獨立學(xué)院虛擬仿真實驗室的現(xiàn)狀及改進

摘要：隨著虛擬實驗技術(shù)的成熟，虛擬仿真實驗室在高校教育中的應(yīng)用價值日益凸顯，它不僅可以輔助高校的科研工作，同時在模擬實驗課教學(xué)方面也具有突出的作用。本文以獨立學(xué)院虛擬仿真實驗室為例，解析現(xiàn)存的不足，并在此基礎(chǔ)上提出改進建議，為獨立學(xué)院虛擬仿真實驗室建設(shè)提供有益的參考。

G122-4；G642.4

一、虛擬仿真實驗室的內(nèi)涵和價值

1.虛擬仿真實驗室的內(nèi)涵

虛擬實驗一般是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。主要是利用虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等工具，幫助學(xué)生判別虛擬仿真實驗的主要指標(biāo)。在一個虛擬的仿真實驗環(huán)境之上，實現(xiàn)實驗操作的模擬性和實驗結(jié)果的仿真性。隨著虛擬實驗技術(shù)的成熟，虛擬仿真實驗室在高校教育中的應(yīng)用價值日益凸顯，它不僅可以輔助高校的科研工作，同時在模擬實驗課教學(xué)方面也具有突出的作用。虛擬仿真實驗室教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，目前大多數(shù)高校都開設(shè)了模擬仿真實驗課，在計算機系統(tǒng)中采用虛擬模擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的各種虛擬實驗環(huán)境，讓學(xué)生感受真實實驗環(huán)境，完成各種預(yù)定的實驗項目，所取得的教學(xué)效果近似于在真實環(huán)境中所取得的效果，提高實際動手能力，增強了就業(yè)競爭力。

2.虛擬仿真實驗室的作用

（1）虛擬仿真實驗室適度降低教學(xué)成本。虛擬仿真實驗室主要采用桌面虛擬仿真實驗室，這種教學(xué)能夠突破傳統(tǒng)實驗對“地域、時間、空間”的限制，虛擬仿真實驗室是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用研究就的重要載體，有效減輕學(xué)校在實訓(xùn)經(jīng)費、實訓(xùn)基地、實訓(xùn)人員等的投入成本；同時也可以輔助高校的科研工作的投入成本。

（2）虛擬仿真實驗生動形象，提高學(xué)習(xí)效率。模擬化學(xué)實驗室的教學(xué)實踐可以生動形象，超越設(shè)備、環(huán)境、地域和空間限制的新的實驗教學(xué)方式，可以得到良好的教學(xué)效果和投資效益，從而提高學(xué)生實際感知和動手能力。

（3）虛擬仿真實驗室融合多樣教學(xué)手段。虛擬仿真實驗室融合媒體課件，人機配合、仿真環(huán)境、仿真數(shù)據(jù)、仿真案例把把理論知識更形象、客觀、生動、模擬出來，增強實踐教學(xué)的互動性和真實感受性，讓學(xué)生深刻體會理論與知識相結(jié)合的學(xué)習(xí)手段，提高學(xué)習(xí)效率，達到理論聯(lián)系實際最佳的教學(xué)效果。

二、獨立學(xué)院虛擬仿真實驗室的存在的問題分析

1.虛擬仿真實驗室建設(shè)的經(jīng)費短缺，教育經(jīng)費是獨立學(xué)院發(fā)展教育和提高教學(xué)質(zhì)量的一個重要條件，建立一個獨立學(xué)院虛擬仿真實驗室是有效進行虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的關(guān)鍵，而要建立一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，首先要解決的是購買和建設(shè)的用的經(jīng)費。

2.虛擬仿真實驗室建設(shè)不統(tǒng)一，實驗室使用效率低。由于在獨立學(xué)院發(fā)展的過程中，各二級學(xué)院以本學(xué)院的實驗室發(fā)展為主要發(fā)展，通過本學(xué)院的專業(yè)課題的申報，建立適合本學(xué)院教學(xué)規(guī)模的實驗室，所以在實驗室的建設(shè)缺乏協(xié)調(diào)性，各自以自己的專業(yè)為主，存在重復(fù)建設(shè)，單獨使用，實驗室使用效率低

3.擬仿真實驗室建設(shè)，沒有提供全方位虛擬教學(xué)輔助功能。由于獨立學(xué)院經(jīng)費、教務(wù)管理和技術(shù)問題的制約，沒有能力建立虛擬仿真實驗室的綜合管理中心，很難實現(xiàn)對仿真實驗室的統(tǒng)一管理和整合教學(xué)資源，影響了實驗室的使用功能。

4.缺乏專業(yè)的教師。虛擬仿真實驗室教學(xué)中需要教師既要有豐富的理論知識又要有實際的操作經(jīng)驗，因為獨立學(xué)院的教師大多數(shù)屬于年輕的教師，所以在仿真案例教學(xué)和實際操作等方面的教學(xué)缺乏經(jīng)驗，可能出現(xiàn)嚴謹性不夠合流于形式的問題。

三、獨立學(xué)院虛擬仿真實驗室改進的思考

1.加強對獨立學(xué)院的高校經(jīng)費投入。財政部、教育部應(yīng)加強對獨立學(xué)院的高校經(jīng)費投入，同時應(yīng)為獨立學(xué)院適度提供更多的實驗室項目，給獨立學(xué)院的教務(wù)、科研、規(guī)劃等職能部門有足夠的資金從事教學(xué)改革的支出，有足夠的經(jīng)費進行虛擬仿真實驗室的建設(shè)支出。

2.建設(shè)虛擬仿真實驗中心，設(shè)立專門的部門管理。整合各個學(xué)院的虛擬仿真實驗室的資源，由學(xué)校統(tǒng)一建設(shè)虛擬仿真實驗中心，統(tǒng)一管理，實現(xiàn)“共建、共享、共贏”，降低投入成本，提高使用效率和使用功能。

3.建設(shè)仿真實驗教學(xué)管理和共享平臺。借鑒其他學(xué)校的經(jīng)驗平臺建設(shè)具體包括虛擬實驗中心門戶網(wǎng)站、實驗前的理論學(xué)習(xí)、實驗的開課管理、實驗結(jié)果的自動批改、實驗成績統(tǒng)計查詢、數(shù)字化資源管理、師生互動交流和系統(tǒng)管理等子系統(tǒng)建設(shè)一個開放式虛擬仿真實驗教學(xué)的管理和共享平臺，然后再陸續(xù)把相關(guān)虛擬實驗課程的資源統(tǒng)一放到該平臺來進行管理，從而面向各個學(xué)科的相關(guān)課程開展虛擬實驗教學(xué)。

4.加強虛擬仿真實驗室教師的培訓(xùn)。學(xué)校需提供各種專業(yè)理論和實訓(xùn)的機會和平臺，幫助教師在后續(xù)的教育培訓(xùn)過程中不斷更新教育觀念，不斷提高自身實作能力，不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題，不斷變革教學(xué)方式，調(diào)整自己的教學(xué)方法，實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)水平的提高。

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作者簡介：郭雪蓮，女（1981.-），碩士，講師，現(xiàn)為云南師范大學(xué)文理學(xué)院經(jīng)濟學(xué)院專職教師，財稅教研室主任