实验教学改革的目标
改革和完善现有物联网实验教学体系,通过对虚拟仿真实验教学开展有效的研究与探索,挖掘实验所属课程之间的内在联系,将物联网专业实验有效融合,采用层次化分析方法构建系统、科学的物联网虚拟仿真实验教学体系,设计基于云计算的物联网虚拟仿真实验平台,按照模块划分各个实验,完善虚拟仿真实验教学运行机制并对运行效果进行分析,达到强化实践教学环节,保障实践教学质量,促进物联网专业实践教学改革的目的,最终提高学生的实践动手能力。
设计的虚拟仿真实验平台可以在某种程度上解决资金短缺、设备投入不足、设备更新不及时、设备老化、大规模实验环境无法模拟等情况;一定程度上在空间与时间上缓解了真实实验室教学无法实现的环节;拓展了学生在学习实践环节上的素质,有助于培养学生独立自主的学习意识;可以利用教师现有的科研成果转换为虚拟仿真实验内容,丰富实验教学,拓展学生思路,开拓学生实验,对提高物联网应用型人才素质,增强学生的创新科研意识、创新能力有着极大的帮助和实践意义。
设计基于云计算的物联网虚拟仿真实验平台,并采用“线上线下混合式”实验教学模式和“虚实结合”的实验教学模式,意图通过创造“虚拟仿真环境(虚拟仿真实验平台)+实验教学模式”的虚拟仿真实验教学解决方案来弥补传统实验教学的不足,通过“传统实验教学+虚拟仿真实验教学”,来达到提高实验教学质量的目的。
随着计算机学院虚拟仿真实验项目的开展以及原有实验教学模式的持续,基于云计算的物联网虚拟仿真实验教学改革的目标如下。
1.有效融合虚拟仿真实验项目,构建系统科学的实验教学体系提高学生综合实践能力
物联网专业不仅具有较强的理论性,而且也具有很强的实践性,大多基础理论需要在实践中去领会和体验。目前,虽然物联网专业有立项并结题的虚拟仿真实验项目,但这些实验项目并没有有效地融合,都是孤立的课内仿真实验,实验时间较分散,且多以验证型实验为主。然而,物联网的设计应用具有整体性,且在现实生活中经常需要专业技术人员解决综合性、系统性的问题,因而需要培养学生综合的实践运用能力。但目前设置的实验中,单一、独立的实验内容偏多,缺少综合性实验。在实际的实验教学过程中,真实的实验项目毕竟有限,虚拟仿真实验平台可以不受限的开展验证性、设计性和综合性实验。学生通过虚拟仿真实验项目,不但可以将基础知识延伸拓展,而且能够在设计性和综合性实验中锻炼动手能力,培养创新精神。
虚拟仿真实验教学是学科研究成果转化为人才培养资源的手段。如果能将学科前沿研究成果或重大技术成果转化成虚拟仿真实验教学资源,学生通过这些资源可以拓宽视野、激发兴趣并提升学习动力。(https://www.daowen.com)
2.结合前沿技术设计物联网虚拟仿真实验平台,满足日益递增的实验教学需求
目前物联网专业实验室教学资源受设备与技术的制约,实验教学形式相对单一,不能适应社会对培养富有实践能力与创新思维的物联网应用型人才的需求。虚拟仿真实验教学是现代化教育不可或缺的先进手段,虚拟仿真实验教学的多样性,可以与真实实验教学形成相辅相成、优势互补的新型实验教学模式。
3.对物联网实验效果进行深入的分析和持续改进,不断提升实践教学效果
现有的实践教学运行效果不理想,没有有效的数据支撑,对实验效果进行深入的分析并持续改进的力度不足。此外,学生参加虚拟仿真实验的机制也还不健全,这些都不利于学生专业创新与创造能力的培养。通过物联网虚拟仿真实验平台可以获取实验数据,对物联网实验效果进行深入地分析和持续改进,不断提升实践教学效果。
4.改革传统单一的实验教学模式,设计丰富多样的教学方法提升学习兴趣
传统的实验教学模式就是在实验室中老师讲、学生听,形式极为单一。虚拟仿真实验教学的实践意义是极大地丰富了实验内容和实验教学模式。另外,“线上线下混合式”实验教学模式是对平时基础实验的扩展和延伸,而设计“线上线下混合式”实验教学模式和“虚实结合”的实验教学模式,极大的改变和丰富了传统的实验教学模式。