虚拟仿真环境在高职院校课程教学改革中的作用

周月侠

摘要：鉴于高职院校某些课程内容抽象、知识点琐碎、难以理解的特点，探索基于虚拟仿真环境在高职院校教学改革中的作用。借助虚拟仿真实验，充分发挥虚拟仿真技术的优势，有效利用虚拟仿真环境进行教学设计，提高学生兴趣，提高课堂教学效果，有助于达成课程教学目标。

关键词：高职院校;虚拟仿真;微机原理及接口技术;教学改革

实验教学是高职院校培养高素质合格人才的重要实践性环节，它可以帮助学生巩固和加深对理论知识的理解，锻炼学生在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。但很多高职院校受资金不足、空间不够等诸多因素的影响，部分课程的实验教学受到不同程度的影响。随着虚拟仿真技术的发展，人们开始认识到虚拟仿真环境在教育领域的应用价值，它不仅可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也有诸多显著优点。为此，不少教师在教学过程中也进行了一些改革探索。

一、虚拟仿真环境在高职教学中的优点

（一）成本低

在实际实验教学中，许多昂贵的实验器材，由于受价格的限制而无法普及;有些实验因时间持续很长以致无法开设。利用虚拟仿真技术，在多媒体计算机上建立虚拟仿真环境，学习者可以身临其境般地操作虚拟仪器，操作结果可以通过仪表显示反馈给学生。这种实验既不消耗器材，也不受场地等外界条件限制，并且可重复操作，直至得出满意结果，改变了传统演示实验的教学模式，有效地解决了实验条件与实验效果之间的矛盾。

（二）效率高

虚拟实验室有着良好的在线帮助和学习功能，可以帮助使用者迅速掌握实验研究本身和达到实验研究的具体目标和要求。另外互联网和相关技术的飞速发展，促进远程虚拟实验室的发展，拓展了远程教育的领域。在远程虚拟实验室中，实验不再局限在物理空间的实验室中，实验者可以通过网络不受时空限制地利用实验设备进行实验，和其他实验者共享资源，可实现合作实验、指导实验、远程实验等，大大提高学习和研究效率，为实验教学环节提供强有利的支持。

（三）安全性高

在高职教学过程中有些实验由于危险系数太大，是不能让学生做的。虚拟实验教学的一大优点还在于其绝对的安全性，不会因操作失误而造成人身事故。

二、基于虚拟仿真环境的课堂教学与实践

以《微机原理与接口技术》课程为例，该课程是学习计算机硬件原理与指令系统及其应用最重要的课程之一，对提升学生的计算机硬件应用能力非常重要。课程实践性较强，教学内容卻非常抽象，在教学过程中存在着教师教学难度高、学生学习困难大的现象。课堂实际教学中演示实验设备不足，目前实验教学大多以集成实验箱为教学媒介，不利于课堂理论教学过程中互动演示。在实验教学过程中开设的实验综合性不够，容易忽视硬件设计、软件调试过程的协同，相当一部分学生仅限于简单模仿，知其然而不知其所以然，容易造成学生的学习积极性随着教学过程的进行而降低。若将这门实践性很强的课程也视为普通理论课，教学效果肯定不够理想。

随着虚拟仿真技术的发展，使仿真实验在课堂上进行实践演示成为可能。借助于计算机仿真技术将微型计算机内部编程结构、工作原理、指令系统及外围接口技术等抽象内容以图形化方式动态展示，通过课堂现场演示，学生更易接受，从而加深对微型计算机系统硬件结构、工作原理及指令执行过程的理解，掌握其特点和规律。通过在课堂理论教学中融入虚拟仿真实验案例，可有效解决实验教学环节在实验场地、时间安排方面的不足，大大改善理论教学与实践环节间的互动。学生在课堂理论教学过程中通过虚拟实验过程便可了解相应理论知识在实际微机系统中的作用与用法。虚拟仿真环境的引入，借助合适的教学案例，以问题为导向，逐步实现课堂教学向着以学生分析解决问题能力提高为目标的模式转变。

三、小结

教学实践证实，借助虚拟仿真技术，可更好地将某些课程中碎片化的知识融会贯通。通过案例化虚拟仿真实验演示，一方面可切实提高学生主动学习的积极性，活跃课堂气氛;另一方面，通过抽象内容的形象化展现，引导学生主动思考，培养学生掌握分析问题、解决问题的方法。教学过程以帮助学生运用相关知识解决实际问题为目标，使学生在问题解决的过程中获得现实体验，而不仅仅是抽象的程序、结论，探索实践以学生为中心的教学模式。教学实践表明，基于虚拟仿真环境，可有效提升课堂教学效果，有助于培养学生的创新意识，提供实践动手能力。

参考文献：

[1]黄景涛，徐迎曦，邱联奎，曹哲.基于虚拟仿真环境的微机原理与接口技术课堂教学改革与实践[J].教育教学论坛，2016，（02）：108-109.

[2]吴殿红.基于8086的SRAM读写控制仿真实现[J].信息通信，2014，（02）：65-66.

课题项目：

本文系市级课题《高职院校基于虚拟仿真环境的微机原理与接口技术教学改革研究》（项目编号：HSS2018007）。