虚拟实验教学论文篇1

二、虚拟技术的优势

虚拟技术是当下计算机实验教学应用的主要教学技术手段，在计算机实验教学发展过程中，具有重要推动作用[1]。虚拟技术在计算机实验教学中应用，其优势主要有以下几个方面：2.1降低资源投入成本虚拟技术不需要太大的场地就可以进行计算机实验教学，这与传统的计算机实验教学来说，有着很大的差别。传统计算机实验教学需要建立教学实验室，并且购置很多计算机实验设备。虚拟技术则不需要这一点，极大地降低了资源试论虚拟技术在计算机实验教学中的应用陈军山东医学高等专科学校【摘要】计算机技术在当下社会经济发展以及人们日常生活中所占的地位越来越重要，计算机实验教学对于计算机技术的应用与发展来说，意义重大。但就目前计算机技术发展来看，可供研究和使用的计算机实验资源缺乏，这对于掌握和发展计算机技术来说，十分不利。为此，旨在促进计算机实验教学发展的虚拟技术在计算机实验教学中得到了广泛的应用。这种虚拟技术主要是以软件创建虚拟机，并且在虚拟机情况下进行计算机实验教学。经过大量实践，虚拟技术在计算机实验教学中具有重要作用。本文以虚拟技术在计算机实验教学中的应用为研究对象，主要探讨了基于VMwareWorkstation软件创建的虚拟机在计算机实验教学中的具体应用。【关键词】虚拟技术计算机实验教学应用投入成本，但其所起到的实验教学作用，与真正计算机实验教学并无差别。2.2灵活性较强虚拟机在设计和使用上，只需要通过对硬件和软件进行系统化更新，就可以让虚拟机与当前计算机技术保持一致性，具有很大灵活性。这种对软、硬件的更新，可以不需要进行实体机配置的兑换，就可以实现更新目的。2.3安全性较高虚拟机当中，具有单独的数据存储设备，可以对实验数据、实验资源、实验资料等信息进行保存，避免数据丢失为用户造成不便。而且，虚拟机在进行计算机教学实验过程中，即使其他系统出现故障，也不会对数据存储设备产生影响，避免数据丢失，具有很高的安全性。

三、虚拟技术在计算机实验教学中的应用研究

虚拟技术在计算机实验教学中的应用，首先要创建虚拟机，这是虚拟技术进行应用的前提。针对于虚拟机的创建，需要在物理计算机操作平台上安装虚拟机操控软件，就目前虚拟机技术应用来看，主要以‘VMwareworkstation’软件为主。其次，对虚拟机进行优化与维护，使其更好服务于计算机实验教学。最后，则是将优化好的虚拟机投入到计算机实验教学当中。3.1虚拟机创建研究虚拟机创建以VMwareworkstation软件为主，在VMware窗口中，进行虚拟机创建，其具体步骤如下：（1）启动VMwareworkstation后，需要在打开的窗口中选择创建类型，进行程序安装工作。一般来说，创建虚拟机主要采用Typical默认方法，VMware会根据物理计算机的实际配置，进行虚拟机硬件配置创建工作。而虚拟机创建过程中，又会根据用户需求不同，通过对虚拟磁盘以及适配器进行重新定义，从而实现虚拟机新功能。根据用户自身需求对VMware创立完成后，接下来就需要对虚拟机的操作系统进行设置；（2）进行操作系统设置时，页面会弹出“客户机操作系统安装”窗口，这个窗口中一共有三个选项，虚拟机创建时需要选择“稍后安装”选项。之所以选择这个选项，是因为可以在很大程度上避免客户机系统的不完整性，有利于虚拟机使用；（3）客户机的默认配置，需要在“客户操作系统安装”的窗口中进行选择，就虚拟机的操作系统类型来看，可用于选择的操作系统主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等，就操作系统选择来看，需要根据实际情况进行分析，选择的系统要符合当前使用虚拟机的版本；（4）默认配置以及操作系统选择完毕后，下一步需要对创建的虚拟机进行命名，这种虚拟机命名主要是为了日后操作时更加有利于识别；（5）虚拟机命名之后，则需要生成虚拟机配置的保存路径，用硬盘进行相关配置保存，为之后虚拟机的使用提供方便。虚拟机的创建，为计算机实验教学创造了方便，新虚拟机生成之后，需要对其进行优化，之后投入到计算机实验教学之中。3.2虚拟机的优化及维护研究虚拟机的建立，主要是以‘VMwareworkstation’软件为主，虚拟机的硬件设备，则是由VMware自动生成[2]。虚拟机应用于计算机实验教学中，需要对相关配置进行优化，使之符合计算机实验教学的要求。在进行虚拟机优化及维护过程中，要遵循以下优化及维护的方法：（1）内存：虚拟机的内存与物理计算机内存有着密切联系，一般来说，虚拟机的内存主要是根据物理计算机内存大小进行测算的。例如物理计算机的内存值若是1024MB，那么虚拟机的推荐内存则为512MB。在虚拟机内存优化时，其内存设置在512MB左右浮动，最大值不能超过1024MB，最小值不能低于128MB，其内存设置应该为32MB的倍数；（2）处理器：在进行处理器优化时，虚拟机处理器的个数要与物理计算机进行比较，保证处理器个数少于物理计算机处理器个数；（3）硬盘：硬盘大小对于虚拟机进行计算机实验教学来说，具有重要影响。硬盘容量决定了对数据的存储容量，在虚拟机优化过程中，要根据实际情况，对有用信息进行保留，对无用信息进行清除。这就需要在硬盘设计过程中，对硬盘内容进行相关设置。关于硬盘功能设置，主要通过‘Expand’的功能，可以根据硬盘工作状态，进行‘持久模式’和‘非持久模式’选择，其主要是针对硬盘数据问题进行的一种优化；（4）网络适配器：网络适配器是虚拟机进行网络连接的关键，它决定了虚拟机以何种方式实现上网。一般来说，虚拟机进行上网，大都是通过网桥连接模式，利用网卡实现上网。这种上网形势下，虚拟机需要有着自己单独的IP地址。除此之外，虚拟机还可以实现‘NAT’上网模式，但这种上网模式下，就需要对主机IP以及虚拟机IP进行重新设置，虚拟机的单独IP地址将会被取消。网络适配器在虚拟机中的应用，决定了虚拟机的上网方式，并且根据实际情况，可以实现虚拟机与物理计算机单独上网，这对于虚拟机进行教学实验来说具有重要意义。以单独上网的方式进行攻击性网络教学实验，除了可以达到实验目的之外，还可以避免对物理计算机造成损坏。3.3虚拟技术在计算机实验教学中的应用分析本文研究的虚拟技术在计算机实验教学中的应用，主要从多操作系统安装实验以及分级网络实验两个方面进行分析，关于这两种实验教学的应用，如下所示：（1）多操作系统安装实验：多操作系统安装实验是计算机实验教学的基础，其主要包括计算机硬盘分区、操作系统安装等教学内容，该教学实验受到的限制条件较多，若是以物理计算机进行教学实验，会造成极大的资源浪费，并且对物理计算机软硬件的损坏较大，因此，针对于这一教学实验，最为有效的办法则是采用虚拟机进行实验教学[3]。虚拟机与物理计算机的特性一致，以虚拟机进行计算机多操作系统安装实验，可以让学生进行实践操作。关于虚拟机的多操作系统安装实验，可以以任意一台物理计算机为主，安装‘VMwareworkstation’软件，进行虚拟机构建，之后进行虚拟机优化，使之符合计算机实验教学要求。在虚拟机构建完成之后，学生可以根据计算机实验教学目标，在虚拟机进行实践操作，就多操作系统安装实验的要求，按步骤进行实际操作；（2）分级网络实验：分级网络实验是利用虚拟机与物理计算机的联合，构建对等网络，从而实现实验局域网的构建。分级网络的构建，在很大程度上提升了学生们学习计算机技术的信心，并且增强了学生的实际动手操作能力。分级网络的构建，主要是基于虚拟机和物理计算机的对等网络构建基础上实现的。而分级网络的实践操作，进一步增强了计算机实验的难度，可以考验学生对计算机实际操作能力的掌握。在进行分级网络实践操作时，学生们的操作主要在虚拟机上进行操作，避免了对物理计算机软、硬件的损坏。利用虚拟机进行分级网络实验，为学生提升计算机实验能力打下了坚实基础，对学生日后使用计算机技术方面，具有重要意义。

虚拟实验教学论文篇2

二、模拟各种实验现象

引导学生展开主动学习物理基本的概念与定理并不是凭空产生的，而是科学家在大量的实验中总结出来的，是透过大量表象达到对事物的本质认知。只有将基础知识的教学与实验结合起来，再现真理发现全过程，这样才能达到学生对知识的真正理解与掌握。而在现实条件中许多实验是无法完成的。如微观粒子的运动、存在安全隐患的实验以及对实验条件有严格要求的实验等，在以往的教学中这些实验都难以完成，就只能采用机械的灌输，让学生来记忆结论性认知。这样的结果就是学生背得流利，但就是不懂、不会用，只知其然而不知其所以然。网络虚拟实验室可以模拟各种实验现象，可以完成以往教学中所难以完成的各类实验，将这些抽象而枯燥的物理知识寓于直观而形象的实验现象中，让学生通过操作与观察来获取感性认知，并由此上升为理性认知，这样才能达到对抽象知识的深刻理解与灵活运用。

三、开辟师生互动学习平台

实现探究性学习新课改倡导自主合作探究式学习方式，明确提出了以学生为中心的教学理念，我们的教学要更加关注学生学习方式的转变，要由以教师为中心转为以学生为中心，要将重点由教师如何教转向学生如何学上来，构建以教师为主导、学生为主体的双主型教学模式，确立学生在学习中的主体地位，引导学生展开主动探究，实现教学的双向互动。网络虚拟实验室为师生开辟了一个全新的网络互动学习平台，在这里教师与学生可以一起来展开积极的实验探究，通过师生之间的积极思维与主动操作来完成更多的实验方案，并就实验现象与结果在师生之间、生生之间展开积极的交流与讨论，进行思想的交汇与思维的碰撞。这样更加利于学生深刻掌握基本的概念与定理，同时也可以提高学生的实验技能，让学生学会实验操作，这样才能真正地学会物理学习。因此，在具体的教学中，遇到有分歧的问题，我们可以引导学生来制定不同的实验方案，借助网络虚拟实验室这个平台来将实验方案付诸于实践，实现理论与实践同步，这样学生通过这些实验可以获取更多的直观认知，再通过师生之间的共同交流与讨论，就可以达到对这些基本知识点的深刻理解。

虚拟实验教学论文篇3

0 引言

工程图学课程教学理论与实践相结合是非常重要的特别是学生的动手及创新能力的培养，是理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。

工程图学课程的教学是很具体形象的，它注重机构的运动及动作 ，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解；机械类课程 中的实验设备大多很昂贵，有些情况下，不能完全满足相应的实验要求，尤其是对每个学生而言，学生实验通常是分组 ，对有些实验，实验设备很少时，分组的人数会很多，这样学生在做实验时会没有很多机会熟练掌握 ；因此，如果能在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏 ，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，以求达到掌握一门专业技术技能。

1 虚拟仿真实验应用于教学中的现实意义

目前国内大多数高校的实验还是采用传统方式，即老师讲解、演示，再由学生自己动手。而国外已经从传统实验转为实物实验与虚拟实验相结合，充分利用先进的计算机设备进行虚拟仿真实验教学，取得了较好的效果。

传统的教学模式以教师为中心，知识的传递主要靠教师对学生的灌输，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态，其主动性和积极性难以发挥，不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维，也不利于创造性人才的培养。虚拟仿真实验突破了传统教学手段上的局限。学生自己动手操作，亲身参与整个实验过程的操作，通过将实际生产的工艺过程以影像、动画等生动的形式表示，从而增强学生的感性认识和学习兴趣，提高教学效果，使其实践能力、观察能力及归纳能力等都得到很好的锻炼。虚拟实验技术创设了一个人性化的学习环境 ，使学生能够在自然、互动的气氛中进行学习。基于以上思考 ，尝试在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。

2 虚拟仿真实验设计目标

虚拟实验的开发工具主要是网络虚拟现实建模语言(VRML)和三维建模软件。VRML是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。VRML的基本目标是建立因特网上的交互式虚拟对象、场景、三维模型，基本特征包括分布式、三维、交互性 、多媒体集成、境界逼真性等，是 目前 Intenet上基于“www”的三维互动网站制作的主流语言。

虚拟现实系统的设计要达到以下目标 ：

a)要使参与者有“真实”的体验。这种体验就是“沉浸”或“投入”，即全心地进入，简单地说就是产生在虚拟世界中的幻觉。理想的虚拟环境应达到用户难以分辩真假的程度，甚至比真的还“真”。这种沉浸感的意义在于可以使用户集中注意力。为了达到这个 目标，就必须具有多感知的能力，理想的虚拟现实系统应具备人类所具有的一切感知能力，包括视觉 、听觉、触觉 ，甚至味觉和嗅觉。

b)系统要能提供方便的、丰富的、主要是基于自然技能的人机交互手段。这些手段使得参与者能够对虚拟环境进行实时的操纵，能从虚拟环境中得到反馈信息 ，也能便系统了解参与者的关键部位的位置、状态、变形等各种系统需要知道的数据。实时性是非常重要的，如果在交互时存在较大的延迟，与人的心理经验不一致 ，就谈不上以自然技能的交互，也很难获得沉浸感。

3 零、部件测绘实践虚拟辅助教学

《工程图学》课程为机械类专业一门主要技术基础课，是一门理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。本项目的实施内容主要是采用 inventor 2008，3D max，AutoCAD及 vrml软件系统设计虚拟实验系统，使之能够对齿轮油泵(图1)、减速器(图2)、虎钳 (图 3)的装配进行动态模拟 ，通过影像、动画等生动的形式对装配过程进行动态模拟 ，可以充分发挥学生的主观能动性，有利于学生获得丰富的感性认识，激发学生进一步提出问题与寻求解决问题的兴趣 ，有助于拓宽学生的知识面，有效地支持理论学习。

零部件测绘实践虚拟辅助教学技术的做法是，以实物模型为基本要素、以实物模型测绘为主线，用计算机虚拟现实的方法，制作图画和动画形式为主的直观形象，去解析零部件的形状结构和测绘过程。

将虚拟辅助教学融于测绘实践教学的过程是：布置测绘任务；观测分析实物模型；教师依据实物模型通过虚拟辅助教学课件集中指导；学生依据实物模型，参照虚拟辅助教学课件自主测绘；教师集中讲评。

虚拟辅助教学主要构件是以虚拟图象为主，配有少量文字说明的电子文档。分别是：以动画为主去表达零部件形状结构的图画集，以对零部件形状结构分析和视图分析为主的图画集，以对零部件测绘方法和过程指导为主的图画集，以对尺寸、技术要求、图样、作业要求指导为主的图画集。

4 零、部件测绘实践虚拟辅助教学技术的特点

a)基于实体的虚拟。计算机虚拟现实、虚拟三维图与构形思维和视觉及视觉心理密切相关。实践表明：没有实体模型做基准没有构形思维和视觉及视觉心理的支持，计算机虚拟现实、虚拟三维图就会成为没有意义的作品；另一方面，没有构形思维和视觉及视觉心理知识去指导计算机虚拟现实、虚拟三维图的创作，也不能获得效果良好的作品。

b)基于图学素质对测绘对象 (零、部件)的选择。选择好测绘对象是保障零、部件测绘实践教学效果的首要条件。简单化和过度复杂化都不可取，都可能给大学总体教学带来损害。选择测绘对象 (零、部件)的第一因素是考虑对学生图学素质培养的要求，其次是考虑后续课的需求。阀类、泵类、夹具类(虎钳)、减速器类是常选测绘对象，其主要原因是便于教学。按图学素质培养的要求考虑，所选零、部件的测绘内容应当尽量多的涵盖图学主要的核心内容。例如，表达方法典型、全面，结构具有代表性。按后续课的需求考虑，所选零、部件的测绘内容要含有后续课的主要要素。

5 结语

开发零、部件虚拟测绘装配实验是为了拓宽实验教学平台，改进测绘方法，提高测绘效率和品质，减轻教学负担。这一教学技术的核心涉及到传统测绘的方方面面，也涉及到现代教育技术的深层理论和技术问题。当然虚拟仿真实验不能完全替代实物实验，但可以探索将其作为实物实验及课堂理论教学的补充。

虚拟实验教学论文篇4

虚拟仿真实验教学是“虚拟现实（VirtualReality）+教育”深度融合的产物，其推广顺应了教育信息化的发展趋势和现实需要，推动了高校实验教学改革和创新。教育部自2013年提出建设部级虚拟仿真实验教学中心以来，连续三年虚拟仿真实验教学中心建设原则的通知，教育部对虚拟仿真实验教学的重视程度和建设虚拟仿真实验教学中心的迫切需求有目共睹。2017年7月教育部的开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知中，提出经济管理类示范性虚拟仿真实验教学项目建设规划要在2019年和2020年共达到80项之多。由此可见，教育部对推进经济管理类虚拟仿真实验教学的力度之大。目前来看，全国经济管理类虚拟仿真实验教学中心的建设处于起步探索阶段，少数财经院校已建立，并初步建立其适用的较为完整的教学体系和教学模式，大部分院校特别是多科性大学还没有启动建设，更没有对其实验教学进行系统的实践和研究。经济管理类虚拟仿真实验教学，并不仅仅是将虚拟仿真技术引入到经济管理类实验教学中，更强调的是将虚拟仿真思想融入其中，搭建虚拟真实场景、开发虚拟真实企业实践平台及后台数据库、模拟社会经济管理的现实问题作为实验项目，注重让学生在学习过程中能亲身经历，乐于实践，获得知识，提高技能，有效地弥补了实验过程不可逆和实验项目不可及的缺陷。由于各高校学生的特点、课程体系、传统实验开设的情况等等不尽相同，结合西北政法大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心的建设实践，对多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心建设的目标、实验教学体系和实验中心建设和使用进行系统研究。

一、多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心建设的目标

多科性大学不同于财经类大学和综合性大学，它是以一个或两个学科为支撑、其他多个学科协调发展的学科格局。西北政法大学就是一所以法学为主，经济学、管理学、文学、哲学等学科协调发展的多科性大学。通过对山西财经大学、贵州财经大学、南京财经大学、南京审计大学四所财经类大学和西安交通大学、西北大学两所综合性大学的实地考察、调研，发现如西北政法大学这样的地方多科性大学经济管理类实验教学相对落后，实践教学体系不完整、不系统，实验室建设滞后等问题。为适应当下对应用型经管类本科人才的迫切要求，经过一年多的考察、调研、可行性报告和建设方案的撰写、施工建设、后期调试，西北政法大学经济管理虚拟仿真实验教学中心（以下简称“仿真实验中心”）落成运行。

1.仿真实验中心基本情况仿真实验中心总面积约1000平方米、含三个全封闭实验室、五个半开放仿真实验室（跨专业综合虚拟仿真实验项目可跨实验室进行），其中，全封闭实验室有经济＆管理基础实验室-A型实验室、统计调查与数据分析实验室-B型、审计财务管理专业实验室。五个半开放的实验区分别是金融保险仿真区、企业模拟仿真区，跨境全流程仿真区、跨境分销实战区和综合模拟仿真实验区。综合模拟仿真实验区模拟银行、税务、工商、社保公积金实际工作场景，可组合其他四个半开放实验区根据课程需要进行授课。企业模拟仿真区、跨境全流程仿真区和跨境分销实战区可组合为跨境综合实验室。跨境全流程仿真区、金融、保险仿真区、企业模拟仿真区可组合为企业综合模拟仿真实验室。金融保险仿真区、企业模拟仿真区、综合模拟仿真实验区、跨境全流程仿真区可组合为虚拟商业社会环境跨专业综合模拟仿真区。组合后的实验室可作为学生创新创业实践项目、跨专业综合实验项目、学年论文项目和毕业论文项目的实践基地。仿真实验中心采用云桌面管理，安装软件总计36个，包括基础审计、金融类实验软件；跨专业综合实践软件；财会与审计专业综合教学实践软件；电子商务基础实验软件；国际贸易和跨境电商综合仿真实训软件；人力资源管理实训软件；社会保障学相关实训软件。仿真实验中心可用于西北政法大学经济管理相关学科十三个本科专业的课程实验、专业实验和跨专业综合虚拟仿真实验教学。

2.仿真实验中心建设的主要目标（1）面向新时期实验教学的最新趋势和要求，达到或引领多科性大学经管类实验教学的最新探索水平，牢牢把握当下经济社会发展趋势和企业对高水平、高层次人才的能力要求，注重大学生综合实践能力的提升。（2）面向经济管理类专业和课程，将学生置于虚拟仿真环境中，模拟现实操作过程，实现全流程实践和核心业务的实践，切实提高实验教学效果，提高学生专业知识的应用能力。（3）实验教学中心可达到各专业课程实验和跨专业综合实验的紧密衔接、资源共享的目的，进一步促进多科性大学各学科的协调发展。实验中心的建设无疑为经管类实验教学改革和研究实践提供了充分的条件，但虚拟仿真实验在经管类实验教学的应用还处于起步阶段，应系统地对实验教学体系和将来的发展方向进行研究。

二、构建多科性大学经管类虚拟仿真实验教学新体系

围绕经济管理类人才培养体系，突出大学生创新能力和应用能力的培养原则，完善教学实验模式，创新实验方法，扩展实验层次，构建能力培养为导向、跨专业、虚实结合的多层次实验教学新体系。

1.教学模式由以课程或专业设置实验室的传统实验教学组织模式，逐渐转变为由学科群组建基础实验以及项目为主导的跨专业综合虚拟仿真实验模式。开发以问题为导向、以自身专业为主的跨专业综合虚拟仿真实验课程体系。比如，将大三第一学期的学年论文的撰写改革为两个星期的综合虚拟仿真实验实习加论文的形式，这是学生由专业基础提升到跨专业综合的一次重要节点，为大三和大四学年的专业学习、毕业实习以及毕业论文的设计和撰写打下坚实的基础。

2.实验教学方法实验教学方法由教师演示、学生自主学习的传统方式，逐渐转变为任务驱动、团队作战、仿真模拟、岗位实战的方式，提高学生分析、解决问题能力，增强创新意识、团队意识和管理意识，促进自主性学习和个性化学习，培养学生综合素养和应用能力协调发展。

3.实验层次实验教学新体系由基础课程的验证性实验、专业课程的熟练性实验、专业综合课程的跨专业综合虚拟仿真实验、就业前的综合素养提升实验构成，达到实验教学内容衔接、教学要求匹配、教学效果阶梯化形成的目的，最终实现训练基本技能、培养创新意识、训练专业技能、训练综合能力、培养社会适应能力等三个层次的目标。通过以上三个方面的创新，构建“能力培养为导向、跨专业、虚实结合、多层次”的实验教学新体系。具体内容如下图所示。第一个层次适用于大学一、二年级的学生，这个阶段的课程以基础课程为主，包括专业基础课程，创新创业课程以及各类专业竞赛，实践课程是以配合课程为主的验证性实验和体验感知性实验，通过融合创新创业教育和专业竞赛，增加对项目的认知。这个阶段由传统教师演示、学生自主的教学方法和任务驱动、团队合作、小组讨论的教学方法相结合，以训练基本技能和培养创新意识为主要目标。第二个层次适用于大学二、三年级的学生，这个阶段的课程以专业课程为主，主要的专业课程都已经接触到，学生对其专业有了一定程度的认识，实践课程也应由验证性实验和体验感知性实验转变为专业课程的熟练性实验和设计性实验。开设一些从业资格考试相关的实践课程，学年论文的综合虚拟仿真实践课程，这个阶段主要采用任务驱动、团队作战、仿真模拟、岗位实战的方法，训练学生的专业技能、培养专业应用能力。第三个层次适用于大学三、四年级的学生，这个阶段所有课程的讲授基本结束，学生对其专业进行了全面的认识，也有了一定的专业技能，进行毕业前实习，马上走上工作岗位，实践课程也应随之变化。校内的实践课程主要是跨专业综合虚拟仿真实验，弥补在校外实习单位接触不到的核心业务和全流程业务，这个阶段主要采用项目驱动、团队作战、仿真模拟、岗位实战的方法，训练学生的综合技能、培养社会适应和创新能力。构建的“能力培养为导向、跨专业、虚实结合、多层次”的实验教学新体系遵从了学生每个阶段的特点和学科基础，循序渐进，逐步提升学生的实践能力。

三、多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心建设和使用思考

鉴于对西北政法大学经济管理虚拟仿真实验教学中心的建设实践和研究，对多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心进一步完善软硬件建设和管理机制进行了如下几个方面的思考。

1.仿真实验中心教师队伍建设高效、专业的实验室教师团队是开展虚拟仿真实验教学必不可少的。将整个实验室队伍分为下面三个组成部分建设完善，以提高实验室教师团队的整体水平，组建一支实践能力强、善于合作、多学科融合的实验室专业教师团队。（1）专职实验教师。引进计算机相关专业的教师作为专职实验教师，薪酬待遇、职称评定与专业教师同等对待。负责系统维护、技术支持和通用性实验课程的建设教学，负责与各软件厂商协同合作来保证设备和系统安全、稳定的运行，并定期组织专业教师进行平台使用培训。（2）专业教师。采取课时激励的方法鼓励专业教师承担实验课程（课程实验环节）。实验室专业教师队伍的建设可以在相对具备专业技能及实践教学经验的经管专业教师的带动下，引导各学科的专业教师加入到实验室教师团队中来，促进教学改革，调整教学方法和考核方法。（3）实验室管理人员。鼓励学生助教从事于实验室管理工作，通过短期培训即可对云桌面综合管理集成平台进行熟练操作。鼓励专职实验教师和专业教师将实验教学与科研协同发展，相互促进。校企协同开发实验平台和实验项目，申报各级虚拟仿真实验教学项目促进教学改革，出版相关实践实验教材，逐步建立完善的实践教学课程体系。不管是专职实验教师还是专业教师都可以在实验室教学过程中获得科研成果，使教学科研能力、职称评审、薪酬待遇均可得到很大程度的提升。

2.仿真实验中心管理制度的完善仿真实验中心采用开放式管理。学生可以预约时间使用仿真实验中心，也可以在任意的终端设备上随时随地访问虚拟仿真实验教学中心的实验教学资源及个人的实验数据进行查看和练习，促进学生自主性学习和个性化学习，同时为教师进行虚拟仿真实验教学方法改革提供更充分的条件。

3.跨专业虚拟仿真实验教学课程体系的开发建设虚拟仿真实验课程体系构建是虚拟仿真实验教学建设的重要内容。建设相对完善的跨专业虚拟仿真实验教学课程体系需要根据学生的反馈在实践过程中反复研究、反复实践、反复改革，这是一个持续不断的过程。因此，在之后的实验教学研究和实践中，应鼓励相关教师协同合作开设以提高综合实践能力为目标的跨专业虚拟仿真实验教学课程。学年论文和毕业论文也可以依托跨专业综合虚拟仿真实验成果撰写，将很大程度上提高学年论文和毕业论文的质量。

4.实验教学资源开放共享机制探索优质实验资源的开放共享是虚拟仿真实验教学中心建设的重中之重，从对各个高校实验中心的调研情况来看，资源的开放共享仍处于起步和探索阶段，包括技术方面和运行机制方面。仿真实验中心的开放共享主要是以实现校内实验项目和授课内容打通、校内毕业论文和校内创新项目打通、校内课程实验数据与跨专业综合虚拟仿真实验数据打通、校间虚拟仿真实验教学协同创新、校间虚拟仿真实验教学资源开放共享为目标展开。无论是校内资源还是校间资源的开放共享，都需要与企业、高校之间协同合作，共同研发核心技术，建立开放共享的协同机制，比如激励机制、利益分配机制等，防范开放共享产生的风险。

5.与创新创业教育、校企协同育人深度融合仿真实验中心为创新创业教育、校企协同育人项目提供校内实践基地，为这两个项目的顺利开展奠定了基础。仿真实验中心将促进校内创新创业教育的教学模式、教学方法和课程体系的研究和探索。2015年，西北政法大学被认定为陕西省省属大学生创业培训基地，实验中心无疑为开展大学生创新创业教育奠定了基础，搭建了平台，为校内所开设的创新创业课程与实践活动提供了充分的硬、软件环境。探索虚拟仿真实验与创新创业教育的深度融合的教学模式和教学体系，更好地开展双创教育。将仿真实验中心作为学校、企业共同参与的合作办学的校内实验实训实习基地，实验中心的综合虚拟仿真实验区构建真实场景的实习环境。拥有优质的实验教学资源的跨专业综合虚拟仿真实验中心对校企协同具有重要的深化作用。

6.与技能竞赛教学模式协同发展近年来，高校各专业技能竞赛日益增多，“以赛促学、以赛促教”的实践教学模式成为提高大学生综合实践能力的重要组成部分。在仿真实验中心创建以竞赛为目标的面向参赛学生全天候开放的创新实践基地，教师可根据学生参赛情况进行必要的赛前辅导和模拟演练，在跨专业虚拟仿真区进行项目的仿真演练，开发竞赛作品资源库，形成“教、赛、学”一体化实验教学体系，提高竞赛水平，培育出优秀竞赛作品，提高学生的创新实践能力。

四、结束语

多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心的建设是硬件、软件和管理机制三个方面协同建设的过程，不断地研究与实践保证它长期、持续的发展。西北政法大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心的建设实践为多科性大学在经济管理类虚拟仿真实验教学迈出了坚实的一步，对其进一步探索研究，使虚拟仿真实验教学在提高多科性大学经管类学生的综合实践和创新能力方面发挥其最大的作用。

参考文献：

[1]薛永基，陈建成，王明天.经管类专业虚拟仿真实验教学探索与实践[J].实验室研究与探索，2017

虚拟实验教学论文篇5

0引言

工程图学课程教学理论与实践相结合是非常重要的特别是学生的动手及创新能力的培养，是理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。

工程图学课程的教学是很具体形象的，它注重机构的运动及动作，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解；机械类课程中的实验设备大多很昂贵，有些情况下，不能完全满足相应的实验要求，尤其是对每个学生而言，学生实验通常是分组，对有些实验，实验设备很少时，分组的人数会很多，这样学生在做实验时会没有很多机会熟练掌握；因此，如果能在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，以求达到掌握一门专业技术技能。WwW.133229.CoM

1虚拟仿真实验应用于教学中的现实意义

目前国内大多数高校的实验还是采用传统方式，即老师讲解、演示，再由学生自己动手。而国外已经从传统实验转为实物实验与虚拟实验相结合，充分利用先进的 计算 机设备进行虚拟仿真实验教学，取得了较好的效果。

传统的教学模式以教师为中心，知识的传递主要靠教师对学生的灌输，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态，其主动性和积极性难以发挥，不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维，也不利于创造性人才的培养。虚拟仿真实验突破了传统教学手段上的局限。学生自己动手操作，亲身参与整个实验过程的操作，通过将实际生产的工艺过程以影像、动画等生动的形式表示，从而增强学生的感性认识和学习兴趣，提高教学效果，使其实践能力、观察能力及归纳能力等都得到很好的锻炼。虚拟实验技术创设了一个人性化的学习环境，使学生能够在 自然 、互动的气氛中进行学习。基于以上思考，尝试在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。

2虚拟仿真实验设计目标

虚拟实验的开发工具主要是 网络 虚拟现实建模语言(vrml)和三维建模软件。vrml是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。vrml的基本目标是建立因特网上的交互式虚拟对象、场景、三维模型，基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等，是目前intenet上基于“/xinlixue/" target="_blank" title="">心理经验不一致，就谈不上以自然技能的交互，也很难获得沉浸感。

3零、部件测绘实践虚拟辅助教学

《工程图学》课程为机械类专业一门主要技术基础课，是一门理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。本项目的实施内容主要是采用inventor2008，3dmax，autocad及vrml软件系统设计虚拟实验系统，使之能够对齿轮油泵(图1)、减速器(图2)、虎钳(图3)的装配进行动态模拟，通过影像、动画等生动的形式对装配过程进行动态模拟，可以充分发挥学生的主观能动性，有利于学生获得丰富的感性认识，激发学生进一步提出问题与寻求解决问题的兴趣，有助于拓宽学生的知识面，有效地支持理论学习。

零部件测绘实践虚拟辅助教学技术的做法是，以实物模型为基本要素、以实物模型测绘为主线，用 计算 机虚拟现实的方法，制作图画和动画形式为主的直观形象，去解析零部件的形状结构和测绘过程。

将虚拟辅助教学融于测绘实践教学的过程是：布置测绘任务；观测分析实物模型；教师依据实物模型通过虚拟辅助教学课件集中指导；学生依据实物模型，参照虚拟辅助教学课件自主测绘；教师集中讲评。

虚拟辅助教学主要构件是以虚拟图象为主，配有少量文字说明的 电子 文档。分别是：以动画为主去表达零部件形状结构的图画集，以对零部件形状结构分析和视图分析为主的图画集，以对零部件测绘方法和过程指导为主的图画集，以对尺寸、技术要求、图样、作业要求指导为主的图画集。

4零、部件测绘实践虚拟辅助教学技术的特点

a)基于实体的虚拟。计算机虚拟现实、虚拟三维图与构形思维和视觉及视觉心理密切相关。实践表明：没有实体模型做基准没有构形思维和视觉及视觉心理的支持，计算机虚拟现实、虚拟三维图就会成为没有意义的作品；另一方面，没有构形思维和视觉及视觉心理知识去指导计算机虚拟现实、虚拟三维图的创作，也不能获得效果良好的作品。

b)基于图学素质对测绘对象(零、部件)的选择。选择好测绘对象是保障零、部件测绘实践教学效果的首要条件。简单化和过度复杂化都不可取，都可能给大学总体教学带来损害。选择测绘对象(零、部件)的第一因素是考虑对学生图学素质培养的要求，其次是考虑后续课的需求。阀类、泵类、夹具类(虎钳)、减速器类是常选测绘对象，其主要原因是便于教学。按图学素质培养的要求考虑，所选零、部件的测绘内容应当尽量多的涵盖图学主要的核心内容。例如，表达方法典型、全面，结构具有代表性。按后续课的需求考虑，所选零、部件的测绘内容要含有后续课的主要要素。

5结语

开发零、部件虚拟测绘装配实验是为了拓宽实验教学平台，改进测绘方法，提高测绘效率和品质，减轻教学负担。这一教学技术的核心涉及到传统测绘的方方面面，也涉及到 现代 教育 技术的深层理论和技术问题。当然虚拟仿真实验不能完全替代实物实验，但可以探索将其作为实物实验及课堂理论教学的补充。

虚拟实验教学论文篇6

【作者简介】高建党 1960-07-01，男，研究生，副教授，云南开放大学机电工程学院副院长，仪器仪表工程专业，云南省昆明市 650500

一、引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》确定要“办好开放大学”。根据国家教育体制改革领导小组和教育部的部署开展了建设开放大学的试点工作，经教育部研究批准部分省市在广播电视大学基础上建立开放大学，目前已挂牌国家开放大学，北京开放大学、上海开放大学、云南开放大学四所，我国开始迈上探索建设中国特色开放大学新征程。开放大学承载继续教育、终身教育功能的综合性开放教育平台，它是以现代信息技术为支撑开展教学活动的新型教育形式，主要面向成人开展远程开放教育的新型高等学校。

开放大学具有教学资源开放性、学生与学校地理位置远程性和分散性，实验实训成为开放大学远程教育的桎梏，2011年在北京召开的“中国职业教育虚拟实验实训资源建设与应用高峰论坛” 提出：“引入普适性教学虚拟产品，充分发挥虚拟实验实训在职业教育和远程教育中的实践作用”，因此，虚拟实验实训无疑是开放大学远程实验教学方法上的首选。

二、远程虚拟实验实训

实验实训是高等职业教育教学活动中最重要的教学环节，学生只有通过足够的实验实训，才能具备理解和掌握所学专业的理论知识，才能获得实践技能和提高动手能力。由于开放大学的办学特点，采用传统的实验实训教学方法面临各种各样的问题：学生主要通过网络自主学习获得知识和技能，学习时间不统一，学习地域分散，网络虚拟实验实训是一种全新的实验实训方式，下面就云南开放大学部分课程远程虚拟实验实训教学实践从四个方面进行探究。

（一）虚拟实验实训仿真平台

虚拟实验实训仿真平台采用多媒体技术和仿真技术软件在计算机上建立实验实训平台，虚拟实验实训平台提供可操作的虚拟实验器材，学生在计算机上自己动手配置、连接、调节和使用虚拟仪器、设备、器件，通过接近真实的人机交互界面完成实验。

虚拟实验实训仿真平台软件可以外购，也可以学校自已开发，外购虚拟实验实训仿真软件大都基于特定行业或专业环境，由专门的研发公司设计开发，研发成本高以至于外购价格较高，并限制装机台数，有的虚拟仿真软件对硬件环境要求高。学校自已开发虚拟实验实训仿真软件更能接近教学要求和学生实际，可与所选教材的教学内容相吻合，但开发虚拟实验实训仿真教学软件对开发者的要求较高，应具备以下能力：

1.具有丰富的教学经验，体验过多种教学方法。

2.具有丰富的实践经验，熟知职业岗位对实践能力的需求。

3.能够熟练地掌握多媒体软件制做技术或本专业领域仿真软件应用。

不论采用外购或自已开发虚拟实验实训平台，教师都必须将虚拟实验实训内容融入的教学内容中。对于典型实验通常是由精通相关专业的教师设计开发，要求学生在此基础上进行实验。

（二）远程虚拟实验实训的实施

远程虚拟实验实训主要有两种方式：“虚拟实验实训实际操作” 和“虚拟实验实训演示”。

“虚拟实验实训实际操作”方式允许学生根据虚拟实验实训平台上提供的器材自由搭建实验，学生既可以改变实验形式和实验参数，又可自主设计实验，有利于培养学生的设计能力和创新意识。虚拟实验平台通常拥有一个可供调用的实验器材栏，学生可以调用所需器材到实验台上，按实验步骤和要求完成实验。但是采用“虚拟实验实训实际操作”方式，学生使用的计算机必须安装网络版虚拟实验仿真平台或仿真软件。软件开发商对虚拟实验仿真软件的装机台数有所限制，仿真软件也有版权问题，这种实验实训方式需要足够的资金支持。

“虚拟实验实训演示”方式并不是真正意义上的虚拟实验实训，而是一个虚拟实验实训教学版，教师将虚拟实验实训全过程通过视频截图软件制作成视频文件，实验操作过程配以画外音讲解，将实验实训视频文件传于网上，学生时时、处处都可以自主学习，尽管“虚拟实验实训演示” 方式不是真正意义的虚拟实验实训，但却是最容易实现，成本最低的远程实验实训教学方法。

（三） 虚拟实验教学管理系统

网络化的虚拟实验管理是虚拟实验教学系统的重要特征，是虚拟实验教学系统与一般仿真系统的主要区别。开展远程虚拟实验实训教学需要通过虚拟实验教学管理系统向学生、教师、教务管理员提供实验教学管理功能。对学生而言，可选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语；对教师而言，可实验、安排实验、批改实验报告、统计并学生的实验成绩和批语；对教务管理员而言，可实验实训计划、选课日期设置、开课审核、开课查询等。教师和学生通过教学论坛进行互动交流，学生可将实验中的经验、教训、收获和问题在论坛上，教师可将实验中的不足提出来，师生共同探讨。教师从中可以及时地得到实验教学反馈信息，以便调整实验教学的进度和深度。学生也可从中吸收别人的经验，快速提高自己的能力。

（四） 虚拟实验实训与实体实验相结合

开放大学的远程实验实训包括实体实验实训与虚拟实验实训，远程实体实训必须依托于开放大学院本部、地方二级学院、学习中心、地方和企业支持联盟的实验实训硬件条件。虚拟实验实训不能代替实体实验实训，但虚拟实验实训可以指导实体实验实训，虚拟实验是手段，提高学生的实践能力是目的。

三、结论

虚拟实验实训效率高、可远程、安全，甚至一些较复杂，实体实验不便做的实验虚拟实验都能够实现，另外，针对开放大学的开放性、远程性、分散性的教学特点，还可以建立网上虚拟实验室，实验安排方便灵活且不受时间地域的限制，只要有网络的地方就可以开展实验，实现真正意义上的开放实验室。当然，任何形式的虚拟实验是不能代替实体实验，但虚拟实验可以指导实体实验，虚拟实验是手段，提高学生的实践能力是目的，网络虚拟实验与实体实验有机结合、相辅相承、互为补充，可以更好地为开放大学各类学生提供良好的实验实训支持服务。

参考文献

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[3] 吴兆方. 陈光曙.高等职业教育“两高一新”人才培养模式的研究[M].北京：高等教育出版社，2009

虚拟实验教学论文篇7

1.虚拟现实技术

虚拟现实VR( Virtual Reality) 是近几年来信息技术迅速发展的产物, 发表毕业论文是一门在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术和传感技术的基础上发展起来的交叉学科。其基本方法和目标是集成并利用高性能的计算机软硬件及各类传感器创建一个使参与者处于身临其境的、具有完善的交互能力、能帮助和启发构思的信息环境, 即让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。

虚拟现实具有三个基本特征。沉浸性, 是指观察者对虚拟世界的情感反映, 这种感觉能使用户全方位地投入这个虚拟世界, 这是虚拟现实的首要特征。交互性, 是指虚拟现实是一个开放的环境, 能对用户的输入作出响应, 并能通过监控装置来影响用户和被用户影响。想象性, 是指虚拟现实不仅是一个媒体、一个高级用户界面, 还是一个应用系统, 它以生动形象的形式反映设计者的思想。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用。虚拟现实系统按其功能不同, 可以分为三种类型: 沉浸式虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。其中,桌面式虚拟现实系统是运用软件编程方法在显示器上显示三维场景, 用户通过键盘、鼠标等设备与虚拟场景交互, 它的特点是结构简单、成本较低, 易于推广。

2.网络虚拟实验室

所谓网络虚拟实验室, 是指利用区域网或互联网, 由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统, 包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现, 也可以是虚拟构想的实验室, 虚拟实验通过虚拟实验室进行。在虚拟实验中, 实验者有逼真的感觉, 有身临其境的感受, 好像是真正在现实实验室里近距离进行现场操作。在虚拟实验中, 没有一个有形的实验室, 也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象, 实验过程主要是对虚拟物的操作。

3.计算机专业虚拟实验室的创建

构建专业虚拟实验室, 其实就是搭建一个网络平台系统, 包括硬件、软件及管理三个方面。在硬件上,

目前各校都建立了校园网络并接入了互联网, 这些基础设施基本可以满足需求, 不需要太多的投入。在软件方面, 一个是实验室平台软件系统的开发, 它与网站建设相联系; 另一个是网站的内容( 实验内容) 建设, 这是实验室建设的关键。虚拟实验室应有可以做的实验来支撑, 不然软件平台就是一个空架子, 形同虚设。同时, 该平台上还应有实验管理的支持, 对实验仪器、实验报告、实验指导、实验成绩及网上答疑等进行有效管理, 并对虚拟实验室进行监控, 计算机网络虚拟实验室系统各模块的主要功能如下。

( 1) 实验管理模块, 由学生管理、教师管理、仪器管理和学生成绩管理等组成。发表硕士论文在学生管理方面, 学生通过浏览器进行注册登录, 登陆成功后可浏览实验项目, 查看实验的详细资料, 预约实验项目及做实验的时间, 在线发送和接受消息, 进行问题讨论, 进行实验登记, 实验完成后可通过网络写实验报告并提交报告。教师管理方面, 可对实验内容添加、修改、整理、删除, 对学生提交的实验报告列表, 批改实验报告, 填写评语和成绩, 提交批改结果, 与学生进行讨论。仪器管理方面, 对新设计开发的虚拟仪器上传并进行分类整理, 以便实验使用。成绩管理方面对学生的实验情况( 实验次数、实验报告及完成情况) 给出成绩, 并进行统计分析及提供查询等。

( 2) 仪器展示模块, 对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理, 以图形的方式直观呈现出来, 供学生在实验时进行选择。

( 3) 实验指导模块, 包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。

( 4) 实验报告模块, 主要对学生完成实验后, 提供相关的实验报告模板, 供学生下载, 由学生填写相关内容以及实验的结果, 完成后上传电子版实验报告, 由教师进行批阅, 并进行记载。

( 5) 实验答疑模块, 由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答, 帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度, 并及时反馈、调整教学。

( 6) 论坛交流模块, 教师和学生可以通过论坛进行充分的交流, 学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题到论坛上, 教师可以将一些典型的问题提出来, 供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解, 教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息, 以便整改。

( 7) 虚拟实验模块, 是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验, 发表医学论文以达到巩固强化知识的目的。该模块内容根据专业学习的具体情况及实验建设条件, 可不断增加。计算机专业网络虚拟实验室系统的建设, 可以引入其他学校的虚拟实验室中。这种方式比较简单, 容易实现, 见效较快。但需要投入较多的软件购置费用,同时也需要结合本校的实际情况进行一些调整, 有一个磨合期。另一种是因地制宜, 自主开发。根据本校的实际教学和实验情况, 结合学生的实际水平, 由任课教师或聘请部分专家组成开发小组, 进行一系列的虚拟实验项目的开发研究, 并将研究的成果连接到虚拟实验室中, 逐渐扩充直至完善。这种方式比较灵活, 能充分发挥教师的积极性, 能有针对性地进行设计开发, 适合学生的实际情况, 学生容易接受, 并且经费投入较少。缺点是开发周期较长, 系统性不够, 水平有限。也可以将上述两种方式结合起来, 一是引入、购置部分自己不宜开发的实验项目, 二是结合自身的优势和长处开发一些实验项目, 如非交互性的、演示性的虚拟实验项目等。

二、加强网络虚拟实验室的管理

1.加强用户管理, 为每个学生分配账号。对学生进入虚拟实验室, 使用实验室做虚拟实验等进行登记保存。鼓励学生经常访问虚拟实验室, 在上面提出问题、发表见解, 做好实验, 努力提高虚拟实验室的人气。

2.全天候开放虚拟实验室。学生可以随时进入虚拟实验实自己动手组织实验, 自己设计实验方案, 动手完成实验, 整理和总结实验数据, 发表职称论文提交实验报告, 培养学生的分析能力和创新能力, 逐步向以“学生为中心”的自主个性发展模式转变。

3.组织专业教师网上指导与答疑, 参与论坛讨论交流, 及时批改实验报告, 为学生顺利完成实验提供服务。在虚拟实验室中, 教师应对学生提出的疑问尽快给出帮助和解答, 并进行必要的指导。在实验室论坛上发表观点, 提出问题让学生思考, 使师生在虚拟实验室中有较强的互动性, 教师应充当好学生实验的合作者和知识的建构者的角色。

4. 对学生在虚拟实验室的表现及实验效果进行

评价。针对学生每一门课程的虚拟实验完成情况、实验报告、网上提问、论坛发帖的情况, 给学生一个成绩和评价, 反馈给学生, 发表英语论文并与该课程的正常实物实验一起记入实验总分。教师也要在对学生评价的同时, 征求学生对虚拟实验室的意见, 对学生反馈的信息进行整改。

计算机网络虚拟实验室的建立, 可以很好地解决目前硬件设备跟不上实验的要求、学生实验时间不够用等问题, 对于提高学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力具有非常重要的意义。但在具体应用中还要注意处理好“虚拟实验”和“实物实验”的关系, 不能一味地强调虚拟实验, 要“虚实”结合, 既相互补充, 又各有侧重, 这样才能取得很好的实验教学效果。同时, 在虚拟实验中要注意培养学生严谨的、一丝不苟的科学实验作风。 参考文献

[ 1] 王嗣源.虚拟实验室建设的初步探讨.西安邮电学院学报, 2005( 4) .

虚拟实验教学论文篇8

1.虚拟现实技术

虚拟现实VR(VirtualReality)是近几年来信息技术迅速发展的产物,毕业论文是一门在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术和传感技术的基础上发展起来的交叉学科。其基本方法和目标是集成并利用高性能的计算机软硬件及各类传感器创建一个使参与者处于身临其境的、具有完善的交互能力、能帮助和启发构思的信息环境,即让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。

虚拟现实具有三个基本特征。沉浸性,是指观察者对虚拟世界的情感反映,这种感觉能使用户全方位地投入这个虚拟世界,这是虚拟现实的首要特征。交互性,是指虚拟现实是一个开放的环境,能对用户的输入作出响应,并能通过监控装置来影响用户和被用户影响。想象性,是指虚拟现实不仅是一个媒体、一个高级用户界面,还是一个应用系统,它以生动形象的形式反映设计者的思想。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用。虚拟现实系统按其功能不同,可以分为三种类型:沉浸式虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。其中,桌面式虚拟现实系统是运用软件编程方法在显示器上显示三维场景,用户通过键盘、鼠标等设备与虚拟场景交互,它的特点是结构简单、成本较低,易于推广。

2.网络虚拟实验室

所谓网络虚拟实验室,是指利用区域网或互联网,由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统,包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现,也可以是虚拟构想的实验室,虚拟实验通过虚拟实验室进行。在虚拟实验中,实验者有逼真的感觉,有身临其境的感受,好像是真正在现实实验室里近距离进行现场操作。在虚拟实验中,没有一个有形的实验室,也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象,实验过程主要是对虚拟物的操作。

3.计算机专业虚拟实验室的创建

构建专业虚拟实验室,其实就是搭建一个网络平台系统,包括硬件、软件及管理三个方面。在硬件上,

目前各校都建立了校园网络并接入了互联网,这些基础设施基本可以满足需求,不需要太多的投入。在软件方面,一个是实验室平台软件系统的开发,它与网站建设相联系;另一个是网站的内容(实验内容)建设,这是实验室建设的关键。虚拟实验室应有可以做的实验来支撑,不然软件平台就是一个空架子,形同虚设。同时,该平台上还应有实验管理的支持,对实验仪器、实验报告、实验指导、实验成绩及网上答疑等进行有效管理,并对虚拟实验室进行监控,计算机网络虚拟实验室系统各模块的主要功能如下。

(1)实验管理模块,由学生管理、教师管理、仪器管理和学生成绩管理等组成。硕士论文在学生管理方面,学生通过浏览器进行注册登录,登陆成功后可浏览实验项目,查看实验的详细资料,预约实验项目及做实验的时间,在线发送和接受消息,进行问题讨论,进行实验登记,实验完成后可通过网络写实验报告并提交报告。教师管理方面,可对实验内容添加、修改、整理、删除,对学生提交的实验报告列表,批改实验报告,填写评语和成绩,提交批改结果,与学生进行讨论。仪器管理方面,对新设计开发的虚拟仪器上传并进行分类整理,以便实验使用。成绩管理方面对学生的实验情况(实验次数、实验报告及完成情况)给出成绩,并进行统计分析及提供查询等。

(2)仪器展示模块,对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理,以图形的方式直观呈现出来,供学生在实验时进行选择。

(3)实验指导模块,包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。

(4)实验报告模块,主要对学生完成实验后,提供相关的实验报告模板,供学生下载,由学生填写相关内容以及实验的结果,完成后上传电子版实验报告,由教师进行批阅,并进行记载。

(5)实验答疑模块,由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答,帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度,并及时反馈、调整教学。

(6)论坛交流模块,教师和学生可以通过论坛进行充分的交流,学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题到论坛上,教师可以将一些典型的问题提出来,供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解,教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息,以便整改。

(7)虚拟实验模块,是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验,医学论文以达到巩固强化知识的目的。该模块内容根据专业学习的具体情况及实验建设条件,可不断增加。计算机专业网络虚拟实验室系统的建设,可以引入其他学校的虚拟实验室中。这种方式比较简单,容易实现,见效较快。但需要投入较多的软件购置费用,同时也需要结合本校的实际情况进行一些调整,有一个磨合期。另一种是因地制宜,自主开发。根据本校的实际教学和实验情况,结合学生的实际水平,由任课教师或聘请部分专家组成开发小组,进行一系列的虚拟实验项目的开发研究,并将研究的成果连接到虚拟实验室中,逐渐扩充直至完善。这种方式比较灵活,能充分发挥教师的积极性,能有针对性地进行设计开发,适合学生的实际情况,学生容易接受,并且经费投入较少。缺点是开发周期较长,系统性不够,水平有限。也可以将上述两种方式结合起来,一是引入、购置部分自己不宜开发的实验项目,二是结合自身的优势和长处开发一些实验项目,如非交互性的、演示性的虚拟实验项目等。

二、加强网络虚拟实验室的管理

1.加强用户管理,为每个学生分配账号。对学生进入虚拟实验室,使用实验室做虚拟实验等进行登记保存。鼓励学生经常访问虚拟实验室,在上面提出问题、发表见解,做好实验,努力提高虚拟实验室的人气。

2.全天候开放虚拟实验室。学生可以随时进入虚拟实验实自己动手组织实验,自己设计实验方案,动手完成实验,整理和总结实验数据,职称论文提交实验报告,培养学生的分析能力和创新能力,逐步向以“学生为中心”的自主个性发展模式转变。

3.组织专业教师网上指导与答疑,参与论坛讨论交流,及时批改实验报告,为学生顺利完成实验提供服务。在虚拟实验室中,教师应对学生提出的疑问尽快给出帮助和解答,并进行必要的指导。在实验室论坛上发表观点,提出问题让学生思考,使师生在虚拟实验室中有较强的互动性,教师应充当好学生实验的合作者和知识的建构者的角色。

4.对学生在虚拟实验室的表现及实验效果进行

评价。针对学生每一门课程的虚拟实验完成情况、实验报告、网上提问、论坛发帖的情况,给学生一个成绩和评价,反馈给学生,英语论文并与该课程的正常实物实验一起记入实验总分。教师也要在对学生评价的同时,征求学生对虚拟实验室的意见,对学生反馈的信息进行整改。

计算机网络虚拟实验室的建立,可以很好地解决目前硬件设备跟不上实验的要求、学生实验时间不够用等问题,对于提高学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力具有非常重要的意义。但在具体应用中还要注意处理好“虚拟实验”和“实物实验”的关系,不能一味地强调虚拟实验,要“虚实”结合,既相互补充,又各有侧重,这样才能取得很好的实验教学效果。同时,在虚拟实验中要注意培养学生严谨的、一丝不苟的科学实验作风。

参考文献

[1]王嗣源.虚拟实验室建设的初步探讨.西安邮电学院学报,2005(4).

虚拟实验教学论文篇9

关键词：虚拟仪器；仿真实验；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0180-02

一、引言

实践教学在教学中具有重要的地位，一方面实践教学可以提高理论教学的深度和广度，另一方面实践教学可以培养学生的实际操作能力，培养合格技术工人和研发人才。实践教学需要一定的仪器设备和实践场地，特别是需要配备与教学配套的仪器和响应的软件。但是受到各方面条件的限制，仪器设备的配置可能不能满足实践教学的要求，需要采用虚拟设备弥补实践条件的不足。同时一些理论知识也无法采用实验仪器进行测量，需要采用虚拟仪器更能方便地显示工程或物理属性的本质。因此，基于虚拟仪器的实践教学平台的建设对提高总体教学质量具有重要的意义。下面先介绍存在的一些问题，然后提出基于虚拟仪器的实践创新平台建设的建议。

二、创新实践平台建设存在的问题

随着高校的大规模扩招，学生的实践资源日益紧张。从学生的实践条件分析，原来可以一人一台的科研仪器可能变成几人公用一台，甚至由于人员太多无法进行对应的实践教学。虽然许多高校近几年购买了许多高精尖的设备，但是实践教学资源的增长远远跟不上学生扩招的数量。因此现教学过程中经常要求多人共同做实验，无法独立完成实验过程，失去独立深入研究的锻炼机会，这些都不利于学生的实际动手能力的提高。一些实践基地同样不能提供如此众多的学生来实践。无论是实践的平台，还是实践的操作仪器，可能都无法供应如此众多的学生来实习。从教师的指导实践能力的角度分析，自从扩招以后，学生的实践教学也可能无法保证一对一的指导，即使满足一对一的指导，指导的时间也大幅下降，不能达到预期的教学效果。教师面对学生人数众多的问题，许多实践指导只能做示范教学，做示范性实验操作。学生实际操作过程中教师的指导工作就减少了，对于一些自觉性较差的学生，极容易造成达不到实践教学的效果。因此，由于实验条件的限制，无法给每个学生配备研究仪器和设备。而开发虚拟实验室，弥补教学资源不足，是一项有效的促进学生教学质量的教学方法。它是与许多相关学科领域交叉、集成的产物。虚拟实验快速、方便、简洁，比较真实地模拟了整个实验的过程，使学生不受时间和空间限制随时可以操作实验，为科研型学生提供了生动、逼真的实验学习环境，在培养科研型学生的实际操作技能方面起到积极的作用，并且可以接触现有条件不能开展的实验，将理论与实践很好地结合起来，实现工科学生应用能力的培养。

三、基于虚拟仪器的实践教学平台

为了解决实验课程和实践课程资源紧张、实验耗材昂贵、大型仪器和精密仪器昂贵的问题，可以采用最新虚拟实验室解决部分实验条件短缺的问题。虚拟实验室可以由计算机构成的网络系统创建虚拟实验室，为实验者提供模拟现实的实验环境，完成类似实际的实验过程，具备实际实验的多感知性、交互性、现实性、开放性和可重复性。所取得的实验效果与真实的实验效果一致，比真实实验环境更利于进行反复验证实验，以致部分虚拟实验效果好于真实的实验效果。对于信息类学生，充分应用虚拟仪器进行实验，得到的仿真结果可以为实际的实验过程做指导。例如射频电路设计中，可以通过虚拟实验得到各种射频电路的仿真效果，然后根据设计的电路进行实际制作，可以减少盲目的实验调试过程。在智能通信的研究过程中，同样可以通过小波分析专用软件、Matlab软件和Simulink等专用分析软件嵌入到应用虚拟仪器中，通过仿真得到信号分析结果，为前期的设计提供必要的理论和仿真论证结果的前期支撑。虚拟仪器能够实现视觉感知、运动感知、嗅觉感知和听觉感知等感知技术，虚拟真实环境，通过对环境中对象的交互操作，使得学生最大限度地进行模拟实验。模拟实验环节错误带来的严重问题，模拟实验环节仪器操作步骤不同带来的不同结果，也可以通过加入不同的实验条件和虚拟实验器件模拟不同的结果，这种开放的交互性虚拟环境，可以加深学生对理论知识的理解，是实际实验过程所无法比拟的，也是虚拟实验的优势所在。对虚拟实验环境，可以在任意时间，在授权的条件下进行，这也是虚拟实验的优势所在，可以有效弥补教学资源不足带来的问题。如电磁场理论就可以采用虚拟仪器进行仿真，得到电场和磁场的相互作用，并且实现电磁场的动态传播特性，这种立体的展示效果可以让学生非常清楚地认识电场产生磁场，磁场反过来又激发电场，并随着时间和空间的推移，电磁场在空间得到传播。在机械动力理论方面也可以用虚拟仪器实现机械结构的相互作用，体现了力和装置的相互作用，这些应用不胜枚举。随着科学技术的飞速发展，虚拟仪器的应用必将得到广泛的应用，提高教学质量，提升科研的便捷性和实用性。

四、总结

本文针对实践教学中受到各方面条件的限制和一些仪器设备的配置可能不能满足实践教学的要求，建议加强虚拟仪器的建设，提供实验仿真和逼真的模拟效果，能模拟实验环节，让学生充分体验虚拟实验环境，达到提高教学质量，提升科研的便捷性和实用性的目的。

参考文献：

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虚拟实验教学论文篇10

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)11-2696-02

Design and Research on Structured Cabling System Virtual Lab

CHEN Ze-bin, GUO Yao-tian, WANG Jian-xin

(School of Information Science Technology, Hainan Normal University, Haikou 571158, China)

Abstract: In this paper, we present effective measures to achieve a structured cabling virtual experiment platformfor the needs of experimental teaching for the structured cabling. According to the Hainan Normal University as a specific application environment and the virtual laboratory performance requirements, the use of three-dimensional virtual modeling, network virtual interaction, data optimization and other key technologies, the virtual laboratory system base on Internet interactive was established.

Key words: virtual reality; digital modeling; interactive; virtual lab

1 概述

我国的高等教育历来强调理论性、系统性,学时安排也以理论教学为主,实践教学为辅;重理论、轻实践、重知识、轻能力的现象普遍存在。另外,我国的高等教育投入不足,扩招使一些学校,特别是理工科学校面临的硬件设施不足和经费短缺方面的困难更加突出,实践教学环节被进一步削弱。这就不可避免地导致学生在一定程度上理论与实践脱节,创新素质不高,动手能力不强。结构化综合布线课程在理工科专业中已经占据了非常重要的地位,是在同类课程中以上问题最突出的专业基础课程之一。建设虚拟实验室目的是运用现代教育和教学理论,结合先进的计算机及网络技术,改革传统的实验教学模式,构建一个基于虚拟现实技术的网络实践教学平台,解决目前所存在的问题,提高实践教学效果。

2 基于VRML结构化综合布线虚拟实验室的设计

结构化综合布线虚拟实验室是以结构化布线理论为指导,利用现代网络技术与虚拟现实技术,集理论教学、实验项目演示和虚拟实验训练一体的网络虚拟教学平台。按照结构化综合布线课程实验教学大纲的实验项目设置,建立一个使得实验者具有身临其境的现实感觉,通过网络随时随地的进行课程实验,提高实践学习的兴趣,提高学习的效率。

2.1 虚拟实验室设计与分析

虚拟实验室是针对结构化综合布线实验室进行虚拟建模,要求的虚拟环境完成结构化综合布线课程的相关实验,具有高仿真度、全交互、可视化、易访问等特点,结合VRML、3DS MAX、Photoshop和Javascript等开发工具[1-3],使用户可以随时随地的访问,通过鼠标和键盘对实验设备模型进行多角度多方位操作,完成实验项目的演示和虚拟训练,使用户对虚拟实验教学内容有直观认识,达到远程虚拟实验教学的目的,提高学生的动手能力。 具体的实验清单如表1所示。

2.2 虚拟实验对象建模

根据以上结构化综合布线实践项目清单,实验环境和实验项目主题对象包括了实验室的实验展示台、网线、打线器、配线架、机柜和线槽等,建模要求的数量多,形状复杂,直接采用虚拟语言逐一编写模型代码非常繁琐,因此,本文采用3DMAX工具预先建立三维模型,在应用环境中对建模进行拍错调整,减小文件大小,以更好的匹配实际的实验场景模型[4-5]。其中,实验室环境模型主要是静态试题模型,如:门,窗,实验台,凳子等,可采用几何建模技术实现,通过VRML自身自带功能,如Scale,Inline等实现环境造型,且数据量小,方便网络传输应用。而其他实验器材工具模型的构建非常复杂度,需要借助三维建模软件建模,本文采用3DMAX软件完成,但是,采用3DMAX建模对不规则物体建模转换为VRML代码后,产生大量无效代码,影响浏览效果,需要对代码进行优化。

首先,VRML文件的数据量直接影响网络实时浏览,需要减少文件传输数据。三维模型中的重复建模造成VRML文件存在重复代码,通过重用代码来减小代码的数量;同时,适当降低数据精度,在可接受的浏览效果范围内,尽量多采用整数数据,并对数据进行压缩处理。其次,提高渲染速度。多使用规则几何节点来建模,简化模型的复杂度;实验场景光照单一,相应使用单一光源;非关键部分使用贴图的形式。本虚拟实验室的模型如图1所示。

2.3 虚拟实验交互设计

VRML文件包括场景描述与动态交互处理,采用场景描述来构造实验虚拟场景,实验场景由各种实验器材或场景实物节点组成,它们之间通过消息来进行联系。动态交互处理通过VRML的节点和路由连接而成,节点产生事件,路由传播和处理事件[6-7]。虚拟实验项目操作过程即为事件的动态处理过程,VRML中定义了时间感应器、触发感应器、邻近感应器、可见感应器、平面感应器、球面感应器和圆柱感应器来对不同的动态变化进行检测,经过感应器检测动态交互引起的动态变化。

VRML的节点之间的事件处理只能达到简单虚拟动态变化效果,不能满足实验虚拟操作的细节要求,为了提高VRML事件之间的控制能力,扩展交互功能,采用Java编程为VRML浏览器提供相应的功能增强支持。通过VRML内部Script节点和外部编程接口与java连接,管理内部事件之间的变化和网络交互控制。将Java与VRML结合,能够很好地实现网络虚拟实验平台。使用VRML进行场景构造,内嵌用Java编写的程序设计实现对象的编程行为。这使VRML在网上创建充满真实感的三维虚拟世界,为用户提供一种自然的、身临其境的体验方式,包括交互性、动态效果、连续性及参与感。

3 结论

本文阐述了虚拟实验教学在实践教学中的发展意义,对结构化综合布线实验进行了系统的分析、设计与实现。并研究了3D建模技术和虚拟现实编程语言等关键技术,结合结构化综合布线的实际问题,选用适当的三维建模工具和网上交互方式,以达到结构化综合布线实验的实践教学要求。

参考文献:

[1] 何书前,桂占吉,高慧鸿.多用户网络虚拟校园漫游系统的构建与研究[J].现代计算机,2009(2):17-19.

[2] 吴金来.基于VRML的坦克火炮网络教学系统的研究[D].大连:大连理工大学,2007.

[3] 严子翔.VRML虚拟现实网页语言[M].北京:清华大学出版社,2001.

[4] 邱进冬,杨志雄,顾新建.基于Web的虚拟现实的开发与应用[J].计算机应用研究,2003,20(3):92-95.

虚拟实验教学论文篇11

一、虚拟仿真实验室的内涵和价值

1.虚拟仿真实验室的内涵

虚拟实验一般是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。主要是利用虚拟现实数据、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等工具，帮助学生判别虚拟仿真实验的主要指标。在一个虚拟的仿真实验环境之上，实现实验操作的模拟性和实验结果的仿真性。随着虚拟实验技术的成熟，虚拟仿真实验室在高校教育中的应用价值日益凸显，它不仅可以辅助高校的科研工作，同时在模拟实验课教学方面也具有突出的作用。虚拟仿真实验室教学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，是学科专业与信息技术深度融合的产物，目前大多数高校都开设了模拟仿真实验课，在计算机系统中采用虚拟模拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，让学生感受真实实验环境，完成各种预定的实验项目，所取得的教学效果近似于在真实环境中所取得的效果，提高实际动手能力，增强了就业竞争力。

2.虚拟仿真实验室的作用

（1）虚拟仿真实验室适度降低教学成本。虚拟仿真实验室主要采用桌面虚拟仿真实验室，这种教学能够突破传统实验对“地域、时间、空间”的限制，虚拟仿真实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体，有效减轻学校在实训经费、实训基地、实训人员等的投入成本；同时也可以辅助高校的科研工作的投入成本。

（2）虚拟仿真实验生动形象，提高学习效率。模拟化学实验室的教学实践可以生动形象，超越设备、环境、地域和空间限制的新的实验教学方式，可以得到良好的教学效果和投资效益，从而提高学生实际感知和动手能力。

（3）虚拟仿真实验室融合多样教学手段。虚拟仿真实验室融合媒体课件，人机配合、仿真环境、仿真数据、仿真案例把把理论知识更形象、客观、生动、模拟出来，增强实践教学的互动性和真实感受性，让学生深刻体会理论与知识相结合的学习手段，提高学习效率，达到理论联系实际最佳的教学效果。

二、独立学院虚拟仿真实验室的存在的问题分析

1.虚拟仿真实验室建设的经费短缺，教育经费是独立学院发展教育和提高教学质量的一个重要条件，建立一个独立学院虚拟仿真实验室是有效进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要解决的是购买和建设的用的经费。

2.虚拟仿真实验室建设不统一，实验室使用效率低。由于在独立学院发展的过程中，各二级学院以本学院的实验室发展为主要发展，通过本学院的专业课题的申报，建立适合本学院教学规模的实验室，所以在实验室的建设缺乏协调性，各自以自己的专业为主，存在重复建设，单独使用，实验室使用效率低

3.拟仿真实验室建设，没有提供全方位虚拟教学辅助功能。由于独立学院经费、教务管理和技术问题的制约，没有能力建立虚拟仿真实验室的综合管理中心，很难实现对仿真实验室的统一管理和整合教学资源，影响了实验室的使用功能。

4.缺乏专业的教师。虚拟仿真实验室教学中需要教师既要有丰富的理论知识又要有实际的操作经验，因为独立学院的教师大多数属于年轻的教师，所以在仿真案例教学和实际操作等方面的教学缺乏经验，可能出现严谨性不够合流于形式的问题。

三、独立学院虚拟仿真实验室改进的思考

1.加强对独立学院的高校经费投入。财政部、教育部应加强对独立学院的高校经费投入，同时应为独立学院适度提供更多的实验室项目，给独立学院的教务、科研、规划等职能部门有足够的资金从事教学改革的支出，有足够的经费进行虚拟仿真实验室的建设支出。

2.建设虚拟仿真实验中心，设立专门的部门管理。整合各个学院的虚拟仿真实验室的资源，由学校统一建设虚拟仿真实验中心，统一管理，实现“共建、共享、共A”，降低投入成本，提高使用效率和使用功能。

3.建设仿真实验教学管理和共享平台。借鉴其他学校的经验平台建设具体包括虚拟实验中心门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、数字化资源管理、师生互动交流和系统管理等子系统建设一个开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台，然后再陆续把相关虚拟实验课程的资源统一放到该平台来进行管理，从而面向各个学科的相关课程开展虚拟实验教学。

4.加强虚拟仿真实验室教师的培训。学校需提供各种专业理论和实训的机会和平台，帮助教师在后续的教育培训过程中不断更新教育观念，不断提高自身实作能力，不断发现和解决问题，不断变革教学方式，调整自己的教学方法，实现专业教学水平的提高。

参考文献：

[1]张红霞，杨渊，王向前. 高校经管类学科虚拟仿真实验教学中心的建设[J].《高教学刊》， 2015（18）.

[2]李虹. 经管类部级虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J]. 《实验室研究与探索》， 2016， 35（6）

虚拟实验教学论文篇12

1 医学实验教育的现状

（1）课时减少、教学质量难以保证：随着课改的进行，提倡减少上课时间以学生能动性学习为主，各门课的课时数都在减少，然而，在减少理论课课时的同时实验课的课时同样相应的减少，那么就面临着这样的问题：减少的实验课的内容得不到学习，或者内容不减但匆匆了事学得不精。

（2）医学实验涉及的内容大都难于理解，比较抽象，例如elisa、pcr等现代医学常用技术，学生都是从微观水平理解其原理以进行分析，而学生在实验课中操作及观察结果则是宏观水平，即使得到实验结果，却不能深刻体会其反应原理，对于实验意义、适用范围的理解更是不充分。

（3）现有的教学模式：现有的教学模式都是老师用有限的课时匆匆讲完所学的很多内容，上实验课时也是老师先讲解实验步骤，自己再一步一步做，与其说自己做实验不如说体会实验过程，学生在其中很少能够得到思考，只是机械地完成课程任务，这样的教学模式无法培养学生学习的主观能动性与创造性，更不会深刻理解教学内容从而学以致用。

（4）课堂实验开展的仅仅只是一部分有代表性、易操作、经济、常用的简单实验，对于那些需要昂贵仪器、比较耗时的实验大多并不开展。尤其是有些实验可能学生本身会很有兴趣，希望亲自感受而学校却并未开展的，这无疑对于学生的积极性会起到消极作用。

（5）实验课的资源紧张：无论在哪门实验课中同学们经常会被要求分组，从而多人共做一次实验，而开展的实验大都较为简单可以自己独立完成，而且有时好不容易可以共同做一次复杂实验，还因为资源紧张而被要求做教学实验，没有锻炼机会，这些都不利于学生动手能力的提高、对实验的理解。

（6）医学相关技术的发展与开展技术实验的落后：理论课上学生经常会了解一些先进的实验技术，充分学习常用的实验技术，可是在实验中我们往往面对的是过时淘汰的机器，甚至有的机器自己并没有上手调试的机会而仅仅是看，这样就会更加打消学生的积极性，久而久之也会使学生自身产生懒惰、依赖心理。

2 科研型研究生的需求

经过调查发现我校科研型研究生对医学实验教学方式改革的需求主要有下列几方面：（1）通过理论课可以让学生初步理解实验原理，了解其应用范围，然后通过实践中遇到的问题进行思考，确定自己解决相应问题的方法。（2）学生应该有独立动手的机会，可以体验实验中所要面临的各种问题，积累经验，即使出错也会找到原因进行纠正，这样才会不断的强化、深刻理解、从而可以应用自如。（3）无论是常规还是较先进的技术都可以得到锻炼，并且对于一些耗时较长、不需要观察过程的实验可以忽略其过程而较快的观察结果，省时省力。

3 虚拟实验室教学的重要性

3.1 虚拟实验室（virtual laboratory）的定义

虚拟实验室是由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。是由以计算机仿真技术为核心的虚拟实验和用于运行虚拟实验的网络结构等构成的实验室。其核心虚拟实验是指按照实验教学的基本要求，在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，以虚拟现实技术为基础，实验者可以像在真实的环境中一样运用各种虚拟实验器械和设备，对建立起来的实验模型进行实时仿真操作，完成各种预定的实验项目，所取得的学习或训练效果等值于甚至优于在真实环境中所取得的效果。虚拟实验的开展符合教学现代化的要求，有利于学生素质的提高。

3.2 虚拟实验室的优点

（1）多感知性：虚拟实验室运用虚拟现实技术，除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有人所具有的一切感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

（2）交互性：是指学生在虚拟实验室中用人类的自然技能实现对虚拟环境的操作。通过身体运动等自然技能，实现对环境中对象的操作；运用虚拟模拟技术计算机则根据学习者的身体运动等，来实时调整环境中相关对象的状态。这种交互性可以使医学院校在保证办学质量的前提下，大大降低办学成本。

（3）现实性：虚拟实验室通过虚拟现实技术可以最大限度地模拟实验，尽量创造其真实性，可以充分估计到学生操作过程中遇到的各种实际问题，例如，学生在操作过程中将试管放入离心机中，若未按要求放置，其可模拟出试管破坏，试剂损失的情景以提醒学生操作中应注意的相关基本问题。

（4）开放性：实验者可以自由地进入或退出虚拟实验室，具有良好的开放性。学生随时可以进行模拟实验，这成为他们预习与复习实验的好帮手。增加了学生的实验有效时数，提高了实验效率，对实现实验内容的远程教育起到了很大的推动作用。

虽然，虚拟实验室在各个方面都显现出优越性，但其也有自身的弊端。例如长期处于虚拟环境中难免会对现实生活中的实验缺乏实物感，不能预期突发状况；长期处于理想环境中对于提高学生的心理素质、积累经验同样产生影响；对于那些需要观察实验过程的实验也不能很好地体会。尽管如此，这些不足还是可以通过经常进入真正的实验室，切身感受实验过程而弥补。

4 结束语

实验是科学研究最重要的手段之一，科学的发展主要依赖实验的发展，虚拟实验室是一项非常好的教学方法，它是与许多相关学科领域交叉、集成的产物。虚拟实验快速、方便、简洁，比较真实地模拟了整个实验的过程, 学生不受时间和空间限制随时可以操作实验，为科研型研究生提供了生动、逼真的实验学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，可以极大地调动学生的学习积极性，突破实验教学的重点、难点，在培养科研型研究生的实际操作技能方面起到积极的作用并且可以接触现有条件不能开展的实验，将理论与实践很好地结合起来学习。建设医学虚拟实验室符合当前高校的发展方向，将为实验教学开辟新天地，应该被各高校广泛应用，以提高高校学生的素质。这个领域的应用潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的。

参考文献

[1]　王志荣,黄一虹.诊断学虚拟实验室的创意与建立.中国高等医学教育,2007.

[2]　陈源红,唐华英等.谈谈建设医学免疫学虚拟实验室的必要性.右江民族医学院学报,2011.