實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的改進(jìn)作用分析

貢海旭

【摘要】基于分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的改進(jìn)作用。首先分析出實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的改進(jìn)優(yōu)勢(shì)，能夠避免設(shè)備問(wèn)題發(fā)生;達(dá)到綠色實(shí)驗(yàn)?zāi)康?檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果。其次分析出通過(guò)構(gòu)建可視化實(shí)驗(yàn)環(huán)境;創(chuàng)新新型的實(shí)驗(yàn)課程;實(shí)施綜合的教學(xué)考查三種途徑，將實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真技術(shù)充分融合，有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，還進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和知識(shí)綜合應(yīng)用能力，從而，實(shí)現(xiàn)高效率的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 虛擬仿真技術(shù)? 仿真改進(jìn)

在我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展之下，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域之中。尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)能夠高度還原真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境之下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并且有效的解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中任何突發(fā)情況，幫助學(xué)生更為全面的了解到具體的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)原理。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要不斷改進(jìn)和優(yōu)化虛擬仿真技術(shù)，促使其發(fā)揮出最大化的教育作用和功能，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、知識(shí)綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力水平的發(fā)展。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的改進(jìn)優(yōu)勢(shì)

（一）避免設(shè)備問(wèn)題發(fā)生。由于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要涉及到很多的設(shè)備和材料，以及大量的實(shí)驗(yàn)操作，這單靠教學(xué)的講解是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。但是為了讓學(xué)生真正掌握具體的知識(shí)和原理，就需要學(xué)生進(jìn)行親身的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，但是很多實(shí)驗(yàn)不僅具有一定的危險(xiǎn)性，還會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備的破損等等問(wèn)題，十分不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展。而虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效避免設(shè)備問(wèn)題的發(fā)生，并為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)安全的實(shí)驗(yàn)虛擬操作環(huán)境，有助于學(xué)生開(kāi)展各種實(shí)驗(yàn)探究和驗(yàn)證，從而不僅增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量，還降低了實(shí)驗(yàn)的成本和危險(xiǎn)系數(shù)。

（二）達(dá)到綠色實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｔ趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中的虛擬仿真技術(shù)改進(jìn)，能夠進(jìn)一步突破實(shí)驗(yàn)課程的空間和時(shí)間束縛。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多實(shí)驗(yàn)所需的材料具有一定的破壞性和污染性，尤其是一些化學(xué)、醫(yī)學(xué)等實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液、廢渣等，不僅需要較高的后期處理成本，還會(huì)對(duì)環(huán)境和學(xué)生自身產(chǎn)生較大的影響，所以虛擬仿真技術(shù)則可以有效解決這些問(wèn)題，真正達(dá)到綠色實(shí)驗(yàn)的目的，進(jìn)一步符合我國(guó)的生態(tài)教育理念。

（三）檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要目的在于學(xué)生真正理解知識(shí)，將所學(xué)的知識(shí)吃透和內(nèi)化。因此，通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，可以將紙質(zhì)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行可交互的方式呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生能夠一目了然本次實(shí)驗(yàn)的成果。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)之中適當(dāng)?shù)臑閷W(xué)生拓展知識(shí)點(diǎn)和技能，幫助學(xué)生更為全面的了解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié)之處，以便學(xué)生更好的把握。并且，虛擬仿真技術(shù)中的仿真操作、測(cè)試等軟件，能夠?qū)W(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行檢驗(yàn)，從而可以進(jìn)一步了解到學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握程度。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)改進(jìn)的有效策略

（一）構(gòu)建可視化實(shí)驗(yàn)環(huán)境

無(wú)論是哪種實(shí)驗(yàn)，直接的授課，或者多媒體設(shè)備作為輔助，都是略顯教學(xué)的抽象，導(dǎo)致學(xué)生難以直觀的了解到實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造，以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的形成等等。但是因?yàn)橐恍?shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性和難度，不利于學(xué)生現(xiàn)實(shí)動(dòng)手操作。

因此，對(duì)虛擬仿真技術(shù)的不斷改進(jìn)，為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)可視化的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境，促使學(xué)生仿佛進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，這樣學(xué)生能夠更為全面的認(rèn)識(shí)到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作設(shè)備、器材和儀器等，并且學(xué)生經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，見(jiàn)證到實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，能夠幫助學(xué)生更為深刻的形成記憶和感悟。此時(shí)，教師利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的三維模型為學(xué)生適當(dāng)?shù)闹R(shí)點(diǎn)補(bǔ)充和講解，能夠增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性和趣味性，從而在很大程度上實(shí)現(xiàn)了高效率的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（二）創(chuàng)新新型的實(shí)驗(yàn)課程

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的虛擬仿真技術(shù)改進(jìn)，教師就要合理的利用虛擬仿真技術(shù)，為學(xué)生創(chuàng)新新型的實(shí)驗(yàn)課程，來(lái)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和實(shí)效性。首先，教師可以將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，以圖片、視頻和語(yǔ)言等形式為學(xué)生呈現(xiàn)，盡可能吸引學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和動(dòng)力。其次，教師可以共同探究仿真模型，根據(jù)人才培養(yǎng)的要求和內(nèi)容，進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分利用仿真教學(xué)軟件，為學(xué)生創(chuàng)建豐富的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而逐漸培養(yǎng)出具備創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才。

（三）實(shí)施綜合的教學(xué)考查

對(duì)于虛擬仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師就可以展開(kāi)多維度的教學(xué)評(píng)價(jià)，將虛擬與現(xiàn)實(shí)有效的結(jié)合，從理論考試、仿真操作考試和實(shí)際操作考試為主，實(shí)施對(duì)學(xué)生的綜合性教學(xué)考查。這樣，不僅改善了傳統(tǒng)閉卷考試的弊端和不足，還能對(duì)學(xué)生的模擬實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分，進(jìn)一步了解到學(xué)生的知識(shí)掌握情況。同時(shí)，教師可以通過(guò)仿真軟件的反饋鞏固，去收集學(xué)生對(duì)軟件操作、實(shí)驗(yàn)課程等方面的意見(jiàn)，以便教師有針對(duì)性的優(yōu)化和改進(jìn)虛擬仿真技術(shù)，不斷增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)。從而，學(xué)生既可以隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作，及時(shí)對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固和檢驗(yàn)，又能幫助學(xué)生更為直觀的了解實(shí)驗(yàn)具體流程，促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和知識(shí)應(yīng)用能力的提升，為學(xué)生的今后就業(yè)和工作提供有效的支持。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的改進(jìn)，能夠有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，還解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中的危險(xiǎn)性、設(shè)備不足等問(wèn)題，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和知識(shí)綜合應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)高效率的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過(guò)教師對(duì)虛擬仿真技術(shù)的不斷優(yōu)化與改進(jìn)，將實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真技術(shù)充分融合，為學(xué)生創(chuàng)新新型的實(shí)驗(yàn)課程，構(gòu)建出較為真實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，幫助學(xué)生更為全面的了解實(shí)驗(yàn)操作流程，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的形成，從而有助于學(xué)生深刻記憶相關(guān)的知識(shí)和原理，促進(jìn)學(xué)生的綜合能力和綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

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