高校虚拟实验室建设的研究

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1、高校虚拟实验室建设的研究：针对高新实验建设受场地与资金的影响，实验仪器维护和实验保障等方面，提出虚拟实验室建设办法，提出更为经济，更有效率的建设模式，为虚拟实验教学思路和方法提供一定的参考。　　关键词：虚拟实验室实验建设实验教学　　：TP391：A：1007-9416(2011)11-0119-02　　　　21世纪是信息和知识经济时代,实验教育的任务是培养具有创新精神和能力的高素质人才。随着电子技术高速发展,新器件、新电路不断涌现，普通实验室的更新速度无法跟上技术的发展。而虚拟实验室是一种基于Web技术、虚拟仿真技术构建的开放式X络化的虚拟实验教学

2、系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。虚拟实验台与真实实验台类似，可供学生自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备。教师利用虚拟器材库中的器材自由搭建任意合理的典型实验，或实验案例，这一点是虚拟实验室有别于一般实验教学课件的重要特征。　　1、虚拟实验室应用与技术概况　　在国内教育领域,尤其在许多高校,虚拟实验技术的应用越来越受到人们的重视,并已在科学研究、虚拟实验教学、教育娱乐等方面发挥着重要作用。(1)虚拟实验技术运用于实验

3、教学：由于虚拟实验技术的特点,它应用在理工科的教学中大有作为,目前国内的多数高校都根据自身教学需求建立了虚拟实验室,虚拟实验室成为强化实验室建设、改革实验教学手段的一个重要发展方向；(2)虚拟实验技术应用于校园模拟和仿真，国内一些高校开始逐步推广和使用虚拟校园模式,但是以实现浏览功能为主。随着X络教育的深入,基于教学、教务、校园生活的三维可视化虚拟校园呼之欲出；(3)目前许多高校根据需求建立了虚拟实验室,努力应用这种先进的实验工具辅助科学研究，如中国科技大学的物理仿真实验软件，广播电视大学物理虚拟实验，浙江大学的虚拟化学实验，同济大学建筑学院的建筑

4、景观、结构仿真的虚拟实验室等。　　现在比较成熟的虚拟实验技术标准特点是：　　(1)系统结构为3层B／S结构，由客户端、X络服务器和数据库服务器组成。B／S结构简化了客户端软件，只须安装Web浏览器作为客户端的运行平台，采用该结构实现的共享虚拟环境比较稳定和健壮，可扩展性较好．系统版本的升级及维护均在L与Java间的通信是基于SAI。　　2、虚拟实验建设的模式　　2.1专业性的虚拟实验室　　这类虚拟实验室往往是根据教学量大或基础性的课程来建设的，形成的专门的虚拟实验教学实验室；学生在这类虚拟实验室中的实验任务较为简单，大多是验证性实验；但在建设这类虚

5、拟实验室时，需要投入的资金较大，也需要有完整的X络系统来支持，同时日常虚拟实验系统的日常管理与维护量也较大。但与投入相比，这类虚拟实验室对学生基础技能的培养有着很大的帮助，同时它的低易耗性使实验教学能规模展开。它的系统结构如下：　　2.2虛实混合实验室　　为弥补虚拟实验存在的不足，部分高校或研究所根据不同实验的特点，建设了虚实混合的实验室，这类实验室除了满足日常的验证性实验外，还增加了少量与之对应的实物仪器，使学生在虚拟实验操作过程或结束后，可以感受或体验下真实实验环境下的实验操作效果；同时这类实验室对于学生从验证性实验过渡到综合性、设计性实验起着

6、过渡的作用，让学生从虚转到实的操作过程中有个过渡或缓冲的阶段，而且在虚与实结合的实验中，能让学生达到更好的学习效率。它的系统结构如下：　　2.3X络版虚拟实验室　　X络版虚拟实验室指的是虚拟整个实验室，然后把其挂到校园X或外X上，供学生们在任何地点，不受时间限制地虚拟实验，它能提供实验的受益面。X络版的虚拟实验室在高校内已建设了许多年了，X络版的虚拟实验室大多应用于基础性的学科上；如：大学物理，是目前应用于X络虚拟实验最多的课程。中科大奥锐就是其中的代表，它把大学物理中最基础的验证性实验全部实现了X络虚拟，让学生可以随时随地进行虚拟实验的预习与准备

7、，这为接下来的真实操作打了了扎实的基础，避免了实验设备过多地损耗。但这类虚拟实验室对学校的X络与虚拟实验室的计算机系统有着很高的要求，并且这类系统需要日常管理与维护的工作人员。它的技术模型如下：　　3、虚拟实验室建设的问题与建议　　虚拟实验室作为一个专业的完整系统，在选择建设时，应该结合自己的实际情况，如可投入的预算、未来使用虚拟实验系统的人群素质、场地等因素来选择相关的虚拟实验室建设方案；目前国内的虚拟实验室大多存在着：大、多、贵，具体为：　　(1)即重建设，要把虚拟实验室做大，而不顾当前的实际使用情况；　　(2)在购买相关虚拟实验时，只考虑着越

8、多越好，无法有针对性地选择虚拟实验项目，毕竟有些实验可以实物操作，而无需虚拟；　　(3)忽视管理与后期的升级服务等，许多高