教改项目立项项目申请书2

教改项目立项项目申请书

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XX职业学院20XX年教研教改立项项目申

请书

项目名称：

虚拟仿真技术在机电类课程

教学中的应用探讨

项目主持人：

申请学院（系）：

汽车技术学院

联系电话：

E-mail:

填表日期：

2021年10月18日

XX职业学院制

一、简表项目名称虚拟仿真技术在机电类课程教学中的应用探

讨起止时间2021.11——2021.10项目申请人姓名

性别

民族汉诞生年月

专业技术职务/行政职务讲师最终学位/授予国家硕士主

要教学工作简历时间课程名称授课对象学时所在单位2021.9

—2021.12数字电子技术10应用电子技术64XX职业学院

2021.2—2021.6单片机原理及应用11机电一体化64XX职业学院

2021.9—2021.12单片机原理及应用11应用电子技术72XX职业

学院2021.2—2021.6传感器原理及应用12机电一体化64XX职

业学院主要教学科研成果时间项目名称（位次）获奖状况

项

目

组总人数高级中级初级博士硕士参与单位数4112

11主要成员序号姓名性别诞生年月专业技术职务工

作单位签章1

女1985.3讲师XX职业学院

2

女1965.1高级工程师XX职业学院

3

男1984.12助工XX职业学院

4

女1984.3助工XX职业学院

其他成员姓名：

二、立项依据项目的探讨意义、国内外探讨现状分析（一）、

虚拟仿真技术在机电类课程教学中的应用探讨意义作为高职院校的

机电类专业，其人才培育的目标是培育出面对生产、管理、服务一线

须要的高端技能型人才，面对的工作岗位主要有机电一体扮装备和产

品的设计、制造、装配、操作、调试、修理和售后技术服务等，机电

行业范围很大，产品种类很多，而且工种也很多，因此在教学过程中

须要学生驾驭很多技能。但是，试验实训设备终归是有限的，这就须

要我们探究新的教学方法。

仿真技术是继数学推理与科学试验之后相识世界自然规律的第

三类基础方法。虚拟仿真教学是指利用实物和计算机软件共同模拟出

真实的情境，让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学方法

生动形象，很接近现实工作场景，有利于提高学生爱好，使学生在短

时间内进入相应情境，真实的体验在现实生活中进行操作的感觉，以

达到更快驾驭操作技能的目的，而且这种教学方法可以利用计算机软

件的优势创建出机敏多样的工作场景，使学生驾驭更多的操作技能。

机电类课程的教学，在传统的教学模式中，理论课与试验课是分

别的，这就导致技能训练得不到刚好的理论指导，而理论课也没有结

合生产、生活实际，这样导致了学生的技能驾驭不到位。随着教学改

革的发展，出现了“项目教学”、“教、学、做”一体化等新型的教

学模式，但在这些新的教学模式下接受的技能训练通常有两种：第一

种是仅限于试验箱供应的几个固定试验，学生只需按图接好线、按试

验指导书输入程序就可完成试验，学生动手机会少，不能直正地参与

到学习活动中；其次种是通过制作一些实际的试验电路板或实物，然

后在上面进行安装、试验和调试，大大提高了学生的动手实力，但是

实际操作时要受到设备数量、品种等方面的限制，而且耗时大，占用

课时太多，耗材的消耗量也很大，成本高。

虚拟仿真教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和平

安等优势得到越来越多的应用和推广。因此应当将“项目教学”、

“教、学、做”一体化和虚拟仿真教学的方法结合起来，充分发挥各

自的优点，得到更好的教学效果。

虚拟仿真教学很简洁与其他先进的教学方法相结合，因此在机电

类课程的教学中，将虚拟仿真教学与其他教学方法相结合有助于提高

课程教学效果，而且成本低、效率高，使学生可以不受场地与设备的

限制，驾驭更多的技能，在机电类课程的教学中具有重要的意义。

（二）、国内外的探讨现状虚拟仿真技术为人们供应了一个志向

的教学手段，目前在国内和国外已经逐步的应用于军事训练、课程教

学、运动训练以及医学探讨等方面。

美国是虚拟仿真技术的起源地，现在美国虚拟仿真技术的发展水

平也比较高，在这个领域代表了国际先进水平，也是第一个把虚拟仿

真技术应用在教化教学中的，目前在感知、用户界面、后台软件和硬

件等几个方面，形成了一个比较系统的虚拟仿真教学仪器架构。美国

的卡罗莱纳州立高校利用Java技术建立了基于Web的探究式虚拟物

理试验室，主要有以下几个模块：基于JavaApplet的虚拟试验设备

和试验设施；相关的试验课程模块；试验学习结果评价模块；协作学

习模块。

在欧洲，英国在虚拟仿真技术的相关领域处于领先地位，探讨出

了虚拟仿真软件包，并应用在教学仪器和工业平安培训等方面。英国

的诺丁汉高校在教化和学术方面对虚拟仿真技术进行了探讨与探究，

其目标主要在于探究桌面虚拟仿真的输入设备应用上。此外，该小组

还和其他学校紧密合作，将其系统应用在了学习上有困难和身体残疾

的学生教化中。

在中国，各个高校和探讨机构也已经利用虚拟仿真技术建立虚拟

场景进行相关领域的教学仪器与探讨。例如，中国科技高校开发出第

一套基于虚拟仿真的教学仪器系统一一利用虚拟仿真技术进行几何

光学试验平台的开发，系统将计算机协助教学仪器的智能化仪器、计

算机技术、虚拟仿真和物理教学仪器等有机结合，把物理教学仪器系

统推动了新的领域c北京润尼尔网络科技有限公司以北京邮电高校强

势的网络、通讯、电子三门学科为基础，接受JavaApplet技术、B/S

结构、J2EE框架，为解决高校日趋惊惶的试验设备及试验场地等试验

教学问题，由北京邮电高校网络教化技术探讨所组织精英力气，经过

多年探讨，开发出了配套的可在校内网络上开展的虚拟试验系统。

通过对国内、外的虚拟仿真教学系统相比较，我们发觉：国外在

线试验比国内开发的时间早10年以上，而且器材丰富、功能也比较

多，•但同时国外软件产品价格过高，而且技术难度上不也适合学生，

更适合工程师运用，国外很多成熟的试验产品尚不支持网络化操作，

只能安装到木地计算机上独立运行，没有配套的教学管理和学问协助

学习，而北京邮电高校的虚拟仿真教学软件很大程度上改善了这些不

足之处，更加适合国内高等院校的试验教学需求。

三、项目实施方案及实施支配（一）、具体探讨内容、探讨目标

和拟解决的关键问题1、具体探讨内容及目标本探讨将以《国家中

长期教化改革和发展规划纲要(2021-2021年)》以及《国家中长期

人才发展规划纲要(2021-2021年)》等文件精神为指导，基于建构

主义和混合式学习理论，依据高等职业教化工学结合课程改革的基本

要求，以就业为导向，依据机电专业技术领域和职业岗位的任职要求,

参照职业资格标准，与行业企业合作进行课程开发，选取课程内容。

按职业实力目标的层次和类型，遵循学生学习实力培育的基本规律，

以真实工作任务及其工作过程为依据，整合、优化教学内容，由简到

繁、由易到难、按部就班地设计典型项目和学习任务，利用虚拟仿真

教学的优势，实现更高水平的“教、学、做“一体化。

在具体的实施过程中，本项目欲依据高职院校在机电类专业教学

中的实际状况，探究出一系列切实可行的虚拟教学方案。通过调研，

本项目支配在以下几个方面做出具体探讨：

第一、科学分析学生特征及企业需求，进一步加强教学内容与

教学方法的改革课题组将实行问卷调查和访谈的方式对学生的学习

特征与学习需求进行细致调查和分析，以便更加深化的了解学生的预

备学问、年龄特征和学习需求。在组织教学内容时，结合高职学生的

学习特点以及本专业最新技术、一线工程案例和企业真正需求，借助

虚拟仿真技术，构建更加接近现实工作场景的教学情境。在课堂教学

中，将各种先进的教学方法有机融合，提高课堂教学效果。

其次、主动探究，构建虚拟仿真教学模式对于几门重要的专业

课，如电子技术、单片机技术等通过调查分析找到合适的仿真软件，

制定出具体的教学方案，并且应用在新学期的教学过程中，通过理论

分析和实际的教学活动，探究出虚拟仿真教学在专业课程中的最佳应

用方法。

第三、校企合作，共建更高水平的试验、实训基地高职学校教

学质量的提高，离不开高水平的教学条件和教学设备的支持，而且这

些教学环境必需与企业真实工作场景相像，因此在有限的时间、有限

的条件下让学生接触到更多工作场景就显得尤为重要。虚拟仿真教学

具有较强的扩展性和较大的开放性，能够供应机敏多样的工作场景。

与企业亲密合作，打造更多更真实的工作场景有助于学生技能的驾

驭，也是对实训条件的极大改善。

第四、师生合力，共同打造最合理的虚拟教学环境在课程改革

过程中，须要专业课老师结合课程内容和目标，开发出适合各专业的

虚拟仿真教学环境以及试验实训教学软件。学生是课堂的主体，在教

学过程中更应当考虑的学生的反应和需求，依据学生的反馈不断改进

教学方法。

2、项目拟解决的关键问题

本项目拟解决的关键问题在于将虚拟仿真教学和高职教学的特

点真正结合起来，设计最合适的教学情境，在最大化的节约教学硬件

设备的基础上，将虚拟仿真与项目教学有机结合，创设出更多更接近

企业现实的教学情境，创建适合不同课程的虚拟仿真环境。

（二）、实施方案、具体实施支配（含年度进展状况）及可行性

分析1、实施方案本探讨将在深度分析学生学习特点和企业真正需

求的基础上，在建构主义学习理论和混合式学习理论的指导下，依据

高等职业教化工学结合课程改革的基本要求，结合虚拟仿真教学设计

的基本原则，借鉴信息化和项目教学设计方法，探究基于典型项目和

工作任务的虚拟仿真教学模式，实现“教、学、做”一体化教学设计。

该模式由“项目导入”、“制定支配”、“实施支配”和“成果

展示与评价”四个环节组成，其中虚拟仿真教学贯穿了该模式的全部

环节。下面简洁介绍该模式的具体实施方案：

(1)在“项目导入”环节，任课老师的活动包括三个内容：

第一、借助虚拟试验平台，导入项目任务及目标、展示项目结

果，让学生对项目有一个直观的相识，然后再布置具体的学习任务；

其次、利用虚拟试验环境，让学生明确自己应当完成的具体任务和

完成任务后可以得到哪些学问以及达到什么样的水平；第三、在充

分考虑学生的现有学问和实力水平的基础上，依据适合协作学习的分

组方法对学生进行分组，支配具体的完成时间和成果的评价方式等。

(2)在“制定支配”环节，学生通过自主学习、小组协作学习

等方式，对该项目的任务目标进行分析,确定任务所涉及的各种要素,

充分应用已驾驭的前序学问，基于虚拟仿真试验平台进行决策，确定

任务的实施步骤，为任务的实施做好充分的打算。

(3)在“实施支配”环节，学生在虚拟仿真试验平台上依据已

制定好的支配逐步完成项目任务。老师借助虚拟仿真试验平台对学生

进行指导，实现老师和学生以及学生之间的沟通。学生通过应用已学

习的学问完成工作任务，进行学问的建构，形成职业岗位实力。

(4)在“展示与评价”环节，学生在虚拟仿真试验平台上展示

自己的项目成果，然后接受他人的评价和老师的反馈。同时，学生在

汇报和听取同学汇报的过程中，通过对比自己与其他同学的成果，查

找不足，反思其成败。

该方案只是一个初步的思路，在具体的教学活动中，还要依据教

学过程中出现的问题不断完善。

2、具体实施的进度如下：

（1）2021.11-2021.2,对两门主干专业课进行具体分析，设计

出主要的教学情境及教学方法（2）2021.3-2021.6,对以上两门课

程在新学期的教学中接受虚拟仿真教学方法，结合具体的教学过程与

教学效果边教学、边总结、边改进，得出比较合理的教学方案（2）

2021.7-2021.10,依据具体的授课状况做深一步的探讨，最终以公开

发表论文的形式作为项目的探讨成果3、项目的可行性分析虚拟仿

真教学是高等教化信息化建设和试验教学示范中心建设的重要内容，

是学科专业与信息技术深度融合的产物。教高司函[2021]94号文件指

出：

为实行《教化部关于全面提高高等教化质量的若干看法》（教高

〔2021〕4号）精神，依据《教化信息化十年发展规划（2021-2021

年）》经探讨确定开展国家级虚拟仿真试验教学中心建设工作。可见,

虚拟仿真教学得到了国家政策的大力支持。

目前有很多软件，比如Proteus,Keil.Multisim等都为机电类专

业课的教学供应了仿真的条件，这为虚拟仿真教学的实施供应了基

础。

本项目具有较合理的项目团队，成员都具有丰富的教学阅历，保

证了本项目的探讨水平和质量。同时项目受到学院的大力支持，为项

目的实施供应了充分的保障。

（三）、项目预期的成果和效果（包括成果形式、实施范围等）1、

项目的成果形式（1）提交学生特征问卷调查表以及企业需求调研报

告。

（2）提交基于虚拟仿真教学技术的电工电子技术、单片机技术

两门课程的具体教学课件。

（3）以结题报告和公开发表论文的形式对本项目的探讨成果作

出总结。

2、项目的实施范围本项目的探讨成果将干脆应用于高职院校机

电类学生的专业课教学，并且可以推广到其他专业的教学中，使教学

效果得到显著改善C

（四）项目的特色、创新点及推广价值

1、项目特色及创新点

本项目将虚拟仿真教学与项目教学更加紧密的结合起来，更好

的实现了“教、学、做”一体化，并且在显著改善教学条件、提高教

学效果的同时削减了设备消耗，尤其是耗材的运用量，节约了试验经

费，而且克服了时间与空间上的限制，使实践课的开课率和学生的操

作技能得到明显提高。

2、项目的推广价值

本项目的探讨成果可以推广到其他专业的教学中，而且扩展性

强，可以依据教学须要，机敏添加试验器材、教学软件和典型教学情

境，不会因为科技的进步和企业的发展而落后于企业的需求。

四、教学改革基础1、已进行过的相关探讨及成果

本项目团队已经对学生的学习特点做出了初步的问卷调查并对

企业的需求做出了初步调研，而且在课堂教学中已经在尝试运用虚拟

仿真的教学方法。

2、学校已具备的教学改革基础和环境，学校对项目的支持状况

（含有关政策、经费及其运用管理机制、保障条件等，可附有关文件），

尚缺少的条件和拟解决的途径

XX职业学院成立特地的部门对本项目的申请和实施供应便利

条件，这对于本项目的实施具有很大的扶植。

尚缺少的条件：

在启动本项目之前，参与本项目的成员只是在教学过程中的某些

章节尝试着运用虚拟仿真的教学方法，尚未进行系统的运用，因此缺

乏实践。

拟解决的途径本项目的探讨拟以XX职业学院13级机电一体化

专业为主要探讨对象，在课堂教学中系统的运用虚拟仿真教学方法，

并将虚拟仿真教学与其他教学方法有机融合，再结合学生学习过程中

出现的问题和教学效果的反馈，对教学方法进行逐步完善，形成一套

完善的教学方法。

3、申请者和项目组成员所担当的教学改革和科研项目状况

1.刘杰，于海鹰，霍佃恒等.基于光纤光栅的加速度传感系统探

讨［J］,山东建筑高校学报,2009,24（3）：203-2062.刘杰,于海鹰,

霍佃恒等.基于熔融拉锥过耦合器的光纤光栅解调系统探讨［J］,光电子

技术,2009,29（3）技54-157（中文核心期刊）3.刘木于海鹰,

王锦妍等.FBG传感器在民用建筑健康检测中的应用探讨臼，应用光

学,2009,Vol.30Sjp：152-156（中文核心期刊）4.刘杰，赵成刚,

李文娜.光纤传感器在物联网中的应用［J］,硅谷，2021,6：3-4.5.刘

杰，王忠凯，张蕾浅谈单片机的绪论教学［J］,教化教学论坛，2021.

11：172.6.刘杰《计算机文化基础教程》，参编，哈尔滨工业高校出

版社；7.刘杰