虚拟仿真教学在应用型本科中的应用

胡东萍 张延玲

摘 要：文中分析了应用型本科的人才培养模式，探讨了应用型人才培养过程中出现的问题。通过分析虚拟仿真教学的特点，提出将虚拟仿真教学应用型本科教学环节中的优势和巨大潜力。

关键词：虚拟仿真教学；应用型本科；人才培养

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）06-0063-01

引言：

我国本科高等教育已从精英教育阶段过渡到大众化教育阶段，其主要功能是为广大本科生教授社会理论知识和培养实践应用能力，即打造本科应用型人才，来适应社会的发展和需求。应用型本科重在“应用”二字，其核心环节是实践教学[1]。虚拟仿真实验教学主要依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，实现真实实验不具备或难以完成的教学功能[2]。将虚拟仿真教学引进到应用型本科教学环节中，能够节约大量资源，充分发挥学生的主观能动性，并避免部分实验对环境的污染[2]。

一、应用型本科教学的培养模式和特点

应用型本科是指以应用型为办学宗旨，重在“应用”二字，培养出具有较强社会适应力和竞争力的高素质应用型人才。应用型本科教学要求各个专业紧密结合当地及自身特色，注重学生实践能力培养，从教学体系建设中体现出“应用”二字，其核心环节为实践教学[3]。

应用型本科中培养的是“理论应用型”人才，他们是社会各行业中应用科学技术理论从事相关专业工作的应用型人才； 从知识结构方面来讲，应用型本科是以行业需求为出发点；从能力结构方面来讲，应用型本科是根据各行业特点，培养学生运用基本理论知识和方法，去解决实际问题的综合能力，同时也培养学生具有较强的技术创新能力；从素质结构方面来讲，应用型本科人才应具备更强的社会适应能力； 应用型本科根据各行业需求设置专业，以适应行业专业技术水平为目标组织教学和实践，以“科学理论应用”为宗旨来构建课程和教学内容框架体系，培养学生应用科学技术理论解决实际问题的实践能力和综合能力[4]；

二、应用型本科教学中存在的问题

近年来，随着应用型本科概念的快速普及和高速发展，加之我国高等教育体系不完善等原因，应用型本科教学中存在一些急待解决的问题。

1、强化实践教学未形成普遍一致的观念。部分师生对应用型人才的认识和其培养模式还停留在表面，对强化实践教学的重要性缺乏深层次的认知。2、培养高素质应用型人才的教学方法和手段相对短缺落后。3、校外实习基地建设仍需完善，大多数基地建设薄弱，远不能满足实践教学的需要。4、教学计划还需要调整和完善。现在在教学计划中，尽管实践环节占教学总课时的比例已有大幅度提高，但实际上用于学生实践、实习、或动手试验的学时仍显不足。5、实践教学师资力量薄弱。双师型教师总体上比重不高，难以满足实践教学的需要。

6、教学评价机制不完善。目前的教学评价体制起不到强化实践教学和鼓励实践教学作用，满足不了实践教学改革的需求。

三、虚拟仿真教学在应用型本科中的应用

虚拟仿真实验教学主要依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让学生可以在虚拟环境中开展实验，最终实现真实实验不具备或难以完成的教学功能，是学科专业与信息技术深度融合的产物。这种方式能够节约大量资源，并避免部分实验对环境的污染。

教育部为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》精神，逐步开展建设国家级虚拟仿真实验教学中心。教育部自2013年起将逐步建设1500个国家级虚拟仿真实验教学中心。另外，虚拟仿真教学也被纳入高校教学评估中的教育信息化程度环节[4]。

虚拟仿真教学具有以下特点：1.沉侵感，（三维可视化，3D情景式体验教学模式），虚拟现实系统将使学生感受到真切的虚拟环境，真正实现人与虚拟环境的融合。2.交互性，（教师学生自主互动操作）虚拟现实系统能够提供方便的、丰富的、自然的、人机交互手段，使学生能对虚拟场景中的对象进行自然和谐的交互操作。3.构想性，（根据教学需要，设定展示形式及内容）根据不同学科的特点，及学生的培养倾向，设置不同的虚拟环境和内容。

將虚拟仿真教学应用到实践教学中有以下优势：1.提升教学效果：逼真、立体的表现形式可以让抽象的实验过程形象逼真演示出来，教师可结合实际的教学需求，最大限度地发挥虚拟元器件资源的优势，提升教学效果；2.完成不可能的实验：辅助教师进行课堂实验演示：如复杂实验、危险性实验、极端破坏性实验等，可以安全、直观的展示出来；3.增强课堂趣味性：借助对多媒体（音频、视频、图像）技术、虚拟仿真技术构建了一种高度虚拟现实仿真的实验教学环境，使学习者体验置身其中的感觉，能够实现互动实验教学；4.丰富课堂教学形式：虚拟仿真教学的出现不会再出现实验无法完成和只靠教师单纯进行讲解的情况；5.方便高效的教学辅助工具：各种大小实验应有尽有，且无器材损耗，和实验室零距离，随时随地都可进行实验。

四、结论

培养应用型人才应用型本科院校的重点，也是现代高等教育发展的趋势。培养应用型人才的核心是实践，虚拟仿真教学在应用型本科教学实践环节中存在巨大优势和潜力，将虚拟仿真教学应用到应用型本科院校中的实践教学环节中，对应用型人才的培养有革命性的进步。

（作者单位：重庆大学城市科技学院）

参考文献：

[1]苏欣.高职院校虚拟仿真教学应用初探[J].工业和信息化教育，2015（2）.

[2]雷东等.力学虚拟仿真教学实验室建设的探讨[J].实验技术与管理， 2014，12-0095-02.

[3]王金岗等.工学结合模式下虚拟仿真教学系统设计[J].教改花地，2013，17-0026-04.

[4]孙爱娟.高职院校推进虚拟仿真教学改革攻略[J].中国教育信息化，2012，01-0061-03.