建设教师教育虚拟仿真实验教学中心促进实践教学能力培养模式新路径探究

梅龙昊

摘 要：本文从综合型虚拟仿真实验室建设的可行性入手，讨论建设综合型虚拟仿真实验室的作用，并分析如何建设虚拟仿真实验教学中心，希望具有借鉴意义。

关键词：虚拟仿真实验教学中心;实践教学能力;培养模式

高校致力于为社会培养实用型人才，而综合型虚拟仿真实验室的建立可以让教学质量得到显著的提升，对不同专业的教学资源也起到了优化作用，对学生的创新意识和实践技能进行了有效培养。虚拟仿真实验室作为一项利用虚拟仿真技术，借助虚拟的系统对其它系统进行模仿，主要是通过计算机技术和配套的软硬件设备打造出真实的实验场景，呈现出更加直观的实验现象和操作步骤，在部分专业的教学中可以缩短实验周期，节约实验成本，同时还体现出保证实验安全的作用，所以有着很好的应用前景。

一、综合型虚拟仿真实验室建设的可行性

首先，高校办学指导方针提供了支持。对于诸多高职院校来说，办学的方针主要考虑到学生对专业技能的掌握情况，进而利用一技之长在社会上立足，所以专业的设置要紧密联系时代需要，明确学科方向，科学设置专业结构，合理安排课程体系，从教师的角度讲，也根据高校的办学方针对教学内容进行了更新，让教学环节更加流畅，丰富教学方法和手段，使得教学水平全面提高，这也为提升学生的就业能力提供了保障[1]。

其次，虚拟仿真技术逐渐成熟提供了大环境。在我国科技不断进步的今天，虚拟仿真技术对诸多行业的发展起到了促进作用，该项技术主要体现在对人工智能、传感技术、人机交互技术、计算机图形学的利用。随着我国提出“中国制造2025”战略，虚拟仿真技术在科技建设的重点领域中起到了不可替代的作用。同时，国家也把虚拟现实产业作为重要发展计划，已经在我国诸多的省市中大力建设虚拟现实产业，所以高校与科研单位加强合作也为建设虚拟仿真综合实验平台提供了技术支持。

最后，高校虚拟仿真实验项目增多起到的促进作用。从2013年至今，我国开始建立国家级虚拟仿真实验教学中心，同时教育部也在本科高校开展示范性虚拟仿真实验教学项目，开放式虚拟仿真实验室的数量也在增多，很多专业的虚拟教学资源变得更加丰富，目前也基本形成了实验教学体系[2]。

二、建设综合型虚拟仿真实验室的作用

首先，可以提升学生实践能力。通过对人才的培养可以让学生在毕业后对地方经济发展起到推动作用，学生在虚拟仿真的实验环境下为学生呈现传统实验不具备的场景，开阔了学生的视野，使得学生的职业能力得到培养。综合型虚拟仿真实验室的建立与学生专业和行业发展紧密集合起来，同时不同专业的学生在配合下会参与到多个虚拟仿真项目中，学生在这个过程中会让配合意识得到培养[3]。

其次，实现了创新创业教育的发展。在双创教育理念下，学生在掌握本专业知识的同时，也会将不同专业的知识进行融合与学习，让学生的创新思维的培养。在虚拟仿真创新实验中心下，高校可以开设对不同专业的模块教学，比如对旅游管理专业来说可以建立虚拟旅游项目，对土木工程专业可以仿真和模拟道路桥梁，对化学工程专业学生来说可以进行化工实验的模拟，对机械工程专业教学可以开展动力仿真的教学等[4]。

最后，有利于推动教师队伍结构性改革。在建立虚拟仿真实验室下，教师也需要和教学模式积极融入。教师要利用虚拟仿真实验平台，对实验教学资源和项目进行创新，会不断对教师教学能力培养，打造出“双师化”教育队伍。目前，高校主要通过与企业的定向合作提供虚拟仿真实验教学资源，为提升教学质量，需要在利用虚拟仿真实验教学中心时具有创新思想。因此，教师需要在日常的教学过程中，要加强和企业相关人员的对接，利用现有的资源提升教学效果，更好的实现理论与实践的结合。

三、如何建设虚拟仿真实验教学中心

首先，要建立教师基本技能虚拟仿真实训室。高校要建立教师基本技能虚拟仿真实训平台，让教师得到相关的培训，其中包括书法、普通话、教学设计、说课、等项目，在实训环境下配有摄像机、电脑录音机等设备，进而对教师作品进行信息化处理。同时，对于教师的实训作品可以上传到网络中，让专家进行评论与指导，让教学水平得到提升。同时，通过该方法可以解决学生基本技能实训不能得到教师现场指导的和互学互评问题。建立高校远程实景课堂同样关键，高校需要建立远程课堂具有采集、传递、管理、展示、评价等功能的系统，这样就便于部分教学资源不充分的高校进行通过远程教学示范满足教学需要[5]。

其次，要建立教师职业能力在线测评系统。对于教师教育理论在线测评来说，可以利用虚拟方针实验平台的在线题库和平台对教师进行管理，其中的内容包括教育学、心理学、教学设计、基础教育改革、学科教学论等内容，可以通过自动阅卷检测成绩。对教师基本能力测评来说，包括了普通话、教学设计、课件制作、书法、板书等内容，只有具备这些必备的素养才能保证教学质量。

再次，建立科学的绩效评价体系。不同于其它的独立实验室，综合型虚拟仿真实验室对于绩效评价涉及很多的专业，对不同专业的教师素养也提出了不同的要求，在制定拟仿真实验教学平台的评价体系时，需要考虑到以下内容：a实验教学效果;b创新项目;c实验教学资源。同时，地方政府和高校也要加大投入力度，为虚拟仿真实验平台的建设提供条件，优秀的教师也要从自身的职业发展角度考虑，主动加入实验教师队伍，接受绩效评价体系的评定。高校也要加强对虚拟仿真实验教学各个环节的监督，其中包括操作过程，实验效果，也要对各个专业开展虚拟仿真实验教学项目整体质量进行评价，进而实现资源利用率的提升。

最后，具体虚拟仿真实验室的建立。在数学专业中，可以用LINGO、Maple、SAS、等软件，实现在数学建模、高等数学、统计分析、数学综合中的多个项目进行演示性计算机模拟实验，其中包括了实验演示、实验探索、课件制作、数据处理多个功能。在物理、化学专业中，用Matlab、HFSS、CCS等仿真软件可以进行物理专业实验教学与实验演示、实验数据处理，在化学教学中可以在虚拟仿真中对无机化学、有机化學进行虚拟仿真实验。再如地理专业中，利用一些软件可以实现自物地理、3S技术、天文等虚拟仿真实验，让教学质量得到显著的提升[6]。

结束语：

在当前的教育教学领域，依靠网络通信技术和数据库，让传统的教学面貌发生了巨大变化。在今后的高校虚拟仿真实验教学中，需要侧重培养学生的综合实践能力和创新意识，深入贯彻“以人为本”的教学理念，优化教学资源，打造高效的教学团队，进而为社会培养出高素质人才提供保障。

参考文献：

[1]董希斌，徐华东，李耀翔，etal.依托国家级虚拟仿真实验教学中心开展森林工程创新人才培养模式的探索——以东北林业大学为例[J].中国林业教育，2017（05）：10-15.

[2]廖洁丹，娄华，冼琼珍，etal.构建虚拟仿真实验教学中心促进实践教学创新人才培养[J].教育教学论坛，2017（35）：276-278.

[3]梁军，刘勇平，刘峥.化学工程与工艺虚拟仿真实验教学中心开放管理平台建设探索——化工类专业实践教学改革系列研究之三[J].高教论坛，2016（9）.

[4]王慧.应用型地方高校综合型虚拟仿真实验教学中心建设的思考[J].江苏科技信息，2019（13）.

[5]蒋建清，曹国辉，陈东海，etal.应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心建设探索[J].实验室研究与探索，2018，37（2）：144-149.

[6]段新昱，陈卫军，姜品，etal.面向新工科的跨专业建设工程教育虚拟仿真实验教学中心[J].中国现代教育装备，2019，305（01）：28-31.

教育部产学合作协同育人项目《虚拟仿真综合实训课程建设师资研修》课题编号：201802037001