基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)研究

張亞南 文福安

摘 要：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物[1]。為了研究基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的過(guò)程和效果，文章基于北京郵電大學(xué)電子信息虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，以《集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用—低通濾波器》實(shí)驗(yàn)為例，歸納沒(méi)有模擬電路基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者通過(guò)自主學(xué)習(xí)完成虛擬仿真電路實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，并采用調(diào)查問(wèn)卷的方式收集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，虛擬實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)習(xí)者獲得相關(guān)的電路知識(shí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以作為學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的工具，并且在自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的探索精神。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；模擬電路；學(xué)習(xí)效果

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2018）06-0093-04

在現(xiàn)代教育中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占有越來(lái)越重要的地位，為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和觀察能力，很多課程往往需要學(xué)生進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，而且許多實(shí)驗(yàn)需要多協(xié)同操作才能完成。但現(xiàn)實(shí)中許多問(wèn)題在真實(shí)環(huán)境下實(shí)驗(yàn)具有不可見(jiàn)性、危險(xiǎn)性或需要昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，成為制約教學(xué)質(zhì)量提高的重要因素。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是解決此問(wèn)題的有效方案[2]。

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)不僅可以解決上述問(wèn)題，而且對(duì)于提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)有很大的幫助。在利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中，完全是以學(xué)習(xí)者為中心，學(xué)生可以自主調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的時(shí)間、地點(diǎn)、順序以及學(xué)習(xí)的進(jìn)度，鼓勵(lì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，有利于學(xué)習(xí)者的主動(dòng)建構(gòu)，符合建構(gòu)主義的教育觀和學(xué)習(xí)觀，具有較高的理論意義和實(shí)踐價(jià)值[3]。自主學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)還有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的探索精神和實(shí)踐能力。學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，也提高了遇到問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，并且確實(shí)獲得了實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)有利于推進(jìn)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與發(fā)展。

一、 研究現(xiàn)狀及不足

1.虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室受到了各國(guó)高校的普遍關(guān)注，我國(guó)教育部從2013年起開(kāi)展了國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作，截止2015年共評(píng)審出300個(gè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。科技部2010年將《虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范》作為“十一五”國(guó)家支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目開(kāi)展研究，清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京郵電大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校已陸續(xù)在網(wǎng)上提供了虛擬實(shí)驗(yàn)服務(wù)。在國(guó)際上有芝加哥伊利諾伊大學(xué)的數(shù)字化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，卡羅萊納州立大學(xué)利用Java技術(shù)建設(shè)基于Web的探索式虛擬物理實(shí)驗(yàn)室，密歇根大學(xué)為操作系統(tǒng)和高級(jí)語(yǔ)言課程建設(shè)了虛擬網(wǎng)上系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室等。

2.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及啟示

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合方式主要有兩種，一種是先實(shí)驗(yàn)教學(xué)后虛擬實(shí)驗(yàn)，這里虛擬實(shí)驗(yàn)主要是用于鞏固知識(shí)，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。這也屬于先理論后實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，李旭鋒在《“先實(shí)驗(yàn)后理論”化學(xué)教學(xué)方法探析》[4]中提出“先理論后實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方法會(huì)抑制學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的積極性和探索創(chuàng)新的主動(dòng)性。另一種是先虛擬實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這里虛擬實(shí)驗(yàn)主要是來(lái)達(dá)到預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的目的，有利于教學(xué)更加順利地進(jìn)行，如藺智挺在《基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的模擬集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)》[5]一文中，以模擬集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，介紹了安徽大學(xué)基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的做法和效果，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，緩解了課時(shí)的矛盾，較好地達(dá)到了預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的目的，拓展了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深化產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的資源，培養(yǎng)學(xué)生的自主性、探究性學(xué)習(xí)能力。如潘雪濤、鄔華芝等在《創(chuàng)新虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力》[6]一文中提出“三三三”教學(xué)理論新模式，其中虛擬實(shí)驗(yàn)室在課前應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)者興趣，進(jìn)行自主預(yù)習(xí)；在課中應(yīng)用，主要用于教學(xué)互動(dòng)，提高效率；在課后應(yīng)用，用于自主復(fù)習(xí)，自主訓(xùn)練。多年的實(shí)踐證明，教學(xué)改革成果顯著，教學(xué)效果明顯，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力不斷提高。趙琪、孫紅等在《基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建研究》[7]中，提出開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和手段，逐漸成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自助學(xué)習(xí)的重要場(chǎng)所和學(xué)習(xí)方式，能夠突出探究、實(shí)踐和創(chuàng)新，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)能力。

3.當(dāng)前研究的不足之處

通過(guò)以上文獻(xiàn)分析可以看出，廣大研究者對(duì)開(kāi)發(fā)出的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用情況不太關(guān)注，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)的過(guò)程設(shè)計(jì)與效果分析、虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)等方面的研究不多，尤其是關(guān)于學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)的調(diào)查和從學(xué)生視角對(duì)使用虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)很少。實(shí)際上，這方面的研究，對(duì)于檢查所開(kāi)發(fā)平臺(tái)的有效性、實(shí)用性有很重要的意義[8]。

已有研究大多關(guān)注利用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革或者虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，目前尚未有研究者進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的自主學(xué)習(xí)過(guò)程以及學(xué)習(xí)效果驗(yàn)證的研究，而基于沒(méi)有模擬電路知識(shí)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)更能反映出虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)于知識(shí)掌握和實(shí)踐能力提高的效果。因此筆者基于北京郵電大學(xué)自主研發(fā)的電子信息虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，以未學(xué)習(xí)過(guò)《模擬電路》相關(guān)課程的學(xué)習(xí)者為研究對(duì)象，對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)效果進(jìn)行研究。

二、 研究方法及過(guò)程

1.研究目的

本研究旨在通過(guò)對(duì)沒(méi)有模擬電路知識(shí)基礎(chǔ)的學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的自主學(xué)習(xí)過(guò)程和效果的調(diào)查研究，來(lái)分析通過(guò)自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生是否可以獲得相關(guān)的電路知識(shí)；學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中積極性和注意力的集中程度如何，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力是否有所提高，以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的易用性等問(wèn)題，通過(guò)此次調(diào)查，了解虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是否可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具。

2.研究對(duì)象

本次調(diào)查問(wèn)卷以40名研究生為例。在樣本的選取上，本次調(diào)查對(duì)象為沒(méi)有學(xué)過(guò)《模擬電路》相關(guān)課程、沒(méi)有做過(guò)任何一個(gè)模擬電路實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者，這樣更能體現(xiàn)出自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的效果；本研究所用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是由北京潤(rùn)尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司研發(fā)、北京郵電大學(xué)電子信息虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心運(yùn)營(yíng)的。實(shí)驗(yàn)課程類屬《模擬電路》，實(shí)驗(yàn)名稱：《集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用—低通濾波器》，學(xué)習(xí)方式：自主學(xué)習(xí)。

3.研究工具

本次研究采用的工具為一份問(wèn)卷調(diào)查表，在填寫完問(wèn)卷之后采用訪談的方法來(lái)獲取被試者的主觀感受。

（1）問(wèn)卷調(diào)查

本問(wèn)卷的題目包括三個(gè)部分：第一個(gè)部分是第1題，是關(guān)于研究對(duì)象的個(gè)人信息，是否做過(guò)任何一個(gè)模擬電路的實(shí)驗(yàn)。若做過(guò)，則被視為無(wú)效問(wèn)卷；第二個(gè)部分是2～6題，從做實(shí)驗(yàn)的積極性和注意力的集中性（問(wèn)題2～3），遇到問(wèn)題的解決辦法（問(wèn)題4～6）三個(gè)方面來(lái)了解學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。第三部分是7～9題，分別從實(shí)驗(yàn)的原理（問(wèn)題7）、器材的種類（問(wèn)題8）、器材的作用（問(wèn)題9）、學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)的基本步驟（問(wèn)題10）、虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)的幫助程度（問(wèn)題11）四個(gè)方面來(lái)調(diào)查學(xué)習(xí)效果以及虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)自主學(xué)習(xí)的有用性。

實(shí)驗(yàn)在2017年6月份進(jìn)行，每個(gè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的時(shí)間不限制，可以使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息的查詢，學(xué)習(xí)過(guò)程沒(méi)有硬性要求，學(xué)習(xí)順序自主安排。調(diào)查問(wèn)卷安排在做完實(shí)驗(yàn)之后，其中問(wèn)卷的第10題是關(guān)于學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的步驟排序。將學(xué)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行精簡(jiǎn)和編碼：①進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)界面，瀏覽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；②打開(kāi)各個(gè)儀器的開(kāi)關(guān)；③根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)物圖連接完整的電路圖；④尋求場(chǎng)外人員幫助；⑤調(diào)節(jié)各個(gè)儀器的量程；⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖連接實(shí)物圖的基本部分。分析學(xué)習(xí)者的排序，得出學(xué)習(xí)過(guò)程的活動(dòng)圖如圖1所示。

進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)界面，瀏覽實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理可得知：濾波電路的基本功能是濾除（抑制）某一頻率段的輸入信號(hào)。低通濾波器抑制的是高頻段的信號(hào)，通過(guò)低頻段的信號(hào)，當(dāng)信號(hào)和噪聲在不同的頻帶時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離，濾除噪聲。

通過(guò)參照實(shí)驗(yàn)原理圖和百度的完整實(shí)物圖在虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行電路連接。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到不認(rèn)識(shí)的器材，通過(guò)雙擊實(shí)驗(yàn)器材來(lái)獲得器材的屬性以及幫助信息，遇到不太懂的地方則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索或者尋求他人的幫助，原理圖中的三角形器件為運(yùn)算放大器，有八個(gè)引腳，有放大信號(hào)的功能；信號(hào)發(fā)生器發(fā)出信號(hào)，通過(guò)泰克示波器來(lái)展示波形。

當(dāng)完成電路的物理連接后，打開(kāi)和調(diào)節(jié)各個(gè)儀器設(shè)備。但是波形并沒(méi)有顯示出來(lái)，然后通過(guò)檢查自己的電路圖是否連接正確來(lái)進(jìn)行排錯(cuò)處理，查完之后還沒(méi)有出現(xiàn)波形，請(qǐng)其他人員幫助，通過(guò)調(diào)節(jié)泰克示波器的量程來(lái)顯示出波形，實(shí)驗(yàn)成功。實(shí)驗(yàn)臺(tái)如圖2所示。

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)只需要三分鐘左右，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)單易用，查詢信息方式很多，有獲取實(shí)驗(yàn)幫助、獲取智能指導(dǎo)、獲取器材信息等等，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生一直都保持很高的積極性，注意力很集中，遇到問(wèn)題時(shí)，能夠積極主動(dòng)的尋找問(wèn)題的來(lái)源，主動(dòng)尋求幫助，提高了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（2）訪談

填寫完問(wèn)卷，筆者對(duì)于調(diào)查對(duì)象關(guān)于做虛擬實(shí)驗(yàn)的主觀感受以及填寫問(wèn)卷的認(rèn)真程度進(jìn)行訪談。經(jīng)訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者表示不用去實(shí)驗(yàn)室就能把實(shí)驗(yàn)做出來(lái)，很方便快捷，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中充滿了好奇心，尤其是當(dāng)波形調(diào)出來(lái)之后，覺(jué)得很神奇，自主學(xué)習(xí)的結(jié)果能夠?qū)崟r(shí)的被觀察到，能夠激勵(lì)學(xué)習(xí)者進(jìn)一步學(xué)習(xí)，并且所有的被試者都認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)和問(wèn)卷，沒(méi)有無(wú)效問(wèn)卷。

4.資料處理與分析

本研究共回收實(shí)驗(yàn)問(wèn)卷40份，其中第一題的選項(xiàng)均為B，即在本次實(shí)驗(yàn)之前沒(méi)有做過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)，因此問(wèn)卷全部為有效問(wèn)卷。

問(wèn)卷首先調(diào)查了學(xué)習(xí)者在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意力保持情況，和學(xué)習(xí)者在使用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)時(shí)的態(tài)度，筆者將注意力的五級(jí)進(jìn)行編碼，在SPSS（“統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品與服務(wù)解決方案”軟件，用于統(tǒng)計(jì)分析）中將選項(xiàng)依次賦值，A為4分，B為3分，C為2分，D為1分，E為0分，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，被試學(xué)習(xí)者的注意力平均水平為2.9分，說(shuō)明虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)可以使學(xué)習(xí)者的注意力保持在中等偏上水平。

相關(guān)研究表明，根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，當(dāng)使用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)習(xí)者往往需要先掌握相關(guān)的知識(shí)與技能，比如了解虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的操作規(guī)范和技術(shù)流程等，雖然這些知識(shí)和技能可能跟當(dāng)前學(xué)習(xí)任務(wù)沒(méi)有必然聯(lián)系，但其實(shí)無(wú)形中增加了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷[9]。本組下的另一個(gè)研究主題是關(guān)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，通過(guò)圖3可以看出，被試對(duì)象的積極性保持在較高水平，所有的學(xué)習(xí)者都選擇了“積極”或“非常積極”。本主題的研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式相比，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷反而降低了。

虛擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以隨時(shí)登錄網(wǎng)站進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，不受時(shí)間和空間的限制；學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自主發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，有利于培養(yǎng)在實(shí)際操作中分析和解決問(wèn)題的能力，可以有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力[10]。本部分問(wèn)卷題目設(shè)置的目的是探索學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中解決問(wèn)題的途徑選擇。

由圖4、圖5可以看出，當(dāng)學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，最常用的辦法是查看實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)幫助。此結(jié)果說(shuō)明，在未來(lái)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或者其他在線學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，需要提供盡可能詳細(xì)、準(zhǔn)確的平臺(tái)幫助或說(shuō)明。詢問(wèn)他人，說(shuō)明自主學(xué)習(xí)的過(guò)程常常與學(xué)習(xí)者的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。

本問(wèn)卷的7至9題分別從實(shí)驗(yàn)的原理（問(wèn)題7）、器材的種類（問(wèn)題8）、器材的作用（問(wèn)題9）檢驗(yàn)了虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)效果，其中問(wèn)題7、8的正答率為100%，問(wèn)題9正答率為97.5%，只有一位同學(xué)答錯(cuò)，說(shuō)明沒(méi)有模擬電路基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者經(jīng)過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的操作和學(xué)習(xí)，可以對(duì)模擬電路的基礎(chǔ)知識(shí)達(dá)到很好的掌握程度，驗(yàn)證了虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的實(shí)際教學(xué)效果。

圖6顯示了被調(diào)查者在試驗(yàn)后對(duì)于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主觀評(píng)價(jià)，如圖6可知90%的學(xué)習(xí)者認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)于掌握低通濾波器的知識(shí)和技能有幫助，驗(yàn)證了筆者在上文中提出的假設(shè)，實(shí)驗(yàn)證明，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)確實(shí)可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具。

三、研究結(jié)論

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱岣邔W(xué)習(xí)者的興趣，可以作為自主學(xué)習(xí)的工具。在完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)習(xí)者被深深吸引，能夠保持極高的注意力，學(xué)習(xí)效率極高。學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中能夠主動(dòng)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，提高了學(xué)習(xí)者的動(dòng)手實(shí)踐能力。沒(méi)有模擬電路基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)可以獲得相關(guān)的電路知識(shí)，學(xué)習(xí)效果良好。虛擬實(shí)驗(yàn)室降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本，解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室受時(shí)間、地點(diǎn)限制的問(wèn)題，虛擬實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單方便，虛擬儀器具有靈敏性與高效性。開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，我們要發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，使之能夠與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)密切融合。課堂教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)深度融合是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展模式，能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]教高廳函[2015]24號(hào).教育部辦公廳關(guān)于開(kāi)展2015年國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知[Z].

[2]周勇，徐英卓.基于 VRML-JAVA 的網(wǎng)上協(xié)同虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究[J].電化教育研究，2006（5）：52-55.

[3]馬秀麟，趙國(guó)慶，鄔彤.翻轉(zhuǎn)課堂促進(jìn)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力發(fā)展的實(shí)證研究——基于大學(xué)計(jì)算機(jī)公共課的實(shí)踐[J].中國(guó)電化教育，2016（7）：99-106.

[4]李旭鋒.“先實(shí)驗(yàn)后理論”化學(xué)教學(xué)方法探析[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2008（15）：88.

[5]藺智挺.基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的模擬集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016（1）：122-126.

[6]潘雪濤，鄔華芝，蔡建文，張美鳳，孟飛.創(chuàng)新虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014（11）：72-76.

[7]趙琪，孫紅，孫艷梅，車鵬程.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016（11）：135-138.

[8]李凌云，王佳，王海軍.我國(guó)虛擬實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀的實(shí)證分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2009（12）：111-114.

[9]王濟(jì)軍，魏雪峰.虛擬實(shí)驗(yàn)的“熱”現(xiàn)狀與“冷”思考[J].中國(guó)電化教育，2011（4）：126-129.

[10]余雷，劉志成，王娜.基于LabVIEW的智能照明網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2012（8）：71-74.

（編輯：魯利瑞）