基于虚拟仿真的计算机类课程实验教学改革分析

摘要：把虚拟仿真技术融入计算机类课程实验教学中，可以有效的改善计算机网络实验机教学当中存在的问题。在现代计算机实验教学中教师可以利用虚拟仿真技术创建计算机仿真实验室，不仅可以提高计算机实验教学效率，还可以从根本上去改变学校资金不足、设备老化、大规模网络无法模拟等问题。基于此，本文首先简要分析了虚拟仿真技术概述和特点，随后从三个方面分析了基于虚拟仿真的计算机类课程实验教学改革思路，以此来供相关人士交流参考。

关键词：虚拟仿真;计算机;课程实验教学;改革

引言

计算机类课程是高校计算机工程专业的主要课程，学生在课堂上不仅要熟知计算机网络知识，还需要提高自己的实践操作能力。现如今国内很多高校都开展了计算机类课程教学，但是受一些因素的影响，学生只能在课堂上学习和分析相关的理论知识，很少有动手操作的机会。长此下去，学生慢慢的就会失去对这门学科的学习兴趣。想要改变这种现状，在教学过程当中，教师可以计算机类相关的知识融入到虚拟仿真实验室中，这样不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以提高学生的实操能力。

一、虚拟仿真技术的概述和特点

（一）虚拟仿真技术概述

如今，虚拟仿真技术已近被运用到社会各个经济领域当中，而且还产生了巨大的经济效益，虚拟仿真已成为社会未来发展的必然。虚拟仿真技术还可以被称为“网络仿真技术。”其实，虚拟仿真技术是科学手段的一种，在实际的教学当中教师可以利用虚拟仿真技术轻松的构建出计算机网络课程教学平台，为网络教学提供科学数据并制定相应的操作方案。

（二）虚拟仿真技术的发展

虚拟仿真技术经历了以下四个阶段：第一阶段，物理仿真阶段。在此期间，虚拟仿真技术是实物仿真和物理效应仿真方法。第二阶段，模拟仿真阶段。在这期间，虚拟仿真技术采用模拟计算机仿真技术;第三阶段数字仿真阶段。在这二十年间，虚拟仿真技术大踏步地向前进了一步。进了60年代，数字计算机的迅速发展和广泛应用使仿真技术由模拟计算机仿真转向数字计算机仿真。数字计算机仿真首先在航天航空中得到了应用;第四阶段虚拟仿真阶段。

二、基于虚拟仿真的计算机类课程实验教学现状

教育，是人类发展永恒的主题。在全球化趋势日益显著，社会进步日新月异的信息化时代，构建人类命运共同体对互联网、人工智能提出了新的课题，更为教育赋予了新的使命。高校专业人才的培养，不仅是对学生的培养也是对教师的培养，更是对行业从业人员的终身教育。虚拟仿真技术应用于计算机类学科教学，可以很好地将人才培养模式进行优化。虚拟仿真、信息技术、课程教学和实验教学的融合，经过实践检验，具有提升学生学习兴趣，提高专业人才培养质量的积极作用。同时，虚拟仿真、信息技术与教育教学的融合，对教师教学水平和综合能力的提升提出了新的要求。近年来，虚拟仿真技术与高校计算机类学科深度融合，为教育理念的变革、教学模式的转变、人才培养的创新提供了契机，也为中国高等教育现代化的强大提供了动力。与此同时，相关产业行业也在企业与高校的协同育人过程中，得到了发展与成长。企业在与高校联合开展虚拟仿真实验项目开发的过程中，与相关学科专业联合组建团队，在实现技术支持和服务的同时全程深度参与项目建设，不仅实现了实验项目的教学目标，同时提升了教师运用虚拟仿真技术从事教学工作的能力和水平。根据调查显示，国外很多大学都创建了网络虚拟实验室，并且已经开始投入使用。但是我国只有一些重点大学创建了网络虚拟实验室。

三、基于虚拟仿真的计算机类课程实验教学改革思路

（一）校企合作模式的探讨

校企合作是计算机类学科虚拟仿真实验教学改革的主要措施。学校需要根据学科发展需求认真的研究校企合作方法，积极和企业共同构建实验基地。企业可以根据学生的学习需求和实践教学场景，帮助学校创建更多真实性的企业工作场景，帮助学生提前适应企业环境。比如说，南京恒点信息技术有限公司是一家虚拟仿真实验、实践教学体系综合服务。自成立以来，公司始终致力于探究并发掘企业技术优势，与高校专业人才培养相结合的共建模式。2018年南京恒点信息技术有限公司与南京航空航天大学共建的"飞机大部件装配虚拟仿真实验"项目作为特邀项目，从298项国家级示范项目中脱颖而出，在2019年中国慕课大会上进行了经验介绍和展示。

（二）教学方法和教学模式的改革

课程建设的教育信息化是人才培养的核心，同时也为虚拟仿真与高校人才培养的真正融合创造了条件和契机。在实际教学中教师应该合理的分析学生学习能力和企业的需求，创新教学内容加大教学改革力度。在进行计算机虚拟仿真实验教学之前，教学小组可以对学生进行谈话或者填写调查问卷，深入了解学生的需求和教学中存在的问题。在内容选择上，要结合学生的学习能力和企业的实际需求，借助虚拟仿真技术和仿真软件构建真实的工作环境。

（三）实验教学队伍的建立

近几年，随着信息技术和电子技术的不断发展，国内已经有很多家的企业和机构对虚拟仿真技术进行深入研究，并取得了一些成果。并且还有很多国内外的高校已经投入使用虚拟仿真实验室。经过多次实验和调查，可以发现虚拟仿真实验室可以促进计算机类实验教学效。信息技术的和计算机学科的融合，对教师的专业能力提出了新要求。高校的骨干教师和高层领导应该共同进步。与此同时，高校和合作企业应该定期开展技能培养活动，增强教师的专业能力和教学能力，丰富教师的实验经验。

（四）科研以及教学相互结合

高校领导需要把教学和教师的科研结合到一起，形成一种新型的教学模式。在课堂上教师可以把自己科研成果作为教学内容的一部分，也可以把科研成果运用到虚拟仿真实验教学当中，丰富教学内容。这种教学模式不仅可以丰富学生的视野，也有助于培养学生的创新能力。

四、虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的应用

随着计算机技术和网络通信技术的发展，高校计算机类相关的课程成为了计算机网络课程教学当中的主要内容。但是计算机类专业学科中有很多复杂的知识和一些复杂的网络硬件。学生在学生过程当中需要花费大量的时间需掌握这些知识，解决这些难题。现如今，学校可以利用虚拟仿真技术帮助学生和教师高效率的解决这些难题，不但节约了时间还可以帮助学生可以对计算机教学内容更加有效的理解，激发学生对计算机知识的学习兴趣，从而提高教学质量和教学效率。但是，在实际教学中虚拟仿真技术和课程教学的融合还存在一些问题，这就要求计算机专业的教师对二者之间的关系进行研究和分析。把之前学生无法理解、很难理解的抽象知识进行研究，帮助学生更快的吸收新知识和新内容。在计算机实际操作中，教师还需要引导学生带着问题去进行学习，在课堂上学生之间还可以自我评价。

五、结束语

综上所述，把虚拟仿真技术运用到计算机类实验教学中，不仅可以帮助学生理解课本上复杂的知识和内容，还可以帮助学校降低教学成本，提高教学效率。与此同时，学生在这种教学环境下可以加深对实验教学的印象，可以更好的把理论知识和实验操作结合到一起。在实际的教学中，学校应该积极和当地的企业合作，帮助学生创建真实的工作场景。

参考文献

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作者简介

陶广（1977.1—），男，汉族，湖北省武汉市人，职务：武汉生物工程学院教师，职称：讲师，学历：硕士研究生，研究方向为物联网方向。