虛擬仿真實驗室的創新性實驗教學改革探索
——以企業經營管理沙盤實訓課為例

高梓源

廣西財經學院 廣西 南寧 530000

引言

在信息技術快速發展的今天，虛擬仿真實驗室成為高校教學改革的重點內容。虛擬仿真實驗室不僅可以為學生提供真實的實驗環境，還有利于提高學生在實驗中的規范性和科學性，為學生未來的就業奠定良好的基礎。本文將以企業經營管理沙盤實訓課為例，對虛擬仿真實驗室教學的改革進行討論。

1 虛擬仿真實驗室概述

虛擬仿真實驗室是以大數據技術和網絡技術為核心，利用計算機的手段實現實驗室內的虛擬操作和測試。在虛擬仿真實驗室中，通過虛擬環境所提供的交互功能自主的進行實驗，能夠進一步提高實驗空間的經濟性、高效性和開放性。虛擬仿真實驗室能夠進一步推動教育信息化的發展進程[1]。通過先進的計算機系統，虛擬仿真實驗室能夠順利進行各類實驗，并對實驗的真實環境有效模擬，為學生盡可能的排除實驗過程中存在干擾性，以此提高實驗成果的質量。除此之外，虛擬仿真實驗室能夠最大程度的減少實驗資源的浪費，尤其在一些需要消耗大量資源或實驗操作較為復雜的實驗中最為突出，有效控制學校開展實驗教學的成本。

2 虛擬仿真實驗室在教學中的作用

2.1 提高仿真實驗的還原性

虛擬仿真實驗室能夠利用計算機的仿真技術為學生提供更加真實的人機交互，利用其自帶的各類場景模擬軟件將實驗環境與真實情況無限貼合，學生在實驗中實現理論知識的學習和提升、計算機技術的掌握和虛擬仿真技術的了解。在通仿真實驗室進行實驗時教師可以借助圖片、表格、視頻等形式來完成對整個實驗過程的再現，并和學生一起將實驗操作的整體過程記錄下來[2]。這樣一來，學生的理論知識能夠更加扎實，也能更加科學合理地運用理論知識指導實驗操作，為學生學習質量的提高奠定了良好的基礎。

2.2 提高仿真實驗安全性和創新性

在真實的實驗環境中，由于一些實驗存在一定的風險，因此保障實驗的安全性同樣是學校實驗教學的重點工作之一。如果學生沒有熟練掌握實驗的正確操作步驟和流程，以至于在實驗中出現了操作等情況，有可能造成嚴重的實驗室安全事故。在虛擬仿真實驗室的幫助下，學生的實驗安全性能夠得到有效保證，避免還有因為操作失誤而出現的風險隱患，也能夠有效控制實驗室資源的損耗。同時，在虛擬仿真實驗室的實驗教學過程中，學生能夠被實驗室的不同環境因素和條件設置所吸引，更加積極主動地投入實驗變量的探索中，提高對實驗的興趣和熱情，為學生實現創新奠定了良好的基礎[3]。在這樣一個更加開放的自由實驗環境中，學生的學習熱情和主觀能動性被充分調動起來，有利于進一步提高課堂教學和水平。

2.3 緩解實驗室教學資源緊張的問題

在實驗教學的實際過程中，由于教學的需求極有可能出現實驗室資源不足、實驗室設備落后、實驗室空間過小等問題，嚴重影響了實驗室教學的質量，影響學生學習效率。這不利于進一步提高實驗教學的效率，也不利于滿足不同學生的學習需求，無法真正讓學生及時有效地將理論知識應用到實踐中。而在虛擬仿真實驗室的幫助下，學生可以直接通過計算機進行實驗模擬，滿足了不同學生對實驗要求。虛擬仿真實驗室可以對不同的實驗環境和實驗條件運行高度還原，也能夠提供更加真實準確的實驗數據，學生通過操作能夠更加規范的完成實驗流程，有效解決了實驗室短缺的問題，幫助學校緩解教學資源緊張的壓力，為每位學生實驗能力的提高奠定了良好的基礎[4]。

2.4 實現多學科交叉教學

虛擬仿真實驗室是以計算機技術為核心的教學資源，因此能夠覆蓋多項學科，滿足不同專業學生對實驗的需求，幫助不同專業學生成不同種類實驗的訓練，也能夠為學生提供其他專業的實驗成果輔助學習，為學生實現跨專業的實驗研究奠定了良好的基礎。因此，學生可以借助虛擬仿真實驗室進行多學科交叉的學習與探索，幫助學生養成良好的自主學習習慣，培養學生的創新能力和探索精神，讓學生真正成長為社會所需要的復合型人才。

3 虛擬仿真實驗室教學的特點

3.1 可擴充性

信息技術的快速發展推動著各學科不斷涌現創新型知識。這就需要學生在學習的過程中積極投入到新知識的探索和驗證中。但是針對不同的知識內容需要開展不同也需要不同的，也需要不同的實驗器材和實驗資源。如果在真實的實驗室中進行大量設備和資源的采購，必然會造成實驗室管理成本的提升。因此，通過虛擬仿真實驗室難道有效解決這一問題，對各類新知識的實驗項目進行虛擬環境模擬，即便涉及不同學科也能夠順利完成實驗，減輕了實驗室的器材購買壓力，有利于控制實驗室的管理成本。

3.2 教學交流更流暢

通過虛擬仿真實驗室，教師可以直接在線上完成對學生的實驗指導，及時有效的幫助學生實驗中存在的問題。學生可以通過虛擬仿真實驗室上傳具體的實驗過程，記錄實驗中的各項參數，完成實驗報告，有效地提高了學生的實驗效率和實驗質量。

3.3 教學資源投資更節約

在傳統的實驗室中，不僅需要花費高額成本購買大量的實驗儀器，還需要定期對實驗設備進行維護和保養，并及時補充相關實驗資源。而在虛擬仿真實驗室下，能夠減輕學校購買和維護實驗設備的壓力，通過虛擬環境的創造為學生建設一個更加安全、資源更加豐富的實驗環境，滿足不同學生的學習需求。教師通過在虛擬仿真實驗室中的實驗示范，能夠讓學生更加清楚值班的從不同角度觀看實驗的具體流程和操作細節，有利于減少學生在實際操作中的失誤，也能夠避免學生實驗室對儀器設備造成的損壞和材料浪費，使得教學資源的投資得到有效控制。

4 虛擬仿真實驗室的創新性實驗教學改革路徑-以企業經營管理沙盤實訓課為例

4.1 實現教師碎片化教學的探索

通過虛擬仿真實驗室對企業經營管理進行虛擬仿真，并結合真實教師將傳統，讓教師通過錄制微視頻的方式將傳統的沙盤運營規則進行針對性的講解和描述，并為學生提供更多經典的企業經營管理案例，并將案例做成微視頻點評的形式，以此來構建一個根據真實性的微教學資源環境。由于在虛擬仿真實驗室中具有云存儲的服務功能，能夠存儲大量的教學視頻和教學資源，便于學生隨時隨地的獲取資源、觀看視頻，及時與教師進行互動與溝通，以便在虛擬仿真實驗室的教學中提高教學質量和學習效率，這也進一步促進了教師碎片化教學的迅速發展，讓學生能分利用空余時間完成理論知識的學習，以便為實驗教學打下良好的基礎。

4.2 促進學生社會化學習的探索

在虛擬仿真實驗室的教學過程中，學生通過虛擬實驗的方式切身的體驗企業經營管理的整個過程，也可以觀察其他人在進行模擬實驗室的行動情況，從他人的實驗經歷中提高管理的水平和經驗，促進學生社會化學習的發展。在虛擬仿真實驗室中，學校可以通過云計算平臺為學生提供平臺認證系統，不僅能夠幫助學生更好地模擬運行環境，還能夠實現用戶的積分排行，幫助教師完成課業任務的發布，讓學生能夠及時接受。單人任務或者團隊任務，并且在確定的討論空間里與其他學生進行實驗經驗的交流與分析，讓實驗環境更加趨向于真實的社區管理模式，那學生能夠順利通過虛擬仿真實驗室的平臺實現有效的企業經營管理方案分享，與其他學生交流學習的體會，并且通過平臺結成不同的學習團隊，為企業經營管理沙盤實訓課的團隊合作奠定良好的基礎。

4.3 完成軟件平臺化設計的探索

4.3.1 租用云平臺使虛擬仿真實驗室運行性能進一步提升。目前的公有云服務日趨成熟，因此學校在構建虛擬仿真實驗室的過程中，應該充分發揮云平臺的優勢，滿足不同學生的學習需求，更加優化虛擬實驗室的資源配置，并且利用云計算統計虛擬仿真實驗室的運行周期變化情況，在滿足不同學生學習需求的基礎上合理分配高峰期和空閑期的資源，使虛擬仿真實驗室的運行成本得到有效控制，從而使虛擬仿真實驗室的利用效率進一步提高，促進教學質量和教學水平的提升。

4.3.2 促進跨平臺運行的云端系統不斷完善。虛擬實驗室在進行企業經營管理沙盤實訓模擬時，通過云計算環境來實現跨平臺管理，使不同終端的不同系統能夠有效連接。同時，通過打造“短鏈接-回放”的方式幫助學生更好地完成數據的儲存，將企業經營管理沙盤實訓中所產生的各類邏輯計算和信息上傳到云服務器中，隨后向學生返回云服務器產生的表現腳本，并將服務器所發回的壓縮視頻流進行有效回放，更加直觀清晰的展示服務器的執行過程，并提供更加準確的計算結果[5]。在仿真虛擬實驗室中，企業經營管理沙盤實訓的各項業務處理邏輯由服務器的云端全權管理，進一步提高了代碼的安全性，使得系統的運行、存儲和通訊等朝著更加高效便捷的方向發展，能夠為學生提供更加優質的體驗。

4.3.3 實現科學訓練的人機對抗模式。通過虛擬仿真實驗室，企業經營管理沙盤實訓課能夠彌補傳統電子沙盤教學時存在的不足，為學生提供更多形式的人機對抗模式，進一步提高了教學的質量和水平。學校通過虛擬仿真實驗室為學生構建人機對抗環境，能夠進一步打破傳統實驗教學中的人數限制，與不同的計算機進行博弈。同時學生可以借助虛擬仿真實驗室建立動態的方案庫，以便對不同的市場環境進行有效甄別，并及時將學生的博弈方案上傳至方案庫中。在虛擬仿真實驗室中，人機對抗模式能夠為計算機提供更多的學習方案，以便為學生提供更多的環境模擬，讓學生能夠實現對經營管理方案的不斷優化升級，表面上是與計算機進行模擬對抗，實際上是與不同人才所提供的經營方案進行競技模擬，能夠幫助學生更快的社會化學習模式，有利于學生學習質量和學習效率的提升。

4.3.4 建立更加精準的成績考核體系。通過虛擬仿真實驗室，企業經營管理沙盤實訓課能夠將不同學生的學習全過程進行有效記錄，避免了傳統教學模式下僅僅根據學生的模擬實訓成果進行打分的弊端，并且建立起的分崗方案數據庫能夠更加針對性地評估不同專業學生的學習成果，根據專業的培養需求有側重的這個學生進行評估考。

在虛擬仿真實驗室的環境中，學生所有的實驗數據和實驗細節都已經錄入到相應的云平臺中，并通過大數據技術相關數據進行分析和處理，根據不同難度和不同崗位將學生劃分為不同的評價維度，對學生的模擬實訓成果進行科學對比，準確真實地提供不同訓練層次下企業經營管理模擬的真實報告，向學生指出在進行實訓時存在的不足和缺點，并結合學生的實訓流程和實訓成果進行打分，為學生提供更加詳盡的考核數據，以便學生及時調整自己的經營策略，并及時與教師進行溝通交流找到產生偏差的原因，幫助教師更好掌握學生的學習情況，以便有效的調整實訓培養方案，促進教學質量的提升。

5 結束語

綜上所述，通過虛擬仿真實驗室開展實驗教學，不僅能夠有效地提高學生的學習質量，還能夠保障學生的實驗安全。因此學校應該積極推動虛擬仿真實驗室的建設和完善，促進實驗教學的創新改革，充分利用信息技術提高實驗室教學的效果和水平，有效推動教學質量和教學效率的提高。