高校虚拟仿真实验室建设与管理探究

（广州工商学院，广东 广州 510800）

1 我国高校建立虚拟仿真实验室的综合意义

教学中，利用高科技建立虚拟仿真实验室，可以提高学生的学习效率，提升学生的学习兴趣，提升教师整体的教学水平[1]。教师可将传统教学与虚拟仿真实验教学进行双结合，实现理论+实践的双向运用，推动了我国的教育发展，使我国整套的教育体系更加完善、高效。虚拟仿真实验室可以使教师和学生摆脱时间、地点、精力等因素的限制，随时随地进行专项性教、学，运用多种有效手段强化自身的学习能力，满足日后发展的需求。

2 我国高校虚拟仿真实验室建设管理的现状

2.1 教学资源整合程度与共享程度较低

很多高校师生将关注重点放在了文化课成绩中，导致未能及时整合虚拟仿真实验室的教学资源，使相关教学资源无法顺利运用在高校教学中，出现一定的局限性[2]。此外，我国大部分高校的虚拟仿真实验室实现“封闭式”管理，在运行过程中对于软件研发者、硬件供应商的依赖性较强，忽略了与周边高校的合作共享，这不利于学生日后的综合发展。因此，建立一套开放且完善的资源共享系统，将有效减少冗长的实验效果，减少不必要的实验浪费，实现各大高校的优势互补。

2.2 研究教材版本较低

在我国高校虚拟实验室的教学中，很多高校所使用的教材均以软件研发者提供的手册、文档等为主，直接将其改编成了基本的虚拟仿真实验室教材。虽然节省了部分精力与经费，但对于学生的教学需求无法提供切实可行的方案。因此，学校应将教师编为若干小组（例如A组、B组、C组等），其中，A组教师负责结合自身教学经验以及虚拟实验室的特点编写实验指导书。B组教师则参考中外文献，吸收国内外先进的教学经验，对A组教师编写的实验指导书进行删减补充，将指导书中的授课背景、教学体系、基本原理、实验方法等进行优化，保证编写的实验指导书具备可行性。考虑到教师受课时、地点、精力等因素影响，C组教师可在A组、B组教师繁忙时提供辅助补充的帮助。

2.3 专业融合程度较低

虚拟仿真实验室的融合范围较广，对计算机学科、机械工程学科、旅游管理学科等具有良好的体现价值，但是在进行虚拟仿真实验的过程中，虚拟仿真实验室存在一定的“单一化”，对于科目的互通性较低，而学生学习的知识体系是连贯的，各学科间必须保持紧密结合，否则很容易出现“断层性”，对于学生的日后学习、工作、发展等产生很多不利影响。据我国有效数据表示，全国的虚拟仿真实验室的理工比例约为70%左右（数据来源于广州工商学院，略有波动差异），文科类几乎没有得到相应的重视。

2.4 利用率与师资建设率偏低

据我国有效数据表示，虚拟仿真实验室的使用时间达到600时/年的学校仅占据了27%左右[3]（数据来源于广州工商学院，略有波动差异），因此，学校还应加强虚拟仿真实验室的投入使用，改善教师的教学观念，进行理论实践双结合，满足我国教育需求。此外，在我国虚拟仿真实验室的教学中专业的师资力量薄弱，许多教师缺乏相关教学经验（甚至部分冷门专业的教师需要进行“摸索”教学），导致虚拟仿真实验室的利用率低下，无法满足学生的实验需求。

3 如何在我国高校虚拟仿真实验室中实现有效建设与管理探究

3.1 我国高校虚拟实验室的有效运行

3.1.1 高校虚拟仿真实验室的安全使用

由于虚拟仿真实验室运用虚拟现实（Virtual Reality）设备来进行教学，教学设备较为贵重，且后续的维修工作较为烦琐，一旦损坏，将严重影响后续教学。因此，教师在进行教学演示前需要制定一套合理完善的管理制度，对虚拟仿真实验室进行综合管理，例如《学生操作使用准则》《教师审查准则》《设备损坏赔偿制度》等，确保虚拟仿真实验室的高效运用。在每天教学结束后，教师还应组织学生对相关设备进行清点检查（建议以拍照对比的形式进行检查，可有效提升检查效率）。

此外，除了确保相关教学设备的正常使用外，也需要做好水电的维护，防止因维护不当在使用过程中出现线路老化、短路、过载等现象，将意外发生的可能性降至最低，保证师生的操作安全。

3.1.2 高校虚拟仿真实验室的内部环境管理

为了确保相关实验数据的准确性，虚拟仿真实验室的环境也是尤为重要的，内部环境的温度、湿度以及整洁度等将直接影响到实验结果的偏差。因此，对于高校虚拟仿真实验室的内部环境管理，极具重要性。例如在管理中，以“广州工商学院”为例，由于其地处南方，空气湿度较大，在进行实验操作时很容易对机械内部的电子元件造成损坏（包括但不限于电子元件受潮、锈蚀、接触性迟缓、短路等）。因此，需要对实验室的温度以及湿度进行及时调节，提升空调温度，降低空气中的湿度，此外介于某些昆虫由于受温度影响喜欢在设备内部产卵（如蟑螂等），还应定期组织昆虫消杀工作，设置毒饵等。

3.2 我国高校虚拟仿真实验室的有效建设

3.2.1 促使教学资源得到更好地运用

开展虚拟仿真实验室的教学可以有效帮助高校相关教学资源实现开放性、共享性以及先进性的教学优势，有效提升整体的教学质量[4]。例如虚拟仿真实验室很多实践数据依托于互联网，学校可以从内部搭载的局域网中开放部分共享权限，便于各高校进行综合参考，提升整体的教学功能。

3.2.2 通过有效的教学手法挖掘学生的学习潜能

在进行虚拟仿真实验室的教学中，先进的教学技术将对老旧的教学模式产生积极影响，使教师的教学方案更加具有高效性。同时，有利于提升课堂授课氛围，学生借助于虚拟仿真实验室，可以将二维化的知识点“立体化”，有助于学生的学习吸收。有助于提升高校学生的灵活性、主动性、联想性、实践性等，在实验中学生可以根据自身的实际需求进行创新。

3.3 我国高校虚拟仿真实验室的管理

3.3.1 根据学科的实际情况进行专项整合

在进行虚拟仿真实验教学时，需要相关专业根据不同的课程安排，从实际角度出发，保证相关教学体系的有效运用，满足教师的教学任务。例如以广州工商学院的计算机基础课程为例，教师为了提升学生的学习效率，可以将教材内的知识点进行提取，结合图形+声音的形式制成专业的教学课件（如PPT或教学需要的大型3D仿真模拟设备），在课堂教学中进行播放教学，使学生对相关的教学知识点更加具有充分的吸收性。

3.3.2 在进行虚拟仿真实验室的教学中完善相应的教学方法

在进行虚拟仿真教学时，学校需要根据学生的实际需求，对教师进行专项强化。例如定期开展集中培训，帮助教师更新改进自身的教学方案，使教师可以提前做好实验布置工作，提升教学效率。针对学生的实验数据可以进行及时有效的分析，采取专项的处理措施，对相关的实验报告进行编制，便于日后教学查找。

4 结语

综上所述，在高校进行虚拟仿真实验室的教学中，学校需要根据学生的实际需求对其进行建设管理，保证虚拟仿真实验室的教学意义。虚拟仿真实验室与高科技进行有效结合，可以使学校的教育水平得到显著提升，同时又可以充分解决经费、地点等因素的限制，优化教师的教学方案，对学生的学习实践能力起到了极为重要的提升效果，具有极高的推广价值。