摘要:随着计算机、互联网等先进技术的迅速发展和大面积普及推广,虚拟仿真实验应运而生。虚拟仿真实验改变实验系统的构建模式,突破传统实践教学的时空限制,是创业型大学教育教学改革的趋势,构建具有高度真实感、直观性和精确性虚拟仿真实验室,是专业实践教学的有效补充和创新。
关键词:创业型大学;虚拟仿真实验;实验室建设
前言
实践教学是一种学生自主参与、亲身体验或操作的实践活动,以提高学生实践创新能力及综合素质为目的的教学活动。在实际运行时,严重地存在着体系设计、条件、机制等方面问题;虚拟仿真实验室的建设可突破时空限制,构建了“实验项目-虚拟仿真-实习基地”的“虚实结合”的三位一体实践教学平台,形成了现代化、多元化实践教学体系及“学习需求导向型”的教与学的方式方法。
1 虚拟仿真实验系统
虚拟模拟系统是智能实验系统中最重要的特征,具有创新点。随着计算机技术、信号传输和界面技术的发展。近年来,虚拟模拟实验室在教育领域广泛应用,发展迅速,许多国家和外国知名大学,研究机构和远程探测机构积极参与建立虚拟模拟系统,进行虚拟实验研究。智能实验系统主要包括硬件和软件,主要涉及卡片识别、服务器和辅助控制网络、智能地图、信号传输线路和网络设备。虚拟仿真实验室的建设和应用,将虚拟实验教师资源进行优化整合,以虚拟仿真实验平台为基础,在实验教学资源的自制、更新和项目创新的同时,进一步鞭策了实验教学教师向“双师化”发展。目前,高校的虚拟仿真实验教学资源大多来自一些企业的定向制作,在使用的过程中需要不断地进行更新、扩展甚至自主研发。这就对教师队伍提出了新的要求,这些教师在满足学生日常实践教学的同时,还必须能与企业相关制作人员进行很好的对接,能根据已有的资源进行进一步的制作。这推动了教师队伍的结构性改革,促进了理论教育向实践教学的靠拢。
2 虚拟仿真实验室建设现状
虚拟仿真技术是采用以计算机技术生成虚拟环境,在现实中与虚拟出来的物体进行交互、使用户产生虚拟的在真实环境中的感受和体验。而虚拟仿真实验是利用虚拟现实技术而产生的一种实验模式。为“无法”做实验的学科和专业提供了做实验的可能。虚拟仿真实验室在这种背景下应运而生,成为培养各类专业人才的重要场所。虚拟仿真实验室可实现很多真实实验不具备的教学功能,如在高危或极端的环境下的施工场景、又如高成本的或是高消耗的综合训练,虚拟仿真可以给学生提供了安全和经济的实验过程。虚拟仿真实验室是完成多个虚拟仿真实验组成的,比如模拟施工、仿真设计、预算仿真实验等,多个不同的虚拟实验组成的统一管理和使用的虚拟仿真实践平台。
3 创业型大学虚拟仿真实验室的建设
(1)立足于人才培养计划,制定合理的实践教学体系各个专业人才培养计划的主要特点是:以学生为中心,能力本位,成果导向。“知识创新应用”是人才培养的基本定位。在人才培养方案的课程体系中,实践环节的教学是培养学生实践能力、创新精神和综合能力的基本途径,对培养目标的实现至关重要,是真正实现“知识创新应用”的重要环节。在制定实践教学体系时,首先要把握的原则是各种形式的实践教学和综合实验设计能实则不虚;其次,合理规划出每个专业使用虚拟仿真实验室进行实验教学的课程,制定总实践环节教学周数、实践内容以及编制实践教学教材。
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(2)建立“共建共享共创”的实验室管理及运行机制。创业型虚拟仿真实验室在建设初期需要所涉及的各个学科专业分别提出具体的实践教学需求,然后在学校层面经过多轮商讨和论证,最终在确保满足所涉及专业实践教学和创新研究需求的条件下,实现“共建”虚拟仿真实验室。在公共硬件平台上通过构建相同或不同的软件资源来达到节约资源,提高设备使用效率的目的。在实验室的管理方面需要合理规划实验室的使用时间和开放日程,避免造成使用冲突,实现多个专业“共享”虚拟仿真实验室。为了充分利用虚拟仿真实验室资源培养两型人才,各个专业的教学和学生要结成一个联盟,共同研究实践教学培养机制和创新发展方式,实现多个专业“共创”虚拟仿真实验室。
(3)制定合理的引导策略,鼓励各个专业协同创新驱动发展。通过制定引导策略,明确虚拟仿真实验室的发展方向,支持各个专业协同创新可持续发展机制。制定奖励政策,促进不同专业教师之间相互沟通,共同完成虚拟仿真实验项目的建设和完善补充。在建设初期,一般所负责的公司都会给定一些成熟的虚拟仿真实验项目供相应的专业使用。但是,如果想提高实验室利用率,必须后期自己在原有实验项目的基础上进行扩展,或者自己制作适合地方发展的虚拟仿真实验项目。由于虚拟仿真实验项目建设周期长,所涉及知识面较广,所以老师们的相互协作是保证其顺利完成的前提。鼓励不同专业的学生共同分担创新实验项目和虚拟仿真项目的设计工作。以参与实验项目制作来获得选修积分为手段,提升学生主动参与综合型虚拟仿真项目制作的积极性。提升对虚拟仿真实验项目的认可度,对参与的师生进行相应的科研奖励。虚拟仿真实验项目的制作是一件耗时、耗力的工作,这不仅需要各种专业知识和多种软件综合使用技能,还需要很好的耐心和坚持不懈的态度。这就需要学校层面能够给予一定的支持和鼓励。
(4)建立科学的绩效评价体系,优化实验教师队伍结构。虚拟仿真实验室的绩效评价体系有别于其他独立型的实验室,它涉及的专业较多,而且对实验教学教师的要求也不同。根据实验教学效果、创新项目和实验教学资源的自制程度等,制定合理化的虚拟仿真实验教学平台绩效评价体系,激励学校和地方政府加大投入建设虚拟仿真实验平台,激励优秀的教师加入实验教师队伍行列,带动整体师资队伍的建设。加强对虚拟仿真实验教学的过程、效果以及学生应用普及程度的监督,对各个专业开展的虚拟仿真实验教学项目实施星级动态评价制度,促进各个专业提升资源利用率和资源质量。
(5)不断扩大辐射示范作用,引领创业型高校改革是地方经济的发展趋势,其直接目的就是培养能够提升地方经济的人才资源。虚拟仿真实验室的建设理念和应用模式能最大限度地提升学生的实践能力,培养的人才最终能服务于地方经济发展。需要不断提升虚拟仿真实验室的辐射示范作用,促进其与其他创业型高校结成一个联盟,有利于虚拟仿真实验资源的共享。
结束语:
在创业型大学中构建虚拟仿真实验教学模式、合适的实验教学平台和虚拟仿真实验室,需要明确建设理念和发展方向。正确认识虚拟仿真技术在实践教学中的应用,更好的促进虚拟仿真实验室的规划、建设、使用和未来的发展。我们应该以“合理规划、资源共享、重视科学发展”为指导思想,全面提高学生的创新能力和实践能力。建立适应教育信息化发展、真实与虚拟相辅相成的新型多元化实践教学。
参考文献:
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[3]王承绪译.建立创业型大学:组织上转型的途径[M] .北京:人民教育出版社,2018.
论文作者:曲梦露,汤一鸣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/18
标签:实验室论文; 专业论文; 项目论文; 实验教学论文; 多个论文; 教师队伍论文; 学生论文; 《基层建设》2019年第27期论文;