創新能力培養為導向的虛擬仿真實踐教學模式構建

方登科

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著我國高校教育不斷發展，創新能力作為推動社會發展的源動力，培養學生創新能力成為高校教育的重點。虛擬仿真實踐教學的出現解決了傳統高校實踐教學的難點，虛擬實踐教學模式已經成為高校教學改革的發展方向。通過論述高校虛擬仿真實踐教學的現狀和問題，探索以創新能力培養為導向的虛擬仿真實踐教學新模式。

[關? ? 鍵? ?詞]? 虛擬仿真實踐教學;創新能力;模式

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）03-0050-02

一、引言

學生創新能力的培養是讓學生通過理論知識的學習和實踐經驗進行科學創造，產生新理念、新技術、新產品、新成果的能力。學生創新能力是需要開發和培養的，在目前高校實踐教學中影響學生創新能力的因素主要是教學環境、教學模式等。實踐教學是培養學生創新能力和實踐能力的重要教學手段，結合高校實踐教學發展需求，構建以創新能力培養為導向的虛擬仿真實踐教學模式，可以有效地將學習科研資源、實驗教學、實踐訓練等融合在一起，學生在虛擬仿真實踐教學平臺上能夠充分發散思維，激發自身的創新思想，實踐創新能力，提高綜合素質。實踐能力和創新能力是學生步入社會后在職場中發展的核心競爭力。

二、虛擬仿真實踐教學的定義

虛擬仿真實踐教學依托虛擬現實、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，學生在虛擬環境中開展實踐學習，通過互聯網信息技術充分滿足學習的實踐學習需求和教師的教學需求，打破了傳統實踐教學的局限性，最大可能地滿足教學內容的實踐要求，提升實踐教學效果。虛擬實踐教學是連接課程教學和實踐教學的橋梁，讓實踐教學能夠更加容易地融合理論知識，從而推動教學效果的提升，目前虛擬真實驗教學已在眾多高校得到廣泛的應用。

三、虛擬仿真實踐教學的特點

（一）演示性

虛擬仿真實踐教學通過利用互聯網信息技術，對實踐教學內容進行設計模擬，制作成符合實際實踐的情景，學習在進行實踐學習中能夠快速進入實踐角色，在實踐場景中開發自身思維，將理論知識應用到實踐中，通過對整個實踐活動的參與和操作，培養學生的實踐能力和激發學生的創新能力。虛擬仿真實踐教學的演示性能夠讓學生更加清晰直觀地了解學科實踐知識，提升學生的學習興趣，提升實踐教學的教學效果和質量，從而高效實現實踐教學目的。

（二）實踐性

虛擬仿真實踐教學重點是培養學生的實踐能力，將學生在課堂中學習的理論知識轉化為實踐技能，開發學生的創新型思維能力，改變學生實踐能力弱、實踐性不強的弱點。虛擬仿真實踐能夠借助互聯網信息技術、多媒體技術等完整一些現實中不可能進行的實踐教學，打破了實踐教學的壁壘，彌補了傳統實踐教學的不足。學生能夠根據教學內容在虛擬仿真實踐教學平臺上自由操作，熟悉實踐活動中細節，提升實踐能力。同時學生也能通過虛擬實踐平臺不斷驗證自身的創新思想和思路，激發學生的創新思維。

（三）趣味性

傳統的實踐教學，內容枯燥，教學模式單一，學生在實踐學習的過程中提升不了學習興趣，在學習中不能集中注意力，教師不能有效地激發學生的學習欲望，使實踐教學達不到預期目標，虛擬仿真實踐教學通過利用互聯網信息技術、多媒體技術、虛擬技術等構建情景化的實踐教學環境，能夠極大地提升學生的學習興趣。情景化的特點是在最大程度上吸引學生的注意力，自主化、開放性的虛擬仿真實踐教學平臺能夠激發學生的自主學習動力，有助于學生發揮出自身的創造能力，從而提高學生的學習效果和創新能力。

四、虛擬仿真實踐教學項目建設中的問題

（一）原創性不足

隨著多媒體、數據庫、網絡以及虛擬現實等技術在教育領域的應用，國內部分高校相繼開展了仿真技術和基于網絡的虛擬實驗及教學應用的研究，構建來大量的虛擬仿真實踐教學平臺，一些高校在建設虛擬仿真教學平臺時，不能有效地結合自身院校的教育情況和學生情況，一味地模仿國內外先進的虛擬仿真教學平臺，在平臺內的實踐項目都是通過市場購買的方式獲得，原創性低，導致教師在實際利用虛擬仿真平臺進行實踐教學中不能很好地契合本專業教學內容和發展，出現虛擬仿真實踐教學與高校理論知識脫節的現象。

（二）實踐項目質量不高

在虛擬仿真實踐教學平臺中，實踐項目是核心部分，實踐項目是連接理論知識與實踐能力培養的通道。目前高校在虛擬仿真實踐教學平臺建設中，為了追求虛擬仿真實踐教學平臺的科技性和完整性，許多實踐項目不符合高校自身的發展需求，需要重復建設實踐項目，造成了資源浪費、實踐項目質量不高等問題，導致學生不能有效學習到符合社會需求的實踐技能，學習的相關實踐知識落后于市場發展，使高校培養出來的實踐性人才滿足不了市場的需求。

（三）缺乏標準化

虛擬仿真實驗教學項目建設尚無統一的技術標準和規范，因而資源的兼容性不強，二次開發難度較大，管理平臺的系統架構、數據庫支持、功能模塊、運轉流程等各不相同，相互對接存在障礙。

（四）開放共享不足

部分高校虛擬實踐教學平臺開放性不強，資源不能有效共享，學習在實踐平臺學習只能借助教師引導，不能進行自主學習模塊，限制了學生的創新思維發展。封閉的實踐平臺會逐漸與社會脫軌，相關的技術、實踐項目等都會慢慢被淘汰;開放性的實踐平臺能夠與社會接軌，不斷獲取社會的實踐知識來充實實訓平臺的項目，以便于及時跟進相關知識的學習，保障學生的學習需求和教師的教學需求。

五、構建以創新能力培養的虛擬仿真實踐教學新模式

（一）依托學科優勢，自主研發虛擬仿真實踐教學資源

在虛擬仿真實踐教學中，通過虛擬技術、互聯網信息技術構建了情景化的實踐教學場景，為教師創造了良好的實踐教學環境，其中培養學生創新能力和實踐能力的關鍵在于實踐教學資源，實踐教學資源的研發需要根據高校學科專業的實際情況和社會發展需求，借鑒國內外先進的虛擬仿真實踐教學項目設計理念，融合成符合高校本專業發展的實踐教學資源。在實踐教學資源的研發中充分發揮實驗學科優勢和專業特點，推進虛擬仿真實踐教學平臺的建設，將科研成果轉化為實踐教學內容，將在整體上提高虛擬仿真實踐教學的質量。

（二）構建安全穩定的虛擬仿真實踐教學平臺

虛擬仿真實踐教學平臺的核心是信息技術，信息化建設中最重要的是安全性，網絡安全是保障虛擬仿真實踐教學平臺發展的關鍵，虛擬仿真實踐平臺是滿足整個高校各個專業的實踐教學需求建立的，可以實現多學科、多類型的實踐教學活動。通過將虛擬仿真實踐教學管理平臺托管在高校中心機房，通過利用機房穩定的網絡供給和分流能力，保障虛擬仿真實踐教學平臺的平穩運行，更好地服務廣大師生，同時也能節省不必要的管理成本，避免造成資源浪費。同時通過機房自身的病毒查殺功能、網絡攻防技術、信息加密技術等有效地保障虛擬仿真實踐教學平臺的信息安全問題。

（三）校企合作共建虛擬仿真實踐教學平臺

高校構建虛擬仿真實踐教學平臺過程中切勿閉門造車，虛擬仿真實踐教學平臺十分依賴先進的技術支持，高校可以通過與校外企業聯合溝通構建虛擬仿真實踐平臺，借助校外企業的信息技術和市場認識優勢，讓虛擬仿真實踐教學資源更加貼合社會市場。在校企共建的過程中，高校將學科特點和發展需求進行深度規劃，為虛擬仿真實踐教學平臺提供學術指導和培訓職責，校外企業提供信息技術支持、平臺運營、產品開發、設備支持等，在虛擬仿真實踐教學平臺建設完成后，企業享用平臺的經營權，高校擁有免費使用和著作權。這樣的校企合作模式，能夠效解決高校在建設虛擬仿真實踐教學平臺時資金不足、信息技術落后的問題，利用校企合作的模式不僅有效緩解了資金問題和技術問題，同時也讓實踐教學平臺更加符合當下的市場需求，培養出來的應用性人才能夠更加適用于社會。

大數據、云計算、物聯網、人工智能等現代信息技術的迅猛發展，傳統的高校教育模式已經滿足不了社會的需求，培養具有創新思維的實踐性人才是高校教育發展的趨勢，以創新能力為導向構建虛擬仿真實踐教學平臺，為學生提供將理論知識轉化為實踐能力的環境，提升學生的創新思維和實踐能力，為社會培養一流創新人才。

參考文獻：

[1]李佳，徐陽.基于虛擬仿真實踐的研究生創新創業能力培養模式研究[J].黑龍江科學，2018，9（4）：162-164.

[2]何小溪，仲偉峰，周威.創新人才培養實踐教學體系的探索與構建[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2014（1）：75-76.

[3]賀占魁，黃濤.虛擬仿真實驗教學項目建設探索[J].實驗技術與管理，2018，35（2）：108-111，116.

[4]楊戈，黃宇媚.民辦高校虛擬仿真實驗教學中心建設發展模式探索[J].知識經濟，2019（9）：140-141.

[5]趙爽，王敏，萬鑫，等.渤海大學化學化工虛擬仿真實驗教學中心的建設與探索[J].當代教育實踐與教學研究，2019（3）：90-91，236.

[6]程勇，孫科學，郭宇鋒，等.信息電子技術虛擬仿真實驗教學中心建設的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2018，37（5）：153-157.

[7]蔣建清，曹國輝，陳東海，等.應用型地方高校土木工程虛擬仿真實驗教學中心建設探索[J].實驗室研究與探索，2018，37（2）：144-149.

[8]蘇文學，江娜，吳恒濤.以創新能力培養為導向的虛擬仿真實踐教學模式構建：以航海類專業研究生為例[J].當代教育實踐與教學研究，2020（12）：220-221.

[9]平震宇，李培峰，顧曉燕.MOOC環境下嵌入式系統虛擬仿真平臺的實現與應用[J].實驗室研究與探索，2020，39（4）：91-94，159.

編輯 陳鮮艷