论计算机虚拟仿真技术在高校教学中的应用

陈志伟 李巧 李敏 徐云美 周春丽 郭耀淇 杨章勇 张秋雨

摘 要：计算机的虚拟与仿真技术，是随着现代计算机虚拟仿真技术的演进，与发展而逐步地形成的一类教学试验教学技术。随着现代经济社会的演进与发展和信息科技的发展与进步，传统的教学已难以完全满足对现实教育的需求，在今后的现代计算机教学中，积极引入以现代计算机虚拟仿真技术势在必行，尤其特别是现代计算机的虚拟与仿真技术在课堂教学中发挥的重要作用越来越突出。本文系统地介绍了现代计算机的虚拟与仿真技术，及其在课堂教学试验研究中的意义与作用。

关键词：计算机;虚拟仿真;技术教学;作用应用;分析

1.计算机教学的虚拟仿真技术及其在计算机教学仿真过程中的重要作用

所谓的计算机网络虚拟现实仿真技术，就是基于虚拟计算机、多媒体、虚拟增强现实以及计算机网络无线通信等多种技术，将网络虚拟增强现实仿真技术与计算机仿真技术相有机结合的一种计算机技术，可以说仿真技术是一种更高级的计算机仿真技术。网络虚拟现实仿真技术的宗旨在于构建全系统统一、完整的虚拟环境，并以此为基础来直接集成与计算机控制系统中数量众多的计算机模拟器、其他可以虚拟的仿真计算机系统甚或简单的计算机数学模型等计算机实体。这些计算机实体与虚拟环境通过交互或者它们相互作业，来直接表达和反映客观世界的真实物理特征。

1.1虚拟仿真技术的基本特性：

沉浸式体验，如人的视觉、听觉、嗅觉、触觉、运动以及感觉等，从而使人有身临其境、沉浸其中之感。给出了一种符合人模拟的客观世界内在规律的实时反应，因此虚拟环境给出了人的主观各种感觉十分逼真。

1.2虚拟的仿真技术在课堂教学过程中的重要性和作用：

仿真技术能够有效促进课堂教学观念的更新和改革。所以教师要通过学习、研究、使用各种虚拟的仿真技术及其平台，在课堂教学中创造性地设计合理的课堂教学策略，帮助课堂中的学生和教师建立一个互助互学的团队，鼓励教师和学生积极进行其自主创新，以更好地培养教师和学生的创造性团队精神、探索合作精神和自主创新能力等。从而使得学生更深入、清晰、形象地认识和理解教学问题，使整个课堂教学的过程更加科学、专业以及更加具有社会影响力。

2.计算机虚拟仿真技术在教学中的应用分析

计算机的虚拟与仿真技术已广泛应用于各个专业学科、各个专业的工程技术教学之中，但不论如何的细分，计算机的虚拟与仿真技术在教学中的实际应用基本都大致可归入以下三类：

2.1虚拟学校

利用计算机的虚拟课程仿真技术，可以设计和建立各种新型的计算机虚拟课程和学校。在这些计算机虚拟的学校中，学生和教师可通过虚拟环境学习和接受各种由于传统的学校由于时空、设备、资金等的限制而难以实现的虚拟课程或技术训练，如专业医务人员、运动员、驾驶员、交管工作人员等可以直接通过由计算机虚拟仿真技术所提供支撑的虚拟环境学习或使用虚拟训练的平台，在各种科学、安全的虚拟环境中学习和获取与相关的虚拟感性知识与实际的虚拟操作实践经验。

2.2虚拟课堂

利用计算机的虚拟课堂仿真技术可以在网络上建立一个完全突破了时空的限制、能够通过虚拟网络与学生实时进行互动的虚拟直播课堂。在计算机虚拟直播课堂上，通过结合音视频等多媒体的技术与学生进行互动授课，不仅能够有效地提升教师和学生的课堂学习效果，而且能有效满足学生在网络上大规模虚拟课堂学习的需求，扩大了虚拟直播课堂的主要受益对象和群体，还而且能通过与网友广泛的网络互动与其交流，逐步地完善自己的虚拟直播课堂的系统。例如，基于计算机虚拟课堂仿真技术在网络上建立的虚拟课堂网络教室，不但在网络上能有效地实现对网络和虚拟机的监控和隔离，增强其的独立性，进而更好地有效解决课堂资源分配的问题，还而且能有效提高自己的计算机直播课堂系统的可靠性和运行管理效率。

2.3虚拟实验

利用计算机安全虚拟实验中的仿真技术，可以将安全虚拟实验过程中相关的信息和数据直接输入实验相关的程序，并自动做出各种与实验相关物品的模型，并基于安全虚拟计算机仿真平台自动实现了组合与功能的集成，进而可以实现真实的安全虚拟实验中中进行实验的虚拟效果，即安全虚拟仿真实验。通过安全虚拟仿真实验，避免了实验器材的巨大能量损耗与资源浪费。例如，基于安全虚拟计算机仿真技术的学生构建便携式的计算机，则实际上能够有效地使得学生在任何一个没有安全物理设备和计算機的实验室环境中，通过安全的虚拟计算机仿真的软件，就使学生即可有效地模拟真实的实验室教学环境。

结束语：

总之，在课堂教学中充分引入了计算机的虚拟仿真技术，对进一步地提升课堂教学质量，培养现代社会所发展急需的高素质专业技术人才来说意义重大。对于先进的计算机软件虚拟仿真技术及其与计算机相关的设备在现代化教学过程中的研究和应用，教师一定要有意识地与时俱进，加强计算机的学习，对待不同的教学内容，要合理、科学地对其进行研究和应用，使其更好地成为实施现代化课堂教学的一种重要的手段，来更好地实现课堂教学质量、教学效率的一体化和提高。

参考文献

[1] 肖霞. 计算机虚拟仿真技术在教学中的应用[J]. 电子技术与软件工程，2018，000（011）：P.161-161.

[2] 丁锦华.浅谈计算机仿真技术在实验教学中的应用[J].电脑迷，2016（07）.