虛擬仿真教學在應用型本科中的應用

胡東萍 張延玲

摘 要：文中分析了應用型本科的人才培養模式，探討了應用型人才培養過程中出現的問題。通過分析虛擬仿真教學的特點，提出將虛擬仿真教學應用型本科教學環節中的優勢和巨大潛力。

關鍵詞：虛擬仿真教學；應用型本科；人才培養

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）06-0063-01

引言：

我國本科高等教育已從精英教育階段過渡到大眾化教育階段，其主要功能是為廣大本科生教授社會理論知識和培養實踐應用能力，即打造本科應用型人才，來適應社會的發展和需求。應用型本科重在“應用”二字，其核心環節是實踐教學[1]。虛擬仿真實驗教學主要依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，實現真實實驗不具備或難以完成的教學功能[2]。將虛擬仿真教學引進到應用型本科教學環節中，能夠節約大量資源，充分發揮學生的主觀能動性，并避免部分實驗對環境的污染[2]。

一、應用型本科教學的培養模式和特點

應用型本科是指以應用型為辦學宗旨，重在“應用”二字，培養出具有較強社會適應力和競爭力的高素質應用型人才。應用型本科教學要求各個專業緊密結合當地及自身特色，注重學生實踐能力培養，從教學體系建設中體現出“應用”二字，其核心環節為實踐教學[3]。

應用型本科中培養的是“理論應用型”人才，他們是社會各行業中應用科學技術理論從事相關專業工作的應用型人才； 從知識結構方面來講，應用型本科是以行業需求為出發點；從能力結構方面來講，應用型本科是根據各行業特點，培養學生運用基本理論知識和方法，去解決實際問題的綜合能力，同時也培養學生具有較強的技術創新能力；從素質結構方面來講，應用型本科人才應具備更強的社會適應能力； 應用型本科根據各行業需求設置專業，以適應行業專業技術水平為目標組織教學和實踐，以“科學理論應用”為宗旨來構建課程和教學內容框架體系，培養學生應用科學技術理論解決實際問題的實踐能力和綜合能力[4]；

二、應用型本科教學中存在的問題

近年來，隨著應用型本科概念的快速普及和高速發展，加之我國高等教育體系不完善等原因，應用型本科教學中存在一些急待解決的問題。

1、強化實踐教學未形成普遍一致的觀念。部分師生對應用型人才的認識和其培養模式還停留在表面，對強化實踐教學的重要性缺乏深層次的認知。2、培養高素質應用型人才的教學方法和手段相對短缺落后。3、校外實習基地建設仍需完善，大多數基地建設薄弱，遠不能滿足實踐教學的需要。4、教學計劃還需要調整和完善。現在在教學計劃中，盡管實踐環節占教學總課時的比例已有大幅度提高，但實際上用于學生實踐、實習、或動手試驗的學時仍顯不足。5、實踐教學師資力量薄弱。雙師型教師總體上比重不高，難以滿足實踐教學的需要。

6、教學評價機制不完善。目前的教學評價體制起不到強化實踐教學和鼓勵實踐教學作用，滿足不了實踐教學改革的需求。

三、虛擬仿真教學在應用型本科中的應用

虛擬仿真實驗教學主要依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，讓學生可以在虛擬環境中開展實驗，最終實現真實實驗不具備或難以完成的教學功能，是學科專業與信息技術深度融合的產物。這種方式能夠節約大量資源，并避免部分實驗對環境的污染。

教育部為貫徹落實《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》精神，逐步開展建設國家級虛擬仿真實驗教學中心。教育部自2013年起將逐步建設1500個國家級虛擬仿真實驗教學中心。另外，虛擬仿真教學也被納入高校教學評估中的教育信息化程度環節[4]。

虛擬仿真教學具有以下特點：1.沉侵感，（三維可視化，3D情景式體驗教學模式），虛擬現實系統將使學生感受到真切的虛擬環境，真正實現人與虛擬環境的融合。2.交互性，（教師學生自主互動操作）虛擬現實系統能夠提供方便的、豐富的、自然的、人機交互手段，使學生能對虛擬場景中的對象進行自然和諧的交互操作。3.構想性，（根據教學需要，設定展示形式及內容）根據不同學科的特點，及學生的培養傾向，設置不同的虛擬環境和內容。

將虛擬仿真教學應用到實踐教學中有以下優勢：1.提升教學效果：逼真、立體的表現形式可以讓抽象的實驗過程形象逼真演示出來，教師可結合實際的教學需求，最大限度地發揮虛擬元器件資源的優勢，提升教學效果；2.完成不可能的實驗：輔助教師進行課堂實驗演示：如復雜實驗、危險性實驗、極端破壞性實驗等，可以安全、直觀的展示出來；3.增強課堂趣味性：借助對多媒體（音頻、視頻、圖像）技術、虛擬仿真技術構建了一種高度虛擬現實仿真的實驗教學環境，使學習者體驗置身其中的感覺，能夠實現互動實驗教學；4.豐富課堂教學形式：虛擬仿真教學的出現不會再出現實驗無法完成和只靠教師單純進行講解的情況；5.方便高效的教學輔助工具：各種大小實驗應有盡有，且無器材損耗，和實驗室零距離，隨時隨地都可進行實驗。

四、結論

培養應用型人才應用型本科院校的重點，也是現代高等教育發展的趨勢。培養應用型人才的核心是實踐，虛擬仿真教學在應用型本科教學實踐環節中存在巨大優勢和潛力，將虛擬仿真教學應用到應用型本科院校中的實踐教學環節中，對應用型人才的培養有革命性的進步。

（作者單位：重慶大學城市科技學院）

參考文獻：

[1]蘇欣.高職院校虛擬仿真教學應用初探[J].工業和信息化教育，2015（2）.

[2]雷東等.力學虛擬仿真教學實驗室建設的探討[J].實驗技術與管理， 2014，12-0095-02.

[3]王金崗等.工學結合模式下虛擬仿真教學系統設計[J].教改花地，2013，17-0026-04.

[4]孫愛娟.高職院校推進虛擬仿真教學改革攻略[J].中國教育信息化，2012，01-0061-03.