浅析基于虚拟仿真技术的实践教学管理平台

　　 摘 要：借助虚拟仿真技术构建虚实结合的虚拟仿真实践教学管理平台，能有效地解决传统教学与管理模式中的突出问题，提高学生的实践动手能力。本文主要论述了什么是虚拟仿真实践教学管理平台，传统教学方式和管理模式面临的问题，虚拟仿真实践教学管理平台的组成和功能等，以便为虚拟仿真实践教学管理平台的建设提供理论支持。
　　 关键词：虚拟仿真;实践教学;管理平台
　　虚拟仿真实践教学管理平台是专业课程教学管理与虚拟教学实践平台相融合的实践教学方式。该平台采用多媒体技术手段，充分利用Proteus、LabVIEW、Multisim、MATLAB、GMDSS及汽车仿真教学等虚拟仿真软件，构筑一个集在线设计、仿真虚拟实验、虚拟考试、创新创业实践等功能为一体的网络学习和管理系统。
　　一、传统教学方式和管理模式面临的问题
　　教师教学任务繁重，涉及教学内容准备（教学目标、教学重难点、教学课件、教学视频、预习作业、板书、章节教学总结、全书教学总结、布置作业、考核试题等）、学生过程化考核（预习环节、复习环节、作业环节、考核环节等）、成绩提交等诸多内容，因此，对于学生的教学管理力度不够，也不可能对所有学生进行硬性管理。
　　教务人员管理任务繁重，涉及课程安排、教师安排、实验题库、教师教学的全过程（教学内容准备、学生过程化考核、成绩提交）、学生学习的整个过程（预习环节、复习环节、作业环节、考试环节等）等，在管理中特别容易出差错。
　　现行的教学管理模式对于教师的过程化教学管理缺乏行之有效的监督机制。部分学生学习习惯、自觉性较差，不能很好地管理自己的学习过程。
　　实验室建设投入成本大，使用维护费用高，传统硬件设备容易损坏，维护难，寿命短。
　　学生数量众多，教师指导难以面面俱到，设计性和综合性实验难以开展，教学目标落实难，实验教学容易走过场。培养的学生实验操作训练不足，动手能力差，设计能力和创新能力不足。
　　针对传统实验教学中存在的这些问题，一种全新的教学方式，一个融现代电子技术、虚拟实验技术、网络技术于一体的数字化网络虚拟仿真实践教学管理平台应时而生。
　　二、虚拟仿真实践教学管理平台的组成及功能
　　虚拟仿真实践教学管理平台由虚拟仿真实验平台、教学管理子系统、视频教学子系统、题库管理子系统、在线实验室子系统和考试管理子系统等六个系统组成，可以实现如下功能。
　　虚拟仿真实践教学管理平台可以实现绝大部分课程实验项目的虚拟仿真，部分因实验设备陈旧而完成不了的项目或难度较大的项目，可以根据学生实际情况分成“虚拟仿真”和“实际操作”两个层次指导，大大减轻实验指导教师的工作强度，并提高实验室的利用率和学生实际操作的成功率，且大大减少教学成本。
　　教学管理子系统是对实践教学全面管理的平台，可以实现课程安排、教师安排、实验题库、教师教学全过程、学生学习全过程的管理。教师通过该平台可以全面了解学生学习的各个环节，可以监督学生及时完成相关学习任务（包括网上提交预习报告、实验报告和考试）并进行评价，实现对学生全过程化的监督和考核。
　　虚拟仿真实践教学管理平台可以将教师过程化教学管理的内容与执行情况记录下来，对教师进行全过程化监督和考核，增加评判教学管理的依据，真正实现教师坐班制的要求。
　　在线实验室子系统为虚拟实验室，学生在该系统中可以调用视频教学系统、题库管理系统及考试管理系统等资源进行学习。教学资源的更新利用也对教师提出了较高的要求，相关教师需要准备大量教学文档、教学视频、试题库等教学资源，鼓励教师引入MOOC资源，或自行开发“微课”资源。
　　为“小班上课”改革提供平台，虚拟仿真实践教学管理平台根据学生学习状态及学习进程来划分层次，根据层次来预约小班辅导的时间，同时，小班辅导形式也可从课堂转移到虚拟的网络中。
　　为课程论文（项目）改革提供平台，从课程论文（项目）的选题、实施过程中教师对学生的管理、学生与教师的交流等都可在该平台中实现。
　　虚拟仿真实践教学管理平台可以实现无纸化教学和管理，教师所有教学资源、学生产生的所有教学文档及教务管理相关文档全部以电子文档的形式存储在系统中，极大改善了各种教学资料管理和存储的问题，真正实现无纸化。
　　该平台可以为教师教学改革与科学研究提供必要的虚拟仿真环境，也为学校申报省级重点实验室或教学示范中心以及教育部国家级“虚拟仿真教学示范中心”提供必备的管理软件。
　　虚拟仿真实践教学管理平台，既可充分利用学校网络、传统实践教学的现有设备，减少硬件设备的再次投入和维护工作，又可以帮助学生更好、更快地掌握实践理论教学内容，加深对概念、原理的理解，提高综合设计能力及创新开发能力。在实践教学中引入虚拟仿真，有利于促成课程教学改革，更有利于培养实践能力强的应用型人才。
　　参考文献：
　　[1]恽如伟.虚拟现实的教学应用及简易虚拟学习环境设计[D].南京：南京师范大学，2005.
　　[2]韩芝侠，魏辽博，韩宏博等.仿真虚拟实验教学的研究与实践[J].实验技术与管理，2006，23（5）：63-65.
　　[3]李平，李晶杰，徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索2013，32（11）：5-8.

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