xué)和運(yùn)動生理學(xué)等方方面面的理論知識，同時又有著多種項目復(fù)雜的技術(shù)動作原理，影響技術(shù)動作的因素也非常的復(fù)雜多樣。原來對實驗教學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)的教學(xué)工作比較重視的是以理論教學(xué)實踐為主，老師自己教，學(xué)生自己背，大部分的時間和精力都全部放在了考試上，以解決和應(yīng)付實際考試中的問題為主。由于實驗教學(xué)實驗操作復(fù)雜，開支大，安排的難度大，導(dǎo)致對實驗教學(xué)不十分重視，導(dǎo)致實驗教學(xué)學(xué)生對實踐經(jīng)驗的積累少。隨著市場經(jīng)濟(jì)國家的不斷改革和發(fā)展，實驗教學(xué)的教學(xué)專業(yè)技術(shù)人員需求量的增加，要求對實驗教學(xué)學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握，實踐理論知識的綜合運(yùn)用要求越來越高。

3.虛擬仿真技術(shù)是實驗教學(xué)的重要手段

我國正規(guī)的開設(shè)體育教育專業(yè)，和開設(shè)相關(guān)實驗教學(xué)的高等學(xué)校已經(jīng)達(dá)到幾百所，在校的從事實驗教學(xué)的相關(guān)專業(yè)學(xué)生已經(jīng)達(dá)到幾十萬人。實驗教學(xué)專業(yè)的實驗綜合性是非常強(qiáng)的，在普遍的實驗教學(xué)中，實驗室的建成，實驗室設(shè)備的完善。許多經(jīng)典的運(yùn)動技術(shù)動作都是無法通過實際觀看模型和人體標(biāo)本實現(xiàn)，這種培養(yǎng)實驗教學(xué)人才的方式方法，與我們所需要的實驗教學(xué)的技術(shù)人員的實際要求大相徑庭。學(xué)習(xí)實驗教學(xué)的本科學(xué)生可以親自用計算機(jī)操作各種虛擬儀器，得到對實驗教學(xué)的直接體驗和感受，更加系統(tǒng)的深入了解實驗教學(xué)實驗的原理、實驗的步驟、實驗方法等內(nèi)容，深刻地體會到虛擬實驗的重要性和意義，得到及時的實驗反饋。有效的幫助學(xué)生建立起局部到整體的直觀的感性認(rèn)識，改變原有實驗教學(xué)中走過場的現(xiàn)象，提高教學(xué)和研究的效率。

4.實驗教學(xué)中起到應(yīng)用的主要目的

當(dāng)今社會人才的培養(yǎng)必須與當(dāng)今社會的時代背景相結(jié)合，實驗教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)就是將二者緊密地結(jié)合起來，并加強(qiáng)了學(xué)生理論與實際之間的聯(lián)系，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過在實驗教學(xué)中對虛擬仿真技術(shù)的大量運(yùn)用，建立一套能夠突出實驗教學(xué)類專業(yè)特點的人才培養(yǎng)方案。建立一個新型的，具有自身教學(xué)特點的，具有多層次的，不受空間，時間限制的，課內(nèi)課外協(xié)調(diào)發(fā)展的，以提高學(xué)生的實際操作能力為重點的人才養(yǎng)體系。不斷推進(jìn)實驗教學(xué)類實驗教學(xué)的改革，為社會培養(yǎng)更多的優(yōu)秀的實驗教學(xué)的專業(yè)性人才。

5.本科實驗教學(xué)的應(yīng)用的規(guī)劃

計算機(jī)仿真技術(shù)在實驗教學(xué)中的越用越來越為廣泛，建設(shè)仿真實驗教學(xué)中心也就成為必然產(chǎn)物。仿真虛擬實驗教學(xué)中心的建立可實現(xiàn)我校實驗教學(xué)專業(yè)本科生的信息化學(xué)習(xí)資源共享。我校的虛擬仿真是實驗教學(xué)的中心，任何的時間都是可以為實驗者和研究生提供的學(xué)習(xí)、研究的理想場所—虛擬仿真實驗室，滿足了仿真實驗者對學(xué)習(xí)的各種要求，同時不存在對設(shè)備的磨損，儀器故障等干擾，大大提高了學(xué)習(xí)研究的效率。人們慢慢認(rèn)識到虛擬仿真技術(shù)實驗中心在教育方面的價值，因此，建設(shè)仿真實驗教學(xué)中心已然成為國家重視的項目之一。

結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的不斷深入和發(fā)展，以虛擬仿真技術(shù)為代表的計算機(jī)技術(shù)也逐漸進(jìn)入學(xué)校，這也為學(xué)生充分運(yùn)用高科技，推動技術(shù)的進(jìn)步提供了很好的機(jī)會。在今后計算機(jī)仿真技術(shù)必將不斷推進(jìn)體育教育專業(yè)相關(guān)實驗教學(xué)的發(fā)展，將實際運(yùn)動技術(shù)與仿真實驗相結(jié)合，二者揚(yáng)長避短，促使計算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在培養(yǎng)創(chuàng)新型、實踐型，專業(yè)型的實驗教學(xué)人才上貢獻(xiàn)一份力。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄧遠(yuǎn)美.培養(yǎng)制度人性化.多樣化人才培養(yǎng)的必然選擇[J].廣西民族大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2007（6）.

[2] 歐惠.計算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].課程教育研究，2019（16）：222.

[3] 林向宇.計算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在本科實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（01）：147-148.