李美麗

(重慶移通學院,重慶 401520)

0 引言

網(wǎng)絡(luò)通信的不斷發(fā)展,使通信水平和通信技術(shù)得到了提高,移動通信技術(shù)更是得到了飛速發(fā)展。移動通信從3G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到4G,再到如今5G 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,只依靠單純的教學實驗方式和內(nèi)容對通信類專業(yè)開展教學,已經(jīng)不能滿足當今社會和教育事業(yè)的發(fā)展需要。虛擬仿真教學平臺的建立可以將信息技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合并通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)展現(xiàn)出來,不僅可以讓學生熟練掌握通信技術(shù),而且能夠提高學生靈活運用技術(shù)的實踐能力。

1 應(yīng)用型本科教學的特點

應(yīng)用型本科以應(yīng)用為辦學宗旨,應(yīng)用型人才在培養(yǎng)過程中最重要的就是實踐教育。虛擬仿真平臺在高校通信類教學課程中的應(yīng)用具有巨大的潛力和優(yōu)勢,虛擬仿真實驗教學平臺的應(yīng)用,對培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有重要現(xiàn)實意義[1]。

2 虛擬仿真實驗平臺在應(yīng)用型本科通信類教學中的應(yīng)用

虛擬仿真教學主要以網(wǎng)絡(luò)通信、多媒體、數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實、人機交互等技術(shù)來開展實驗。通過構(gòu)建仿真虛擬實驗對象和環(huán)境,在仿真環(huán)境中對學生開展教學,以此來構(gòu)建真實實驗教學中不具備的教學功能模式。這種教學方式是虛擬仿真技術(shù)與專業(yè)教學有機結(jié)合的產(chǎn)物,可以極大地減少教學資源的使用,避免實驗教學對環(huán)境造成污染[2]。

虛擬仿真技術(shù)在通信類教學課程中的應(yīng)用有以下幾個特點:(1)沉浸感。通過虛擬仿真技術(shù)可以讓學生在真實的環(huán)境中學習,將學生與教學環(huán)境相融合。(2)交互性。虛擬仿真技術(shù)可以為通信類教學提供自然的、豐富的人機交互方式,讓學生在虛擬場景下與實驗對象展開交互操作。(3)構(gòu)想性。教師可以根據(jù)專業(yè)的不同特點和需求,構(gòu)建虛擬教學環(huán)境和內(nèi)容。

虛擬仿真技術(shù)在通信類教學課程中的應(yīng)用有以下幾個優(yōu)勢:(1)提高通信課程教學效果。通過應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)可以將抽象的教學知識或者實驗變得立體化和形象化。教師可以根據(jù)實際教學要求,充分地將虛擬教學資源的優(yōu)勢發(fā)揮出來,以此來提高教學課堂質(zhì)量和效率。(2)提高教學課堂趣味性。通過借助虛擬仿真、多媒體等技術(shù)可以營造出真實且趣味性強的教學環(huán)境,從而達到實驗互動教學的目的。(3)便于教學實驗的開展。通過虛擬仿真技術(shù)可以模擬真實的教學環(huán)境和設(shè)備,且不會損耗實驗教學器材,便于隨時開展實驗教學。

3 虛擬仿真實驗教學平臺的構(gòu)建

虛擬仿真教學可以開發(fā)出豐富的教學內(nèi)容和方式,可以在實際的實驗教學基礎(chǔ)上為學生提供復(fù)雜的實驗教學環(huán)境,提高學生對實驗課程的積極性[3]。

3.1 虛擬仿真實驗平臺構(gòu)建原則

3.1.1 可擴充性

虛擬教學實驗平臺構(gòu)建的主要目的是輔助教學和實驗的開展,開發(fā)出真實教學實驗難以實現(xiàn)的教學功能。構(gòu)建虛擬教學實驗平臺需要始終遵循“相互補充、虛實結(jié)合”的原則。需要借鑒或者吸取企業(yè)高校虛擬教學實驗平臺構(gòu)建的經(jīng)驗,為虛擬教學體系科學化的構(gòu)建創(chuàng)造良好條件。

3.1.2 綜合性

在虛擬教學實驗平臺構(gòu)建中,高校需要將綜合性原則貫穿到每一個環(huán)節(jié)。在教學課程開展中,通過借助虛擬仿真技術(shù)將通信技術(shù)和原理形象直觀地呈現(xiàn)在學生面前,提高教學課堂的趣味性和新穎性。教師通過借助虛擬教學實驗平臺可以顯現(xiàn)教學的高效率和高精度。我國高校通信類教學課堂中,已經(jīng)開發(fā)出了現(xiàn)網(wǎng)運行教學程序,如CD-MA2000、PTN 分組傳輸網(wǎng)、數(shù)字程控交換、FDD-LTE、WCDMA、TD-SCDMA 等,為學生專業(yè)技能的培養(yǎng)和實踐應(yīng)用能力的提升創(chuàng)造了良好環(huán)境[4]。

3.2 構(gòu)建虛擬教學實驗平臺的必要性

高校通過構(gòu)建虛擬教學實驗平臺,可以將虛擬實驗與通信課程教學內(nèi)容相互補充和結(jié)合,從而完善通信類教學體系。高校加大構(gòu)建虛擬教學實驗平臺力度主要體現(xiàn)在以下方面:(1)豐富通信課程教學內(nèi)容,降低教學成本,提供學生自主動手實驗的學習環(huán)境,同時減輕教學設(shè)備的維護壓力。(2)為學生提供安全和可靠的實驗方法,避免對實驗器材和材料的高消耗,也能避免學生實驗操作失誤出現(xiàn)危險事故。(3)為通信教學實驗的開展提供便利,提高教學課程質(zhì)量和效率,充分調(diào)動學生動手實驗的主動性。虛擬教學在激勵學生進行實驗并積累實踐經(jīng)驗的同時,利于推動學生將理論知識與技能更好地結(jié)合,從而提高學生實驗開展的成功率。

3.3 虛擬教學實驗平臺中心主體框架

虛擬教學實驗平臺中心主體框架包含通信信號處理實驗教學平臺、虛擬實驗課程管理平臺、通用軟件實驗教學平臺、通信傳輸實驗教學平臺、通信線路實驗教學平臺等[5]。

3.4 虛擬教學實驗平臺中心層次

平臺劃分為4 個層次,即綜合型實驗、基礎(chǔ)型實驗、設(shè)計型實驗以及演示型實驗,相互補充、相互結(jié)合,能夠從學生的動手能力、創(chuàng)新能力、認知能力、思維能力等方面,全面提高學生的專業(yè)綜合素質(zhì)。

3.5 虛擬教學實驗平臺功能規(guī)劃

虛擬教學模塊主要由學生、教師、實驗管員組成,根據(jù)不同的身份分配權(quán)限、功能、界面等。如教師可以獲得資源發(fā)布、成績評判、課時預(yù)約等權(quán)限;實驗管理員可以獲得實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計和收集、教學排課、系統(tǒng)升級和維護等權(quán)限;學生可以在實驗平臺中查詢成績、提交報告、預(yù)約實驗等。

交互模塊。虛擬平臺會對學生的實驗次數(shù)、實驗成績、實驗喜好等信息進行收集,評測出具體實驗項目的難易程度,從而對實驗項目進一步地改進或完善。該模塊還具備在線答疑和留言等功能,學生與教師可以通過圖片、文字、語言等方式互動[6]。

評測模塊。該模塊包含智能指導(dǎo)、批改、輔導(dǎo)等功能。教師可以借助智能批改功能對學生的動手實踐能力、專業(yè)知識儲備等設(shè)置實驗標準、規(guī)則、結(jié)果等。評測模塊包括實驗流程信息庫、監(jiān)測裝置等,以此來得到學生實驗操作流程、方法等反饋,并根據(jù)教師設(shè)置的批改準則對學生進行評價。智能指導(dǎo)功能可以根據(jù)教師設(shè)定的實驗指導(dǎo)方法和操作準則,為學生實驗的開展提供指導(dǎo);輔助功能可以為學生提供學習資源,如專業(yè)課程、等級考試等。

4 結(jié)語

綜上所述,虛擬教學實驗平臺的建立是促進應(yīng)用型本科通信類教學課程發(fā)展的重要途徑。高校需要始終堅持交互性、實用性、標準性、開放性、安全性的原則,在通信教學實驗課程中應(yīng)用虛擬技術(shù),以此來構(gòu)建高效管理、模擬實驗、實時交互、智能評估的虛擬教學平臺。虛擬教學是現(xiàn)階段高校培養(yǎng)技術(shù)人才的迫切要求和重要手段,能夠?qū)崿F(xiàn)教學資源的優(yōu)化配置和共享。該教學方式既是高校信息化發(fā)展的必然趨勢,同時也是提高通信教學課程質(zhì)量的有效措施。