摘要:醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)是一門注重實(shí)踐性和操作性的專業(yè)，注重學(xué)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰筒僮魉降呐囵B(yǎng)。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在弊端，采用虛擬仿真技術(shù)（virtualreality，VR）建立醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)可完善并提高教學(xué)質(zhì)量。通過對醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行初步探索，對目前存在的困難進(jìn)行剖析，為響應(yīng)教育部建立國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，促進(jìn)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)教育信息化建設(shè)提供新思路。

關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)；虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)是一門注重實(shí)踐性和操作性的專業(yè)，尤其2012年教育部將培養(yǎng)目標(biāo)由五年制培養(yǎng)“從事醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)及醫(yī)學(xué)類實(shí)驗(yàn)室工作的醫(yī)學(xué)高等專門人才”改為四年制培養(yǎng)“從事醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)及醫(yī)學(xué)類實(shí)驗(yàn)室工作的醫(yī)學(xué)技術(shù)高級(jí)專門人才”[1]，著重強(qiáng)調(diào)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰筒僮魉健，F(xiàn)醫(yī)學(xué)進(jìn)入精準(zhǔn)醫(yī)療的大數(shù)據(jù)時(shí)代，傳統(tǒng)的“規(guī)定動(dòng)作”教學(xué)已不能滿足技術(shù)日新月異的變化，各類因素極大程度的制約著教學(xué)效果，借助虛擬仿真技術(shù)（virtualreality，VR）可有效改善這些問題。VR技術(shù)是一種以計(jì)算機(jī)為核心的新型認(rèn)知工具和知識(shí)載體，利用高科技生成虛擬環(huán)境，使操作者具有視、聽、觸覺一體化的沉浸感[2]，可借助特殊設(shè)備與虛擬環(huán)境交互，達(dá)到身臨其境的感受和體驗(yàn)。本文對醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，為建設(shè)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬平臺(tái)提供新思路。

1傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的弊端及VR解決方案

1.1驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)占比大，學(xué)生操作機(jī)會(huì)少

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般由實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員備好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需儀器、試劑和樣品，在講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒎椒ú襟E和注意事項(xiàng)后，學(xué)生“依葫蘆畫瓢”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過VR平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備→預(yù)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)操作→結(jié)果分析”等流程操作。為培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維和創(chuàng)新素質(zhì)，可在平臺(tái)中設(shè)計(jì)開放式、研究式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[3]。目前臨床在用的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器多為全自動(dòng)化操作，價(jià)格昂貴，且實(shí)驗(yàn)場地有限，加上招生規(guī)模擴(kuò)大，無法做到人手一臺(tái)進(jìn)行操作，大大制約了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。VR通過一臺(tái)計(jì)算機(jī)或一套虛擬設(shè)備即可模擬整套醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室，容納檢驗(yàn)科相關(guān)儀器設(shè)備，學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)過程，可反復(fù)進(jìn)行操作練習(xí)，分析實(shí)驗(yàn)步驟，注意操作細(xì)節(jié)，熟練后再實(shí)際動(dòng)手操作，虛實(shí)結(jié)合可有效避免因?qū)嶒?yàn)?zāi)骋徊襟E出錯(cuò)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法繼續(xù)進(jìn)行。

1.2生物安全隱患大，形態(tài)教學(xué)難度大

摘要：隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和應(yīng)用，我國在教育教學(xué)中涌現(xiàn)出了許多的先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)儀器。而化學(xué)教學(xué)中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件的使用，不僅有效的提升了教學(xué)效果，還使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更高效。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件在化學(xué)教學(xué)過程中突顯出不可替代的作用。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件；教學(xué)

隨著中國特色社會(huì)主義新時(shí)代的到來，國家教育事業(yè)也要緊跟時(shí)代的步伐，與時(shí)俱進(jìn)。當(dāng)今，我們的課堂教學(xué)也迎來了新的變化，各種教育教學(xué)資源不斷涌現(xiàn)，把這些信息技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)課堂上，無疑會(huì)大大提高課堂教學(xué)效果。而在如此多的教育教學(xué)資源中，筆者認(rèn)為化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有重要作用，[1]并對虛擬實(shí)驗(yàn)軟件在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的運(yùn)用進(jìn)行了探討。

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件有效輔助教學(xué)，解決實(shí)驗(yàn)耗材問題

教師在化學(xué)課堂上經(jīng)常會(huì)演示一些實(shí)驗(yàn)，而有些實(shí)驗(yàn)的演示會(huì)造成儀器的損壞。對有些實(shí)驗(yàn)，教師只在課堂上給學(xué)生強(qiáng)調(diào)正確的操作方法，不會(huì)真實(shí)進(jìn)行演示。因些，有的學(xué)生只能被迫記憶實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這種教學(xué)方式帶來的效果不明顯，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。有了化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件，可以通過視頻直觀演示此類實(shí)驗(yàn)。如，實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣時(shí)，如果用排水法收集，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先從水槽中移出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作順序反了，會(huì)造成試管炸裂。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)也是中考考試中經(jīng)常考到的重點(diǎn)。而教師在課堂上只給學(xué)生講解理論，不去真正演示。如果學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)操作順序弄反了，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。此時(shí)，教師可以利用化學(xué)虛擬仿真軟件去演示反之操作的現(xiàn)象。這樣，既直觀、不損耗實(shí)驗(yàn)儀器，還能讓學(xué)生操作軟件體會(huì)過程，加深他們對這一知識(shí)點(diǎn)的理解，增加學(xué)生的課堂參與度。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件有效輔助教學(xué)，解決了一些危險(xiǎn)隱患

教師在教學(xué)“分子在不斷的運(yùn)動(dòng)”這一性質(zhì)時(shí)，通常會(huì)用濃氨水和酚酞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。而濃氨水容易揮發(fā)出刺鼻的氨氣，讓整個(gè)教室的空氣不清新，而且這一實(shí)驗(yàn)用時(shí)較長。這時(shí)，教師可以用虛擬仿真軟件做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就不會(huì)被氨水揮發(fā)出來的刺激性氣味傷害身體，減少等待的時(shí)間。還可以讓全班學(xué)生在大屏幕上清楚看到顏色變紅的過程。在稀釋濃硫酸時(shí)，教師一再強(qiáng)調(diào)要“酸入水”。因?yàn)椋瑵饬蛩岬拿芏缺人螅谙♂屵^程中會(huì)釋放出熱量。如果把水加入酸中，水在上層，稀釋過程中的熱量會(huì)使水沸騰。這時(shí)，四處飛濺出來的就不只是水了，而是具有強(qiáng)腐蝕性的硫酸溶液。但有些學(xué)生記不住操作流程。這個(gè)實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行實(shí)際操作演示也具有危險(xiǎn)。因此，用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件演示不正規(guī)的操作，可以起到加深學(xué)生記憶理解的作用。

摘要:目的：探討虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)在外科護(hù)理課程中的應(yīng)用效果。方法：此次研究的對象為2019年9月期間我校錄取的80名外科護(hù)理專業(yè)學(xué)生，將其隨機(jī)分為常規(guī)組（實(shí)施常規(guī)外科護(hù)理課程教學(xué)）和實(shí)驗(yàn)組（采用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行外科護(hù)理課程教學(xué)），每組40名。比較兩組教學(xué)后的實(shí)際操作成績、理論知識(shí)成績、實(shí)際操作成績和理論知識(shí)成績差值以及對教學(xué)方法的滿意度。結(jié)果：經(jīng)過教學(xué)，實(shí)驗(yàn)組的實(shí)際操作成績、理論知識(shí)成績、實(shí)際操作成績和理論知識(shí)成績差值均高于常規(guī)組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；實(shí)驗(yàn)組的教學(xué)滿意度為97.50%，顯著高于常規(guī)組的85.00%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論：通過虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行外科護(hù)理課程教學(xué)，能顯著提升學(xué)生的實(shí)際操作水平和專業(yè)理論知識(shí)水平，且學(xué)生對該教學(xué)方法的滿意度非常高，應(yīng)用效果理想。

關(guān)鍵詞:虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng);外科護(hù)理;實(shí)際操作;理論知識(shí);教學(xué)滿意度

1資料與方法

1.1一般資料。此次研究的對象為2019年9月期間我校錄取的80名外科護(hù)理專業(yè)學(xué)生，將其隨機(jī)分為常規(guī)組（實(shí)施常規(guī)外科護(hù)理課程教學(xué)）和實(shí)驗(yàn)組（采用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行外科護(hù)理課程教學(xué)），每組40名。常規(guī)組有男學(xué)生12名，女學(xué)生28名；年齡為18~20歲，平均年齡為（18.96±0.26）歲；入學(xué)綜合成績?yōu)?0~95分，平均成績?yōu)椋?2.85±0.59）分。實(shí)驗(yàn)組有男學(xué)生14名，女學(xué)生26名；年齡為18~20歲，平均年齡為（18.74±0.36）歲；入學(xué)綜合成績?yōu)?0~95分，平均成績?yōu)椋?2.90±0.38）分。兩組的年齡、性別比例、綜合成績等相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。此次研究的開展已嚴(yán)格遵循醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，均告知所有學(xué)生此次研究情況，學(xué)生同意參與研究。

1.2方法。常規(guī)組實(shí)施常規(guī)外科護(hù)理課程教學(xué)，即由授課老師進(jìn)行相關(guān)專業(yè)知識(shí)課堂講授，為學(xué)生解答各種疑惑；根據(jù)課程要求適當(dāng)開展實(shí)際操作演練，但還是以老師示范為主；利用多媒體播放相關(guān)手術(shù)操作內(nèi)容，供學(xué)生觀看、學(xué)習(xí)；積極開展案例分析，幫助學(xué)生梳理外科護(hù)理知識(shí)等。實(shí)驗(yàn)組采用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行外科護(hù)理課程教學(xué)，方法為：（1）構(gòu)建全面的學(xué)習(xí)系統(tǒng)框架，根據(jù)崗位需要、外科護(hù)理專業(yè)教材內(nèi)容重構(gòu)課程體系，同時(shí)，虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)中還要完善相關(guān)的練習(xí)、測試、作業(yè)、討論、評價(jià)等功能，讓學(xué)生在系統(tǒng)平臺(tái)上能隨時(shí)查看教學(xué)資源、提問、練習(xí)、討論等，而授課老師也能根據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、評價(jià)反饋，或進(jìn)行作業(yè)批改、在線指導(dǎo)等。（2）課堂上根據(jù)教材內(nèi)容搭建相應(yīng)的情境進(jìn)行教學(xué)，或者讓學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)掌握程度等搭建相關(guān)學(xué)習(xí)情境，給學(xué)生更多的實(shí)際模擬操作演練，以此提高學(xué)生的理論知識(shí)水平和實(shí)際動(dòng)手操作能力。（3）課后給予學(xué)生更多的操作練習(xí)時(shí)間，讓其通過虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)不斷鞏固外科護(hù)理知識(shí)和相關(guān)技能操作，老師再給予相應(yīng)的指導(dǎo)即可。（4）授課老師進(jìn)行相關(guān)技能、知識(shí)考核時(shí)，利用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)記錄學(xué)生考核數(shù)據(jù)，并綜合評定學(xué)生平時(shí)操作情況，給予公平、科學(xué)、真實(shí)的學(xué)習(xí)評價(jià)。

1.3觀察指標(biāo)。比較兩組教學(xué)后的實(shí)際操作成績、理論知識(shí)成績、實(shí)際操作成績和理論知識(shí)成績差值以及對教學(xué)方法的滿意度。教學(xué)滿意度：采用我校自擬的問卷調(diào)查表評定，內(nèi)容包括學(xué)習(xí)體會(huì)、教學(xué)時(shí)間、動(dòng)手操作次數(shù)、實(shí)操頻率等，總分100分，非常滿意：大于90分；滿意：80~90分；不滿意：低于80分；教學(xué)滿意度等于非常滿意率與滿意率的總和。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。通過SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包處理所有數(shù)據(jù)，用計(jì)數(shù)資料（％)表示教學(xué)滿意度，用計(jì)量資料（）表示實(shí)際操作成績、理論知識(shí)成績、實(shí)際操作成績和理論知識(shí)成績差值，若P＜0.05則差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

摘要:本文通過在分析商業(yè)銀行綜合業(yè)務(wù)虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)的意義、作用的基礎(chǔ)上，提出了商業(yè)銀行虛擬仿真教學(xué)的設(shè)想和思路，并給出了虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及建設(shè)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞:商業(yè)銀行;綜合業(yè)務(wù);虛擬仿真;模擬教學(xué)

隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和應(yīng)用，教育信息化在國家層面上得到了持續(xù)關(guān)注。虛擬仿真教學(xué)模式的推廣和應(yīng)用滿足了各學(xué)科教育信息化的現(xiàn)實(shí)需要，推動(dòng)了高校實(shí)踐教學(xué)改革和創(chuàng)新。商業(yè)銀行業(yè)務(wù)的實(shí)踐教學(xué)是金融專業(yè)課程建設(shè)的重要內(nèi)容，它不僅僅是將虛擬仿真技術(shù)引入商業(yè)銀行實(shí)務(wù)、實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐教學(xué)中，更強(qiáng)調(diào)的是運(yùn)用將虛擬仿真思想搭建虛擬真實(shí)場景、模擬商業(yè)銀行業(yè)務(wù)平臺(tái)及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫、模擬金融的現(xiàn)實(shí)問題作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，注重讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，獲得知識(shí)，提高技能，有效地彌補(bǔ)了金融專業(yè)實(shí)踐教學(xué)不足和實(shí)操性差的缺陷。

一、商業(yè)銀行綜合業(yè)務(wù)虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)的意義

(一)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和應(yīng)用型人才的需要

高等院校的學(xué)科建設(shè)和專業(yè)建設(shè)面臨創(chuàng)新性要求的挑戰(zhàn)。教學(xué)研究要思考的重要內(nèi)容就是如何構(gòu)建學(xué)生合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)、綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。商業(yè)銀行是金融、會(huì)計(jì)、管理等專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)的重要去向和優(yōu)先選擇，該行業(yè)實(shí)踐技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練是經(jīng)管學(xué)科的重要教學(xué)任務(wù)。完成實(shí)踐教學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，迫切需要建立與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)體系和教學(xué)平臺(tái)，在實(shí)踐教學(xué)中鍛煉學(xué)生的實(shí)操技能，促進(jìn)本學(xué)科建設(shè)并提升高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)水平。商業(yè)銀行綜合業(yè)務(wù)虛擬仿真模擬教學(xué)無疑是滿足這一需要的重要手段和教學(xué)方法。

(二)創(chuàng)新經(jīng)管學(xué)科教學(xué)手段，使教學(xué)模式不斷適合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

摘要：闡述Lab VIEW和Multisim軟件建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對控制工程基礎(chǔ)課程教學(xué)方法和運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行改革。此平臺(tái)操作靈活，易于擴(kuò)展，可有效鏈接理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：控制工程，虛擬仿真，實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

0  引言

我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)2019  年獲批國家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，《控制工程基礎(chǔ)》作為該專業(yè)的一門核心專業(yè)課，其主要任務(wù)是使學(xué)生獲得控制系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、特性分析等方面的專業(yè)技能。通過搭建模擬電路，討論電路參數(shù)對系統(tǒng)特性的影響，然而控制系統(tǒng)特征參數(shù)和電路參數(shù)之間又存在復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，在短短的兩學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生很難從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象映射到理論知識(shí)中，依托第二批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目對該課程從教學(xué)方法與運(yùn)行機(jī)制等方面進(jìn)行了深入改革。

1  教學(xué)方法改革

基于數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。測控技術(shù)與儀器是光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、控制等多學(xué)科交叉而形成的一門高新技術(shù)密集型專業(yè)。測控專業(yè)必須順應(yīng)形勢，融合信息和物聯(lián)網(wǎng)元素，重構(gòu)專業(yè)知識(shí)課程體系。在教學(xué)改革的過程中，引入現(xiàn)代化教學(xué)手段，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)演示與課堂教學(xué)相結(jié)合，與傳統(tǒng)的硬件操作實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，建設(shè)了與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系優(yōu)勢互補(bǔ)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。運(yùn)用Lab VIEW強(qiáng)大的圖形化編輯語言G編寫程序，根據(jù)控制工程課程的函數(shù)模型，建立程序框圖開發(fā)基于數(shù)學(xué)模型分析的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，大尺度的依據(jù)學(xué)生的要求調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)來觀察實(shí)驗(yàn)想象，成為課堂教學(xué)中教師理論教學(xué)的得力助手，可將虛擬仿真教程嵌套在授課PPT中，教師可結(jié)合實(shí)際的教學(xué)需求，最大限度地發(fā)揮虛擬元器件資源的優(yōu)勢，課堂上教師只需要選擇相應(yīng)的模塊，改變參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的連續(xù)觀測，教學(xué)課件更加靈活多變，增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性，讓同學(xué)們更加直觀地理解所學(xué)內(nèi)容，從而提高整體教學(xué)質(zhì)量。基于模擬電路設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。隨著一流課程改革的推進(jìn)，線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)也隨之以更多元化的形式孕育而生。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)隨著設(shè)備元器件的更新速度太多，經(jīng)常跟不上社會(huì)發(fā)展的節(jié)奏，所學(xué)的知識(shí)脫離實(shí)際應(yīng)用，然而Multisim可虛擬電子元器件以及各類電子電工儀表，通過軟件將元器件和儀器融為一體，能滿足中小規(guī)模的模擬、數(shù)字邏輯以及混合電路的仿真需要[1]。根據(jù)控制工程系統(tǒng)模型的多樣性，設(shè)計(jì)不同形式的模擬電路，追求數(shù)學(xué)模型到模擬電路的轉(zhuǎn)型，利用其便利的虛擬示波器完成波形的觀察，數(shù)據(jù)的記錄和分析，與實(shí)際硬件實(shí)驗(yàn)相比，暫時(shí)回避學(xué)生在線上實(shí)驗(yàn)中示波器、信號(hào)源使用難的問題，電路復(fù)雜接線錯(cuò)誤燒壞芯片的問題，把知識(shí)先掌握，在仿真電路可以任意的改變電路參數(shù)，分析系統(tǒng)性能的變化，得出正確的結(jié)論，在線下硬件實(shí)驗(yàn)中我們再來解決信號(hào)源、示波器與實(shí)驗(yàn)電路連接使用的技巧，解決目前再實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常因?yàn)椴恢缹?shí)驗(yàn)想象，盲目的調(diào)整的過程，往往不知道學(xué)生到底是知識(shí)點(diǎn)沒掌握，還是儀器設(shè)備不會(huì)使用。實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合，既是對課堂教學(xué)的補(bǔ)充，也為下線實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)，而后在進(jìn)行下線實(shí)驗(yàn)時(shí)，更能得心應(yīng)手，降低實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞率的同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。圖1為虛擬仿真與課程教學(xué)結(jié)構(gòu)圖。以Lab VIEW虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)促理論教學(xué)，以Multisim虛擬平臺(tái)建設(shè)促實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革模式，體現(xiàn)了現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)經(jīng)典理論課程的信息融合。將虛擬仿真引入課程教學(xué)過程是控制工程課程的必要教學(xué)改革手段。

2  實(shí)驗(yàn)改革方案設(shè)計(jì)

摘要：目的：在5G技術(shù)的推動(dòng)下，為了豐富教學(xué)，彌補(bǔ)教學(xué)和練習(xí)條件不足、教學(xué)形式單一等問題。方法：通過無線實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)與足球?qū)ｍ?xiàng)課堂教學(xué)相結(jié)合，將24名學(xué)生隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組和對照組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果：虛擬仿真技術(shù)進(jìn)入足球?qū)ｍ?xiàng)課堂教學(xué)，對提高學(xué)生繞桿射門速度、運(yùn)球穩(wěn)定性與射門落點(diǎn)準(zhǔn)確性具有明顯的效果，且較實(shí)驗(yàn)前后、對照組的差異均具有顯著性（p<0.01）。結(jié)論：虛擬仿真技術(shù)進(jìn)入高校體育專業(yè)術(shù)科課堂教學(xué)具有一定的必要性，既有利于改善教學(xué)方式枯燥、教學(xué)效果不理想的狀況，又能達(dá)到增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣、提高運(yùn)動(dòng)技能的目的。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；體育專業(yè)；課堂教學(xué)；足球

虛擬仿真是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心生成的具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，使用者利用匹配的設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互聯(lián)系，使人產(chǎn)生身臨其境的體驗(yàn)。虛擬仿真技術(shù)作為教學(xué)現(xiàn)代信息化技術(shù)應(yīng)用到教育教學(xué)的有效載體，以其主題鮮明、問題聚焦以及交互性強(qiáng)等特征，正在被普遍應(yīng)用到諸多學(xué)科的教育教學(xué)中。在5G技術(shù)的推動(dòng)下，本研究主要采用實(shí)驗(yàn)法，以高校體育專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為出發(fā)點(diǎn)，將現(xiàn)有大學(xué)生培養(yǎng)模式進(jìn)行擴(kuò)展，以學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，以虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)為載體，從多層次和多方面設(shè)計(jì)體育專業(yè)技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，將虛擬仿真技術(shù)與體育專業(yè)術(shù)科課堂教學(xué)相結(jié)合，改變多媒體課件制作目的不明確、教學(xué)方式枯燥、教學(xué)效果不理想的狀況，以彌補(bǔ)教學(xué)和訓(xùn)練條件不足，解決教學(xué)形式單一等問題，讓學(xué)生能更親密地接觸和體驗(yàn)體育運(yùn)動(dòng)帶來的樂趣，達(dá)到提高學(xué)生運(yùn)動(dòng)技能、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、改善課堂教學(xué)效果的目的。

1相關(guān)概念簡介

1.1虛擬仿真相關(guān)介紹。隨著5G技術(shù)的誕生，加大了網(wǎng)絡(luò)速度要求較高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的空間。虛擬仿真是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心制成的具有多種感知的虛擬世界，使人產(chǎn)生真實(shí)的體驗(yàn)。該技術(shù)集合了計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)圖形、人工智能、數(shù)字圖像處理、多媒體技術(shù)、傳感、網(wǎng)絡(luò)及顯示等多個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的綜合性信息技術(shù)。[1]虛擬仿真技術(shù)被引入實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境中，打破了傳統(tǒng)枯燥乏味的教學(xué)方式，且以有效提高學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新思維為目標(biāo)。

1.2課堂教學(xué)課堂教學(xué)是在各種教學(xué)模式中普遍使用的一種教學(xué)手段。它是指在法定的一次課中，按照教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的內(nèi)容，由教師給學(xué)生傳授知識(shí)和技能的全過程，它主要包括講解、示范、問答、解惑等教學(xué)活動(dòng)以及所使用的各種教具。通常把年齡或知識(shí)程度相近的人群，聚集在固定的班級(jí)，按統(tǒng)一的教學(xué)大綱內(nèi)容，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，并在固定的時(shí)間內(nèi)，向?qū)W生教授教學(xué)內(nèi)容的組織形式。[2]

2實(shí)驗(yàn)對象與方法

摘要：在新工科背景下，數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變與開發(fā)在電子信息工程本科教學(xué)中顯得尤為重要，虛擬仿真技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式開發(fā)中具有獨(dú)特優(yōu)勢。本文分析了虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)優(yōu)勢，結(jié)合建構(gòu)主義和教學(xué)心理學(xué)教學(xué)方法，開發(fā)了基于虛擬仿真的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，該教學(xué)模式具有提高學(xué)生探索積極性、擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面、提高學(xué)習(xí)成績以及降低教學(xué)成本等優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：新工科；數(shù)字電子技術(shù)；虛擬仿真技術(shù)；教學(xué)模式

2016年1月18日，在十八屆五中全會(huì)中指出了“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念[1]，并在一帶一路合作高峰論壇中強(qiáng)調(diào)：“我們要促進(jìn)科技同產(chǎn)業(yè)、科技同金融深度融合，優(yōu)化創(chuàng)新環(huán)境，集聚創(chuàng)新資源。我們要為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的各國青年打造創(chuàng)業(yè)空間、創(chuàng)業(yè)工場，成就未來一代的青春夢想。”而新工科的內(nèi)涵正是為主動(dòng)應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、《中國制造2025》等一系列國家戰(zhàn)略[2]。綏化學(xué)院作為地方應(yīng)用型本科院校，具有服務(wù)地方，立足于地方性、應(yīng)用型、開放式、國際化的辦學(xué)定位，同時(shí)制定厚基礎(chǔ)、強(qiáng)應(yīng)用、養(yǎng)德性、善創(chuàng)新、高素質(zhì)的培養(yǎng)規(guī)格[3]，均符合新工科人才培養(yǎng)理念，“數(shù)字電子技術(shù)”是電子信息工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，為后續(xù)的“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”“DSP及傳感器原理”等課程的基礎(chǔ)，而傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式具有知識(shí)面固定、教學(xué)內(nèi)容老化、教學(xué)方法單一以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本高等弊端，無法滿足我國新時(shí)期新工科建設(shè)的具體實(shí)際教學(xué)要求，即同時(shí)適應(yīng)當(dāng)前行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的變化和滿足未來行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。基于此，本文為了響應(yīng)“新工科”的教學(xué)背景，設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于虛擬仿真的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)新模式。

1虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢分析

為提高新時(shí)代背景下高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐育人水平，教育部從2017年起開展示范性虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目，利用線上+線下相結(jié)合的教學(xué)模式擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)層面、增加學(xué)生的學(xué)習(xí)資源、提升學(xué)生與教師的互動(dòng)能力，虛擬仿真技術(shù)可以依賴于網(wǎng)絡(luò)云端的教學(xué)資源，有利于教學(xué)資源協(xié)調(diào)建設(shè)、高效管理與應(yīng)用[4]。在資源共享的平臺(tái)上，有助于提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)高校之間、校企之間協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)出導(dǎo)向”的培養(yǎng)模式，數(shù)字電子技術(shù)中涉及成本較高的耗材時(shí)，學(xué)生可采用仿真平臺(tái)，通過模型建立、參數(shù)選擇以及仿真計(jì)算等過程，在了解芯片電路工作機(jī)理的同時(shí)，還了解了軟件和平臺(tái)的應(yīng)用，潤物細(xì)無聲中拓展了學(xué)生的知識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2教學(xué)模式的開發(fā)

在經(jīng)典的建構(gòu)主義中，教師的講解并不是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的有效渠道，通過學(xué)生在錯(cuò)綜復(fù)雜的政治、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及文化背景下，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的輔助資源，學(xué)生自主有效地借助社會(huì)中的學(xué)習(xí)資料和資源，通過意義建構(gòu)的方法捕獲工作中所需的知識(shí)與能力[5]。而虛擬仿真教學(xué)技術(shù)的特性和優(yōu)勢恰好有利于實(shí)現(xiàn)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中的四要素，即“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”“意義建構(gòu)”，其中情境對于理工科數(shù)字電子技術(shù)中抽象的學(xué)習(xí)顯得尤為重要，集成芯片由上萬個(gè)甚至上億個(gè)電子元器件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)相對機(jī)械零部件更加復(fù)雜，不同集成芯片的工作原理更是各不相同，且在工作上存在較為復(fù)雜的連帶關(guān)系，為此如何運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)開發(fā)和實(shí)現(xiàn)有效的教學(xué)情境可以增進(jìn)學(xué)生數(shù)字電子技術(shù)的理解非常重要。為真實(shí)體現(xiàn)復(fù)雜芯片結(jié)構(gòu)在工作過程中情境的真實(shí)有效性，在教學(xué)設(shè)計(jì)中需規(guī)范情境所包含的知識(shí)，同時(shí)更應(yīng)該增加知識(shí)在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用場合，增加其與應(yīng)用型本科教學(xué)的契合度，虛擬仿真技術(shù)兼有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的真實(shí)存在感和良好交互特性，將其結(jié)合三維動(dòng)畫技術(shù)、先進(jìn)的生活性、發(fā)展性教育理念，鼓勵(lì)學(xué)生在虛擬仿真學(xué)習(xí)情境中進(jìn)行探究、訓(xùn)練和體驗(yàn)，通過人機(jī)交互的方式加深對數(shù)字電子技術(shù)中抽象復(fù)雜知識(shí)的應(yīng)用理解[6]。在認(rèn)知心理學(xué)的教學(xué)范疇內(nèi)，將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)分為陳述性和程序性，對于大量內(nèi)容為陳述性知識(shí)的數(shù)字電子技術(shù)而言，需要虛擬仿真平臺(tái)具有較高的擬合度，因此基于虛擬仿真技術(shù)的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中更應(yīng)完全遵循科學(xué)的客觀規(guī)律因素，即應(yīng)該合理運(yùn)用物理引擎、選用合理的仿真平臺(tái)，針對性地模擬數(shù)字電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的客觀規(guī)律，從而準(zhǔn)確、高效地把知識(shí)在真實(shí)中運(yùn)用的方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。基于以上對虛擬仿真技術(shù)與教學(xué)方法的研究，本課題小組所設(shè)計(jì)的教學(xué)策略如圖1所示。

1在機(jī)械類課程教學(xué)中實(shí)踐的意義

1.1在教學(xué)中應(yīng)用的理論依據(jù)

虛擬仿真技術(shù)可將學(xué)習(xí)對象、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)工具進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將一些看得見表面但摸不著實(shí)際的學(xué)習(xí)對象，通過某些技術(shù)和工具，使學(xué)習(xí)者能看得清其實(shí)質(zhì)，還能感覺到其實(shí)際，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，有效促進(jìn)了學(xué)習(xí)者的體驗(yàn)學(xué)習(xí)。關(guān)于體驗(yàn)學(xué)習(xí)，美國心理學(xué)家?guī)觳?DavidKolb)用4個(gè)元素建立起了4階段理論模型:具體的經(jīng)驗(yàn)、觀察與反思、形成抽象的概念和普遍的原理以及在新情境中檢驗(yàn)概念的意義。對學(xué)習(xí)者而言，其學(xué)習(xí)過程應(yīng)遵循“學(xué)習(xí)圈”(learningcycle)。學(xué)習(xí)的起點(diǎn)或知識(shí)的獲取首先是來自人們的經(jīng)驗(yàn)或者感性的認(rèn)知，有了“經(jīng)驗(yàn)”，學(xué)習(xí)者的下一步邏輯過程便是對已獲經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行“觀察”與“反思”(reflection)，把“有限的經(jīng)驗(yàn)”形成抽象的概念和普遍的原理。在教學(xué)過程中，特別是高等教育中的機(jī)械類課程，學(xué)習(xí)者即學(xué)生很難在有限的時(shí)間對其學(xué)習(xí)對象如一些機(jī)械裝備進(jìn)行感性認(rèn)識(shí)，虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用恰恰滿足了學(xué)生在學(xué)習(xí)中感性體驗(yàn)的需求，在情景中體驗(yàn)概念的意義，使得知識(shí)外延擴(kuò)大。

1.2在機(jī)械類課程中教學(xué)的效果

機(jī)械基礎(chǔ)類課程通常由《機(jī)械制圖》、《機(jī)械原理》和《數(shù)控機(jī)床》等課程組成。在這些課程的教學(xué)中，既需要演示大量的實(shí)物、機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程、加工、制造、檢驗(yàn)方法和過程等，又需要將工程實(shí)際中提出的理論問題用虛擬仿真手段演示。采用虛擬仿真技術(shù)的CAI課件可以為教學(xué)提供很好的資源。如《機(jī)械制圖》課程中，除了強(qiáng)調(diào)學(xué)生的識(shí)圖繪圖能力之外，空間想象與空間思考能力尤為重要。作為教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，傳統(tǒng)的文字講解與配圖很難讓學(xué)生在腦中具體地構(gòu)造模型，而虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可以直接將三維立體圖展現(xiàn)在課堂之上，化抽象為具體。學(xué)生可從內(nèi)部、外部以及各角度觀察立體模型，再與平面繪圖相結(jié)合，利于學(xué)生的理解。在《機(jī)械原理》課程中，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的認(rèn)知與理解為教學(xué)的核心，如何將教材中靜止的機(jī)構(gòu)配圖的運(yùn)動(dòng)情景理解為真實(shí)的場景成為學(xué)習(xí)《機(jī)械原理》的關(guān)鍵。如在機(jī)構(gòu)自由度的分析和計(jì)算過程中，復(fù)合鉸鏈很難講解透徹，若用設(shè)計(jì)出復(fù)合鉸鏈實(shí)際的裝配，學(xué)生會(huì)一目了然看到在3個(gè)桿件的結(jié)合點(diǎn)有2個(gè)鉸鏈，而避免因平面圖形看上去只有1個(gè)鉸鏈的錯(cuò)誤感覺。采用虛擬仿真技術(shù)，將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)做成虛擬動(dòng)畫，即可達(dá)到更好的教學(xué)效果，還可節(jié)省成本，符合教學(xué)改革發(fā)展的趨勢。在《數(shù)控機(jī)床》課程中，機(jī)床加工過程用純文本加圖片的教學(xué)方式不易被學(xué)生理解，最佳的學(xué)習(xí)方式就是實(shí)際操作，但很多學(xué)校辦學(xué)規(guī)模有限，缺少相應(yīng)的實(shí)習(xí)基地，且實(shí)際操作具有一定風(fēng)險(xiǎn)。采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)加工的模擬，既可以避免真實(shí)教學(xué)給人帶來的危險(xiǎn)，又可以減少相應(yīng)投資的成本，同時(shí)可以系統(tǒng)、完整地為學(xué)生呈現(xiàn)出整個(gè)工藝過程，極大地幫助學(xué)生的理解和記憶。

2棉花制缽機(jī)的仿真動(dòng)畫制作

教學(xué)過程中向?qū)W生展示農(nóng)業(yè)棉花制缽機(jī)，實(shí)物成本高，體積大，不適合作為課堂教具，虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，可以利用Pro?E軟件對棉花制缽機(jī)進(jìn)行實(shí)體建模，并以其機(jī)構(gòu)部件的實(shí)際連接為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行裝配。在設(shè)置了機(jī)構(gòu)連接方式和運(yùn)動(dòng)方式的前提下，利用Pro?E的“機(jī)構(gòu)”模塊對制缽機(jī)工作過程進(jìn)行了仿真，進(jìn)而分析了制缽機(jī)構(gòu)工作過程中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，使得學(xué)生更加直觀地了解其工作原理。