實驗教學中虛擬仿真技術的改進作用分析

貢海旭

【摘要】基于分析實驗教學中虛擬仿真技術的改進作用。首先分析出實驗教學中虛擬仿真技術的改進優勢，能夠避免設備問題發生;達到綠色實驗目的;檢驗學生實驗成果。其次分析出通過構建可視化實驗環境;創新新型的實驗課程;實施綜合的教學考查三種途徑，將實驗與虛擬仿真技術充分融合，有效的彌補傳統實驗教學的弊端，還進一步增強學生的實驗操作能力和知識綜合應用能力，從而，實現高效率的實驗教學。

【關鍵詞】實驗教學? 虛擬仿真技術? 仿真改進

在我國科學技術的迅猛發展之下，虛擬仿真技術已經廣泛應用到各個領域之中。尤其在實驗教學之中，運用虛擬仿真技術能夠高度還原真實的實驗環境和實驗對象，讓學生在虛擬的環境之下進行實驗操作，并且有效的解決實際實驗過程中任何突發情況，幫助學生更為全面的了解到具體的知識和實驗原理。因此，在實驗教學中，需要不斷改進和優化虛擬仿真技術，促使其發揮出最大化的教育作用和功能，逐漸培養學生的實驗能力、知識綜合應用能力和創新意識，從而實現學生的綜合素質能力水平的發展。

一、實驗教學中虛擬仿真技術的改進優勢

（一）避免設備問題發生。由于在實驗教學中，需要涉及到很多的設備和材料，以及大量的實驗操作，這單靠教學的講解是無法實現的。但是為了讓學生真正掌握具體的知識和原理，就需要學生進行親身的動手實驗，但是很多實驗不僅具有一定的危險性，還會經常出現設備的破損等等問題，十分不利于學生實驗的順利開展。而虛擬仿真技術的應用，能夠有效避免設備問題的發生，并為學生創造一個相對安全的實驗虛擬操作環境，有助于學生開展各種實驗探究和驗證，從而不僅增強了實驗教學的效率和質量，還降低了實驗的成本和危險系數。

（二）達到綠色實驗目的。在實驗教學中的虛擬仿真技術改進，能夠進一步突破實驗課程的空間和時間束縛。因為在現實的實驗教學中，很多實驗所需的材料具有一定的破壞性和污染性，尤其是一些化學、醫學等實驗，其實驗產生的廢液、廢渣等，不僅需要較高的后期處理成本，還會對環境和學生自身產生較大的影響，所以虛擬仿真技術則可以有效解決這些問題，真正達到綠色實驗的目的，進一步符合我國的生態教育理念。

（三）檢驗學生實驗成果。實驗教學，主要目的在于學生真正理解知識，將所學的知識吃透和內化。因此，通過虛擬仿真技術，可以將紙質的知識點進行可交互的方式呈現出來，學生能夠一目了然本次實驗的成果。同時，在實驗之中適當的為學生拓展知識點和技能，幫助學生更為全面的了解每一個知識點的細節之處，以便學生更好的把握。并且，虛擬仿真技術中的仿真操作、測試等軟件，能夠對學生的實驗成果進行檢驗，從而可以進一步了解到學生對知識和技能的掌握程度。

二、實驗教學中虛擬仿真技術改進的有效策略

（一）構建可視化實驗環境

無論是哪種實驗，直接的授課，或者多媒體設備作為輔助，都是略顯教學的抽象，導致學生難以直觀的了解到實驗的操作過程、實驗儀器的構造，以及實驗現象的形成等等。但是因為一些實驗具有一定的危險性和難度，不利于學生現實動手操作。

因此，對虛擬仿真技術的不斷改進，為學生創建一個可視化的實驗操作環境，促使學生仿佛進行真實的實驗操作，這樣學生能夠更為全面的認識到相關的實驗操作設備、器材和儀器等，并且學生經歷了實驗的過程，見證到實驗的現象，能夠幫助學生更為深刻的形成記憶和感悟。此時，教師利用實驗設備的三維模型為學生適當的知識點補充和講解，能夠增強實驗教學的直觀性和趣味性，從而在很大程度上實現了高效率的實驗教學。

（二）創新新型的實驗課程

在實驗教學中的虛擬仿真技術改進，教師就要合理的利用虛擬仿真技術，為學生創新新型的實驗課程，來增強實驗教學的效果和實效性。首先，教師可以將相關的知識點，以圖片、視頻和語言等形式為學生呈現，盡可能吸引學生的實驗興趣和動力。其次，教師可以共同探究仿真模型，根據人才培養的要求和內容，進一步改進和優化實驗教學，充分利用仿真教學軟件，為學生創建豐富的虛擬仿真實驗教學，從而逐漸培養出具備創新意識的應用型人才。

（三）實施綜合的教學考查

對于虛擬仿真技術的實驗教學，教師就可以展開多維度的教學評價，將虛擬與現實有效的結合，從理論考試、仿真操作考試和實際操作考試為主，實施對學生的綜合性教學考查。這樣，不僅改善了傳統閉卷考試的弊端和不足，還能對學生的模擬實驗操作評分，進一步了解到學生的知識掌握情況。同時，教師可以通過仿真軟件的反饋鞏固，去收集學生對軟件操作、實驗課程等方面的意見，以便教師有針對性的優化和改進虛擬仿真技術，不斷增強學生的實驗能力和科學素養。從而，學生既可以隨時隨地進行實驗的操作，及時對知識進行鞏固和檢驗，又能幫助學生更為直觀的了解實驗具體流程，促進學生的實驗操作技能和知識應用能力的提升，為學生的今后就業和工作提供有效的支持。

結束語：綜上所述，實驗教學中虛擬仿真技術的改進，能夠有效的彌補傳統實驗教學的弊端，還解決實際實驗操作中的危險性、設備不足等問題，進一步增強學生的實驗操作能力和知識綜合應用能力，實現高效率的實驗教學。通過教師對虛擬仿真技術的不斷優化與改進，將實驗與虛擬仿真技術充分融合，為學生創新新型的實驗課程，構建出較為真實的虛擬實驗環境，幫助學生更為全面的了解實驗操作流程，經歷實驗現象的形成，從而有助于學生深刻記憶相關的知識和原理，促進學生的綜合能力和綜合素養的發展。

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