本站原创摘 要 :随着我国高职教育的不断发展,实践教学作为全部教学的核心环节,逐渐出现了一些问题,主要的问题就是传统的实践教学投入大后期维护费用高、不能满足远程教学、理论教学与实验教学不能同步等,这些问题严重影响了实践教学的效果,制约了高职教育的发展,本文就是在研究传统实验方式的基础上提出基于开放式的虚拟实验的方法来克服以上的问题,将现实的“实”实验与开放式虚拟实验的“虚”结合起来,推动高职教育的更好、更快发展.
关键字:基于,开放式,虚拟实验,高职,实训
中图分类号:G642文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2010)09-0033-02
一、 研究背景分析
高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型,在我国加快推进社会主义现代化建设进程中具有不可替代的作用.与中专、技校、本科、研究生等教育不同,高职教育的教育目标是培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高素质、技能型人才.所以培养的重中之重学生的实践动手能力.实训教学为培养这方面的能力提供了非常重要的平台.
二、传统实验实训的不足之处
随着高职教育的不断向前发展,传统的实验实训教学模式在很多方面已经不能满足当下的教学需求,制约了培养目标的完成.具体主要表现在以下几方面:
1、传统实验实训前期成本投入高,中期损耗大、后期维护费用高,致使学校分配的实训经费远远不能满足实践教学需要,导致实践教学效果不能达到预期的目标.例如,电子电路课程,实训实验过程中需要使用很多电子部件,而且这些部件是很精密的,一旦有使用不当之处就可能导致部件损毁不能正常使用,且很多部件是一次性使用的,使用一次后就只能丢弃到垃圾堆里变成废品,需花钱重新去购买这些部件继续实验.几年下来,损耗量可想而知,后期维护费用也极高.
2、随着不断的发展,高职院校也慢慢的开始了远程教学,远程教学很难实现.远程教育已经不是电大等高等院校的专利,随着教育的发展,高职院校也在以很快的速度开展相关的远程教育.传统的实验室是不可能搬进网络的,理论教学可以通过远程教学,但是实验教学在远程教学模式下完全不能实施.例如:我校目前有2个校区,其中二郎校区在重庆主城区九龙坡区,另外一个校区在合川,相隔的物理距离比较远,为了提高效率、节约资源需要采用远程教学,但是安排了实验实训的课程的实践环节很难在远程教育中实现.
3、传统的实验实训受到了地点、时间、财力限制.首先受地点的限制:现实中大多院校都建有实验实训室,所有的实验必须到指定的配有专业设备的实验实训室进行,其次受时间的限制:传统的实验实训都必须提前预约,之后在预约的时间内到实验室去进行实验,其余的时间是不能进行的,例如计算机组网实训室只有一个,但是有多个班要上《计算机组网与网管》这门课,所以要均衡考虑,不可能完全由一个班使用,最后要受到财力的限制:一个学校用于实验实训的经费总是有限的,在前期投入、中期耗费、后期维护都要考虑到成本问题,所以建设的实验实训室可能会不能完全满足实验实训的进行,只能是在一定程度上进行实践教学,例如计算机组网实训室,需要用到的网络设备很多,包括交换机、路由器等,且这些设备在性能和数量上要能满足不同班级不同课程的教学要求,但事实上,实训室往往只是提供一些最基本的网络设备,而且性能和数量都达不到要求,整个实践教学只能将就进行,很多实验不能顺利进行,达不到预期的教学效果.
4、传统实验实训管理复杂且烦琐.实验前得准备相关的实验设备和实验环境,实验过程中环境的维持和设备的维护也是一件麻烦的事情,实验结束后又得对设备整理还原及废品处理,设备除了故障得进行维修.有些专业设备还得定期的进行保养和维护工作.这些管理工作需要很大的人力去完成.
(1)教师的实践指导过程不能全面到位,由于实践教学中学生多,过程中出现的需要解决
的问题多,上课时间有限,教师不可能对每个学生都去指导解决问题.
(2)学生的创新能力不能得到很好的培养,学生主要根据实验指导书进行验证性实验,考虑到设备的成本等费用方面,有些实验是准看不准动,操作训练不足,学生的奇思妙想不能尽情的进行实验验证,创新能力难以提升.
(3)理论教学与实践教学不能同步进行,传统的实践教学模式是和理论教学分开的,掌握知识的过程不连贯,但是人的思维是活跃,在上理论课的过程中,学生和教师可能会对知识进行扩散,突发奇想,但是新的思想不能及时验证.
(一)开放式虚拟实验的的概念、分类
对于上述说明的不足之处,采用基于开放式的虚拟实验平台的实训教学模式可以解决相关的问题.
什么是基于开放式虚拟实验的教学模式呢是指利用计算机网络技术、计算机技术、多媒体技术、虚拟现实技术等相关的技术结合起来,在计算机系统中实现的各种虚拟实验环境,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目,所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果.具有高逼真度、实时仿真、任意操作、辅助教训功能、网络化功能、自主学习等特点.
目前开放式虚拟实验的平台有两种,一种基于C/S(客户/服务器)模式,另外一种基于B/S(浏览/服务器)模式.前一种模式必须将平台系统分别安装到服务器和客户端,后一种则是只需将平台系统安装在服务器端,客户端只需通过浏览器就可以打开相应的网页进入实验平台.实际中使用更多更方便的是B/S模式的开放式虚拟实验平台.
(二)开放式虚拟实验的主要优点如下几方面
1、可以将实验搬进网络,进行远程教学,解决了远程教学中只能进行理论知识的学习而不能进行实验的问题.例如:老师在我校二郎校区进行讲授内容,并且虚拟实验平台安装在本校区,合川校区的学生可以直接通过浏览器登陆实验平台通过远程方式进行相关内容的实验实训操作.降低了实验室运营成本,学生的实验全部在虚拟实验平台中进行.
2、最大程度地节约了实验开支:不用考虑前期投入、中期损耗、后期维护的成本费用问题.所有的实验部件全部是虚拟的,可以任意的使用.节约了开支、成本.
3、不受时间、地点的限制,学生可以在任意时间都可登陆虚拟平台进行实验,基于B/S模式的虚拟平台,对于客户端计算机的要求比较低,只要能上网连接到服务器的客户端都可以运行虚拟平进行实验.
4、可以培养学生的创新性、加强动手能力,加强了理论知识和实践教学的结合,传统的实验很多是验证性的,根据指导书来操作,学生不能自由的去进行实验的进行,抑制了创新性的发展,在开放式虚拟实验平台中,学生可以发散思维,结合理论知识进行创新性的实验,可以尽情的去享受实验过程.
5、某些开放式虚拟实验平台设计中可以考虑实验过程的抄袭可能,实验过程可以全程记录,教师批改也就更方便,抄袭情况在传统实验中是经常出现且不易发觉的,老师只负责收作业这个结果,实训过程无从考证,而在虚拟实验平台中抄袭情况是轻而易举可以办到的事情.对于学生学习过程的考核和成绩方面更加公平.
6、采用开放式虚拟实验平台可以完全不需要人力的问题,实验所用到的设备和过程都是虚拟的,不存在实验前设备的准备、实验中设备的管理、实验后设备的还原及日常的设备保养和维护工作.
(三)开放式虚拟实验的使用现状分析.就作者对多所高职院校的考察了解到,目前基于B/S两种模式的开放式虚拟实验平台相关的软件开发的很多,但是实际在教学中应用的较少,大多数是为了给申报精品课程、实验教学教改、申请国家级或省级、学校评估、市级实验示范中心和重点实验室等科研项目方面添加砝码,如果涉及不到这些方面考虑到购买软件需要一定的成本及其它的因素就不会使用这些虚拟实验软件,真正为了改善实训教学,长期坚持使用它来改革实践教学并提高实训质量的比较少.
目前开发使用的虚拟实验平台涉及的专业范围小,大多数是计算机与电工电子部分专业,例如:计算机网络、电工电路等.对于其它机电、汽车等对实验实训要求高的专业没有成熟的平台.且购买别人开发的相关软件并不完全适合自己院校的实际情况,不能拿来即用的.
由于购买开放是虚拟实验平台的成本比较高,所以对于很多高职院校来说是一笔不小的投入,所以往往是望而却步.
开放式虚拟实验过程中可能出现的问题的随机的,平台开发设计过程中不可能把真正实验中会出现的所有情况考虑到,所以在实验过程中经常会出现临时性的问题.
社会是不断向前发展的,行业技术也在不断更新,学校开设课程的内容必将随行业的需求作不断的改进,但购买的虚拟实验平台软件总是在一定的背景条件和知识前提下开发的,一段时间后可能就跟不上社会和行业的需求,更新比较麻烦.
(四)开放式虚拟实验的未来展望及发展趋势.上述内容介绍了传统实训教学的不足之处以及开放是虚拟实验教学的优点及不足之处.“实”与“虚”各有利弊,应该结合自己院校的实际情况将两者联合起来取长补短综合使用,发挥各自的长处,达到优势互补,最终促进高职实验实训教学的更好更快的发展.加快开放式虚拟实验的开发过程,扩大它的使用专业领域范围,设计更加完善、人性化.