魏偉

高校教育在其發(fā)展過程中，逐漸在教學(xué)資源、師資隊(duì)伍的建設(shè)，以及相應(yīng)教學(xué)設(shè)備的投入方面，加大了資金以及相應(yīng)的建設(shè)力度，使之高校的專業(yè)教育能夠在校園教育的過程，實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的人才培養(yǎng)目標(biāo)，并且為社會(huì)輸送的大批人才，在實(shí)踐能力和動(dòng)手能力方面，都能夠遠(yuǎn)超傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境下培養(yǎng)的人才。這其中，離不開類似虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和開發(fā)，其為學(xué)生創(chuàng)造的動(dòng)手操作平臺(tái)，使得課本專業(yè)理論能夠得到實(shí)踐，從而極大程度的推動(dòng)學(xué)生提升自身的動(dòng)手操作能力，不僅鍛煉了學(xué)生的思考和動(dòng)手，也能夠極大的表現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，從而在不斷推動(dòng)高校教育發(fā)展的同時(shí)，使得學(xué)生更好的融入到學(xué)科專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解中。

1 高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和改革的重要性

高校的教育，在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境下，只能實(shí)現(xiàn)理論方面的教學(xué)和基本操作能力的培養(yǎng)，尤其在諸如信息與電子工程相關(guān)專業(yè)中的學(xué)生教育和培養(yǎng)，學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力，是檢驗(yàn)其理論學(xué)習(xí)唯一的標(biāo)準(zhǔn)，但受制于高校的教育資源投入和建設(shè)的力度不足，多數(shù)高校在進(jìn)行學(xué)生教育過程中，只能在理論方面加強(qiáng)培養(yǎng)，而在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室以及相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)中，缺少機(jī)會(huì)與設(shè)備的支持，從而使得高校相應(yīng)專業(yè)的學(xué)生在進(jìn)入到工作崗位之后，缺少一定的基礎(chǔ)動(dòng)手和操作能力，不僅勝任不了前期的工作，也對(duì)于個(gè)人的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)造成了阻礙和限制，從而不利于學(xué)生個(gè)人的發(fā)展和社會(huì)未來的進(jìn)步。至此，在高校當(dāng)中建立和建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，將對(duì)于類似信息與電子工程相關(guān)專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力養(yǎng)成至關(guān)重要，也對(duì)于高校的教育發(fā)展意義重大。

1.1 推動(dòng)教學(xué)進(jìn)步

教學(xué)的進(jìn)步會(huì)受到多方面的影響，其一，教師的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)能力會(huì)影響到教學(xué)的進(jìn)步，其二，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也會(huì)影響到實(shí)際的教學(xué)進(jìn)步，這兩方面的變化能夠從基本的教學(xué)環(huán)境中進(jìn)行改觀，因此當(dāng)高校在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和使用的過程中，極大程度上幫助教師更好的開展教學(xué)活動(dòng)，也使得學(xué)生能夠在實(shí)踐和動(dòng)手的過程中，提升學(xué)習(xí)效率。虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，真正能夠?yàn)楦咝U(kuò)大教育資源，使得學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室之內(nèi)實(shí)現(xiàn)模擬活動(dòng)，將大型設(shè)備具備的功能進(jìn)行虛擬化，從而在減輕學(xué)生接觸實(shí)際大型設(shè)備的壓力時(shí)，保障了學(xué)生安全，進(jìn)一步使得學(xué)生在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)的過程中，將理論付諸實(shí)踐，從而得以實(shí)現(xiàn)高校的教學(xué)目標(biāo)，以此推動(dòng)教學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展。

1.2 減少教學(xué)資源浪費(fèi)、提高教學(xué)效率

在高校當(dāng)中，虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立和發(fā)展，能夠?yàn)閷W(xué)生提供一種理想的實(shí)踐場(chǎng)所，使得學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M、系統(tǒng)開發(fā)中，能夠利用固定的實(shí)驗(yàn)室資源實(shí)現(xiàn)更大的學(xué)習(xí)目標(biāo)，例如在學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)時(shí)，在理論學(xué)習(xí)的后期，教師會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，一方面是為了認(rèn)識(shí)單片機(jī)實(shí)物和其能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能;另一方面是要讓學(xué)生動(dòng)手焊接單片機(jī)與其他零部件，使之通過導(dǎo)線的連接和參數(shù)的設(shè)定以及程序的寫入，實(shí)現(xiàn)一定的控制功能，如果在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境下，就只能通過焊錫、電烙鐵以及導(dǎo)線和單片機(jī)及其他元件的焊接，實(shí)現(xiàn)具體的功能，若在其中學(xué)生的動(dòng)手能力欠缺，就會(huì)造成元件的燒毀，或者焊接不正確，導(dǎo)致內(nèi)部電路電壓、電流不穩(wěn)定，從而擊穿單片機(jī)，這對(duì)于教學(xué)資源是一種極大的浪費(fèi)，因此借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，能夠極大的解決這類問題，學(xué)生通過電腦proteus軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的控制，而在試驗(yàn)臺(tái)之上，各種元器件都很齊全，學(xué)生要想實(shí)現(xiàn)一定的控制功能，通過試驗(yàn)臺(tái)的導(dǎo)線連接就可以實(shí)現(xiàn)，并且導(dǎo)線可以隨意插拔，以此降低了傳統(tǒng)焊接試驗(yàn)當(dāng)中對(duì)導(dǎo)線的浪費(fèi)，這種虛擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程，極大的減少了教學(xué)資源的浪費(fèi)，也從而提升了教學(xué)效率。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和改革遇到的難題

現(xiàn)有的高校教學(xué)，建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，其不僅代表著高校對(duì)于教育的重視程度，也實(shí)際反映出一所高校對(duì)教育所投入的經(jīng)費(fèi)、精力，使之在制定教學(xué)規(guī)劃或者目標(biāo)時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)、如何執(zhí)行就成為關(guān)鍵。

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)觀念的限制

高校的教學(xué)發(fā)展，在教學(xué)環(huán)節(jié)配備相應(yīng)的實(shí)踐課程是教學(xué)發(fā)展的重點(diǎn)，也是學(xué)生動(dòng)手操作能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，反觀基礎(chǔ)的理論教學(xué)，在知識(shí)層面、專業(yè)理論層面帶給學(xué)生的，只能是在書本當(dāng)中的問題處理，而當(dāng)學(xué)生在面對(duì)實(shí)際的實(shí)踐專業(yè)問題時(shí)，就會(huì)顯得棘手且慌亂，因此教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐課程的開展和活動(dòng)，使得學(xué)生能夠鍛煉一定的動(dòng)手操作能力。在隨著高校仿真模擬實(shí)驗(yàn)室的建立和使用當(dāng)中，能夠更加快速的為學(xué)生提供動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，但由于部分教師的教學(xué)觀念仍然停留在傳統(tǒng)的動(dòng)手操作當(dāng)中，使之忽略實(shí)驗(yàn)室仿真的方便性，部分教師會(huì)認(rèn)為，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行焊接等更加實(shí)際的操作會(huì)為學(xué)生帶來更好的實(shí)踐能力鍛煉，但這其中存在一定的安全問題，如果學(xué)生操作失誤，將影響到學(xué)生自身的安全和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全。所以現(xiàn)階段教師的傳統(tǒng)教學(xué)觀念限制，是導(dǎo)致模擬實(shí)驗(yàn)室仿真工作無法有效開展和建設(shè)的一大影響因素。

2.2 教師教學(xué)能力的限制

教師的教學(xué)能力在很大程度上直接決定著學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果，因此，在當(dāng)面臨高校建設(shè)相關(guān)的模擬仿真實(shí)驗(yàn)室過程中，對(duì)教師的理論教學(xué)能力以及試驗(yàn)操作教學(xué)能力就提出了更高的要求，如果教師不能夠認(rèn)真了解實(shí)驗(yàn)儀器和仿真設(shè)備，或者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，缺乏一定的帶領(lǐng)能力和對(duì)仿真的具體教學(xué)能力，就將對(duì)于高校的模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來很大的影響，并且學(xué)生在這其中會(huì)受到直接的影響。

2.3 學(xué)生學(xué)習(xí)方式改變困難

在學(xué)生接觸到仿真實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)時(shí)，多數(shù)學(xué)生會(huì)陷入一定的困頓狀態(tài)，即無法改變現(xiàn)有的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)技巧，從而使得在進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)過程中，受到理論學(xué)習(xí)的影響，對(duì)動(dòng)手操作的技巧和過程不熟練，甚至操作失誤，不僅影響到了自身的學(xué)習(xí)質(zhì)量提升，也更加影響到了教師的教學(xué)計(jì)劃開展，因此在學(xué)生層面的學(xué)習(xí)方式限制，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和投入使用造成了很大的困難和挑戰(zhàn)，與此同時(shí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的使用，要求學(xué)生要具備更高的學(xué)習(xí)能力和對(duì)設(shè)備儀器的使用技巧，所以就加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，如何在虛擬實(shí)驗(yàn)室之內(nèi)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和仿真過程的使用順利，就成為學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)開展的一大難題，也是仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和改革的重點(diǎn)工作。

3 高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)改革的具體途徑和措施

教育的發(fā)展離不開基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和基本教學(xué)資源的保障，在高校當(dāng)中建立的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，就成為保障高校教學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，尤其在部分專業(yè)的教學(xué)規(guī)劃當(dāng)中，教學(xué)資源的充足配備，能夠幫助學(xué)校以及教師更好的開展相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，所以，高校應(yīng)該重視對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和改革，從基礎(chǔ)設(shè)備儀器的配備，到組建相應(yīng)的師資隊(duì)伍，最大化的保障學(xué)生的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)相結(jié)合，從而在不斷提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，推動(dòng)高校的教育發(fā)展。

3.1 改善傳統(tǒng)教學(xué)觀念

教師的傳統(tǒng)教學(xué)觀念由于長(zhǎng)久的教學(xué)環(huán)境影響，使得教師在教學(xué)方式以及教學(xué)理念中，形成了固有的思想，從而在面對(duì)新形勢(shì)的虛擬仿真試驗(yàn)教學(xué)時(shí)，受到教學(xué)方式轉(zhuǎn)變和教學(xué)理念提升的阻礙，在實(shí)驗(yàn)仿真過程的教學(xué)和指導(dǎo)方面，出現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量不高、教學(xué)效果不佳的情況，基于此，要將教師的教學(xué)觀念進(jìn)行轉(zhuǎn)變，學(xué)校及時(shí)定期的舉辦相關(guān)研討會(huì)，將學(xué)校仿真實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用規(guī)范、使用要求，以及虛擬仿真教學(xué)活動(dòng)的規(guī)劃做好，從而使得教師能夠做好相應(yīng)的教學(xué)準(zhǔn)備，為開展仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)做基礎(chǔ)。

首先，建立體系化的教學(xué)模式，將仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為專業(yè)課程教學(xué)的重點(diǎn)部分進(jìn)行，以此使得學(xué)生能夠在理論學(xué)習(xí)的過程中，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，做到學(xué)習(xí)效果的提升，與此同時(shí)，教師在教學(xué)規(guī)劃的推動(dòng)下，會(huì)主動(dòng)提升自身對(duì)于教學(xué)的技能學(xué)習(xí)，從而將必要的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)過程以及相應(yīng)的學(xué)習(xí)技巧與學(xué)生分享，在改善自身教學(xué)方式和教學(xué)觀念的同時(shí)，推動(dòng)了高校的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和改革;

其次，規(guī)定教學(xué)范圍，將實(shí)驗(yàn)室形式的虛擬仿真教學(xué)作為實(shí)踐教學(xué)的唯一手段和唯一環(huán)境，從而避免教師帶領(lǐng)學(xué)生參與危險(xiǎn)系數(shù)大、操作困難的傳統(tǒng)實(shí)踐課程，提高虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)規(guī)劃中的比重，從而落實(shí)高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革;

最后，結(jié)合社會(huì)需求，使得教師能夠在實(shí)踐教學(xué)的過程中，重視仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，從而使得為社會(huì)輸送的人才，能夠掌握必要的仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手操作能力，以此做好高校與社會(huì)企業(yè)的人才需求銜接。

3.2 提高教師的教學(xué)能力

在高校的實(shí)驗(yàn)室仿真模擬教學(xué)過程中，教師應(yīng)該對(duì)教學(xué)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，前期熟悉實(shí)驗(yàn)仿真設(shè)備的使用規(guī)范和技巧，以此做好備課，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，能夠?yàn)閷W(xué)生提供完善的技術(shù)指導(dǎo)和技巧傳授，從而提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，也使得學(xué)生能夠提升學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率，與此同時(shí)，教師的教學(xué)能力還在于對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的問題處理能力方面，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，仿真模擬會(huì)出現(xiàn)一些設(shè)備問題或者學(xué)生對(duì)設(shè)備操作失誤造成的問題，因此，考慮到高校的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和改革需求，教師應(yīng)該做好相應(yīng)的突發(fā)問題準(zhǔn)備，以此避免出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)安全事故，在保護(hù)學(xué)生的安全前提下，推動(dòng)高校的仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和改革。

3.3 培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生要通過對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的認(rèn)真了解和詳細(xì)觀察，清楚仿真設(shè)備和儀器的使用規(guī)范，與此同時(shí)，教師應(yīng)該做好相應(yīng)的引導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生掌握必要的學(xué)習(xí)方式和方法，從而使得仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)能夠真正為學(xué)生所用、為教學(xué)所用，以此推動(dòng)高校的教學(xué)發(fā)展和進(jìn)步。

4 總結(jié)

總而言之，在高校的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及改革中，要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，以不斷提升教師教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果為重點(diǎn)，開發(fā)相應(yīng)的教學(xué)培訓(xùn)活動(dòng)，并且加強(qiáng)教師之間的交流和互動(dòng)，使得借助仿真實(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)高校仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和改革的目標(biāo)。

（作者單位：重慶交通大學(xué)）