仿真實訓教學模式的探究

摘 要：眾所周知，仿真實訓教學作為未來普及化新興教學模式被越來越多的學校所認可。筆者根據教學中的實際應用與經驗，以《電子線路》課程為例，從學時安排、教學流程、課題整合三方面探索總結引入虛擬仿真技術后實踐教學模式的變化。

關鍵詞：仿真； 實訓； 教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2012）05-123-002

虛擬仿真技術在教育教學中的應用，給課程改革注入了新鮮的血液，逐漸被越來越多的專家、學者所接受。虛擬仿真實訓室采用軟硬件結合、功能模塊重組配置的方式是增加教學平臺適用性和實驗技術可擴展性的有效手段，有助于培養學生的動手能力和創新精神;虛擬仿真實訓室強大的網絡功能有助于革新傳統的教學模式，推動實訓課程遠程教育的發展。作為一項未來普及化近幾年在國內新興的技術，研究構建適合虛擬仿真技術特點的教學模式，使教學過程達到最優化，顯得尤為重要。筆者根據教學中的實際應用與經驗，以《電子線路》課程為例，從學時安排、教學流程、課題整合三方面探索總結引入虛擬仿真技術后實踐教學模式的變化。

一、教學學時的重新分配

1．傳統的學科本位課程模式，以學科為中心，以傳授知識為主要目的，具有嚴密有序的教學程序

其課時分配參考表如下：（《電子線路》陳其純主編高等教育出版社2006年4月第2版）

內容 理論 實驗 機動 總計

課時數 138 34 14 186

從表中觀察，理論與實踐結合明顯失衡，課程過分強調知識的系統性和完整性，偏重于知識內在的邏輯系統，不利于學生關鍵能力和職業實踐能力的培養，難以達到熟練的技能。

2.《江蘇省職業教育課程改革行動計劃》規定，探索構建以為能力本位、以職業實踐為主線、以項目課程為主體的模塊化的專業課程體系

新課改提出后，學校電子專業中專班采用《新編電子技術項目教程》（李傳珊主編電子工業出版社2007年8月）教材，其課時參考表如下：

內容 理論 實踐 機動 總計

課時數 92 86 4 182

從表中可看出，課程中實踐與理論設制平分秋色，突出能力為本位，體現實踐主線，通過項目化、模塊化的課程實現理實一體，項目引領、任務驅動的教學方式，有利于培養學生的技能水平和專業能力。但學校的實際情況是電子實訓室嚴重不足，以及實踐操作中會出現難以預測的故障浪費了大量的時間，難以按質按量地完成既定的教學任務。

3．教育部在《基礎教育課程改革綱要（試行）》中提出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用……

充分發揮信息技術的優勢……”基于以上觀點，虛擬仿真等信息技術在電子專業課程中得以充分應用，虛擬仿真實訓融入課程的各個項目和小節，難以分割。其課時如下：（參考《電子技術仿真與實訓》趙玉菊主編電子工業出版社2009年6月）

內容 仿真實踐與理論 機動 總計

課時數 100 10 110

教學過程最優化的兩個標準分別是時間標準和效率標準，利用虛擬仿真技術進行設計、仿真，大大地縮短了學時，有效地體現了以上兩個標準。

二、教學流程的重新設計

1．傳統的實踐教學手段落后、方法單一，常常采用的都是“三步法”，一是集中上課，二是教師示范，三是學生模仿制作

學生非常機械地焊接、插件、調試，能認知一些元器件，掌握一些焊接技能，但缺乏對學生的綜合應用能力和創新能力的培養。這同時也導致學生認為電子工藝實習太容易或者太枯燥乏味，因此對實習興趣索然。而且由于自身能力水平的差異和實踐場地時間的限制，遇到電路調試或故障，很多學生都不愿意動腦思考，所以實踐效果并不盡如人意。

2．針對現實的實踐教學效果，需要教師轉變思想，引入新鮮的科學的教學方法，合理地重新規劃教學流程

虛擬仿真技術的應用，打破了傳統教學的流程，勢必要求制定出新的教學模式以適應發展的需要。課程內容排序要堅決遵循工作過程，要著眼于蘊含在動態行動體系之中的隱性實踐知識的生成與構建，要符合人的認知心理順序。根據建構主義理論和教學設計理論的有關知識，虛擬仿真技術可建立以下兩個教學模式：實驗教學模式（先做1~2次實物實驗，學生有了形象體驗后再做虛擬實驗）和虛擬實驗教學模式（先進行虛擬實驗再做實物實驗）。

筆者在實際教學過程中，采用研究型課程的模式，摒棄了先前那種在固定線路板上跟著老師做的呆板形式，采用“虛實結合式”教學流程，按“認識實物→虛擬仿真實驗→總結現象學習理論→實物制作調制電路→評價反饋”組織課堂活動。僅以《簡單直流穩壓電源的制作與檢測》為例，筆者先讓學生觀察二極管實物，認識二極管。設計仿真實驗《二極管單向導電性》，根據現象學生自己就能總出二極管的單向導電性。設計仿真實驗《整流電路》《濾波電路》《硅二極管穩壓電路》，讓學生對比虛擬示波器輸入輸出波形總結整流、濾波、穩壓電路的作用，并設計可能出現的各種故障，觀察結果，使抽象的理論變得一目了然。當原理都條理清晰，再焊接制作簡單的直流穩壓電源，就顯得很簡單了。

眾所周知，心理學赤瑞特拉研究表明，采用不同的教學方式呈現之時，其效果的差異是很大的，對不同感官進行刺激，所達到的記憶效果不同。利用虛擬仿真技術，采用“做中學”的教學方式，訓練分步進行，先接觸簡單的任務，然后是復雜的任務，直到形成合適的行為系統。循序漸進的教學過程，符合學生的認識規律。

三、基于仿真技術的課程整合

1．整合的必要性

傳統的實物實訓存在嚴重的實訓工位不足、實訓教師不足、實訓器材不足等現象。在實習過程中會產生較為嚴重的環境污染，與現在提倡的低碳環保有一定的偏差。由于生源素質的差異，學生在實訓過程中易損壞儀器儀表等器件，造成巨大的資源浪費。儀器設備磨損厲害老化嚴重，常常跟不上課程的更新。實物器件離散性大，參數易受溫度影響造成誤差。鑒于上述種種現象，電子專業課在迫切地呼喚仿真技術與課程的整合。

2．整合的途徑

在新課程背景下，學科教學與虛擬技術的整合實際上就是在學科的教學過程中，在先進的教育思想和理論的指導下，把虛擬仿真技術作為學生自主學習的信知工具、激勵工具與教學環境創設工具，使各種教學資源、各個教學要素和教學環節經過整理、組合，相互融合，在整體優化的基礎上產生聚集效應，進而達到培養學生創新精神與實踐能力的目標【6】整合要以學生的認識活動為本，以虛擬仿真技術克服學生認知困難為目標，要以教學活動的規律和特點為本，以運用虛擬仿真實現教學整體優化為目標，要以虛擬仿真技術的開發，應用為本，以運用多種溝通機制促進教學活動改革與發展為目標。要達到以上目標，首先學校要提供滿足教師“教”和學生“學”的硬件環境：多媒體教室和計算機網絡教室，以及相應的軟件資源。再次教師要提高教育理論修養水平，具有新的教學理念和豐富的教學經驗，掌握虛擬技術的教學功能特點，學習相關軟件，并充分利用可共享的資源，開發創作將課程學習內容和虛擬仿真技術有機地融合在一起，讓仿真技術不再僅是輔助教學的手段，而成為學習內容或教學內容的有機組成部分，從而達到和諧統一。

3．整合的意義

整合豐富了課程資源，促進了教材的現代化和多樣化，將學習者帶入自主學習的教學情境中，給予每個學生平等參與教學活動的機會。學生親自操作，在主動參與學習中獲得體驗，培養了學生積極參與、不斷探索的創新精神和科學的研究方法及終身學習的態度和能力。尊重和支持學生在學習活動中對學習方式、學習策略、學習方法的選擇，并對學習結果及時給予評價，提高學生的綜合水平，促進學生智能水平和信息素養的提高。

整合促使教師信息能力水平增強，備課方式發生變化。教師可以突破課堂教學的封閉性，將教材的內容進行自主選擇和重組，制訂出適合不同水平學生的各層次的教學目標和要求。把傳統教學中優勢的理論、行為、方法策略繼承下來，在新課改理論下以虛擬技術創新教學活動的規律和特點，以便更有效地促進學生的學習和發展，優化課堂教學過程。

參考文獻：

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