論計算機虛擬仿真技術在高校教學中的應用

陳志偉 李巧 李敏 徐云美 周春麗 郭耀淇 楊章勇 張秋雨

摘 要：計算機的虛擬與仿真技術，是隨著現代計算機虛擬仿真技術的演進，與發展而逐步地形成的一類教學試驗教學技術。隨著現代經濟社會的演進與發展和信息科技的發展與進步，傳統的教學已難以完全滿足對現實教育的需求，在今后的現代計算機教學中，積極引入以現代計算機虛擬仿真技術勢在必行，尤其特別是現代計算機的虛擬與仿真技術在課堂教學中發揮的重要作用越來越突出。本文系統地介紹了現代計算機的虛擬與仿真技術，及其在課堂教學試驗研究中的意義與作用。

關鍵詞：計算機;虛擬仿真;技術教學;作用應用;分析

1.計算機教學的虛擬仿真技術及其在計算機教學仿真過程中的重要作用

所謂的計算機網絡虛擬現實仿真技術，就是基于虛擬計算機、多媒體、虛擬增強現實以及計算機網絡無線通信等多種技術，將網絡虛擬增強現實仿真技術與計算機仿真技術相有機結合的一種計算機技術，可以說仿真技術是一種更高級的計算機仿真技術。網絡虛擬現實仿真技術的宗旨在于構建全系統統一、完整的虛擬環境，并以此為基礎來直接集成與計算機控制系統中數量眾多的計算機模擬器、其他可以虛擬的仿真計算機系統甚或簡單的計算機數學模型等計算機實體。這些計算機實體與虛擬環境通過交互或者它們相互作業，來直接表達和反映客觀世界的真實物理特征。

1.1虛擬仿真技術的基本特性：

沉浸式體驗，如人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、運動以及感覺等，從而使人有身臨其境、沉浸其中之感。給出了一種符合人模擬的客觀世界內在規律的實時反應，因此虛擬環境給出了人的主觀各種感覺十分逼真。

1.2虛擬的仿真技術在課堂教學過程中的重要性和作用：

仿真技術能夠有效促進課堂教學觀念的更新和改革。所以教師要通過學習、研究、使用各種虛擬的仿真技術及其平臺，在課堂教學中創造性地設計合理的課堂教學策略，幫助課堂中的學生和教師建立一個互助互學的團隊，鼓勵教師和學生積極進行其自主創新，以更好地培養教師和學生的創造性團隊精神、探索合作精神和自主創新能力等。從而使得學生更深入、清晰、形象地認識和理解教學問題，使整個課堂教學的過程更加科學、專業以及更加具有社會影響力。

2.計算機虛擬仿真技術在教學中的應用分析

計算機的虛擬與仿真技術已廣泛應用于各個專業學科、各個專業的工程技術教學之中，但不論如何的細分，計算機的虛擬與仿真技術在教學中的實際應用基本都大致可歸入以下三類：

2.1虛擬學校

利用計算機的虛擬課程仿真技術，可以設計和建立各種新型的計算機虛擬課程和學校。在這些計算機虛擬的學校中，學生和教師可通過虛擬環境學習和接受各種由于傳統的學校由于時空、設備、資金等的限制而難以實現的虛擬課程或技術訓練，如專業醫務人員、運動員、駕駛員、交管工作人員等可以直接通過由計算機虛擬仿真技術所提供支撐的虛擬環境學習或使用虛擬訓練的平臺，在各種科學、安全的虛擬環境中學習和獲取與相關的虛擬感性知識與實際的虛擬操作實踐經驗。

2.2虛擬課堂

利用計算機的虛擬課堂仿真技術可以在網絡上建立一個完全突破了時空的限制、能夠通過虛擬網絡與學生實時進行互動的虛擬直播課堂。在計算機虛擬直播課堂上，通過結合音視頻等多媒體的技術與學生進行互動授課，不僅能夠有效地提升教師和學生的課堂學習效果，而且能有效滿足學生在網絡上大規模虛擬課堂學習的需求，擴大了虛擬直播課堂的主要受益對象和群體，還而且能通過與網友廣泛的網絡互動與其交流，逐步地完善自己的虛擬直播課堂的系統。例如，基于計算機虛擬課堂仿真技術在網絡上建立的虛擬課堂網絡教室，不但在網絡上能有效地實現對網絡和虛擬機的監控和隔離，增強其的獨立性，進而更好地有效解決課堂資源分配的問題，還而且能有效提高自己的計算機直播課堂系統的可靠性和運行管理效率。

2.3虛擬實驗

利用計算機安全虛擬實驗中的仿真技術，可以將安全虛擬實驗過程中相關的信息和數據直接輸入實驗相關的程序，并自動做出各種與實驗相關物品的模型，并基于安全虛擬計算機仿真平臺自動實現了組合與功能的集成，進而可以實現真實的安全虛擬實驗中中進行實驗的虛擬效果，即安全虛擬仿真實驗。通過安全虛擬仿真實驗，避免了實驗器材的巨大能量損耗與資源浪費。例如，基于安全虛擬計算機仿真技術的學生構建便攜式的計算機，則實際上能夠有效地使得學生在任何一個沒有安全物理設備和計算機的實驗室環境中，通過安全的虛擬計算機仿真的軟件，就使學生即可有效地模擬真實的實驗室教學環境。

結束語：

總之，在課堂教學中充分引入了計算機的虛擬仿真技術，對進一步地提升課堂教學質量，培養現代社會所發展急需的高素質專業技術人才來說意義重大。對于先進的計算機軟件虛擬仿真技術及其與計算機相關的設備在現代化教學過程中的研究和應用，教師一定要有意識地與時俱進，加強計算機的學習，對待不同的教學內容，要合理、科學地對其進行研究和應用，使其更好地成為實施現代化課堂教學的一種重要的手段，來更好地實現課堂教學質量、教學效率的一體化和提高。

參考文獻

[1] 肖霞. 計算機虛擬仿真技術在教學中的應用[J]. 電子技術與軟件工程，2018，000（011）：P.161-161.

[2] 丁錦華.淺談計算機仿真技術在實驗教學中的應用[J].電腦迷，2016（07）.