虛擬仿真技術(shù)在高校計算機網(wǎng)絡實驗教學中的應用研究

馬秋賢

摘要：虛擬仿真技術(shù)是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)。由于其沉浸性和交互性的特點，能夠創(chuàng)設各種各樣的仿真的學習環(huán)境，特別是模擬現(xiàn)實世界中不易實現(xiàn)、難以接觸、危險性較高的事物和環(huán)境，應用于實驗教學具有突出的優(yōu)勢。建構(gòu)主義學習理論認為良好的逼真的學習情境可以幫助學生順利完成新知識的建構(gòu)，從而完成知識遷移。因此，虛擬仿真技術(shù)在新一輪的教學改革中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，虛擬仿真技術(shù)在目前我國高校計算機網(wǎng)絡實驗的教學中還沒有得到很好的應用。因此，本論文擬通過運用虛擬仿真技術(shù)開展在計算機網(wǎng)絡實驗課程的教學研究，以期達到變革傳統(tǒng)教學模式、提高教學質(zhì)量和效率等目的。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù);計算機網(wǎng)絡實驗課程;教學對策

一、虛擬仿真技術(shù)在教學中的應用類型

（一）觀察性學習

虛擬仿真技術(shù)可以將物體宏觀運動和微觀行為通過模擬在虛擬的三維空間加以實現(xiàn)，學生可以根據(jù)學習過程中的需求從不同的視角及不同的層次獲得對物體更直觀的體驗和感受，從而對事物特征、結(jié)構(gòu)或相關(guān)作用過程產(chǎn)生更為深入的認識和理解，進而提高學習效果。在實際的高校教學中，虛擬仿真的應用最大的優(yōu)勢體現(xiàn)在對那些在真實世界中現(xiàn)實中不存在的、難以實現(xiàn)的場景或者現(xiàn)實中存在卻難以通過肉眼觀察到的場景的模擬，這在科學教育中特別是理工科的教學中有廣大的應用前景。

（二）操作性學習

虛擬仿真技術(shù)可以打造某些過程、設備的情景化的學習環(huán)境（比如生產(chǎn)線、機床、工程機械），學習者可以在虛擬環(huán)境中模擬生產(chǎn)線或者設備的操作，并獲得系統(tǒng)的反饋，從而更好地學習正確的操作技巧和專業(yè)知識。在一些以訓練為主的操作任務的學習中，通過對真實的任務情境和操作過程的模擬，為學習者提供重復練習的機會，在大腦中和肌肉中形成重復記憶，有助于學生將所學技能遷移到真實的操作任務中。

（三）社會性學習

學習者在虛擬的社會情境下，通過與他人的合作與互動進行學習，通過對學生在各自的客戶端的集合形成一個多用戶虛擬環(huán)境，多用戶虛擬環(huán)境為教學活動提供一個學習活動的虛擬空間。顯然虛擬空間其能夠克服物理空間距離的局限，尤其適用于遠程教育，很多高校開發(fā)了網(wǎng)上虛擬教室，為教學活動的順利開展保駕護航。通過多用戶虛擬平臺，學生能夠參與實時的課堂互動，感受到周圍同學的互動，使自己仿佛真正置身于真實的教室中，并促進信息交流提高學習效率。

二、虛擬仿真技術(shù)應用高校計算機網(wǎng)絡實驗教學的建議

（一）加強高校與企業(yè)的虛擬仿真資源共享

計算機網(wǎng)絡實驗課程在高校的起步較早，在技術(shù)方面已經(jīng)有了很高的成就，但是高校的虛擬仿真資源技術(shù)與企業(yè)還是存在著很大的差距，因此，想要保證高校計算機網(wǎng)絡實驗課程虛擬仿真教學資源的先進性和豐富性，學校與企業(yè)兩者之間能夠做到資源“共享”，互利互惠，不僅有助于高校快速建立起計算機網(wǎng)絡實驗教學虛擬仿真實訓平臺，也有利于學習企業(yè)的虛擬仿真應用技術(shù)。此時，需要政府作為“牽頭者”促進二者之間的合作。政府不僅可以鼓勵高校與企業(yè)在虛擬仿真實訓系統(tǒng)建設資源上的共享，更是可以推動建立二者共享虛擬仿真實訓基地，實現(xiàn)校企協(xié)同發(fā)展，營造良好的職業(yè)教育氛圍。

（二）及時向企業(yè)反饋使用建議，督促企業(yè)完善產(chǎn)品功能

目前，在高校計算機網(wǎng)絡實驗教學虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)中，尚未出現(xiàn)一款功能全面，多方面滿足虛擬仿真實訓教學要求的系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，要么虛擬演示功能強大，而虛擬操作功能就較為“弱化”;要么虛擬操作功能完備，而虛擬演示效果卻不盡人意。生產(chǎn)這些系統(tǒng)的企業(yè)，不應“關(guān)上門”來做產(chǎn)品，而應關(guān)注市場需求，尤其是用戶的體驗。用戶需要什么，就生產(chǎn)什么。同時，在系統(tǒng)的管理與維護上也需要加強。系統(tǒng)卡頓、靈敏度低等問題應當?shù)玫竭m當?shù)膬?yōu)化，以此來保證用戶體驗。

（三）學校需要完善虛擬仿真教學環(huán)境，向經(jīng)驗豐富院校學習經(jīng)驗

首先，高校院校應著力改善虛擬仿真實訓教學平臺的環(huán)境，提高平臺的硬軟件配置，在“硬實力”上，加大資金投入。其次，高校院校應加強與相關(guān)企業(yè)的合作，一方面，是與生產(chǎn)虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)產(chǎn)品的企業(yè)合作，積極引入先進的、高效的虛擬仿真實訓教學設備，同時為這些企業(yè)提供反饋;另一方面，是與專業(yè)對口的企業(yè)合作，了解市場需求，篩選迎合市場需求的虛擬仿真實訓內(nèi)容。另外，高校院校也應積極與兄弟院校合作，學習或共享虛擬仿真實訓課程的經(jīng)驗，實現(xiàn)取長補短，共同進步。

三、結(jié)語

通過上面的分析與總結(jié)，我們可以發(fā)現(xiàn)在高校計算機網(wǎng)絡實驗教學中應用虛擬仿真技術(shù)存在著較強的可行性。不過在應用的過程中也存在著一定的問題，學校需要積極向企業(yè)、生產(chǎn)公司以及兄弟院校學習經(jīng)驗，彌補不足，以此來提升應用實效。

參考文獻：

[1]趙婧如.計算機網(wǎng)絡虛擬仿真實驗教學探析[J].現(xiàn)代信息科技，2021，5（10）：196-198.

[2]王煜，周文龍.虛擬仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡實驗教學中的應用[J].計算機產(chǎn)品與流通，2020（07）：190.

基金項目：本文得到廣州應用科技學院教改項目：網(wǎng)絡工程專業(yè)實驗教學示范中心（PX-5419362）資質(zhì)。