基于虛擬仿真的計算機類課程實驗教學改革分析

摘要：把虛擬仿真技術融入計算機類課程實驗教學中，可以有效的改善計算機網絡實驗機教學當中存在的問題。在現代計算機實驗教學中教師可以利用虛擬仿真技術創建計算機仿真實驗室，不僅可以提高計算機實驗教學效率，還可以從根本上去改變學校資金不足、設備老化、大規模網絡無法模擬等問題?；诖?，本文首先簡要分析了虛擬仿真技術概述和特點，隨后從三個方面分析了基于虛擬仿真的計算機類課程實驗教學改革思路，以此來供相關人士交流參考。

關鍵詞：虛擬仿真;計算機;課程實驗教學;改革

引言

計算機類課程是高校計算機工程專業的主要課程，學生在課堂上不僅要熟知計算機網絡知識，還需要提高自己的實踐操作能力。現如今國內很多高校都開展了計算機類課程教學，但是受一些因素的影響，學生只能在課堂上學習和分析相關的理論知識，很少有動手操作的機會。長此下去，學生慢慢的就會失去對這門學科的學習興趣。想要改變這種現狀，在教學過程當中，教師可以計算機類相關的知識融入到虛擬仿真實驗室中，這樣不僅可以提高學生的學習興趣，還可以提高學生的實操能力。

一、虛擬仿真技術的概述和特點

（一）虛擬仿真技術概述

如今，虛擬仿真技術已近被運用到社會各個經濟領域當中，而且還產生了巨大的經濟效益，虛擬仿真已成為社會未來發展的必然。虛擬仿真技術還可以被稱為“網絡仿真技術?！逼鋵?，虛擬仿真技術是科學手段的一種，在實際的教學當中教師可以利用虛擬仿真技術輕松的構建出計算機網絡課程教學平臺，為網絡教學提供科學數據并制定相應的操作方案。

（二）虛擬仿真技術的發展

虛擬仿真技術經歷了以下四個階段：第一階段，物理仿真階段。在此期間，虛擬仿真技術是實物仿真和物理效應仿真方法。第二階段，模擬仿真階段。在這期間，虛擬仿真技術采用模擬計算機仿真技術;第三階段數字仿真階段。在這二十年間，虛擬仿真技術大踏步地向前進了一步。進了60年代，數字計算機的迅速發展和廣泛應用使仿真技術由模擬計算機仿真轉向數字計算機仿真。數字計算機仿真首先在航天航空中得到了應用;第四階段虛擬仿真階段。

二、基于虛擬仿真的計算機類課程實驗教學現狀

教育，是人類發展永恒的主題。在全球化趨勢日益顯著，社會進步日新月異的信息化時代，構建人類命運共同體對互聯網、人工智能提出了新的課題，更為教育賦予了新的使命。高校專業人才的培養，不僅是對學生的培養也是對教師的培養，更是對行業從業人員的終身教育。虛擬仿真技術應用于計算機類學科教學，可以很好地將人才培養模式進行優化。虛擬仿真、信息技術、課程教學和實驗教學的融合，經過實踐檢驗，具有提升學生學習興趣，提高專業人才培養質量的積極作用。同時，虛擬仿真、信息技術與教育教學的融合，對教師教學水平和綜合能力的提升提出了新的要求。近年來，虛擬仿真技術與高校計算機類學科深度融合，為教育理念的變革、教學模式的轉變、人才培養的創新提供了契機，也為中國高等教育現代化的強大提供了動力。與此同時，相關產業行業也在企業與高校的協同育人過程中，得到了發展與成長。企業在與高校聯合開展虛擬仿真實驗項目開發的過程中，與相關學科專業聯合組建團隊，在實現技術支持和服務的同時全程深度參與項目建設，不僅實現了實驗項目的教學目標，同時提升了教師運用虛擬仿真技術從事教學工作的能力和水平。根據調查顯示，國外很多大學都創建了網絡虛擬實驗室，并且已經開始投入使用。但是我國只有一些重點大學創建了網絡虛擬實驗室。

三、基于虛擬仿真的計算機類課程實驗教學改革思路

（一）校企合作模式的探討

校企合作是計算機類學科虛擬仿真實驗教學改革的主要措施。學校需要根據學科發展需求認真的研究校企合作方法，積極和企業共同構建實驗基地。企業可以根據學生的學習需求和實踐教學場景，幫助學校創建更多真實性的企業工作場景，幫助學生提前適應企業環境。比如說，南京恒點信息技術有限公司是一家虛擬仿真實驗、實踐教學體系綜合服務。自成立以來，公司始終致力于探究并發掘企業技術優勢，與高校專業人才培養相結合的共建模式。2018年南京恒點信息技術有限公司與南京航空航天大學共建的"飛機大部件裝配虛擬仿真實驗"項目作為特邀項目，從298項國家級示范項目中脫穎而出，在2019年中國慕課大會上進行了經驗介紹和展示。

（二）教學方法和教學模式的改革

課程建設的教育信息化是人才培養的核心，同時也為虛擬仿真與高校人才培養的真正融合創造了條件和契機。在實際教學中教師應該合理的分析學生學習能力和企業的需求，創新教學內容加大教學改革力度。在進行計算機虛擬仿真實驗教學之前，教學小組可以對學生進行談話或者填寫調查問卷，深入了解學生的需求和教學中存在的問題。在內容選擇上，要結合學生的學習能力和企業的實際需求，借助虛擬仿真技術和仿真軟件構建真實的工作環境。

（三）實驗教學隊伍的建立

近幾年，隨著信息技術和電子技術的不斷發展，國內已經有很多家的企業和機構對虛擬仿真技術進行深入研究，并取得了一些成果。并且還有很多國內外的高校已經投入使用虛擬仿真實驗室。經過多次實驗和調查，可以發現虛擬仿真實驗室可以促進計算機類實驗教學效。信息技術的和計算機學科的融合，對教師的專業能力提出了新要求。高校的骨干教師和高層領導應該共同進步。與此同時，高校和合作企業應該定期開展技能培養活動，增強教師的專業能力和教學能力，豐富教師的實驗經驗。

（四）科研以及教學相互結合

高校領導需要把教學和教師的科研結合到一起，形成一種新型的教學模式。在課堂上教師可以把自己科研成果作為教學內容的一部分，也可以把科研成果運用到虛擬仿真實驗教學當中，豐富教學內容。這種教學模式不僅可以豐富學生的視野，也有助于培養學生的創新能力。

四、虛擬仿真技術在計算機網絡課程教學中的應用

隨著計算機技術和網絡通信技術的發展，高校計算機類相關的課程成為了計算機網絡課程教學當中的主要內容。但是計算機類專業學科中有很多復雜的知識和一些復雜的網絡硬件。學生在學生過程當中需要花費大量的時間需掌握這些知識，解決這些難題?，F如今，學?？梢岳锰摂M仿真技術幫助學生和教師高效率的解決這些難題，不但節約了時間還可以幫助學生可以對計算機教學內容更加有效的理解，激發學生對計算機知識的學習興趣，從而提高教學質量和教學效率。但是，在實際教學中虛擬仿真技術和課程教學的融合還存在一些問題，這就要求計算機專業的教師對二者之間的關系進行研究和分析。把之前學生無法理解、很難理解的抽象知識進行研究，幫助學生更快的吸收新知識和新內容。在計算機實際操作中，教師還需要引導學生帶著問題去進行學習，在課堂上學生之間還可以自我評價。

五、結束語

綜上所述，把虛擬仿真技術運用到計算機類實驗教學中，不僅可以幫助學生理解課本上復雜的知識和內容，還可以幫助學校降低教學成本，提高教學效率。與此同時，學生在這種教學環境下可以加深對實驗教學的印象，可以更好的把理論知識和實驗操作結合到一起。在實際的教學中，學校應該積極和當地的企業合作，幫助學生創建真實的工作場景。

參考文獻

[1]黃雅晶.虛擬仿真實驗在高校計算機類課程中的應用[J].新智慧，2018，000（002）：54-55.

[2]唐燈平，凌興宏，魏慧.新工科背景下的計算機網絡類課程實踐教學模式探索[J].計算機教育，2019，000（001）：72-75.

[3]崔來中，陸楠.新工科背景下面向虛擬仿真實驗的計算機網絡課程實驗教學探索[J].計算機教育，2019，291（03）：150-154.

[4]李志紅.基于"技術遞進"的計算機應用技術專業課程虛擬仿真實訓平臺的搭建分析[J].中國多媒體與網絡教學學報（中旬刊），2019（04）：18-19.

作者簡介

陶廣（1977.1—），男，漢族，湖北省武漢市人，職務：武漢生物工程學院教師，職稱：講師，學歷：碩士研究生，研究方向為物聯網方向。