基于虛擬仿真的計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革分析

摘要：把虛擬仿真技術(shù)融入計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以有效的改善計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)機(jī)教學(xué)當(dāng)中存在的問題。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師可以利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)建計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)室，不僅可以提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，還可以從根本上去改變學(xué)校資金不足、設(shè)備老化、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)無法模擬等問題?；诖?，本文首先簡要分析了虛擬仿真技術(shù)概述和特點(diǎn)，隨后從三個(gè)方面分析了基于虛擬仿真的計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路，以此來供相關(guān)人士交流參考。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;計(jì)算機(jī);課程實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革

引言

計(jì)算機(jī)類課程是高校計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的主要課程，學(xué)生在課堂上不僅要熟知計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識，還需要提高自己的實(shí)踐操作能力?，F(xiàn)如今國內(nèi)很多高校都開展了計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)，但是受一些因素的影響，學(xué)生只能在課堂上學(xué)習(xí)和分析相關(guān)的理論知識，很少有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。長此下去，學(xué)生慢慢的就會(huì)失去對這門學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。想要改變這種現(xiàn)狀，在教學(xué)過程當(dāng)中，教師可以計(jì)算機(jī)類相關(guān)的知識融入到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室中，這樣不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以提高學(xué)生的實(shí)操能力。

一、虛擬仿真技術(shù)的概述和特點(diǎn)

（一）虛擬仿真技術(shù)概述

如今，虛擬仿真技術(shù)已近被運(yùn)用到社會(huì)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域當(dāng)中，而且還產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，虛擬仿真已成為社會(huì)未來發(fā)展的必然。虛擬仿真技術(shù)還可以被稱為“網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)?！逼鋵?shí)，虛擬仿真技術(shù)是科學(xué)手段的一種，在實(shí)際的教學(xué)當(dāng)中教師可以利用虛擬仿真技術(shù)輕松的構(gòu)建出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺，為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供科學(xué)數(shù)據(jù)并制定相應(yīng)的操作方案。

（二）虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展

虛擬仿真技術(shù)經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：第一階段，物理仿真階段。在此期間，虛擬仿真技術(shù)是實(shí)物仿真和物理效應(yīng)仿真方法。第二階段，模擬仿真階段。在這期間，虛擬仿真技術(shù)采用模擬計(jì)算機(jī)仿真技術(shù);第三階段數(shù)字仿真階段。在這二十年間，虛擬仿真技術(shù)大踏步地向前進(jìn)了一步。進(jìn)了60年代，數(shù)字計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用使仿真技術(shù)由模擬計(jì)算機(jī)仿真轉(zhuǎn)向數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真。數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真首先在航天航空中得到了應(yīng)用;第四階段虛擬仿真階段。

二、基于虛擬仿真的計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

教育，是人類發(fā)展永恒的主題。在全球化趨勢日益顯著，社會(huì)進(jìn)步日新月異的信息化時(shí)代，構(gòu)建人類命運(yùn)共同體對互聯(lián)網(wǎng)、人工智能提出了新的課題，更為教育賦予了新的使命。高校專業(yè)人才的培養(yǎng)，不僅是對學(xué)生的培養(yǎng)也是對教師的培養(yǎng)，更是對行業(yè)從業(yè)人員的終身教育。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)類學(xué)科教學(xué)，可以很好地將人才培養(yǎng)模式進(jìn)行優(yōu)化。虛擬仿真、信息技術(shù)、課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，具有提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的積極作用。同時(shí)，虛擬仿真、信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合，對教師教學(xué)水平和綜合能力的提升提出了新的要求。近年來，虛擬仿真技術(shù)與高校計(jì)算機(jī)類學(xué)科深度融合，為教育理念的變革、教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變、人才培養(yǎng)的創(chuàng)新提供了契機(jī)，也為中國高等教育現(xiàn)代化的強(qiáng)大提供了動(dòng)力。與此同時(shí)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)行業(yè)也在企業(yè)與高校的協(xié)同育人過程中，得到了發(fā)展與成長。企業(yè)在與高校聯(lián)合開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)的過程中，與相關(guān)學(xué)科專業(yè)聯(lián)合組建團(tuán)隊(duì)，在實(shí)現(xiàn)技術(shù)支持和服務(wù)的同時(shí)全程深度參與項(xiàng)目建設(shè)，不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)提升了教師運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)從事教學(xué)工作的能力和水平。根據(jù)調(diào)查顯示，國外很多大學(xué)都創(chuàng)建了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，并且已經(jīng)開始投入使用。但是我國只有一些重點(diǎn)大學(xué)創(chuàng)建了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室。

三、基于虛擬仿真的計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路

（一）校企合作模式的探討

校企合作是計(jì)算機(jī)類學(xué)科虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要措施。學(xué)校需要根據(jù)學(xué)科發(fā)展需求認(rèn)真的研究校企合作方法，積極和企業(yè)共同構(gòu)建實(shí)驗(yàn)基地。企業(yè)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和實(shí)踐教學(xué)場景，幫助學(xué)校創(chuàng)建更多真實(shí)性的企業(yè)工作場景，幫助學(xué)生提前適應(yīng)企業(yè)環(huán)境。比如說，南京恒點(diǎn)信息技術(shù)有限公司是一家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)體系綜合服務(wù)。自成立以來，公司始終致力于探究并發(fā)掘企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，與高校專業(yè)人才培養(yǎng)相結(jié)合的共建模式。2018年南京恒點(diǎn)信息技術(shù)有限公司與南京航空航天大學(xué)共建的"飛機(jī)大部件裝配虛擬仿真實(shí)驗(yàn)"項(xiàng)目作為特邀項(xiàng)目，從298項(xiàng)國家級示范項(xiàng)目中脫穎而出，在2019年中國慕課大會(huì)上進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)介紹和展示。

（二）教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革

課程建設(shè)的教育信息化是人才培養(yǎng)的核心，同時(shí)也為虛擬仿真與高校人才培養(yǎng)的真正融合創(chuàng)造了條件和契機(jī)。在實(shí)際教學(xué)中教師應(yīng)該合理的分析學(xué)生學(xué)習(xí)能力和企業(yè)的需求，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容加大教學(xué)改革力度。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教學(xué)小組可以對學(xué)生進(jìn)行談話或者填寫調(diào)查問卷，深入了解學(xué)生的需求和教學(xué)中存在的問題。在內(nèi)容選擇上，要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和企業(yè)的實(shí)際需求，借助虛擬仿真技術(shù)和仿真軟件構(gòu)建真實(shí)的工作環(huán)境。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的建立

近幾年，隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)已經(jīng)有很多家的企業(yè)和機(jī)構(gòu)對虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行深入研究，并取得了一些成果。并且還有很多國內(nèi)外的高校已經(jīng)投入使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)和調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室可以促進(jìn)計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)效。信息技術(shù)的和計(jì)算機(jī)學(xué)科的融合，對教師的專業(yè)能力提出了新要求。高校的骨干教師和高層領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該共同進(jìn)步。與此同時(shí)，高校和合作企業(yè)應(yīng)該定期開展技能培養(yǎng)活動(dòng)，增強(qiáng)教師的專業(yè)能力和教學(xué)能力，豐富教師的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

（四）科研以及教學(xué)相互結(jié)合

高校領(lǐng)導(dǎo)需要把教學(xué)和教師的科研結(jié)合到一起，形成一種新型的教學(xué)模式。在課堂上教師可以把自己科研成果作為教學(xué)內(nèi)容的一部分，也可以把科研成果運(yùn)用到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，豐富教學(xué)內(nèi)容。這種教學(xué)模式不僅可以豐富學(xué)生的視野，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、虛擬仿真技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，高校計(jì)算機(jī)類相關(guān)的課程成為了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)當(dāng)中的主要內(nèi)容。但是計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)科中有很多復(fù)雜的知識和一些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)硬件。學(xué)生在學(xué)生過程當(dāng)中需要花費(fèi)大量的時(shí)間需掌握這些知識，解決這些難題?，F(xiàn)如今，學(xué)校可以利用虛擬仿真技術(shù)幫助學(xué)生和教師高效率的解決這些難題，不但節(jié)約了時(shí)間還可以幫助學(xué)生可以對計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容更加有效的理解，激發(fā)學(xué)生對計(jì)算機(jī)知識的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。但是，在實(shí)際教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)和課程教學(xué)的融合還存在一些問題，這就要求計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師對二者之間的關(guān)系進(jìn)行研究和分析。把之前學(xué)生無法理解、很難理解的抽象知識進(jìn)行研究，幫助學(xué)生更快的吸收新知識和新內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)實(shí)際操作中，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去進(jìn)行學(xué)習(xí)，在課堂上學(xué)生之間還可以自我評價(jià)。

五、結(jié)束語

綜上所述，把虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅可以幫助學(xué)生理解課本上復(fù)雜的知識和內(nèi)容，還可以幫助學(xué)校降低教學(xué)成本，提高教學(xué)效率。與此同時(shí)，學(xué)生在這種教學(xué)環(huán)境下可以加深對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的印象，可以更好的把理論知識和實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合到一起。在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)校應(yīng)該積極和當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)合作，幫助學(xué)生創(chuàng)建真實(shí)的工作場景。

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作者簡介

陶廣（1977.1—），男，漢族，湖北省武漢市人，職務(wù)：武漢生物工程學(xué)院教師，職稱：講師，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)方向。