周娟 岳阳职业技术学院

引言

相较于普通高校主要培养学术研究型人才，高职院校培养人才的方向主要为技术运用型的人才。在社会对人才素质需求越来越高的今天，高职院校不仅要教授学生基础文化，还要加强对他们实践操作能力的锻炼。传统的实验平台由于各种限制性，已经不能满足学生的日常实验需求，因此需要搭建开放式虚拟实验操作平台，更好地培养学生的创新思维和动手能力。

一、传统的实物实验过程中有哪些问题

(一）实验室地点和开放时间限制

传统实验室需要占据非常大的空间面积，各种实验设备占地面积也不小，而学校的整体空间并不充裕，要经过多方面的考虑进行整体规划。如果大面积地搭建传统实验室会导致其他功能区的面积减少，造成教学空间规划不合理和不必要的资源浪费。传统的实验操作只能在限定的时间内到特定的地方才能完成，可供实验的场所本身就不多，所有学生都只能依靠着极其有限的实验室完成实操课程，因此，实验室资源总是处于紧缺的状态。

(二）课堂实际操作时间太短

由于实验室资源的紧缺，导致分配到每个班级的操作时间短，有的实验室只在上课期间开启，课余时间就大门紧闭，造成实验室可利用的时间就更少。实践操作本身就需要投入大量的时间和精力动手操作、用心专研，才能在实验的过程中将知识转变为实际运用的能力。如果实际可操作的时间过短，有时学生们还没充分消化课堂知识就匆忙实验，知识得不到实际的巩固，导致实验过程不能帮助学生更好地理解课本上的内容，不能将知识转化为实际操作能力。一堂实验课的时间有限，面对那么多的学生，实验室的指导老师没办法对所有的学生进行一对一的指导，实验效果也无法达到预期。

二、虚拟实验平台与传统实验室的区别

(一）课堂主体的转变

课堂主体由老师变为学生自己。在开放式虚拟实验中，学生们的主观能动性能够得到充分的发挥。老师发挥引导的作用，给出实验的项目和具体要求，学生根据自己的理解和思考，完成实验选题设计，实验过程创新，实验之后思考，解决遇到的问题，并整理成实验报告。这一系列完整的实验过程都是由学生自己独立完成，真正让学生成为了课堂的主体，锻炼了他们的动手操作能力和创新思考能力。

(二）教学手段的改变

教学手段由实际的设备仪器转变为虚拟的仪器。由计算机技术模拟整个实验过程。一个构建完整的虚拟实验平台能够实现实验演示、实验操作、实验完成、生成报告、在线批改、师生交流等一系列的功能，形成完整的学习过程。这种手段的好处在于，能够轻而易举获得一般情况下不易实现的实验类型，一些具有一定危险性的实验，也能够通过虚拟实验安全完成。在于可操作性上，虚拟实验平台也有着明显的优势，操作界面和流程更简单，无需复杂的说明，学生就能快速上手操作。

(三）教学效果的提升

与传统实验室相比，开放式虚拟实验平台不受时间地点的限制，通过计算机就能够学习。丰富的教学形式，应有尽有的教学辅助工具，沉浸式的教学环境，先进的多媒体技术，直观立体的操作过程，让整个课堂更加生动有趣。学生置身其中，能够获得极强的参与感，积极与老师学生进行互动，发挥自己的想象力和创新思考能力，锻炼逻辑思维能力和空间思维能力，获得传统实验课给予不了的独特效果。虚拟实验中能够自主选择实验仪器，学生能够根据自己的思考和想法进行创新，培养了学生的兴趣，加强了知识点的学习，让教学效果明显得到提升。

三、虚拟实验平台开放性的体现

(一）时间空间上的开放

学生们不再需要在固定的时间地点进行实验，而是可以随时随地根据自己的学习进度，通过互联网进入虚拟实验平台进行实验。这个开放式的虚拟实验平台，就像一座“移动的实验室”，给学生们提供了更加弹性的实验时间，更为开放的实验空间，对理论知识有了更加明显的补充效果。

(二）交流平台上的开放

有些实验项目需要学生通过自主学习完成，有的实现项目需要能够通过小组分工合作完成。开放式虚拟实验平台让这种协作学习变得更为简单有效。小组成员们首先利用互联网庞大的信息库各自收集信息，再完成团队成员信息的整合，最后进行线上的思维碰撞和学习交流。开放式虚拟实验平台也为师生提供了一个不一样的交流平台，学生可以跟老师及时沟通，促进实践能力的提高。

四、开放式虚拟实验平台创立的必然性

(一）更有效地解决问题

虚拟实验平台能够通过计算机技术模拟真实的实验器材面板，学生通过对计算机的操作即可完成实验过程。避免了传统实验中器材准备、器材解释、实验示范等一系列过程的时间浪费，真正把精力放到实验本身上来。既能有效地提高课堂效率，又能帮助学生获得解决实际问题的能力。

(二）规避危险，安全实验

传统实验中有很多实验会有一定的危险系数，会涉及到一些易燃易爆炸的物品和具有腐蚀性有害性的物质。很难保证实验的百分之百的安全环保，因此老师不敢让学生动手实验，但是学生不通过亲身体验，又不能达到预期的教学效果。

(二）生动立体，自主学习

实验相关知识不再只是通过老师的口述，在虚拟实验平台中，这些知识有了更有吸引力和趣味性的表现方式。在互联网的巨大数据库里，文字、图片、动画、视频等一切形式都可以用来辅助学生的学习。全方位地调动学生的感官，让扁平化的知识变得更生动，更立体，学习过程变得更加轻松。学生们也不再需要等待老师的安排和讲授，主动提高自己的学习自觉性，利用虚拟实验平台进行学习。

(三）教学改革的方向

国家对于虚拟实验平台的建设有着明确的需求。因此构建开放式虚拟实验平台，既是推动教学改革朝着必然发展方向前进，也是响应国家号召、适应社会需求的重要举措。高职院校需要明确自身的定位，不断刷新科学的教学理念，探索新的发展模式，实现教学的信息化和现代化，推动教学改革，集中力量培养并为社会输送更多地综合应用型人才。

五、开放式虚拟实验平台构建

(一）完善软硬件配置

为了让开放式虚拟实验平台能有更逼真的实验模拟效果，就要不断地引进最先进的技术，投入最新的硬件设备，补充最新的软件内容，让虚拟实验平台的软硬件支持都达到最优，以保证实验成功和教学效果。

(二）传统与虚拟结合

虚拟实验对传统实验起着非常重要的延伸作用。使用开放式虚拟实验平台，并不是代表要完全摒弃实物实验，而是要虚实结合，同时发挥两种实验方式的优势，让学生从多种渠道完成实验过程，更能加强对理论知识的理解。实物实验课程能够真实地提高学生的动手能力，培养学生严谨的学习态度。而虚拟实验，能够突破实物实验课的限制。实物实验有不足也有其不可替代性，两种方式的结合，更能发挥实验操作对理论内容的补充性。比如，学生马上要进行一堂传统实验课，但是对实验器材都不熟悉，更不清楚每一步的实验步骤，真正到了实验室就会手忙脚乱。如果学生能够事先通过开放式虚拟实验平台进行相关实验的预习，就会在线下的实验中更加从容不迫、得心应手。

六、结束语

为了高职院校能够更好地完成自己的培养目标，就要不断打造完善开放式虚拟实验平台，突破时间空间对实验操作的限制，加强学生动手能力和创新能力的训练，培养学生实际解决问题的能力，提高教学质量，培养更优质的实践性人才。