虚拟仿真技术在物联网工程专业教学中的应用研究

李晓芳 卢付强 时翔

[摘 要] 物联网工程的专业性、实践性较强，利用虚拟仿真技术对实验环境进行真实模仿，能够更好地培养学生的学习兴趣与动力，使学生更加积极、主动地参与到物联网工程专业教学活动中，对于提升教学的有效性非常有利。因此，主要对虚拟仿真技术在物联网工程专业教学中的应用展开研究，通过对虚拟仿真技术概念及特征的分析，掌握物联网工程专业教学的现状，从而利用虚拟仿真技术优化物联网工程专业教学路径与形式，激发学生的学习动力，推动物联网工程专业教学工作更好地开展与进行，更好地提高其教学实效性。

[关键词] 物联网工程;专业教学;策略;研究

[基金项目] 2020年度常州工学院虚拟仿真实验教学重点项目“‘基于RFID的防疫物资城市调配虚拟仿真实验”（30120300000—FX—004）

[作者简介] 李晓芳（1972—），女（蒙古族），内蒙古通辽人，博士，常州工学院计算机信息工程学院教授，主要从事信息获取与处理研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）39-0160-04    [收稿日期] 2021-05-10

由于物联网工程专业具有一定的抽象性，很多学生无法从书本或教材中全面地理解与掌握物联网工程专业的教学知识，从而影响学生学习兴趣的培养与学习能动性的发挥。虚拟仿真技术是一种现代化的具备战略性和通用性的技术，能够帮助人类更好地认识自然的客观规律，还能够有效辅助科学实验教学。物联网工程专业教学是一种实践性较强的学科，需要通过反复的实验加深学生对知识的理解与掌握。通过利用虚拟仿真技术，能够更好地优化物联网工程专业教学的实验流程，让学生更加清晰、直观地了解与掌握其教学特点，从而引导与鼓励学生更加积极、主动地探究物联网工程的相关知识，并将其应用到具体实践中，提升物联网工程专业教学的有效性与科学性，提高该课程的教学品質与水平。

一、虚拟仿真技术的概念及特征分析

（一）虚拟仿真技术的概念

所谓的虚拟仿真技术，主要指的是利用一种虚拟系统对一个真实系统进行模仿的技术或者方法。从狭义角度来分析，虚拟仿真技术就是一种试验研究的新技术;而从广义角度来讲，虚拟仿真技术就是一种人类认识自然、探究客观规律的技术。在计算机不断发展的大环境与大时代下，虚拟仿真技术逐渐自成体系，并成为继科学实验、数学推理后认识自然客观规律的一种有效方法或技术，逐渐成为人类认识世界、改造与创造世界的战略性、通用性技术[1]。

虚拟仿真技术是在虚拟现实技术、多媒体技术、网络通信技术快速发展基础上虚拟现实技术与仿真技术的融合性产物，是一种高级仿真技术。为了促进现代仿真技术的快速发展，虚拟仿真技术网络化、虚拟化与集成化的特性能够更好地满足其发展需求，并推动相关行业协调发展。

（二）虚拟仿真技术的特征分析

虚拟仿真技术有很多特征，如沉浸性、交互性、逼真性与虚幻性。虚拟仿真技术的沉浸性主要是指在虚拟仿真系统中，使用者能够获得动觉、触觉、嗅觉、听觉及视觉等多种感知，从而有身临其境的感觉。理想化的虚拟仿真系统应该具有对信息的感知能力。交互性是虚拟仿真系统的重要特性。在虚拟仿真系统中，环境能够对人产生作用，人也会作用于控制环境。人们通过肢体、语言等行为对环境进行影响与控制，且虚拟环境还能够对人的操作与行为进行反应。虚幻性是虚拟仿真技术的重要特性之一，其表明虚拟系统环境是虚幻的，是人类利用计算机技术虚拟出来的环境，其既能够对真实存在的环境进行模拟，又能够对世界上现存或者之前存在的现象进行模拟，同时能够对未来可能出现的环境进行模拟，对于客观世界中不存在的事物也可以虚拟出来，只要是人们能够幻想出来的，都可以通过虚拟技术进行模拟，创造幻想性的环境。逼真性是虚拟仿真系统的又一特性，虚拟的环境与客观世界的环境极为相似，感官上显得比较逼真，就像在真实世界一样。

二、分析物联网工程专业教学的实际现状

随着信息科技的快速发展，虚拟仿真技术的应用频率与范围逐渐增加和扩大，并在一定程度上推动与辅助了物联网工程教学工作的开展与进行，但是其依然存在一些局限与不足，亟待优化与解决。下面对物联网工程专业教学的实际情况与问题展开探究与分析。

（一）教学内容过于单一与机械化

由于物联网工程专业是很多院校新开设的一个专业，具有很强的教学新鲜度，但是其教学内容也比较单一和机械化，很多教师多参照书本或教材展开教学，致使教学的丰富性与灵活性不强，不利于学生学习兴趣的培养。与此同时，物联网工程教学的内容大多具有一定的实践性，如果不能将该专业的理论性教学与实践性教学进行有机整合与对照式教学，则会影响该专业实际教学品质的提升，不利于培养物联网工程专业人才。

（二）缺乏健全的教学体系与机制

在开展物联网工程专业教学时，一些高校在该专业教学上缺乏较为健全和完善的教学体系与机制，其教学流程得不到更好的规范，教学资源得不到更好的整合、教学模式得不到更好的改革与创新、教学理念也得不到有效的转化与升级，这都会影响物联网工程专业教学工作的有序开展，也会削弱其教学效果与作用。

（三）缺乏实践教学平台

物联网工程专业的教学实践性很强，如果没有良好的实践平台，提供给学生实践与练习的机会与空间就会很少，不利于学生对物联网工程专业知识的学习、理解与掌握，学生自主学习与探究知识的能力也得不到更好的调动与培养，不利于物联网工程实践教学效果的呈现和教学品质的提升。与此同时，物联网工程专业教学过分重视理论教学，忽视了实践教学的重要性，学生空有理论而没有实践，其人才的培养缺乏一定的全面性与科学性，同时在专业教学水平的提升方面也会有所欠缺。从整体上来看，不利于物联网工程专业教学工作的有序开展与高效进行。