基于虛擬仿真技術(shù)的計算機(jī)實踐教學(xué)管理平臺研究

梁艷梅

摘要：將虛擬仿真技術(shù)引入到計算機(jī)的實踐教學(xué)中，是順應(yīng)信息時代的一種學(xué)科教學(xué)實踐建設(shè)思路。這是以信息類學(xué)科的理論知識為重新構(gòu)造實踐體系的基礎(chǔ)，然后結(jié)合現(xiàn)代的虛擬仿真技術(shù)，完成模塊搭建、層次分明的實踐教學(xué)模式。從線上到線下的管理、從課內(nèi)到課外的互動多環(huán)節(jié)相扣協(xié)作，共同推動信息化在教學(xué)中的應(yīng)用范圍，將虛擬仿真技術(shù)在計算機(jī)實踐教學(xué)管理中的優(yōu)勢最大化。

關(guān)鍵字：虛擬仿真技術(shù)；管理體系；管理平臺；實踐教學(xué)

“互聯(lián)網(wǎng)+”是目前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各行各業(yè)創(chuàng)新進(jìn)步的一個大趨勢，因此，將互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代教育相結(jié)合，對推動教育改革有著重要的作用。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式中，由于教學(xué)方式的程式化和刻板化，給培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力帶來一定的限制，而虛擬仿真技術(shù)的引入，可以有效解決傳統(tǒng)教學(xué)所帶來的局限問題，并且憑借自身安全、直觀、可重復(fù)、低成本、全面性等特點(diǎn)，打破地域限制，是開展計算機(jī)實踐教學(xué)革新的最佳選擇。

1.計算機(jī)實踐教學(xué)目前的發(fā)展情況

傳統(tǒng)的計算機(jī)實踐教學(xué)手段給教學(xué)工作和實踐過程帶來一定的限制和瓶頸，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）成本高。實驗室內(nèi)需要眾多的儀器設(shè)備，這些大都價格昂貴且設(shè)計精密，日常的維護(hù)需要耗費(fèi)一定的人力物力財力。（2）條件限制。一項綜合型的實驗項目需要長足的時間周期，傳統(tǒng)實驗室設(shè)備條件有限，使得時間久但有創(chuàng)新成果的實驗項目無法正常進(jìn)行。（3）更新緩慢。由于購買需要巨額資金，很難做到與時俱進(jìn)，從而導(dǎo)致設(shè)備落后影響學(xué)生的實踐拓展。（4）時間地點(diǎn)受限制。實驗室有著固定的開放時間，且需要專門的人員管理，學(xué)生在規(guī)定的時間很難解放思維，積極完成實踐任務(wù)。（5）監(jiān)管缺失。數(shù)量較大的學(xué)生實踐課程，教師很難都監(jiān)管得到。（6）缺少互動。課外實踐的項目由于缺少教師的監(jiān)管和場地提供，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性較差，課余時間的實踐項目會難以完成。

基于以上多方面問題的存在，虛擬仿真技術(shù)的引入可以有效的解決，給教學(xué)改革開辟新的途徑。

2.虛擬仿真技術(shù)的計算機(jī)實踐教學(xué)管理體系

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得科學(xué)技術(shù)也在日益提升，信息技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的優(yōu)秀成果，虛擬仿真技術(shù)就是其中一項。信息技術(shù)與教育工作相結(jié)合，可以有力的推動教學(xué)實踐的改革和創(chuàng)新，構(gòu)建一個全新的符合時代發(fā)展潮流的教學(xué)模式。

虛擬仿真技術(shù)在計算機(jī)的實踐教學(xué)管理中，支持多種實驗類型和項目，在實驗形式這一方面，分為虛實結(jié)合、動畫模擬、遠(yuǎn)程實踐和虛擬仿真這四種。在實驗層次上分為，專業(yè)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)技能實驗、專業(yè)綜合實驗和創(chuàng)新實踐。實驗類別分為訓(xùn)練、助學(xué)、提高。這是一種全新的教學(xué)實踐形式，虛實結(jié)合，將理論中難以理解的知識，以多種不同的實驗形式進(jìn)行練習(xí)，可以提高學(xué)習(xí)的效率，對于重難點(diǎn)也可以進(jìn)行仿真模擬，從而更好的掌握。

3.虛擬仿真技術(shù)的計算機(jī)實踐教學(xué)管理平臺

順應(yīng)時代的潮流，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)+實踐平臺是計算機(jī)實踐教學(xué)管理的必然要求。這一模式是以校園網(wǎng)絡(luò)為載體，利用信息技術(shù)虛擬仿真門戶網(wǎng)站，對校內(nèi)用戶、合作企業(yè)用戶、其他高校用戶等進(jìn)行統(tǒng)一的身份認(rèn)證，這是身份認(rèn)證階段。在業(yè)務(wù)系統(tǒng)里，包括實驗教務(wù)教學(xué)管理、實驗知識預(yù)備、師生間互動交流等等。

4虛擬仿真技術(shù)對于計算機(jī)實踐教學(xué)的作用

4.1轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

虛擬仿真技術(shù)是一個開放的平臺，在計算機(jī)理論授課與實際上機(jī)操作的遞接過程中，增加了“虛擬實驗”這一板塊。教師先利用這個平臺的系統(tǒng)，安排出相應(yīng)的理論測試，再遠(yuǎn)程監(jiān)控，輔導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，最后對學(xué)生的成績和作業(yè)進(jìn)行評價。在整個過程中，教師嚴(yán)格監(jiān)控可以完成高質(zhì)量的教學(xué)工作，提高了信息化在計算機(jī)實踐教學(xué)中的應(yīng)用。

4.2豐富教學(xué)資源

虛擬仿真技術(shù)在計算機(jī)實踐教學(xué)的過程中，采用的三階段的體系：理論講解→虛擬試驗→實驗室，分別對應(yīng)助學(xué)、訓(xùn)練、提高，這三個實踐學(xué)習(xí)中的不同階段特點(diǎn)。這三個層次的教學(xué)實踐模式是多種教學(xué)方式共同形成的，包含動畫模擬、虛擬仿真、遠(yuǎn)程實驗等等，構(gòu)建的一種多環(huán)節(jié)多角度相互協(xié)作的模式，大大的拓展了實踐空間。

4.3加強(qiáng)創(chuàng)新能力

虛擬仿真技術(shù)的眾多優(yōu)勢之一是實踐地點(diǎn)的開放性，這使得教學(xué)資源和實踐資源可以大范圍的共享給教學(xué)對象。學(xué)生可以利用自己的課余時間對所學(xué)到的計算機(jī)理論知識進(jìn)行自主實踐，碎片化的時間利用，使得學(xué)生的練習(xí)次數(shù)增多，實踐效果無限倍放大。量變促成質(zhì)變，在多次的實踐過程中，能夠開發(fā)學(xué)生的靈活思考能力，從而加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4.4提升專業(yè)水平

計算機(jī)實踐教學(xué)中，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，既是教學(xué)工作中仿真實驗的載體，也承載著教師進(jìn)行科研的重要平臺。虛擬仿真技術(shù)作為信息化的產(chǎn)物，除了能夠幫助教學(xué)工作的創(chuàng)新，還可以將目前更為先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)帶入計算機(jī)的實踐教學(xué)中，例如互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、信息安全技術(shù)等等，更加開放和個性的技術(shù)與實踐教學(xué)相結(jié)合，不僅提高了教學(xué)質(zhì)量，還帶動了教師對于科研工作的積極性。

結(jié)語

將虛擬仿真技術(shù)引入到計算機(jī)實踐教學(xué)管理平臺中，是推進(jìn)信息化實踐教學(xué)的重要一步。這樣做不僅有效的解決了在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)所遇到的限制問題，還可以加強(qiáng)理論和實踐的協(xié)作關(guān)系，給學(xué)生的學(xué)習(xí)過程提供更多的硬件設(shè)施和良好的實踐環(huán)境，提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新的思考方式。通過虛擬仿真技術(shù)的實踐使用，給計算機(jī)實踐教學(xué)工作帶來便捷高效的工作體驗，同時更好的培養(yǎng)計算機(jī)專業(yè)的人才。

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基金項目：

廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目：多元化協(xié)同培養(yǎng)提升機(jī)電類本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的探索與實踐（2016JGA201）；桂林電子科技大學(xué)實踐教學(xué)改革項目：基于TQM模式的二級學(xué)院實踐教學(xué)（JGS201702）；桂林電子科技大學(xué)教育教學(xué)改革項目：以“教學(xué)學(xué)術(shù)”思想為指導(dǎo)推動二級教學(xué)單位教學(xué)改革（JGB201650）