验室资源不能完全满足学生自主设计实验的需要,加上课时的限制也无法为学生提供足够的探索时间。
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2虚拟仿真实验室分析
虚拟仿真实验室提供了虚拟的实验设备、测试仪器,虚拟仪器突破了传统实验设备台套数的限制,这个优势在大型贵重设备中尤其明显,普通高校投入大型设备台套数较少,一般还需要专业的操作人员操作,使用时要预约,有的还需收费。虚拟实验室为大型贵重设备的共享提供了广阔的空间。
通常情况下,高校实验室都不能做到24小时开放,除用于实验教学的时间外,开放时间较少,且开放时无专业教师指导,虚拟实验室利用校园网络和计算机提供的虚拟仪器,可以为学生提供仿真的实验室学习环境,学生可以随时通过虚拟实验室使用虚拟仪器和设备,并调试自己设计的实验方案。
虽然学生能在虚拟实验室操作虚拟仪器,但在真实的视觉、触觉等感官共鸣方面依然无法获得共鸣,且虚拟实验无法模拟真实实验中不可测的复杂性。
从以上分析可以看到,两种实验室在提高实验效率、学生实践能力等方面存在很大的互补性。有效的“虚实结合,优势互补”有利于节约实验教学资源,激发学生兴趣和积极性,最终提高学生主体能动性和创新实践能力。
3“虚实结合,优势互补”实验教学模式探索
(1)“虚实结合”,改变实验教师传统定位,提高学生主体能动性。
一般意义上,高校的实验课程、实验项目的设置均由实验教师主导,学生并不清楚为什么要进行该项目的实验?在虚拟实验室环境下,仪器设备、实验时间都不再受限制,因此,实验内容的设置可以由学生根据学习情况提出。教师将由传统的主导者转换为指导、答疑、评价者。教师对学生提出的实验方案进行评价,指导学生对实验方案进行完善,对学生实验过程遇到的问题进行答疑,指导学生在虚拟实验室进行实验方案的试运行,对实验方案在真实实验平台的运行安全性进行评价等,让学生成为整个实验过程的主导者。学生对为什么进行该实验?实验步骤,实验设备选用等能力将大为提高。改变后的实验过程如下图所示。
(2)“虚实结合”,融实际工程于实验项目,提高学生创新实践能力
传统的实验教学中,实验项目设置往往无法结合实际使用,学生在做完实验后,遇到实际工程项目不知道该如何应用所学知识。融实际工程与实验项目主要在以下几方面着手:分割实际工程项目,结合课程内容,引导学生走进工程实际;注重实验测试,使用实际工程数据,加强实验结果分析;工业化仪器设备的使用过程、r