虛擬仿真環境在高職院校課程教學改革中的作用

周月俠

摘要：鑒于高職院校某些課程內容抽象、知識點瑣碎、難以理解的特點，探索基于虛擬仿真環境在高職院校教學改革中的作用。借助虛擬仿真實驗，充分發揮虛擬仿真技術的優勢，有效利用虛擬仿真環境進行教學設計，提高學生興趣，提高課堂教學效果，有助于達成課程教學目標。

關鍵詞：高職院校;虛擬仿真;微機原理及接口技術;教學改革

實驗教學是高職院校培養高素質合格人才的重要實踐性環節，它可以幫助學生鞏固和加深對理論知識的理解，鍛煉學生在實踐中發現問題、分析問題和解決問題的能力。但很多高職院校受資金不足、空間不夠等諸多因素的影響，部分課程的實驗教學受到不同程度的影響。隨著虛擬仿真技術的發展，人們開始認識到虛擬仿真環境在教育領域的應用價值，它不僅可以輔助高校的科研工作，在實驗教學方面也有諸多顯著優點。為此，不少教師在教學過程中也進行了一些改革探索。

一、虛擬仿真環境在高職教學中的優點

（一）成本低

在實際實驗教學中，許多昂貴的實驗器材，由于受價格的限制而無法普及;有些實驗因時間持續很長以致無法開設。利用虛擬仿真技術，在多媒體計算機上建立虛擬仿真環境，學習者可以身臨其境般地操作虛擬儀器，操作結果可以通過儀表顯示反饋給學生。這種實驗既不消耗器材，也不受場地等外界條件限制，并且可重復操作，直至得出滿意結果，改變了傳統演示實驗的教學模式，有效地解決了實驗條件與實驗效果之間的矛盾。

（二）效率高

虛擬實驗室有著良好的在線幫助和學習功能，可以幫助使用者迅速掌握實驗研究本身和達到實驗研究的具體目標和要求。另外互聯網和相關技術的飛速發展，促進遠程虛擬實驗室的發展，拓展了遠程教育的領域。在遠程虛擬實驗室中，實驗不再局限在物理空間的實驗室中，實驗者可以通過網絡不受時空限制地利用實驗設備進行實驗，和其他實驗者共享資源，可實現合作實驗、指導實驗、遠程實驗等，大大提高學習和研究效率，為實驗教學環節提供強有利的支持。

（三）安全性高

在高職教學過程中有些實驗由于危險系數太大，是不能讓學生做的。虛擬實驗教學的一大優點還在于其絕對的安全性，不會因操作失誤而造成人身事故。

二、基于虛擬仿真環境的課堂教學與實踐

以《微機原理與接口技術》課程為例，該課程是學習計算機硬件原理與指令系統及其應用最重要的課程之一，對提升學生的計算機硬件應用能力非常重要。課程實踐性較強，教學內容卻非常抽象，在教學過程中存在著教師教學難度高、學生學習困難大的現象。課堂實際教學中演示實驗設備不足，目前實驗教學大多以集成實驗箱為教學媒介，不利于課堂理論教學過程中互動演示。在實驗教學過程中開設的實驗綜合性不夠，容易忽視硬件設計、軟件調試過程的協同，相當一部分學生僅限于簡單模仿，知其然而不知其所以然，容易造成學生的學習積極性隨著教學過程的進行而降低。若將這門實踐性很強的課程也視為普通理論課，教學效果肯定不夠理想。

隨著虛擬仿真技術的發展，使仿真實驗在課堂上進行實踐演示成為可能。借助于計算機仿真技術將微型計算機內部編程結構、工作原理、指令系統及外圍接口技術等抽象內容以圖形化方式動態展示，通過課堂現場演示，學生更易接受，從而加深對微型計算機系統硬件結構、工作原理及指令執行過程的理解，掌握其特點和規律。通過在課堂理論教學中融入虛擬仿真實驗案例，可有效解決實驗教學環節在實驗場地、時間安排方面的不足，大大改善理論教學與實踐環節間的互動。學生在課堂理論教學過程中通過虛擬實驗過程便可了解相應理論知識在實際微機系統中的作用與用法。虛擬仿真環境的引入，借助合適的教學案例，以問題為導向，逐步實現課堂教學向著以學生分析解決問題能力提高為目標的模式轉變。

三、小結

教學實踐證實，借助虛擬仿真技術，可更好地將某些課程中碎片化的知識融會貫通。通過案例化虛擬仿真實驗演示，一方面可切實提高學生主動學習的積極性，活躍課堂氣氛;另一方面，通過抽象內容的形象化展現，引導學生主動思考，培養學生掌握分析問題、解決問題的方法。教學過程以幫助學生運用相關知識解決實際問題為目標，使學生在問題解決的過程中獲得現實體驗，而不僅僅是抽象的程序、結論，探索實踐以學生為中心的教學模式。教學實踐表明，基于虛擬仿真環境，可有效提升課堂教學效果，有助于培養學生的創新意識，提供實踐動手能力。

參考文獻：

[1]黃景濤，徐迎曦，邱聯奎，曹哲.基于虛擬仿真環境的微機原理與接口技術課堂教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2016，（02）：108-109.

[2]吳殿紅.基于8086的SRAM讀寫控制仿真實現[J].信息通信，2014，（02）：65-66.

課題項目：

本文系市級課題《高職院校基于虛擬仿真環境的微機原理與接口技術教學改革研究》（項目編號：HSS2018007）。