仿真实训教学模式的探究

摘 要：众所周知，仿真实训教学作为未来普及化新兴教学模式被越来越多的学校所认可。笔者根据教学中的实际应用与经验，以《电子线路》课程为例，从学时安排、教学流程、课题整合三方面探索总结引入虚拟仿真技术后实践教学模式的变化。

关键词：仿真； 实训； 教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2012）05-123-002

虚拟仿真技术在教育教学中的应用，给课程改革注入了新鲜的血液，逐渐被越来越多的专家、学者所接受。虚拟仿真实训室采用软硬件结合、功能模块重组配置的方式是增加教学平台适用性和实验技术可扩展性的有效手段，有助于培养学生的动手能力和创新精神;虚拟仿真实训室强大的网络功能有助于革新传统的教学模式，推动实训课程远程教育的发展。作为一项未来普及化近几年在国内新兴的技术，研究构建适合虚拟仿真技术特点的教学模式，使教学过程达到最优化，显得尤为重要。笔者根据教学中的实际应用与经验，以《电子线路》课程为例，从学时安排、教学流程、课题整合三方面探索总结引入虚拟仿真技术后实践教学模式的变化。

一、教学学时的重新分配

1．传统的学科本位课程模式，以学科为中心，以传授知识为主要目的，具有严密有序的教学程序

其课时分配参考表如下：（《电子线路》陈其纯主编高等教育出版社2006年4月第2版）

内容 理论 实验 机动 总计

课时数 138 34 14 186

从表中观察，理论与实践结合明显失衡，课程过分强调知识的系统性和完整性，偏重于知识内在的逻辑系统，不利于学生关键能力和职业实践能力的培养，难以达到熟练的技能。

2.《江苏省职业教育课程改革行动计划》规定，探索构建以为能力本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化的专业课程体系

新课改提出后，学校电子专业中专班采用《新编电子技术项目教程》（李传珊主编电子工业出版社2007年8月）教材，其课时参考表如下：

内容 理论 实践 机动 总计

课时数 92 86 4 182

从表中可看出，课程中实践与理论设制平分秋色，突出能力为本位，体现实践主线，通过项目化、模块化的课程实现理实一体，项目引领、任务驱动的教学方式，有利于培养学生的技能水平和专业能力。但学校的实际情况是电子实训室严重不足，以及实践操作中会出现难以预测的故障浪费了大量的时间，难以按质按量地完成既定的教学任务。

3．教育部在《基础教育课程改革纲要（试行）》中提出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用……

充分发挥信息技术的优势……”基于以上观点，虚拟仿真等信息技术在电子专业课程中得以充分应用，虚拟仿真实训融入课程的各个项目和小节，难以分割。其课时如下：（参考《电子技术仿真与实训》赵玉菊主编电子工业出版社2009年6月）

内容 仿真实践与理论 机动 总计

课时数 100 10 110

教学过程最优化的两个标准分别是时间标准和效率标准，利用虚拟仿真技术进行设计、仿真，大大地缩短了学时，有效地体现了以上两个标准。

二、教学流程的重新设计

1．传统的实践教学手段落后、方法单一，常常采用的都是“三步法”，一是集中上课，二是教师示范，三是学生模仿制作

学生非常机械地焊接、插件、调试，能认知一些元器件，掌握一些焊接技能，但缺乏对学生的综合应用能力和创新能力的培养。这同时也导致学生认为电子工艺实习太容易或者太枯燥乏味，因此对实习兴趣索然。而且由于自身能力水平的差异和实践场地时间的限制，遇到电路调试或故障，很多学生都不愿意动脑思考，所以实践效果并不尽如人意。

2．针对现实的实践教学效果，需要教师转变思想，引入新鲜的科学的教学方法，合理地重新规划教学流程

虚拟仿真技术的应用，打破了传统教学的流程，势必要求制定出新的教学模式以适应发展的需要。课程内容排序要坚决遵循工作过程，要着眼于蕴含在动态行动体系之中的隐性实践知识的生成与构建，要符合人的认知心理顺序。根据建构主义理论和教学设计理论的有关知识，虚拟仿真技术可建立以下两个教学模式：实验教学模式（先做1~2次实物实验，学生有了形象体验后再做虚拟实验）和虚拟实验教学模式（先进行虚拟实验再做实物实验）。

笔者在实际教学过程中，采用研究型课程的模式，摒弃了先前那种在固定线路板上跟着老师做的呆板形式，采用“虚实结合式”教学流程，按“认识实物→虚拟仿真实验→总结现象学习理论→实物制作调制电路→评价反馈”组织课堂活动。仅以《简单直流稳压电源的制作与检测》为例，笔者先让学生观察二极管实物，认识二极管。设计仿真实验《二极管单向导电性》，根据现象学生自己就能总出二极管的单向导电性。设计仿真实验《整流电路》《滤波电路》《硅二极管稳压电路》，让学生对比虚拟示波器输入输出波形总结整流、滤波、稳压电路的作用，并设计可能出现的各种故障，观察结果，使抽象的理论变得一目了然。当原理都条理清晰，再焊接制作简单的直流稳压电源，就显得很简单了。

众所周知，心理学赤瑞特拉研究表明，采用不同的教学方式呈现之时，其效果的差异是很大的，对不同感官进行刺激，所达到的记忆效果不同。利用虚拟仿真技术，采用“做中学”的教学方式，训练分步进行，先接触简单的任务，然后是复杂的任务，直到形成合适的行为系统。循序渐进的教学过程，符合学生的认识规律。

三、基于仿真技术的课程整合

1．整合的必要性

传统的实物实训存在严重的实训工位不足、实训教师不足、实训器材不足等现象。在实习过程中会产生较为严重的环境污染，与现在提倡的低碳环保有一定的偏差。由于生源素质的差异，学生在实训过程中易损坏仪器仪表等器件，造成巨大的资源浪费。仪器设备磨损厉害老化严重，常常跟不上课程的更新。实物器件离散性大，参数易受温度影响造成误差。鉴于上述种种现象，电子专业课在迫切地呼唤仿真技术与课程的整合。

2．整合的途径

在新课程背景下，学科教学与虚拟技术的整合实际上就是在学科的教学过程中，在先进的教育思想和理论的指导下，把虚拟仿真技术作为学生自主学习的信知工具、激励工具与教学环境创设工具，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，进而达到培养学生创新精神与实践能力的目标【6】整合要以学生的认识活动为本，以虚拟仿真技术克服学生认知困难为目标，要以教学活动的规律和特点为本，以运用虚拟仿真实现教学整体优化为目标，要以虚拟仿真技术的开发，应用为本，以运用多种沟通机制促进教学活动改革与发展为目标。要达到以上目标，首先学校要提供满足教师“教”和学生“学”的硬件环境：多媒体教室和计算机网络教室，以及相应的软件资源。再次教师要提高教育理论修养水平，具有新的教学理念和丰富的教学经验，掌握虚拟技术的教学功能特点，学习相关软件，并充分利用可共享的资源，开发创作将课程学习内容和虚拟仿真技术有机地融合在一起，让仿真技术不再仅是辅助教学的手段，而成为学习内容或教学内容的有机组成部分，从而达到和谐统一。

3．整合的意义

整合丰富了课程资源，促进了教材的现代化和多样化，将学习者带入自主学习的教学情境中，给予每个学生平等参与教学活动的机会。学生亲自操作，在主动参与学习中获得体验，培养了学生积极参与、不断探索的创新精神和科学的研究方法及终身学习的态度和能力。尊重和支持学生在学习活动中对学习方式、学习策略、学习方法的选择，并对学习结果及时给予评价，提高学生的综合水平，促进学生智能水平和信息素养的提高。

整合促使教师信息能力水平增强，备课方式发生变化。教师可以突破课堂教学的封闭性，将教材的内容进行自主选择和重组，制订出适合不同水平学生的各层次的教学目标和要求。把传统教学中优势的理论、行为、方法策略继承下来，在新课改理论下以虚拟技术创新教学活动的规律和特点，以便更有效地促进学生的学习和发展，优化课堂教学过程。

参考文献：

[1]朱敏，张际平.虚拟实验室及其教学应用.实验室研究与探索，2006年5月第5期第25卷

[2]周如俊.职业教育课程改革的演变·推变·嬗变——对当前职业教育课程改革历程的综述.江苏教育2011年7~8月

[3]岑盈盈，杨志卫.电工电子实习教学的改革与实践.浙江科技学院学报，第18卷第1期，2006年3月

[4]周新源.职业学校课程改革推进策略探究.江苏教育2010.5

[5]陈健.电工电子线路虚拟实验室的建设与应用.洪都科技2006年1月

[6]茅育青编著.新课程背景下学科教学与信息技术的整合.浙江大学出版社，2006年3月