(廣州工商學院,廣東 廣州 510800)
教學中,利用高科技建立虛擬仿真實驗室,可以提高學生的學習效率,提升學生的學習興趣,提升教師整體的教學水平[1]。教師可將傳統(tǒng)教學與虛擬仿真實驗教學進行雙結(jié)合,實現(xiàn)理論+實踐的雙向運用,推動了我國的教育發(fā)展,使我國整套的教育體系更加完善、高效。虛擬仿真實驗室可以使教師和學生擺脫時間、地點、精力等因素的限制,隨時隨地進行專項性教、學,運用多種有效手段強化自身的學習能力,滿足日后發(fā)展的需求。
很多高校師生將關(guān)注重點放在了文化課成績中,導致未能及時整合虛擬仿真實驗室的教學資源,使相關(guān)教學資源無法順利運用在高校教學中,出現(xiàn)一定的局限性[2]。此外,我國大部分高校的虛擬仿真實驗室實現(xiàn)“封閉式”管理,在運行過程中對于軟件研發(fā)者、硬件供應商的依賴性較強,忽略了與周邊高校的合作共享,這不利于學生日后的綜合發(fā)展。因此,建立一套開放且完善的資源共享系統(tǒng),將有效減少冗長的實驗效果,減少不必要的實驗浪費,實現(xiàn)各大高校的優(yōu)勢互補。
在我國高校虛擬實驗室的教學中,很多高校所使用的教材均以軟件研發(fā)者提供的手冊、文檔等為主,直接將其改編成了基本的虛擬仿真實驗室教材。雖然節(jié)省了部分精力與經(jīng)費,但對于學生的教學需求無法提供切實可行的方案。因此,學校應將教師編為若干小組(例如A組、B組、C組等),其中,A組教師負責結(jié)合自身教學經(jīng)驗以及虛擬實驗室的特點編寫實驗指導書。B組教師則參考中外文獻,吸收國內(nèi)外先進的教學經(jīng)驗,對A組教師編寫的實驗指導書進行刪減補充,將指導書中的授課背景、教學體系、基本原理、實驗方法等進行優(yōu)化,保證編寫的實驗指導書具備可行性。考慮到教師受課時、地點、精力等因素影響,C組教師可在A組、B組教師繁忙時提供輔助補充的幫助。
虛擬仿真實驗室的融合范圍較廣,對計算機學科、機械工程學科、旅游管理學科等具有良好的體現(xiàn)價值,但是在進行虛擬仿真實驗的過程中,虛擬仿真實驗室存在一定的“單一化”,對于科目的互通性較低,而學生學習的知識體系是連貫的,各學科間必須保持緊密結(jié)合,否則很容易出現(xiàn)“斷層性”,對于學生的日后學習、工作、發(fā)展等產(chǎn)生很多不利影響。據(jù)我國有效數(shù)據(jù)表示,全國的虛擬仿真實驗室的理工比例約為70%左右(數(shù)據(jù)來源于廣州工商學院,略有波動差異),文科類幾乎沒有得到相應的重視。
據(jù)我國有效數(shù)據(jù)表示,虛擬仿真實驗室的使用時間達到600時/年的學校僅占據(jù)了27%左右[3](數(shù)據(jù)來源于廣州工商學院,略有波動差異),因此,學校還應加強虛擬仿真實驗室的投入使用,改善教師的教學觀念,進行理論實踐雙結(jié)合,滿足我國教育需求。此外,在我國虛擬仿真實驗室的教學中專業(yè)的師資力量薄弱,許多教師缺乏相關(guān)教學經(jīng)驗(甚至部分冷門專業(yè)的教師需要進行“摸索”教學),導致虛擬仿真實驗室的利用率低下,無法滿足學生的實驗需求。
3.1.1 高校虛擬仿真實驗室的安全使用
由于虛擬仿真實驗室運用虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)設(shè)備來進行教學,教學設(shè)備較為貴重,且后續(xù)的維修工作較為煩瑣,一旦損壞,將嚴重影響后續(xù)教學。因此,教師在進行教學演示前需要制定一套合理完善的管理制度,對虛擬仿真實驗室進行綜合管理,例如《學生操作使用準則》《教師審查準則》《設(shè)備損壞賠償制度》等,確保虛擬仿真實驗室的高效運用。在每天教學結(jié)束后,教師還應組織學生對相關(guān)設(shè)備進行清點檢查(建議以拍照對比的形式進行檢查,可有效提升檢查效率)。
此外,除了確保相關(guān)教學設(shè)備的正常使用外,也需要做好水電的維護,防止因維護不當在使用過程中出現(xiàn)線路老化、短路、過載等現(xiàn)象,將意外發(fā)生的可能性降至最低,保證師生的操作安全。
3.1.2 高校虛擬仿真實驗室的內(nèi)部環(huán)境管理
為了確保相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的準確性,虛擬仿真實驗室的環(huán)境也是尤為重要的,內(nèi)部環(huán)境的溫度、濕度以及整潔度等將直接影響到實驗結(jié)果的偏差。因此,對于高校虛擬仿真實驗室的內(nèi)部環(huán)境管理,極具重要性。例如在管理中,以“廣州工商學院”為例,由于其地處南方,空氣濕度較大,在進行實驗操作時很容易對機械內(nèi)部的電子元件造成損壞(包括但不限于電子元件受潮、銹蝕、接觸性遲緩、短路等)。因此,需要對實驗室的溫度以及濕度進行及時調(diào)節(jié),提升空調(diào)溫度,降低空氣中的濕度,此外介于某些昆蟲由于受溫度影響喜歡在設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)卵(如蟑螂等),還應定期組織昆蟲消殺工作,設(shè)置毒餌等。
3.2.1 促使教學資源得到更好地運用
開展虛擬仿真實驗室的教學可以有效幫助高校相關(guān)教學資源實現(xiàn)開放性、共享性以及先進性的教學優(yōu)勢,有效提升整體的教學質(zhì)量[4]。例如虛擬仿真實驗室很多實踐數(shù)據(jù)依托于互聯(lián)網(wǎng),學校可以從內(nèi)部搭載的局域網(wǎng)中開放部分共享權(quán)限,便于各高校進行綜合參考,提升整體的教學功能。
3.2.2 通過有效的教學手法挖掘?qū)W生的學習潛能
在進行虛擬仿真實驗室的教學中,先進的教學技術(shù)將對老舊的教學模式產(chǎn)生積極影響,使教師的教學方案更加具有高效性。同時,有利于提升課堂授課氛圍,學生借助于虛擬仿真實驗室,可以將二維化的知識點“立體化”,有助于學生的學習吸收。有助于提升高校學生的靈活性、主動性、聯(lián)想性、實踐性等,在實驗中學生可以根據(jù)自身的實際需求進行創(chuàng)新。
3.3.1 根據(jù)學科的實際情況進行專項整合
在進行虛擬仿真實驗教學時,需要相關(guān)專業(yè)根據(jù)不同的課程安排,從實際角度出發(fā),保證相關(guān)教學體系的有效運用,滿足教師的教學任務。例如以廣州工商學院的計算機基礎(chǔ)課程為例,教師為了提升學生的學習效率,可以將教材內(nèi)的知識點進行提取,結(jié)合圖形+聲音的形式制成專業(yè)的教學課件(如PPT或教學需要的大型3D仿真模擬設(shè)備),在課堂教學中進行播放教學,使學生對相關(guān)的教學知識點更加具有充分的吸收性。
3.3.2 在進行虛擬仿真實驗室的教學中完善相應的教學方法
在進行虛擬仿真教學時,學校需要根據(jù)學生的實際需求,對教師進行專項強化。例如定期開展集中培訓,幫助教師更新改進自身的教學方案,使教師可以提前做好實驗布置工作,提升教學效率。針對學生的實驗數(shù)據(jù)可以進行及時有效的分析,采取專項的處理措施,對相關(guān)的實驗報告進行編制,便于日后教學查找。
綜上所述,在高校進行虛擬仿真實驗室的教學中,學校需要根據(jù)學生的實際需求對其進行建設(shè)管理,保證虛擬仿真實驗室的教學意義。虛擬仿真實驗室與高科技進行有效結(jié)合,可以使學校的教育水平得到顯著提升,同時又可以充分解決經(jīng)費、地點等因素的限制,優(yōu)化教師的教學方案,對學生的學習實踐能力起到了極為重要的提升效果,具有極高的推廣價值。