虚拟仿真软件：开启实训教学新模式，赋能高校数智化教学
虚拟仿真软件：开启实训教学新模式，赋能高校数智化教学
随着教育数字化加速发展，基于真实岗位情境的虚拟仿真软件应运而生，大大改善了困扰高等教育教学实训已久的"三高三难"问题，即高投入、高难度、高风险及难实施、难观摩、难再现。虚拟仿真软件凭借其高度沉浸式、互动性及灵活性的特点，在实训教学领域中扮演着重要角色，成为推动产教融合深化、教学质量提升以及对接未来技能需求的关键驱动力。
虚拟仿真软件的优势
低成本高效益：相较于传统实训设备的高昂购置与维护成本，虚拟仿真软件能显著降低教学成本。它无需实体空间，减少了硬件设施的需求，同时避免了因设备老化而产生的持续投入，使高校能够在有限的预算内提供高质量的实训课程。
灵活适应产业升级：技术的快速发展要求教育内容紧跟行业步伐。虚拟仿真软件能够迅速响应市场和技术的变化，及时更新教学资源，确保学生所学知识与实际需求保持同步。这不仅提高了教学内容的时效性，还增强了学生的就业竞争力。
增强实践体验：通过虚拟环境，学生可以安全地操作复杂的设备，模拟真实的生产流程，进行反复练习而无需担心损坏昂贵的实验器材。这种沉浸式的学习方式极大地提升了学生的动手能力和解决问题的能力，实现了理论与实践的有效结合。
促进个性化学习：虚拟仿真软件可以根据每个学生的学习进度和能力水平调整教学难度，提供个性化的学习路径。这有助于激发学生的学习兴趣，提高学习效率，满足不同学生的学习需求。
虚拟仿真软件对教学改革的影响
教学模式创新：虚拟仿真软件推动了教学模式从传统的讲授式向互动式、探究式的转变。教师可以设计更加丰富多样的教学活动，鼓励学生主动探索和合作学习，培养其批判性思维和创新能力。
促进产学研融合：借助虚拟仿真软件，高校能够与企业建立更紧密的合作关系，共同开发符合行业标准的实训项目。这不仅有助于提升学生的实践技能，也为高校科研成果转化提供了新的途径。
加速教学资源优化：虚拟仿真软件的广泛应用促使高校对现有教学资源进行重新评估和整合，推动了教育资源的数字化转型。优质教学资源的共享和复用，进一步促进了教育公平。
虚拟仿真软件在实训教学中的创新应用
创造沉浸式学习体验：虚拟仿真软件能模拟现实世界的各种复杂场景，如火力发电厂、污水处理厂、实验室等，让学生仿佛身临其境，全方位、多角度地接触并熟悉实际工作环境，极大地提高了学习的趣味性和参与度。
实现个性化教学：虚拟仿真软件可根据每个学生的学习进度和理解程度，灵活调整教学内容和难易度，实现因材施教，满足个性化学习需求。同时，实时反馈系统可以即时评估学生操作的正确性与熟练度，为教师提供精准的教学参考数据。
降低实训成本与风险：在诸如化学实验、机械设备操作等高危实训领域，虚拟仿真软件可以避免实物损耗和安全事故的发生，大幅度降低了实训成本，同时也保护了学生的安全。
虚拟仿真软件赋能高校数智化教学的实践案例
案例：常见阳离子的鉴定及分离虚拟仿真软件
常见阳离子的鉴定及分离是化学分析中的重要内容。通过掌握各种离子的鉴定方法和分离技术，可以实现对复杂溶液中阳离子的准确分析和有效分离。传统的实训教学方式虽能在一定程度上能提升学生的实际操作能力，但在成本控制、安全性保障以及环境适应性方面存在明显不足，难以满足新时代对技术型人才综合培养的迫切需求。为此，北京象新力科技有限公司研发了"常见阳离子的鉴定及分离虚拟仿真软件"，旨在突破传统教学模式的桎梏，借助数字化、沉浸式的模拟环境，为培养符合新时代要求的高素质专业人才提供强有力的支持。
产品介绍
本软件主要对无机化学中常见阳离子进行鉴定及分离，根据阳离子的特性，采用两酸两碱法对阳离子进行分组，然后根据阳离子与不同试剂反应所独有的特性对其进行鉴定，通过水浴加热排除离子的干扰，并在离心操作下分离沉淀。在实验过程需要学生理论知识扎实，能根据现象进行及时的判断，同时需要对取样和滴加操作比较熟练，对离心机的使用及注意事项比较清楚。
产品特色
- 对实验原理采用二维和三维的动画进行演示，将抽象的理论知识直观化，加深学生的理解。
- 对真实实验室进行完整的三维建模，学生除了进行实验内容操作，还要学习实验室安全及规范，培养学生良好的实验习惯。
- 具有实验演示功能，在学生进行实验操作之前，可以通过实验演示模块进行预习，学习相关实验内容。
实验内容
- 溶液pH测定：选用含标准比色卡的pH试纸，学生需要按照规范的操作测定pH,并与标准比色卡比较判断当前的pH值及酸碱性，由此可以鉴定出部分的阳离子。
- 两酸两碱法：根据阳离子的不同特性，盐酸、硫酸、氨水和氢氧化钠两酸两碱将阳离子进行分组，分别得到盐酸组沉淀、硫酸组沉淀、氨组沉淀以及氢氧化钠组沉淀。对沉淀中的阳离子再次进行鉴定和分离。
- 现象判断：不同阳离子与不同试剂反应具有其独特特性。
- 离心机的操作：在鉴定过程中形成盐溶液难溶时，需要对沉淀进行离心分离。
支撑课程
- 无机化学
- 有机化学
- 物理化学
- 分析化学
综上所述，虚拟仿真软件正逐步成为高校教学的重要组成部分，它不仅改变了传统的教学模式，也为学生提供了更加丰富和生动的学习体验。随着技术的不断进步，未来的虚拟仿真软件将更加智能化、个性化，为高校数智化教学场景的构建开辟新的道路，开启实训教学新模式，赋能高校数智化教学。