虛擬實驗與真實實驗整合教學模式的實踐體會

任思穎

(吉林司法警官職業學院，長春 130062)

0 引言

虛擬實驗平臺是向計算機技術中融入多媒體技術和信息網絡技術。發揮計算機技術的作用和網絡技術的作用可以將模擬空間建立起來[1]，采用這種方式構建虛擬實驗環境，能夠使信息的傳輸、交換都在虛擬空間中進行。發揮模式識別技術的作用和語言處理技術的作用能夠實現計算機實驗的智能化操作。將虛擬實驗平臺建立起來，對實驗系統的運行狀態進行模擬，使學生的學習方式更加靈活。還可以進行實驗設計、實驗操作，使高校的實驗教學更有時代感，能夠激發學生的學習興趣，是對傳統實驗室的補充。虛擬實驗具有成本低、易操作、開放性等特點，其互動性是真實實驗無法實現的。計算機專業學生的實踐能力、科研能力和創新能力得到了提高[2]，可見將虛擬實驗與真實實驗相結合的教學模式具有現實的應用價值。

1 虛擬實驗與真實實驗整合教學模式的構建

1.1 虛擬實驗系統與真實實驗系統相輔相成

虛擬實驗平臺是將實驗中的實物虛擬化，以虛擬的形式呈現，學生在虛擬的實驗環境中會產生虛擬感，但并不會對實驗的真實性造成影響。對于真實實驗中難以解決的實際問題，在虛擬空間中就變得非常容易。如果實驗依然依賴于真實的實驗環境和真實的儀器設備，那么學生不僅要對實驗理論進行掌握，還要對操作實驗設備的技能進行掌握，這都需要一個漫長的過程，必然會影響到實驗效率[3]。

真實實驗是學生將實驗儀器充分利用起來，將其在真實實驗系統上安裝好，這樣就可以將兩者鏈接起來，在實際操作中，虛擬實驗也可同時進行。將虛擬實驗結合到真實實驗中，可以做到兩者的合理搭配，實驗效果更為理想，特別是在計算機網絡實驗教學中，這種實驗方法的效果非常明顯。

1.2 能夠應用到計算機實驗中

在計算機實驗中將虛擬實驗結合到真實實驗當中的實驗思路是圍繞著真實實驗展開的，虛擬實驗起到了補充的作用。將這兩種實驗方法結合起來，就是要在實驗中發揮學生的主體作用和教師的引導作用。在實驗課堂上，教師組織學生展開小組探究模式，對實驗評價體系予以改進，以培養出具備創新能力的計算機人才[4]。

將虛擬實驗與真實實驗整合后，實驗教學模式也發生了改變。與傳統的實驗模式不同，一些真實環境中無法操作、無法看到的實驗過程和結果都能夠在虛擬空間中呈現，使學生的實驗空間和實驗思維得到了擴展，能夠根據實際情況在兩種實驗平臺“穿梭”使用。將虛擬實驗帶入到真實實驗中，如果真實實驗遇到了難以解決的問題，就可以進入到虛擬實驗平臺尋找答案，同樣，在虛擬實驗中遇到的問題也可以在真實實驗中得以解決，兩者是相互促進的。

學生在實驗過程中發現問題時，對于實驗結果的驗證可以在不同的系統平臺上進行，甚至可以在虛擬實驗平臺上進行重新設計，然后再進行實驗并將實驗報告完成。教師在指導學生操作時，要幫助學生解決疑難問題，監控學生的實驗情況并作出評價。在整個實驗過程中，學生一直都是主體，實驗的整個過程都是學生自主進行的[5]。

2 構建虛擬實驗與真實實驗整合評價體系

在計算機實驗中如果依然運行傳統的實驗評價體系是無法滿足教學要求的，特別是現在的計算機實驗正在向研究性方向轉變，不僅要學生按照要求進行操作，還要具備一定的創新思維，要在實驗中充分發揮自己的創新能力，使學生的綜合能力能夠得以提升。在構建實驗教學評價體系時，要做到客觀、全面，應形成開放性的實驗空間，使實驗更加科學有效，將虛擬實驗方法與真實實驗相結合有助于研究性實驗的開展。實驗教學模式的轉向對于創新人才培養非常重要。

在評價體系的構建過程中，要做到評價主體多元化，要站在客觀角度對學生進行全面評價。除了教師參與評價之外，學生也要進行自評，并與同學之間進行互評，讓學生有更多的評價機會。采用多元化的評價方法需要將實驗設計成果、階段性成果與解決實驗問題的能力掛鉤，實施綜合性評價。同時，對于學生之間的協作能力要予以高度關注，強調學生的個性發展。在實驗教學中，評價可以起到一定的導向作用，對于選擇實驗教學內容以及實驗目標都起到了決定性的作用。

構建虛擬實驗與真實實驗整合評價體系時通常采用量規法，就是運用定量分析的方法將結構化的定量評價標準制訂出來。這種方法通常與評價目標存在相關性，評價指標也有多個維度規定，其特點是有良好的操作性、高準確性、評價標準公開化，將其應用于計算機實驗教學是非常適合的[6]。

量規評價法更加客觀，避免了主觀評價的不準確性，其中還包括學生的個性化評價，使評價更加公正。這種評價方法是動態實施的，教師可以針對不同的實驗項目對權重進行設置，實施有效量規，對學生的學習方向進行正確引導。另外，評價體系還能夠發揮激勵效應，使虛擬實驗與真實實驗的整合得到強化，構成一個有機整體。

3 結語

針對一些比較復雜的實驗，采用虛擬實驗方法可以使在真實實驗中很難觀察到的實驗現象呈現出來。將兩種實驗方法進行結合，使實驗更加靈活，操作方便。雖然虛擬實驗存在諸多優勢，但軟件的操作具有局限性，仍需要從自身需求出發對虛擬實驗軟件進行合理選擇，充分了解實驗軟件的優缺點，合理使用，以獲得高精度的實驗數據。