虚拟实验培养创新型人才的探索实践

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1、虚拟实验培养创新型人才的探索实践-职业技术教育论文虚拟实验培养创新型人才的探索实践杨南粤（广东技术师范学院广东广州510665）摘要：实验教学对培养创新实用型人才的重要作用毋庸置疑。传统的实验教学由于自身的局限性已不能满足现代教育的需求。本文探讨了利用虚拟实验培养大学生实践能力、创新能力的优势和方法，并举出了两个实际例子。实践证明，虚拟实验有利于学生实现从知识学习到动手实验的跨越，有利于提高学生的创新能力和综合实践能力，能有效提高教学质量。关键词：实验教学；虚拟实验；创新型人才中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672

2、-5727（2014）08-0162-04实验教学是高等教育一个重要组成部分，是培养学生创新能力、实践动手能力和综合素质的一个重要环节。在所有影响教育质量的因素中，实验教学环节占有非常重的比重。近两年国家教育部颁布了两大文件：《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》提出“推动信息技术与高等教育深度融合，创新人才培养模式”；《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》明确提出“强化实践育人环节，提升实验教学水平……提高实验、实习实训、实践质量”，这意味着各高校在未来十几年内要切实推进实验教学信息化建设，推动实验教学改革、

3、实验教学资源开发与共享。传统的实验教学由于实验设备的投入与维护费用高，受时间、地点、人力、物力等诸多因素的影响，实验的开展存在局限性，已不能完全满足现代教育的需求。鉴于传统实验教学与信息化时代人才培养需求之间的不对称，笔者认为，应利用虚拟实验合理、高效、智能化地整合教学资源，探索虚拟实验环境下调动学生学习积极性、提高学生实践创新能力的教学方式。利用现代信息技术引入虚拟实验，克服传统实验模式的不足，探索新时代下创新实用型人才的培养模式和方法，已成为深化实验教学改革的迫切需求。传统实验教学的不足阻碍了创新型人才的培养传统实验教学内容

4、和形式比较单一，大部分都是验证性实验，涉及的课程内容往往互相独立，存在知识点重复问题。学生学习了独立的课程而不能融会贯通，由于无法进行跨学科学习，难以具备综合应用所学知识解决实际问题的能力。这种多验证理论而少尝试创新的实验，很难真正培养和提高学生的创新能力和实践能力。传统的实验信息单向传递，学生自行设计的实验或创意独特的实验方法能否观察到实验现象，能否进行实验调试，能否获得实验结果或评价都缺乏实时反馈。学生在实验过程中偶获的创新灵感由于有限的实验条件而难以得到印证和延展，不利于他们创新精神和实践能力的培养。在传统实验中，教师往往

5、关注能否完成预期教学任务，追求实验结果与教学目标的吻合度，容易忽略实验过程中对学生思维方法的引导，及对学生突现的创新思维火花的关注和鼓励。重结果、轻过程的实验不利于挖掘和培养学生的创新性。虚拟实验培养创新型人才的优势在计算机技术和网络技术等基础上发展起来的虚拟实验能实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。对于一些真实实验平台无法开展、复杂性比较大、存在潜在危险的或成本比较高的实验，虚拟仿真实验能够提供可靠、安全和经济的实验项目。虚拟实验的特点如图1所示。虚拟实验培养创新型人才的优越性主要体现在以下方面。（一）扩充实验内容，培养学

6、生的综合能力利用虚拟实验，可以使实验由验证性向综合性、设计性、研究性过渡。综合型实验必然存在学科之间的交叉与渗透。通过虚拟实验，学生能够更好地对各种知识进行融会贯通，获得“触类旁通”、“举一反三”的综合性实践能力。在实验中，教师给出方向和任务要求，学生查阅文件资料后根据自己的兴趣爱好设计实验项目，自行选配实验器材，规划实验步骤。由于是虚拟实验，学生设计跨学科的实验项目不再受到实验室现有固定实验器材的局限，创新和探索的自由度大幅度提高，可实现对传统实验思维的突破和创新。虚拟实验能够有效地解决实验材料消耗和大型昂贵设备的操作安全问题

7、，学生可以大胆进行综合性、创新性、研究性的实验项目，有利于培养和锻炼学生综合实践能力和创新意识。（二）提供无限实验环境，提高学生的创新意识虚拟实验可突破时间和空间限制，学生可以在任何时间和地点进行实验。并且，虚拟实验提供了充分自主的操作空间，学生可以进行自主创新型实验。因此，学生在实验过程中突现的创新性想法，例如对某些问题提出的大胆假设和猜想，能方便地在虚拟实验提供的虚拟环境中得以验证，得到实时反馈。某些虚拟实验系统集成了知识库，具有更强的实时响应、过程互动和智能指导功能。某些虚拟实验提供的开放式实验平台允许使用者重构或改善平台

8、开发者提供的不尽如人意的功能，进行个性化实验设计，突破了传统实验设备的局限性，极大地激发了学生的探究欲望和学习兴趣。这种新型的实验教学模式，有助于提高学生发散思维能力、归纳总结能力，从而培养他们发现问题、分析问题、解决问题的创新意识，积极实践和勇于探索的精神。（