虚拟仿真实验教学在物流与交通类课程教学中的应用

虚拟仿真实验教学在物流与交通类课程教学中的应用

王鹏，王司，安永东，潘世鹏

哈尔滨远东理工学院

王鹏  哈尔滨远东理工学院基金项目：黑龙江省高等教育教学改革项目《虚拟仿真实验教学课程共享体系及可持续发展机制研究与应用》

摘要

虚拟仿真实验，是通过仿真技术模拟实际环境和工作流程，将虚拟仿真实验融入到物流交通类课程的教学、实习、课程设计、创新教育的实践体系当中，即丰富了当前的实践教学体系，又提高了学生实践能力层次，优化了创新教育环境。本文在充分利用现有的信息化装备，引入开展虚拟仿真实验教学，针对其应用开展实践探索，力求为应用型本科院校全面开展实验教学信息化及其可持续性发展提供参考。

关键词：虚拟仿真 实验  物流 交通类 课程 应用

1．引言

近年来教育部指出要利用新兴技术来创新实验实践教学方式，切实增强实验教学的趣味性和吸引力，提高实验教学质量和效果。这为开展虚拟仿真实验实践教学指明了基本方向。虚拟仿真实验，通过仿真技术模拟环境和工作流程，提供逼真的操作环境，学生可以自主选择实习岗位和实验时间，摆脱实习时间、实习岗位的限制。

2.高校虚拟仿真实验教学信息化现状

加强实验教学是应用型本科院校实现教育跨越式发展的重要举措。通过分析发现目前虚拟仿真实验教学存在如下问题。

(一)对实验教学地位作用认识不深刻

学校和任课教师对实验教学的重要性认识不足。各层级高校各类专业实验教学的政策环境不同导致实验教学开展情况参差不齐。

(二)未能充分利用信息技术提高实验教学质量。

近年来，高等学校在教育部政策推动下充分利用虚拟仿真实验开展了实验教学的研究和应用。但是由于专业教师对虚拟仿真实验的价值和应用方式缺乏了解，缺少典型物流和交通类课程案例和实践指导，现代信息技术在未得到充分利用。

（三）部分专业建立虚拟仿真实验室，应用频率不高。

各专业简壁垒严重，不能建立完善的针对虚拟仿真实验教学的考评机制，影响虚拟仿真实验教学的推广和应用。

（四）期待可持续发展体系的建立

虚拟仿真实验手段纳入实验教学，可在一定程度上弥补师资和实验仪器不足的问题。长期实践应用推广需要有可持续发展体系与之适应。

3.虚拟仿真实验在教学中的应用分析

目前部分物流和交通类专业课程的理论教学当中都存在某些理论知识高度概括抽象或者涉及到的领域属于宏观和微观现实、难以找到具体的案例进行演示；专业课程的实验室教学资源有限，开放时间有限，不能满足学生随时进行自主学习和动手实践的要求；部分理论教学要构建物理展示系统、成本高，操作困难，缺少让学生动手实践的条件等问题。虚拟仿真实验系统充分应用了多媒体、人机交互、可视化、虚拟仿真技术、数据库和网络通讯等信息技术，促进了实验教学内容和方法的改革。相对于传统的实验教学，虚拟仿真实验解决传统理论教学与学生工程化培养之间的矛盾，拓展实验教学的深度和广度，提高实验教学实效，实现理论与实践教学的密切结合。同时也尽可能的减少实验成本和潜在危害，在理论教学方面，利用专业的仿真软件，采用多媒体技术以及网络通讯平台构建具有高度真实感，直观性。虚拟仿真实验教育平台，是专业实践教学的有益补充和创新，进入后疫情时代，虚拟仿真实验教学体系科研不受实践空间限制，变原有实验系统的构建模式，突破实验操作的时空限制，提升实验设备的整体性能，是实验课程开展的有效形式。

4.虚拟仿真实验在物流交通类课程实践途径分析

虚拟仿真实验教学的推广和发展除基础的设施设备配置外还应从一下几方面构建实践路径完善内容：

（一）遴选优秀教学案例。虚拟仿真实验已有教学研究及教学应用的案例，更多实际案例可保证在开展虚拟仿真实验时能更贴合学生特点，探究过程更丰富、更有趣。做到“虚实结合、相互补充，能实不虚”。

（二）建立实践基地，梳理虚拟仿真实验资源。虚拟仿真实验资源的种类多样，涉及的类型包括交通类实验资源、物流类资源等，适用群体涵盖了专业教学的各个阶段。

（三）制定针对专业教学内容的个性化教学实施方案

虚拟仿真实验教学是学科专业与信息技术深度融合的产物，是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容。构建虚拟仿真实验课程教学体系需要创新课程体系与之匹配的实验教学模式和管理模式。从专业教学角度结合专业要求丰富情境设计，发挥虚拟仿真技术的优势，还可以提高学生实践能力培养的层次。

5.虚拟仿真实验教学内容设计

以《交通运输系统》 介绍虚拟仿真实验教学的设计。

5.1 设计思路

（1）实验内容首先要满足教学需求，将教学知识点逐一融入到实验过程当中，明确实验中需要仿真的关键内容，选取合适的仿真技术，合理设计实验主题，从而实现知识体系的系统化。知识点的选取以及实验内容的设计，重在培养学生的分析推理、系统思维、综合设计、创新实践的能力。实验内容的安排要遵循从基础到综合，最后到设计实验，从易到难逐渐引导学生掌握基本的实验方法和技能，为后期的创新型实验的自主设计奠定基础。

（2） 丰富情境设计，发挥虚拟仿真技术的优势，提高学生的实践能力虚拟仿真实验可以提高学生实践能力培养的层次，实验设计中要考虑如何更好地实现管理情境的再现。除了常规的案例背景资料外，对实物模拟、环境模拟、运作场景和业务流程的情境设计，都应该纳入到实验设计当中。

5.2 教学过程设计

《交通运输系统》 的教学目标，是让学生了解交通运输系统的组成要素、结构、功能以及相互之间的关系、掌握基本原理。虚拟仿真实验教学设计中，将交通系统分为以“运输”和“交通”为代表的两条逻辑主线，每条教学主线按照从基础、综合、创新三个层次，从简单到复杂，依次推进安排实验内容，完成物流系统的要素、结构、原理的教学任务。按并结合实际指定考评方案促进实验教学效果以及可持续推广，重视对实验教学信息化建设的效果评价。

6.结束语

实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要手段。将虚拟仿真实验方法引入教学中，顺应了当前高校实验教学方法改革的趋势，对教学内容和教学方法提出了更高的要求。本文分析了虚拟仿真实验在物流和交通类课程中教学的优势，以及在创新和实践人才培养中的作用，提出了实验设计的基本思路和具体的教学过程设计，为虚拟仿真实验教学在物流创新实践人才培养中探索有效的教学方式和改革途径。

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