关于远程开放教育虚拟实验室建设的探讨

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1、关于远程开放教育虚拟实验室建设的探讨　　论文关键词：虚拟现实技术虚拟实验室远程开放教育　　论文摘要：目前，实践性教学是远程开放教育的薄弱环节，虚拟现实技术的出现和深入发展为我们解决这一难题提供了一种有效的途径。我们可以利用虚拟现实技术建设各种虚拟实验室，为学生提供生动、逼真的实验情境和方便、自然的实验手段，更好的帮助学生理解知识、加深记忆，为远程开放教育提高教学质量提供有效的技术支持。　　远程开放教育虚拟实验室是虚拟现实技术在教学领域的—个良好探索，是远程开放教育发展到新阶段所提出的技术需求，而且伴随似的环境，能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求。利用虚拟

2、现实技术开发建设的虚拟实验室允许人们访问和使用自己没有的设备资源，使处于不同地理位置的学习者可以同时对—个实验项目进行实验工作。　　2远程开放教育虚拟实验室建设的必要性　　远程开放教育的实践性教学是指学习者在远程开放学习过程中，按照教学计划的要求，确定学习目标，在教师的组织和指导下，完成的练习、实验、实习等一系列学习实践活动。其环节主要包括：课程的实践性教学环节，如课程作业、实验、实习(设计)等；集中实践性教学环节，如社会调查、各类实习(见习)以及毕业没计(论文)等。　　实践性教学在远程开放教育中占据着特殊重要的位置，然而在具体的远程教学过程中，实践性教学活动却

3、是—个难点，有许多因素制约着实践性教学活动的开展。例如，实验的近距离和集中性要求与远程教学的远距离和分散性教学模式的矛盾，现在使用的在线教学平台不能提供全面具体的实验环境，在职学生不能很好的参加学校组织的相对集中的实验教学等等。因此，怎样解决这些问题、克服这些矛盾，以更好的推进实践性教学活动的开展，自然就成为远程开放教育工面临的—个重要课蹶。　　利用虚拟现实技术设计开发的虚拟实验室在远程开放教育的实践性教学活动中可以解决以下几方面的问题。　　2.1学生可以不受空间和时间的限制来做课程实验。　　2.2虚拟实验室可以避免真实实验或操作所带来的各种危险。　　2.3虚拟

4、实验室可以节约教学成本，充分利用教学资源。　　3远程开放教育虚拟实验室建设的可行性　　3．1技术条件成熟，建设成本不高。在目前的技术条件下，远程开放教育虚拟实验室的系统多使用BSDA(Brop;Applica—tion)，即客户端有艮务器数据库应用程序结构，这种系统组成的虚拟实验室—般称为网络虚拟实验室。网络虚拟实验室由客户端、网页服务器端、应用服务器端以及实验仪器设备四部分组成。网页服务器主要作用是提供web接人服务、用户认证管理、开放式交互实验环境以及动态网页的生成；应用服务器主要作用是控制和管理实验仪器、采集和处理实验数据；数据库的主要作用则是配合用户帐户

5、的管理、动态网页的生成以及实验数据的存储和管理。这样的网络虚拟实验室的配套技术已经非常成熟，而且对系统的硬件要求不高，系统组成简单，建设成本低。　　3.2使用简便，对学习者的计算机操作水平要求不高。网络虚拟实验室能够向使用者提供—个在线参与、交互性的实验环境。利用3D技术和VR技术可实现虚拟现实对于沉浸性、交互性的要求。在实验内容上，考虑到设计成本与具体实验内容的选取，最终设计为简易型的虚拟现实技术，不需要特殊的头盔、数据手套等传感设备，用户只需用鼠标操作，操作简便。实验室实验的过程清晰明了，实验结束后获得相应的数据，能够进行分析和比皎并填写实验报告，完全满足不

6、同层次学习者的实验要求。　　3.3实验内容完备，对学习者的实验环节进行有效管理。网络虚拟包括了实验预习、实验要求、实验步骤、实验内容、实验帮助、实验测试等教学部分，按照模块化设计的原则，网络虚拟实验室系统分为注册与登录漠块、用户管理模块、成绩管理模块、测试模块、公共信息模块和进入实验子模块等，功能划分清晰，但又互相联系影响，保证学习者正确使用虚拟实验室，完成课程实验。　　4远程开放教育虚拟实验室建设的一般方法　　远程开放教育虚拟实验室是以网络为载体的虚拟实验室，网络技术已相当成熟，所以远程开放教育虚拟实验室建设实际上就是虚拟实验室的建设。虚拟实验建设的关键是采用

7、计算机仿真技术来构建实验模型，设计出用于实验的虚拟仪器设备、实验流程、实验元器件或构件库、实验效果仿真等。　　41选择合适的仿真开发工具。从对虚拟实验的要求看，仿真工具必须具有与多媒体相结合的功能，也就是做实验的人员，做实验时是在多媒体下进行实验操作，然后将操作所产生的信息输给后台的仿真系统进行实时仿真，然后再实时地将仿真的结果回放到前台的多媒体，通过多媒体的形式输出。目前的仿真软f牛彳艮多，有EASY-T、VT-I』NK3．3、SPentor、Matrix、Matlab、prote199、labvieuhiGen等，建立虚拟实验时，应根据具体需隶选用合适的仿真

8、开发工具。比如，开发电子