新工科背景下虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

付百學(xué)，朱榮福

(黑龍江工程學(xué)院 汽車與交通工程學(xué)院，哈爾濱 150050)

高等工程教育是我國高等教育的核心部分，注重提高學(xué)生的工程實(shí)踐素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。我國工程教育專業(yè)認(rèn)證體系于2016年6月實(shí)現(xiàn)了與國際實(shí)質(zhì)等效，極大地推進(jìn)了工程教育改革走向深入。教育部2018年1月頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》再次強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向和突出持續(xù)改進(jìn)，要求我國高等院校要結(jié)合“一流本科、一流專業(yè)和一流人才”建設(shè)，完善高質(zhì)量、多樣化的人才培養(yǎng)體系。教育部啟動(dòng)一流本科專業(yè)“雙萬計(jì)劃”建設(shè)和一流本科課程“雙萬計(jì)劃”建設(shè)，提出我國高等教育一流課程“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，明確指出，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)根據(jù)學(xué)校自身特點(diǎn)，致力于解決實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)老大難問題；堅(jiān)持問題導(dǎo)向，重點(diǎn)解決實(shí)際運(yùn)行困難或真實(shí)實(shí)驗(yàn)條件不具備的問題，涉及到極端環(huán)境或高危環(huán)境，消耗高、成本高、操作不可逆、大型綜合訓(xùn)練等問題；堅(jiān)持需求導(dǎo)向，重點(diǎn)解決專業(yè)特色和行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求緊迫問題、實(shí)踐能力培養(yǎng)需求緊迫問題。實(shí)踐教學(xué)過程是高等院校工程教育的重要環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)踐教學(xué)模式的虛實(shí)結(jié)合提供了廣闊空間，對于高質(zhì)量人才培養(yǎng)起到了重要作用[1]。

一、虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)模式研究現(xiàn)狀

教育部2010年發(fā)布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》首次明確提出建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)開發(fā)和共享網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，加強(qiáng)教育信息化建設(shè)。國內(nèi)高校教育信息化建設(shè)歷經(jīng)十余年，目前在MOOC、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)和虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面取得了一定成效。

哈爾濱工程大學(xué)將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)引入課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的缺陷；國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)開發(fā)的云實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺融合了真實(shí)硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)環(huán)境，可服務(wù)于學(xué)生課程實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，以及課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，很好地解決了實(shí)驗(yàn)室資金投入大、環(huán)境重復(fù)建設(shè)、儀器設(shè)備大量堆疊和實(shí)驗(yàn)資源利用率低等問題；華中科技大學(xué)開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，做到虛實(shí)互補(bǔ)、能實(shí)不虛、以虛促實(shí)，開發(fā)的能獨(dú)立運(yùn)行或?qū)嶓w實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目，效果獨(dú)特；南通大學(xué)將真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，構(gòu)建課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、優(yōu)勢互補(bǔ)，并搭建開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺，實(shí)時(shí)更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可自主或合作學(xué)習(xí)，進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)踐研究，采用多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)體系，為開放式虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效進(jìn)行提供保障[2]。

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)能有效地解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的諸多問題，但本身也尚存不足。只有將傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有效整合，形成虛實(shí)結(jié)合、優(yōu)勢互補(bǔ)的實(shí)踐教學(xué)體系，才能更好地啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主性、創(chuàng)新性和探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

二、應(yīng)用虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)模式的必要性

(一)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足

(1)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常采用“一講、二練、三考核”的方式進(jìn)行，其教學(xué)內(nèi)容有限、模式單一，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)。

(2)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程資源單一，實(shí)踐教學(xué)資源基本以教材為主，缺乏儀器設(shè)備功能展示、實(shí)驗(yàn)操作視頻演示、實(shí)際應(yīng)用擴(kuò)展、關(guān)聯(lián)高新技術(shù)介紹等，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容未能全面理解和深刻思考，只駐留在想象中[3]。

(3)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，多為驗(yàn)證性或演示性實(shí)驗(yàn)，教師以板書的形式講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、操作注意事項(xiàng)等，再進(jìn)行操作示范，實(shí)驗(yàn)過程枯燥抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)印象不深，理解不透。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，教師不能進(jìn)行知識回顧與拓展，對于復(fù)雜知識與實(shí)驗(yàn)效果對比，不能直觀演示，且由于時(shí)間和場地限制，學(xué)生大都只能完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)興趣與創(chuàng)新意識未能得到充分激發(fā)。

(4)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏實(shí)際生產(chǎn)線所具備的廠房、儀器設(shè)備等生產(chǎn)一線的硬件，學(xué)生沒有直觀感受，對實(shí)驗(yàn)儀器和元器件只有表面了解或僅為完成實(shí)驗(yàn)，雖能對理論進(jìn)行驗(yàn)證與計(jì)算，但未能對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)分析、調(diào)試與設(shè)計(jì)，難以滿足學(xué)生主動(dòng)性、創(chuàng)造性和個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求[4]。

(5)隨著新技術(shù)不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要的儀器設(shè)備應(yīng)不斷更新，需要大量資金投入和場地空間。

(二)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢

(1)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真軟件等，通過軟件模擬技術(shù)達(dá)到傳統(tǒng)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的效果[5]。

(2)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用虛擬網(wǎng)絡(luò)資源建立針對課程的工廠生產(chǎn)線操作流程，或制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，學(xué)生可反復(fù)觀看，實(shí)驗(yàn)過程清晰明確，實(shí)驗(yàn)效果顯著[6]。

(3)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)可使學(xué)生在虛擬工廠中參與生產(chǎn)全過程，學(xué)生如同身臨其境，可全面熟練地掌控生產(chǎn)流程，在具體操作中鍛煉解決實(shí)際問題的能力。

(4)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)可利用云平臺遠(yuǎn)程教學(xué)，學(xué)生在課前可自主學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，課上進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，可很大程度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和學(xué)習(xí)效率。

(5)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)只需要一臺聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)，即可模擬儀器設(shè)備功能，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)真實(shí)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，節(jié)約成本和空間，且無須各種實(shí)驗(yàn)耗材，實(shí)驗(yàn)過程安全性高。

(三)實(shí)踐教學(xué)采用虛實(shí)結(jié)合模式的必要性

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然具備諸多優(yōu)勢，也存在不足：

(1)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)元器件損壞、線路故障等情況，而虛擬仿真軟件則為程式化、理想化模型，不利于培養(yǎng)學(xué)生針對突發(fā)情況的應(yīng)急處理能力[7]。

(2)傳統(tǒng)綜合性實(shí)驗(yàn)通常較復(fù)雜，需諸多學(xué)生合作完成，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和交流溝通能力，但虛擬仿真軟件普遍缺失該項(xiàng)功能。

(3)教師在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，不能面對面地指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)只有采用虛實(shí)結(jié)合的模式，才能充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)的不足。同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)熱情，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，形成以學(xué)生為主導(dǎo)的交互式學(xué)習(xí)氛圍[8]。

三、虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)體系新形態(tài)

(一)制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課，創(chuàng)建多元化實(shí)驗(yàn)課程

采用新媒體技術(shù)，以文字為基礎(chǔ)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以微課形式進(jìn)行展示；錄制視頻，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作演示，將高新技術(shù)納入視頻，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布微課視頻，使學(xué)生擁有豐富的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生通過課下觀看進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，通過課內(nèi)學(xué)習(xí)，有充分時(shí)間交流與互動(dòng)，解決疑惑以及鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生可結(jié)合自身差異，選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，也可基于微課擴(kuò)展內(nèi)容進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還可通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)高新技術(shù)，衍生新想法，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

(二)開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)將信息技術(shù)與學(xué)科專業(yè)進(jìn)行深度融合。加強(qiáng)校企深度合作，充分利用企業(yè)實(shí)踐教學(xué)資源和支持服務(wù)能力，整合校內(nèi)信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，突出學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)，建設(shè)用于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容豐富和多元協(xié)同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的虛實(shí)結(jié)合。

虛擬仿真軟件有虛擬儀器功能，元件庫豐富，分析功能強(qiáng)大，能實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)和圖形，能自動(dòng)調(diào)試。學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)虛擬仿真軟件，可在課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真，進(jìn)行分析總結(jié)，再到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證，完成由虛到實(shí)的混合式實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和開拓創(chuàng)新能力。

(三)構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系新形態(tài)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)

采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課和進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生快速理解和掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為學(xué)生主動(dòng)性、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)創(chuàng)造了良好條件。學(xué)生高效率做完實(shí)驗(yàn)后，基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論，加深理解基礎(chǔ)理論知識，解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題。另外，還可結(jié)合專業(yè)知識，進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與研究，如教師指導(dǎo)學(xué)生開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練，合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，完善創(chuàng)作作品，學(xué)生創(chuàng)新思維更加寬闊，創(chuàng)造能力不斷提升，解決復(fù)雜工程問題的能力得到訓(xùn)練，真正做到學(xué)以致用、自主創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)物操作和多學(xué)科專業(yè)交叉融合，構(gòu)建了“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系新形態(tài)[9]。

(四)運(yùn)用優(yōu)質(zhì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，創(chuàng)新虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新方法

充分利用國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享服務(wù)平臺中的優(yōu)質(zhì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，同時(shí)積極挖掘校內(nèi)外虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，有效地開展線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)一流課程共享服務(wù)體系建設(shè)，形成專業(yè)布局合理、教學(xué)效果優(yōu)良、開放共享有效的高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，提高高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐育人水平[10]。

合理制定線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施方案，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和?shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋的知識點(diǎn)等核心要素的匹配情況，擇優(yōu)選取可采用的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目資源，開展線上實(shí)驗(yàn)課程和線上線下混合式實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。線上實(shí)驗(yàn)課程的基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)單元涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)方向或涉及該專業(yè)的前沿學(xué)科領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)，線上學(xué)科前沿實(shí)驗(yàn)課程的基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)單元涵蓋一個(gè)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的前沿學(xué)科領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)，符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

線上線下混合式實(shí)驗(yàn)的基本教學(xué)單元由虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組成。以課程實(shí)驗(yàn)為主，引入符合人才培養(yǎng)目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。針對實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)淘汰簡單驗(yàn)證性、陳舊落后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，保留優(yōu)質(zhì)、綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過優(yōu)化實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容、減少實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)數(shù)，為引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目創(chuàng)造條件。

(五)采用開放互動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力和潛能

建立以專業(yè)導(dǎo)師具體負(fù)責(zé)、大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)積極參與的專業(yè)工作室，突出其工學(xué)結(jié)合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)特色，進(jìn)行開放互動(dòng)、虛擬結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式推廣，為人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新開辟新路徑，學(xué)生可突破實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)場地的限制，根據(jù)教學(xué)需要或興趣愛好選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或自行設(shè)計(jì)課題，由導(dǎo)師指導(dǎo)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，可將創(chuàng)意帶入實(shí)驗(yàn)，學(xué)生變成實(shí)驗(yàn)的主體，充分發(fā)揮其個(gè)性和潛質(zhì)，激發(fā)其靈感和創(chuàng)造力，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。

(六)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、可穿戴設(shè)備和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供強(qiáng)力支撐

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和人工智能技術(shù)等，由各種傳感器、仿真軟件和計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成三維虛擬環(huán)境，借助于虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)手套、眼鏡、頭盔和光學(xué)位置追蹤系統(tǒng)等設(shè)備捕捉操作者的位置和動(dòng)作信息，經(jīng)過虛擬現(xiàn)實(shí)處理系統(tǒng)，通過3D立體顯示系統(tǒng)將操作結(jié)果進(jìn)行反饋，操作者如身臨其境，可多人協(xié)同交互[11]；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)包含三維建模、多傳感器融合、多媒體、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊、實(shí)時(shí)視頻顯示及控制、場景融合等新技術(shù)，利用頭盔顯示器將真實(shí)信息與虛擬信息同時(shí)疊加到同一畫面或空間，實(shí)現(xiàn)二者無縫集成。

通過構(gòu)建與課堂平行的三維虛擬環(huán)境，師生之間可實(shí)時(shí)交互、完成學(xué)習(xí)任務(wù)和參與集體活動(dòng)，教師還通過虛擬環(huán)境與異地學(xué)生進(jìn)行交流與輔導(dǎo)；引入電腦、白板、反饋裝置、無線投影儀等高新信息設(shè)備，滿足學(xué)生各類學(xué)習(xí)活動(dòng)需要，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性。學(xué)生進(jìn)行自主化、個(gè)性化、交互式實(shí)驗(yàn)操作，可觀察到現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)不能獲得的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，強(qiáng)化知識運(yùn)用，同時(shí)創(chuàng)新思維也得到訓(xùn)練。

四、虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)模式的應(yīng)用與發(fā)展思考

采用虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，虛擬仿真軟件可視化，教學(xué)過程師生良性交互，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作，大大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和趣味性，學(xué)生利用移動(dòng)端可隨時(shí)訪問教學(xué)資源，獨(dú)立分析問題、思考問題，養(yǎng)成良好的終身學(xué)習(xí)習(xí)慣。

虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以混合式學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)與合作學(xué)習(xí)為主，逐漸更加注重學(xué)習(xí)測量和重新設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)空間，未來趨勢為推動(dòng)創(chuàng)新文化和深層學(xué)習(xí)方法。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)、人工智能、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)以及自然用戶界面等六大技術(shù)將對虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。

目前要解決提高數(shù)字化素養(yǎng)、整合正式與非正式學(xué)習(xí)問題，未來還將面臨推進(jìn)數(shù)字化公平、應(yīng)對知識過時(shí)和反思教育者的角色等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

五、結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生鞏固專業(yè)知識、培養(yǎng)工程意識和創(chuàng)新意識、掌握工程實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力的重要途徑、采用虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，突出運(yùn)用融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息化技術(shù)，極大地改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境、內(nèi)容與模式，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)便利，使學(xué)生及時(shí)學(xué)到新知識、掌握新技能，有助于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，有助于提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，推動(dòng)高等教育工程化、戰(zhàn)略化和國際化的教育教學(xué)改革不斷走向深入。