虛擬仿真環(huán)境在高職院校課程教學(xué)改革中的作用

周月俠

摘要：鑒于高職院校某些課程內(nèi)容抽象、知識(shí)點(diǎn)瑣碎、難以理解的特點(diǎn)，探索基于虛擬仿真環(huán)境在高職院校教學(xué)改革中的作用。借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效利用虛擬仿真環(huán)境進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生興趣，提高課堂教學(xué)效果，有助于達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高職院校;虛擬仿真;微機(jī)原理及接口技術(shù);教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高職院校培養(yǎng)高素質(zhì)合格人才的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，它可以幫助學(xué)生鞏固和加深對(duì)理論知識(shí)的理解，鍛煉學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。但很多高職院校受資金不足、空間不夠等諸多因素的影響，部分課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)受到不同程度的影響。隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到虛擬仿真環(huán)境在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，它不僅可以輔助高校的科研工作，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也有諸多顯著優(yōu)點(diǎn)。為此，不少教師在教學(xué)過(guò)程中也進(jìn)行了一些改革探索。

一、虛擬仿真環(huán)境在高職教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)

（一）成本低

在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，許多昂貴的實(shí)驗(yàn)器材，由于受價(jià)格的限制而無(wú)法普及;有些實(shí)驗(yàn)因時(shí)間持續(xù)很長(zhǎng)以致無(wú)法開(kāi)設(shè)。利用虛擬仿真技術(shù)，在多媒體計(jì)算機(jī)上建立虛擬仿真環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以身臨其境般地操作虛擬儀器，操作結(jié)果可以通過(guò)儀表顯示反饋給學(xué)生。這種實(shí)驗(yàn)既不消耗器材，也不受場(chǎng)地等外界條件限制，并且可重復(fù)操作，直至得出滿(mǎn)意結(jié)果，改變了傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，有效地解決了實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)效果之間的矛盾。

（二）效率高

虛擬實(shí)驗(yàn)室有著良好的在線(xiàn)幫助和學(xué)習(xí)功能，可以幫助使用者迅速掌握實(shí)驗(yàn)研究本身和達(dá)到實(shí)驗(yàn)研究的具體目標(biāo)和要求。另外互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，拓展了遠(yuǎn)程教育的領(lǐng)域。在遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)不再局限在物理空間的實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)不受時(shí)空限制地利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，和其他實(shí)驗(yàn)者共享資源，可實(shí)現(xiàn)合作實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)等，大大提高學(xué)習(xí)和研究效率，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)提供強(qiáng)有利的支持。

（三）安全性高

在高職教學(xué)過(guò)程中有些實(shí)驗(yàn)由于危險(xiǎn)系數(shù)太大，是不能讓學(xué)生做的。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一大優(yōu)點(diǎn)還在于其絕對(duì)的安全性，不會(huì)因操作失誤而造成人身事故。

二、基于虛擬仿真環(huán)境的課堂教學(xué)與實(shí)踐

以《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程為例，該課程是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件原理與指令系統(tǒng)及其應(yīng)用最重要的課程之一，對(duì)提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用能力非常重要。課程實(shí)踐性較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容卻非常抽象，在教學(xué)過(guò)程中存在著教師教學(xué)難度高、學(xué)生學(xué)習(xí)困難大的現(xiàn)象。課堂實(shí)際教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多以集成實(shí)驗(yàn)箱為教學(xué)媒介，不利于課堂理論教學(xué)過(guò)程中互動(dòng)演示。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)綜合性不夠，容易忽視硬件設(shè)計(jì)、軟件調(diào)試過(guò)程的協(xié)同，相當(dāng)一部分學(xué)生僅限于簡(jiǎn)單模仿，知其然而不知其所以然，容易造成學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性隨著教學(xué)過(guò)程的進(jìn)行而降低。若將這門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程也視為普通理論課，教學(xué)效果肯定不夠理想。

隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，使仿真實(shí)驗(yàn)在課堂上進(jìn)行實(shí)踐演示成為可能。借助于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部編程結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)及外圍接口技術(shù)等抽象內(nèi)容以圖形化方式動(dòng)態(tài)展示，通過(guò)課堂現(xiàn)場(chǎng)演示，學(xué)生更易接受，從而加深對(duì)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、工作原理及指令執(zhí)行過(guò)程的理解，掌握其特點(diǎn)和規(guī)律。通過(guò)在課堂理論教學(xué)中融入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)案例，可有效解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、時(shí)間安排方面的不足，大大改善理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)間的互動(dòng)。學(xué)生在課堂理論教學(xué)過(guò)程中通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程便可了解相應(yīng)理論知識(shí)在實(shí)際微機(jī)系統(tǒng)中的作用與用法。虛擬仿真環(huán)境的引入，借助合適的教學(xué)案例，以問(wèn)題為導(dǎo)向，逐步實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)向著以學(xué)生分析解決問(wèn)題能力提高為目標(biāo)的模式轉(zhuǎn)變。

三、小結(jié)

教學(xué)實(shí)踐證實(shí)，借助虛擬仿真技術(shù)，可更好地將某些課程中碎片化的知識(shí)融會(huì)貫通。通過(guò)案例化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)演示，一方面可切實(shí)提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，活躍課堂氣氛;另一方面，通過(guò)抽象內(nèi)容的形象化展現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，培養(yǎng)學(xué)生掌握分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。教學(xué)過(guò)程以幫助學(xué)生運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)，使學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中獲得現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，而不僅僅是抽象的程序、結(jié)論，探索實(shí)踐以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。教學(xué)實(shí)踐表明，基于虛擬仿真環(huán)境，可有效提升課堂教學(xué)效果，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提供實(shí)踐動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃景濤，徐迎曦，邱聯(lián)奎，曹哲.基于虛擬仿真環(huán)境的微機(jī)原理與接口技術(shù)課堂教學(xué)改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2016，（02）：108-109.

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課題項(xiàng)目：

本文系市級(jí)課題《高職院?；谔摂M仿真環(huán)境的微機(jī)原理與接口技術(shù)教學(xué)改革研究》（項(xiàng)目編號(hào)：HSS2018007）。