高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)分析

薛巖

摘要：近年來(lái)，高校大力推廣創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，在這樣的背景下，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)逐漸成為各高校發(fā)展的新趨勢(shì)，也成為高校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的主要平臺(tái)。本文就簡(jiǎn)單分析了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，在此基礎(chǔ)上，探討了高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的策略，僅供相關(guān)高校參考。

關(guān)鍵詞：高校;虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室;建設(shè)

前言：

隨著課程改革的深化，高校作為培養(yǎng)人才的主要陣地，越來(lái)越重視實(shí)踐教學(xué)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，提升他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)時(shí)，因?yàn)榉N種因素，特別是時(shí)空因素的影響，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)的效果并不是十分理想。而通過(guò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，能突破時(shí)空因素對(duì)教學(xué)的影響和限制，從而更好的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和實(shí)踐型人才，滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)于人才的需求。

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)述

所謂的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，其本質(zhì)就是應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的載體。一般來(lái)說(shuō)，虛擬實(shí)驗(yàn)室主要是由計(jì)算機(jī)生成的一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)創(chuàng)建出一個(gè)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室功能相類似，且可視操作的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行模擬，同時(shí)還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行細(xì)致分析、處理，并實(shí)現(xiàn)共享等功能的仿真實(shí)驗(yàn)室。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)傳輸技術(shù)以及界面技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬模擬實(shí)驗(yàn)室逐漸在教育領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展速度十分迅猛，國(guó)內(nèi)外諸多知名高校、研究機(jī)構(gòu)紛紛建立了自己的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)了自有的虛擬模擬系統(tǒng)，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)研究。在高校中建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，能將虛擬實(shí)驗(yàn)教師及實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，不僅能為高校的科研工作提供重要的支撐，同時(shí)還能極大提升高校實(shí)驗(yàn)室的利用率。但就目前而言，我國(guó)各高校的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源大多來(lái)自于當(dāng)?shù)夭糠制髽I(yè)的定向制作，在使用的過(guò)程中，需要不斷地對(duì)其進(jìn)行更新，甚至還需要進(jìn)一步擴(kuò)展。這就對(duì)高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教師提出了更高的要求，促使相關(guān)教師在進(jìn)行日常實(shí)踐教學(xué)的同時(shí)，還必須很好的與相關(guān)行業(yè)企業(yè)進(jìn)行對(duì)接，并根據(jù)現(xiàn)有的資源進(jìn)行深入研究，從而有效推動(dòng)了高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)性改革，并進(jìn)一步促進(jìn)了高校實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展。

二、高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)思考

高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室一般是采用虛擬仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)學(xué)模型結(jié)合技術(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)相對(duì)獨(dú)立且立體的環(huán)境，以為學(xué)生構(gòu)造出一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境。一般來(lái)說(shuō)，高校構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室主要的技術(shù)手段包括：Java技術(shù)、ActiveX控件、VRML技術(shù)、X3D技術(shù)、ASP技術(shù)、Quiek Time VR技術(shù)、Flash技術(shù)以及NET技術(shù)等。而常用的軟件則包括：Lab View、Mat Lab、EDA、PSPICE、Quartus和Protel等，通過(guò)運(yùn)用這些軟件來(lái)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的虛擬仿真。高校在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室時(shí)，應(yīng)從如下幾個(gè)方面著手：

（一）融合多學(xué)科構(gòu)建綜合性實(shí)驗(yàn)室

當(dāng)前，高校在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)科的融合，整合信息技術(shù)，打造綜合性的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，避免該實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果過(guò)于單一、功能過(guò)于單一，從而導(dǎo)致利用率過(guò)低。為此，相關(guān)高校愛哦在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室時(shí)，應(yīng)整合本校各院系的教師資源，引導(dǎo)他們將人工智能技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)等新興技術(shù)創(chuàng)新性地融合到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，促使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能變得更加智能，更好地為學(xué)生的實(shí)踐操作提供支持。而且，這樣跨專業(yè)整合建設(shè)的綜合性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，能使本校多個(gè)學(xué)科共同使用，能極大節(jié)約資源，避免重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高實(shí)驗(yàn)室的利用率。

（二）科學(xué)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)內(nèi)容

當(dāng)前，高校在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室時(shí)，還應(yīng)科學(xué)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)內(nèi)容。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)踐教學(xué)的重要手段之一，在一些歷時(shí)較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)操作中，或者是存在著較大危險(xiǎn)系數(shù)且操作困難的實(shí)驗(yàn)操作中發(fā)揮著極大的作用。為此，相關(guān)高校必須制定統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并撰寫統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教材或者實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，逐漸形成統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)要求，從而提升實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。在實(shí)際操作中，各院?？梢愿鶕?jù)自身的實(shí)際授課情況，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行修改，以保證教學(xué)的順利進(jìn)行，并提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

（三）構(gòu)建完善的監(jiān)督機(jī)制

當(dāng)前，各高校在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室時(shí)，還應(yīng)構(gòu)建完善的監(jiān)督機(jī)制，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的使用運(yùn)行進(jìn)行全面的監(jiān)督管理。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)督管理工作主要包括：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的利用率情況、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開設(shè)情況、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容制作以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新情況等。通過(guò)加強(qiáng)就愛你督管理，定期對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行考核，避免實(shí)驗(yàn)室的閑置，從而更好地利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)踐教學(xué)，從而為社會(huì)輸送更多更優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐型人才。

（四）打造高素質(zhì)教學(xué)隊(duì)伍

當(dāng)前，各高校在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室時(shí)，還應(yīng)打造一支高素質(zhì)的教學(xué)隊(duì)伍，以滿足實(shí)踐教學(xué)的需求，更好地培養(yǎng)高素質(zhì)人才。在實(shí)際操作中，相關(guān)高校應(yīng)根據(jù)本校的實(shí)際發(fā)展情況，科學(xué)制定人才激勵(lì)政策和機(jī)制，以促進(jìn)教師隊(duì)伍的建設(shè)。為此，相關(guān)高校應(yīng)積極設(shè)立實(shí)驗(yàn)技術(shù)成果獎(jiǎng)，以鼓勵(lì)各學(xué)科青年教師以及理論知識(shí)豐富、實(shí)踐技能過(guò)硬的教師積極參與到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行當(dāng)中，并充分調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)人員進(jìn)行科技創(chuàng)新的積極性，鼓勵(lì)他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)的研究與開發(fā)，同時(shí)這樣也能促進(jìn)學(xué)校實(shí)踐素材的豐盈，徹底擺脫虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作依賴外購(gòu)的狀況。并最終打造出一支敬業(yè)且專業(yè)的虛擬仿真教學(xué)團(tuán)隊(duì)。此外，這樣也能激發(fā)學(xué)生參與的興趣，促使他們積極參與到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，從而有效培養(yǎng)他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我們已經(jīng)進(jìn)入到信息化時(shí)代，基于信息技術(shù)的虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)在高校教學(xué)中獲得了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。相關(guān)高校為了更好地建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，提升實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，應(yīng)采取有效的措施，使得虛擬仿真實(shí)驗(yàn)形式的教學(xué)計(jì)劃能夠順利開展和有效實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)自身的高質(zhì)量發(fā)展，并為社會(huì)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的實(shí)踐型人才。

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