馬秋賢

摘要：虛擬仿真技術(shù)是一種可創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于其沉浸性和交互性的特點(diǎn)，能夠創(chuàng)設(shè)各種各樣的仿真的學(xué)習(xí)環(huán)境，特別是模擬現(xiàn)實(shí)世界中不易實(shí)現(xiàn)、難以接觸、危險(xiǎn)性較高的事物和環(huán)境，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有突出的優(yōu)勢(shì)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為良好的逼真的學(xué)習(xí)情境可以幫助學(xué)生順利完成新知識(shí)的建構(gòu)，從而完成知識(shí)遷移。因此，虛擬仿真技術(shù)在新一輪的教學(xué)改革中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而，虛擬仿真技術(shù)在目前我國(guó)高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中還沒有得到很好的應(yīng)用。因此，本論文擬通過運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)開展在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)研究，以期達(dá)到變革傳統(tǒng)教學(xué)模式、提高教學(xué)質(zhì)量和效率等目的。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù);計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程;教學(xué)對(duì)策

一、虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用類型

（一）觀察性學(xué)習(xí)

虛擬仿真技術(shù)可以將物體宏觀運(yùn)動(dòng)和微觀行為通過模擬在虛擬的三維空間加以實(shí)現(xiàn)，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)過程中的需求從不同的視角及不同的層次獲得對(duì)物體更直觀的體驗(yàn)和感受，從而對(duì)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(rèn)識(shí)和理解，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效果。在實(shí)際的高校教學(xué)中，虛擬仿真的應(yīng)用最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在對(duì)那些在真實(shí)世界中現(xiàn)實(shí)中不存在的、難以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景或者現(xiàn)實(shí)中存在卻難以通過肉眼觀察到的場(chǎng)景的模擬，這在科學(xué)教育中特別是理工科的教學(xué)中有廣大的應(yīng)用前景。

（二）操作性學(xué)習(xí)

虛擬仿真技術(shù)可以打造某些過程、設(shè)備的情景化的學(xué)習(xí)環(huán)境（比如生產(chǎn)線、機(jī)床、工程機(jī)械），學(xué)習(xí)者可以在虛擬環(huán)境中模擬生產(chǎn)線或者設(shè)備的操作，并獲得系統(tǒng)的反饋，從而更好地學(xué)習(xí)正確的操作技巧和專業(yè)知識(shí)。在一些以訓(xùn)練為主的操作任務(wù)的學(xué)習(xí)中，通過對(duì)真實(shí)的任務(wù)情境和操作過程的模擬，為學(xué)習(xí)者提供重復(fù)練習(xí)的機(jī)會(huì)，在大腦中和肌肉中形成重復(fù)記憶，有助于學(xué)生將所學(xué)技能遷移到真實(shí)的操作任務(wù)中。

（三）社會(huì)性學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)者在虛擬的社會(huì)情境下，通過與他人的合作與互動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過對(duì)學(xué)生在各自的客戶端的集合形成一個(gè)多用戶虛擬環(huán)境，多用戶虛擬環(huán)境為教學(xué)活動(dòng)提供一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)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(yuǎn)程教育，很多高校開發(fā)了網(wǎng)上虛擬教室，為教學(xué)活動(dòng)的順利開展保駕護(hù)航。通過多用戶虛擬平臺(tái)，學(xué)生能夠參與實(shí)時(shí)的課堂互動(dòng)，感受到周圍同學(xué)的互動(dòng)，使自己仿佛真正置身于真實(shí)的教室中，并促進(jìn)信息交流提高學(xué)習(xí)效率。

二、虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建議

（一）加強(qiáng)高校與企業(yè)的虛擬仿真資源共享

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程虛擬仿真教學(xué)資源的先進(jìn)性和豐富性，學(xué)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?？焖俳⑵鹩?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，也有利于學(xué)習(xí)企業(yè)的虛擬仿真應(yīng)用技術(shù)。此時(shí)，需要政府作為“牽頭者”促進(jìn)二者之間的合作。政府不僅可以鼓勵(lì)高校與企業(yè)在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)資源上的共享，更是可以推動(dòng)建立二者共享虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)現(xiàn)校企協(xié)同發(fā)展，營(yíng)造良好的職業(yè)教育氛圍。

（二）及時(shí)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(shí)訓(xùn)教學(xué)要求的系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，要么虛擬演示功能強(qiáng)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(yīng)“關(guān)上門”來(lái)做產(chǎn)品，而應(yīng)關(guān)注市場(chǎng)需求，尤其是用戶的體驗(yàn)。用戶需要什么，就生產(chǎn)什么。同時(shí)，在系統(tǒng)的管理與維護(hù)上也需要加強(qiáng)。系統(tǒng)卡頓、靈敏度低等問題應(yīng)當(dāng)?shù)玫竭m當(dāng)?shù)膬?yōu)化，以此來(lái)保證用戶體驗(yàn)。

（三）學(xué)校需要完善虛擬仿真教學(xué)環(huán)境，向經(jīng)驗(yàn)豐富院校學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)

首先，高校院校應(yīng)著力改善虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的環(huán)境，提高平臺(tái)的硬軟件配置，在“硬實(shí)力”上，加大資金投入。其次，高校院校應(yīng)加強(qiáng)與相關(guān)企業(yè)的合作，一方面，是與生產(chǎn)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品的企業(yè)合作，積極引入先進(jìn)的、高效的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備，同時(shí)為這些企業(yè)提供反饋;另一方面，是與專業(yè)對(duì)口的企業(yè)合作，了解市場(chǎng)需求，篩選迎合市場(chǎng)需求的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。另外，高校院校也應(yīng)積極與兄弟院校合作，學(xué)習(xí)或共享虛擬仿真實(shí)訓(xùn)課程的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步。

三、結(jié)語(yǔ)

通過上面的分析與總結(jié)，我們可以發(fā)現(xiàn)在高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)存在著較強(qiáng)的可行性。不過在應(yīng)用的過程中也存在著一定的問題，學(xué)校需要積極向企業(yè)、生產(chǎn)公司以及兄弟院校學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)不足，以此來(lái)提升應(yīng)用實(shí)效。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：本文得到廣州應(yīng)用科技學(xué)院教改項(xiàng)目：網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（PX-5419362）資質(zhì)。