彭　慧

（湖南財政經(jīng)濟學院，湖南　長沙　410205）

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基于虛擬實驗室的高校實驗教學改革

彭慧

（湖南財政經(jīng)濟學院，湖南長沙410205）

摘要：在網(wǎng)絡技術及計算機技術發(fā)展推動下虛擬實驗室應運而生，給高校實驗教學帶來前所未有的便利，一定程度上提高了高校實驗教學水平與質(zhì)量.在該背景下，高校應認真研究實驗室教學特點，積極尋找實驗室教學與虛擬實驗室之間的契合點，促進高校實驗室教學改革，為提高高校實驗教學質(zhì)量與效率奠定堅實的基礎.本文對基于虛擬實驗室高校實驗教學改革的相關策略進行探討，以供參考.

關鍵詞：虛擬實驗室；高校；實驗教學；改革

實驗室教學是高校教學工作的重要組成部分，但受高校自身實力及其他因素影響，部分高?，F(xiàn)有的實驗室資源無法滿足學生的學習需要，一定程度上影響實驗教學質(zhì)量.近年來，網(wǎng)絡技術與計算機技術飛速發(fā)展，為虛擬實驗室的構(gòu)建奠定了基礎.研究表明，高校實驗教學中，構(gòu)建虛擬實驗室并應用于實驗教學改革中，可有效緩解高校實驗室教學存在的不足，提高實驗教學效率，因此成為高校關注與探討的熱門話題.

1　虛擬實驗室及優(yōu)點分析

所謂虛擬實驗室指利用網(wǎng)絡﹑計算機﹑仿真等技術，對實驗的各個環(huán)節(jié)進行模擬，是一種用軟件替代硬件的平臺，尤其高校一些對學生實踐能力要求較高的專業(yè)中，運用虛擬實驗室進行實驗教學可獲得事半功倍的效果，因此，將構(gòu)建虛擬實驗室完成傳統(tǒng)實驗教學的改革，對提升高校綜合實力具有重要意義，深受高校相關領導的高度重視.另外，虛擬實驗室還具有以下優(yōu)點，使其在高校實驗教學中的廣泛應用成為可能.

首先，突破時間限制.運用虛擬實驗室為高校實驗教學提供較大便利，尤其突破時空限制，學生只要擁有相關的權(quán)限，在有網(wǎng)絡的情況下均可登錄虛擬實驗室進行實驗操作練習，為學生自主學習提供了良好條件.其次，維護效率高.教師運用虛擬實驗室開展實驗教學時，并不需要增加額外硬件，基本不會出現(xiàn)損壞硬件的情況，因此，后期維護的重點放在計算機﹑網(wǎng)絡硬件上即可.最后，具有較好的擴展性.虛擬實驗室與真實實驗室明顯的區(qū)別在于可擴展性強，即，當需要開展某項實驗時，只需要安裝相關的模擬軟件，教師便可進行實驗教學活動，學生登錄到系統(tǒng)后進行實驗相關操作的學習，無論是教師的教學效率還是學生學習質(zhì)量均能得到教學較大提升.

綜上所述，虛擬實驗室優(yōu)勢顯著，將其應用到高校實驗教學活動中是未來發(fā)展趨勢，因此，高校應結(jié)合自身實際情況，構(gòu)建完善的虛擬實驗室，為各個專業(yè)的實驗室教學活動的高效開展奠定基礎.

2　虛擬實驗室實驗教學的改革策略

2.1基于虛擬實驗室優(yōu)化教學環(huán)境

虛擬實驗室融合了VR虛擬現(xiàn)實技術﹑Web技術，給實驗室教學活動的開展創(chuàng)造了全新的環(huán)境，一定程度上彌補了利用真實實驗室開展教學活動出現(xiàn)的不足.因此，高校應結(jié)合自身實驗室教學實際，充分借助虛擬實驗室完成實驗教學環(huán)境的優(yōu)化.

首先，高校應組建由經(jīng)驗豐富的專家﹑教師組成的技術團隊，結(jié)合不同專業(yè)實驗室教學特點及實際，開發(fā)相關的實驗軟件，為虛擬實驗室的正常運行提供支撐.當然如高校實力比較雄厚可與專門的軟件開發(fā)企業(yè)合作，開發(fā)出功能更為強大的實驗軟件.其次，為確保學生能夠熟練的應用虛擬實驗室中的相關軟件，教學實踐中應注重軟件應用技術的講解，使學生了解軟件操作技能與方法，提高虛擬實驗室資源利用率，使虛擬實驗室更好的為實驗教學服務.最后，注重虛擬實驗室與校園網(wǎng)之間的融合.高校應注重虛擬實驗室與校園網(wǎng)之間的連通，將虛擬實驗室教學開展及學生動手操作情況通過校園網(wǎng)展現(xiàn)出來，使學生及時掌握最新的虛擬實驗室信息，明確在虛擬實驗室操作的不足，有針對性的加強學習，彌補實驗過程中知識或技能的薄弱之處.

總之，高校運用虛擬實驗室優(yōu)化實驗教學環(huán)境時，為達到預期目標應注重兩方面的考慮：其一，結(jié)合自身實際構(gòu)建功能完善的虛擬實驗室，以滿足不同專業(yè)實驗需求.其二，注重虛擬實驗室與現(xiàn)有網(wǎng)絡資源的整合，在充分發(fā)揮虛擬實驗室優(yōu)勢的同時，讓更多的學生了解虛擬實驗室，消除對虛擬實驗室的陌生感，使學生將虛擬實驗室當做提升自身實驗技能的重要工具.

2.2基于虛擬實驗室豐富教學內(nèi)容

從本質(zhì)上來看，虛擬實驗室是現(xiàn)有實驗室虛擬化與數(shù)字化的具體體現(xiàn)，因此，其具備真實實驗室相關功能的同時，還能方便的與互聯(lián)網(wǎng)相連，獲取互聯(lián)網(wǎng)上有關實驗教學的重要信息，豐富教學內(nèi)容，拓展學生實驗知識視野，幫助學生構(gòu)建完善的知識體系，實現(xiàn)實驗操作綜合技能的提升.在實際的實驗教學中運用虛擬實驗室應注重哪些問題呢？首先，高校實驗教學涉及較多內(nèi)容，不同專業(yè)教學的重點有所不同，因此，基于虛擬實驗室豐富教學內(nèi)容時，應明確實驗教學重點﹑難點，尤其充分利用虛擬實驗室網(wǎng)絡資源優(yōu)勢完善實驗教學內(nèi)容，掃除實驗教學知識的盲區(qū)，使學生對實驗知識有個全新的了解與認識.其次，虛擬實驗室可對真實實驗情況進行模擬，尤其針對一些綜合性較強的實驗項目，運用虛擬實驗室平臺進行操作，不僅操作方便，而且還能避免因操作失誤導致某些硬件的燒壞.因此，高校實驗教學中可利用虛擬實驗室開展綜合性﹑設計性的實驗教學活動，使學生總結(jié)一些重要的實驗規(guī)律，為實際動手操作提供指導.最后，利用虛擬實驗室開展實驗教學活動，在不損壞實驗室硬件的基礎上可幫助學生輕易驗證實驗假設，加深學生對實驗知識及操作的深刻理解，與傳統(tǒng)的實驗教學相比，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力.因此，實驗教學實踐中教師應注重鼓勵學生利用虛擬實驗室驗證自己的想法﹑靈感，增強實驗教學內(nèi)容的趣味性，為實驗教學目標的順利完成奠定堅實的基礎.

另外，高校實驗教學實踐中，虛擬實驗室的應用主要體現(xiàn)在三個方面：分析傳統(tǒng)實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象與結(jié)果；替代真實的實驗室；進行真實實驗前的模擬.因此，基于虛擬實驗室豐富實驗教學內(nèi)容時應明確實驗內(nèi)容及目標，根據(jù)不同目標制定相關的實驗對策，提高虛擬實驗室應用效率，并注重學生自主學習能力的培養(yǎng)，尤其應將重點放在提高學生實驗操作技能上，提高學生實驗綜合操作能力.

2.3基于虛擬實驗室調(diào)動學習積極性

高校實驗教學質(zhì)量與效率受很多因素影響，其中學生的學習積極性是較為重要的影響因素，因此，基于虛擬實驗室高校實驗教學改革應注重學生學習積極性的提高，具體可采取以下措施：

首先，對大部分學生而言虛擬實驗室是新鮮事物，教師應鼓勵學生自發(fā)成立虛擬實驗室興趣小組，定期開展虛擬實驗室知識競賽活動，使更多的學生了解虛擬實驗室相關知識，為實驗教學活動的開展做好鋪墊.同時，實驗室教學實踐中，教師應根據(jù)實驗內(nèi)容適當?shù)募右詳U展，融入一些學生較為感興趣的實驗內(nèi)容，提高學生的實驗學習興趣.其次，高校實驗教學中，教師應充分考慮不同學生的認知差異，將實驗教學目標劃分成不同層次，明確對應層次的學習要求及學習內(nèi)容，使每位學生通過虛擬實驗室均能學習到有用的實驗知識，體會到學習成功的樂趣，逐漸樹立學習實驗知識的自信心，為提高學生學習實驗知識的積極性奠定基礎.最后，教師應認真研究教學內(nèi)容，哪些內(nèi)容學生學習比較枯燥或難以理解，教師應設計相關的實驗，要求學生在虛擬實驗室中，通過實驗加深對所學知識的理解，當學生獲得了學習的成就感，學習的積極性自然而然被提高.

除此之外，基于虛擬實驗的實驗教學，為進一步提升學生的學習積極性，教師應立足虛擬實驗室特點，采取針對性教學方法，最大限度的發(fā)揮虛擬實驗的功能.例如，在講解軟件開發(fā)實驗內(nèi)容時，教師可為學生布置生動的實驗題目.同時，還可根據(jù)學生掌握實驗內(nèi)容實際進行合理的分組，要求相互協(xié)作共同完成實驗內(nèi)容，在鞏固學生所學知識的同時，培養(yǎng)學生的協(xié)同能力，尤其當某個小組成功完成實驗時，教師應給予肯定，鼓勵其再接再厲.

2.4基于虛擬實驗室優(yōu)化考核環(huán)節(jié)

考核是教學活動的重要環(huán)節(jié)，對教師而言通過對學生的考核可了解學生學習中的不足，對學生薄弱知識點進行重點講解，實現(xiàn)學生整體學習成績的提高.對學生而言，通過考核能夠認識自己掌握知識的情況，查漏補缺，促進自身綜合素養(yǎng)的提高.針對高校實驗室教學更應注重考核，尤其應基于虛擬實驗室創(chuàng)設科學﹑合理的考核方式.

一方面，教師應結(jié)合實驗教學內(nèi)容及虛擬實驗室特點改革考核內(nèi)容，合理設置理論知識與實驗操作內(nèi)容考核比例，全面考核學生掌握實驗知識的情況.同時，教師及時通過虛擬實驗室相關平臺，對學生實驗操作情況進行評價，詳細列出學生實驗操作出現(xiàn)的錯誤，要求學生加以對照改正.另一方面，利用虛擬實驗室注重考核方式的改革.虛擬實驗室與真正的實驗室相比，可通過開發(fā)相關的系統(tǒng)，記錄學生的實驗操作行為，為教師合理的評價學生的實驗操作提供有力的參考.因此，教師可利用虛擬實驗室靈活設置考核方式，以考察與掌握學生實驗操作情況.同時，學生通過虛擬實驗室相關模塊，可及時向教師反饋考核方式﹑考核內(nèi)容的不足，為教師制定合理的考核方法提供參考，最終為整個高校實驗教學工作的開展創(chuàng)造重要的條件.

另外，基于虛擬實驗室實現(xiàn)實驗教學考核優(yōu)化時，教師不應注重“虛”﹑“實”結(jié)合，既要考慮學生在虛擬實驗室中的表現(xiàn)，也要關注在真實實驗中取得的成果，確保對學生考核的全面性與客觀性.而且針對考核中成績不理想的學生，教師應及時給予鼓勵，使其充分利用虛擬實驗室鍛煉自身實驗技能，及動手實踐能力，為其更好的踏上工作崗位打下堅實的基礎.

3　總結(jié)

高校實驗教學應注重網(wǎng)絡技術的應用，尤其根據(jù)實驗教學實際構(gòu)建適合自身實驗教學的虛擬實驗室，彌補真實實驗室存在的不足，為實驗室教學工作的開展創(chuàng)造良好條件.同時，高校應加強基于虛擬實驗室教學改革的探討，積極尋找有效的策略，使實驗教學與虛擬實驗室達到良好的融合，以培養(yǎng)出更多專業(yè)素養(yǎng)高﹑實驗操作技能強的人才，為社會發(fā)展做出應有貢獻.

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基金項目：湖南省普通高校教學改革研究項目(湘教通[2015]291號)

收稿日期：2015-12-04

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2016）03-0264-02